电动机控制装置的制造方法_2

文档序号:9711085阅读:来源:国知局
元件,转换器13具有六个二极管。但是,转换器13的半导体元件的种类和数量并不限于举例说明的种类和数量。
[0067]利用一个电路来连接转换器13和逆变器15。并且,上述电路与用于实现直流电压的均衡化的电解电容器17连接。
[0068]逆变器15将由转换器13提供的直流电流转换为用于驱动电动机3的交流电流。上述逆变器15控制电动机3的转动速度等。另外,在本实施方式中,作为电动机3使用三相交流电动机。作为电动机3并不限于三相交流电动机,也可以使用其他各种电动机(例如直流电动机)。
[0069]以下说明利用控制部11进行的控制。控制部11具有检测部110。检测部110检测流过R相、S相和T相的电流的电流值。在此,将由检测部110检测出的R相的电流值称为R值,将S相的电流值称为S值,将T相的电流值称为T值。检测出的R值、S值和T值三个值输入最大电流计算部111和选择器部131。此外,R值输入R有效电力值计算部133a。S值输入S有效电力值计算部133b。T值输入T有效电力值计算部133c。
[0070]最大电流计算部111将输入的R值、S值和T值三个值中具有最大绝对值的值(以下称为“最大值”)向第一比较部112输出。第一比较部112将输入的最大值与存储在第一存储部117中的规定值1进行比较。并且,当最大值比规定值1大时,第一比较部112将表示上述信息的信号(以下称为“限制信号”)向速度指令变化率限制部113输出。另外,如果最大值为规定值1以下,则第一比较部112使限制信号的输出停止。
[0071]当未输入来自第一比较部112的限制信号时,速度指令变化率限制部113将从控制器7输入的速度的指令值(以下称为“速度指令值”)直接向速度控制部114输出。另一方面,当输入了来自第一比较部112的限制信号时,速度指令变化率限制部113以从加速度检测部118输入的电动机3的加速度值成为几分之一(例如1/4或1/5)的方式,限制(修正)速度指令值的变化率,并且将上述速度指令值向速度控制部114输出。另外,速度指令值(速度指令)也可以作为用于控制逆变器15的信号。
[0072]在此,对进行电动机3的控制的部分进行说明。电动机3的转动利用编码器5转换为电信号(以下称为“电动机转动信号”)并向速度检测部119输出。速度检测部119通过对来自电动机3的脉冲信号(例如电动机转动信号)进行微分等来计算电动机3的速度。速度检测部119将计算出的值(以下称为“速度值”)向速度控制部114和加速度检测部118输出。加速度检测部118通过对输入的速度值进行微分等来计算加速度。加速度检测部118将计算出的值(以下称为“加速度值”)向速度指令变化率限制部113输出。
[0073]速度控制部114通过将速度值和速度指令值的差与补偿增益相乘来计算转矩指令(以下称为“电动机转矩指令值”),并且向转矩控制部115输出。转矩控制部115通过计算出用于实现电动机转矩指令值的、流过电动机3的电压指令值,进行电流控制。转矩控制部115(电流控制部)通过对上述电压指令值(以下称为“电动机电压指令值”)进行脉宽调制(PWM),生成栅极信号。转矩控制部115将上述栅极信号向栅极控制部116输出。栅极控制部116基于上述栅极信号,控制构成逆变器15的半导体。通过利用上述栅极控制部116适当地控制逆变器15,对电动机3的转动进行控制。此外,如果从后述的第三比较部139输入栅极停止信号,则栅极控制部116使从逆变器15向电动机3的电力供给停止。
[0074]选择器部131选择R相、S相和T相的电流值并向平均化部132输出。平均化部132计算三相电流的电流值的平均值(以下称为“平均值”)并向乘法计算部135输出。
[0075]R有效电力值计算部133a计算R相的电流值的有效电力值(以下称为“R相有效电力值”)并向不平衡补偿量计算部134输出。S有效电力值计算部133b计算S相的电流值的有效电力值(以下称为“S相有效电力值”)并向不平衡补偿量计算部134输出。T有效电力值计算部133c计算T相的电流值的有效电力值(以下称为“T相有效电力值”)并向不平衡补偿量计算部134输出。
[0076]并且,不平衡补偿量计算部134根据R相有效电力值、S相有效电力值和T相有效电力值来计算三相电流的平均值(第一平均值。例如有效电力值的平均值)。此外,不平衡补偿量计算部134根据R相有效电力值、S相有效电力值和T相有效电力值来计算(选择)最大有效电力值。在此基础上,不平衡补偿量计算部134可以利用最大有效电力值(或流过最大电流流过的相的电流的绝对值(最大绝对值))和三相电流的平均值,计算电流不平衡补偿量。不平衡补偿量计算部134例如利用以下公式,计算电流不平衡补偿量。
[0077]电流不平衡补偿量=I最大有效电力值|/|三相电流的平均值
[0078]计算出的电流不平衡补偿量向乘法计算部135输出。另外,不仅可以利用有效电力值、而且可以利用平均值来计算电流不平衡补偿量。
[0079]乘法计算部135将通过对上述电流不平衡补偿量和从平均化部132输出的平均值(第二平均值)进行乘法计算而得到的值(乘法计算值)向累计部136输出。累计部136将通过累计输入的乘法计算值而得到的值(以下称为“累计值”)向第二比较部137和第三比较部139输出。
[0080]第二比较部137将输入的累计值与存储在第二存储部138中的规定值2进行比较。当累计值比规定值2高时,第二比较部137将表示上述信息的信号(以下称为“警报信号”)向控制器7输出。
[0081]第三比较部139将输入的累计值与存储在第三存储部140中的规定值3进行比较。并且,当累计值比规定值3高时,将表示上述信息的信号(以下称为“栅极停止信号”)向栅极控制部116输出。当累计值比规定值3高时,第三比较部139输出栅极停止信号,并且将表示发出了栅极停止信号的信号(以下称为“异常信号”)向控制器7输出。
[0082]在此,设定为规定值2的值是如下的值:当累计值小于上述规定值2时,将流过三相的电流的不平衡视为不会对电动机3的运转产生不良影响的状态(运转能够视为稳定运转)。换句话说,如果累计值成为规定值2以上的值,则利用控制器7进行对应(以下称为“不平衡对应”)。此外,设定为规定值3的值是如下的值:当累计值在上述规定值3以上时,将流过三相的电流的不平衡视为最好使电动机3停止的异常状态。因此,规定值2 <规定值3。
[0083]接着,对控制器7的动作进行说明。控制器7是接受来自用户的输入等(操作输入)综合控制电动机3的构件。上述控制器7通常将与操作输入对应的速度指令值向速度指令变化率限制部113输出。但是,当输入了警报信号时,控制器7进行报警对应。具体地说,在这种情况下,控制器7例如使电动机的运转方式的停止时间变长。此外,例如当输入异常信号时,控制器7将上述信息通知用户。
[0084]在具有如上所述结构的电动机控制装置1中,能够防止或抑制过电流流过转换器13而使转换器13内的半导体破损。此外,不仅能够防止或抑制因过电流产生的不良现象,还能够防止或抑制因转换器13内的过负载导致的破损。以下,更具体地进行说明。
[0085]速度指令变化率限制部113利用基于最大电流计算部111的检测值产生的限制信号,限制电动机3的速度指令值的变化率。由此,如图2所示,在流过转换器13的电流超过规定值(例如规定值1)的a时点,来自速度指令变化率限制部113的输出从到此为止的A值成为上述A值几分之一的B值。由此,电动机3速度的上升率下降。此外,流过转换器13的电流也逐渐下降。由此,流过转换器13的电流的最大值未超过规定值。因此,可以抑制转换器13内的半导体破损。由此,能够不用使电动机3的运转停止而持续进行运转。并且,电动机3的运转不停止是指使用电动机3的各种设备的运转不停止。此外,最大电流计算部111选择最大电流流过的相的电流。因此,即使流过三相的电流不均衡时,也能够限制流过转换器13的电流。由此,即使流过三相的电流不均衡时,也能够不用使电动机3和设备停止,且能够保护转换器13。
[0086]此外,R有效电力值计算部133a、S有效电力值计算部133b和T有效电力值计算部133c计算
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