具有升压部的电动机控制装置制造方法及图纸

提供一种具有升压部的电动机控制装置，其具备：变换器，其将从交流电源侧输入的交流电压变换为直流电压后输出到直流侧；逆变器，其将从直流侧输入的直流电压变换为用于驱动电动机的交流电压后输出；升压部，其根据针对电动机的速度指令与从电动机取得的速度信息之间的偏差，对从直流侧输入到逆变器的直流电压进行升压。

Motor control device with booster

【技术实现步骤摘要】
具有升压部的电动机控制装置
本专利技术涉及具有升压部的电动机控制装置。
技术介绍
在控制机床、锻压机械、注射成型机、工业机械或各种机器人内的电动机的驱动的电动机控制装置中，通过变换器(整流器)将从交流电源侧输入的交流电压变换为直流电压后输出到DC链路，进而通过逆变器将DC链路的直流电压变换为交流电压，将该交流电压作为驱动电压提供给对每个驱动轴设置的电动机。“DC链路”是指将变换器的直流输出侧与逆变器的直流输入侧电连接起来的电路部分，有时也被称为“DC链路部”、“直流链路”、“直流链路部”、或“直流中间电路”等。在电动机控制装置中向电动机供给驱动电力的PWM逆变器由半导体开关元件和与其逆并联连接的二极管的桥电路构成，将输入的直流电压变换为交流电压后输出。在PWM控制方式中，在电动机控制装置内的电流控制器中将各相的电压指令与三角波的载波频率进行比较，根据电压指令与载波频率的大小关系接通或断开构成逆变器的桥电路内的各半导体开关元件。在这样的PWM控制方式的原理上，从逆变器输出的实际的交流电压比根据电压指令本来预定的交流电压小。特别是PWM频率越高，从逆变器输出的实际的交流电压与根据电压指令本来预定的交流电压之间的差越大。另外，如果变换器的交流电源侧的交流电压降低，则变换器输出的直流电压降低，与此相伴，逆变器输出的实际的交流电压也降低。即，从逆变器输出的实际的交流电压有时由于交流电源侧的电压降低而变得比根据电压指令本来预定的交流电压小。当这样由于PWM控制方式的原理上的原因或交流电源侧的电压降低等任何理由，从逆变器输出的实际的交流电压变得比根据电压指令本来预定的电压小时，电动机的输出和转矩也比希望值低。这时，例如如果向电动机施加高负荷，则电动机的速度会降低。例如，在电动机是感应电动机的情况下，在设流过感应电动机的电流为I1，一次电阻为R1，一次磁通为φ1，一次频率为ω时，则能够如公式1那样表示向感应电动机的输入电压V1。在公式1中，如公式2那样表示J。在公式1中，“R1I1”表示一次电阻造成的电压降低量，“dφ1/dt”表示磁通变动电动势，“ωJφ1”表示速度电动势。当为了简化而假定感应电动机的驱动处于稳定状态(即dφ1/dt＝0)，以某种程度的恒定速度进行旋转时，认为速度电动势比因一次电阻造成的电压降足够大，因此能够如公式3那样只用速度电动势来近似公式1。在此，如公式4那样表示公式3中的i1。另外，公式3中的σ是漏磁系数，在设感应电动机的互感为M，一次电感为L1，二次电感为L2时，如公式5那样表示。根据公式3可知，如果向感应电动机的输入电压V1降低，则一次频率ω或一次电流i1降低。如果一次频率ω降低，则引起感应电动机的速度降低。在设感应电动机的极对数为Np，一次q相电流为i1q，二级d相磁通为φ2d时，能够如公式6那样表示感应电动机的转矩τ。根据公式6可知，如果一次电流i1降低，则转矩τ降低。在转矩τ降低时，如果向感应电动机施加高负荷，则感应电动机的速度降低。在通过向量控制驱动感应电动机的情况下，如果由于PWM控制方式的原理，从逆变器输出的交流电压变得比电压指令预定的电压小，则流过感应电动机的实际电流也降低。例如，如日本特开2007-151251号公报所记载的那样，已知一种电动机控制装置，其具备：升压电路，其将电源电压升压后输出；驱动电路，其向电动机供给基于该升压后的输出电压的驱动电力；控制单元，其控制上述升压电路的动作，电动机控制装置根据向上述电动机通电的实际电流值与电流指令值的偏差进行上述驱动电路的动作控制，上述控制单元在上述偏差为预定的阈值以下时，为了使上述输出电压逐渐降低而控制上述升压电路的动作。例如，在通过向量控制驱动感应电动机的情况下，如果由于PWM控制方式的原理，从逆变器输出的交流电压变得比电压指令本来预定的电压小，则从逆变器流向感应电动机的实际电流减少。另外，例如与通过电动机控制装置控制的电动机是感应电动机还是同步电动机无关，由于变换器的交流电源侧的电压降低，从逆变器输出的实际的交流电压变得比根据电压指令本来预定的交流电压小，从逆变器流向感应电动机的实际电流减少。在这样的情况下，电动机控制装置内的电流控制部为了使实际电流跟随电流指令，进行输出更大值的电压指令的控制。但是，一般在电流控制部中，以保护电动机、逆变器为目的，对电压指令设定了上限值。如果在电流控制部中电压指令达到了上限值，则无法进行使实际电流跟随电流指令的控制。结果，从逆变器输出的交流电压和交流电流比电压指令和电流指令预定的值小的状态持续，电动机输出和转矩也比希望的值小。在这样的状态下，如果向电动机施加高负荷，则电动机的速度会降低。
技术实现思路
因此，希望一种电动机控制装置，其能够避免由于电动机输出和转矩的意外降低而造成的电动机速度的降低。根据本专利技术的一个实施例，电动机控制装置具备：变换器，其将从交流电源侧输入的交流电压变换为直流电压后输出到直流侧；逆变器，其将从直流侧输入的直流电压变换为用于驱动电动机的交流电压后输出；升压部，其根据针对电动机的速度指令与从电动机取得的速度信息之间的偏差，对从直流侧输入到逆变器的直流电压进行升压。附图说明通过参照以下的附图，而更明确地理解本专利技术。图1是表示本公开的第一实施方式的电动机控制装置的图。图2是表示本公开的第一实施方式的电动机控制装置的变形例的图。图3是表示本公开的第一实施方式的电动机控制装置的动作流程的流程图。图4是表示本公开的第二实施方式的电动机控制装置的图。图5是图4所示的逆变器控制部的细节，表示对无传感器感应电动机进行控制时的一个例子。图6是表示本公开的第二实施方式的电动机控制装置的动作流程的流程图。图7是表示本公开的第二实施方式的电动机控制装置的图。图8是表示在与感应电动机连结的驱动轴的近旁设置接近开关的例子的图。图9是图7所示的逆变器控制部的细节，表示对无传感器感应电动机进行控制时的一个例子。图10是表示本公开的第三实施方式的电动机控制装置的动作流程的流程图。图11例示本公开的第一实施方式至第三实施方式的第一例子的升压动作导致的速度偏差与升压率的关系。图12例示本公开的第一实施方式至第三实施方式的第二例子的升压动作导致的速度偏差与升压率的关系。图13是表示本公开的第一实施方式至第三实施方式的升压部的第一变形例子的图。图14是表示本公开的第一实施方式至第三实施方式的升压部的第二变形例子的图。图15是表示升压斩波电路的电路图。具体实施方式以下，参照附图说明具有升压部的电动机控制装置。为了容易理解，这些附图适当地变更了比例尺。附图所示的实施例是用于实施的一个例子，并不限于图示的实施方式。首先，说明本公开的第一实施方式的电动机控制装置。在第一实施方式中，根据针对电动机的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，其特征在于，具备：/n变换器，其将从交流电源侧输入的交流电压变换为直流电压后输出到直流侧；/n逆变器，其将从上述直流侧输入的直流电压变换为用于驱动电动机的交流电压后输出；/n升压部，其根据针对上述电动机的速度指令与从上述电动机取得的速度信息之间的偏差，对从上述直流侧输入到上述逆变器的直流电压进行升压。/n

【技术特征摘要】
20181114 JP 2018-2141241.一种电动机控制装置，其特征在于，具备：
变换器，其将从交流电源侧输入的交流电压变换为直流电压后输出到直流侧；
逆变器，其将从上述直流侧输入的直流电压变换为用于驱动电动机的交流电压后输出；
升压部，其根据针对上述电动机的速度指令与从上述电动机取得的速度信息之间的偏差，对从上述直流侧输入到上述逆变器的直流电压进行升压。


2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述升压部具备：
速度偏差计算部，其计算针对上述电动机的速度指令与从上述电动机取得的速度信息之间的上述偏差；
升压开始判定部，其判定上述速度偏差计算部计算出的上述偏差是否高于预先规定的第一阈值；
升压控制部，其在上述升压开始判定部的判定结果为上述速度偏差计算部计算出的上述偏差高于上述第一阈值时，将从上述直流侧输入到上述逆变器的直流电压升压到比通过上述升压开始判定部判定为高于上述第一阈值之前时大的直流电压。


3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述升压部还具备升压结束判定部，该升压结束判定部在上述升压开始判定部判定为上述速度偏差计算部计算出的上述偏差高于上述第一阈值后，判定上述速度偏差计算部计算出的上述偏差是否低于比上述第一阈值小的预先规定的第二阈值，
上述升压控制部在上述升压结束判定部的判定结果为上述速度偏差计算部计算出的上述偏差低于上述第二阈值时，将从上述直流侧输入到上述逆变器的直流电压降压到通过上述升压开始判定部判定为高于上述第一阈值之前时的直流电压。


4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述电动机控制装置还具备速度传感器，该速度传感器检测作为上述速度信息的上述电动机的实际速度。


5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
上述电动机控制装置还具备推定速度计算部...

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