专利名称：交流电动机控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交流电动机控制装置，该控制装置通过进行矢量控制的逆变器控制诸如用于驱动电车的交流电动机之类的电动机。
图2是例如特开平7-107783号公报中记载的以往交流电动机控制装置的构成框图。
图2中，指令产生手段1产生由d轴指令电压信号Vd*和q轴指令电压信号Vq*组成的、旋转直角座标的2轴电压指令信号及指令频率信号ω。积分器2运算处理指令频率信号ω以计算相位，并将相位输入至相电压变换手段3和d-q轴变换手段4。各轴指令电压信号Vd*、Vq*由相电压变换手段3作座标变换，产生各相电压指令信号Vu*、Vv*、Vw*，输入至逆变器5。在逆变器5，根据各电压指令信号Vu*、Vv*、Vw*，产生各相电压Vu、Vv、Vw，向交流电动机6提供。
另一方面，相电流检测手段7-9检测的各相电流iu、iv、iw，在d-q轴变换手段4中，如式(1)所示，进行座标变换，变换成旋转直角座标的d轴电流分量id和q轴电流分量iq构成的2轴电流分量。iqid=23cosθcos(θ-23π)cos(θ-43π)sinθsin(θ-23π)sin(θ-43π)iuiviw.....(1)]]>各轴电流分量id、iq在运算手段10中处理后，输出d轴反馈电压信号10d及q轴反馈电压信号10q。分别在减法器11、12中，从各轴指令电压信号Vd*、Vq*中减去各轴反馈电压信号10d、10q，然后，输入至相电压变换手段3，由此，进行逆变器5的矢量控制。
以往的交流电动机控制装置如以上所述那样构成，由于由相电流检测手段7-9检测的3相相电流iu、iv、iw进行座标变换并计算2轴电流分量，所以存在若相电流检测手段7-9中任一手段出现故障，作矢量控制的逆变器5的动作即行停止这一缺陷。
本发明为解决上述缺陷而作出，其目的在于提供一种即使有1个相电流检测手段出现故障，仍可进行逆变器矢量控制的交流电动机控制装置。
本发明涉及的一种交流电动机控制装置，用通过d轴指令电压信号及q轴指令电压信号进行矢量控制的3相逆变器输出驱动3相交流电动机，由相电流检测手段检测逆变器的相电流，进行座标变换变换成d轴电流分量和q轴电流分量，产生与各相电流分量对应的d轴反馈电压信号与q轴反馈电压信号后，由各轴指令电压信号与各轴反馈电压信号的差控制逆变器的相电压；该控制装置包括使用相电流检测手段检测的各相电流中的任2相，进行座标变换变换成d轴电流分量及q轴电流分量的d-q轴变换手段；检测向d-q轴变换手段提供相电流的相电流检测手段故障的故障检测手段；停止输出来自故障检测手段检出故障的相电流检测手段的相电流，并向d-q轴变换手段提供来自另一个正常的相电流检测手段的相电流及各相电流中剩余1相的相电流的非故障相(健全相)(正常相)选择手段。
图1是本发明实施形态1的构成框图。
图2是以往交流电动机控制装置的构成框图。
下文，参照附图叙述本发明的实施形态。实施形态1图1是实施形态1的构成框图。图1中，13是指令产生手段，产生旋转直角座标的d轴指令电压信号Vd*、q轴指令电压信号Vq*及指令频率信号ω。14是由电车线等直流电源(未图示)提供直流功率的3相逆变器，根据来自后述的相电压变换手段26的相电压指令值Vu*、Vv*、Vw*，输出各相电压Vu、Vv、Vw。15是3相交流电动机，由逆变器14的输出加以驱动。16～18是相电流检测手段，分别检测逆变器14的相电流iu、iv、iw。19是故障检测手段，检测相电流检测手段16～18的故障，输出检测信号19a。又，如式(2)所示，各相电流之和为零，因而故障检测手段19例如可如下所述进行故障检测。
iu+iv+iw＝0 …(2)即，(a)iu＝0时，iv+iw＝0(b)iv＝0时，iu+iw＝0
(c)iw＝0时，iu+iv＝0因此，(a)中，iv+iw＝0时，若iu≠0，则判定输出相电流iu的相电流检测手段16故障。对相电流检测手段17、18，也同样可由(b)、(c)中的条件进行故障判定。
20是非故障相选择手段，从相电流iu、iv、iw中选择2相(例如iu、iv)加以输出，在例如故障检测手段19检出一个相电流检测手段16有故障时，通过检测信号19a，停止来自相电流检测手段16的相电流iu输出。进而，非故障相选择手段20输出来自另一个非故障相电流检测手段17的相电流iv及剩余的相电流检测手段18检测的相电流iw。21是输入指令频率信号ω的积分器，输出相位θ。22是输入相位θ及非故障相选择手段20的输出(例如相电流iu、iv)的d-q轴变换手段，该手段进行座标变换，变换成旋转直角座标的d轴电流分量id及q轴电流分量iq。23是输入各轴电流分量id、iq的运算手段，其输入分别乘以增益，将d轴反馈电压信号23d及q轴反馈电压信号23q作为电压信号输出。24、25是减法器，从各轴指令电压信号Vd*、Vq*中减去各轴反馈电压信号23d、23q后，输出各轴控制电压信号24d、25q。26是相电压变换手段，输入相位θ及各轴控制电压信号24d、25q，输出控制逆变器14的相电压的相电压指令信号Vu*、Vw*。
下面，对动作加以说明。图1中，在相电压变换手段26中，根据指令产生手段13的各轴指令电压信号Vd*、Vq*及积分器21的相位θ进行运算，输出相电压指令信号Vu*、Vv*、Vw*。根据相电压指令信号Vu*、Vv*、Vw*，控制逆变器14，输出相电压Vu、Vv、Vw，驱动交流电动机15。
相电流检测手段16-18检测的相电流iu、iv、iw输入至非故障相选择手段20，输出3相相电流iu、iv、iw中的任2相。例如，若从非故障相选择手段20输出相电流iu、iv，则它们与来自积分器21的相位一起，在d-q轴变换手段22中，如式(3)所示，进行座标变换，变换成旋转直角座标的d轴电流分量id及q轴电流分量iq。式(3)可如以下那样导出。即，由使用3相相电流iu、iv、iw座标变换成各轴电流分量的式(4)及各相电流iu、iv、iw总和为零的式(5)变形得出。iqid=2332cosθ+32sinθ3sinθ32sinθ-32cosθ-3sinθiuiv....(3)]]>iqid=23cosθcos(θ-23π)cos(θ-43π)sinθsin(θ-23π)sin(θ-43π)iuiviw....(4)]]>iu+iv+iw＝0 …(5)由此得到的各轴电流分量id、iq，在运算手段23中进行处理后，输出电压信号作为与各轴电流分量id、iq对应的d轴反馈电压信号23d及q轴反馈电压信号23q。在减法器24、25中，从各轴指令电压信号Vd*、Vq*中分别减各轴反馈电压信号23d、23q，并输出各轴控制电压信号24d、25q。在相电压变换手段26中，由各轴控制电压信号24d、25q产生各相电压指令信号Vu*、Vv*、vw*，控制逆变器14的相电压Vu、Vv、Vw。结果，向交流电动机15提供正确的3相交流电压。
这里，假设故障检测手段19例如检出相电流检测手段16有故障，并将检测信号19a输入至非故障相选择手段20。这时，非故障相选择手段20停止来自相电流检测手段16的相电流iu输出。进而，非故障相选择手段20继续输出来自另一个正常的相电流检测手段17的相电流iv，同时，输出在此以前尚未输出的剩余的相电流检测手段18检测的相电流iw。由此，相电流iv、iw输入至d-q轴变换手段22，由(6)式进行座标变换，变换成各轴电流分量id、iq。以后进行的动作与相电流iu、iv输入d-q轴变换手段22时相同。iqid=23cosθcos(θ-23π)cos(θ-43π)sinθsin(θ-23π)sin(θ-43π)iviw...(6)]]>如上所述，在d-q轴变换手段22中，利用2相的相电流，座标变换成旋转直角座标的d轴电流分量id及q轴电流分量iq，若检出任一个相电流检测手段故障，则利用来自另一个正常的相电流检测手段的相电流与在此之前尚未使用的相电流检测手段来的相电流，进行座标变换变换成各轴电流分量id、iq，可继续进行矢量控制，因而可提高可靠性。
根据本发明，停止输出来自故障检测手段检出故障的相电流检测手段的相电流，向d-q轴变换手段提供来自另一个正常的相电流检测手段的相电流及各相电流中剩余1相的相电流，由此，进行座标变换变换成各轴电流分量id、iq，可继续进行矢量控制，因而可提高可靠性。
权利要求
1.一种交流电动机控制装置，用通过d轴指令电压信号及q轴指令电压信号进行矢量控制的3相逆变器输出驱动3相交流电动机，由相电流检测手段检测所述逆变器的相电流，进行座标变换变换成d轴电流分量和q轴电流分量，产生与所述各相电流分量对应的d轴反馈电压信号与q轴反馈电压信号后，由所述各轴指令电压信号与所述各轴反馈电压信号的差控制所述逆变器的相电压；其特征在于，该控制装置包括使用所述相电流检测手段检测的所述各相电流中的任2相，进行座标变换变换成所述d轴电流分量及q轴电流分量的d-q轴变换手段；检测向所述d-q轴变换手段提供所述相电流的所述相电流检测手段故障的故障检测手段；停止输出来自所述故障检测手段检出故障的所述相电流检测手段的相电流，并向所述d-q轴变换手段提供来自另一个正常的所述相电流检测手段的相电流及所述各相电流中剩余1相的相电流的非故障相选择手段。
全文摘要
本发明揭示一种即使相电流检测手段有1个故障仍能进行逆变器矢量控制的交流电动机控制装置。该控制装置包括:使用相电流检测手段(16—18)检测的任2相电流,坐标变换成d轴电流分量和q轴电流分量的d－q轴变换手段(22);检测向d－q轴变换手段提供相电流的相电流检测手段故障的故障检测手段(19);停止输出来自该故障检测手段检出故障的相电流检测手段的相电流,并向d－q轴变换手段提供来自另一正常的相电流检测手段的相电流及检测各相电流中剩余1相的相电流检测手段(18)的相电流的正常相选择手段(20)。
文档编号H02P21/00GK1248818SQ9911846
公开日2000年3月29日 申请日期1999年8月24日 优先权日1998年9月18日
发明者东村充章 申请人:三菱电机株式会社