CN111512541A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

提供即使在使卷扬机、起重机所使用的电动机运转中产生交流电源的电压下降，也能够在系统控制的上限内继续运转的电动机驱动装置。电动机驱动装置的特征在于，电动机驱动装置的逆变器控制部具备设定电动机的旋转速度的速度基准设定单元，具备检测对电动机的旋转速度进行检测的旋转速度检测单元的输出与速度基准设定单元的输出之间的速度偏差的单元，具备根据速度偏差的输出来控制所述逆变器的输出电流的单元，速度基准设定单元具备校正从外部赋予的外部速度指令的校正电路，所述校正电路在从所述电压下降检测单元接收到电压下降信号时，根据所述直流电压的检测电路的检测值与第一基准值的偏差，校正所述外部速度指令并作为速度基准设定单元的输出。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明的实施方式涉及对矿山用卷扬机、起重机等的电动机进行驱动的由转换器与逆变器构成的电动机驱动装置。
背景技术
在矿山用卷扬机、起重机的提升中所使用的由转换器与逆变器构成的电动机驱动装置中，在发生了交流电源的电压下降的情况下，电动机驱动装置成为无法控制的状态，存在使货物落下的危险。为了防止这种情况，以往，当检测出交流电源的电压下降时，停止电动机驱动装置，并用制动器停止驱动马达。另外，已知有在逆变器的加速控制中，当交流电源停电时，中止加速控制并强制启动再生制动的方法(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－8496号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，根据上述以往的方法，例如在抬起货物的状态下电动机驱动装置停止，因此需要复原、再启动的时间，存在业务效率变差的问题。另外，在专利文献1所述的方法中，由于直流电压的变动大、强制启动再生制动，因此在转换器无法向交流电源侧再生的情况下，电动机驱动装置的直流电压上升，产生直流过电压，有可能导致电动机驱动装置停止。
本发明是为了解决上述技术问题而完成的，目的在于提供一种由转换器与逆变器构成的电动机驱动装置，其通过电动机驱动装置检测交流电源的电压下降，从而防止该电动机驱动装置停止，并能够在装置的允许范围内继续运转。
用来解决技术问题的手段
为了实现上述目的，本发明的技术方案1所述的电动机驱动装置，其特征在于，具备：转换器，接受交流电源的供给而将交流电源的电力供给至直流电路；逆变器，将来自所述直流电路的电力转换为可变频率的交流电力，驱动卷扬机所使用的电动机；电压下降检测单元，检测所述交流电源的电压下降；转换器控制部，控制所述转换器；直流电压检测单元，检测所述直流电路的直流电压；以及逆变器控制部，控制所述逆变器，所述逆变器控制部具备：速度基准设定单元，设定所述电动机的旋转速度；对速度偏差进行检测的单元，所述速度偏差是旋转速度检测单元的输出与作为所述速度基准设定单元的输出的内部速度指令之间的偏差，所述旋转速度检测单元用于检测所述电动机的旋转速度；以及根据所述速度偏差的输出来控制所述逆变器的输出电流的单元，所述速度基准设定单元具备对从外部赋予的外部速度指令进行校正的校正电路，所述校正电路，在从所述电压下降检测单元接收到电压下降信号时，根据所述直流电压的检测电路的检测值与第一基准值之间的偏差，对所述外部速度指令进行校正，并输出所述内部速度指令。
发明效果
根据本实施例，能够提供一种电动机驱动装置，其通过检测交流电源的电压下降，校正该电动机的旋转速度的速度指令，能够防止该电动机驱动装置停止，并在装置的允许范围内继续运转。
附图说明
图1是实施例1的电动机驱动装置的概略构成图。
图2是构成实施例1的电动机驱动装置的速度基准设定部的概略构成图。
图3是对实施例1的电动机驱动装置的提升、动力运行时的动作进行说明的图。
图4是对实施例1的电动机驱动装置的提升、再生时的动作进行说明的图。
图5是对实施例1的电动机驱动装置的降下、动力运行时的动作进行说明的图。
图6是对实施例1的电动机驱动装置的降下、再生时的动作进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例1
图1是实施例1的电动机驱动装置100的概略构成图。
交流电源1与电动机驱动装置100的端子A连接，向电动机驱动装置100供给交流电力。
为了驱动以卷扬机等为负载的该电动机90，电动机驱动装置100通过逆变器60将从转换器50输出的直流电力转换为三相交流电力，并经由输出电流检测器70以及电磁开闭器80输出到电动机驱动装置100的端子B。
这样，向与电动机驱动装置100的端子B连接的电动机90供给三相交流电力。电动机90例如是起重机等的提升、降下用的电动机。
电动机驱动装置100构成为，具有瞬时电压下降检测部10、滤波器部20、电磁开闭器30、输入电流检测器40、转换器50、逆变器60、输出电流检测器70、电磁开闭器80、转换器控制部58、逆变器控制部59以及断路器2、3等。
瞬时电压下降检测部(电压下降检测单元)10经由断路器2与端子A连接，检测与端子A连接的交流电源1的电压下降。
瞬时电压下降检测部10构成为，具有变压器11以及瞬时电压下降检测器12(以下，记作瞬低检测器12)。变压器11的初级绕组经由断路器2与端子A连接，在交流电源1的电压为高压的情况下，转换为能够由瞬低检测器12检测的低电压。
瞬低检测器12与变压器11的次级绕组连接，检测交流电源1的电压下降，并将瞬时电压下降检测信号P2(以下，记作瞬低检测信号P2。)输出到转换器控制部58以及逆变器控制部59。在此，瞬低检测器12在所输入的三相交流的电压成为额定的75％以下时，瞬间检测出电压下降并将瞬低检测信号P2作为输出(例如，H电平)，在所输入的三相交流的电压成为额定的90％以上时，判断为已恢复电力，不输出瞬低检测信号P2(例如，设为L电平)。即，瞬低检测器12例如包括迟滞比较器。滤波器部20经由断路器3与端子A连接。
滤波器部20由电抗器21、22以及电容器23等构成，减少转换器50所产生的高次谐波分量以及断路器3的开闭时所产生的浪涌电压。
断路器3与电抗器21的一个端子(断路器3侧的端子)连接，电抗器21的另一个端子(电容器23侧的端子)与电容器23以及电抗器22的一个端子(电抗器21侧的端子)连接。电容器23的另一端子接地、或者与三相交流的中性点连接。电抗器22的另一个端子(电磁开闭器30侧的端子)与电磁开闭器30的一个端子(电抗器22侧的端子)连接。电磁开闭器30的另一个端子(转换器50侧的端子)经由输入电流检测器40与转换器50的交流输入连接。
电磁开闭器30在输入电流成为过电流、需要保护转换器50之后所连接的电路以及电动机90的情况下，电磁开闭器30的接点自动成为断开状态。
输入电流检测器40检测输入到转换器50的输入电流，并将该信号输入到转换器控制部58。
转换器50将交流电力转换为直流电力。转换后的直流电力由平滑电容器51进行平滑。
由上述平滑电容器51平滑后的直流电力被供给至逆变器60。即，转换器50与逆变器60连接着直流电路。
逆变器60根据从转换器50输出的直流电力，生成用于驱动电动机90的可变频率的交流电压(在此为三相交流电压)并输出。逆变器60的交流输出经由输出电流检测器70以及电磁开闭器80输出到电动机驱动装置100的端子B。并且，在电动机驱动装置100的端子B连接有电动机90。
输出电流检测器70检测从上述逆变器60输出的输出电流。由输出电流检测器70检测出的逆变器60的输出电流反馈信号(以后，记作输出电流反馈Ifbk)被输入到逆变器控制部59内的转换电路67。转换电路67例如是将输出电流反馈Ifbk的转矩电流分量输出的电路。例如，转换电路67是将三相的信号转换为相互正交的2轴分量的信号的d－q转换电路。转换电路67的输出被输入到减法电路64的－端子。
平滑电容器51连接着检测其直流电压(即直流电路的电压)的直流电压检测器(直流电压检测单元)52。
直流电压检测器52的输出被输入到转换器控制部58以及逆变器控制部59。在通常运转时，转换器控制部58使用作为直流电压检测器52的输出信号的直流电压反馈信号(以下，记作直流电压反馈VDCfbk)与作为输入电流检测器40的输出信号的输入电流反馈信号，以将平滑电容器51的直流电压(以下，仅记作直流电压)保持为一定的值(以下，记作额定直流电压)的方式输出控制构成转换器50的开关元件的栅极脉冲。转换器50基于从转换器控制部58输入的栅极脉冲而被控制。另外，在从瞬低检测器12接收到瞬低检测信号P2的情况下，转换器控制部58根据需要进行保护动作。
与电动机90的轴物理连接的速度传感器(旋转速度检测单元)91检测电动机90的旋转速度，并输出旋转速度反馈信号(以后，记作速度反馈ωfbk)。从速度传感器91输出的速度反馈ωfbk经由电动机驱动装置100的端子C输入到逆变器控制部59。另外，从未图示的外部的设备指示电动机90的旋转速度的信号(以下，记作外部速度指令)经由电动机驱动装置100的端子D输入到逆变器控制部59。在此，在电动机90向提升方向旋转时，外部速度指令以及速度反馈ωfbk为正值，在电动机90向降下方向旋转时，外部速度指令以及速度反馈ωfbk为负值。
之后进行逆变器控制部59内的说明。逆变器控制部59内的速度基准设定部61输入来自外部的外部速度指令、和作为直流电压检测器52的输出信号的直流电压反馈VDCfbk以及作为瞬低检测器12的输出的瞬低检测信号P2，并将内部速度指令输出到减法电路62。关于速度基准设定部61的内部构成，之后进行叙述。
速度反馈ωfbk被输入到逆变器控制部59内的减法电路62的－端子。作为速度基准设定部61的输出的内部速度指令被输入到减法电路(减法单元)62的+端子。例如，速度基准设定部61是速度基准设定单元的一个例子。
减法电路62根据内部速度指令对速度反馈ωfbk进行减法运算，其结果，将所得到的速度偏差输入到速度控制部(ASPR：Automatic SPeedRegulator)63。
速度控制部63以使从减法电路62输入的速度偏差成为最小的方式，输出转矩电流基准，并输入到减法电路64的+端子。
减法电路64将转矩电流基准与作为转换电路67的输出的输出电流反馈Ifbk的转矩电流分量的偏差电流信号输入到电流控制部(ACR：AutomaticCurrent Regulator)(电流控制单元)65。
电流控制部65以使从减法电路64输入的电流偏差信号成为最小的方式生成作为输出的电压指令信号，并输入到PWM控制器66。
PWM控制器66基于从电流控制部65输入的电压指令信号，生成并输出对构成逆变器60的开关元件进行控制的栅极脉冲。从PWM控制器66输出的栅极脉冲被输入到逆变器60。逆变器60基于从PWM控制器66输入的栅极脉冲而被控制，输出用于驱动电动机90的交流电压。即，逆变器60以使电动机90的旋转速度追随内部速度指令的方式控制输出。
图2是表示速度基准设定部(速度基准设定单元)61的内部构成的一个例子的框图。以下，使用图2以及图1，对速度基准设定部61进行说明。速度基准设定部61由速率产生电路611与校正电路641构成。
外部速度指令被输入到速率产生电路611，速率产生电路611的输出被输入到校正电路641内的减法电路612的+端子。
速率产生电路611例如即使在外部速度指令呈阶梯状急剧地变化了的情况下，也通过使速率产生电路611输出的信号的变化率为预先确定的规定的变化率以下，从而进行抑制速率产生电路611的变化并最终抑制对电动机90赋予急剧的转矩变动的动作。
在减法电路612的－端子被输入作为校正电路641内的切换电路628的输出的速度指令校正值。减法电路612的输出被输入到校正电路641内的绝对值电路613以及校正电路641内的比较电路626的A端子。进而，减法电路612的输出作为内部速度指令被从速度基准设定部61输出，并被输入到减法电路62。即，从外部输入的外部速度指令经由速率产生电路611在校正电路641内的减法电路612中减去速度指令校正值，作为内部速度指令而输出。
关于速度指令校正值的产生方法，以后进行说明。从瞬时电压下降检测部10输出的瞬低检测信号P2被输入到校正电路641内的逻辑积电路(AND circuit)618的第一端子和接通延迟器616。
接通延迟器616是在输入信号从L电平变为H电平时，在规定的延迟设定时间后使输出从L电平变为H电平的电路。另外，接通延迟器616是在输入信号从H电平变为L电平时，使输出瞬间从H电平变为L电平的电路。在本实施例中，例如接通延迟器616的延迟时间被设定为电动机驱动装置100的瞬低允许时间Ta。
接通延迟器616的输出被输入到校正电路641内的反转电路617，并且作为保护请求信号向速度基准设定部61外输出。当交流电源1的电压下降持续了电动机驱动装置100的瞬低允许时间Ta以上时，接通延迟器616的输出成为H电平。
保护请求信号例如被输入到PWM控制部66，当交流电源1的电压下降超过电动机驱动装置100的瞬低允许时间Ta而持续时，能够对逆变器60指示栅极块等的保护请求动作。例如，瞬低允许时间Ta是第一设定时间的一个例子。例如，瞬低允许时间Ta为0.6秒。
反转电路617的输出被输入到逻辑积电路618的第二端子。反转电路617是输出与输入信号相反的逻辑电平的电路。
逻辑积电路618是输出第一端子输入与第二端子输入的逻辑积的电路。因而，逻辑积电路618的输出在瞬低检测信号P2从L电平变为H电平时，立即成为H电平，瞬低检测信号P2继续H电平，在H电平的持续时间为接通延迟器616的延迟设定时间即瞬低允许时间Ta以后时，逻辑积电路618的输出成为L电平。另外，在瞬低检测信号P2的H电平的持续时间比接通延迟器616的延迟设定时间短的情况下，当瞬低检测信号P2从H电平变为L电平时，逻辑积电路618的输出也立即成为L电平。逻辑积电路618的输出被输入到校正电路641内的逻辑积电路619的第二端子。
绝对值电路613的输出被输入到校正电路641内的比较器615的B端子与比较器633的A端子。
在比较器615的A端子被输入由设定电路614设定的值。在此，设定电路614的设定值例如是电动机90的额定旋转速度的10％的值。比较器615是在A端子的值小于B端子的值的情况下，使比较器615的输出为H电平的比较电路。因而，在本实施例中，例如在内部速度指令的绝对值大于电动机90的额定旋转速度的10％的情况下，比较器615的输出成为H电平。比较器615的输出被输入到逻辑积电路619。逻辑积电路619的输出与第一校正控制电路623的使能端子(以后，将使能端子记作E端子)连接。
设定电路620的输出被输入到校正电路641内的减法电路621的+端子，作为直流电压检测器52的输出信号的直流电压反馈VDCfbk被输入到减法电路621的－端子。设定电路620的设定值例如是额定直流电压。例如，设定电路620的设定值为第一基准值的一个例子。
减法电路621将设定电路620与直流电压反馈VDCfbk的偏差输出到校正电路641内的第一校正控制电路623的输入端子。
