[發明專利]電機控制設備

有效

• 申請號: 201611193819.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106911284B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 柴田知宏;花木義麿
• 申請（專利權）人: 大隈株式會社
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖

一種電機控制設備，該電機控制設備基于速度指令和電機的速度檢測值計算速度差，基于勵磁電流指令值和勵磁電流檢測值計算勵磁電流共同相位電壓差，并且在滿足所有以下條件時判斷出現退磁：勵磁電流共同相位電壓差超過電壓閾值；速度差超過速度閾值；以及正在進行加速。

相關申請的交叉引用

于2015年12月22日申請、申請號為2015-250333的日本專利申請的全部公開，包括說明書、權利要求書、附圖以及摘要，通過引用整體并入本文。

技術領域

本申請涉及一種電機控制設備，該電機控制設備用于機床等之中的包括直線軸和旋轉軸的進給軸。

背景技術

利用永磁鐵的電機，比如，用于移動機床等的進給軸的無刷直流電機，要求高輸出和高速響應，還需要維持質量。特別地，機床等通常用在惡劣環境中。因此，常規地，為了處理由于老化的絕緣退化等，在電機完全失效之前，即，在故障的初始階段，在電機中進行各種嘗試以檢測異常。

圖4和5為展示常規控制的框圖。關于一個控制對象，其中工作臺141由電機14通過滾珠螺桿142操作，基于通過u相電流檢測器12檢測的u相電流Iu、通過v相電流檢測器13檢測的v相電流Iv以及通過安裝在電機14上的位置檢測器15檢測的位置檢測值Pd，電流檢測值計算單元16輸出作為兩相電流檢測值的勵磁電流檢測值Idd和轉矩電流檢測值Iqd。微分器17對位置檢測值Pd進行微分，并且輸出電機的速度檢測值Vdet。減法器2計算速度指令Vc與速度檢測值Vdet之差，并且輸出結果作為速度差Vdif。電流指令計算單元3基于所述速度差Vdif輸出作為兩相電流指令值的勵磁電流指令值Idc和轉矩電流指令值Iqc。減法器4計算勵磁電流指令值Idc與勵磁電流檢測值Idd之差，并且輸出結果作為勵磁電流差。d軸電壓差計算單元5基于所述勵磁電流差、比例增益Kp和積分增益Ki輸出勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc。減法器6計算所述轉矩電流指令值Iqc與所述轉矩電流檢測值Iqd之差，輸出結果作為轉矩電流差。q軸電壓差計算單元7基于所述轉矩電流差、比例增益Kp和積分增益Ki輸出轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc?；谒鏊俣葯z測值Vdet、所述勵磁電流指令值Idc以及所述轉矩電流指令值Iqc，電壓前饋值計算單元8基于速度檢測值Vdet、勵磁電流指令值Idc和轉矩電流，輸出勵磁電流共同相位電壓前饋值Vdff和轉矩電流共同相位電壓前饋值Vqff。加法器9基于所述勵磁電流共同相位電壓前饋值Vdff和所述勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc輸出勵磁電流共同相位電壓指令Vdc，加法器10基于所述轉矩電流共同相位前饋值Vqff和所述轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc輸出轉矩電流共同相位電壓指令Vqc。逆變器11基于所述勵磁電流共同相位電壓指令Vdc、所述轉矩電流共同相位電壓指令Vqc以及所述位置檢測值Pd輸出三相電流(u,v和w相)。d軸電壓差計算單元5計算的勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc和q軸電壓差計算單元7計算的轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc輸入至電壓差檢測器18。

所述電壓差檢測器18檢測電機是否處于異常狀態。如果所述電壓差檢測器18判斷電機處于異常狀態，則輸出指示該狀態的信號W1。在以下任意一種情況下，所述電壓差檢測器18判斷電機處于異常狀態并且輸出信號W1：勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc的大小超過預設閾值Ref1；接收作為輸入的所述勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc的一階滯后電路183的輸出的大小超過預設閾值Ref2；轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc的大小超過預設閾值Ref3；接收作為輸入的所述轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc的一階滯后電路188的輸出的大小超過預設閾值Ref4。收到所述信號W1之后，主機控制設備判斷電機處于異常狀態并且迅速地停止電機。

下面對能夠基于勵磁電流共同相位電壓差ΔVdc或轉矩電流共同相位電壓差ΔVqc檢測電機異常的原理進行簡單的說明。在無刷直流電機的情況下，假設線圈電阻為R，電感值為L，電角頻率為ωe，電機速度為ω，感應電壓常數為Ke，勵磁電流共同相位電壓理論值Vd和轉矩電流共同相位電壓理論值Vq的電壓方程式通常表示為方程式(1)和方程式(2)。

Vd＝R×Id+ωe×L×Iq 方程式(1)