电机控制装置和电机控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电机控制装置和电机控制方法。
【背景技术】
[0002] 在专利文献1中，公开如下一种技术：在用于转换为V/F控制的转换控制中，执行 边固定逆变器的输出频率边使逆变器的输出电压上升的模式〇,当逆变器的输出电流到达 限制值时，切换为边固定逆变器的输出电压边使逆变器的输出频率上升的模式1。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2004-48840号公报
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题
[0007] 然而，为了转换为V/F控制，需要调整外加电压和频率，以使外加于感应电机的外 加电压与其频率满足规定关系，然而当调整频率时，若频率小于感应电机的转速，出现以下 问题：感应电机变为再生状态，会向感应电机的供电路径外加再生电压。
[0008] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种当使感应电机从自由运转状 态转换为V/F控制状态时，能抑制产生再生电压的电机控制装置和电机控制方法。
[0009] 为解决技术问题的方法
[0010] 为了解决上述问题，本发明的电机控制装置将感应电机从自由运转状态转换为外 加于所述感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，所述电机控制装置具有：电 压调整器，执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模 式；频率调整器，执行使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模 式；模式切换器，对所述电压上升模式与所述频率下降模式进行择一切换；和判定器，对所 述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定，在所述频率下降模式下，当向用 于驱动所述感应电机的逆变器供直流电的母线的母线电压超过第一阈值时，所述频率调整 器限制所述频率的下降。
[0011] 另外，在本发明的一个技术方案中，当所述母线电压超过所述第一阈值，并且所述 母线电压的每规定时间内的变化量为正值时，所述频率调整器也可以使所述频率上升。
[0012] 另外，在本发明的一个技术方案中，当所述母线电压超过所述第一阈值，并且所述 母线电压的每规定时间内的变化量不为正值时，所述频率调整器也可以保持所述频率。
[0013] 另外，在本发明的一个技术方案中，当所述母线电压小于比所述第一阈值还小的 第二阈值时，所述频率调整器也可以与限制所述频率的下降前相比降低每规定时间内的下 降量，然后再次开始所述频率的下降。
[0014] 另外，本发明的电机控制方法用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述 感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，所述电机控制方法对使所述外加电压 从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式、与使所述频率从规定范围的上 限随着时间的经过而下降的频率下降模式进行择一切换，在所述频率下降模式下，当向用 于驱动所述感应电机的逆变器供直流电的母线的母线电压超过第一阈值时，限制所述频率 的下降，对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
[0015] 发明效果
[0016] 采用本发明时，由于在频率下降模式下，根据母线电压来限制频率的下降，因此能 抑制产生再生电压。
【附图说明】
[0017] 图1是表示电机控制系统的结构例的框图。
[0018] 图2是表示电机控制装置的功能例的框图。
[0019] 图3是表示电机控制装置的动作例的时序图。
[0020] 图4是表示速度检索模式的例子的流程图。
[0021] 图5是表示电压恢复步骤的例子的流程图。
[0022] 图6是表示频率减速步骤的例子的流程图。
[0023] 图7是表示实现双方下降步骤的结构的框图。
[0024] 图8是表示双方下降步骤的例子的时序图。
[0025] 图9是表示双方下降步骤的例子的时序图。
[0026] 图10是表示实现母线电压减少步骤的结构的框图。
[0027] 图11是表示母线电压减少步骤的例子的时序图。
[0028] 附图标记说明
[0029] 2:感应电机，3:逆变器，4:交流电源，5:整流电路，6:平流电容器，10:电机控制 装置，lid、Ilq:减法器，12:电流控制器，13:加法器，14:电压指令运算器，15 :PWM控制器， 16:速度转换器，17 :d-q转换器，21:电流判定器（模式切换器的一例），22:频率调整器 (频率调整器的一例），23:电压调整器（电压调整器的一例），24 :V/f转换器，25 :V/f-致 判定器（判定器的一例），31:频率调整器，32:开关，33 :V/f转换器，41:电压判定器，91:母 线，100 :电机控制系统
【具体实施方式】
[0030] 参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0031] 图1是表示电机控制系统100的结构例的框图。电机控制系统100具有感应电机 2、逆变器3、交流电源4、整流电路5、平流电容器6和电机控制装置10。
[0032] 逆变器3例如包含三相桥电路，根据由电机控制装置10生成的控制信号，将从整 流电路5与平流电容器6供给的直流电转换为交流电，并向感应电机2输出被转换的交流 电。
[0033] 整流电路5与平流电容器6将从交流电源4供给的交流电转换为直流电，并向逆 变器3输出被转换的直流电。外加于平流电容器6的电压表示向逆变器3供直流电的母线 91的母线电压。
