CN111742485B - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

具备以无传感器方式检测同步电动机的转子位置的功能的电动机控制装置中，可防止产生转子位置的误检测并在通常区域和弱磁通区域这两个区域中基于所述转子位置对同步电动机进行稳定的控制。电动机控制装置(1)包含：基于感应电压电气角、与根据感应电压电气角与电流电气角之差及电流峰值求出的第1感应电压相位来对同步电动机(2)的转子位置进行检测的第1转子位置检测部(19)；基于所述感应电压电气角、与根据交链磁通和所述电流峰值求出的第2感应电压相位来对同步电动机(2)的所述转子位置进行检测的第2转子位置检测部(20)；以及基于所述电流峰值、与所述第1感应电压相位或所述第2感应电压相位来对第1转子位置检测部(19)或第2转子位置检测部(20)进行选择的选择部(21)。

Description

电动机控制装置

技术领域

本发明涉及具备以无传感器方式检测同步电动机的转子的旋转位置(以下，简称为“转子位置”)的功能的电动机控制装置。

背景技术

作为这种电动机控制装置的一例，已知有专利文献1记载的电动机控制装置。专利文献1中记载的电动机控制装置包含：电流峰值/电气角检测部，该电流峰值/电气角检测部基于流过同步电动机的定子线圈的电流来对电流峰值和电流电气角进行检测；感应电压峰值/电气角检测部，该感应电压峰值/电气角检测部基于流过所述定子线圈的所述电流、与施加在所述定子线圈上的电压来对感应电压峰值和感应电压电气角进行检测；交链磁通检测部，该交链磁通检测部基于所述感应电压峰值和所述同步电动机的转速来对所述同步电动机的转子的交链磁通进行检测；对所述同步电动机的转子位置进行检测的第1转子位置检测部和第2转子位置检测部；以及选择部，该选择部选择所述第1转子位置检测部和所述第2转子位置检测部中的任一个。

所述第1转子位置检测部使用包含第1电流相位或第1感应电压相位作为变量的第1转子位置计算式来对所述转子位置进行检测，上述第1电流相位或第1感应电压相位基于所述电流电气角或所述感应电压电气角、所述电流峰值以及“所述感应电压电气角-所述电流电气角”来求出。所述第2转子位置检测部使用包含第2电流相位或第2感应电压相位作为变量的第2转子位置计算式来对所述转子位置进行检测，上述第2电流相位或第2感应电压相位基于所述电流电气角或所述感应电压电气角、所述电流峰值以及所述交链磁通来求出。然后，所述选择部在通常区域内选择所述第1转子位置检测部，并在弱磁通区域选择所述第2转子位置检测部。具体而言，所述选择部在所述电流(所述电流峰值)为规定值以下的情况下选择所述第1转子位置检测部，在所述电流(所述电流峰值)超过所述规定值的情况下选择所述第2转子位置检测部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-169329号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

图10是表示在上述现有的电动机控制装置中，所述电流峰值较大情况下的交链磁通Ψp与电流相位β之间关系的一例的图。如图10所示那样，在所述电流峰值较大的情况下，在由箭头A示出的区域中两个电流相位β对应于一个交链磁通Ψp。另外，感应电压相位γ相当于使电流相位β偏移“所述感应电压电气角-所述电流电气角”后的值，因此可以说在交链磁通Ψp与感应电压相位γ之间关系中也和交链磁通Ψp与电流相位β之间关系一样。这些情况意味有时在所述第2转子位置检测部中未能稳定地求出电流相位β(即、所述第2电流相位)和感应电压相位γ(即、所述第2感应电压相位)，进而有时不能稳定地求出所述转子位置。

因此，在所述电流(所述电流峰值)仅超过所述规定值的情况下选择所述第2转子位置检测部的上述现有电动机控制装置中，存在产生所述转子位置的误检测(包含不能检测的状态)的问题。由于所述转子位置的误检测会导致所述同步电动机的控制处于不稳定的状态或所述同步电动机处于不能控制的状态，因此期望防止所述转子位置的误检测。

