电机控制方法及电机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明所公开的实施方式涉及电机控制方法及电机控制器。
【背景技术】
[0002]在JPB3686987中公开了一种恒定输出控制的技术。在现有技术中，在电机的高速旋转时通过根据输入电压的增/减变化使d轴电流流通进行磁场弱化由此使电机的驱动稳定。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的问题
[0004]然而，在这种恒定输出控制下，仅是高速旋转时的输入电压始终被维持在最大，由向电机输入的输入电流和和输入电压的乘积表不的输入功率易于变大。因此，对于上述的恒定输出控制，从相对于输入功率的电机输出的功率转换效率的视角来说，存在改善的余地。
[0005]本发明是鉴于这些问题而做出的，其目的是提供即使在高速旋转时也能够高效稳定地驱动电机的电机控制方法和电机控制器。
[0006]用于解决问题的手段
[0007]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于控制交流电机的驱动的电机控制方法，包括以下步骤:用于计算电压指令值的电压计算步骤；用于与所述电机的驱动特性相对应地生成功率转换效率为大致最大时的第一电压限制值的电压限制值生成步骤；以及用于基于所述第一电压限制值与所述电压指令值之间的偏差来调整d轴电流的d轴电流调整步骤。
[0008]为了解决上述问题，根据本发明的另一方面，提供一种被配置为控制交流电机的驱动的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器包括:被配置为计算电压指令值的电压计算部；被配置为与所述电机的驱动特性相对应地生成功率转换效率大致为最大时的第一电压限制值的电压限制值生成部；以及被配置为基于所述第一电压限制值与所述电压指令值之间的偏差来调整d轴电流的d轴电流调整部。
[0009]另外，根据本发明的另一方面，提供一种被配置为控制交流电机的驱动的电机控制器，所述电机控制器包括:被配置为计算电压指令值的电压计算部；被配置为与所述电机的驱动特性相对应地生成功率转换效率大致为最大时的第一电压限制值的电压限制值生成部；以及被配置为基于所述第一电压限制值与所述电压指令值之间的偏差来调整d轴电流的d轴电流调整部，所述电压限制值生成部被配置为基于电压限制值图，来生成所述第一电压限制值，所述电压限制值图存储转矩指令值和电机转速以及与所述转矩指令值和所述电机转速相对应地功率转换效率大致为最大时的所述第一电压限制值之间的关系。
[0010]发明效果
[0011]根据本发明，即使在高速旋转时，也能够高效地稳定地驱动电机。
【附图说明】
[0012]图1是根据第一实施方式的电机控制器的功能框图。
[0013]图2是用于进行现有技术的恒定输出控制的第一比较例的电机控制器的功能框图。
[0014]图3是表示第一比较例中输入功率、输入电压、以及d轴电流之间的关系的图。
[0015]图4是表示第二比较例中输入功率、输入电压、以及d轴电流之间的关系的图。
[0016]图5是表不第一实施方式中输入功率、输入电压、以及d轴电流之间的关系的图。
[0017]图6表不可变磁场电机的一例的与轴正交的剖视图。
[0018]图7A是可变磁场电机的一例的转子的外观立体图。
[0019]图7B是可变磁场电机的一例的转子的外观立体图。
[0020]图8是根据第二实施方式的电机控制器的功能框图。
[0021]图9是表不第三实施方式中输入功率、输入电压和d轴电流之间的关系的图。
[0022]图10是根据第三实施方式的电机控制器的功能框图。
【具体实施方式】
[0023]<第一实施方式的基本结构>
[0024]下面通过参照附图对实施方式进行说明。图1表示根据第一实施方式的电机控制器的功能框图。该图1中示出了 Iq计算部2、1(1计算部330?4、(^/三相转换部5、？11转换部6、逆变器7、电流检测部8、电机M、编码器PG、三相/dq转换部9、速度计算部10、电压指令值计算部11、电压限制值生成部12、电压限制部13、加法器14、以及减法器15。在它们之中，除了逆变器7、电机M、以及编码器PG以外的构成部分构成本实施方式的电机控制器
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[0025]Iq计算部2及Id计算部3分别根据所输入的相同的转矩指令Tref，计算对电机M的转矩产生具有很大影响的q轴分量的q轴电流指令Iqref、以及对励磁产生很大影响的d轴分量的d轴电流指令Idref。这些计算基于各个计算公式进行。q轴电流指令Iqref被原样输入到ACR4中，d轴电流指令Idref在通过加法器14与下述的电压限制部13的输出累加之后，被输入到ACR4中。根据电机M的类型(例如，IPM电机等)，d轴电流指令Idref也可能对转矩具有一些影响。
[0026]ACR4具有作为电流控制部的功能，该电流控制部用于接收上述的q轴电流指令Iqref和d轴电流指令Idref的输入，并且从下述的三相/dq转换部9接收检测q轴电流值Iq和检测d轴电流值Id的输入，并与各轴相对应地根据它们之间的偏差来输出q轴电压指令Vqref和d轴电压指令Vdref。
[0027]dq/三相转换部5基于根据下述的编码器PG所检测出的电机M的旋转位置Θ，将上述的q轴电压指令Vqref和d轴电压指令Vdref坐标转换成为U相电压指令Vu、V相电压指令W、以及W相电压指令Vw这三相电压指令。
[0028]PWM转换部6基于上述的三相电压指令Vu、Vv、Vw与在内部生成的载波(三角波)之间的比较、通过PWM转换，输出与各相相对应的PWM驱动信号。
[0029]逆变器7通过基于上述的与各相对应的PWM驱动信号的开关动作，在PWM控制下将来自未特别图示出的外部电源的供电转换成各相的驱动功率并将其供给到电机Μ。
[0030]电流检测部8分别检测从逆变器7供给的各相的驱动功率的驱动电流值Iu、Iv、Iw0
[0031]电机M在本实施方式中的例子中是旋转型三相交流电机，并且被从逆变器7供给的各相的驱动功率驱动。关于该电机M，除了旋转型以外，还能够应用线性运动类型。
[0032]编码器PG例如包括光学式旋转编码器等，并检测电机M的旋转位置Θ。如果电机M是线性运动类型，则例如通过使用线性标尺等来检测电机M的可动部的驱动位置。
[0033]三相/dq转换部9基于由编码器PG检测出的电机M的旋转位置Θ，将由电流检测部8检测出的各相的驱动电流值Iu、Iv、Iw坐标转换成为检测q轴电流值Iq和检测d轴电流值Id。另外，如上所述,ACR4根据基于转矩指令Tref的q轴电流指令Iqref及d轴电流指令Idref、以及实际上输入到电机M的检测q轴电流值及检测d轴电流值Id之间的偏差，输出q轴电压指令Vqref及d轴电压指令Vdref。因此，由ACR4、dq/三相转换部5、PWM转换部6、逆变器7、电流检测部8、以及三相/dq转换部9构成用于电流控制(转矩控制)的反馈回路，并且对实际输入到电机M的电流进行控制以相应地追随转矩指令Tref的值。虽然没有特别示出，但是转矩指令Tref可从主控制器直接输入，或者可以进一步设置速度控制用的反馈回路或位置控制用的反馈回路从而从它们中输入。
[0034]电压指令值计算部11基于由ACR4输出的q轴电压指令Vqref和d轴电压指令Vdref,计算与通过将它们的q轴分量和d轴分量组合得到的向电机M输入的输入电压的指令值对应的电压指令值VI。该电压指令值计算部11相当于在各权利要求中记载的电压计算部。
[0035]速度计算部10基于通过编码器PG检测出的电机M的旋转位置Θ，计算电机M的旋转速度ω。作为具体的计算内容，通过对电机旋转位置Θ进行微分运算来计算电机旋转速度ω。
[0036]电压限制值生成部12基于通过速度计算部10计算出的电机旋转速度ω和转矩指示Tref来生成效率电压限制值Vlimit。将在下面对该效率电压限制值Vlimit的内容和生成方法进行详细描述。此外，该效率电压限制值Vlimit相当于各权利要求中记载的第一电压限制值