CN105099325A - 电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动机控制装置。本发明的实施例涉及的电动机控制装置是根据电流指令来驱动三相电动机的电动机控制装置，其特征在于，具备：电流指令计算部，其计算用于驱动电动机的电流指令值；电流检测部，其检测流过电动机的动力线的电流值；电流偏差计算部，其计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差；电压指令计算部，其根据电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；滤波处理部，其计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的指标数据而输出；动力线断线检测部，其根据指标数据来检测动力线的断线。

Description

电动机控制装置
技术领域
本发明涉及电动机控制装置，特别涉及具备检测电动机的动力线有没有断线或者检测电动机用电力变换装置的功率元件有没有异常的功能的电动机控制装置。
背景技术
在三相电动机的情况下，有时虽然有三相的动力线中只有一相的动力线成为了断线状态，但是电动机仍然能够旋转。并且，电动机用电力变换装置的功率元件成为开路状态而坏掉、有一相无法供给电力的情况下，也是同样的。在这样的情况下，无法正常地控制电动机，因此，有时对电动机施加了高电压，或有时流过大电流，可能使得电动机发生故障。
在一般的电动机的动力线上没有设置用于检测断线的传感器，一般是在对动力线施加了电压的情况下，通过检测动力线中是否流过电流来间接地判断动力线有没有断线。
在进行PWM控制的电动机控制装置中，作为检测电动机的动力线有没有断线的方法之一，已知了这样的方法：使IGBT等开关器件接通/断开，以对各相施加预定的电压，并分析此时流过动力线的电流(例如，日本专利申请公开公报-特开2009-50059号公报(JP2009-50059A))。
但是，在这样的方法中需要在临时关闭电流控制后执行检测动作，因此，在对电动机进行励磁来进行控制的期间无法检测断线。即，在该方法中，当在电动机控制过程中动力线变成了断线状态的情况下，无法检测动力线的断线。
因此，已知了这样的方法：检测电流指令值与流过电动机的电流值之间的偏差，在该偏差达到一定程度的大小时判断为动力线发生了断线(例如，日本专利申请公开公报-特开2004-320945号公报(JP2004-320945A))。
在现有技术中，由于直接监视电流偏差，因此在以下方面存在问题。
(1)由于电流控制环有延迟，因此在电流指令发生变化的瞬间，电流偏差相当于电流指令的变化量。因此，若直接监视电流偏差则产生误检测的可能性高。
(2)由于与电流值重叠的噪声等因素，存在即使动力线正常连接但电流偏差仍变大、结果导致产生误检测的可能性。
另外，没有考虑作为电流控制环的输出的电压指令值达到上限的极限值、即，电压指令值饱和而造成电流偏差变大这一情况，若始终以该方法进行检测，则有误检测到动力线的断线的可能性。
发明内容
本发明的实施例涉及的电动机控制装置是根据电流指令来驱动三相电动机的电动机控制装置，其特征在于，具备：电流指令计算部，其计算用于驱动电动机的电流指令值；电流检测部，其检测流过电动机的动力线的电流值；电流偏差计算部，其计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差；电压指令计算部，其根据电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；滤波处理部，其计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的指标数据而输出；以及动力线断线检测部，其根据指标数据来检测动力线的断线。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的下述实施方式的说明而进一步明确。在附图中，
图1是本发明的实施例1涉及的电动机控制装置的结构图。
图2是用于说明本发明的实施例1涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图3是本发明的实施例2涉及的电动机控制装置的结构图。
图4是用于说明本发明的实施例2涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图5是本发明的实施例3涉及的电动机控制装置的结构图。
图6是用于说明本发明的实施例3涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图7是本发明的实施例4涉及的电动机控制装置的结构图。
图8是用于说明本发明的实施例4涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图9是本发明的实施例5涉及的电动机控制装置的结构图。
图10是用于说明本发明的实施例5涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图11是本发明的实施例6涉及的电动机控制装置的结构图。
图12是用于说明本发明的实施例6涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
图13是本发明的实施例7涉及的电动机控制装置的结构图。
图14是用于说明本发明的实施例7涉及的电动机控制装置检测电动机用电力变化装置的功率元件的异常的过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的电动机控制装置进行说明。其中，需要留意的是，本发明的技术范围不限定于这些实施方式，而覆盖权利要求书所记载的发明及其等同方式。
【实施例1】
首先，参照附图对本发明的实施例1涉及的电动机控制装置使用附图进行说明。图1是本发明的实施例1涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例1涉及的电动机控制装置101是根据电流指令来驱动三相电动机20的电动机控制装置，其特征在于，具备：电流指令计算部1，其计算用于驱动电动机20的电流指令值；电流检测部2，其检测流过电动机的动力线30的电流值；电流偏差计算部3，其计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差；电压指令计算部6，其根据电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；滤波处理部4，其计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的指标数据而输出；以及动力线断线检测部5，其根据指标数据来检测动力线的断线。
电流指令计算部1根据转矩指令计算出电流指令值，并输出到电流偏差计算部3。电流偏差计算部3是减法器，其通过从电流指令计算部1计算出的电流指令值减去电流检测部2检测到的电流值，来计算出电流指令值与检测到的电流值之间的差分即电流偏差。
电流偏差计算部3计算出的电流偏差被输出给电压指令计算部6和滤波处理部4。电压指令计算部6根据电流偏差计算施加到电动机20的电压指令值。电流检测部2在从电压指令计算部6输出的电压指令值被施加到电动机时检测流过电动机的动力线30的电流值，并反馈给电流偏差计算部3。
滤波处理部4为了对在电流控制环中产生的延迟进行补偿，或者除去与电流值重叠的噪声，而计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波后得到的数据。滤波处理部4进行滤波处理所得到的数据被作为用于动力线30的断线检测的指标数据而输出到动力线断线检测部5。
这里，作为滤波处理的对象，选择电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中的动力线断线的影响看起来很大的值。例如，在电流指令为交流的情况下，为了正确评价相对于理想(指令)的偏移，而选择“电流偏差”。并且，在动力线断线的影响体现为短周期偏差的情况下，为了正确评价相对于理想(指令)的偏移，而选择“电流偏差的绝对值”。此外，在电流指令小、电流偏差本身很小的情况下，为了放大偏差，而选择“电流偏差的幂值”。
动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来检测动力线是否发生了断线。即，在指标数据大于规定值的情况下，判断为动力线发生了断线。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，判断为动力线没有发生断线。另外，规定值能够存储在动力线断线检测部5内的存储器(未图示)中。
根据本发明的实施例1的电动机控制装置101，对电流偏差等进行滤波处理而计算出用于判断动力线的断线的指标数据，根据该指标数据来判断动力线有没有断线。因此，即使在电流指令值大幅变化或者有较大噪声与电流值重叠的情况下，也能够避免误检测为动力线发生了断线，能够正确地判断动力线有没有断线。
接下来，对本发明的实施例1涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图2是用于说明本发明的实施例1涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S101中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S102中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S103中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S104中，滤波处理部4计算用于动力线的断线检测的指标数据。指标数据的计算是通过对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S105中，动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来判断动力线有没有断线。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S106中，动力线断线检测部5判断为动力线处于断线状态。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，动力线断线检测部5判断为动力线并非断线状态，并返回步骤S101，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据本发明的实施例1涉及的电动机控制装置，根据对电流偏差滤波而计算出的指标数据来判断动力线有没有断线，因此，即使在电流指令值大幅变动的情况下或者有较大的噪声与检测到的电流值重叠的情况下，也不会误检测，能够正确地判断动力线的断线。
【实施例2】
接下来，使用附图对本发明的实施例2涉及的电动机控制装置进行说明。图3是本发明的实施例2涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例2涉及的电动机控制装置102与实施例1涉及的电动机控制装置101的不同点在于，还具有：电压指令饱和判断部7，其判断电压指令值是否饱和，并作为电压指令饱和判断结果而输出，按照电压指令饱和判断结果，动力线断线检测部5只有在判断为电压指令值没有饱和的情况下根据指标数据来检测动力线有没有断线。另一方面，在判断为电压指令值饱和的情况下，中止动力线的断线检测。实施例2涉及的电动机控制装置102的其他结构与实施例1涉及的电动机控制装置101的结构是相同的，因此，省略详细的说明。
电压指令饱和判断部7取得电压指令计算部6所计算出的电压指令值，并对电压指令值与规定电压值进行比较，在电压指令值超过了电动机驱动部的可供给电压即规定电压值的情况下，判断为电压指令值饱和，在电压指令值处于规定电压值以下的情况下，判断为电压指令值没有饱和。电压指令饱和判断部7将该判断结果作为电压指令饱和判断结果输出到动力线断线检测部5中。
与实施例1同样地，动力线断线检测部5从滤波处理部4接收到了指标数据，基于电压指令值是否饱和，来决定是否执行动力线的断线检测。即，按照电压指令饱和判断结果，在判断为电压指令值没有饱和的情况下，根据指标数据来判断动力线有没有断线。另一方面，在判断为电压指令值饱和的情况下，中止动力线的断线检测。
在电压指令值饱和的情况下，即，电流控制环的输出即电压指令值达到了上限的极限值的情况下，电流偏差有可能变大，若在这样的状态下判断动力线有没有断线则有产生误检测的危险。因此，在实施例2涉及的电动机控制装置中，在电压指令值饱和的情况下，中止动力线的断线检测，由此避免了误检测。
接下来，对本发明的实施例2涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图4是用于说明本发明的实施例2涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S201中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S202中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S203中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S204中，电压指令计算部6根据电流偏差来计算施加到电动机的电压指令值。
接下来，在步骤S205中，电压指令饱和判断部7判断电压指令值是否饱和，并作为电压指令饱和判断结果而输出。按照电压指令饱和判断结果，在判断为电压指令值没有饱和的情况下，动力线断线检测部5在步骤S207中根据在步骤S206中计算出的用于动力线的断线检测的指标数据来检测动力线的断线。另一方面，在判断为电压指令值饱和的情况下，中止动力线的断线检测，返回步骤S201，根据新的电流指令值来继续动力线的断线检测。
步骤S206中的指标数据的计算是通过由滤波处理部4对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到动力线断线检测部5，在步骤S207中，动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S208中，动力线断线检测部5判断为动力线处于断线状态。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，判断为动力线并非断线状态，并返回步骤S201，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据实施例2涉及的电动机控制装置，只有在电压指令值没有饱和的情况下判断动力线有没有断线。即，在电压指令值饱和的情况下中止动力线的断线检测，在确认电压指令值没有饱和之后判断动力线有没有断线。因此，能够避免电压指令值的饱和造成的动力线的断线误检测。
【实施例3】
接下来，使用附图对本发明的实施例3涉及的电动机控制装置进行说明。图5是本发明的实施例3涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例3涉及的电动机控制装置103与实施例1涉及的电动机控制装置101的不同点在于，还具有：电动机速度检测部8，其检测电动机的旋转速度；以及电动机速度判断部9，其判断电动机的旋转速度是否高于规定速度；动力线断线检测部5只有在电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下根据指标数据来检测动力线的断线。另一方面，在电动机的旋转速度高于规定速度的情况下，中止动力线的断线检测。实施例3涉及的电动机控制装置103的其他结构与实施例1涉及的电动机控制装置101的结构相同，因此省略详细的说明。
通常，施加到电动机的电压指令与电动机速度成比例地增大。但是，在动力线断线的状态下，在断线的相不流过电流，因此，有时电压指令增大，电压指令饱和。因此，当如实施例2那样在电压指令饱和的情况下中止动力线的断线检测时，可能无法检测到动力线的断线。
因此，在实施例3涉及的电动机控制装置中，设置有：检测电动机的旋转速度的电动机速度检测部8；以及判断电动机的旋转速度是否高于规定速度的电动机速度判断部9，监视电动机的旋转速度。而且，在电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下，动力线断线检测部5根据指标数据来检测动力线的断线，在电动机的旋转速度高于规定速度的情况下，动力线断线检测部5中止动力线的断线检测。这样，是在确认电动机的旋转速度处于正常时电压指令不饱和的范围内之后进行动力线的断线检测，因此能够正确地检测动力线有没有断线。
接下来，对本发明的实施例3涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图6是用于说明本发明的实施例3的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S301中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S302中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S303中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S304中，电动机速度检测部8检测电动机20的旋转速度。电动机20的旋转速度的检测可以使用设置于电动机的编码器(未图示)来进行。
接下来，在步骤S305中，电动机速度判断部9判断电动机的旋转速度是否高于规定速度。规定速度的数据可以预先存储于设置在电动机速度判断部9内的存储器(未图示)中。
当在步骤S305中判断为电动机的旋转速度(电动机速度)高于规定速度的情况下，中止动力线的断线检测，返回步骤S301，根据新的电流指令值来继续动力线的断线检测。另一方面，在电动机速度处于规定速度以下的情况下，在步骤S306以后，执行动力线的断线检测。
在步骤S306中，滤波处理部4计算用于动力线的断线检测的指标数据。指标数据的计算是通过对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S307中，动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S308中，动力线断线检测部5判断为动力线发生断线。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，动力线断线检测部5判断为动力线没有断线，并返回步骤S301，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据本发明的实施例3涉及的电动机控制装置，在确认电动机的旋转速度处于正常时电压指令不饱和的范围内之后检测电动机的动力线有没有断线，因此，能够正确地检测动力线有没有断线。
【实施例4】
接下来，使用附图对本发明的实施例4涉及的电动机控制装置进行说明。图7是本发明的实施例4涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例4涉及的电动机控制装置104与实施例2涉及的电动机控制装置102的不同点在于，还具有：电流输出限制部10，其在驱动电动机的电流值超过了规定值的情况下进行电流输出限制，只有在电压指令饱和判断部7判断为电压指令值没有饱和、且电流输出限制部10没有进行电流输出限制的情况下，动力线断线检测部5根据指标数据来检测动力线的断线。在电压指令饱和判断部7判断为电压指令值饱和的情况下，或者在电流输出限制部10进行了电流输出限制的情况下，中止动力线的断线检测。实施例4涉及的电动机控制装置104的其他结构与实施例2涉及的电动机控制装置102相同，因此，省略详细的说明。
在实施例2涉及的电动机控制装置102中，通过电压指令饱和判断部7判断电压指令值是否饱和，在电压指令值没有饱和的情况下，检测电动机的动力线有没有断线。与此相对地，在实施例4涉及的电动机控制装置104中，在此基础上设置了电流输出限制部10，只有在没有进行电流输出限制的情况下，检测电动机的动力线有没有断线。
电流输出限制部10对流过电动机的电流进行限制是为了防止在电动机中流过过电流，在这样的情况下认为：流过电动机的电流被临时限制，通过电流检测部2检测到的电流值非常小。此时，通过电流偏差计算部3计算出的电流偏差被认为是比较大的值。因此，如果直接判断动力线有没有断线，则尽管动力线没有断线，却有可能误检测为动力线发生了断线。因此，在本实施例涉及的电动机控制装置中，设置电流输出限制部10，在流过电动机的电流值被限制这样的情况下，中止动力线有没有断线的检测。另一方面，在没有进行对电动机的电流限制的情况下，与实施例2的电动机控制装置同样地检测电动机的动力线有没有断线。通过这样构成，加上了有没有对电动机进行电流限制，因此，能够正确地检测动力线有没有断线。
另外，在实施例4涉及的电动机控制装置中，如实施例2那样设置电压指令饱和判断部7来判断电压指令值有没有饱和。因此，在实施例4涉及的电动机控制装置中，在电压指令饱和判断部7判断为电压指令值没有饱和、且电流输出限制部10没有进行电流输出限制的情况下，根据指标数据来检测动力线的断线。另一方面，在电压指令饱和判断部7判断为电压指令值饱和的情况下，或者在电流输出限制部10进行了电流输出限制的情况下，中止动力线的断线检测。这样，由于从电压饱和以及电流限制两个角度来排除流过电动机的电流值的异常，因此能够正确地检测电动机的动力线有没有断线。
接下来，对本发明的实施例4涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图8是用于说明本发明的实施例4涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S401中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S402中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S403中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S404中，电压指令计算部6根据电流偏差来计算施加到电动机的电压指令值。
接下来，在步骤S405中，电压指令饱和判断部7判断电压指令值是否饱和，并作为电压指令饱和判断结果而输出。在判断为电压指令值饱和的情况下，中止动力线的断线检测，返回步骤S401，根据新的电流指令值继续进行动力线的断线检测。
另一方面，在判断为电压指令值没有饱和的情况下，在步骤S406中，判断电流输出限制部10是否执行了电流输出限制。在执行了电流输出限制的情况下，返回步骤S401，根据新的电流指令值继续动力线的断线检测。另一方面，在没有执行电流输出限制的情况下，在步骤S407以后执行动力线的断线检测。
在步骤S407中，滤波处理部4计算用于动力线的断线检测的指标数据。指标数据的计算是通过对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S408中，动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S409中，动力线断线检测部5判断为动力线发生断线。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，动力线断线检测部5判断为动力线没有断线，并返回步骤S401，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据实施例4涉及的电动机控制装置，只有在电压指令值没有饱和且没有进行对电动机的电流限制的情况下检测电动机的动力线有没有断线，因此，能够正确地检测电动机的动力线有没有断线。
【实施例5】
接下来，使用附图对本发明的实施例5涉及的电动机控制装置进行说明。图9是本发明的实施例5涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例5涉及的电动机控制装置105与实施例3涉及的电动机控制装置103的不同点在于，还具有：电流输出限制部10，其在驱动电动机的电流值超过了规定值的情况下进行电流输出限制，只有在电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下、且电流输出限制部10没有进行电流输出限制的情况下，动力线断线检测部5根据指标数据来检测动力线的断线。在电动机的旋转速度高于规定速度的情况下，或者在电流输出限制部10进行了电流输出限制的情况下，中止动力线的断线检测。实施例5涉及的电动机控制装置105的其他结构与实施例3涉及的电动机控制装置103相同，因此，省略详细的说明。
在实施例3涉及的电动机控制装置103中，设置有：检测电动机的旋转速度的电动机速度检测部8；以及判断电动机的旋转速度是否高于规定速度的电动机速度判断部9，监视电动机的旋转速度，只有在电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下，根据指标数据来检测动力线的断线。在实施例5涉及的电动机控制装置105中，在此基础上设置有电流输出限制部10，在没有进行电流输出限制的情况下检测电动机的动力线有没有断线。
电流输出限制部10对流过电动机的电流进行限制是为了防止在电动机中流过过电流，在这样的情况下认为：流过电动机的电流被临时限制，通过电流检测部2检测到的电流值非常小。
但是，对流过电动机的电流进行限制的结果是通过电流检测部2检测到的电流值临时降低，若直接根据电流偏差判断动力线有没有断线，则尽管动力线没有发生断线，却有可能误检测为动力线发生了断线。因此，在实施例5涉及的电动机控制装置中，在通过电流输出限制部10进行了电流输出限制的情况下，为了避免基于电流限制造成的断线误检测，决定不进行动力线的断线检测。这样，只有在电动机的旋转速度在规定速度以下、且也没有进行电流限制的情况下，检测动力线有没有断线，由此，能够避免动力线的断线误检测。
接下来，对本发明的实施例5涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图10是用于说明本发明的实施例5涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S501中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S502中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S503中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S504中，电动机速度检测部8检测电动机20的旋转速度。电动机20的旋转速度的检测可以使用设置于电动机的编码器(未图示)来进行。
接下来，在步骤S505中，电动机速度判断部9判断电动机的旋转速度是否高于规定速度。规定速度的数据可以预先存储于设置在电动机速度判断部9内的存储器(未图示)中。
当在步骤S505中判断为电动机的旋转速度(电动机速度)高于规定速度的情况下，中止动力线的断线检测，返回步骤S501，根据新的电流指令值来继续动力线的断线检测。
另一方面，在电动机速度处于规定速度以下的情况下，在步骤S506中，判断电流输出限制部10是否执行了电流输出限制。在执行了电流输出限制的情况下，返回步骤S501，根据新的电流指令值来继续动力线的断线检测。在没有执行电流输出限制的情况下，在步骤S507以后，执行动力线的断线检测。
在步骤S507中，滤波处理部4计算用于动力线的断线检测的指标数据。指标数据的计算是通过对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S508中，动力线断线检测部5根据指标数据与规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S509中，动力线断线检测部5判断为动力线发生断线。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，动力线断线检测部5判断为动力线没有断线，并返回步骤S501，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据本发明的实施例5涉及的电动机控制装置，在确认电动机的旋转速度处于正常时电压指令不饱和的范围内、且也没有进行对电动机的电流限制之后检测电动机的动力线有没有断线，因此，能够正确地检测电动机的动力线有没有断线。
【实施例6】
接下来，使用附图对本发明的实施例6涉及的电动机控制装置进行说明。图11是本发明的实施例6涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例6涉及的电动机控制装置106与实施例1涉及的电动机控制装置101的不同点在于，还具有：检测电流dq变换部11，其将电流检测部2检测到的电流值dq变换成d轴电流值和q轴电流值，电流指令计算部1具有计算d轴电流指令值的d轴电流指令计算部1d以及计算q轴电流指令值的q轴电流指令计算部1q，电流偏差计算部3具备：计算d轴电流指令值与d轴电流值的差分即d轴电流偏差的d轴电流偏差计算部3d；和计算q轴电流指令值与q轴电流值的差分即q轴电流偏差的q轴电流偏差计算部3q，电压指令计算部6根据d轴电流偏差以及q轴电流偏差来计算施加到电动机的电压指令值，滤波处理部4具备：d轴滤波处理部4d，其计算对d轴电流偏差、d轴电流偏差的绝对值或者d轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的d轴用指标数据而输出；和q轴滤波处理部4q，其计算对q轴电流偏差、q轴电流偏差的绝对值或者q轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的q轴用指标数据而输出，动力线断线检测部5根据d轴用指标数据或者q轴用指标数据来检测动力线的断线。
电流指令计算部1具有d轴电流指令计算部1d以及q轴电流指令计算部1q。d轴电流指令计算部1d根据转矩指令来计算d轴电流指令值，并输出到d轴电流偏差计算部3d。q轴电流指令计算部1q根据转矩指令来计算q轴电流指令值，并输出到q轴电流偏差计算部3q。
电流偏差计算部3具有d轴电流偏差计算部3d以及q轴电流偏差计算部3q。d轴电流偏差计算部3d是减法器，其通过从d轴电流指令计算部1d计算出的d轴电流指令值减去将电流检测部2检测到的电流值利用检测电流dq变换部11进行变换得到的d轴电流值，来计算出d轴电流指令值与检测到的d轴电流值之间的差分即d轴电流偏差。同样地，q轴电流偏差计算部3q是减法器，其通过从q轴电流指令计算部1q计算出的q轴电流指令值减去将电流检测部2检测到的电流值利用检测电流dq变换部11进行变换得到的q轴电流值，来计算出q轴电流指令值与检测到的q轴电流值之间的差分即q轴电流偏差。
滤波处理部4具有d轴滤波处理部4d以及q轴滤波处理部4q。d轴电流偏差计算部3d计算出的d轴电流偏差被输出到电压指令计算部6和d轴滤波处理部4d。同样地，q轴电流偏差计算部3q计算出的q轴电流偏差被输出到电压指令计算部6和q轴滤波处理部4q。
电压指令计算部6根据d轴电流偏差和q轴电流偏差来计算出施加到电动机20的电压指令值。电流检测部2在从电压指令计算部6输出的电压指令值被施加到电动机时检测流过电动机的动力线30的电流值，并输出到检测电流dq变换部11。检测电流dq变换部11将检测电流变换为d轴电流以及q轴电流，并分别反馈到d轴电流偏差计算部3d以及q轴电流偏差计算部3q。
d轴滤波处理部4d为了对在电流控制环中产生的延迟进行补偿，或者除去与d轴电流值重叠的噪声，而计算对d轴电流偏差、d轴电流偏差的绝对值或者d轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据中的某一个。d轴滤波处理部4d进行滤波处理所得到的数据被作为用于d轴动力线的断线检测的d轴用指标数据而输出到动力线断线检测部5。
同样地，q轴滤波处理部4q为了对在电流控制环中产生的延迟进行补偿，或者除去与d轴电流值重叠的噪声，而计算对q轴电流偏差、q轴电流偏差的绝对值或者q轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据中的某一个。q轴滤波处理部4q进行滤波处理所得到的数据被作为用于q轴动力线的断线检测的q轴用指标数据而输出到动力线断线检测部5。
动力线断线检测部5根据d轴用指标数据与d轴用规定值的大小关系来检测动力线是否发生了断线。即，在d轴用指标数据大于d轴用规定值的情况下，判断为动力线发生了断线。另一方面，在d轴用指标数据处于d轴用规定值以下的情况下，判断为动力线没有发生断线。另外，动力线断线检测部5根据q轴用指标数据与q轴用规定值的大小关系来检测动力线是否发生了断线。即，在q轴用指标数据大于q轴用规定值的情况下，判断为动力线发生了断线。另一方面，在q轴用指标数据处于q轴用规定值以下的情况下，判断为动力线没有发生断线。
根据本发明的实施例6涉及的电动机控制装置106，针对d轴以及q轴，分别对d轴以及q轴电流偏差等进行滤波处理而计算出用于判断动力线的断线的d轴用以及q轴用指标数据，根据该d轴用以及q轴用指标数据来判断动力线有没有断线。因此，即使在d轴以及q轴电流指令值大幅变化或者有较大噪声与d轴以及q轴电流值重叠的情况下，也不可能误检测为动力线发生了断线，能够正确地判断动力线有没有断线。
接下来，对本发明的实施例6涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图12是用于说明本发明的实施例6涉及的电动机控制装置检测动力线的断线的过程的流程图。
首先，在步骤S601中，d轴电流指令计算部1d计算用于驱动电动机的d轴电流指令值。接着，在步骤S602中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将通过检测电流dq变换部11变换得到的d轴电流值反馈给d轴电流偏差计算部3d。
接下来，在步骤S603中，d轴电流偏差计算部3d计算d轴电流指令值与检测到的d轴电流值的差分即d轴电流偏差。接着，在步骤S604中，d轴滤波处理部4d计算用于动力线的断线检测的d轴用指标数据。d轴用指标数据的计算是通过对d轴电流偏差、d轴电流偏差的绝对值或者d轴电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的d轴用指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S605中，动力线断线检测部5根据d轴用指标数据与d轴用规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在d轴用指标数据超过了d轴用规定值的情况下，在步骤S611中，动力线断线检测部5判断为动力线发生了断线。另一方面，在d轴用指标数据处于d轴用规定值以下的情况下，针对q轴检测动力线有没有断线。
在步骤S606中，d轴电流指令计算部1q计算用于驱动电动机的q轴电流指令值。接着，在步骤S607中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将通过检测电流dq变换部11变换得到的q轴电流值反馈给q轴电流偏差计算部3q。
接下来，在步骤S608中，q轴电流偏差计算部3q计算q轴电流指令值与检测到的q轴电流值的差分即q轴电流偏差。接着，在步骤S609中，q轴滤波处理部4q计算用于动力线的断线检测的q轴用指标数据。q轴用指标数据的计算是通过对q轴电流偏差、q轴电流偏差的绝对值或者q轴电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的q轴用指标数据被输出到动力线断线检测部5。
接下来，在步骤S610中，动力线断线检测部5根据q轴用指标数据与q轴用规定值的大小关系来检测动力线有没有断线。在q轴用指标数据超过了q轴用规定值的情况下，在步骤S611中，动力线断线检测部5判断为动力线发生了断线。另一方面，在q轴用指标数据处于q轴用规定值以下的情况下，动力线断线检测部5判断为动力线没有发生断线，并返回步骤S601，根据新的电流指令值来继续进行动力线有没有断线的判断。
如上所述，根据本发明的实施例6涉及的电动机控制装置，针对d轴以及q轴，根据对d轴以及q轴电流偏差滤波而计算出的d轴用以及q轴用指标数据来判断动力线有没有断线，因此，即使在d轴或者q轴电流指令值大幅变动的情况下或者有较大的噪声与检测到的d轴或者q轴电流值重叠的情况下，也不会误检测，能够正确地判断动力线的断线。
而且，在根据d轴电流偏差计算出的d轴用指标数据超过d轴用规定值的情况下，能够检测到动力线处于断线状态，因此能够迅速地进行动力线的断线。并且，在从d轴电流偏差检测不到动力线的断线的情况下，根据q轴电流偏差来检测动力线有没有断线，因此，能够正确地检测出动力线有没有断线。
【实施例7】
接下来，使用附图对本发明的实施例7涉及的电动机控制装置进行说明。图13是本发明的实施例7涉及的电动机控制装置的结构图。本发明的实施例7涉及的电动机控制装置是根据电流指令来驱动三相电动机20的电动机控制装置，其特征在于，具备：电流指令计算部1，其计算用于驱动电动机的电流指令值；电流检测部2，其检测流过电动机的动力线30的电流值；电流偏差计算部3，其计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差；电压指令计算部6，其根据电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；滤波处理部4，其计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于功率元件的破坏检测的指标数据而输出；以及电力变换装置功率元件破坏检测部12，其根据指标数据来检测电动机用电力变换装置的功率元件的开路破坏。
电流指令计算部1根据转矩指令计算出电流指令值，并输出到电流偏差计算部3。电流偏差计算部3是减法器，其通过从电流指令计算部1计算出的电流指令值减去电流检测部2检测到的电流值，来计算出电流指令值与检测到的电流值之间的差分即电流偏差。
电流偏差计算部3计算出的电流偏差被输出给电压指令计算部6和滤波处理部4。电压指令计算部6根据电流偏差计算施加到电动机20的电压指令值。电流检测部2在从电压指令计算部6输出的电压指令值被施加到电动机时检测流过电动机的动力线30的电流值，并反馈给电流偏差计算部3。
滤波处理部4为了对在电流控制环中产生的延迟进行补偿，或者除去与电流值重叠的噪声，而计算对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值滤波后得到的数据中的某一个。滤波处理部4进行滤波处理所得到的数据被作为用于功率元件的破坏检测的指标数据而输出到电力变换装置功率元件破坏检测部12。
电力变换装置功率元件破坏检测部12根据指标数据与规定值的大小关系来检测电动机用电力变换装置的功率元件是否发生了开路破坏。即，在指标数据大于规定值的情况下，判断为电动机用电力变换装置(未图示)的功率元件发生了开路破坏。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，判断为电动机用电力变换装置的功率元件没有发生开路破坏。
根据本发明的实施例7的电动机控制装置107，对电流偏差等进行滤波处理而计算出用于判断功率元件的破坏的指标数据，根据该指标数据来判断功率元件有没有破坏。因此，即使在电流指令值大幅变化或者有较大噪声与电流值重叠的情况下，也不用担心误检测为功率元件发生了破坏，能够正确地判断功率元件有没有破坏。
接下来，对本发明的实施例7涉及的电动机控制装置的动作过程进行说明。图14是用于说明本发明的实施例7涉及的电动机控制装置检测功率元件的破坏的过程的流程图。
首先，在步骤S701中，电流指令计算部1计算用于驱动电动机的电流指令值。接着，在步骤S702中，电流检测部2检测流过电动机的动力线30的电流值，并将检测到的电流值反馈给电流偏差计算部3。
接下来，在步骤S703中，电流偏差计算部3计算电流指令值与检测到的电流值的差分即电流偏差。接着，在步骤S704中，滤波处理部4计算用于电动机用电力变换装置的功率元件的开路破坏的检测的指标数据。指标数据的计算是通过对电流偏差、电流偏差的绝对值或者电流偏差的幂值中某一个滤波来进行的。计算出的指标数据被输出到电力变换装置功率元件破坏检测部12。
接下来，在步骤S705中，电力变换装置功率元件破坏检测部12根据指标数据与规定值的大小关系来判断功率元件有没有破坏。在指标数据超过了规定值的情况下，在步骤S706中，电力变换装置功率元件破坏检测部12判断为功率元件发生了开路破坏。另一方面，在指标数据处于规定值以下的情况下，电力变换装置功率元件破坏检测部12判断为功率元件没有发生开路破坏，并返回步骤S701，根据新的电流指令值来继续进行功率元件有没有破坏的判断。
如上所述，根据本发明的实施例7涉及的电动机控制装置，根据对电流偏差滤波而计算出的指标数据来判断功率元件有没有破坏，因此，即使在电流指令值大幅变动的情况下或者有较大的噪声与检测到的电流值重叠的情况下，也能够正确地判断动力线的断线而不会误检测。
如以上所说明的那样，根据本发明的实施例涉及的电动机控制装置，根据对电流偏差滤波后得到的数据来进行断线检测，由此，能够避免电流控制环的延迟和与电流值重叠的噪声等因素导致的误检测。
另外，预先想到了电流偏差变大这样的情况，在符合该情况的时候，通过中断断线检测能够避免动力线的断线状态的误检测。
另外，在电动机驱动用放大器的功率元件破坏而成为开路状态，电流不再流动的情况下，通过应用同样的方法也能够检测出来。

Claims (7)

1.一种电动机控制装置，其根据电流指令来驱动三相电动机，其特征在于，所述电动机控制装置具备：
电流指令计算部，其计算用于驱动电动机的电流指令值；
电流检测部，其检测流过电动机的动力线的电流值；
电流偏差计算部，其计算所述电流指令值与检测到的所述电流值的差分即电流偏差；
电压指令计算部，其根据所述电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；
滤波处理部，其计算对所述电流偏差、所述电流偏差的绝对值或者所述电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的指标数据而输出；以及
动力线断线检测部，其根据所述指标数据来检测动力线的断线。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电动机控制装置还具有：电压指令饱和判断部，其判断所述电压指令值是否饱和，并作为电压指令饱和判断结果而输出，
按照所述电压指令饱和判断结果，所述动力线断线检测部只有在判断为所述电压指令值没有饱和的情况下根据所述指标数据来检测动力线的断线。
3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电动机控制装置还具有：
电动机速度检测部，其检测电动机的旋转速度；以及
电动机速度判断部，其判断所述电动机的旋转速度是否高于规定速度；
所述动力线断线检测部只有在所述电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下根据所述指标数据来检测动力线的断线。
4.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电动机控制装置还具有：电流输出限制部，其在驱动电动机的电流值超过了规定值的情况下进行电流输出限制，
只有在所述电压指令饱和判断部判断为所述电压指令值没有饱和、且所述电流输出限制部没有进行电流输出限制的情况下，所述动力线断线检测部根据所述指标数据来检测动力线的断线。
5.根据权利要求3述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电动机控制装置还具有：电流输出限制部，其在驱动电动机的电流值超过了规定值的情况下进行电流输出限制，
只有在所述电动机的旋转速度在规定速度以下的情况下、且所述电流输出限制部没有进行电流输出限制的情况下，所述动力线断线检测部根据所述指标数据来检测动力线的断线。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述电动机控制装置还具有：检测电流dq变换部，其将所述电流检测部检测到的所述电流值dq变换成d轴电流值和q轴电流值，
所述电流指令计算部具有计算d轴电流指令值的d轴电流指令计算部以及计算q轴电流指令值的q轴电流指令计算部，
所述电流偏差计算部具备：计算所述d轴电流指令值与所述d轴电流值的差分即d轴电流偏差的d轴电流偏差计算部；和计算所述q轴电流指令值与所述q轴电流值的差分即q轴电流偏差的q轴电流偏差计算部，
所述电压指令计算部根据所述d轴电流偏差以及所述q轴电流偏差来计算施加到所述电动机的电压指令值，
所述滤波处理部具备：d轴滤波处理部，其计算对所述d轴电流偏差、所述d轴电流偏差的绝对值或者所述d轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的d轴用指标数据而输出；和q轴滤波处理部，其计算对所述q轴电流偏差、所述q轴电流偏差的绝对值或者所述q轴电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于动力线的断线检测的q轴用指标数据而输出，
所述动力线断线检测部根据所述d轴用指标数据或者所述q轴用指标数据来检测动力线的断线。
7.一种电动机控制装置，其根据电流指令来驱动三相电动机，其特征在于，所述电动机控制装置具备：
电流指令计算部，其计算用于驱动电动机的电流指令值；
电流检测部，其检测流过电动机的动力线的电流值；
电流偏差计算部，其计算所述电流指令值与检测到的所述电流值的差分即电流偏差；
电压指令计算部，其根据所述电流偏差计算施加到电动机的电压指令值；
滤波处理部，其计算对所述电流偏差、所述电流偏差的绝对值或者所述电流偏差的幂值滤波后得到的数据，并作为用于功率元件的破坏检测的指标数据而输出；以及
电力变换装置功率元件破坏检测部，其根据所述指标数据来检测电动机用电力变换装置的功率元件的开路破坏。
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