[發(fā)明專利]電動機控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380074580.2
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN105075105A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高橋健治;古谷真一;法名直人
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02P3/18
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有使電動機進行急減速或緊急制動的單元的、電動機的控制裝置，特別地，涉及為了實現(xiàn)急減速或緊急制動而使電動機損耗急劇地增加的控制技術(shù)。下面，將使該損耗增加的控制簡單地記載為急減速控制。

背景技術(shù)

作為用于使電動機以所希望的輸出及轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的供電單元而使用逆變器。在逆變器中，實施下述動作，即，對系統(tǒng)電源的電力進行整流，變換為直流，進而變換為具有適宜于電動機驅(qū)動的電壓、頻率的交流電力，并進行供給。所述逆變器的直流電路部與電阻器連接，該電阻器用于對來自直流電壓平滑用電容器和電動機的再生能量進行處理。在進行電動機的可變速運轉(zhuǎn)的情況下，減速時成為再生動作，但是在與電動機連接的機械負(fù)載的慣性矩較大、或者進行急速的減速的情況下，由于再生能量，使所述平滑用電容器的電壓急劇上升。特別地，在所述電阻器的容許電力容量不足的情況下，該現(xiàn)象是顯著的。為了防止由該電動機再生動作時的直流部過電壓導(dǎo)致的裝置的破損，廣泛地使用具有下述過電壓保護單元的旋轉(zhuǎn)機的控制裝置，該過電壓保護單元對平滑用電容器的端子電壓進行檢測，在檢測電壓大于規(guī)定值的情況下，自動地停止減速動作。

在上述的電動機控制裝置中，作為不陷入逆變器直流電路部的過電壓狀態(tài)而實現(xiàn)急減速的手段，已知下述方法，即，使電動機損耗增大，對朝向逆變器側(cè)的再生能量值進行抑制。例如，已知下述方案，即，使減速時施加至電動機的電壓的振幅增大，使電動機的電流以及與其相伴的電動機磁通增加，由此，使電動機銅損及電動機鐵損增加，使電動機損耗增大(參照專利文獻1)。

然而，在上述專利文獻1所示的技術(shù)中，有時在剛使施加至電動機的電壓振幅增加后發(fā)生電流過沖，存在示出了其對策的技術(shù)(參照專利文獻2)。該文獻也記述了電動機急減速控制技術(shù)，但是記載的是下述技術(shù)，即，為了保護電動機及逆變器，在檢測到電流的過沖即過電流的情況下，暫時停止急減速控制。由此，能夠?qū)﹄妱訖C急減速控制時的電壓振幅增加進行抑制而實現(xiàn)過電流抑制。

然而，通常在生成相當(dāng)于電壓指令的、針對逆變器的占空比指令時，需要對直流電路部的電壓進行檢測，然后將電壓指令除以所檢測到的直流電路部的電壓。作為對該直流電路部的電壓進行檢測的方法，已知下述方法，即，在急減速控制時使用于直流電路部的電壓檢測的濾波器的時間常數(shù)變化，去除與急減速控制相伴的直流電路部電壓的暫態(tài)上升變化量。如果使用該方法，則能夠?qū)崿F(xiàn)下述的急減速控制，即，能夠維持占空比指令的振幅，向電動機施加較高的電壓(參照專利文獻3)。

專利文獻1：日本特許第1660499號公報

專利文獻2：日本特開2012-044835號公報

專利文獻3：日本特許第4461877號公報

非專利文獻1：杉本，“ACサーボ系統(tǒng)の理論と設(shè)計の実際”，“総合電子出版”，1997年，p.106

發(fā)明內(nèi)容

在專利文獻1所示的技術(shù)中，在急減速控制時，使施加至電動機的電壓的振幅增加，但是電動機的從電壓向電流的傳遞特性具有2階特性，隨著電氣時間常數(shù)等電動機參數(shù)及旋轉(zhuǎn)速度條件等的不同，有時衰減系數(shù)變小，如果單純地使電壓的振幅增大，則有時發(fā)生電流過沖，變?yōu)檫^電流。

在專利文獻2所示的技術(shù)中，在急減速控制時，在電流大于或等于規(guī)定值、檢測到過電流的情況下，使電壓振幅的增加暫時停止，但是根據(jù)所述的電動機特性，如果僅單純地使電壓振幅的增加暫時停止，則有時不能抑制電流的過沖。并且，有時由過電流檢測導(dǎo)致的急減速控制暫時停止、和由電流狀態(tài)解除導(dǎo)致的急減速控制重新開始反復(fù)進行，發(fā)生震顫，電流大幅紊亂。如果變?yōu)樵摖顟B(tài)，則不僅不能防止過電流，有時連適當(dāng)?shù)募睖p速控制也不能實現(xiàn)。

另外，在絲毫不考慮電壓振幅的增加比例，逆變器直流電路部的電壓較高而不存在接受再生能量的余地的情況下，電動機損耗增加變得不足，再生能量在平滑電容器中蓄積，有時發(fā)生逆變器直流電路部的過電壓。

另外，在專利文獻3所示的技術(shù)中，存在下述問題，即，在電動機急減速控制時，不能準(zhǔn)確地掌握逆變器輸出的電壓，且不能進行控制。因此，根據(jù)運轉(zhuǎn)條件的不同，有時會向電動機施加過大的電壓，在電動機中流過過量的電流，有時導(dǎo)致電動機及逆變器的疲勞或者破損。逆變器的輸出電壓由直流電路部的電壓和針對逆變器的占空比指令的積決定。在專利文獻3示出的技術(shù)中，采用的是在急減速控制時，也不使針對逆變器的占空比指令變化的結(jié)構(gòu)，逆變器的輸出電壓的變化由直流電路部的電壓決定。