[发明专利]电机控制装置

说明书

本发明提供一种电机控制装置，其实现更宽的恒功率区域。励磁电流指令运算器（135）使用转矩电流指令IqC和电机转速ωm识别电机（110）的旋转负荷状态并计算与该旋转负荷状态相应的励磁电流指令IdC。电机驱动部（q轴电流控制器（130）、d轴电流控制器（145）、坐标转换器（160）、PWM控制器（165）、功率变换器（170））使用转矩电流指令IqC和运算出的励磁电流指令IdC驱动电机（180）。

技术领域

本发明涉及一种可实现更宽的恒功率区域的电机控制装置。

背景技术

机床的主轴要求兼具低速重切削和高速切削。因此，使用磁场削弱的恒功率控制来实现低速旋转时的高转矩化和高速旋转化。作为进行恒功率控制的电机控制装置，可例示如下的结构的装置。

图10是现有电机控制装置的方框图。该电机控制装置如下进行动作。

首先，将速度指令与来自速度运算器15的电机转速ωm进行比较，利用速度控制器20求得q轴电流指令IqC。速度运算器15输出的电机转速ωm使用编码器10检测的位置反馈进行运算。将q轴电流指令IqC与来自坐标转换器25的q轴电流反馈IqF进行比较，利用q轴电流控制器30求得q轴电压指令VqC。

另一方面，参照电机转速ωm，给出所需的励磁电流作为d轴电流指令IdC。将d轴电流指令IdC与来自坐标转换器25的d轴电流反馈IdF进行比较，利用d轴电流控制器45求得d轴电压指令VdC。

转差频率运算器50根据q轴电流指令IqC和d轴电流指令IdC转差计算转差频率指令ωs。转差频率指令ωs与速度运算器15输出的电机转速ωm相加。用转差频率指令ωs和电机转速ωm求得一次调频指令ω1。用积分器55对一次调频指令ω1进行积分求得定子位置指令θmc。

坐标转换器60以定子位置指令θmc为基础将q轴电压指令VqC、d轴电压指令VdC进行坐标转换，求得三相电压指令Vuc、Vvc、Vwc。三相电压指令Vuc、Vvc、Vwc经由PWM控制器65、功率变换器70提供给电机80，并根据三相电压指令Vuc、Vvc、Vwc驱动电机80。

以定子位置指令θmc为基础，坐标转换器25通过对电机电流Iu、Iv进行坐标转换而求得q轴电流反馈IqF和d轴电流反馈IdF。

励磁电流指令IdC如图所示，在恒定转矩区域为定值，在恒功率区域，电机80的转速的上升成反比例减少。通过电机80的转速的上升成反比例使励磁电流指令IdC减小，进行磁场削弱控制。

另外，作为与上述现有技术类似的技术，作为检测倒相器的直流电压，在与电机的转速的平衡下自动地进行磁通控制的例子，有下述专利文献1所示的技术。

专利文献1：（日本）特开昭59－149785号公报

近年来，要求低速重切削的进一步高转矩化和高速切削的转速提高这样的两个特性的改善。为了响应该需要，要求扩大恒功率范围。

但是，一般来说，若要通过磁场削弱拓宽恒功率区域，高速旋转时的磁通就会减少。电机的感应电压用磁通和转速的积来表示。因此，若拓宽恒功率区域，在高速旋转时，相对地磁通成分就会减小，转速成分增大，电机的感应电压容易受到电机的转速波动的影响。

电机中存在固定旋转轴的轴承引起的转子的径向跳动及编码器的径向跳动。在这些径向跳动较大时，电机的感应电压产生波动，或者在电机的转速的检测中出现1转波动，高速轻负荷旋转时的电机电流变得不稳定。

为了改善上述状况，考虑增加高速旋转时的磁通的方法。但是，在增加了高速旋转时的磁通的情况下，电机的感应电压升高，在高速重负荷旋转时，控制电机的动作的倒相器的输出电压饱和，电机的转速变得不稳定。