JPH0654572A - Heat protection apparatus for motor - Google Patents

Heat protection apparatus for motor

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Publication number
JPH0654572A
JPH0654572A JP4223603A JP22360392A JPH0654572A JP H0654572 A JPH0654572 A JP H0654572A JP 4223603 A JP4223603 A JP 4223603A JP 22360392 A JP22360392 A JP 22360392A JP H0654572 A JPH0654572 A JP H0654572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
winding
electric motor
motor
angular velocity
Prior art date
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Pending
Application number
JP4223603A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Ogawa
幸男 小川
Yoshihiro Ueda
佳弘 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP4223603A priority Critical patent/JPH0654572A/en
Publication of JPH0654572A publication Critical patent/JPH0654572A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable feeding a controller with protection signals by computing the winding temperature of a motor, detecting the flange temperature, estimating the winding and flange temperatures based on the thermal model of the motor through a state observer, and comparing the resultant values. CONSTITUTION:A parameter identifying device (PD) 32 identifies the winding resistance R of a motor 10 based on the winding voltage Va,k and Vb,k, and winding current ia,k and ib,k of A/D converters 25, 28 and 27, and the rotor angular velocity omegak, using the method of least squares. A parameter temperature converter (PC) 33 computes the winding temperature TR,K based on the identified winding resistance R in relation between winding resistance and winding temperature. A state observer 34 estimates the flange and winding temperatures of the motor 10 based on the thermal model of the motor 10, and subtracts the estimated values from the winding temperature TR,K computed by PC 33 and the flange temperature TC,K detected. A comparator 35 compares the differential temperature estimated by the state observer 34 and the threshold value, and feed a protection signal output device 37 with the result of the comparison.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】電動機の熱保護装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat protection device for an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術と問題点】電動機の熱保護において,電動
機に使用される熱絶縁物に応じて許容温度および温度上
昇限度を設定し,電動機をその設定温度範囲内で運転さ
せる必要がある。このため,電動機の熱保護装置とし
て,保護継電器または電動機内部に温度センサを設置し
たものが使われていた。
2. Description of the Related Art In heat protection of an electric motor, it is necessary to set an allowable temperature and a temperature rise limit according to a thermal insulator used in the electric motor, and operate the electric motor within the set temperature range. For this reason, as a heat protection device for the electric motor, a protective relay or a device having a temperature sensor installed inside the electric motor has been used.

【0003】しかしながら,熱継電器を使用すると駆動
条件や電動機の外部環境により保護動作点がばらつく,
また電動機の内部温度が分らないため安定かつ正確な電
動機の熱保護ができない。一方,内部に温度センサを設
置すると,コスト・アップ,電動機の信頼性の低下とい
う問題点があった。
However, when a heat relay is used, the protection operating point varies depending on the driving conditions and the external environment of the motor.
Further, since the internal temperature of the electric motor is not known, stable and accurate heat protection of the electric motor cannot be achieved. On the other hand, if a temperature sensor is installed inside, there are problems of increased cost and reduced reliability of the motor.

【0004】[0004]

【発明の開示】第1の発明は,電動機の温度等の状態に
応じて最適な熱保護ができる電動機の熱保護装置の提供
を目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The first object of the present invention is to provide a thermal protection device for an electric motor, which is capable of performing optimum thermal protection in accordance with the temperature and other conditions of the electric motor.

【0005】第1の発明の電動機の熱保護装置は,与え
られる指令に応答して電動機を制御するコントローラを
備えた電動機制御装置において,上記電動機の巻線電流
を検出する電流センサ,上記電動機のフランジ温度を検
出する温度センサ,上記電動機の回転子角速度を検出す
る角速度センサ,上記コントローラによって上記電動機
に印加される巻線電圧と,上記電流センサおよび上記角
速度センサによってそれぞれ検出された巻線電流および
回転子角速度とに基づいて上記電動機の巻線抵抗を同定
するパラメータ同定手段,上記巻線抵抗に基づいて上記
電動機の巻線温度を決定するパラメータ温度変換手段,
上記電流センサおよび上記角速度センサによってそれぞ
れ検出された巻線電流および回転子角速度を入力とし,
温度誤差のフィードバックを含む上記電動機の熱モデル
を用いて上記電動機のフランジ温度および巻線温度を推
定する状態オブザーバ,上記温度センサによって検出さ
れた上記電動機のフランジ温度と上記状態オブザーバに
より推定されたフランジ温度とのフランジ温度誤差,上
記パラメータ温度変換手段により決定された巻線温度と
上記状態オブザーバにより推定された巻線温度との巻線
温度誤差に基づいて上記電動機の異常を判定する比較判
定手段,および上記比較判定手段からの判定結果に基づ
き上記コントローラへ保護信号を出力する保護信号出力
手段を備えている。
A heat protection device for an electric motor according to a first aspect of the present invention is a motor control device including a controller for controlling an electric motor in response to a given command, wherein a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, A temperature sensor for detecting the flange temperature, an angular velocity sensor for detecting the rotor angular velocity of the electric motor, a winding voltage applied to the electric motor by the controller, winding currents respectively detected by the current sensor and the angular velocity sensor, and Parameter identification means for identifying the winding resistance of the electric motor based on the rotor angular velocity, parameter temperature conversion means for determining the winding temperature of the electric motor based on the winding resistance,
The winding current and the rotor angular velocity respectively detected by the current sensor and the angular velocity sensor are input,
A state observer for estimating a flange temperature and a winding temperature of the electric motor using a thermal model of the electric motor including feedback of a temperature error, a flange temperature of the electric motor detected by the temperature sensor, and a flange estimated by the state observer. Comparison judgment means for judging abnormality of the electric motor based on flange temperature error with temperature, winding temperature error between winding temperature determined by the parameter temperature conversion means and winding temperature estimated by the state observer, And a protection signal output means for outputting a protection signal to the controller based on the judgment result from the comparison judgment means.

【0006】第1の発明の好ましい実施態様において
は,上記比較判定手段からの判定結果およびパラメータ
温度変換手段からの巻線温度とを表示する表示手段をさ
らに備えている。
In a preferred embodiment of the first aspect of the invention, there is further provided display means for displaying the determination result from the comparison determination means and the winding temperature from the parameter temperature conversion means.

【0007】第1の発明による電動機の熱保護方法は,
与えられる指令に応答して電動機を制御するコントロー
ラ,上記電動機の巻線電流を検出する電流センサ,上記
電動機のフランジ温度を検出する温度センサ,および上
記電動機の回転子角速度を検出する角速度センサを備え
た電動機制御装置において上記コントローラによって上
記電動機に印加される巻線電圧と,上記電流センサおよ
び上記角速度センサによってそれぞれ検出された巻線電
流および回転子角速度とに基づいて上記電動機の巻線抵
抗を同定し,この同定された巻線抵抗に基づいて上記電
動機の巻線温度を決定し,上記電流センサおよび上記角
速度センサによってそれぞれ検出された巻線電流および
回転子角速度を入力とし,推定温度誤差のフィードバッ
クを含む上記電動機の熱モデルを用いた状態推定オブザ
ーバにより上記電動機のフランジ温度および巻線温度を
推定し,上記温度センサによって検出された上記電動機
のフランジ温度と上記状態オブザーバにより推定された
フランジ温度とのフランジ温度誤差,上記パラメータ温
度変換手段により決定された巻線温度と上記状態オブザ
ーバにより推定された巻線温度との巻線温度誤差に基づ
いて上記電動機の異常を判定し,この判定結果に基づき
上記コントローラへ保護信号を出力し,上記コントロー
ラは保護信号に応じて,電動機の保護のための制御を行
なうものである。
A heat protection method for an electric motor according to the first invention is
A controller for controlling an electric motor in response to a given command, a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, a temperature sensor for detecting a flange temperature of the electric motor, and an angular velocity sensor for detecting a rotor angular velocity of the electric motor are provided. In the electric motor control device, the winding resistance of the electric motor is identified based on the winding voltage applied to the electric motor by the controller, the winding current and the rotor angular speed detected by the current sensor and the angular speed sensor, respectively. Then, the winding temperature of the electric motor is determined based on the identified winding resistance, and the winding current and the rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor are input, and the estimated temperature error is fed back. The state estimation observer using the thermal model of the motor including The flange temperature and winding temperature of the machine are estimated, the flange temperature error between the flange temperature of the electric motor detected by the temperature sensor and the flange temperature estimated by the state observer, and the winding determined by the parameter temperature conversion means. Based on the winding temperature error between the line temperature and the winding temperature estimated by the state observer, the motor abnormality is judged, and based on the judgment result, a protection signal is output to the controller, and the controller outputs the protection signal. Accordingly, the control for protecting the electric motor is performed.

【0008】第1の発明によると,電動機の巻線抵抗を
同定し,この同定したものからそれぞれ巻線温度を算出
する。フランジ温度はセンサによって検出する。一方,
電動機の熱モデルを用いた状態オブザーバにより巻線温
度およびフランジ温度を推定する。検出または算出した
温度と推定温度との推定誤差に基づいて電動機の異常を
判定し,コントローラに保護信号を与える。
According to the first aspect of the invention, the winding resistance of the electric motor is identified, and the winding temperature is calculated from each of the identified resistances. The flange temperature is detected by a sensor. on the other hand,
Winding temperature and flange temperature are estimated by the state observer using the thermal model of the electric motor. Based on the estimated error between the detected or calculated temperature and the estimated temperature, the motor abnormality is judged and a protection signal is given to the controller.

【0009】好ましい実施態様においては,判定された
電動機の異常と算出した温度を表示する。
In a preferred embodiment, the determined temperature is calculated as the abnormality of the motor.

【0010】電動機の巻線温度は,巻線抵抗により算出
できるので電動機の内部に巻線温度センサが不要とな
り,電動機のコスト・ダウン,信頼性の向上につなが
る。また,状態オブザーバには電動機の正常な状態の熱
モデルが用いられているため,駆動条件や外部環境によ
らず電動機に異常が発生するといずれかの定温度誤差が
大きくなり,どの温度に誤差が発生したかによって電動
機の異常が検知できる。したがって電動機の安定かつ正
確な保護が可能となり,電動機の最大限の利用ができ
る。
Since the winding temperature of the electric motor can be calculated from the winding resistance, a winding temperature sensor is not required inside the electric motor, which leads to cost reduction and improvement of reliability of the electric motor. Moreover, since the thermal model of the normal state of the motor is used for the state observer, if any abnormality occurs in the motor regardless of the driving conditions and the external environment, one of the constant temperature errors becomes large, and the error at which temperature becomes. An abnormality of the electric motor can be detected depending on whether it has occurred. Therefore, stable and accurate protection of the electric motor is possible, and the electric motor can be used to the maximum extent.

【0011】また,電動機の異常判定結果と巻線温度を
表示することで使用者が電動機の異常を知ることができ
る。
Further, by displaying the abnormality determination result of the electric motor and the winding temperature, the user can know the abnormality of the electric motor.

【0012】第2の発明は,第1の発明と同様に,電動
機の温度等の状態に応じて最適な熱保護ができる電動機
の熱保護装置の提供を目的としている。
A second aspect of the present invention, like the first aspect of the invention, aims to provide a thermal protection device for an electric motor, which is capable of optimal thermal protection in accordance with the temperature and other conditions of the electric motor.

【0013】第2の発明による電動機の熱保護装置は,
与えられる指令に応答して電動機を制御するコントロー
ラを備えた電動機制御装置において,上記電動機の巻線
電流を検出する電流センサ,上記電動機のフランジ温度
を検出する温度センサ,上記電動機の回転子角速度を検
出する角速度センサ,上記コントローラによって上記電
動機に印加される巻線電圧と,上記温度センサおよび上
記角速度センサによってそれぞれ検出された巻線電流お
よび回転子角速度とに基づいて上記電動機の巻線抵抗お
よびトルク定数を同定するパラメータ同定手段,上記巻
線抵抗およびトルク定数に基づいて上記電動機の巻線温
度および回転子温度をそれぞれ決定するパラメータ温度
変換手段,上記電流センサおよび上記角速度センサによ
ってそれぞれ検出された巻線電流および回転子角速度を
入力とし,温度誤差のフィードバックを含む上記電動機
の熱モデルを用いて上記電動機のフランジ温度,巻線温
度および回転子温度を推定する状態オブザーバ,上記温
度センサによって検出された上記電動機のフランジ温度
と状態オブザーバにより推定されたフランジ温度とのフ
ランジ温度誤差,上記パラメータ温度変換手段により決
定された巻線温度と状態オブザーバにより推定された巻
線温度との巻線温度誤差,および上記パラメータ温度変
換手段により決定された回転子温度と上記状態オブザー
バにより推定された回転子温度との回転子温度誤差に基
づき上記電動機の異常を判定する比較判定手段,および
上記比較判定手段からの判定結果に基づいて上記コント
ローラへ保護信号を出力する保護信号出力手段を備えて
いる。
A heat protection device for an electric motor according to the second invention is
In a motor controller including a controller that controls a motor in response to a given command, a current sensor that detects a winding current of the motor, a temperature sensor that detects a flange temperature of the motor, and a rotor angular velocity of the motor are set. The winding resistance and torque of the electric motor based on the angular velocity sensor for detecting, the winding voltage applied to the electric motor by the controller, and the winding current and rotor angular speed detected by the temperature sensor and the angular speed sensor, respectively. Parameter identifying means for identifying a constant, parameter temperature converting means for determining a winding temperature and a rotor temperature of the electric motor on the basis of the winding resistance and the torque constant, windings detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. Input the line current and rotor angular velocity, and State observer that estimates the flange temperature, winding temperature, and rotor temperature of the electric motor using the thermal model of the electric motor including feedback of the motor, and the flange temperature and the state observer of the electric motor detected by the temperature sensor. Flange temperature error from the flange temperature, winding temperature error between the winding temperature determined by the parameter temperature conversion means and the winding temperature estimated by the state observer, and the rotor temperature determined by the parameter temperature conversion means And a comparison judgment means for judging abnormality of the electric motor based on a rotor temperature error between the rotor temperature estimated by the state observer and a protection signal output to the controller based on the judgment result from the comparison judgment means. A protection signal output means is provided.

【0014】第2の発明の好ましい実施態様において
は,上記比較判定手段からの判定結果,パラメータ温度
変換手段からの巻線温度および回転子温度を表示する表
示手段をさらに備えている。
In a preferred embodiment of the second aspect of the present invention, there is further provided display means for displaying the determination result from the comparison determination means, the winding temperature and the rotor temperature from the parameter temperature conversion means.

【0015】第2の発明の電動機の熱保護方法は,与え
られる指令に応答して電動機を制御するコントローラ,
上記電動機の巻線電流を検出する電流センサ,上記電動
機のフランジ温度を検出する温度センサ,および上記電
動機の回転子角速度を検出する角速度センサを備えた電
動機制御装置において,上記コントローラによって上記
電動機に印加される巻線電圧と上記電流センサおよび上
記角速度センサによってそれぞれ検出された巻線電流お
よび回転子角速度とに基づいて上記電動機の巻線抵抗お
よびトルク定数を同定するパラメータ同定手段,同定さ
れた巻線抵抗およびトルク定数に基づいて上記電動機の
巻線温度および回転子温度をそれぞれ決定し,上記電流
センサおよび上記角速度センサによってそれぞれ検出さ
れた巻線電流および回転子角速度を入力とし,温度誤差
のフィードバックを含む上記電動機の熱モデルを用いた
状態オブザーバにより上記電動機のフランジ温度,巻線
温度および回転子温度を推定し,上記温度センサによっ
て検出された上記電動機のフランジ温度と状態オブザー
バにより推定されたフランジ温度とのフランジ温度誤
差,上記パラメータ温度変換手段により決定された巻線
温度と状態オブザーバにより推定された巻線温度との巻
線温度誤差,および上記パラメータ温度変換手段により
決定された回転子温度と,上記状態オブザーバにより推
定された回転子温度との回転子温度誤差に基づき上記電
動機の異常を判定し,この判定結果に基づいて上記コン
トローラへ保護信号を出力し,上記コントローラは保護
信号に応じて電動機の保護のための制御を行なうもので
ある。
A heat protection method for a motor according to a second aspect of the present invention is a controller for controlling the motor in response to a given command,
In a motor controller including a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, a temperature sensor for detecting a flange temperature of the electric motor, and an angular velocity sensor for detecting a rotor angular velocity of the electric motor, the controller applies the electric current to the electric motor. Identifying means for identifying winding resistance and torque constant of the electric motor based on the winding voltage, the winding current and the rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively, and the identified winding The winding temperature and the rotor temperature of the motor are determined based on the resistance and the torque constant, and the winding current and the rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor are input, and the feedback of the temperature error is performed. Including a state observer using the thermal model of the above motor Flange temperature, winding temperature and rotor temperature of the electric motor are estimated, the flange temperature error between the flange temperature of the electric motor detected by the temperature sensor and the flange temperature estimated by the state observer, and the parameter temperature conversion means. The winding temperature error between the winding temperature determined by the above and the winding temperature estimated by the state observer, the rotor temperature determined by the parameter temperature conversion means, and the rotor temperature estimated by the state observer. Of the motor temperature is determined based on the rotor temperature error, the protection signal is output to the controller based on the determination result, and the controller controls the protection of the motor according to the protection signal. .

【0016】第2の発明によると,電動機の巻線抵抗,
トルク定数を同定し,この同定したものからそれぞれ巻
線温度,回転子温度を算出する。フランジ温度はセンサ
によって検出する。一方,電動機の熱モデルを用いた状
態オブザーバにより巻線温度,回転子温度,およびフラ
ンジ温度を推定する。検出または算出した温度と推定温
度との誤差に基づいて電動機の異常を判定し,コントロ
ーラに保護信号を与える。
According to the second invention, the winding resistance of the electric motor,
The torque constant is identified, and the winding temperature and rotor temperature are calculated from the identified values. The flange temperature is detected by a sensor. On the other hand, the winding temperature, rotor temperature, and flange temperature are estimated by a state observer using a thermal model of the motor. Based on the error between the detected or calculated temperature and the estimated temperature, the motor abnormality is judged and a protection signal is given to the controller.

【0017】好ましい実施態様においては,判定された
電動機の異常と算出した温度を表示する。
In a preferred embodiment, the determined motor abnormality and the calculated temperature are displayed.

【0018】電動機の巻線温度,回転子温度は巻線抵抗
およびトルク定数に基づいて算出できるので,電動機の
内部に巻線温度センサ,回転子温度センサが不要とな
る。したがって電動機のコスト・ダウン,信頼性の向上
となる。また,状態オブザーバには駆動条件や外部環境
によらず電動機の正常な状態の熱モデルが用いられてい
るため,電動機に異常が発生するといずれかの温度誤差
が大きくなり,どの温度に誤差が発生したかによって電
動機の異常が検知できる。したがって,電動機の安定か
つ正確な保護が可能となり,電動機の最大限の利用がで
きる。
Since the winding temperature and the rotor temperature of the electric motor can be calculated based on the winding resistance and the torque constant, the winding temperature sensor and the rotor temperature sensor are not required inside the electric motor. Therefore, the cost of the motor is reduced and the reliability is improved. In addition, since the state observer uses a thermal model of the normal state of the motor regardless of the driving conditions and the external environment, when an abnormality occurs in the motor, one of the temperature errors becomes large, and which temperature error occurs. The abnormality of the electric motor can be detected depending on whether it is done. Therefore, stable and accurate protection of the electric motor is possible, and the electric motor can be used to the maximum extent.

【0019】また,電動機の異常判定結果と内部温度を
表示することで使用者が電動機の異常を知ることができ
る。
Further, by displaying the abnormality determination result of the electric motor and the internal temperature, the user can know the abnormality of the electric motor.

【0020】[0020]

【実施例】第1実施例 図1は電動機を制御するコントローラを備えた第1の発
明による電動機の熱保護装置のブロック図を示してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 shows a block diagram of a heat protection device for a motor according to a first invention having a controller for controlling the motor.

【0021】この電動機の熱保護装置は,電流センサ2
1,角速度センサ22,温度センサ23,温度検出回路24,
A/D変換器25,26,27および28,パラメータ同定装置
32,パラメータ温度変換装置33,状態オブザーバ34,比
較判定装置35,保護信号出力装置37,表示装置36を備え
ている。パラメータ同定装置32,パラメータ温度変換装
置33,状態オブザーバ34,比較判定装置35等はプログラ
ムされたコンピュータによって実現される。電動機10は
3相モータであり,各相をa,bおよびcで表わす。す
なわち,各相の電流をia ,ib およびic ,各相の電
圧をva ,vb およびvc でそれぞれ表わす。図1にお
いて推定値には符号の上に「ハット」を付して用いられ
ているが明細書では符号に( )を付して用いる。
The heat protection device for this electric motor comprises a current sensor 2
1, angular velocity sensor 22, temperature sensor 23, temperature detection circuit 24,
A / D converters 25, 26, 27 and 28, parameter identification device
32, a parameter temperature conversion device 33, a state observer 34, a comparison / determination device 35, a protection signal output device 37, and a display device 36. The parameter identification device 32, the parameter temperature conversion device 33, the state observer 34, the comparison and determination device 35, etc. are realized by a programmed computer. The electric motor 10 is a three-phase motor, and each phase is represented by a, b and c. That is, each representing a phase current i a, i b and i c, each phase voltage v a, v b and v c. In FIG. 1, the estimated value is used by adding “hat” to the sign, but in the specification, it is used by adding () to the sign.

【0022】コントローラ20は,与えられる指令値に応
答して所定の制御アルゴリズムに従って電動機10を制御
している。またコントローラ20は,後述する保護信号出
力装置37からの保護信号に基づき電動機10の停止または
特定の運転をさせる制御も行なっている。
The controller 20 controls the electric motor 10 in response to a given command value according to a predetermined control algorithm. The controller 20 also controls the motor 10 to stop or perform a specific operation based on a protection signal from a protection signal output device 37 described later.

【0023】以下,電動機の熱保護装置について説明す
る。電動機10の回転子角速度ωは角速度センサ23により
検出され,A/D変換器27により離散値ωk に変換され
る。またフランジ温度TC は温度検出回路24を介して温
度センサ22により検出され,A/D変換器26により離散
値TC,k に変換される。角速度センサ23としてはたとえ
ばタコジェネレータ等が用いられ,また温度センサ22は
たとえば熱電対等が用いられる。電動機10に印加される
巻線電圧va およびvb ,電流センサ21によって検出さ
れた巻線電流ia およびib はそれぞれA/D変換器2
5,28により離散値va,k およびvb,k ,ia,k および
b,k に変換される。下添字kはサンプル時刻kにおけ
る値であることを示している。
The heat protection device for the electric motor will be described below. The angular velocity ω of the rotor of the electric motor 10 is detected by the angular velocity sensor 23 and converted into a discrete value ω k by the A / D converter 27. Further, the flange temperature T C is detected by the temperature sensor 22 via the temperature detection circuit 24 and converted into a discrete value T C, k by the A / D converter 26. A tacho generator or the like is used as the angular velocity sensor 23, and a thermocouple or the like is used as the temperature sensor 22. The winding voltages v a and v b applied to the electric motor 10 and the winding currents i a and i b detected by the current sensor 21 are the A / D converter 2 respectively.
5, 28 are converted into discrete values v a, k and v b, k , i a, k and i b, k . The subscript k indicates that the value is at the sample time k.

【0024】パラメータ同定装置32はA/D変換器25,
28,27からの巻線電圧va,k およびvb,k ,巻線電流i
a,k およびib,k ,回転子角速度ωk に基づき電動機10
の巻線抵抗Rを最小2乗法を用いて同定する。最小2乗
法においては,巻線電流va, k およびvb,k ,巻線電流
a,k およびib,k をそれぞれ2相固定子の直交座標変
換系に変換したのち,さらにdq(direct quadrature
)変換した巻線電圧vd,k およびvq,k ,巻線電流i
d,k およびiq,k が用いられる。
The parameter identification device 32 includes an A / D converter 25,
Winding voltage v a, k and v b, k from 28 and 27, winding current i
motor 10 based on a, k and i b, k and rotor angular velocity ω k
The winding resistance R of is identified using the least squares method. In the least-squares method, the winding currents va , k and vb , k and the winding currents ia , k and ib, k are each converted into a rectangular coordinate transformation system of a two-phase stator, and then dq ( direct quadrature
) Converted winding voltage v d, k and v q, k , winding current i
d, k and i q, k are used.

【0025】電動機10の巻線電圧と巻線電流とをdq変
換したとき定常状態においては式(1) の関係が成り立っ
ている。
When the winding voltage and the winding current of the electric motor 10 are dq converted, the relationship of the equation (1) is established in a steady state.

【0026】[0026]

【数1】 [Equation 1]

【0027】ここでLd およびLq はdq変換された電
動機の巻線インダクタンスである。
Here, L d and L q are dq converted winding inductances of the motor.

【0028】式(1) より巻線抵抗Rについては時刻k=
1から時刻kまでに検出した巻線電圧,巻線電流および
回転子角速度により式(2) 〜(5) で表現することができ
る。ただし,εは式(1) を式(2) 〜(5) で表現したとき
の誤差である。
From the equation (1), for the winding resistance R, time k =
It can be expressed by Eqs. (2) to (5) using the winding voltage, winding current, and rotor angular velocity detected from 1 to time k. However, ε is the error when Eq. (1) is expressed by Eqs. (2) to (5).

【0029】[0029]

【数2】 [Equation 2]

【0030】誤差εを最小にするように巻線抵抗Rを算
出する。すなわち式(5) で示される最小2乗法によって
巻線抵抗Rを同定する。巻線抵抗Rは各時刻毎に同定さ
れる。
The winding resistance R is calculated so as to minimize the error ε. That is, the winding resistance R is identified by the least squares method represented by the equation (5). The winding resistance R is identified at each time.

【0031】[0031]

【数3】 [Equation 3]

【0032】ここでQは重み付け行列である。Where Q is a weighting matrix.

【0033】この同定された巻線抵抗Rはパラメータ温
度変換装置33に与えられる。
The identified winding resistance R is given to the parameter temperature converter 33.

【0034】パラメータ温度変換装置33は,巻線抵抗と
巻線温度との関係を用いてパラメータ同定装置32により
同定された巻線抵抗Rに基づき巻線温度TR を算出す
る。巻線抵抗と巻線温度との関係としては,式(6) があ
る。
The parameter temperature conversion device 33 calculates the winding temperature T R based on the winding resistance R identified by the parameter identification device 32 using the relationship between the winding resistance and the winding temperature. Equation (6) shows the relationship between winding resistance and winding temperature.

【0035】[0035]

【数4】 [Equation 4]

【0036】ここで,R0 は温度TR0における抵抗値で
ある。
Here, R 0 is the resistance value at the temperature T R0 .

【0037】したがって,温度TR0における抵抗値R0
を予め測定しておけば式(6) を用いて抵抗値Rから温度
R を算出することができる。
Therefore, the resistance value R 0 at the temperature T R0
If T is measured in advance, the temperature T R can be calculated from the resistance value R using the equation (6).

【0038】巻線抵抗Rはパラメータ同定装置32により
各時刻毎に同定されるため,巻線温度TR も各時刻毎に
算出される。時刻kに算出された巻線温度TR,k が状態
オブザーバ34に与えられる。
Since the winding resistance R is identified by the parameter identifying device 32 at each time, the winding temperature T R is also calculated at each time. The winding temperature T R, k calculated at time k is given to the state observer 34.

【0039】状態オブザーバ34は電動機10の熱モデルを
用いて電動機10のフランジ温度,巻線温度を推定する。
状態オブザーバ34は電動機熱モデル34a,減算回路34
b,ゲイン回路34cで構成されている。電動機の熱モデ
ルは,連続系で表現すると式(7) 〜(9) で書ける。これ
により状態オブザーバは式(10)のように表現できる。
The state observer 34 estimates the flange temperature and winding temperature of the electric motor 10 using the thermal model of the electric motor 10.
The state observer 34 is a motor heat model 34a and a subtraction circuit 34.
b, a gain circuit 34c. The thermal model of the motor can be expressed by Eqs. (7) to (9) when expressed in a continuous system. This allows the state observer to be expressed as in equation (10).

【0040】[0040]

【数5】 [Equation 5]

【0041】ここでA2 ,B2 は定数行列,λd ,λq
は磁束をdq変換したものである。H2 はフィードバッ
ク・ゲインである。
Where A 2 and B 2 are constant matrices, λ d and λ q
Is the dq-converted magnetic flux. H 2 is the feedback gain.

【0042】式(9) の熱モデルの入力u2 は,第1要素
はジュール熱,第2要素はうず電流損失,第3要素はモ
ータ軸回転による摩擦熱である。
The input u 2 of the thermal model of the equation (9) is Joule heat as the first element, eddy current loss as the second element, and friction heat due to motor shaft rotation as the third element.

【0043】フィードバック・ゲインH2 は式(11)〜(1
3)により決定される。
The feedback gain H 2 is calculated by the equations (11) to (1
Determined by 3).

【0044】[0044]

【数6】 [Equation 6]

【0045】ここでσ1 ,σ2 は所定の極である。Here, σ 1 and σ 2 are predetermined poles.

【0046】式(7) 〜(13)から推定誤差e2 は次の状態
方程式で記述できる。
From the equations (7) to (13), the estimation error e 2 can be described by the following state equation.

【0047】[0047]

【数7】 [Equation 7]

【0048】たとえば,冷却不良が生じたときには[1
0]T 方向すなわちフランジ温度の推定誤差が大きくな
り,熱絶縁不良が生じたときには[01]T 方向すなわ
ち巻線温度の推定誤差が大きくなる。
For example, when a cooling failure occurs, [1
The estimation error of the 0] T direction, that is, the flange temperature becomes large, and when the thermal insulation failure occurs, the estimation error of the [01] T direction, that is, the winding temperature becomes large.

【0049】状態オブザーバ34は式(10)を離散値系に変
換したもので実現されている。パラメータ温度変換装置
33からの巻線温度TR,k および検出されたフランジ温度
C, k から電動機熱モデル34aにより推定された巻線温
度(TR,k )およびフランジ温度(TC,k )が減算回路
34bにより減算される。この減算結果すなわち推定温度
誤差e2,k はフィードバック・ゲインを有するゲイン回
路34cを介して電動機熱モデル34aにフィードバックさ
れる。また推定温度誤差は比較判定装置35にも与えられ
ている。
The state observer 34 is realized by converting the equation (10) into a discrete value system. Parameter temperature converter
Winding temperature T R from 33, k and the detected flange temperature T C, estimated by the motor thermal model 34a from k the winding temperature (T R, k) and the flange temperature (T C, k) is the subtraction circuit
Subtracted by 34b. The result of this subtraction, that is, the estimated temperature error e 2, k is fed back to the motor heat model 34a via the gain circuit 34c having a feedback gain. The estimated temperature error is also given to the comparison and determination device 35.

【0050】比較判定装置35は状態オブザーバからの推
定温度誤差と閾値とを比較し,その比較結果を保護信号
出力装置37に与える。図2には,(A1)にフランジ温
度の推定値(TC,k )と検出値TC,k ,(A2)に巻線
温度の推定値(TR,k )と算出値TR,k の一例がそれぞ
れ示されており,また対応する(B1)にフランジ温度
の推定誤差eC,k ,(B2)に巻線温度の推定誤差e
R,k がそれぞれ示されている。同図(A1),(A2)
において,推定値が破線,検出値または算出値が実線で
示されている。比較判定装置35は推定誤差eC,k ,e
R,k をそれぞれ閾値eC,th,eR,thと比較する。図2
(B2)の区間Iにおいては,熱絶縁不良が発生してお
り,この間は比較判定装置35から比較出力が保護信号出
力装置37に与えられる。
The comparison / determination device 35 compares the estimated temperature error from the state observer with the threshold value and gives the comparison result to the protection signal output device 37. In FIG. 2, the estimated value (T C, k ) and the detected value T C, k of the flange temperature are shown in (A1), and the estimated value (T R, k ) and the calculated value T R, of the winding temperature are shown in (A2) . Examples of k are shown respectively, and the corresponding flange temperature estimation error e C, k is shown in (B1), and winding temperature estimation error e is shown in (B2).
R and k are shown respectively. The same figure (A1), (A2)
In, the estimated value is shown by a broken line and the detected value or calculated value is shown by a solid line. The comparison / determination device 35 uses the estimation errors e C, k , e
R, k are compared with thresholds e C, th and e R, th , respectively. Figure 2
In section I of (B2), thermal insulation failure occurs, and during this period, the comparison / determination device 35 supplies a comparison output to the protection signal output device 37.

【0051】保護信号出力装置37は比較判定装置35から
の比較出力に基づいてコントローラ20へ保護信号を出力
する。コントローラ20はこの保護信号が与えられると電
動機10を停止または荷動率を低下させて電動機の保護を
行なう。
The protection signal output device 37 outputs a protection signal to the controller 20 based on the comparison output from the comparison / determination device 35. When this protection signal is given, the controller 20 stops the electric motor 10 or reduces the load factor to protect the electric motor.

【0052】一方で,パラメータ温度変換装置33から巻
線温度TR,k ,比較判定装置35から推定誤差の比較出力
が表示装置に入力されている。表示装置36は内部温度と
しての巻線温度,比較出力に基づく冷却不良または熱絶
縁不良の電動機10の異常を表示する。これらの表示とし
ては図3に示されるものがある。
On the other hand, the winding temperature TR , k from the parameter temperature converter 33 and the comparison output of the estimation error from the comparison / determination device 35 are input to the display device. The display device 36 displays the winding temperature as the internal temperature and the abnormality of the electric motor 10 due to the cooling failure or the thermal insulation failure based on the comparison output. These displays include those shown in FIG.

【0053】図3には,電動機の熱保護装置のパッケー
ジ100 に巻線温度が表示されるインジケータ101 ,冷却
不良または熱絶縁不良がそれぞれ表示されるLED102
,103 ,さらにコントローラ,電動機のセンサ等に接
続するためのコネクタ110 が示されている。LED102
,103 は,推定誤差が閾値を越え比較判定装置35から
比較出力が発生したときに発光することによって使用者
が電動機の異常を知ることができる。
In FIG. 3, an indicator 101 for displaying a winding temperature on a package 100 of a heat protection device for an electric motor, and an LED 102 for displaying a cooling failure or a thermal insulation failure, respectively.
, 103, and a connector 110 for connecting to a controller, a motor sensor, and the like. LED102
, 103 emit light when the estimation error exceeds a threshold and a comparison output is generated from the comparison and determination device 35, so that the user can know the abnormality of the electric motor.

【0054】第2実施例 図4は電動機を制御するコントローラを備えた第2の発
明による電動機の熱保護装置のブロック図である。
Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram of a heat protection device for an electric motor according to the second aspect of the invention, which is provided with a controller for controlling the electric motor.

【0055】この電動機の熱保護装置は,電流センサ2
1,角速度センサ22,温度センサ23,温度検出回路24,
A/D変換器25,26,27,28,パラメータ同定装置42,
パラメータ温度変換装置43,状態オブザーバ44,比較判
定装置45,保護信号出力装置47,表示装置46を備えてい
る。パラメータ同定装置42,パラメータ温度変換装置4
3,状態オブザーバ44,比較判定装置45等はプログラム
されたコンピュータによって実現される。
The heat protection device for this electric motor comprises a current sensor 2
1, angular velocity sensor 22, temperature sensor 23, temperature detection circuit 24,
A / D converters 25, 26, 27, 28, parameter identification device 42,
A parameter temperature conversion device 43, a state observer 44, a comparison / determination device 45, a protection signal output device 47, and a display device 46 are provided. Parameter identification device 42, parameter temperature conversion device 4
3, the state observer 44, the comparison and determination device 45, etc. are realized by a programmed computer.

【0056】図1において同一物に同符号を付し説明を
省略する。
In FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0057】以下,電動機の熱保護装置について説明す
る。
The heat protection device for the electric motor will be described below.

【0058】パラメータ同定装置42はdq変換された巻
線電圧および巻線電流,回転子角速度に基づいて巻線抵
抗およびトルク定数などのパラメータを最小2乗法を用
いて同定する。電動機の定常状態においては式(1) の関
係が成り立っており,これにより時刻k=1から時刻k
までに検出された巻線電圧,巻線電流および回転子角速
度により式(16)〜(19)で表現できる。
The parameter identifying device 42 identifies parameters such as winding resistance and torque constant based on the dq-converted winding voltage and winding current and rotor angular velocity by using the least square method. In the steady state of the motor, the relation of equation (1) is established, and as a result, from time k = 1 to time k
It can be expressed by Eqs. (16) to (19) using the winding voltage, winding current, and rotor angular velocity detected up to.

【0059】[0059]

【数8】 [Equation 8]

【0060】これによってパラメータPは式(20)で示さ
れる最小2乗法を用いて同定できる。
As a result, the parameter P can be identified using the least squares method represented by the equation (20).

【0061】[0061]

【数9】 [Equation 9]

【0062】この同定されたパラメータPすなわち巻線
抵抗R,トルク定数Kはパラメータ温度変換装置43に与
えられる。パラメータPは検出値が入力される時刻毎に
同定される。
The identified parameter P, that is, the winding resistance R and the torque constant K are given to the parameter temperature converter 43. The parameter P is identified at each time when the detected value is input.

【0063】パラメータ温度変換装置43は,パラメータ
同定装置42で同定されたパラメータPと巻線温度TR
よび回転子温度TK との関係からそれぞれの温度を算出
する。パラメータと温度の関係は式(21)〜(22)で表わさ
れる。
The parameter temperature conversion device 43 calculates each temperature from the relationship between the parameter P identified by the parameter identification device 42 and the winding temperature T R and the rotor temperature T K. The relationship between parameters and temperature is expressed by equations (21) to (22).

【0064】[0064]

【数10】 [Equation 10]

【0065】ここで,f1 およびf2 はそれぞれRおよ
びKの関数である。
Here, f 1 and f 2 are functions of R and K, respectively.

【0066】たとえば巻線温度TR は式(6) を式(21)の
形に変形することによって算出できる。またパラメータ
は各時刻毎に同定されるため温度も各時刻毎に算出され
る。
For example, the winding temperature T R can be calculated by transforming the equation (6) into the equation (21). Further, since the parameters are identified at each time, the temperature is also calculated at each time.

【0067】状態オブザーバ44は電動機10の熱モデルを
用いてフランジ温度,巻線温度および回転子温度を推定
する。状態オブザーバの電動機熱モデル44a,減算回路
44bおよびゲイン回路44cで構成されている。電動機の
熱モデルは離散値系で表現すると式(23)で書ける。この
熱モデルを用いて状態オブザーバを形成する。
The state observer 44 estimates the flange temperature, the winding temperature and the rotor temperature using the thermal model of the electric motor 10. State observer motor thermal model 44a, subtraction circuit
44b and a gain circuit 44c. The thermal model of the motor can be expressed by equation (23) if it is expressed in a discrete value system. A state observer is formed using this thermal model.

【0068】[0068]

【数11】 [Equation 11]

【0069】ここでΦ3 およびΓ3 は定数行列,u3,k
は電動機の熱源である。
Where Φ 3 and Γ 3 are constant matrices, u 3, k
Is the heat source of the electric motor.

【0070】状態オブザーバ44は,パラメータ温度変換
装置43からの巻線温度TR,k および回転子温度TK,k
検出されたフランジ温度TC,k と電動機熱モデル44aか
らの巻線温度(TC,k ),回転子温度(TK,k )および
フランジ温度(TC,k )とを減算回路44bにより減算
し,この減算結果すなわち推定温度誤差をゲイン回路44
cを介して電動機熱モデル44aにフィードバックさせて
いる。また推定温度誤差は比較判定装置45にも与えられ
ている。
[0070] the state observer 44, winding temperature T R, k and the rotor temperature T K from the parameter temperature conversion device 43, k,
The detected flange temperature TC , k and the winding temperature (TC , k ), rotor temperature ( TK, k ) and flange temperature (TC , k ) from the motor heat model 44a are subtracted by the subtraction circuit 44b. The subtraction result, that is, the estimated temperature error is subtracted, and the gain circuit 44
It is fed back to the motor heat model 44a via c. The estimated temperature error is also given to the comparison / determination device 45.

【0071】比較判定装置45は状態オブザーバ44からの
推定温度誤差を閾値と比較し,その比較出力を保護信号
出力装置47に与える。保護信号出力装置47は比較判定装
置45からの比較出力により電動機の異常が判定されると
コントローラ20へ保護信号を出力する。
The comparison / determination device 45 compares the estimated temperature error from the state observer 44 with a threshold value, and supplies the comparison output to the protection signal output device 47. The protection signal output device 47 outputs a protection signal to the controller 20 when an abnormality of the electric motor is determined by the comparison output from the comparison determination device 45.

【0072】一方,パラメータ温度変換装置45から巻線
温度および回転子温度,比較判定装置45から推定温度誤
差の比較出力が表示装置46に入力されている。表示装置
46は入力された温度,比較出力に基づく電動機の異常が
表示される。
On the other hand, the comparison output of the winding temperature and the rotor temperature from the parameter temperature conversion device 45 and the estimated temperature error from the comparison and determination device 45 are input to the display device 46. Display device
46 displays the abnormality of the motor based on the input temperature and comparison output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の電動機の熱保護装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a heat protection device for an electric motor according to a first embodiment.

【図2】(A1)はフランジ温度の推定値(TC,k )と
検出値TC,k ,(A2)は巻線温度の推定値(TR,k
と算出値TR,k との一例をそれぞれ示し,また(B1)
および(B2)は(A1)および(A2)に対応する温
度誤差を示すグラフである。
FIG. 2 (A1) is an estimated value of flange temperature (T C, k ) and a detected value T C, k , and (A2) is an estimated value of winding temperature (T R, k ).
And calculated values T R, k , respectively, and (B1)
And (B2) are graphs showing the temperature errors corresponding to (A1) and (A2).

【図3】電動機の熱保護装置のパッケージを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a package of a heat protection device for an electric motor.

【図4】第2実施例の電動機の熱保護装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a heat protection device for an electric motor according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電動機 20 コントローラ 21 電流センサ 22 角速度センサ 23 温度センサ 24 温度検出回路 25,26,27,28 A/D変換器 32,42 パラメータ同定装置 33,43 パラメータ温度変換装置 34,44 状態オブザーバ 35,45 比較判定装置 36,46 表示装置 37,47 保護信号出力装置 10 Motor 20 Controller 21 Current sensor 22 Angular velocity sensor 23 Temperature sensor 24 Temperature detection circuit 25, 26, 27, 28 A / D converter 32, 42 Parameter identification device 33, 43 Parameter temperature conversion device 34, 44 State observer 35, 45 Comparison judgment device 36,46 Display device 37,47 Protection signal output device

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 17/02 7531−3H 23/02 302 V 7208−3H Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location G05B 17/02 7531-3H 23/02 302 V 7208-3H

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 与えられる指令に応答して電動機を制御
するコントローラを備えた電動機制御装置において, 上記電動機の巻線電流を検出する電流センサ, 上記電動機のフランジ温度を検出する温度センサ, 上記電動機の回転子角速度を検出する角速度センサ, 上記コントローラによって上記電動機に印加される巻線
電圧と,上記電流センサおよび上記角速度センサによっ
てそれぞれ検出された巻線電流および回転子角速度とに
基づいて上記電動機の巻線抵抗を同定するパラメータ同
定手段, 上記巻線抵抗に基づいて上記電動機の巻線温度を決定す
るパラメータ温度変換手段, 上記電流センサおよび上記角速度センサによってそれぞ
れ検出された巻線電流および回転子角速度を入力とし,
温度誤差のフィードバックを含む上記電動機の熱モデル
を用いて上記電動機のフランジ温度および巻線温度を推
定する状態オブザーバ, 上記温度センサによって検出された上記電動機のフラン
ジ温度と上記状態オブザーバにより推定されたフランジ
温度とのフランジ温度誤差,上記パラメータ温度変換手
段により決定された巻線温度と上記状態オブザーバによ
り推定された巻線温度との巻線温度誤差に基づき上記電
動機の異常を判定する比較判定手段,および上記比較判
定手段からの判定結果に基づいて上記コントローラへ保
護信号を出力する保護信号出力手段, を備えた電動機の熱保護装置。
1. A motor controller including a controller for controlling a motor in response to a given command, comprising: a current sensor for detecting a winding current of the motor; a temperature sensor for detecting a flange temperature of the motor; and the motor. An angular velocity sensor for detecting the rotor angular velocity of the motor, the winding voltage applied to the electric motor by the controller, the winding current and the rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. Parameter identifying means for identifying winding resistance, parameter temperature converting means for determining winding temperature of the motor based on the winding resistance, winding current and rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. As input,
A state observer that estimates a flange temperature and a winding temperature of the electric motor by using a thermal model of the electric motor including feedback of a temperature error, a flange temperature of the electric motor detected by the temperature sensor, and a flange estimated by the state observer. A comparison judgment means for judging an abnormality of the electric motor based on a flange temperature error with respect to the temperature, a winding temperature error between the winding temperature determined by the parameter temperature conversion means and the winding temperature estimated by the state observer, and A heat protection device for an electric motor, comprising: a protection signal output means for outputting a protection signal to the controller based on a judgment result from the comparison judgment means.
【請求項2】 上記比較判定手段からの判定結果および
パラメータ温度変換手段からの巻線温度とを表示する表
示手段, をさらに備えた請求項1に記載の電動機の熱保護装置。
2. The heat protection device for an electric motor according to claim 1, further comprising display means for displaying the determination result from the comparison determination means and the winding temperature from the parameter temperature conversion means.
【請求項3】 与えられる指令に応答して電動機を制御
するコントローラ,上記電動機の巻線電流を検出する電
流センサ,上記電動機のフランジ温度を検出する温度セ
ンサ,および上記電動機の回転子角速度を検出する角速
度センサを備えた電動機制御装置において, 上記コントローラによって上記電動機に印加される巻線
電圧と,上記電流センサおよび上記角速度センサによっ
てそれぞれ検出された巻線電流および回転子角速度とに
基づいて上記電動機の巻線抵抗を同定し, この同定された巻線抵抗に基づいて上記電動機の巻線温
度を決定し, 上記電流センサおよび上記角速度センサによってそれぞ
れ検出された巻線電流および回転子角速度を入力とし,
温度誤差のフィードバックを含む上記電動機の熱モデル
を用いた状態推定オブザーバにより上記電動機のフラン
ジ温度および巻線温度を推定し, 上記温度センサによって検出された上記電動機のフラン
ジ温度と上記状態オブザーバにより推定されたフランジ
温度とのフランジ温度誤差,上記パラメータ温度変換手
段により決定された巻線温度と上記状態オブザーバによ
り推定された巻線温度との巻線温度誤差に基づいて上記
電動機の異常を判定し, この判定結果に基づき上記コントローラへ保護信号を出
力し, 上記コントローラは保護信号に応じて,電動機の保護の
ための制御を行なう, 電動機の熱保護方法。
3. A controller for controlling an electric motor in response to a given command, a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, a temperature sensor for detecting a flange temperature of the electric motor, and a rotor angular velocity of the electric motor. In a motor control device including an angular velocity sensor, the motor based on a winding voltage applied to the motor by the controller, a winding current and a rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. The winding resistance of the motor is determined based on the identified winding resistance, and the winding current and rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor are input. ,
The flange temperature and winding temperature of the electric motor are estimated by the state estimation observer using the thermal model of the electric motor including the feedback of the temperature error, and the flange temperature of the electric motor detected by the temperature sensor and the state observer are estimated. The abnormality of the electric motor is judged based on the flange temperature error with the flange temperature, the winding temperature error between the winding temperature determined by the parameter temperature conversion means and the winding temperature estimated by the state observer, and Based on the judgment result, a protection signal is output to the controller, and the controller controls the protection of the electric motor according to the protection signal.
【請求項4】 与えられる指令に応答して電動機を制御
するコントローラを備えた電動機制御装置において, 上記電動機の巻線電流を検出する電流センサ, 上記電動機のフランジ温度を検出する温度センサ, 上記電動機の回転子角速度を検出する角速度センサ, 上記コントローラによって上記電動機に印加される巻線
電圧と,上記温度センサおよび上記角速度センサによっ
てそれぞれ検出された巻線電流および回転子角速度とに
基づいて上記電動機の巻線抵抗およびトルク定数を同定
するパラメータ同定手段, 上記巻線抵抗およびトルク定数に基づいて上記電動機の
巻線温度および回転子温度をそれぞれ決定するパラメー
タ温度変換手段, 上記電流センサおよび上記角速度センサによってそれぞ
れ検出された巻線電流および回転子角速度を入力とし,
温度誤差のフィードバックを含む上記電動機の熱モデル
を用いて上記電動機のフランジ温度,巻線温度および回
転子温度を推定する状態オブザーバ, 上記温度センサによって検出された上記電動機のフラン
ジ温度と状態オブザーバにより推定されたフランジ温度
とのフランジ温度誤差,上記パラメータ温度変換手段に
より決定された巻線温度と状態オブザーバにより推定さ
れた巻線温度との巻線温度誤差,および上記パラメータ
温度変換手段により決定された回転子温度と上記状態オ
ブザーバにより推定された回転子温度との回転子温度誤
差に基づき上記電動機の異常を判定する比較判定手段,
および上記比較判定手段からの判定結果に基づいて上記
コントローラへ保護信号を出力する保護信号出力手段, を備えた電動機の熱保護装置。
4. A motor controller including a controller for controlling an electric motor in response to a given command, wherein a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, a temperature sensor for detecting a flange temperature of the electric motor, and the electric motor. An angular velocity sensor for detecting the rotor angular velocity of the motor, based on the winding voltage applied to the electric motor by the controller, the winding current and the rotor angular velocity detected by the temperature sensor and the angular velocity sensor, respectively. Parameter identifying means for identifying winding resistance and torque constant, parameter temperature converting means for determining winding temperature and rotor temperature of the electric motor based on the winding resistance and torque constant, the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. The detected winding current and rotor angular velocity respectively As input,
A state observer that estimates the flange temperature, the winding temperature, and the rotor temperature of the motor using the thermal model of the motor including the feedback of the temperature error, and the flange temperature and the state observer of the motor detected by the temperature sensor Flange temperature error from the measured flange temperature, winding temperature error between the winding temperature determined by the parameter temperature conversion means and the winding temperature estimated by the state observer, and the rotation determined by the parameter temperature conversion means. Comparison and determination means for determining abnormality of the electric motor based on a rotor temperature error between the child temperature and the rotor temperature estimated by the state observer,
And a protection signal output means for outputting a protection signal to the controller based on the judgment result from the comparison and judgment means.
【請求項5】 上記比較判定手段からの判定結果,パラ
メータ温度変換手段からの巻線温度および回転子温度を
表示する表示手段, をさらに備えた請求項4に記載の電動機の熱保護装置。
5. The heat protection device for an electric motor according to claim 4, further comprising display means for displaying the determination result from the comparison determination means, the winding temperature and the rotor temperature from the parameter temperature conversion means.
【請求項6】 与えられる指令に応答して電動機を制御
するコントローラ,上記電動機の巻線電流を検出する電
流センサ,上記電動機のフランジ温度を検出する温度セ
ンサ,および上記電動機の回転子角速度を検出する角速
度センサを備えた電動機制御装置において, 上記コントローラによって上記電動機に印加される巻線
電圧と上記電流センサおよび上記角速度センサによって
それぞれ検出された巻線電流および回転子角速度とに基
づいて上記電動機の巻線抵抗およびトルク定数を同定す
るパラメータ同定手段, 同定された巻線抵抗およびトルク定数に基づいて上記電
動機の巻線温度および回転子温度をそれぞれ決定し, 上記電流センサおよび上記角速度センサによってそれぞ
れ検出された巻線電流および回転子角速度を入力とし,
温度誤差のフィードバックを含む上記電動機の熱モデル
を用いた状態オブザーバにより上記電動機のフランジ温
度,巻線温度および回転子温度を推定し, 上記温度センサによって検出された上記電動機のフラン
ジ温度と状態オブザーバにより推定されたフランジ温度
とのフランジ温度誤差,上記パラメータ温度変換手段に
より決定された巻線温度と状態オブザーバにより推定さ
れた巻線温度との巻線温度誤差,および上記パラメータ
温度変換手段により決定された回転子温度と,上記状態
オブザーバにより推定された回転子温度との回転子温度
誤差に基づき上記電動機の異常を判定し, この判定結果に基づいて上記コントローラへ保護信号を
出力し, 上記コントローラは保護信号に応じて電動機の保護のた
めの制御を行なう, 電動機の熱保護方法。
6. A controller for controlling an electric motor in response to a given command, a current sensor for detecting a winding current of the electric motor, a temperature sensor for detecting a flange temperature of the electric motor, and a rotor angular velocity of the electric motor. In an electric motor control device including an angular velocity sensor, the controller of the electric motor based on the winding voltage applied to the electric motor by the controller, the winding current and the rotor angular velocity detected by the current sensor and the angular velocity sensor, respectively. Parameter identifying means for identifying the winding resistance and the torque constant, determining the winding temperature and the rotor temperature of the electric motor based on the identified winding resistance and the torque constant, respectively detected by the current sensor and the angular velocity sensor. Input winding current and rotor angular velocity
The flange temperature, winding temperature and rotor temperature of the motor are estimated by the state observer using the thermal model of the motor including the feedback of the temperature error, and the flange temperature of the motor and the state observer detected by the temperature sensor are used. Flange temperature error from the estimated flange temperature, winding temperature error between the winding temperature determined by the parameter temperature converting means and the winding temperature estimated by the state observer, and the parameter temperature converting means Based on the rotor temperature error between the rotor temperature and the rotor temperature estimated by the state observer, an abnormality of the electric motor is determined, and a protection signal is output to the controller based on the determination result, and the controller is protected. The heat protection of the motor, which controls to protect the motor according to the signal. Protection method.
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