CN110676814B - 处理装置、决定方法及计算机可读存储介质 - Google Patents
处理装置、决定方法及计算机可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110676814B CN110676814B CN201910183723.2A CN201910183723A CN110676814B CN 110676814 B CN110676814 B CN 110676814B CN 201910183723 A CN201910183723 A CN 201910183723A CN 110676814 B CN110676814 B CN 110676814B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- winding
- stator
- transition
- temperature characteristic
- 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
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0852—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load directly responsive to abnormal temperature by using a temperature sensor
-
- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
- H02P29/64—Controlling or determining the temperature of the winding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
- H02H6/005—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images using digital thermal images
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
-
- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
-
- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
本发明提供一种处理装置、决定方法及计算机可读存储介质。本发明是关于马达的电子过热保护,可正确地进行卷线的温度推断。处理装置是决定算出模型的处理装置。算出模型包括卷线温度特性模型及定子温度特性模型。处理装置包括:温度推移取得部,在正进行用于使卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得卷线的温度的上升推移,进而,在卷线的温度收敛成第一温度后,在正进行用于使卷线的温度下降至比第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得卷线的温度的下降推移;以及决定部,根据下降推移算出定子关联参数来决定定子温度特性模型,进而根据上升推移与定子温度特性模型算出卷线关联参数来决定卷线温度特性模型。
Description
技术领域
本发明涉及一种进行与马达的电子过热保护相关的模型参数的调整的处理装置、决定方法及计算机可读存储介质。
背景技术
马达被用于各种领域,作为其使用条件的旋转速度或马达负载等也多种多样。另外,马达的周围环境也未必固定,一般而言,若马达的周围温度变高,则难以从马达进行散热,其使用环境变成严酷的环境。当驱动马达时,若被放置在过载环境下,则有时马达的卷线温度过度地上升,而导致卷线烧毁。为了避免此种卷线的烧毁,有如下的技术:将热敏电阻或恒温器等温度传感器埋入马达内,通过这些温度传感器来直接检测卷线的温度,由此避免马达的过载运行。但是,在此种情况下,必须将温度传感器埋入马达内,另外,若不将温度传感器正确地配置在规定位置上,则难以适当地检测卷线的温度。
因此,开发有一种与不使用如温度传感器等那样直接的传感器,根据流入马达中的电流指令来计算负载状况,并判定卷线的过度升温的电子过热保护相关的技术。在此种电子过热保护中,在软件上判断卷线的过度升温。例如,在专利文献1中所示的技术中,根据已施加至马达中的电压、电流、所述马达的感应电压等参数来推断卷线电阻值,并根据所推断的卷线电阻值来推断卷线温度。另外,在专利文献2中所示的技术中,根据在马达的起动时所测定的卷线电阻值来推断起动时的卷线温度,并根据其后流入马达中的电流来推断卷线温度的推移。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2011-15584号公报
[专利文献2]日本专利特开平9-261850号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
为了使用电子过热保护技术来避免卷线的过度升温,优选与所述马达相关联的各种因素变得明确。即,若与卷线的温度相关联的卷线的电阻值或马达的感应电压等物理参数明确,则可更正确地推断卷线的温度。但是,当利用驱动器驱动马达时,所述马达的物理参数未必变得明确。在此种情况下,即便可利用所述驱动器驱动所述马达,也存在难以正确地执行利用电子过热保护技术抑制卷线的过度升温的担忧。
另外,马达在结构上,在定子上卷绕有卷线,因此卷线也可能从定子受到热的影响。即,可认为为了判定卷线的过度升温,仅推断卷线的温度推移并不足够,优选考虑定子与卷线的相关来推断卷线温度后,判断卷线的过度升温。但是,在现有技术中未充分地提及定子与卷线的热相关。
本发明是鉴于此种问题而成者,其目的在于提供一种关于马达的电子过热保护,可正确地进行卷线的温度推断的技术。
[解决问题的技术手段]
在本发明中,为了解决所述课题,采用如下的结构:根据对马达进行电压施加来使卷线温度上升,其后进行不同的电压施加来使卷线温度下降时的卷线温度的上升推移与下降推移,决定用于马达的电子过热保护的定子温度特性模型与卷线温度特性模型。如所述那样决定与定子相关联的特性模型及与卷线相关联的特性模型,由此可通过电子过热保护来更正确地推断马达卷线的温度。
详细而言,本公开是一种决定算出模型的处理装置,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型,所述处理装置包括:温度推移取得部,在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移,进而,在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移;以及决定部,根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型,进而根据所述上升推移与所述已决定的所述定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型。
本公开的处理装置在进行使卷线温度上升的第一电压施加后,进行用于使卷线温度下降的第二电压施加。第二电压施加只要是如卷线温度朝第二温度下降并收敛那样的电压施加即可,也包含完全不进行对于卷线的电压施加的形态。此时的卷线温度的下降推移着眼于马达的定子的热特性占支配地位,根据所述下降推移算出定子关联参数,从而决定定子温度特性模型。定子温度特性模型是在马达中假设去除了卷线的热影响时的用于算出定子的温度特性的模型。另外,作为所述模型中所包含的定子关联参数,可例示与定子相关的热电阻或热时间常数等。
另外,虽然马达的定子与卷线分别对第一电压施加时的卷线温度的上升推移带来影响,但由于如所述那样先决定了定子温度特性模型,因此通过去除根据所述定子温度特性模型推断的由定子所产生的影响,而算出卷线关联参数,从而决定卷线温度特性模型。卷线温度特性模型是在马达中假设去除了定子的热影响时的用于算出卷线的温度特性的模型。另外,作为所述模型中所包含的卷线关联参数,可例示与卷线相关的热电阻或热时间常数等。如所述那样决定与电子过热保护相关的定子温度特性模型与卷线温度特性模型,通过使用两模型来实现充分地考虑了定子与卷线的热相关的卷线温度的推断。而且,在所述处理装置中,利用经测定的温度推移决定用于电子过热保护的两模型,因此即便在不清楚马达的物理参数值的情况下也可以应用,因而可正确地推断电子过热保护中的卷线温度。
在所述处理装置中,所述温度推移取得部也可以根据所述卷线的电阻值取得所述上升推移及所述下降推移。由此,当决定定子温度特性模型与卷线温度特性模型时,无需将用于测定卷线温度的推移的检测装置配置在马达中。
另外,所述处理装置也可以进而包括:频率响应取得部,取得将朝所述卷线中的施加电压设为输入并输出了在所述卷线中流动的电流时的所述马达中的频率响应;以及电阻算出部,根据所述频率响应,算出所述卷线的电阻值。通过如所述那样着眼于卷线的电气特性并利用所述频率响应,可尽可能减小为了检测卷线的电阻值而施加至卷线中的电压,抑制由所述电压施加所引起的卷线温度的变动,可进行更正确的卷线的电阻值的测定。
另外,在所述处理装置中,也可以在所述第一电压施加中进行第一周期的电压施加、且在所述第二电压施加中进行第二周期的电压施加。在此情况下,所述电阻算出部也可以根据由所述频率响应取得部按照输入了所述第一周期的电压施加时的所述马达的输出电流所取得的所述频率响应,算出所述第一电压施加时的所述卷线的电阻值,并根据由所述频率响应取得部按照输入了所述第二周期的电压施加时的所述马达的输出电流所取得的所述频率响应,算出所述第二电压施加时的所述卷线的电阻值,而且,所述温度推移取得部根据由所述电阻算出部所算出的所述卷线的电阻值,取得所述上升推移与所述下降推移。在此种结构中,用于上升推移的第一电压施加也兼任用于测定与所述上升推移相关联的卷线的电阻值的电压施加,用于下降推移的第二电压施加也兼任用于测定与所述下降推移相关联的卷线的电阻值的电压施加。因此,关于上升推移与下降推移的测定,抑制卷线温度的变动,可进行更正确的卷线的电阻值的测定。
另外,在所述处理装置中,所述温度推移取得部也可以在所述转子不旋转的状态下取得所述上升推移及所述下降推移,所述决定部根据在所述转子不旋转的状态下所取得的所述上升推移与所述下降推移,决定所述定子温度特性模型及所述卷线温度特性模型。而且,所述处理装置也可以进而包括:旋转时温度推移取得部,在使所述转子以规定的旋转速度进行旋转的状态下,进行使所述卷线的温度上升的第三电压施加,取得作为所述卷线的温度推移的旋转时上升推移;推断部,根据所述第三电压施加时的电压施加条件、以及由所述决定部所决定的所述定子温度特性模型及所述卷线温度特性模型,推断所述旋转时上升推移中的所述卷线的收敛温度(convergence temperature);以及更新部,根据所述已取得的旋转时上升推移中的所述卷线的收敛温度、及所述已推断的卷线的收敛温度,将由所述决定部所决定的所述定子温度特性模型更新成新的定子温度特性模型。通过此种结构,可在定子温度特性模型中考虑定子中产生的铁损的影响来进行卷线的温度推断。另外,第三温度可以是与所述第一温度相同的温度、或者也可以是其他温度。
另外,为了解决所述课题,也可以从卷线温度算出模型的决定方法的方面掌握本公开。即,本公开是一种决定算出模型的方法,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型。所述方法包括:在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤;在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤;根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤;以及根据所述上升推移与所述已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤。另外,只要不产生技术上的不一致,则关于所述处理装置所公开的技术思想可应用于所述卷线温度算出模型的决定方法。
另外,为了解决所述课题,也可以从卷线温度算出模型的决定程序的方面掌握本公开。即,本公开是一种卷线温度算出模型的决定程序,其使以决定算出模型的方式构成的处理装置执行如下的步骤,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型:在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤;在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤;根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤;以及根据所述上升推移与所述已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤。另外,只要不产生技术上的不一致,则关于所述处理装置所公开的技术思想可应用于所述卷线温度算出模型的决定程序。
另外,本公开是一种决定算出模型的处理装置,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的已知的定子温度特性模型,所述处理装置包括:温度推移取得部,在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得至所述卷线的温度收敛成所述第一温度为止的上升推移;以及决定部,根据所述上升推移与所述已知的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型。
[发明的效果]
关于马达的电子过热保护,可正确地进行卷线的温度推断。
附图说明
图1是表示包含卷线温度特性模型与定子温度特性模型的算出模型的结构的第一图。
图2是表示使算出模型适合于马达时施加至马达中的电压的推移与此时的卷线温度的推移的图。
图3是组装入马达所构成的控制系统的概略结构。
图4是表示由图3中所示的控制系统的伺服驱动器形成的控制结构的第一图。
图5是表示由图3中所示的控制系统的伺服驱动器形成的控制结构的第二图。
图6是表示由伺服驱动器执行的算出模型对于马达的适合方法的处理的流程的第一流程图。
图7是表示被施加至马达中的电压的推移的图。
图8是表示包含卷线温度特性模型与定子温度特性模型的算出模型的结构的第二图。
图9是表示由伺服驱动器执行的算出模型对于马达的适合方法的处理的流程的第二流程图。
[符号的说明]
2:马达
4:伺服驱动器
100、100':算出模型
101:卷线温度特性模型
102:定子温度特性模型
150:电子过热保护部
200:模型适合部
210:施加控制部
220:温度推移取得部
230:决定部
具体实施方式
<应用例>
根据图1及图2来说明在具有电子过热保护的马达中进行用于在所述电子过热保护中推断马达卷线的温度的模型参数的调整的处理装置的一例。另外,在本公开的实施方式中,马达只要是在其定子上卷绕卷线,并且具有转子的结构即可,其具体的结构并不限定于特定的结构。此处,图1表示马达的电子过热保护所具有的用于算出卷线温度的算出模型100的概略结构。另外,图2是表示当决定图1中所示的算出模型中所使用的算出用参数,即卷线关联参数及定子关联参数时,被施加至马达中的电压的推移及此时的卷线温度的推移的图。
根据图1,对电子过热保护所具有的算出模型100进行说明。算出模型100是在马达的电子过热保护中算出所述马达的卷线温度的程序,若将所述马达中的热流作为其输入来供给,则输出所述马达的卷线温度。另外,所述热流可看作因马达的卷线线圈的电阻而产生的所谓的铜损,与在卷线线圈中流动的电流的平方成比例。而且,如图1所示,算出模型100包含卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102作为构成自身的子模型。卷线温度特性模型101是在马达中假设去除了定子的热影响时的用于算出卷线的温度特性的模型,定子温度特性模型102是在马达中假设去除了卷线的热影响时的用于算出定子的温度特性的模型。如所述那样算出模型100包含两模型,进而如图1所示将各模型的输出的和作为马达的卷线温度来算出,由此变成考虑了定子与卷线的相关后算出马达的卷线温度的结构。
此处,对卷线温度特性模型101进行说明。卷线温度特性模型101包含作为与卷线的温度特性相关联的参数(卷线关联参数)的与卷线相关的热电阻Ra或热时间常数Ta,由下述的式1表示。另外,热电阻Ra是表示热的传导困难度的值,且为表示单位时间内产生的每单位热量的温度上升量的参数。在本实施方式中,采用将马达的卷线作为热量均匀的物体来掌握时的热电阻。另外,热时间常数Ta是表示对于卷线的温度变化的响应性的程度的参数,且作为卷线从初期的热平衡状态朝其他热平衡状态转化时,变化其温度差的63.2%所需要的时间来定义。
卷线温度特性模型=Ra/(Ta·s+1)···(式1)
继而,对定子温度特性模型102进行说明。定子温度特性模型102包含作为与定子的温度特性相关联的参数(定子关联参数)的与定子相关的热电阻Rb或热时间常数Tb,由下述的式2表示。另外,热电阻Rb的定义与所述热电阻Ra的定义相同,在本实施方式中,采用将马达的定子作为热量均匀的物体来掌握时的热电阻。另外,热时间常数Tb是表示对于定子的温度变化的响应性的程度的参数,其定义与所述热时间常数Ta相同。
定子温度特性模型=Rb/(Tb·s+1)···(式2)
而且,在算出模型100中,输入(马达中的热流)被提交至卷线温度特性模型101及定子温度特性模型102中。而且,加上各模型的输出来作为算出模型的输出,即马达卷线的推断温度。另外,当加上各模型的输出时,也可以加上使各模型的输出乘以规定的增益所得的值。如所述那样构成算出模型100,由此考虑定子与卷线的相关来推断马达的卷线温度。
继而,根据图2,对卷线温度特性模型101中所使用的热电阻Ra及热时间常数Ta的算出、以及定子温度特性模型102中所使用的热电阻Rb及热时间常数Tb的算出进行说明。另外,也将所述参数Ra、参数Rb、参数Ta、参数Tb总称为模型参数。在图2的上段中所示的施加电压的推移中,在时刻T1~时刻T2的期间内,进行用于使卷线温度从初期的平衡状态的温度t0上升至变成第一温度t1的平衡状态为止的作为朝马达中的电压施加的第一电压施加。在所述时刻T1~时刻T2的期间内,马达的卷线温度如图2的下段所示那样上升,因此将所述期间的卷线温度推移称为“上升推移”。在第一电压施加时,以马达的转子不旋转且电流仅朝d轴流动的方式施加电压V1。此时的施加电压V1只要是以适合于所述模型参数的算出的方式使马达温度上升的施加电压即可,例如可设为对应于马达的额定电力的电压。
进而,在图2的上段中所示的施加电压的推移中,在卷线温度已收敛成第一温度的时刻T2以后的时刻T2~时刻T3的期间内,进行用于使卷线温度从第一温度t1的平衡状态下降至变成第二温度t2的平衡状态为止的作为朝马达中的电压施加的第二电压施加。在所述时刻T2~时刻T3的期间内,马达的卷线温度如图2的下段所示那样下降,因此将所述期间的卷线温度推移称为“下降推移”。将图2中所示的实施方式中的第二电压施加时的电压设为V2,就使马达2的卷线温度显著地下降的观点而言,电压V2以尽可能小为宜。另外,在第二电压施加中,也可以实质上不进行朝马达中的电压施加,即电压V2也可以是0V。将如所述那样不进行电压施加的形态,换言之将施加电压设为0V的电压施加的形态也包含在第二电压施加中。在第二电压施加时,也以马达的转子不旋转的方式进行电压施加。
而且,Ra、Rb、Ta、Tb的模型参数根据时刻T1~时刻T2的上升推移及时刻T2~时刻T3的下降推移来算出。可认为在马达中卷线的热容量远小于定子的热容量,因此在朝马达中的投入电力比较少的下降推移中,可忽视卷线的热影响。因此,在所述下降推移中,认为定子的热影响占支配地位是妥当的。因此,根据下降推移算出与定子的温度特性相关联的热电阻Rb及热时间常数Tb。具体而言,将卷线温度从T1下降温度差T2-T1的63.2%所需要的时间设为热时间常数Tb。另外,根据温度差T2-T1、及此时的投入电力等算出热电阻Rb。
此处,在上升推移中,可认为卷线的温度推移是形成为卷线自身的热特性与定子的热特性彼此相关的结果者。因此,根据上升推移算出将定子与卷线看作一体时的与温度特性相关联的热电阻R'及热时间常数T',并从各者中去除已算出的与定子相关联的热电阻Rb、热时间常数Tb的影响,由此算出与卷线的温度特性相关联的热电阻Ra及热时间常数Ta。
使用如所述那样算出的模型参数形成卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102,而且决定包含两模型的算出模型100。通过使用如所述那样决定的算出模型100,可考虑马达的定子与卷线的相关来推断马达的卷线温度。
<第一实施例>
图3是包含也作为本实施方式的处理装置工作的伺服驱动器4的控制系统的概略结构图。所述控制系统包括:网络1、马达2、负载装置3、伺服驱动器4、以及标准可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)5。所述控制系统是用于同时驱动控制马达2与负载装置3的系统。而且,将马达2及负载装置3设为由所述控制系统控制的控制对象6。此处,作为负载装置3,可例示各种机械装置(例如,工业用机械臂或搬送装置)。另外,马达2作为驱动所述负载装置3的致动器而被组装入负载装置3内。例如,马达2是具有卷绕有卷线的定子(stator)与转子的交流电流(Alternating Current,AC)伺服马达。另外,在马达2上安装有未图示的编码器,通过所述编码器来将与马达2的动作相关的参数信号反馈发送至伺服驱动器4中。所述被反馈发送的参数信号(以下,称为反馈信号)例如包含关于马达2的旋转轴的旋转位置(角度)的位置信息、马达2的旋转轴的旋转速度的信息等。
伺服驱动器4经由网络1而从标准PLC5接收与马达2的动作(motion)相关的动作指令信号,并且接收从与马达2连接的编码器中输出的反馈信号。伺服驱动器4根据来自标准PLC5的动作指令信号及来自编码器的反馈信号,进行与马达2的驱动相关的伺服控制,即算出与马达2的动作相关的指令值,并且以马达2的动作追随所述指令值的方式,将驱动电流供给至马达2中。另外,所述供给电流利用从交流电源7对伺服驱动器4输送的交流电力。在本实施例中,伺服驱动器4是接收三相交流的类型的伺服驱动器,但也可以是接收单相交流的类型的伺服驱动器。另外,利用伺服驱动器4的伺服控制是利用伺服驱动器4所具有的位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43的反馈控制,其详细情况将根据图2而后述。
此处,如图3所示,伺服驱动器4包括位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43,通过这些控制器的处理来执行所述伺服控制。另外,伺服驱动器4为了保护马达2免受由过载所引起的损伤而具有电子过热保护部150(参照图4)。所述电子过热保护部150推断马达2的卷线温度,并根据其推断温度判断马达2的过载状态。因此,根据图4中所示的形成在伺服驱动器4中的控制结构,进行利用伺服驱动器4的所述伺服控制及利用电子过热保护部150的马达2的保护控制的说明。所述控制结构通过在具有规定的运算装置及存储器等的伺服驱动器4中执行规定的控制程序来形成。
位置控制器41例如进行比例控制(P控制)。具体而言,使作为从标准PLC5所通知的位置指令与检测位置的偏差的位置偏差乘以位置比例增益Kpp,由此算出速度指令。另外,位置控制器41事先具有位置比例增益Kpp作为控制参数。继而,速度控制器42例如进行比例积分控制((Proportion Integral,PI)控制)。具体而言,使作为由位置控制器41所算出的速度指令与检测速度的偏差的速度偏差的积分量乘以速度积分增益Kvi,并使其算出结果与所述速度偏差的和乘以速度比例增益Kvp,由此算出扭矩指令。另外,速度控制器42事先具有速度积分增益Kvi与速度比例增益Kvp作为控制参数。另外,速度控制器42也可以进行P控制来代替PI控制。在此情况下,速度控制器42事先具有速度比例增益Kvp作为控制参数。继而,电流控制器43根据由速度控制器42所算出的扭矩指令生成用于驱动放大器44的指令电压。放大器44对应于所生成的指令电压而输出用于驱动马达2的驱动电流,由此对马达2进行驱动控制。电流控制器43包含与扭矩指令相关的滤波器(一阶低通滤波器)、或者一个或多个陷波滤波器,并具有与这些滤波器的性能相关的截止频率等作为控制参数。
而且,伺服驱动器4的控制结构包含将速度控制器42、电流控制器43、控制对象6作为前馈元件(feedfoward element)的速度反馈系统,进而,包含所述速度反馈系统与将位置控制器41作为前馈元件的位置反馈系统。通过如所述那样构成的控制结构,伺服驱动器4能够以追随从标准PLC5供给的位置指令的方式对马达2进行伺服控制。
当如所述那样对马达2进行伺服控制时,若比较长时间地对马达2施加过大的负载(例如,超过马达2的额定负载的负载),则过大的电流长时间地朝马达2的卷线中流动,因此存在卷线温度过度地上升,而导致其烧毁的担忧。为了避免此种马达2的过载状态下的驱动,伺服驱动器4具有电子过热保护部150。具体而言,电子过热保护部150具有图1中所示的算出模型100与过载判定部110。如上所述,算出模型100包含卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102,若将马达2中的热流作为输入来供给,则其结果是输出马达2的卷线可收敛的卷线温度。而且,过载判定部110根据作为算出模型100的输出的卷线温度,对是否存在马达2达到过载状态的可能性,换言之是否存在马达2的卷线过度地升温的担忧进行判定。另外,当通过过载判定部110而已判定马达2处于过载状态时,伺服驱动器4可为了保护马达2而停止其驱动。
此处,根据图5对用于使电子过热保护部150所具有的算出模型100适合于作为伺服驱动器4的控制对象的马达2的控制结构进行说明。伺服驱动器4为了使算出模型100适合于马达2而具有模型适合部200。模型适合部200算出对应于马达2的算出模型100的模型参数,即对应于马达2的卷线温度特性模型101的热电阻Ra及热时间常数Ta、以及定子温度特性模型102的热电阻Rb及热时间常数Tb,并使用这些模型参数来使算出模型100适合于马达2。另外,在算出模型100的适合时,利用图4中所示的电流控制器43及放大器44,但不利用位置控制器41及速度控制器42,因此在图5中省略位置控制器41及速度控制器42的记载。
此处,模型适合部200具有施加控制部210、温度推移取得部220、决定部230。施加控制部210对电流控制器43输出用于算出算出模型100的模型参数的电压施加,即用于进行图2的上段中所示的第一电压施加及第二电压施加的指令。另外,通过利用由后述的温度推移取得部220取得的马达2的卷线温度或其他参数,以适合于模型参数的算出的方式控制利用施加控制部210的电压施加。
温度推移取得部220根据马达2的卷线电阻值,取得算出模型100的适合时的卷线温度的推移,即图3的下段中所示的上升推移及下降推移。所述卷线温度的取得按照下述的式3来进行。
卷线温度θ2=R2/R1·(234.5+θ1)-234.5···(式3)
R1为电压施加开始时(图2中的时刻T1)的卷线电阻值。
θ1为电压施加开始时的卷线温度。例如,可将马达2的周围环境的大气温度(可由伺服驱动器4取得的情况)或安装在马达2上的编码器所具有的温度传感器的检测值用作θ1。
R2为电压施加时的卷线电阻值。另外,卷线电阻值R2的取得将后述。
在利用施加控制部210的电压施加的同时,温度推移取得部220按照式3随时取得此时的马达2的卷线温度。
决定部230根据由温度推移取得部220所取得的上升推移及下降推移,算出对应于马达2的卷线温度特性模型101的热电阻Ra及热时间常数Ta、以及定子温度特性模型102的热电阻Rb及热时间常数Tb。这些模型参数的算出如上所述。进而,决定部230将所算出的模型参数应用于算出模型100的卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102来决定各模型。其结果,图1中所示的用于电子过热保护部150的算出模型100适合于由伺服驱动器4控制的马达2本身。
此处,根据图6对利用模型适合部200的算出模型100的适合方法进行说明。图6是表示利用模型适合部200的算出模型100的适合方法的流程的流程图。首先,在S101中,在即将开始利用施加控制部210的第一电压施加之前,进行取得马达2的卷线电阻值(式3中的R1)与马达2的卷线温度(式3中的θ1)的初期化处理。对马达的端子间施加测定用的电压并根据此时的电流值算出卷线电阻值。另外,由于将马达2在周围环境中放置得足够久,因此可认为所述初期化处理中的卷线温度为与外部空气温度相同的程度。因此,将外部空气温度或设置在马达2上的编码器内的温度传感器的检测温度作为初期化处理中的卷线温度而取得。
继而,在S102中,一边利用施加控制部210进行第一电压施加,一边利用温度推移取得部220取得马达2的卷线温度的上升推移。此处,当卷线温度因第一电压施加而正在上升时,若欲另外进行用于算出电阻值的电压施加,则利用第一电压施加的升温控制受到阻碍。在第一电压施加中,必须使马达2的卷线温度上升至第一温度t1为止,因此若每当算出电阻值时卷线温度的升温被扰乱,则难以适宜地算出模型参数(热电阻或热时间常数)。因此,在本实施方式中,当在第一电压施加中进行周期性的电压施加并通过所述电压施加来使卷线温度上升的同时,将所述电压施加设为朝马达2中的输入并将在所述卷线中流动的电流设为输出时,利用对于所述电压施加的电流的频率响应进行马达2的卷线电阻值的算出。
具体而言,如图7的上段所示,在第一电压施加中,在施加期间(T1~T2)内施加周期性的正弦波电压。此时,所述正弦波电压的实效值(均方值)变成图2中所示的电压V1。通过如所述那样施加周期性的正弦波电压作为第一电压施加,可使马达2的卷线温度上升至第一温度t1。此处,当正进行周期性的电压施加时,其施加电压值与在马达2的卷线中流动的电流值分别作为输入值、输出值而由温度推移取得部220取得。对于所述输入值的输出值的频率响应是反映下述的式4中所示的马达2的电气特性者。
马达2的电气特性:(1/R)·(1/(Ts+1))···(式4)
其中,R为马达2的卷线电阻,T为马达2的电气时间常数。
因此,温度推移取得部220算出所述输出值的频率响应,利用根据其所获得的增益G(ω)及相位P(ω),按照下述的式5而进一步算出马达2的卷线电阻R。
[数学式1]
进而,温度推移取得部220将通过式5所算出的卷线电阻R代入式3中的R2中,算出已取得频率响应的时间点的卷线温度(式3中的θ2)。
如所述那样,温度推移取得部220通过利用第一电压施加时的在马达2的卷线中流动的电流的频率响应,可不阻碍马达2的升温处理(使卷线温度上升至第一温度t1为止的处理),而利用马达2的卷线电阻值取得卷线温度的上升推移。另外,利用温度推移取得部220的卷线温度的上升推移的取得时机,即所述频率响应的取得时机只要以可算出模型参数的程度在可取得上升推移的范围内适宜设定即可。
另外,在图7的上段中所示的例子中,在施加期间内连续地施加正弦波电压,但只要马达2的卷线温度可收敛成第一温度t1的平衡状态,则也可以断续地施加正弦波电压。此时,施加期间内的断续的正弦波电压的均方值变成电压V1。另外,第一电压施加中的施加电压的周期只要在取得适合于算出卷线电阻值的频率响应的范围内适宜决定即可。若施加电压的周期变得过长,则卷线温度容易因电压施加而骤变,另一方面,若施加电压的周期变得过短,则难以将马达2的电气特性适宜地反映在频率响应中。因此,将施加的正弦波电压的频率例如设定成相当于马达2的电气时间常数的倒数频率的1/3~3倍,优选1/2~2倍,更优选等倍的频率。由此,可平衡性良好地实现马达2的温度调整与温度取得。
继而,在S103中,判定由温度推移取得部220所取得的马达2的卷线温度是否已收敛成第一温度t1。例如,当所述马达2的卷线温度的上升变化率已变成规定的阈值以下时,也可以判定卷线温度的上升已收敛。上升变化率可定义成每单位时间的卷线温度的上升量。另外,所述阈值可为事先决定的固定值,作为其他方法,也可以将第一电压施加刚开始后的卷线温度的上升变化率,即可认为在施加期间内上升变化率变得最高时的上升变化率作为基准来决定,例如也可以将被设想为最大的上升变化率的1/10的值用作所述阈值。若在S103中进行肯定判定,则进入S104,若在S103中进行否定判定,则卷线温度未收敛成第一温度t1,因此为了继续第一电压施加,而重复S102以后的处理。
继而,在S104中,一边利用施加控制部210进行第二电压施加,一边利用温度推移取得部220取得马达2的卷线温度的下降推移。另外,在第二电压施加中,就取得卷线温度的观点而言,也如同第一电压施加的情况那样进行周期性的电压施加,作为其结果,使卷线温度下降。具体而言,如图7的下段所示,在第二电压施加中,在施加期间(T2~T3)内断续地施加周期性的正弦波电压。此时,施加期间内的断续的正弦波电压的均方值变成电压V2。而且,与所述S102的处理同样地,温度推移取得部220利用正施加此种正弦波电压时的施加电压值与在马达2的卷线中流动的电流值,算出电流值的频率响应。进而,温度推移取得部220利用根据频率响应所获得的增益G(ω)及相位P(ω),按照所述式5算出马达2的卷线电阻R,最终按照所述式3算出第二电压施加时的卷线温度。
若为了检测卷线电阻值而欲对马达卷线进行电压施加,则一旦其施加时间变长,会导致不必要的卷线温度的上升,且卷线温度的适宜的下降推移受到阻碍。但是,通过如所述那样利用频率响应,可缩短用于取得电阻值的电压施加时间,并抑制被投入至卷线中的能量,因此可不阻碍马达2的下降处理(使卷线温度下降至第二温度t2为止的处理),而利用马达2的卷线电阻值取得卷线温度的下降推移。另外,若考虑在第二电压施加时使卷线温度下降、收敛至第二温度为止,则优选在第二电压施加中设为最小限度的电压施加。即,在第二电压施加时,只要在根据频率响应的卷线温度的算出得到担保的范围内进行电压施加即可。由此,可尽可能地抑制马达2中的消耗电力。
继而,在S105中,判定由温度推移取得部220所取得的马达2的卷线温度是否已收敛成第二温度t2。例如,当所述马达2的卷线温度的下降变化率已变成规定的阈值以下时,也可以判定卷线温度的下降已收敛。下降变化率可定义成每单位时间的卷线温度的下降量。另外,所述阈值可为事先决定的固定值,作为其他方法,也可以将第二电压施加刚开始后的卷线温度的下降变化率,即可认为在施加期间内下降变化率变得最高时的下降变化率作为基准来决定,例如也可以将被设想为最大的下降变化率的1/10的值用作所述阈值。若在S105中进行肯定判定,则进入S106,若在S105中进行否定判定,则卷线温度未收敛成第二温度t2,因此为了继续第二电压施加,而重复S104以后的处理。
然后,在S106中,如根据图1及图2所说明那样,根据S104中所取得的下降推移,算出作为定子温度特性模型102的模型参数的热电阻Rb与热时间常数Tb,并决定此模型。进而,在S107中,同样如根据图1及图2所说明那样,根据S102中所取得的上升推移与S106中所算出的模型参数,算出作为卷线温度特性模型101的模型参数的热电阻Ra与热时间常数Ta,并决定此模型。
如所述那样,根据图6中所示的算出模型的适合方法,可准备适合于由伺服驱动器4驱动的马达2的适宜的算出模型100。由此,当马达2被驱动时,可通过电子过热保护部150来高精度地算出马达2的卷线温度,而可适宜地保护马达2免受过载的影响。
<变形例>
在图6中所示的算出模型的适合方法中,根据所取得的上升推移与下降推移,决定卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102。然而,关于马达2,在定子温度特性模型102已知的情况下,无需取得所述上升推移与所述下降推移。在此种情况下,可通过图6中所示的算出模型的适合方法中的S101-S103的处理来取得上升推移,并根据所述已取得的上升推移与已知的定子温度特性模型102,决定卷线温度特性模型101。即,在此情况下,无需通过S104-S105来取得下降推移。另外,只要电子过热保护部150保持已知的定子温度特性模型102即可,当决定卷线温度特性模型101时,利用所保持的已知的定子温度特性模型102的信息。
<第二实施例>
根据图8及图9,对算出模型100的第二适合方法进行说明。在马达2的定子中,存在因由转子的旋转所引起的磁力的变化而产生涡流,由此定子本身发热的“铁损”变得显著的情况。转子的旋转速度变得越高,所述铁损变得越大,存在对马达2的卷线温度带来无法忽视的影响的情况。
因此,在本实施例中,将电子过热保护部150所具有的算出模型设为图8中所示的算出模型100'。算出模型100'如图8所示那样包含卷线温度特性模型101与定子温度特性模型102,但其定子温度特性模型102的结构与图1中所示的算出模型100不同。算出模型100'中的定子温度特性模型102包含基准模型102'与将马达2的转子的旋转速度(rpm)作为引数的铁损系数Kr。基准模型102'是与算出模型100的定子温度特性模型102实质上相同者。铁损系数Kr的数值可对应于转子的旋转速度而变动。在算出模型100'的定子温度特性模型102中,将使输入的热流乘以(1+Kr)所得者输入基准模型102'中,并算出定子温度特性模型102的输出。通过算出模型100'具有此种定子温度特性模型102,可使由转子的旋转所引起的铁损反映在定子的温度特性中,可更适宜地实现用于过载保护的马达2的卷线温度的推断。
因此,根据图9,对用于使算出模型100'的模型参数适合于马达2的方法进行说明。另外,关于图9的流程图的处理之中与图6的流程图的处理实质上相同者,赋予相同的参照编号并省略其详细的说明。图9的S101~S105与图6的S101~S105相同。因此,在本实施例中对S201以后的处理进行说明。
在S201中,如第一实施例中所说明那样,根据S104中所取得的下降推移,算出作为定子温度特性模型102的模型参数的热电阻Rb与热时间常数Tb,并暂时地决定此模型。另外,此处设为“暂时的决定”的原因在于:在后述的S206中决定铁损系数Kr来最终决定定子温度特性模型102。因此,在S201的时间点,将铁损系数Kr设为“0”。继而,S202是与第一实施例的S107实质上相同的处理。即,在S202中,根据S102中所取得的上升推移与S201中所算出的模型参数,算出作为卷线温度特性模型101的模型参数的热电阻Ra与热时间常数Ta,并决定此模型。关于卷线温度特性模型101,与定子温度特性模型102不同,其后不进行更新处理,因此并非暂时的决定而变成最终的决定。
继而,在S203中,一边利用施加控制部210进行第三电压施加,一边利用温度推移取得部220取得马达2的卷线温度的上升推移。在所述第三电压施加中,也如同第一电压施加那样进行周期性的电压施加,通过所述电压施加来使卷线温度上升。另外,在第三电压施加中,使驱动电流不仅朝d轴流动,也朝q轴流动,由此马达2的转子变成以规定的旋转速度进行旋转的状态,即旋转升温状态。因此,在第三电压施加时,马达2的卷线温度上升,并且定子也因铁损而升温,将此时的卷线温度的推移设为旋转时上升推移。另外,第三电压施加中的施加电压可为与第一电压施加中的施加电压V1相同的电压、或者也可以是不同的电压。进而,在第三电压施加时,如同第一电压施加时那样,当将电压施加设为朝马达2中的输入并将在所述卷线中流动的电流设为输出时,利用对于所述电压施加的电流的频率响应进行马达2的卷线电阻值的算出。
继而,在S204中,判定在第三电压施加时由温度推移取得部220所取得的马达2的卷线温度是否已收敛成第三温度t3。例如,当所述马达2的卷线温度的上升变化率已变成规定的阈值以下时,也可以判定卷线温度的上升已收敛。若在S204中进行肯定判定,则进入S205,若在S204中进行否定判定,则重复S203以后的处理。
在S205中,根据包含S201中暂时地决定的定子温度特性模型与S202中所决定的卷线温度特性模型而形成的暂时的算出模型,推断设想通过进行第三电压施加而到达并收敛的马达2的卷线温度。具体而言,根据第三电压施加时的施加电流算出此时的热流,并将所述热流输入暂时的算出模型中,由此进行所述推断。
如所述那样在S205中所推断的卷线温度可以说是按照不考虑定子中的铁损的算出模型所算出的卷线温度。另一方面,通过第三电压施加而已上升的卷线的收敛温度(第三温度)可以说是反映了定子中的铁损的卷线温度。因此,在S205中所推断的卷线温度与第三温度的差可认为是由定子的铁损所产生的对于卷线的影响。因此,在S206中,当将在S205中所推断的卷线温度与第三温度的差设为ΔT时,按照下述的式6算出铁损系数Kr。
Kr=ΔT/(ω·Rb)···(式6)
其中,ω为第三电压施加时的规定的旋转速度。
如所述那样按照式6算出铁损系数Kr,并将所述铁损系数Kr反映在图8中所示的算出模型100'的定子温度特性模型102中,由此更新在S210中暂时地决定的定子温度特性模型102。其结果,在定子温度特性模型102中反映定子的铁损,因而更适宜地推断马达2的卷线温度,可适宜地实现利用电子过热保护部150的马达2的过载保护。
另外,马达2的定子中的铁损依存于转子的旋转速度,但其依存的程度根据定子的层叠电磁钢板的各种因素或转子的磁力等而大幅度变动。当在转子的旋转范围内,铁损相对于转子的旋转速度而大幅度变动时,也可以对应于多个旋转速度进行S203~S206的处理,并以包含对应于各旋转速度的多个铁损系数Kr的方式更新定子温度特性模型102。在此情况下,以铁损系数Kr的值根据被输入定子温度特性模型102中的旋转速度而变动的方式,将铁损系数Kr作为旋转速度的函数来构成。
<其他实施例>
在所述实施例中,模型适合部200形成在伺服驱动器4中,但也可以将模型适合部200形成在可与伺服驱动器4电性连接的处理装置(例如,个人计算机(Personal Computer,PC)等)内来代替所述形态。所述处理装置是用于使算出模型适合于马达2的装置,搭载有适合用的软件(程序)。具体而言,所述处理装置是具有运算装置或存储器等的计算机,在此计算机中安装有可执行的程序,通过执行所述程序来实现图6或图9中记载的算出模型的适合方法。
所述本实施方式中记载的结构的尺寸、材质、形状、其相对配置或记载的方法中所包含的各处理的顺序等只要无特别记载,则并非将发明的技术范围仅限定于它们的意思者。
<附记>
一种处理装置,其是决定算出模型100的处理装置4,所述算出模型100是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达2的电子过热保护150所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型100,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型101、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型102,所述处理装置4包括:
温度推移取得部220,在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移(S102),进而,在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移(S104);以及
决定部230,根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型(S106),进而根据所述上升推移与所述已决定的所述定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型(S107)。
一种卷线温度算出模型的决定方法,其是决定算出模型100的方法,所述算出模型100是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达2的电子过热保护150所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型100,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型101、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型102,所述方法包括:
在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤(S102);
在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤(S104);
根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤(S106);以及
根据所述上升推移与所述已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤(S107)。
一种卷线温度算出模型的决定程序,其使以决定算出模型100的方式构成的处理装置4执行如下的步骤,所述算出模型100是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达2的电子过热保护150所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型100,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型101、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型102:
在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤(S102);
在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤(S104);
根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤(S106);以及
根据所述上升推移与所述已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤(S107)。
Claims (8)
1.一种处理装置,其是决定算出模型的处理装置,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型,所述处理装置的特征在于包括:
温度推移取得部,在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移,进而,在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移;以及
决定部,根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型,进而根据所述上升推移与已决定的所述定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型,所述卷线温度特性模型是在所述马达中去除了所述定子的热影响时的用于算出所述卷线的所述温度特性的模型。
2.根据权利要求1所述的处理装置,其特征在于,
所述温度推移取得部根据所述卷线的电阻值取得所述上升推移及所述下降推移。
3.根据权利要求2所述的处理装置,其特征在于还包括:
频率响应取得部,取得将朝所述卷线中的施加电压设为输入并输出了在所述卷线中流动的电流时的所述马达中的频率响应;以及
电阻算出部,根据所述频率响应,算出所述卷线的电阻值。
4.根据权利要求3所述的处理装置,其特征在于,
在所述第一电压施加中进行第一周期的电压施加、且在所述第二电压施加中进行第二周期的电压施加,
所述电阻算出部根据由所述频率响应取得部按照输入了所述第一周期的电压施加时的所述马达的输出电流所取得的所述频率响应,算出所述第一电压施加时的所述卷线的电阻值,并根据由所述频率响应取得部按照输入了所述第二周期的电压施加时的所述马达的输出电流所取得的所述频率响应,算出所述第二电压施加时的所述卷线的电阻值,且
所述温度推移取得部根据由所述电阻算出部所算出的所述卷线的电阻值,取得所述上升推移与所述下降推移。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理装置,其特征在于,
所述温度推移取得部在所述转子不旋转的状态下取得所述上升推移及所述下降推移,
所述决定部根据在所述转子不旋转的状态下所取得的所述上升推移与所述下降推移,决定所述定子温度特性模型及所述卷线温度特性模型,
所述处理装置还包括:
旋转时温度推移取得部,在使所述转子以规定的旋转速度进行旋转的状态下,进行使所述卷线的温度上升的第三电压施加,取得作为所述卷线的温度推移的旋转时上升推移;以及
推断部,根据所述第三电压施加时的电压施加条件、以及由所述决定部所决定的所述定子温度特性模型及所述卷线温度特性模型,推断所述旋转时上升推移中的所述卷线的收敛温度;以及
更新部,根据已取得的旋转时上升推移中的所述卷线的收敛温度、及已推断的卷线的收敛温度,将由所述决定部所决定的所述定子温度特性模型更新成新的定子温度特性模型。
6.一种卷线温度算出模型的决定方法,其是决定算出模型的方法,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型,所述卷线温度算出模型的决定方法的特征在于包括:
在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤;
在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤;
根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤;以及
根据所述上升推移与已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤,所述卷线温度特性模型是在所述马达中去除了所述定子的热影响时的用于算出所述卷线的所述温度特性的模型。
7.一种计算机可读存储介质,包括卷线温度算出模型的决定程序,其特征在于,
使以决定算出模型的方式构成的处理装置执行如下的步骤,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的定子温度特性模型:
在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的上升推移的步骤;
在所述卷线的温度收敛成所述第一温度后,在正进行用于使所述卷线的温度下降至比所述第一温度低的第二温度的第二电压施加的状态下,取得所述卷线的温度的下降推移的步骤;
根据所述下降推移算出所述定子关联参数来决定所述定子温度特性模型的步骤;以及
根据所述上升推移与已决定的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型的步骤,所述卷线温度特性模型是在所述马达中去除了所述定子的热影响时的用于算出所述卷线的所述温度特性的模型。
8.一种处理装置,其是决定算出模型的处理装置,所述算出模型是具有卷绕有卷线的定子及转子的马达的电子过热保护所具有的用于推断所述卷线的温度的算出模型,包括包含与所述卷线的温度特性相关联的卷线关联参数的卷线温度特性模型、及包含与所述定子的温度特性相关联的定子关联参数的已知的定子温度特性模型,所述处理装置的特征在于包括:
温度推移取得部,在正进行用于使所述卷线的温度上升至第一温度的第一电压施加的状态下,取得至所述卷线的温度收敛成所述第一温度为止的上升推移;以及
决定部,根据所述上升推移与所述已知的定子温度特性模型算出所述卷线关联参数来决定所述卷线温度特性模型,所述卷线温度特性模型是在所述马达中去除了所述定子的热影响时的用于算出所述卷线的所述温度特性的模型。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018-126827 | 2018-07-03 | ||
JP2018126827A JP6973311B2 (ja) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | 処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110676814A CN110676814A (zh) | 2020-01-10 |
CN110676814B true CN110676814B (zh) | 2022-05-24 |
Family
ID=65763319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910183723.2A Active CN110676814B (zh) | 2018-07-03 | 2019-03-12 | 处理装置、决定方法及计算机可读存储介质 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11408839B2 (zh) |
EP (1) | EP3591836B1 (zh) |
JP (1) | JP6973311B2 (zh) |
CN (1) | CN110676814B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3627121B1 (en) * | 2018-09-21 | 2022-07-06 | Maschinenfabrik Reinhausen GmbH | Determining a characteristic temperature of an electric or electronic system |
CN111639411B (zh) * | 2020-04-17 | 2023-08-22 | 温州大学 | 一种基于electre和vikor法的电磁铁多质量特性决策方法 |
US20240014765A1 (en) * | 2020-10-20 | 2024-01-11 | Fanuc Corporation | Parameter setting device for setting parameter of electric motor model |
EP4009125A1 (de) | 2020-12-02 | 2022-06-08 | Andreas Stihl AG & Co. KG | Verfahren zum bestimmen einer information über einen zustand eines antriebsmotorsystems und/oder eines antriebsakkumulatorpacks eines garten-, forst- und/oder baubearbeitungsgeräts und system zum bestimmen einer information über einen zustand eines antriebsmotorsystems und/oder eines antriebsakkumulatorpacks eines garten-, forst- und/oder baubearbeitungsgeräts |
KR102610145B1 (ko) * | 2021-11-26 | 2023-12-06 | 현대제철 주식회사 | 온도 예측을 통한 연주 슬라브 등급 판정방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101366162A (zh) * | 2005-05-09 | 2009-02-11 | 方D公司 | 用于电源-馈电感应电机的电子过载继电器 |
CN102809440A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于热监测永磁电动机的方法和装置 |
JP2017063540A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | モータ温度推定装置 |
CN107181444A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 欧姆龙株式会社 | 温度监视装置及方法、信息处理程序以及记录介质 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4083001A (en) * | 1976-12-29 | 1978-04-04 | Westinghouse Electric Corporation | Measurement of motor winding temperature |
JPH09261850A (ja) | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Okuma Mach Works Ltd | モータ制御装置 |
DE10119201A1 (de) * | 2001-04-19 | 2002-10-24 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Wicklungstemperatur eines Antriebsmotors |
JP2007315994A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Toyota Motor Corp | 回転電機の温度変化検知方法およびその装置 |
CN101029915B (zh) * | 2006-09-11 | 2010-05-12 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 交流感应电动机的绕组温度测量和过热保护方法 |
JP4895939B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-03-14 | 株式会社キトー | 巻上機の電動機巻線温度測定方法、電動機制御装置 |
US7839108B2 (en) * | 2008-01-24 | 2010-11-23 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Electric motor stator winding temperature estimation |
JP5474421B2 (ja) | 2009-07-06 | 2014-04-16 | 東芝機械株式会社 | モータ巻線焼損保護装置 |
US8421391B2 (en) * | 2010-05-12 | 2013-04-16 | GM Global Technology Operations LLC | Electric motor stator winding temperature estimation systems and methods |
JP5149431B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-20 | ファナック株式会社 | 電動機の可動子の温度を検出する温度検出装置 |
-
2018
- 2018-07-03 JP JP2018126827A patent/JP6973311B2/ja active Active
-
2019
- 2019-03-11 EP EP19161814.9A patent/EP3591836B1/en active Active
- 2019-03-12 CN CN201910183723.2A patent/CN110676814B/zh active Active
- 2019-03-15 US US16/354,210 patent/US11408839B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101366162A (zh) * | 2005-05-09 | 2009-02-11 | 方D公司 | 用于电源-馈电感应电机的电子过载继电器 |
CN102809440A (zh) * | 2011-06-02 | 2012-12-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于热监测永磁电动机的方法和装置 |
JP2017063540A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | モータ温度推定装置 |
CN107181444A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 欧姆龙株式会社 | 温度监视装置及方法、信息处理程序以及记录介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11408839B2 (en) | 2022-08-09 |
CN110676814A (zh) | 2020-01-10 |
JP6973311B2 (ja) | 2021-11-24 |
EP3591836A1 (en) | 2020-01-08 |
JP2020010432A (ja) | 2020-01-16 |
US20200011820A1 (en) | 2020-01-09 |
EP3591836B1 (en) | 2021-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110676814B (zh) | 处理装置、决定方法及计算机可读存储介质 | |
JP5174997B1 (ja) | モータ駆動装置 | |
CN109347405B (zh) | 一种电机转子温度的估算方法及估算系统 | |
CN114585890A (zh) | 处理装置以及绕组温度计算模型的决定方法 | |
JP4822358B2 (ja) | 形状記憶合金アクチュエータの位置制御方法 | |
JP2008029193A (ja) | 同期電動機のパラメータ調整方法およびその方法を使用する可変速駆動装置 | |
JP3668666B2 (ja) | 同期電動機とそれを用いた電気車及びその制御方法 | |
JP6399912B2 (ja) | モータの制御装置 | |
CN104734594B (zh) | 用于控制和调节电磁机械的方法以及电磁机械 | |
JP7492022B2 (ja) | 電動機のモデルのパラメータを設定するパラメータ設定装置 | |
EP3507898B1 (en) | Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system | |
JP4924066B2 (ja) | モータ制御装置、及びモータ制御方法 | |
JP7513740B2 (ja) | 電動機の温度検出器の温度を推定する温度推定装置 | |
JP6767414B2 (ja) | モータ冷却制御システム | |
CN113466556B (zh) | 同步马达驱动器中失衡的相电阻的检测 | |
JP2014011861A (ja) | 温度推定装置、温度推定方法、および、制御装置 | |
JPH0759399A (ja) | 誘導電動機の2次抵抗補正方式 | |
JP6402701B2 (ja) | モータ温度推定装置 | |
CN104412506A (zh) | 电机控制 | |
JP2020202691A (ja) | 直流分巻モータの制御装置及びモータユニット | |
JP2005185071A (ja) | 単相誘導電動機の回転速度制御装置 | |
JP7385628B2 (ja) | 電動機制御装置 | |
JP2017063539A (ja) | モータ温度推定装置 | |
Fabbri et al. | Comparison between sliding mode load-torque observer techniques for DC motor without torque sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |