TW201230657A - Current control gain adjusting method for pm motor, current control method, and control device - Google Patents

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201230657 六、發明說明： 【發明所屬技術領域】 發明領域 本發明係有關於一種具有檢測馬達電流並控制之電流 控制系統的PM馬達之電流控制增益調整方法、電流控制方 法及控制裝置。 發明背景 近年’開發了以向量控制進行速度控制之PM馬達之控 制裝置。 以下，就以向量控制進行速度控制之習知PM馬達之控 制裝置，使用第10圖來說明。 第10圖係顯示習知PM馬達之馬達控制裝置之結構的 塊圖。 . 如第10圖所示，PM馬達之馬達控制裝置至少由PM馬 達1〇卜速度運算部103、速度控制部104、電流檢測器105、 電流座標轉換部106、d軸電流控制部107、q軸電流控制部 108、電壓座標轉換部109、反相器11〇構成。 又’第10圖所示之PM馬達之馬達控制裝置以以下所示 之動作，驅動PM馬達101。 即’於PM馬達101安裝位置檢測器1〇2，以檢測PM馬 達1〇1之旋轉位置。速度運算部103依據以位置檢測器1〇2所 檢測出之位置資訊，計算PM馬達101之速度ωίη。速度控制 部104使以速度運算部1〇3所計算之ΡΜ馬達101之速度am 201230657 依循給予之速度指令ω*，而算出q軸電流指令Iq*作為速 度ω m與速度指令ω *之偏差。此時，速度控制部104以比 例積分控制運作。 電流座標轉換部106將以電流檢測器105所檢測出之馬 達電流之檢測值轉換座標，算出與ΡΜ馬達101之磁極軸同 方向之成份的d軸電流Id與對d軸垂直之方向之成份的q軸 電流Iq，並輸出。接著，d軸電流控制部107使d軸電流Id依 循預先給予之d軸電流指令Id*，而算出d軸電壓指令Vd *，並將之輸出。又，q轴電流控制部108使q軸電流Iq依循 q軸電流指令Iq*，而算出q軸電壓指令Vq*，並將之輸出。 此時，d軸電流控制部107及q軸電流控制部108以比例積分 控制運作。 又，電壓座標轉換部109作成來自d軸電壓指令Vd*及q 軸電壓指令Vq*之三相之電壓指令。反相器110依據以電壓 座標轉換部109所作成之電壓指令，驅動PM馬達101。 此時，要以習知PM馬達之驅動裝置穩定地驅動PM馬 達，需適當地設定d軸電流控制部107及q軸電流控制部108 之電流控制增益，以實現穩定之電流控制。又，為獲得PM 馬達之高速度控制性，宜將為速度控制系統之小磁滯回線 之電流控制系統的電流控制增益儘量設高。 是故，在習知PM馬達之控制裝置中，揭示有數個調整 電流控制增益之技術(例如參照專利文獻1)。揭示於專利文 獻1之技術係以感應電動機為對象，使用為含有負荷之等效 電路之電路常數（馬達常數）的電阻值與電感值及控制延遲 ‘·、义 Ο) 4 201230657 時間，依據運算式，統一地訂定電流控制增益。 又，求出電阻值或電感值等馬達常數之另一技術揭示 於專利文獻2。根據專利文獻2，首先，從使直流電流流至 PM馬達101時之輸入電壓與輸入電流，求出電阻值。接著， 抽出使交流電流流至PM馬達101時之輸入電壓與輸入電流 之基本波成份，從輸入電壓與輸入電流各自之大小及輸入 電壓與輸入電流之相位差，求出電感值。然後，從所求出 之電阻值與電感值求出電流控制增益。 然而，在專利文獻1，需預先調查為等效電路常數之電 阻值與電感值。又，由於以固定式算出決定電流控制之回 應性之截止頻率，故有未必將電流回應性發揮至最大限度 之情形。 另一方面，在專利文獻2，可進行為專利文獻1之課題 之馬達常數的測定。然而，為求出繞組電阻，至流至PM馬 達101之直流電流達恆定狀態為止，需要時間。又，由於使 用不同之測試信號測量電阻值與電感值，故有測量需要時 間之問題。 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1 日本專利公開公報平9-84378號 專利文獻2 日本專利公開公報2000-312498號 【發明内容】 發明概要 本發明之PM馬達之電流控制增益調整方法包含有對 201230657 PM馬達施加含有直流成份與複數頻率成份之電壓的步 驟、檢測按照施加電壓而流動之馬達電流之步驟、及利用 為施加電壓與馬達電之關係之頻率特性，算出穩定且電流 回應性高之電流控制增益的步驟。 藉此，可在短時間調整穩定且電流回應性高之電流控 制增益。 圖式簡單說明 第1圖係顯示本發明第1實施形態之PM馬達之馬達控 制裝置之結構的塊圖。 第2圖係顯示本發明第1實施形態電流增益調整部之調 整電流控制增益之處理的流程之流程圖。 第3圖係說明PM馬達之單相通電狀態之等效電路圖。 