同步电动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种同步电动机的控制装置。本发明专利技术的同步电动机的控制装置的特征在于，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制短路装置，其中，电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，短路控制部在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置以将同步电动机短路。

Control device for synchronous motor

The invention provides a control device of synchronous motor. The characteristics of synchronous motor control device of the invention is that: the current command generation section, with its current, the formation of D phase and Q phase current instruction instruction; current detection, the detection of D Q phase current and phase current; short circuit device, the synchronous motor short circuit to apply dynamic braking of synchronous electric machine and short circuit; the control section, control of short circuit device, which after the current instruction generation unit to the power brake signal in the receiver, in order to reduce the Q current mode control Q phase current instruction after short-circuit control department after receiving a signal from the current power, braking and command generating part control Q phase current passed through the provisions of the directive time control device for the synchronous motor short circuit short circuit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同步电动机的控制装置，特别涉及一种防止在动力制动(dynamic brake)动作时发生同步电动机的减磁的同步电动机的控制装置。
技术介绍
为了使同步电动机紧急停止而使用动力制动。对动力制动进行简单说明。图1A中示出了同步电动机(以下也仅称为“电动机”)正在进行动作的情况下的电动机和驱动放大器的连接状态。电动机100通过动力线300而与驱动放大器200连接，电流流过电动机100的三相线圈(未图示)。图1B是电动机正在进行动作的情况下的在d-q坐标上表示的电压矢量图。在此，Id是d相电流，Iq是q相电流，Vd是d相电压，Vq是q相电压，Ld是d轴电感，Lq是q轴电感，ω是频率，Kv是反电动势常数，R是绕组电阻。在进行动力制动动作的情况下，如图2A所示，将电动机100从驱动放大器200分离，使与电动机100的三相线圈连接的动力线300成为短路状态，将因电动机100的感应电压而流过三相线圈的电流作为制动电流来对电动机100进行制动。图2B是电动机正在进行动力制动动作的情况下的在d-q坐标上表示的电压矢量图。在动力制动动作过程中，电动机100的端子间电压为0[V]。因而，反向的q相电流Iq(转矩生成电流)在电动机内流动以抵消反电动势Kvω，因此形成制动。在此，当开始动力制动动作时，端子间电压从大的状态急剧地减少为0[V]。因此，动力制动(以下也称为“DB”)刚开始时电流振幅是振动性的。图3A和3B中示出了DB开始后的d相电流Id和q相电流Iq的时间性变化。图3A表示时间为0[sec]的DB刚开始时的初始q相电流Iq为0[A]的情况。图3B表示初始q相电流Iq大的情况。此外，方便起见，设q相电流Iq(转矩生成电流)在图表上为正时电动机加速，在q相电流Iq为负时电动机减速。另外，设d相电流Id(磁
场减弱电流)在图表上为正时为磁场减弱。如图3A所示，在初始q相电流Iq为0[A]的情况下，d相电流Id虽然也振动但是电流振幅比较小。与此相对，如图3B所示，在初始q相电流Iq大的情况下，d相电流Id的振幅比初始q相电流Iq为0[A]的情况大。特别是，在DB刚开始时的时间tm，d相电流Id瞬间变大，存在电动机的转子中使用的永磁体发生减磁的担忧。因此，报告了抑制由于动力制动动作而发生的减磁的方法(例如，日本专利第5616409号公报、日本特开2013-099210号公报、日本专利第5113395号公报。以下分别称为“专利文献1～3”。)。专利文献1中公开了以下方法：以使同步电动机的电流值小于最大电流值的方式控制同步电动机的电流，以防止由于在三相短路时产生的过渡性电流而可能发生的永磁体的不可逆减磁。然而，为了抑制电流而预先限制q相电流Iq，因此产生了不必要地限制转矩的问题。专利文献2中公开了3个开关元件和电动机控制装置，其中，所述3个开关元件在被设为接通状态时使三相电动机所具有的三相的线圈短路，在被设为断开状态时解除三相的线圈的短路，在使3个开关元件为接通状态时流过三相的线圈中的任一相的线圈的电流超过规定阈值的情况下，所述电动机控制装置使3个开关元件在第一规定时间内为断开状态，在经过第一规定时间后使3个开关元件为接通状态。然而，可以认为，解除线圈的短路是在线圈的电流超过规定阈值之后，因此难以完全抑制因动力制动引起的减磁。专利文献3中公开了以下的电动机的动力制动装置：在使电动机紧急停止的动力制动装置中，在从开始动力制动动作起的规定时间内，以通过反复进行用于控制制动电流的开关元件中的至少一部分开关元件的接通断开的PWM控制来施加制动从而减弱动力制动电流的方式进行控制，在经过规定时间后，以不进行PWM控制而将全部的开关元件始终固定为接通或断开从而流通原本应该流动的动力制动电流的方式进行控制。然而，可以认为，在该情况下，以减弱动力制动电流的方式进行控制也是在使动力制动动作开始
之后，因此难以完全抑制因动力制动引起的减磁。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种不过度地限制转矩就能够在避免同步电动机的减磁的同时进行动力制动动作的同步电动机的控制装置。本专利技术的一个实施例所涉及的同步电动机的控制装置，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制短路装置，其中，电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，短路控制部在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置以将同步电动机短路。附图说明本专利技术的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，图1A是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行驱动的情况下的电动机和驱动放大器的连接状态的图，图1B是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行驱动的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图，图2A是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行动力制动动作时的电动机和驱动放大器的连接状态的图，图2B是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行动力制动动作的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图，图3A是表示以往的同步电动机中动力制动动作初始的q相电流为0[A]的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图3B是表示以往的同步电动机中动力制动动作初始的q相电流大的情况
下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图4是本专利技术的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，图5是表示不应用本专利技术的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图6是表示使用本专利技术的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图7是表示使用本专利技术的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图8A是表示电流相位变化前的d-q坐标上的电压矢量的图，图8B是表示电流相位变化后的d-q坐标上的电压矢量的图，图8C是表示电流相位变化后的d-q坐标上的电压矢量的图，图9是本专利技术的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，图10是表示使用本专利技术的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图11是表示使用本专利技术的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图12是表示使用本专利技术的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置来在d相电压和q相电压变为0[V]之后使动力制动进行动作的情况下的d相电流和q相电流的时间性变化的图，图13是本专利技术的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，图14是本专利技术的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，以及图15是表示考虑了动力制动动作后的过渡状态的情况下的d-q坐标上的
电压矢量的图。具体实施方式下面，参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电动机的控制装置，其特征在于，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制所述短路装置，其中，所述电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使所述q相电流减少的方式控制所述q相电流指令，所述短路控制部在接收到所述动力制动信号之后、且从所述电流指令生成部控制所述q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制所述短路装置以将同步电动机短路。

