CN113098352A

CN113098352A - 电动机控制装置

Info

Publication number: CN113098352A
Application number: CN202110483086.8A
Authority: CN
Inventors: 堀田征史; 广野大辅
Original assignee: Sanden Automotive Conponents Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2021-07-09
Also published as: US10778129B2; US20200204098A1; CN108370231B; WO2017130842A9; CN108370231A; JP6633399B2; JP2017135855A; DE112017000529T5; WO2017130842A1; DE112017000529B4

Abstract

抑制电流波高值的脉动来减少相电流的最大值。解决方案在电动机控制装置10中，电压相位检测部126基于由目标d轴电流设定部118设定的目标d轴电流Idt与由转子位置检测部110检测出的实际的d轴电流Id的偏差ΔId以及从由转子位置检测部110检测出的转子位置θm检测出的实际的旋转速度ω，设定向电动机施加的施加电压的电压相位θvt。在此，校正量运算部122从由转子位置检测部110检测出的转子位置θm判断转子是否旋转了机械角1个周期的量，并且，按照机械角每1个周期运算将目标d轴电流Idt与实际的d轴电流Id的偏差平均化后的平均值来作为校正量H，第二加减法运算部120使用校正量H来校正目标d轴电流Idt。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及对电动机的驱动进行控制的电动机控制装置，特别是涉及由矢量控制控制的电动机的控制装置。

背景技术

作为以往的电动机控制装置，已知有基于目标d轴电流与实际检测出的d轴电流的偏差来进行电流反馈控制的装置（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-170249号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，在进行电流反馈控制中例如当在由电动机驱动对象的压缩机进行的制冷剂的吐出中发生脉动等在电动机中发生负载变动时，与未发生负载变动的情况相比较，各相电流的电流波高值也引起脉动，相电流的最大值上升，因此，存在以下的可能性：不仅电动机效率降低，而且对逆变器等在电上造成不优选的影响。

因此，本发明的目的在于，鉴于以上那样的以往的问题点，提供一种在各相电流的电流波高值抑制脉动的电动机控制装置。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，在本发明的第一方式中，其特征在于，检测电动机的相电流来设定目标d轴电流，根据检测出的相电流来检测实际的d轴电流，基于设定的目标d轴电流与检测出的实际的d轴电流的偏差来设定向电动机施加的施加电压，将以上的情况作为前提的电动机控制装置按照每个规定期间运算将目标d轴电流与实际的d轴电流的偏差的绝对值平均化后的平均值，按次序，基于平均值来校正目标d轴电流。

此外，在本发明的第二方式中，检测电动机的相电流来设定目标d轴电流，根据检测出的相电流来检测实际的d轴电流，基于设定的目标d轴电流与检测出的实际的d轴电流的偏差来设定向电动机施加的施加电压，将以上的情况作为前提的电动机控制装置对电流波高值进行检测，对旋转速度进行检测，选定预先与电流波高值和旋转速度相关联地存储的目标d轴电流的校正量之中的、与检测出的电流波高值和旋转速度对应的校正量，基于选定的校正量来校正目标d轴电流。

发明效果

根据本发明的电动机控制装置，能够抑制电流波高值的脉动，减少相电流的最大值。

附图说明

图1是示出第一实施方式的电动机控制装置的应用例的结构图。

图2是示出该实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

图3是示出该实施方式中的相电流的理想波形的说明图。

图4是示出该实施方式中的感应电压的理想波形的说明图。

图5是该实施方式中的电动机矢量图。

图6是该实施方式中的电压相位检测部的功能框图。

图7是示出该实施方式的电动机控制装置的效果的相电流波形图，（a）为校正前，（b）为校正后。

图8是示出该实施方式中的第一运算方法的流程图。

图9是示出该实施方式中的第二运算方法的流程图。

图10是示出该实施方式中的第三运算方法的流程图。

图11是示出该实施方式中的第四运算方法的流程图。

图12是示出该实施方式中的第五运算方法的流程图。

图13是示出第二实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

图14是示出第三实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

图15是示出第四实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

具体实施方式

以下，参照添附的附图来对用于实施本发明的实施方式详细地进行叙述。

[第一实施方式]

图1是示出本发明的第一实施方式的电动机控制装置的一个例子的图。

电动机控制装置10具备无传感器（sensorless）地检测电动机12的旋转的转子的位置的功能，对将来自直流电源14的电力向电动机12供给的逆变器16进行控制。例如为了驱动对车辆用空调装置的制冷循环中的制冷剂进行压缩的压缩机（图示省略）等各种机械负载而使用电动机12的轴输出。

电动机12为3相无刷电动机，具有：包含U相的线圈C_U、V相的线圈C_V和W相的线圈C_W这3相的线圈的未图示的定子、以及包含永久磁铁的未图示的转子。U相线圈C_U、V相线圈C_V和W相的线圈C_W的各自的一端在中性点N电连接而结线成星状。再有，即使为3相的线圈被结线成德尔塔（delta）状后的定子，也能够应用电动机控制装置10。

