CN103986387A - 交流电动机的控制装置及控制方法 - Google Patents

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刘江桁
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Abstract

本发明提供一种交流电动机的控制装置及控制方法,其包括:相序匹配判断部,作为第一判断执行由交流电动机的运转指令提供的指令旋转方向与根据旋转变压器的输出信号得到的检测旋转方向是否一致的判断,作为第二判断在判断出指令旋转方向与检测旋转方向一致时,执行指令旋转方向与实际旋转方向是否一致的判断;轴倍数检测部,在判断出指令旋转方向与实际旋转方向一致时,根据旋转变压器的输出信号检测其轴倍数;正常/异常检测部,根据相序匹配判断部的判断结果,检测施加在交流电动机上的电压相序或旋转变压器的输出线配线是否正常/异常,并作为第三判断执行由轴倍数检测部检测出的轴倍数与交流电动机的磁极数是否匹配的判断。

Description

交流电动机的控制装置及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种采用旋转变压器等旋转角度检测传感器所反馈的信息使交流电动机可变速运转的控制装置。更具体地说,涉及一种能够判断旋转角度传感器检测出的交流电动机的旋转方向、实际旋转方向与运转指令的旋转方向、用户所希望的方向是否一致,检测施加在交流电动机上的电压的相序、旋转速度传感器的输出线的配线为正常/异常的交流电动机的控制装置及控制方法。

背景技术

[0002] 作为交流电动机的旋转角度传感器,普遍使用脉冲编码器或旋转变压器。脉冲编码器一般是将A相、B相以及Z相的脉冲输出。由于A相脉冲和B相脉冲相互具有90度相位差,各相脉冲的上升、下降的时序不同,所以只要对这些时序进行监视就能检测出交流电动机的旋转方向,对A相脉冲或B相脉冲进行计数就能求得转子的旋转角度或旋转速度。

[0003] 另外,交流电动机旋转一周仅输出一个Z相脉冲,通过将该Z相脉冲作为旋转角度的基准(原点)使用,每当转子旋转一周就能消除角度误差,因此,通常将Z相脉冲称为清除信号(脉冲)。

[0004] 而且,采用旋转变压器作为旋转角度传感器的情况下,将旋转变压器的输出信号sin波、cos波输入到R/D (旋转变压器/数码)转换器,生成A相、B相以及Z相的脉冲,并且使用这些脉冲,与上述同样地检测旋转角度或消除角度误差。

[0005] 使用旋转角度传感器对交流电动机进行矢量控制的情况下,若对交流电动机施加三相交流电压的动力线的U、V、W相的配线(电压相序),或旋转角度传感器的输出线(输出线)的配线错误,则例如旋转角度传感器检测出的旋转速度相对于实际旋转速度成为负数,导致无法进行控制而使电动机失去控制。

[0006] 另外,交流电动机的电压相序与旋转方向的关系根据各制造厂商而有所不同,当以U、V、W的相序连接动力线时,电动机可能逆时针(CCW)旋转,也可能顺时针(CW)旋转。也就是说,即使与动力线的U、V、W的相序一致连接电动机,但此时电动机的旋转方向也不一定会与用户所期望的旋转方向一致。

[0007] 为了解决这一问题,提供一种例如专利文献I所示的交流电动机的控制方法。

[0008] 图7是专利文献I中记载的控制装置的构成图。在图7中,安装于感应电动机100上作为旋转角度传感器的脉冲编码器201的输出信号被输入到速度/电动机旋转方向检测电路202,生成速度/电动机旋转方向检测信号a。另外,电动机100的电流及电压通过电流传感器203及电压传感器204进行检测,并输入到速度/电动机旋转方向推定运算电路205,生成速度/电动机旋转方向推定信号b。

[0009] 这些信号a、b和通常运转时经由开关206输入的正转/反转的带极性速度指令c被输入到PE (脉冲编码器)/电动机旋转方向判断电路207。在该判断电路207判断脉冲编码器201及电动机100的旋转方向与速度指令的旋转方向是否一致,其判断结果被存储在存储装置208中。脉冲编码器201检测出的旋转方向为异常的情况下,基于存储在存储装置208中的信息,经由检测旋转方向变更电路209,速度/电动机旋转方向检测电路202对脉冲编码器201的输出信号进行修正。另外,电动机100的旋转方向为异常的情况下,基于存储在存储装置208中的信息,对输出电压指令相序变更电路210发送相序变更指令,通过PWM控制电路211及逆变器212改变施加在电动机100上的三相交流电压的相序。

[0010] 此外,带极性速度指令c和经由开关213输入的电动机速度的偏差被输入到速度控制器214,矢量控制运算电路215进行动作使该偏差成为零,其所生成的输出电压指令经由开关216输入到输出电压指令相序变更电路210。

[0011] 另外,符号217是由开环进行V/F恒定控制的情况下被接通的开关,在进行开环控制时,带极性速度指令c经由开关217输入到V/F控制运算电路218,生成输出电压指令,该输出电压指令经由开关216输入到输出电压指令相序变更电路210。

[0012] 而且,块(block)220用于在脱机时执行对脉冲编码器201及电动机100的旋转方向的判断,构成为使预先模式化的速度指令和正反转信号经由开关206输出到速度控制器214 侧。

[0013] 图8是表示该现有技术的动作的流程图。

[0014] 如上所述,对电动机100发出所期望的旋转方向的运转指令(速度指令),基于来自脉冲编码器201的反馈信号来检测旋转方向(步骤S1、S2)。然后,通过对检测出的旋转方向和运转指令的旋转方向进行比较,来判断两个旋转方向是否一致(步骤S3)。这些处理主要由图7的速度/电动机旋转方向检测电路202、PE/电动机旋转方向判断电路207等执行。

[0015] 接着,若步骤S3的判断结果为“是”的情况下,根据电动机100的电流及电压,一同检测电动机100的实际旋转方向和旋转速度,判断检测出的实际旋转方向与运转指令的旋转方向是否为同一方向(步骤S4、S5)。然后,步骤S5的判断结果为“是”的情况下,判断电动机100的动力线及脉冲编码器201的输出线的配线为正常而结束处理(步骤S6)。这些处理主要由图7的速度/电动机旋转方向推定运算电路205、PE/电动机旋转方向判断电路207等执行。

[0016] 另外,步骤S3的判断结果为“否”的情况下,检测电动机100的实际旋转方向,判断该实际旋转方向与运转指令的旋转方向是否为同一方向(步骤S7、S8),根据该结果,进行脉冲编码器201的异常判断及输出线的更换(步骤S9、S10),或进行电动机100的异常判断及相序变更(步骤S12、S13),并将这些判断/处理结果存储在存储装置208中(步骤S11、S14)。

[0017] 接着,步骤S5的判断结果为“否”的情况下,进行电动机100及脉冲编码器201的异常判断和相序变更,以及脉冲编码器201的输出线更换(步骤S15、S16),并将这些判断/处理结果存储在存储装置208中(步骤S17)。

[0018] 现有技术文献

[0019] 专利文献

[0020] 专利文献1:日本特开2003-88154号公报([0013]段一[0016]段,[0018]段一

[0021]段,图1,图6等)

发明内容

[0021] 发明要解决的技术问题[0022] 在图7,图8所示的现有技术中,判断脉冲编码器201检测出的旋转方向与运转指令的旋转方向是否一致,而且,判断根据电动机100的电流及电压检测出的实际旋转方向与运转指令的旋转方向是否一致,以此检测电动机100的电压相序及脉冲编码器201输出线的配线的正常或异常。另外,按照该现有技术,在检测电动机100的实际旋转方向时,也可检测线圈的断线和短路等。

[0023] 但是,在该现有技术中,根据电动机100的电流及电压检测出的旋转方向并不一

定会与实际旋转方向一致。

[0024] 另一方面,使用旋转变压器(resolver)作为旋转角度传感器的情况下,需要使电动机100的磁极数与旋转变压器转子的磁极数(以下,简称为“旋转变压器的磁极数”)匹配。

[0025] 如上所述,旋转变压器的输出信号由R/D转换器转换为A相、B相、Z相的各脉冲。电动机100的磁极数与旋转变压器的磁极数相等,或电动机100的磁极数是旋转变压器的磁极数的整数倍的情况下,电动机100每以360°电角度XN (N为整数)旋转,即输出一个来自R/D转换器的Z相脉冲,作为清除信号。因此,通过使用Z相脉冲确定旋转变压器的检测角度的基准(原点),能消除角度误差的累积,并进行高精度的电动机控制。

[0026] 但是,电动机的磁极数与旋转变压器的磁极数不一致,或两者不是整数倍关系的情况下,则导致电动机100的旋转角度为0° — 360°电角度之间,从R/D转换器不规则地输出Z相脉冲,结果无法高精度地控制电动机100。

[0027] 关于这一点,在专利文献I记载的现有技术中,使用旋转变压器作为旋转角度传感器的情况下,不能判断电动机100的磁极数与旋转变压器的磁极数是否匹配,即,不能判断两者的磁极数是否为整数倍关系。因此,存在以下问题:z相脉冲不在所期望的时期发生,旋转变压器的检测角度的误差出现累积,无法高精度地控制电动机100。

[0028] 于是,本发明要解决的课题是,提供一种交流电动机的控制装置及控制方法,当然可正确地检测交流电动机的实际旋转方向,判断其是否与用户所期望的旋转方向一致,还可判断旋转角度传感器的磁极数与交流电动机的磁极数是否匹配,并可检测电压相序和旋转角度传感器的配线、磁极数的异常等,执行规定的异常处理。

[0029] 用于解决技术问题的技术手段

[0030] 为了解决上述课题,本发明的控制装置以交流电动机的控制装置为对象,如技术方案1、3所记载那样,其反馈安装在交流电动机上的旋转角度传感器的输出信号,使交流电动机可变速运转。

[0031] 并且,该控制装置包括相序匹配判断部,作为第一判断执行由交流电动机的运转指令提供的指令旋转方向与根据旋转角度传感器的输出信号得到的检测旋转方向是否一致的判断,作为第二判断在通过第一判断判断出指令旋转方向与检测旋转方向一致时,执行指令旋转方向与交流电动机的实际旋转方向是否一致的判断。

[0032] 另外,包括轴倍数检测部,在通过上述第二判断判断出指令旋转方向与实际旋转方向一致时,根据旋转角度传感器的输出信号检测旋转角度传感器的轴倍数。还包括正常/异常检测部,根据相序匹配判断部的判断结果,检测施加在交流电动机上的电压相序或旋转角度传感器的输出线配线是否正常/异常,并且作为第三判断执行由轴倍数检测部检测出的轴倍数与交流电动机的磁极数是否匹配的判断。[0033] 另外,如技术方案2所记载那样,上述正常/异常检测部在检测出施加在交流电动机上的电压相序或旋转角度传感器的输出线的配线为异常时,进行电压相序的变更操作或旋转角度传感器的输出线的配线变更操作,并且在通过第三判断判断出轴倍数与交流电动机的磁极数不匹配时,进行警报输出。

[0034] 在此,如技术方案4或9所记载那样,优选交流电动机的实际旋转方向基于摄影图像或目视检测。

[0035] 再有,本发明的控制方法如技术方案5所记载那样,以反馈安装在交流电动机上的旋转角度传感器的输出信号并使交流电动机可变速运转的交流电动机的控制方法为对象。

[0036] 该控制方法包括:第一判断步骤,判断由交流电动机的运转指令提供的指令旋转方向与根据旋转角度传感器的输出信号得到的检测旋转方向是否一致;第二判断步骤,在通过第一判断步骤判断出指令旋转方向与检测旋转方向一致时,判断指令旋转方向与交流电动机的实际旋转方向是否一致;轴倍数检测步骤,在通过第二判断步骤判断出指令旋转方向与实际旋转方向一致时,根据旋转角度传感器的输出信号检测旋转角度传感器的轴倍数;和第三判断步骤,判断通过轴倍数检测步骤检测出的轴倍数与交流电动机的磁极数是否匹配。

[0037] 而且,在通过第一判断步骤或第二判断步骤判断出不一致时,以及在通过第三判断步骤判断出不匹配时,进行异常处理。

[0038] 如技术方案6所记载那样,所述异常处理包括以下步骤:在通过第一判断步骤或第二判断步骤判断出作为判断对象的两个方向不一致时,判断施加在交流电动机上的电压相序或旋转角度传感器的输出线的配线为异常,进行电压相序的变更或输出线的配线变更;和在通过第三判断步骤判断出轴倍数与交流电动机的磁极数不匹配时,进行警报输出。

[0039] 在此,如技术方案7所记载那样,优选旋转角度传感器的轴倍数基于根据旋转角度传感器的输出信号生成的Z相脉冲来检测。

[0040] 在移到第三判断步骤时,在第一判断步骤及第二判断步骤均判断出各旋转方向为一致,而且通过第三判断步骤判断出旋转角度传感器的轴倍数与交流电动机的磁极数匹配的情况下,交流电动机的电压相序、旋转角度传感器的输出线的配线、轴倍数等均为正常。因此,即使如技术方案8所记载那样地基于旋转角度传感器的输出信号使交流电动机可变速运转也不会发生故障。

[0041] 发明的效果

[0042] 按照本发明,旋转角度传感器对交流电动机的检测旋转方向与指令旋转方向进行比较,而且,对实际旋转方向与指令旋转方向进行比较,且根据上述比较结果,判断为异常的情况下,能自动变更交流电动机的电压相序或旋转角度传感器的输出线的配线,使交流电动机正常地可变速运转。

[0043] 另外,当发生旋转角度传感器的轴倍数(磁极数)与交流电动机的磁极数不匹配的异常时,通过进行警报输出,可催促用户对旋转角度传感器进行检查、更换等。

附图说明

[0044] 图1是表不适用本发明实施方式的交流电动机的驱动系统的方框图。[0045] 图2是表示本发明实施方式的动作的流程图。

[0046] 图3A〜图3D是指令旋转方向为正转的情况下的连接状态及计数值状态的说明图。

[0047] 图4A〜图4D是指令旋转方向为反转的情况下的连接状态及计数值状态的说明图。

[0048] 图5是用于说明旋转变压器的轴倍数的检测原理的图。

[0049] 图6是表示旋转变压器的轴倍数的检测处理的流程图。

[0050] 图7是专利文献I中记载的现有技术的构成图。

[0051] 图8是表示专利文献I中记载的现有技术的动作的流程图。

[0052] 附图标记的说明

[0053] 10:交流电动机

[0054] 11:旋转变压器

[0055] 12:输出线

[0056] 20:控制装置

[0057] 21:速度控制运算部

[0058] 22:PWM 逆变器

[0059] 23:R/D 转换器

[0060] 24:相序匹配判断部

[0061] 25:轴倍数检测部

[0062] 26:正常/异常检测部

[0063] 27:存储装置

[0064] 28:检测器

具体实施方式

[0065] 下面参照附图说明本发明实施方式。在以下实施方式中,虽然对构成要素、种类、组合、形状、相对配置等作了各种限定,但是,这些仅仅是例举,本发明并不局限于此。

[0066] 另外,以下对使用旋转变压器作为旋转角度传感器的情况进行说明,但本发明也可适用于如日本专利第4691459号[0023]段中记载的使用以下旋转角度传感器的情况:对由四个磁阻元件构成的电桥电路进行交流励磁,由电桥电路检测因转子磁铁的旋转而发生的磁场强度变化。另外,用于说明本发明的各图中,对于具有相同功能或相同形状的部件和构成件等构成要素,在能够判别的范围内附加相同的符号并进行一次说明,之后便省略说明。

[0067] 图1是表示使用实施方式的控制装置的交流电动机驱动系统的方框图。

[0068] 在图1中,控制装置20包括速度控制运算部21、PWM逆变器22、R/D转换器23、相序匹配判断部24、轴倍数检测部25、正常/异常检测部26以及存储装置27。与PWM逆变器22的三相输出端子U、V、W连接的交流电动机10的旋转轴上直接连接有旋转变压器11,所述旋转变压器11作为旋转角度检测传感器,其输出线12与R/D转换器23的输入端子S1、S2、S3、S4连接。另外,从上述输出线12输出sin波形及cos波形的角度检测信号,两者相位相差90°电角度。[0069] R/D转换器23基于旋转变压器11的输出信号生成A相脉冲、B相脉冲以及Z相脉冲。各相脉冲被输入到速度控制运算部21、相序匹配判断部24以及轴倍数检测部25。速度控制运算部21中输入有运转指令(带极性速度指令)和所述各相脉冲,以及检测器28检测出的交流电动机10的端子电压及电流,对PWM逆变器22输出三相电压指令Vu、Vv, Vw。电压指令Vu、Vv、Vw还被输入到相序匹配判断部24,相序匹配判断部24的输出信号与轴倍数检测部25的输出信号一起被输入到正常/异常检测部26。另外,相序匹配判断部24中还有从外部输入的、表不交流电动机10实际旋转方向的信号。

[0070] 而且,速度控制运算部21及正常/异常检测部26与存储装置27连接。

[0071] 这里,相序匹配判断部24用于检测根据电压指令Vu、Vv, Vw检测出的运转指令的旋转方向(以下,也称为“指令旋转方向”)与旋转变压器11及R/D转换器23检测出的旋转方向(以下,也称为“检测旋转方向”)是否一致。

[0072] 另外,轴倍数检测部25基于从R/D转换器23输出的各相脉冲来检测轴倍数。轴倍数是表示旋转变压器11的转子旋转一周内所输出的sin波形及cos波形为多少周期量的参数,例如:若转子旋转一周内所输出的sin波形及cos波形为5周期量,则轴倍数为5,该轴倍数与旋转变压器11的磁极数一致。

[0073] 正常/异常检测部26构成为,基于相序匹配判断部24的输出,检测施加在交流电动机10上的电压相序为正常还是异常,旋转变压器11输出线的配线为正常还是异常,且进行交流电动机10的磁极数与旋转变压器11的轴倍数的匹配判断,检测旋转变压器11为正常还是异常。然后,作为这些判断的结果,检测出异常的情况下,自动进行交流电动机10电压相序的变更和旋转变压器11输出线配线的变更,并根据需要进行警报输出。

[0074] 接着,参照图2的流程图对本实施方式的动作进行说明。

[0075] 首先,运转指令(带极性速度指令)被输入到速度控制运算部21 (步骤S101)。该运转指令中包含表示交流电动机10的旋转方向(正转、反转)的信息。速度控制运算部21不使用旋转变压器11的检测信息,而是通过例如无传感器控制或V/f控制等生成电压指令Vu、Vv、Vw,控制PWM逆变器22,并驱动交流电动机10。

[0076] 接着,相序匹配判断部24基于旋转变压器11的输出信号,根据R/D转换器23输出的A相脉冲及B相脉冲,检测交流电动机10的旋转方向(步骤S102)。然后,判断该检测旋转方向与基于运转指令的指令旋转方向是否一致(步骤S103),该检测旋转方向与基于运转指令的指令旋转方向为一致的情况下,等待从外部输入实际旋转方向(步骤S103为“是”,进入步骤S104)。另外,检测旋转方向与指令旋转方向为不一致的情况下,正常/异常检测部26检测出异常,并且,自动执行交流电动机10的施加电压的相序变更(动力线配线变更),或旋转变压器11输出线的配线变更(步骤S103为“否”,进入步骤S109),进而再次执行步骤SlOl以后的处理。另外,正常/异常检测部26的检测结果和变更前后的电压相序,旋转变压器11输出线的配线状态等被适当地存储在存储装置27中。

[0077] 这里,使用正常/异常检测部26的输出来改变电压相序和改变旋转变压器11输出线的配线的操作可以通过公知的配线变更操作容易地实现。

[0078] 另外,旋转变压器11的检测旋转方向与指令旋转方向相同的情况下(步骤S103为“是”),也如上所述,根据交流电动机10的制造厂商的规格,实际旋转方向可能会与用户所期望的旋转方向,即指令旋转方向不同。该情况下,控制装置20本身不能判断实际旋转方向是否与指令旋转方向一致。

[0079] 于是,在本实施方式中,通过将表示照相机拍摄的图像或目视检测出的实际旋转方向的信号从外部输入到相序匹配判断部24,并且,将该实际旋转方向与指令旋转方向相比较,与专利文献I等现有技术相比,可更正确地判断旋转方向的一致或不一致。

[0080] S卩,相序匹配判断部24判断基于照相机拍摄的图像或目视而从外部输入的实际旋转方向与指令旋转方向是否一致(步骤S104、S105),两个方向一致的情况下,正常/异常检测部26判断交流电动机10的电压相序及旋转变压器11的配线为正常,且由轴倍数检测部25检测旋转变压器11的轴倍数(磁极数)(步骤S105为“是”,进入步骤S106)。另外,实际旋转方向与指令旋转方向不同的情况下,正常/异常检测部26判断为异常,自动执行交流电动机10的相序变更及旋转变压器11输出线的配线变更(步骤S105为“否”,进入步骤S110),进而再次执行步骤SlOl以后的处理。

[0081] 接着,正常/异常检测部26判断旋转变压器11的轴倍数与交流电动机10的磁极数是否匹配(步骤S107),判断旋转变压器11的轴倍数与交流电动机10的磁极数匹配的情况下,正常/异常检测部26判断旋转变压器11为正常,将该判断及轴倍数存储在存储装置27中,结束处理(步骤S107“是”,进入步骤S108)。另外,存储在存储装置27中的电压相序及旋转变压器11的轴倍数作为信息被用于下一次使交流电动机10运转。

[0082] 另外,旋转变压器11的轴倍数与交流电动机10的磁极数不匹配的情况下,正常/异常检测部26判断旋转变压器11为异常,进行警报输出,并结束处理(步骤S107为“否”,进入步骤SI 11)。

[0083] 基于图3A〜图3D对上述各处理进行具体说明。需要说明的是:用户所期望的旋转方向(指令旋转方向)为正转,控制装置20的相序匹配判断部24基于A相脉冲及B相脉冲判断交流电动机10为正转的情况下,将内部的计数器设为计数递增。

[0084] 图3A表示交流电动机10动力线的配线及旋转变压器11输出线的配线为正常,指令旋转方向与旋转变压器11的检测旋转方向一致的情况。该情况下,图2的步骤S103的判断结果为“是”,能使交流电动机10无阻碍地可变速运转。

[0085] 但是,即使根据计数值的状态判断交流电动机10为正转的情况下,但如图3D所示,由于交流电动机10及旋转变压器11的配线均有错误,存在交流电动机10的实际旋转方向与指令旋转方向不一致而反转的情况下,因此,执行步骤S104,等待从外部输入实际旋转方向。

[0086] 另外,在图3A中,由于交流电动机10及旋转变压器11的配线为正常,因此,实际旋转方向与指令旋转方向一致,所述步骤S105的判断结果为“是”,之后,依次执行以下步骤:步骤S106,检测轴倍数,步骤S107,进行匹配判断。

[0087] 图3B是交流电动机10的动力线错误配线,电压相序错误,但旋转变压器11的输出线正确配线的情况下。该情况下,由于计数值递减,所以检测出交流电动机10为反转,该检测旋转方向与作为指令旋转方向的正转不同。因此,步骤S103的判断结果为“否”,进入步骤S109的处理。在步骤S109中,通过变更交流电动机10的电压相序或旋转变压器11输出线的配线,成为图3A或图3D中的任意一种状态。

[0088] 图3C是交流电动机10的动力线的配线即电压相序正常,但旋转变压器11的输出线错误配线的状态。该情况下,最初交流电动机10为正转,但由于旋转变压器11的检测旋转方向为反转,计数值分频,与指令旋转方向不同,因此,步骤S103的判断结果为“否”,进入步骤S109的处理。即,执行与图3B的情况下相同的处理。

[0089] 图3D是交流电动机10的动力线配线及旋转变压器11的输出线均为错误配线的状态。该情况下,由于旋转变压器11的检测旋转方向与指令旋转方向一致,因此,步骤S103的判断结果为“是”,在交流电动机10的可变速运转方面没有问题,但如上所述,交流电动机10的实际旋转方向可能会与指令旋转方向不同。因此,执行步骤S105,将从外部输入的实际旋转方向与指令旋转方向相比较,并响应其结果执行步骤S106及以后处理或步骤SllO的处理。

[0090] 图4A〜图4D表示指令旋转方向为反转的情况下的连接状态及计数值的状态。该情况下,控制装置20的相序匹配判断部24因计数值递减,因此,检测出旋转方向为反转方向。

[0091] 在图4A〜图4D的各实例中,与图3A〜图3D的不同点在于计数值的变化(计数递增/递减)分别相反,根据旋转变压器11的检测旋转方向与指令旋转方向一致或不一致,以及实际旋转方向与指令旋转方向的一致或不一致进行的处理内容与图2相同。

[0092] 接着,图5是用于对交流电动机10的旋转速度为恒定的情况下的旋转变压器11的轴倍数的检测原理进行说明的图。这里,对交流电动机10的极对数为3 (磁极数为6)的情况进行说明。在极对数为3的交流电动机10中,电动机旋转一周(360°机械角)的周期是电角度的3周期量。因此,如图5所示,旋转变压器11的轴倍数为1、3、6的情况下,Z相脉冲(清除信号)的周期与交流电动机10的电角度的周期成为整数比。

[0093] 在图5中,(I)表示旋转变压器的轴倍数为1,(2)表示旋转变压器的轴倍数为2,

(3)表示旋转变压器的轴倍数为3,(6)表示旋转变压器的轴倍数为6。

[0094] 轴倍数为I的情况下的Z相脉冲每电动机的电角度3周期量发生I个,轴倍数为3的情况下的Z相脉冲每电动机的电角度I周期量各发生I个,轴倍数为6的情况下的Z相脉冲每电动机的电角度I周期量及半周期量各发生I个。因此,例如:轴倍数为3或6的情况下,只要使用电动机的电角度I周期量各发生I个的Z相脉冲来确定基准(原点),就能消除旋转变压器11的检测角度的误差而提高角度检测精度。

[0095] 但是,图5中的轴倍数为2的情况下,电动机的电角度3周期量相当于Z相脉冲2周期量,电角度的周期与Z相脉冲的周期非整数比关系,Z相脉冲在电动机的电角度I周期内的时间发生。因此,不能简单地在运转中对旋转变压器11的检测角度的误差进行修正,有可能无法控制交流电动机10。

[0096] 因此,交流电动机10的磁极数与旋转变压器11的轴倍数优选如图5中的轴倍数

1、3、6的情况下为规定的整数比关系。

[0097] 另外,图6是表示旋转变压器11的轴倍数的检测处理流程图。

[0098] 使交流电动机10以恒定速度旋转(步骤S201),记录机械角每旋转一周发生的Z相脉冲数(步骤S202)。由于该Z相脉冲的数量如图5所示的相当于旋转变压器11的轴倍数,因此,根据Z相脉冲的数量就能立即检测出轴倍数(步骤S203)。

[0099] 使用这样检测出的旋转变压器11的轴倍数,执行图2的步骤S107,判断所述轴倍数与交流电动机10的磁极数是否匹配,根据该结果执行上述步骤S108或步骤Slll的处

理,结束处理。[0100] 如上所述根据本发明,对旋转变压器11的检测旋转方向与指令旋转方向进行比较,而且,对实际旋转方向与指令旋转方向进行比较,且根据这些比较结果判断为异常的情况下,能够自动进行交流电动机10电压相序的变更和旋转变压器11输出线的配线变更,使交流电动机10正常地可变速运转。

[0101] 另外,旋转变压器11的轴倍数与交流电动机10的磁极数不匹配而为异常时,通过发生警报输出,可催促用户对旋转变压器11进行检查、更换等。

[0102] 上面参照附图说明了本发明的实施例,但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更,它们都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种交流电动机的控制装置,其反馈安装在交流电动机上的旋转角度传感器的输出信号,使所述交流电动机可变速运转,该交流电动机的控制装置的特征在于,包括: 相序匹配判断部,作为第一判断执行由所述交流电动机的运转指令提供的指令旋转方向与根据所述旋转角度传感器的输出信号得到的检测旋转方向是否一致的判断,作为第二判断在通过所述第一判断判断出所述指令旋转方向与所述检测旋转方向一致时,执行所述指令旋转方向与所述交流电动机的实际旋转方向是否一致的判断; 轴倍数检测部,在通过所述第二判断判断出所述指令旋转方向与所述实际旋转方向一致时,根据所述旋转角度传感器的输出信号检测所述旋转角度传感器的轴倍数;和 正常/异常检测部,根据所述相序匹配判断部的判断结果,检测施加在所述交流电动机上的电压相序或所述旋转角度传感器的输出线配线是否正常/异常,并且作为第三判断执行由所述轴倍数检测部检测出的轴倍数与所述交流电动机的磁极数是否匹配的判断。
2.根据权利要求1所述的交流电动机的控制装置,其特征在于: 所述正常/异常检测部在检测出施加在所述交流电动机上的电压相序或所述旋转角度传感器的输出线的配线为异常时,进行所述电压相序的变更操作或所述旋转角度传感器的输出线的配线变更操作,并且在通过所述第三判断判断出所述轴倍数与所述交流电动机的磁极数不匹配时,进行警报输出。
3.根据权利要求1或2所述的交流电动机的控制装置,其特征在于: 所述旋转角度传感器为旋转变压器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的交流电动机的控制装置,其特征在于: 基于拍摄图像或目视来检测所述交流电动机的实际旋转方向。
5.一种交流电动机的控制方法,其反馈安装在交流电动机上的旋转角度传感器的输出信号,使所述交流电动机可变速运转,该交流电动机的控制方法的特征在于,包括: 第一判断步骤,判断由所述交流电动机的运转指令提供的指令旋转方向与根据所述旋转角度传感器的输出信号得到的检测旋转方向是否一致; 第二判断步骤,在通过所述第一判断步骤判断出所述指令旋转方向与所述检测旋转方向一致时,判断所述指令旋转方向与所述交流电动机的实际旋转方向是否一致; 轴倍数检测步骤,在通过所述第二判断步骤判断出所述指令旋转方向与所述实际旋转方向一致时,根据所述旋转角度传感器的输出信号检测所述旋转角度传感器的轴倍数;和第三判断步骤,判断通过所述轴倍数检测步骤检测出的轴倍数与所述交流电动机的磁极数是否匹配, 在通过所述第一判断步骤或所述第二判断步骤判断出不一致时,以及在通过所述第三判断步骤判断出不匹配时,进行异常处理。
6.根据权利要求5所述的交流电动机的控制方法,其特征在于: 所述异常处理包括以下步骤: 在通过所述第一判断步骤或所述第二判断步骤判断出作为判断对象的两个方向不一致时,判断施加在所述交流电动机上的电压相序或所述旋转角度传感器的输出线的配线为异常,进行所述电压相序的变更或所述输出线的配线变更;和 在通过所述第三判断步骤判断出所述轴倍数与所述交流电动机的磁极数不匹配时,进行警报输出。
7.根据权利要求5或6所述的交流电动机的控制方法,其特征在于: 基于根据所述旋转角度传感器的输出信号生成的Z相脉冲来检测所述旋转角度传感器的轴倍数。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的交流电动机的控制方法,其特征在于: 在通过所述第三判断步骤判断出匹配时,基于所述旋转角度传感器的输出信号来使所述电动机可变速运转。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的交流电动机的控制方法,其特征在于: 基于摄影图像或目视来检测所 述交流电动机的实际旋转方向。
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