目的在于獲得一種不論直流電壓源的直流電壓的變動如何都能夠獲得所期望的磁極位置檢測精度的同步機的磁極位置檢測裝置。計算單元（2a）通過脈沖寬度決定部（22a）根據直流電壓檢測值（Vdc）來使脈沖寬度（tp）以及脈沖暫停寬度（tn）變化，使得不論直流電壓源（5）的直流電壓的變動如何，都能夠獲得所期望的磁極位置檢測精度，并且進行控制使得不論直流電壓檢測值（Vdc）如何都將采樣定時固定為各電壓矢量的脈沖寬度（tp）終點時刻。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種不使用位置檢測器就能夠簡易、可靠、且高精度地檢測同步電動機/同步發電機的磁極位置的同步機的磁極位置檢測裝置。
技術介紹
在檢測該同步機的磁極位置的情況下，有使用編碼器等位置檢測器來直接檢測轉子的電角度(磁極位置)的方法。但是，為了直接檢測轉子的旋轉角而需要將位置檢測器等的磁極位置檢測專用的傳感器附加于同步機，帶來裝置結構的規模變大、并且經濟性差這樣的缺點。因此，提出了不使用位置檢測器而檢測同步機的磁極位置的裝置。作為不使用位置檢測器而檢測同步機的磁極位置的方式，例如有利用了同步機的感應電壓的方式、利用了同步機的凸極性(sal iency )的方式等。 利用了感應電壓的無位置傳感器控制由于在速度為零時感應電壓也是零，因此無法正確地推定轉子位置。另外，在利用了凸極性的方式中，由于用于磁極位置推定的凸極性以磁極位置的2倍的周期而變化，因此推定位置也成為磁極位置的2倍的周期。S卩，在同步機的磁極位置為(Γ180度和18(Γ360度中推定位置成為相同的值，在可靠地檢測磁極位置這點上是不夠充分的。因而，至少在將同步機從速度為零附近起動時，除了利用了凸極性的方式以外，需要其它的推定同步機的磁極位置信息的方式。作為該方式，例如有利用了如專利文獻I那樣的同步機的磁飽和的方式。該方式在將振幅相等且等間隔的相位的2η (η為相數，為3以上的自然數)個電壓矢量施加于同步機時，根據將相位相差180度的各一對電壓矢量施加時所流過的電流檢測值相加而得的相加電流值而檢測磁極位置，所以前提是通過該電壓矢量的施加而同步機成為磁飽和狀態?，F有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本專利第4271397號公報(10頁18行 13頁50行、段落0045 0065、圖I 5、7)
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題在使用了專利文獻I的磁極位置檢測方法的情況下，如前所述，為了同步機的磁飽和而需要流過足夠的電流。這是因為利用了如下原理當沒有產生磁飽和時，當施加了離磁極位置近的相位的電壓矢量時所流過的電流、與當施加了相對于離磁極位置近的相位相差180度相位的電壓矢量時所流過的電流相等，但是當產生磁飽和時，前者變得比后者大，能夠根據該差電流來進行磁極位置的檢測。為此，需要預先調整設定施加于同步機的電壓矢量指令的施加時間，使得能夠獲得補償所需的磁極位置檢測精度的磁飽和狀態。另外，在直流電壓源向產生該電壓矢量的電力變換器的電壓值不是恒定的產品用途中，有時設定該電壓矢量施加時間變得困難。例如，在電氣鐵路用電力變換器的情況下，該直流電壓經由設置在軌道上的架線、和車輛上的受電弓(pantograph)來提供。在這種情況下，直流電壓非常依賴于在同一架線區間所存在的車輛的行駛狀態和變電站容量，而隨時在變動。在直流電壓低的情況下，存在如下問題基于電壓矢量施加的通電變得不足夠，對同步機不能施與足夠的磁飽和狀態，包含在電流值的磁極位置信息變小，磁極位置檢測精度劣化。為了避免這種狀況，需要加長電壓矢量施加時間，但是相反地當直流電壓過度變大時，磁飽和波及大的范圍，有磁極位置檢測精度反而下降的傾向。本專利技術是為了解決如上述那樣的問題而作出的，目的在于獲得一種不論所述直流電壓源的直流電壓的變動如何，都能夠獲得所期望的磁極位置檢測精度的同步機的磁極位 置檢測裝置。解決技術問題的技術手段本專利技術所涉及的同步機的磁極位置檢測裝置，具備電路單元，將直流電壓源的直流電壓變換為基于電壓矢量指令的電壓矢量來向具有η (η為3以上的自然數)相的繞組的同步機施加；電流檢測單元，檢測流過所述同步機的各相繞組的電流；以及計算單元，作為所述電壓矢量指令而計算2η個電壓矢量并輸出給所述電路單元，并且在基于所述電壓矢量指令的規定的采樣定時獲取來自所述電流檢測單元的電流檢測值，該2η個電壓矢量具有以直流電壓源的直流電壓所確定的相等的振幅，且在I周期(360度)內具有等間隔的相位、相等的規定的脈沖寬度，而且，計算單元在將基于電壓矢量指令的各電壓矢量施加于同步機時，計算將相位相差180度的各一對電壓矢量施加時的米樣定時的電流檢測值相加的η個相加電流值，并根據所述η個相加電流值來檢測同步機的停止時的磁極位置，該同步機的磁極位置檢測裝置的特征在于，具備直流電壓檢測單元，檢測直流電壓源的直流電壓，所述計算單元根據來自直流電壓檢測單元的直流電壓檢測值來控制脈沖寬度以及采樣定時，使得不論所述直流電壓源的直流電壓的變動如何，都能夠獲得所期望的磁極位置檢測精度。專利技術效果如以上那樣，本專利技術所涉及的同步機的磁極位置檢測裝置的計算單元，根據來自直流電壓檢測單元的直流電壓檢測值來恰當地控制脈沖寬度以及采樣定時，因此不論直流電壓源的直流電壓的變動如何，都能夠獲得所期望的磁極位置檢測精度。附圖說明圖I是本專利技術的實施方式I的同步機的磁極位置檢測裝置的結構圖。圖2是示出本專利技術的實施方式I的計算單元2a中的電壓矢量指令的輸出定時與電流檢測值的采樣定時的關系的圖。圖3是示出作為本專利技術的實施方式I的磁極位置檢測的原理的、檢測電流的處理后的相加電流值Aiu、Aiv、Aiw與磁極位置的關系的特性圖。圖4是本專利技術的實施方式I中的計算單元2a的內部結構圖。圖5是本專利技術的實施方式2的同步機的磁極位置檢測裝置的結構圖。圖6是本專利技術的實施方式2中的計算單元2b的內部結構圖。圖7是示出本專利技術的實施方式2的計算單元2b中的電壓矢量指令的輸出定時與電流檢測值的采樣定時的關系的圖。圖8是示出本專利技術的實施方式2中的、作為電壓矢量指令而輸出了開關模式“VI”或者“V4 ”的情況下的u相電流的、脈沖寬度tp內的變化的圖。 圖9是示出對圖8的u相電流的特性，根據開關模式“VI”施加時的u相電流和開關模式“ V4 ”施加時的u相電流求出的S/N比的圖。具體實施例方式實施方式I.圖I是示出本專利技術的實施方式I的同步機的磁極位置檢測裝置的概要結構的框圖。當對同步機I提供的電力的流程進行說明時，直流電壓源5的直流電壓輸出向電路單元3進行輸入，電路單元3將它從直流向多相交流進行電力變換而向同步機I提供交流電力。這里，同步機I具有多相、具體地說為η (η為3以上的自然數)相的繞組，例如在轉子配置了永磁體的同步電動機或者同步發電機。另外，電路單元3由將IGBT等半導體的開關31 36進行橋連接而成的PWM變換器(inverter)等電力變換器構成,將來自直流電壓源5的直流電壓變換為多相交流而輸出給同步機I。直流電壓源5將供電給設置在軌道上的架線的直流電壓經由車輛上的受電弓以及由電抗器和電容器構成的濾波器來輸出給電路單元3。并且，該直流電壓源5的直流電壓如已述那樣，非常依賴于在同一架線區間所存在的車輛的行駛狀態和變電站容量，而隨時地變化，考慮了該電壓變動的控制成為本申請專利技術的要點，在后面對其進行詳述。首先，根據圖I的結構來說明磁極位置檢測的工作原理。計算單元2a對電路單元3輸出電壓矢量指令。電壓矢量指令被如下定義具體地說是電路單元3所具備的多個電力變換半導體開關36的接通(ON)、斷開(OFF)指令的組合，例如如下地具有9個開關模式“V0” “V8”?！癡0”斷開全部的開關11”:接通31、35、36、斷開其它12”接通31、32、36、斷開其它13”接通34、32、36、斷開本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：山崎尚德，畠中啟太，河野雅樹，北中英俊，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：
國別省市：
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