[0034]电机控制装置10例如包含MPU(MicroProcessingUnit:微处理单元），通过按程 序来执行信息处理而生成用于控制感应电机2的旋转的控制信号，并且输出至逆变器3。
[0035] 图2是表示电机控制装置10的功能例的框图。电机控制装置10所包含的各部分 的功能是由MPU根据程序来执行信息处理而实现的。
[0036] 当开关SW为A时，电机控制装置10执行通常运转模式，当开关SW为B时执行速 度检索模式。在通常运转模式下，执行将外加于感应电机2的外加电压与其频率之比保持 恒定的V/f控制。
[0037] 速度检索模式是用于将感应电机2从自由运转状态转换为V/f控制状态而执行的 模式。所谓自由运转状态，是指供电被切断的感应电机因惯性而旋转的状态。在速度检索 模式下，分别调整外加电压与频率，以使外加于感应电机2的外加电压与其频率之比成为 预先设定值，并且使频率接近感应电机2的转速。
[0038] 电机控制装置10具有减法器Ild和llq、电流控制器12、加法器13d和13q、电压 指令运算器14、PWM控制器15、速度转换器16和d-q转换器17。这些是用于实现感应电机 2的控制、尤其是用于实现通常运转模式的结构。
[0039] 另外，电机控制装置10还具有电流判定器21、频率调整器22、电压调整器23、V/f 转换器24和V/f?-致判定器25。这些是用于实现速度检索模式的基本结构。关于用于实 现速度检索模式的附加结构在后面叙述。
[0040] 减法器Ild和Ilq用于分别计算出来自上位装置的d和q轴电流指令值Id*、Iq* 与来自d-q转换器17的d和q轴电流检测值Id和Iq的差分值，并输出至电流控制器12。[0041] 电流控制器12根据来自减法器Ild和Ilq的差分值，计算出d和q轴电压基础值 并输出至加法器13d和13q。
[0042]加法器13d和13q分别计算出来自上位装置的d和q轴电压指令值Vd*、Vq*与来 自电流控制器12的d和q轴电压基础值的相加值并输出至电压指令运算器14。
[0043] 当开关SW为A时，电压指令运算器14将来自加法器13d和13q的相加值作为d 和q轴电压指令值Vdl*和Vql*，据此计算出电压指令值Vs*和速度指令值0v并输出至PWM 控制器15。根据下面算式1计算电压指令值Vs*和速度指令值ev。
[0044][算式 1]
【主权项】
1. 一种电机控制装置，其用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机 的外加电压与其频率满足规定关系的状态，其特征在于，具有： 电压调整器，执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上 升模式； 频率调整器，执行使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模 式； 模式切换器，对所述电压上升模式与所述频率下降模式进行择一切换；W及 判定器，对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定， 在所述频率下降模式下，当向用于驱动所述感应电机的逆变器供直流电的母线的母线 电压超过第一阔值时，所述频率调整器限制所述频率的下降。
2. 根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于， 当所述母线电压超过所述第一阔值且所述母线电压在每规定时间内的变化量为正值 时，所述频率调整器使所述频率上升。
3. 根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于， 当所述母线电压超过所述第一阔值且所述母线电压在每规定时间内的变化量不为正 值时，所述频率调整器保持所述频率。
4. 根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于， 当所述母线电压小于比所述第一阔值还小的第二阔值时，所述频率调整器与限制所述 频率的下降前相比降低每规定时间内的下降量，然后再开始所述频率的下降。
5. -种电机控制方法，用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机的 外加电压与其频率满足规定关系的状态，其特征在于，包含W下步骤： 对使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式、与使所 述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式进行择一切换， 在所述频率下降模式下，当向用于驱动所述感应电机的逆变器供直流电的母线的母线 电压超过第一阔值时，限制所述频率的下降， 对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
【专利摘要】本发明提供一种当使感应电机从自由运转状态转换为V/F控制状态时，能抑制产生再生电压的电机控制装置和电机控制方法。本发明的电机控制装置(1)具有：电压调整器(23)，执行使外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式；频率调整器(22)，执行使频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式；电流判定器(21)，对电压上升模式与频率下降模式进行择一切换；和V/f一致判定器(25)，对外加电压与频率是否满足规定关系进行判定。在频率下降模式下，当向用于驱动感应电机(2)的逆变器供直流电的母线的母线电压超过第一阈值时，频率调整器(22)限制频率的下降。
【IPC分类】H02P21-14, H02P1-52
【公开号】CN104601053
【申请号】CN201410475511
【发明人】松田宗二, 井浦英昭
【申请人】株式会社安川电机
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】EP2869455A1, US20150115865