电动机控制装置制造方法及图纸

将电动机急减速控制时的电压的放大率设为，将参照逆变器直流电路部的电压并利用规定函数和低通滤波器计算得到的电压放大率、和参照逆变器电流并利用PI控制计算得到的电压放大率相加而得到的值。另外，使两者并行地动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有使电动机进行急减速或紧急制动的单元的、电动机的控制装置， 特别地，涉及为了实现急减速或紧急制动而使电动机损耗急剧地增加的控制技术。下面，将 使该损耗增加的控制简单地记载为急减速控制。
技术介绍
作为用于使电动机以所希望的输出及转速进行旋转的供电单元而使用逆变器。在 逆变器中，实施下述动作，即，对系统电源的电力进行整流，变换为直流，进而变换为具有适 宜于电动机驱动的电压、频率的交流电力，并进行供给。所述逆变器的直流电路部与电阻器 连接，该电阻器用于对来自直流电压平滑用电容器和电动机的再生能量进行处理。在进行 电动机的可变速运转的情况下，减速时成为再生动作，但是在与电动机连接的机械负载的 惯性矩较大、或者进行急速的减速的情况下，由于再生能量，使所述平滑用电容器的电压急 剧上升。特别地，在所述电阻器的容许电力容量不足的情况下，该现象是显著的。为了防止 由该电动机再生动作时的直流部过电压导致的装置的破损，广泛地使用具有下述过电压保 护单元的旋转机的控制装置，该过电压保护单元对平滑用电容器的端子电压进行检测，在 检测电压大于规定值的情况下，自动地停止减速动作。 在上述的电动机控制装置中，作为不陷入逆变器直流电路部的过电压状态而实现 急减速的手段，已知下述方法，即，使电动机损耗增大，对朝向逆变器侧的再生能量值进行 抑制。例如，已知下述方案，即，使减速时施加至电动机的电压的振幅增大，使电动机的电流 以及与其相伴的电动机磁通增加，由此，使电动机铜损及电动机铁损增加，使电动机损耗增 大（参照专利文献1)。 然而，在上述专利文献1所示的技术中，有时在刚使施加至电动机的电压振幅增 加后发生电流过冲，存在示出了其对策的技术（参照专利文献2)。该文献也记述了电动机 急减速控制技术，但是记载的是下述技术，即，为了保护电动机及逆变器，在检测到电流的 过冲即过电流的情况下，暂时停止急减速控制。由此，能够对电动机急减速控制时的电压振 幅增加进行抑制而实现过电流抑制。 然而，通常在生成相当于电压指令的、针对逆变器的占空比指令时，需要对直流电 路部的电压进行检测，然后将电压指令除以所检测到的直流电路部的电压。作为对该直流 电路部的电压进行检测的方法，已知下述方法，即，在急减速控制时使用于直流电路部的电 压检测的滤波器的时间常数变化，去除与急减速控制相伴的直流电路部电压的暂态上升变 化量。如果使用该方法，则能够实现下述的急减速控制，即，能够维持占空比指令的振幅，向 电动机施加较高的电压（参照专利文献3)。 专利文献1 :日本特许第1660499号公报 专利文献2 :日本特开2012-044835号公报 专利文献3 :日本特许第4461877号公报 非专利文献1 :杉本，"AC寸一求系统①理论t设计①実際"，"総合電子出版"，1997 年，ρ· 106
技术实现思路
在专利文献1所示的技术中，在急减速控制时，使施加至电动机的电压的振幅增 加，但是电动机的从电压向电流的传递特性具有2阶特性，随着电气时间常数等电动机参 数及旋转速度条件等的不同，有时衰减系数变小，如果单纯地使电压的振幅增大，则有时发 生电流过冲，变为过电流。 在专利文献2所示的技术中，在急减速控制时，在电流大于或等于规定值、检测到 过电流的情况下，使电压振幅的增加暂时停止，但是根据所述的电动机特性，如果仅单纯地 使电压振幅的增加暂时停止，则有时不能抑制电流的过冲。并且，有时由过电流检测导致的 急减速控制暂时停止、和由电流状态解除导致的急减速控制重新开始反复进行，发生震颤， 电流大幅紊乱。如果变为该状态，则不仅不能防止过电流，有时连适当的急减速控制也不能 实现。 另外，在丝毫不考虑电压振幅的增加比例，逆变器直流电路部的电压较高而不存 在接受再生能量的余地的情况下，电动机损耗增加变得不足，再生能量在平滑电容器中蓄 积，有时发生逆变器直流电路部的过电压。 另外，在专利文献3所示的技术中，存在下述问题，即，在电动机急减速控制时，不 能准确地掌握逆变器输出的电压，且不能进行控制。