CN113692701A - 电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的空调机的室外机 - Google Patents

Abstract

提供一种无需通过预备试验等进行事先调整即可降低由机械共振引起的噪音和振动，能够应对多种电动机的通用性高的电动机驱动装置。该电动机驱动装置具备：电力转换电路，其驱动永磁同步电动机；控制部，其控制所述电力转换电路；以及电流传感器，其检测向所述永磁同步电动机通电的三相电流，所述控制部具有：三相/dq转换部，其将由所述电流传感器检测出的三相检测电流转换为d轴检测电流和q轴检测电流；指令电压运算部，其运算有助于驱动所述永磁同步电动机的指令电压；转矩脉动抑制控制部，其基于与所述永磁同步电动机的感应电压的失真成分有关的设定值，运算有助于降低所述永磁同步电动机的脉动转矩的电压修正指令；参数推定部，其修正所述设定值，使得降低所述d轴检测电流以及q轴检测电流中的至少任意一方的脉动成分；以及加法部，其将所述指令电压与所述电压修正指令相加。

Description

电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的空调机的室 外机

技术领域

本发明涉及驱动电动机的电动机驱动装置及其控制，特别是涉及对于在要求静音性的用途中使用的电动机的驱动控制有效适用的技术。

背景技术

永磁同步电动机的感应电压理想的是仅包含基波成分，但实际上存在5次成分、7次成分这样的空间高次谐波成分。该感应电压的失真成分成为电动机转矩产生脉动的一个原因，该变动的转矩成为机械共振的激励源，由此产生噪音和振动。

例如，通过在电动机固定部位或旋转轴承部设置防振橡胶来减轻由于机械共振而产生的噪音和振动。但是，该方法存在伴随部件数量的增加构造复杂化，成本增加的问题。

作为本领域的背景技术，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“(作为不使用防振橡胶的对策方法)通过永磁(同步)电动机的控制方法来抑制作为机械共振激励源的转矩脉动的技术”。

在专利文献1的电动机驱动装置中，在用于产生所希望的电动机转矩的指令电流上重叠根据感应电压的失真成分而生成的电流修正指令。该电流修正指令是相对于转子位置而变动的指令，由此能够消除转矩脉动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-151883号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述转矩脉动抑制控制可通过以下等方法来实现：通过预备试验预先取得与感应电压的失真成分相关的信息并保存在存储器等中，在驱动过程中基于保存数据来生成用于消除转矩脉动的指令。本方法例如在运转状况时时刻刻变化的电动机驱动装置中必须确保高控制稳定性的情况下是有效的。

但是，在连接不确定的电动机的电动机驱动装置中，需要对每个电动机进行预备试验，存在难以确保通用性的课题。

在上述专利文献1中，使用驱动过程中的指令信号来推定与感应电压的失真成分相关的信息，进行转矩脉动抑制控制。该方法不需要用于取得感应电压的失真成分的预备试验，因此即使是连接不确定的电动机的电动机驱动装置也能够确保高的通用性。

然而，当使用指令信号时，由于模型化误差或计算误差等的影响，推定精度有可能劣化，结果有可能得不到足够的转矩脉动抑制效果。

因此，本发明的目的在于提供一种无需通过预备试验等进行事先调整即可降低由机械共振引起的噪音和振动，能够应对多种电动机的通用性高的电动机驱动装置和使用该电动机驱动装置的空气机的室外机。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的特征为具备：电力转换电路，其驱动永磁同步电动机；控制部，其控制所述电力转换电路；以及电流传感器，其检测向所述永磁同步电动机通电的三相电流，所述控制部具备：三相/dq转换部，其将所述电流传感器检测出的三相检测电流转换为d轴检测电流以及q轴检测电流；指令电压运算部，其运算有助于驱动所述永磁同步电动机的指令电压；转矩脉动抑制控制部，其基于与所述永磁同步电动机的感应电压的失真成分有关的设定值，运算有助于降低所述永磁同步电动机的脉动转矩的电压修正指令；参数推定部，其修正所述设定值，使得降低所述d轴检测电流以及q轴检测电流中的至少任意一方的脉动成分；以及加法部，其将所述指令电压与所述电压修正指令相加。

另外，本发明是空调机的室外机，其具备永磁同步电动机、驱动所述永磁同步电动机的电动机驱动装置、与所述永磁同步电动机连接的风扇、安装所述永磁同步电动机的框架、以及压缩机装置系统，所述电动机驱动装置是具有上述特征的电动机驱动装置。

发明效果

根据本发明，能够实现无需通过预备试验等进行事先调整即可降低由机械共振引起的噪音和振动，能够应对多种电动机的通用性高的电动机驱动装置和使用该电动机驱动装置的空气机的室外机。

通过说明以下实施方式，使上述以外的课题、结构以及效果变得明确。

附图说明

图1表示本发明实施例1的电动机驱动装置的结构。

图2表示电动机的转矩、感应电压、电流的各动作波形。(不将修正电流ΔIq通电的情况)

图3表示电动机的转矩、感应电压、电流的各动作波形。(将修正电流ΔIq通电的情况)

图4表示图1的参数推定部的结构。

图5表示图4的脉动电流检测部的结构。

图6表示图4的参数修正部的结构。

图7表示本发明的实施例2的参数推定部的结构。

图8表示图7的脉动电流检测部的结构和信号处理的概念。

图9表示本发明实施例3的参数修正部的结构。

图10表示本发明实施例5的电动机驱动装置的结构。

图11表示本发明实施例6的电动机驱动装置的结构。

图12表示图11的参数推定部的结构。

图13表示本发明的实施例7的空调机的室外机。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施例进行说明。另外，在各附图中对相同的结构标注相同的附图标记，对于重复的部分省略其详细说明。

实施例1

参照图1至图6，对本发明实施例1的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

图1是本实施例的电动机驱动装置的结构图。如图1所示，本实施例的电动机驱动装置100具备控制部102、对永磁同步电动机101(以下，简称为“电动机”)进行驱动的电力转换电路103、电流传感器104、指令速度产生部105。

控制部102以矢量控制为基本结构，控制电动机101的转速。

控制部102基于由指令速度产生部105提供的指令速度ωr*以及由电流传感器104检测出的三相检测电流Iu、Iv、Iw，输出三相指令电压Vu*、Vv*、Vw*。

电力转换电路103基于从控制部102输出的三相指令电压Vu*、Vv*、Vw*进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制，产生脉冲状的输出电压，由此驱动电动机101。电流传感器104检测向电动机101各相通电的电流，输出三相检测电流Iu、Iv、Iw。

在控制部102，通过增益乘法部106对指令速度产生部105提供的指令速度ωr*乘以增益“电动机极数P/2”来运算电角速度ω1*。

在指令电压运算部107中，基于预先设定的d轴指令电流Id*、根据q轴检测电流Iqc计算出的q轴指令电流Iq*、电角速度ω1*以及电动机常数的设定值，运算d轴以及q轴指令电压Vdc*、Vqc*。

在转矩脉动抑制控制部108中，通过对d轴和q轴检测电流Idc、Iqc进行平均化处理，运算各自的平均值

根据电角速度ω1*、

d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

转子位置θdc、以及电动机常数的设定值，运算d轴和q轴电压修正指令ΔVd*、ΔVq*。

在参数推定部109中，基于转子位置θdc产生正弦信号以及余弦信号，使用正弦信号以及余弦信号提取与d轴以及q轴检测电流Idc、Iqc的脉动成分相关的信息。并且，以降低d轴及q轴检测电流Idc、Iqc的脉动成分的方式，推定d轴及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

在由加法器110a、110b构成的加法部110中，分别将指令电压运算部107运算出的d轴及q轴指令电压Vdc*、Vqc*与转矩脉动抑制控制部108运算出的d轴及q轴电压修正指令ΔVd*、ΔVq*相加，运算为了抑制转矩脉动而修正后的d轴及q轴指令电压Vdc**、Vqc**。

在转子位置推定部111中，基于d轴以及q轴指令电压Vdc*、Vqc*、d轴以及q轴检测电流Idc、Iqc、电角速度ω1*以及电动机常数的设定值，运算控制轴(dc轴)与电动机的磁通轴(d轴)的相位偏差即轴误差Δθc。并且，通过PLL(Phase Locke Loop锁相环)控制电角速度ω1使得Δθc成为零，对得到的ω1进行积分，由此运算转子位置θdc。即，本实施例构成不需要位置传感器的无传感器矢量控制。

在dq/三相转换部112中，基于转子位置θdc，将d轴以及q轴指令电压Vdc**、Vqc**转换为三相指令电压Vu*、Vv*、Vw*。另外，在三相/dq转换部113中，基于转子位置θdc，将三相检测电流Iu、Iv、Iw转换为d轴以及q轴检测电流Idc、Iqc。

以上是本实施例的基本结构。接着，说明控制动作的原理。

在指令电压运算部107中，按照以下式(1)，基于d轴指令电流Id*、q轴指令电流Iq*、电角速度ω1*以及电动机常数的设定值，运算d轴以及q轴指令电压Vdc*、Vqc*。

数学式1

在式(1)中，R表示绕组电阻，Ld表示d轴电感，Lq表示q轴电感，Ke表示感应电压系数，上标字符*表示各电动机常数的设定值。

在指令电压运算部107中，使用预先设定的固定值作为d轴指令电流Id*，并使用对q轴检测电流Iqc执行了低通滤波处理后的值作为q轴指令电流Iq*，来进行式(1)的运算。由此，在以恒定速度驱动电动机101的稳定状态下，Id*、Iq*为恒定，d轴和q轴指令电压Vdc*、Vqc*也同样恒定。

在转子位置推定部111中，按照以下式(2)，基于d轴及q轴指令电压Vdc*、Vqc*、d轴及q轴检测电流Idc、Iqc、电角速度ω1*以及电动机常数的设定值来运算轴误差Δθc。

数学式2

在式(2)中，ω1是电角速度，是通过PLL以使轴误差Δθc成为零的方式调整电角速度ω1*而得到的信号。

在转子位置推定部111中，通过对电角速度ω1进行积分来运算转子位置θdc。

在此，在为感应电压中含有失真成分的电动机的情况下，转矩τm由下式(3)表示。

数学式3

在式(3)中，Kehd表示d轴上的感应电压系数的脉动成分，Kehq表示q轴上的感应电压系数的脉动成分。另外，式(3)的第一项和第二项相当于有助于电动机旋转的有效转矩成分，第三项和第四项相当于脉动转矩成分。

在将d轴指令电流Id*设定为零时，式(3)的第一项和第三项为零，所以将式(3)改写为式(4)。

数学式4

在式(4)中用于抑制转矩脉动的q轴电流Iq_opt由以下式(5)表示。

数学式5

在式(5)中，

表示修正电流。另外，

是q轴电流Iq的平均值。

若将式(5)代入式(4)，则得到以下的式(6)。

数学式6

在式(6)中，第一项相当于有助于电动机旋转的有效转矩成分，第二项相当于脉动转矩成分。

在式(4)中，在未将修正电流ΔIq通电的情况下

转矩脉动成分为

与此相对，在将修正电流ΔIq通电的情况下，根据式(6)可知转矩脉动成分成为

即，通过将式(4)所示的电流Iq_opt进行通电，能够以“Kehq/Ke”的比率降低转矩脉动。

使用图2和图3对上述转矩脉动抑制控制的动作图像进行说明。

图2表示未将修正电流ΔIq通电时

的动作波形(在图中，Eu表示U相感应电压，Ehu表示U相感应电压的失真成分)。在该图中，U相电流Iu为理想的正弦波，d轴以及q轴电流Id、Iq为恒定。但是，由于在感应电压中含有失真成分，所以电动机转矩τm不恒定，产生转矩脉动。

另一方面，图3表示将修正电流ΔIq通电时的动作波形。如该图所示，与转子位置同步变化的修正电流与q轴电流Iq重叠，由此使电动机转矩τm平滑化，能够抑制转矩脉动。

总之，转矩脉动抑制控制部108运算用于实现式(5)所示的修正电流ΔIq的d轴和q轴电压修正指令ΔVd*、ΔVq*。在此，d轴及q轴上的感应电压系数的脉动成分Kehd、Kehq由下式(7)表示。

数学式7

在式(7)中，

和

表示d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值，n表示正整数(n＝1、2、3……)。

若以式(7)为前提，则在转矩脉动抑制控制部108中，按照以下式(8)来运算d轴和q轴电压修正指令ΔVd*和ΔVq*。

数学式8

在式(8)的运算中，将正弦函数(sin(n·θdc))和余弦函数(cos(n·θdc))相乘，因此d轴和q轴电压修正指令ΔVd*、ΔVq*成为与转子位置θdc同步变化的脉动信号。在加法部110中，将这些信号与d轴和q轴的指令电压Vdc*、Vqc*相加，由此将修正电流ΔIq通电，转矩脉动被抑制。

另外，即使设为在dq/三相转换部112之后设置加法部110的结构，也能够实现同样的动作。即，可以构成为通过dq/三相转换部112对ΔVd*、ΔVq*进行转换，然后将这些信号分别与三相指令电压Vu*、Vv*、Vw*相加。

在式(8)的运算中，需要d轴及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

这些参数对于每个电动机不同，并且不是在设计时得到的信息，因此需要执行预备试验等来预先取得。在本发明中，在参数推定部109中在线推定

由此实现不需要预备试验等的自主转矩脉动抑制控制。

以下说明作为本发明特征的参数推定部109的动作原理。

首先，本实施例中的驱动过程中的d轴电流Id由式(9)来表示。

数学式9

在式(9)中，ωr表示电动机速度。

在将d轴指令电流Id*设定为零时，根据式(1)和式(8)，d轴指令电压Vdc**由式(10)表示。

数学式10

当将式(10)代入式(9)时，得到式(11)。

数学式11

在式(11)中，当假设为“0<<ω1*”时，“ω1*＝(P/2)·ωr”，因此不包含ω1*或ωr的第四项能够忽略，因此得到式(12)。

数学式12

在式(12)中，设为

如果假设在电动机常数的设定中没有误差，则q轴电流Iq相当于

因此第二项的“﹣Lq*·Iq*”与第三项的直流量

被抵消，仅剩余“Lq·ΔIq”。因此，式(12)被改写为式(13)。

数学式13

根据式(5)和式(7)，修正电流ΔIq与q轴上的感应电压系数的脉动成分Kehq为相同相位，因此由式(14)来表示。

数学式14

在式(14)中，

表示q轴电流Iq的脉动成分的振幅值。

将式(14)代入式(13)，若假设为“θdc＝θd”，则得到式(15)。

数学式15

在式(15)中，当假设“R<<ω1*·Ld”来忽略了绕组电阻R时，根据输入与输出的关系得到式(16)。

数学式16

根据式(16)，因为在电流Id的cos(n·θdc)成分中包含系数

所以能够基于本信息来修正d轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

中的设定误差。

接着，本实施例的驱动过程中的q轴电流Iq由式(17)表示。

数学式17

在将d轴指令电流Id*设定为零的情况下，根据式(1)和式(8)，d轴指令电压Vd**由式(18)表示。

数学式18

若将式(18)代入式(17)，得到式(19)。

数学式19

在式(19)中，若假设为“0<<ω1*”，则“ω1*＝(P/2)·ωr”，因此不包含ω1*或ωr的第一项、第四项、第六项能够忽略，因此得到式(20)。

数学式20

在式(20)中，第二项中包含的d轴电流Id如式(16)所示仅具有脉动成分。如果通过修正参数的手段去除d轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

中的设定误差，则d轴电流Id由以下式(21)表示。

数学式21

将式(21)代入式(20)，如果假设在电动机常数的设定中没有误差，并且“θdc＝θd”，则得到式(22)。

数学式22

在式(22)中，当假设“R<<ω1*·Lq”来忽略绕组电阻R时，根据输入与输出的关系得到式(23)。

数学式23

根据式(23)，电流Iq的sin(n·θdc)成分中包含系数

因此能够基于本信息来修正q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

中的设定误差。

图4是本实施例(图1)中的参数推定部109的结构图。如图4所示，本实施例中的参数推定部109具备脉动电流检测部400和参数修正部401。

脉动电流检测部400基于d轴和q轴检测电流Idc、Iqc、转子位置θdc，运算Idc·cos(n·θdc)和Iqc·sin(n·θdc)。另外，参数修正部401基于Idc·cos(n·θdc)和Iqc·sin(n·θdc)，推定d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

图5是本实施例(图4)中的脉动电流检测部400的结构图。脉动电流检测部400具备cos(n·θdc)信号产生部500、sin(n·θdc)信号产生部502以及乘法器501、504。

cos(n·θdc)信号产生部500基于转子位置θdc来运算cos(n·θdc)。乘法器501将d轴检测电流Idc和cos(n·θdc)相乘，运算Idc·cos(n·θdc)。

同样，sin(n·θdc)信号产生部502基于转子位置θdc来运算sin(n·θdc)。然后，在乘法器504中将q轴检测电流Iqc与sin(n·θdc)相乘，运算Iqc·sin(n·θdc)。

图6是本实施例(图4)中的参数修正部401的结构图。参数修正部401具备积分控制器600、603、初始值设定部601、604以及加法器602、605。

积分控制器600根据Idc·cos(n·θdc)的直流成分输出修正信号

然后，在加法器602中，对初始值设定部601设定的初始值

相加

由此来推定d轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

具体而言，进行以下式(24)的运算。

数学式24

在式(24)中，KId表示积分控制增益。

同样地，积分控制器603根据Iqc·sin(n·θdc)的直流成分来输出修正信号

然后，在加法器605中，对初始值设定部604设定的初始值

相加

由此来推定q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

具体而言，进行以下式(25)的运算。

数学式25

在式(25)中，KIq表示积分控制增益。

当参数推定部109进行动作时，通过参数修正部401的积分控制器600、603的动作，以Idc·cos(n·θdc)和Iqc·sin(n·θdc)的直流成分逐渐接近零的方式进行动作。然后，如式(16)和式(23)所示，在这些信号收敛为零的时刻去除d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

中的设定误差，推定运算完成。

直至d轴以及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

的推定完成为止的时间可分别通过积分控制器600、603的积分控制增益KId、KIq的设定来进行调整。希望将KId和KIq设定为直至

和

的推定完成为止的时间比电动机速度ωr收敛于指令速度ωr*为止的时间足够长。

在初始值设定部601、604中，能够对初始值

设定任意的值，也可以设定零。

实施例2

参照图7及图8，对本发明实施例2的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

参数推定部109可以构成为不一定需要以同一运算周期进行处理，通过部分地以长运算周期进行处理来降低运算负荷。

图7是本实施例的参数推定部109’的结构图，相当于实施例1(图4)的变形例。在图7所示的参数推定部109’中，脉动电流检测部700以运算周期Ts1进行处理，参数修正部701以运算周期Ts2进行处理。

图8表示本实施例的脉动电流检测部700的结构和信号处理的概念，相当于实施例1(图5)的变形例。在本结构中，对图5所示的脉动电流检测部400附加了滤波器800、801。滤波器800、801例如是低通滤波器。

如图8所示，d轴和q轴检测电流Idc、Iqc包含n次脉动成分，乘法器501、504的输出包含2n次脉动成分。为了高精度地处理这些交流信号，脉动电流检测部700需要以足够短的运算周期进行处理。但是，在通过滤波器800、801后成为仅包含直流成分的信号，因此即使作为下一个处理部的参数修正部701以较长的运算周期进行处理运算精度也不会劣化。