【技术特征摘要】
2015.06.11 JP 2015-1186201.一种同步电动机的控制装置，其特征在于，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制所述短路装置，其中，所述电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使所述q相电流减少的方式控制所述q相电流指令，所述短路控制部在接收到所述动力制动信号之后、且从所述电流指令生成部控制所述q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制所述短路装置以将同步电动机短路。2.根据权利要求1所述的同步电动机的控制装置，其特征在于，所述电流指令生成部在接收到所述动力制动信号之后，以使所述q相电流减少的方式控制所述q相电流指令，并且以使所述d相电流增加的方式控制所述d相电流指令。3.根据权利要求1所述的同步电动机的控制装置，其特征在于，所述电流指令生成部在接收到所述动力制动信号之后，以使分别流向U相、V相、W相的电流的相位向减小同步电动机的端子间电压的振幅的方向变更的方式控制所述d相电流指令和所述q相电流指令。4.一种同步电动机的控制装置，其特征在于，具有：电压指令生成部，其生成d相电压指令和q相电压指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制所述短路装置，其中，所述电压指令生成部在接收到动力制动信号之后，控制所述d相电压指令和所述q相电压指令，所述短路控制部在接收到所述动力制动信号之后、且从所述电压指令生成部控制所述d相电压指令和所述q相电压指令起经过了规定的时间之后，控
\t制所述短路装置以将同步电动机短路。5.一种同步电动机的控制装置，其特征在于，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制所述短路装置，其中，所述电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使所述q相电流减少的方式控制所述q相电流指令，所述短路控制部在接收到所述动力制动信号之后、且所述q相电流达到预先决定的值之后，控制所述短路装置以将同步电动机短路。6.根据权利要求5所述的同步电动机的控制装置，其特征在于，所述电流指令生成部在接收到所述动力制动信号之后，以使所述q相电流减少的方式控制所述q相电流指令，并且以使所述d相电流增加的方式控制所述d相电流指令，所述短路控制部在接收到动力制动信号之后、且所述q相电流和所述d相电流中的至少一方达到分别预先决定的值之后，控制所述短路装置以将同步电动机短路。7.根据权利要求5所述的同步电动机的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：妹尾达也，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP