交流旋转机的控制装置制造方法及图纸

为了获得能够可靠且稳定地进行交流旋转机、特别是使用了永久磁石的同步电动机的无位置传感器矢量控制中的起动的交流旋转机的控制装置，交流旋转机的控制装置具有：稳态速度运算器16，在交流旋转机3的稳态控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机3的旋转角频率；以及运行开始速度运算器17，在交流旋转机3的运行开始后的规定的期间内的起动控制过程中，根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机3的旋转角频率，在起动控制过程中，校正电流指令使得电压指令的交流电压振幅为电力变换器2的最大输出电压以下的固定值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以无位置传感器的方式通过逆变器(inverter)来控制使用了永 久磁石的同步机的交流旋转机的控制装置。
技术介绍
以往的交流旋转机的控制装置中，在高精度地控制交流旋转机的输出转矩的情况 下，为了根据交流旋转机的转子位置来使电流流入而需要安装转子位置传感器。然而，由于 转子位置传感器体积较大，而配置上受到制约、用于将传感器输出传输到控制装置的控制 传输线的接线的麻烦，导致断线等的故障要因增加。与之相对，如下的所谓的无传感器矢量 控制已经开始用于实用通过检测在交流旋转机的转子的旋转过程中产生的感应电压，能 够间接地推定转子位置，并据此进行高速高精度的转矩控制。在无传感器矢量控制中，一般根据施加给交流旋转机的逆变器电压指令、和流经 交流旋转机的电流检测值来推定感应电压。然而，在逆变器工作开始前，无法知道交流旋转 机的转子位置，特别是交流旋转机高速地旋转而反向电压振幅高的情况下，在逆变器再起 动时，由于电流控制不稳定导致产生不期望的转矩、在最坏的情况下有时由于过电流保护 工作而变得无法再起动。为了解决这样的课题，在从逆变器再起动到固定时间的期间，不实施无传感器控 制而只实施电流反馈控制，根据这期间的电压矢量或者电流矢量的旋转速度来推测交流旋 转机的旋转速度的概略值，之后将该推测值作为初始值来开始无传感器控制。由此，即使 在使用了永久磁石的交流旋转机高速地旋转的状态下，也平滑地进行逆变器的再起动。(例 如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-065410号公报(第4-7页、图1、图2)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如以往的交流旋转机的控制装置那样，在只实施电流反馈控制、并根据这期间的 电压矢量或者电流矢量的旋转速度来推测交流旋转机的旋转速度的概略值的方法中，当交 流旋转机高速旋转时，有时交流旋转机的感应电压到了逆变器的可输出电压以上。在这种 情况下，在专利文献I所示的方法中，存在电流反馈控制不稳定的问题。本专利技术是为了解决如上所述的课题而作出的，在于获取一种能够可靠且稳定地进 行交流旋转机、特别是使用了永久磁石的同步电动机的无位置传感器矢量控制的再起动的 交流旋转机的控制装置。解决技术问题的技术方案本专利技术的交流旋转机的控制装置具备控制单元，根据电流指令产生电压指令，并根据电压指令产生开关指令；电力变换器，根据开关指令产生交流电压，并将交流电压向交 流旋转机进行施加；电压检测器，检测电力变换器的输入直流电压；以及电流检测器，检测 流经交流旋转机的交流电流，其中，控制单元具有稳态速度运算器以及运行开始速度运算 器，稳态速度运算器在交流旋转机的稳态控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交 流旋转机的旋转角频率，运行开始速度运算器在交流旋转机的运行开始后的规定的期间内 的起动控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率，在起动控 制过程中，校正电流指令使得电压指令的交流电压振幅为电力变换器的最大输出电压以下 的固定值。专利技术效果本专利技术具有稳态速度运算器，在交流旋转机的稳态控制过程中根据交流电流以 及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率；以及运行开始速度运算器，在交流旋转机的 运行开始后的规定的期间内的起动控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋 转机的旋转角频率，在起动控制过程中，校正电流指令使得电压指令的交流电压振幅为电 力变换器的最大输出电压以下的固定值，因此在交流旋转机的无负荷感应电压为电力变换 器的输入直流电压以上的过调制区域中能够实施减弱控制，防止过调制导致的控制的不稳 定化，能够对交流旋转机可靠且稳定地进行起动控制。附图说明图1是本专利技术的实施方式I图2是本专利技术的实施方式I图3是本专利技术的实施方式I图4是本专利技术的实施方式I图5是本专利技术的实施方式I图6是本专利技术的实施方式I图7是本专利技术的实施方式2图8是本专利技术的实施方式2附图标记说明1、21 :控制电路；2 :电力变换器；3 :交流旋转机；4 :电流检测器；5 :电压检测器； 11 电流指令器；12 :电流控制器；13 :d-q轴/三相坐标变换器；14 :三相/d_q轴坐标变换 器；15 :积分器；16 :稳态速度运算器；17 :运行开始速度运算器；18 :电压固定控制器；19 切换开关；22 :开始相位设定器。中的交流旋转机的控制装置的框图。中的稳态控制时的交流旋转机的控制装置的框图。 中的电压固定控制器的框图。中的起动控制时的交流旋转机的控制装置的框图。 中的调制率和d轴电流的时序图。中的运行开始速度运算器的框图。中的交流旋转机的控制装置的框图。中的开始相位设定器的框图。具体实施方式实施方式1.图1是本专利技术的实施方式I中的交流旋转机的控制装置的框图。另外，图2是稳 态控制时的交流旋转机的控制装置的框图。图4是起动控制时的交流旋转机的控制装置的 框图。在图1中，交流旋转机的控制装置对交流旋转机3进行驱动控制，由控制电路1、电力 变换器(逆变器)2、电流检测器4、以及电压检测器5构成。控制电路I是根据电流指令id*、iq*来产生电压指令vd*、vq*、根据电压指令vd*、vq*来产生开关指令su*、sv*、sw*的控制单元。电力变换器2例如是三相电力变换器， 进行直流电力与三相交流电力的电力变换，根据开关指令su*、sv*、sw*来产生交流电压并将交流电压向交流旋转机3进行施加。电力变换器2包含相互并联地连接于直流电源的U 相、V相、W相的三相变换电路。如众所周知，U相、V相、W相的各变换电路分别包含由正侧和负侧这一对开关构成的臂，在各变换电路的一对开关之间连接三相的交流供电路径Iu、 Iv、Iw。在本实施方式中，电力变换器2构成为可变电压可变频率型的三相电力变换器。电力变换器2从控制电路I接受开关指令su*、sv*、sw*,当将直流电力变换为三相交流电力时，根据该开关指令su*、sv*、sw*来产生具有被控制的输出电压以及被控制的角频率的三相交流电力。开关指令su*、sv*、sw*被分别提供给U相、V相、W相的变换电路，各变换电路的一对开关按基于开关指令SU*、SV*、SW*的被控制的相位进行通断。在本实施方式中，交流旋转机3是使用了永久磁石的同步电动机，经由三相的交流供电路径Iu、Iv、Iw而连接在电力变换器2。电流检测器4例如配置在交流供电路径Iu、 Iv、Iw,根据从电力变换器2流到交流旋转机3的交流相电流、即U相电流iu和W相电流 iw来检测电流。电压检测器5检测施加到电力变换器2的输入侧的输入直流电压Vdc，例如设置在电力变换器2的输入侧，应用检测输入直流电压Vdc的电压传感器。控制电路I由对于通常的无传感器矢量控制包含交流旋转机3的起动控制的控制系统构成。控制电路I具备有电流指令器11、电流控制器12、d-q轴/三相坐标变换器13、 三相/d-q轴坐标变换器14、积分器15、稳态速度运算器16、运行开始速度运算器17、以及电压固定控制器18。电流指令器11根据交流旋转机3的稳态控制时的转矩指令τ *生成电流指令id*、iq*。电流控制器12根据电流指令id*、iq*生成电压指令vd*、vq*。稳态速度运算器16在交流旋转机3的稳态控制过程中，根据电压指令vd*、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】2010.07.27 JP 2010-1682021.一种交流旋转机的控制装置，其特征在于，具备 控制单元，根据电流指令产生电压指令，并根据所述电压指令产生开关指令； 电力变换器，根据所述开关指令产生交流电压，并将所述交流电压施加到交流旋转机； 电压检测器，检测所述电力变换器的输入直流电压；以及 电流检测器，检测流经所述交流旋转机的交流电流， 其中，所述控制单元具有稳态速度运算器和运行开始速度运算器，所述稳态速度运算器在所述交流旋转机的稳态控制过程中，根据所述交流电流以及所述电压指令来运算所述交流旋转机的旋转角频率，所述运行开始速度运算器在所述交流旋转机的运行开始后的规定的期间内的起动控制过程中，根据所述交流电流以及所述电压指令来运算所述交流旋转机的旋转角频率， 在所述起动控制过程中，校正所述电流指令使得所述电压指令的交流电压振幅为所述电力变换器的最大输出电压以下的固定值。2.根据权利要求1所述的交流旋转机的控制装置，其特征在于， 所述起动控制过程中的所述电压指令的交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤将，山崎尚德，畠中启太，北中英俊，山下良范，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：