由此，在图7所示的参数推定部109’中，通过将运算周期Ts2设定为比运算周期Ts1长，能够降低运算负荷。

关于运算周期Ts2，希望在振幅值

的推定运算中，设定足以实现所希望的响应速度的值。

实施例3

参照图9对本发明实施例3的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

在风扇电动机等中，如果将各相的感应电压的失真成分考虑到电角5次成分，则有时能够充分考虑转矩脉动的发生情况。

假设在各相的感应电压的失真成分中仅存在电角5次成分，则感应电压系数的脉动成分的振幅值在d轴和q轴上相等，以下式(26)成立。

数学式26

图9是本实施例的参数修正部401’的结构图，相当于实施例1(图6)的变形例。在参数修正部401’中，对图6所示的参数修正部401附加了平均化处理部900。

平均化处理部900进行以下式(27)所示的运算。

数学式27

通过进行式(27)所示的运算，能够使d轴以及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

各自包含的推定误差平均化，能够提高动作精度。

实施例4

参照上述实施例1的图4至图6，对本发明实施例4的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

在上述式(26)成立的情况下，在d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

中，即使将

作为

处理，或者将

作为

进行处理也没有问题。由此，可以构成为在实施例1(图5、图6)的脉动电流检测部400和参数修正部401中，删除用于推定

的部分中的任意一方，将单一的推定结果共享为

和

通过这样的结构，能够将实施例1(图4)的参数推定部109的运算负荷减半，能够将本发明用于廉价的运算装置。

实施例5

参照图10对本发明的实施例5的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

根据所驱动的电动机，有时在感应电压的失真成分中仅考虑特定的n次成分从而无法得到充分的转矩脉动抑制效果。

在处理多个次数成分时，例如可以构成为针对每个成分设置实施例1(图1)中的转矩脉动抑制控制部108和参数推定部109，但同时运算负荷增加，有可能需要昂贵的运算处理装置。

作为解决该问题的手段考虑以下结构，在参数推定部109中，针对每个次数阶段性地推定d轴以及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

并将这些结果保存在存储器等中。

图10是本实施例中的电动机驱动装置100的结构图，相当于实施例1(图1)的变形例。在本结构中，在图1所示的电动机驱动装置中附加有存储器1000。在存储器1000中，针对每个次数记录d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

通过这样的结构，即使在处理多个感应电压的失真成分的情况下，也不需要设置多个参数推定部109，因此能够抑制运算负荷的增加。

实施例6

参照图11及图12对本发明实施例6的电动机驱动装置及其控制方法进行说明。

在实施例1中，在导出上述式(12)、式(20)时，应用了“0<<ω1*”的假定，“ω1*＝(P/2)·ωr”，因此参数推定部109的动作精度取决于电动机速度ωr。具体而言，随着ωr降低，在式(11)和式(19)中忽略的项的影响变得显著，存在参数推定部109的动作精度劣化的可能性。

作为解决该问题的手段，考虑根据指令速度ωr*来推定d轴及q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

的结构。

图11是本实施例中的电动机驱动装置100的结构图，相当于实施例1(图1)的变形例。在本结构中，代替图1的参数推定部109而具备参数推定部1100，在输入信号中追加了电角速度ω1*。

图12是本实施例中的参数推定部1100的结构图，相当于实施例1(图4)的变形例。图12所示的参数推定部1100在图4所示的参数推定部109中附加了判定部1200和乘法器1201、1202。

判定部1200基于电角速度ω1*，运算成为0或1的值的判定信号Sj。然后，在乘法器1201和1202中，将Sj分别与Idc·cos(n·θdc)和Iqc·sin(n·θdc)相乘。

在此，通过电角速度ω1*的下限值ω1_min、上限值ω1_max来定义参数推定部1100的动作范围。

在满足“ω1_min≤|ω1*|≤ω1_max”，即参数推定部1100在动作范围内的情况下，判定部1200输出“Sj＝1”。此时，乘法器1201、1202的运算结果分别为Idc·cos(n·θdc)和Iqc·sin(n·θdc)，参数修正部401基于这些信号进行动作，由此推定d轴和q轴上的感应电压系数的脉动成分的振幅值

另一方面，在满足“|ω1*|＜ω1_min或ω1_max＜|ω1*|”，即参数推定部1100在动作范围外的情况下，判定部1200输出“Sj＝0”。此时，乘法器1201、1202的运算结果均为零，因为在参数修正部401内的积分控制器600、603中保持已输出值，

的推定停止。

通过这样的结构，能够使参数推定部1100仅在预定的指令速度ωr*的范围内进行动作，因此例如能够避免在电动机速度ωr降低的条件下动作精度劣化的情况。

可以构成为在参数推定部1100中设置复位功能，在满足“ω1_min≤|ω1*|≤ω1_max”，即参数推定部1100恢复到动作范围内的情况下，使用

的推定停止前的值(上次值)来重新开始

的推定，或者也可以构成为每次返回到初始值来重新开始

的推定。

实施例7

参照图13对本发明实施例7的空调机的室外机进行说明。图13表示了将上述实施例1至实施例6中的任一实施例的电动机驱动装置应用于空调机的室外机中搭载的风扇电动机系统的例子。

室外机1300搭载了风扇电动机用驱动装置1301、压缩机电动机用驱动装置1302、风扇电动机1303、风扇1304、框架1305、压缩机装置1306。风扇电动机用驱动装置1301是上述实施例1至实施例6中的任一实施例的电动机驱动装置。

对室外机1300中的风扇电动机系统的动作进行说明。交流电源1307与压缩机电动机用驱动装置1302连接。压缩机电动机用驱动装置1302将所提供的交流电压VAC整流为直流电压VDC来驱动压缩机装置1306。

同时，压缩机电动机用驱动装置1302还向风扇电动机用驱动装置1301供给直流电压VDC，并且输出电动机速度指令ωr*。

风扇电动机用驱动装置1301基于所输入的电动机速度指令ωr*进行动作，向风扇电动机1303供给三相电压。由此，风扇电动机1303进行驱动，所连接的风扇1304旋转。以上是风扇电动机系统的动作。

在空调机的室外机中，为了低成本化，一般在风扇电动机用驱动装置1301上搭载廉价的运算装置。另外，大多时候在风扇电动机1303中没有附加位置传感器。在这样的用途下，通过将本发明的电动机驱动装置用作风扇电动机用驱动装置，能够实现转矩脉动抑制控制。其结果是，能够降低由风扇电动机1303引起的向框架1305的振动，能够降低从室外机单元1300放出的噪音。

本发明的电动机驱动装置不需要预备试验或调整作业等，应用非常容易。另外，由于是自主的转矩脉动抑制控制，因此即使对于难以测定电动机特性的现有设备也能够应用本发明。

实施例1至实施例6的实施方式的电动机驱动装置也能够用作压缩机电动机用驱动装置。总之，只要是以矢量控制为基本结构的电动机驱动装置，就能够应用本发明。

另外，在实施例1至实施例7的实施方式中，以无位置传感器方式的电动机驱动装置为例进行了说明，但本发明也能够应用于具备编码器、旋转变压器、磁极位置传感器等位置传感器的电动机驱动装置。例如，即使是在图1、图10、图11所示的电动机101中附加了位置传感器，并在控制部102中附加了基于位置传感器的信息进行的速度反馈控制的结构，也能够应用本发明。

另外，即使是代替图1、图10、图11的各指令电压运算部107而包含基于d轴指令电流Id*与d轴检测电流Idc的偏差、q轴指令电流Iq*与q轴检测电流Iqc的偏差进行的电流反馈控制的结构，也能够应用本发明。

另外，根据本发明的各实施例，能够基于作为检测信号之一的d轴以及q轴检测电流，推定与感应电压的失真成分有关的信息。通过使用检测信号来代替指令信号，能够尽可能地排除模型化误差和计算误差等的影响，高精度地进行上述推定。在使用检测信号的情况下，担心成本随着传感器等的追加而增加，但电动机驱动装置大多具备电动机电流的检测单元。即，本发明仅通过现有传感器实现自主动作的转矩脉动抑制控制。

本发明不限于上述实施例，包含各种变形例。

例如，上述实施例是为了有助于理解本发明而详细说明的实施例，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施例的部分结构置换为其他实施例的结构，另外，也能够在某实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，能够对于各实施例的部分结构进行其他结构的追加、删除、置换。

附图标记的说明

100…电动机驱动装置，101…永磁同步电动机(电动机)，102…控制部，103…电力转换电路，104…电流传感器，105…指令速度产生部，106…增益乘法部，107…指令电压运算部，108…转矩脉动抑制控制部，109，109’，1100…参数推定部，110…加法部，110a，110b…加法器，111…转子位置推定部，112…dq/三相转换部，113…三相/dq转换部，400，700…脉动电流检测部，401，401’，701…参数修正部，500…cos(n·θdc)信号产生部，502…sin(n·θdc)信号产生部，501、504…乘法器、600、603…积分控制器、601、604…初始值设定部，602、605…加法器，800、801…滤波器，900…平均化处理部，1000…存储器，1200…判定部，1201、1202…乘法器，1300…室外机，1301…风扇电动机用驱动装置，1302…压缩机电动机用驱动装置，1303…风扇电动机，1304…风扇，1305…框架，1306…压缩机装置，1307…交流电源，ωr…电动机速度，ωr*…指令速度，ω1*…电角速度，ω1…通过PLL得到的电角速度，Vu*、Vv*、Vw*…三相指令电压，Vdc*、Vqc*…d轴及q轴指令电压，ΔVd*、ΔVq*…d轴及q轴电压修正指令，Iu、Iv、Iw…三相检测电流，Id、Iq…d轴及q轴电流，Idc、Iqc…d轴及q轴检测电流，θd…转子位置，θdc…转子位置的推定值，Δθc…轴误差，τm…电动机转矩，P…电动机极数，R…绕组电阻，Ld、Lq…d轴及q轴电感，Ke…感应电压系数，Kehd、Kehq…d轴及q轴上的感应电压系数的脉动成分、

…Kehd以及Kehq的振幅值，

…振幅值

的推定值，

以及

的推定运算中的修正值，

以及

的推定运算中的初始值，Sj…判定信号，VAC……交流电压，VDC…直流电压。

Claims (12)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：

电力转换电路，其驱动永磁同步电动机；

控制部，其控制所述电力转换电路；以及

电流传感器，其检测向所述永磁同步电动机通电的三相电流，

所述控制部具备：

三相/dq转换部，其将所述电流传感器检测出的三相检测电流转换为d轴检测电流以及q轴检测电流；

指令电压运算部，其运算有助于驱动所述永磁同步电动机的指令电压；

转矩脉动抑制控制部，其基于与所述永磁同步电动机的感应电压的失真成分有关的设定值，运算有助于降低所述永磁同步电动机的脉动转矩的电压修正指令；

参数推定部，其修正所述设定值，使得降低所述d轴检测电流以及q轴检测电流中的至少任意一方的脉动成分；以及

加法部，其将所述指令电压与所述电压修正指令相加。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数推定部具备：

脉动电流检测部，其检测与所述d轴检测电流和q轴检测电流中的至少任意一方的脉动成分相关的信息；以及

参数修正部，其根据所述脉动电流检测部的运算结果来修正所述设定值。

3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述控制部具有转子位置推定部，该转子位置推定部基于所述指令电压、所述d轴检测电流及q轴检测电流，运算所述永磁同步电动机的转子位置，

所述脉动电流检测部基于所述转子位置推定部的推定值来产生正弦信号和余弦信号，

将所述正弦信号和所述余弦信号与所述d轴检测电流和q轴检测电流相乘。

4.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数修正部对所述脉动电流检测部的运算结果进行积分，

通过对与所述感应电压的失真成分相关的初始设定值加上该积分运算结果来修正所述设定值。

5.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

使所述脉动电流检测部以第一运算周期进行处理，

使所述参数修正部以第二运算周期进行处理，

将所述第一运算周期设定为比所述第二运算周期短的运算周期。

6.根据权利要求3所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述脉动电流检测部具有滤波器，该滤波器从将所述正弦信号和所述余弦信号分别与所述d轴检测电流和q轴检测电流相乘后的结果中去除脉动成分。

7.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数修正部具有平均化处理部，该平均化处理部对于单个运算与d轴及q轴上的感应电压的失真成分相关的设定值而得到的结果进行平均化处理。

8.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数推定部将与d轴及q轴上的任意一方的感应电压的失真成分相关的设定值被修正后的结果设为所述设定值。

9.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述控制部具有记录所述参数推定部的运算结果的存储器，

所述控制部基于所述存储器中记录的数据来控制所述转矩脉动抑制控制部。

10.根据权利要求2所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数推定部具有判定部，该判定部基于所述永磁同步电动机的电动机速度来产生判定信号，

所述参数修正部基于所述判定信号执行或停止所述设定值的修正。

11.根据权利要求10所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述参数推定部具有复位功能，

在所述电动机速度恢复到所述参数推定部的动作范围内时，使用所述参数修正部对于所述设定值的修正停止前的值或者所述设定值的初始值，重新开始所述参数修正部对于所述设定值的修正。

12.一种空调机的室外机，其具备：

永磁同步电动机；

电动机驱动装置，其驱动所述永磁同步电动机；

风扇，其与所述永磁同步电动机连接；

框架，其用于安装所述永磁同步电动机；以及

压缩机装置系统，

其特征在于，

所述电动机驱动装置是权利要求1～11中的任意一项所述的电动机驱动装置。

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