在逆变器16中，关于U相、V相和W相的各相，在直流电源14的高电位侧与低电位侧之间以串联连接的方式设置有逆并联连接有二极管D的2个开关元件。关于U相而设置有上臂侧的开关元件U⁺和下臂侧的开关元件U^-，关于V相而设置有上臂侧的开关元件V⁺和下臂侧的开关元件V^-，关于W相而设置有上臂侧的开关元件W⁺和下臂侧的开关元件W^-。关于开关元件U⁺、U^-、V⁺、V^-、W⁺、W^-，通过向其控制端子输入从电动机控制装置10输出的PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）信号而驱动，按照其，U相的线圈Cu、V相的线圈Cv和W相的线圈Cw这3相的线圈由正弦波通电（180度通电）控制。再有，作为开关元件，在本实施方式中使用IGBT，但是，并不限于此，也能够使用MOSFET、双极晶体管等晶体管、GTO。

关于一端被中性点N连接的U相的线圈Cu、V相的线圈Cv和W相的线圈Cw的各另一端，U相的线圈Cu连接于U相的上臂侧的开关元件U⁺和下臂侧的开关元件U^-之间，V相的线圈Cv连接于V相的上臂侧的开关元件V⁺和下臂侧的开关元件V^-之间，W相的线圈Cw连接于W相的上臂侧的开关元件W⁺和下臂侧的开关元件W^-之间。

逆变器16具备用于对在电动机12的各相中流动的相电流进行检测的3个分流（shunt）电阻Ru、Rv、Rw。分流电阻Ru介于下臂侧的开关元件U^-与直流电源14的低电位侧之间，分流电阻Rv介于下臂侧的开关元件V^-与直流电源14的低电位侧之间，分流电阻Rw介于下臂侧的开关元件W^-与直流电源14的低电位侧之间。再有，作为对在电动机12的各相中流动的相电流进行检测的单元，并不限于分流电阻，能够使用各种电流传感器代用。此外，包含分流电阻的电流传感器的数量只要至少有2个即可。例如，在逆变器16具备2个分流电阻Ru和Rv的情况下，只要使用分流电阻Ru检测U相的相电流Iu，使用分流电阻Rv检测V相的相电流Iv，则能够以Iw=-Iu-Iv的式子运算W相的相电流Iw。

电动机控制装置10输入：由于分流电阻Ru、Rv、Rw而分别电压下降的下降电压ΔV_Ru、ΔV_Rv、ΔV_Rw的3个信号、针对3相线圈Cu、Cv、Cw的各个的施加电压Vu、Vv、Vw的信号、直流电源的电源电压Vin的信号、以及从外部装置对电动机2的目标旋转速度ωt的指示信号，基于这些输入信号，对逆变器16的开关元件U⁺、U^-、V⁺、V^-、W⁺、W^-输出PWM信号。电动机控制装置10图示省略，但是，内置计算机或RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）、ROM（ReadOnly Memory，只读存储器）等存储单元，假设电动机控制装置10中的后述的各功能由读入预先存储的程序进行工作的计算机执行来进行说明。但是，并不限于此，也能够利用硬件的结构实现各功能的一部分或全部。

图2是示出电动机控制装置10的一个例子的功能框图。

电动机控制装置10具备：相电流检测部102、施加电压检测部104、电流波高值和电流电角（Ip·θi）检测部106、感应电压波高值和感应电压电角（Ep·θe）检测部108、转子位置检测部110、旋转速度检测部112、第一加减法运算部114、电压波高值检测部116、目标d轴电流设定部118、第二加减法运算部120、校正量运算部122、第三加减法运算部124、电压相位检测部126、相电压设定部128、PWM信号设定部130。

相电流检测部102形成以下的电流检测单元：通过对由于3个分流电阻Ru、Rv、Rw而分别电压下降的下降电压ΔV_Ru、ΔV_Rv、ΔV_Rw进行测定来分别检测在U相的线圈Cu中流动的U相电流Iu、在V相的线圈Cv中流动的V相电流Iv、在W相的线圈Cw中流动的W相电流Iw。

施加电压检测部104检测从U相的上臂侧的开关元件U⁺向U相的线圈Cu施加的U相施加电压Vu、从V相的上臂侧的开关元件V⁺向V相的线圈Cv施加的V相施加电压Vv、以及从W相的上臂侧的开关元件W⁺向W相的线圈Cw施加的W相施加电压Vw。

Ip·θi检测部106（电流波高值检测单元）基于由相电流检测部102检测出的各相电流Iu、Iv、Iw的值，检测电流波高值Ip和电流电角θi。其检测方法如下述那样。再有，在日本特开2011-10438号公报（以下，称为“参考文献1”）中详细地说明该检测方法。

如图3的相电流波形图所示那样，在进行正弦波通电（180度通电）时的各相的电流Iu、Iv、Iw与电流波高值Ip和电流电角θi之间，

的关系式成立。基于由相电流检测部102检测出的相电流Iu、Iv、Iw的值，利用式1~式3运算电流波高值Ip和电流电角θi，对其进行检测。

Ep·θe检测部108基于由相电流检测部102检测出的相电流Iu、Iv、Iw的值和由施加电压检测部104检测出的各相的施加电压Vu、Vv、Vw的值，检测感应电压波高值Ep和感应电压电角θe。

如图4的感应电压波形图所示那样，在进行正弦波通电时的各相的感应电压Eu、Ev、Ew与感应电压波高值Ep和感应电压电角θe之间，

的关系式成立。

另一方面，当假设在施加电压Vu、Vv、Vw、相电流Iu、Iv、Iw与感应电压Eu、Ev、Ew之间U相线圈Cu、V相线圈Cv和W相线圈Cw的各电阻为已知的常数Rcu、Rcv、Rcw时，

的关系式成立。

Ep·θe检测部108基于由相电流检测部102检测出的相电流Iu、Iv、Iw的值和由施加电压检测部104检测出的各相的施加电压Vu、Vv、Vw的值，根据式7~式9，运算U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew。然后，基于运算出的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev和W相感应电压Ew的值，利用式4~式6运算感应电压波高值Ep和感应电压电角θe，对其进行检测。

转子位置检测部110基于由Ip·θi检测部106检测出的电流波高值Ip和电流电角θi以及由Ep·θe检测部108检测出的感应电压波高值Ep和感应电压电角θe，对转子位置θm进行检测。即，使用将电流电角θi和电流相位β包含为变量的转子位置计算式或将感应电压电角θe和感应电压相位γ包含为变量的转子位置计算式，检测电动机12的转子位置θm。电流相位β或感应电压相位γ由[电流波高值Ip]、[感应电压波高值Ep]和[感应电压电角θe-电流电角θi]之中的至少2个要素预先规定（细节参照参考文献1）。

以下，作为一个例子，说明以下的方法：利用将电流电角θi以及由[电流波高值Ip]和[感应电压电角θe-电流电角θi]这2个要素规定的电流相位β作为变量的转子位置计算式来检测转子位置θm。在该方法中，转子位置计算式由以下的式子表示。

。

通过参照与[电流波高值Ip]和[感应电压电角θe-电流电角θi]这2个要素相关联地预先存储在ROM等中的电流相位β的数据表来选定式10中的电流相位β。如以下那样制作该电流相位β的数据表。

关于电流相位β的数据表制作，图5所示的是电动机12的转子进行旋转时的电动机矢量图，使用矢量将施加电压V（Vu、Vv、Vw）、电流I（Iu、Iv、Iw）和感应电压E（Eu、Ev、Ew）的关系表示为dq坐标。在dq坐标中，将与电动机12的转子同步地旋转的磁场方向作为d轴，并且，将与该d轴正交的转矩（torque）生成方向作为q轴。在图中，符号Ed为感应电压E的d轴分量，符号Eq为感应电压的q轴分量，符号Id为电流I的d轴分量，符号Iq为电流I的q轴分量，符号Vd为施加电压V的d轴分量，符号Iq为施加电压V的q轴分量。此外，符号α表示将q轴作为基准的电压相位，符号β表示将q轴作为基准的电流相位，符号γ表示将q轴作为基准的感应电压相位。进而，图中的符号Ψa表示转子的永久磁铁的磁通量，符号Ld表示d轴电感，符号Lq表示q轴电感，符号R表示定子的线圈Cu、Cv、Cw的电阻值，符号Ψ表示转子的综合交链磁通量。

从该电动机矢量图出发，当将转子的旋转速度设为ω时，

这样的关系式成立，当使用由Ed=Vd-Id×R、Eq=Vq-Iq×R表示的感应电压E的d轴分量Ed和q轴分量Eq时，

这样的关系式成立。

将像这样在图5的电动机矢量图下式11和式12成立作为前提，制作数据表。即，一边使电动机矢量图所示的电流相位β和电流I分别在规定范围内阶段性地增加，一边保存〔感应电压相位γ-电流相位β〕为规定值时的电流相位β，制作将相当于〔电流I〕的[电流波高值Ip]和相当于〔感应电压相位γ-电流相位β〕的[感应电压电角θe-电流电角θi]作为要素而规定的电流相位β的数据表。

转子位置检测部110通过基于由Ip·θi检测部106检测出的电流波高值Ip和电流电角θi并且参照电流相位β的数据表来选定电流相位β，将选定的电流相位β和电流电角θi代入到式10中，由此，检测转子位置θm。

此外，转子位置检测部110形成在转子位置θm之外还基于电流波高值Ip和电流相位β来检测实际的d轴电流（估计值，以下同样）Id的d轴电流检测单元。具体地，运算以下的式13来检测实际的d轴电流Id。

。

旋转速度检测部112基于由转子位置检测部110检测出的转子位置θm，利用dθm/dt运算实际的旋转速度（以下为“实际旋转速度”）ω。例如，旋转速度检测部112从由转子位置检测部110检测出的最新的转子位置θm（n）减去在1个周期前的运算中检测出的转子位置θm（n-1）来求取转子位置变化量Δθm，对该转子位置变化量Δθm除以1个周期的量的运算周期Δt后的值（Δθm/Δt）施加规定的滤波，能够运算实际旋转速度ω。

由旋转速度检测部112（旋转速度检测单元）检测出的实际旋转速度ω被送出到第一加减法运算部114，以便被反馈到对电动机控制装置10指示的电动机12的目标旋转速度ωt，在第一加减法运算部114中运算目标旋转速度ωt与实际旋转速度ω的旋转速度偏差Δω。

电压波高值检测部116基于由第一加减法运算部114运算的旋转速度偏差Δω，对利用P控制或PI控制等处理向电动机12施加的电压的电压波高值Vpt进行检测。

目标d轴电流设定部118形成以下的目标d轴电流设定单元：对目标d轴电流Idt进行设定，以使通过例如称为最大转矩电流控制的电流矢量控制使针对相电流的电动机12的产生转矩为最大。具体地，基于由Ip·θi检测部106检测出的相电流波高值Ip和由旋转速度检测部112检测出的实际旋转速度ω，参照预先在ROM等中存储的目标d轴电流Idt的数据表，由此，设定目标d轴电流Idt。

在此使用的目标d轴电流Idt的数据表将[电流波高值Ip]作为参数来规定目标d轴电流Idt。将在图5的电动机矢量图下式11和式12成立并且通过最大转矩电流控制的电流矢量控制使针对相电流的电动机12的产生转矩为最大作为前提进行目标d轴电流Idt的数据表的制作。在这样的前提之下，一边使前述电动机矢量图所示的电流相位β和电流I分别在规定范围内阶段性地增加一边保存由电流相位β和电流I构成的电流矢量的轨迹，制作将相当于〔电流I〕的[电流波高值Ip]和〔旋转速度ω〕规定为参数的目标d轴电流Idt的数据表。

具体地，目标d轴电流Idt由将电流波高值Ip、旋转速度ω和系数a作为参数的、

这样的关系式运算。

由目标d轴电流设定部118设定的目标d轴电流Idt在第二加减法运算部120中被由校正量运算部122运算出的校正量H相减而被校正为校正目标d轴电流Idt*。然后，为了使由转子位置检测部110检测出的实际的d轴电流Id反馈到校正目标d轴电流Idt*，在第三加减法运算部124中，运算校正目标d轴电流Idt*与实际的d轴电流Id的偏差即d轴电流偏差ΔId。

再有，对校正量运算部122中的校正量H的运算在后面进行叙述。

电压相位检测部126形成以下的施加电压检测单元：基于由旋转速度检测部112检测出的实际旋转速度ω和由第三加减法运算部124运算出的d轴电流偏差ΔId，对向电动机12施加的电压的电压相位θvt进行检测。在图6中示出电压相位检测部126的功能框图。

在电压相位检测部126中，在φ变化量存储部201中作为电动机参数之一而存储有d轴电流Id变化1A（安培）时的交链磁通量φ的单位变化量Δφ/A[%]，在第一乘法运算部202中，将在φ变化量存储部201中存储的单位变化量Δφ/A与由第三加减法运算部124运算出的d轴电流偏差ΔId相乘，由此，运算与d轴电流偏差ΔId对应的交链磁通量变化量Δφ。将运算出的交链磁通量变化量Δφ在第二乘法运算部203中与实际旋转速度ω和1个周期的量的运算周期Δt相乘来运算变化角度Δθv（=Δφ×ω×Δt）。加法运算部204将在第三乘法运算部205中对实际旋转速度ω乘上1个周期的量的运算周期Δt后的ω×Δt、由第二乘法运算部203运算出的变化角度Δθv、以及在1个周期前的运算周期运算出的变化角度Δθv（-1）相加，运算电压相位θvt。因此，电压相位θvt由以下的式15求取。

。

相电压设定部128基于由电压波高值检测部116检测出的电压波高值Vpt和由电压相位检测部126检测出的电压相位θvt，设定向电动机12的U相线圈Cu施加的U相施加设定电压Vut、向V相线圈Cv施加的V相施加设定电压Vvt、以及向W相线圈Cw施加的W相施加设定电压Vwt。

PWM信号设定部130基于直流电源的电源电压Vin、U相施加设定电压Vut、V相施加设定电压Vvt和W相施加设定电压Vwt，设定工作状态（duty），所述工作状态对向逆变器16的开关元件U⁺、U^-、V⁺、V^-、W⁺、W^-输出的PWM信号[PWM（U⁺）、PWM（U^-）、PWM（V⁺）、PWM（V^-）、PWM（W⁺）、PWM（W^-）]中的接通和关断的比率进行规定。由此，通过正弦波通电（180度通电）控制U相的线圈Cu、V相的线圈Cv和W相的线圈Cw这3相的线圈，以目标旋转速度ωt运转电动机12。

在此，校正量运算部122基于由目标d轴电流设定部118设定的目标d轴电流Idt以及由转子位置检测部110检测出的实际的d轴电流Id和转子位置θm，运算校正量H。因此，校正量运算部122和第二加减法运算部120形成利用校正量H将由目标d轴电流设定部118设定的目标d轴电流Idt校正为校正目标d轴电流Idt*的校正单元。

