CN114616753A - 电力转换装置、电力转换方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

电力转换装置(1)包括：电力转换电路(10)，生成电动机(3)的驱动电力；指令生成部(111)，基于频率指令、从电力转换电路(10)向电动机(3)的输出电流、和电动机(3)的电感的估计值来计算电压指令；误差计算部(115)，基于电压指令、从电力转换电路(10)向电动机(3)的输出电流、和电感的估计值来计算相位误差；指令校正部(116)，基于相位误差校正电压指令的相位；以及PWM控制部(117)，控制电力转换部(10)，以使驱动电力追随由指令校正部(116)校正了相位的电压指令。

Description

电力转换装置、电力转换方法以及系统
技术领域
本公开涉及电力转换装置、电力转换方法以及系统。
背景技术
在专利文献1中，公开了以下控制方法：使用根据IPM马达的控制装置的内部信号通过运算得到的转子磁极位置的估计信号和转子速度估计信号，控制IPM马达的电枢旋转磁场和转子速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4228651号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
本公开提供了一种针对包括电动机的电力供给目的地的电感变化提高电动机的控制的鲁棒性的有效的电力转换装置、电力转换方法和系统。
用于解决问题的手段
本公开的一方面涉及的电力转换装置，包括：电力转换部，生成电动机的驱动电力；指令生成部，基于频率指令、从电力转换部向电动机的输出电流、和电动机的电感的估计值来计算电压指令；误差计算部，基于电压指令、从电力转换部向电动机的输出电流、和电感的估计值来计算相位误差；指令校正部，基于相位误差校正电压指令的相位；以及控制部，控制电力转换部，以使驱动电力追随由指令校正部校正了相位的电压指令。
本公开的另一方面涉及的电力转换方法，通过电力转换部生成电动机的驱动电力，所述电力转换方法包括：基于频率指令、从电力转换部向电动机输出电流、和电动机的电感的估计值来计算电压指令；基于电压指令、从电力转换部向电动机输出电流、和电感的估计值来计算相位误差；基于相位误差来校正电压指令的相位；以及控制电力转换部，以使驱动电力追随相位被校正后的电压指令。
本公开的又一方面涉及的系统，包括：上述电力转换装置；电动机；滤波器，削减电力转换部的输出中包含的噪声分量；以及升压变压器，对电力转换部的输出进行升压并供给到电动机。
发明效果
根据本公开，可以提供一种针对包括电动机的电力供应目的地的电感变化提高电动机的控制的鲁棒性的有效的电力转换装置、电力转换方法以及系统。
附图说明
图1是例示电力转换装置的结构的框图。
图2是例示固定坐标系和旋转坐标系的示意图。
图3是示出增益分布的曲线图。
图4是例示控制电路的硬件结构的框图。
图5是例示电力转换过程的流程图。
图6是表示控制电路的变形例的框图。
图7是表示电力转换过程的变形例的流程图。
图8是例示具有电力转换装置的系统的示意图。
图9是表示控制电路的变形例的示意图。
图10是表示电力转换过程的变形例的流程图。
图11是例示控制参数的导出过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的符号，省略重复说明。
图1所示电力转换装置1是在电源2与电动机3之间进行电力转换的装置。电源2例如是三相交流电源。作为电源2的具体例，可以举出三相交流的电力系统、或三相交流的发电机、不间断电源等。
电动机3是通过供给交流电力(例如三相交流电力)而动作的同步马达。电动机3也可以是具有凸极性的同步马达。具有凸极性是指相对于动子的磁极方向的电流的电动机3的电感与相对于与磁极方向垂直的方向的电流的电动机3的电感不同。作为具有凸极性的同步马达的具体例子，可以举出PMA(Permanent Magnet Assistance，永磁辅助)马达、IPM(Interior Permanent Magnet，内部永磁体)马达、以及同步磁阻马达等。电动机3也可以是不具有凸极性的同步马达。作为不具有凸极性的同步马达的具体例，可以举出SPM(SurfacePermanent Magnet，表面永磁体)马达。
电动机3可以是在定子上设置有线圈的固定线圈型，也可以是在动子上设置有线圈的可动线圈型。另外，电动机3可以是旋转型，也可以是直线型。以下，说明电动机3为旋转型的情况，因此将电动机3的动作速度称为“旋转速度”。“旋转速度”是电动机3的旋转速度。
电力转换装置1具有电力转换电路10和控制电路100。电力转换电路10(电力转换部)在电源2与电动机3之间进行电力转换，生成电动机3的驱动用的交流电力。例如，电力转换电路10将来自电源2的交流电力(以下称为“电源电力”)转换为电动机3的驱动用的交流电力(以下称为“驱动电力”)供给电动机3。作为一例，电力转换电路10具有整流电路11、平滑电容器12、逆变器电路13和电流传感器14。整流电路11例如是二极管桥式电路或PWM转换器电路，将上述电源电力转换为直流电力。平滑电容器12对上述直流电力进行平滑化。
逆变器电路13进行上述直流电力和上述驱动电力之间的电力转换。例如，逆变器电路13在动力运行状态下，将直流电力转换为驱动电力供给电动机3，在再生状态下，将电动机3发电的电力转换为直流电力。另外，动力运行状态是指电动机3通过从逆变器电路13供给的驱动电力进行动作的状态，再生状态是指电动机3向逆变器电路13供给与动作对应的发电电力的状态。
例如，逆变器电路13具有多个开关元件15，通过切换多个开关元件15的导通/断开来进行上述电力转换。开关元件15例如是功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)等，根据栅极驱动信号来切换导通/断开。
电流传感器14检测在逆变器电路13和电动机3之间流动的电流。例如，电流传感器14可以构成为检测三相交流的全相(U相、V相以及W相)的电流，也可以构成为检测三相交流的任意两相的电流。由于只要不产生零相电流，U相、V相以及W相的电流的合计为零，因此在检测两相的电流的情况下也能够得到全相的电流的信息。
以上所示的电力转换电路10的结构只是一个例子。电力转换电路10的结构也可以变更为只要能够生成电动机3的驱动电力即可。例如，整流电路11也可以是将交流电力转换为直流电力的晶闸管转换器电路或矩阵转换器电路。电力转换电路10也可以是不经过直流化而进行电源电力和驱动电力的双向电力转换的矩阵转换器电路。在电源电力为直流电力的情况下，电力转换电路10也可以不具有整流电路11。
控制电路100构成为，基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值来计算电压指令；基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电感的估计值来计算相位误差；基于相位误差，校正电压指令的相位；以及控制电力转换电路10，使得驱动电力追随校正了相位的电压指令。
例如，控制电路100作为功能上的结构(以下称为“功能块”)，具有指令生成部111、电压计算部112、相位计算部113、电流获取部114、误差计算部115、指令校正部116、以及PWM控制部117。由于各功能块是控制电路100的构成要素，所以各功能块执行的处理相当于控制电路100执行的处理。
指令生成部111基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值来计算电压指令。频率指令是确定驱动电力的频率的目标值的指令。频率指令可以是驱动电力的频率的目标值本身，也可以是间接确定该目标值的数值。例如，频率指令也可以是电动机3的旋转速度(同步速度)的目标值。估计值是指不基于实时的实测结果的值。估计值可以是不基于实测的设计值，也可以是通过仿真计算出的值。另外，估计值也可以是事先实测的值。电压指令例如是电力转换电路10向电动机3输出的电压的目标值。
例如，指令生成部111包含感应电压计算部121和电压指令计算部122作为更细分化功能块。感应电压计算部121按照预先确定的指令分布，计算与频率指令对应的感应电压(以下，称为“感应电压目标值”)。例如，指令分布被预先确定为感应电压目标值以与频率指令的变化量成正比的变化量进行变化。指令分布也可以在频率指令为规定的上限值以上的情况下确定为感应电压目标值恒定。
电压指令计算部122使用感应电压计算部121计算出的感应电压目标值，基于电动机3的等效电路计算电压指令。例如，电压指令计算部122计算与频率指令同步旋转的坐标系(以下称为“旋转坐标系”)中的电压指令矢量。旋转坐标系相对于固定在电动机3的定子(stator)上的坐标系(以下称为“固定坐标系”)旋转。
作为固定坐标系的具体例子，可以举出αβ坐标系。αβ坐标系的原点位于电动机3的动子的旋转中心轴。α轴是其方向与例如因电流流过定子的三相绕组中的某一相而产生的磁动势的方向一致的坐标轴。β轴是与α轴和电动机3的动子的旋转中心轴垂直的坐标轴。
作为旋转坐标系的具体例子，可以举出图2所示的γδ坐标系。γδ坐标系的原点位于电动机3的动子的旋转中心轴。γδ坐标系是与输出电压的频率同步旋转的坐标系，γ轴例如在起动时与后述的固定坐标系即αβ坐标系的α轴一致，伴随起动与频率指令同步旋转。δ轴是与γ轴和电动机3的动子的旋转中心轴垂直的坐标轴。与控制相关的各量基于γδ坐标系计算。
与此相对，有固定在电动机3的动子(转子)上旋转的dq坐标系。dq坐标系的原点位于电动机3的动子的旋转中心轴。d轴是以电动机3的动子的磁极方向(从永久磁铁的S极朝向N极的方向)为正方向的坐标轴。q轴是与d轴和电动机3的动子的旋转中心轴垂直的坐标轴。
例如，电压指令计算部122计算作为电压指令矢量V的γ轴分量的γ轴电压指令Vγ、和作为电压指令矢量V的δ轴分量的δ轴电压指令Vδ。电压指令计算部122对感应电压目标值实施基于从电力转换电路10向电动机3的输出电流、电动机3的绕组电阻的绕组电压降的补偿、以及基于电动机3的旋转速度和电动机3的电感的估计值的非干扰化补偿，计算γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ。
作为一例，电压指令计算部122通过下式计算γ轴电压指令Vγ以及δ轴电压指令Vδ。
Vγ＝R·iγ－ω·Lδ·iδ……(1)
Vδ＝ω·Lγ·iγ+R·iδ+E……(2)
在式(1)以及(2)中，iγ是输出电流矢量的γ轴分量(以下称为“γ轴电流”)。在。iδ是输出电流矢量的δ轴分量(以下称为“δ轴电流”)。R是电动机3的绕组电阻。ω是动子的旋转速度，并基于频率指令导出。Lγ是相对于γ轴电流的电动机3的电感(以下称为“γ轴电感”)。Lδ是相对于δ轴电流的电动机3的电感(以下称为“δ轴电感”)。E是感应电压目标值，例如，使用设定的V/f模式基于频率指令决定。
电压指令计算部122使用后述的电流获取部114计算出的γ轴电流iγ和δ轴电流iδ作为用于计算γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ的γ轴电流iγ和δ轴电流iδ。电压指令计算部122也可以将用于计算γ轴电压指令Vγ以及δ轴电压指令Vδ的γ轴电流iγ和δ轴电流iδ的一者作为电流获取部114计算出的值，将另一者作为预先确定的指令值。
例如，电压指令计算部122也可以将用于计算γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ的δ轴电流iδ作为电流获取部114计算出的值，将γ轴电流iγ作为预先确定的指令值。在这种情况下，指令生成部111还可以具有电流指令生成部123。电流指令生成部123生成γ轴电流iγ的指令值。电流指令生成部123也可以生成负的γ轴电流iγ作为针对磁阻动力(由凸极性引起的动力)的指令。电流指令生成部123也可以基于频率指令生成γ轴电流iγ。例如，电流指令生成部123也可以基于频率指令的增大而增大γ轴电流iγ的绝对值。另外，根据频率指令的增大而增大γ轴电流iγ的绝对值还包括以下情况：在频率指令的规定范围内，根据频率指令的增大而增大γ轴电流iγ的绝对值，在其他范围内使γ轴电流iγ的绝对值恒定。
返回到图1，电压计算部112计算指令生成部111生成的电压指令的绝对值。例如，电压计算部112计算出电压指令计算部122计算出的γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ的平方和的平方根作为电压指令矢量V的绝对值。
相位计算部113计算固定坐标系中的电压指令的相位。例如，相位计算部113计算相对于αβ坐标系的α轴的电压指令矢量V的相位角。例如，相位计算部113基于频率指令，来计算γδ坐标系相对于αβ坐标系的相位角(例如γ轴相对于α轴的相位角)θf，基于γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ，来计算γδ坐标系中的电压指令矢量V的相位角(电压指令矢量V相对于γ轴的相位角)θv，合计相位角θf和相位角θv，计算相对于α轴的电压指令矢量V的相位角θ(参照图2)。
电流获取部114从电流传感器14获取电流信息。例如，电流获取部114对从电流传感器14获取的电流信息实施三相二相转换和旋转坐标转换，计算γ轴电流iγ和δ轴电流iδ。该旋转坐标转换需要旋转坐标系相对于固定坐标系的相位。例如，电流获取部114将相位计算部113计算出的上述相位角θf用于旋转坐标转换。
误差计算部115基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电感的估计值，来计算电压指令的相位误差。相位误差是γδ坐标系和dq坐标系之间的角度误差。
例如，误差计算部115基于电压指令矢量、从电力转换电路10向电动机3的输出电流矢量、电动机3的绕组电阻、电感的估计值来计算感应电压矢量，并基于感应电压矢量的相位来计算相位误差。例如，误差计算部115计算γδ坐标系中的感应电压矢量相对于δ轴的相位角作为相位误差。作为一例，误差计算部115将γδ坐标系相对于αβ坐标系的旋转方向作为正方向，通过下式计算相位误差。
Δθ＝－tan-1(εd/εq)……(3)
εd＝Vγ－R·iγ+ω·Lδ·iδ……(4)
εq＝Vδ－ω·Lγ·iγ－R·iδ……(5)
在式(3)、(4)以及(5)中，Δθ是相位误差，εd是感应电压矢量的γ轴分量，εq是感应电压矢量的δ轴分量。
如以上例示的那样，能够将γδ坐标系中的感应电压矢量相对于δ轴的相位角作为相位误差的原理如下说明。在γ轴与朝向电动机3的动子的磁极方向的正方向的d轴一致的情况下，感应电压本来仅在δ轴方向产生，但在γ轴与d轴不一致的情况下，感应电压矢量相对于δ轴倾斜该误差量。因此，可以说感应电压矢量相对于δ轴的相位角表示上述相位误差。另外，该相位误差主要由于电感的估计值的误差而产生。特别是，在同步磁阻马达中，与永磁型电动机相比，由于与输出电流的值对应的电感的变动大，所以电感的估计值的误差容易变大。
另外，上述电流获取部114也可以将相位计算部113计算出的上述相位角θf加上相位误差Δθ后的相位角用于上述旋转坐标转换。
指令校正部116基于误差计算部115计算出的相位误差校正电压指令的相位。例如，指令校正部116也可以将相位计算部113计算出的相位(以下，称为“校正前的相位”)加上基于误差计算部115计算出的相位误差的校正量来校正电压指令的相位。以下，将校正后的电压指令的相位称为“校正后的相位”。指令校正部116也可以对误差计算部115计算出的相位误差乘以规定的比例增益，计算出上述校正量(以下，称为“基于比例运算的校正量”)。
指令校正部116也可以基于相位误差的积分值来校正电压指令的相位。例如，指令校正部116也可以基于误差计算部115计算出的相位误差的积分值来计算上述校正量。指令校正部116也可以对误差计算部115计算出的相位误差的积分值乘以规定的比例增益，计算出上述校正量(以下，称为“基于积分运算的校正量”)。指令校正部116也可以将上述基于比例运算的校正量和上述基于积分运算的校正量这两者与校正前的相位相加来计算校正后的相位。
指令校正部116也可以将对如上所述计算出的校正量实施了低通型滤波后的校正量与校正前的相位相加来计算校正后的相位。另外，指令校正部116也可以对校正后的相位实施低通型滤波来校正电压指令的相位。
PWM控制部117(控制部)控制电力转换电路10，以使驱动电力追随由指令校正部116校正了相位的电压指令。使驱动电力追随电压指令是指使驱动电力中的电压追随电压指令。例如，PWM控制部117切换逆变器电路13的多个开关元件15的导通/断开，以将与根据电压计算部112计算出的绝对值和指令校正部116计算出的校正后的相位确定的电压指令一致的电压输出到电动机3。
控制电路100也可以构成为根据从电力转换电路10向电动机3的输出电流的值来变更电感的估计值。例如，控制电路100还可以具有电感存储部131和电感估计部132。
电感存储部131存储上述电感分布。如上所述，电感分布是表示输出电流的值和电感的值的关系的分布。电感分布被设定为使得电感根据输出电流的值而变化。电感分布被设定为至少与第一输出电流值对应的电感和与第二输出电流值对应的电感互不相同。
电感存储部131也可以分别存储γ轴电感Lγ的电感分布和δ轴电感Lδ的电感分布。另外，电感存储部131也可以针对γ轴电感Lγ和δ轴电感Lδ分别存储根据γ轴电流iγ或δ轴电流iδ的值而变化的电感分布。
进而，电感存储部131也可以针对γ轴电感Lγ和δ轴电感Lδ分别存储根据γ轴电流iγ和δ轴电流iδ的2值而变化的三维电感分布。电感存储部131既可以将电感分布作为函数进行存储，也可以作为点列数据进行存储。
电感估计部132基于电流获取部114获取(算出)的输出电流的值(例如，γ轴电流iγ、δ轴电流iδ)和电感存储部131存储的电感分布，导出电感的估计值。例如，电感估计部132在电感分布中导出与输出电流值对应的电感的值作为电感的估计值。当电感分布是点列数据时，电感估计部132可以通过点列数据的插值来导出与输出电流的值对应的电感的值。
在控制电路100具有电感存储部131以及电感估计部132的情况下，电压指令计算部122基于由电感估计部132导出的电感的估计值来计算电压指令。误差计算部115基于由电感估计部132导出的电感的估计值来计算相位误差。
控制电路100还可以具有分布生成部134。分布生成部134基于指定电感分布的至少两点的用户输入，生成电感分布，并存储在电感存储部131中。上述至少两点中的每一个包括输出电流的值和电感分布的值的组合。用户输入是电力转换装置1的用户的输入，例如，通过后述的输入设备300等输入。分布生成部134也可以一边变更电感的估计值，一边存储将输出电流、电感的估计值、相位误差对应起来的数据，基于存储的数据自动设定电感分布，以缩小相位误差。
控制电路100也可以构成为，与电动机3的旋转速度为第一速度时相比，在电动机3的旋转速度为比第一速度高的第二速度时，抑制误差计算部115对电压指令的相位的校正。例如，控制电路100还具有增益存储部141和增益计算部142。增益存储部141存储增益分布，在该增益分布中，与电动机3的旋转速度为第一速度时的增益相比，电动机3的旋转速度为比第一速度高的第二速度时的增益变小。第一速度和第二速度只要为第二速度高于第一速度，则可以是任意速度。
图3是示出增益分布的曲线图。在图3中，横轴表示驱动电力的频率。由于驱动电力的频率与电动机3的旋转速度大致成比例，所以也可以说横轴表示电动机3的旋转速度。纵轴表示增益的大小。在图3中，当驱动电力的频率为规定频率阈值ft以下时，增益是恒定的。如果超过频率阈值ft，则随着频率变大(即随着电动机3的旋转速度变高)，增益变小。
在该分布中，频率比频率阈值ft大时(电动机3的旋转速度为第二速度时)的增益比频率比频率阈值ft小时(电动机3的旋转速度为第一速度时)的增益小。例如，与比频率阈值ft小的频率f1所对应的增益K1相比，与比频率阈值ft大的频率f2所对应的增益K2小。增益存储部141可以将增益分布作为函数进行存储，也可以作为点列数据进行存储。
增益计算部142基于电动机3的旋转速度和增益分布计算增益。增益计算部142也可以基于频率指令和增益分布计算增益。由于电动机3的旋转速度与频率指令大致成比例，因此基于频率指令相当于基于电动机3的旋转速度。例如，增益计算部142在增益分布中计算与频率指令对应的增益。在增益分布是点列数据的情况下，增益计算部142也可以通过点列数据的插值来计算与频率指令对应的增益。
在控制电路100具有增益存储部141和增益计算部142的情况下，指令校正部116也可以用将增益计算部142计算出的增益与基于相位误差的校正量相乘而得到的校正量来校正电压指令的相位。另外，控制电路100还可以具有增益生成部(未图示)，该增益生成部基于用户输入等生成增益分布，并保存在增益存储部141中。增益生成部可以构成为，基于存储数据自动生成增益分布。
图4是例示控制电路100的硬件结构的框图。如图4所示，控制电路100具有至少一个处理器191、内存192、存储器193和开关控制电路194。存储器193具有例如硬盘等计算机可读存储介质。存储介质可以是非易失性半导体内存、磁盘和光盘等可移除介质。存储器193存储用于使控制电路100执行以下步骤的程序：基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值来计算电压指令；基于电压指令、输出电流、和电感的估计值来计算相位误差；基于相位误差校正电压指令的相位；对电力转换电路10进行控制，以使驱动电力追随相位被校正后的电压指令。
内存192临时存储从存储器193加载的程序和处理器191的运算结果。处理器191通过与内存192协作来执行上述程序，从而构成上述各功能块。开关控制电路194根据来自处理器191的指令，生成上述栅极驱动信号并向逆变器电路13输出。输入输出端口195根据来自处理器191的指令，在电流传感器14、显示设备200以及输入设备300之间进行电信号的输入输出。
显示设备200和输入设备300用作电力转换装置1的用户界面。显示设备200例如包括液晶监视器等，用于对用户显示信息。输入设备300例如是键盘等，获取用户的输入信息。显示设备200和输入设备300可以像所谓的触摸面板那样一体化。显示设备200和输入设备300可以设置在与电力转换装置1连接的外部设备中，也可以组装在电力转换装置1中。
另外，控制电路100并不限定于通过程序构成各功能。例如，控制电路100可以由专用逻辑电路或集成这些的ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)构成至少一部分功能。
[电力转换过程]
下面，作为通过电力转换电路10生成电动机3的驱动电力的电力转换方法的一例，例示由控制电路100进行的电力转换电路10的控制过程。该过程包括：基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值，来计算电压指令；基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值，来计算相位误差；基于相位误差校正电压指令的相位；对电力转换电路10进行控制，以使驱动电力追随相位被校正后的电压指令。
例如，控制电路100以规定的控制周期重复图5所示的步骤S01～S08。在步骤S01中，感应电压计算部121按照预先确定的指令分布，计算与频率指令对应的感应电压目标值。
在步骤S02中，电感估计部132基于在前一控制周期中电流获取部114获取(计算)的输出电流的值(例如，γ轴电流iγ、δ轴电流iδ)和电感存储部131存储的电感分布，导出电感的估计值。
在步骤S03中，电压指令计算部122对在步骤S01中计算出的感应电压目标值加减电压降、速度电动势等而生成电压指令。例如，电压指令计算部122基于在前一控制周期中电流获取部114计算出的γ轴电流iγ和δ轴电流iδ、电动机3的绕组电阻、根据频率指令导出的电动机3的旋转速度、在步骤S02中导出的电动机3的电感的估计值、和感应电压目标值，来计算γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ。
在步骤S04中，电压计算部112计算在步骤S03中生成的电压指令的绝对值，相位计算部113计算固定坐标系中的电压指令的相位。例如，相位计算部113基于频率指令，来计算γδ坐标系相对于αβ坐标系的相位角θf，基于γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ，来计算γδ坐标系中的电压指令矢量V的相位角θv，将相位角θf和相位角θv相加，计算相对于α轴的电压指令矢量V的相位角θ。
在步骤S05中，指令校正部116基于在前一控制周期中误差计算部115计算出的相位误差Δθ，校正电压指令的相位。例如，指令校正部116在步骤S03中计算出的相位(上述校正前的相位)上加上基于上述相位误差的校正量，校正电压指令的相位。在步骤S05中，增益计算部142根据频率指令和增益分布计算增益，指令校正部116也可以用将增益计算部142计算出的增益与基于相位误差的校正量相乘而得到的校正量来校正电压指令的相位。
在步骤S06中，PWM控制部117开始控制电力转换电路10，以使驱动电力追随在步骤S05中校正了相位的电压指令(上述校正后的电压指令)。
在步骤S07中，电流获取部114根据校正后的电压指令从电流传感器14获取电力转换电路10向电动机3输出的电流信息，对获取的电流信息实施三相二相转换和旋转坐标转换，计算γ轴电流iγ和δ轴电流iδ。电流获取部114可以将在步骤S04中计算出的相位角θf用于上述旋转坐标转换，也可以将在步骤S04中计算出的相位角θf加上上述相位误差Δθ后的相位角用于上述旋转坐标转换。
在步骤S08中，误差计算部115基于在步骤S03中计算出的电压指令(上述校正前的电压指令)、在步骤S07中计算出的输出电流(γ轴电流iγ和δ轴电流iδ)、和在步骤S02中导出的电感的估计值，来计算电压指令的相位误差。在下一控制周期的步骤S02中也使用在步骤S07中获取(计算)的输出电流。在下一控制周期的步骤S05中使用步骤S08中的相位误差的估计结果。
至此，一个周期控制过程完成。在一个周期的控制过程中，步骤S02(电感估计)也可以在步骤S01(计算感应电压目标值)之前执行。另外，步骤S02也可以在步骤S07(获取电流信息)之后执行。在这种情况下，在步骤S03(电压指令计算)中，电压指令计算部122基于在前一控制周期中由电感估计部132导出的电感的估计值来生成电压指令。
步骤S08(计算相位误差)可以在步骤S05(校正相位)之前执行。在这种情况下，在步骤S05中，误差计算部115基于在前一控制周期中计算出的电压指令和在前一控制周期中计算出的输出电流来计算相位误差。
[变形例]
图6是表示控制电路的变形例的框图。图6所示的控制电路100A在基于频率指令计算电压指令的结构上与控制电路100不同。控制电路100A将控制电路100中的指令生成部111置换为指令生成部151，并附加了速度估计部152。
指令生成部151基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值，来计算电压指令。指令生成部151包括速度控制部153和电流控制部154。
速度控制部153基于电动机3的旋转速度目标值与电动机3的旋转速度的偏差(以下称为“速度偏差”)，来计算电流指令。例如，速度控制部153对上述速度偏差实施比例运算、比例/积分运算或比例/积分/微分运算，计算电流指令。旋转速度目标值例如是按照频率指令的交流所生成的旋转磁场的旋转速度的目标值。电流指令是从电力转换电路10向电动机3的输出电流目标值。
电流控制部154基于输出电流目标值与电流获取部114获取的输出电流值的偏差(以下称为“电流偏差”)，来计算校正电压。例如，速度控制部153对上述电流偏差实施比例运算、比例/积分运算或比例/积分/微分运算，计算校正电压。
电压指令计算部155基于电流控制部154计算出的校正电压计算电压指令。例如，电压指令计算部155基于从电力转换电路10向电动机3的输出电流、电动机3的旋转速度、和电动机3的电感的估计值，计算对将γ轴分量作为零、将δ轴分量作为电动机3的旋转速度和速度电动势常数的积的感应电压矢量实施了非干扰化补偿的电压矢量，在该电压矢量上加上校正电压矢量，计算电压指令矢量。
由电压指令计算部155进行的以上的运算，例如由下式表示。
Vγ＝Eγ－ω·Lδ·iδ……(6)
Vδ＝Eδ+ω·(Lγ·iγ+Φ)……(7)
在式(6)和(7)中，Φ是速度电动势系数，Eγ是校正电压的γ轴分量，Eδ是校正电压的δ轴分量。
误差计算部115基于电压指令矢量、校正电压矢量、从电力转换电路10向电动机3的输出电流矢量、和电感的估计值，来计算电压指令的相位误差。例如，误差计算部115通过下式计算用于计算相位误差的感应电压矢量。
εγ＝Vγ－Eγ+ω·Lδ·iδ……(8)
εδ＝Vδ－ω·Lγ·iγ－Eδ……(9)
速度估计部152基于误差计算部115计算出的相位误差等，估计电动机3的旋转速度。速度控制部153将电动机3的旋转速度目标值与由速度估计部152估计的电动机3的旋转速度的偏差作为上述速度偏差来计算电流指令。
图7是例示由控制电路100A进行的电力转换电路10的控制过程的流程图。控制电路100A以规定的控制周期重复图7所示的步骤S11～S21。在步骤S11中，速度控制部153基于电动机3的旋转速度目标值与在前一控制周期中速度估计部152估计的电动机3的旋转速度的偏差(上述速度偏差)，来计算电流指令。
在步骤S12中，电流控制部154基于输出电流目标值与在前一控制周期中电流获取部114计算出的输出电流的偏差(上述电流偏差)，来计算校正电压。在步骤S13中，与步骤S02相同，电感估计部132导出电感的估计值。
在步骤S14中，电压指令计算部155基于在步骤S12中计算出的校正电压来计算电压指令。例如，电压指令计算部155基于在前一控制周期中电流获取部114计算出的输出电流、电动机3的旋转速度、在步骤S12中计算出的校正电压、和在步骤S13中导出的电动机3的电感的估计值，来计算电压指令。
在步骤S15中，与步骤S04相同，电压计算部112计算电压指令的绝对值，相位计算部113计算固定坐标系中的电压指令的相位。在步骤S16中，与步骤S05相同，指令校正部116基于在前一控制周期中误差计算部115计算出的相位误差Δθ，校正电压指令的相位。在步骤S17中，与步骤S06相同，PWM控制部117开始控制电力转换电路10，以使驱动电力追随校正后的电压指令。
在步骤S18中，与步骤S07同样，电流获取部114根据校正后的电压指令从电流传感器14获取电力转换电路10向电动机3输出的电流信息，对获取的电流信息实施三相二相转换和旋转坐标转换，计算γ轴电流iγ和δ轴电流iδ。
在步骤S19中，与步骤S08相同，误差计算部115基于在步骤S14中计算出的校正前的电压指令、在步骤S18中计算出的输出电流、和在步骤S13中导出的电感的估计值，来计算电压指令的相位误差。在步骤S21中，基于在步骤S19中计算出的相位误差，估计电动机3的旋转速度。
在下一控制周期的步骤S13中也使用在步骤S18中计算出的输出电流。在下一控制周期的步骤S16中使用步骤S19中的相位误差的估计结果。在下一控制周期的步骤S11中使用步骤S21中的电动机3的旋转速度的估计结果。
至此，一个周期的控制过程完成。在一个周期的控制过程中，步骤S13(估计电感)也可以在步骤S11(计算电流目标值)、S12(计算校正电压)之前执行。另外，步骤S13也可以在步骤S18(获取电流信息)之后执行。在这种情况下，在步骤S14(计算电压指令)中，电压指令计算部155基于在前一控制周期中由电感估计部132导出的电感的估计值，基于校正电压计算电压指令。
步骤S19(计算相位误差)也可以在步骤S16(校正相位)之前执行。在这种情况下，在步骤S19中，误差计算部115基于在前一控制周期中计算出的电压指令、和在前一控制周期中计算出的输出电流，来计算相位误差。步骤S21(估计速度)也可以在步骤S11(计算电流目标值)之前执行。在这种情况下，在步骤S21中，基于在前一控制周期中计算出的相位误差，估计电动机3的旋转速度。
如以上的变形例所例示的那样，控制电路的指令生成部只要构成为基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值来计算电压指令即可，其计算方法可以适当变更。
(本实施方式的效果)
如上所述，电力转换装置1具备：电力转换电路10，生成电动机3的驱动电力；指令生成部111，基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电动机3的电感的估计值，来计算电压指令；误差计算部115，基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电感的估计值，来计算相位误差；指令校正部116，基于相位误差校正电压指令的相位；以及PWM控制部117，控制电力转换电路10，以使驱动电力追随由指令校正部116校正了相位的电压指令。
为了使电压指令的相位追随电动机3的动作，有时使用电动机3的电感的信息。在这种情况下，如果由于电感的变化，电感的估计值的误差扩大，则电压指令的相位误差变大，有可能无法得到所希望的动力(例如转矩)。与此相对，根据本电力转换装置1，基于电压指令、输出电流、和电感的估计值计算相位误差，并基于相位误差校正电压指令的相位。因此，对于针对包含电动机3的电力供给目标的电感变化提高电动机3的控制的鲁棒性是有效的。
误差计算部115也可以基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流、和电感的估计值来计算感应电压矢量，并基于感应电压矢量的相位来计算相位误差。在这种情况下，可以更适当地计算相位误差。
电力转换装置1还具备：电感存储部131，存储电感根据输出电流的值而变化的电感分布；以及电感估计部132，基于从电力转换电路10向电动机3的输出电流的值和电感分布导出电感的估计值，指令生成部111可以基于由电感估计部132导出的电感的估计值计算电压指令，误差计算部115可以基于由电感估计部132导出的电感的估计值计算相位误差。在这种情况下，能够预先存储电感根据输出电流的值而变化的电感分布，基于电感分布导出电感的估计值。由此，通过输出电流的值的变化来抑制电感的估计值的误差扩大。因此，对于针对包含电动机3的电力供给目的地的电感变化提高电动机3的控制的鲁棒性更有效。
电力转换装置1还可以具备分布生成部134，基于指定电感分布的至少两点的用户输入来生成电感分布。在这种情况下，通过由用户设定适合于实际的电动机的电感分布，能够更可靠地抑制电感的估计值的误差扩大。
指令校正部116也可以基于相位误差的积分值校正电压指令的相位。在这种情况下，能够更迅速地校正电动机3的相位。
电力转换装置1还具备：增益存储部141，存储与电动机3的动作速度为第一速度时的增益相比动作速度为第二速度时的增益小的增益分布，第二速度高于第一速度；以及增益计算部142，基于电动机3的动作速度和增益分布计算增益，指令校正部116也可以用将增益计算部142计算出的增益与基于相位误差的校正量相乘而得到的校正量来校正电压指令的相位。若电动机3的动作速度变高，则使电压指令的矢量的绝对值(以下，称为“电压振幅”)变大的余地变小。因此，难以配合电压指令的相位的校正而使电压振幅适当化。因此，通过电压指令的相位的校正，反而会产生使电动机3的动力降低的情况。与此相对，根据在电动机3的动作速度高的情况下减小相位误差的校正增益的结构，能够抑制伴随电压指令的相位的校正而电动机3的动力降低。
电动机3可以是具有凸极性的同步马达，指令生成部111也可以计算用于生成与具有凸极性的同步马达对应的驱动电力的电压指令。在具有凸极性的同步马达中，与不具有凸极性的同步马达相比，根据输出电流的变化的电感的变化大。因此，在电动机3是具有凸极性的同步马达的情况下，对应针对电感变化提高电动机3的控制的鲁棒性是更有益的。
〔系统〕
以下，例示具备电力转换装置1的系统。图8是例示具备电力转换装置1的系统的示意图。图8所示的系统PS1是用于汲出在资源探索或土木工程等中挖掘的穴内的水的系统，具备电力转换装置1、电动机3、滤波器4、升压变压器5和电动潜水泵6。
滤波器4介于电力转换电路10和电动机3之间。在此，所谓介于电力转换电路10和电动机3之间，是指通过电介于电力转换电路10和电动机3之间。滤波器4削减电力转换电路10的输出中包含的噪声分量。在此，所谓电力转换电路10的输出，是指电力转换电路10的输出电力，输出电力包括输出电压和输出电流。例如，滤波器4具有与电力转换电路10连接的输入部(初级侧)和与升压变压器5连接的输出部(次级侧)，将削减了从电力转换电路10输入到输入部的电力的噪声分量的电力从输出部输出到升压变压器5。作为滤波器4的具体例，可以举出具有线圈41和电容器42的LC滤波器。由于在电力转换电路10和电动机3之间通过电介入有滤波器4，所以上述电流传感器14检测从电力转换电路10向滤波器4的输出电流。
升压变压器5介于滤波器4和电动机3之间。所谓介于滤波器4和电动机3之间，是指通过电介于滤波器4和电动机3之间。升压变压器5对滤波器4的输出进行升压并供给到电动机3。所谓对输出进行升压，是指使输出中的输出电压上升。例如，电动机3具有与滤波器4连接的输入部(初级侧)和与电动机3连接的输出部(次级侧)，对从滤波器4输入到输入部的输出进行升压，并从输出部输出到电动机3。升压变压器5可以是初级侧和次级侧双方为星形接线的Y-Y变压器，也可以是初级侧和次级侧双方为三角形接线的Δ-Δ变压器，也可以是初级侧为星形接线、次级侧为三角形接线的Y-Δ变压器，还可以是初级侧为三角形接线、次级侧为星形接线的Δ-Y变压器。
升压变压器5通过对滤波器4的输出进行升压，补充从升压变压器5到电动机3的电路(例如，电缆等)中的电压降。从升压变压器5到电动机3的电路的长度例如为1～10km。电动潜水泵6由电动机3驱动。电动潜水泵6配置在通过资源探索或土木工程等挖掘的穴内，通过电动机3赋予的驱动力将积存在穴内的水排出到穴外。
在系统PS1中，来自电力转换电路10的电力的供给目的地的电感不仅根据电动机3的电感，而且根据滤波器4的特性、升压变压器5的特性、以及从电力转换电路10到电动机3的电路的特性(例如，长度、弯曲程度)等电动机3的外部条件也有很大变化。因此，上述的鲁棒性的提高更有益。
另外，由电力转换电路10生成的输出电流的相位在到达电动机3之前的期间因滤波器4和升压变压器5等而变化。与此对应，如图9所示，控制电路100还可以具有补偿值存储部161和电流校正部162。
补偿值存储部161至少存储对升压变压器5中的电流的相位变化(初级侧的电流与次级侧的电流之间的相位差)进行补偿的相位补偿值。相位补偿值可以包括补偿升压变压器5中的电压的相位变化的第一相位补偿值。在升压变压器5中，从初级侧的电流中除去励磁电流后的电流与次级侧的电流之间的相位差，与初级侧的电压与次级侧的电压之间的相位差相等。因此，对升压变压器5中的电压的相位变化进行补偿，相当于对升压变压器5中的电流的相位变化的至少一部分进行补偿。补偿值存储部161还可以存储至少补偿滤波器4中的电流的相位变化的第二相位补偿值。相位补偿值和第二相位补偿值通过实机试验或模拟等预先导出。例如，相位补偿值根据升压变压器5的初级侧和次级侧之间产生的电压和电流的相位差来确定，并且，第二相位补偿值根据升压变压器5的初级侧的励磁电流的大小和应向滤波器4的电容器供给的电流的基波分量等来确定。
电流校正部162基于相位补偿值来校正电流传感器14检测到的输出电流。电流校正部162可以基于相位补偿值和第二相位补偿值来校正电流传感器14检测到的输出电流。例如，电流校正部162将相位补偿值和第二相位补偿值与输出电流的相位相加或相减，使得电流传感器14检测到的输出电流的相位接近(例如，实质上一致)流过升压变压器5的次级侧的电流(例如，从升压变压器5向电动机3的输出电流)的相位。例如，电流校正部162基于相位补偿值和第二相位补偿值来校正由电流获取部114计算的输出电流矢量。进一步，电流校正部162也可以构成为，基于升压变压器5中的变压比(次级侧电压相对于初级侧电压的倍率)来校正输出电流的大小(例如，乘以变压比的反比)。另外，电流校正部162也可以在电流获取部114进行上述旋转坐标转换之前，基于相位补偿值和第二相位补偿值来校正旋转坐标转换用的角度，从而校正通过旋转坐标转换计算出的输出电流矢量。
电压指令计算部122可以基于频率指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流(电流传感器14检测出的输出电流)、电感的估计值、和相位补偿值来计算电压指令。例如，电压指令计算部122基于频率指令、由电流校正部162根据相位补偿值校正后的输出电流、和电感的估计值来计算电压指令。除了基于由电流校正部162根据相位补偿值校正后的输出电流这一点之外，电压指令计算部122的电压指令的计算方法与上述方法相同。
误差计算部115可以基于电压指令、从电力转换电路10向电动机3的输出电流(电流传感器14检测出的输出电流)、电感的估计值、和相位补偿值来计算相位误差。例如，误差计算部115基于频率指令、由电流校正部162根据相位补偿值校正后的输出电流、和电感的估计值来计算相位误差。除了基于由电流校正部162根据相位补偿值校正的输出电流这一点之外，误差计算部115的相位误差的计算方法与上述方法相同。
这样，电压指令计算部122计算出考虑了相位补偿值的电压指令，误差计算部115计算出考虑了相位补偿值的相位误差，由此，在指令校正部116中，校正电压指令，以抑制滤波器4和升压变压器5的输出电流的相位变化的影响。指令校正部116也可以构成为，基于误差计算部115计算出的相位误差和相位补偿值双方来校正电压指令。例如，在升压变压器5的初级侧和次级侧的接线方式不同的情况下，在升压变压器5的初级侧与次级侧之间，有时电压和电流双方产生相位差。例如，在升压变压器5是Δ-Y变压器的情况下，次级侧电压的相位相对于初级侧电压的相位超前30°，次级侧电流的相位相对于初级侧电流的相位超前30°。在这种情况下，如果忽略由其他因素引起相位变化，则相位补偿值为30°。电流校正部162对电流传感器14检测出的输出电流的相位加上30°。另外，指令校正部116在电压指令计算部122生成的电压指令的相位上加上误差计算部115计算出的相位误差，再减去30°。进一步，指令校正部116也可以构成为，基于升压变压器5中的变压比来校正电压指令的大小(例如，乘以变压比的反比)。
另外，关于升压变压器5，也有初级电压和次级电压的相位差、包括抽头变化量的正确的变压比、励磁电流这样的规格不清楚的情况。在这种情况下，例如，通过对升压变压器5的初级侧的电压生成电压指令，能够进行与升压变压器5的次级侧连接的电动机3的控制。此时，在决定电压指令的式(1)和式(2)中，关于电动机3的绕组电阻R、γ轴电感Lγ以及δ轴电感Lδ，作为电动机常数，使用预先作为电动机的设计值而设定的值，关于感应电压目标值E，设定比逆变器的额定电压低的电压。在该状态下，通过式(1)和式(2)确定电压指令，在补偿值存储部161中设定至少补偿由滤波器4引起的相位变化的第二相位补偿值。
在以上的状态下，由于感应电压目标值E、绕组电阻R、γ轴电感Lγ以及δ轴电感Lδ不是换算到初级绕组侧的值，因此即使按照原样运行，也有可能根据负载条件发生失步。因此，在试运行时，调整感应电压目标值E和第二相位补偿值。通过调整，式(1)和式(2)中的E、R·iγ、-ω·Lδ·iδ、ω·Lγ·iγ、R·iδ更接近正确的值，由此能够确定在电动机3的运行状态范围内不发生失步的升压变压器5的初级侧的电压指令。
图10是例示控制电路100还具备补偿值存储部161和电流校正部162的情况下的电力转换过程的流程图。如图10所示，控制电路100执行步骤S31、S32、S33、S34、S35、S36、S37、S38、S39。在步骤S31中，与步骤S01相同，感应电压计算部121按照预先确定的指令分布，计算与频率指令对应的感应电压目标值。在步骤S32中，与步骤S02相同，电感估计部132基于在前一控制周期中电流获取部114获取的输出电流的值和电感存储部131中存储的电感分布导出电感的估计值。
在步骤S33中，电压指令计算部122基于在前一控制周期中电流校正部162校正后的输出电流、电动机3的绕组电阻、根据频率指令导出的电动机3的旋转速度、电动机3的电感的估计值、和感应电压目标值，来计算γ轴电压指令Vγ和δ轴电压指令Vδ。在步骤S34中，与步骤S04相同，电压计算部112计算电压指令的绝对值，相位计算部113计算固定坐标系中的电压指令的相位。在步骤S35中，与步骤S05相同，指令校正部116基于在前一控制周期中误差计算部115计算出的相位误差来校正电压指令的相位。指令校正部116也可以基于误差计算部115计算出的相位误差和相位补偿值来校正电压指令的相位。另外，指令校正部116也可以基于升压变压器5中的变压比的反比，进一步校正电压指令的大小。
在步骤S36中，与步骤S06相同，PWM控制部117开始控制电力转换电路10，以使驱动电力追随在步骤S34中校正了相位和大小的电压指令(上述校正后的电压指令)。在步骤S37中，电流获取部114根据校正后的电压指令，从电流传感器14获取电力转换电路10向滤波器4输出的电流信息，并对获取的电流信息实施三相二相转换和旋转坐标转换，计算γ轴电流iγ和δ轴电流iδ。在步骤S38中，电流校正部162基于相位补偿值、例如通过旋转转换来校正在步骤S36中计算出的输出电流。在步骤S39中，误差计算部115基于频率指令、由电流校正部162根据相位补偿值校正后的输出电流、和电感的估计值，来计算电压指令。至此，一个周期控制过程完成。控制电路100以规定的控制周期重复以上的过程。另外，在以上描述中，例示了在电流获取部114计算出输出电流矢量之后，电流校正部162校正该输出电流矢量的相位的过程，但不限于此。例如，电流校正部162也可以在电流获取部114进行上述旋转坐标转换之前，通过校正旋转坐标转换用的角度，来校正通过旋转坐标转换计算出的输出电流矢量。
返回到图9，电力转换装置1还可以具备调谐控制部163、调谐部164和参数存储部165来代替电感估计部132。调谐控制部163在电力转换电路10不经由滤波器4和升压变压器5而与电动机3连接的状态下，从电力转换电路10向电动机3施加调谐电压。调谐部164基于根据调谐电压的施加而在电力转换电路10与电动机3之间流动的调谐电流和调谐电压，导出至少包含电感的估计值的至少一个控制参数。参数存储部165存储调谐部164导出的控制参数。
另外，由调谐部164导出的电感的估计值包括从电力转换电路10到电动机3的电路的电感和电动机3自身的电感。除了电感的估计值之外，至少一个控制参数还可以包括电动机3的电阻的估计值。电动机3的电阻的估计值包括从电力转换电路10到电动机3的电路的电阻和电动机3的绕组自身的电阻。
在电力转换装置1还具备调谐控制部163以及调谐部164的情况下，电压指令计算部122可以基于频率指令、由电流校正部162校正后的输出电流、和至少一个控制参数来计算电压指令。误差计算部115可以基于电压指令、由电流校正部162校正后的输出电流、和至少一个控制参数来计算相位误差。根据该结构，基于与除了滤波器4和升压变压器5之外的系统PS1的特性相匹配地调谐后的控制参数，进行电压指令的生成和相位误差的计算，因此能够更适当地校正电压指令。
图11是例示控制参数的导出过程的流程图。该过程在图10中例示的电力转换过程之前，在电力转换电路10不经由滤波器4和升压变压器5而与电动机3连接的状态下执行。在执行该过程的情况下，在电力转换过程中，可以省略步骤S32的电感的估计值的计算处理。如图11所示，控制电路100首先执行步骤S41、S42、S43。在步骤S41中，调谐控制部163使电力转换电路10开始施加调谐电压。在步骤S42中，电流获取部114获取根据调谐电压的施加而在电力转换电路10和电动机3之间流动的调谐电流的信息。在步骤S43中，调谐控制部163确认是否经过了预先确定的调谐期间。
在步骤S43中判定为没有经过调谐期间的情况下，控制电路100使处理返回到步骤S41。在步骤S43中判定为经过了调谐期间的情况下，控制电路100执行步骤S44。在步骤S44中，调谐部164基于根据调谐电压的施加而在电力转换电路10和电动机3之间流动的调谐电流和调谐电压，导出至少一个控制参数，并保存在参数存储部165中。以上完成了控制参数导出过程。
如系统PS1那样，具备滤波器4和升压变压器5的结构也能够应用于电动机3的驱动对象与电动潜水泵不同的系统，例如，对于不能忽视电力转换电路10与电动机3之间的电路中的电压降的系统是有益的。
以上，对实施方式进行了说明，但是本公开并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
符号说明
1、电力转换装置，3、电动机，4、滤波器，5、升压变压器，6、电动潜水泵，10、电力转换电路(电力转换部)，14、电流传感器，111、151、指令生成部，115、误差计算部，116、指令校正部，117、PWM控制部(控制部)，131、电感存储部，132、电感估计部，134、分布生成部，141、增益存储部，142、增益计算部，161、补偿值存储部，162、电流校正部，163、调谐控制部，164、调谐部。

Claims (15)

1.一种电力转换装置，包括：
电力转换部，生成电动机的驱动电力；
指令生成部，基于频率指令、从所述电力转换部向所述电动机的输出电流、和所述电动机的电感的估计值来计算电压指令；
误差计算部，基于所述电压指令、从所述电力转换部向所述电动机的输出电流、和所述电感的估计值来计算相位误差；
指令校正部，基于所述相位误差校正所述电压指令的相位；以及
控制部，控制所述电力转换部，以使所述驱动电力追随由所述指令校正部校正了相位的所述电压指令。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述误差计算部基于所述电压指令、从所述电力转换部向所述电动机的输出电流、和所述电感的估计值来计算感应电压矢量，并基于所述感应电压矢量的相位来计算相位误差。
3.根据权利要求1所述的电力转换装置，还包括：
电感存储部，存储电感根据输出电流的值而变化的电感分布；以及
电感估计部，基于从所述电力转换部向所述电动机的输出电流的值和所述电感分布，导出所述电感的估计值，
所述指令生成部基于由所述电感估计部导出的所述电感的估计值来计算所述电压指令，
所述误差计算部基于由所述电感估计部导出的所述电感的估计值来计算所述相位误差。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，还包括：
分布生成部，基于指定所述电感分布的至少两点的用户输入，生成所述电感分布。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力转换装置，其中，
所述指令校正部基于所述相位误差的积分值，来校正所述电压指令的相位。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力转换装置，还包括：
增益存储部，存储增益分布，所述增益分布是与所述电动机的动作速度为第一速度时的增益相比所述动作速度为第二速度时的增益小，所述第二速度高于所述第一速度；以及
增益计算部，基于所述电动机的动作速度和所述增益分布来计算增益，
所述指令校正部用将所述增益计算部计算出的增益与基于所述相位误差的校正量相乘而得到的校正量来校正所述电压指令的相位。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力转换装置，其中，
所述电动机是具有凸极性的同步马达，
所述指令生成部计算所述电压指令，所述电压指令用于生成与具有所述凸极性的同步马达对应的驱动电力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力转换装置，还包括：
补偿值存储部，存储相位补偿值，所述相位补偿值补偿在所述电力转换部和所述电动机之间产生的电流的相位变化，
所述指令生成部基于所述频率指令、从所述电力转换部向所述电动机的输出电流、所述电感的估计值、和所述相位补偿值来计算电压指令，
所述误差计算部基于所述电压指令、从所述电力转换部向所述电动机的输出电流、所述电感的估计值、和所述相位补偿值来计算相位误差。
9.根据权利要求8所述的电力转换装置，还包括：
电流传感器，检测所述输出电流；以及
电流校正部，基于所述相位补偿值来校正由所述电流传感器检测到的输出电流的检测值，
所述指令生成部基于所述频率指令、由所述电流校正部校正后的输出电流的检测值、和所述电感的估计值来计算电压指令，
所述误差计算部基于所述电压指令、由所述电流校正部校正后的输出电流的检测值、和所述电感的估计值来计算所述相位误差。
10.根据权利要求9所述的电力转换装置，其中，
所述指令校正部基于所述相位误差和所述相位补偿值来校正所述电压指令的相位。
11.根据权利要求10所述的电力转换装置，其中，
所述相位补偿值包括第一相位补偿值，所述第一相位补偿值至少补偿介于所述电力转换部和所述电动机之间的变压器中的电压的相位变化。
12.根据权利要求11所述的电力转换装置，其中，
所述相位补偿值还包括第二相位补偿值，所述第二相位补偿值至少补偿介于所述电力转换部和所述电动机之间的滤波器中的电流的相位变化，
所述电流校正部基于所述相位补偿值和所述第二相位补偿值来校正由所述电流传感器检测到的输出电流。
13.一种电力转换方法，通过电力转换部生成电动机的驱动电力，包括：
基于频率指令、从所述电力转换部向所述电动机输出电流、和所述电动机的电感的估计值来计算电压指令；
基于电压指令、从所述电力转换部向所述电动机输出电流、和所述电感的估计值来计算相位误差；
基于所述相位误差来校正所述电压指令的相位；以及
控制所述电力转换部，以使所述驱动电力追随相位被校正后的所述电压指令。
14.一种系统，包括：
权利要求1至12中任一项所述的电力转换装置；
所述电动机；
滤波器，削减所述电力转换部的输出中包含的噪声分量；以及
升压变压器，对所述电力转换部的输出进行升压并供给到所述电动机。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括：
电动潜水泵，由所述电动机驱动。
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