专利名称：交流电动机的控制方法及控制装置的制作方法
〔技术领域〕本发明涉及交流电动机的控制方法，借助可变速控制装置用以输出交流电压使交流电动机的速度改变，特别是，涉及在停电再恢复后可平缓地启动交流电动机的控制方法及装置。
〔技术背景〕按常规，为了控制交流电动机的速度，众所周知有v/f固定控制方法将输出电压V及输出频率f之比控制在恒定状态。进而，近年来以更高精确度控制交流电动机，将被供给到交流电动机的一次电流，以进行直接干预到转矩的激励电流(使磁通产生的电流)及转矩电流(使转矩产生的电流)使分别独立进行控制的向量控制被实用化。可是，在常规技术的控制系统中在连续运转中进行稳定控制，但一旦在交流电动机的运转中发生瞬停(瞬间停电)要进行瞬停再启动时，使交流电动机的剩余电压及可变速控制装置的电压指令的相位不合，则使交流电动机的速度产生急变，或使交流电动机的空转增大并使过大的电流流动，导致跳闸的危险。为了防止发生此种情况，有必要进行使交流电动机的剩余电压及可变速控制装置的电压指令的相位匹配，但使相位匹配相当困难。因此，在交流电动机的剩余电压消失后，将交流电动机的角速度及可变速控制装置的输出频率由速度检测器算出，或将交流电动机的剩余电压由电压检测器进行检测，由其频率成分算出，使剩余电压及输出电压指令信号的相位一致，进行再运转，所以在瞬停复电后的再启动很费时，会有难以平稳再运转的问题。
如上所述，为了将交流电动机平稳启动，有必要等待剩余电压消失，或需要诸如速度检测器或电压检测器的检测器。
因此，本发明的目的是提供一种交流电动机的控制方法及装置，在瞬间停止复电后以良好精确度用以测定交流电动机的剩余电压的相位及角速度，可迅速平稳再运转。
〔本发明的公开〕本发明的交流电动机的控制方法及控制装置的要旨，保存在于下述(1)～(23)中。
(1)一种交流电动机的控制方法，其特征在于具有电力变换器用以输出电力到交流电动机，并具备电流控制部，根据电流指令信号及前述电力变换器的输出电流检测信号的差信号，用以控制前述电力变换器的输出电流，并当前述交流电动机在自由运转状态时，电流指令信号将呈零状态，以使交流电机的电流呈零状态，进行电流控制，并根据使用此时的前述电流控制部输出计算的输出电压指令信号，求出前述交流电动机的剩余电压的幅度、相位及角速度。
(2)前项(1)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于根据前述输出电压指令信号在求出前述交流电动机的剩余电压的相位及角速度时，设有信号保持装置，在交流电动机进行自由运转之前的相位指令信号及前述输出电压指令信号的相位信号的和值求出前述剩余电压的幅度、相位及角速度。
若依据该交流电动机的控制方法，在交流电动机处于自由运转状态时，使交流电动机的电流受控，使交流电机的电流呈零状态，则该结果使交流电动机的剩余电压将以电压指令信号形式出现，并根据该电压指令信号的相位及角频率求出在自由运转状态的交流电动机的剩余电压的幅度、相位及角速度。从而，使复电后的平稳速度恢复更容易。
另外，在求出剩余电压的相位及角速度时，设有信号保持装备，在交流电动机进行自由运转之前的相位指令信号及前述输出电压指令信号的相位信号的和值求出前述剩余电压的幅度、相位及角速度，使相位指令信号无不连续之处从而可防止机械冲击产生的不适合现象。
(3)一种交流电动机的控制方法，其特征在于以电力变换器将任意的电力加到交流电动机，以电流检测电路检测被供给到前述电动机的电流，以电流控制电路进行控制使给定的电流指令及前述电流检测电路检测的电流检测值能一致，并由电流控制电路输出的电压指令决定电力变换器开关信号，由启动控制电路控制变换器，以在启动时正常工作，并将自由运转状态的前述交流电动机的速度以速度估算电路进行估算。
(4)前述(3)记载的交流电动机之控制方法中，其特征在于启动控制电路使电流指令呈零状态，并借由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并由前述电压指令的时间变化，使速度估算电路估算出交流电动机的速度。
(5)前项(3)或(4)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并在电压电平比被设定的电压电平低时，在将此电平的直流电流指令由零加上一设定时期后，再度迫使电流指令呈零状态，由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，且速度估算电路用估算出交流电动机的速度。
(6)前项(3)～(5)其中任何一项记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，而使其电压电平比被设定为低于电压电平时，在将设定电平的直流电流指令由零加上一设定时期后，再度迫使电流指令呈零状态，由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令时，也使其电压电平比被设定的电压电平低时则前述速度估算电路估算出交流电动机正停止。
(7)前项(1)～(6)其中任何一项记载的交流电动机之控制方法中，其特征在于启动控制电路使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使前述速度推定电路，在将估算的前述交流电动机的速度及前述电压指令的幅度及相位作为初始值时用以启动交流电动机。
(8)前项(1)～(7)其中任何一项记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，从使前述速度推定电路在将估算的前述交流电动机的速度及前述电压指令的幅度及相位作为初始值时用以启动交流电动机时，到使从电力变换器输出的电压指令的幅度，对交流电动机正常速度产生的电压的电压电平对应为止，慢慢增加电压指令。
(9)一种交流电动机的控制装置，其特征在于包括电力变换器，用于输出任意的电力到交流电动机；电流检测电路，用于检测被供到前述电动机的电流；及电流控制电路，使给定的电流指令与电流检测电路检测的电流检测值控制得一致；并由电流控制电路输出的电压指令决定电力变换器的开关，该装置具有启动控制电路；及速度估算电路，用以估算在自由运转状态下交流电动机的速度。
(10)前述(9)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，由电压指令的时间变化，使速度估算电路估算交流电动机的速度。
(11)前项(9)或(10)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并当其电压电平比被设定的电压电平低时，则将电流指令由零将被设定的电平的直流电流指令加上被设定的时间后，再度迫使电流指令呈零状态，由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，使前述速度估算电路估算出交流电动机的速度。
