電動機控制裝置制造方法
【專利摘要】提供了能夠執(zhí)行考慮了對于殘留負荷的啟動性和驅動電路的壽命這兩方的啟動模式的電動機控制裝置。是執(zhí)行通過強制換流控制來使轉子旋轉的啟動模式的電動機控制裝置，存儲發(fā)生對于同步電動機的停止指令時的電流值，在發(fā)生該停止指令之后發(fā)生了對于同步電動機的啟動指令時，在與該啟動指令相應的啟動模式中，根據所存儲的電流值決定目標電流值。
【專利說明】電動機控制裝置

【技術領域】
[0001]以下公開與同步電動機的啟動控制有關的技術。

【背景技術】
[0002]在壓縮機等的驅動用途中普及起來的同步電動機(永磁體同步電動機)中，執(zhí)行以無傳感器(sensorless)方式檢測轉子位置(轉子的旋轉角度)、向定子線圈進行適當的通電的控制。以這樣的位置檢測運轉的無傳感器模式進行通常運轉的同步電動機在啟動時，作為進入該無傳感器模式的前階段，執(zhí)行強制換流運轉的啟動模式是必需的。在該啟動模式中，不進行轉子位置檢測而進行驅動信號的強制換流，使轉子被與其位置無關系地強制旋轉(例如，專利文獻I)。
[0003]現有技術文獻專利文獻
專利文獻1:日本專利公報:特開2010-110177號。


【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明要解決的課題
特別是在使用于冷凍循環(huán)的壓縮機動力源的同步電動機的情況下，在使壓縮機停止后再次啟動時，施加于電動機的負荷狀態(tài)不清楚，因此以能夠與負荷的大小無關地啟動的方式，以輸出該同步電動機的最大扭矩的最大啟動電流來執(zhí)行強制換流控制。即，在壓縮機中，由于停止時的吐出壓力與吸入壓力之間的壓差根據停止時的狀況而變動，因此在啟動模式中施加于同步電動機的負荷變得不一樣，啟動成功所需要的啟動電流的大小不固定而是不能預測的。因而，以即使是最大壓差也使啟動成功的方式，以流過使得輸出該同步電動機的最大扭矩的最大啟動電流的方式執(zhí)行強制換流控制。
[0005]但是，一般地在使用IGBT的逆變器式的電動機驅動電路中反復流過大的電流將影響該電動機驅動電路的電路壽命。鑒于這一點，特別是關于使用于壓縮機的驅動的同步電動機，能夠執(zhí)行考慮了對于壓差的啟動性和電動機驅動電路的壽命這兩方的啟動模式的電動機控制裝置是必要的。
[0006]用于解決課題的方案
對于該課題，關于包括通過強制換流控制從而使轉子旋轉的啟動模式來對同步電動機進行控制的電動機控制裝置，提出以下方式。
[0007]第I方式的電動機控制裝置存儲發(fā)生對于同步電動機的停止指令時的電流值，在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于該同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值決定啟動模式中的目標電流值。
[0008]第2方式的電動機控制裝置存儲發(fā)生對于同步電動機的停止指令時的電流值和旋轉速度值，在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于該同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值和旋轉速度值決定啟動模式中的目標電流值。
[0009]第3方式的電動機控制裝置在發(fā)生對于同步電動機的停止指令之后發(fā)生了對于該同步電動機的啟動指令時，根據從所述停止指令起直到所述啟動指令為止的時間決定啟動模式中的目標電流值。
[0010]第4方式的電動機控制裝置存儲發(fā)生對于同步電動機的停止指令時的電流值，在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于該同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值決定直到結束啟動模式為止的時間。
[0011]發(fā)明效果
上述提出的電動機控制裝置以在發(fā)生停止指令時流過同步電動機的電流值、或者從停止指令起直到啟動指令為止的時間為參考來控制啟動模式的電流或執(zhí)行時間。
[0012]由于以無傳感器模式運轉的同步電動機的電流的大小反映負荷(在壓縮機的情況下為上述壓差)，因此緊接在電動機停止之前的動作中電流值為表示此時的負荷的參數。也就是說，在停止后再次啟動時，只要根據反映了該停止時的負荷的存儲電流值來控制電流，即使不總是以最大電流驅動，啟動失敗的可能性也變低。因而，能夠在不使得犧牲啟動性的情況下抑制啟動電流來提高電路壽命。
[0013]另外，在同步電動機停止后直到再次啟動時為止殘留的負荷如果例如是上述的壓縮機壓差，則將在時間經過的同時減少。也就是說，在停止了更長的時間的情況下，殘留負荷減少，啟動時所需要的電流小即可。因此，只要與從停止指令起直到啟動指令為止的時間相應地調節(jié)啟動模式的電流，即使不總是以最大電流驅動，啟動失敗的可能性也變低。因而，在這種情況下，也能夠在不使得犧牲啟動性的情況下抑制啟動電流而提高電路壽命。
[0014]進一步地，即使在啟動模式中以最大電流進行強制換流控制的情況下，只要根據反映了停止時的負荷的存儲電流值來決定啟動模式的執(zhí)行時間，就能夠與負荷相應地縮短啟動時間，也就是說與負荷相應地使最大電流流過的時間減短。因而，由此也能夠在不使得犧牲啟動性的情況下提高電路壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示出電動機控制裝置的實施方式的框圖。
[0016]圖2是示出實施方式的電動機控制裝置的無傳感器模式執(zhí)行時的結構例子的框圖。
[0017]圖3是示出實施方式的電動機控制裝置的啟動模式執(zhí)行時的結構例子的框圖。
[0018]圖4A是說明負荷與電流的關系的圖，圖4B是說明以最大電流執(zhí)行啟動模式的一般的控制的圖。
[0019]圖5是說明啟動模式的第I例子的圖。
[0020]圖6是第I例子啟動模式的流程圖。
[0021]圖7是說明啟動模式的第2例子的圖。
[0022]圖8是第2例子啟動模式的流程圖。
[0023]圖9是說明啟動模式的第3例子的圖。
[0024]圖10是第3例子啟動模式的流程圖。
[0025]圖11是說明啟動模式的第4例子的圖。
[0026]圖12是說明啟動模式的第5例子的圖。
[0027]圖13是第4例子和第5例子啟動模式的流程圖。

【具體實施方式】
[0028]圖1示出電動機控制裝置的實施方式。
[0029]該實施方式的同步電動機M是3相的星形接線型,具有包括U相、V相、W相的定子線圈的定子以及包括永磁體的轉子。在圖中僅示出U相、V相、W相的各定子線圈，關于其它省略了圖示。此外，雖然作為例子示出星形接線型，但是三角形接線也同樣適用。該同步電動機M驅動例如空調、熱泵的冷凍循環(huán)中的制冷劑壓縮機的壓縮機構。
[0030]該同步電動機M的驅動電路(功率模塊)PM具有對U相、V相、W相的每個將上臂側的開關元件+U、+V、+W以及下臂側的開關元件-U、-V、-W在直流電源的高位側與低位側之間串聯連接的構造。另外，在下臂側開關元件-u、-v、-w的低位側設置有用于檢測流過各相的電流的分流電阻Ru、Rv、Rw。利用電動機控制裝置MC的PWM信號對使用IGBT的各開關元件+Γ-W進行驅動，與此同時，利用正弦波通電(180度通電)對U相、V相、W相的各定子線圈進行控制。利用分流電阻Ru、Rv、Rw檢測由于該控制而流過各相U、V、W的電流。
[0031]電動機控制裝置MC具備微計算機等計算機，將以下說明的各部分設為通過依照程序控制各硬件來在電動機控制裝置MC中執(zhí)行的部分而進行說明。但是不限于此，通過專用的硬件構成各個部分等也是可能的。
[0032]圖2示出當執(zhí)行使同步電動機M進行位置檢測運轉的無傳感器模式時的電動機控制裝置MC的結構。
[0033]電流檢測部I通過測定施加于分流電阻Ru、Rv、Rw的電壓，來檢測U相電流、V相電流以及W相電流。變換計算部2根據檢測出的各相電流值計算轉子坐標系值，并輸入到電流計算部3。轉子位置檢測部4根據檢測出的施加電壓和由電流檢測部I得到的各相電流計算電流以及感應電壓的相位、電角度等，并估計轉子位置。根據由該轉子位置檢測部4檢測出的轉子位置(θπι)，旋轉速度計算部5通過例如d0m/dt來計算轉子的旋轉速度。由電流計算部3計算出的同步電動機M的當前的電流值和由旋轉速度計算部5計算出的同步電動機M的當前的旋轉速度值被輸入到使用EEPROM等非易失性存儲器的存儲部6并被存儲(或更新)。
[0034]由旋轉速度計算部5得到的旋轉速度值與從外部輸入到目標旋轉速度輸入部7的目標旋轉速度值在加法部8中進行運算，將該運算后的目標旋轉速度值輸入到電壓計算部9。對目標旋轉速度輸入部7輸入的目標旋轉速度值例如是從空調、熱泵的系統控制裝置輸入的指示值。電壓計算部9根據由電流計算部3得到的電流值和由加法部8得到的目標旋轉速度值計算成為PWM信號的基礎的電壓值，由變換計算部10將該計算值從轉子坐標系值變換為U相、V相、W相的值，根據此由逆變器驅動部11生成PWM信號來控制驅動電路PM。
[0035]圖3示出在向上述無傳感器模式轉變之前執(zhí)行使同步電動機M強制換流運轉的啟動模式時的電動機控制裝置MC的結構。如前述那樣，在啟動模式中，不進行轉子的位置檢測而強制地使轉子被旋轉。
[0036]在執(zhí)行啟動模式的電動機控制裝置MC中，與后述的各控制例子相應地，從存儲部6讀出存儲電流值、存儲旋轉速度值、映射值等以進行使用。這些存儲值經加法部8而與后述的控制例子相應地分別被提供至電壓計算部9以及旋轉速度設定部12。旋轉速度設定部12與后述的控制例子相應地向電壓計算部9提供以規(guī)定的加速度增加的目標旋轉速度值直到達到向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值為止。電壓計算部9根據由加法部8得到的電流值和由旋轉速度設定部12得到的目標旋轉速度值來計算成為PWM信號的基礎的電壓值，由變換計算部10將該計算值從轉子坐標系值變換為U相、V相、W相的值，根據此由逆變器驅動部11生成PWM信號來控制驅動電路PM。
[0037]電流檢測部I如上述那樣檢測各相電流，根據檢測出的各相電流值，變換計算部2計算轉子坐標系值。根據此由電流計算部3計算出的同步電動機M的當前的電流值在加法部8中與存儲部6的存儲電流值進行運算，反饋當前的電流值。
[0038]關于上述的電動機控制裝置MC執(zhí)行啟動模式時的壓縮機構的殘留負荷和電流，參照圖4進行說明。
[0039]當在無傳感器模式下在位置檢測運轉中的電動機控制裝置MC中發(fā)生停止指令時，電動機控制裝置MC進行停止處理而使同步電動機M停止。停止指令例如作為從外部的系統控制裝置命令壓縮機的運轉停止，也就是說同步電動機M的運轉停止的停止指令而發(fā)生。
[0040]如圖4A所示，在無傳感器模式下運轉中時，壓縮機構中的吐出壓力與吸入壓力的壓差作為電動機負荷而施加，與該壓差大致相關的電流流過同步電動機M。當與停止指令相應地使運轉停止時，雖然處于該停止時的壓縮機構的壓差作為負荷而殘留，但是該殘留負荷(殘留壓差)例如在冷凍循環(huán)的膨脹閥打開的期間比較急劇地減少，在伴隨冷凍循環(huán)停止而膨脹閥關閉之后，與此前相比緩慢地減少，并在停止時間的經過的同時減少下去。可以說，在停止之后再次啟動同步電動機M時，與該殘留負荷對應的電流值對于同步電動機M的啟動為最低限度的需要。也就是說，圖中用虛線虛擬地示出的該殘留負荷對應電流值是用于在啟動時輸出對于壓縮機的殘留負荷所需要的扭矩的同步電動機M的電流值。
[0041]圖4B作為關聯技術示出當前一般的啟動模式。
[0042]在壓縮機構停止后的再次啟動中，在以往的啟動模式的情況下，由于殘留負荷的大小不清楚，因此以能夠與殘留負荷的大小無關地啟動的方式，以使得輸出同步電動機M的最大扭矩的最大啟動電流來執(zhí)行強制換流控制。即，由于沒有考慮殘留負荷對應電流值的結構，因此假定壓縮機構的殘留負荷為最大，以使得輸出針對于此所需要的扭矩的方式執(zhí)行流過最大啟動電流的強制換流控制。在如上述那樣使用IGBT的逆變器式的驅動電路PM中，反復流過最大電流影響該驅動電路PM的電路壽命。
[0043]對于此，圖3所示的啟動模式結構的電動機控制裝置MC通過執(zhí)行圖5?圖9所示的第I例子?第5例子的啟動模式來抑制利用最大電流的啟動。即，本實施方式的電動機控制裝置MC以在發(fā)生了停止指令時流過同步電動機M的電流值或者從停止指令起直到啟動指令為止的時間為參考，來控制啟動模式的電流或執(zhí)行啟動模式的時間。
[0044]如圖4A所示，發(fā)生了停止指令時的(也就是說，緊接在電動機停止之前的)同步電動機M尚未以無傳感器模式旋轉時的最后的電流值成為表示該停止時的負荷(壓差)的參數。因而，在存儲停止指令發(fā)生時的電流值、在停止之后再次啟動時進行的啟動模式中，如果根據在該停止時存儲的電流值控制啟動電流，則以接近與殘留負荷對應的殘留負荷對應電流值的電流執(zhí)行啟動模式成為可能。即，不需要總是以假定為最大負荷的最大電流進行啟動，而能夠以考慮了對于當時的殘留負荷最低限度的需要的扭矩的電流來在不使得犧牲啟動性的情況下執(zhí)行抑制啟動電流的啟動模式。由此，驅動電路PM的電路壽命提高。
[0045]另外，如圖4A所示,在同步電動機M停止后再次啟動時為止的殘留負荷如果是壓縮機構的壓差則伴隨時間經過而減少。即，停止時間越長則殘留負荷越是減小，之后再次啟動時需要的電流小即可。因而，如果使得與從停止指令起直到啟動指令為止的時間相應地抑制啟動模式的電流值，則即使不總是以最大電流進行啟動，啟動失敗的可能性也變低，能夠在不使得犧牲啟動性的情況下抑制啟動電流，驅動電路PM的電路壽命提高。
[0046]進一步地，即使在啟動模式中以最大電流進行強制換流的情況下，如果根據反映了停止時的負荷的存儲電流值來決定啟動模式的執(zhí)行時間，則也能夠與殘留負荷相應地縮短啟動時間，也就是說，能夠與殘留負荷相應地使最大電流流過的時間減短。因而，由此也能夠在不使得犧牲啟動性的情況下提高驅動電路PM的電路壽命。
[0047][第I例子啟動模式]
在圖5所示的第I例子啟動模式中，電動機控制裝置MC進行如下控制:把發(fā)生了對于同步電動機M的停止指令時的電流值存儲到存儲部6，在發(fā)生該停止指令之后發(fā)生了對于同步電動機M的啟動指令時，根據存儲于存儲部6的電流值來決定啟動模式中的目標電流值。具有圖3的結構的電動機控制裝置MC讀出存儲部6的存儲電流值作為啟動模式中的目標電流值，并從加法部8向電壓計算部9提供。此時的旋轉速度設定部12向電壓計算部9提供以預先設定并存儲在內部的加速度增加的目標旋轉速度值直到達到為了向無傳感器模式轉變而設定的轉變旋轉速度值為止。
[0048]如圖5所示，與停止指令相應地存儲于存儲部6的存儲電流值反映停止時的壓縮機構的壓差，停止中的殘留負荷在此以后減少。因而，在發(fā)生再次啟動的啟動指令時，將該存儲電流值設定為啟動模式的目標電流值，如果執(zhí)行同步電動機M的強制換流控制，則能夠設定比殘留負荷對應電流值大而可能對于殘留負荷發(fā)生足夠的扭矩的目標電流值，即使不是最大啟動電流也能夠使啟動成功。
[0049]圖6示出在第I例子啟動模式下電動機控制裝置MC執(zhí)行的控制例子的流程圖。
[0050]在系統整體的開啟(空調的開關接通等)中，電動機控制裝置MC在步驟SO中設定啟動模式所需要的初始值。此時的初始值由于在電源接通后的最初開始時負荷的狀態(tài)不清楚，因此從存儲部6讀出以最大啟動電流執(zhí)行啟動模式的值來進行設定。接著，電動機控制裝置MC在步驟SI中執(zhí)行啟動模式，以強制換流控制使同步電動機M運轉。在啟動模式中，以由旋轉速度設定部12預先決定的加速度向電壓計算部9提供目標旋轉速度值，電動機控制裝置MC在步驟S2中判斷以該加速度增加的目標旋轉速度值是否達到了向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值。
[0051]當在步驟S2中確認達到轉變旋轉速度值時，電動機控制裝置MC進入步驟S3而向無傳感器模式轉變，通過圖2的結構的電動機控制裝置MC來執(zhí)行位置檢測運轉。而且，該電動機控制裝置MC在依照由目標旋轉速度輸入部7得到的目標旋轉速度值以無傳感器模式進行的運轉中，在步驟S4中監(jiān)視是否發(fā)生停止指令。
[0052]在步驟S4中確認發(fā)生了停止指令的電動機控制裝置MC在步驟S5中把從電流計算部3輸出的電流值存儲到存儲部6，進入步驟S6而執(zhí)行同步電動機M的停止處理。接著，電動機控制裝置MC在步驟S7中監(jiān)視是否發(fā)生了命令再次啟動的啟動指令。啟動指令例如也與停止指令同樣地作為從外部的系統控制裝置命令壓縮機再次開始運轉(也就是說同步電動機M的再次啟動)的啟動指令而發(fā)生。在步驟S7中確認啟動指令的發(fā)生的電動機控制裝置MC使得在步驟S8中將在停止時存儲在存儲部6的存儲電流值決定為啟動模式的目標電流值并從加法部8向電壓計算部9提供，以在步驟SI中執(zhí)行啟動模式。以后的電動機控制裝置MC繼續(xù)步驟S1?S8。
[0053][第2例子啟動模式]
在圖7所示的第2例子啟動模式中，電動機控制裝置MC進行如下控制:把發(fā)生了對于同步電動機M的停止指令時的電流值和旋轉速度值存儲到存儲部6，在發(fā)生該停止指令后發(fā)生了對于同步電動機M的啟動指令時，根據存儲于存儲部6的電流值和旋轉速度值來決定啟動模式中的目標電流值。具有圖3的結構的電動機控制裝置MC讀出存儲部6的存儲電流值作為啟動模式中的目標電流值，并且讀出存儲部6所存儲的存儲旋轉速度值作為系數，在用該存儲旋轉速度值修正存儲電流值后，通過加法部8向電壓計算部9提供。此時的旋轉速度設定部12向電壓計算部9提供以預先決定的加速度增加的目標旋轉速度值直到達到為了向無傳感器模式轉變而設定的轉變旋轉速度值為止。
[0054]如上述那樣，雖然同步電動機M停止后的殘留負荷伴隨時間的經過而減少，但是其減少的程度根據停止時的同步電動機M的旋轉速度而不同。即，如圖7所示，與相對地以低旋轉速度停止時相比，在相對地以高旋轉速度停止時的一方因為膨脹閥更加打開，所以在相對地以高旋轉速度停止時的殘留負荷與在相對地以低旋轉速度停止時的殘留負荷相比減少程度大。因而，相對高旋轉停止時的殘留負荷對應電流與相對低旋轉停止時的殘留負荷對應電流相比變小。因此，在發(fā)生再次啟動的啟動指令時，與存儲旋轉速度值(也就是說停止時的旋轉速度)相應地修正存儲電流值，并將該修正值設定為啟動模式的目標電流值以執(zhí)行同步電動機M的強制換流控制。如果使得像這樣，則對于相對低旋轉停止時設定與其殘留負荷對應電流值相符的比較大的目標電流值，另一方面，對于相對高旋轉停止時設定與其殘留負荷對應電流值相符的比較小的目標電流值，相比于第I例子啟動模式在啟動模式中進一步詳細地決定被與殘留負荷對應電流值對應地抑制的目標電流值。這樣的存儲電流值、存儲旋轉速度值、啟動模式的目標電流值也可以預先由實驗確認并作為映射數據存儲于存儲部6。
[0055]圖8示出在第2例子啟動模式下電動機控制裝置MC所執(zhí)行的控制例子的流程圖。
[0056]通過系統整體的開啟，電動機控制裝置MC在步驟SlO中設定啟動模式所需要的初始值。此時的初始值由于在電源接通后的最初開始時負荷的狀態(tài)不清楚，因此從存儲部6讀出以最大啟動電流執(zhí)行啟動模式的值來進行設定。接著，電動機控制裝置MC在步驟Sll中執(zhí)行啟動模式，以強制換流控制使同步電動機M運轉。在該啟動模式中，以由旋轉速度設定部12預先決定的加速度向電壓計算部9提供目標旋轉速度值，電動機控制裝置MC在步驟S12中判斷以該加速度增加的目標旋轉速度值是否達到向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值。
[0057]當在步驟S12中確認達到轉變旋轉速度值時，電動機控制裝置MC進入步驟S13向無傳感器模式轉變，通過圖2的結構的電動機控制裝置MC執(zhí)行位置檢測運轉。而且，該電動機控制裝置MC在依照由目標旋轉速度輸入部7得到的目標旋轉速度值以無傳感器模式進行的運轉中，在步驟S14中監(jiān)視是否發(fā)生停止指令。
[0058]在步驟S14中確認發(fā)生了停止指令的電動機控制裝置MC在步驟S15中將從電流計算部3輸出的電流值和從旋轉速度計算部5輸出的旋轉速度值存儲到存儲部6，進入到步驟S16而執(zhí)行同步電動機M的停止處理。接著，電動機控制裝置MC在步驟S17中監(jiān)視是否發(fā)生命令再次啟動的啟動指令。在步驟S17中確認啟動指令的發(fā)生的電動機控制裝置MC在步驟S18中依照同時存儲的存儲旋轉速度值對在停止時存儲在存儲部6的存儲電流值進行修正，將該修正值決定為啟動模式的目標電流值，并從加法部8向電壓計算部9提供。由此，在步驟Sll中執(zhí)行啟動模式的電動機控制裝置MC以后繼續(xù)進行步驟Slf S18。
[0059][第3例子啟動模式]
在圖9所示的第3例子啟動模式中，電動機控制裝置MC進行如下控制:在發(fā)生了對于同步電動機M的停止指令之后發(fā)生對于該同步電動機M的啟動指令時，根據從該停止指令起直到啟動指令為止的時間(停止時間)決定啟動模式中的目標電流值。電動機控制裝置MC將發(fā)生了停止指令時的時刻存儲到存儲部6，通過將發(fā)生了啟動指令時的時刻與所存儲的停止指令時刻進行比較，從而求出停止時間?；蛘撸ㄟ^在發(fā)生了停止指令時啟動內置計時器，對直到發(fā)生啟動指令為止的時間進行計時，從而求出停止時間。具有圖3的結構的電動機控制裝置MC在再次啟動時的啟動模式中，與所得到的停止時間對應地讀出預先存儲于存儲部6的目標電流值，從加法部8向電壓計算部9提供。此時的旋轉速度設定部12向電壓計算部9提供以預先決定的加速度增加的目標旋轉速度值直到達到為了向無傳感器模式轉變而設定的轉變旋轉速度值為止。
[0060]如上述那樣，由于同步電動機M停止后的殘留負荷伴隨時間的經過而減少，因此從停止指令起直到啟動指令為止的停止時間越長，殘留負荷對應電流值越是變小。即，如圖9A和圖9B對比所示那樣，停止時間相對長時的殘留負荷與停止時間相對短時的殘留負荷相比更多地減少。因而，相對長時間停止時的殘留負荷對應電流與相對短時間停止時的殘留負荷對應電流相比變小。因此，在發(fā)生了再次啟動的啟動指令時，與到此時為止的停止時間對應地設定啟動模式的目標電流值，執(zhí)行同步電動機M的強制換流控制。如果使得像這樣，則對于相對短時間停止時設定與其殘留負荷對應電流值相符的比較大的目標電流值，另一方面，對于相對長時間停止時設定與其殘留負荷對應電流值相符的比較小的目標電流值，在啟動模式中與停止時間相應地詳細地決定被與殘留負荷對應電流值對應地抑制的目標電流值。這樣的與停止時間相應的啟動模式的目標電流值只要預先由實驗確認并作為映射數據存儲于存儲部6即可。
[0061]圖10示出在第3例子啟動模式下電動機控制裝置MC所執(zhí)行的控制例子的流程圖。
[0062]通過系統整體的開啟，電動機控制裝置MC在步驟S20中設定啟動模式所需要的初始值。此時的初始值由于在電源接通后的最初開始時負荷的狀態(tài)不清楚，因此從存儲部6讀出以最大啟動電流執(zhí)行啟動模式的值來進行設定。接著，電動機控制裝置MC在步驟S21中執(zhí)行啟動模式，以強制換流控制使同步電動機M運轉。在該啟動模式中，以由旋轉速度設定部12預先決定的加速度向電壓計算部9提供目標旋轉速度值，電動機控制裝置MC在步驟S22中判斷以該加速度增加的目標旋轉速度值是否達到向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值。
[0063]當在步驟S22中確認達到轉變旋轉速度值時，電動機控制裝置MC進入步驟S23向無傳感器模式轉變，通過圖2的結構的電動機控制裝置MC執(zhí)行位置檢測運轉。而且，該電動機控制裝置MC在依照由目標旋轉速度輸入部7得到的目標旋轉速度值以無傳感器模式進行的運轉中，在步驟S24中監(jiān)視是否發(fā)生停止指令。
[0064]在步驟S24中確認發(fā)生了停止指令的電動機控制裝置MC在步驟S25中將由內置時鐘等計時的當前時刻作為停止時刻(停止指令的發(fā)令時刻)存儲于存儲部6?；蛘撸妱訖C控制裝置MC為了對停止時間進行計時而發(fā)動例如內置型的停止時間計時器。除此之外，在步驟S25中，也可以如第I例子啟動模式那樣使得將發(fā)生了停止指令時的電流值存儲于存儲部6。
[0065]之后電動機控制裝置MC進入步驟S26而執(zhí)行同步電動機M的停止處理。接著，電動機控制裝置MC在步驟S27中監(jiān)視是否發(fā)生命令再次啟動的啟動指令。在步驟S27中確認啟動指令的發(fā)生的電動機控制裝置MC在步驟S28中把由內置時鐘等計時的當前時刻作為啟動時刻(啟動指令的發(fā)令時刻)，進行從該啟動時刻減去處于存儲部6的存儲停止時刻等以計算停止時間。或者，在步驟S25中發(fā)動停止時間計時器的情況下，讀入該停止時間計時器的值作為停止時間。而且，電動機控制裝置MC在步驟S29中決定與停止時間相應的啟動模式的目標電流值。在該步驟S29中，與步驟S28的停止時間相應地讀出與停止時間相關地作為映射數據而預先存儲在存儲部6的目標電流值等手法是可能的。另外，在步驟S25中也將停止時的電流值存儲到存儲部6的情況下，也能夠決定與該存儲電流值和停止時間這兩方相應的目標電流值。將決定的目標電流值從加法部8向電壓計算部9提供，電動機控制裝置MC在步驟S21中執(zhí)行啟動模式。以后電動機控制裝置MC繼續(xù)進行步驟S2fS29。
[0066][第4例子啟動模式和第5例子啟動模式]
在圖11和圖12所示的第4例子啟動模式和第5例子啟動模式中，電動機控制裝置MC進行如下控制:將發(fā)生對于同步電動機M的停止指令時的電流值存儲到存儲部6，在發(fā)生該停止指令之后發(fā)生了對于同步電動機M的啟動指令時，根據存儲于存儲部6的電流值來決定直到結束啟動模式為止的時間(也就是說執(zhí)行啟動模式的時間)。在啟動模式中，具有圖3的結構的電動機控制裝置MC通過與存儲部6的存儲電流值相應地變更判斷啟動模式的結束的旋轉速度值(在此為判斷向無傳感器模式的轉變的轉變旋轉速度值)，來決定啟動模式的執(zhí)行時間(第4例子啟動模式)。或者，在啟動模式中，具有圖3的結構的電動機控制裝置MC通過與存儲部6的存儲電流值相應地變更啟動模式中的旋轉速度的加速度，來決定啟動模式的執(zhí)行時間(第5例子啟動模式)。
[0067]此時的旋轉速度設定部12在第4例子啟動模式的情況下，把以預先決定的加速度增加的目標旋轉速度值向電壓計算部9提供，且關于為了最終達到該加速度的旋轉速度而設定的向無傳感器模式的轉變旋轉速度值，與從存儲部6讀出的存儲電流值相應地進行變更。另外，旋轉速度設定部12在第5例子啟動模式的情況下，與從存儲部6讀出的存儲電流值相應地變更向電壓計算部9提供的目標旋轉速度值的加速度，向電壓計算部9進行提供，直到該加速度的目標旋轉速度值達到向無傳感器模式的轉變旋轉速度值為止。
[0068]在第4例子啟動模式和第5例子啟動模式中，不是使電流值而是使啟動模式的執(zhí)行時間的長短與殘留負荷相關聯地進行控制。作為此時的啟動電流值的設定，能夠采用最大電流或者如第I例子、第2例子啟動模式那樣與存儲電流值相應的電流。
[0069]在第4例子啟動模式的情況下，如圖1lA和圖1lB對比所示那樣，把使同步電動機M的旋轉速度逐漸增加的加速度設為固定，另一方面，與存儲部6的存儲電流值(也就是說殘留負荷)相應地使判斷向無傳感器模式的轉變的轉變旋轉速度值升降，由此控制啟動模式的執(zhí)行時間。與殘留負荷(殘留負荷對應電流值)相對大的情況(圖11A)相比，在殘留負荷相對小的情況下(圖11B)，能夠把向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值設定得相對低。如果轉變旋轉速度值相對高，則加速度固定的旋轉速度達到轉變旋轉速度值為止的時間相對變長(圖11A)，反過來，如果轉變旋轉速度值相對低，則加速度固定的旋轉速度達到轉變旋轉速度值為止的時間相對短(圖11B)。
[0070]在第5例子啟動模式的情況下，如圖12A和圖12B對比所示那樣，與存儲部6的存儲電流值相應地對使同步電動機M的旋轉速度逐漸增加的加速度進行升降，由此控制啟動模式的執(zhí)行時間。此時的判斷向無傳感器模式的轉變的轉變旋轉速度值設為固定值。與殘留負荷(殘留負荷對應電流值)相對大的情況(圖12A)相比，在殘留負荷相對小的情況下(圖12B)，能夠將啟動模式中的旋轉速度的加速度設定得相對大。如果旋轉速度的加速度相對小，則達到固定的轉變旋轉速度值為止的時間相對變長(圖12A)，反過來，如果旋轉速度的加速度相對大，則達到固定的轉變旋轉速度值為止的時間相對變短(圖12B)。
[0071]像這樣的與停止時電流值相應的轉變旋轉速度值或加速度值只要預先由實驗確認并作為映射數據存儲到存儲部6即可。
[0072]圖13示出在第4例子啟動模式和第5例子啟動模式下電動機控制裝置MC所執(zhí)行的控制例子的流程圖。
[0073]通過系統整體的開啟，電動機控制裝置MC在步驟S30中設定啟動模式所需要的初始值。此時的初始值由于在電源接通后的最初開始時負荷的狀態(tài)不清楚，因此從存儲部6讀出以最大啟動電流執(zhí)行啟動模式的值來進行設定。接著，電動機控制裝置MC在步驟S31中執(zhí)行啟動模式，以強制換流控制使同步電動機M運轉。在該啟動模式中，以由旋轉速度設定部12預先決定的加速度向電壓計算部9提供目標旋轉速度值，電動機控制裝置MC在步驟S32中判斷以該加速度增加的目標旋轉速度值是否達到向無傳感器模式轉變的轉變旋轉速度值。
[0074]當在步驟S32中確認達到轉變旋轉速度值時，電動機控制裝置MC進入步驟S33而向無傳感器模式轉變，通過圖2的結構的電動機控制裝置MC執(zhí)行位置檢測運轉。而且，該電動機控制裝置MC在依照由目標旋轉速度輸入部7得到的目標旋轉速度值以無傳感器模式進行的運轉中，在步驟S34中監(jiān)視是否發(fā)生停止指令。
[0075]在步驟S34中確認發(fā)生了停止指令的電動機控制裝置MC在步驟S35中把從電流計算部3輸出的電流值存儲到存儲部6，進入步驟S36而執(zhí)行同步電動機M的停止處理。接著，電動機控制裝置MC在步驟S37中監(jiān)視是否發(fā)生命令再次啟動的啟動指令。在步驟S37中確認啟動指令的發(fā)生的電動機控制裝置MC在步驟S38中，與在停止時存儲于存儲部6的存儲電流值相應地，在第4例子啟動模式的情況下決定向無傳感器模式的轉變旋轉速度值，在第5例子啟動模式的情況下決定目標旋轉速度值的加速度，并設定于旋轉速度設定部12。此時，從加法部8向電壓計算部9提供的目標電流值設為步驟S30的初始值或者從存儲部6讀出的存儲電流值。接著，電動機控制裝置MC在步驟S31中進行啟動模式的強制換流控制，以后的電動機控制裝置MC繼續(xù)步驟S3f S38。
[0076]通過執(zhí)行以上的各啟動模式，能夠在不損害同步電動機M的啟動性的情況下抑制啟動時的電流，提高驅動電路PM的電路壽命。上述的各啟動模式不限于所提示的例子,在進行相互組合而成的其它例子中也可以被執(zhí)行。
[0077]附圖標記說明
PM:驅動電路；M:同步電動機；MC:電動機控制裝置；1:電流檢測部；2:變換計算部；3:電流計算部；4:轉子位置檢測部；5:旋轉速度計算部；6:存儲部；7:目標旋轉速度輸入部；8:加法部；9:電壓計算部；10:變換計算部；11:逆變器驅動部；12旋轉速度設定部。
【權利要求】
1.一種電動機控制裝置，包括通過強制換流控制來使轉子旋轉的啟動模式而對同步電動機進行控制，所述電動機控制裝置: 存儲發(fā)生對于所述同步電動機的停止指令時的電流值， 在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于所述同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值決定所述啟動模式中的目標電流值。
2.根據權利要求1所述的電動機控制裝置， 在發(fā)生了對于所述同步電動機的停止指令時，在存儲電流值的同時存儲旋轉速度值， 在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于所述同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值和旋轉速度值決定所述啟動模式中的目標電流值。
3.一種電動機控制裝置，包括通過強制換流控制來使轉子旋轉的啟動模式而對同步電動機進行控制，所述電動機控制裝置: 在發(fā)生對于所述同步電動機的停止指令之后發(fā)生了對于所述同步電動機的啟動指令時，根據從所述停止指令起直到所述啟動指令為止的時間決定所述啟動模式中的目標電流值。
4.根據權利要求3所述的電動機控制裝置， 存儲發(fā)生了所述停止指令時的電流值， 在發(fā)生了所述啟動指令時，根據從所述停止指令起直到所述啟動指令為止的時間和所述存儲的電流值決定所述啟動模式中的目標電流值。
5.一種電動機控制裝置，包括通過強制換流控制來使轉子旋轉的啟動模式而對同步電動機進行控制，所述電動機控制裝置: 存儲發(fā)生對于所述同步電動機的停止指令時的電流值， 在發(fā)生所述停止指令之后發(fā)生了對于所述同步電動機的啟動指令時，根據所述存儲的電流值決定直到結束所述啟動模式為止的時間。
6.根據權利要求5所述的電動機控制裝置， 通過與所述存儲的電流值相應地變更判斷所述啟動模式的結束的旋轉速度值來決定直到結束所述啟動模式為止的時間。
7.根據權利要求5所述的電動機控制裝置， 通過與所述存儲的電流值相應地變更所述啟動模式中的旋轉速度的加速度來決定直到結束所述啟動模式為止的時間。
8.根據權利要求5所述的電動機控制裝置， 根據所述存儲的電流值決定直到結束所述啟動模式為止的時間和該啟動模式中的目標電流值。
【文檔編號】H02P6/18GK104365009SQ201380032244
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權日:2012年6月19日
【發(fā)明者】塚本健郎, 廣野大輔, 王原 申請人:三電有限公司