[發(fā)明專利]電動機的轉矩控制裝置和轉矩控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611056047.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106877770B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 中島洋一郎
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02P21/20
• 分類號: H02P21/20;H02P27/08
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 陶海萍;王曦

本申請實施例提供一種電動機的轉矩控制裝置和轉矩控制系統(tǒng)，該轉矩控制裝置包括：轉矩計算單元，其根據(jù)電動機的旋轉速度和輸出功率，計算所述電動機的轉矩；以及q軸電流指令值計算單元，其根據(jù)轉矩指令，以及所述轉矩計算單元計算出的所述轉矩，計算q軸電流指令值。根據(jù)本申請，能夠不依賴于感應電動機的參數(shù)，并且以簡單的方式，在電動機的運行中高精度地進行轉矩控制。

技術領域

本申請涉及機電領域，尤其涉及電動機的轉矩控制裝置和轉矩控制系統(tǒng)。

背景技術

當電動機在運轉時，需要對電動機進行轉矩控制，即，根據(jù)轉矩指令，生成用于控制電動機運轉的電流指令和電壓指令，這些電流指令和電壓指令被進一步運算，以控制逆變器生成用于驅動電動機的輸出電流。

圖1示出了現(xiàn)有技術中轉矩控制裝置的一個示意圖，如圖1所示，在現(xiàn)有的轉矩控制裝置中，將轉矩指令乘以根據(jù)感應電動機的參數(shù)計算出的轉矩系數(shù)K_t的倒數(shù)1/K_t來得到q軸電流指令值計算q軸電流的反饋信號i_q與q軸電流指令值的偏差，并對該偏差進行比例積分(PI)運算以生成q軸電壓指令值從而進行轉矩控制。

在進行轉矩控制時，感應電動機如果被無限加速會變得危險，所以需要設定加速的速度上限值。在圖1的轉矩控制裝置中，當感應電動機的速度超過速度上限值時，切換到根據(jù)對該速度上限值的處理進行控制。如圖1所示，在根據(jù)對該速度上限值的處理進行控制時，可以計算電動機旋轉速度ω_m與速度的上限值ω₁的偏差，并對該偏差進行PI運算，生成q軸電流指令值從而進行控制。

在現(xiàn)有的轉矩控制裝置中，在用于運算q軸電流指令值的轉矩系數(shù)K_t中涉及到磁通信息。但是，由于磁通不能直接觀測到，并且在感應電動機運行中總是變動，因此磁通成為了轉矩控制精度的誤差要素之一。此外，在運算逆變器的頻率指令時，會將滑動頻率加到根據(jù)感應電動機的旋轉速度計算的頻率上，但是，在運算該滑動頻率中使用的感應電動機的二次電阻值也是不能直接觀測的參數(shù)，因而也存在誤差，所以，二次電阻值和磁通等參數(shù)的誤差進行疊加，導致轉矩控制的誤差變大。

專利文獻1(JP特開2002-199797)記載有一種永久磁鐵型同步電動機的控制裝置，該控制裝置根據(jù)由一次電壓轉換的一次電壓矢量、由一次電流轉換的一次電流矢量以及一次電阻，來計算一次磁鏈矢量，根據(jù)該一次磁鏈矢量和一次電流矢量來計算電動機的輸出轉矩，對該輸出轉矩與轉矩指令的差進行比例積分運算，對比例積分放大的值與轉矩指令求和以修正轉矩指令。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有的轉矩控制裝置中，由于使用了無法直接測定的磁通和二次電阻值等參數(shù)，因此存在參數(shù)的誤差大的問題，其結果是轉矩的控制精度變差；此外，即使由于自動調(diào)諧技術的提高，會改善感應電動機的參數(shù)的檢測精度，但是繞組溫度上升后感應電動機的二次電阻值會變動，所以在繼續(xù)使用電動機的情況下，存在與運行開始時相比轉矩精度逐漸惡化的問題；另外，上述專利文獻1的控制裝置比較復雜，期望一種更加簡易并且更加高精度的轉矩控制裝置。

本申請的實施例提供一種電動機的轉矩控制裝置和轉矩控制系統(tǒng)，根據(jù)電動機的旋轉速度和輸出功率，計算電動機的轉矩，并使用該計算出的轉矩對輸入的轉矩指令進行補償，由此，能夠不依賴于感應電動機的參數(shù)，并且以簡單的方式，在電動機的運行中高精度地進行轉矩控制。

根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供一種電動機的轉矩控制裝置，其輸出用于對電動機進行轉矩控制的q軸電流指令值，該轉矩控制裝置包括：