JP2007124857A

JP2007124857A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2007124857A
Application number: JP2005316429A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Imayoshi; 浩之今吉
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】ｄ軸とｑ軸のインダクタンスが等しい表面磁石形の永久磁石形ブラシレスモータでも初期磁極位置を推定し起動することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】磁極位置検出器３からの磁極位置信号取り込み部８と、起動時における永久磁石形ブラシレスモータ２の初期磁極位置を推定する際に磁極位置検出器３を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のいずれかを選択するパラメータ７を備え、この選択された方法で初期磁極位置を推定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石形ブラシレスモータの初期磁極位置を推定する電力変換装置に関する。

従来の電力変換装置の永久磁石形ブラシレスモータの初期磁極位置推定は、磁極位置検出器を用いずにｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いて磁極位置を推定し起動している（例えば、特許文献１参照）。
図３は、従来技術を示す電力変換装置と永久磁石形ブラシレスモータの構成図である。
図３において、２は永久磁石形ブラシレスモータ、５は電力変換装置、６は速度検出器である。また、Ａ、Ｂ、Ｚはそれぞれ速度帰還信号であり、電力変換装置５は永久磁石形ブラシレスモータ２に電力を供給し、速度検出器６はモータの回転速度を速度帰還信号Ａ、Ｂ、Ｚとして電力変換装置５に出力する。
図４は、従来技術の電力変換装置における磁極位置推定処理動作を示す説明図である。
以下、図３、４を用いて従来技術の電力変換装置における磁極位置推定処理動作について説明する。
電力変換装置５を起動すると、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いて永久磁石形ブラシレスモータ２の初期磁極位置を推定し運転を開始する。その後、数回転した後、速度帰還信号Ｚと原点パルス補正量によって磁極位置を更新して運転を続ける。
このように、従来の電力変換装置は、磁極位置検出器を用いずに永久磁石形ブラシレスモータの初期磁極位置を推定するのである（磁極位置用センサレス磁極検出方法）。すなわち、永久磁石形ブラシレスモータの磁極位置推定方法において、空間座標上で任意にγ軸とγ軸から電気角９０°進んだ方向にδ軸を設定し、γ軸方向の電流制御系をクローズドループで構成するとともにδ軸方向の電流制御系をオープンループで構成し、前記γ軸方向の電流指令をステップ状の交番電流指令として与えたときのδ軸方向に発生する干渉電流を観測し、該干渉電流の積分値とγ軸電流指令値との積の符号が正のときはγ軸を微小角Δθだけ進め、前記符号が負のときは微小角Δθだけ位相を遅らせることによりγ軸を真磁軸ｄ軸もしくは真磁軸から１８０°進んだ−ｄ軸に一致させることを特徴とする（特許文献１）。
特開平１１−１８４７７号公報（第４−５頁）

しかしながら、従来の電力変換装置は、磁極位置検出器を用いずにｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いて初期磁極位置を推定し起動する構成となっており、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスが等しい表面磁石形のモータの場合だと初期磁極位置を推定することが出来ず起動できないという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスが等しい表面磁石形のモータの場合でも初期磁極位置を推定して起動することができる電力変換装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、永久磁石形ブラシレスモータの初期磁極位置を推定する電力変換装置において、磁極位置検出器からの磁極位置信号取り込み部と、起動時における前記永久磁石形ブラシレスモータの前記初期磁極位置を推定する際に前記磁極位置検出器を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のどちらか一方を選択するパラメータと、を備え、前記選択された方法で前記初期磁極位置を推定することを特徴とするものである。

本発明の電力変換装置によると、磁極位置検出器からの磁極位置信号取り込み部と、永久磁石形ブラシレスモータの初期磁極位置を推定する際に磁極位置検出器を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のどちらか一方を選択するパラメータと、を備えるようにしているので、磁極位置検出器を用いる初期磁極位置推定の選択も可能となり、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスが等しい表面磁石形のモータでも初期磁極位置を推定して起動することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例を示す電力変換装置と永久磁石形ブラシレスモータの構成図である。図１において、１は本発明の電力変換装置、２は永久磁石形ブラシレスモータ、３は磁極位置検出器、４は操作器、６は速度検出器、７はパラメータ、８は磁極位置信号取り込み部である。また、Ａ、Ｂ、Ｚはそれぞれ速度帰還信号、Ｕ、Ｖ、Ｗはそれぞれ磁極位置信号である。
本発明の電力変換装置１が従来技術である図３、４の電力変換装置５と異なる点は、速度帰還信号Ａ、Ｂ、Ｚだけでなく磁極位置信号Ｕ、Ｖ、Ｗの磁極位置信号取り込み部８を備え、また起動時における永久磁石形ブラシレスモータ２の初期磁極位置推定の際に磁極位置検出器３を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のどちらか一方を選択するパラメータ７を備えるようにしている点である。
以下、図１を用いて本実施例の構成について説明する。
電力変換装置１は永久磁石形ブラシレスモータ２に電力を供給する。速度検出器６は、永久磁石形ブラシレスモータ２の回転速度を速度帰還信号Ａ、Ｂ、Ｚとして、また磁極位置検出器３は永久磁石形ブラシレスモータ２の磁極位置を磁極位置信号Ｕ、Ｖ、Ｗとして電力変換装置１に出力する。操作器４は、起動時における永久磁石形ブラシレスモータ２の初期磁極位置検出で磁極位置検出器３を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のどちらか一方を選択するパラメータ７を設定する。

図２は、本発明の電力変換装置の磁極位置推定処理動作を示す説明図である。
以下、図１、２を用いて本発明の電力変換装置１の磁極位置推定処理動作について説明する。
電力変換装置１は、永久磁石形ブラシレスモータ２の初期磁極位置を推定する方法を選択するパラメータ７を内部に備えてあり、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法を操作器４を用いてパラメータ７を設定すると従来方式のｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いて初期磁極位置を推定して起動する。
また、磁極位置検出器３を用いる方法を操作器４を用いてパラメータ７を設定すると、磁極検出器３からの出力である磁極位置信号Ｕ、Ｖ、Ｗのパターンからあらかじめ設定している磁極位置を使って起動する。その後、設定したパラメータ７に関わらず、数回転後、速度帰還信号Zと原点パルス補正量によって磁極位置を更新して運転を続ける。このように、表面磁石形の永久磁石形ブラシレスモータ２でも磁極位置検出器３を用いる方法を操作器４を用いてパラメータ７を設定することで初期磁極位置を推定して起動することができる。

本発明の電力変換装置は、表面磁石形の永久磁石形ブラシレスモータを用いた機械装置にも広く適用可能である。

本発明の実施例を示す電力変換装置と永久磁石形ブラシレスモータの構成図本発明の電力変換装置の磁極位置推定処理動作を示す説明図従来技術を示す電力変換装置と永久磁石形ブラシレスモータの構成図従来技術の電力変換装置における磁極位置推定処理動作を示す説明図

符号の説明

１、５電力変換器
２永久磁石形ブラシレスモータ
３磁極位置検出器
４操作器
６速度検出器
７パラメータ
８磁極位置信号取り込み部

Claims

永久磁石形ブラシレスモータ（２）の初期磁極位置を推定する電力変換装置において、
磁極位置検出器（３）からの磁極位置信号取り込み部（８）と、
起動時における前記永久磁石形ブラシレスモータ（２）の前記初期磁極位置を推定する際に前記磁極位置検出器（３）を用いる方法とｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差を用いた磁極位置検出方法のどちらか一方を選択するパラメータ（７）と、を備え、前記選択された方法で前記初期磁極位置を推定することを特徴とする電力変換装置。