感应电动机的控制装置及感应电动机的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种感应电动机的控制装置，包括：转矩特性设定装置(21)，其通过在时间序列上求取对应于感应电动机的动作条件而所需的转矩的值，并与预先确定了与感应电动机的旋转速度相应的转矩的转矩控制模式进行比较，来确认是否满足所需的转矩，在基本速度以下的速度区域中不满足所需的转矩的情况下，变更转矩控制模式以使恒转矩控制中的励磁电流的最大值变高，在基本速度以上的速度区域中不满足所需的转矩的情况下，将基本速度变更为比通常高；以及磁通指令变更装置(140)，对应于变更后的转矩控制模式，来变更磁场控制模式。由此，在感应电动机的控制中，能不损害装置的耐久性而实现以比通常高的转矩进行的控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应电动机的控制装置以及感应电动机的控制方法，特别涉及用于临时得到比通常高的转矩的控制。
技术介绍
在轧机中，进行使用感应电动机来对被轧材进行轧加工。在一般的感应电动机中，以如下方法来进行控制到基本速度为止进行转矩恒定的控制，从基本速度起到最高速度为止，使电动机输出恒定(功率恒定)。在轧机中，通过以在轧机入侧以及出侧对被轧材施加张力的状态，在旋转的作业辊间碾压被轧材进行加工，并送出加工后的被轧材，来连续地执行轧加工 。而且，在轧机中，电动机用于对被轧材给予张力，或者得到加工所需的旋转力。电动机在设备规划时选择、设置具有能得到轧制操作所需的转矩或输出的转矩-速度特性的物件。而且，作为对感应电动机的转矩-速度特性进行变更的方法，有取代牺牲高速度域下的转矩来提高低速度域下的转矩的方法(例如，参照专利文献I)、或取代缩窄可利用的速度域来将转矩维持得较高的方法(例如，参照专利文献2)。另一方面，作为在对感应电动机的转矩-速度特性进行变更的情况下的具体的处理，提出了通过在电动机控制中切换使用预先存储的多个磁场模式来作为不同特性的电动机而使用的方法(例如，参照专利文献3)、或在电动机控制中通过修正磁场来得到大的电动机转矩的方法(例如，参照专利文献4)。先行技术文献专利文献专利文献I日本特开2006-42562号公报专利文献2日本特开2006-42570号公报专利文献3日本特开2000-116199号公报专利文献4日本特开平8-70600号公报专利技术要解决的课题在设备规划时，假设作为某产品的被轧材，选择得到其生产能实现那样的输出的电动机。在此情况下，若还考虑生产的机会非常低的被轧材来选择电动机，则在大多数轧制操作中，电动机的输出变得无效。另外，还会产生需要对需要超过设备规划时的假设的转矩或输出那样的被轧材进行轧制的情况。在这样的情况下，现状是例如在降低压下率、抑制转矩上下功夫来实施轧制。作为产品而所需的板厚根据产品规格来确定，因此存在降低压下率会导致增加轧制次数从而操作效率下降的问题。为了解决以上的问题，在基本(BASE)速度区域中，为了临时地得到高转矩，需要变更电动机的转矩特性。在此，上述基本速度一般是指在可利用的速度范围中与最高的转矩对应的速度。另外，在应用感应电动机的除轧制设备以外的工作机械或铁道车辆、输送设备等中，也会产生根据操作条件而电动机所要求的转矩较大变动的情况。在所要求的转矩大于电动机输出转矩的情况下，不能满足操作条件。在这样的情况下，若能变更电动机的转矩特性以得到高转矩，则也能对应。在此情况下，如专利文献3所记载，若选择预先存储的多个磁场模式来进行使用，则只能以预先确定的磁场模式来使用电动机，从而将不能充分发挥电动机性能。另外，如专利文献4所记载，若修正磁场来得到大的转矩，则在旋转速度增大的情况下，电动机的端子电压也增大，若达到最大电压则需要减弱磁场，因此存在输出转矩下降的问题。如此，在用于临时得到高转矩的感应电动机的控制中，需要将转矩电流以及励磁电流的至少一者设为比通常的控制高的值。这能通过提高对感应电动机施加的电压来实现。然而，感应电动机所容许的电压有界限，若施加超过了该界限的电压，则会导致装置的故障或耐久性的下降
技术实现思路
本专利技术的课题在于，在感应电动机的控制中，能不损害装置的耐久性而实现以比通常高的转矩进行的控制。本专利技术的一形态是一种感应电动机的控制装置，该感应电动机通过用于使磁场产生的励磁电流、以及用于使与所述磁场相应的转矩产生的转矩电流来得到转矩，其中，在旋转速度达到基本速度之前的期间，进行使转矩成为恒定的恒转矩控制，且在从基本速度起到最高(TOP)速度为止的期间，进行使感应电动机的输出成为恒定的恒输出控制，进行控制使得在通常的控制中，基本速度处励磁电路的电压成为最大，在恒输出控制中，使端子电压随旋转速度的增加而变高以维持最大的励磁电路的电压，且在最高速度下施加最大的端子电压，且进行控制使得在用于临时得到高转矩的高转矩控制中，基本速度处的端子电压成为比通常的控制的基本速度处的端子电压高的值，在恒输出控制中，对应于旋转速度的增加来调整励磁电路的电压以使端子电压不超过界限值，且使励磁电流比通常的控制闻。另外，本专利技术的另一形态是一种感应电动机的控制方法，该感应电动机通过用于使磁场产生的励磁电流、以及用于使与所述磁场相应的转矩产生的转矩电流来得到转矩，其中，在旋转速度达到基本速度之前的期间，进行使转矩成为恒定的恒转矩控制，且在从基本速度起到最高速度为止的期间，进行使感应电动机的输出成为恒定的恒输出控制，进行控制使得在通常的控制中，基本速度处励磁电路的电压成为最大，在恒输出控制中，使端子电压随旋转速度的增加而变高以维持最大的励磁电路的电压，且在最高速度处施加最大的端子电压，且进行控制使得在用于临时得到高转矩的高转矩控制中，基本速度处的端子电压成为比通常的控制的基本速度处的端子电压高的值，在恒输出控制中，对应于旋转速度的增加来调整励磁电路的电压以使端子电压不超过界限值，且使励磁电流比通常的控制闻。另外，本专利技术的一形态是一种感应电动机的控制装置，具备转矩特性设定装置21,其通过在时间序列上求取对应于所述感应电动机的动作条件而所需的转矩的值,并与预先确定了与感应电动机的旋转速度相应的转矩的转矩控制模式进行比较，来确认是否满足所需的转矩的值，在比规定的旋转速度慢的速度区域中不满足所需的转矩的值的情况下，变更转矩控制模式以使恒转矩控制中的励磁电流的最大值变高；以及磁通指令变更装置140，其对应于变更后的转矩控制模式，来变更磁场控制模式。另外，本专利技术的另一形态是一种感应电动机的控制方法，其中，通过在时间序列上求取对应于所述感应电动机的动作条件而所需的转矩的值，并与预先确定了与感应电动机的旋转速度相应的转矩的转矩控制模式进行比较，来确认是否满足所需的转矩的值，在比规定的旋转速度慢的速度区域中不满足所需的转矩的值的情况下，变更转矩控制模式以使恒转矩控制中的励磁电流的最大值变高，且对应于变更后的转矩控制模式，来变更磁场控制模式。通过使用本专利技术，在感应电动机的控制中，能不损害装置的耐久性地实现以比通常高的转矩进行的控制。附图说明图I是表示本专利技术的实施方式所涉及的轧制装置的整体构成的图。 图2是表示本专利技术的实施方式所涉及的电动机控制装置的构成的图。图3是表示本专利技术的实施方式所涉及的电动机控制装置的构成的图。图4是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的等效电路的图。图5是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的电流以及电压的矢量关系的图。图6是表示一般的感应电动机的控制中的转矩-速度特性的图。图7是表示轧制所需的电转矩的式子的图。图8是表示在感应电动机中所要求的转矩-速度特性的例子的图。图9是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的转矩-速度特性的图。图10是表示现有技术所涉及的感应电动机的转矩-速度特性的图。图11是表示转矩倍率与线电流的变化之间的关系的图。图12是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的转矩-速度特性的图。图13是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的转矩-速度特性的图。图14是表示本专利技术的实施方式所涉及的感应电动机的控制系统构成的图。图15是表示本专利技术的实施方式所涉及的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应电动机的控制装置，该感应电动机通过用于使磁场产生的励磁电流、以及用于使与所述磁场相应的转矩产生的转矩电流来得到转矩，所述感应电动机的控制装置的特征在于包括：励磁电流控制部，其在达到预先确定的规定的旋转速度之前的期间，进行使转矩成为恒定的恒转矩控制，且在从所述规定的旋转速度起到最大的旋转速度为止的期间，通过使所述励磁电流减少，来进行使根据转矩以及旋转速度而求取的感应电动机的输出成为恒定的恒输出控制，在所述恒转矩控制中，将所述励磁电流固定为最大值，且在所述恒输出控制中，依照使所述励磁电流随旋转速度的上升而减少的磁场控制模式，来控制所述励磁电流；转矩确认部，其通过在时间序列上求取对应于所述感应电动机的动作条件而所需的转矩的值，并与预先确定了与所述感应电动机的旋转速度相应的转矩的转矩控制模式进行比较，来确认是否满足所求出的所述所需的转矩的值；转矩控制模式变更部，其在比所述规定的旋转速度慢的速度区域中不满足所求出的所述所需的转矩的值的情况下，变更所述转矩控制模式以使所述恒转矩控制中的所述励磁电流的最大值变高；和磁场控制模式变更部，其对应于变更后的所述转矩控制模式，来变更所述磁场控制模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：服部哲，永田宽，井上大辅，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：