(12)前项(9)～(11)其中任何之一记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并当其电压电平比被设定的电压电平更低时，则将电流指令由零将被设定的电平的直流电流指令加上设定的时间后，再度迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令时，也使其电压电平比被设定的电压电平低时则速度估算电路估算出交流电动机正停止。
(13)前项(9)～(12)其中任何一项记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度估算电路，将估算的交流电动机的速度及电压指令的幅度及相位作为初始值以启动交流电动机。
(14)前项(9)～(13)其中任何一项记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使前述速度估算电路，将估算出的交流电动机的速度及前述电压指令的幅度及相位作为初始值以启动交流电动机时，使前述电力变换器输出的电压指令的幅度逐渐增加到对应于交流电动机的速度正常时产生的电压的电压电平。
(15)前项(3)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并使电压指令比被设定的电压电平大时，由电压指令的相位的时间变化，使速度估算电路估算交流电动机的速度，并作为用于启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电机速度估算值的电压指令的幅度及相位以及频率，并启动电力变换器。
(16)一种交流电动机的控制方法，其特征在于具有电力变换器，用于将电力输出到交流电动机，并具有电流控制部，根据电流指令信号及电力变换器的输出电流检测信号的差信号，控制电力变换器的输出电流，并当交流电动机在自由运转状态时，在设定时期将任意直流电流加到交流电动机，检测出现在电力变换器的输出电流检测信号的频率成分，并由该频率成分估算交流电动机的速度。
(17)前项(3)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并使其电压电平比被设定的电压电平低时，则将电流指令值由零将被设定的电平的直流电流指令或进行设定的电平的直流电压指令加上设定时间后，并使前述速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动前述电力变换器时的初始值，以设定对应于交流电动机的速度估算值的频率并启动电力变换器。
(18)前项(3)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并在电压指令比被设定的电压电平低时，则将电流指令值由零改变成被设定的电平的直流电流指令值，并将此加上一段时间，之后改变电流指令的符号及幅度，并将此加上一段设定时间。交流电机控制方法的特征在于，此时，速度估算电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动前述电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率并启动电力变换器。
(19)前项(3)记载的交流电动机的控制方法中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由前述电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并在当电压指令比被设定的电压电平低时，停止进行电流控制，在以任意的方向将直流电压指令加上设定的时间后，与前述直流电压的指令方向上改变180°相位的方向上加上任意幅度的电流指令，在设定的时间再度进行电流控制。交流电机的控制方法其特征在于，此时，使速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率并启动电力变换器。
(20)前项(9)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并在当电压指令比被设定的电压电平大时，由电压指令的相位的时间变化，速度估算电路估算交流电动机的速度，并作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电机速度估算值的电压指令的幅度和相位以及频率，并启动电力变换器。
(21)前项(9)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并当电压电平比设定的电压电平低时，将电流指令值由零将被设定的电平的直流电流指令或进行设定的电平的直流电压指令加上设定的时间后，速度推定电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率并启动电力变换器。
(22)前项(9)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并当电压指令比设定的电压电平低时，电流指令值由零将变成被设定的电平的直流电流指令值，并加上设定的时间后，改变电流指令的符号及幅度，并加上设定的时间。此时，速度估算电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机速度估算值的频率并启动电力变换器。
(23)前项(3)记载的交流电动机的控制装置中，其特征在于启动控制电路迫使电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并在当电压指令比被设定的电压电平低时，停止电流控制，在任意方向将直流电压指令加上设定时间后，在与直流电压的指令方向开始变更180°相位的方向加上任意幅度的电流指令，在设定的时间再度进行电流控制。此时，前述速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率并启动电力变换器。
〔附图的简单说明〕
图1是有关本发明第一实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。
图2显示图1所示2相/3相变换器的构成的方框图。
图3显示图1所示交流电动机在自由运转状态时的工作波形图。
图4是有关本发明第二实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。
图5是有关本发明第三实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。
图6显示交流电动机的剩余电压的轨迹及电流控制器的输出电压指令及相位(正常转动时)的关系示意图。
图7显示交流电动机的剩余电压的轨迹及电流控制器的输出电压指令及相位(反转时)的关系示意图。
图8系有关本发明第四实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。
图9(a)至9(c)显示在交流电动机加上d轴电压时的电流检测值的变化(正转)示意图。
图10(a)至10(c)显示在交流电动机加上d轴电压时的电流检测值的变化(反转)示意图。
图11是有关本发明第五实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。
图12显示在交流电动机加上励磁电流指令时的转矩电流检测值的变化(正转)示意图。
图13是显示在交流电动机加上励磁电流指令时的转矩电流检测值的变化(反转)示意图。
在图中的编号中，1代表电力变换器，2代表电流向量控制电路，3代表3相/2相变换器，4为一次角频率计算电路，5为励磁电流控制电路，6为转矩电流控制电路，7为2相/3相变换器，8为电压模型生成器，9为交流电动机，10为积分器，11为瞬停再启动控制电路，12为磁化电流指令切换单元，13为转矩电流切换单元，14为相位指令切换单元，15为信号保持电路，70为电压指令振幅计算器，71为电压指令相位计算器，72为电压指令变换器，201为电力变换器，202为交流电动机，203为电流检测器，204为电流座标变换电路，205为转矩电流控制电路，206为励磁电流控制电路，207为相位计算电路，208为V/f变换电路，209为输出电动计算电路，210为开关模型产生电路，211为瞬停再启动控制电路，212为速度估算电路，212A为速度估算电路(有剩余电压时)，212B为速度估算电路(无剩余电压时)。
〔实施发明的最佳方式〕以下，参照本发明的附图加以说明。首先，对于本发明第一实施例参考图1～图3加以说明。图1系有关本发明第一实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图，图2为显示图1所示2相/3相变换器构成的方框图。又，图3显示图1所示交流电动机的自由运转状态时的工作波形图。
图1中，在可变速控制装置，系设有电力变换器1，由3相交流电源将交流电源直流化之后，由PWM控制系统的逆变器再度变换成任意频率及电压的交流电，将该一次频率及一次电压加到交流电动机9上；电流向量控制电路2，由外部输入速度指令信号ωrref，且，使3相/2相变换器3由进行输出的励磁电流检测值idfb及转矩电流检测值iqfb求出速度估算信号ωr；3相/2相变换器3，用于检测到交流电动机9的一次电流(U相电流iu，W相电流iw)并送出进行座标变换的励磁电流检测值idfb及转矩电流检测值iqfb；一次角频率计算电路4，由电流向量控制电路2的由速度估算信号ωr算出一次角频率信号ω1并输出；励磁电流控制电路(ACR d)5，由励磁电流指令值idref及3相/2相变换器3使与励磁电流检测值idfb被设置成一致，用以控制励磁电流方向电压；转矩电流控制电路(ADR q)6，使电流向量控制电路2输出的转矩电流指令值iqref及使3相/2相变换器3输出的转矩电流检测值iqfb被设置成一致，用以控制转矩电流方向电压；2相/3相变换器7，用以生成U、V、W的各相的电压指令信号(Vuref、Vvref、Vwref)的PWM信号并输出；V/f变换电路208，由一次角频率计算电路4根据一次角频率信号ω1产生诱导电压指令信号Eref以补偿交流电动机产生的电压；积分器10，由同样的一次角频率计算电路4积分一次角频率信号ω1；瞬停检测再启动控制电路11，在测到瞬停后，进入再运转；磁化电流指令切换单元12，由瞬停检测再启动控制电路11依据瞬停信号，切换励磁电流指令值；转矩电流指令切换单元13，以同样方式由瞬停信号切换转矩电流指令值；及相位指令切换单元14，以同样方式由瞬停信号切换相位指令信号。
因此，励磁电流控制电路(ACR d)5的输出信号，成为d轴电压指令值Vdref，转矩电流控制电路(ACR q)6的输出信号及V/f变换电路208的输出信号Eref的和值，成为q轴电压指令值Vqref。又，积分器10的输出信号，输入到3相/2相变换器3及2相/3相变换器7，作为相位指令信号θ。图2中，设有电压指令振幅计算器70，由被输入到2相/3相变换器7的d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref，以|V1|＝(Vdref2+Vqref2)1/2算出输出电压指令信号V1的振幅|V1|，电压指令相位计算器71，以γ＝tan-1(Vqref/Vdref)算出输出电压指令信号V1的相位信号γ，电压指令变换器72，由输出电压指令信号V1的振幅|V1|和相位及被输入相位指令信号θ，以Vuref＝|V1|×cos(θ+γ)Vvref＝|V1|×cos(θ+γ+120°)Vwref＝|V1|×cos(θ+γ+240°)变换成U、V、W各相的电压指令信号Vuref、Vvref、Vwref。
其次对工作加以说明。
当交流电动机9的电流为零时的电压指令信号，与交流电动机9的剩余电压一致。原因是电流流过有电位差的2点间。因此使电力变换器1及交流电动机9间的电流称为零的状态表示在电力变换器1的输出电压及交流电动机9的电压间无电位差，总之，处于同电压值。该情形下，2轴彼此垂直，总之分成励磁电流及转矩电流方向以个别进行电流控制，所以垂直的2轴的各成分电压，也使电力变换器1的输出及交流电动机9的电压彼此一致。结果，交流电动机9的剩余电压使垂直的2轴的各成分电压，以d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref出现，在本实施例中，检测交流电动机的剩余电压的相位、角速度并进行瞬停时的再启动动作。发生瞬停后依据复电进行再启动时的具体工作，使瞬停再启动管理电路11用以检测瞬时停电，将输入瞬停信号输入到磁化电流指令切换单元12，转矩电流切换单元13、相位指令切换单元14。当输入瞬停信号时，磁化电流指令切换单元12将励磁电流指令值idref切换呈零状态，同样转矩电流切换单元13将转矩电流指令值iqref切换呈零状态，相位指令切换单元14将相位指令信号θ切换呈零状态。因此，进行如下式的输出。
idref＝0iqref＝0θ ＝0上述工作进行后，由励磁电流控制电路5及转矩电流控制电路6进行电流控制时，使交流电动机9的电流归零进行电流控制。由电流控制使交流电动机9的电流呈零状态时，电压进行均衡而交流电动机9的剩余电压的2垂直轴成分电压，将以d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref出现。
