[发明专利]电动机的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及将电动机的转子停止在固定位置上的电动机的控制方法和装置。

背景技术

关于使用于工作机械的主轴等的电动机，作为用于将电动机的转子定位停止在希望位置上公知技术，存在如下技术：在速度控制下运转到固定的速度(定位速度)，将控制模式从速度控制切换到位置控制，根据指令停止位置来进行位置控制。

图11表示了以往的电动机的控制装置的结构的一个例子。图12是表示以往的电动机的控制装置的动作的动作波形图。电动机M的转子的位置，通过编码装置等的位置传感器S来检测。位置传感器S的输出被输入到速度检测器SD中，速度检测器SD根据位置传感器S的输出来检测并输出转子的速度(与速度相当的信号)。在该以往的装置中，在电动机M在速度控制下进行旋转的情况下，开关S1位于a侧，使旋转速度指令与转子速度的偏差通过速度控制器SC，将转矩指令输出到转矩控制器TC。转矩控制器TC根据转矩指令来输出控制电动机M的电流指令，以使得电动机M的转矩与转矩指令一致。另外，在本例中，在转矩控制器内安装有按照电流指令来控制电动机电流的控制部。为了将电动机停止，而从上位控制器输出了定位速度指令后，将开关S1置于b侧，将开关S2置于a侧，来用定位速度指令进行速度控制。由此，如图12所示，电动机旋转速度逐渐降低，在定位速度下旋转。在位置控制系统中，取得表示使转子停止在电动机一次旋转内的哪个位置上的位置指令与由位置传感器S检测出的转子的位置的位置偏差，并输入到位置控制器PC中。位置控制器PC根据位置偏差，来计算来自位置环的速度指令。若来自位置环的速度指令为定位速度指令以下，则将开关S2切换到b侧来进行位置控制。以后，根据来自位置控制器PC的速度指令，对电动机M进行位置控制，若电动机的转子的位置成为指令停止位置，则电动机停止。若电动机M停止，则输出定位完成信号，定位停止控制完成。

另外，在工作机械的主轴上更换各种工具来进行了加工的情况下，存在因为根据工具不同而惯性不同，所以主轴电动机的定位置停止特性发生变化的问题。然而，在以往的控制装置中，不具备对此进行补正的功能。因此，以往在负载惯性较大的情况下，调整控制参数，以使得不产生过冲。但是，若像这样进行调整，则在负载惯性较小的情况下，产生到定位置停止为止的时间变长的问题。在工作机械中，为了提高生产率，加工效率的提高不可缺少，强烈地寻求定位置停止控制所需要的时间的缩短。作为推算惯性的方法，存在JP特开2007-156699号(JP特愿2005-349266)公报所公开的公知技术。在该公知技术中，根据转矩指令和加速度反馈，使用递归最小二乘方法来推算惯性。

专利文献1：JP特开2007-156699号公报

但是，在该公知技术中，主要是根据加速结束时和减速开始时等的信息来推算惯性，因此存在推算惯性值收敛之前需要数次的加减速，惯性的推算所需要的时间较长的问题。在工作机械的主轴等中，需要更换工具，使电动机高速旋转来进行加工，并在减速进行位置控制时推算出惯性值。但是，用以往的惯性推算方法，无法在短时间内推算惯性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够高速地检测出电动机的负载惯性发生了变化，并且即使在电动机的负载惯性发生了变化的情况下也能够高速地进行定位置停止控制的电动机的控制方法和装置。

本发明是一种电动机的控制方法，该电动机具备位置控制器、速度控制器、以及转矩控制器，将使旋转速度指令所指示的指令速度与电动机的转子的旋转速度的偏差通过速度控制器而得到的转矩指令提供给转矩控制器，对电动机的速度进行速度控制，以使得转子的旋转速度与旋转速度指令一致，并根据输入到位置控制器中的位置指令来控制转子的停止位置，该电动机的控制方法计算转子的加速度，并根据加速度的绝对值的最大值来决定位置控制器的增益。根据本发明，因为根据加速度的绝对值的最大值来推算惯性的变化和转矩常数的变化，所以能够高速地检测出电动机的负载惯性发生了变化，即使在电动机的负载惯性发生了变化的情况下也能够高速地进行定位置停止控制。