电动机驱动装置制造方法及图纸

电动机驱动装置(100)具备：作为电流控制器的dq轴电流控制器(7)，将流过作为电动机的同步电动机(1)的相电流的值变换成d轴电流及q轴电流的各个值，并基于d轴电流及d轴电流指令和q轴电流及q轴电流指令来决定电压指令从而控制相电流；电压振幅运算部(8)，求出电压振幅；速度控制器(6)，基于速度指令、电动机的转速和使速度指令降低的速度下降量来决定q轴电流指令，从而控制转速；弱磁控制器(9)，基于电压振幅和第1电压限制值来决定d轴电流指令，从而进行用于限制向电动机输出的电压的振幅的磁通控制；以及速度下降控制器(10)，基于电压振幅和第2电压限制值来控制速度下降量。速度下降控制器(10)决定使电压振幅小于第2电压限制值的速度下降量。制值的速度下降量。制值的速度下降量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置


[0001]本专利技术涉及驱动同步电动机的电动机驱动装置。

技术介绍

[0002]使用同步电动机的伺服系统被用作各种机械装置的动力源。在一般的伺服系统中，速度控制器与电流控制器串联连接。为了保护同步电动机及机械装置，对各控制器的输出设置有限制器。另外，一般而言，向同步电动机输出交流电压的电力变换器具有能够输出的最大电压的限制或能够输出的最大电流的限制。电力变换器所具有的这种限制也与限制器同样地发挥作用。
[0003]对各控制器设置有用于控制输出以消除稳态偏差的积分器。已知在各控制器的输出由于限制器而饱和的情况下，积分继续而累计过度，由此产生终结(windup)现象，该终结现象是即使指令值发生变化，输出值也不再从限制值改变的现象。终结现象有时会成为导火索而激发持续振荡。终结现象是使伺服系统进行的控制的稳定性降低的因素。作为防止终结现象的方法之一，举出如下方法：在探测到各控制器的输出饱和的情况下，使向各控制器输入的指令值降低以解除饱和状态。
[0004]专利文献1中公开了如下涉及电动机的速度控制装置的控制方法：在由于电力变换器的输出电压达到上限而输出电压饱和的情况下，使速度指令值减小。专利文献1的速度控制装置在电力变换器的输出电压饱和时，进行使电压指令值的相位相对于dq旋转坐标为超前相位的电压相位控制，当判断为电压指令值的相位角超过了阈值时，进行修正速度指令值的运算从而使速度指令值减小。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特许第5256009号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的技术课题
[0009]在应用专利文献1所记载的控制方法的情况下，电动机驱动装置通过适当地调整控制参数，可以防止产生终结现象。但是，根据专利文献1所记载的控制方法，需要调整大量的控制参数。另外，伺服系统或受控对象模型(plant model)中包含表示出复杂特性的大量非线性元素(non
‑
linear element)。由此，根据专利文献1所记载的控制方法，电动机驱动装置通过试错来调整控制参数，因此存在如下问题：用于进行对电动机的稳定控制的调整所需的作业负担很大。
[0010]本专利技术是鉴于上述问题而做出的，目的在于得到能够降低用于进行对电动机的稳定控制的调整所需的作业负担的电动机驱动装置。
[0011]用于解决技术课题的技术方案
[0012]为了解决上述技术课题并达到目的，本专利技术的电动机驱动装置具备：电流控制器，
将流过电动机的相电流的值变换成dq坐标系的电流即d轴电流及q轴电流的各个值，基于d轴电流及d轴电流指令和q轴电流及q轴电流指令来决定电压指令，从而控制相电流；电压振幅运算部，求出作为电压指令的振幅的电压振幅；速度控制器，基于速度指令、电动机的转速和使速度指令降低的速度下降(droop)量来决定q轴电流指令，从而控制转速；弱磁控制器，基于电压振幅和第1电压限制值来决定d轴电流指令，从而进行用于限制向电动机输出的电压的振幅的磁通控制；以及速度下降控制器，基于电压振幅和第2电压限制值来控制速度下降量。速度下降控制器决定使电压振幅小于第2电压限制值的速度下降量。
[0013]专利技术效果
[0014]根据本专利技术，电动机驱动装置起到能够降低用于进行对电动机的稳定控制的调整所需的作业负担的效果。
附图说明
[0015]图1为示出本专利技术的实施方式1的电动机驱动装置的结构例的框图。
[0016]图2为示出实施方式1的电动机驱动装置具有的速度控制器的结构例的框图。
[0017]图3为用于说明表示作为实施方式1的电动机驱动装置的控制对象的同步电动机的电压状态的电压矢量的图。
[0018]图4为示出实施方式1的电动机驱动装置具有的弱磁控制器的结构例的框图。
[0019]图5为示出实施方式1的电动机驱动装置具有的速度下降控制器的结构例的框图。
[0020]图6为示出实施方式1的电动机驱动装置和同步电动机的控制模型的例子的图。
[0021]图7为示出将图6所示的控制模型在高速区域的工作点附近进行近似而得到的模型的图。
[0022]图8为用于对图4所示的弱磁控制器的弱磁控制增益的设计进行说明的第1图。
[0023]图9为用于对图4所示的弱磁控制器的弱磁控制增益的设计进行说明的第2图。
[0024]图10为用于对图4所示的弱磁控制器的弱磁控制增益的设计进行说明的第3图。
[0025]图11为用于对图4所示的弱磁控制器的弱磁控制增益的设计进行说明的第4图。
[0026]图12为对图5所示的速度下降控制器的速度下降控制增益的设计进行说明的第1图。
[0027]图13为对图5所示的速度下降控制器的速度下降控制增益的设计进行说明的第2图。
[0028]图14为对图5所示的速度下降控制器的速度下降控制增益的设计进行说明的第3图。
[0029]图15为对图5所示的速度下降控制器的速度下降控制增益的设计进行说明的第4图。
[0030]图16为示出使用实施方式1的电动机驱动装置的情况下的工作波形的例子的图。
[0031]图17为示出本专利技术的实施方式2的电动机驱动装置具有的硬件结构的例子的图。
[0032]附图标记
[0033]1：同步电动机；2：机械装置；3：电力变换器；4：电流检测部；5：位置速度确定部；6：速度控制器；7：dq轴电流控制器；8：电压振幅运算部；9：弱磁控制器；10：速度下降控制器；11：信号；12：电压指令；21、25：加法器；22、41、51、61：减法器；23：速度FB控制器；24：速度FF
控制器；30：电压限制圆；42、52、62：积分器；60：低通滤波器；100：电动机驱动装置；101：处理器；102：存储器。
具体实施方式
[0034]以下基于附图详细说明本专利技术的实施方式的电动机驱动装置。此外，本专利技术不被限于该实施方式。
[0035]实施方式1.
[0036]图1为示出本专利技术的实施方式1的电动机驱动装置的结构例的框图。实施方式1的电动机驱动装置100驱动同步电动机1。电动机驱动装置100连接于电力变换器3。同步电动机1机械连接于机械装置2。同步电动机1为机械装置2的动力源。电力变换器3向同步电动机1输出交流电压，从而机械装置2进行工作。同步电动机1、电力变换器3以及电动机驱动装置100构成驱动同步电动机1的电动机系统。
[0037]在实施方式1中，同步电动机1为在转子设置有永磁体的永磁同步电动机。同步电动机1可以为在转子缠绕有励磁绕组的绕组磁场式同步电动机，也可以为利用转子的凸极性得到旋转转矩的磁阻式同步电动机。永磁体在同步电动机1中的配置可以为嵌入型的配置也可以为表面型的配置。在实施方式1中，将同步电动机1设为三相同步电动机。同步电动机1也可以为三相以外的同步电动机。例如，同步电动机1可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：电流控制器，将流过电动机的相电流的值变换成dq坐标系的电流即d轴电流及q轴电流的各个值，基于所述d轴电流及d轴电流指令和所述q轴电流及q轴电流指令来决定电压指令，从而控制所述相电流；电压振幅运算部，求出作为所述电压指令的振幅的电压振幅；速度控制器，基于速度指令、所述电动机的转速和使所述速度指令降低的速度下降量来决定所述q轴电流指令，从而控制所述转速；弱磁控制器，基于所述电压振幅和第1电压限制值来决定所述d轴电流指令，从而进行用于限制向所述电动机输出的电压的振幅的磁通控制；以及速度下降控制器，基于所述电压振幅和第2电压限制值来控制所述速度下降量，其中，所述速度下...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥健治，丰留慎也，鹿岛美津夫，沓木知宏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：