其中将该d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref输入的图中所示电压指令相位计算器71的输出γ，与交流电动机9的剩余电压的相位一致，所以由电压指令相位计算器71的输出γ可容易地求出交流电动机9的剩余电压的相位，以电压指令相位演算器71的输出γ的单位时间的变化量可容易求出剩余电压的角速度。同样，将该d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref输入。图2所示电压指令振幅计算器70的输出|V1|，与剩余电压幅度相一致。当以上工作进行终了，瞬停检测再启动控制电路11，将电压指令相位计算器71的输出γ在积分器10中作为初始值进行设定，并将电压指令相位计算器71的输出γ的单位时间的变化量设定为电流向量控制电路2的速度估算信号ωr，将电压指令振幅计算器70的输出|V1|设定为V/f变换电路208的输出的Eref，同时将瞬停信号的解除信号，分别输入到磁化电流指令切换单元12、转矩电流指令切换单元13和相位指令切换单元14。在磁化电流指令切换单元12及转矩电流指令切换单元13，分别将励磁电流指令值idref、转矩电流指令值iqref切换为在电流向量控制电路2的输出信号的各电流指令信号，且相位指令切换单元14将相位指令信号θ切换为积分器10的输出信号后，再进行运转并不断驱动交流电动机9。
图3是工作原理用在正旋转方向自由运转的交流电动机9上时的工作波形图，图3(a)是电压指令信号波形图，图3(b)是显示相位γ图。如图3(a)所示，使交流电动机9正转时，使d轴电压指令值Vdref，对q轴电压指令值Vqref超前90°相位，而各电压信号的振幅系随时间而衰减。又，在图3(b)的情形下，是电压指令相位计算器71的输出γ在正侧进行旋转的情形。又，未图示，但当交流电动机9反转时，d轴电压指令值Vdref对q轴电压指令值Vqref形成90°相位迟延，而各电压信号的振幅系随时间而衰减，电压指令相位计算器71的输出γ是在反侧旋转。尚有，至此为止，当交流电动机9的电流呈零状态时，则交流电动机9的剩余电压以d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref出现，但当交流电动机9的电流不呈完全零状态也可检测相位、角速度。
其次，参考图4描述本发明的第二实施例。
图4是有关本发明第二实施例的交流电动机的可变速控制装置的方框图。图4所示的第二实施例，使图1所示前实施例的工作，在瞬停发生时将相位指令切换器14切换成呈零状态，使相位指令信号θ形成不连续，使机械性的冲击发生，或使电力变换部1的直流电压形成过电压并使可变速控制装置跳闸发生的缺点得以避免。图4的第二实施例，与图1的构成不同在于，使瞬停检测再启动控制电路11输出瞬停信号，替代将相位指令信号θ呈零状态，设有新的信号保持电路15，在信号保持电路15中保持一次角频率信号ω1，将保持值输入到V/f变换电路208及积分器10，当复电进行再启动时，替代以电压指令相位计算器71的输出γ来获取交流电动机9的相位，以输出γ的单位时间的变化量求出剩余电压的角速度，以电压指令相位计算器71的输出γ及相位指令信号θ的和值求出交流电动机9的剩余电压的相位，以输出γ的值和相位指令信号θ的和值的单位时间的变化量求出剩余电压的角速度。其他与图1具有相同结构的部分由同一编号表示并省略重复说明。
下面对工作加以说明。
在图4的构成中，也与图1的情形相同，在瞬停时由瞬停信号将磁化电流指令切换器12和转矩电流指令切换器13切换呈电流零状态，并由励磁电流控制电路206及转矩电流控制电路6使交流电动机9的电流呈零状态而进行电流控制，而剩余电压的2轴垂直的电压成分，以d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref出现，所以如图2所示，以电压指令相位计算器71的输出γ及相位指令信号θ的和值(θ+γ)求出交流电动机的剩余电压的相位，以和值(θ+γ)的单位时间的变化量求出角速度。此时，一次角频率ω1，由于在瞬停时由信号保持电路15切换到保持侧，所以信号保持电路15上的一次角频率信号ω1加到积分器10，从积分器10连续输出相位指令信号θ并求出和值(θ+γ)。根据该运算，瞬停发生时的相位指令信号θ的不连续工作将消失，所以避免机械性的冲击或可变速控制装置跳闸。
又，复电后再启动时，由进行与图1同样的复位程序，进行再启动用以驱动交流电动机9，形成可迅速且平稳的再启动，这样可避免由瞬停使逆变器停止进而使生产线的设备全体停止工作的问题。
因此，在本发明中，为了清除将瞬停发生时的相位指令信号θ的不连续，设有信号保持电路15，能用以保持一次角频率，但替代信号保持电路15，可设有指令切换单元，在瞬停发生时将一次角频率也切换成零状态，由于可以消除相位指令信号θ的不连续，所以可获得与本发明同样效果。
又，在本发明中，对将交流电动机9的励磁电流及转矩电流分别独立进行控制并进行向量控制的可变速控制装置作了说明，但进行V/f固定控制的可变速控制装置中，在瞬停再启动时将交流电动机的励磁电流及转矩电流分别独立进行控制，若计算一次电流且交流电动机的磁通上升时，则本发明可以完全同样的方式工作。
其次，对于本发明的第三实施例加以说明。图5是显示本发明中的交流电动机的控制装置的第三实施例的构成方框图。本实施例形态中的交流电动机的控制装置，具有电力变换器201，交流电动机202，电流检测器203，电流座标变换电路204，转矩电流控制电路205，励磁电流电路206，相位计算电路207，V/f变换电路208，输出电压计算电路209，开关模型产生电路210，瞬停再启动控制电路211，及速度估算电路212。电力变换器201，由电力元件将用以变换三相交流的直流电压由PWM控制系统变换成任意的频率f1及电压的交流，并加到交流电动机202。电流检测器203，检测加到交流电动机202的电流。
电流座标变换电路204，由电流检测器203将被检测的电流分离成转矩电流检测值1qfb及励磁电流检测值idfb。
转矩电流控制电路205，算出第1q轴电压指令值V′qref使给定的转矩电流指令值iqref及前述转矩电流检测值iqfb一致。
励磁电流控制电路206，算出d轴电压指令值Vdref，使给定的励磁电流指令值idref及前述励磁电流检测值idfb一致。
相位计算电路207，通过对给定的频率f1的积分而算出相位θ。
V/f变换电路208，从给定的频率f1，算出对应于交流电动机产生的电压的电压e。
输出电压计算电路209，将转矩电流控制电路205输出的第1q轴电压指令值V′qref及以前述V/f变换电路208输出的电压e求和，并算出第2q轴电压指令值Vqref，由第2q轴电压指令值Vqref及前述d轴电压指令值Vdref，输出电压指令值Vlref及其电压相位θv。
开关模型产生电路210，从将输出电压指令值Vlref及电压相位θv与相位θ求和的电力变换器输出相位θdeg，以确定电力变换器1的开关模型。
瞬停控制电路211，检测到瞬时停电之后，在电源复原进行再启动时或使工作指令被输入并启动时，控制电力变换器201以正常工作。
速度估算电路212，是用于估算自由运转状态的交流电动机2的速度fr的电路。