第一校正控制电路623例如是如下那样的带使能端子的比例积分电路：在对E端子输入了H电平的情况下，以使赋予给输入端子的偏差接近于最小的方式进行控制，并向校正电路641内的减法电路624的+端子输出信号，当E端子输入成为L电平时，第一校正控制电路623的输出变为零附近。另外，在第一校正控制电路623是比例积分电路等具有积分要素的电路的情况下，优选如下的构成，即：在E端子为L电平期间，积分要素被复位，第一校正控制电路623的输出成为零附近。这是因为，通过采用E端子为L电平期间积分要素被复位的构成，在E端子从L电平变为H电平的情况下，第一校正控制电路623的输出能够从零附近起连续地变化。
在比较器633的B端子输入由设定电路632设定的值。在此，设定电路632的设定值例如是电动机90的额定旋转速度的110％的值。
比较器633是在A端子的值小于B端子的值的情况下，使比较器633的输出为H电平的比较电路。因而，在本实施例中，例如在内部速度指令的绝对值为电动机90的额定旋转速度的110％以下的情况下，比较器633的输出成为H电平。
比较器633的输出与校正电路641内的第二校正控制电路634的E端子连接。设定电路630的输出被输入到校正电路641内的减法电路631的－端子，作为直流电压检测器52的输出信号的直流电压反馈VDCfbk被输入到减法电路631的+端子。设定电路630的设定值例如是额定直流电压的110％的值。例如，设定电路630的设定值是第二基准值的一个例子。
减法电路631将设定电路630与直流电压反馈VDCfbk的偏差输出到第二校正控制电路634。
第二校正控制电路634例如是如下那样的带使能端子的比例积分电路：在对E端子输入了H电平的情况下，以使赋予给输入端子的偏差接近于最小的方式进行控制，并向校正电路641内的限幅电路635输出信号，当E端子输入成为L电平时，第二校正控制电路634的输出变为零附近。另外，在第二校正控制电路634是比例积分电路等具有积分要素的电路的情况下，优选的是如下构成，即：在E端子为L电平期间，积分要素被复位，第二校正控制电路634的输出成为零附近。这是因为，通过采用在E端子为L电平的期间积分要素被复位的构成，在E端子从L电平变为H电平的情况下，第二校正控制电路634的输出能够从零附近起连续地变化。
限幅器635是下限限幅器，例如下限值被设定为零。通过将限幅器365的下限值设定为零，第二校正控制电路634仅在内部速度指令为电动机90的额定旋转速度的110％以下的情况下、且直流电压反馈VDCfbk例如超过了额定直流电压的110的情况下，使限幅器635的输出为零以外的正的输出，除此以外，限幅器635的输出为零。
在此，限幅器635仅在第二校正控制电路634的输出为正时使输出为有效。即，构成了仅在直流电压反馈VDCfbk成为由设定电路630设定的值以上的情况下才成为有效的电路。限幅器635的输出被输入到减法电路624的－端子。
减法电路624输出第一校正控制电路623的输出与限幅器635的输出的差分。减法电路624的输出被输入到切换电路628的A端子与校正电路641内的极性反转电路627。
极性反转电路627是将所输入的值与－1相乘，并输出其结果的电路。极性反转电路627的输出被输入到切换电路628的B端子。
切换电路628的控制信号端子被输入作为比较器626的输出的切换信号S1。
比较器626的B端子被输入由设定电路625设定的值。在此，设定电路635的设定值为零。比较器626是在A端子的值小于B端子的值的情况下，使比较器633的输出为H电平的比较电路。因而，在本实施例中，例如在内部速度指令为使电动机90向提升方向旋转的值的情况下，作为比较器626的输出的切换信号S1成为L电平，在内部速度指令为使电动机90向降下方向旋转的值的情况下，作为比较器626的输出的切换信号S1成为H电平。比较器626的输出与切换电路628的控制信号端子连接。
切换电路628是在控制信号端子的输入信号电平为L电平的情况下输出与A端子连接的信号、在控制信号端子的输入信号电平为H电平的情况下输出与B端子连接的信号的切换电路。因而，在本实施例中，在内部速度指令为使电动机90向提升方向旋转的值的情况下，切换电路628输出减法电路624的输出信号，在内部速度指令为使电动机90向降下方向旋转的值的情况下，切换电路628输出极性反转电路627的输出信号。
即，第一校正控制电路623构成如下电路，即：以在交流电源1的电压下降产生时将直流电压反馈VDCFBK维持为设定电路620的设定值(例如额定电压)的方式输出速度校正信号。另外，比较器615、逻辑积电路619构成如下电路，即：在电动机的速度(绝对值)小于由设定电路614确定的规定值(例如10％)的情况下停止输出其速度校正信号。
另外，第二校正控制电路634构成如下电路，即：在直流电压反馈VDCFBK上升了的情况下以维持为设定电路630的设定值(例如额定的110％电压)以下的方式输出速度校正信号。另外，比较器633构成如下电路，即：在电动机的速度(绝对值)超过由设定电路614确定的规定值(例如额定旋转速度的110％)的情况下停止输出该速度校正信号。
切换电路628的输出作为速度指令校正值而输入到减法电路612的－端子。即，切换电路628是根据电动机的旋转方向而切换第一校正控制电路623的输出、经由限幅电路635的第二校正控制电路634的输出即速度指令校正值的极性的电路。
校正电路641构成为，在交流电源1的电压下降产生时，比较直流电压反馈VDCfbk与设定电路620的设定值，以使其差分接近于零的方式校正外部速度指令，并作为内部速度指令而输出。
校正电路641在交流电源1的电压下降产生时，在直流电压反馈VDCfbk高于设定电路620的设定值的情况下，向作为绝对值的内部速度指令增加的方向校正，在直流电压反馈VDCfbk低于设定电路620的设定值的情况下，向作为绝对值的内部速度指令减少的方向校正。
另外，校正电路641比较直流电压反馈VDCfbk与设定电路630的设定电值，在直流电压反馈VDCfbk超过设定电路630的情况下，其差分向使作为绝对值的内部速度指令上升的方向校正以使其差分接近零。
在起重机等装置中，电动机驱动装置100是进行动力运行动作还是进行再生动作，由载荷与配重的关系来决定，因此能够在提升、降下这两个方向上进行动力运行动作与再生动作。因此，对在提升、降下这两个方向上，在各个动力运行动作以及再生动作中产生了交流电源1的电压下降的情况下的实施例1的电动机驱动装置100的动作进行说明。
图3是对实施例1的电动机驱动装置的提升、动力运行动作时在交流电源1产生电压下降，之后恢复了电力的情况下的电动机驱动装置100的各部的动作进行说明的时序图。在图3中，(a)～(e)所示的波形与图1中的(a)～(e)的部位的波形对应。以下，使用图1、图2以及图3，对实施例1的电动机驱动装置100的提升、动力运行动作时产生了交流电源1的电压下降的情况下的动作的一个例子进行说明。
图3的(a)是交流电源1的电压(以下，记作交流电压)的有效值的变化的一个例子。在该例子中，示出了如下状态：交流电压在时刻t0开始下降，在时刻t1成为瞬低检测器12动作的额定电压的75％以下，之后开始恢复，在时刻t2转换器50恢复到能够进行转换器运转的电压，在时刻t4恢复到瞬低检测器12要恢复的额定电压的90％。在此，从时刻t1到时刻t2的期间比接通延迟器616的延迟设定时间Ta短。
图3的(b)表示作为瞬低检测器12的输出的瞬低检测信号P2的动作。示出了如下状态：交流电压在时刻t1成为额定电压的75％以下，在时刻t2恢复为额定电压的90％，因此由瞬低检测器12检测到，瞬低检测信号P2在时刻t1从L电平变为H电平，并在时刻t4变为L电平。
图3的(c)是外部速度指令。在本实施例中，即使在检测出交流电源1的电压下降的情况下，也继续电动机90的运转，因此示出了从外部赋予的外部速度指令为一定值的情况。
图3的(d)是内部速度指令。在时刻t1以前，外部速度指令与内部速度指令是相等的值。内部速度指令在瞬低检测信号P2成为H电平的时刻t1以后下降，在时刻t2以后转为上升，在时刻t3再次与外部速度指令相等。
图3的(e)是输出电流反馈Ifbk。在时刻t1以前是一定的，但在t1以后下降，在时刻t2以后转为上升，在时刻t3再次成为一定。
图3的(f)是转矩电流基准。在时刻t1以前，由于为动力运行动作，因此表示为正值。在时刻t1以后，由于内部速度指令下降而进行再生动作，因此转矩电流基准表示为负值，在时刻t2以后，由于变为动力运行动作，因此变为正值，在时刻t3恢复为初始值。
图3的(g)是速度反馈ωfbk。成为追随内部速度指令的动作。
图3的(h)是直流电压反馈VDCfbk。在产生交流电源1的电压下降的时刻t0以后下降，在时刻t1以后下降被抑制，交流电源1恢复并在时刻t2以后转为上升，在时刻t3与初始值相等。
以下，对动作进行说明。在图3的初始条件中，由于为提升动作时，因此作为减法电路612的输出的内部速度指令为正值。因而，比较器626的输出为L电平，切换电路628选择输入端子A即减法电路624的输出。
在提升、动力运行动作时，若在时刻t1图3(b)所示的瞬低检测信号P2被输出，则速度基准设定部61内的逻辑积电路618的输出成为H电平。在此，若内部速度指令的绝对值例如为10％以上，则逻辑积电路619的输出也成为H电平，第一校正控制电路623能够进行动作。
第一校正控制电路623以使设定电路620的设定值与直流电压反馈VDCfbk的差分成为最小的方式输出信号。另外，在该情况下，由于直流电压反馈VDCfbk低于设定电路630的值，因此减法电路631的输出为负值。因而，第二校正控制电路634的输出也为负值，但通过限幅电路635使得限幅电路635的输出为零。因而，在减法电路612的－端子输入与第一校正控制电路623的输出值相等的值。
在此，若在动力运行动作时产生交流电源1的电压下降，则转换器50无法向直流电路供给电力，因此从时刻t0起直流电路的电压下降，如图3(h)所示，直流电压反馈VDCfbk也下降。因而，减法电路621的输出取正值。
若在时刻t1第一校正控制电路623的使能端子输入成为H电平，则第一校正控制电路623以使正的减法电路621的输出接近于零的方式输出正值。其结果，作为减法电路612的输出的内部速度指令下降。
图3的(f)所示的转矩电流基准由于在时刻t1内部速度指令下降，因此为了使电动机90的速度下降而从表示动力运行的正值例如变为表示再生的负值。另外，由图3的(e)所示的输出电流检测器70检测出的输出电流反馈Ifbk也从时刻t1起变为小的值。在图3的(g)中，示出了速度反馈ωfbk追随于图3的(d)所示的内部速度指令的动作。图3的(h)所示的直流电压反馈VDCfbk，作为时刻t1以后一系列的动作的结果，下降得到抑制。
若交流电压恢复电力，并在时刻t2转换器50成为能够动作的电平，则直流电压上升。因此，由于减法电路621的差分减少，因而第一校正控制电路623的输出转为下降。因而，作为图3的(d)所示的减法电路612的输出的内部速度指令上升。此外，图3的(f)所示的转矩电流基准为了使速度上升而转为动力运行。另外，如图3的(d)(f)(h)所示，若在时刻t3直流电压与额定电压相等，则内部速度指令也变为与外部速度指令相等的值，转矩指令也成为电压下降以前的值。
并且，如图3的(a)所示，若在时刻t4交流电压恢复到规定的值，则如图(3)所示那样，瞬低检测成为L电平。
如以上那样，实施例1的电动机驱动装置即使在提升、动力运行运转中产生瞬时电压下降，也能够不停止而继续运转。
图4是对实施例1的电动机驱动装置的提升、再生动作时在交流电源1产生电压下降，之后恢复了电力的情况下的电动机驱动装置100的各部的动作进行说明的时序图。在图4中，(a)～(e)所示的波形与图3相同，对应于图1中的(a)～(e)的部位的波形。以下，使用图1、图2以及图4，对实施例1的电动机驱动装置100的提升、再生动作时产生了电压下降的情况下的动作的一个例子进行说明。
图4的(a)与图3的(a)相同，是交流电源1的电压(以下，记作交流电压)的有效值的变化的一个例子。由于交流电压的变化与图3的(a)相同，因此省略说明。
图4的(b)与图3的(b)相同，表示作为瞬低检测器12的输出的瞬低检测信号P2的动作。由于动作与图3的(b)相同，因此省略说明。
图4的(c)是外部速度指令。在本实施例中，即使在检测出交流电源1的电压下降的情况下，也继续电动机90的运转，因此示出了从外部赋予的外部速度指令为一定值的情况。
图4的(d)是内部速度指令。在时刻t1以前，外部速度指令与内部速度指令是相等的值。内部速度指令在瞬低检测信号P2成为H电平的时刻t1以后上升，在时刻t2以后转为下降，在时刻t3再次与外部速度指令相等。
图4的(e)是输出电流反馈Ifbk。在时刻t1以前是一定的，但在t1以后下降，在时刻t2以后转为上升，在时刻t3再次成为一定。
图4的(f)是转矩电流基准。在时刻t1以前，由于是再生动作，因此表示为负值。在时刻t1以后，由于内部速度指令上升而成为动力运行动作，转矩电流基准表示为正值，在时刻t2以后，由于变为再生动作，因此变为负值，在时刻t3恢复为初始值。
图4的(g)是速度反馈ωfbk。成为追随于内部速度指令的动作。
图4的(h)是直流电压反馈VDCfbk。在产生电压下降的时刻t0以后上升，在时刻t1以后上升被抑制，交流电源1恢复并在时刻t2以后下降，在时刻t3与初始值相等。
在图4的初始条件中，由于为提升动作时，因此作为减法电路612的输出的内部速度指令为正值。因而，比较器626的输出为L电平，切换电路628选择输入端子A即减法电路624的输出。
在提升、再生动作时，若在时刻t1图3的(b)所示的瞬低检测信号P2被输出，则速度基准设定部61内的逻辑积电路618的输出成为H电平。在此，若内部速度指令的绝对值例如为10％以上，则逻辑积电路619的输出也成为H电平，第一校正控制电路623能够进行动作。第一校正控制电路623以使设定电路620的设定值与直流电压反馈VDCfbk的差分成为最小的方式输出信号。
另外，该情况下，由于直流电压反馈VDCfbk低于设定电路630的值，因此减法电路631的输出为负值。因而，虽然第二校正控制电路634的输出也为负值，但通过限幅电路635使得限幅电路635的输出为零。因而，减法电路612的－端子被输入与第一校正控制电路623的输出值相等的值。在此，若在再生动作时产生交流电源1的电压下降，则转换器50无法从直流电路向交流电源1再生电力，因此从时刻t0起直流电路的电压上升，如图3的(h)所示，直流电压反馈VDCfbk也上升。因而，减法电路621的输出取负值。若在时刻t1第一校正控制电路623的使能端子输入成为H电平，则第一校正控制电路623以使负的减法电路621的输出接近于零的方式输出负值。其结果，作为减法电路612的输出的内部速度指令上升。由于在时刻t1内部速度指令上升，因此图3的(f)所示的转矩电流基准为了使电动机90的速度上升而从表示再生的负值例如变为表示动力运行的正值。另外，由图3的(e)所示的输出电流检测器70检测出的输出电流反馈Ifbk也从时刻t1起变为小的值。在图4的(g)中，示出了速度反馈ωfbk追随于图4的(d)所示的内部速度指令的动作。图4的(h)所示的直流电压反馈VDCfbk，作为在时刻t1以后一系列的动作的结果，上升得到抑制。
若交流电压恢复电力，并在时刻t2成为转换器50能够动作的电平，则直流电压下降。因此，由于减法电路621的差分减少，因而第一校正控制电路623的输出的绝对值转为下降。因而，作为图4的(d)所示的减法电路612的输出的内部速度指令下降。此外，图4的(f)所示的转矩电流基准为了使速度下降而转为再生。另外，如图4的(d)(f)(h)所示，若在时刻t3直流电压变为与额定电压相等，则内部速度指令也变为与外部速度指令相等的值，转矩指令也成为电压下降以前的值。
如以上那样，实施例1的电动机驱动装置即使在提升、再生运转中产生交流电源1的电压下降，也能够不停止而继续运转。
图5是对实施例1的电动机驱动装置的降下、动力运行再生动作时在交流电源1产生电压下降并在之后恢复了电力的情况下的电动机驱动装置100的各部的动作进行说明的时序图。在图5中，(a)、(b)、(e)所示的波形与图3相同，对应于图1中的(a)、(b)、(e)的部位的波形。以下，使用图1、图2以及图5，对实施例1的电动机驱动装置100的提升、再生动作时产生了瞬时电压下降的情况下的动作的一个例子进行说明。
图5的(a)与图3的(a)相同，是交流电源1的电压(以下，记作交流电压)的有效值的变化的一个例子。由于交流电压的变化与图3的(a)相同，因此省略说明。
图5的(b)与图3的(b)相同，表示作为瞬低检测器12的输出的瞬低检测信号P2的动作。由于动作与图3的(b)相同，因此省略说明。
图5的(c)是外部速度指令。由于为降下运转，因此外部速度指令表示为负值。在本实施例中，即使在检测出交流电源1的电压下降的情况下，也继续电动机90的运转，因此示出了从外部赋予的外部速度指令为一定值的情况。除了极性反转以外与图3的(c)相同。
图5的(d)是内部速度指令。在时刻t1以前，外部速度指令与内部速度指令是相等的负值。内部速度指令在瞬低检测信号P2成为H电平的时刻t1以后上升(正方向)，在时刻t2以后转为下降(负方向)，在时刻t3再次与外部速度指令相等。除了极性反转以外，与图3的(d)相同。
图5的(e)是输出电流反馈Ifbk。在时刻t1以前是一定的，但在t1以后下降，在时刻t2以后转为上升，在时刻t3再次成为一定。与图3的(d)相同。
图5的(f)是转矩电流基准。在时刻t1以前，由于是动力运行动作，因此表示为正值。在时刻t1以后，由于内部速度指令的绝对值下降而成为再生动作，转矩电流基准表示为负值，在时刻t2以后，由于变为动力运行动作而变为正值，在时刻t3恢复为初始值。与图3的(f)相同。
图5的(g)是速度反馈ωfbk。成为追随于内部速度指令的动作。
除了极性反转以外，与图3的(g)相同。
图5的(h)是直流电压反馈VDCfbk。在产生交流电源1的电压下降的时刻t0以后下降，在时刻t1以后下降被抑制，当交流电源1恢复时，在时刻t2以后上升，在时刻t3与初始值相等。与图3的(d)相同。
在图5的初始条件中，由于为降下、动力运行动作时，因此作为减法电路612的输出的内部速度指令为负值。因而，比较器626的输出为H电平，切换电路628选择输入端子B即极性反转电路627的输出。即，将减法电路624的输出的极性反转后的值作为速度校正值而输入到减法电路612的－端子输入。
以下的动作除了外部速度指令、内部速度指令的极性反转以外与图3的说明相同，因此省略以后的说明。
如以上那样，实施例1的电动机驱动装置即使在降下、动力运行运转中产生交流电源1的电压下降，也能够不停止而继续运转。
图6是对实施例1的电动机驱动装置的降下、再生动作时在交流电源1产生电压下降并在之后恢复了电力的情况下的电动机驱动装置100的各部的动作进行说明的时序图。在图5中，(a)、(b)、(e)所示的波形与图3相同，对应于图1中的(a)、(b)、(e)的部位的波形。以下，使用图1、图2以及图6，对实施例1的电动机驱动装置100的提升、再生动作时产生了交流电源1的电压下降的情况下的动作的一个例子进行说明。
图6的(a)与图3的(a)相同，是交流电源1的电压(以下，记作交流电压)的有效值的变化的一个例子。由于交流电压的变化与图3的(a)相同，因此省略说明。
图6的(b)与图3的(b)相同，表示作为瞬低检测器12的输出的瞬低检测信号P2的动作。由于动作与图3的(b)相同，因此省略说明。
图6的(c)是外部速度指令。由于是降下运转，因此外部速度指令表示负值。在本实施例中，即使在检测出交流电源1的电压下降的情况下，也继续电动机90的运转，因此示出了从外部赋予的外部速度指令为一定值的情况。
图6的(d)是内部速度指令。在时刻t1以前，外部速度指令与内部速度指令是相等的负值。内部速度指令在瞬低检测信号P2成为H电平的时刻t1以后下降(负方向)，在时刻t2以后转为上升(正方向)，在时刻t3再次与外部速度指令相等。
图6的(e)是输出电流反馈Ifbk。在时刻t1以前是一定的，但在t1以后下降，在时刻t2以后转为上升，在时刻t3再次成为一定。
