CN110850285A - 电动机控制装置以及电动机控制方法 - Google Patents

电动机控制装置以及电动机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够更简便地高效且高精度地进行有无电动机绕线的规格错误的确认检查的电动机控制装置以及电动机控制方法。对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样，检测在控制驱动中的电动机中流动的实际电流，根据用于对电动机进行驱动的参数和驱动时条件求出电压指令值、电流及励磁频率的理论值，将电压指令值、电流及励磁频率的各理论值与驱动时的电压指令值、电流及励磁频率的各值进行比较，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下判定为绕线异常。

Description

电动机控制装置以及电动机控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动机控制装置以及电动机控制方法。
背景技术
以往电动机广泛用于各种机器、装置。另外，例如电动汽车、混合动力车等的驱动用电动机、用于摄像机或数字静态照相机的镜筒内部的变焦、调焦等动作的电动机在确保性能方面非常地重要，期望针对控制量高精度地输出的规定的动力。
作为用于在安装时、制造过程中来进行这种电动机的检查的装置(方法)例如存在构成为如下的装置(方法)：具备逆变器、电动机控制ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)、转矩仪、负荷电动机5、负荷电动机控制部、交流电力测量器、直流电力测量器、DC(直流)电源、电动机输出性能检查控制装置以及电动机功率线缆连接用电磁开闭器，用转矩仪测量检查对象电动机的输出转矩，用负荷电动机产生对于检查对象电动机的负荷转矩，用交流电力测量部和直流电力测量部测量供给到检查对象电动机的电力，利用电动机输出性能检查控制装置进行系统整体的操作控制、检查数据的测定、性能判定等(参照专利文献1)。
另外，也有如下的电动机检查/控制方法(装置)：对电磁线圈施加频率不同的电压，测定每个频率的阻抗来获取Z-F特性的测定值，并且基于电磁线圈正常的状态下的Z-F特性来对预先决定的Z-F特性的容许带宽与Z-F特性的测定值进行比较，根据标准化的劣化开始期间和劣化进行期间来估算寿命的剩余期间(参照专利文献2)。
并且，也提出了如下方法：通过发电机旋转中转子阻抗测定实验制作阻抗曲线，参照关于预先制作的被测定发电机或者与其相同机型的发电机的正常动作时的基准阻抗曲线且根据阻抗曲线搜索转子阻抗急剧变化的急变线，对各个急变线设定辅助线间隔，将基准阻抗曲线与阻抗曲线重叠，在基准阻抗曲线的下方以辅助线间隔平行地画几条辅助线，将从基准阻抗曲线的正下方的辅助线到通过上限转速时的转子阻抗附近的辅助线为止的辅助线的数量判定为发生了层间短路的线圈的数量(参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开2004-219354号公报
专利文献2：日本特开2016-24111号公报
专利文献3：日本特开平11-326469号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此，关于三相电动机，存在端子(动力线)为3根、6根等具有多根的动力线的电动机。这种电动机动力线的连接错误(电动机的绕线规格(日语：巻線仕様)的错误)直接关系到电动机输出的下降、电动机的过热等故障，因此期望在电动机安装后进行确认是否发生了电动机动力线的连接错误(电动机的绕线规格的错误)的检查。
另一方面，上述的专利文献1、专利文献2以及专利文献3所示出的检查/控制方法都是通过测定实际电压等来确认有无异常，必须使用专用的检查装置或测定装置，而且例如在应用于安装后的电动机的连接异常的确认检查的情况下，作业性非常地差，需要大量的时间和劳力。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够更简便地高效且高精度地进行有无电动机绕线的规格错误的确认检查的电动机控制装置以及电动机控制方法。
用于解决问题的方案
本发明的发明人们发现，通过将电动机驱动时的电压指令值、电流值(实际电流值)及励磁频率(指令值)的各值与根据用于对电动机进行驱动的参数计算出的电压指令值、电流值及励磁频率的各理论值(设计值、要求值)进行比较，能够检测有无电动机绕线异常或绕线与驱动装置间的连接异常，进而能够检测电动机绕线的规格错误(连接错误)，从而完成了本发明。
(1)本发明的特征在于，具备：电流指令计算部，其计算向电动机流通的电流的电流指令；电流控制部，其通过改变对电动机施加的电压指令来控制电动机电流；实际电流检测部，其检测在电动机中流动的实际电流；存储部，其存储用于对电动机进行驱动的参数；以及连接异常判定部，其将电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率与根据所述参数计算出的电压指令值、电流值、励磁频率的各理论值进行比较，确认驱动电动机的特性与用于对电动机进行驱动的参数的匹配性，在出现了失配结果时判定为电动机绕线异常或绕线与驱动装置间的连接异常。
(2)本发明也可以是，在(1)的电动机控制装置中，所述用于对电动机进行驱动的参数中的至少一个被设为电动机的电感值或与电感具有相关性的相关值，所述连接异常判定部将根据电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率求出的驱动电动机的实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值同根据参数计算出的电感值或与电感具有相关性的相关值进行比较来确认匹配性。
(3)本发明的特征在于，对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样，检测在控制驱动中的电动机中流动的实际电流，根据用于对电动机进行驱动的参数和驱动时条件求出电压指令值、电流及励磁频率的理论值，将电压指令值、电流及励磁频率的各理论值与驱动时的电压指令值、电流、励磁频率的各值进行比较，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下判定为绕线异常。
(4)本发明也可以是，在(3)的电动机控制方法中，将电感值或与电感具有相关性的相关值用作所述参数，对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样，检测在控制驱动中的电动机中流动的实际电流，根据电压指令值、实际电流以及励磁频率求出实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值，将作为参数的电感值或与电感具有相关性的相关值同实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值进行比较，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下判定为绕线异常。
在(1)、(2)、(3)以及(4)的发明中，将电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率与根据用于对电动机进行驱动的参数(电感值等)计算出的电压指令值、电流值、励磁频率的各理论值进行比较，确认各值之间的匹配性即确认差异，来确认有无超过预先设定的容许误差的差异，由此能够检测电动机绕线的规格错误(连接错误)。
发明的效果
根据本发明，与以往那样地实测电压值等来进行检查的情况相比，能够基于对电动机的电流进行控制时输出的电压指令值求出电动机的特性来判断好坏，因此能够更简便且高效地进行电动机的绕线规格的检查。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的电动机控制装置的框图。
图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的电动机控制方法的流程图。
图3是表示电动机的转速与电压、电感的关系的一例的图。
图4是表示本发明的一个实施方式所涉及的电动机控制方法的流程图。
附图标记说明
1：控制装置；2：电流指令计算部；3：电流控制部；4：存储部；5：实际电流检测部；6：连接异常判定部；A：电动机控制装置；M：电动机。
具体实施方式
下面，参照图1～图4来说明本发明的一个实施方式所涉及的电动机控制装置以及电动机控制方法。
在此，本实施方式涉及一种例如能够更简便且高效地对安装后的电动机进行是否发生了绕线规格的错误(连接错误)的检查的电动机控制装置以及电动机控制方法。
如图1所示，本实施方式的电动机控制装置A(电动机检查装置A的控制装置1)具备：电流指令计算部2，其计算向电动机流通的电流的电流指令；电流控制部3，其通过在对电动机M进行驱动控制时改变对电动机M施加的电压指令值来控制电动机电流；以及存储部4，其存储用于对电动机M进行驱动的参数。
除此之外，本实施方式的电动机控制装置A还具备：实际电流检测部5，其测量/检测在电动机M中流动的实际电流；以及连接异常判定部6，其分别将电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率与根据参数计算出的电压指令值、电流值、励磁频率的各理论值(设计值、要求值)进行比较，确认驱动电动机的特性与用于对电动机M进行驱动的参数的匹配性，在出现了失配结果时判定为电动机绕线异常或绕线与驱动装置间的连接异常。
在使用由上述结构构成的本实施方式的电动机控制装置A对安装后的电动机进行绕线规格的确认检查时(在本实施方式的电动机控制方法中)，如图2所示，首先对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样(提取)(步骤1)。
接着，对在控制驱动中的电动机中流动的实际电流进行测量/检测(步骤2)。
另外，根据参数和驱动时的条件(电动机的负荷条件等)来计算电压、电流及励磁频率的理论值(步骤3)。
然后，将电压、电流及励磁频率的各理论值与驱动时的电压指令值、电流、励磁频率(指令值)的各值进行比较(步骤4)，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下，换句话说，在电压指令值、电流及励磁频率的各理论值与驱动时的电压指令值、电流、励磁频率(指令值)的各值之差超过了容许误差范围的情况下，判定为电动机的绕线异常，在所述差处于阈值的范围内的情况下判定为绕线适当(步骤5)。在此，只要有任一个值与理论值之差超过容许误差，就判定为绕线异常。
在此，电压指令值、实际电流、励磁频率以及实际电感值具有图3、下述的式(1)的关系性。
【数式1】
Figure BDA0002138753150000071
因此，能够将该实际电感值用作上述的参数。另外，能够将与电感具有相关性的某一项作为参数来处理，例如，在电动机为同步电动机的情况下能够将转速用作参数。即，本发明所涉及的电动机既可以是同步电动机也可以是感应电动机。
在使用实际电感值情况下，如图4所示那样，在对电动机控制中的电压指令值、励磁频率进行采样后(步骤1)，测量/检测在电动机中流动的实际电流(步骤2)。
接着，根据电压指令值、实际电流以及励磁频率利用图3、式(1)来求出实际电感值(步骤3)。
然后，将作为参数的电感值与实际电感值进行比较(步骤4)，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下判定为绕线异常，在处于阈值的范围内的情况下判定为绕线适当(步骤5)。
因而，在本实施方式的电动机控制装置A以及电动机控制方法中，将电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率与根据用于对电动机进行驱动的参数计算出的电压指令值、电流值、励磁频率的各理论值进行比较，确认各值之间的差异，来确认有无超过预先设定的容许误差的差异，即确认匹配性，由此能够检测电动机绕线的规格错误(连接错误)。
因此，根据本实施方式的电动机控制装置A以及电动机控制方法，与如以往那样地实测电压值等来进行检查的情况相比，能够基于对电动机的电流进行控制时输出的电压指令值求出电动机的特性来判断好坏，因此能够更简便且高效地进行电动机的绕线规格的检查。
并且，如图3所示，由于当电动机的转速、电动机的电压变化时电感值也变化，因此能够以该电感值为参数，改变电压指令值，来在多个条件下容易地进行电动机的绕线规格的检查。由此，即使在多个条件下也能够简便且高效地进行检查，因此作为结果能够可靠性高且高精度地实施检查。
以上，说明了本发明所涉及的电动机控制装置以及电动机控制方法的一个实施方式，但是本发明并不限定于上述的一个实施方式，在不脱离其宗旨的范围内能够适当地进行变更。

Claims (4)

1.一种电动机控制装置，具备：
电流指令计算部，其计算向电动机流通的电流的电流指令；
电流控制部，其通过改变对电动机施加的电压指令来控制电动机电流；
实际电流检测部，其检测在电动机中流动的实际电流；
存储部，其存储用于对电动机进行驱动的参数；以及
连接异常判定部，其将电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率与根据所述参数计算出的电压指令值、电流值、励磁频率的各理论值进行比较，确认驱动电动机的特性与用于对电动机进行驱动的参数的匹配性，在出现了失配结果时，判定为电动机绕线异常或绕线与驱动装置间的连接异常。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述用于对电动机进行驱动的参数的至少一个被设为电动机的电感值或与电感具有相关性的相关值，
所述连接异常判定部将根据电动机驱动时的电压指令值、电流值、励磁频率求出的驱动电动机的实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值同根据参数计算出的电感值或与电感具有相关性的相关值进行比较来确认匹配性。
3.一种电动机控制方法，包括：
对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样，
检测在控制驱动中的电动机中流动的实际电流，
根据用于对电动机进行驱动的参数和驱动时条件求出电压指令值、电流及励磁频率的理论值，
将电压指令值、电流及励磁频率的各理论值与驱动时的电压指令值、实际电流及励磁频率的各值进行比较，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下，判定为绕线异常。
4.根据权利要求3所述的电动机控制方法，其特征在于，
将电感值或与电感具有相关性的相关值用作所述参数，
对作为电动机的驱动控制的指令值的电压指令值和励磁频率进行采样，检测在控制驱动中的电动机中流动的实际电流，
根据电压指令值、实际电流以及励磁频率求出实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值，
将作为参数的电感值或与电感具有相关性的相关值同实际电感值或与实际电感具有相关性的相关值进行比较，在其差的范围超过了预先设定的阈值的范围的情况下，判定为绕线异常。
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