永磁体同步电动机的矢量控制装置

摘要

本发明是利用逆变器驱动的永磁体同步电动机的矢量控制装置，包括从所提供的转矩指令(T*)生成d轴电流指令(id*)、q轴电流指令(iq*)的电流指令生成部(10)；以及进行工作以使电动机的电流与电流指令一致的电流控制部(20)，所述电流指令生成部包括利用转矩指令生成第一d轴基本电流指令(id1*)的d轴基本电流指令生成部(11)；以该电流指令(id1*)为输入，将限制在0以下的值作为第二d轴基本电流指令(id2*)输出的限制器部(12)；将根据d轴电流指令校正值(dV)对该电流指令(id2*)进行校正后的值作为d轴电流指令(id*)并输出的d轴电流指令校正部(14)；以及从d轴电流指令(id*)生成q轴电流指令(iq*)的q轴电流指令生成部(15)，生成能够以简单的算式实现最大的转矩控制的d轴电流指令(id*)、q轴电流指令(iq*)。

主权项

一种适用于电气车辆的控制装置的永磁体同步电动机的矢量控制装置，将永磁体同步电动机的电流分离为作为与所述电动机的旋转电角同步旋转的dq轴坐标上的量的d轴电流id和q轴电流iq后分别进行控制，所述永磁体同步电动机利用将直流电压转换为任意频率的交流电压并输出的逆变器进行驱动，该永磁体同步电动机的矢量控制装置的特征在于，包括从被提供的转矩指令T*生成d轴电流指令id*和q轴电流指令iq*的电流指令生成部；以及进行工作以使所述电动机的电流与所述电流指令一致的电流控制部，所述电流指令生成部具备利用所述转矩指令生成第一d轴基本电流指令id1*的d轴基本电流指令生成部；以所述第一d轴基本电流指令id1*作为输入，将该第一d轴基本电流指令id1*限制在0以下的值作为第二d轴基本电流指令id2*输出的限制器部；将所述第二d轴基本电流指令id2*作为输入，将根据所述电流控制部输出的d轴电流指令校正值dV对该电流指令id2*进行校正后的值作为d轴电流指令id*输出的d轴电流指令校正部；以及从所述d轴电流指令id*生成q轴电流指令iq*的q轴电流指令生成部，生成能以最小的电流产生与所述转矩指令对应的转矩的d轴电流指令id*和q轴电流指令iq*，所述d轴基本电流指令生成部通过求出表示所述电动机的转矩T、d轴电流id以及q轴电流iq的关系的下述公式(3)与用下述公式(1)表示所述电动机能以最小的电流产生某一转矩的条件的曲线在除了d轴电流id和q轴电流iq较小的区域以外的、所述曲线成为大致直线状的范围的线性近似式，即具有表示d轴电流和q轴电流的关系的斜率a和截距b的一次式(4)的交点，生成所述第一d轴基本电流指令id1*，即根据下述第一数学式(7)生成所述第一d轴基本电流指令id1*， i d = φ a 2 ( L q - L d ) - φ a 2 4 ( L q - L d ) 2 + i q 2 . . . . . . ( 1 ) i q = T P n { φ a + ( L d - L q ) i d } . . . . . . ( 3 ) iq＝aid+b……(4) i d 1 * = - { ( a P n φ a ) + b P n ( L d - L q ) } - { ( a P n φ a ) + b P n ( L d - L q ) } 2 - 4 { a P n ( L d - L q ) } ( b P n φ a - Tabs * ) 2 { a P n ( L d - L q ) } . . . . . . ( 7 ) 其中，Tabs*为转矩指令的绝对值，Ld为d轴电感，单位为H，Lq为q轴电感，单位为H，φa为永磁体的磁通量，单位为Wb，Pn为电动机的极对数，a为所述一次式的斜率，b为所述一次式的截距。