的方法等同的測(cè)定功能。并且， 在圖13中，與圖8以及圖11的結(jié)果相同，在id= ±25A、iq= ±20A的鄰域，電感急劇減 小。因此，可進(jìn)行測(cè)定的響應(yīng)電流的范圍為響應(yīng)電流的±80%。也就是說(shuō)，本測(cè)定方法不僅 對(duì)具有ImH以下的微小的電感的PMSM，具有不遜色于交鎖磁通法的測(cè)定特性，而且對(duì)于額 定負(fù)荷點(diǎn)以外的區(qū)域也能一并測(cè)定。
[0134] < 3.改良后的測(cè)定電壓供給部>
[0135] 在本測(cè)定方法中，假想通過(guò)PMSM的馬達(dá)參數(shù)無(wú)法產(chǎn)生與額定電流相同程度的響 應(yīng)電流的情況。如圖4.B所示，由于響應(yīng)電流描繪了橢圓軌跡，因此還有可能對(duì)具有突極性 的PMSM流過(guò)超出需要的響應(yīng)電流。關(guān)于測(cè)定用電壓的振幅，如圖4.B以及圖10所示，當(dāng) PMSM的電感較大時(shí)，測(cè)定用電壓的振幅Vh需要達(dá)到100V以上。其結(jié)果是PMSM的驅(qū)動(dòng)電路 大型化。關(guān)于響應(yīng)電流的振幅，當(dāng)在圖12所示的電感較小的PMSM的情況下，如果對(duì)PMSM 施加過(guò)大的測(cè)定用電壓，則會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流，從而轉(zhuǎn)換器以及PMSM有可能會(huì)受到損害。也就 是說(shuō)，為了使本測(cè)定方法適用于多種PMSM中，優(yōu)選設(shè)置有根據(jù)馬達(dá)參數(shù)來(lái)調(diào)整測(cè)定用電壓 的電流控制器。
[0136] 圖14為示出改良后的測(cè)定用電壓供給部22、電流測(cè)定部23以及電感運(yùn)算部24的 圖。如上述，當(dāng)電感測(cè)定裝置2設(shè)置于PMSMl內(nèi)時(shí)，優(yōu)選電感測(cè)定裝置2作為PMSMl的控制 部20的一部分來(lái)設(shè)置。
[0137] 電流測(cè)定部23包括電流檢測(cè)部231、三相二相轉(zhuǎn)換器232以及矢量旋轉(zhuǎn)器233。測(cè) 定用電壓供給部22包括矢量旋轉(zhuǎn)器221、二相三相轉(zhuǎn)換器222以及逆變器223。在改良后 的測(cè)定用電壓供給部22中，還增加了目標(biāo)電流生成部224、響應(yīng)電流轉(zhuǎn)換部225、測(cè)定用電 壓生成部226以及減法器227。由響應(yīng)電流轉(zhuǎn)換部225、測(cè)定用電壓生成部226以及減法器 227構(gòu)成電壓控制部220。電流控制部220根據(jù)目標(biāo)電流以及響應(yīng)電流來(lái)控制測(cè)定用電壓。 由此，能夠?qū)㈦娏髦悼刂圃谶m當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。
[0138]Sbt所示的三相二相轉(zhuǎn)換器232將由電流檢測(cè)部231檢測(cè)出來(lái)的Uw三相信號(hào)轉(zhuǎn)換 為a0坐標(biāo)系。Rbt所示的矢量旋轉(zhuǎn)器233利用靜止相位0 0將a0坐標(biāo)系信號(hào)轉(zhuǎn)換為 dq固定坐標(biāo)系，即轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)部12在靜止?fàn)顟B(tài)下的dq坐標(biāo)系。Rb所示的矢量轉(zhuǎn)換器221 利用靜止相位0。，將dq固定坐標(biāo)系信號(hào)轉(zhuǎn)換為aP坐標(biāo)系。Sb所示的二相三相轉(zhuǎn)換器 222將aP坐標(biāo)系信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸入到逆變器223的Uw三相信號(hào)。在測(cè)定用電壓供給部 22中，利用靜止相位0a來(lái)生成測(cè)定用電壓。
[0139] 電感運(yùn)算部24與圖3.B所示的數(shù)字濾波器241以及轉(zhuǎn)換器242對(duì)應(yīng)。
[0140] 在不存在目標(biāo)電流生成部224以及電壓控制部220的情況下，在dq固定坐標(biāo)系 中，描繪預(yù)先設(shè)定的軌跡的測(cè)定用電壓的信號(hào)被輸入到矢量旋轉(zhuǎn)器221。與此對(duì)應(yīng)，在改良 后的測(cè)定用電壓供給部22中，通過(guò)目標(biāo)電流生成部224以及電壓控制部220,以理想的響應(yīng) 電流軌跡作為指令值來(lái)生成測(cè)定用電壓。
[0141] 另外，dq固定坐標(biāo)系為yS-般坐標(biāo)系的一種。因此，也可通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)器233、 221來(lái)進(jìn)行a0坐標(biāo)系與yS-般坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換時(shí)，電感運(yùn)算部 24利用yS-般坐標(biāo)系進(jìn)行運(yùn)算。
[0142] 通常，在dq固定坐標(biāo)系中，測(cè)定用電壓的軌跡呈包圍原點(diǎn)的圓形或橢圓形。在dq 固定坐標(biāo)系中，為指令值的目標(biāo)電流的軌跡也呈包圍原點(diǎn)的圓形或橢圓形。而且，表現(xiàn)測(cè)定 用電壓的軌跡以及目標(biāo)電流的軌跡的坐標(biāo)系不限定為dq固定坐標(biāo)系。在表現(xiàn)二相的坐標(biāo) 系中，測(cè)定用電壓的軌跡呈包圍原點(diǎn)的圓形或橢圓形，目標(biāo)電流的軌跡也呈包圍原點(diǎn)的圓 形或橢圓形。這里，在目標(biāo)電流的軌跡中，如圖15.A所示，將目標(biāo)電流的橢圓長(zhǎng)軸的振幅設(shè) 定為id_'將短軸的振幅設(shè)置為、將d軸起的橢圓長(zhǎng)軸的相位設(shè)定為A0'添標(biāo)d以 及q分別表不d軸分量以及q軸分量。
[0143] 圖15.B為示出目標(biāo)電流生成部224的結(jié)構(gòu)的圖。目標(biāo)電流生成部224采用矢量 旋轉(zhuǎn)器RB(A0〇,根據(jù)id_'iqllia/以及A0 *生成正相指令值iBh/以及反相指令值作 為目標(biāo)電流。圖15.C為示出響應(yīng)電流轉(zhuǎn)換部225的結(jié)構(gòu)的圖。在響應(yīng)電流轉(zhuǎn)換部225中， 通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)器Rbt將響應(yīng)電流iBlh的正相分量視為直流分量。然后，反相分量通過(guò)帶阻濾 波器（BSF)(中心頻率2?h、帶寬《h/3)被消除。由此，獲取正相分量iBhp。同樣，在響應(yīng)電 流轉(zhuǎn)換部225中，通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)器Rb將響應(yīng)電流iBlh的反相分量設(shè)為直流分量。然后，正相 分量通過(guò)相同的BSF被消除。由此，獲取反相分量iBhn。在圖15.C中，視運(yùn)算的情況而將初 始相位Q1包含于旋轉(zhuǎn)的相位中。然而，如后述，初始相位9 ,是為了提高測(cè)定精度而設(shè)定 的微小的值。在圖15.D中也同樣。
[0144] 圖15.D為示出測(cè)定用電壓生成部226的結(jié)構(gòu)的圖。從減法器227獲取的正相分 量以及反相分量分別通過(guò)d軸分量以及q軸分量，被輸入到一次PI 控制器。一次PI控制器的帶寬例如為3000rad/s。而且，各個(gè)一次PI控制器的輸出分別 通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)器Rb (?ht+ 0J、Rbt (?ht+ 0J被轉(zhuǎn)換成正相分量指令值Vhp/以及V:(即， 〇和反相分量指令值Vhn/以及Vh:(即，O〇通過(guò)合成這些值獲得最終的測(cè)定用電壓 vY。如上述，電壓控制部220根據(jù)目標(biāo)電流以及響應(yīng)電流來(lái)控制測(cè)定用電壓。
[0145] 在本實(shí)施方式中，測(cè)定用電壓的角頻率根據(jù)圖9.A以及圖9.B的結(jié)果設(shè)置為 ?h= 600JTrad/s。根據(jù)該coh的值對(duì)應(yīng)表2來(lái)設(shè)置映射濾波器的系數(shù)。對(duì)于目標(biāo)電流的 指令值，其規(guī)定為：橢圓長(zhǎng)軸的振幅Idm/= 5. 5A、短軸的振幅i_/= 4. 5A、d軸起的橢圓 長(zhǎng)軸的相位A9^=OracL關(guān)于初始相位0 ;，如圖16所示，設(shè)定為Qi=-O. 0175rad。由 此，避免了各控制周期的瞬時(shí)響應(yīng)電流iBlh位于d軸以及q軸上，從而防止算式9被零除。
[0146] 圖17.A為示出在導(dǎo)入了改良后的測(cè)定用電壓供給部22時(shí)的表1所示的PMSM的 測(cè)定用電壓與響應(yīng)電流之間的關(guān)系的圖。圖17.B為電感的測(cè)定結(jié)果。與改良前的圖4.B 的結(jié)果相比，可知因突極性而導(dǎo)致的響應(yīng)電流的短軸長(zhǎng)軸比被修正，從而獲得適于電感測(cè) 定的接近于真圓的響應(yīng)電流。在圖17.B中，d軸電感Ld以及q軸電感Lq也能夠如實(shí)線所 示那樣進(jìn)行函數(shù)近似。作為函數(shù)近似的方法，例如使用最小二乘法。由最小二乘法得到的 函數(shù)近似式如算式11所示。
[0147]【算式11】
[0148]Ld= 11. 8-0. 00337id-〇. 0309id2(mH)
[0149]Lq= 21. 0+0? 0195iq-0. 202iq2(mH)
[0150] 在這里已確認(rèn)：即使將測(cè)定用電壓的頻率設(shè)為約是額定速度的1/2的《h = 100 31rad/s，保持力同樣會(huì)作用于旋轉(zhuǎn)部12,且能夠以測(cè)定用電壓的振幅Vh~IOV測(cè)定出 電感。此時(shí)，相同角頻率中的響應(yīng)電流的最大值達(dá)到額定電流的大約4倍。但是即使在這 種情況下也能夠在不損傷PMSMl的狀態(tài)下測(cè)定電感。通過(guò)上述可知，在本測(cè)定方法的一個(gè) 實(shí)例中，通過(guò)將測(cè)定用電壓的頻率設(shè)置在額定速度的50-400%的范圍內(nèi)，并導(dǎo)入改良后的 測(cè)定用電壓供給部22,能夠不依賴于馬達(dá)參數(shù)且以測(cè)定所需的最低限的電壓來(lái)測(cè)定電感。 并且，在本測(cè)定方法的一個(gè)實(shí)施例中，能夠在d軸電流以及q軸電流的最大值比額定值大的 大范圍內(nèi)，測(cè)定電感。
[0151] <4?其他 >
[0152] 表5為本測(cè)定方法與以往方法的性能比較。關(guān)于以往方法的測(cè)定時(shí)間，如圖17.B 所示，采用在本方法中能夠一次測(cè)定的17點(diǎn)的電流值所需要的時(shí)間。本測(cè)定方法在涉及響 應(yīng)電流的測(cè)定范圍、測(cè)定時(shí)間、測(cè)定角頻率范圍、有無(wú)外部負(fù)荷裝置、位置傳感器的必要性、 測(cè)定精度、再現(xiàn)性等多方面的范圍內(nèi)具有大幅度優(yōu)于以往方法的性能。
[0153]【表5】
[0154]
[0155] 通過(guò)本測(cè)定方法能夠在短時(shí)間內(nèi)容易地測(cè)定電感。其詳細(xì)內(nèi)容如下文所述。
[0156] (1)在本測(cè)定方法中，不需要外部負(fù)荷裝置以及位置傳感器。
[0157] (2)在本測(cè)定方法中，由于測(cè)定時(shí)間為IOms以及總檢查時(shí)間為100s，因此能夠?qū)?施在量產(chǎn)工序時(shí)的自動(dòng)總數(shù)檢查，且能夠提高PMSM的可靠性。
[0158] (3)在本測(cè)定方法中，由于能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行測(cè)定，因此不必破壞試驗(yàn)馬達(dá)便能 在額定負(fù)荷電流的〇至4倍的范圍內(nèi)進(jìn)行電感的瞬時(shí)測(cè)定。
[0159] (4)以往，因電感的真值不明確而無(wú)法實(shí)現(xiàn)正確的軸偏差，導(dǎo)致效率低下的軌跡指 向形矢量控制，對(duì)此，通過(guò)使用本測(cè)定方法能夠