[发明专利]交流电动机的控制装置

说明书

本发明提供一种交流电动机的控制装置，其能够不依赖于交流电动机的工作状态地、无误动作地检测交流电动机的异常动作或者负载急剧变化等导致的异常动作。用逆变器驱动三相交流电动机时，在控制器内部使用电动机的电流、电压、转速的至少一者，计算电动机的常数，分析该常数值的变动，检测电动机的异常动作或者与电动机连接的负载装置的异常动作。在常数的分析中，预先设定应当判断为异常的变动量，或者通过与过去的常数变化的蓄积值的比较来计算出异常值。或者，仅提取控制器内计算出的常数的变动量进行异常检测。

技术领域

本发明涉及三相交流电动机的驱动装置，以及使用它的机床、泵、风扇、传送带、升降机、电动车辆等中适用的电动机驱动技术，特别涉及其异常动作的检测技术。

背景技术

交流电动机被用于家电、工业、机动车、铁道等各种领域。近年来，广泛采用了不直接用传感器检测电动机的转速、旋转位置角度而能够进行转速控制和转矩控制的无传感器控制。无传感器控制的普及能够避免传感器的故障风险，所以能够大幅提高可靠性。

但是，因为没有传感器，所以难以检测交流电动机的失步等异常动作、或过大负载导致的装置异常等。另外，要预先检测出这些异常的征兆、预防异常动作导致的损失这样的要求也在提高。

专利文献1中，提出了通过逆推电动机常数，来推定电动机的工作温度，进行温度异常检测的技术。

进而，关于作为电动机的异常状态的“失步现象”的检测方法，在专利文献2～5中已有提出。

专利文献2计算电动机中流过的电流的有效值以及功率因数，判别是否失步。利用在失步时电动机电流的有效值增加这一点以及功率因数降低这一点，对于电流有效值设置基准值，此时的功率因数在规定值以下的情况下判断为失步。

专利文献3检测电动机电流，将其坐标变换至旋转坐标轴，根据励磁成分电流的大小，判断是否失步。这利用了在失步时励磁电流成分增加的性质。

专利文献4中提出了利用无传感器控制时的轴误差计算值，或者利用无功功率和有功功率检测失步。前者利用了失步时轴偏差增大的现象，后者利用了失步时无功功率增加的现象。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-6613

专利文献2：日本特开平9-294390

专利文献3：日本特开2001-25282

专利文献4：日本特开2003-79200

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中，虽然计算了电动机常数值，但不能检测失步等异常动作。另外，在负载变动等通常动作范围的过渡时，常数的计算值也会变动，温度推定值中可能产生误差。此外，在发生了部分退磁等的情况下是难以检测的。

专利文献2～4记载的失步检测，因为通过电流值和相位、功率因数、无功功率等检测失步，所以存在作为电动机的工作状态，在功率因数降低的条件下易于发生误检测的问题。特别是，在转子上安装了永磁体的永磁体电动机的“弱磁区间”中，无负载时的功率因数接近零，并且电流值也处于增大的倾向。在该状态下，例如电源电压降低的情况下，功率因数进一步降低，电流值也增大，所以被判断为“失步”的情况较多。

另外，在无传感器控制下的起动时，大多是故意流过无效电流，以开路驱动起动的情况，该情况下也难以检测失步。

进而，要使速度响应和转矩响应高响应化的情况下，结果过渡电流增加，取决于条件存在功率因数显著降低、或者发生轴偏差的情况。这样的动作在现有方式中也可能被误检测为“失步”而成为问题。

用于解决课题的手段