因此，本发明的目的在于提供一种电动机控制装置，可防止产生所述转子位置的误检测，并在所述通常区域和所述弱磁通区域这两个区域中基于所述转子位置对所述同步电动机进行稳定的控制。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的一个方面，电动机控制装置包含：电流检测部，该电流检测部对流过同步电动机的定子线圈的电流进行检测；施加电压检测部，该施加电压检测部对施加在所述定子线圈上的施加电压进行检测；电流峰值/电气角检测部，该电流峰值/电气角检测部基于由所述电流检测部检测的电流来对电流峰值和电流电气角进行检测；感应电压峰值/电气角检测部，该感应电压峰值/电气角检测部基于由所述电流检测部检测的电流、与由所述施加电压检测部检测的施加电压，来对感应电压峰值和感应电压电气角进行检测；交链磁通检测部，该交链磁通检测部基于所述感应电压峰值和所述同步电动机的转速来对所述同步电动机的转子的交链磁通进行检测；第1转子位置检测部，该第1转子位置检测部基于所述感应电压电气角、和根据所述感应电压电气角与所述电流电气角之差及所述电流峰值求出的第1感应电压相位，来对所述同步电动机的转子位置进行检测；第2转子位置检测部，该第2转子位置检测部基于所述感应电压电气角、与根据所述交链磁通和所述电流峰值求出的第2感应电压相位，来对所述同步电动机的转子位置进行检测；以及选择部，该选择部基于所述电流峰值、和所述第1感应电压相位或所述第2感应电压相位，选择所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部。

发明效果

在所述电动机控制装置中，所述选择部构成为基于所述电流峰值和所述第1感应电压相位或所述第2感应电压相位来选择所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部。即，所述选择部不仅考虑所述电流的大小，也将所述感应电压的相位也考虑在内来进行所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部的选择。因此，适当地进行所述选择部进行的所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部的选择、换言之从所述第1转子位置检测部对所述第2转子位置检测部的切换、从第2转子位置检测部向第1转子位置检测部的切换，防止所述转子位置的误检测。其结果是，在所述通常区域和所述弱磁通区域这两个区域中，可稳定且高精度地检测所述转子位置，大于所述同步电动机进行稳定的控制。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的电动机控制装置的框图。

图2是进行正弦波通电时的相电流波形图。

图3是进行正弦波通电时的感应电压波形图。

图4是转子坐标(d-q坐标)系的电动机矢量图。

图5是用于说明由第1转子位置检测部使用的数据表格的图，是表示电流相位β与(感应电压电气角θe-相电流电气角θi)之间关系的一例的图。

图6是用于说明由第2转子位置检测部使用的数据表格的图，是表示电流相位β与交链磁通Ψp之间关系的一例的图。

图7是表示由所述第1转子位置检测部使用的所述数据表格的一例的图。

图8是表示由所述第2转子位置检测部使用的所述数据表格的一例的图。

图9是表示选择部执行的所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部的选择处理的一例的流程图。

图10是用于说明以往的电动机控制装置中的问题点的图，是表示电流峰值较大情况下的电流相位β与交链磁通Ψp之间关系的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

图1是本发明实施方式1所涉及的电动机控制装置的框图。实施方式所涉及的电动机控制装置1具备以无传感器方式检测同步电动机2的转子位置的功能。另外，电动机控制装置1是主要控制逆变器3的装置，逆变器3构成为将来自直流电源4的直流电转换成交流电并提供给同步电动机2。

同步电动机2是一种三相星形接线型的电动机，具有包含U相、V相、W相的定子线圈的定子、与包含永磁体的转子。图中，仅表示U相、V相、W相的各定子线圈，省略了其它的图示。此外，虽然以星形接线型为例进行表示，但也同样可适用于三角形接线。

逆变器3按每个U相、V相、W相，将上臂侧的开关元件+U、+V、+W和下臂侧的开关元件-U、-V、-W串联连接在直流电源4的高位侧和低位侧之间。另外，在下臂侧开关元件-U、-V、-W的低位侧设置有用于检测流过各相的电流的分流电阻Ru、Rv、Rw。

电动机控制装置1包含启动处理部11、旋转控制部12、逆变器驱动部13、相电流检测部(电流检测部)14、施加电压检测部15、相电流峰值/电气角检测部(电流峰值/电气角检测部)16、感应电压峰值/电气角检测部17、交链磁通检测部18、第1转子位置检测部19、第2转子位置检测部20以及选择部21。此外，本实施方式中，旋转控制部12、相电流检测部14、施加电压检测部15、相电流峰值/电气角检测部16、感应电压峰值/电气角检测部17以及交链磁通检测部18进行的后述的各处理按照每个规定时间而反复执行。

启动处理部11在同步电动机2停止时若从外部输入包含目标转速在内的运行指令则执行同步电动机2的启动处理。本实施方式中，启动处理部11将使同步电动机2启动并将以规定的加速度使转速ω逐渐增加的第1控制信号输出至逆变器驱动部13。所述第1控制信号包含启动用电压指示和启动用电压相位指示。而且，启动处理部11例如在同步电动机2的转速ω达到比所述目标转速要低的规定转速时判定为启动完成，将启动完成信号输出至旋转控制部12和选择部21并结束所述启动处理。

旋转控制部12在从启动处理部11输入所述启动完成信号时执行通常控制。由此，从所述启动处理转移至所述通常控制。本实施方式中，旋转控制部12基于从外部输入的所述运行指令和转子位置θm，生成用于使同步电动机2以目标转速旋转的第2控制信号并输出至逆变器驱动部13。所述第2控制信号包含电压指示和电压相位指示。另外，如后述那样，转子位置θm为由第1转子位置检测部19检测出的转子位置θm(第1转子位置θm1)或由第2转子位置检测部20检测出的转子位置θm(第2转子位置θm2)。并且，旋转控制部12在从外部输入运行停止指令时停止所述第2控制信号的输出从而使同步电动机2停止。

逆变器驱动部13基于来自启动处理部11的第1控制信号或来自旋转控制部12的第2控制信号，来对逆变器3的各开关元件+U～-W进行导通/断开驱动，由此针对U相、V相、W相的各定子线圈进行正弦波通电(180度通电)。

相电流检测部14通过对施加在分流电阻Ru、Rv、Rw上的电压进行测定，来分别检测流过U相定子线圈的U相电流Iu、流过V相定子线圈的V相电流Iv、流过W相定子线圈的W相电流Iw。

施加电压检测部15对从上臂侧开关元件+U～+W向U相定子线圈、V相定子线圈、W相定子线圈分别施加的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv、W相施加电压Vw进行检测。

相电流峰值/电气角检测部16基于由相电流检测部14检测出的相电流Iu、Iv、Iw，来对相电流峰值Ip和相电流电气角θi进行检测。相电流峰值Ip和相电流电气角θi的检测方法如下所述。

图2是在U相、V相、W相中进行正弦波通电时的相电流波形图。对于形成正弦波形的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw分别存在120°的相位差。参照图2，在相电流Iu、Iv、Iw、相电流峰值Ip与相电流电气角θi之间下式1成立。相电流峰值/电气角检测部16基于由相电流检测部14检测出的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw，并根据下式1来求出相电流峰值Ip和相电流电气角θi。

[式1]

·Iu＝Ip×cos(θi)

·Iv＝Ip×cos(θi－2/3π)

·Iw＝Ip×cos(θi+2/3π)

感应电压峰值/电气角检测部17基于由相电流检测部14检测出的相电流Iu、Iv、Iw、与由施加电压检测部15检测出的施加电压Vu、Vv、Vw，来检测感应电压峰值Ep和感应电压电气角θe。感应电压峰值Ep和感应电压电气角θe的检测方法如下所述。

图3是在U相、V相、W相中进行正弦波通电时的感应电压波形图。对于形成正弦波形的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew分别存在120°的相位差。参照图3，在感应电压Eu、Ev、Ew、感应电压峰值Ep与感应电压电气角θe之间下式2成立。

[式2]

·Eu＝Ep×cos(θe)

·Ev＝Ep×cos(θe－2/3π)

·Ew＝Ep×cos(θe+2/3π)

另一方面，在施加电压Vu、Vv、Vw、相电流Iu、Iv、Iw、定子线圈的电阻值Rcu、Rcv、Rcw(已知作为电动机参数)与感应电压Eu、Ev、Ew之间下式3成立。

[式3]

·Vu-Iu×Rcu＝Eu

·Vv-Iv×Rcv＝Ev

·Vw-Iw×Rcw＝Ew

感应电压峰值/电气角检测部17基于由相电流检测部14检测出的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw、与由施加电压检测部15检测出的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv、W相施加电压Vw，并根据式3来求出U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew，然后，基于求出的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew，并根据式2来求出感应电压峰值Ep和感应电压电气角θe。

交链磁通检测部18基于由感应电压峰值/电气角检测部17检测出的感应电压峰值Ep、与从旋转控制部12输入的转子转速ω，来对转子的交链磁通(交链磁通数)Ψp(＝Ep/ω)进行检测。转子转速ω在旋转控制部12中根据dθm/dt来检测(计算)。

第1转子位置检测部19基于由相电流峰值/电气角检测部16检测出的相电流峰值Ip和相电流电气角θi、与由感应电压峰值/电气角检测部17检测出的感应电压电气角θe，来对转子位置θm进行检测。具体而言，第1转子位置检测部19基于感应电压电气角θe、以及根据感应电压电气角θe与相电流电气角θi之差(感应电压电气角θe-相电流电气角θi)和相电流峰值Ip求出的感应电压相位γ来对转子位置θm进行检测。另外，将由第1转子位置检测部19检测出的转子位置θm称为“第1转子位置θm”，将根据“感应电压电气角θe-相电流电气角θi)和相电流峰值Ip求出的感应电压相位γ称为“第1感应电压相位γ1”。

详细而言，在本实施方式中，第1转子位置检测部19使用包含感应电压电气角θe作为变量的、并包含根据“感应电压电气角θe-相电流电气角θi)和相电流峰值Ip求出的第1感应电压相位γ1作为变量的第1转子位置计算式(下式4)来对第1转子位置θm1进行检测。

[式4]

第1转子位置θm1＝感应电压电气角θe-第1感应电压相位γ1-90°

式4中的第1感应电压相位γ1通过以相电流峰值Ip和“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”为参数并参照预先生成的数据表格TA来选出。数据表格TA例如如下述那样生成并保存在存储器中。

图4是在同步电动机2的转子进行旋转时的电动机矢量图，施加电压V(Vu～Vw)、电流I(Iu～Iw)以及感应电压E(Eu～Ew)的关系在d-q坐标中由矢量来表示。感应电压E由“ωΨ”来表示。图4中，Vd是施加电压V的d轴分量、Vq是施加电压V的q轴分量、Id是电流I的d轴分量、Iq是电流I的q轴分量、Ed是感应电压E的d轴分量、Eq是感应电压E的q轴分量。另外，以q轴为基准的电压相位是α，以q轴为基准的电流相位是β，以q轴为基准的感应电压相位是γ。并且，图中的Ψa为转子的永磁体的磁通，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，R为定子线圈的电阻值(Rcu～Rcw)，Ψ为转子的交链磁通。

参照图4，下式5成立，从下式5的右边将与ω有关的值转移至左边从而得到下式6。

[式5]

[式6]

数据表格TA以在图4的电动机矢量图下式5、式6成立为基础而预先生成。即，在使图4的电动机矢量图中所示的电流相位β和电流I分别在规定范围内呈阶梯状地增加，保存“感应电压相位γ-电流相位β”为规定值时的感应电压相位γ，从而生成以相当于电流I的相电流峰值Ip、与相当于“感应电压相位γ-电流相位β”的“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”为参数的感应电压相位γ(第1感应电压相位γ1)的数据表格TA。

详细而言，例如，在使电流相位β以逐次增加0.001°的方式从-180°增加到180°、并且使电流I以逐次增加1A的方式从0A增加到最大值(这里为64A)的同时，在同步电动机2利用固有的d轴电感Ld和q轴电感Lq，并基于图4的电动机矢量图来求出电压相位α、电流相位β、感应电压相位γ。然后，按每个电流I来保存“感应电压相位γ-电流相位β”为1°、2°、3°、…时的感应电压相位γ。由此，生成以相当于电流I的相电流峰值Ip为一个参数、并以相当于“感应电压相位γ-电流相位β”的“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”为另一个参数的(感应电压相位γ)第1感应电压相位γ1的数据表格TA。

然后，第1转子位置检测部19通过将感应电压电气角θe、与根据“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”和相电流峰值Ip而从数据表格TA中选出的第1感应电压相位γ1代入上述第1转子位置计算式(式4)从而对第1转子位置θm1进行检测(计算)。

第2转子位置检测部20基于由相电流峰值/电气角检测部16检测出的相电流峰值Ip、由感应电压峰值/电气角检测部17检测出的感应电压电气角θe以及由交链磁通检测部18检测出的交链磁通Ψp来对转子位置θm进行检测。具体而言，第2转子位置检测部20基于感应电压电气角θe、与根据交链磁通Ψp和相电流峰值Ip求出的感应电压相位γ来对转子位置θm进行检测。另外，将由第2转子位置检测部20检测出的转子位置θm称为“第2转子位置θm2”，将根据交链磁通Ψp和相电流峰值Ip求出的感应电压相位γ称为“第2感应电压相位γ2”。

详细而言，在本实施方式中，第2转子位置检测部20使用包含感应电压电气角θe作为变量的、并包含根据交链磁通Ψp和相电流峰值Ip求出的第2感应电压相位γ2作为变量的第2转子位置计算式(下式7)来对第2转子位置θm2进行检测。

[式7]

第2转子位置θm2＝感应电压电气角θe-第2感应电压相位γ2-90°

式7中的第2感应电压相位γ2通过以相电流峰值Ip和交链磁通Ψp为参数并参照预先生成的数据表格TB来选出。数据表格TB例如如下述那样生成并预先保存在存储器中。

数据表格TB也与数据表格TA同样，以在图4的电动机矢量图中下式5、式6成立为基础而预先生成。即，在使图4的电动机矢量图中所示的电流相位β和电流I分别在规定范围内呈阶梯状地增加，保存交链磁通Ψ为规定值时的感应电压相位γ，从而生成以相当于电流I的相电流峰值Ip、与相当于交链磁通Ψ的由交链磁通检测部18检测出的交链磁通Ψp为参数的感应电压相位γ(第2感应电压相位γ2)的数据表格TB。

详细而言，例如，电流相位β以逐次增加0.001°的方式从-180°增加到180°、并且使电流I以逐次增加1A的方式从0A增加到所述最大值(这里为64A)的同时，求出感应电压相位γ和交链磁通Ψ。然后，按每个电流I来保存对应于各交链磁通Ψ的感应电压相位γ。由此，生成以相当于电流I的相电流峰值Ip为一个参数、并以相当于交链磁通Ψ的交链磁通Ψp为另一个参数的感应电压相位γ(第2感应电压相位γ2)的数据表格TB2。

然后，第2转子位置检测部20通过将感应电压电气角θe、与根据相电流峰值Ip和交链磁通Ψp而从数据表格TB中选出的第2感应电压相位γ2代入上述第2转子位置计算式(式7)从而对第2转子位置θm2进行检测(计算)。

选择部21通过适当控制切换开关22从而选择第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20。本实施方式中，选择部21构成为基于相电流峰值Ip和感应电压相位γ(第1感应电压相位γ1、第2感应电压相位γ2)来选择第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20。在选择出第1转子位置检测部19的情况下将由第1转子位置检测部19检测出的第1转子位置θm1作为转子位置θm被输入至旋转控制部12，在选择出第2转子位置检测部20的情况下将由第2转子位置检测部20检测出的第2转子位置θm2作为转子位置θm被输入至旋转控制部12。由此选择部21选择第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20的原因在于，在通常区域中自然不用说，即使是在进行弱磁通控制的弱磁通区域中，也可稳定地求出感应电压相位γ，进而稳定地检测转子位置θm。

接着，对选择部21进行的第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20的选择处理进行具体说明。

图5是用于说明由第1转子位置检测部19使用的数据表格TA的图，示出了感应电压相位γ与“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”之间关系的一例。图6是用于说明由第2转子位置检测部20使用的数据表格TB的图，示出了感应电压相位γ与交链磁通Ψp之间关系的一例。

图5中，表示感应电压相位γ与“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”之间关系的曲线CA1～CA4相当于数据表格TA的一部分，图6中，表示感应电压相位γ与交链磁通Ψp之间关系的曲线CB1～CB4相当于数据表格TB的一部分。另外，图5的曲线CA1和图6的曲线CB1表示相电流峰值Ip较小的情况(例如Ip≦30A)，图5的曲线CA2、CA3和图6的曲线CB2、CB3表示相电流峰值Ip为中等程度的情况(例如30＜Ip≦50A)，图5的曲线CA4和图6的曲线CB4表示相电流峰值Ip较大的情况(例如Ip＞50A)。

参照图5，在表示相电流峰值Ip较小情况的曲线CA1和表示相电流峰值Ip为中等程度的情况的一方的曲线CA2中，一个感应电压相位γ对应于一个“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”，可根据“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”稳定地求出感应电压相位γ。然而，表示相电流峰值Ip为中等程度的情况下的另一方的曲线CA3和表示相电流峰值Ip较大情况的曲线CA4具有在感应电压相位γ超过第1规定值(这里为85deg)的区域中倾向变化较大这样的变化点。因此，有时多个感应电压相位γ对应于一个“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”，存在不能根据“感应电压电气角θe-相电流电气角θi”稳定地求出感应电压相位γ的问题。

另一方面，参照图6，即使在表示相电流峰值Ip较小情况的曲线CB1、表示相电流峰值Ip为中等程度的情况的曲线CB2、CB3以及表示相电流峰值Ip较大情况的曲线CB4的任一个中，也使多个感应电压相位γ对应于一个交链磁通Ψp，在那样不变的情况下不能根据交链磁通Ψp稳定地求出感应电压相位γ。然而，例如当仅将感应电压相位γ为第2规定值(这里为55deg)以上的区域作为对象时，根据曲线CB2、CB3以及CB4可稳定地求出对应于交链磁通Ψp的感应电压相位γ。

即，也可以说在相电流峰值Ip较小的情况下，通过利用曲线CA1从而可稳定地求出感应电压相位γ，进而稳定地检测出转子位置θm。另外，在相电流峰值Ip为中等程度以上的情况下，通过利用曲线CA2～CA4中感应电压相位γ为所述第1规定值(85deg)以下的第1部分、与曲线CB2～CB4中感应电压相位γ为所述第2规定值(55deg)以上的第2部分，从而可稳定地求出感应电压相位γ，进而稳定地检测出转子位置θm。并且，也可以说作为对在利用曲线CA2～CA4的情况(即，使用数据表格TA的第1转子位置检测部19)、与利用曲线CB2～CB4的情况(即，使用数据表格TB的第2转子位置检测部20)进行切换的情况下的切换点，可利用在曲线CA2～CA4的所述第1部分和曲线CB2～CB4的所述第2部分重复的区域即所述第2规定值(55deg)和所述第1规定值(85deg)之间的任意的感应电压相位γ的值。

根据上述内容，本实施方式中构成为，选择部21监视相电流峰值Ip和感应电压相位γ(第1感应电压相位γ1、第2感应电压相位γ2)，并基于上述这些来选择第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20。

优选为，生成如图7所示那样对相电流峰值Ip为中等程度的情况以及较大情况下的感应电压相位γ超过所述第1规定值(85deg)的区域(虚线)不作为对象的数据表格TA的同时，生成如图8所示那样对相电流峰值Ip较小情况(虚线)、以及相电流峰值Ip为中等程度的情况以及较大情况下的感应电压相位γ小于所述第2规定值(55deg)的区域(虚线)不作为对象的数据表格TB，且在此基础上，选择部21执行如下说明那样的第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20的选择处理。

图9是表示选择部21执行的第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20的选择处理的一例的流程图。该流程图在从启动处理部11输入所述启动完成信号时开始。

在步骤S1中，选择第1转子位置检测部19。即，在本实施方式中，选择部21在同步电动机2的启动完成时首先选择第1转子位置检测部19。这是由于，在同步电动机2的启动完成之后，通常，相电流峰值Ip较小，因此通过使用数据表格TA的第1转子位置检测部19可对转子位置θm进行稳定的检测。

在步骤S2中，读取相电流峰值Ip和第1感应电压相位γ1。被读取的相电流峰值Ip为由相电流峰值/电气角检测部16刚检测出的相电流峰值Ip，被读取的第1感应电压相位γ1为在第1转子位置检测部19中刚选出的第1感应电压相位γ1。

在步骤S3中，对相电流峰值Ip是否为第1阈值TH1以上进行判定。在相电流峰值Ip为第1阈值TH1以上的情况下前进至步骤S4，在相电流峰值Ip小于第1阈值TH1的情况下返回至步骤S2。在本实施方式中，第1阈值TH1可设定为30A以下的任意值。

这里，步骤S3中与第1阈值TH1进行比较的相电流峰值Ip基本上为在步骤S2中读取出的相电流峰值Ip、即由相电流峰值/电气角检测部16刚检测出的相电流峰值Ip。然而，并不限定于此，作为与第1阈值TH1进行比较的相电流峰值Ip，可以使用由相电流峰值/电气角检测部16刚刚检测出的、以及之前检测出的多个相电流峰值Ip的平均值(算术平均值、加权平均值)、最新的移动平均值等。

在步骤S4中，对第1感应电压相位γ1是否为第2阈值TH2以上进行判定。在第1感应电压相位γ1为第2阈值TH2以上的情况下前进至步骤S5，在第1感应电压相位γ1小于第2阈值TH2的情况下返回至步骤S2。在本实施方式中，第2阈值TH2为所述第2规定值(55deg)以上，并且，设定为所述第1规定值(85deg)以下的任意值(例如70deg)中。

这里，步骤S4中与第2阈值TH2进行比较的第1感应电压相位γ1基本上为在步骤S2中读取出的第1感应电压相位γ1，即为在第1转子位置检测部19刚选出的第1感应电压相位γ1。然而，并不限于此，作为与第2阈值TH2进行比较的第1感应电压相位γ1，可使用在第1转子位置检测部19刚刚选出的、以及之前选出的多个第1感应电压相位γ1的平均值(算术平均值、加权平均值)、最新的移动平均值等。

在步骤S5中，选择第2转子位置检测部20。即，选择部21选择第2转子位置检测部20以取代第1转子位置检测部19，由此，检测转子位置θm的检测部从第1转子位置检测部19切换至第2转子位置检测部20。

在步骤S6中，读取相电流峰值Ip和第2感应电压相位γ2。被读取的相电流峰值Ip为由相电流峰值/电气角检测部16刚检测出的相电流峰值Ip，被读取的第2感应电压相位γ2为在第2转子位置检测部20中刚选出的第2感应电压相位γ2。

在步骤S7中，与步骤S3同样地，对相电流峰值Ip是否为第1阈值TH1以上进行判定。在相电流峰值Ip为第1阈值TH1以上的情况下前进至步骤S8。另一方面，在相电流峰值Ip小于第1阈值TH1的情况下返回至步骤S1并选择第1转子位置检测部19。即，选择部21选择第1转子位置检测部19以取代第2转子位置检测部20，由此，检测转子位置θm的检测部从第2转子位置检测部20切换至第1转子位置检测部19。

这里，步骤S7中与第1阈值TH1进行比较的相电流峰值Ip基本上为在步骤S6中读取出的相电流峰值Ip、即由相电流峰值/电气角检测部16刚检测出的相电流峰值Ip。然而，并不限定于此，作为与电流峰值用阈值THi进行比较的相电流峰值Ip，可使用由相电流峰值/电气角检测部16刚刚检测出的、以及之前检测出的多个相电流峰值Ip的平均值(算术平均值、加权平均值)、最新的移动平均值等。

在步骤S8中，对第2感应电压相位γ2是否为第2阈值TH2以上进行判定。在第2感应电压相位γ2为第2阈值TH2以上的情况下返回至步骤S6。即，持续选择了第2转子位置检测部20的状态。另一方面，在第2感应电压相位γ2小于第2阈值TH2的情况下返回至步骤S1。即，选择部21选择第1转子位置检测部19以取代第2转子位置检测部20，由此，检测转子位置θm的检测部从第2转子位置检测部20切换至第1转子位置检测部19。

这里，步骤S8中与第2阈值TH2进行比较的第2感应电压相位γ2基本上为在步骤S6中读取出的第2感应电压相位γ2，即为在第2转子位置检测部20刚选出的第2感应电压相位γ2。然而，并不限于此，作为与感应电压相位用阈值THγ进行比较的第2感应电压相位γ2，可使用在第2转子位置检测部20刚刚选出的、以及之前选出的多个第2感应电压相位γ2的平均值(算术平均值、加权平均值)、最新的移动平均值等。

如上所述，本实施方式中，选择部21构成为基于相电流峰值Ip和感应电压相位γ(第1感应电压相位γ1、第2感应电压相位γ2)来选择第1转子位置检测部19或第2转子位置检测部20。具体而言，选择部21在选择第1转子位置检测部19之后，当相电流峰值Ip为第1阈值TH1以上、且第1感应电压相位γ1为第2阈值TH2以上时，选择第2转子位置检测部20以取代第1转子位置检测部19。另外，选择部21在选择第2转子位置检测部20之后，当相电流峰值Ip小于第1阈值TH1或第2感应电压相位γ2小于第2阈值TH2时，选择第1转子位置检测部19以取代所述第2转子位置检测部20。

由此，适当地进行所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部的选择、尤其是从第1转子位置检测部19向第2转子位置检测部20的切换、从第2转子位置检测部20向第1转子位置检测部19的切换，防止转子位置θm的误检测。其结果是，在所述通常区域和所述弱磁通区域这两个区域中，可稳定且高精度地检测转子位置θm，基于电动机控制装置1对同步电动机2进行稳定的控制。

另外，在本实施方式中，选择部21构成为在从启动处理部11输入所述启动完成信号时、即在同步电动机2启动完成时选择第1转子位置检测部19。由此，可以从所述启动处理向基于转子位置θm的所述通常控制迅速地进行转移。

此外，在上述实施方式中，选择部21构成为在从启动处理部11输入所述启动完成信号时选择第1转子位置检测部19。然而，并不限于此。选择部21可以构成为在同步电动机2启动时选择第1转子位置检测部19。在该情况下，当同步电动机2停止时并在从外部输入所述运行指令时，启动处理部11在执行同步电动机2的所述启动处理的同时将启动开始信号输出至选择部21。然后，选择部21构成为在输入所述开始信号时开始图9所示的选择处理。

以上，对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但本发明不限于上述实施方式或变形例，能够基于本发明的技术思想进行进一步的变形或变更。

标号说明

1电动机控制装置、2同步电动机、3逆变器、11启动处理部、12旋转控制部、13逆变器驱动部、14相电流检测部(电流检测部)、15施加电压检测部、16相电流峰值/电气角检测部(电流波高值/电气角检测部)、17感应电压峰值/电气角检测部、18交链磁通检测部、19第1转子位置检测部、20第2转子位置检测部、21选择部。

Claims (3)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，包含：

电流检测部，该电流检测部对流过同步电动机的定子线圈的电流进行检测；

施加电压检测部，该施加电压检测部对施加在所述定子线圈上的施加电压进行检测；

电流峰值/电气角检测部，该电流峰值/电气角检测部基于由所述电流检测部检测出的电流来对电流峰值和电流电气角进行检测；

感应电压峰值/电气角检测部，该感应电压峰值/电气角检测部基于由所述电流检测部检测出的电流、与由所述施加电压检测部检测出的施加电压来对感应电压峰值和感应电压电气角进行检测；

交链磁通检测部，该交链磁通检测部基于所述感应电压峰值和所述同步电动机的转速来对所述同步电动机的转子的交链磁通进行检测；

第1转子位置检测部，该第1转子位置检测部基于所述感应电压电气角、与根据所述感应电压电气角与所述电流电气角之差和所述电流峰值求出的第1感应电压相位来对所述同步电动机的转子位置进行检测；

第2转子位置检测部，该第2转子位置检测部基于所述感应电压电气角、与根据所述交链磁通和所述电流峰值求出的第2感应电压相位来对所述同步电动机的转子位置进行检测；以及

选择部，该选择部基于所述电流峰值和所述第1感应电压相位、或基于所述电流峰值和所述第2感应电压相位来选择所述第1转子位置检测部或所述第2转子位置检测部，

所述选择部在选择所述第1转子位置检测部之后，在所述电流峰值为电流峰值用阈值以上、且所述第1感应电压相位为感应电压相位用阈值以上时，选择所述第2转子位置检测部以取代所述第1转子位置检测部。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述选择部在选择所述第2转子位置检测部之后，在所述电流峰值小于所述电流峰值用阈值、或所述第2感应电压相位小于所述感应电压相位用阈值时，选择所述第1转子位置检测部以取代所述第2转子位置检测部。

3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述选择部在所述同步电动机启动时或所述同步电动机启动完成时选择所述第1转子位置检测部。