電動機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種電動機控制裝置，特別是設及一種能夠切換是否應用磁通控制的 電動機控制裝置。
【背景技術】
[0002] 圖7是表示感應電動機（電動機）控制系統(tǒng)的基本結構的框圖。
[0003] 感應電動機控制系統(tǒng)具有；勵磁電流指令發(fā)生器61，其產(chǎn)生勵磁電流指令；勵磁 電流差運算器62,其計算勵磁電流指令與從感應電動機100檢測出的勵磁電流分量之差； 勵磁電流控制器63,其基于勵磁電流差來產(chǎn)生電壓指令；轉矩電流指令發(fā)生器71，其產(chǎn)生 轉矩電流指令；轉矩電流差運算器72,其計算轉矩電流指令與從感應電動機100檢測出的 轉矩電流分量之差；轉矩電流控制器73,其基于轉矩電流差來產(chǎn)生電壓指令；W及坐標轉 換器80,其將由勵磁電流控制器63輸出的電壓指令和轉矩電流控制器73輸出的電壓指令 構成的磁場坐標系（旋轉磁場）的信息轉換為定子坐標系的信息。此外，磁場坐標系中的 運算通過數(shù)字處理來進行，磁場坐標系的信息是數(shù)字數(shù)據(jù)，定子坐標系的信息在與感應電 動機100進行輸入輸出階段是模擬信號，但是并不限定于此，為了易于說明，有時將它們稱 為信息。對來自坐標轉換器80的輸出進行PWM(脈寬調制）控制，經(jīng)由電力轉換裝置提供 給感應電動機（電動機）100。在此，坐標轉換器80將磁場坐標系的兩相信息轉換為定子坐 標系的=相信息，并且將作為定子坐標系的=相信息的勵磁電流分量信息和轉矩電流分量 信息轉換為磁場坐標系的兩相信息。
[0004] 假設在感應電動機控制系統(tǒng)中，產(chǎn)生勵磁電流指令和轉矩指令，根據(jù)該些指令對 感應電動機100進行控制，由此在感應電動機100中實現(xiàn)與指令對應的狀態(tài)。在圖7的控 制系統(tǒng)中，由勵磁電流指令發(fā)生器61產(chǎn)生的勵磁電流指令直接輸入到勵磁電流控制器63。 該意味著，在圖7的控制系統(tǒng)中，將勵磁電流指令視作磁通指令值。目P，假設勵磁電流指令 =磁通指令該種關系成立，而且實際的磁通無延遲地跟隨磁通指令。勵磁電流指令作為磁 通指令值不僅輸入到勵磁電流控制器63,還輸入到幾個運算器。
[0005] 圖8A是表示圖7的控制系統(tǒng)中的與呈臺階狀變化（上升）的磁通指令（勵磁電 流指令）相對的理想的磁通值的特性的例子的圖。圖8B是表示圖7的控制系統(tǒng)中的與呈 臺階狀地變化（上升）的磁通指令（勵磁電流指令）相對的實際磁通的特性的例子的圖。
[0006] 在圖8A中，虛線表示呈臺階狀上升的磁通指令（勵磁電流指令），實線表示圖7的 控制系統(tǒng)中的理想的磁通值。如上所述，在圖7的控制系統(tǒng)中，將勵磁電流指令視作磁通指 令值，認為磁通無延遲地跟隨磁通指令值、與呈臺階狀上升的磁通指令相同。但是，在實際 的感應電動機的驅動控制中，感應電動機的次級磁通的上升慢，不會呈現(xiàn)該種狀態(tài)。
[0007] 在圖8B中，虛線表示呈臺階狀上升的磁通指令（勵磁電流指令），實線表示與呈 臺階狀上升的磁通指令相應地在感應電動機100中實際產(chǎn)生的磁通。如圖8B所示，在圖 7的控制系統(tǒng)中，實際的感應電動機中產(chǎn)生的磁通具有相對于磁通指令延遲地上升該種特 性。在到磁通實際上升為止的期間，磁通估計值與實際磁通之間產(chǎn)生差異，因此無法進行正 確地控制。此時，例如會產(chǎn)生感應電動機的輸出中產(chǎn)生波動之類的問題。
[000引對此，已知如下一種方法姻日本特開2013-066342號公報和"AC伺服系統(tǒng)的理論 和設計的實際"（綜合電子出版社第7版，122項，圖5.23) ( "AC虧一術システ厶①理論t 設計①実際"，絶合電子出版社第7版、122項、図5. 23)所記載的那樣，通過應用磁通控制來 實現(xiàn)輸出的穩(wěn)定化。
[0009] 圖9是表示應用了磁通控制系統(tǒng)的感應電動機控制系統(tǒng)的結構的框圖。
[0010] 應用了磁通控制系統(tǒng)的感應電動機控制系統(tǒng)在圖7的控制系統(tǒng)中代替勵磁電流 指令發(fā)生器61而設置了由磁通指令發(fā)生器64、磁通差運算器65、磁通估計器66W及磁通 控制器67構成的磁通控制用勵磁電流指令發(fā)生器。磁通指令發(fā)生器64產(chǎn)生磁通指令。磁 通指令發(fā)生器64產(chǎn)生的磁通指令與勵磁電流指令發(fā)生器61產(chǎn)生的勵磁電流指令是相同的 信息。磁通差運算器65計算磁通指令發(fā)生器64產(chǎn)生的磁通指令與磁通估計器66產(chǎn)生的 磁通估計值的磁通差。磁通控制器67基于磁通差運算器65輸出的磁通差來產(chǎn)生勵磁電流 指令，輸出到勵磁電流差運算器62。磁通估計器66基于磁通控制器67輸出的勵磁電流指 令來產(chǎn)生磁通估計值。
[0011] 圖10是表示磁通估計器66對于呈臺階狀上升的勵磁電流指令而產(chǎn)生的磁通估計 值的例子的圖。
[0012] 磁通估計器66產(chǎn)生對包括如圖8B所示的感應電動機100中的實際的磁通上升延 遲的部分在內的、與磁通指令的值的變化相應地在感應電動機100中實際產(chǎn)生的磁通進行 估計而得到的值。由此，磁通控制器67輸出的勵磁電流指令始終為對實際產(chǎn)生的磁通進行 正確估計的信息，能夠實現(xiàn)正確的控制，從而能夠抑制輸出的波動。
[0013] 在此，對作為磁通估計器66中的估計的基礎的、感應電動機的次級磁通的狀態(tài)的 導出進行說明。
[0014] 在感應電動機的控制中，已知一種將D相電流（勵磁電流）和Q相電流（轉矩電 流）分開控制的矢量控制。在矢量控制中，W下面的（1)~（4)來表示DQ坐標上的感應電 動機的方程式。
【主權項】
1. 一種電動機控制裝置，對將勵磁電流和轉矩電流分開控制的感應電動機（1)進行驅 動，該電動機控制裝置的特征在于，具備： 第一勵磁電流指令發(fā)生器（21)，其根據(jù)速度和轉矩指令來產(chǎn)生第一勵磁電流指令； 第二勵磁電流指令發(fā)生器（22)，其具有磁通指令發(fā)生器（24)、磁通控制器（27)以及磁 通估計器（26)，輸出第二勵磁電流指令，其中，該磁通指令發(fā)生器（24)根據(jù)速度和轉矩指 令來產(chǎn)生磁通指令，該磁通控制器（27)使用上述磁通指令與磁通估計值之差來產(chǎn)生上述 第二勵磁電流指令，該磁通估計器（26)基于上述第二勵磁電流指令來產(chǎn)生上述磁通估計 值；以及 切換器（31)，其根據(jù)控制模式或外部信息來選擇上述第一勵磁電流指令和上述第二勵 磁電流指令中的一個。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于， 在對上述感應電動機（1)進行速度控制的情況下，上述切換器（31)選擇上述第一勵磁 電流指令， 在對上述感應電動機（1)進行位置控制的情況下，上述切換器（31)選擇上述第二勵磁 電流指令。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于， 接受對上述第一勵磁電流指令和上述第二勵磁電流指令進行選擇的外部信息， 在未輸入上述外部信息時，選擇上述第一勵磁電流指令， 在輸入了上述外部信息時，選擇上述第二勵磁電流指令。
【專利摘要】一種電動機控制裝置，是能夠切換是否應用磁通控制的電動機控制裝置，對將勵磁電流和轉矩電流分開控制的感應電動機(1)進行驅動，該電動機控制裝置具備：第一勵磁電流指令發(fā)生器(21)，其根據(jù)速度和轉矩指令來產(chǎn)生第一勵磁電流指令；第二勵磁電流指令發(fā)生器(22)，其具有磁通控制器(27)和磁通估計器(26)，輸出第二勵磁電流指令，其中，該磁通控制器(27)使用第一勵磁電流指令與磁通估計值之差來產(chǎn)生第二勵磁電流指令，該磁通估計器(26)基于第二勵磁電流指令來產(chǎn)生磁通估計值；以及切換器(31)，其根據(jù)控制模式或外部信息來選擇第一勵磁電流指令和第二勵磁電流指令中的一個。
【IPC分類】H02P23-00
【公開號】CN104767459
【申請?zhí)枴緾N201410783887
【發(fā)明人】橋本章太郎, 置田肇
【申請人】發(fā)那科株式會社
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月16日
【公告號】DE102015100008A1, US20150194921