CN1649251A - 电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机控制装置，在这种包括对具有多相绕组的电动机(1)生成电流指令值的电流指令值生成器、对电动机电流值(iu、iv)进行检测的电动机电流值检测器(3u、3v)并根据电动机电流值和电流指令值对电动机(1)进行驱动的电动机控制装置中，设有：驱动电动机(1)的PWM倒相器(4)；控制PWM倒相器(4)的微控制器(5)。微控制器(5)，根据将从相电流(iu～iw)进行规定的坐标变换后的变换电流值应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值进行限制。故能使电动机输出特性实时、平滑地进行变化并能进行过热保护，且能减轻运算处理负荷。

Description

电动机控制装置
技术领域
本发明，涉及根据电动机电流值和电流指令值对电动机进行驱动的电动机控制装置，尤其涉及对DC无刷电动机等的多相电动机(以下，仅称作“电动机”)具有过热保护功能的电动机控制装置。
背景技术
作为以往的电动机控制装置，提出过具有电动机的温度保护手段的提案(例如，参照专利文献1：日本专利特开2002-238293号公报)。
在这种情况下，根据对电动机中通过的各相电流进行规定函数的积分运算结果，切断对电动机的供电，以对电动机进行过热保护。
在以往的电动机控制装置中，由于需要根据规定函数分别对各相电流进行积分运算，故存在使运算处理量增大而微机的处理负荷变得过重的问题。
发明内容
本发明，是为了解决上述问题而作成的，其目的在于，获得不需要在各相进行许多运算而减轻处理负荷、并能使电动机输出转矩平滑地进行过热保护的电动机控制装置。
本发明的电动机控制装置包括对具有多相绕组的电动机生成电流指令值的电流指令值生成手段、及将在电动机中通过的相电流作为电动机电流值进行检测的电动机电流值检测手段，至少根据电动机电流值和电流指令值对电动机进行驱动，在这种电动机控制装置中，设有对在规定条件下与电动机电流值相关联的电流参数进行限制用的电流参数限制手段，电流参数限制手段，将电动机电流值或从电流指令值坐标变换后的变换电流值应用于规定的函数，根据得到的函数值之积分值限制电流参数。
发明的效果
采用本发明，不需要在各相中的许多的运算而减轻处理负荷、并能使电动机输出转矩平滑地进行过热保护。
附图说明
图1是表示本发明实施形态1的电动机控制装置的构成方框图。
图2是说明装在本发明实施形态1的微控制器中程序动作用的流程图。
图3是表示本发明实施形态1的限流值的说明图。
图4是表示本发明实施形态1的电动机电流值渐增渐减特性的说明图。
图5是表示本发明实施形态1的电动机电流值波形的说明图。
图6是表示本发明实施形态2的电动机控制装置的构成方框图。
图7是表示本发明实施形态3的电动机控制装置的构成方框图。
符号说明
1-电动机；2-位置传感器；3u、3v-电流检测电路；4-PWM倒相器；5、5A、5B-微控制器；6u、6v-A/D变换器；7d、7q、7u、7v-电流控制部；8、10、14-坐标变换部；9d、9q、9u、9v、15d、15q-减法远算部；9w-加法运算部；11、11A、11B-过热保护手段；12、12A、12B-电动机限流值运算部；13d、13q、13u、13v-电动机限流部；iu、iv、iw-相电流；id*、iq*、iu*、iv*-目标电流值；TH-阈值
具体实施方式
实施形态1
图1是表示本发明实施形态1的构成方框图。
图1中，在具有3相(U、V、W)绕组的电动机1中，设有位置传感器2和电流检测电路3u、3v，并连接有PWM倒相器4。
位置传感器2对电动机1内转子磁极位置进行检测，电流检测电路3u、3v对电动机1的相电流iu、iv进行检测。又，对相电流iw进行检测用的电流检测电路，由于相电流iw可从两个相电流iu、iv自动地求出，故能省略。
PWM倒相器4将电动机驱动用的被PWM控制的相电流iu、iv、iw向电动机1供给。
将利用位置传感器2检测出的转子磁极位置和利用电流检测电路3u、3v检测出的相电流iu、iv向微控制器5输入。
微控制器5具有：A/D变换器6u、6v；电流控制部7d、7q；坐标变换部8、10；减法运算部9d、9q；过热保护手段11(电流参数限制手段)和转矩控制手段(未图示)。
微控制器5内的转矩控制手段，通过将电动机1的磁场电流的方向作为d轴方向、将与d轴方向正交的方向作为q轴方向、并用能由d轴方向和q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统描述获得的矢量控制，生成对电动机1的转矩指令、并根据转矩指令进行电动机1的转矩控制。
在微控制器5内，除了A/D变换器6u、6v以外的构成要素，以软件形式来实现。
A/D变换器6u、6v，将检测出的相电流iu、iv变换成数字值，作为微控制器5内的坐标变换部10的输入信号。对于坐标变换部10还输入利用位置传感器2检测出的转子磁极位置。
电流控制部7d、7q，在d-q坐标上，对d轴、q轴的各电动机电流值进行反馈控制，并向PWM控制用的坐标变换部8输入。
坐标变换部8，将来自电流控制部7d、7q的输出信号从d-q坐标变换成3相交流坐标，并作为PWM倒相器4的驱动控制信号输出。
减法运算部9d、9q，算出来自过热保护手段11的输出信号与来自坐标变换部10的输出信号(变换电流值)间的偏差，并向电流控制部7d、7q输入。
坐标变换部10，将利用电流检测电路3检测出的相电流iu、iv从3相交流坐标变换成d-q坐标并作成变换电流值，向减法运算部9d、9q和过热保护手段11输入。
在过热保护手段11中，另行输入由d轴及q轴的目标电流值id*、iq*；和与q轴合成矢量电流值is(d轴电流值id和q轴电流值iq的矢量合成值)构成的相位角θ(以下，称作“电流相位角θ”)。
过热保护手段11，具有作为电动机电流值(电流参数)的限制手段的功能，根据将电动机电流值、或从电流指令值进行坐标变换后的变换电流值应用于规定函数所得的函数值的积分值对电动机电流值进行限制。
过热保护手段11，对电动机1进行过热保护，并为了对电动机1的控制装置整体(包括PWM倒相器4和微控制器5)进行过热保护，而具有电动机限流值运算部12和电动机限流部13d、13q。
又，电动机限流值运算部12，具有使限制值(最大电流值)渐减或渐增的手段。
电动机限流值运算部12，根据将在坐标变换部10中变换成d-q坐标的变换电流值应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机限流值(最大电流值)进行运算，并向电动机限流部13d、13q输入。由此，根据将相电流iu、iv、iw坐标变换后的d-q轴电流值id、iq的时间平均值应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值的最大电流值进行限制。
电动机限流部13d，将来自电动机限流值运算部12的电动机限流值和另外输入的d轴目标电流值id*及电流相位角θ作为输入信号，将电动机电流值限制于依从电动机限流值的规定的最大电流值以下。
同样，电动机限流部13q，将电动机限流值、q轴目标电流值iq*及电流相位角θ作为输入信号，将电动机电流值限制于依从电动机限流值规定的最大电流值以下。
即，电动机限流部13d、13q，分别按照电流相位角θ，并为了使电流相位角θ成为一定，将电动机限流值的d轴分量作为d轴限流值求出，并将q轴分量作为q轴限流值求出。
通过对d轴目标电流值id*和q轴目标电流值iq*进行限制使其小于这样求出的各限制值，可实现在d-q轴上的限流。
接着，参照图2的流程图和图3～图5的说明图对安装在微控制器5内的程序的动作进行说明。
图2的程序(处理次序)，以规定的一定周期调用并执行。
图3用矢量图表示各电流值，并表示从U、V、W相电流进行坐标变换后的d轴电流值id和q轴电流值iq、与d轴电流值id和q轴电流值iq的合成矢量电流值is、与电动机限流值(参照虚线圆)间的关系。
图4表示合成矢量电流值is(横轴)与电动机限流值的变化速度(纵轴)间的特性。
又，图5表示电动机电流值(d、q轴限制电流值)随时间变化的波形。
又，d轴目标电流值id*和q轴目标电流值iq*，如上所述，通过其它途径赋予。
又，在电动机1的各相电流iu、iv、iw中，U相电流iu和V相电流iv的两相部分，用电流检测电路3u、3v变换成规定电压并向微控制器5输入。输入后的各相电流iu、iv，用A/D变换器6u、6v进行离散化，并转引至软件处理。
图2中，首先，坐标变换部10，从各相电流iu、iv通过以下的式(1)求出相电流iw，并对3个相的电流iu、iv、iw进行变换运算(步骤S1)。
iw＝-iu-iv                          …(1)
在式(1)中，U相电流iu是电流检测电路3u的检测值，V相电流iv是电流检测电路3v的检测值。如式(1)所示，W相电流iw，根据各电流检测电路3u、3v的检测值算出。
接着，坐标变换部10，将检测出的U、V、W相电流iu、iv、iw变换成由d轴和q轴构成的坐标(参照图3)，并作为变换成d-q轴后的变换电流值输出(步骤S2)。
接着，过热保护手段11内的电动机限流值运算部12，利用以下的式(2)求出d轴电流值id与q轴电流值iq的矢量合成值，作为合成矢量电流值is(参照图3)(步骤S3)。
is＝(id2+iq2)1/2                          …(2)
这里，将合成矢量电流值is设为一定，合成矢量电流值is的终点存在于图3内的虚线圆上。这是表示U、V、W相电流合成后的结果是一定的电流值。
该值，是不受电气相位角θ(电动机位置)影响的值，即，是表示在电动机1中流通的用两轴(d-q)坐标变换表现的合成矢量的大小(或各相电流的矢量总和)的值，能利用在电动机1中通过的电流值作为代表。
接着，电动机限流值运算部12，按照合成矢量电流值is，例如根据图4所示的特性，使电动机中允许的最大电流值(电动机限流值)渐减或渐增，对电动机限流值进行运算(步骤S4)。
图5表示根据上述处理的限流动作的一个例子。
这样，利用根据合成矢量电流值is、并对电动机电流值进行限制，故不会破坏电动机电流值的3相平衡，能对发热最厉害的部分进行过热保护。
又，利用电动机限流值运算部12算出的电动机限流值是对作为目标的d-q轴电流值id*、iq*进行限制的值。因此，在坐标变换部8中，由于在坐标变换成各相(U、V、W)之前就被限制，故各相电流平衡不会破坏，能使电流逐渐减小。
又，由于不需要分别对各相电流iu、iv、iw进行运算、并能仅根据在电动机1中通过的代表性的电流值(合成矢量电流值is)进行运算，故能使限制处理简单化，能减轻微控制器5中的处理负荷。
接着，过热保护手段11内的电动机限流部13，由于利用在d-q坐标上的电动机电流值控制来限制电动机电流值，故根据电动机限流值，对d轴目标电流值id*进行限制(步骤S5)，并对q轴目标电流值iq*进行限制(步骤S6)。
这里，参照图3对电动机限流部13在d-q坐标上的限流处理(步骤S5、S6)进行详细说明。
如上所述，用来自电动机限流值运算部12的电动机限流值，对d-q轴的电流值(合成矢量电流值is)进行限制。
因此，具有作为最大限流手段功能的电动机限流部13，按照另外给出的电流相位角θ，为了使电流相位角θ成为一定，求出电动机限流值的d轴分量作为d轴限流值，并求出电动机限流值的q轴分量作为q轴限流值。
通过将d轴目标电流值id*和q轴目标电流值iq*限制于上述求出的各限制值以下，来实现d-q轴上的限流。
最后，坐标变换部8与减法运算部9d、9q和电流控制部7d、7q有关联，按照被限制成上述规定值以下的d轴目标电流值和q轴目标电流值，对d轴电流值id进行反馈控制(步骤S7)，同时，对q轴电流值iq进行反馈控制(步骤S8)，并将来自各电流控制部7d、7q的控制信号(操作量)变换成3相交流坐标，对PWM倒相器4进行驱动控制。
即，在步骤S7～S8中，与坐标变换部8有关联的减法运算部9d、9q，对从相电流的检测值进行坐标变换后的d轴、q轴的各检测电流与被限制的d、q轴目标电流值进行比较，电流控制部7d、7q，进行由PI控制的电流反馈控制。
最后，在步骤S9中，坐标变换部8，利用变换成3相交流坐标后的控制信号对PWM倒相器4进行驱动。
由此，从PWM倒相器4对电动机1的各相施加电压，电动机1的各相中通电。
该结果，如图5所示，实时地、平滑地限制d-q坐标上的电动机电流值，电动机1的输出转矩不会急变，能实现适当的过热保护。
又，这里，虽根据将合成矢量电流值is按原样积分后的积分值对电动机电流值进行限制，但也可以使用指数函数作为规定函数，根据将合成矢量应用于指数函数得到的函数值积分得到的积分值对电流值进行限制。又，不限于指数函数，根据需要也可以应用任意的规定函数。
一般，电动机1或PWM倒相器4的损耗，由于与电流值的1次方或2次方大致成正比，故将d-q轴向的电流值的1次方和或平方和作为矢量合成值，由于利用代入指数函数得到的函数值，故能进一步实现适当的过热保护。
作为指数函数，可举出下式(3)所示的各种函数。
f1(i)＝i1.5
f2(i)＝i2
f3(i)＝i1.5+a                             …(3)
这里，在式(3)中，f1(i)、f2(i)、f3(i)是指数函数，i是电动机电流值，a是任意的常数。
这时，在利用函数f2(i)表现的情况下，将电动机电流值i置换成合成矢量电流值is，能用以下的式(4)来表示上述式(3)。
f2(is)＝id2+iq2                           …(4)
如式(4)所示，通过用函数f2(is)进行处理，能将运算式进行简化，能进一步减轻微控制器5的处理负荷。
又，通过将指数函数作多项式近似或折线近似，能进一步减少运算量。
又，通过参照表构成指数函数，由于通过参照表求得上述运算式的一部分或全部，故能减少运算量。
又，d轴电流值id，通常用作弱磁通控制，与q轴电流值iq相比小的情况较多，作为对d轴电流值id几乎不通电的情况下，能将合成矢量电流值is简化成以下的式(5)。
is＝id+iq                                 …(5)
如式(5)所示，通过将合成矢量电流值is进行简化，能进一步减轻微控制器5的运算量。
又，在有效地进行电动机控制的情况下，通常，将d轴电流值id控制成“0”，在这种情况下，由于d轴无电流流动，故能将合成矢量电流值is看作q轴电流值iq。反之，在q轴电流值iq几乎不流动的电动机控制中，能看作仅有d轴电流值id。
又，在d轴电流值id与q轴电流值iq进行切换那样的控制中，通过选择d轴电流值id和q轴电流值iq的最大值，也可以作为合成矢量电流值is。
即，在从电动机电流值iu、iv、iw或变换电流值id、iq算出的函数值的积分值中，能根据判定为向电动机1的通过的电量比规定量多的积分值来限制电动机电流值。
又，如图5所示，在d轴电流值id、q轴电流值iq中，也可以分别设定限流。
又，虽直接检测出d轴电流值id、q轴电流值iq、并求出合成矢量电流值is，但由于使d-q轴电流值的绝对值进行对时间的平滑处理，故也可以在以规定周期中对规定时间部分进行相加后、求出合成矢量电流值is。
又，虽对检测出的d-q轴电流值进行了积分，但也可以对d-q轴电流值的目标值进行积分。
在这种情况下，也能适用于开环控制等、不采用对各相电流进行检测的电流检测电路的电动机控制装置。
又，作为电动机1，将3相DC无刷电动机作为对象，但在将感应电动机等、其它的多相电动机作为对象的情况下，也能用同样的方法实现过热保护。
又，对于电流相位角θ，作为通过其它途径赋予的要素，虽未特别详细地谈到，但在对电动机电流值进行限制的前后可以使其变化也可以使其不变化。
在对电动机电流值进行限制的前后使电流相位角θ进行变化的情况下，虽然将合成矢量电流值is限制在规定值以下，但也能考虑使d轴电流值id优先流动的方法和使q轴电流值iq优先流动的方法。
例如，作为电动机1，在将DC无刷电动机作为对象的情况下，由于通过使d轴电流值id向负方向流动而能获得弱磁场效果，故通过使d轴电流值id优先流动、能实现使旋转速度优先的电动机1的驱动控制。
又，若电动机1的磁场为一定，则q轴电流值iq，由于与电动机1的输出转矩成正比，故通过使q轴电流值iq优先流动，能实现使输出转矩优先的电动机1的驱动控制。
另一方面，在对电动机电流值进行限制的前后未使电流相位角θ变化的情况下，能使电动机1的旋转速度和输出转矩平衡良好地逐渐减小、并能对电动机电流值进行限制。
又，该控制，适合于感应电动机那样、用励磁电流对磁通进行控制的情况下。
又，这里，在d-q坐标上对电动机1(DC无刷电动机)进行控制，而在在r-δ坐标上对电动机1(感应电动机)进行控制的情况下，也可以使r轴转子交链磁通数与δ轴定子电流一样地逐渐减小。
[实施形态2]
在上述实施形态1中，使用变换电流值id、iq在d-q坐标上进行电流反馈控制，但也可以应用于对交流电流值(相电流iu、iv、iw)进行直接反馈控制，在这种情况下，也起到与前述同等的作用效果。
图6是表示应用于对交流电流值进行直接反馈时的本发明实施形态2的构成方框图，对与前述(参照图1)同样的部分标上与前述相同的符号，或在符号后带有“A”，且省略详细说明。
又，对安装在微控制器5A中的程序，由于能与前述(参照图2)同样地实现，故这里对流程的图示进行省略。
图6中，微控制器5A，具有：A/D变换器6u、6v；电流控制部7u、7v；减法运算部9u、9v；加法运算部9w；坐标变换部10、14；过热保护手段11A。
在这种情况下，将分别通过A/D变换器6u、6v的相电流向插入各电流控制部7u、7v输入侧的减法运算部9u、9v直接输入。
加法运算部9w，用负极性对各电流控制部7u、7v的输出信号进行相加，并作为对PWM倒相器4的W相控制信号输出。
坐标变换部14，插入于d-q轴目标电流值的输入端子与过热保护手段11A之间，将d-q坐标上的各目标电流值id*、iq*变换成3相交流坐标上的目标电流值，并向过热保护手段11A内的电动机限流部13u、13v输入。
在图6的微控制器5A的情况下，具有输入侧的坐标变换部14来代替前述(图1)的输出侧的坐标变换部10。
接着，对图6所示的本发明实施形态2的动作进行说明。
首先，与前述同样，坐标变换部10，根据通过A/D变换器6u、6v检测出的相电流，从U、V、W相电流变换成d、q轴电流值。
又，过热保护手段11A内的电动机限流值运算部12A，根据从相电流变化后的d、q轴电流值，算出用于对3相交流电流的波峰值进行限制的电动机限流值，并向电动机限流部13u、13v输入。
另一方面，坐标变换部14，将d轴目标电流值id*和q轴目标电流值iq*变换成3相交流坐标上的目标电流值iu*、iv*，并向电动机限流部13u、13v输入。
由此，利用坐标变换所得的目标电流值iu*、iv*，与电动机限流值直接进行比较，限制在规定的波峰值以下。
即，电动机限流部13u、13v，将3相交流坐标上的目标电流值iu*、iv*的波峰值限制在用电动机限流值运算部12A算出的电动机限流值以下。
接着，减法运算部9u、9v，利用电动机限流部13u、13v将对波峰值限制后的3相交流坐标上的各目标电流值与各相U、V的检测电流iu、iv进行比较，并将两者的偏差向电流控制部7u、7v输入。
各电流控制部7u、7v，按照PI控制、生成将电动机电流值进行反馈控制用的控制信号。又，加算部9w，对来自电流控制部7u、7v的控制信号相加而生成V相的控制信号。
以下，将来自电流控制部7u、7v的控制信号(操作量)和来自加算部9w的控制信号，向PWM倒相器4供给，通过对各相U、V、W进行通电，使电动机1驱动。
其结果，与前述同样，能平滑地限制3相交流坐标上的各相电流的波峰值，且转矩不会急变，故能实现适当的过热保护。
[实施形态3]
又，在上述实施形态1、2中，根据使相电流进行坐标变换后的d-q轴电流值的时间平均值、对最大电流值进行限制，但也可以根据规定的阈值TH与相电流的变换电流值id、iq间的偏差使最大电流值逐渐减小。
在这种情况下，若电流值大，则能尽快地限制电动机电流值，若电流值小，则能较慢地限制电动机电流值，故能进一步实现这种实用的过热保护。
图7是表示本发明实施形态3的构成方框图，对与前述(参照图1)同样的部分标上与前述相同符号，或在符号后带有“B”，且省略详细说明。
又，对安装在微控制器5B中的程序，由于能与前述同样地实现，故对流程的图示进行省略。
图7中，微控制器5B具有生成过热保护判定用的规定阈值TH的手段，并将阈值TH输入过热保护手段11B中。
又，过热保护手段11B，具有插入电动机限流值运算部12B输入侧的减法运算部11d、11q。
减法运算部11d、11q，利用坐标变换部10将d-q坐标变换后的相电流(变换电流值)与阈值TH进行比较，与d-q轴相关、分别算出两者的偏差。
由此，过热保护手段11B，根据将变换电流值id、iq与阈值TH的偏差应用于规定函数所得的函数值的积分值使最大电流值逐渐减小，就对电动机电流值进行限制。
接着，对图7所示的本发明的实施形态3的动作进行说明。
首先，过热保护手段11B内的减法运算部11d、11q，将利用坐标变换部10进行坐标变换后的d、q轴电流值与阈值TH进行比较，并将两者的偏差向电动机限流值运算部12B输入。
电动机限流值运算部12B，根据输入偏差的最大值，例如按照图4的特性、使允许作为目标的d、q轴电流值的限制值逐渐减小，由此，电动机限流部13d、13q对电动机电流值进行限制。
这里，作为阈值TH，若对例如能连续运转的电流值(以下，称作“连续额定电流值”)进行设定，则与电动机1及PWM倒相器4的短时间额定一致，在短时间内通过大电流，根据运转状况能平滑地将电动机电流值收敛成连续额定电流值。
又，这里，根据坐标变换后的变换电流值与阈值TH的偏差使最大电流值逐渐地进行增减，但也可以根据使变换电流值应用于指数函数得到的函数值与规定的过热保护阈值的偏差的积分值、使最大电流值逐渐地进行增减。
又，如上所述，电动机1或PWM倒相器4的损耗，由于相对电流值的1次方或2次方大致成正比关系，由此，能进一步实现适当的过热保护。
又，也可以构成为根据将在前述的实施形态1中所示的“合成矢量电流值(合成矢量电流值is)”与规定的过热保护阈值的偏差应用于指数函数得到的函数值使最大电流值逐渐增减，当然也能起到与前述同样的效果。
如上所述，采用本发明的过热保护手段11、11A、11B，由于根据使电动机电流值iu、iv、iw(或变换成正交性的坐标后的变换电流值id、iq)应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值进行限制，故能实现适当的过热保护。
例如，本发明的实施形态1(图1)的过热保护手段11(电流参数限制手段)，根据使从电流指令值id*、iq*算出的d轴电流值id、q轴电流值iq应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值(或利用d轴电流值id、q轴电流值iq求出的合成矢量电流值is)进行限制。
这时，根据规定函数的积分值，通过对作为目标的d、q轴电流值进行限制，能使正弦波的电动机电流值不会失真地适当地进行过热保护。
又，由于根据作为目标的d、q轴电流值的绝对值、对合成矢量电流值is进行运算，故能减少运算量。
又，过热保护手段11，既可以限制d轴电流值id和q轴电流值iq维持d轴电流值id和q轴电流值iq构成的电流相位角，也可以限制合成矢量电流值is使其优先d轴电流值id或q轴电流值iq的任一方。
这样，通过使q轴电流值iq、或将d轴电流值id与q轴电流值iq进行矢量合成后的电流构成的相位角θ在电动机电流值的限制值前后不发生变化，能使电动机1的旋转速度和输出转矩平衡良好地逐渐减小、并能对电动机电流值进行限制。
又，根据规定函数的积分值，通过对d轴电流值id、q轴电流值iq、或d轴电流值id与q轴电流值进行矢量合成后的电流进行限制，即使在对多相电动机进行矢量控制的情况下，也能实现适当的过热保护。
这里，电动机限流器13d、13q，在电动机电流值、或d轴电流值id及q轴电流id应用于规定函数获得的函数值的积分值中，也可以根据判定为向电动机1的通电量比规定量多的积分值、对电动机电流值进行限制，由此，能进一步简化运算处理。
又，电动机限流器13d、13q，根据由d轴方向和q轴方向组成的坐标系统的矢量合成值(合成矢量电流值is)应用于规定函数得到的函数值的积分值，也可以对电动机电流值进行限制。
这样，根据合成矢量电流值is通过对电动机电流值进行限制，不会破坏电动机电流值的3相平衡，能对发热最厉害的状态进行保护。
又，矢量合成值，能利用d轴方向和q轴方向的电流值的和、平方和、矢量和等来表现。或，矢量合成值，能利用d轴电流值id或q轴电流值iq之中的大的电流值来表现。
另一方面，本发明实施形态2(图6)的过热保护手段11A，根据电动机电流值iu、iv、iw应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值进行限制。
在这种情况下，过热保护手段11A，根据相电流iu、iv、iw的检测值进行运算，由于对相电流iu、iv、iw的波峰值进行限制，故能实现适当的过热保护。
又，本发明实施形态3(图7)的过热保护手段11B，根据使变换电流值id、iq与规定的阈值TH间的偏差应用于规定函数得到的函数值的积分值，对电动机电流值进行限制。
又，过热保护手段11B，根据变换电流值id、iq应用于规定函数得到的函数值与规定的阈值间偏差的积分值，也可以对电动机电流值进行限制。
又，由于根据目标值进行运算，也能应用于开环控制等、没有相电流iu、iv、iw的检测电路的电动机控制装置。
又，在本发明实施形态1～3的过热保护手段11、11A、11B中所应用的规定函数，是有代表性的指数函数，指数函数能通过多项式近似、折线近似，或参照表来构成。
这样，根据指数函数的积分值通过对电动机电流值的最大值进行限制，由于在大电流时能较快地对电动机电流进行限制、在小电流时能较慢地对电动机电流值进行限制，故能实现一种实用的过热保护。
又，根据将相电流iu、iv、iw应用于指数函数得到的函数值与规定的阈值间偏差的积分值，在对电动机电流值的最大值进行限制的情况下，同样也能实现这种实用的过热保护。
又，由于利用根据多项式近似或折线近似的运算来实现指数函数，故能减少运算量。同样，由于通过参照表对指数函数进行运算，故亦能减少运算量。

Claims (19)

1.一种电动机控制装置，具有
对有多相绕组的电动机生成电流指令值的电流指令值生成手段、以及
将在所述电动机中通过的相电流作为电动机电流值检测的电动机电流值检测手段，
至少根据所述电动机电流值和所述电流指令值对所述电动机进行驱动，
其特征在于，
设有在规定条件下限制与所述电动机电流值相关的电流参数用的电流参数限制手段，
所述电流参数限制手段根据所述电动机电流值、或从所述电流指令值坐标变换后的变换电流值应用于规定的函数得到的函数值的积分值，对所述电流参数进行限制。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
设有对所述电动机的转矩进行控制的转矩控制手段，
所述转矩控制手段，通过将所述电动机的磁场电流的方向作为d轴方向，将与所述d轴方向正交的方向作为q轴方向，并利用由所述d轴方向和所述q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统记述的矢量控制，生成对所述电动机的转矩指令，并根据所述转矩指令对所述电动机的转矩进行控制，
所述电流参数限制手段，根据所述电动机电流值、或从所述电流指令值算出的d轴电流值和q轴电流值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值，对所述电动机电流值进行限制。
3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电流参数限制手段根据所述d轴电流值和所述q轴电流值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值中，判定为向所述电动机的通电量比规定量多的积分值，对所述电动机电流值进行限制。
4.如权利要求2或3所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电流参数限制手段根据将构成由所述d轴方向和所述q轴方向形成的坐标系统的矢量合成值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值，对所述电动机电流值进行限制。
5.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，所述矢量合成值用所述d轴方向和所述q轴方向的电流值的矢量和表示。
6.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，所述矢量合成值利用所述d轴方向和所述q轴方向的电流值的和表示。
7.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，所述矢量合成值利用所述d轴方向和所述q轴方向的电流值的平方和表示。
8.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，所述矢量合成值利用所述d轴电流值和所述q轴电流值中的较大的一个电流值来表示。
9.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
设有对所述电动机的转矩进行控制的转矩控制手段，
所述转矩控制手段，通过将所述电动机的磁场电流的方向作为d轴方向，将与所述d轴方向正交的方向作为q轴方向，并利用能由所述d轴方向和所述q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统记述的矢量控制，生成对所述电动机的转矩指令，并根据所述转矩指令对所述电动机的转矩进行控制，
所述电流参数限制手段，根据将所述变换电流值应用于所述规定函数得到的积分值，对所述电动机电流值、或从所述电流指令值算出的d轴电流值和q轴电流值进行限制。
10.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
设有对所述电动机的转矩进行控制的转矩控制手段，
所述转矩控制手段，通过将所述电动机的磁场电流的方向作为d轴方向，将与所述d轴方向正交的方向作为q轴方向，并利用能以由所述d轴方向和所述q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统记述的矢量控制，生成对所述电动机的转矩指令，并根据所述转矩指令对所述电动机的转矩进行控制，
所述电流参数限制手段，根据所述变换电流值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值，对利用所述电动机电流值、或从所述电流指令值算出的d轴电流值和q轴电流值求出的合成矢量电流值进行限制。
11.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
设有对所述电动机的转矩进行控制的转矩控制手段，
所述转矩控制手段，通过将所述电动机的磁场电流的方向作为d轴方向，将与所述d轴方向正交的方向作为q轴方向，并利用能以由所述d轴方向和所述q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统记述的矢量控制，生成对所述电动机的转矩指令，并根据所述转矩指令对所述电动机的转矩进行控制，
所述电流参数限制手段，根据所述变换电流值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值，限制所述d轴电流值及所述q轴电流值，从而维持所述电动机电流值、或从所述电流指令值算出的d轴电流值和q轴电流值构成的相位角。
12.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
设有对所述电动机的转矩进行控制的转矩控制手段，
所述转矩控制手段，通过将所述电动机的磁场电流的方向作为d轴方向，将与所述d轴方向正交的方向作为q轴方向，并利用能以由所述d轴方向和所述q轴方向构成的两相旋转磁通坐标系统记述的矢量控制，生成对所述电动机的转矩指令，并根据所述转矩指令对所述电动机的转矩进行控制，
所述电流参数限制手段，根据将所述变换电流值应用于所述规定函数得到的函数值的积分值，使所述电动机电流值、或从所述电流指令值算出的d轴电流值和q轴电流值中的任何一个值优先地，限制合成矢量电流值。
13.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电流参数限制手段，根据将所述变换电流值应用于所述规定函数获得的函数值的积分值，对所述相电流的波峰值进行限制。
14.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电流参数限制手段，根据将所述变换电流值与规定的阈值的偏差应用于所述规定函数获得的函数值的积分值，对所述电动机电流值进行限制。
15.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电流参数限制手段，根据将所述变换电流值应用于所述规定函数获得的函数值与规定的阈值的偏差的积分值，对所述电动机电流值进行限制。
16.如权利要求1～15的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，所述规定函数由指数函数构成。
17.如权利要求16所述的电动机控制装置，其特征在于，所述指数函数可用多项式近似。
18.如权利要求16所述的电动机控制装置，其特征在于，所述指数函数可用折线近似。
19.如权利要求16所述的电动机控制装置，其特征在于，所述指数函数可利用参照表构成。
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