[发明专利]检测电压饱和的电动机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机的控制系统，特别涉及一种能够对用于驱动电动机的电流放大器中的电压饱和进行检测并通知给上级控制装置的电动机的控制系统。

背景技术

在机床等使用同步电动机来驱动的系统中，当指令加速度变大时，有时由于超过同步电动机的最大转矩而无法按照指令动作。与此同样地，根据同步电动机的电感不同，当指令急动度(日语：指令加々速度)变大时，有时由于同步电动机的指令电压超过电流放大器(Amplifier)的最大电压而无法按照指令动作。在此，将同步电动机的电压指令超过电流放大器的最大电压的情况称为“电压饱和”。

因此，报告了一种检测指令电压是否发生电压饱和的控制装置(例如参照日本专利公开公报JP-A-2000-341991(专利文献1)、JP-A-2003-209996)。图1中示出了以往的电动机的控制装置的结构。以往的控制装置具备：饱和检测器1009，其输出电压饱和信号，该电压饱和信号在输入到电力转换器1001的电压指令的大小超过了电力转换器1001能够施加于PM电动机1002的最大电压而发生了电压饱和时为“-1”，否则为“1”；以及磁通电流调整器1010，其在饱和检测器1009所输出的电压饱和信号为“1”时使d轴电流idc向正方向逐渐增加到规定的上限值，在电压饱和信号为“-1”时使d轴电流idc向负方向逐渐增加到规定的下限值。通过构成为这种结构，能够自动地调整d轴电流指令idc的大小来避免电压指令Vc超过电力转换器1001所能够输出的最大电压Vm。另外，能够使q轴电流、d轴电流分别追随各自的电流指令。因此，即使是电压饱和也能够继续运转，在电压不饱和时能够设为使效率最大的运转状态。

如上所述，专利文献1中公开了以下内容：检测并输出电压饱和、以及降低电流指令。但是，在专利文献1中，虽然记载了在电压饱和时降低电流指令，但是，若降低电流指令则转矩不会按照转矩指令来产生。其结果，产生以下问题：无法以按照指令形状的速度和位置动作，尤其是在利用多个轴的动作对工件的轮廓进行加工的情况下，形状精度会恶化。

本发明的目的在于提供一种具有以下功能的同步电动机的控制系统：通过检测是否发生了电压饱和并将其通知给上级控制装置，来抑制指令急动度。

发明内容

基于本发明的实施例的电动机的控制系统是具有控制电动机的多个控制装置以及对该控制装置提供指令的上级控制装置的电动机的控制系统，该电动机的控制系统的特征在于，控制装置具有：位置控制部，其基于从上级控制装置输出的位置指令和指令速度来进行位置控制；速度控制部，其基于从位置控制部输出的速度指令来进行速度控制；电流控制部，其基于从速度控制部输出的电流指令来进行电流控制；以及电流放大器，其基于从电流控制部输出的电压指令对用于驱动电动机的电流进行放大，电流控制部具备：电压饱和处理部，其判断电压指令是否超过了电流放大器的电源电压并输出其判断结果；以及电压饱和通知部，其将电压饱和处理部所输出的判断结果通知给上级控制装置。

附图说明

通过参照以下的附图会进一步明确理解本发明。

图1是以往的电动机的控制装置的结构图。

图2是本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统的结构图。

图3是本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统中的电流控制部和电流放大器的结构图。

图4是表示本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统中的电压饱和部的动作过程的流程图。

图5是表示本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统中的变更进给速度的方法的流程图。

图6是表示本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统中的变更最大加速度的方法的流程图。

图7是表示本发明的实施例1所涉及的电动机的控制系统中的插值计算的过程的流程图。

图8A是以极坐标表示加工点的轨迹的图。

图8B是以二维坐标表示加工点的轨迹的图。

图9A是表示加工速度为120[mm/sec]时的C轴速度的角度依赖性的图。

图9B是表示加工速度为100[mm/sec]时的C轴速度的角度依赖性的图。

图10A是表示加工速度为120[mm/sec]时的X轴速度的角度依赖性的图。

图10B是表示加工速度为100[mm/sec]时的X轴速度的角度依赖性的图。

图11A是表示加工速度为120[mm/sec]时的X轴加速度的角度依赖性的图。

图11B是表示加工速度为100[mm/sec]时的X轴加速度的角度依赖性的图。