电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电动机控制装置具备：二次磁通指令运算部(5)，该二次磁通指令运算部(5)具有最小电流二次磁通指令运算部来计算使由转矩电流和励磁电流所得到的电流有效值为最小的二次磁通指令(F2R)；以及PWM信号生成部(9)，该PWM信号生成部(9)生成用于输出所希望的转矩指令(PTR)的转矩电流指令和用于输出二次磁通指令(F2R)的励磁电流指令，进行转矩控制，以使得转矩电流的检测值即q轴电流(I1QF)和励磁电流的检测值即d轴电流(I1DF)分别与转矩电流指令及励磁电流指令相一致，生成用于使逆变器(11)内所具备的开关元件(16)导通/断开的控制信号(U、V、W、X、Y、Z)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置
本专利技术涉及电动机控制装置。
技术介绍
以往，已揭示了如下方法：解析地导出表示感应电动机(motor)内产生的全部损耗为最小的励磁电流指令值的数学式，根据利用了所导出的励磁电流指令值的电流控制对感应电动机进行控制(例如下述的专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平9－191700号公报(第0043段落、数学式(16))
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在由上述专利文献1所导出的数学式中存在如下问题；在平方根的计算式内包含了平方根彼此的除法运算、三角函数的乘法运算以及幂运算，导致无法简单地进行控制计算。在电动机控制装置中，当对作为控制对象的电动机的转速进行控制时，通常例如从启动时起直到低速区域或者中速区域为止进行将电压与频率之比设为恒定的V/F恒定控制。另一方面，在上述现有技术中存在如下问题：在从启动时起直到高速区域的整个速度区域中，进行使用了上述数学式的运算处理，所进行的控制未必能够得到与控制方式相对应的效果。另外，在V/F恒定控制方式中，根据电动机的转速指令而非与负载相对应的值，决定电压与频率之比，从而能够得到在额定时达到最佳的输出电压特性。因此，存在如下问题：在低速区域或低负载的驱动区域中，对电动机会施加过量的电压，导致电动机损耗大于最佳值，从而进行的运转并不高效。本专利技术是鉴于上述问题而得到的，其目的在于提供电动机控制装置，在使用V/F恒定控制方式的电动机控制装置中，尤其能够降低在低速区域或低负载的驱动区域中的电动机损耗，从而能够进一步提高效率。解决技术问题所采用的技术方案为了解决上述问题、并达成目的，本专利技术所涉及的电动机控制装置将从由逆变器所驱动的电动机流出的电流、或流入由逆变器所驱动的电动机的电流分成转矩电流和励磁电流，并根据由转矩指令所得到的转矩电流指令和励磁电流指令来分别进行控制，该电动机控制装置的特征在于具有：二次磁通指令运算部，该二次磁通指令运算部具有第1运算部，该第1运算部在由转矩电流指令和励磁电流指令所得到的电流有效值达到最小的条件下基于转矩指令来计算最小电流二次磁通指令；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部根据转矩指令和最小电流二次磁通指令，生成转矩电流指令和励磁电流指令，进行转矩控制，以使得转矩电流的检测值和励磁电流的检测值分别与转矩电流指令和励磁电流指令相一致，并生成使所述逆变器中所包括的开关元件导通或断开的控制信号。专利技术效果根据本专利技术，在使用了V/F恒定控制方式的电动机控制装置中，尤其能够在低速区域或轻负载的驱动区域中更进一步地降低电动机损耗，从而能够进行更高效的运转。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置的一个结构示例的框图。图2是说明电动机常数和dq各轴电流之间的关系的图。图3是说明dq各轴电流和转矩之间的关系的图。图4是表示实施方式1所涉及的二次磁通指令运算部的一个结构示例的框图。图5是表示相对于二次磁通指令的损耗曲线的图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的电动机控制装置进行说明。另外，本专利技术并不局限于以下示出的实施方式。实施方式1图1是表示实施方式1所涉及的电动机控制装置的一个结构示例的框图。实施方式1所涉及的电动机控制装置1是利用转矩控制方式进行控制的控制装置，该转矩控制方式中，将从由逆变器11驱动的电动机12流出、或流入由逆变器11驱动的电动机12的电流(一次电流)分为转矩电流和励磁电流来分别进行控制，该电动机控制装置1如图所示，由转矩指令运算部4、二次磁通指令运算部5、电动机常数运算部6、坐标变换部7、速度控制部8、以及生成作为电压指令的PWM信号的PWM信号生成部9构成。向电动机控制装置1中输入从未图示的外部控制装置输出的档位指令和载荷补偿信号、由设置于逆变器11和电动机(motor)12之间的电流检测器14(14U、14V、14W)检测出的各相(U相、V相、W相)电动机电流IU、IV、IW、以及由设置于电动机12的脉冲发生器(PG)13检测出的PG脉冲信号等。电动机控制装置1根据这些档位指令、载荷补偿信号、电动机电流IU、IV、IW以及PG脉冲信号，利用位于最终级的PWM信号生成部9来生成作为控制逆变器11的电压指令的PWM信号(U、V、W、X、Y、Z)。接着，对实施方式1所涉及的电动机控制装置1的动作进行说明。首先，向转矩指令运算部4输入档位指令和载荷补偿信号、以及生成于内部的逆变器频率FINV。转矩指令运算部4具有如图所示那样当速度在阈值以下时转矩固定而当速度超过阈值时转矩减小的转矩指令模式(转矩模式)，该转矩指令运算部4生成与档位指令、载荷补偿信号、以及逆变器频率FINV相对应的转矩指令PTR，并输出至二次磁通指令运算部5和PWM信号生成部9。另外，逆变器频率FINV可以作为来自外部的输入信号。电动机常数运算部6对用等效电路模型来表示电动机12时的电动机常数进行运算。作为电动机常数，以一次电阻、二次电阻、一次电感、二次电感、互感、极对数等作为代表，但在实施方式1中，至少向二次磁通指令运算部5输出二次电感L2R和极对数Pm的值。关于极对数Pm，在电动机12的结构不能变更极对数Pm的情况下，输出至二次磁通指令运算部5的极对数Pm是固定值。另一方面，在能够变更极对数Pm的电动机12的情况下，向二次磁通指令运算部5输出与该变化相对应的值。将电流检测器14(14U、14V、14W)所检测出的各相电动机电流IU、IV、IW输入至坐标变换部7。坐标变换部7将3相坐标系的电流检测值、即各相电动机电流IU、IV、IW变换成dq轴坐标系的电流检测值，生成d轴电流I1DF和q轴电流I1QF。这些电流之中，将d轴电流I1DF输入至PWM信号生成部9和二次磁通指令运算部5双方，将q轴电流I1QF输入至PWM信号生成部9。在图1中，示出了将各相电动机电流IU、IV、IW全部输入至坐标变换部7的结构，但只要有各相电动机电流IU、IV、IW之中的任意2个信息，就能计算出d轴电流I1DF和q轴电流I1QF。将逆变器频率FINV、转矩指令PTR、二次电感L2R、极对数Pm以及d轴电流I1DF输入至二次磁通指令运算部5。二次磁通指令运算部5根据这些逆变器频率FINV、转矩指令PTR、二次电感L2R、极对数Pm以及d轴电流I1DF，生成二次磁通指令F2R，并输出至PWM信号生成部9。二次磁通指令运算部5的内部结构以及更详细的动作将在后文阐述。将脉冲发生器(PG)13所检测出的PG脉冲信号输入至速度控制部8。速度控制部8根据PG脉冲信号的周期、或PG脉冲信号中所包含的每一周期的脉冲数等信息，生成电动机12的旋转频率即电动机频率FM，并输出至PWM信号生成部9。由此，将转矩指令PTR、二次磁通指令F2R、d轴电流I1DF、q轴电流I1QF、以及电动机频率FM输入至PWM信号生成部9。除了这些信号(信息)以外，还将逆变器频率FINV、以及设置于逆变器11的直流部一侧的未图示的滤波电容器的电压即滤波电容器电压EFC也输入至PWM信号生成部9。PWM信号生成部9在内部生成用于输出转矩指令PTR的转矩电流指令和用于输出二次磁通指令F2R的励磁电流指令，进行转矩控制，以使得转矩电流的检测值即q轴电流I1QF和励磁电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，该电动机控制装置将从由逆变器驱动的电动机流出、或流入由逆变器驱动的电动机的电流分成转矩电流和励磁电流，并分别进行控制，其特征在于，具有：二次磁通指令运算部，该二次磁通运算部具有对最小电流二次磁通指令进行运算的第1运算部，所述最小电流二次磁通指令用于使由转矩电流和励磁电流所得到的电流有效值为最小；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部生成用于输出转矩指令的转矩电流指令和用于输出所述二次磁通指令的励磁电流指令，进行转矩控制，以使得所述转矩电流的检测值和所述励磁电流的检测值分别与所述转矩电流指令和所述励磁电流指令相一致，并生成使所述逆变器中包括的开关元件导通或断开的控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.30 JP 2012-0172121.一种电动机控制装置，该电动机控制装置将从由逆变器驱动的电动机流出、或流入由逆变器驱动的电动机的电流分成转矩电流和励磁电流，并根据由转矩指令所得到的转矩电流指令和励磁电流指令来分别进行控制，其特征在于，具有：二次磁通指令运算部，该二次磁通指令运算部具有第1运算部，该第1运算部在由所述转矩电流指令和所述励磁电流指令所得到的电流有效值为最小的条件下基于所述转矩指令来计算最小电流二次磁通指令；以及PWM信号生成部，该PWM信号生成部根据所述转矩指令和所述最小电流二次磁通指令生成所述转矩电流指令和所述励磁电流指令，进行转矩控制，以使得所述转矩电流的检测值和所述励磁电流的检测值分别与所述转矩电流指令和所述励磁电流指令相一致，并生成使所述逆变器中包括的开关元件导通或断开的控制信号。2.一种电动机控制装置，该电动机控制装置将从由逆变器驱动的电动机流出、或流入由逆变器驱动的电动机的电流分成转矩电流和励磁电流，并根据由转矩指令所得到的转矩电流指令和励磁电流指令来分别进行控制，其特征在于，具有：二次磁通指令运算部，该二次磁通指令运算部具有第1运算部，该第1运算部在由所述转矩电流指令和所述励磁电流指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉本拓史，山下良范，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP