电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置制造方法及图纸

可靠地判定由于机械性振动、例如因对马达(1)的安装不良所产生的振动而转子位置检测器(2)的信息为异常。一种电动机控制装置，具备：速度控制系统(速度运算部(3)、速度控制部(4))，利用转子位置检测器(2)的检测信息控制速度；以及电流控制系统(电流控制部(8))，根据以所述检测器(2)的检测信息为基准将马达(1)的三相检测电流变换到d‑q轴的dq变换部(6)的输出控制电流，其中该电动机控制装置具备：高次谐波检测部(11)，从用dq变换部(6)得到的d轴电流Id中提取d轴电流的振动成分(Id_h)；以及编码器信息异常判定部(12)，判定由高次谐波检测部(11)提取的d轴电流的振动成分是否为由于机械性的主要原因引起的振动，在是由于机械性的主要原因引起的振动的情况下，在该振动成分持续了设定时间以上时，判定为转子位置检测器(2)的检测信息异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置
本专利技术涉及使用旋转编码器等转子位置检测器来获取电动机的转子位置/速度信息，控制电动机的电力变换装置中的转子位置检测器异常判定装置。
技术介绍
作为根据安装于电动机的转子位置检测器(位置/速度传感器)的检测信息控制电动机的装置，采用例如图4所示的带位置/速度传感器的矢量控制方式的电动机控制装置。在图4中，1是三相的马达，对马达1安装有检测转子位置(旋转角度)的转子位置检测器2。3是根据转子位置检测器2的检测信号运算马达的旋转速度的速度运算部。4是以使由速度运算部3运算出的旋转速度成为速度指令部5的速度指令值的方式进行控制，并输出电流指令值的速度控制部。6是以由转子位置检测器2得到的转子的位置信息、即相位信息为基准，对由变流器(电流传感器)7检测流过马达1的三相(u、v、w)电流而得到的三相检测电流进行三相－二相变换、旋转坐标变换的dq变换部。8是以使由dq变换部6变换而得到的d-q轴电流成为从速度控制部4输出的电流指令值的方式进行控制，并输出d-q轴电压指令值的电流控制部。9是以由转子位置检测器2得到的转子的位置信息、即相位信息为基准，对从电流控制部8输出的d-q轴电压指令值进行二相-三相变换，并输出三相各相的电压指令的三相变换部。10是具有例如三相桥连接的半导体开关元件，根据三相变换部9的电压指令对马达1供给三相交流电力的电力变换器(逆变器)，被由图示省略的PWM调制部对所述三相变换部9的电压指令进行PWM调制而生成的控制信号(半导体开关元件的门控信号)控制。如上所述，在进行带位置/速度传感器(转子位置检测器2)的矢量控制的情况下，使用传感器的位置/速度信息来进行速度控制以及电流控制。如图5所示地定义进行三相－二相变换以及旋转坐标变换的矢量控制中的UVW三相坐标系、αβ固定坐标系、dq旋转坐标系。即，三相电流UVW的各轴通过三相－二相变换被变换到αβ轴，通过旋转坐标变换被变换到d-q轴。d-q轴分别为直流量。在稳定速度下d-q轴分别为恒定值，在变更速度指令后，转移到该速度指令值下的d-q轴值那样的值。在该转移的期间，d-q轴值在瞬态下具有振动成分。在dq变换部6中，在进行uvw→dq变换之后d-q坐标轴能够任意地定义，但一般而言，为了易于控制马达的转矩而控制为使d轴与马达的磁通一致。在用旋转坐标系定义用于控制的坐标时，以从例如旋转编码器(转子位置检测器2)得到的转子的位置信息、即相位信息为基准进行坐标变换。d-q轴在同步电动机的情况下与旋转频率同步地旋转，在感应电动机(IM)的情况下与初级线圈侧的频率同步地旋转。在d-q轴上进行坐标变换而得到的电流值为直流量。作为所述转子位置检测器2使用例如图6所示的旋转编码器(绝对编码器)。在图6中，60是设置为通过旋转轴61自由旋转的旋转圆板，该旋转圆板60形成有多个轨道的盘轨道D1～Dn(在图示中仅显示有两个轨道的量)。在旋转圆板60的上方位置隔着透镜62设置有光源63，在下方位置隔着具有多个固定狭缝的固定狭缝板64配设有受光元件65。经由透镜62、盘轨道D1～Dn以及固定狭缝板64，在受光元件65接收光源63的光，根据各受光元件65的输出信号得到预定比特结构的绝对位置信号。此外，关于与本专利技术关联的电机设备的异常以及劣化诊断装置，提出了例如专利文献1记载的装置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-156547号公报
技术实现思路
如图4所示，在使用转子位置检测器2的检测信息(位置/速度信息)进行速度控制以及电流控制的装置中，在转子位置检测器2的检测信息错误的情况下，也无法适当地进行速度控制以及电流控制。因此，在发生急剧的速度变动或者负载变动的情况下，有可能产生过流故障或超速故障而装置被破坏。进而，在转子位置检测器2的位置/速度信息振动的情况下，在输出电流中包含高次谐波成分而损失增加。在永磁同步电动机(PM马达)的情况下，存在增加的损失变为热而转子磁铁的温度上升而减磁的可能性。例如，在作为转子位置检测器2采用图6的旋转编码器的图4的控制装置中，存在旋转编码器发生安装不良而马达1联结异常的情况、旋转编码器的输出信号振动的情况。