像这样在校正量运算部122中使用校正量H对目标d轴电流Idt进行校正是如下的理由。即，例如，当在由作为电动机12的驱动对象的压缩机进行的制冷剂的吐出中发生脉动等在电动机12中发生负载变动时，与未发生负载变动的情况相比较，如图7（a）所示那样，作为相电流Iu、Iv、Iw的峰值的电流波高值Ip进行脉动，作为电流波高值Ip的最大值的最大电流波高值Ipmax也增大，因此，存在以下的可能性：不仅电动机12的电动机效率降低，而且对逆变器16或外部装置等在电上造成不优选的影响。因此，基于将在规定期间的目标d轴电流Idt与实际的d轴电流Id的偏差的绝对值平均化后的平均值，运算目标d轴电流Idt的校正量H，利用该校正量H校正目标d轴电流Id，由此，如图7（b）所示那样抑制电流波高值Ip的脉动，减少最大电流波高值Ipmax。

图8~图12示出在校正量运算部122中重复执行的校正量H的运算处理，分别示出了不同的5个运算方法。

[校正量H的第一运算方法]

在校正量H的第一运算方法中，使将在机械角1个周期的目标d轴电流Idt与实际的d轴电流Id的偏差的绝对值平均化后的平均值即绝对平均值AVE为在下一个机械角1个周期设定的目标d轴电流Idt的校正量H。

图8是示出校正量H的第一运算方法的一个例子的流程图。再有，校正量H被初始设定为0。

在步骤S101（在图中略记为“S101”。以下同样。）中，在机械角1个周期，将表示在后述的步骤S102中存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id时的运算周期Δ的号码的周期号码n（n=1、2、3、…）设定为1。

在步骤S102中，在机械角1个周期按照每个运算周期Δt将实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt存储在RAM等存储单元中。实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt为与周期号码n相关联地存储的[Idt（n）、Id（n）]。

在步骤S103中，在执行前述的步骤S101之后判定电动机12的转子是否旋转了机械角1个周期的量即2π[rad]。例如，能够通过在转子位置检测部110中检测出的转子位置θm是否变化了2π[rad]来判定。

在步骤S103中判定为电动机12的转子旋转了机械角1个周期的量的情况下，为了运算校正量H，向步骤S105前进（是），另一方面，在判定为电动机12的转子未旋转机械角1个周期的量的情况下，为了取得在下一个运算周期Δt的实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt，向步骤S104前进（否），将当前的周期号码n增加1。

在步骤S105中，运算绝对平均值AVE。

具体地，基于在前述的步骤S102中与周期号码n相关联地存储的机械角1个周期的量的实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt，按照每个周期号码n运算偏差的绝对值|Idt-Id|，将这些机械角1个周期的量的偏差的绝对值合计。然后，该合计值除以在前述的步骤S103中判定为转子旋转了机械角1个周期的量时的最新的周期号码n的值，由此，运算绝对平均值AVE。

在步骤S106中，使在前述的步骤S105中运算出的绝对平均值AVE为校正量H，保持该校正量H直到转子旋转下一个机械角1个周期的量（或者，直到接着在步骤S105中运算校正量H）。

[校正量H的第二运算方法]

接着，在校正量H的第二运算方法中，与第一运算方法同样地，使将在机械角1个周期的目标d轴电流Idt与实际的d轴电流Id的偏差的绝对值平均化后的平均值即绝对平均值AVE为在下一个机械角1个周期设定的目标d轴电流Idt的校正量H，但是，在以下这样的方面不同：在估计为实际的d轴电流Id成为峰值的定时存储（采样（sampling））用于偏差的绝对值的计算的实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt。由此，根据实际的电流波高值Ip的变动，能更正确地进行目标d轴电流Idt的校正。

图9是示出校正量H的第二运算方法的一个例子的流程图。示出第二运算方法的一个例子的图9的流程图中的步骤S201~步骤S206分别与示出第一运算方法的一个例子的图8的流程图中的步骤S101~步骤S106对应，但是，在步骤S201与步骤S202之间追加了步骤S201A。

在步骤S201的执行后，在步骤S201A中，判定由转子位置检测部110检测出的实际的d轴电流Id是否为峰值（包含其附近值）。例如，在判定为实际的d轴电流Id从增加转变为减少的情况下或在实际的d轴电流Id从减少转变为增加的情况下，估计为实际的d轴电流Id成为峰值也可。

在步骤S201A中判定为实际的d轴电流Id为峰值的情况下，为了将目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id存储在RAM等中，向步骤S202前进（是），另一方面，在判定为实际的d轴电流Id不为峰值的情况下，重复本步骤（否）。

在步骤S202的执行后，在步骤S203中判定为转子未旋转机械角1个周期的量的情况下，向步骤S204前进（否），之后，为了在估计为实际的d轴电流Id为峰值的下一个定时存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id，返回到步骤S201A。在步骤S203中判定为转子旋转了机械角1个周期的量的情况下，向步骤S205前进（是），与步骤S105同样地运算绝对平均值AVE。在步骤S206中，将绝对平均值AVE设定为在下一个机械角1个周期的目标d轴电流Idt的校正量H。

[校正量H的第三运算方法]

接着，在校正量H的第三运算方法中，使基于在与实际旋转速度ω对应的规定时间T（ω）的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id的绝对平均值AVE为在下一个规定时间T（ω）设定的目标d轴电流Idt的校正量H。总之，当将第一运算方法与第三运算方法比较时，在以下的方面不同：设定为校正量H的绝对平均值AVE的运算在第一运算方法中针对在机械角1个周期中存储的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id进行，相对于此，在第三运算方法中针对在规定时间T（ω）中存储的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id进行。

图10是示出校正量H的第三运算方法的一个例子的流程图。

当将示出第三运算方法的一个例子的图10的流程图与示出第一运算方法的一个例子的图8的流程图比较时，在以下的方面不同：在步骤S101与步骤S102之间追加了步骤S301A，步骤S103被变更为步骤S303A的处理内容。

在步骤S301的执行后，在步骤S301A中将时刻t初始设定为0，在步骤S302中存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id之后，在步骤S303A中，判定时刻t是否到达规定时间T（ω）。

规定时间T（ω）如前述那样为根据实际旋转速度ω设定的时间，例如被设定为随着实际旋转速度ω变高而变短，另一方面，随着实际旋转速度ω变低而变长。当实际旋转速度ω变高时电流波高值Ip进行脉动的脉动周期变短，另一方面，当实际旋转速度ω变低时电流波高值Ip的脉冲周期变长，但是，这是因为：只要至少针对脉动周期的1个周期的量运算绝对平均值AVE，则能够正确地运算与电流波高值Ip的变动对应的目标d轴电流Idt的校正量H。再有，代替根据实际旋转速度ω设定的规定时间T（ω），也可以为根据目标旋转速度ωt设定的规定时间T（ωt）。

在步骤S303A中判定为时刻t未到达规定时间T（ω）的情况下，向步骤S304前进（否），之后，返回到步骤S302。在步骤S303A中判定为时刻t到达了规定时间T（ω）的情况下，向步骤S305前进（是），与步骤S105同样地运算绝对平均值AVE。在步骤S306中将绝对平均值AVE设定为在下一个规定时间T（ω）的目标d轴电流Idt的校正量H。

[校正量H的第四运算方法]

接着，在校正量H的第四运算方法中，与第三运算方法同样地按照每个规定时间T（ω）进行设定为校正量H的绝对平均值AVE的运算，但是，在以下的方面不同：在估计为实际的d轴电流Id成为峰值的定时存储（采样）用于偏差的绝对值的计算的实际的d轴电流Id和目标d轴电流Idt。由此，与第二运算方法同样地，根据实际的电流波高值Ip的变动，能更正确地进行目标d轴电流Idt的校正。

图11是示出校正量H的第四运算方法的一个例子的流程图。

示出第四运算方法的一个例子的图11的流程图中的步骤S401~步骤S406分别与示出第三运算方法的一个例子的图10的流程图中的步骤S301~步骤S306对应，但是，在步骤S301A与步骤S302之间追加了步骤S401B的方面不同。步骤S401B进行与第二运算方法中的步骤S201A同样的处理，因此，省略说明。

在步骤S402的执行后，在步骤S403A中判定为时刻t未到达规定时间T（ω）的情况下，向步骤S404前进（否），之后，返回到步骤S401B。在步骤S403A中判定为时刻t到达了规定时间T（ω）的情况下，向步骤S405前进（是），与步骤S305同样地运算绝对平均值AVE。在步骤S406中，将绝对平均值AVE设定为在下一个规定时间T（ω）的目标d轴电流Idt的校正量H。

[校正量H的第五运算方法]

接着，在校正量H的第五运算方法中，每当在各运算周期Δt新存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id时，进行使用最近的采样数目N₀的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id运算绝对平均值AVEm的移动平均，使该绝对平均值AVEm为目标d轴电流Idt的校正量H。由此，即使在实际旋转速度ω发生变化的过渡状态下，也根据实际的电流波高值Ip的变动来能更正确地进行目标d轴电流Idt的校正。

图12是示出校正量H的第五运算方法的一个例子的流程图。

步骤S501~步骤S505为用于在开始本运算处理之后最初运算绝对平均值AVEm的处理。

在步骤S501中将周期号码n初始设定为1之后，在步骤S502中开始本运算处理之后按照每个运算周期Δt存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id，在步骤S503中判定在前述的步骤S502中存储的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id是否有与移动平均的采样数目N₀相等的N₀周期的量。在步骤S503中判定为存储有N₀周期的量的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id的情况下向步骤S505前进（是），另一方面，在判定为未存储有N₀周期的量的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id的情况下向步骤S504前进（否），在下一个运算周期Δt进一步存储目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id（步骤S502）。然后，在步骤S505中，将表示从下一个步骤S506开始的移动平均的运算周期Δt的周期号码m初始设定为1。

在步骤S506中，针对按照每个运算周期Δt存储的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id之中的最近的N₀周期的量的电流，运算绝对平均值AVEm。采样数目N₀能够根据实际旋转速度ω或目标旋转速度ωt进行变化。例如，随着实际旋转速度ω或目标旋转速度ωt变高，能够产生的电流波高值Ip的脉动周期也变短，因此，使采样数目N₀变小，另一方面，随着实际旋转速度ω或目标旋转速度ωt变低，能够产生的电流波高值Ip的脉动周期也变长，因此，使采样数目N₀变大。其他的具体的运算内容与步骤S105、步骤S205、步骤S305和步骤S405同样。然后，在步骤S507中，将在前述的步骤S506中运算出的绝对平均值AVEm设定为校正量H。

在步骤S508和步骤S509中，在接着在步骤S506中运算绝对平均值AVEm时，将周期号码m增加1，排除当前存储的最近的N₀周期的量的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id之中的、最老的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id（步骤S508），并且，进行将在周期号码（m+1）的运算周期Δt存储的最新的目标d轴电流Idt和实际的d轴电流Id包含在移动平均的对象中的（步骤S509）处理。在步骤S509的执行后，向步骤S506返回来进行移动平均的运算。

[第二实施方式]

图13是示出本发明的第二实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。再有，对与第一实施方式的电动机控制装置10共同的结构标注同一附图标记并极力省略其说明。

第二实施方式的电动机控制装置10A具有校正量运算部122A来代替第一实施方式的电动机控制装置10所具有的校正量运算部122，所述校正量运算部122A基于由Ip·θi检测部106检测出的电流波高值Ip和由旋转速度检测部112检测出的实际旋转速度ω来运算目标d轴电流Idt的校正量H。

在第一实施方式的电动机控制装置10中，校正量运算部122基于将在规定期间的目标d轴电流Idt与实际的d轴电流Id的偏差的绝对值平均化后的平均值，运算目标d轴电流Idt的校正量H，利用该校正量H校正目标d轴电流Id，相对于此，在第二实施方式的电动机控制装置10A中，校正量运算部122A基于检测出的电流波高值Ip和实际旋转速度ω，参照与电流波高值和旋转速度相关联地存储的校正量H的数据表，由此，运算（选定）校正量H。因此，在第二实施方式中，校正量运算部122A和第二加减法运算部120形成利用校正量H将目标d轴电流Idt校正为校正目标d轴电流Idt*的校正单元。

在校正量运算部122A在校正量H的运算（选定）中参照的校正量H的数据表中，基于实验或模拟等结果来设定能够针对电流波高值和旋转速度的各值抑制电流波高值Ip的脉动的校正量H。

在例如电动机12的驱动对象为压缩机的情况下，在压缩机的特性上随着电流波高值变大而脉动也处于增大的趋势，因此，也可以随着电流波高值变大而将校正量H设定得大。

此外，能够根据电流波高值和旋转速度估计电动机12的负载转矩，电流波高值的脉动随着负载转矩变大而发生的可能性变高，因此，只要电流波高值相同，则随着根据电流波高值和旋转速度估计的负载转矩变大而使校正量H变大也可。

根据第二实施方式的电动机控制装置10A，与第一实施方式同样地，抑制电流波高值Ip的脉动而最大电流波高值Ipmax降低，因此，不仅进行电动机12的电动机效率的提高或针对逆变器16或外部装置等的影响的减少，而且在数据表中预先存储校正量H，因此，能够减轻运算处理的处理负担。

[第三实施方式]

图14是示出本发明的第三实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

第三实施方式的电动机控制装置10B被构成为当与第一实施方式的电动机控制装置10进行比较时进行更基本的矢量控制，在这样的电动机控制装置10B中组入与第一实施方式相同的校正量运算部122。

在电动机控制装置10B中，相电流检测部102（电流检测单元）基于下降电压ΔV_Ru、ΔV_Rv、ΔV_Rw的3个信号来检测相电流Iu、Iv、Iw，dq变换器132（d轴电流检测单元）使用由任意的方法检测出的转子位置θm，将检测出的相电流Iu、Iv、Iw变换为dq坐标系的d轴电流Id和q轴电流Iq。

目标q轴电流设定部134通过任意的方法设定目标q轴电流Iqt，为了进行电流反馈控制，使用第四加减法运算部136运算目标q轴电流Iqt与实际的q轴电流Iq的偏差即q轴电流偏差ΔIq，使用PI控制部138基于q轴电流偏差ΔIq来进行PI控制，由此，运算q轴施加设定电压Vqt。

使用目标d轴电流设定部118A（目标d轴电流设定单元）通过任意的方法设定的目标d轴电流Idt在第二加减法运算部120中被由校正量运算部122运算出的校正量H相减而被校正为校正目标d轴电流Idt*，进而，在第三加减法运算部124中，为了进行电流反馈控制，运算校正目标d轴电流Idt*与实际的d轴电流Id的偏差即d轴电流偏差ΔId。然后，使用PI控制部140（施加电压设定单元）基于d轴电流偏差ΔId来进行PI控制，由此，运算d轴施加设定电压Vdt。

逆dq变换部142使用转子位置θm来将dq坐标系的q轴施加设定电压Vqt和d轴施加设定电压Vdt变换为向电动机12的U相线圈Cu施加的U相施加设定电压Vut、向V相线圈Cv施加的V相施加设定电压Vvt、以及向W相线圈Cw施加的W相施加设定电压Vwt的3相坐标系的施加设定电压。

在这样的第三实施方式的电动机控制装置10B中，校正量运算部122也能够执行前述的第一运算方法~第五运算方法的任一个来运算校正量H，因此，能够抑制电流波高值Ip的脉动，使最大电流波高值Ipmax降低。

[第四实施方式]

图15是示出本发明的第四实施方式的电动机控制装置的一个例子的功能框图。

第四实施方式的电动机控制装置10C相对于第三实施方式的电动机控制装置10B的结构在以下的方面不同：还具备对实际旋转速度ω进行检测的旋转速度检测部112，并且，代替校正量运算部122而具备与第二实施方式的校正量运算部122A同样的校正量运算部122B。

即，校正量运算部122B基于电流波高值Ip和实际旋转速度ω，参照与电流波高值和旋转速度相关联地预先存储的校正量H的数据表，由此，运算（选定）校正量H。

在电动机控制装置10C中，与第二实施方式的电动机控制装置10A不同，校正量运算部122B基于由dq变换部132变换的实际的q轴电流Iq和d轴电流Id，使用Ip=（Iq²+Id²）^1/2的式子来检测电流波高值Ip，校正量运算部122B也作为电流波高值检测单元发挥作用。

然后，校正量运算部122B基于检测出的电流波高值Ip和由旋转速度检测部112检测出的实际旋转速度ω，参照校正量H的数据表，由此，运算（选定）校正量H，使用该校正量H来校正目标d轴电流Idt。

在这样的第四实施方式的电动机控制装置10C中，与第二实施方式同样地，也抑制电流波高值Ip的脉动而最大电流波高值Ipmax降低，因此，不仅进行电动机12的电动机效率的提高或针对逆变器16或外部装置等的影响的减少，而且在数据表中预先存储校正量H，因此，能够减轻运算处理的处理负担。

再有，在第一实施方式和第三实施方式中，总是进行利用校正量运算部122的校正量H的运算，但是，代替其，校正量运算部122能够根据电流波高值Ip的脉动的大小来开始校正量H的运算。例如，在由电动机控制装置10的Ip·θi检测部106检测出的电流波高值Ip的最大值与最小值的差分为规定值以上时，校正量运算部122开始校正量H的运算也可。

此外，在第二实施方式和第四实施方式中，总是进行利用校正量运算部122A和122B的校正量H的运算，但是，代替其，校正量运算部122A和122B能够根据电流波高值Ip的大小来进行校正量H的运算。例如，在由电动机控制装置10A的Ip·θi检测部106检测出的电流波高值Ip为规定值以上时，校正量运算部122A进行校正量H的运算也可。或者，在校正量H的数据表中，在电流波高值Ip为不足规定值时将校正量H设定为0也可。

附图标记的说明

10、10A、10B、10C…电动机控制装置、12…电动机、102…相电流检测部、106…Ip·θi检测部、110…转子位置检测部、112…旋转速度检测部、118、118A…目标d轴电流设定部、120…第二加减法运算部、122、122A、122B…校正量运算部、124…第三加减法运算部、126…电压相位检测部、128…相电压设定部、132…dq变换部、140…PI控制部、Iu、Iv、Iw…相电流、Idt…目标d轴电流、Id…实际的d轴电流、ΔId…目标d轴电流与实际的d轴电流的偏差，θvt…电压相位、Vpt…电压波高值、AVE、AVEm…绝对平均值、H…目标d轴电流的校正量、θm…转子位置、ω…实际旋转速度、Ip…电流波高值。

Claims

1.一种电动机控制装置，其特征在于，包含以下部分来构成：

电流检测单元，对电动机的相电流进行检测；

目标d轴电流设定单元，对目标d轴电流进行设定；

d轴电流检测单元，根据由所述电流检测单元检测出的相电流检测实际的d轴电流；

施加电压设定单元，基于所述目标d轴电流与所述实际的d轴电流的偏差来设定向所述电动机施加的施加电压；

电流波高值检测单元，对电流波高值进行检测；

旋转速度检测单元，对旋转速度进行检测；以及

校正单元，选定预先与电流波高值和旋转速度相关联地存储的目标d轴电流的校正量之中的、由所述电流波高值检测单元检测出的所述电流波高值和由所述旋转速度检测单元检测出的所述旋转速度所对应的校正量，基于选定的该校正量来校正所述目标d轴电流。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述校正单元根据由所述电流波高值检测单元检测出的所述电流波高值来进行所述目标d轴电流的校正。