因此，根据运转条件的不同，有时会向 电动机施加过大的电压，在电动机中流过过量的电流，有时导致电动机及逆变器的疲劳或 者破损。逆变器的输出电压由直流电路部的电压和针对逆变器的占空比指令的积决定。在 专利文献3示出的技术中，采用的是在急减速控制时，也不使针对逆变器的占空比指令变 化的结构，逆变器的输出电压的变化由直流电路部的电压决定。 然而，即使能够掌握电动机的电路常数、负载机械的惯性矩值、平滑电容器电容值 等诸量，由于该直流电路部的电压是由汇总了电动机的电路、电动机和机械负载的扭矩传 递系统、逆变器的平滑电容器的充放电之类的现象而得到的非线性系统产生的，因此不能 准确地掌握电动机急减速控制时的上升变化量。因此，根据运转条件的不同，直流电路部的 上升变化变得显著，发生前述的过大电压的输出问题。 另外，在电动机急减速控制时的直流电路部的电压的上升变化中，由于不仅针对 其峰值，针对时间变化量预先进行掌握也是困难的，因此，存在下述问题，即，直流电路部的 电压检测滤波器的时间常数的调整是困难的。另外，在专利文献3所示的技术中，为了进 行过电流抑制，具有对电流进行检测、对电压指令的振幅进行调整的机构，但是由于在上述 的进行调整的信号的路径中，存在与不能准确地进行控制的直流电路部的电压值的乘积运 算，因此存在下述问题，即，所述过电流抑制机构的增益调整等是困难的。 本专利技术所涉及的电动机控制装置， 具有电动机减速控制单元，该电动机减速控制单元输入使用逆变器对电动机进行 减速控制的减速处理实施指令、和向所述逆变器指示的电压指令振幅，对所述电动机进行 减速控制， 所述电动机减速控制单元具有： 励磁控制单元，其输入所述减速处理实施指令、和所述逆变器的直流电路部的电 压信号，计算在用于进行电动机急减速的控制中使用的第一电压指令振幅放大率； 电流控制单元，其输入能够向所述逆变器施加的电流的限制值即逆变器电流振幅 限制值、和电动机电流信号，计算在用于进行电动机的过电流抑制的控制中使用的第二电 压指令振幅放大率； 加法运算单元，其对所述第一电压指令振幅放大率和所述第二电压指令振幅放大 率进行加法运算，输出在电动机急减速控制中使用的第三电压指令振幅放大率；以及 乘法运算单元，其对所述电压指令振幅和所述第三电压指令振幅放大率进行乘法 运算并进行输出， 所述电动机减速控制单元按照利用所述乘法运算单元进行乘法运算后得到的电 压指令振幅，对所述逆变器进行控制。 专利技术的效果 根据本专利技术，在减速控制时，在对电压指令振幅进行放大、使电动机的损耗增加而 进行急减速的情况下，由于基于逆变器直流电路部的电压，决定电压指令振幅放大的比例， 因此具有下述效果，即，对向逆变器直流电路部的再生能量适当地进行抑制，防止过电压。 另外，由于以电动机电流振幅处于限制值以内的方式实施电流控制，且与上述的电压指令 振幅放大的处理并行地实施，因此具有下述效果，即，能够实现顺滑的电流振幅抑制，实现 稳定的电动机急减速处理。 另外，与专利文献3的技术不同，由于直流电路部电压所引起的非线性性的影响 不介入控制环路内部，因此具有下述效果，即，控制环路的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，其特征在于，具有电动机减速控制单元，该电动机减速控制单元输入使用逆变器对电动机进行减速控制的减速处理实施指令、和向所述逆变器指示的电压指令振幅，对所述电动机进行减速控制，所述电动机减速控制单元具有：励磁控制单元，其输入所述减速处理实施指令、和所述逆变器的直流电路部的电压信号，计算在用于进行电动机急减速的控制中使用的第一电压指令振幅放大率；电流控制单元，其输入能够向所述逆变器施加的电流的限制值即逆变器电流振幅限制值、和电动机电流信号，计算在用于进行电动机的过电流抑制的控制中使用的第二电压指令振幅放大率；加法运算单元，其对所述第一电压指令振幅放大率和所述第二电压指令振幅放大率进行加法运算，输出在电动机急减速控制中使用的第三电压指令振幅放大率；以及乘法运算单元，其对所述电压指令振幅和所述第三电压指令振幅放大率进行乘法运算并进行输出，所述电动机减速控制单元按照利用所述乘法运算单元进行乘法运算后得到的电压指令振幅，对所述逆变器进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥健治，古谷真一，法名直人，
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