[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，特别是涉及一种能够切换是否应用磁通控制的电动机控制装置。

背景技术

图7是表示感应电动机(电动机)控制系统的基本结构的框图。

感应电动机控制系统具有：励磁电流指令发生器61，其产生励磁电流指令；励磁电流差运算器62，其计算励磁电流指令与从感应电动机100检测出的励磁电流分量之差；励磁电流控制器63，其基于励磁电流差来产生电压指令；转矩电流指令发生器71，其产生转矩电流指令；转矩电流差运算器72，其计算转矩电流指令与从感应电动机100检测出的转矩电流分量之差；转矩电流控制器73，其基于转矩电流差来产生电压指令；以及坐标转换器80，其将由励磁电流控制器63输出的电压指令和转矩电流控制器73输出的电压指令构成的磁场坐标系(旋转磁场)的信息转换为定子坐标系的信息。此外，磁场坐标系中的运算通过数字处理来进行，磁场坐标系的信息是数字数据，定子坐标系的信息在与感应电动机100进行输入输出阶段是模拟信号，但是并不限定于此，为了易于说明，有时将它们称为信息。对来自坐标转换器80的输出进行PWM(脉宽调制)控制，经由电力转换装置提供给感应电动机(电动机)100。在此，坐标转换器80将磁场坐标系的两相信息转换为定子坐标系的三相信息，并且将作为定子坐标系的三相信息的励磁电流分量信息和转矩电流分量信息转换为磁场坐标系的两相信息。

假设在感应电动机控制系统中，产生励磁电流指令和转矩指令，根据这些指令对感应电动机100进行控制，由此在感应电动机100中实现与指令对应的状态。在图7的控制系统中，由励磁电流指令发生器61产生的励磁电流指令直接输入到励磁电流控制器63。这意味着，在图7的控制系统中，将励磁电流指令视作磁通指令值。即，假设励磁电流指令＝磁通指令这种关系成立，而且实际的磁通无延迟地跟随磁通指令。励磁电流指令作为磁通指令值不仅输入到励磁电流控制器63，还输入到几个运算器。

图8A是表示图7的控制系统中的与呈台阶状变化(上升)的磁通指令(励磁电流指令)相对的理想的磁通值的特性的例子的图。图8B是表示图7的控制系统中的与呈台阶状地变化(上升)的磁通指令(励磁电流指令)相对的实际磁通的特性的例子的图。

在图8A中，虚线表示呈台阶状上升的磁通指令(励磁电流指令)，实线表示图7的控制系统中的理想的磁通值。如上所述，在图7的控制系统中，将励磁电流指令视作磁通指令值，认为磁通无延迟地跟随磁通指令值、与呈台阶状上升的磁通指令相同。但是，在实际的感应电动机的驱动控制中，感应电动机的次级磁通的上升慢，不会呈现这种状态。

在图8B中，虚线表示呈台阶状上升的磁通指令(励磁电流指令)，实线表示与呈台阶状上升的磁通指令相应地在感应电动机100中实际产生的磁通。如图8B所示，在图7的控制系统中，实际的感应电动机中产生的磁通具有相对于磁通指令延迟地上升这种特性。在到磁通实际上升为止的期间，磁通估计值与实际磁通之间产生差异，因此无法进行正确地控制。此时，例如会产生感应电动机的输出中产生波动之类的问题。

对此，已知如下一种方法：如日本特开2013-066342号公报和“AC伺服系统的理论和设计的实际”(综合电子出版社第7版，122项，图5.23)(“ACサーボシステムの理論と設計の実際”，総合電子出版社第7版、122項、図5.23)所记载的那样，通过应用磁通控制来实现输出的稳定化。

图9是表示应用了磁通控制系统的感应电动机控制系统的结构的框图。

应用了磁通控制系统的感应电动机控制系统在图7的控制系统中代替励磁电流指令发生器61而设置了由磁通指令发生器64、磁通差运算器65、磁通估计器66以及磁通控制器67构成的磁通控制用励磁电流指令发生器。磁通指令发生器64产生磁通指令。磁通指令发生器64产生的磁通指令与励磁电流指令发生器61产生的励磁电流指令是相同的信息。磁通差运算器65计算磁通指令发生器64产生的磁通指令与磁通估计器66产生的磁通估计值的磁通差。磁通控制器67基于磁通差运算器65输出的磁通差来产生励磁电流指令，输出到励磁电流差运算器62。磁通估计器66基于磁通控制器67输出的励磁电流指令来产生磁通估计值。

图10是表示磁通估计器66对于呈台阶状上升的励磁电流指令而产生的磁通估计值的例子的图。