CN1445921A - Ac电动机控制用的转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种AC电动机控制用的转换装置。通过将进行任意的2个相位的电流检测而将第1和第2电流检测器及第1和第2 A/D变换器装入转换装置中而实现一体化。并且，将用于修正第1电流检测器和第1 A/D变换器的增益及第2电流检测器和第2 A/D变换器的增益的不平衡的修正值存储于存储器中。用该修正值与任一相的检测电流值相乘，便可做到使这2个相位的电流反馈增益相同。

Description

AC电动机控制用的转换装置
技术领域
本发明是关于对使用在控制AC电动机的转换装置的改进。
背景技术
驱动AC电动机的转换装置是检测并反馈从该转换装置输出到AC电动机的各相电流，并进行电流反馈控制。例如，安装在三相AC电动机上的转换装置中，设置有检测2相的各相电流的电流检测器，并进行各相电流的反馈控制。
这时，当电流检测器的增益出现差值时就会发生转矩波动，并产生AC电动机的旋转不均现象。为了避免这些不好的状况，现在的情况是在转换装置运转前至运转中，根据转换装置的电流检测器的检测值和电动机速度·位置·转矩信息，通过手动或者自动对各转换装置，进行增益不平衡的调整。例如，参照特开平6-121569号公报。
在现有技术中，为了修正转换装置的电流检测器的增益不平衡，在转换装置运转前至运转中，有必要一边使电动机运转，一边对转换装置输出电流等进行处理，另外，在更换转换装置，并将该转换装置连接到电动机或电流检测器上时，需要再次进行与上相同的调整。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种转换装置，它对现有技术存在的问题进行了改进，不需要在转换装置运转时进行的调整，或向电动机上装配转换装置时，或更换转换装置时对增益不平衡进行再次调整。
本发明是通过设置以下装置，即：用于在AC电动机控制用的转换装置中进行2相以上的各相电流的检测的各相电流检测装置；存储用于修正上述各电流检测装置的增益不平衡的修正信息的存储装置；及根据在上述电动机驱动时在上述存储装置中存储的上述修正信息而修正上述增益不平衡的装置；从而实现了不需要在转换装置运转中进行调整，及向电动机上装配并更换转换装置时的增益不平衡的调整。而且，用于修正该增益不平衡的修正信息是根据将各电流检测装置装配在转换装置中，由各电流检测装置反馈到转换装置的电流控制电路中的反馈值而求出的，并存储在上述存储装置中。
另外，该修正信息可为2相以上的电流检测装置的增益的比率或增益本身，或者，进而，在2相输出相同电流的状态下，使2种模式以上的输出电流流过，这时取这些各相电流检测电路的输出值的差值的比率。
本发明因为将2相以上的电流检测装置组装到转换装置中而被一体化，所以，在制造该转换装置时，就可以求出电流检测装置的增益不平衡，将用于修正增益不平衡的修正信息设定并存储在存储装置中，所以在将该转换装置装配在电动机中的时候，不需要进行增益不平衡的调整而可以直接进行转换器的运转。还有，转换装置更换的时候，也不需要进行增益不平衡的调整。所以，在将转换装置装在电动机上的现场进行操作变得容易。而且，可根据反馈到电流控制电路中的电流反馈值求出用于修正存储在存储装置中的增益不平衡的修正信息，可以得到更正确的信息。
附图说明
图1是本发明的转换装置的一实施例的方框图。
图2是说明同一实施例的增益不平衡的测定方法以及修正值的设定方法的说明图。
图3是说明用同一实施例的增益不平衡的测定方法的R相的检测结果的说明图。
图4是说明用同一实施例的增益不平衡的测定方法的S相的检测结果的说明图。
具体实施方式
图1是用于本发明的AC电动机控制用转换装置的实施例的方框图。本实施例的转换装置10如图1所示，由以下部分构成：构成由晶体管等整流元件和二极管等组成的转换器自身的电桥电路1、制成驱动控制该电桥电路1的PWM(pulse width modulation)指令的PWM指令生成部2、利用从上位控制装置发出的电流指令(转矩指令)与电流反馈值进行电流的反馈控制并向PWM指令生成部2输出指令信号的电流控制电路3、电流检测器4r、4s(在该实施例中用于检测R相和S相的电流)、A/D变换器5r、5s和乘法器6、还有EEPROM7。
在本发明中，如该图1所示，其特征如下：在转换装置10内已经装有并构成电流检测器4r、4s以及A/D变换器5r、5s的电流检测装置，并具有乘法器6、EEPROM 7。
转换装置10的输出即电桥电路1的R相、S相、T相的输出连接到AC电动机。利用从上位控制装置(没有图示)发出的电流指令(转矩指令)、和在用电流检测器4r、4S检测并在A/D变换器5r、5s中变换为数字信号的电流反馈值，电流控制电路3进行电流的反馈控制、并向PWM指令生成部2输出指令信号。根据该指令信号，PWM指令生成部2输出使电桥电路1的整流元件打开/关闭的PWM指令、从而控制电桥电路1。
若2个电流检测装置的增益(包括电流检测器的增益和A/D变换器的增益都称之为电流检测装置的增益)相同虽没有问题，但由于通常是不同的，为了调整该增益不平衡，设置了乘法器6、EEPROM7。用这些装置调整R相、S相的电流检测装置的增益(电流反馈的增益)使其成为相同。该实施例中，通过调整使R相的电流反馈信号乘以存储在EEPROM7中的修正值H，R相的电流检测装置(4r、5r)的增益(是电流反馈的增益，包括电流检测器4r和A/D变换器5r的增益)和S相的电流检测装置(4s、5s)的增益(包含电流检测器4s和A/D变换器5s的增益)相等。
现在，用于存储增益不平衡的ROM未置于转换装置内。因此，电流检测器的增益不平衡的调整只能在将转换装置及电流检测器装入电动机之后进行，并在使转换装置工作而驱动电动机的过程中进行，或者在电动机驱动前锁住电动机旋转，使电流流过转换装置，检测电流检测装置的增益不平衡并进行调整。
本发明由于作为转换装置将电流检测器4r、4s还有A/D变换器5r、5s都装入其中成为一体化，所以电流检测装置的特性就已确定，电流检测装置(电流反馈)的增益不平衡也已确定。因此，在构成转换装置10时，可以测定该电流检测装置的增益不平衡，并可以将修正值H存储在EEPROM7中。
其结果，在将转换装置安装在电动机上的现场，不需要进行增益不平衡的调整，当然，在更换转换装置时，由于也不需要进行这种调整，所以，电动机控制装置的制作变得容易。
图2是说明将用于测定该电流检测装置的增益不平衡和调整该不平衡的修正值H录入EEPROM7中的说明图。
在将该转换装置10装配在电动机上之前，即在组装出该转换装置10时，(例如出厂时)，将进行电流检测的2相部分的输出端子用负载电阻21短路连接。该实施例中，在R相、S相中由于安装有电流检测器4r、4s，负载电阻21连接在R相、S相的输出端子上，另外，将A/D变换器5r、5s的输出连接在运算装置22中。
该R相和S相之间流过直流电流I0。例如，首先，流过I0＝A安培电流，其次，改变其大小和方向，流过I0＝-B安培电流。在此，在流过电流A安培时，用电流检测器4r检测的值是Ird1，用电流检测器4s检测的值是Isd2。还有，在流过电流-B安培时，用电流检测器4r检测的值是Ird2，用电流检测器4s检测的值是Isd1。
其结果如图3所示，R相中流过的电流从-B安培变化到A安培之间，由于用电流检测器4r检测的检测值从Ird2变化到Ird1，所以，电流检测器4r的增益Gr作为连接图3的点(-B，Ird2)和点(A，Ird1)的直线的倾斜度而得出。
Gr＝(Ird1-Ird2)/(A+B)                           ……(1)
还有，同样地，S相中流过的电流从-B安培变化到A安培之间，由于用电流检测器4s检测的检测值从Isd1变化到Isd2，电流检测器4s的增益Gs作为连接图4的点(-B，Isd1)和点(A，Isd2)的直线的倾斜度而得出。
Gs＝(Isd1-Isd2)/(A+B)                           ……(2)
增益不平衡的Gub是根据上述1式、2式，利用下面3式而求出。
Gub＝(Gr/Gs)-1＝{(Ird1-Ird2)/(Isd 1-Isd2)}-1    ……(3)
还有，该实施例中，由于将修正值H乘以R相的检测电流值，使该增益不平衡得到消除，修正值H是
H＝I/(Gub+1)＝(Gs/Gr)＝1/{(Ird1-Ird2)/(Isd1-Isd2)}  …(4)
在此，通过A/D变换器5r、5s把用电流检测器4r、4s检测的Ird1、Ird2、Isd1、Isd 2输入到运算装置22中并用该运算装置22进行上述4式的演算，求出修正值H并用只读存储器写入器23录入到转换装置10内的EEPROM7中。
于是，由于在转换装置10内装入2相部分的电流检测装置(电流检测器4r、4s、A/D变换器5r、5s)，同时，存储用于修正该电流检测装置的增益不平衡的信息H，并形成一体使其可修正增益不平衡，所以在该转换装置10装配在电动机上的时候，可以立即开始转换器的运转。
