电动机的控制装置制造方法及图纸

电动机的控制装置构成为具有：速度控制器，其运算并输出针对电动机的操作量；第1滤波器，其将操作量作为输入，按照从操作量到第1校正量的第1传递函数运算并输出第1校正量；第2滤波器，其将旋转速度作为输入，按照从旋转速度到第2校正量的第2传递函数运算并输出第2校正量；以及控制指令运算器，其将第1校正量和第2校正量相加，由此运算并输出控制指令。第1滤波器中的第1传递函数的时间常数和第2滤波器中的第2传递函数的时间常数被设定成，使得在从操作量到旋转速度的传递函数的分母多项式中使用的衰减系数最大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的控制装置
本专利技术涉及对电动机进行控制的电动机的控制装置。
技术介绍
当电动机和负载通过刚性较低的轴等连接时，电动机和负载发生谐振。因此，在设计电动机的速度控制时，需要考虑该谐振进行设计。此时，当速度控制的设计错误时激励出该谐振，其结果是，电动机和负载可能损坏。作为应对这种问题的现有的电动机的控制装置，提出了构成为抑制谐振导致的振动的控制装置(例如参照专利文献1)。具体而言，现有的控制装置构成为具有控制系统，该控制系统高速地估计负载转矩，进行反馈控制以使该负载转矩与针对电动机的转矩指令一致。此外，在现有的控制装置中，控制系统应用使电动机的惯性看起来变化而实现稳定化的谐振比控制。进而，在现有的控制装置中，针对应用了谐振比控制的控制系统追加一阶滞后滤波器，由此实现控制性能的改善，进而，能够在理论上决定一阶滞后滤波器的时间常数。通过这种控制装置的结构，实现抑制谐振导致的振动的效果。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-137503号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在现有的控制装置中，如上所述，能够在理论上决定针对应用了谐振比控制的控制系统追加的一阶滞后滤波器的时间常数，但是，没有明确设定对负载转矩进行估计的观测器的时间常数的方法。因此，在现有的控制装置中，根据控制系统的观测器的时间常数的设定，在产生了电动机和负载的谐振的情况下，可能无法使该谐振导致的振动迅速地衰减。本专利技术正是为了解决上述这种课题而完成的，其目的在于得到如下的电动机的控制装置：在产生了电动机和负载的谐振的情况下，也能够使该谐振导致的振动迅速地衰减。用于解决课题的手段本专利技术中的电动机的控制装置按照控制指令对电动机进行控制，其中，电动机的控制装置具有：速度控制器，其根据电动机的旋转速度指令和由取得电动机的旋转速度的速度取得器取得的旋转速度，运算并输出针对电动机的操作量；第1滤波器，其将由速度控制器输出的操作量作为输入，按照从操作量到第1校正量的第1传递函数运算并输出第1校正量；第2滤波器，其将由速度取得器取得的旋转速度作为输入，按照从旋转速度到第2校正量的第2传递函数运算并输出第2校正量；以及控制指令运算器，其从由第1滤波器输出的第1校正量减去由第2滤波器输出的第2校正量，由此运算并输出控制指令，第1滤波器中的第1传递函数的时间常数和第2滤波器中的第2传递函数的时间常数被设定成，使得在从操作量到旋转速度的传递函数的分母多项式中使用的衰减系数最大。专利技术效果根据本专利技术，能够得到如下的电动机的控制装置：在产生了电动机和负载的谐振的情况下，也能够使该谐振导致的振动迅速地衰减。附图说明图1是示出具有本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置的电动机系统的结构的框图。图2是等效变换成图1的框图之前的框图。图3是对图1的框图进行等效变换后的框图。图4是与图3的控制装置一起示出电动机和负载的模型的框图。图5是对图4的框图进行等效变换后的框图。图6是示出使图5的控制对象的时间常数变化时的控制对象的极的轨迹的图。图7是示出图5的控制对象的衰减系数与时间常数的关系的一例的图。图8A是示出图4的控制对象的增益特性和图5的控制对象的增益特性的图。图8B是示出图4的控制对象的相位特性和图5的控制对象的相位特性的图。图9A是示出未应用图1的控制装置时的电动机的旋转速度和负载的速度的图。图9B是示出应用了图1的控制装置时的电动机的旋转速度和负载的速度的图。图10是示出具有本专利技术的实施方式2中的电动机的控制装置的电动机系统的结构的框图。图11是示出图10的校正速度运算器的结构的框图。图12是示出图11的加速度估计器的结构的框图。图13A是示出输入到图10的校正速度运算器的旋转速度和从校正速度运算器输出的校正旋转速度的时间波形的图。图13B是放大由图13A的虚线包围的部分而成的图。图14是示出本专利技术的实施方式3中的第1滤波器的结构的框图。图15是示出本专利技术的实施方式3中的第2滤波器的结构的框图。图16是示出本专利技术的实施方式3中的与高响应滤波器和低响应滤波器的输出分别相乘的校正系数与旋转速度的关系的图。图17A是示出本专利技术的实施方式3中的第1滤波器的频率特性的图。图17B是示出本专利技术的实施方式3中的第2滤波器的频率特性的图。具体实施方式下面，按照优选的实施方式，使用附图对本专利技术的电动机的控制装置进行说明。另外，在附图的说明中，对相同部分或相当部分标注相同标号并省略重复的说明。实施方式1图1是示出具有本专利技术的实施方式1中的电动机的控制装置3的电动机系统的结构的框图。在图1中，电动机控制系统具有电动机1、速度取得器2以及对电动机1进行控制的控制装置3。电动机1的种类没有特别限定，但是，作为电动机1的具体例，可举出永久磁铁同步机、感应电动机等。另外，在本实施方式1中，设电动机1与进行谐振的负载连接。此外，在将本实施方式1中的控制装置3应用于例如电梯的情况下，作为负载，例如可考虑卷绕于包含电动机的曳引机的绳索、悬吊于该绳索的轿厢等。速度取得器2取得电动机1的旋转速度ω，输出所取得的旋转速度ω。作为速度取得器2的具体结构例，速度取得器2如下构成。即，速度取得器2例如使用光学式编码器、分解器、磁传感器等检测电动机1的旋转位置或旋转角度，根据其检测结果运算电动机1的旋转速度ω，由此取得旋转速度ω。在这样构成速度取得器2的情况下，速度取得器2例如通过旋转位置或旋转角度的时间微分运算旋转速度ω。此外，为了去除该时间微分引起的噪声，速度取得器2也可以构成为使用低通滤波器对旋转速度ω进行平滑化。进而，速度取得器2也可以构成为按照预先设定的一定时间运算旋转速度ω，还可以构成为具有用于计测时间的结构，按照预先设定的一定旋转角运算旋转速度ω。另外，速度取得器2不限于上述结构例，也可以构成为直接检测电动机1的旋转速度ω，还可以构成为检测电动机1的旋转加速度，对该旋转加速度进行时间积分，由此运算电动机1的旋转速度ω。这样，速度取得器2能够取得电动机1的旋转速度ω即可，可以任意构成。控制装置3按照后述的控制指令对电动机1进行控制。具体而言，控制装置3对电动机1的旋转速度ω进行控制。控制装置3例如通过执行运算处理的微计算机、存储程序数据和固定值数据等数据的ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)、对存储着的数据进行更新并依次改写的RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)等实现。控制装置3具有速度控制器4、第1滤波器5、第2滤波器6和控制指令运算器7。速度控制器4根据电动机1的旋转速度指令和由速度取得器2取得的旋转速度ω运算针对电动机1的操作量T，输出运算出的操作量T。具体而言，速度控制器4按照后述的控制方式运算针对电动机1的操作量T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机的控制装置，该控制装置按照控制指令对电动机进行控制，其中，所述电动机的控制装置具有：/n速度控制器，其根据所述电动机的旋转速度指令和由取得所述电动机的旋转速度的速度取得器取得的所述旋转速度，运算并输出针对所述电动机的操作量；/n第1滤波器，其将由所述速度控制器输出的所述操作量作为输入，按照从操作量到第1校正量的第1传递函数运算并输出所述第1校正量；/n第2滤波器，其将由所述速度取得器取得的所述旋转速度作为输入，按照从旋转速度到第2校正量的第2传递函数运算并输出所述第2校正量；以及/n控制指令运算器，其从由所述第1滤波器输出的所述第1校正量减去由所述第2滤波器输出的所述第2校正量，由此运算并输出所述控制指令，/n所述第1滤波器中的所述第1传递函数的时间常数和所述第2滤波器中的所述第2传递函数的时间常数被设定成，使得在从所述操作量到所述旋转速度的传递函数的分母多项式中使用的衰减系数最大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的控制装置，该控制装置按照控制指令对电动机进行控制，其中，所述电动机的控制装置具有：
速度控制器，其根据所述电动机的旋转速度指令和由取得所述电动机的旋转速度的速度取得器取得的所述旋转速度，运算并输出针对所述电动机的操作量；
第1滤波器，其将由所述速度控制器输出的所述操作量作为输入，按照从操作量到第1校正量的第1传递函数运算并输出所述第1校正量；
第2滤波器，其将由所述速度取得器取得的所述旋转速度作为输入，按照从旋转速度到第2校正量的第2传递函数运算并输出所述第2校正量；以及
控制指令运算器，其从由所述第1滤波器输出的所述第1校正量减去由所述第2滤波器输出的所述第2校正量，由此运算并输出所述控制指令，
所述第1滤波器中的所述第1传递函数的时间常数和所述第2滤波器中的所述第2传递函数的时间常数被设定成，使得在从所述操作量到所述旋转速度的传递函数的分母多项式中使用的衰减系数最大。


2.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其中，
所述第1滤波器是相位延迟补偿滤波器，
所述第2滤波器是微分滤波器。


3.根据权利要求1或2所述的电动机的控制装置，其中，
所述电动机的控制装置还具有校正速度运算器，该校正速度运算器根据由所述速度取得器取得的所述旋转速度和由所述控制指令运算器输出的所述控制指令，运算并输出校正旋转速度，
所述第2滤波器将由所述校正速度运算器输出的所述校正旋转速度替代由所述速度取得器取得的所述旋转速度作为输入，按照所述第2传递函数运算并输出所述第2校正量。


4.根据权利要求3所述的电动机的控制装置，其中，
所述校正速度运算器具有：
加速度估计器，其根据由所述速度取得器取得的所述旋转速度和由所述控制指令运算器输出的所述控制指令，估计并输出所述电动机的旋转加速度的估计值即旋转加速度估计值；
平滑滤波器，其将由所述速度取得器取得的所述旋转速度作为输入，输出去除所述旋转速度中包含的高频成分后的平滑旋转速度；以及
加法器，其将由所述加速度估计器输出的所述旋转加速度估计值和由所述平滑滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村哲也，大塚康司，横山英二，
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