无传感器向量控制装置制造方法及图纸

提供不需执行复杂的运算及不需安装电压检测器的无传感器向量控制装置。差频运算电路存储有关感应电动机的转子的时间常数，用来自固定／旋转坐标变换电路的磁通电流检测值及转矩电流检测值和该时间常数进行差频运算。反电动势运算电路将根据转子速度指令值和差频进行加法运算所得的换流器输出频率指令值输入，输出反电动势指令。电压指令运算电路输出电压指令值。旋转／固定坐标变换电路将电压指令值输出到电压型换流器装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
无传感器向量控制装置本专利技术涉及不用设置用于检测交流电动机的旋转速度的速度传感器而对交流电动机进行向量控制的无传感器向量控制装置。近年来由于向量控制技术的发展，使用换流器装置大幅度提高了变速运转交流电动机时的控制性，但由于在向量控制中交流电动机的旋转速度的信息是不可缺少的，故通常在向量控制装置上安装有速度传感器。但是，安装速度传感器不仅导致高成本，而且按照实际设置装置时的环境，存在安装速度传感器困难的情况。例如，在工厂现场存在传感器安装地点发生剧烈振动的情况，另外由于布线上的问题和电动机轴端的空间上的问题，也存在不能安装速度传感器的情况。针对这些问题，最近不断开发出不需速度传感器的向量控制装置。图2是表示该无传感器向量控制装置的现有例的构成框图。在图2中，来自交流电源21的交流功率输入到电压型换流器装置22，可变电压可变频率的交流功率从电压型换流器装置22输出到感应电动机23。并且，向量控制系统由速度控制电路24、电流控制电路25、旋转/固定坐标变换电路26、输出频率运算电路27、积分电路28、固定/旋转坐标变换电路29及速度估计电路30等构成。接着，就图2操作进行说明。电流检测器31检测从电压型换流器装置22输出到感应电动机23的电流，将其电流检测值i1输出到固定/旋转坐标变换电路29及速度估计电路30。固定/旋转坐标变换电路29根据该电流检测值i1的输入，进行旋转坐标上的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT运算。速度估计电路30输入来自电流检测器31的电流检测值i1，另外也输入来自省略图示的电压检测器的电压检测值v1，根据这些输入和预先给定的各种参数给定值，通过运算，估计感应电动机23的转子的旋转速度ωr。加法器32输入有关感应电动机23的转子速度指令值ωr*和在速度-->估计电路30估计的旋转速度ωr，将其偏差Δω输出到速度控制电路24。速度控制电路24根据该偏差Δω的输出，运算旋转坐标上的磁通电流指令值iM*及转矩电流指令值iT*并输出。加法器33输入来自速度控制电路24的磁通电流指令值iM*和来自固定/旋转坐标变换电路29的磁通电流检测值iM，将其间的偏差ΔiM输出到电流控制电路25。同样，加法器34输入来自速度控制电路24的转矩电流指令值iT*和来自固定/旋转坐标变换电路29的转矩电流检测值iT，把其间的偏差ΔiT输出到电流控制电路25。电流控制电路25根据其偏差ΔiM、ΔiT的输入，进行电压指令值vM*、vT*运算，将其输出到旋转/固定坐标变换电路26。旋转/固定坐标变换电路26将从电流控制电路25输入的旋转坐标上的电压指令值vM*、vT*变换成固定坐标上的电压指令值vI*，将其输出到电压型换流器装置22。电压型换流器装置22根据该电压指令值vI*，对感应电动机23进行交流输出控制。另外，来自速度估计电路30的转子速度估计值ωr也输出到输出频率运算电路27。输出频率运算电路27存储有关感应电动机23的转子的预先给定的时间常数T2，用来自固定/旋转坐标变换电路29的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT和该时间常数T2进行差频ωs运算。并且，输出频率运算电路27根据将转子速度估计值ωr和差频ωs进行的加法运算，求电压型换流器装置22的输出频率(即旋转磁场速度)ωl，将其输出到积分电路28。积分电路28将该输出频率ωl积分，计算出相对于固定坐标的旋转坐标的旋转角θ，将其输出到旋转/固定坐标变换电路26及固定/旋转坐标变换电路29。旋转/固定坐标变换电路26及固定/旋转坐标变换电路29用该旋转角θ进行各坐标变换操作。可是，速度估计电路30用电流检测值i1及电压检测值v1和预先给定的各种参数进行转子速度估计值ωr运算，但是，该参数例如为定子电阻R1、转子电阻R2、一次自感L1、二次自感L2、互感LM、二次交链磁通Ψ等，其数目相当多。速度估计电路30将这些参数的值代入规定的运算表达式，意在进行转子速度估计值ωr运算，但由于这时的运算非常复杂，故不能将运算速度缩短在规定以下，因而，将向量控制的控制-->性提高到规定水平以上是困难的。并且，由于速度估计电路30需要电压检测值v1的输入，故在图2的构成里需要安装电压检测器，因而，从降低成本的观点及装置构成的简便化的观点来看，都是不利的。更进一步，即使使用电压检测器，电压的抽样也不容易，从这点来看，也是阻碍控制性提高的一个原因。本专利技术的目的在于考虑上述情况、提供不需执行复杂运算、且可不需安装电压检测器的无传感器向量控制装置。作为解决上述课题的手段，专利技术第一方面的特征在于，在通过电压型换流器装置进行交流电动机的速度控制的无传感器向量控制装置中，包括：根据上述电压型换流器装置的输出电流检测值i的输入，进行旋转坐标上的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT运算的固定/旋转坐标变换电路；根据来自上述固定/旋转坐标变换电路的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT和预先测量求出的上述交流电动机的转子的时间常数T2的输入，进行差频ωs运算的差频运算电路；根据由上述交流电动机的转子速度指令值ωr*和上述差频ωs加法运算所得的换流器输出频率指令值ω1*的输入，进行在上述交流电动机激励的反电动势的指令值E*运算的反电动势运算电路；根据来自上述反电动势运算电路的指令值E*和来自上述固定/旋转坐标变换电路的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT和预先测量求出的上述交流电动机的定子电阻R1的输入，进行旋转坐标上的电压指令值vM*、vT*运算的电压指令运算电路；根据来自上述电压指令运算电路的电压指令值vM*、vT*的输入，进行固定坐标上的电压指令值v1*的运算，将其输出到上述电压型换流器装置的旋转/固定坐标变换电路。本专利技术第二方面的特征在于，具有：在本专利技术第一方面中，根据上述换流器输出频率指令值ω1*的输入，进行旋转坐标的旋转角θ运算，将其输出到上述固定/旋转坐标变换电路及上述旋转/固定坐标变换电路的积分电路。图1是表示与本专利技术的实施例有关的无传感器向量控制装置的构成的框图。图2是表示与现有例有关的无传感器向量控制装置的构成的框图。-->以下，根据附图说明本专利技术的实施例。图1是表示本专利技术的实施例的构成的框图。在图1中，来自交流电源1的交流功率输入到电压型换流器装置2，可变电压可变频率的交流功率从电压型换流器装置2输出到感应电动机3。并且，向量控制系统由反电动势运算电路4、电压指令运算电路5、旋转/固定坐标变换电路6、积分电路7、差频运算电路8及固定/旋转坐标变换电路9等构成。与图2的构成不同，该图1的构成不需要电压检测器。接着就图1的操作进行说明。电流检测器11检测从电压型换流器装置2输出到感应电动机3的电流，将其电流检测值i1输出到固定/旋转坐标变换电路9。固定/旋转坐标变换电路9根据该电流检测值i1的输入，进行旋转坐标上的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT运算，将其输出到差频运算电路8及电压指令运算电路5。差频运算电路8存储有关感应电动机3的转子的预先给定的时间常数T2，用来自固定/旋转坐标变换电路9的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT和该时间常数T2进行差频ωs运算。可由下面表达式进行这时的差频ωs运算。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无传感器向量控制装置，用于通过电压型换流器装置进行交流电动机的速度控制，其特征在于，包括：根据上述电压型换流器装置的输出电流检测值ｉ１的输入，运算旋转坐标上的磁通电流检测值ｉＭ及转矩电流检测值ｉＴ的固定／旋转坐标变换电路；根据来 自上述固定／旋转坐标变换电路的磁通电流检测值ｉＭ及转矩电流检测值ｉＴ和预先经测量求出的上述交流电动机的转子的时间常数Ｔ２的输入，运算差频ωｓ的差频运算电路；根据由上述交流电动机的转子速度指令值ωｒ↑［＊］和上述差频ωｓ的加法运算所得到的 换流器输出频率指令值ω１↑［＊］的输入，运算在上述交换电动机激励的反电动势的指令值Ｅ↑［＊］的反电动势运算电路；根据来自上述反电动势运算电路的指令值Ｅ↑［＊］和来自上述固定／旋转坐标变换电路的磁通电流检测值ｉＭ及转矩电流检测值ｉＴ和预先 经测量求出的上述交流电动机的定子电阻Ｒ１的输入，运算旋转坐标上的电压指令值ｖＭ↑［＊］、ｖＴ↑［＊］的电压指令运算电路；根据来自上述电压指令运算电路的电压指令值ｖＭ↑［＊］、ｖＴ↑［＊］的输入，运算固定坐标上的电压指令值ｖ１↑［＊］，将 其输出到上述电压型换流器装置的旋转／固定坐标变换电路。...

【技术特征摘要】
JP 1997-3-26 073286/971.一种无传感器向量控制装置，用于通过电压型换流器装置进行交流电动机的速度控制，其特征在于，包括：根据上述电压型换流器装置的输出电流检测值i1的输入，运算旋转坐标上的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT的固定/旋转坐标变换电路；根据来自上述固定/旋转坐标变换电路的磁通电流检测值iM及转矩电流检测值iT和预先经测量求出的上述交流电动机的转子的时间常数T2的输入，运算差频ωs的差频运算电路；根据由上述交流电动机的转子速度指令值ωr*和上述差频ωs的加法运算所得到的换流器输出频率指令值ω1*的输入，运算在上述交换电动机激励的反电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨耕，余功军，川由纪夫，
申请(专利权)人：春日电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]