[發明專利]電動機控制裝置

有效

• 申請號: 201510024862.2
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104821772B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 井出勇治;山﨑悟史;北原通生
• 申請（專利權）人: 山洋電氣株式會社
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 周善來;李雪春

本發明提供電動機控制裝置，能抑制電動機加減速時的速度超調和輸出過大的轉矩，并且難以引起電動機的位置偏移，從而能容易地進行電動機的定位。提供的電動機控制裝置具有第一轉矩指令限制器(160)和第二轉矩指令限制器(180)，當轉矩指令的大小超過設定的范圍時，將其大小限制在設定的范圍內并輸出飽和檢測。停止條件判斷器(190)監視位置指令的變化狀態，當該位置指令變化時，根據第一轉矩指令限制器的飽和檢測，使速度積分控制器的積分動作停止，并且當位置指令未變化時，根據第二轉矩指令限制器的飽和檢測，使速度積分控制器的積分動作停止。

技術領域

本發明涉及一種電動機控制裝置。

背景技術

難以引起電動機振蕩(発振)時的位置偏移因而能夠容易地進行電動機定位的電動機控制裝置，在控制系統內的操作量飽和時，通過進行抗飽和處理來避免速度積分控制器的輸出值變得過大。抗飽和處理分為使用反饋的方法和使速度積分控制器停止的方法這兩種方法。

圖4是表示使用反饋來用于進行抗飽和處理的以往的電動機控制裝置一個例子的圖。

電動機控制裝置30使用反饋控制器34，將向轉矩指令限制器32的輸入與來自轉矩指令限制器32的輸出之差乘以反饋增益倍數(K倍)。將乘以K倍后的差向速度指令進行反饋。由此，電動機控制裝置30執行抗飽和處理(參照下述的日本專利公開公報特開2001-166801號的記載)。

但是，為了抑制電動機速度超調，需要根據在速度比例控制器38中設定的速度控制增益G的值，適當地調整在反饋控制器34中設定的反饋增益K的值。

例如，如果反饋增益K的值相對于速度控制增益G的值稍大，則會發生控制系統產生振蕩的問題。因此，在能夠任意設定速度控制增益G的值的電動機控制裝置中，使用使速度積分控制器停止的方法。

圖5是表示通過使速度積分控制器停止來執行抗飽和處理的以往的電動機控制裝置的一個例子的圖。

如果通過轉矩指令限制器42限制從速度比例控制器48輸出的轉矩指令，則電動機控制裝置40識別控制系統內的操作量的飽和。如果電動機控制裝置40識別到操作量的飽和，則同一電動機控制裝置40使用停止條件判斷器43使速度積分控制器44的積分動作停止。

如果使速度積分控制器44的積分動作停止，則抑制了過大的積分動作。通過所述的抗飽和處理，可以抑制電動機45加減速時的速度超調和機械49的可動部的推壓(押し當て)動作后輸出過大的轉矩。

在工作機械中，有時通過把滾珠絲桿通過連接器與電動機的軸連接，由此使用所述絲桿使工作臺往返移動。如圖6所示，在這種工作機械中使用的電動機控制裝置利用比例積分控制進行速度控制，并且利用比例控制進行位置控制。

圖6是表示通過使速度積分控制器停止來用于進行抗飽和處理的以往的其他電動機控制裝置一個例子的圖。

電動機控制裝置50將由低通濾波器和陷波濾波器(ノッチフィルタ)構成的轉矩指令濾波器51插入轉矩指令限制器52和轉矩控制器56之間。通過轉矩指令濾波器51的低通濾波器，抑制包含在轉矩指令中的編碼器的量子化波動。此外，通過轉矩指令濾波器51的陷波濾波器，抑制由連接器和滾珠絲桿引起的機械共振。

電動機控制裝置50通過速度積分控制器54抑制機械系統摩擦的影響。由此，將電動機55定位在與位置指令一致的位置上。

但是，在所述以往的電動機控制裝置50中，當機械的偏差大時，存在會在機械系統的共振頻率與設定在控制系統的陷波濾波器中的頻率之間產生偏差的情況。當產生了所述偏差時，轉矩指令由于振蕩，在轉矩指令限制器52的限制值以下的范圍內變動。

如果轉矩指令因振蕩而變動，則抗飽和處理起作用。其結果，速度積分控制器54停止。如果速度積分控制器54停止，則難以抑制機械系統的摩擦的影響。其結果，難以將電動機55定位在與位置指令一致的位置上。