与感应电动机一起使用的变速控制装置制造方法及图纸

一种变速控制装置包括电压指令值计算电路、用于从初级角频率指令值计算相角指令值的积分器、用于根据基于交流电压指令值和相角指令值上的交流电压特性值矢量来执行功率转换的功率转换电路、电流检测器、感应电压计算电路、位置偏差量计算电路、以及补偿器。结果，变速控制装置的坐标轴和感应电动机的坐标轴之间的轴向差减小为“０”，从而提高电动机的效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与感应电动机一起使用的变速控制装置本专利技术涉及变速控制装置，其通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算AC(交流)电压指令值，并通过将该电压指令值提供到功率转换电路如逆变器等来驱动感应电动机。图1是表示与感应电动机一起使用的常规变速控制装置整体的方框图。在该图中，电压指令值计算电路4根据初级角频率指令值ω1*和次级磁通指令值φ2*来计算旋转坐标系(d-q轴)中的电压指令值v1d*和v1q*，并输出计算值，其中初级角频率指令值ω1*和次级磁通指令值φ2*是指令值产生电路3的输出。接着，积分器5计算相角指令值θ*，其中ω1*输入到积分器5中。在此，假定旋转坐标系以等于初级角频率指令值ω1*的角速度旋转，其d轴是匹配相角指令值θ*方向的坐标轴，而其q轴是与d轴正交的坐标轴。坐标变换电路7根据相角指令值θ*执行旋转坐标变换并输出交流电压指令值矢量v1*，其中电压指令值v1d*和v1q*输入到坐标变换电路7中。功率转换电路1如逆变器等根据交流电压指令值矢量v1*输出每相的交流电压，并驱动感应电动机2。在上述的常规变速控制装置中，根据相角指令值θ*的方向确定的次级磁通指令值φ2*和感应电动机2中出现的次级磁通之间往往存在偏差，这是由于电压指令值计算电路4中的计算误差、功率转换电路1输出的交流电压输出指令值和实际值之间的误差、或类似误差所产生的。结果，不能产生根据一个指令值的磁通，这导致所产生力矩或电动机的效率等下降。本专利技术的一个目的是提供一种与感应电动机一起使用的变速控制-->装置，其包括用来补偿次级磁通指令值和感应电动机中实际出现的次级磁通之间的偏差的装置，根据指令值产生次级磁通来实现满意的控制，以及能产生期望的力矩并能提高电动机的效率，从而克服上述问题。本专利技术的变速控制装置与感应电动机一起使用，并被构造为包括电压指令值计算单元、积分单元、功率转换电路、电流检测单元、电压检测单元、感应电压计算单元、位置偏差量计算单元、以及补偿单元。在本专利技术的第一方面中，电压指令值计算单元通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算d-q轴旋转坐标系上的交流电压指令值，该d-q轴旋转坐标系以等于初级角频率指令值的角速度旋转。积分单元通过积分初级角频率指令值来计算相角指令值。功率转换电路根据从交流电压指令值和相角指令值获得的交流电压指令值来执行功率转换，并将交流电压提供到感应电动机上。电流检测单元检测感应电动机的电流。感应电压计算单元从交流电压指令值矢量、电流检测单元的输出、第一初级角频率指令值、以及电动机常量来计算感应电动机的感应电压矢量的d轴分量。位置偏差量计算单元计算感应电动机次级磁通的坐标轴和次级磁通指令值的坐标轴作为位置偏差量，该位置偏差量是初级角频率的补偿量。补偿单元通过将位置偏差量补偿到第一初级角频率指令值来产生第二初级角频率指令值，第二初级角频率指令值被提供到电压指令值计算单元和积分单元。在本专利技术的第二方面中，电压指令值计算单元通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算d-q轴旋转坐标系上的交流电压指令值，该d-q轴旋转坐标系以等于初级角频率指令值的角速度旋转。积分单元通过积分初级角频率指令值来计算相角指令值。功率转换电路根据从交流电压指令值和相角指令值获得的交流电压指令值矢量来执行功率转换，并将交流电压提供到感应电动机上。电流检测单元检测感应电动机的电流。电压检测单元检测感应电动机的端电压。感应电压计算单元从电压检测单元的输出、电流检测单元的输出、第一初-->级角频率指令值、以及电动机常量来计算感应电动机的感应电压矢量的d轴分量。位置偏差量计算单元计算感应电动机次级磁通的坐标轴和从感应电压计算单元的计算结果得到的次级磁通指令值的坐标轴作为位置偏差量，该位置偏差量是初级角频率的补偿量。补偿单元通过将位置偏差量补偿到第一初级角频率指令值来产生第二初级角频率指令值，第二初级角频率指令值被提供到电压指令值计算单元和积分单元。图1是表示与感应电动机一起使用的常规变速控制装置整体的方框图；图2是表示感应电压和磁通之间关系的矢量图；图3是表示本专利技术第一优选实施例结构的方框图；图4是表示本专利技术第二优选实施例结构的方框图；图5是表示本专利技术第三优选实施例结构的方框图；以及图6是表示本专利技术第四优选实施例结构的方框图。下面，参考附图来描述本专利技术的优选实施例。首先，在d-q轴旋转坐标系中得出的感应电动机电压的等式可用下面的表达式1来表示。[表达式1]其中v1d是初级电压的d轴分量，v1q是初级电压的q轴分量，i1d是初级电流的d轴分量，i1q是初级电流的q轴分量，φ2d是次级磁通的d轴分量，φ2q是次级磁通的q轴分量，R1是初级(定子)绕组的电阻，R2是次级(转子)导体的电阻，Lσ是漏电感，ω1是初级角频率，ω2是次级(转子)角频率，τ2是次级时间常数，以及p是微分算子(＝d/dt)。在此考虑这种情况，即变速控制装置中用于表达式1的计算中的-->电压、电流以及电动机常量和可控感应电动机的电压、电流以及电动机常量之间没有误差。此时，感应电动机的次级磁通φ2的方向和变速控制装置的次级磁通指令值φ2*之间没有偏差。如果给出初级角频率指令值ω1*和次级磁通指令值φ2*，将φ2d＝φ2*，φ2q＝0，以及ω1＝ω1*置于表达式(1)中。初级电压指令值的d轴分量v1d*和q轴分量v1q*可用表达式2来表示。[表达式2]v1d*＝(R1+pLσ)i1d-ω1*Lσi1qv1q*＝ω1*φ2*+(R1+pLσ)i1q+ω1*Lσi1d下面考虑的是感应电动机的次级电路的感应电压矢量e2＝(e2d，e2q)T(下文称作感应电压，()T表示矩阵()的转置矩阵)。通过变换上述表达式1的第一和第二行，感应电压的d轴分量e2d和q轴分量e2q可用表达式(3)来表示。这里，从输入到功率转换电路的交流指令值矢量v1*或感应电动机的端电压检测值得到表达式3中的v1d和v1q。[表达式3]e2d＝pφ2d-ω1φ2q＝v1d-(R1+pLσ)i1d+ω1Lσi1qe2q＝ω1φ2d+Pφ2q＝v2q-(R1+pLσ)i1q+ω1Lσi1d接着考虑上述由于交流电压指令值的计算误差或类似误差引起的感应电动机的次级磁通φ2的方向和变速控制装置的次级磁通指令值φ2*之间存在偏差的情况。图2是表示感应电压e2和次级磁通φ2之间关系的矢量图。在该图中，d-q轴是用于变速装置内部计算的坐标轴，而dm-qm轴是基于感应电动机的次级磁通φ2的坐标轴。由于感应电压e2与次级磁通φ2正交，所以，如果变速控制装置的坐标轴(d-q轴)和感应电动机的坐标轴(dm-qm轴)之间没有偏差，那么感应电压e2的d轴分量e2d为“0”。如果存在偏差，那么e2d≠0。此外，假设轴向偏差角为Δθ，如图2中所示，Δθ和e2d的符号具有表达式4所表示的关系，其取决于初级角频率指令值ω1*的(正/负)-->符号。[表达式4]设ω1*≥0。      当Δθ＞0，e2d＞0    当Δθ＜0，e2d＜0设ω1*＜0.      当Δθ＞0，e2d＜0    当Δθ＜0，e2d＞0相应地，执行比例操作或比例积分操作，其将感应电压e2的d轴分量e2d用作输入，通过将第一(最初)初级角频率指令值ω本文档来自技高网...

【技术保护点】
与感应电动机一起使用的变速控制装置，包括： 电压指令值计算装置，用于通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算ｄ－ｑ轴旋转坐标系上的交流电压指令值，该ｄ－ｑ轴旋转坐标系以等于初级角频率指令值的角速度旋转； 积分装置，用于通过积分初级角频率指令值来计算相角指令值； 功率转换电路，用于根据从交流电压指令值和相角指令值获得的交流电压指令值来执行功率转换，并将交流电压提供到感应电动机上； 电流检测装置，用于检测感应电动机的电流； 感应电压计算装置，用于根据交流电压指令值矢量、所述电流检测装置的输出、第一初级角频率指令值、以及电动机常量来计算感应电动机的感应电压矢量的ｄ轴分量； 位置偏差量计算装置，用于计算感应电动机次级磁通的坐标轴和从所述感应电压计算装置的计算结果得到的次级磁通指令值的坐标轴之间的轴向偏差作为位置偏差量，该位置偏差量是初级角频率的补偿量；以及 补偿装置，用于通过将位置偏差量补偿到第一初级角频率指令值来产生第二初级角频率指令值，第二初级角频率指令值被提供到所述电压指令值计算装置和所述积分装置中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-5-21 141408/19991.与感应电动机一起使用的变速控制装置，包括：电压指令值计算装置，用于通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算d-q轴旋转坐标系上的交流电压指令值，该d-q轴旋转坐标系以等于初级角频率指令值的角速度旋转；积分装置，用于通过积分初级角频率指令值来计算相角指令值；功率转换电路，用于根据从交流电压指令值和相角指令值获得的交流电压指令值来执行功率转换，并将交流电压提供到感应电动机上；电流检测装置，用于检测感应电动机的电流；感应电压计算装置，用于根据交流电压指令值矢量、所述电流检测装置的输出、第一初级角频率指令值、以及电动机常量来计算感应电动机的感应电压矢量的d轴分量；位置偏差量计算装置，用于计算感应电动机次级磁通的坐标轴和从所述感应电压计算装置的计算结果得到的次级磁通指令值的坐标轴之间的轴向偏差作为位置偏差量，该位置偏差量是初级角频率的补偿量；以及补偿装置，用于通过将位置偏差量补偿到第一初级角频率指令值来产生第二初级角频率指令值，第二初级角频率指令值被提供到所述电压指令值计算装置和所述积分装置中。2.与感应电动机一起使用的变速控制装置，包括：电压指令值计算装置，用于通过使用初级角频率指令值和次级磁通指令值来计算d-q轴旋转坐标系上的交流电压指令值，该d-q轴旋转坐标系以等于初级角频率指令值的角速度旋转；积分装置，用于通过积分初级角频率指令值来计算相角指令值；功率转换电路，用于根据从交流电压指令值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：田岛宏一，石井新一，海田英俊，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]