这时，例如在S相流过电流I时，用电流检测器4s检测并在A/D变换器5s中被变换为数字信号，并反馈到电流控制电路3的检测电流值Isd是
Isd＝Gs·I
同样，在R相流过电流I时，用电流检测器4r检测出并在A/D变换器5r中被变换为数字信号，再用乘法器6乘以修正值H，并反馈到电流控制电路3的检测电流值Ird是
Ird＝Gr·I·H＝Gr·I·(Gs/Gr)＝Gs·I
利用R、S相的电流检测装置在检测中，检测出相同大小的电流时，被反馈到电流控制电路3中的检测电流值成为相同大小的检测电流值，增益不平衡被调整。
还有，作为上述的、求出增益不平衡Gub和修正值H的方法是根据改变电流的大小和方向、流过A安培和B安培的电流时所检测的检测电流值，求出增益不平衡Gub和修正值H，但由于这排除了电流的不均匀，所以，如果没有这样的不均匀，仅流过一定量的电流，与检测的检测电流值相比，就可以求出各电流检测装置的增益。
还有，也可以分别求出电流检测器4r、4s、A/D变换器5r、5s的各个增益，求出增益不平衡。但是，本发明是在电流检测器4r、4s、A/D变换器5r、5s等的电流检测装置装入转换装置中，在这种装入的状态下，根据反馈到电流控制电路中的检测电流值，通过求出增益不平衡，可以更正确地求出包含电流检测装置的电流反馈增益的增益不平衡。
而且，由于修正值H存储在EEPROM7等的可改写的非易失性存储器中，在改变增益不平衡时，也可以变更该修正值H。
还有，电流控制电路3通常是由普通的处理器构成的并用软件对该电流控制进行控制的。这时，将乘法器6的处理用该电流控制电路3的处理器进行软件处理。还有，由于是用软件处理，被存储在EEPROM7等的可改写的非易失性存储器中的信息，也可以是修正值H，或者增益不平衡Gub，及各电流检测装置的各自的增益或该增益的比率。

Claims (7)

1.一种AC电动机控制用的转换装置，其特征在于，具有：
用于进行2相以上的各相电流检测的检测装置；
存储用于修正上述各电流检测装置的增益不平衡的修正信息的存储装置；及
在上述电动机驱动时根据存储在上述存储装置中的上述修正信息、修正上述增益不平衡的装置。
2.根据权利要求1所述的AC电动机控制用的转换装置，其特征在于：用于修正上述增益不平衡的修正信息是根据将各电流检测装置装配在转换装置中，由各电流检测装置反馈到转换装置的电流控制电路中的反馈值而求出的，并将其存储在上述存储装置中。
3.根据权利要求1或2所述的AC电动机控制用的转换装置，其特征在于：用于修正上述增益不平衡的修正信息是在将该转换装置安装在电动机之前就存储在上述存储装置中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的AC电动机控制用的转换装置，其特征在于：用于修正存储在上述存储装置中的增益不平衡的修正信息是2相以上的电流检测装置的增益的比率。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的AC电动机控制用的转换装置，其特征在于：用于修正存储在上述存储装置中的增益不平衡的修正信息是2相以上的电流检测电路的增益。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的AC电动机控制用的转换装置，其特征在于：用于修正存储在上述存储装置中的增益不平衡的修正信息是在上述2相输出以相同电流流动的状态下，流过2种模式以上的输出电流，这时得到的各相电流检测电路的输出值的差的比率。
7.一种AC电动机控制用的转换装置，具有：
含有多个整流元件的转换器电路；
生成用于驱动控制上述转换器电路的PWM指令的PWM指令生成部；
输出指令信号到上述PWM指令生成部的电流控制电路；
和从上述转换器电路输出的3相电流中，检测任意2相电流的第1电流检测装置和第2电流检测装置；
在上述电流控制电路根据从上位控制装置接受的电流指令和由上述第1电流检测装置及第2电流检测装置检测的电流反馈值，生成向上述PWM指令生成部发出的指令信号的AC电动机控制用的转换装置中，其特征在于：
在上述第1电流检测装置和上述电流控制电路之间，还设置有反馈到上述电流控制电路的值乘第2电流检测装置的电流反馈增益和第1电流检测装置的电流反馈增益的比的乘法电路。
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