电动机控制装置、压缩机和电动机控制方法制造方法及图纸

一种电动机控制装置(1)，包括：速度波动分量提取单元，其被配置为从角频率指令和角频率反馈之间的差值中提取速度波动分量；锁相环电路(171)，其被配置为根据速度波动分量来生成速度波动分量的相位；转矩补偿值生成单元(179)，其被配置为使周期函数的对应于相位的值与给定幅度相乘，从而生成转矩补偿值；速度控制单元(11)，其被配置为根据角频率指令和角频率反馈之间的差值来计算转矩指令值；以及电流控制单元(12)，其被配置为基于通过将转矩补偿值与转矩指令值相加而获得的补偿转矩指令来控制要输出到电动机的电流。

Motor control device, compressor and motor control method

A motor control device (1) includes: a speed fluctuation component extraction unit configured to extract the speed fluctuation component from the difference between the angular frequency instruction and the angular frequency feedback; a phase-locked loop circuit (171) configured to generate the phase of the speed fluctuation component according to the speed fluctuation component; a torque compensation value generation unit (179) configured to make the periodic function corresponding to the The value of the phase is multiplied by the given amplitude to generate the torque compensation value; the speed control unit (11) is configured to calculate the torque command value according to the difference between the angular frequency command and the angular frequency feedback; and the current control unit (12) is configured to control the output to the motor based on the compensation torque command obtained by adding the torque compensation value and the torque command value The current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置、压缩机和电动机控制方法
本专利技术涉及电动机控制装置、压缩机和电动机控制方法。
技术介绍
当通过使用电动机控制装置(例如，逆变器)来控制电动机的速度以及电动机用于负载周期性波动的应用(例如，压缩机)时，电动机的速度在负载波动时发生周期性地波动，这会引起振动和噪声。在专利文献1中，描述了一种用于电动机的控制方法，其涉及根据电动机的每个预定旋转角度的负载转矩的波动获得补偿电压模式，将所获得的补偿电压模式存储在控制装置的内部存储器中，并且将通过将在每个预定旋转角度处从内部存储器读出的附加数据与基准电压相加而获得的值设定为要施加到电动机的电压以改变电动机的输出转矩，从而抑制旋转速度在一次旋转中的波动。在专利文献2中，描述了一种用于压缩机的转矩的自动校正方法，其涉及使用锁相环(PLL)来根据目标速度和反馈速度生成转矩校正角度，根据附加转矩基准值生成转矩校正范围值，并且根据目标速度、转矩校正角度和转矩校正范围值生成前馈转矩校正值。引用列表专利文献[专利文献1]JP2002-247878A[专利文献2]JP5914777B2
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是在不需要测量电动机的机械角度并且显然不需要映射对应于机械角度的校正量的情况下抑制电动机的速度波动。问题的解决方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种电动机控制装置，包括：速度波动分量提取单元，其被配置为从角频率指令和角频率反馈之间的差值中提取速度波动分量；锁相环电路，其被配置为根据速度波动分量来生成速度波动分量的相位；转矩补偿值生成单元，其被配置为使周期函数的对应于相位的值与给定幅度相乘，从而生成转矩补偿值；速度控制单元，其被配置为根据角频率指令和角频率反馈之间的差值来计算转矩指令值；电流控制单元，其被配置为基于通过将转矩补偿值与转矩指令值相加而获得的补偿转矩指令来控制要输出到电动机的电流。另外，在根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置中，锁相环电路可以使用d-q转换以根据速度波动分量和通过使所述速度波动分量的所述相位移位90°而获得的分量来生成相位。另外，在根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置中，锁相环电路可以进一步基于给定偏移值来生成相位。另外，根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置还可包括幅度改变单元，其被配置为改变给定幅度。另外，在根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置中，幅度改变单元可以至少在电动机的速度被设定之后逐渐增加给定幅度。另外，在根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置中，幅度改变单元可以根据速度反馈的幅度确定给定幅度。另外，在根据本专利技术的一个方面的电动机控制装置中，幅度改变单元可以在电动机的速度改变时逐渐减小给定幅度。根据本专利技术的另一方面，提供一种压缩机，包括：上述任一方面的电动机控制装置；以及由电动机控制装置控制的电动机。根据本专利技术的又一方面，提供一种电动机控制方法，包括：从角频率指令和角频率反馈之间的差值中提取速度波动分量；根据速度波动分量来生成速度波动分量的相位；使与周期函数的对应于相位的值与给定幅度相乘，从而生成转矩补偿值；根据角频率指令和角频率反馈之间的差值来计算转矩指令值；通过将转矩补偿值与转矩指令值相加来获得补偿转矩指令；并且基于补偿转矩指令来控制输出到电动机的电流。附图图示图1是用于图示根据本专利技术的实施例的电动机控制装置的配置的框图。图2是用于图示电流控制单元的更详细配置的图。图3是用于图示振动抑制单元的更详细配置的图。图4是用于示出振动抑制单元的振动抑制操作的波形图。图5是用于示出当将频率指令用作电动机的速度时由幅度改变单元进行的振动抑制操作的波形图。图6是用于图示振动抑制单元的操作的流程图。图7是用于图示被配置为通过软件执行作为电动机控制装置的一系列处理过程的计算机的硬件配置的示例的框图。具体实施方式图1是用于图示根据本专利技术的实施例的电动机控制装置1的配置的框图。电动机控制装置1是被配置为基于输入频率指令fref供应电力而使得电动机2以预定速度旋转的装置。电动机控制装置1是所谓的逆变器控制装置(也被简称为“逆变器”)，但不限于逆变器控制装置，并且也可以是诸如伺服控制装置或循环变换器等的控制装置。电动机2是AC电动机，但是电动机2的类型没有特别限制，并且可以是各种类型的感应机构或同步机构中的一种。在该配置中，电动机2例如是三相永磁同步电动机。任意的负载(未示出)都连接到电动机2。负载没有特别限制，但是在这种情况下，压缩机被例示为在电动机2的一次旋转中具有大的转矩波动的机构。<电动机控制装置>如图1所示，电动机控制装置1包括软启动器10、速度控制单元11、电流控制单元12、电压指令计算单元13、逆变器电路14、马达观测器15、电流检测器16和振动抑制单元17，以作为基本配置。软启动器10被配置为逐渐增加角频率指令ωcom，以便在电动机2启动时避免过载的同时将电动机2加速到预定速度。经过足够的时间段后，频率ωcom与2πfref匹配。从角频率指令ωcom中减去角频率反馈ωFB，从而构成所谓的速度反馈。将差值角频率Δω输入到速度控制单元11。速度控制单元11也被称为“速度控制器”，并且被配置为基于差值角频率Δω输出指令转矩Tcom。将转矩补偿值Tc与指令转矩Tcom相加，以执行振动抑制。将补偿指令转矩T(对应于补偿转矩指令)输入到电流控制单元12。电流控制单元12也被称为“电流控制器”，被配置为向逆变器电路14输出指令值，使得电动机2基于补偿指令转矩T输出期望转矩。在这种情况下，逆变器电路14为电压型，因此在d-q平面上输出电压指令Vdq。例如，通过电压指令计算单元13将PWM调制进一步施加到电压指令Vdq，并且将调制后的电压指令Vdq施加到逆变器电路14。当逆变器电路14为电流型时，来自电流控制单元12的输出可以是电流指令。在这种情况下，可以提供电流指令计算单元来代替电压指令计算单元13。马达观测器15被配置为基于来自电流控制单元12的电压指令Vdqh和从设置在逆变器电路14和电动机2之间的电流检测器16检测到的电流值Idq-obs来获得电动机的估计机械位置θobs和角频率反馈ωFB，角频率反馈ωFB是电动机的估计角频率。电流检测器16使用估计机械位置θobs以获得电流值Idq-obs，电流值Idq-obs是d-q平面上的电流值。然而，并不总是需要这种配置，并且仅需要根据电流检测器16和电动机2的类型来获得电流值Idq-obs。振动抑制单元17被配置为输出要与指令转矩Tcom相加的转矩补偿值Tc，以抑制电动机的振动。振动抑制单元17使用角频率指令ωcom和角频率反馈ωFB之间的差值，因此在这种情况下输入角频率指令ωcom和角频率反馈ωFB，但是，作为输出值的转矩补偿值Tc的值的大小(幅度)和角频率指令ωcom和角频率反馈ωFB之间的差值的大小彼此并不直接相关，并且振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，包括：/n速度波动分量提取单元，其被配置为从角频率指令和角频率反馈之间的差值中提取速度波动分量；/n锁相环电路，其被配置为根据所述速度波动分量来生成所述速度波动分量的相位；/n转矩补偿值生成单元，其被配置为使周期函数的对应于所述相位的值与给定幅度相乘，从而生成转矩补偿值；/n速度控制单元，其被配置为根据所述角频率指令和所述角频率反馈之间的所述差值来计算转矩指令值；和/n电流控制单元，其被配置为基于通过将所述转矩补偿值与所述转矩指令值相加而获得的补偿转矩指令来控制要输出到电动机的电流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机控制装置，包括：
速度波动分量提取单元，其被配置为从角频率指令和角频率反馈之间的差值中提取速度波动分量；
锁相环电路，其被配置为根据所述速度波动分量来生成所述速度波动分量的相位；
转矩补偿值生成单元，其被配置为使周期函数的对应于所述相位的值与给定幅度相乘，从而生成转矩补偿值；
速度控制单元，其被配置为根据所述角频率指令和所述角频率反馈之间的所述差值来计算转矩指令值；和
电流控制单元，其被配置为基于通过将所述转矩补偿值与所述转矩指令值相加而获得的补偿转矩指令来控制要输出到电动机的电流。


2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其中，所述锁相环电路被配置为使用d-q转换以根据所述速度纹波分量和通过使所述速度波动分量的所述相位移位90°而获得的分量来生成所述相位。


3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其中，所述锁相环电路被配置为进一步基于给定偏移值来生成所述相位。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机控制装置，还包括：幅度改变单元，其被配置为改变所述给定幅度。

【专利技术属性】
技术研发人员：木野村浩史，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP