CN104601052B - 电机控制装置和电机控制方法 - Google Patents

电机控制装置和电机控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104601052B
CN104601052B CN201410475457.8A CN201410475457A CN104601052B CN 104601052 B CN104601052 B CN 104601052B CN 201410475457 A CN201410475457 A CN 201410475457A CN 104601052 B CN104601052 B CN 104601052B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
voltage
induction machine
threshold
motor control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410475457.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104601052A (zh
Inventor
松田宗二
井浦英昭
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Publication of CN104601052A publication Critical patent/CN104601052A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104601052B publication Critical patent/CN104601052B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02—Details of starting control
    • H02P1/029—Restarting, e.g. after power failure
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/28—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of voltage applied to primary circuit of motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/28—Controlling the motor by varying the switching frequency of switches connected to a DC supply and the motor phases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Abstract

本发明提供一种能迅速地使感应电机从自由运转状态转换为V/f控制状态的电机控制装置和电机控制方法。本发明的电机控制装置(1)具有：电压调整器(23)，执行使外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式；频率调整器(22)，执行使频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式；电流判定器(21)，在所述电压上升模式下，当感应电机(2)中流动的电流超过第一阈值时，转换为频率下降模式，在频率下降模式下，当感应电机(2)中流动的电流小于比第一阈值还小的第二阈值时，转换为电压上升模式；和V/f一致判定器(25)，判定外加电压与频率是否满足规定关系。

Description

电机控制装置和电机控制方法
技术领域
本发明涉及一种电机控制装置和电机控制方法。
背景技术
在专利文献1中，公开如下一种技术：在用于转换为V/f控制的转换控制中，执行边固定逆变器的输出频率边使逆变器的输出电压上升的模式0，当逆变器的输出电流到达限制值时，切换为边固定逆变器的输出电压边使逆变器的输出频率上升的模式1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-48840号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，为了转换为V/f控制，不仅需要外加于感应电机的外加电压与其频率满足规定关系，还需要频率接近感应电机的转速。这是因为，如果频率远离感应电机的转速，有可能出现以下问题：感应电机中流动的电流的转矩电流成分增大而导致过电流。
关于这点，在专利文献1的实施方式1、2中是这样记载的：以自由运转状态的电机的转速自然减速至对应于输出频率的设定值的程度为前提，不能减速时存在过电流的问题。另外，在专利文献1的实施方式3中是这样记载的：为了解决该问题，即使输出电流到达限制值，也不从模式0转换为模式1，以确保电机的转速自然减速的时间。即，在专利文献1中，自由运转状态的电机的转速自然减速的结果是等待接近输出频率，没有进行主动改变以使输出频率接近电机的转速。在这样的控制中，无法迅速地转换为V/f控制。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能迅速地使感应电机从自由运转状态转换为V/f控制状态的电机控制装置和电机控制方法。
为解决技术问题的方法
为了解决上述问题，本发明的电机控制装置将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，所述电机控制装置具有：电压调整器，执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式；频率调整器，执行使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式；模式切换器，在所述电压上升模式下，当所述感应电机中流动的电流超过第一阈值时，转换为所述频率下降模式，在所述频率下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第二阈值时，转换为所述电压上升模式；和判定器，对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
另外，在本发明的一个技术方案中，在所述电压上升模式下，当所述外加电压与所述频率满足所述规定关系时，所述判定器也可以将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
另外，在本发明的一个技术方案中，在所述频率下降模式下，当所述外加电压与所述频率满足所述规定关系以后，在规定时间内所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第三阈值时，所述判定器也可以将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
另外，在本发明的一个技术方案中，在所述规定时间内，当所述感应电机中流动的电流未小于所述第三阈值时，所述电压调整器与所述频率调整器执行使所述外加电压与所述频率随着时间的经过下降的双方下降模式，在所述双方下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第四阈值时，所述判定器也可以将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
另外，在本发明的一个技术方案中，在所述双方下降模式下，当所述感应电机中流动的电流未小于比所述第一阈值还小的第四阈值，而所述频率到达规定范围的下限时，所述判定器也可以将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
另外，本发明的电机控制方法用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，所述电机控制方法中执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式、与使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式，在所述电压上升模式下，当所述感应电机中流动的电流超过第一阈值时，转换为所述频率下降模式，在所述频率下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第二阈值时，转换为所述电压上升模式，并对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
发明效果
采用本发明，由于一边监视感应电机中流动的电流，一边进行电压上升模式与频率下降模式的交替切换，因此能迅速地实现频率接近感应电机的转速的状态。即，即使是较高的感应电机的转速也能使频率与之接近，无需等待至感应电机的转速充分减速。尤其在频率下降模式下，使频率从规定范围的上限下降，因此易于使频率接近较高的感应电机的转速。如上所述，能迅速地从自由运转状态转换为V/f控制状态。
附图说明
图1是表示电机控制系统的结构例的框图。
图2是表示电机控制装置的功能例的框图。
图3是表示电机控制装置的动作例的时序图。
图4是表示速度检索模式的例子的流程图。
图5是表示电压恢复步骤的例子的流程图。
图6是表示频率减速步骤的例子的流程图。
图7是表示实现双方下降步骤的结构的框图。
图8是表示双方下降步骤的例子的时序图。
图9是表示双方下降步骤的例子的时序图。
图10是表示实现母线电压减少步骤的结构的框图。
图11是表示母线电压减少步骤的例子的时序图。
附图标记说明
2：感应电机，3：逆变器，4：交流电源，5：整流电路，6：平流电容器，10：电机控制装置，11d、11q：减法器，12：电流控制器，13：加法器，14：电压指令运算器，15：PWM控制器，16：速度转换器，17：d-q转换器，21：电流判定器(模式切换器的一例)，22：频率调整器(频率调整器的一例)，23：电压调整器(电压调整器的一例)，24：V/f转换器，25：V/f一致判定器(判定器的一例)，31：频率调整器，32：开关，33：V/f转换器，41：电压判定器，91：母线，100：电机控制系统
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示电机控制系统100的结构例的框图。电机控制系统100具有感应电机2、逆变器3、交流电源4、整流电路5、平流电容器6和电机控制装置10。
逆变器3例如包含三相桥电路，根据由电机控制装置10生成的控制信号，将从整流电路5与平流电容器6供给的直流电转换为交流电，并向感应电机2输出被转换的交流电。
整流电路5与平流电容器6将从交流电源4供给的交流电转换为直流电，并向逆变器3输出被转换的直流电。外加于平流电容器6的电压表示向逆变器3供直流电的母线91的母线电压。
电机控制装置10例如包含MPU(Micro Processing Unit：微处理单元)，通过按程序来执行信息处理而生成用于控制感应电机2的旋转的控制信号，并且输出至逆变器3。
图2是表示电机控制装置10的功能例的框图。电机控制装置10所包含的各部分的功能是由MPU根据程序来执行信息处理而实现的。
当开关SW为A时，电机控制装置10执行通常运转模式，当开关SW为B时执行速度检索模式。在通常运转模式下，执行将外加于感应电机2的外加电压与其频率之比保持恒定的V/f控制。
速度检索模式是用于将感应电机2从自由运转状态转换为V/f控制状态而执行的模式。所谓自由运转状态，是指供电被切断的感应电机因惯性而旋转的状态。在速度检索模式下，分别调整外加电压与频率，以使外加于感应电机2的外加电压与其频率之比成为预先设定值，并且使频率接近感应电机2的转速。
电机控制装置10具有减法器11d和11q、电流控制器12、加法器13d和13q、电压指令运算器14、PWM控制器15、速度转换器16和d-q转换器17。这些是用于实现感应电机2的控制、尤其是用于实现通常运转模式的结构。
另外，电机控制装置10还具有电流判定器21、频率调整器22、电压调整器23、V/f转换器24和V/f一致判定器25。这些是用于实现速度检索模式的基本结构。关于用于实现速度检索模式的附加结构在后面叙述。
减法器11d和11q用于分别计算出来自上位装置的d和q轴电流指令值Id*、Iq*与来自d-q转换器17的d和q轴电流检测值Id和Iq的差分值，并输出至电流控制器12。
电流控制器12根据来自减法器11d和11q的差分值，计算出d和q轴电压基础值并输出至加法器13d和13q。
加法器13d和13q分别计算出来自上位装置的d和q轴电压指令值Vd*、Vq*与来自电流控制器12的d和q轴电压基础值的相加值并输出至电压指令运算器14。
当开关SW为A时，电压指令运算器14将来自加法器13d和13q的相加值作为d和q轴电压指令值Vd1*和Vq1*，据此计算出电压指令值VS*和速度指令值θV并输出至PWM控制器15。根据下面算式1计算电压指令值VS*和速度指令值θV。
[算式1]
θV＝tan-1(Vql/Vdl)
另外，当开关SW为B时，电压指令运算器14将接地电位作为d轴电压指令值Vd1*，将来自电压调整器23的感应电压指令e*作为q轴电压指令值Vq1*，根据它们计算出电压指令值VS*和速度指令值θV并输出至PWM控制器15。
PWM控制器15根据来自电压指令运算器14的电压指令值VS*和速度指令值θV、与来自速度转换器16的转速θ，计算出通过脉宽调制(PWM)控制对感应电机2的旋转进行控制的控制信号并输出至逆变器3。
当开关SW为A时，速度转换器16根据来自上位装置的频率指令值fout计算出转速θ，并输出至PWM控制器15和d-q转换器17。另外，当开关SW为B时，速度转换器16根据来自频率调整器22的输出频率f计算出转速θ，并输出至PWM控制器15和d-q转换器17。
d-q转换器17通过利用来自速度转换器16的转速θ，对从逆变器3向感应电机2供交流电的电流检测值Iu和Iw进行d-q转换，而计算出d和q轴电流检测值Id和Iq，并输出至减法器11d和11q。另外，d-q转换器17计算出在感应电机2中流动的电流、即定子电流IS，并输出至电流判定器21。
电流判定器21为模式切换器的一例，在速度检索模式下，对频率调整器22所执行的频率减速步骤(Step f)与电压调整器23所执行的电压恢复步骤(Step V)进行择一切换。电流判定器21通过比较来自d-q转换器17的定子电流IS与预先设定的大小不同的两个阈值，判定电压恢复步骤与频率减速步骤的切换。
具体地说，在电压恢复步骤中，当定子电流IS超过第一阈值IS1时，电流判定器21转换为频率减速步骤，在频率减速步骤中，当定子电流IS小于比第一阈值IS1还小的第二阈值IS2时，电流判定器21转换为电压恢复步骤。
第一阈值IS1和第二阈值IS2根据无负荷电流的大小而预先设定。所谓无负荷电流，是指输出频率f与感应电机2的转速一致，定子电流IS仅成为励磁电流成分时的电流。例如，第一阈值IS1为无负荷电流的1.5倍以上，第二阈值IS2为无负荷电流的1.2倍以下。
频率调整器22为频率调整器的一例，用于执行使输出频率f从检索范围的上限随着时间的经过而下降的频率减速步骤(频率下降模式的一例)。输出频率f是外加于感应电机2的外加电压的频率。在频率减速步骤中，输出频率f从检索范围的上限以规定的微量Δf分阶段地向下限下降。另外，在频率减速步骤中，感应电压指令e*被保持恒定。
电压调整器23为电压调整器的一例，用于执行使感应电压指令e*从检索范围的下限随着时间的经过而上升的电压恢复步骤(电压上升模式的一例)。感应电压指令e*对应于外加于感应电机2的外加电压。在电压恢复步骤中，感应电压指令e*从检索范围的下限以规定的微量ΔV分阶段地向上限上升。另外，在电压恢复步骤中，输出频率f被保持恒定。
V/f转换器24通过使从频率调整器22输出的输出频率f乘以预先设定的比V/f而计算出电压换算值，并输出至V/f一致判定器25。
V/f一致判定器25为判定器的一例，用于判定从电压调整器23输出的感应电压指令e*与从频率调整器22输出的输出频率f之比是否与预先设定的比V/f一致。即，V/f一致判定器25用于判定从频率调整器22输出的电压换算值是否与从电压调整器23输出的感应电压指令e*一致。
在电压恢复步骤中，当感应电压指令e*与输出频率f之比与预先设定的比V/f一致时，V/f一致判定器25输出将开关SW从B切换为A的开关切换信号。由此，从速度检索模式切换为通常运转模式。
另外，在频率减速步骤中，当感应电压指令e*与输出频率f之比与预先设定的比V/f一致，并且还满足后面叙述的条件时，V/f一致判定器25输出将开关SW从B切换为A的开关切换信号。
图3是表示电机控制装置10的动作例的时序图。该图表示从自由运转状态经速度检索模式而转换为通常运转模式时，输出频率f、感应电压指令e*与定子电流IS的各自的变化情况。另外，在表示输出频率f的变化的部分中，也用虚线表示有感应电机2的转速ωr的变化。
首先，若电机控制装置10从执行通常运转模式的状态切断向感应电机2供电时，感应电机2呈自由运转状态，转速ωr开始下降。在自由运转状态期间，输出频率f、感应电压指令e*与定子电流IS均为0。
接着，若电机控制装置10使速度检索模式开始时，输出频率f被设定为检索范围的最大值fmax，感应电压指令e*被设定为检索范围的最小值、即0。在此，即使输出频率f呈远离感应电机2的转速ωr的“滑脱状态”，由于感应电压指令e*为0，因此定子电流IS保持0不变而不上升。
在速度检索模式下，首先执行电压恢复步骤(Step V)。在电压恢复步骤中，感应电压指令e*随着时间的经过从0缓缓上升，输出频率f保持最大值fmax不变。在此，由于呈滑脱状态，因此若感应电压指令e*上升，定子电流IS也随之上升。
然后，若定子电流IS超过第一阈值IS1，执行频率减速步骤(Step f)。在频率减速步骤中，输出频率f随着时间的经过从最大值fmax缓缓下降，感应电压指令e*保持在电压恢复步骤结束时刻的值。若输出频率f下降，由于滑脱状态被缓解，因此定子电流IS也随之下降。
然后，若定子电流IS小于第二阈值IS2，再次执行电压恢复步骤(Step V)。
在电压恢复步骤中，若感应电压指令e*到达V/f一致点，电机控制装置10结束速度检索模式而开始通常运转模式。V/f一致点是感应电压指令e*与输出频率f之比与预先设定的比V/f一致的点。
由此，通过交替执行电压恢复步骤与频率减速步骤，能抑制定子电流IS的过度上升并且能搜索V/f一致点。
在上面的图3的说明中，说明了电压恢复步骤中到达V/f一致点时的例子，频率减速步骤中到达V/f一致点时的例子在后面叙述。
另外，在本实施方式中，说明了根据定子电流IS的大小交替切换电压恢复步骤与频率减速步骤的例子，然而不限于此，例如也可以在每次经过规定时间时交替切换电压恢复步骤与频率减速步骤。
图4是表示速度检索模式的例子的流程图。图5是表示电压恢复步骤的例子的流程图。图6是表示频率减速步骤的例子的流程图。以规定周期(例如，几msec)重复进行图4～图6的一系列处理。另外，关于图6的频率减速步骤中所包含的双方下降步骤(Step B)和母线电压减少步骤(Step C)的详细内容在后面叙述。
在图4所示的速度检索模式下，电机控制装置10判定是选择了电压恢复步骤(StepV)还是选择了频率减速步骤(Step f)。检索开始时，即刚从自由运转状态转换为速度检索模式之后，选择电压恢复步骤。
在图5所示的电压恢复步骤(Step V)中，电机控制装置10判定是开始检索还是正在进行检索(S11)。当处于开始检索时，电机控制装置10将输出频率f设定为检索范围的最大值fmax，将感应电压设定值Eref设定为检索范围的最小值、即0(S12)。另外，当处于正在进行检索时，电机控制装置10不进行上述设定。
接着，电机控制装置10使输出频率f乘以预先设定的比V/f而得到电压换算值Vsearchref(S13)，且使感应电压设定值Eref加上规定的微量ΔV(S14)。接着，电机控制装置10判定感应电压设定值Eref是在电压换算值Vsearchref以上还是不足电压换算值Vsearchref(S15)。
当感应电压设定值Eref在电压换算值Vsearchref以上时，电机控制装置10结束速度检索模式而开始通常运转模式。另外，当感应电压设定值Eref不足电压换算值Vsearchref时，电机控制装置10判定定子电流IS是超过第一阈值IS1还是在第一阈值IS1以下(S16)。
当定子电流IS超过第一阈值IS1时，电机控制装置10在选择频率减速步骤(Step f)后结束处理。这样，下次处理时执行频率减速步骤。另外，当定子电流IS在第一阈值IS1以下时，电机控制装置10直接结束处理。这样，下次处理时再次执行电压恢复步骤。
在图6所示的频率减速步骤(Step f)中，电机控制装置10从输出频率f减去规定的微量Δf，并且使输出频率f乘以预先设定的比V/f而得到电压换算值Vsearchref(S21)。电机控制装置10在执行后面叙述的母线电压减少步骤(Step C)后，判定定子电流IS是在第二阈值IS2以下还是超过第二阈值IS2(S29)。
当定子电流IS在第二阈值IS2以下时，电机控制装置10在选择电压恢复步骤(StepV)后结束处理。这样，下次处理时选择电压恢复步骤。另外，当定子电流IS超过第二阈值IS2时，电机控制装置10判定电压换算值Vsearchref是在感应电压设定值Eref以下还是超过感应电压设定值Eref(S30)。
当电压换算值Vsearchref在感应电压设定值Eref以下时，电机控制装置10执行后面叙述的双方下降步骤(Step B)。当电压换算值Vsearchref超过感应电压设定值Eref时，如果输出频率f不是最小值fmin(S34)，电机控制装置10直接结束处理。这样，下次处理时再次选择频率减速步骤。
[双方下降步骤]
下面说明频率减速步骤(Step f)所包含的双方下降步骤(Step B)。
如上所述，在电压恢复步骤中，为了抑制定子电流IS的过度上升，当定子电流IS超过第一阈值IS1时切换为频率减速步骤。在频率减速步骤中，若输出频率f下降时，接近感应电机2的转速ωr，因此定子电流IS从第一阈值IS1下降。
然而，在频率减速步骤中，当定子电流IS下降至第二阈值IS2以前输出频率f到达V/f一致点时，有可能出现输出频率f未充分接近感应电机2的转速ωr的情况，若直接转换为通常运转模式时，定子电流IS有可能会过度上升。
作为定子电流IS不下降至第二阈值IS2的原因，可考虑到感应电机2的负载较大，定子电流IS所包含的转矩电流成分未充分地减少。另外，还可以考虑到第二阈值IS2或作为其基础的无负载电流的设定不正常。
对此，在本实施方式的频率减速步骤中，若输出频率f到达V/f一致点时，执行下面要说明的双方下降步骤。
图7是表示实现双方下降步骤的结构的框图。作为用于执行双方下降步骤的结构，电机控制装置10具有计数器31、开关32和V/f转换器33。
在频率减速步骤中，从输出频率f到达V/f一致点起经过规定时间时，计数器31向开关32输出切换信号。
若从计数器31输入切换信号后，开关32将输出频率f从通过频率调整器22之前的频率(1周期前的频率fout＿last)切换为通过频率调整器22以后的频率(当前周期的频率fout)。由此，在经过规定时间以前，输出频率f保持为恒定值，若经过规定时间后再开始下降。
V/f转换器33通过使从开关32输出的输出频率f乘以预先设定的比V/f，来计算电压换算值并进行输出。
当从计数器31输出脉冲信号时，感应电压指令e*从由电压调整器23输出的值切换为由V/f转换器33计算出的电压换算值，并与输出频率f一同下降。
电机控制装置10根据上面所说明的结构来执行双方下降步骤。图8和图9是表示双方下降步骤的例子的时序图。
若电机控制装置10开始双方下降步骤，首先在规定时间内保持输出频率f为到达V/f一致点时的值。另外，感应电压指令e*也被保持不变。
在输出频率f被保持规定时间的期间内，当定子电流IS小于第二阈值IS2时，电机控制装置10结束速度检索模式而开始通常运转模式。另外，不限于第二阈值IS2，也可以使用小于第一阈值IS1的其他阈值。
将输出频率f保持规定时间的原因是防止出现以下情况：若检测定子电流IS时利用了滤波器，在进行检测时会产生时间差，尽管实际上输出频率f已经充分接近感应电机2的转速ωr，仍判定为未接近。
即使输出频率f被保持规定时间，而定子电流IS也未小于第二阈值IS2时，输出频率f与感应电压指令e*这双方在满足预先设定的比V/f的情况下随着时间的经过而下降。
在输出频率f与感应电压指令e*都下降期间，当定子电流IS小于第二阈值IS2时，电机控制装置10结束速度检索模式而开始通常运转模式。另外，不限于第二阈值IS2，也可以使用小于第一阈值IS1的其他阈值。
当输出频率f到达V/f一致点时即使输出频率f未充分接近感应电机2的转速ωr，通过像上述这样使输出频率f与感应电压指令e*都下降，能使输出频率f接近感应电机2的转速ωr。另外，通过使输出频率f与感应电压指令e*都下降，能抑制定子电流IS的过度上升。
即使使输出频率f与感应电压指令e*都下降而定子电流IS也未小于第二阈值IS2，且输出频率f到达最小值fmin时，电机控制装置10结束速度检索模式而开始通常运转模式。
当输出频率f到达最小值fmin时，由于输出频率f和感应电机2的转速ωr已被充分降低，因此能在定子电流IS不过度上升的情况下转换为通常运转模式。
说明上述图6的频率减速步骤(Step f)所包含的双方下降步骤(Step B)。
当电压换算值Vsearchref在感应电压设定值Eref以下时(S30)，电机控制装置10判定电压换算值Vsearchref在感应电压设定值Eref以下的状态是否从最初成立的时刻起已经经过了规定时间(例如，200msec)(S31)。
当未经过规定时间时，电机控制装置10使输出频率f回到1个循环前的值flast、即回到减去微量Δf前的状态(S33)并结束处理。由此，直至经过规定时间，输出频率f保持为恒定值。
在保持输出频率f的期间，当定子电流IS变为第二阈值IS2以下时(S29)，电机控制装置10在选择电压恢复步骤(Step V)后结束处理。这样，在下次处理时选择电压恢复步骤，并且结束速度检索模式而开始通常运转模式。
当经过了规定时间时，电机控制装置10将感应电压设定值Eref作为电压换算值Vsearchref(S32)而结束处理。此后，感应电压设定值Eref与电压换算值Vsearchref保持一致不变，即感应电压设定值Eref与输出频率f之比与预先设定的比V/f保持一致不变的状态下，输出频率f与感应电压设定值Eref均下降。
在输出频率f与感应电压设定值Eref均下降的期间，即使定子电流IS变为第二阈值IS2以下时(S29)，电机控制装置10也在选择电压恢复步骤(Step V)后结束处理。这样也是在下次处理时选择电压恢复步骤，并且结束速度检索模式而开始通常运转模式。
即使输出频率f与感应电压设定值Eref均下降，在定子电流IS未变为第二阈值IS2以下的状态下，输出频率f变为最小值fmin时(S34)，电机控制装置10在选择电压恢复步骤(Step V)后结束处理。这样也是在下次处理时选择电压恢复步骤，并且结束速度检索模式而开始通常运转模式。
[母线电压减少步骤]
下面说明频率减速步骤(Step f)所包含的母线电压减少步骤(Step C)。
如上所述，在频率减速步骤中，为了使输出频率f接近感应电机2的转速ωr，使输出频率f随时间的经过而下降。但是，当感应电机2的惯性较大而转速ωr难以降低时，或者使输出频率f下降的减速速率过大时等，有时输出频率f会赶超感应电机2的转速ωr而小于它。
若输出频率f小于感应电机2的转速ωr，有可能出现以下问题：感应电机2呈再生状态，对用于向逆变器3供直流电的母线91(参照图1)外加过度的再生电压。
对此，在本实施方式的频率减速步骤中，执行下面要说明的母线电压减少步骤。
图10是表示实现母线电压减少步骤的结构的框图。作为用于实现母线电压减少步骤的结构，电机控制装置10具有电压判定器41。
当外加于平流电容器6(参照图1)的直流电压的检测值、即母线电压Vdc超过第一电压阈值VS1时，电压判定器41向频率调整器22输出表示该内容的电压超过信号。另外，当母线电压Vdc小于比第一电压阈值VS1还小的第二电压阈值VS2时，电压判定器41向频率调整器22输出表示该内容的电压恢复信号。
若频率调整器22接受电压超过信号，限制输出频率f的下降。另外，向频率调整器22输入母线电压Vdc在每规定时间内的变化量dVdc/dt。当频率调整器22接受电压超过信号并且变化量dVdc/dt为正值时，使输出频率f上升，另外，当频率调整器22接受电压超过信号并且变化量dVdc/dt为0或负值时保持输出频率f。这里的规定时间例如是重复速度检索模式的周期。
另外，若频率调整器22接受电压恢复信号，再次开始输出频率f的下降。相比限制前的输出频率f的减速速率，再次开始以后的输出频率f的减速速率例如减小到前者的一半左右。所谓减速速率，就是表示输出频率f在每规定时间内的下降量。这里的规定时间例如也是重复速度检索模式的周期。
电机控制装置10根据上面所说明的结构来执行母线电压减少步骤。图11是表示母线电压减少步骤的例子的时序图。
在频率减速步骤(Step f)中，若母线电压Vdc超过第一电压阈值VS1，电机控制装置10开始母线电压减少步骤(Step C)。在母线电压减少步骤中，通过使输出频率f上升或者保持输出频率f来限制输出频率f的下降。
具体地说，当母线电压Vdc在每规定时间内的变化量dVdc/dt为正值时，电机控制装置10使输出频率f提高。由此，能抑制母线电压Vdc的过度上升。另外，当变化量dVdc/dt为0或负值时，电机控制装置10保持输出频率f。由此，能使输出频率f接近感应电机2的转速ωr，还能抑制母线电压Vdc。
之后，若母线电压Vdc小于比第一电压阈值VS1还小的第二电压阈值VS2，电机控制装置10将再次开始输出频率f的下降。相比限制前的输出频率f的减速速率，再次开始后的输出频率f的减速速率例如减小到前者的一半左右。由此，能使输出频率f的减速速率接近感应电机2的转速ωr的减速速率。
说明上述图6的频率减速步骤(Step f)所包含的母线电压减少步骤(Step C)。
电机控制装置10从输出频率f减去规定的微量Δf并且得到电压换算值Vsearchref以后(S21)，判定母线电压Vdc是在第一电压阈值VS1以上还是不足第一电压阈值VS1(S22)。
当母线电压Vdc在第一电压阈值VS1以上时，电机控制装置10将打开用于表示母线电压减少步骤的标志(S23)。另外，在下个循环以后，当该标志打开时，也从S22进入S23。
接着，电机控制装置10判定母线电压Vdc在每规定时间内的变化量dVdc/dt是正值，还是变化量dVdc/dt为0或负值(S24)。
当变化量dVdc/dt为正值时，电机控制装置10将输出频率f作为在1循环以前的值flast加上规定的微量Δf的值而使输出频率f上升(S25)。
另外，当变化量dVdc/dt为0或负值时，电机控制装置10将输出频率f作为在1循环以前的值flast而保持输出频率f(S26)。
接着，电机控制装置10判定母线电压Vdc是在第二电压阈值VS2以上还是不足第二电压阈值VS2(S27)。
当母线电压Vdc在第二电压阈值VS2以上时，电机控制装置10移至S29以后。
另外，当母线电压Vdc不足第二电压阈值VS2时，电机控制装置10关闭用于表示母线电压减少步骤的标志，并且将输出频率f的减速速率设为1/2倍并移至S29以后。
上面说明了本发明的实施方式，然而本发明并不限于上述实施方式，对于本领域的技术人员而言，当然还可以进行各种变形而实施。

Claims (6)

1.一种电机控制装置，其用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，其特征在于，具有:
电压调整器，执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式；
频率调整器，执行使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式；
模式切换器，在所述电压上升模式下，当所述感应电机中流动的电流超过第一阈值时，转换为所述频率下降模式，在所述频率下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第二阈值时，转换为所述电压上升模式；及
判定器，对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
在所述电压上升模式下，当所述外加电压与所述频率满足所述规定关系时，所述判定器将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，
在所述频率下降模式下，当所述外加电压与所述频率满足所述规定关系后，在规定时间内在所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第三阈值时，所述判定器将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
4.根据权利要求3所述的电机控制装置，其特征在于，
在所述规定时间内，当所述感应电机中流动的电流未小于所述第三阈值时，所述电压调整器与所述频率调整器执行使所述外加电压与所述频率随着时间的经过下降的双方下降模式，
在所述双方下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第四阈值时，所述判定器将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
5.根据权利要求4所述的电机控制装置，其特征在于，
在所述双方下降模式下，当所述感应电机中流动的电流未小于比所述第一阈值还小的第四阈值，而所述频率到达规定范围的下限时，所述判定器将所述感应电机的控制方式切换为V/f控制。
6.一种电机控制方法，用于将感应电机从自由运转状态转换为外加于所述感应电机的外加电压与其频率满足规定关系的状态，其特征在于，
执行使所述外加电压从规定范围的下限随着时间的经过而上升的电压上升模式，
执行使所述频率从规定范围的上限随着时间的经过而下降的频率下降模式，
在所述电压上升模式下，当所述感应电机中流动的电流超过第一阈值时，转换为所述频率下降模式，
在所述频率下降模式下，当所述感应电机中流动的电流小于比所述第一阈值还小的第二阈值时，转换为所述电压上升模式，
以及对所述外加电压与所述频率是否满足所述规定关系进行判定。
CN201410475457.8A 2013-10-31 2014-09-17 电机控制装置和电机控制方法 Active CN104601052B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013227133A JP5924327B2 (ja) 2013-10-31 2013-10-31 モータ制御装置及びモータ制御方法
JP2013-227133 2013-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104601052A CN104601052A (zh) 2015-05-06
CN104601052B true CN104601052B (zh) 2017-05-03

Family

ID=51751936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410475457.8A Active CN104601052B (zh) 2013-10-31 2014-09-17 电机控制装置和电机控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9641120B2 (zh)
EP (1) EP2869454B1 (zh)
JP (1) JP5924327B2 (zh)
CN (1) CN104601052B (zh)
TW (1) TWI523403B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9303715B2 (en) 2013-03-10 2016-04-05 Oshkosh Defense, Llc Limiting system for a vehicle suspension component
CN105846724B (zh) * 2016-05-13 2018-10-26 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种异步电机重启动时的扫频方法和装置
US10906396B1 (en) 2017-04-20 2021-02-02 Oshkosh Defense, Llc Transfer case neutral override and remote pump mounting
US11689124B2 (en) * 2021-01-12 2023-06-27 Snap-On Incorporated Controlling brushless motor commutation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089760A (en) * 1986-12-10 1992-02-18 Square D Company DC bus voltage regulation by controlling the frequency in a variable frequency inverter
CN1578098A (zh) * 2003-07-01 2005-02-09 津田驹工业株式会社 用于驱动感应电动机的方法与装置
CN1679227A (zh) * 2002-09-13 2005-10-05 富士电机机器制御株式会社 感应电动机的控制方法

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971972A (en) * 1975-03-14 1976-07-27 Allis-Chalmers Corporation Transistor inverter motor drive having voltage boost at low speeds
JPS57129198A (en) * 1981-01-30 1982-08-11 Hitachi Ltd Controlling method and device for ac motor
JPS5836866A (ja) * 1981-08-25 1983-03-03 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置
JPH0736716B2 (ja) * 1983-10-18 1995-04-19 株式会社明電舍 モ−タ拾い上げ方法
EP0177114B1 (en) * 1984-09-05 1992-04-22 Kabushiki Kaisha Meidensha Method and system for reconnecting inverter to rotating motors
JPS61196794A (ja) * 1985-02-21 1986-08-30 Nippon Electric Ind Co Ltd 停電時及び復電時の対策を施した交流電動機駆動用インバ−タ装置
US5296791A (en) * 1992-04-27 1994-03-22 Harnischfeger Corporation Method and apparatus for operating a hoist
JPH06189572A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Sansha Electric Mfg Co Ltd 誘導電動機の起動装置
JP3359792B2 (ja) * 1995-09-06 2002-12-24 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の制御装置
US5883489A (en) * 1996-09-27 1999-03-16 General Electric Company High speed deep well pump for residential use
EP1410490B1 (en) * 2001-07-23 2013-09-04 Northern Power Systems Utility Scale, Inc. Control system for a power converter and method of controlling operation of a power converter
JP2004048840A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Meidensha Corp 電動機の制御装置
US7046528B2 (en) * 2002-12-31 2006-05-16 Intel Corporation Load-dependent variable frequency voltage regulator
US7135833B2 (en) * 2004-11-30 2006-11-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Motor control for flux-reduced braking
DE102006022819A1 (de) * 2005-05-23 2007-01-04 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Last mit einem Ausgangsstrom
JP4729356B2 (ja) * 2005-07-29 2011-07-20 株式会社日立製作所 モータ制御装置，洗濯機，エアコンおよび電動オイルポンプ
JP4459918B2 (ja) * 2006-03-16 2010-04-28 富士通テン株式会社 スイッチングレギュレータ
EP2377237A4 (en) * 2008-12-17 2017-10-25 LG Electronics Inc. Apparatus and method for start-up of a sensorless bldc motor
US8159202B2 (en) * 2009-06-22 2012-04-17 Seagate Technology Llc Quasi-continuous voltage regulator with dual polarity outputs
US8232788B2 (en) * 2009-06-22 2012-07-31 Seagate Technology Llc Quasi-continuous voltage regulator and controller
KR101801998B1 (ko) * 2010-04-30 2017-11-27 파워매트 테크놀로지스 엘티디. 확장된 구역에서 유도전력 전송을 하는 시스템과 방법
JP5441863B2 (ja) * 2010-10-14 2014-03-12 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
EP2803921B1 (en) * 2011-12-14 2020-04-22 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump device, and air conditioner, heat pump/hot-water supply machine, refrigerator, and freezer equipped with same
JP5765287B2 (ja) * 2012-04-12 2015-08-19 三菱電機株式会社 コンバータ制御装置及びコンバータ制御装置を備えた空気調和機
US10013003B2 (en) * 2012-11-16 2018-07-03 Linear Technology Corporation Feed forward current mode switching regulator with improved transient response

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089760A (en) * 1986-12-10 1992-02-18 Square D Company DC bus voltage regulation by controlling the frequency in a variable frequency inverter
CN1679227A (zh) * 2002-09-13 2005-10-05 富士电机机器制御株式会社 感应电动机的控制方法
CN1578098A (zh) * 2003-07-01 2005-02-09 津田驹工业株式会社 用于驱动感应电动机的方法与装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI523403B (zh) 2016-02-21
TW201535956A (zh) 2015-09-16
US20150115864A1 (en) 2015-04-30
EP2869454B1 (en) 2018-12-12
EP2869454A1 (en) 2015-05-06
CN104601052A (zh) 2015-05-06
JP5924327B2 (ja) 2016-05-25
JP2015089275A (ja) 2015-05-07
US9641120B2 (en) 2017-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4339916B2 (ja) モータ駆動装置
CN104601052B (zh) 电机控制装置和电机控制方法
CN105452628B (zh) 增压器及船舶
CN101061019B (zh) 电动车辆的制动控制装置及制动控制方法
JPWO2010026699A1 (ja) 電力変換装置
US10965151B2 (en) Motor drive system including power storage device
CN104601053A (zh) 电机控制装置和电机控制方法
JP5471998B2 (ja) ロボットシステム
JP4931105B2 (ja) 電気自動車用電力変換装置
CN104779842A (zh) 马达控制装置及马达控制方法
US11496074B2 (en) Motor drive apparatus including power storage device
JP2003048672A (ja) エレベータの制御装置
CN113852316A (zh) 一种基于模型预测控制的发电机起动控制方法及装置
JP5527127B2 (ja) ロボットシステム
JP2009077606A (ja) 発電機と電動機の関連制御装置
JP2003165678A (ja) エレベータの制御装置
JP2003306273A (ja) エレベータの制御装置
WO2016194140A1 (ja) エレベータの制御装置およびエレベータの制御方法
JP5557628B2 (ja) 制御装置
JP2006158048A (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant