[发明专利]电动机控制装置、机械学习装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有磁通控制部的电动机控制装置、机械学习装置及其方法。

背景技术

在感应电动机中，在定子中流过一次电流而产生旋转磁场，转子切割基于旋转磁场的磁通，由此在转子中引起电压而流过二次电流，通过该二次电流与磁通的相互作用，产生转矩。以往，作为感应电动机的控制而使用向量控制即将流过定子的一次电流分为磁通方向的励磁电流和二次电流即转矩电流来进行控制。产生的转矩与由励磁电流产生的磁通和转矩电流的积成比例。

在稳定状态下，感应电动机的磁通的大小为与用于生成磁通的电流即励磁电流成比例的值，但随着向感应电动机施加的负荷、动作条件的变化，磁通的大小变化的情况下，磁通相对于励磁电流的变化一阶延迟地变化。

图8是说明向驱动钻孔机的感应电动机施加的负荷的图。此外，图9A是示例驱动图8的钻孔机的感应电动机的运行模式、励磁电流以及磁通的图，表示感应电动机的运行模式(钻孔加工)。图9B是示例驱动图8的钻孔机的感应电动机的运行模式、励磁电流以及磁通的图，表示流过感应电动机的励磁电流以及由该励磁电流产生的磁通。在钻孔机81对部件91开孔92时(钻孔加工运行模式)，向驱动钻孔机81的感应电动机(未图示)施加的负荷，比在开孔加工结束而从孔92拔出钻孔机81的钻头时、或使钻孔机81移动至下个加工位置时(钻头移动运行模式)，向驱动钻孔机81的感应电动机(未图示)施加的负荷大。因此，在钻孔机81对部件91开孔92时，感应电动机的运行模式从钻头移动运行模式切换为钻孔加工运行模式以便能够对应于高负荷。如图9A所示，为了进行基于钻孔机81的开孔加工，在时刻t₁将驱动钻孔机81的感应电动机切换为钻孔加工运行模式的情况下，在时刻t₁开始励磁，从电动机控制装置(未图示)输出该钻孔加工运行模式用励磁电流指令，与之对应地，在感应电动机中流过如图9B所示那样的该钻孔加工运行模式用励磁电流(用点划线表示)。然而，由励磁电流产生的磁通(用实线表示)相对于励磁电流以将感应电动机的电路常数设为时间常数的一阶延迟变化，因此，例如将产生开孔加工所需要的转矩成为最大转矩的最大磁通的时刻设为t₂时，在时刻t₁开始励磁起至达到开孔加工所需要的转矩成为最大转矩的最大磁通为止，需要时间“t₂－t₁”。

这样，感应电动机的磁通相对于励磁电流延迟而建立，但若不考虑该一阶延迟量地进行电流控制，则磁通在感应电动机的加减速时变化的情况下，转矩不连续地变化，由此有时发生在速度波形中产生波动的过度现象。因此，在感应电动机的控制中，要求根据负荷、动作条件的变化迅速地提高或变更磁通。

例如，如日本特开2008-306798号公报所记载的那样，作为用于使磁通的上升提前的电动机的控制方法，有从运行模式的切换等磁通上升开始定时时间点起流过额定以上的励磁电流的技术。

然而，根据日本特开2008-306798号公报所记载的发明，从磁通上升开始定时到来的时间点起使磁通上升，因此无法完全消除到磁通上升为止的等待时间(以下，称为“磁通上升等待时间”)。

此外，依然广泛要求容易且最佳地控制在各种运行模式下驱动的感应电动机的磁通。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种能够最佳地控制感应电动机的磁通，消除到磁通上升为止的等待时间的电动机控制装置、用于该电动机控制装置的机械学习装置及其方法。

为了实现上述目的，学习与用于由电动机控制装置进行的电动机的磁通控制的励磁电流指令以及基于磁通控制的磁通的上升开始的定时即励磁开始定时相关联的条件的机械学习装置具备：状态观测部，其观测由与磁通上升等待时间相关的数据以及与有无发生表示电动机过热的过热警报相关的数据中的至少一个构成的状态变量，其中，该磁通上升等待时间是从预定运行模式的开始指令时间点起到电动机的磁通达到与预定运行模式对应的最大磁通为止所需要的时间；以及学习部，其按照由状态变量构成的训练数据集，学习与励磁电流指令增量以及励磁开始定时调整量相关联的条件，其中，该励磁电流指令增量是向预先对预定运行模式的执行前的运行模式设定的电动机的励磁电流指令增加的量，该励磁开始定时调整量用于调整预先对预定运行模式设定的励磁开始定时。

在此，学习部也可以具备：回报计算部，其根据状态变量计算回报；函数更新部，其根据回报更新用于变更励磁电流指令增量以及励磁开始定时调整量的函数。