交流电动机的控制装置制造方法及图纸

交流电动机的控制装置(10)具有：校正部(220)，其运算出对电力转换器(3)的输出电压误差进行补偿的校正电压，校正电压指令；电压误差特征量提取部(100)，其根据检测相电流提取输出电压误差的特征量；以及校正电压调整部(300)，其根据提取出的输出电压误差的特征量对校正电压的参数进行调整。而且，作为参数，校正电压调整部(300)对与校正电压的斜率相当的电力转换器(3)内的寄生电容(C)进行调整，校正部(220)使用调整后的寄生电容(C)运算出校正电压。

Control device of AC motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流电动机的控制装置
本申请涉及控制交流电动机的控制装置，特别涉及驱动交流电动机的电力转换器的输出电压控制。
技术介绍
在驱动交流电动机的电力转换器特别是使用PWM(Pulse-WidthModulation)的逆变器中，2个臂的开关元件根据电压指令进行开关动作而生成交流电压，并将其输出到交流负载。此时，以防止2个臂的开关元件同时导通引起的短路破坏为目的，设置有将2个臂的开关元件同时控制成断开动作状态的期间即死区时间(Td)。由于该死区时间，逆变器的输出电压产生畸变，由逆变器驱动的交流电动机产生转矩波动，交流电动机的控制精度劣化。因此，以往公知有如下方法：将根据电力转换器的输出电流运算出的补偿信号与电力转换器的电压指令相加，抑制输出电压畸变。在以下的现有技术中，根据电力转换器的输出电压指令值和输出电流值估计输出电压畸变，根据该估计值对补偿信号的振幅进行调整(例如参照专利文献1)。此外，公开有如下内容：求出与负载的感应电压正交的方向，根据与估计出的输出电压误差的所述感应电压正交的方向的值和输出电流值，对输出电压指令值进行校正(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第3536114号公报专利文献2：日本特许第4448351号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在电力转换器中，由于开关元件具有的寄生电容或布线中的阻抗的影响而在开关中产生延迟时间。因此，由于死区时间而产生的输出电压畸变即电压误差也从矩形波状变形。在所述现有方法中，抑制电压误差的大小，但是，有时在电流的过零相位附近残留有穗状的电压误差。本申请公开用于解决上述课题的技术，其目的在于，在交流电动机的控制装置中，通过适当生成电力转换器的电压指令，防止在电流的过零相位附近产生穗状的电压误差，高精度地抑制输出电压误差。用于解决课题的手段本申请公开的交流电动机的控制装置生成对交流电动机进行驱动的电力转换器的电压指令，控制所述交流电动机，所述控制装置具有：电流检测部，其检测所述交流电动机的各相的相电流；校正部，其运算出对所述电力转换器的输出电压误差进行补偿的校正电压，校正所述电压指令；电压误差特征量提取部，其根据所述检测相电流提取所述输出电压误差的特征量；以及校正电压调整部，其根据提取出的所述输出电压误差的特征量对所述校正电压的参数进行调整。而且，所述校正电压调整部具有第1调整部，作为所述参数，该第1调整部对与所述校正电压的斜率相当的第1参数即所述电力转换器内的寄生电容进行调整，所述校正部使用由所述校正电压调整部调整后的所述参数运算出所述校正电压。专利技术效果根据本申请公开的交流电动机的控制装置，调整与对电力转换器的输出电压误差进行补偿的校正电压的斜率相当的所述电力转换器内的寄生电容，因此，能够防止在电流的过零相位附近产生穗状的输出电压误差，高精度地抑制输出电压误差。附图说明图1是示出实施方式1的交流电动机的控制装置的结构的功能框图。图2是示出实施方式1的交流电动机的控制装置的硬件结构的图。图3是说明电力转换器的输出电压误差的波形图。图4是电力转换器的输出电流和误差电压的波形图。图5是示出实施方式1的电压误差特征量提取部的控制框图。图6是示出实施方式1的校正电压调整部的控制框图。图7是说明实施方式1的逆变器的开关动作的图。图8是说明实施方式1的逆变器的开关动作的图。图9是实施方式1的逆变器的各部的波形图。图10是图9的局部放大图。图11是示出实施方式1的与输出电压误差的电流向量正交的分量的波形图。图12是说明实施方式1的校正电压调整部的动作的图。图13是说明实施方式1的校正电压调整部的动作的图。图14是示出实施方式3的交流电动机的控制装置的结构的功能框图。图15是说明实施方式3的交流电动机的控制装置中的参数调整模式下的动作的框图。图16是说明实施方式3的交流电动机的控制装置中的通常模式下的动作的框图。图17是示出实施方式4的交流电动机的控制装置的结构的功能框图。图18是示出实施方式4的校正电压调整部的控制框图。具体实施方式实施方式1下面，根据附图对实施方式1的交流电动机的控制装置进行说明。图1是示出实施方式1的交流电动机的控制装置的结构的功能框图。如图1所示，交流电动机1的控制装置10通过控制具有开关元件的电力转换器3即PWM逆变器，对交流电动机1进行驱动控制。控制装置10具有电力转换器3、作为相电流检测部的相电流检测器4、电压误差特征量提取部100、由校正电压运算部200和加法器210构成的校正部220以及校正电压调整部300。