图6的(f)是转矩电流基准。在时刻t1以前，由于是再生动作，因此表示为负值。在时刻t1以后，由于内部速度指令的绝对值上升而成为动力运行动作，转矩电流基准表示为正值，在时刻t2以后由于变为再生动作而变为负值，在时刻t3恢复为初始值。
图6的(g)是速度反馈ωfbk。成为追随于内部速度指令的动作。
图6的(h)是直流电压反馈VDCfbk。在产生交流电源1的电压下降的时刻t0以后上升，在时刻t1以后下降被抑制，当交流电源1恢复时，在时刻t2以后下降，在时刻t3变为与初始值相等。
在图6的初始条件中，由于为降下、再生动作时，因此作为减法电路612的输出的内部速度指令为负值。因而，比较器626的输出为H电平，切换电路628选择输入端子B即极性反转电路627的输出。即，将减法电路624的输出的极性反转后的值作为速度校正值输入到减法电路612的－端子输入。以下的动作除了外部速度指令、内部速度指令的极性反转以外与图4的说明相同，因此省略以后的说明。
如以上那样，实施例1的电动机驱动装置即使在降下、再生运转中产生交流电源1的电压下降，也能够不停止而继续运转。
如以上说明那样，根据本发明的实施例，能够提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置在卷扬机、起重机等的提升以及降下中所使用的电动机运转中产生了交流电源的电压下降时，通过检测交流电源的电压下降，校正该电动机的旋转速度的速度指令，能够防止该电动机驱动装置停止，并在装置的允许范围内继续运转。
附图标记说明
100 电动机驱动装置
1 交流电源
2、3 断路器
10 瞬时电压下降检测部
11 变压器
12 瞬低检测器
20 滤波器部
21、22 电抗器
23 电容器
30 电磁开闭器
40 输入电流检测器
50 转换器
51 平滑电容器
52 直流电压检测器
58 转换器控制部
59 逆变器控制部
60 逆变器
61 速度基准设定部
611 速率产生电路
613 绝对值电路
614、620、625、630、632 设定电路
615、626、633 比较器
616 接通延迟器
617 反转电路
618、619 逻辑积电路
623 第一校正控制电路
634 第二校正控制电路
627 极性反转电路
628 切换电路
629 一次延迟电路
62、64、612、621、624、631 减法电路
635 限幅器
641 校正电路
63 速度控制部
65 电流控制部
66 PWM控制器
67 转换电路
70 输出电流检测器
80 电磁开闭器
90 电动机
91 速度传感器

Claims (5)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：
转换器，接受交流电源的供给而将交流电源的电力供给至直流电路；
逆变器，将来自所述直流电路的电力转换为可变频率的交流电力，驱动卷扬机所使用的电动机；
电压下降检测单元，检测所述交流电源的电压下降；
转换器控制部，控制所述转换器；
直流电压检测单元，检测所述直流电路的直流电压；以及
逆变器控制部，控制所述逆变器，
所述逆变器控制部具备：
速度基准设定单元，设定所述电动机的旋转速度；
对速度偏差进行检测的单元，所述速度偏差是旋转速度检测单元的输出与作为所述速度基准设定单元的输出的内部速度指令之间的偏差，所述旋转速度检测单元用于检测所述电动机的旋转速度；以及
根据所述速度偏差的输出来控制所述逆变器的输出电流的单元，
所述速度基准设定单元具备对从外部赋予的外部速度指令进行校正的校正电路，
所述校正电路，
在从所述电压下降检测单元接收到电压下降信号时，根据所述直流电压检测单元的检测值与第一基准值之间的偏差，对所述外部速度指令进行校正，并作为所述速度基准设定单元的输出。
2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述第一基准值为电动机驱动装置的直流额定电压。
3.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述校正电路，
在动力运行时，向使作为绝对值的所述电动机的旋转速度下降的方向校正外部速度指令，在再生时，向使作为绝对值的所述电动机的旋转速度上升的方向校正所述外部速度指令。
4.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在基于所述直流电压检测单元的检测值超过比所述第一基准值大的第二基准值的情况下，所述校正电路向使作为绝对值的所述电动机的旋转速度上升的方向校正所述外部速度指令。
5.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述速度基准设定部，
在来自所述电压下降检测单元的所述电压下降检测信号超过第一设定时间而持续的情况下，停止所述外部速度指令的校正，并输出保护请求信号。
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