[發明專利]馬達控制裝置

有效

• 申請號: 201180007331.2
• 申請日: 2011-01-25
• 公開（公告）號: CN102725956A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 池田英俊;丸下貴弘;上田浩一郎;五十嵐裕司;前川清石
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00;G05D3/12;H02P5/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及驅動各種產業用機械裝置的馬達控制裝置。

背景技術

作為馬達控制裝置的第1現有技術，例如設想如鋼鐵軋制生產線（Steel?rolling?line）那樣使用通過馬達而進行旋轉的輥（roll）來連續地搬運帶狀材料（web）那樣的被稱為帶狀材料搬運控制的用途。在這樣的用途下的現有技術中，以使利用搬運材料來連結的各馬達中的負載扭矩的失衡（Unbalance）不會變大為目的，以往使速度控制器具有被稱為下垂（drooping）的功能（例如，參照專利文獻1）。

在該下垂控制中，通過從速度指令減去馬達電流即使表示馬達扭矩的信號成為比例倍而得到的值，從而具有如果馬達扭矩增大則馬達速度降低的垂下特性（下垂）。由此，在用搬運材料連結了的多個馬達中，實現了防止特定的馬達的負載電流變得過大的功能。

并且，專利文獻1的馬達控制裝置如其圖1中記載那樣，在馬達控制裝置的內部，具備實施了以往的下垂控制的速度控制器（即，從速度指令減去使速度控制器的輸出成為比例倍而得到的下垂量以使帶有垂下特性的速度控制器）。而且，專利文獻1的馬達控制裝置追加地具備對馬達的加減速所需的扭矩進行運算的加減速電流運算器，將速度控制器的輸出和加減速電流運算器的輸出進行相加，而作為針對馬達的扭矩指令來輸出。

由此，能夠消除由于速度指令的變化而使馬達加減速時的下垂量的變化，在使馬達速度進行了加減速的情況下，也能夠使馬達高精度地追蹤指令。

另外，作為馬達控制裝置的第2現有技術，設想作為與第1現有技術不同的用途的通過NC控制裝置來控制的機床等。在這樣的用途下的現有技術中，針對1個驅動對象物（工件）執行通過2個馬達一邊進行同步控制一邊進行驅動的并行驅動控制（例如，參照專利文獻2）。

在這樣的并行驅動控制的情況下，由于各馬達的位置檢測器的精度、使驅動對象物和馬達機械地結合時的機械精度而產生如下那樣的問題。即，如果使各馬達的位置完全與指令一致，則產生驅動對象的機械性的扭轉，產生使各馬達互相拉拽那樣的力（以下，稱為軸間干擾力），馬達的發熱、電氣性劣化或者驅動對象的機械性劣化成為問題。

針對這樣的問題，在第2現有技術中，一邊對2個馬達提供相同的位置指令一邊對各馬達進行位置控制。與此同時，在第2現有技術中，進行各馬達控制裝置對2個馬達輸出的扭矩指令或者實際的扭矩檢測值的比較。然后，根據對它們進行差分而得到的信號，修正針對一方的馬達的位置指令，從而抑制軸間干擾力，而且抑制馬達的發熱、電氣性劣化或者驅動對象的機械性劣化。

專利文獻1：日本特開平4－121086號公報

專利文獻2：日本特開2004－288164號公報

發明內容

但是，在第1現有技術中，只是使馬達控制裝置內部的速度控制器具有上述垂下特性。因此，例如存在難以將馬達扭矩正確地確保為與期望的張力相稱那樣的值的問題。另外，在實際的帶狀材料搬運控制中，例如要求與搬運線的起動運轉時、穩定運轉、緊急時的保護運轉這樣的帶狀材料搬運控制中的各種運轉狀況對應的控制功能。

另一方面，在馬達的速度與扭矩之間相互存在因果關系，無法自由地進行速度控制和扭矩控制這兩者。因此，在帶狀材料搬運控制中，需要進行與各種運轉狀況對應地綜合地考慮了速度和扭矩的高性能的控制。但是，在專利文獻1記載的現有技術中，只是在馬達控制裝置內部的速度控制器中使扭矩與速度的關系具有垂下特性。因此，存在難以通過簡單的運算來實現與各種運轉狀況對應的高性能的控制這樣的問題。

此處，在第2現有技術中，根據對2個馬達實際提供的扭矩指令或者扭矩檢測值的差分信號進行了修正。因此，在由2個馬達進行驅動的機械系統的特性在哪個馬達中都是完全相同的特性的情況（即，具有對稱的機械特性的情況）下，良好地進行動作。

但是，例如，考慮由容量不同的馬達進行了驅動的情況、要驅動的機械負載的重心偏移這樣的驅動對象的機械特性非對稱的情況。在該情況下，如果單純地根據扭矩指令、扭矩檢測值的差分來進行校正，則由于在加減速時產生的扭矩的差異，而使位置的同步控制精度變差。其結果，存在不容易實現更高精度的同步控制這樣的問題。