马达控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对开关磁阻马达进行控制的马达控制器。
【背景技术】
[0002] 由于制造成本低且结构简单而坚固的缘故，近年来，开关磁阻马达受到关注。开关 磁阻马达（以下称"SRM"。）不具有转子绕组和永磁铁，而具有高速旋转时的优异的稳定性 和宽泛的速度范围。在SRM中，通过在电感变化期间向定子绕组供给电流而得到转矩。若 在电感增加时供给电流，则产生正的转矩。若在电感减少时供给电流，则产生负的转矩。
[0003]为了高效地控制SRM，通常在高速、中速以及低速时，使用个别算法。例如，在低速 时使用斩波模式控制，在这种控制中，被离散化了的恒定电流被供给至各相。在高速时，使 用被称为角度控制的另一种控制。这种控制中的开关模式被称为"单一脉冲模式"，在电感 的每个周期供给一个脉冲。在中速时，进行低速和高速时的复合控制。
[0004] 为了实现SRM所要求的电流模式，各种专用的逆变器被列入提案。例如，在Zeljko等(ANovelPowerInverterforSwitchedReluctanceMotorDrives,Elec.Energ. vol. 18,No. 3,Dec. 2005,453-465)中，为了向三相SRM供给电流，而在逆变器中设置有四个 端子。第四个端子被连接至三相绕组的星形接线位置。通过这种连接方式，各相能够形成 独立控制。
[0005] 然而，在国际公开第2011/65406号中，公开了一种内置磁铁型马达用的直接转矩 控制（以下称为"DTC"。）系统。在DTC系统中，逆变器中的一个开关模式按照转矩、基准 转矩、磁通、基准磁通、相位角等被选择。参照示出磁通的大小与相位角之间的关系的磁通 轨迹而得到基准磁通。在W02011/65406号所示的DTC系统中，磁通轨迹的形状根据转矩、 基准转矩、马达速度以及交叉速度，而在圆形与多边形之间变更。
[0006] 在以往的SRM用的逆变器中，由于需要专用的连接方式，因此需要在逆变器中设 置分立元件。由于使用分立元件而非单一模块作为逆变器，因此导致成本、重量、尺寸、组装 时间以及复杂度增加，从而逆变器的可靠性和耐久性降低。并且，无法将逆变器应用到其他 马达中。
[0007]另外，在SRM用的逆变器中，需要在高速、中速以及低速时使用个别算法，由此，系 统的复杂度和调整时间有所增大。
[0008] 在国际公开第2013/105506号所公开的对SRM进行控制的马达控制器中，基于参 照转矩与计算转矩的比较结果、参照磁通与计算磁通的比较结果、以及磁通相位角，选择多 个开关模式中的一个模式并将其输入至逆变器。并且，使示出转子角与基准磁通之间的关 系的磁通轨迹随着基准转矩以及转速变化，且根据磁通轨迹以及转子角求出基准磁通。
【发明内容】
[0009] 但是，在使用DTC对开关磁阻马达进行控制时，转矩波动有可能变大。因此，本发 明的目的在于用简单的结构降低转矩波动。
[0010] 本发明的实施方式的一个侧面所涉及的对开关磁阻马达进行控制的马达控制器 包括：逆变器，其被连接至开关磁阻马达；转矩及磁通演算单元，其基于来自所述逆变器的 输出与所述开关磁阻马达的转子角，推定或测量产生于所述开关磁阻马达的转矩和磁通作 为计算转矩和计算磁通；开关模式选择部，其基于参照转矩与所述计算转矩的比较结果、参 照磁通与所述计算磁通的比较结果以及磁通相位角，将选择多个开关模式中的一个模式的 信号输入至所述逆变器；以及参照磁通计算部，其将通过所述转矩及磁通演算单元求得的 三个相磁通中的最大相磁通和磁通限制值进行比较，并且在所述最大相磁通超过所述磁通 限制值时，使所述参照磁通减少。
[0011] 在本发明的实施方式的另一个侧面所涉及的马达控制器中，所述参照磁通计算部 将由所述逆变器输出的三个相电流的最大相电流与电流限制值进行比较，并且在所述最大 相电流超过所述电流限制值时，使所述参照磁通减少。
[0012] 参照附图，并根据本发明的以下详细说明，进一步明确本发明的这些以及其他的 目的、特征、实施方式以及优点。
[0013] 根据本发明，在用直接转矩控制进行控制的开关磁阻马达中，能够用简单的结构 降低转矩波动。
【附图说明】
[0014] 图1是示出马达控制器的结构的方框图。
[0015] 图2是SRM的示意图。
[0016] 图3是示出逆变器结构的图。
[0017] 图4是示出磁通相位角与K之间的关系的图。
[0018] 图5是示出各相线圈的位置的图。
[0019] 图6是示出线圈的连接的图。
[0020] 图7是示出参照磁通计算部的结构的图。
[0021] 图8是示出磁通限制值计算部的结构的图。
[0022] 图9是示出磁通轨迹的图。
[0023] 图10A是示出相磁通的图。
[0024] 图10B是示出相电流的图。
[0025] 图11是示出以往控制的磁通轨迹的图。
[0026] 图12A是示出以往控制的相磁通的图。
[0027] 图12B是示出以往控制的相电流的图。
[0028] 图13A是示出转矩的变化的图。
[0029] 图13B是示出对应于图13.A的转速的变化的图。
[0030] 图14A是示出以往控制的转矩的变化的图。
[0031] 图14B是示出对应于图14.A的转速的变化的图。
[0032] 图15A是示出磁通轨迹的图。
[0033] 图15B是示出磁通轨迹的图。
[0034] 图15C是示出磁通轨迹的图。
[0035] 图15D是示出磁通轨迹的图。
[0036] 图16A是示出对应于图15.A的转矩的图。
[0037] 图16B是示出对应于图16.A的转速的图。
[0038] 图17A是示出对应于图15.B的转矩的图。
[0039] 图17B是示出对应于图17.A的转速的图。
[0040] 图18A是示出对应于图15.C的转矩的图。
[0041] 图18B是示出对应于图18.A的转速的图。
[0042] 图19A是示出对应于图15.D的转矩的图。
[0043] 图19B是示出对应于图19.A的转速的图。
[0044] 图20A是示出磁通限制值计算部的另一例子的图。
[0045] 图20B是示出磁通限制值计算部的另一其他例子的图。
[0046] 图20C是示出磁通限制值计算部的另一其他例子的图。
[0047] 图21是示出参照磁通计算部的另一例子的图。
[0048] 图22是示出参照磁通计算部的另一其他例子的图。
[0049] 图23是示出逆变器与绕组之间的连接的图。
[0050] 图24是示出线圈的连接的图。
[0051] 图25是示出电压矢量的图。
[0052] 图26是示出磁通相位角与K之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0053] W在下文中是指"普西"。
[0054] 0在下文中是指"西塔"。
[0055] ?在下文中是指"欧米伽"。
[0056] 丨在下文中是指"向上的箭头"。
[0057] 丨在下文中是指"向下的箭头"。
[0058] -在下文中是指"向右的箭头"。
[0059] 图1是示出马达控制器1的结构的方框图。马达控