此外，交流电动机1具有相位检测器2。另外，该情况下，示出控制装置10具有电力转换器3，但是，电力转换器3也可以配置在控制装置10的外部而被控制装置10控制。此外，相电流检测器4也可以配置在控制装置10的外部，该情况下，控制装置10内的电流检测部根据来自相电流检测器4的电流信号检测各相的相电流iuvw。此外，图1所示的控制装置10例如能够通过图2所示的硬件结构实现。如图2所示，控制装置10具有电力转换器3、相电流检测器4、处理器12以及存储装置13。而且，处理器12从上位控制装置11输入三相电压指令Vuvw*，读出并执行存储装置13中存储的程序。图1内的电压误差特征量提取部100、校正部220以及校正电压调整部300的功能通过在处理器12上执行程序来实现。另外，也可以是多个处理器12和多个存储装置13协作执行上述功能。如上所述，在电力转换器3中，设置将2个臂的开关元件同时控制成断开动作状态的期间即死区时间来进行开关控制，由于该死区时间，输出电压产生干扰电压，成为相对于电压指令的电压误差。图3是对电力转换器3的输出电压误差进行说明的U相的1个周期的波形图。死区时间引起的Td干扰电压P由死区时间期间Td、载波频率fc、电力转换器3的直流电压Vdc决定，具有(Td·Vdc)的微小面积，是以与U相电流iu相反的极性在半个周期内产生fc次的脉冲电压。已知如果以时间平均考虑，则各相的Td干扰电压P与矩形波状的误差电压Q等效，该误差电压Q的振幅为VTd＝Td·fc·Vdc，极性与电力转换器3输出的相电流[i]的极性相反。其中，记号[]表示[]内的量是向量。当假设没有延迟地理想地进行开关动作时，矩形波状的误差电压Q能够用(-sgn([i])·VTd)表示。该情况下，将极性与误差电压Q相反的校正电压R即具有与相电流相同的极性且振幅为VTd的矩形波状的电压，预先与输入到电力转换器3的电压指令的各相相加，由此能够校正Td干扰电压。矩形波状的校正电压R用(sgn([i])·VTd)表示。但是，实际上，由于开关元件具有的寄生电容或布线中的阻抗的影响而产生开关的接通/断开时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流电动机的控制装置，其生成对交流电动机进行驱动的电力转换器的电压指令，控制所述交流电动机，其中，所述交流电动机的控制装置具有：/n电流检测部，其检测所述交流电动机的各相的相电流；/n校正部，其运算出对所述电力转换器的输出电压误差进行补偿的校正电压，校正所述电压指令；/n电压误差特征量提取部，其根据所述检测相电流提取所述输出电压误差的特征量；以及/n校正电压调整部，其根据提取出的所述输出电压误差的特征量对所述校正电压的参数进行调整，/n所述校正电压调整部具有第1调整部，作为所述参数，该第1调整部对与所述校正电压的斜率相当的第1参数即所述电力转换器内的寄生电容进行调整，/n所述校正部使用由所述校正电压调整部调整后的所述参数运算出所述校正电压。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 JP 2017-1072671.一种交流电动机的控制装置，其生成对交流电动机进行驱动的电力转换器的电压指令，控制所述交流电动机，其中，所述交流电动机的控制装置具有：
电流检测部，其检测所述交流电动机的各相的相电流；
校正部，其运算出对所述电力转换器的输出电压误差进行补偿的校正电压，校正所述电压指令；
电压误差特征量提取部，其根据所述检测相电流提取所述输出电压误差的特征量；以及
校正电压调整部，其根据提取出的所述输出电压误差的特征量对所述校正电压的参数进行调整，
所述校正电压调整部具有第1调整部，作为所述参数，该第1调整部对与所述校正电压的斜率相当的第1参数即所述电力转换器内的寄生电容进行调整，
所述校正部使用由所述校正电压调整部调整后的所述参数运算出所述校正电压。


2.根据权利要求1所述的交流电动机的控制装置，其中，
所述第1调整部在夹着所述检测相电流的过零相位的相位区间内运算并调整所述第1参数。


3.根据权利要求2所述的交流电动机的控制装置，其中，
所述相位区间是所述特征量的峰值到峰值区间内的时间变化率更加陡峭的相位区间。


4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的交流电动机的控制装置，其中，
所述校正部将所述电力转换器的开关的死区时间引起的干扰电压作为所述输出电压误差，运算出所述校正电压以补偿该输出电压误差。


5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的交流电动机的控制装置，其中，
所述电压误差特征量提取部将所述检测相电流转换成所述交流电动机的旋转磁场上的dq轴电流，
对所述dq轴电流进行滤波处理，求出电流向量的相位，
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：保月孝志，古谷真一，
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