下面，在用以说明瞬停发生时的再启动的工作原理之前，使用图6的剩余电压的轨迹及电压指令及相位的关系，说明用于估算自由运转状态的交流电动机202的速度的方法。在正常工作期间瞬停时自由运转状态的交流电动机202，产生剩余电压，而其电压的轨迹系如图6的左图以交流电动机202的旋转速度进行旋转。因此，在与交流电动机202的状态无关电力变换器201开始工作时，交流电动机202及电力变换器201之间有电流流动。可是，若使交流电动机202的剩余电压及电力变换器201的输出电压的幅度、相位、频率一致，则电流流动消失。为了将流动于电力变换器201及交流电动机202之间的电流为零，则将转矩电流指令值iqref及励磁电流指令值idref及频率f1设定为零，并以转矩电流控制电路205，励磁电流控制电路206，使流动于交流电动机的转矩电流指令值iqref及励磁电流检测值idfb分别控制成与指令值一致。将此称为电流控制。在零电流控制时的转矩电流控制电路205、励磁电流控制电路206的输出的第1q轴电压指令值V′qref，d轴电压指令值Vdref，系如图6(b)上侧图形成与交流电动机202的旋转速度一致的频率f1的正弦电压指令值。
将频率f1设定为零，则由相位计算电路207输出的相位θ被固定，且由V/f变换电路208输出的电压Eref变为零。
输出电压计算电路209，将第1q轴电压指令值V′qref及d轴电压指令值Vdref作为输入，并输出电压指令值Vlref及其电压相位θv。输出电压指令值Vlref表示剩余电压的幅度，而电压相位θv表示剩余电压的相位。
因此，如图6(b)下侧图，将剩余电压的相位的时间变化，以每固定时间进行一次测定，速度估算电路212测定剩余电压的频率。由于剩余电压的频率与交流电动机202的旋转速度一致，因此可以估算出自由运转状态的交流电动机202的旋转速度。图6可认为是对使交流电动机进行正转时的情形，但交流电动机进行反转时，则同样可认为仅使剩余电压的相位的旋转方向不同。将此示于图7。如此，若测量剩余电压，则包括交流电动机的旋转方向，可估算旋转速度。
下面，说明发生瞬停后在复电时进行再启动的工作。在交流电动机202运转中发生瞬停时，则电力变换器201停止运转，而交流电动机202处于自由运转状态。当电源复位后，使电力变换器201在可工作状态工作，瞬停再启动电路211迫使转矩电流指令值iqref及励磁电流指令值idref及频率f1归零。然后，进行零电流控制，输出能由输出电压计算电路209的输出电压中算出交流电动机202剩余电压的幅度及相位的输出电压指令值Vlref及其电压相位θv。
瞬停再启动控制电路211，在输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref比被任意设定的电平大时，则将电压相位θv输入，速度估算电路212控制输出的交流电动机旋转速度的估算值fr。
当输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref比任意设定的电平小时，由于交流电动机202停止或以低速度进行旋转，因此不能判断输出电压指令值Vlref变小，或交流电动机高速度进行旋转，但剩余电压变小，因为瞬停时间比交流电动机的二次常数更长。因此，瞬停再启动控制电路211使任意电平的直流电流流动任意的时间并再次励磁，再次进行零电流控制，从输出电压计算电路209中算出作为交流电动机202的剩余电压的幅度及相位的输出电压指令值Vlref及其电压相位θv。
然后，当输出电压计算电路209的输出的输出电压指令值Vlref比任意设定的电平大时，瞬停再启动控制电路211则将电压相位θv作为输入，控制速度估算电路212，输出交流电动机的旋转速度的估算值fr。
在进行再励磁后，当输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref比任意设定电平小时，瞬停再启动控制电路211则将电压相位θv作为输入，控制速度估算电路212，以判断交流电动机处于停止。如上所述，瞬停再启动管理电路211观察从输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref，使速度估算电路212将交流电动机的速度作为估算值的输出值，停止零电流控制，进入正常工作状态。由零电流控制状态变到正常工作时，仅使频率f1一致用以启动电力变换器201，在交流电动机中会有过大的电流流动，因此有可能不能进行平稳的启动。为了防止这种情况，使零电流控制中的剩余电压的幅度及相位甚至从零电流变到正常控制的瞬间也连续。瞬停再启动控制电路211使初始值设定为电力变换器输出电压指令值Vlref及电力变换器输出相位θdeg及输出频率f1。
电路变换器的输出电压指令值Vlref在零电流控制中由输出电压计算电路209设定所算出的输出电压指令值Vlref。于此，由零电流控制测定的剩余电压就是交流电动机202感生的电压e，作为V/f变换器208的输出电压Eref的初始值，在零电流控制中由输出电压计算电路209计算输出电压指令值Vlref。输出频率f1的初始值设定由速度估算电路212输出的交流电动机202的旋转速度的估算值fr。
在正常工作状态，尽管在交流电动机202磁通的相位的基础上控制电力变换器输出相位θdeg，但在零电流控制中由于输出交流电动机202感生的电压e的相位，所以在正转时超前90度相位，在反转时迟后90度相位。因此，电力变换器输出相位θdeg的初始值，在从零电流控制的最后的相位根据旋转方向校正90度相位之后，速度估算电路212输出的交流电动机202的旋转速度的估算值fr校正相位的超前量。
当V/f变换器208的输出电压Eref的初始值，比交流电动机202的正常感生的电压小时，瞬停再启动控制电路211则使V/f变换器208的输出电压Eref的初始值慢慢增加，直到与正常感生电压相对应。在上述工作进行终了，由于工作变为正常，所以瞬停再启动控制电路211的工作就完了。
又，图8是本发明中的交流电动机的控制装置第4实施例结构方框图。本实施例中的电动机的控制装置包括电力变换器201、交流电动机202、电流检测器203、电流座标变换电路204、转矩电流控制电路205、励磁电流控制电路206、相位计算电路207、V/f变换电路208、输出电压计算电路209、开关模型产生电路210、瞬停再启动控制电路211和速度估算电路212B。在第4实施例中，由于与第3实施例大致相同，所以省略说明。第3实施例的速度估算电路212A及第4实施例的速度估算电路212B，除输入不同，其余功能相同。
下面，描述图9的交流电动机使用给定的d轴电压时的电流检测值的变化，用于估算无剩余电压时的自由运转状态的交流电动机202的速度的方法。在瞬停时自由工作状态的交流电动机202会产生剩余电压，当瞬停时间比交流电动机的2次电路时间常数更长时，则会使剩余电压消失。在该情形下，在第3实施例不能用来估算出交流电动机的速度。因此，第4实施例中，在自由工作中的交流电动机中有励磁电流流动，当磁通上升时测出转子中流动的二次电流的频率f1，并估算交流电动机的速度。
首先，为了将交流电动机进行励磁，将励磁电流指令值idref设定一个值，在转矩电流指令设定为零，励磁电流控制电路206使励磁电流检测值idfb与励磁电流指令值idref一致。为了取得电动机速度信息转矩电流控制电路205不进行控制。假如，若使电动机处在停止状态下，由于d轴必要的电压是一次电阻压降，所以将一次电阻压降给d轴电压指令Vd*作为初始值，而q轴电压指令Vq为零。由于不知交流电动机的速度，所以也将频率定为零。这相当于将任意的相位赋予直流电压指令Vdref。此时，使交流电动机2旋转，则转矩电流检测值iqfb如图9进行变化。转矩电流检测值iqfb的频率与自由工作中的交流电动机202的速度一致。当测出该转矩电流检测值iqfb的频率后，就测出交流电动机202的速度。
图9考虑到交流电动机进行正转的情形，但交流电动机进行反转时，励磁电流检测值idfb与转矩电流检测值iqfb的相位的关系不同。这将于图10示出。
如此，在正转的情形下，励磁电流检测值idfb比转矩电流检测值iqfb更超进，而反转时，使励磁电流检测值idfb比转矩电流检测值iqfb更落后。如此，当外加直流电压时，包括交流电动机旋转方向的转速可推定出来。
使电动机的自由运转速度低的情形下，由于励磁电流检测值idfb几乎不会产生振幅，所以仅以该方法不能检测旋转方向。但是，当电动机在进行旋转时，在转矩电流检测值iqfb中有正弦信号出现。在正转时，使正弦信号由180度相位开始，在反转时由0相位开始。如此，根据相位的开始方式，可测出旋转方向。
下面描述发生瞬停后复电进行再启动的情形。将交流电动机202在运转中发生瞬停，则电力变换器201将停止工作，而交流电动机202形成自由运转状态。使电源恢复，且电力变换器201变成可运转的状态时，瞬停再启动电路211将转矩电流指令值iqref及励磁电流指令值idref及频率f1强制归零。然后，进行零电流控制，由输出电压计算电路209计算出作为交流电动机202的剩余电压的幅度及相位的输出电压指令值Vlref及其电压相位θv。
当输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref比被任意设定的电压电平小时，交流电动机202停止或以低速旋转则瞬停再启动控制电路211难于判定输出电压指令值Vlref是否小，或尽管交流电动机以高速旋转，由于瞬停时间比交流电动机的二次时间常数更长，则难于判定剩余电压是否上升。因此，当瞬停再启动控制电路211，以任意设定时间外加任意电平的直流电压，则有直流电流的流动，并将励磁电流检测值idfb及转矩电流检测值iqfb输入到速度估算电路212B，并由前述方法输出交流电动机的旋转速度的估算值。当速度推定电路212B输出交流电动机的速度估算值时，瞬停再启动控制电路211则停止外加直流电压，并进入通常运转状态。当由直流电压外加状态转到通常运转时，则与速度估算电路212B输出的速度估算值对应的频率f1设定到电力变换器201上，但当交流电机由与交流电动机的旋转速度的感生的电压指令启动时，则在交流电动机上使过大的电流流动，有可能使启动不能平稳进行。为了防止此情况，瞬停再启动控制电路211，使V/f变换器208的输出电压慢慢增加，直到它对应于交流电动机202的正常感生电压为止。
在上述的实施例中，认为仅有励磁电流控制电路206在工作，然仅而使转矩电流控制电路205进行工作也可，不使任何电流控制电路工作也可。又，将直流电压指令设定于q轴方向也可。
其次，参照附图描述本发明第5实施例。图11是本发明中的交流电动机的控制装置的第5实施例构成方框图。在本实施例中的电动机的控制装置具有电力变换器201，交流电动机202，电流检测器203，电流座标变换电路204，转矩电流控制电路205，励磁电流控制电路206，相位计算电路207，V/f变换电路208，输出电压计算电路209，，开关模型产生电路210，瞬停再启动控制电路211，速度估算电路212。
电力变换器201由电力元件变换成三相交流的直流电压经PWM控制系统变换成任意频率和电压的交流，并加给交流电动机202。
电流检测器203检测加给交流电动机202的电流。电流座标变换电路204将电流检测器203检测的电流分离成转矩电流检测值iqfb及励磁电流检测值idfb。转矩电流控制电路205计算第1q轴电压指令值Vqref，使给定的转矩电流指令值iqref及转矩电流检测值iqfb一致。
励磁电流控制电路206计算d轴电压指令值Vdref使给定的励磁电流指令值idref及励磁电流检测值idfb一致。相位计算电路207，由给定频率f1的积分计算出相位。
V/f变换电路208从给定的频率f1中计算对应于交流电动机感生电压的电压Eref。
输出电压计算电路209转矩电流控制电路2 05输出的第1q轴电压指令值Vqref与V/f变换电路208输出的电压Eref相加，并计算第2q轴电压指令值Vqref，从第2q轴电压指令值Vqrefe及d轴电压指令值Vdref，输出输出电压指令值Vlref及电压相位θv。
开关模型产生电路210，从输出电压指令值Vlref及电压相位θv的和值的电力变换器输出相位θdeg中确定电力变换器201的开关模式。
当电源恢复后再启动时，或输入工作指令后电机启动时，瞬停再启动控制电路211，在检测到瞬时停电之后，控制电力变换器201，这样，就可正常工作。
速度估算电路212是用于估算自由运转状态下的交流电动机速度fr的电路。
下面说明，用在图12的交流电动机上给定d轴电压时的电流检测值的变化，估算无剩余电压时的自由运转状态的交流电动机202的速度的方法。在自由运转状态下的瞬停使交流电动机202产生剩余电压，但当瞬停时间比交流电动机的2次电路时间常数更长时，则会使剩余电压消失。因此，在第2实施例中，励磁电流流到在自由运转中的交流电动机上，当磁通上升时，测到转子中流动的二次电流的频率从而可以估算交流电动机的速度。
首先，为了将交流电动机励磁，将某个设定值加给励磁电流指令值idref，转矩电流指令iqref对应设定为零，励磁电流控制电路206使励磁电流检测值idfb仅与被设定时期的励磁电流指令idref一致。之后改变励磁电流指令值idref的符号及大小，以控制被设定的时间。为了取得马达速度信息，转矩电流控制电路205不进行控制。d轴电压指令值Vdref及q轴电压指令值Vqref归零。由于不知交流电动机的速度，所以也将频率归零。此时，当交流电动机202进行旋转时，则转矩电流检测值iqfb如图12所示变化。当励磁电流指令的符号为负的情形下，励磁电流检测值idfb为其相位由0度开始进行变化的正弦波，而当励磁电流指令的符号在正的情形下，则转矩电流检测值iqfb为其相位由180度开始变化的正弦波。该转矩电流检测值iqfb的正弦波的频率与自由运转中的交流电动机202的速度一致。通过测量转矩电流检测值iqfb的频率，可检测交流电动机202的速度。
图12考虑交流电动机202进行正转的情形，但交流电动机202进行反转时，则可取得如图13的波形。如上所述，当励磁电流指令idref的符号为正时，则在正转的情形下转矩电流检测值iqfb的相位由0度开始，在反转的情形下，由180度的相位开始。如上所述，控制给定的励磁电流指令idref，包括交流电动机202的旋转方向，可估算出旋转速度。
下面描述在发生瞬停后复电再启动时的工作。
在交流电动机202运转中发生瞬停时，电力变换器201停止工作，而交流电动机202成自由运转状态。当电源进行复位，电力变换器201成可运转状态，则使瞬停再启动控制电路211将转矩电流指令值iqfef及励磁电流指令值idref及频率f1强制归零。然后，实施零电流控制，由输出电压计算电路209算出交流电动机202剩余电压的大小及相位的输出电压指令值Vlref及电压相位θv。在输出电压计算电路209输出的输出电压指令值Vlref比任意设定的电压电平小时，由于交流电动机202停止或以低速度进行旋转，所以瞬停再启动控制电路211不能判定输出电压指令值Vlref变小，或虽然交流电动机以高速度进行旋转，但由于瞬停时间比交流电动机202的二次时间常数更长而使瞬停再启动控制电路211不能判定剩余电压变小。因此，瞬停再启动管理电路211，以任意设定的时间，将励磁电流指令值idref加给直流电流指令，改变直流电流指令的符号及大小并进行电流控制，将转矩电流检测值iqfb输入到速度估算电路212，由前述的方法输出交流电动机202旋转速度的估算值。
瞬停再启动控制电路211，在经过任意设定的时间后，则使电流控制停止，并且由于速度估算电路212输出交流电动机202的速度估算值，所以进入通常运转状态。当由直流电压外加状态变到通常运转时，在电力变换器201中设定与速度估算电路212输出的速度估算值对应的频率，但当给定与交流电机的转速对应的感生电压之电压指令并启动时，则有可能使交流电动机202中流动过大的电流，有可能使启动不能平稳进行。为了防止此情况，瞬停再启动控制电路211，使V/f变换器208的输出电压慢慢增加，直到其对应于交流电动机202的正常感生的电压。
上述实施例，仅考虑励磁电流控制电路206的工作，但仅使转矩电流控制电路205工作也可，而使任何的电流控制电路都不工作也可。
又，给定励磁电流指令值idref并不控制电流，但当外加直流电压时，也因为发生同样的现象，所以可检测速度估算值及旋转方向。
又，完全无剩余电压时，则励磁电流指令值idref仅在1方向也可，但当有剩余电压时可由剩余电压的大小及相位计算，因为从第1次的励磁电流指令值idref改变中可检测马达速度，但旋转方向是在第二次励磁电流指令值idref中检测的。
又，当马达速度高的情形下，在正转时励磁电流检测值idfb比转矩电流检测值iqfb更超前，而反转时励磁电流检测值iqfb比转矩电流检测值更滞后，利用此状况也可以检测旋转方向。
又，描述了将流动于交流电动机202中的电流分成转矩电流及励磁电流，并分别独立进行控制，以进行向量控制，但在进行V/f固定控制的电力变换装置中，在瞬停再启动时将流动于交流电动机中的电流分成转矩电流及励磁电流，分别附加进行独立控制的电流控制电路，也可以实现本发明的全部相同的处理。又，在上述实施例中以瞬停再启动时的工作作了说明，但长时间使交流电动机在自由运转状态下进行启动时，也以同样的方式实现本发明的方法。
若实现此方法时，在交流电动机中不管有无剩余电压，都可用于估算交流电动机的速度，所以在瞬停再启动时具有迅速且平稳进行再运转的优点。
〔工业实用性〕如以上说明，根据本发明，当交流电动机在自由运转时将交流电动机的电流归零以强制性进行电流控制，此时使用电流控制部输出根据进行计算的输出电压指令信号，求出交流电动机的剩余电压的相位及角速度，所以使剩余电压的相位及角速度可得以精确测定，在瞬停再启动时具有迅速且平稳进行再运转的效果。又，求出剩余电压的相位及角速度时，在保持电路中保持事前的速度信号并从加有相位指令信号的值中求出剩余电压的相位及角速度，所以使相位指令信号的连续性得以保持，以防止机械性的冲击，或可变速控制装置的跳闸的发生，从而可平稳地再运转。
权利要求
1.一种交流电动机的控制方法，其特征在于具有电力变换器用以输出电力到交流电动机，并具备电流控制部，根据电流指令信号及电力变换器的输出电流检测信号的偏差信号，控制电力变换器的输出电流，当交流电动机在自由运转状态时，将交流电动机的电流强迫归零，以强迫将电流指令信号归零而进行电流控制，在由电流控制部输出算出的输出电压指令信号基础上，求出交流电动机的剩余电压的大小及相位及角速度。
2.如权利要求1的交流电动机的控制方法，其中，当根据输出电压指令信号求出交流电动机的剩余电压的大小及相位及角速度时，提供一信号保持装置，从交流电动机进行自由运转之前的相位指令信号及输出电压指令信号的相位信号的和值中求出剩余电压的大小及相位及角速度。
3.一种交流电动机的控制方法，以电力变换器输出任意的电力到交流电动机，以电流检测电路检测被加到电动机上的电流，以电流控制电路进行控制，使给定的电流指令与电流检测电路检测的电流检测值一致，由电流控制电路输出的电压指令中确定电力变换器的开关，其特征在于启动控制电路进行控制，以在启动时电力变换器正常运转，并由速度估算电路估算处于自由运转状态的交流电动机的速度。
4.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动管理电路，强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度估算电路估算出交流电动机的速度。
5.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动管理电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，在将电流指令由零将被设定电平的直流电流指令施加设定时间后，再度强制性的将电流指令归零，由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，使速度估算电路估算交流电动机的速度。
6.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，在将电流指令由零将被设定电平的直流电流指令施加设定的时间后，再度强制性的将电流指令归零，由电流控制电路，甚至在将电流检测值归零以算出电压指令。且当其电压电平比被设定的电压电平更低时，则由速度估算电路估算出交流电动机已停止。
7.如权利要求1～6中任何一项的交流电动机的控制方法，其中启动管理电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将前述电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度估算电路，将估算的交流电动机的速度及电压指令的大小及相位作为初期值以启动交流电动机。
8.如权利要求1～6中任何一项的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度推定电路，将估算的交流电动机的速度及电压指令的大小及相位作为初期值以启动交流电动机时，使电力变换器输出的电压指令的大小慢慢增加，直到变为与交流电动机的速度形成相应于正常感生电压的电压电平为止。
9.一种交流电动机的控制装置，其具有电力变换器，用以输出任意的电力到交流电动机；电流检测电路，用以检测被供给到电动机的电流；电流控制电路，使给定的电流指令与电流检测电路检测的电流检测值一致；及由电流控制电路输出的电压指令中决定电力变换器的开关信号，其特征在于具有启动控制电路；及速度估算电路，用以估算自由运转状态的交流电动机的速度。
10.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度估算电路估算出交流电动机的速度。
11.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令呈零状态，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，在将电流指令由零将被设定的电平的直流电流指令施加设定的时间后，再度强制性的将电流指令归零，由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，使速度估算电路估算出交流电动机的速度。
12.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动管理电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，在将电流指令由零将被设定的电平的直流电流指令施加设定的时间后，再度强制性的将电流指令归零，由电流控制电路，甚至在电流检测值归零以算出电压指令时，其电压电平比被设定的电压电平更低时，则速度估算电路估算出交流电动机已停止。
13.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，使速度推定电路，将估算的交流电动机的速度及电压指令的大小及相位作为初始值以启动交流电动机。
14.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，并由电压指令的时间变化，在速度推定电路将估算的交流电动机的速度及电压指令的大小及相位作为初始值以启动交流电动机时，使电力变换器输出的电压指令的大小慢慢增加，直到成为与交流电动机的速度形成对应的正常感生电压的电压电平为止。
15.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更大时，则由电压指令相位的时间变化，使速度估算电路估算出交流电动机的速度，并作为用以启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电机速度估算值的电压指令的大小及相位及频率，并进行启动。
16.一种交流电动机的控制方法，其特征在于具有电力变换器用以输出电力到交流电动机，并具备电流控制部，根据电流指令信号及电力变换器的输出电流检测信号的偏差信号，控制电力变换器的输出电流，当交流电动机在自由运转状态时，在设定时间内将任意的直流电流加给交流电动机，以检测出现于电力变换器上的输出电流检测信号的频率成分，并由该频率成分估算交流电动机的速度。
17.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，将电流指令值由零将被设定电压电平的直流电流指令或设定电平的直流电压指令施加设定的时间，并使速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，用以设定对应于交流电动机的速度估算值的频率，并进行启动。
18.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更低时，将电流指令值由零变更成被设定的电平的直流电流指令，并施加设定的时间，之后变更电流指令的符号及大小，施加设定的时间，其特征在于此时，速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，用以设定对应于交流电动机的速度估算值的频率，并进行启动。
19.如权利要求3的交流电动机的控制方法，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更低时，停止进行电流控制，在任意的方向将直流电压指令施加设定的时间，之后与前述直流电压的指令方向在变更180°相位的方向加上任意大小的电流指令，在设定的时间上再度进行电流控制，其特征在于此时，速度估算电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，用以设定对应于交流电动机速度估算值的频率。
20.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更大时，则由电压指令的相位的时间变化，使速度估算电路估算出交流电动机的速度，并作为启动电力变换器时的初始值，用以设定对应于交流电动机速度估算值的电压指令的大小及相位及频率，并进行启动。
21.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当其电压电平比被设定的电压电平更低时，则将电流指令值由零将被设定电平的直流电流指令或设定电平的直流电压指令施加设定时间，并使速度估算电路检测出现于电流检测值中的频率成分，将频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器的初始值，用以设定对应于交流电动机的速度估算值的频率，并进行启动。
22.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更低时，则电流指令值由零变更成被设定的电平，并施加设定的时间，之后变更电流指令的符号及大小，并施加设定的时间，其特征在于此时，速度估算电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率，并进行启动。
23.如权利要求9的交流电动机的控制装置，其中启动控制电路强制性的将电流指令归零，并由电流控制电路，将电流检测值归零以算出电压指令，当电压指令比被设定的电压电平更低时，则停止电流控制，在任意的方向将直流电压指令施加设定的时间，之后与直流电压的指令方向在变更180°相位的方向加上任意大小的电流指令，在设定的时间内再度进行电流控制，其特征在于此时，速度估算电路检测出现在电流检测值中的频率成分，将该频率成分估算为交流电动机的速度，作为启动电力变换器时的初始值，设定对应于交流电动机的速度估算值的频率，并进行启动。
全文摘要
一种交流电动机的控制方法,在瞬间停止复电后以良好精确度测定交流电动机的剩余电压的相位及角速度,可迅速且平稳地再运转。用电力变换器(1)输出电力到交流电动机(9),电流控制部,根据电流指令信号idref,iqref及电力变换器输出电流检测信号idfb,iqfb的偏差信号,控制电力变换器的输出电流,使交流电动机在自由运转状态时,将交流电动机的电流归零以强制性的由瞬停再启动控制电路(11)将电流指令信号归零以进行电流控制,用此时电流控制部的输出依据计算的输出电压指令信号,求出交流电动机的剩余电压的大小、相位及角速度,进行复电后的再启动。
文档编号H02P21/00GK1375125SQ00813144
公开日2002年10月16日 申请日期2000年9月13日 优先权日1999年9月21日
发明者井浦英昭, 山本阳一, 川地智洋 申请人:株式会社安川电机