KR20230132859A - 전동기 제어 장치 - Google Patents

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KR20230132859A
KR20230132859A KR1020237028834A KR20237028834A KR20230132859A KR 20230132859 A KR20230132859 A KR 20230132859A KR 1020237028834 A KR1020237028834 A KR 1020237028834A KR 20237028834 A KR20237028834 A KR 20237028834A KR 20230132859 A KR20230132859 A KR 20230132859A
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위 장
유우리 다까노
히데또 다까다
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가부시키가이샤 히다치 산키시스템
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Abstract

교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부에서의 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하고, 상기 교류 전압을 전동기에 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어부와, 상기 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 검출한 상기 전류로부터 상기 전동기의 온도를 추정하고, 추정한 상기 온도로부터 상기 전동기의 저항값을 계산하고, 계산한 상기 저항값으로부터 동손을 계산하는 전력 계산부를 갖는 전동기 제어 장치.

Description

전동기 제어 장치
본 발명은 전동기 제어 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 전동기 제어 장치의 직류측의 전류 I와 전압 V를 검출하는 수단과, 전동기 제어 장치의 일부인 인버터로 제어하고 있는 d축분 전류값 Id와 q축분 전류값 Iq를 검출하는 수단과, 유도기 내부의 온도 t를 검출하는 수단과, 유도기의 회전수 N을 검출하는 수단과, 이들 검출 신호에 기초하여 축 토크를 산출함과 함께 온도 보정을 행하는 토크 연산 장치를 구비하고, 토크 연산 장치는, T=K/N·[IV-K1·α·r1·(Id2+Iq2)-K2·α·r2·Iq2-E]에 기초하여 축 토크 T를 산출하는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 평6-194240호 공보
특허문헌 1에 있어서는, 고가인 전력 검출 변환기 없이 전력 계산을 할 수 있지만, 동손을 계산하기 위하여 사용하는 저항값은, 온도 변화에 따라 바뀌기 때문에, 온도 검출기를 사용하지 않으면 올바른 값을 계산할 수 없다. 또한, 온도 검출기를 추가하면, 온도 검출기의 원가뿐만 아니라, 기판의 설계 변경, 제조 라인의 금형 변경 등 여러 가지 부분에서 비용이 발생하므로, 비용이 높아진다.
본 발명의 목적은, 저비용으로 전동기의 소비 전력을 계산하는 전동기 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 바람직한 일례로서는, 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부에서의 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하고, 상기 교류 전압을 전동기에 공급하는 인버터부와, 상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어부와, 상기 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 검출한 상기 전류로부터 상기 전동기의 온도를 추정하고, 추정한 상기 온도로부터 상기 전동기의 저항값을 계산하고, 계산한 상기 저항값으로부터 동손을 계산하는 전력 계산부를 갖는 전동기 제어 장치이다.
본 발명에 따르면, 저비용으로 전동기의 소비 전력을 계산하는 전동기 제어 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 실시예 1에 있어서의 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는, 실시예 1에 있어서의 전력 계산부의 기능 블록도의 일례이다.
도 3은, 서멀 동작 시간과 전동기에 흐르는 전류의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시예 2에 있어서의 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는, 실시예 2에 있어서의 이상 검지부의 기능 블록도이다.
도 6은, 실시예 3에 있어서의 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 7은, 실시예 3에 있어서의 총 소비량 계산부의 기능 블록도이다.
도 8은, 부하 전류로부터 추정 온도를 출력하는 온도 추정부의 구성을 도시하는 도면.
도 9는, 추정 온도와 경과 시간과 부하 전류의 관계를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
실시예 1
도 1로부터 도 3을 사용하여 실시예 1을 설명한다.
도 1은, 실시예 1의 전력 계산부를 추가한 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도의 일례이다. 도 1에는, 전동기 제어 장치(007)에 추가하여, 전동기 제어 장치(007)에 전원을 공급하는 삼상 전원(100)과, 전동기 제어 장치(007)로부터의 전력이 공급되는 부하 등이 도시된다.
부하는, 예를 들어 PM 전동기(삼상의 영구 자석식 동기 전동기)(008)이다. 전동기 제어 장치(007)는, 인버터 회로(004)와, 컨버터 회로(001)와, 전류 검출기(005)와, 제어기(002)와, 전력 계산부(003), 전류 센서(006), 메모리(009)를 구비한다.
컨버터 회로(001)는, 외부의 삼상 전원(100)으로부터의 삼상 교류 전압을 직류 전압 Vdc로 변환하여 인버터 회로(004)에 공급한다. 인버터 회로(004)는 당해 직류 전압 Vdc를 교류 전압(삼상 전압 Vu, Vv, Vw)으로 변환하고, 당해 삼상 교류 전압 Vu, Vv, Vw를 PM 전동기(PM 모터)(008)에 공급(통전)한다.
전류 센서(006)는, 당해 삼상 교류 전압 Vu, Vv, Vw의 공급 라인에 연결되도록 설치된다. 전류 검출기(005)는, 전류 센서(006)를 통해서, PM 전동기(008)에 흐르는 부하 전류를 검출한다.
이 예에서는, 전류 검출기(005)는, 전류 센서(006)를 통해서 u상 전류 Iu와 w상 전류 Iw를 검출하고, Iu와 Iw의 전류값을 기초하여 Iv를 산출, 당해 3상 전류 Iu, Iv, Iw를 좌표 변화하고, d축 전류 검출값 Id와 q축 전류 검출값 Iq를 산출한다. 그리고, 전류 검출기(005)는, d축 전류 검출값 Id와 q축 전류 검출값 Iq를 벡터 합성함으로써, 부하 전류값 I를 검출한다.
제어기(002)(인버터 제어부)는, PM 전동기(008)의 동작 상태를 목표 상태에 접근하도록 인버터 회로(004)를 제어한다. 이 예에서는, 제어기(002)는, 외부로부터의 속도 지령값 Nref를 받아, PM 전동기를 당해 속도 지령값 Nref에 기초하는 회전 속도로 회전시키기 위한 삼상 전압 지령값 Vuref, Vvref, Vwref를, 위치 센서리스의 벡터 제어를 사용하여 생성한다.
구체적으로는, 제어기(002)는, 예를 들어 유기 전압 옵서버 등을 사용하여 PM 전동기(008)의 회전 속도를 추정하고, 당해 회전 속도와 속도 지령값 Nref의 오차에 기초하여 d축 및 q축의 전류 지령값을 산출하고, 당해 전류 지령값과 d축 전류 검출값 Id 및 q축 전류 검출값 Iq의 오차에 기초하여 삼상 전압 지령값 Vuref, Vvref, Vwref를 산출한다.
인버터 회로(004)는, 삼상 전압 지령값 Vuref, Vvref, Vwref에 기초하는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 스위칭 동작을 행함으로써 삼상 교류 전압 Vu, Vv, Vw를 생성한다. 또한, PM 전동기(008)가 위치 검출기가 구비된 경우 등은, 그 위치 검출기 출력의 시간 차분 결과에 의해 PM 전동기(008)의 회전 속도를 도출하여, 제어기(002)에 입력해도 된다.
여기서, 삼상 전원(100)으로부터의 출력 전력에 대해서, 이하의 식 (1)과 같이 표시된다.
Figure pct00001
여기서, 식 (1) 중 컨버터손(Pconv)은 전동기 제어 장치(007) 내부의 컨버터 회로(001)에 의해 발생한 손실이다. 변환손(Ptrans)은 전동기 제어 장치(007) 내부의 인버터 회로(004)에 의해 발생한 손실이다. 철손(Ps)은 PM 전동기(008)의 내부 자성 재료 코어의 자기 히스테리시스와 와전류에 의한 손실이다. 동손(Pc)은 PM 전동기(008)의 내부 권취선 전류에 의해 발생한 전력의 손실이다. 기계손(Pmechaloss)은 회전 시 각 부분의 마찰에 의한 손실이다. 기계 출력(Pmecha)은 최종적으로 PM 전동기(008)로부터 부하에 출력된 유효하게 이용된 전력이다.
동손(Pc)과 비교하면, 다른 손실이 작기 때문에, 본 발명의 전력을 계산할 때는 동손만을 고려한다. 따라서, 전력의 계산이 식 (2)와 같이 간략된다.
Figure pct00002
그리고, 식 (2)의 기계 출력(Pmecha)과 동손(Pc)의 계산은 각각, 식 (3)과 식 (4)로 표시된다.
Figure pct00003
여기서, τ는 PM 전동기(008)의 토크이다. ω는 PM 전동기(008)의 속도 검출값(310)이다. Kmecha는 기계 출력 게인(314)이다.
Figure pct00004
여기서, Iq는 전류 검출기(005)로부터 검출된 q축 전류 검출값(312)이고, Id는 전류 검출기(005)로부터 검출된 d축 전류 검출값(311)이며, Rt는 PM 전동기(008)의 상(相) 저항이고, Kc는 동손 게인(317)이다.
상 저항 Rt는 PM 전동기(008)의 온도 T에 의해 변화한다. PM 전동기(008)의 온도 T는 서멀 동작 시간 t와 부하 전류 I의 서멀 곡선으로부터 구할 수 있다. PM 전동기의 서멀 동작 시간 t(종축)와 PM 전동기에 흐르는 부하 전류 I(횡축)의 서멀 곡선의 일례를, 도 3에서 나타낸다.
도 9는, 전자 서멀 처리에 있어서 이용되는, PM 전동기의 추정 온도와 PM 전동기에 흐르는 부하 전류와 경과 시간의 관계를 나타낸다. 실선이나 점선 등으로 나타낸 바와 같이 부하 전류가 증가함에 따라서 추정 온도가 증가한다. 이러한 부하 전류와 추정 온도의 대응 관계를 테이블로서, 온도 추정부의 메모리 등에 기록시켜, 부하 전류에 기초하여 PM 전동기의 온도를 추정할 수 있다.
식 (5)에서 상 저항 Rt와 온도 T의 관계를 나타낸다. 여기서, T는 그때의 PM 전동기(008)의 온도이다. Rt는 PM 전동기(008)의 온도가 T가 되었을 때의 PM 전동기(008)의 상 저항의 저항값이다. R20은 20℃일 때의 PM 전동기(008)의 상 저항의 저항값이다. α20은 금속의 구리가 온도 20℃일 때의 저항 온도 계수이다.
Figure pct00005
전력 계산부(003)는, 식 (2), 식 (3), 식 (4) 및 식 (5)를 사용하여, PM 전동기(008)의 소비 전력을 산출한다. 전류 검출기(005)로부터의 d축 전류 검출값(311)과 q축 전류 검출값(312)과, 제어기(002)로부터 속도 검출값 ω310을 받아, 기계 출력과 동손을 산출하고, 실제의 전력 소비량 P를 변수로서 메모리(009)에 보존하고, 외부 기기에 표시된다. 구체적으로는 도 2를 사용하여 설명한다.
제어기(002), 전류 검출기(005) 및 전력 계산부(003)는, 마이컴(마이크로컴퓨터)이나 DSP(Digital Signal Processor) 등의 반도체 집적 회로(연산 제어 수단)에 의해 구성된다. 제어부는, 어느 것 또는 전부를 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 하드웨어로 구성할 수 있다. 제어기(002), 전류 검출기(005), 전력 계산부(003)를 구성하는 DSP나 CPU(Central Processing Unit)가, 메모리 등의 기록 장치에 보유 지지하는 프로그램을 읽어내고, 제어기(002), 전류 검출기(005) 및 전력 계산부(003)의 처리를 실행한다.
도 2는, 본 실시예에 있어서의 전력 계산부(003)의 기능 블록도의 일례이다. 도 2는, 입력 데이터를 기계 출력 계산부(323), 동손 계산부(324), 적산 처리부(325)를 통하여 출력 데이터의 산출 과정이 도시된다. 입력 데이터는, 예를 들어 속도 검출값 ω310, d축 전류 검출값(311), q축 전류 검출값(312)이다. 출력 데이터는, 예를 들어 기계 출력(320), 소비 전력 적산값(321), 동손(322)이다. 기계 출력 계산부(323)는 토크 게인(313)과, 기계 출력 게인(314)을 구비한다. 동손 계산부(324)는 온도 추정부(315)와, 저항 게인(316)과, 동손 게인(317)을 구비한다. 적산 처리부(325)는 적분 게인(318)과, 1/z(유닛 지연부)(319)를 구비한다.
토크 게인, 저항 게인, 기계 출력 게인 등 각종 게인은, 상수 등의 값으로서 미리 설정해 둔다.
기계 출력 계산부(323)에 대하여 설명한다. 기계 출력 계산부(323)는, 제어기(002)로부터 수취하는 속도 검출값 ω310과, 전류 검출기(005)로부터 수취하는 q축 전류 검출값(312)을 입력한다.
기계 출력 계산부(323)는, q축 전류 검출값(312)을 토크 게인(313)에 승산하고, 실제의 PM 전동기(008)의 토크 τ를 산출한다. 기계 출력 계산부(323)는, 산출한 토크 τ를 속도 검출값 ω310과 승산하고, 기계 출력의 내부량을 산출한다. 그리고, 기계 출력 계산부(323)는, 산출한 기계 출력의 내부량을 기계 출력 게인(314)에 승산하고, PM 전동기(008)의 기계 출력(320)을 산출한다.
동손 계산부(324)에 대하여 설명한다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 전동기의 온도를 보호하는 전자 서멀 처리부(701)의 입력인 부하 전류 I를, 온도 추정부(315)의 입력으로 하는 구성으로 할 수 있다.
전류 검출기(005)로부터의 d축 전류 검출값(311)과 q축 전류 검출값(312)에 기초하여, 온도 추정부(315)는, 부하 전류 I의 값(d축 전류 검출값(311)의 2승과 q축 전류 검출값(312)의 2승의 합의 평방근)을 입력한다. 온도 추정부(315)는, 기록해 둔 부하 전류와 추정 온도의 대응 관계로부터, 온도 추정부는 PM 전동기(008)의 추정 온도 T를 추정한다. 동손 계산부(324)는, 추정 온도를 저항 게인과 승산하여, PM 전동기(008)의 실제의 저항값 Rt를 산출한다.
동손 계산부(324)는, 산출한 저항값 Rt를 d축 전류 검출값(311)의 평방과 q축 전류 검출값(312)의 평방의 합과 승산하여, 동손의 내부량을 산출한다. 동손 계산부(324)는, 산출한 동손의 내부량을 동손 게인(317)에 승산하여, PM 전동기(008)의 동손(322)을 산출한다.
마지막으로, 적산 처리부(325)에 대하여 설명한다. 적산 처리부(325)는, 산출된 기계 출력(320)과 동손(322)의 합을 적분 게인(318)과 승산하여, 매 처리 샘플링 주기의 소비 전력을 산출한다. 유닛 지연부(319)는 전회값을 갖고, 금회의 샘플링 주기의 소비 전력에 가산한다. 적산 처리부(325)의 최후의 출력은 소비 전력 적산값(321)이 된다.
본 실시예에 있어서의 전력 계산부(003)의 출력이 되는 기계 출력(320), 동손(322)과 소비 전력 적산값(321)은 변수로서 메모리(009)에 보존된다.
본 실시예에 의하면, 검출 전류값으로부터 온도를 추정하고, 저항의 값의 보정 계산을 행함으로써 고정밀도의 동손 계산을 할 수 있고, 온도 검출기를 사용하지 않아도, PM 전동기의 소비 전력을 계산할 수 있다. 온도 검출기 대신에, 검출 전류값으로부터 온도를 추정함으로써, 실제의 저항값을 보정할 수 있다. 또한, 이 저항값을 사용하는 동손 계산에 의해, 온도계를 이용한 동손 계산과 동 정밀도의 PM 전동기의 소비 전력 계산을 할 수 있다.
실시예 2
도 4와 도 5를 사용하여 실시예 2를 설명한다.
도 4는, 본 실시예에 있어서의 전력 계산부(003), 메모리(009), 타이머(011)와 이상 검지부(010)를 추가한 전동기 제어 장치(007)의 구성을 도시하는 블록도의 일례이다. 도 4에 기재된 구성 중, 도 1과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 1의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
이상 검지부(010)는, 메모리(009)에 보존된 데이터(기계 출력(320)과 동손(322))와 타이머(011)의 시간의 정보를 입력한다. 그리고, 이상 발견 시는 알람 ALsts 신호(810)를 출력한다.
도 5는, 본 실시예에 있어서의 이상 검지부(010)의 기능 블록도의 일례이다. 입력 변수(801)의 값으로서는 동손(322)과 기계 출력(320) 중의 하나를 유저 등이 미리 정하여 선택해 둔다. 이상 검지부(010)는, 개시 시간(802)과 종료 시간(803)이 설정되어 있다. 이상 검지부(010)는, 타이머(011)를 사용한다.
개시 시간(802)의 입력 변수(801)의 값은 제1 스위치(821)를 통과하고, 개시 시간(802) 이외가 제로로서 제1 스위치(821)에 있어서 적산되고 제1 스위치(821)의 출력은 개시 시간(802)에 있어서의 개시 시 변수값(805)(개시 시의 동손(322) 혹은 기계 출력(320))이 된다.
또한, 종료 시간(803)의 입력 변수(801)의 값은 제2 스위치(822)를 통과하고, 종료 시간(803) 이외가 제로로서 제2 스위치(822)에 있어서 적산되고 제2 스위치(822)의 출력은 종료 시간(803)에 있어서의 종료 시 변수값(806)(종료 시의 동손(322)와 기계 출력(320))이 된다.
이상 검지부(010)는, 제1 스위치(821)와 제2 스위치(822)의 출력인 개시 시 변수값(805)과 종료 시 변수값(806)의 차를 취하여, 실제 변화량(808)을 산출한다. 또한, 이상 검지부(010)에는, 이상적인 계산량으로 하는 상정 변수 변화량(804)을 설정해 둔다.
이상 검지부(010)는, 상정 변수 변화량(804)에 조정 게인 KPm807에 승산하여, 안전 운전을 위한 역치(809)를 산출한다. 당해 역치(809)를 실제 변화량(808)과 비교하여, 역치(809)를 초과할 때는 이상이라고 하여 알람 ALsts 신호(810)를 출력한다.
알람 ALsts 신호(810)를 외부 장치 등이 수취하면, 물리적인 음성, 빛의 알람으로 이상 통지로서 낸다. 예를 들어, 경고음을 울리는, 램프를 점멸한다.
본 실시예에 의하면, 예를 들어 부하 장치에 이상(異常)의 부하를 추가하여, 이상의 전류가 흐르는, 전력이 비정상적으로 커지는 등의 이상이 발생할 때에 빠르게 통지되어, 대응할 수 있다.
실시예 3
도 6과 도 7을 사용하여 실시예 2를 설명한다.
도 6은 본 실시예에 있어서의 전력 계산부(003), 메모리(009), 타이머(011)와 총 전력 소비량 계산부(012)를 추가한 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도의 일례이다. 도 6에 기재된 구성 중, 도 1과 동일한 부호를 붙인 구성은 도 1의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명을 생략한다.
총 전력 소비량 계산부(012)는, 메모리(009)로부터 소비 전력(902)(기계 출력(320)과 동손(322)의 합), 통전 시간(903)과 타이머(011)로부터 시간의 정보를 입력한다. 총 전력 소비량 계산부(012)의 출력 Py는, 총 전력 소비량(904)이다.
도 7은, 본 실시예의 총 전력 소비량 계산부(012)의 기능 블록도의 일례이다. 예를 들어 총 전력 소비량을 계산하면 식 (6)을 참조한다.
Figure pct00006
여기서, 예상 통전 시간(909)은 예상된 일정한 시간(예를 들어 연간, 월간, 주간 등)의 통전 시간이다. 소비 전력(902)은, 식 2에 나타낸 바와 같이 메모리(009)로부터의 기계 출력(320)과 동손(322)의 합이다.
통전 시간(903)은 타이머(011)로부터의 샘플링 주기의 시간이다. 운전 시간(901)은 샘플링 주기의 시간 중에서 실제로 소비 전력이 포지티브인 시간이다.
소비 전력(902)이 포지티브일 때는, 스위치(905)가, 운전 시간(901)과 소비 전력(902)을 가동률 계산부(906)에 걸친다. 그리고, 총 전력 소비량 계산부(012)의 가동률 계산부(906)는, PM 전동기(008)에 있어서의 실제의 통전 시간(903)과 합하여, 가동률 계산부(906)에서 가동률을 계산한다.
총 전력 소비량 계산부(012)는, 가동률과 소비 전력(902)을 승산한다. 그 승산 결과는 적분 처리부(1/z)(907)에 입력된다. 적분 처리부(907)가 연간 통전 시간(909)까지 적분하고, 연간 전력 소비량(908)을 계산하여 출력한다.
본 실시예에 의하면, 실제의 운전 수치로부터, 예측하고 싶은 주간, 월간, 연간 등의 총 전력 소비량을 추정할 수 있고, 전력의 소비량을 파악할 수 있기 때문에, 보다 효율적인 공장 관리로 연결된다.
실시예 2 혹은 실시예 3에 나타낸, 이상 검지부(010), 타이머(011) 및 총 전력 소비량 계산부(012)는, 상술한 제어기 등과 동일하게 마이컴(마이크로컴퓨터)이나 DSP(Digital Signal Processor) 등의 반도체 집적 회로(연산 제어 수단)에 의해 구성된다. DSP나 CPU(Central Processing Unit)가, 메모리 등의 기록 장치에 보유 지지하는 프로그램을 읽어내고, 이상 검지부(010), 타이머(011), 총 전력 소비량 계산부(012) 등의 처리를 실행한다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들어, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위하여 상세하게 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
001: 컨버터 회로
002: 제어기
003: 전력 계산부
004: 인버터 회로
010: 이상 검지부
012: 총 전력 소비량 계산부

Claims (7)

  1. 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터부와,
    컨버터부에서의 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하고, 상기 교류 전압을 전동기에 공급하는 인버터부와,
    상기 인버터부를 제어하는 인버터 제어부와,
    상기 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와,
    검출한 상기 전류로부터 상기 전동기의 온도를 추정하고, 추정한 상기 온도로부터 상기 전동기의 저항값을 계산하고, 계산한 상기 저항값으로부터 동손을 계산하는 전력 계산부를 갖는 전동기 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 계산부는,
    q축 검출 전류값과 속도 검출값으로부터 기계 출력을 계산하는 기계 출력 계산부를 갖는 전동기 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 계산부는,
    상기 동손과 상기 기계 출력에 기초하여 소비 전력 적산값을 계산하는 적산 처리부를 갖는 전동기 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 동손 혹은 상기 기계 출력의 개시 시간에 있어서의 값과, 상기 동손 혹은 상기 기계 출력의 종료 시간에 있어서의 값의 차분을, 역치를 비교하여,
    상기 차분이 상기 역치를 초과하는 경우에는, 알람 신호를 출력하는 이상 검지부를 갖는 전동기 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동손과 상기 기계 출력의 합의 소비 전력으로서 계산하고, 상기 소비 전력이 포지티브인 시간을 운전 시간으로 하고,
    운전 시간과 통전 시간으로부터 가동률을 계산하고,
    상기 가동률과 상기 소비 전력과 상기 통전 시간으로부터 총 전력 소비량을 계산하는 총 전력 소비량 계산부를 갖는 전동기 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 계산부는,
    상기 전류 검출부로부터의 부하 전류와 상기 온도의 대응 관계로부터 상기 전동기의 온도를 추정하는 전동기 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전력 계산부는,
    상기 전류 검출부로부터의 d축 전류 검출값과 q축 전류 검출값으로부터 상기 부하 전류의 값을 계산하는 전동기 제어 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06194240A (ja) 1992-12-25 1994-07-15 Mitsubishi Electric Corp トルク電気演算方式交流電気動力計

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008168669A (ja) 2007-01-09 2008-07-24 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
CN102156000B (zh) * 2011-03-17 2012-12-12 北京经纬恒润科技有限公司 电机及其绕组温度的检出方法和装置、热保护方法和装置
DE112013000106T5 (de) 2013-01-11 2015-01-15 Mitsubishi Electric Corp. Energie-Assistenzsystemauswahl-Unterstützungsvorrichtung, Kapazitätsauswahlvorrichtung, Stromverbrauchsberechnungsvorrichtung und Layout-Erzeugungsvorrichtung
CN107567681B (zh) 2015-03-30 2019-01-18 三菱电机株式会社 保护装置及伺服电动机

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06194240A (ja) 1992-12-25 1994-07-15 Mitsubishi Electric Corp トルク電気演算方式交流電気動力計

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