如图6所示，安装于旋转轴61的旋转圆板60是可动部，其它结构零件被固定，所以在旋转编码器自身受到机械性振动时，本来应固定的光源63、透镜62、固定狭缝板64、受光元件65的位置关系产生抖动，所以旋转编码器的输出产生相位的抖动。因此，输入到dq变换部6的相位信号也产生抖动。因此，由于坐标变换中使用的相位信息振动，所以d-q轴上的电流也振动。该振动成分成为高次谐波成分，马达的损失增加。在永磁同步电动机(PM马达)的情况下，在损失增加时，转子磁铁的温度有可能会上升而减磁。即使在感应电动机(IM)的情况下，也可能发生绝缘物的劣化所致的短路或某种物质的烧损。另外，由于控制性能也劣化，所以在发生急剧的速度变动或者负载变动的情况下，有可能产生过流故障、超速故障而装置被破坏。在目前的情况下，还没有为了防止这些问题、不论旋转编码器的种类如何而都利用编码器信息判定是否有故障等异常的功能。本专利技术解决上述课题，其目的在于提供一种能够可靠地判定由于机械性振动、例如因对电动机的安装不良所产生的振动而转子位置检测器的信息为异常的电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置。用于解决上述课题的权利要求1记载的电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置，该电动机控制装置根据安装于电动机的转子位置检测器的检测信息控制电动机，所述转子位置检测器异常判定装置具备：振动成分提取部，从将电动机的三相检测电流变换到d-q轴而得到的d轴电流中提取d轴电流的振动成分；以及转子位置检测器信息异常判定部，判定由所述振动成分提取部提取出的d轴电流的振动成分是否为由于机械性的主要原因引起的振动，在是由于机械性的主要原因引起的振动的情况下，在该振动成分持续了设定时间以上时，判定为转子位置检测器的检测信息异常。根据上述结构，根据将电动机的检测电流变换到d-q轴而得到的d轴电流的振动成分进行异常判定，所以能够可靠地判定由于机械性振动、例如因对电动机的安装不良所产生的振动而转子位置检测器的信息为异常。另外，权利要求2记载的电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置在权利要求1中，所述转子位置检测器信息异常判定部具备：实效值运算部，对所述d轴电流的振动成分的实效值进行运算；第一比较部，对设定为与由于机械性的主要原因引起的振动以外的噪声相当的电流值的第一判定值和运算出的所述实效值进行比较；计数器，对第一比较部的比较结果为实效值大于第一判定值时的实效值大于第一判定值的时间进行计数；以及第二比较部，对被设定为产生交流成分的容许时间的第二判定值和所述计数器的计数时间进行比较，在第二比较部的比较结果为计数器的计数时间大于第二判定值时，判定为转子位置检测器的检测信息异常。根据上述结构，因为设置有第一比较部，所以能够防止由于由机械性的主要原因引起的振动以外的噪声而误判定。另外，因为设置有第二比较部，所以能够防止由于在产生交流成分的容许时间内产生的交流成分、例如在电动机中产生瞬时性的速度变动时产生的高频电流成分而误判定。另外，权利要求3记载的电动机控制装置的转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置，该电动机控制装置根据安装于电动机的转子位置检测器的检测信息控制电动机，所述电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置具备：振动成分提取部，从将电动机的三相检测电流变换到d‑q轴而得到的d轴电流中提取d轴电流的振动成分；以及转子位置检测器信息异常判定部，判定由所述振动成分提取部提取出的d轴电流的振动成分是否为由于机械性的主要原因引起的振动，在是由于机械性的主要原因引起的振动的情况下，在该振动成分持续了设定时间以上时，判定为转子位置检测器的检测信息异常。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 JP 2015-0757131.一种电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置，该电动机控制装置根据安装于电动机的转子位置检测器的检测信息控制电动机，所述电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置具备：振动成分提取部，从将电动机的三相检测电流变换到d-q轴而得到的d轴电流中提取d轴电流的振动成分；以及转子位置检测器信息异常判定部，判定由所述振动成分提取部提取出的d轴电流的振动成分是否为由于机械性的主要原因引起的振动，在是由于机械性的主要原因引起的振动的情况下，在该振动成分持续了设定时间以上时，判定为转子位置检测器的检测信息异常。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置的转子位置检测器异常判定装置，其中，所述转子位置检测器信息异常判定部具备：实效值运算部，对所述d轴电流的振动成分的实效值进行运算；第一比较部，对设定为与由于机械性的主要原因引起的振动以外的噪声相当的电流值的第一判定值和运算出的所述实...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛冢信贵，黑住省吾，
申请(专利权)人：株式会社明电舍，
类型：发明
国别省市：日本,JP