马达驱动装置及转矩脉动的去除方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种马达驱动装置及转矩脉动的去除方法。脉动运算器（２５）基于旋转变压器（１５）的输出值及ｄｑ坐标变换器（１９）的输出值对由电流传感器（１７）的偏置电压所引起并产生的ｄｑ轴的电流的脉动成分进行运算。脉动减法器（４１）基于脉动运算器（２５）的运算结果从ｄｑ轴的电流减去脉动成分。另一方面，偏置电压运算器（３１）基于偏置电压运算器（３１）的运算结果对电流传感器（１７）的偏置电压进行运算。偏置电压补偿器（３３）从电流传感器（１７）的输出电压中减去偏置电压运算结果。由此，对电流传感器（１７）的偏置电压进行自动补偿，伴随着转动电动机（１１）的转动减少由电流传感器（１７）的偏置电压所引起的转矩脉动。

【技术实现步骤摘要】

本实施形态涉及一种使用于例如电梯等的马达驱动装置及转矩脉动的去除方 法。
技术介绍
通过如马达那样的回转机械的转矩或如线性马达那样的驱动器的推力从外部对 驱动对象进行驱动的技术已经被广泛地应用。对应这样的装置，如果转矩或推力中有脉 动的成分，则装置整体产生振动，从而难以对驱动对象赋予规定的动作。例如，对于电梯系统来说，乘用轿厢按照转矩脉动的周期被上下振动，这样有 损乘用的舒适性。对电动汽车来说，基于转矩脉动的周期产生噪音，使得车体振动，从 而使乘坐的感觉明显变差。进一步地，线性伺服马达的推力脉动成为速度不稳、位置误 差的主要原因，因此，其成为在NC (数字控制)加工装置中使加工精度恶化的原因。这里，回转机械的转矩脉动、线性马达的推力脉动是由以下原因引起的(a)由 含有减速机的马达主体而引起的；(b)由转子的转动检测传感器、可动元件的位置检测 传感器，进一步地由电流传感器的偏置电压而引起的。所述(a)是由马达定子和转子或可动元件的工作精度、转子轴承或可动元件支 撑机构的偏心、马达内部的磁场的高谐波及减速机的安装精度等各种各样的原因而引起 的。研究了如下的方法作为转矩脉动的降低方法。有这样一种方法，S卩，着眼于减速机所产生的转矩脉动，设转矩脉动调整增益 为A，减速机的转动角度为Θ，初始相位为α 1，对校正信号(Tcomp = ASin(e+al)) 进行运算，通过使该校正信号与马达的转动周期同步，前馈地加到目标转矩指示中，来 消除转矩脉动(例如，参照日本特开平7-129251号公报)。还有这样一种方法，其着眼于转矩脉动与马达的转动角度具有相关性，将其相 互关系存储于存储装置，基于马达转动角度从存储装置中读取与之对应的转矩脉动数 据，将从转矩指示值中除去脉动部分所得的值作为新的转矩指示值(例如，参照日本特 开平11-299277号公报)。另有一种方法，将通过学习而推定出振幅参数和相位参数的取消信号加到d轴 和q轴的转矩指示中的方法(例如，参照日本专利申请2005-104447号公报)。进一步地，对于线性马达来说，以可动元件的位置求出定子和可动元件的电 角，因此，可以采用与回转机械同样的方法来降低推力脉动。但是，对于这样的方法来说，很多时候各补偿参数取决干各个马达，为了对多 个马达进行转矩脉动的去除，需要很多的时间，而且要花费很大的成本。对于所述(b)来说，转动检测传感器、电流传感器所引起的转矩脉动作为马达 转矩脉动而表现出来，一般并不明显。但是会有这样的问题，如果转动检测传感器的输 出值中含有检测对象的转动角度所引起的脉动，脉动的振幅与检测对象的角速度成比例地变大，因此，对马达的转矩、转动速度进行控制时，角速度反馈增益不会变大。以所谓的矢量控制驱动三相交流马达时，如果电流传感器具有偏置，则对三相 交流电流进行了 dq坐标变换时，脉动以电角的周期叠加到其d轴和q轴的电流。此时会 产生这样的问题，与输出转矩无关的脉动的频率与转动速度成比例，因此，即使在无载 荷运行时，也会激发驱动对象的谐振频率。对应转动检测传感器的问题有这样的方法，设检测转动角度为Θ，对检测转动 角度做时间微分得到的角速度为ω，与马达转动对应的转动角度脉动的周期为η，调整 增益为G，调整相位为Ψ，运算出校正值- GsinCne+v)，并在含有脉动的角速度ω 上加上校正值来去除脉动(例如，参照日本专利申请2001-280030号公报)。还有通过学习对这些调整增益、调整相位进行自动调整的方法(例如，参照日 本专利申请2004-016072号公报)。另一方面，对于电流传感器的偏置电压所引起的转矩脉动，如果使用偏置电压 小的传感器就可以容易地解决。但是，这样的传感器价格较高，使用环境条件苛刻，进 一步地，还有需要检查、保养等的限制条件。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题如上所述，对于电流传感器的偏置电压所引起的转矩脉动，其解决的策略具有 诸多限制，结果导致系统的成本的提高。因此，还是不实施转矩脉动、推力脉动的降 低，而是通过马达的安装方法、固定方法，或者防音·除振·防振机构等的机械的装 置，来抑制转矩脉动、推力脉动对驱动对象的影响。然而，必须要追加机械的装置，也要花费成本。而且，机械的装置如果被转矩 脉动、推力脉动增加振动，不仅会使装置的寿命缩短，而且产生故障的频率也会增大， 使得装置的可靠性下降。本专利技术目的在于提供一种马达驱动装置及转矩脉动去除方法，能够简单地降低 电流传感器的偏置电压所引起的转矩脉动，抑制驱动对象的振动·噪音，满足装置的功 能，并能降低成本并提高可靠性。解决问题的方法本实施形态的马达驱动装置，其特征在于，包括驱动力发生部，用于对驱 动对象进行驱动；驱动部，向该驱动力发生部提供三相交流电流并进行驱动；电流检 测部，对由该驱动部向所述驱动力发生部提供的三相交流电流中的至少二相的电流进行 检测；电角检测部，对所述驱动力发生部的电角进行检测；坐标变换部，基于该电角 检测部的输出值，向所述驱动力发生部的发生推力方向对所述三相交流电流进行坐标变 换，并向与该推力发生方向垂直相交的方向对所述三相交流电流进行坐标变换；电流控 制部，对坐标变换后的电压进行运算使得该坐标变换部的输出值向预先指定的目标值收 敛；逆坐标变换部，将该电流控制部的输出值变换为三相交流电压并向所述驱动部输 出；脉动运算部，基于所述坐标变换部的输出值和所述电角检测部的输出值，对所述坐 标变换部的输出值所含有的脉动成分进行运算；脉动去除部，基于该脉动运算部的运算 结果，对所述电流控制部的输出值进行调整并去除脉动成分；偏置电压运算部，基于所述脉动运算部的运算结果，对所述电流检测部的输出值中所含有的偏置电压成分进行运 算；偏置电压补偿部，基于该偏置电压运算部的运算结果，去除所述电流检测部的输出 值中所含有的偏置电压成分。又，本实施形态的转矩脉动去除方法，其特征在于，该转矩脉动去除方法应用 于马达驱动装置，该马达驱动装置包括驱动力发生部，用于对驱动对象进行驱动；驱 动部，向该驱动力发生部提供三相交流电流并进行驱动；电流检测部，对由该驱动部向 所述驱动力发生部提供的三相交流电流中的至少二相的电流进行检测；电角检测部，对 所述驱动力发生部的电角进行检测；坐标变换部，基于该电角检测部的输出值，向所述 驱动力发生部的发生推力方向对所述三相交流电流进行坐标变换，并向与该推力发生方 向垂直相交的方向对所述三相交流电流进行坐标变换；电流控制部，对坐标变换后的 电压进行运算使得该坐标变换部的输出值向预先指定的目标值收敛；逆坐标变换部， 将该电流控制部的输出值变换为三相交流电压并向所述驱动部输出，所述转矩脉动去除 方法，基于所述坐标变换部的输出值和所述电角检测部的输出值，对所述坐标变换部的 输出值中所含有的脉动成分进行运算，基于所述脉动成分的运算结果，对所述电流控制 部的输出值进行调整并去除上述脉动成分，并基于所述脉动成分的运算结果，对所述电 流检测部的输出值中所含有的偏置电压成分进行运算，基于所述偏置电压成分的运算结 果，去除所述电流检测部的输出值中所含有的偏置电压成分。附图说明图1是示出第1实施形态的马达驱动装置的整体的构成的框图。图2是示出设置于同一实施形态的马达驱动装置的脉动运算器的构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达驱动装置，其特征在于，包括：驱动力发生部，用于对驱动对象进行驱动；驱动部，向该驱动力发生部提供三相交流电流并进行驱动；电流检测部，对由该驱动部向所述驱动力发生部提供的三相交流电流中的至少二相的电流进行检测；电角检测部，对所述驱动力发生部的电角进行检测；坐标变换部，基于该电角检测部的输出值，向所述驱动力发生部的发生推力方向对所述三相交流电流进行坐标变换，并向与该推力发生方向垂直相交的方向对所述三相交流电流进行坐标变换；电流控制部，对坐标变换后的电压进行运算使得该坐标变换部的输出值向预先指定的目标值收敛；逆坐标变换部，将该电流控制部的输出值变换为三相交流电压并向所述驱动部输出；脉动运算部，基于所述坐标变换部的输出值和所述电角检测部的输出值，对所述坐标变换部的输出值所含有的脉动成分进行运算；脉动去除部，基于该脉动运算部的运算结果，对所述电流控制部的输出值进行调整并去除脉动成分；偏置电压运算部，基于所述脉动运算部的运算结果，对所述电流检测部的输出值中所含有的偏置电压成分进行运算；偏置电压补偿部，基于该偏置电压运算部的运算结果，去除所述电流检测部的输出值中所含有的偏置电压成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森下明平，
申请(专利权)人：东芝电梯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP