电动机电感测定装置、电动机驱动系统及电动机电感测定方法制造方法及图纸

电动机电感测定装置(50)对包含与在电动机(1)中流动的交流电流(iqsAC)的瞬时值对应的交流磁通(ΦqsAC)的瞬时值的特性(56a、56b)在内的电感信息(InfL)进行测定。测定装置(50)具有：通电控制部(2)，其以对电动机(1)的2轴正交旋转坐标上的至少1个轴施加交流电压(vqAC)而流动交流电流(iqsAC)的方式进行通电控制；以及电感运算部(3)，其通过对从交流电压(vqAC)减去由基于从电动机(1)检测出的检测电流(94)的交流电流(iqsAC)和电动机(1)的电阻(Rs、Rr)产生的电阻电压所得到的残存电压进行积分而对交流磁通(ΦqsAC)的瞬时值进行运算，作为电感信息(InfL)而生成与交流电流(iqsAC)的瞬时值对应的交流磁通(ΦqsAC)的瞬时值的特性(56a、56b)。56b)。56b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机电感测定装置、电动机驱动系统及电动机电感测定方法


[0001]本申请涉及一种电动机电感测定装置。

技术介绍

[0002]在对电动机(电动机)进行驱动的电动机驱动系统中，对电动机进行控制的电动机控制方式提出了各种方式。在大多情况下，在控制系统的构建时需要电动机的参数。特别是电动机的电感的值成为使用频度高的参数。在构建电动机的电流控制系统的情况下，电动机的电感的值在电流控制增益的运算中被使用。其原因在于，电流控制增益是考虑通过电动机的绕组电阻值和电感的值确定的电气时间常数而设定的。此外，电动机的参数标记为适当电动机参数。
[0003]电动机的电感的值为重要的参数，但有时在电动机设计时估计的值和实际的值存在差异。另外在电动机运转时，通过通电而发生磁通的饱和，由此电感的值有时会变化。通常，在电动机驱动系统中，设置有电感测定模式，在电感的值变化的情况下，通过预先确定的电压施加图案在电动机流动电流，对电动机电压、电动机电流的信息进行检测，对它们进行运算而测定出电感的值。该电动机的电感的测定方法已知许多技术，例如在专利文献1中公开了对漏电感进行测定的技术。
[0004]专利文献1：日本专利第5332667号公报(0023段～0035段，图1)

技术实现思路

[0005]在专利文献1的感应电动机的控制装置中记载的对漏电感进行测定的技术中，对电动机进行交流通电，对此时的电动机电压交流成分的有效值、电动机电流交流成分的有效值、有效电力进行运算。然后，通过使用了两个有效值及有效电力的运算而测定出漏电感。向电动机实际上流动电流而进行测定，因此能够对高精度的漏电感的值进行测定。
[0006]但是，在使用专利文献1的对漏电感进行测定的技术的情况下，存在接下来所示的问题。在专利文献1的对漏电感进行测定的技术中，对2轴正交旋转坐标上的任意的轴上施加交流电压而通电交流电流。通过此时的2轴正交旋转坐标上的电动机电压及电动机电流而取出交流成分，对其有效值进行运算。在专利文献1没有示出该有效值运算的具体的运算顺序，但在有效值运算时针对交流通电时的电压及电流必须进行历时交流通电的1个周期的积分处理。因此，电流的瞬时值或与其对应的电压瞬时值的信息丧失。在根据有效值运算的结果进行运算的漏电感中也同样地，在专利文献1的对漏电感进行测定的技术中，存在无法对与电流的瞬间的变动对应的漏电感进行测定的问题。
[0007]在这里，设想在使电动机实际上驱动的情况下经常出现的在旋转坐标上流过一定的直流电流和与该直流电流叠加流过交流电流那样的状况。具体地说，考虑使稳定的负载扭矩从电动机产生，并且以高的速度控制响应使负载装置驱动那样的状况。为了提高速度控制响应而成为小环路的电流控制处理也高响应化即高速化，因此在承担稳定的负载扭矩
的直流电流的基础上，叠加承担速度控制响应的高速地变化的交流电流。在如上所述的运转状况的情况下，在专利文献1的对漏电感进行测定的技术中，无法对相对于高速地变化的交流电流的漏电感进行测定。
[0008]从电动机控制模型的观点出发，电感成为将电动机电流和电动机磁通之间关联的系数。本申请说明书的撰写人(专利技术人)发现相对于交流电流的电动机磁通还受到饱和或迟滞特性的影响，与电流的瞬时的变化相应而复杂地变化，由此电感也复杂地变化(现象1)。因此，在专利文献1的对漏电感进行测定的技术中，由于现象1，相对于相当于交流的电流瞬时值的电感的值的测定精度低，因此有时难以使电流控制响应提高。在无法使电流控制响应提高的情况下，无法提高速度响应，使负载装置以高的速度控制响应驱动也变得困难。因此，高精度地对电动机的电感或者相当于电感的电动机电流和电动机磁通之间的特性进行测定是重要的。在这里，将电动机电流和电动机磁通之间的特性称为电动机电感信息。
[0009]在本申请说明书中公开的技术的目的在于，得到高精度地对相当于电动机的电感的电动机电感信息进行测定的电动机电感测定装置。
[0010]本申请说明书中公开的一个例子的电动机电感测定装置对包含与在电动机中流动的交流电流的瞬时值对应的交流磁通的瞬时值的特性在内的电感信息进行测定。电动机电感测定装置具有：通电控制部，其以对电动机的2轴正交旋转坐标上的至少1个轴施加交流电压而流动交流电流的方式进行电动机的通电控制；以及电感运算部，其通过对从交流电压减去由基于从电动机检测出的检测电流的电动机的交流电流和电动机的电阻产生的电阻电压所得到的残存电压进行积分而对交流磁通的瞬时值进行运算，作为电感信息而生成与交流电流的瞬时值对应的交流磁通的瞬时值的特性。
[0011]专利技术的效果
[0012]在本申请说明书中公开的一个例子的电动机电感测定装置，根据由基于检测电流的电动机的交流电流和电动机的电阻产生的电阻电压及交流电压对交流磁通进行运算，生成与交流电流的瞬时值对应的交流磁通的瞬时值的特性而作为电感信息，因此能够高精度地对相当于电动机的电感的电动机电感信息进行测定。
附图说明
[0013]图1是表示实施方式1所涉及的电动机电感测定装置的结构的图。
[0014]图2是表示图1的q轴电压指令vq＊中的交流成分vqAC＊的测定波形的图。
[0015]图3是表示图1的q轴电流iqs中的交流成分iqsAC的测定波形的图。
[0016]图4是表示通过图1的磁通运算部进行运算的q轴磁通Φqs的交流成分ΦqsAC的测定波形的图。
[0017]图5是表示图1的环状磁通数据data1的图。
[0018]图6是表示图1的定序设定部的动作流程的图。
[0019]图7是表示实施方式2所涉及的电动机电感测定装置的结构的图。
[0020]图8是表示图7的非环状磁通数据data2的图。
[0021]图9是表示图7的定序设定部的动作流程的图。
[0022]图10是表示实施方式3所涉及的电动机电感测定装置的结构的图。
[0023]图11是表示实施方式4所涉及的电动机电感测定装置的结构的图。
[0024]图12是表示在图11的服务器中构建的电路块的第一例的图。
[0025]图13是表示在图11的服务器中构建的电路块的第二例的图。
[0026]图14是表示在图11的服务器中构建的电路块的第三例的图。
[0027]图15是表示在图11的服务器中构建的电路块的第四例的图。
[0028]图16是表示将电动机电感信息集成得到的集成数据的第一例的图。
[0029]图17是表示将电动机电感信息集成得到的集成数据的第二例的图。
[0030]图18是表示实施方式5所涉及的电动机驱动系统的结构的图。
[0031]图19是表示图18的电流控制部的结构的图。
[0032]图20是表示图19的电压指令补偿部的结构的图。
[0033]图21是表示实施方式6所涉及的电压指令补偿部的结构的图。
[0034]图22是表示实施方式7所涉及的观测器的一部分的结构的图。
[0035]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机电感测定装置，其对包含与在电动机中流动的交流电流的瞬时值对应的交流磁通的瞬时值的特性在内的电感信息进行测定，该电动机电感测定装置具有：通电控制部，其以对所述电动机的2轴正交旋转坐标上的至少1个轴施加交流电压而流动所述交流电流的方式，进行所述电动机的通电控制；以及电感运算部，其通过对从所述交流电压减去由基于从所述电动机检测出的检测电流的所述电动机的所述交流电流和所述电动机的电阻产生的电阻电压所得到的残存电压进行积分，从而对所述交流磁通的瞬时值进行运算，作为所述电感信息而生成与所述交流电流的瞬时值对应的所述交流磁通的瞬时值的特性。2.根据权利要求1所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部具有磁通运算部，该磁通运算部对与所述交流电流的特性为第一形状的所述交流磁通进行运算，生成与所述交流磁通的瞬时值对应的所述交流电流的瞬时值的特性即第一磁通数据，所述电感运算部生成所述第一磁通数据而作为所述电感信息。3.根据权利要求1所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部具有：磁通运算部，其对与所述交流电流的特性为第一形状的所述交流磁通进行运算，生成与所述交流磁通的瞬时值对应的所述交流电流的瞬时值的特性即第一磁通数据；以及信息变换部，其使用电阻型参数将所述第一磁通数据变换为第二形状的第二磁通数据，所述电感运算部生成所述第二磁通数据和该第二磁通数据被生成时的所述电阻型参数而作为所述电感信息。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部具有定序设定部，该定序设定部以对施加所述交流电压的轴还施加直流电压而将直流电流叠加流动的方式，将包含所述交流电流的振幅指令值及所述直流电流的大小的指令值在内的测定执行信号输出至所述通电控制部，所述通电控制部以基于所述测定执行信号在施加所述电动机的所述交流电压的轴流动所述交流电流及所述直流电流的方式，进行所述电动机的通电控制。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部具有定序设定部，该定序设定部将测定执行信号输出至所述通电控制部，该测定执行信号包含相对于施加所述交流电压的轴即第一轴而流动的所述交流电流的振幅指令值及直流电流即第一轴直流电流的大小的指令值，且包含相对于与所述第一轴不同的轴且施加直流电压的第二轴而流动的直流电流即第二轴直流电流的大小的指令值，所述通电控制部以基于所述测定执行信号在所述电动机的2轴正交旋转坐标上的所述第一轴流动所述交流电流及所述第一轴直流电流的方式，进行所述电动机的通电控制，并且以在所述第二轴流动所述第二轴直流电流的方式进行所述电动机的通电控制。6.根据权利要求4所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部是所述定序设定部将所述交流电流的所述振幅指令值及所述直流电流的大小的指令值被变更后的多个所述测定执行信号输出至所述通电控制部，
基于分别通过所述测定执行信号运转的前电动机的所述检测电流而生成多个所述电感信息。7.根据权利要求5所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部是所述定序设定部将对所述第一轴通电的所述交流电流的所述振幅指令值及所述第一轴直流电流的大小的指令值、对所述第二轴通电的所述第二轴直流电流的大小的指令值被变更后的多个所述测定执行信号输出至所述通电控制部，基于分别通过所述测定执行信号运转的前电动机的所述检测电流而生成多个所述电感信息。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部具有对所述电感信息进行记录的数据记录部。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动机电感测定装置，其中，所述电感运算部由在服务器的存储装置中存储的程序及执行所述程序的处理器实现功能，所述服务器经由通信网络与所述通电控制部连接。10.一种电动机驱动系统，其对电动机进行控制，该电动机驱动系统具有信息存储装置，该信息存储装置对由权利要求1至9中任一项所述的电动机电感测定装置生成的所述电感信息进行存储，该电动机驱动系统基于所述电感信息对所述电动机进行控制。11.根据权利要求10所述的电动机驱动系统，其中，具有：电流控制部，其输出对施加于所述电动机的2轴正交旋转坐标上的2轴的电压进行控制的2轴电压指令；以及电动机控制部，其输出对相对于所述电动机的2轴正交旋转坐标上的2轴而流动的电流进行控制的2轴电流指令，所述电流控制部具有：电压指令生成部，其根据从所述电动机控制部输出的所述2轴电流指令而生成初始的2轴电压指令；以及电压指令补偿部，其根据与所述2轴电流指令或者2轴电流相对应的所述电感信息，对与该交流电流的瞬时值对应的所述交流磁通的瞬时值进行运算，基于该交流磁通的瞬时值而生成补偿电压指令，基于所述补偿电压指令对所述初始的2轴电压指令进行校正而生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：古谷真一，足立章二，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：