[发明专利]感应电动机的控制装置

说明书

本发明涉及感应电动机的控制装置，尤其涉及可不依赖于负载状态地保持感应机最大效率的控制装置。

图1是日本专利特开昭62-89493号公报公开的现有的控制装置结构图。图中，1a为反相器，2是感应电动机，3是电流检测器，21是顺变换部，22为电容器，23是逆变换部，24是整流器，25是低流滤波器，26是A/D转换器，27是微电脑控制电路，28是PWM电路。其中，反相器1a是具有电容器22和PWM电路28的公知电压型PWM反相器，用来向感应电动机2供给电压可变、频率可变的三相交流电压。

图2是现有感应电动机控制装置中的高效控制方式的动作原理说明图。下面参照图2说明其动作原理：首先，感应电动机的输出电流(一次电流)振幅和输出电压(一次电压)振幅的关系，在负载转矩一定时，如图2的特性曲线A所示。换言之，若输入电压太高，则因励磁电流增加导致的一次铜损及铁损增加而使感应电动机效率降低。相反地，若输出电压过度降低，则因转差率增大而增加二次电流，使一次铜损和二次铜损增加降低感应电动机效率。且感应电动机的一次电流用励磁电流和二次电流的向量和表示，所以在该一次电流最小的部位(图的B点)损失最小。所以，通过控制一次电压的振幅，使一次电流的振幅显示为最小值，就可以以最大效率运转感应电动机。

下面，对动作进行说明。

首先，若把电流检测器3检测的一次电流向低通滤波器25输出，则可输出一次电流的平均值。然后，通过A/D转换器26将该平均值取入到控制电路27。控制电路27根据上述动作原理，计算使一次电流平均值减少的一次电压指令值，输出到PWM电路28。结果，由PWM电路28和反相器1构成的电压型PWM反相器，将与控制电路27输出的一次电压指令值一致的一次电压提供给感应电动机2。

现有的感应电动机，如上所述，是检测感应电动机的一次电流，以控制一次电压振幅使其振幅为最小，所以用于控制的信息仅仅是一次电流，所以可用廉价装置实现控制。但是，在可变速运转感应电动机的情况下，在可变速运转中，一次电压振幅应相应于电压型PWM反相器的频率指令值变化，无法以使一次电流振幅为最小的方式进行控制一次电压振幅。因此，在现有的控制装置中，存在在可变速运转时无法以最大效率运转感应电动机的问题。

而且，即使在恒速运转时，也会因一次电压振幅变化过快，使感应电动机的发生转距变为低于负载转矩，而感应电动机转速开始下降时，感应电压也与转速成比例减少。结果，在减小一次电压振幅时一次电流振幅也下降，最严重时会出现感应电动机停机的问题。因此，必须使一次电压振幅缓慢变化。但是，在恒定旋转时，如果有频繁的负载转矩变化用途时，存在无法跟随负载转矩变动以最大效率运转的问题。

本发明正是为了解决上述问题而提出的。其目的在于提供一种检测一次电流、以廉价装置构成，不仅在恒速运转而且在加减速运转时也能以高效率控制感应电动机，且在负载转矩变化剧烈的用途中，也可在无损控制稳定性的状态下以高效率运转感应电动机的控制装置。

根据本发明的感应电动机的控制装置，包括：输出电压可变频率可变的交流一次电压以驱动感应电动机的电力转换电路；检测从上述电力转换电路向上述感应电动机提供的一次电流的电流检测器；根据上述一次电流和预先设定的上述交流一次电压的频率指令值计算第一及第二电流成分的电流成分计算电路；计算磁通量指令值，以使上述第一电流成分的二次方与上述第二电流成分的二次方的振幅比为预定值的磁通量指令计算电路；根据上述频率指令值和上述磁通量指令值计算一次电压成分指令值的电压成分指令计算电路；以及根据上述频率指令值和上述一次电压成分指令值计算上述感应电动机的一次电压指令值，并输出到上述电力转换电路的一次电压指令计算电路，上述电流成分计算电路构成为计算与上述一次电压成分指令值同相位的第一电流成分以及与其相位偏离90°的第二电流成分。

根据上述构成，不仅在恒速运转而且在加减速运转时也能以高效率控制感应电动机，且在负载转矩变化剧烈的用途中，也可在无损控制稳定性的状态下以高效率运转感应电动机的控制装置。并且，因为控制所需的信息只提供给感应电动机的一次电流，所以具有能廉价地构成控制装置的效果。