电动机的转矩控制装置和转矩控制系统制造方法及图纸

本申请实施例提供一种电动机的转矩控制装置和转矩控制系统，该转矩控制装置包括：转矩计算单元，其根据电动机的旋转速度和输出功率，计算所述电动机的转矩；以及q轴电流指令值计算单元，其根据转矩指令，以及所述转矩计算单元计算出的所述转矩，计算q轴电流指令值。根据本申请，能够不依赖于感应电动机的参数，并且以简单的方式，在电动机的运行中高精度地进行转矩控制。

Torque control device and torque control system of motor

The embodiment of the application provides torque control device and torque control system of a motor, the torque control device comprises a torque calculating unit, according to the rotation speed and the output power of the motor, the torque calculation of the motor; and the q axis current command value calculation unit, the torque based on the torque command, and the the torque calculation unit calculates the calculation of q axis current command value. According to this application, torque control can be carried out in a simple manner without depending on the parameters of the induction motor and in the operation of the motor.

【技术实现步骤摘要】
电动机的转矩控制装置和转矩控制系统
本申请涉及机电领域，尤其涉及电动机的转矩控制装置和转矩控制系统。
技术介绍
当电动机在运转时，需要对电动机进行转矩控制，即，根据转矩指令，生成用于控制电动机运转的电流指令和电压指令，这些电流指令和电压指令被进一步运算，以控制逆变器生成用于驱动电动机的输出电流。图1示出了现有技术中转矩控制装置的一个示意图，如图1所示，在现有的转矩控制装置中，将转矩指令乘以根据感应电动机的参数计算出的转矩系数Kt的倒数1/Kt来得到q轴电流指令值计算q轴电流的反馈信号iq与q轴电流指令值的偏差，并对该偏差进行比例积分(PI)运算以生成q轴电压指令值从而进行转矩控制。在进行转矩控制时，感应电动机如果被无限加速会变得危险，所以需要设定加速的速度上限值。在图1的转矩控制装置中，当感应电动机的速度超过速度上限值时，切换到根据对该速度上限值的处理进行控制。如图1所示，在根据对该速度上限值的处理进行控制时，可以计算电动机旋转速度ωm与速度的上限值ω1的偏差，并对该偏差进行PI运算，生成q轴电流指令值从而进行控制。在现有的转矩控制装置中，在用于运算q轴电流指令值的转矩系数Kt中涉及到磁通信息。但是，由于磁通不能直接观测到，并且在感应电动机运行中总是变动，因此磁通成为了转矩控制精度的误差要素之一。此外，在运算逆变器的频率指令时，会将滑动频率加到根据感应电动机的旋转速度计算的频率上，但是，在运算该滑动频率中使用的感应电动机的二次电阻值也是不能直接观测的参数，因而也存在误差，所以，二次电阻值和磁通等参数的误差进行叠加，导致转矩控制的误差变大。专利文献1(JP特开2002-199797)记载有一种永久磁铁型同步电动机的控制装置，该控制装置根据由一次电压转换的一次电压矢量、由一次电流转换的一次电流矢量以及一次电阻，来计算一次磁链矢量，根据该一次磁链矢量和一次电流矢量来计算电动机的输出转矩，对该输出转矩与转矩指令的差进行比例积分运算，对比例积分放大的值与转矩指令求和以修正转矩指令。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
本申请的专利技术人发现，在现有的转矩控制装置中，由于使用了无法直接测定的磁通和二次电阻值等参数，因此存在参数的误差大的问题，其结果是转矩的控制精度变差；此外，即使由于自动调谐技术的提高，会改善感应电动机的参数的检测精度，但是绕组温度上升后感应电动机的二次电阻值会变动，所以在继续使用电动机的情况下，存在与运行开始时相比转矩精度逐渐恶化的问题；另外，上述专利文献1的控制装置比较复杂，期望一种更加简易并且更加高精度的转矩控制装置。本申请的实施例提供一种电动机的转矩控制装置和转矩控制系统，根据电动机的旋转速度和输出功率，计算电动机的转矩，并使用该计算出的转矩对输入的转矩指令进行补偿，由此，能够不依赖于感应电动机的参数，并且以简单的方式，在电动机的运行中高精度地进行转矩控制。根据本申请实施例的第一方面，提供一种电动机的转矩控制装置，其输出用于对电动机进行转矩控制的q轴电流指令值，该转矩控制装置包括：转矩计算单元，其根据电动机的旋转速度和输出功率，计算所述电动机的转矩；q轴电流指令值计算单元，其根据转矩指令，以及所述转矩计算单元计算出的所述转矩，计算q轴电流指令值，其中，所述q轴电流指令值用于生成三相电压值，所述三相电压值控制逆变器部输出用于驱动所述电动机的输出电流。根据本申请实施例的第二方面，其中，所述转矩控制装置还包括：逆变器功率计算单元，其根据所述逆变器部的所述输出电流，以及所述三相电压值，计算所述逆变器部的输出功率；电动机功率计算单元，其根据所述逆变器功率计算单元计算出的所述逆变器部的输出功率，以及所述电动机的损耗，计算所述电动机的所述输出功率。根据本申请实施例的第三方面，其中，所述电动机功率计算单元将所述逆变器部的输出功率减去所述电动机的损耗功率，得到所述电动机的所述输出功率；或者，所述电动机功率计算单元将所述逆变器部的输出功率乘以与所述电动机的输出频率对应的所述电动机的效率，得到所述电动机的所述输出功率。根据本申请实施例的第四方面，其中，所述电动机的所述输出频率与所述电动机的所述效率之间的对应关系被表达为含有自然对数的函数。根据本申请实施例的第五方面，其中，所述q轴电流指令值计算单元包括：第一计算单元，其根据所述转矩指令和所述电动机的转矩系数，计算初始q轴电流指令值；第二计算单元，其根据所述转矩指令和所述转矩的偏差，计算q轴电流指令修正值；修正单元，其根据所述q轴电流指令修正值和所述初始q轴电流指令值，计算所述q轴电流指令值。根据本申请实施例的第六方面，其中，所述第二计算单元包括比例积分运算器(PI)，其对所述转矩指令和所述转矩的偏差进行比例积分运算。根据本申请实施例的第七方面，提供一种电动机的转矩控制系统，该转矩控制系统包括如上述实施例第一方面至第六方面中任一项所述的用于输出q轴电流指令值的转矩控制装置，所述转矩控制系统还包括：三相电压计算单元，其基于所述q轴电流指令值、d轴电流指令值、q轴电流反馈值和d轴电流反馈值，计算三相电压值；逆变器部，其在所述三相电压值的控制下，将直流电力转换成用于驱动电动机的输出电流并输出给所述电动机；反馈信号生成单元，其根据所述输出电流、所述q轴电流指令值、所述d轴电流指令值和所述电动机的旋转速度，生成所述d轴电流反馈值和q轴电流反馈值。本申请的有益效果在于：该申请能够不依赖于感应电动机的参数，并且以简单的方式，在电动机的运行中高精度地进行转矩控制。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1中示出了现有技术中转矩控制装置的一个示意图；图2是本申请实施例1的转矩控制装置的一个组成示意图；图3是电动机的输出频率与电动机的效率的关系示意图；图4示出了本申请实施例1的q轴电流指令值计算单元的一个组成示意图；图5是本申请实施例2的转矩控制系统的一个组成示意图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本专利技术的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本专利技术的特定实施方式，其表明了其中可以采用本专利技术的原则的部分实施方式，应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的转矩控制装置，其输出用于对电动机进行转矩控制的q轴电流指令值，其特征在于，该转矩控制装置包括：转矩计算单元，其根据电动机的旋转速度和输出功率，计算所述电动机的转矩；以及q轴电流指令值计算单元，其根据转矩指令，以及所述转矩计算单元计算出的所述转矩，计算q轴电流指令值，其中，所述q轴电流指令值用于生成三相电压值，所述三相电压值控制逆变器部输出用于驱动所述电动机的输出电流。

【技术特征摘要】
2015.11.27 CN 20152096572541.一种电动机的转矩控制装置，其输出用于对电动机进行转矩控制的q轴电流指令值，其特征在于，该转矩控制装置包括：转矩计算单元，其根据电动机的旋转速度和输出功率，计算所述电动机的转矩；以及q轴电流指令值计算单元，其根据转矩指令，以及所述转矩计算单元计算出的所述转矩，计算q轴电流指令值，其中，所述q轴电流指令值用于生成三相电压值，所述三相电压值控制逆变器部输出用于驱动所述电动机的输出电流。2.如权利要求1所述的转矩控制装置，其特征在于，所述转矩控制装置还包括：逆变器功率计算单元，其根据所述逆变器部的所述输出电流，以及所述三相电压值，计算所述逆变器部的输出功率；以及电动机功率计算单元，其根据所述逆变器功率计算单元计算出的所述逆变器部的输出功率，以及所述电动机的损耗，计算所述电动机的所述输出功率。3.如权利要求2所述的转矩控制装置，其特征在于，所述电动机功率计算单元将所述逆变器部的输出功率减去所述电动机的损耗功率，得到所述电动机的所述输出功率；或者所述电动机功率计算单元将所述逆变器部的输出功率乘以与所述电动机的输出频率对应的所述电动机的效率，得到所述电动机的所述输出功率。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛洋一郎，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP