CN113646204A - 永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车 - Google Patents

永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车 Download PDF

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Abstract

本发明的永磁体同步电机驱动装置具有驱动永磁体同步电机(103)的电力转换器(102)和控制电力转换器(102)的控制器(101)。控制器(101)具有对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部(110)和从由转矩修正部(110)修正后的转矩指令值生成用于驱动控制永磁体同步电机(103)的电流指令值的电流指令运算部(111)。转矩修正部(110)基于永磁体同步电机(103)的与磁体磁通相关联的值和由电流指令运算部(111)生成的电流指令值对转矩指令值进行修正。

Description

永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方 法和电动车
技术领域
本发明涉及永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车。
背景技术
在具有永磁体的同步电动机的驱动装置中，已知例如永磁体的磁通量因永磁体的温度变化而变化，即使控制为与转矩指令相应的相同电流工作点，输出转矩也会变动。因此，对永磁体同步电动机进行转矩控制使其成为要求的输出的情况下，需要测量或推算永磁体的温度，与其值相应地控制永磁体同步电动机。
另外，以往，在永磁体同步电动机的控制中，使用与永磁体同步电动机的旋转速度和对电力转换器供给的电源电压的大小相应地、控制抑制永磁体同步电动机的端子电压用的弱磁电流的方法。例如永磁体的磁通量因永磁体的温度变化而变化的情况下，与旋转速度相应的永磁体同步电动机的感应电压的大小变化，所以需要在旋转速度和电源电压的大小之外也根据永磁体的温度控制弱磁电流。
从而，在永磁体的磁通量因永磁体的温度变化等而变化的情况下，会发生永磁体同步电动机的输出转矩的变化和运转效率的恶化，所以需要与转矩、旋转速度、电源电压、磁体温度等的变动相应地适当地控制永磁体同步电动机。
一般而言，关于基于永磁体同步电动机温度变化的输出转矩的补偿方法，已知与转矩、旋转速度、电源电压、磁体温度的变动对应地对电流指令进行补偿的方法，例如已在专利文献1和专利文献2中公开。
专利文献1中，公开了基于电池电压来计算能够对电动机施加的电压值、求出基于电动机温度对计算出的电压值进行修正后的修正电压值、基于该修正电压值和要求转矩计算弱磁电流值、由此对电动机的温度上升引起的电动机的特性的变动进行补偿、防止输出转矩特性的劣化的技术。
专利文献2中，公开了使用与电池电压相应的多个dq轴电流指令映射、与电池电压的变化和电动机温度的变化相应地改变电动机电流、由此提高电池电压变化时的效率和抑制电动机温度变化时的转矩变动的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-184766号公报
专利文献2：日本特开2006-304441号公报
发明内容
但是，专利文献1中公开的技术，基于电动机温度而按永磁体同步电动机的电压方程计算电动机的电压特性的变动量，从根据逆变器输入电压计算出的最大电动机施加电压中减去该电压变动量，由此进行电压修正，基于该电压修正值计算d、q轴电流指令。因此，在基于电动机温度变更了转矩指令的情况下，在对由此引起的输出电压的变动进行修正的运算步骤中需要与输出电压的饱和程度相应地控制弱磁电流，所以相对于转矩指令最优的d、q轴电流指令值的计算变得复杂，存在难以将转矩控制响应设定为较高的风险。另外，运算式中使用的电感值中没有考虑电动机电流依赖性，所以不能最优地控制d、q轴电流指令的分配，发生运转效率的恶化。
另外，专利文献2中公开的技术，在与转矩指令、电动机转速、电池电压、电动机温度的变化相应的d、q轴电流指令的计算中使用多个多维表，所以实施复杂的表参照运算，控制装置的运算负荷增大。另外，存在预先计算这些表数据用的试验和分析、调整时间的增加、和保存表数据用的存储器容量的增加的课题。
本发明的目的在于鉴于上述课题，提供一种永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车，其能够抑制与转矩指令、旋转速度、电源电压、磁体温度等的变化对应的永磁体同步电动机的输出转矩误差，并且计算高效率运转用的适当的电流指令，以简单的结构实现高精度且高响应的转矩控制。
用于解决课题的技术方案
为了解决该课题，本发明中，在一例中，是一种永磁体同步电机的驱动装置，具有驱动永磁体同步电机的电力转换器和控制所述电力转换器的控制器，其特征在于：所述控制器包括：对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部；和电流指令运算部，其从由所述转矩修正部修正后的转矩指令值生成用于驱动控制所述永磁体同步电机的电流指令值，所述转矩修正部基于所述永磁体同步电机的与磁体磁通相关联的值和由所述电流指令运算部生成的电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。
发明效果
根据本发明，使基于永磁体同步电动机的磁体温度的变化的输出转矩的调整单元、与基于磁体温度的变化的输出电压的调整单元功能分离，基于与永磁体同步电机的磁体磁通关联的值和电流指令值来对转矩指令值进行修正，由此能够提高磁体温度变动时的转矩精度、运转效率和转矩控制响应。
附图说明
图1是表示实施例1的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图2是表示实施例1的永磁体同步电机的控制中使用的坐标系和记号的定义的图。
图3是表示实施例1的电流指令运算部111的结构例的框图。
图4是表示实施例1的转矩修正部110的结构例的框图。
图5是表示实施例1的转矩修正系数运算部301的结构例的框图。
图6是举例示出基准温度Tmag0下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
图7是举例示出比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
图8是举例示出比基准温度Tmag0低的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
图9是举例示出基准温度Tmag0下的输出转矩和比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出输出转矩比的关系的图。
图10是表示实施例1的变形例的转矩修正系数运算部301b的结构例的框图。
图11是表示实施例1的变形例的磁阻转矩比率修正系数运算部402b的结构例的框图。
图12是表示实施例1的变形例的转矩修正部110c的结构例的框图。
图13是表示实施例2的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图14是表示实施例2的电流指令运算部111d的结构例的框图。
图15是表示实施例3的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图16是表示实施例3的电流指令运算部111e的结构例的框图。
图17是表示实施例4的电流指令运算部111f的结构例的框图。
图18是表示实施例5的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图19是表示实施例5的转矩修正部110g的结构例的框图。
图20是表示实施例5的转矩修正系数运算部301g的结构例的框图。
图21是表示实施例5的d轴电流特性补偿系数运算部902g的结构例的框图。
图22是表示实施例6的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图23是表示实施例6的转矩指令损耗补偿部117h的结构例的框图。
图24是表示实施例6的铁损运算部1201h的结构例的框图。
图25是表示实施例6的机械损耗运算部1202h的结构例的框图。
图26是表示实施例6的负载损耗运算部1203h的结构例的框图。
图27是表示实施例6的输出调整部1205h的结构例的框图。
图28是表示实施例6的变形例的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图29是表示实施例6的变形例的转矩指令损耗补偿部117i的结构例的框图。
图30是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201i的结构例的框图。
图31是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201j的结构例的框图。
图32是表示实施例6的变形例的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图33是表示实施例6的变形例的转矩指令损耗补偿部117k的结构例的框图。
图34是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201k的结构例的框图。
图35是表示实施例7的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
图36是表示实施例7的转矩修正部110m的结构例的框图。
图37是表示实施例7的转矩修正系数运算部1301m的结构例的框图。
图38是表示实施例7的变形例的转矩修正系数运算部1301n的结构例的框图。
图39是表示实施例7的变形例的转矩修正系数运算部1301o的结构例的框图。
图40是作为实施例8示出搭载实施例1～7中任一项的永磁体同步电机驱动系统的铁道车辆的一部分的概略结构的图。
具体实施方式
以下，参考附图详细说明本发明的实施例1～8。其中，对于同一要素，在全部图中原则上附加同一附图标记。另外，对于具有同一功能的部分省略说明。对于以下实施例和变形例，可以在不矛盾的范围内将其一部分或全部组合。
实施例1
图1是表示实施例1的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。实施例1的永磁体同步电机驱动系统具有作为控制对象的永磁体同步电机103、驱动永磁体同步电机103的电力转换器102、控制电力转换器102的控制器101、发生永磁体同步电机103的转矩指令Tm*的指令发生器105、检测永磁体同步电机103中流动的电流的相电流检测部121、检测永磁体同步电机103的转子的磁极位置的旋转位置检测部124、检测永磁体同步电机103的磁体温度Tmag的温度检测部125。永磁体同步电机103的磁体温度Tmag是与永磁体同步电机103的永磁体的磁通量关联的值的一例。
电力转换器102具有对电力转换器102供电的输入端子123a、123b、由6个开关元件Sup～Swn构成的主电路部132、直接驱动主电路部132的栅极驱动器133、为了电力转换器102的过电流保护而安装的直流电阻器124、和平滑用电容器131。电力转换器102基于控制器101生成的栅极指令信号，将从输入端子123a、123b供给的直流电力转换为三相交流电力，并对永磁体同步电机103供给三相交流电力。
相电流检测部121检测从电力转换器102对永磁体同步电机103流动的三相交流电流iu、iw。相电流检测部121例如由使用霍尔元件的电流传感器实现。另外，图1的相电流检测部121采用了通过检测2相而检测交流电流的结构，但也可以改为检测3相。另外，也可以不使用相电流传感器，而是使用根据为了电力转换器102的过电流保护而安装的直流电阻器134中流动的电流值而推算的交流电流值。
旋转位置检测部124检测永磁体同步电机103的转子位置(旋转角度)。旋转位置检测部124例如由同步分解器或编码器、磁传感器等实现。另外，根据检测出的旋转位置用矢量控制部112计算永磁体同步电机103的旋转速度ωr。另外，也可以不使用旋转位置传感器和速度传感器，而是使用基于电压指令值和电流检测值等来推算永磁体同步电机103的旋转速度ωr和磁极位置θd的结果，改为无速度传感器和无位置传感器的结构。
温度检测部125检测永磁体同步电机103的磁体温度。温度检测部125例如由温度传感器实现。另外，温度检测部125也可以并非检测磁体温度本身，而是检测永磁体同步电机103的框架温度或定子的线圈温度，使用根据该框体温度检测值或线圈温度检测值推算永磁体同步电机103的磁体温度Tmag得到的值。另外，也可以检测或推算与永磁体同步电机103的旋转速度相应的感应电压的大小，根据其值推算磁体温度Tmag。
指令发生器105是发生对交流电动机的转矩指令Tm*的、位于控制器101的上级的控制器。控制器101基于指令发生器105的转矩指令Tm*来控制永磁体同步电机103的产生转矩。作为该上级的控制器，例如在控制永磁体同步电机103中流动的电流的情况下使用电流控制器，或者在控制旋转速度或位置的情况下使用速度控制器或位置控制器。本实施例中以进行转矩的控制为目的，所以作为转矩控制器工作。
控制器101具有转矩修正部110、电流指令运算部111、矢量控制部112、极坐标变换部113、相位运算部114、三相坐标变换部115、PWM信号控制器116。控制器101根据基于永磁体同步电机103中流动的三相交流电流iu、iw的检测值即交流电流检测值Iu、Iw、和来自指令发生器105的转矩指令Tm*得到的电流控制系统和相位控制系统的运算结果，生成驱动电力转换器102的开关元件用的栅极指令信号，并供给至电力转换器102的栅极驱动器133。
图2是表示本发明的永磁体同步电机103的控制中使用的坐标系和记号的定义的图。图2中，用a轴和b轴定义的ab轴坐标系是表示永磁体同步电机103的定子绕组的相位的定子坐标系，a轴一般取永磁体同步电机103的u相绕组相位作为基准。用d轴和q轴定义的dq轴坐标系，是表示永磁体同步电机103的转子的磁极位置的转子坐标系，与永磁体同步电机103的转子磁极位置同步地旋转。在永磁体同步电机的情况下，d轴一般取转子上安装的永磁体生成的磁极的N极方向为基准，d轴也称为磁极轴。用dc轴和qc轴定义的dc-qc轴坐标系是永磁体同步电机103的转子磁极位置的推算相位、即控制器101设想为d轴、q轴方向的坐标系，也称为控制轴。另外，各坐标系中组合的坐标轴之间都相互正交。
上述各坐标系中，如图2所示，将以a轴为基准的d轴、dc轴各轴的相位分别表达为θd、θdc。另外，将dc轴相对于d轴的偏差表达为Δθc。另外，使用由旋转位置检测部124检测出的永磁体同步电机103的磁极位置θd实施矢量控制的情况下，dq轴坐标系与dc-qc轴坐标系一致，dc轴相对于d轴的偏差Δθc是零。但是，由旋转位置检测部124检测出的永磁体同步电机103的转子磁极位置中存在传感器安装误差等角度误差的情况下会产生dc轴相对于d轴的偏差Δθc。
首先，详细说明图1的控制器101的结构。
转矩修正部110输出基于从指令发生器105输出的转矩指令Tm*、从温度检测部125输出的磁体温度Tmag、和从电流指令运算部111输出的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*运算得到的转矩指令修正值Trq**。
电流指令运算部111输出基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、平滑用电容器131的电压检测值Ecf、和从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**运算得到的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*。
矢量控制部112将永磁体同步电机103的交流电流检测值即三相交流电流iu、iw分离为转矩电流成分(q轴电流成分)和弱磁电流成分(d轴电流成分)，为了使其与电流指令运算部111输出的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*一致，而分别进行电流控制。电流控制的结果，运算作为旋转坐标系的dc-qc轴上的电压指令值Vdc*和Vqc*，并输出。另外，矢量控制部112中，也运算永磁体同步电机103的驱动频率ω1和控制相位θdc并输出。另外，也可以将由旋转位置检测部124检测出的旋转速度ωr和磁极位置θd作为驱动频率ω1和控制相位θdc使用，也可以使用基于电压指令值和电流检测值等推算永磁体同步电机103的旋转速度ωr和磁极位置θd的结果。
极坐标变换部113将矢量控制部112输出的电压指令值Vdc*、Vqc*变换为电压振幅指令值V1*和电压指令相位δ并输出。相位运算部114对控制相位θdc加上电压指令相位δ，作为电压相位θv输出。三相坐标变换部115基于相位运算部114输出的电压相位θv将极坐标变换部113输出的电压振幅指令值V1变换为三相交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*，并输出至PWM信号控制器116。
PWM信号控制器116基于任意的载波频率fc和平滑用电容器131的电压检测值Ecf生成三角波载波，进行该三角波载波与基于三相交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*得到的调制波的大小比较，实施脉冲宽度调制。用根据该脉冲宽度调制的运算结果生成的栅极指令信号，对电力转换器102的开关元件进行通/断控制。
以下，详细说明作为本发明的实施例1的特征部分的转矩修正部110和电流指令运算部111。
图3是表示实施例1的电流指令运算部111的结构例的框图。如图3所示，电流指令运算部111具有磁通量限制值运算部201、d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。电流指令运算部111计算相对于转矩指令修正值Trq**、磁体温度Tmag、电压检测值Ecf、和驱动频率ω1的变动最优的d、q轴电流指令值，并输出。
磁通量限制值运算部201基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，运算电力转换器102的输出电压的限制值即磁通量限制值λlim，并输出至d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。磁通量限制值λlim只要是与电压检测值Ecf成正比且与驱动频率ω1成反比的函数即可。磁通量限制值λlim例如用以下式(1)运算。
[式1]
Figure BDA0003286258760000091
d轴电流指令运算部202基于从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**和从磁通量限制值运算部201输出的磁通量限制值λlim来运算d轴电流指令值Idc*并输出。q轴电流指令运算部203基于从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**和从磁通量限制值运算部201输出的磁通量限制值λlim来运算q轴电流指令值Iqc*并输出。
实施例1的电流指令运算部111在运算d、q轴电流指令时，通过取永磁体同步电机103的驱动频率ω1与平滑用电容器131的电压检测值Ecf的比作为磁通量限制值λlim并一元化地使用，而能够用以转矩指令修正值Trq**和磁通量限制值λlim作为输入的参照表构成d、q轴电流指令运算。另外，d轴电流指令的参照表和q轴电流指令的参照表，例如使用预先根据试验和分析求出的表即可。另外，参照表设定任意的作为基准的磁体温度条件下的d、q轴电流指令值。
进而，电流指令运算部111通过调整转矩指令修正值Trq**而抑制转矩指令和磁体温度的变化引起的输出转矩的变动，通过调整磁通量限制值λlim而抑制旋转速度和电源电压的变化引起的输出电压的变动。这样，电流指令运算部111能够分离为与转矩指令、旋转速度、电源电压、磁体温度的变化相对的输出转矩的变动修正和输出电压的变动修正地进行控制。
从而，实施例1能够实现基于磁体温度的变化的永磁体同步电机103的输出转矩补偿，通过用转矩修正部110基于磁体温度Tmag和电流指令值调整转矩指令修正值Trq**而实现高精度且高响应的转矩控制。
图4是表示实施例1的转矩修正部110的结构例的框图。如图4所示，转矩修正部110具有转矩修正系数运算部301和乘法部801。转矩修正部110将对转矩指令Tm*乘以从转矩修正系数运算部301输出的转矩修正系数Ktemp*得到的运算结果作为转矩指令修正值Trq**输出。
图5是表示实施例1的转矩修正系数运算部301的结构例的框图。如图5所示，转矩修正系数运算部301基于用温度检测部125检测出的永磁体同步电机103的磁体温度Tmag、和从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，运算转矩修正系数Ktemp*并输出。另外，在转矩修正系数Ktemp*的运算中，例如使用以磁体温度Tmag、d轴电流指令值Idc和q轴电流指令值Iqc*为输入的参照表即可。另外，转矩修正系数Ktemp*的参照表使用预先根据试验和分析求出的表即可。
接着，详细说明作为实施例1的特征的与永磁体同步电机的磁体温度变化相对的转矩补偿单元。
首先，实施例1的电流指令运算部111是在使磁体温度一定的情况下的、能够计算相对于转矩指令、旋转速度、电源电压的变化最优的d、q轴电流指令的结构。另外，作为另一个特征，对于转矩控制、旋转速度和电源电压的变化引起的输出电压的变动能够个别地控制。从而，关于永磁体同步电机的磁体温度的变化引起的输出转矩变动量的补偿，仅通过调整作为d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的输入的转矩指令值就能够进行转矩补偿。
接着，示出具体的例子说明转矩修正部110的转矩修正系数Ktemp*。
图6是举例示出基准温度Tmag0下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。将横轴设为永磁体同步电机中流动的d轴电流id，将纵轴设为永磁体同步电机中流动的q轴电流iq，用等高线表示永磁体同步电机输出的转矩的大小。另外，表示输出转矩的大小的等高线，设为输出转矩按A<B<C<D<E的顺序增大。图6的任意的磁体温度条件下，例如在用Z点表示的d轴电流和q轴电流的工作点对永磁体同步电机进行电流控制的情况下，输出转矩的大小是C。另外，将此时的磁体温度条件设为基准温度Tmag0。
图7是举例示出比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。根据图7所示的转矩映射图，可知在与图6相同的d轴电流和q轴电流的Z点对永磁体同步电机进行电流控制的情况下，输出转矩的大小与C相比降低。
图8是举例示出比基准温度Tmag0低的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。可知在与图6、图7相同的d轴电流和q轴电流的Z点对永磁体同步电机进行电流控制的情况下，输出转矩的大小与C相比升高。
这样，在具有永磁体的同步电动机的驱动装置中，永磁体的磁通量因永磁体的温度变化而变化，即使控制为与转矩指令相应的同一电流工作点，输出转矩也会变动。
于是，实施例1中，用转矩修正部110基于磁体温度Tmag、d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*来计算转矩修正系数Ktemp*，使用该转矩修正系数Ktemp*对转矩指令Tm*进行修正，由此对永磁体同步电机的磁体温度的变化引起的输出转矩的变动量进行补偿。
图9是举例示出基准温度Tmag0下的输出转矩和比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩比的关系的图。图9将图6的基准温度Tmag0下的输出转矩与图7的比基准温度Tmag0高的磁体温度下的输出转矩的比表达为d轴电流id和q轴电流iq的表映射图。
实施例1中，例如电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的参照表中，设定了磁体温度条件是基准温度Tmag0时计算出的d、q轴电流指令值的情况下，对于转矩修正部110的转矩修正系数Ktemp*，只要以与电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的计算条件相同的基准温度Tmag0下的输出转矩为基准，具有与磁体温度的变化相应的输出转矩的比作为参照表，就能够实施磁体温度的变化引起的输出转矩变动量的补偿。
从而，如本实施例所示，通过与磁体温度相应地调整作为d、q轴电流指令运算的输入的转矩指令值，能够对磁体温度的变化引起的输出转矩变动量进行补偿。
另外，实施例1中，示出了在转矩修正部110的转矩修正系数运算部301中，使用以磁体温度Tmag、d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*为输入而输出转矩修正系数Ktemp*的三维表数据的结构例。使用多维的表数据，能够考虑与多个输入的变化相对的复杂的状态变化，所以能够实现更高精度的转矩补偿控制。但是，3维以上的表数据会使计算d、q轴电流指令值用的试验和分析、调整时间增大，产生控制装置的存储器容量和表参照的运算负荷的增大这样的问题。
图10是表示实施例1的变形例的转矩修正系数运算部301b的结构例的框图。实施例1在与磁体温度、d轴电流指令、q轴电流指令相应的转矩修正系数Ktemp*的计算中，通过代替使用三维参照表的转矩修正系数运算部301地、使用不用三维参照表的转矩修正系数运算部301b也能够实现。
图10中，转矩修正系数运算部301b具有磁体温度依赖转矩修正系数运算部401b、磁阻转矩比率修正系数运算部402b和加法器802b。转矩修正系数运算部301b将从磁体温度依赖转矩修正系数运算部401b输出的转矩修正系数Ktemp1*与从磁阻转矩比率修正系数运算部402b输出的转矩修正系数Ktemp2*相加得到的值作为转矩修正系数Ktemp*输出。
首先，磁体温度依赖转矩修正系数运算部401b基于磁体温度Tmag，计算以基准温度Tmag0为基准与磁体温度的变化引起的磁转矩的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp1*输出。磁转矩与永磁体同步电机的磁体磁通的大小成正比，所以计算与磁体温度Tmag相应的磁体磁通的变化量，运算以基准温度Tmag0为基准与磁转矩的变化量相当的转矩修正系数Ktemp1*即可。
接着，详细说明磁阻转矩比率修正系数运算部402b。
图11是表示实施例1的变形例的磁阻转矩比率修正系数运算部402b的结构例的框图。如图11所示，磁阻转矩比率修正系数运算部402b具有磁阻转矩比率磁体温度修正部501b、磁阻转矩推算运算部502b和乘法器803b。磁阻转矩比率修正系数运算部402b基于d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和磁体温度Tmag，计算以基准温度Tmag0为基准与磁体温度的变化引起的任意的Idc*、Iqc*的电流工作点处的磁转矩与磁阻的比率的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp2*输出。
磁阻转矩比率磁体温度修正部501b对乘法器803b输出基于基准温度Tmag0、对磁阻转矩相对于磁转矩的比率进行修正用的系数。
磁阻转矩推算运算部502b基于d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*推算运算磁阻转矩，并输出至乘法器803b。
从而，磁阻转矩比率修正系数运算部402b能够不使用三维表地，计算与磁体温度Tmag、d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*的变化相应的转矩修正系数Ktemp2*。因为与因永磁体同步电机的磁体温度的变化和转矩指令、旋转速度、电源电压的变化而变化的最优的d、q轴电流指令值相应地进行转矩修正，所以能够由此在磁体温度变化的情况下实现高效率且高精度的转矩控制。
另外，不存在d轴电感Ld与q轴电感的差的非凸极型的永磁体同步电机的情况下，磁阻转矩是0，所以不需要磁阻转矩比率修正系数运算部402b。另外，磁阻转矩比率修正系数运算部402b中，代替d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*地，使用d轴电流检测值Idc、q轴电流检测值Iqc也能够实现。
进而，电流控制中，在转矩电流比最大化或效率最大化等对d、q轴电流指令施加限制的情况下，能够代替作为磁阻转矩比率修正系数运算部402b的输入的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*地使用转矩指令。
另外，实施例1的转矩修正系数运算部301以电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的基准温度Tmag0为基准，将同一id、iq电流工作点处的永磁体同步电机的磁体温度的变化引起的输出转矩的变动比率作为转矩修正系数Ktemp*输出就能够实施。
一般而言，永磁体同步电机的输出转矩Tm的大小用式(2)表达。式(2)中，设永磁体同步电机的磁体磁通的大小为Φm，d轴电感为Ld，q轴电感为Lq，极对数为Pm，永磁体同步电机中流动的d轴电流为id，q轴电流为iq。另外，式(2)的右侧第一项是磁转矩，右侧第二项是磁阻转矩。
[式2]
Tm＝Pm{Φmiq+(Ld-Lq)idiq}……(2)
从而，转矩修正系数运算部301设基准温度Tmag0下的永磁体同步电机的磁体磁通为Φm0，磁体温度Tmag下的永磁体同步电机的磁体磁通为Φm’，推算以d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*进行电流控制的情况下的磁体温度的变化引起的输出转矩的变动量，运算转矩修正系数Ktemp*。转矩修正系数Ktemp*例如用以下式(3)运算。
[式3]
Figure BDA0003286258760000141
另外，式(3)中，磁体温度Tmag下的永磁体同步电机的磁体磁通Φm’只要是基于Tmag的函数即可，例如用以下式(4)运算。另外，温度系数需要根据永磁体同步中使用的永磁体的种类、特性而变更。
[式4]
Φ'm＝Φm0+k·(Tmag0-Tmag)……(4)
进而，式(3)中，d轴电感Ld和q轴电感Lq具有相对于d轴电流、q轴电流非线性地变化的特性，所以通过基于d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*或d轴电流检测值Idc、q轴电流检测值Iqc计算电感的值，能够提高本实施例的转矩修正得到的输出转矩精度。
另外，本实施例中，在转矩修正部110中，转矩修正系数运算部301或301b运算转矩修正系数Ktemp*，对来自指令发生器105的转矩指令Tm*乘以转矩修正系数Ktemp*，由此计算出转矩指令修正值Trq**，但也可以计算基于磁体温度Tmag和d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的转矩补偿量ΔTrq-mag*，对转矩指令Tm*加上该转矩补偿量ΔTrq-mag*，由此计算转矩指令修正值Trq**并使用。
图12是表示实施例1的变形例的转矩修正部110c的结构例的框图。实施例1在与转矩指令、磁体温度、d轴电流指令、q轴电流指令的变化相应的转矩指令修正值Trq**的运算中，计算永磁体同步电机的磁体温度的变化引起的输出转矩的修正量，与来自指令发生器105的转矩指令Tm*相加，由此通过代替转矩修正部110地使用转矩修正部110c也能够实现。
转矩修正部110c具有转矩补偿量运算部302c和加法器804c。转矩修正部110c在转矩补偿量运算部302c中基于磁体温度Tmag、d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*来计算转矩补偿量ΔTrq-mag*，将对转矩指令Tm*加上该转矩补偿量ΔTrq-mag*得到的运算结果作为转矩指令修正值Trq**输出。
转矩补偿量运算部302c在转矩修正系数运算部301和301b，代替输出的转矩修正系数Ktemp*地，以基准温度Tmag0为基准，计算同一id、iq电流工作点处的永磁体同步电机的磁体温度的变化引起的输出转矩的变动量，作为转矩补偿值ΔTrq-mag*输出，就能够实现。
如以上所说明，根据本实施例，通过基于永磁体同步电机的磁体温度和电流指令值对转矩指令值进行修正，而对磁体温度的变化引起的输出转矩变动量进行补偿。由此，能够用更简单的结构，提高磁体温度变动时的转矩精度和转矩控制响应。
实施例2
实施例2中，在d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的运算中，在平滑用电容器131的电压检测值Ecf和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1之外，也基于从温度检测部125输出的永磁体同步电机103的磁体温度Tmag计算磁通量限制值λlim。由此，与实施例1相比能够运算考虑了磁体温度的变化引起的输出电压的变动量的最优的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，能够实现能够比实施例1更高效率地运转的永磁体同步电机的驱动装置。
图13是表示实施例2的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。实施例2的说明中，与图1所示的实施例1进行比较，仅说明不同部分。
图13中，实施例2的永磁体同步电机的驱动装置通过代替图1的实施例1的电流指令运算部111地、使用电流指令运算部111d而能够实现。
图14是表示实施例2的电流指令运算部111d的结构例的框图。如图14所示，电流指令运算部111d具有磁通量限制值运算部601d、d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。
磁通量限制值运算部601d基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf、从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1和从温度检测部125输出的永磁体同步电机103的磁体温度Tmag来运算磁通量限制值λlim，并输出至d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。
磁通量限制值运算部601d中，作为d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的输入变量的磁通量限制值λlim，对取电压检测值Ecf与驱动频率ω1的比的结果加上与因磁体温度的变化而产生的磁体磁通增减的量相应的修正值即可。例如，用以下式(5)运算。
[式5]
Figure BDA0003286258760000161
式(5)中，基于永磁体同步电机的磁体温度Tmag、d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的运算中设定的基准温度Tmag0、和修正系数Kv运算得到的右侧第一项相当于与磁体磁通因磁体温度的变化而增减的量相应的磁通量限制值的修正值。另外，修正系数Kv可以是常数，也可以按磁体温度Tmag的函数式运算。
另外，磁通量限制值λlim可以是对取电压检测值Ecf与驱动频率ω1的比的结果乘以与磁体温度Tmag相应的修正系数得到的。例如，用以下式(6)运算。
[式6]
Figure BDA0003286258760000171
另外，式(6)中，修正系数Kv’可以是常数，也可以按磁体温度Tmag的函数式运算。
实施例2的电流指令运算部111d中，磁通量限制值运算部601d以外的结构与实施例1的电流指令运算部111相同。
从而，实施例2中，通过基于磁体温度调整磁通量限制值λlim，能够实现考虑了磁体温度的变化引起的输出电压的变动量的d轴电流指令和q轴电流指令的运算，能够实现永磁体同步电机的驱动装置的高效率化。
实施例3
实施例3中，在d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的运算中，在平滑用电容器131的电压检测值Ecf和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1之外，也基于控制电力转换器102的输出电压限制值V1lim的目标限制调制率Ymf*计算磁通量限制值λlim。由此，能够运算考虑了电力转换器102的最大输出电压和PWM控制的最大调制率的规格和制约条件变更引起的输出电压最大值的变动量的最优的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，能够实现能够比实施例1更高效率地运转的永磁体同步电机的驱动装置。
图15是表示实施例3的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。与图1所示的实施例1进行比较，仅说明不同部分。
图15中，实施例3的永磁体同步电机的驱动装置通过代替图1的实施例1的电流指令运算部111和矢量控制部112地、使用电流指令运算部111e和矢量控制部112e而能够实现。
图16是表示实施例3的电流指令运算部111e的结构例的框图。如图16所示，电流指令运算部111e具有磁通量限制值运算部601e、d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。
磁通量限制值运算部601e基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf、从矢量控制部112e输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1和从矢量控制部112e输出的控制电力转换器102的输出电压限制值V1lim的目标限制调制率Ymf*计算磁通量限制值λlim，并输出至d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203。输出电压控制值V1lim例如用以下式(7)运算。
[式7]
Figure BDA0003286258760000181
其中，目标限制调制率Ymf*设定为1以下的值，电力转换器102中以得到输出电压最大值的同步1脉冲进行PWM控制的情况下，目标限制调制率Ymf*是1。另外，Ecf0是决定输出电压控制值V1lim用的平滑电容器131的直流电压的基准值。
目标限制调制率Ymf*例如设为在为了控制为输出电压限制值V1lim而用矢量控制部112e实施弱磁控制的情况下的基于弱磁控制的目标电压值的目标调制率即可。或者，目标限制调制率Ymf*设为根据PWM控制的运转条件决定的目标调制率即可。
从而，磁通量限制值运算部601d中，作为d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的输入变量的磁通量限制值λlim可以是对取电压检测值Ecf与驱动频率ω1的比的结果乘以电力转换器102的目标限制调制率Ymf*得到的。例如，用以下式(8)运算。
[式8]
Figure BDA0003286258760000182
实施例2的电流指令运算部111e中，磁通量限制值运算部601e以外的结构与实施例1的电流指令运算部111相同。
从而，实施例3中，通过基于电力转换器102的输出电压的限制值调整磁通量限制值λlim，能够实现考虑了电力转换器的输出电压和PWM控制运算的制约引起的输出电压的变动量的d轴电流指令和q轴电流指令的运算，能够与电力转换器和控制器的规格和性能、运转条件相应地实现永磁体同步电机的驱动装置的高效率化。
实施例4
实施例4中，在d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的运算中，使用基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf、从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、和从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**而预先通过试验和模拟分析等计算出的三维表。由此，与实施例1相比更能够运算相对于转矩指令、旋转速度、电源电压的变化最优的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，能够实现能够比实施例1更高效率地运转的永磁体同步电机的驱动装置。
图17是表示实施例4的电流指令运算部111f的结构例的框图。实施例4的永磁体同步电机的驱动装置通过代替图1的实施例1的电流指令运算部111地使用电流指令运算部111f而能够实现。与图1所示的实施例1进行比较，仅说明结构的不同部分。
图17中，电流指令运算部111f具有d轴电流指令三维表参照部701f和q轴电流指令三维表参照部702f。
d轴电流指令三维表运算部701f基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf、从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、和从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**来运算d轴电流指令值Idc*并输出。q轴电流指令三维表参照部702f基于平滑用电容器131的电压检测值Ecf、从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、和从转矩修正部110输出的转矩指令修正值Trq**来运算q轴电流指令值Iqc*并输出。
在d轴电流指令三维表运算部701f和q轴电流指令三维表参照部702f中，用于计算d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的三维表数据，能够通过将永磁体的基准温度Tmag0作为磁体温度条件的设定值并预先通过试验和模拟分析等求出相对于转矩指令、旋转速度、电源电压的变化最优的d轴电流指令和q轴电流指令而实现。
另外，实施例4中，相对于转矩指令、旋转速度、电源电压的变化，使用三维表数据计算出d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令，但也可以使用运算式求出。
从而，实施例4中，通过基于预先用试验和分析等求出的三维表运算d轴电流指令和q轴电流指令，能够实现相对于转矩指令、旋转速度、电源电压的变化最优的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*的运算，能够实现永磁体同步电机的驱动装置的高效率化。
实施例5
实施例5中，在转矩指令修正值Trq**的运算中，基于由温度检测部125检测出的永磁体同步电机103的磁体温度Tmag、和从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*计算转矩修正系数Ktemp*。由此，能够不使用多维表地运算与磁体温度的变化对应的转矩指令修正值Trq**，与实施例1相比控制装置的运算负荷更少，能够实现能够节省存储器容量的永磁体同步电机的驱动装置。
图18是表示实施例5的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。实施例5的说明中，与图1所示的实施例1进行比较，仅说明不同部分。
图18中，实施例5的永磁体同步电机的驱动装置通过代替图1的实施例1的转矩修正部110地使用转矩修正部110g而能够实现。
图19是表示实施例5的转矩修正部110g的结构例的框图。如图19所示，转矩修正部110g具有转矩修正系数运算部301g和乘法器801g。转矩修正部110g将对转矩指令Tm*乘以从转矩修正系数运算部301g输出的转矩修正系数Ktemp*得到的运算结果作为转矩指令修正值Trq**输出。
图20是表示实施例5的转矩修正系数运算部301g的结构例的框图。如图20所示，转矩修正系数运算部301g具有磁体温度补偿系数运算部901g和d轴电流特性补偿系数运算部902g。转矩修正系数运算部301g基于由温度检测部125检测出的永磁体同步电机103的磁体温度Tmag和从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*，运算转矩修正系数Ktemp*并输出。
磁体温度补偿系数运算部901g基于磁体温度Tmag，计算以基准温度Tmag0为基准与磁体温度的变换引起的输出转矩的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp-mag*输出。
以下，详细说明作为本发明的实施例5的特征部分的d轴电流特性补偿系数运算部902g。
实施例1中，使用将图9的基准温度Tmag0下的输出转矩与比基准温度Tmag0高的磁体温度下的输出转矩的比表达为d轴电流id和q轴电流iq的表映射图的结果作为转矩指令的修正单元，但如图9所示，可知由永磁体的温度变化决定的输出转矩比的大小与q轴电流相比相对于d轴电流的大小存在更强的相关性。
图21是表示实施例5的d轴电流特性补偿系数运算部902g的结构例的框图。如图21所示，d轴电流特性补偿系数运算部902g具有d轴电流特性磁体温度修正系数运算部1001g、d轴电流特性系数运算部1002g、乘法器803g。d轴电流特性补偿系数运算部902g基于d轴电流指令值Idc*和磁体温度Tmag，计算以基准温度Tmag0为基准与磁体温度的变化引起的任意的Idc*、Iqc*的电流工作点处的磁转矩与磁阻的比率的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp-id*输出。
d轴电流特性磁体温度修正系数运算部1001g基于基准温度Tmag0，对乘法器803b输出对依赖于d轴电流的输出转矩比的特性量与磁体温度相应地变动的量进行修正用的系数。d轴电流特性系数运算部1002g基于d轴电流指令值Idc*运算对依赖于d轴电流的输出转矩比的变化量进行修正用的系数，并输出至乘法器803b。
这样，d轴电流特性补偿系数运算部902g能够不使用多维表地，运算转矩修正系数Ktemp-id*。
从而，实施例5中，通过基于d轴电流指令和磁体温度运算与永磁体的温度变化和运转条件的变化引起的磁转矩与磁阻转矩的比率的变化相当的系数，能够不使用多维表地实现转矩指令修正值的运算，能够实现永磁体同步电机的驱动装置的运算负荷降低和节省存储器容量。
以上说明了实施例5。在说明上，主要以实施例1为基本结构进行了说明，但即使以实施例2～4为基本结构也能够同样地应用。
实施例6
实施例6中，通过在永磁体的温度变化引起的输出转矩误差的补偿之外，也将永磁体同步电机的机械损耗和铁损等驱动装置的输出损耗作为损耗转矩量对转矩指令进行补偿，能够实现能够比实施例1更高精度地进行转矩控制的永磁体同步电机的驱动装置。
图22是表示实施例6的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。与图1所示的实施例1进行比较，仅说明不同部分。
图22中，实施例6的永磁体同步电机的驱动装置通过对图1的实施例1追加转矩指令损耗补偿部117h能够实现。
图23是表示实施例6的转矩指令损耗补偿部117h的结构例的框图。如图23所示，转矩指令损耗补偿部117h具有铁损运算部1201h、机械损耗运算部1202h、负载损耗运算部1203h、损耗转矩换算部1204h、输出调整部1205h和加法器1206h、1207h、1208h。
铁损运算部1201h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1和从极坐标变换部113输出的电力振幅指令值V1*，来运算铁损Wi并输出。
机械损耗运算部1202h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算机械损耗Wm并输出。
负载损耗运算部1203h基于从指令发生器105输出的转矩指令Tm*和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算负载损耗Wl并输出。
加法器1206h、1207h将从铁损运算部1201h输出的铁损Wi、从机械损耗运算部1202h输出的机械损耗Wm、和从负载损耗运算部1203h输出的负载损耗Wl相加，输出输出损耗Wloss。
损耗转矩换算部1204h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1将输出损耗Wloss换算为转矩，输出损耗转矩Tloss。
加法器1208h对从指令发生器105输出的转矩指令Tm*加上从损耗转矩换算部1204h输出的损耗转矩Tloss，输出电动机输出转矩Tout。
输出调整部1205h基于从加法器1208h输出的电动机输出转矩Tout和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算转矩指令Tm**并输出至转矩修正部110。
以下，详细说明作为实施例6的特征部分的铁损运算部1201h、机械损耗运算部1202h、负载损耗运算部1203h、损耗转矩换算部1204h和输出调整部1205h。
图24是表示实施例6的铁损运算部1201h的结构例的框图。如图24所示，铁损运算部1201h具有磁滞损耗运算部1211h、涡电流损耗运算部1212h和加法器813h。
磁滞损耗运算部1211h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1和从极坐标变换部113输出的电压振幅指令值V1*，来运算磁滞损耗Wh并输出。磁滞损耗Wh例如用以下式(9)运算。
[式9]
Figure BDA0003286258760000231
其中，磁滞损耗系数kh和磁通密度系数kB是基于永磁体同步电机103的材料和结构决定的值，可以使用设计值、分析值、实测值中的任一者。另外，磁滞损耗运算部1211h可以采用使用以驱动频率ω1和电压振幅指令值V1*为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的磁滞损耗Wh的二维表的结构。
涡电流损耗运算部1212h基于从极坐标变换部113输出的电压振幅指令值V1*来运算涡电流损耗We并输出。涡电流损耗We例如用以下式(10)运算。
[式10]
We＝ke·(kB·V1 *)2……(10)
其中，涡电流损耗系数ke和磁通密度系数kB是基于永磁体同步电机103的材料和结构决定的值，可以使用设计值、分析值、实测值中的任一者。另外，涡电流损耗运算部1212h可以采用使用以电压振幅指令值V1*为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的涡电流损耗We的一维表的结构。
加法器813h将从磁滞损耗运算部1211h输出的磁滞损耗Wh与从涡电流损耗运算部1212h输出的涡电流损耗We相加，输出铁损Wi。
图25是表示实施例6的机械损耗运算部1202h的结构例的框图。如图25所示，机械损耗运算部1202h具有轴承损耗运算部1221h、风损运算部1222h和加法器823h。
轴承损耗运算部1221h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1(电角频率)来运算轴承损耗Wb并输出。轴承损耗Wb具有与电动机转速(机械角频率)的一次幂成正比的特性，例如用以下式(11)运算。
[式11]
Figure BDA0003286258760000241
其中，轴承损耗系数kb是基于永磁体同步电机103的轴承部分的材料和结构决定的值，可以使用设计值、分析值、实测值中的任一者。另外，轴承损耗运算部1221h可以采用以驱动频率ω1(电角频率)或电动机转速(机械角频率)为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的轴承损耗Wb的一维表的结构。
风损运算部1222h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1(电角频率)来运算风损Ww并输出。风损Ww具有与电动机转速(机械角频率)的三次幂成比例的特性，例如用以下式(12)运算。
[式12]
Figure BDA0003286258760000242
另外，风损系数kw是基于永磁体同步电机103的旋转部分的材料和结构、与空气等之间的摩擦阻抗等决定的值，可以使用设计值、分析值、实测值中的任一者。另外，风损运算部1222h可以采用以驱动频率ω1(电角频率)或电动机转速(机械角频率)为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的风损Ww的一维表的结构。
加法器823h将从轴承损耗运算部1221h输出的轴承损耗Wb、与从风损运算部1222h输出的风损Ww相加，输出机械损耗Wm。
图26是表示实施例6的负载损耗运算部1203h的结构例的框图。如图26所示，负载损耗运算部1203h具有负载杂散损耗运算部1231h、外部负载损耗运算部1232h和加法器833h。
负载杂散损耗运算部1231h基于从指令发生器105输出的转矩指令Tm*和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算负载杂散损耗Ws并输出。一般而言，负载杂散损耗是不包括在铜损和铁损、机械损耗中的损耗，是难以准确计算的微量的损耗。负载杂散损耗Ws例如用以下式(13)运算。
[式13]
Figure BDA0003286258760000251
其中，负载杂散损耗系数ks能够设定任意的值。例如，使用永磁体同步电机103的额定输出Pr以下式(14)来决定值。
[式14]
Figure BDA0003286258760000252
另外，负载杂散损耗运算部1231h可以采用以转矩指令Tm*和驱动频率ω1为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的负载杂散损耗Ws的二维表的结构。
外部负载损耗运算部1232h基于从指令发生器105输出的转矩指令Tm*和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算外部负载损耗Wo并输出。外部负载损耗Wo用于对永磁体同步电机103上连接的负载特性与输出转矩和转速相应地负载状态变动的量进行补偿，与输送带和起重机等恒定转矩负载、风扇和泵等平方减少负载、卷绕机等恒定功率负载等驱动装置的负载的种类和用途相应地决定。
外部负载损耗运算部1232h能够用使用以转矩指令Tm*和驱动频率ω1为输入变量、输出预先根据实测和分析求出的外部负载损耗Wo的二维表的结构实现。另外，从指令发生器105输出的转矩指令Tm*中考虑了这些负载特性的情况下，也可以将外部负载损耗Wo设为零。
加法器833h将从负载杂散损耗运算部1231h输出的负载杂散损耗Ws与从外部负载损耗运算部1232h输出的外部负载损耗Wo相加，输出负载损耗Wl。
损耗转矩换算部1204h基于铁损Wi与机械损耗Wm与负载损耗Wl的合计值即输出损耗Wloss、和从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1，来运算损耗转矩Tloss并输出。损耗转矩Tloss例如用以下式(15)运算。
[式15]
Figure BDA0003286258760000261
图27是表示实施例6的输出调整部1205h的结构例的框图。如图27所示，输出调整部1205h具有齿轮效率运算部1252h和除法器852h。
齿轮效率运算部1252h基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1来运算齿轮效率ηg并输出。齿轮效率ηg例如采用使用以驱动频率ω1为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的齿轮效率ηg的一维表的结构即可。另外，齿轮效率ηg也可以作为常数使用，或者也可以按驱动频率ω1的函数式运算。
另外，齿轮效率ηg是基于永磁体同步电机103的轴承和齿轮的摩擦阻抗、润滑油的阻抗等决定的值，可以使用设计值、分析值、实测值中的任一者。另外，永磁体同步电机103与永磁体同步电机103上连接的负载之间不具有齿轮的机器结构的情况下，从转矩指令损耗补偿部117h中除去输出调整部1205h，或者将从齿轮效率运算部1252h输出的齿轮效率ηg总是设定为1即可。
除法器852h对转矩指令Tm*与损耗转矩Tloss的合计值即电动机输出转矩Tout除以从齿轮效率运算部1252h输出的齿轮效率ηg，输出转矩指令Tm**。
从而，实施例6中，能够实现考虑了永磁体同步电机的驱动装置的损耗转矩量的转矩指令修正值的运算，能够实现永磁体同步电机的驱动装置的转矩控制的高精度化。
另外，输出损耗Wloss的运算中，通过使用磁滞损耗Wh、涡电流损耗We、轴承损耗Wb、风损Ww、负载杂散损耗Ws和外部负载损耗Wo中的1项以上，能够对于转矩指令补偿损耗转矩引起的电动机的输出转矩的降低，实现转矩控制的高精度化。
另外，实施例6的铁损运算部1201h通过代替从极坐标变换部113输出的电压振幅指令值V1*地使用从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*也能够实现。
图28是表示实施例6的变形例的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。实施例6中，与图22所示的实施例6的结构例进行比较，仅说明结构的不同部分。
图28中，实施例6的永磁体同步电机的驱动装置的结构的变形例通过代替图22的实施例6的转矩指令损耗补偿部117h地使用转矩指令损耗补偿部117i而能够实现。
图29是表示实施例6的变形例的转矩指令损耗补偿部117i的结构例的框图。如图29所示，转矩指令损耗补偿部117i通过代替铁损运算部1201h地使用铁损运算部1201i而能够实现。
铁损运算部1201i基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*，来运算铁损Wi并输出。
接着，详细说明铁损运算部1201i。
图30是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201i的结构例的框图。如图30所示，铁损运算部1201i具有磁滞损耗运算部1211i、涡电流损耗运算部1212i和加法器813i。
磁滞损耗运算部1211i基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，来运算磁滞损耗Wh并输出。
磁滞损耗运算部1211i例如通过使用以驱动频率ω1、d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的磁滞损耗Wh的三维表而能够实现。
涡电流损耗运算部1212i基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，来运算涡电流损耗We并输出。
涡电流损耗运算部1212i例如通过使用以驱动频率ω1、d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的涡电流损耗We的三维表而能够实现。
进而，铁损运算部1201i中，通过对磁滞损耗Wh和涡电流损耗We按驱动频率ω1的二次幂归一化，也能够用使用以d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*为输入变量的二维表的结构实现。
图31是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201j的结构例的框图。如图31所示，铁损运算部1201j具有磁滞损耗频率归一化值运算部1211j、涡电流损耗频率归一化值运算部1212j、加法器813j和乘法器814j、815j、816j。
磁滞损耗频率归一化值运算部1211j基于从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*，来运算磁滞损耗频率归一化值Wh’并输出。磁滞损耗频率归一化值运算部1211j例如通过使用以d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*为输入变量、输出对预先根据实测或分析求出的磁滞损耗Wh归一化得到的磁滞损耗频率归一化值Wh’的二维表而能够实现。
涡电流损耗频率归一化值运算部1212j基于从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*，来运算涡电流损耗频率归一化值We’并输出。涡电流损耗频率归一化值运算部1212j例如通过使用以d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*为输入变量、输出预先根据实测或分析求出的涡电流损耗We的涡电流损耗频率归一化值We’的二维表而能够实现。
另外，铁损运算部1201j中，通过考虑永磁体同步电机103的磁体温度Tmag的变动引起的磁滞损耗Wh和涡电流损耗We的变动，而能够实现铁损的运算精度的提高。
图32是表示实施例6的变形例的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。与图28所示的实施例6的结构例进行比较，仅说明不同部分。
图32中，实施例6的永磁体同步电机的驱动装置的结构的变形例，通过代替图28的实施例6的转矩指令损耗补偿部117i地使用转矩指令损耗补偿部117k而能够实现。
图33是表示实施例6的变形例的转矩指令损耗补偿部117k的结构例的框图。如图33所示，转矩指令损耗补偿部117k通过代替铁损运算部1201i地使用铁损运算部1201k而能够实现。
铁损运算部1201k基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和从温度检测部125输出的磁体温度Tmag，来运算铁损Wi并输出。
另外，关于磁体温度Tmag，可以检测或推算与永磁体同步电机103的旋转速度相应的感应电压的大小，使用根据其值推算磁体温度Tmag得到的值。
接着，详细说明铁损运算部1201k。
图34是表示实施例6的变形例的铁损运算部1201k的结构例的框图。如图34所示，铁损运算部1201k具有磁滞损耗频率归一化值运算部1211k、涡电流损耗频率归一化值运算部1212k、加法器813k和乘法器814k、815k、816k。
磁滞损耗频率归一化值运算部1211k基于从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和从温度检测部125输出的磁体温度Tmag，来运算磁滞损耗频率归一化值Wh’并输出。
磁滞损耗频率归一化值运算部1211k例如通过使用以d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和磁体温度Tmag为输入变量、输出对预先根据实测或分析求出的磁滞损耗Wh归一化得到的磁滞损耗频率归一化值Wh’的三维表而能够实现。
涡电流损耗频率归一化值运算部1212k基于从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和从温度检测部125输出的磁体温度Tmag，来运算涡电流损耗频率归一化值We’并输出。涡电流损耗频率归一化值运算部1212k例如通过使用以d轴电流指令值Idc*、q轴电流指令值Iqc*和磁体温度Tmag为输入变量、输出对预先根据实测或分析求出的涡电流损耗We归一化得到的涡电流损耗频率归一化值We’的三维表而能够实现。
以上说明了实施例6。在说明上，主要以实施例1为基本结构进行了说明，但即使以实施例2～5为基本结构也能够同样地应用。
实施例7
实施例7中，在转矩指令修正值Trq**的运算中，代替永磁体同步电机103的磁体温度Tmag的检测值或推算值地，使用永磁体同步电机103的磁体磁通Φm的检测值或推算值、或者与磁体磁通Φm相当的系数。由此，在永磁体同步电机103退磁的情况下也能够运算与磁体温度的变化对应的转矩指令修正值Trq**，能够实现能够比实施例1更高精度地进行转矩控制的永磁体同步电机的驱动装置。
图35是表示实施例7的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。与图1所示的实施例1相比较，仅说明不同部分。
图35中，实施例7的永磁体同步电机的驱动装置通过代替图1的实施例1的转矩修正部110地使用转矩修正部110m、代替矢量控制部112地使用矢量控制部112m、并且追加使用磁体磁通系数运算部118m而能够实现。
矢量控制部112m基于永磁体同步电机103的交流电流检测值即三相交流电流iu、iw和电流指令运算部111输出的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*，来运算dc-qc轴上的电压指令值Vdc*、Vqc*并输出。另外，基于电压指令值Vdc*、Vqc*和三相交流电流iu、iw的检测值来运算永磁体同步电机103的驱动频率ω1和推算的磁极的控制位置θdc并输出。进而，基于三相交流电流iu、iw的检测值和推算的控制位置θdc，来运算dc-qc轴坐标系上的电流检测值Idc、Iqc并输出。
磁体磁通系数运算部118m基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、dc-qc轴上的电压指令值Vdc*、Vqc*和dc-qc轴坐标系上的电流检测值Idc、Iqc，来运算永磁体同步电机103的磁体磁通系数Kfe并输出。
转矩修正值110m基于从指令发生器105输出的转矩指令Tm*、从电流指令运算部111输出的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*和从磁体磁通系数运算部118m输出的磁体磁通系数Kfe，来运算转矩指令修正值Trq**并输出。
以下，详细说明作为实施例7的特征部分的磁体磁通系数运算部118m和转矩修正部110m。
磁体磁通系数运算部118m中，基于从矢量控制部112输出的永磁体同步电机103的驱动频率ω1、dc-qc轴上的电压指令值Vdc*、Vqc*、和dc-qc轴坐标系上的电流检测值Idc、Iqc，来运算永磁体同步电机103的磁体磁通系数Kfe并输出。磁体磁通系数Kfe例如基于用dq坐标系表达的永磁体同步电机的电压方程，用以下式(16)运算。
[式16]
Figure BDA0003286258760000301
式(16)中，右侧的分子的多项式用于计算与永磁体同步电机103的旋转速度相应地产生的感应电压(速度电动势)。从而，磁体磁通系数Kfe可以基于检测或推算永磁体同步电机103的感应电压得到的值，作为与永磁体同步电机103的磁体磁通关联的值使用。
另外，式(16)中，设永磁体同步电机的d轴电感为Ld，绕组电阻为R1。另外，也可以代替dc-qc轴坐标系上的电流检测值Idc、Iqc地，使用从电流指令运算部111输出的dc-qc轴坐标系上的电流指令值Idc*、Iqc*。
此处，永磁体同步电机的d轴电感Ld具有电流依赖性，绕组电阻R1具有温度依赖性。因此，存在因这些电动机常数误差而在磁体磁通系数Kfe的运算结果中产生误差的风险。于是，为了忽略永磁体同步电机的电动机常数误差的影响，而通过基于用矢量控制将电流控制为零的状态的dc-qc轴上的电压指令值Vqc*和驱动频率ω1运算磁体磁通系数Kfe，能够使用不受电动机常数误差的影响的方案。除此以外，也可以使用磁通传感器和电压传感器等，根据其检测值和驱动频率ω1运算磁体磁通系数相当值并使用。
图36是表示实施例7的转矩修正部110m的结构例的框图。如图36所示，转矩修正部110m具有转矩修正系数运算部1301m和乘法器1302m。转矩修正部110m将对转矩指令Tm*乘以从转矩修正系数运算部1301m输出的转矩修正系数Ktemp*得到的运算结果作为转矩指令修正值Trq**输出。
图37是表示实施例7的转矩修正系数运算部1301m的结构例的框图。如图37所示，转矩修正系数运算部1301m基于从磁体磁通系数运算部118m输出的磁体磁通系数Kfe、从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*和q轴电流指令值Iqc*，来运算转矩修正系数Ktemp*并输出。另外，转矩修正系数Ktemp*的运算中，例如使用以磁体磁通系数Kfe、d轴电流指令值Idc和q轴电流指令值Iqc*为输入的参照表即可。另外，转矩修正系数Ktemp*的参照表使用预先根据试验和分析求出的即可。
实施例7例如在电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的参照表中设定了按基于磁体温度条件是基准温度Tmag0时的永磁体同步电机103的磁体磁通Φm0的基准磁体磁通系数Kfe0计算出的d、q轴电流指令值的情况下，对于转矩修正部110m的转矩修正系数Ktemp*，只要具有以与电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的计算条件相同的基准磁体磁通系数Kfe0下的输出转矩为基准、与磁体磁通系数Kfe的变化相应的输出转矩的比作为参照表，就能够实施永磁体同步电机103的磁体温度的变化和退磁的影响导致的磁体磁通的变化引起的输出转矩变动量的补偿。
另外，实施例7通过代替转矩修正系数运算部1301m地使用转矩修正系数运算部1301n也能够实现。
图38是表示实施例7的变形例的转矩修正系数运算部1301n的结构例的框图。转矩修正系数运算部1301n在计算与磁体磁通系数、d轴电流指令、q轴电流指令相应的转矩修正系数Ktemp*时，不使用三维参照表。
转矩修正系数运算部1301n具有磁体磁通依赖转矩修正系数运算部1401n、磁阻转矩比率修正系数运算部1402n和加法器802n，将从磁体磁通依赖转矩修正系数运算部1401n输出的转矩修正系数Ktemp1*与从磁阻转矩比率修正系数运算部1402n输出的转矩修正系数Ktemp2*相加得到的值作为转矩修正系数Ktemp*输出。
转矩修正系数运算部1301n与实施例1的转矩修正系数运算部301b相比，仅有代替磁体温度Tmag地使用磁体磁通系数Kfe这一点不同，基于磁体磁通系数Kfe运算转矩修正系数Ktemp1*和转矩修正系数Ktemp2*即可。
例如，永磁体同步电机的磁体温度Tmag与磁体磁通系数Kfe成正比关系，所以只要以与电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的计算条件相同的基准磁体磁通系数Kfe0为基准，计算与磁体温度Tmag的变化相应的磁体磁通系数，就能够容易地置换。
另外，实施例7通过代替转矩修正系数运算部1301m地使用转矩修正系数运算部1301o也能够实现。图39是表示实施例7的变形例的转矩修正系数运算部1301o的结构例的框图。转矩修正系数运算部1301o在转矩修正系数Ktemp*的计算中，不使用三维参照表。
转矩修正系数运算部1301o通过基于从磁体磁通系数运算部118m输出的磁体磁通系数Kfe和从电流指令运算部111输出的d轴电流指令值Idc*计算转矩修正系数Ktemp*，而能够不使用多维表地运算与磁体磁通的变化对应的转矩指令修正值Trq**。由此，能够实现控制装置的运算负荷少、能够节省存储器容量的永磁体同步电机的驱动装置。
转矩修正系数运算部1301o具有磁体磁通补偿系数运算部1901o、d轴电流特性补偿系数运算部1902o和加法器802o，将从磁体磁通补偿系数运算部1901o输出的转矩修正系数Ktemp-mag*、与从d轴电流特性补偿系数运算部1902o输出的转矩修正系数Ktemp-id*相加得到的值作为转矩修正系数Ktemp*输出。
磁体磁通补偿系数运算部1901o基于磁体磁通系数Kfe，计算以电流指令运算部111的d轴电流指令运算部202和q轴电流指令运算部203的计算条件即基准磁体磁通系数Kfe0为基准与磁体温度的变化和退磁导致的磁体磁通的变化对应的输出转矩的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp-mag*输出。
d轴电流特性补偿系数运算部1902o基于d轴电流指令值Idc*和磁体磁通系数Kfe，计算以基准磁体磁通系数Kfe0为基准与磁体温度的变化和退磁导致的磁体磁通的变化对应的任意的Idc*、Iqc*的电流工作点处的磁转矩与磁阻的比率的变化量相当的系数，作为转矩修正系数Ktemp-id*输出。
转矩修正系数运算部1301o与实施例5的转矩修正系数运算部301g相比较，仅有代替磁体温度Tmag地使用磁体磁通系数Kfe这一点不同，采用基于磁体磁通系数Kfe运算转矩修正系数Ktemp-mag*和转矩修正系数Ktemp-id*的结构即可。
另外，以上在实施例7中，使用磁体磁通系数Kfe进行了说明，但通过将永磁体同步电机103的磁体磁通Φm的检测值或推算值用作转矩指令修正的输入变量和电流指令参照表的基准也能够实现。即，能够用作转矩指令修正的输入变量和电流指令参照表的基准的值，只要是与永磁体同步电机103的磁体磁通关联的值，就可以是任意的。
从而，实施例7中，通过基于永磁体同步电机的磁体磁通和电流指令值对转矩指令值进行修正，能够实现对与磁体温度的变化的退磁导致的磁体磁通的变化对应的输出转矩变动量进行补偿的运算，在永磁体同步电机的驱动装置中能够实现包括永磁体同步电机的退磁的磁体温度变动时的转矩控制的高精度化。
以上说明了实施例7。在说明上，主要以实施例1为基本结构进行了说明，但即使以实施例2～6为基本结构也能够同样地应用。
实施例8
接着，说明本发明的实施例8。图40是表示搭载实施例1～7中任意一项的永磁体同步电机驱动系统的铁道车辆的一部分的概略结构的图。通过将实施例1～7中的任一者的永磁体同步电机驱动系统应用于铁道车辆100，能够实现能够提高磁体温度变动时的转矩精度、运转效率和转矩控制响应的铁道车辆。
例如，铁道车辆100具有搭载了永磁体同步电机103a和103b的转向架、以及搭载了永磁体同步电机103c和103d的转向架。另外，铁道车辆搭载了包括控制器101、电力转换器102、指令发生器105和相电流检测部121的永磁体同步电机的驱动系统(驱动装置)。
铁道车辆100与指令发生器105基于由驾驶员经由主控制器输入的驾驶指令发生的转矩指令Tm*相应地，用电力转换器102将从架空线经由集电装置供给的电力转换为交流电力并供给至永磁体同步电机103，由此驱动永磁体同步电机103。
永磁体同步电机103与铁道车辆100的车轴连结，用永磁体同步电机103控制铁道车辆100的行驶。实施例8中，通过对铁道车辆100应用实施例1～7，而能够实现能够进行转矩控制的高响应化和高精度化、和高效率的运转的铁道车辆。
本发明涉及永磁体同步电机的驱动装置和永磁体同步电机的转矩补偿方法，例如适合应用于电气化铁道车辆和电动机动车等电动车、工业机械等的逆变器系统、风力发电系统、柴油发电机系统等。另外，本发明不仅能够应用于永磁体同步电动机，也能够应用于永磁体同步发电机。
另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例易于理解地说明了本发明，并不限定于必须具有说明的全部结构。另外，能够将实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。另外，上述实施例和变形例中举例示出的各结构和各处理，可以与实现方式和处理效率相应地适当进行合并、分离、或处理顺序的更换。另外，例如上述实施例和变形例可以在不矛盾的范围内将其一部分或全部组合。
附图标记说明
100：铁道车辆，101：控制器，102：电力转换器，103：永磁体同步电机，103a、103c：永磁体同步电机，105：指令发生器，110、110c、110g、110m：转矩修正部，111、111d、111e、111f：电流指令运算部，112、112e、112m：矢量控制部，113：极坐标变换部，114：相位运算部，115：三相坐标变换部，116：PWM信号控制器，117h、117i、117k：转矩指令损耗补偿部，118m：磁体磁通系数运算部，121：相电流检测部，123a、123b：输入端子，124：旋转位置检测部，125：温度检测部，131：平滑用电容器，132：主电路部，133：栅极驱动器，134：直流电阻器，201：磁通量限制值运算部，202：d轴电流指令运算部，203：q轴电流指令运算部，301、301b、301g、302c：转矩修正系数运算部，401b：磁体温度依赖转矩修正系数运算部，402b：磁阻转矩比率修正系数运算部，501b：磁阻转矩比率磁体温度修正部，502b：磁阻转矩推算运算部，601d：磁通量限制值运算部，601e：磁通量限制值运算部，701f：d轴电流指令三维表参照部，702f：q轴电流指令三维表参照部，901g：磁体温度补偿系数运算部，902g：d轴电流特性补偿系数运算部，1001g：d轴电流特性磁体温度修正系数运算部，1002g：d轴电流特性系数运算部，1201h、1201i、1201j、1201k：铁损运算部，1202h：机械损耗运算部，1203h：负载损耗运算部，1204h：损耗转矩换算部，1205h：输出调整部，1211h、1211i：磁滞损耗运算部，1211j：磁滞损耗频率归一化值运算部，1211k：磁滞损耗频率归一化值运算部，1212h、1212i：涡电流损耗运算部，1212j、1212k：涡电流损耗频率归一化值运算部，1221h：轴承损耗运算部，1222h：风损运算部，1231h：负载杂散损耗运算部，1232h：外部负载损耗运算部，1252h：齿轮效率运算部，1301m、1301n、1301o：转矩修正系数运算部，1401n：磁体磁通依赖转矩修正系数运算部，1402n：磁阻转矩比率修正系数运算部，1901o：磁体磁通补偿系数运算部，1902o：d轴电流特性补偿系数运算部。

Claims (15)

1.一种永磁体同步电机的驱动装置，具有驱动永磁体同步电机的电力转换器和控制所述电力转换器的控制器，其特征在于：
所述控制器包括：
对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部；和
电流指令运算部，其从由所述转矩修正部修正后的转矩指令值生成用于驱动控制所述永磁体同步电机的电流指令值，
所述转矩修正部基于所述永磁体同步电机的与磁体磁通相关联的值和由所述电流指令运算部生成的电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。
2.如权利要求1所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的磁体温度。
3.如权利要求1所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的感应电压。
4.如权利要求1～3中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述电流指令运算部包括：
磁通量限制值运算部，其从所述电力转换器的直流电压检测值和所述永磁体同步电机的旋转速度来运算磁通量限制值；和
dq轴电流指令运算部，其从由所述磁通量限制值运算部运算得到的磁通量限制值和由所述转矩修正部修正后的转矩指令值，来生成d轴电流指令值和q轴电流指令值作为所述电流指令值。
5.如权利要求4所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述电流指令运算部，参照对磁通量限制值、转矩指令值、d轴电流指令值和q轴电流指令值建立了对应关系的表，生成与由所述磁通量限制值运算部运算得到的磁通量限制值和由所述转矩修正部修正后的转矩指令值对应的d轴电流指令值和q轴电流指令值。
6.如权利要求4或5所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述磁通量限制值运算部基于所述永磁体同步电机的磁体温度来对所述磁通量限制值进行修正。
7.如权利要求4或5所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述磁通量限制值运算部基于所述电力转换器的输出电压限制值或所述控制器的弱磁控制的目标电压值来对所述磁通量限制值进行修正。
8.如权利要求4～7中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述dq轴电流指令运算部，从所述电力转换器的直流电压检测值和所述永磁体同步电机的旋转速度与所述转矩指令值，来生成所述d轴电流指令值和所述q轴电流指令值。
9.如权利要求4～8中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述转矩修正部，基于与所述磁体磁通相关联的值和由所述dq轴电流指令运算部生成的所述d轴电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。
10.如权利要求1所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：
所述控制器包括转矩指令损耗补偿部，其使用所述转矩指令值、所述电流指令值、所述永磁体同步电机的电流检测值、基于所述电流指令值生成的用于驱动所述永磁体同步电机的电压指令值、所述永磁体同步电机的旋转速度、所述电力转换器的直流电压检测值、以及所述永磁体同步电机的机械参数中的至少任一项来运算损耗转矩值，并基于运算得到的损耗转矩值来对所述转矩指令值进行补偿。
11.一种具有驱动永磁体同步电机的电力转换器和控制所述电力转换器的控制器的永磁体同步电机的转矩补偿方法，其特征在于：
所述控制器包括：
对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部；和
电流指令运算部，其从由所述转矩修正部修正后的转矩指令值生成用于驱动控制所述永磁体同步电机的电流指令值，
所述转矩修正部基于所述永磁体同步电机的与磁体磁通相关联的值和由所述电流指令运算部生成的电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。
12.如权利要求11所述的永磁体同步电机的转矩补偿方法，其特征在于：
所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的磁体温度。
13.如权利要求11所述的永磁体同步电机的转矩补偿方法，其特征在于：
所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的感应电压。
14.如权利要求11～13中任一项所述的永磁体同步电机的转矩补偿方法，其特征在于：
所述电流指令运算部，从所述电力转换器的直流电压检测值和所述永磁体同步电机的旋转速度来运算磁通量限制值，并从所述运算得到的磁通量限制值和由所述转矩修正部修正后的转矩指令值，来生成d轴电流指令值和q轴电流指令值作为所述电流指令值。
15.一种电动车，其特征在于：
具有权利要求1～10中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置。
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