第4A圖係顯示PM馬達之傳送函數（增益）之頻率特性 的圖。 第4B圖係顯示PM馬達之傳送函數(相位)之頻率特性的圖。 第5A圖係顯示電流控制開環頻率特性之圖。 第5B圖係顯示電流控制開環頻率特性之圖。 第6圖係顯示本發明第2實施形態電流增益調整部之調 整電流控制增益之處理的流程之流程圖。 第7圖係顯示第2實施形態之馬達電流與電氣時間常數 之關係的圖。 第8圖係顯示本發明第3實施形態之PM馬達之馬達控 制裝置之結構的塊圖。 第9圖係顯示本發明第3實施形態之處理之流程的流程圖。 201230657 第ίο圖係顯示習知PM馬達之馬達控制裝置之結構的 塊圖。 【實施方式】 用以實施發明之形態 以下，就本發明之實施形態，一面參照圖式，一面說 明。此外，本發明非以本實施形態限定者。 第1實施形態 以下’就本發明第1實施形態之PM馬達之電流控制增 盈調整方法及馬達控制裝置，使用第1圖作說明。 第1圖係顯示本發明第1實施形態之PM馬達之馬達控 制裝置之結構的塊圖。 如第1圖所示，本實施形態之PM馬達之馬達控制裝置 至少由PM馬達1、速度運算部3、速度控制部4、電流檢測 器5、電流座標轉換部6、d軸電流控制部7、q軸電流控制部 8、電壓座標轉換部9、反相器1〇、電流增益調整部11、電 壓指令切換部12構成。 即，第1圖所示之PM馬達之馬達控制裝置以以下所示 之動作，驅動PM馬達1。 亦即，於PM馬達1安裝位置檢測器2，以檢測PM馬達1 之旋轉位置。速度運算部3從以位置檢測器2所檢測之旋轉 位置資訊，運算PM馬達速度ωηι。速度控制部4控制成使速 度運算部3所運算之馬達速度ωιη依循速度指令，而算 出q軸電流指令Iq*，並將之輸出。電流檢測器5檢測流至 PM馬達1之馬達電流。電流座標轉換部6將電流檢測器1〇5 201230657 所檢測出之馬達電流轉換如軸電流Id、q轴電流iq，並將之 輸出。d軸電流控制部7控制成使業經以電流座標轉換部6轉 換之d軸電流Id依循d軸電流指令Id*，而算出d軸電壓指令 Vd*，並將之輸出。q轴電流控制部控制成使業經以電 机座標轉換部6轉換之q軸電流Iq依循q軸電流指令Iq* ,而 算出q軸電壓指令Vq*，並將之輸出。電壓座標轉換部9將4 軸電壓指令Vd*及q軸電壓指令Vq*轉換成三相之電壓指 々反相器1 〇對PM馬達1施加按照輸入之3相電壓指令之電 壓。電流增益調整部11進行電流控制增益之調整處理，而 於d軸電流控制部7與q軸電流控制部8設定。 然後，電壓指令切換部12切換電壓座標轉換部9之輸出 與電流增益調整部11之輸出作為往反相器10輸入之3相之 電壓指令。此外，於一般之PM馬達1之速度控制時，電壓 指令切換部12切換成第1圖中所示之A側，於調整電流控制 增益時，切換成第1圖中所示之B側。 接著，就PM馬達1之電流控制增益調整方法，具體地 說明。 首先，將PM馬達1之馬達驅動裝置之電壓指令切換部 12切換至B側。然後，電流增益調整部11調整對PM馬達1 施加之反相器10之輸出的電流控制增益。 以下，就電流增益調整部11之動作及作用，使用第2圊 至第4B圖，一面參照第1圖，一面具體地說明。 第2圖係顯示本發明第1實施形態電流增益調整部之調 整電流增益之處理的流程之流程圖。第3圖係說明PM馬達 201230657 之單相通電狀態之等效電路圖。第4八圖係顯示pm馬達之傳 送函數(增益）之頻率特性的圖。第4]3圖係顯示pm馬達之傳 送函數(相位）之頻率特性的圖。 如第2圖所示’首先，當開始電流控制增益之調整處理 時’為將PM馬達1之轉子拉入預定位置，而生成拉入電壓 指令’並將之輸出（步驟sl〇1)。此係因下述理由之故，前述 理由係由於PM馬達於轉子存在磁鐵，故有轉子藉電壓施加 而旋轉之情形，而預先將PM馬達1之轉子固定於預定位 置。因此’馬達常數之算出宜在PM馬達1之轉子靜止之狀 態下進行。是故，首先，在PM馬達1依據拉入電壓指令， 於U相施加Va，於V相、w相施加-Va/2之直流電壓，而將PM 馬達1之轉子拉入至預定位置。此外，直流電壓Va設定作為 於施加電壓時，PM馬達1之額定電流程度之電流流動時的 電壓’以將PM馬達1之轉子完全拉入預定位置。 此時，將PM馬達1之轉子拉入預定位置後之PM馬達1 之等效電路便如第3圖所示。亦即，如第3圖所示，由於PM 馬達1之轉子未旋轉，故PM馬達1之等效電路由相電阻R與 相電感L構成，而可於U-VW間施加單相之電壓。藉此，呈 電流軸(d軸)與磁極軸一致之狀態。 接著，生成為算出馬達常數而施加之施加電壓之電壓 指令Vs(t)(步驟S102)。具體言之，生成如（數丨）所示之於直 流成份V0加上具有複數頻率成份之vn(t)之電壓指令 Vs(t)。此時，使用 Μ序歹丨J信號(Maximum Length Sequence Signal)作為電壓指令Vn(t)。 201230657 此外’關於生成VO與Vn相加之電壓指令Vs⑴之理由後述。 數1

Vs(t) = VO + Vn(t) 然後’依據所生成之電壓指令Vs(t)，與拉入時同樣地， 對反相器10輸出於U相施加Vs(t)，於V相及W相施加-Vs(t)/2 之電壓指令Vs(t)，以於U-VW間施加單相之電壓。此時，由 於根據電壓指令Vs(t)流至PM馬達1之馬達電流流至與磁極 軸相同之d軸，故不致產生使pm馬達1之轉子旋轉之轉矩。 藉此’可在使PM馬達1之轉子靜止之狀態下，測定用以算 出馬達常數之數據。 接著’將在步驟S102施加之電壓指令Vs⑴與作為電壓 指令Vs⑴之回應之馬達電流Is⑴採樣，將之採用作為時間 序列資料(步驟S103)。此時’由於馬達電流is⑴形成為相對 於施加於U-VW間之單相施加電壓之馬達電流，故可採樣u 相之馬達電流。 然後’從電壓指令Vs⑴求出對馬達電流is⑴之傳送函 數H(s)之頻率特性作為電壓指令vs(t)與馬達電流Is⑴之關 係。此外，傳送函數H(s)之頻率特性可藉FFT(Fast F〇urier Transform)處理等，取得電壓指令％⑴及馬達電流Is⑴。 接著，從傳送函數H(s)之頻率特性抽出為PM馬達之馬 達常數之電氣時間常數L/R與相電阻r。施加電壓指令Vs(t) 時之PM馬達之等效電路如第3圖所示，傳送函數H(s)以（數 2)式表示。 數2 10 201230657

Is (1/R) _ = _ .Hdelay(s)

Vs (L/R)s+1 此外，（數2)式中之Hdelay(s)係電流控制系統之時間延 遲要件。 在此，就排除以（數2)式所示之傳送函數H(s)之時間延 遲要件之部份的頻率特性，使用第4A圖及第4B圖作說明。 第4 A圖係顯示P Μ馬達之傳送函數（增益）之頻率特性 的圖。第4Β圖係顯示ΡΜ馬達之傳送函數(相位）之頻率特性 的圖。 如第4Α圖及第4Β圖所示，藉調查為ΡΜ馬達之傳送函 數之頻率特性之增益及相位與頻率的關係，可獲得截止頻 率 R/L及DC(Direct Current)增益 1/R 0 又，運算截止頻率R/L及DC增益1/R之倒數，而獲得為 PM馬達之馬達常數之電氣時間常數L/R與相電阻R(步驟 S104)。此外，以上述所得之電氣時間常數係d軸之電氣時 間常數。 接著，從在步驟S105所得之為PM馬達之馬達常數的電 氣時間常數L/R與相電阻R，算出電流控制增益，並設定。 此時，d轴電流控制部7之控制為比例積分控制，令比 例增益為Kdp，積分增益為Kdi時，d軸電流控制部7之傳送 函數Hcd(s)便為（數3)式。 201230657 數3

Kdi

Hcd(s) = Kdp +_

S 在此，將比例增益Kdp、積分增益Kdi設置成數(4)式時， 數4

Kdp = Κα·R Kdi = Kdp.(L/R) d軸之電流控制系之開環傳送函數Hopd(s)為（數5)式。 數5

Is

Hopd(s) = Hcd(s)·

Vs Κα-L (1/R) • Hdelay(s)

Ka.R+--- s J (L/R)s+1

Ka =-· Hdelay(s) s 在此，關於以（數5)式所示之d軸電流控制系統之開環傳 送函數Hopd(s)之頻率特性，使用第5A圖及第5B圖，來說明。 第5A圖係顯示電流控制開環之頻率特性之圖。第5B圖 係顯示電流控制開環之頻率特性之圖。 如第5A圖及第5B圖所示，為使電流控制系統穩定，且 使電流回應性為最大限度，可令在電流控制系統之開環傳 送函數Hopd(s)之相位為-180度之頻率的增益邊限為預先設 定之值/3，而求出（數5)式之Κα。 然後，將所得之Κα代入(數4)式，算出電流控制增益， 於d軸電流控制部7與q軸電流控制部8設定。此時，為d軸之 201230657 電氣時間常數與q軸之電氣時間常數相同之PM馬達時，便 令q軸電流控制部8之電流控制增益為與d軸電流控制部7之 電流控制增益相同之設定。 如以上所說明，根據本實施形態，對PM馬達施加含有 直流成份與複數頻率成份之施加電壓，檢測按照所施加之 施加電流而流動之馬達電流，藉此，利用所施加之施加電 壓與所檢測出之馬達電流之關係，算出PM馬達之馬達常 數。亦即，僅施加含有直流成份與複數頻率成份之施加電 壓，檢測馬達電流，便可算出馬達常數。藉此，由於不需 等待至馬達電流達恆定狀態之時間，同時，不需施加複數 測試信號，算出馬達常數，故可大幅縮短時間。 又，根據本實施形態，使用為電壓指令與馬達電流之 關係之頻率特性，理論上算出電流控制增益。結果，可將 電流控制增益調整成穩定且具有高電流回應性。此時，特 別是由於頻率特性包含PM馬達之馬達控制裝置之電流控 制系統的時間延遲要件，故可考慮馬達控制裝置之時間延 遲要件之偏差，將電流控制增益調整成穩定且具高電流回 應性。此外，高電流回應性係指在短時間到達設定之電流 指令。 第2實施形態 就本發明第2實施形態之PM馬達之電流控制增益調整 方法及PM馬達之馬達控制裝置，使用圖，作說明。 在本實施形態中，與第1實施形態之不同點係對PM馬 達施加含有不同之複數直流成份之施加電壓，算出電流控 13 201230657 制增益，並設定。由於其他結構及動作與第1實施形態相 同，故省略說明。 以下，就對PM馬達施加含有不同之複數直流成份之施 加電壓，算出電流控制增益之理由作說明。 一般，根據馬達之種類，因磁飽和等之影響或馬達電 流之大小，為馬達常數之電氣時間常數變化。然而，在第1 實施形態之電流控制增益之算出方法中，僅算出1個電流控 制增益之值。因此，此是因下述理由之故，前述理由係因 上述所示之理由，馬達之電氣時間常數變化時，有無法以 穩定之電流控制增益控制馬達之情形。 以下，就本實施形態之電流增益調整部11之動作及作 用，使用第6圖及第7圖，一面參照第1圖，一面具體地說明。 第6圖係顯示本發明第2實施形態電流增益調整部之調 整電流增益之處理的流程之流程圖。第7圖係顯示第2實施 形態之馬達電流與電氣時間常數之關係的圖。此外，在第6 圖中，由於步驟S101至步驟S105進行與使用第2圖說明之第 1實施形態相同之處理，故省略說明。 亦即，在第6圖中，由於於第2圖之各步驟進一步追加 了步驟S206與步驟S207之處理，故就所追加之步驟，詳細 地說明。 如第6圖所示，於執行步驟S101至步驟S105之處理後， 判斷在步驟S102之電壓指令之生成，是否已設定有複數直 流成份V0之所有施加電壓（步驟S206)。在此，複數直流成 份V0之施加電壓預先設定在從零至為PM馬達1之規格之最 3 14 201230657 大電流流動時之電壓值之間。 此時，有複數直流成份V0之施加電壓中，有未設定之 值(施加電壓）時（步驟S206之是），在有複數直流成份vo之施 加電壓中，選擇i個未設定之值（施加電壓），返回至步驟 S102。然後，依序反覆執行步驟S102至步驟Sl〇5之處理， 抽出相對於有複數直流成份之各施加電壓之PM馬達的馬 達常數。 另一方面，當已執行有複數直流成份V0之施加電壓之 所有值時（步驟S206之否），便移至步驟S207。 亦即，反覆進行步驟S102至步驟S206之處理’設定複 數直流成份V0,藉此，可獲得複數第7圖所示之對應於各直 流成份之施加電壓的馬達電流之平均值與所算出之電氣時 間常數的關係。 然後，從第7圖所示之關係，獲得按照PM馬達之馬達 電流之複數電氣時間常數。 接著，對在步驟S105所得之複數PM馬達之馬達常數與 在步驟S104所求出之複數頻率特性之各組合，求出穩定且 電流回應性ifj之Κ α ’鼻出電流控制部之比例增益與積分增 益。此時’在磁飽和等之影響下，電氣時間常數隨馬達電 流之大小變化。是故，為避免電流控制部之增益過高，而 不穩定，乃在步驟S102至步驟S206之處理之反覆進行而得 之複數電流控制部的比例增益與積分増益之組合中，選擇 最小者。結果’所選擇之最小之電流控制部之比例增益與 積分增益之組合係在穩定驅動ΡΜ馬達之條件之基礎下，電 15 201230657 流回應性最高之增益。是故，設定從上述而得之電流控制 部之比例增益與積分增益（步驟S207)。 如以上，根據本實施形態，對PM馬達施加含有複數直 流成份與複數頻率成份之施加電壓，檢測按照所施加之複 數施加電壓而流動之複數馬達電流，藉此，利用複數所施 加之施加電壓與所檢測出之馬達電流的關係，算出PM馬達 之電氣時間常數。 藉此，可算出按照變化之馬達電流之電氣時間常數。 結果，連因馬達電流之變化而引起之電氣時間常數之變化 也考慮，而可以穩定且高電流回應性將電流控制增益作調 整。 第3實施形態 就本發明第3實施形態之PM馬達之電流控制增益調整 方法、電流控制方法及馬達控制裝置，使用第8圖作說明。 第8圖之結構及其動作與第1圖相同者標上相同標號，而省 略其說明。在第8圖中，於第1圖之結構追加了電流增益設 定部13。 在本實施形態中，按照PM馬達之馬達電流之變化引起 之電氣時間常數之變化，使電流控制增益變化，而控制馬 達電流之點，與將電流控制增益算出、設定作為固定值之 第2實施形態不同。 亦即，在本實施形態中，對PM馬達施加含有不同之複 數直流成份之施加電壓，按照所施加之複數施加電壓，抽 出按照流至PM馬達之馬達電流的電氣時間常數。然後，依 16 201230657 據所抽出之電氣時間常數，算出歡且電流回應性高之電 流控制增益。 接著，從按照馬達電流所算出之複數電流增益，與馬 達電流之平均值具關聯性，而作成電流控制增益圖，並將 之記憶於半導體記憶體等。然後，於PM馬達之一般速度控 制時，從所記憶之電流控制增益圖，讀取按照馬達電流之 電/爪控制柁盃，設定電流增益設定部13，以控制pM馬達之 馬達電流。 以下’就本實施形態之電流增益調整部U及電流增益 設定部13之動作及作用’使用第8圖及第9圖，具體地說明。 第9圖係顯示本發明第3實施形態之電流増益調整部調 整電流增益之處理之流程的流程圖。此外，在第9圖中，由 於步驟S101至步驟S106進行與使用第2圖所說明之第1實施 形態相同之處理’故省略說明。 亦即，在第9圖中’由於於第2圖之各步驟進一步追加 了步驟S307與步驟S308之處理，故就所追加之步驟，詳細 地說明。在此’步驟S308進行與使用第6圖所說明之第2實 施形態之步驟S2〇6相同之處理。 如第9圖所示’首先，與在第1圖所說明之第1實施形態 同樣地，執行步驟S101至步驟S105之處理。 接著，與第2圖所示之第1實施形態同樣地，從在步驟 S105所得之為PM馬達之馬達常數的電氣時間常數L/R與相 電阻R，算出電流控制增益（步驟S106)。 接著，依據對預定直流成份V0之施加電壓所算出之電 17 201230657 流控制增益與檢測之馬達電流之平均值的關係，作成電流 控制增益圖。 然後，判斷在步驟S102之電壓指令之生成中，是否已 設定有複數直流成份V0之所有施加電壓（步驟S308)。在 此，複數直流成份V0之施加電壓預先設定在從零至為PM馬 達1之規格之最大電流流動時之電壓值之間。 此時，當有複數直流成份V0之施加電壓中，有未設定 之值（施加電壓）時（步驟S308之是），在有複數直流成份V0 之施加電壓中，選擇1個未設定之值（施加電壓），返回至步 驟S102。然後，依序反覆執行步驟S102至步驟S307之處理。 藉此，依據相對於有複數直流成份V 0之各施加電壓之Ρ Μ馬 達的馬達電流之平均值與算出之電流控制增益之關係，作 成複數電流控制增益圖，並將之記憶於半導體記憶體等記 憶媒體。 另一方面，當執行有複數直流成份V0之施加電壓之所 有值時（步驟S308之否），便結束電流增益調整部之調整電流 控制增益之處理。 然後，馬達控制裝置在一般之速度控制時，電流增益 設定部13依據以上述處理所記憶之電流控制增益圖，按照 馬達電流，設定電流控制增益，控制馬達電流，來驅動ΡΜ 馬達。 藉此，可以更高之電流回應性調整電流控制增益，而 可控制馬達電流。 如以上，根據本實施形態，可按照馬達電流之變化， 18 201230657 算出可最適合之電流控制增益控制之電流控制增益。 此外，在本實施形態中，以按照馬達電流，使電流控 制增益變化之例作了說明，但不限於此。舉例言之，亦可 為按照馬達電流指令，使電流控制增益變化，以控制馬達 電流之結構。 此外，在上述各實施形態中，就PM馬達之電流控制增 益之算出、設定之方法作了說明，但不限於此，只要具有 相同之功能，不論使用何種結構或實現化方法皆可是無須 贅言的。舉例言之，亦可將第1圖之塊圖之PM馬達1以外的 功能塊組入作為PM馬達之馬達控制裝置之1個功能，並以 設定，使其發揮功能。又，亦可將電流增益調整部11構成 作為與PM馬達之馬達控制裝置連動之PC(Personal Computer)之應用軟體。藉此，可將馬達控制裝置之結構簡 略化。 又，在上述各實施形態中，令拉入處理（步驟S101)之施 加電壓為Va，只要可拉入PM馬達之轉子，可為任意不同 之值。 又，在上述各實施形態中，以進行將PM馬達1之轉子 拉入預定位置之拉入處理的例子作了說明，但不限於此。 舉例言之，亦可不進行拉入處理，使用位置檢測器2之位置 資訊，於馬達不旋轉之軸之方向施加單相施加電壓。藉此， 可提高調整電流控制增益之處理速度。 又，在上述各實施形態中，以使用Μ序列信號作為含 有加至電壓指令Vs(t)之複數頻率成份之信號的例子作了說 19 201230657 明，但不限於此。舉例言之，只要可求出頻率特性，亦可 使用白雜訊信號或正弦波掃瞄信號等在時間上頻率變化之 信號等其他信號。藉此，可依需要，以任意之信號求出頻 率特性。 又，在上述各實施形態中，以從施加之電壓指令Vs(t) 求出馬達電流Is⑴之頻率特性之例作了說明，但不限於此。 當有PM馬達以外之要件，例如濾波處理或延遲要件等時， 亦可將已補償其影響之時間序列資料加至電壓指令Vs(t)， 來求出頻率特性。藉此，可以更高之精確度，算出PM馬達 之馬達常數。 又，在上述各實施形態，以於拉入處理後，將馬達固 定於預定位置，以檢測馬達電流之例作了說明，但不限於 此。舉例言之，亦可對拉入處理後之磁極軸之位置，於電 相位不同之方向施加電壓指令Vs(t)，以檢測於同一方向流 動之馬達電流。具體言之，亦可對拉入處理後之磁極軸之 位置，於電相位90°不同之電氣軸(q軸），即，V-W間施加單 相施加電壓，而於U相施加0，於V相施加Vs(t)，於W相施 加-Vs，以檢測同方向之V相馬達電流。藉此，由於在馬達 常數因磁極軸之位置而變化之PM馬達、例如埋入磁鐵式 PM馬達等中，可任意地設定施加電壓指令Vs(t)之電相位， 故可以良好精確度算出按照磁極軸之位置之馬達常數。特 別是藉對q軸施加電壓指令Vs(t)，算出馬達常數，可算出q 軸之電氣時間常數。 又，在上述各實施形態中，以使電流控制系統之開環 20 201230657 之傳送函數具有預定增益邊限，而算出電流控制增益之例 作了說明，但不限於此，亦可使電流控制系統之開環之傳 送函數具預定相位邊限，或電流控制系統之閉環之傳送函 數之增益峰值達預定值，而算出電流控制增益。 本發明包含有對PM馬達施加含有直流成份及複數頻 率成份之施加電壓之電壓施加步驟、檢測按照施加電壓而 流動之馬達電流之馬達電流檢測步驟、及依據施加電壓與 馬達電流之頻率特性，算出電流控制增益之電流控制增益 調整步驟。藉此，可在短時間調整穩定且電流回應性高之 電流控制增益。 又，本發明使用不同之複數直流成份之施加電壓。藉 此，即使PM馬達之電氣時間常數按照馬達電流之大小變 化，仍可在短時間調整穩定且電流回應性高之電流控制增益。 產業上之可利用性 由於本發明之PM馬達之控制裝置可在短時間以良好 精確度算出穩定且電流回應性高之電流控制增益，故對具 有電流控制系統之PM馬達等控制裝置之控制有用。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明第1實施形態之PM馬達之馬達控 制裝置之結構的塊圖。 第2圖係顯示本發明第1實施形態電流增益調整部之調 整電流控制增益之處理的流程之流程圖。 第3圖係說明PM馬達之單相通電狀態之等效電路圖。 第4 A圖係顯示Ρ Μ馬達之傳送函數（增益）之頻率特性 21 201230657 的圖。 第4B圖係顯示PM馬達之傳送函數(相位)之頻率特性的圖。 第5A圖係顯示電流控制開環頻率特性之圖。 第5B圖係顯示電流控制開環頻率特性之圖。 第6圖係顯示本發明第2實施形態電流增益調整部之調 整電流控制增益之處理的流程之流程圖。 第7圖係顯示第2實施形態之馬達電流與電氣時間常數 之關係的圖。 第8圖係顯示本發明第3實施形態之PM馬達之馬達控 制裝置之結構的塊圖。 第9圖係顯示本發明第3實施形態之處理之流程的流程圖。 第10圖係顯示習知PM馬達之馬達控制裝置之結構的 塊圖。 【主要元件符號說明】 1 > 101...PM 馬達 11...電流增益調整部 2， 102...位置檢測器 12...電壓指令切換部 3， 103...速度運算部 13...電流增益設定部 4， 104...速度控制部 A，Β··_側 5， 105…電流檢測益 Is(t)...馬達電流 6， 106...電流座標轉換部 Id... d軸電流 7， 107...d軸電流控制部 Id氺...d軸電流指令 8， 108... q軸電流控制部 Iq...q軸電流 9， 109...電壓座標轉換部 Iq氺…q軸電流指令 10 ，110...反相器 L…相電感 22 201230657

Vd氺...d軸電壓指令 Vq氺...q軸電壓指令 Vs(t)...電壓指令 R...相電阻 R/L…截止頻率 1/R...DC 增益 S101-S106，S206，S207，S307， S308·.·步驟 U，V，W."相 /3...預先設定之值 ωιη...ΡΜ馬達速度 ω氺…速度指令 23

Claims (1)

1. 201230657 七、申請專利範圍： 1. 一種PM馬達之電流控制增益調整方法，係包含有： 電壓施加步驟，係對PM馬達施加含有直流成份及 複數頻率成份之施加電壓者； 馬達電流檢測步驟，係檢測按照在前述電壓施加步 驟所施加之前述施加電壓而流動之馬達電流者； 馬達頻率特性運算步驟，係依據前述施加電壓與前 述馬達電流，運算頻率特性者；及 電流控制增益調整步驟，係依據在前述馬達頻率特 性運算步驟所得之頻率特性，調整電流控制增益者。 2. 如申請專利範圍第1項之PM馬達之電流控制增益調整 方法’其中前述電壓施加步驟施加直流成份不同之複數 前述施加電壓， 前述馬達頻率特性運算步驟依據前述電壓施加步 驟之結果’運算不同之複數頻率特性， 前述電流控制增益調整步驟對前述不同之複數頻 率特性調整電流控制增益。 3. —種PM馬達之電流控制方法，係包含有： 電壓施加步驟，係對PM馬達施加直流成份不同且 含有複數頻率成份的施加電壓者； 馬達電流檢測步驟，係檢測按照在前述電壓施加步 驟所施加之前述施加電壓而流動之馬達電流者； 馬達頻率特性運算步驟，係依據前述施加電壓與前 述馬達電流’運鼻不同之複數頻率特性者； 24 201230657 電流控制增益調整步驟，係依據在前述馬達頻率特 性運算步驟所得之前述不同之複數頻率特性，調整電流 控制增益者；及 電流控制增益圖作成步驟，係使在前述電流控制增 益調整步驟所調整之前述電流控制增益與所檢測出之 前述馬達電流之平均值具關聯性並加以記憶，以作成電 流控制增益圖者； 該PM馬達之電流控制方法並於驅動前述PM馬達 時，從所記憶之前述電流控制增益圖，設定馬達電流指 令或與所檢測出之前述馬達電流具關聯性之前述電流 控制增益，以控制前述馬達電流。 4. 一種PM馬達之控制裝置，係具有申請專利範圍第1或2 項中任一項之PM馬達之電流控制增益調整方法者。 5. —種PM馬達之控制裝置，係具有申請專利範圍第3項之 PM馬達之電流控制方法者。 25