CN107852124A - 电力转换装置及其自动调谐方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力转换装置及其自动调谐方法，其实现考虑了磁饱和的互感M的自动调谐和关于励磁电流的指令值的自动设定，在矢量控制运转中，在极低速区间中也稳定地实现高转矩。驱动感应电动机的电力转换装置的自动调谐方法，在自动调谐模式下，包括：输出所述感应电动机的电压指令值的V/f控制部使所述感应电动机的输出电压/输出频率的比率变化，使所述电压指令值分多个阶段变化的步骤；电流检测单元检测分多个阶段变化的励磁电流的步骤；和互感运算部基于所述电压指令值、电流检测值和速度指令值运算无功功率，根据无功功率推算分多个阶段变化的感应电动机的互感的步骤。

Description

电力转换装置及其自动调谐方法

技术领域

本发明涉及驱动感应电动机的电力转换装置及其自动调谐方法。

背景技术

在某用途的感应电动机中，要求在例如5Hz以下等的低速区间中输出高转矩，为了解决低速区间中的转矩不足，而进行增加励磁电流。但是，增加励磁电流时，因为发生磁通饱和，所以在矢量控制中难以设定表示适当的电动机特性的数值。因此，在驱动感应电动机的电力转换装置中，需要设定考虑了磁通饱和的适当的磁通指令。

在专利文献1中，记载了在感应机的等效无负载试验法中，在负载条件下也能够检测出相当于无负载试验的励磁电流的技术，和在实施过电流限制时的转矩检测或利用该转矩的限制电压提升量的控制技术等，记载了：“一种使用逆变器来起动感应机的系统的感应机的一次电阻和等效漏电感已知的情况下的感应机的等效无负载试验法，其使用通用逆变器，特征在于：具有通过基于圆图法的推算来根据感应机的一次电流矢量和一次电阻以及等效漏电感，将励磁电流成分分离的功能，在有负载时也能够将励磁电流成分分离。”(权利要求1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-285999号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明目的在于提供一种能够实现考虑了磁饱和的互感M的自动调谐和关于励磁电流的指令值的自动设定，在矢量控制运转中在极低速区间中也稳定地实现高转矩的电力转换装置。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，采用权利要求书中记载的结构。

本申请包括多种解决上述问题的技术方案，举出本发明的电力转换装置的自动调谐方法的一例，是一种驱动感应电动机的电力转换装置的自动调谐方法，其特征在于，在自动调谐模式下，包括：

输出上述感应电动机的电压指令值的V/f控制部改变上述感应电动机的输出电压/输出频率的比率，使上述电压指令值分多个阶段变化的步骤；

电流检测单元检测分多个阶段变化的励磁电流的步骤；和

互感运算部基于上述电压指令值、电流检测值和速度指令值运算无功功率，根据无功功率来推算分多个阶段变化的感应电动机的互感的步骤。

举出本发明的电力转换装置的一例，是一种驱动感应电动机的电力转换装置，其特征在于，包括：

电流检测单元，其检测上述感应电动机的驱动电流；

V/f控制部，其基于上述感应电动机的速度指令值和输出电压/输出频率的比率，输出上述感应电动机的电压指令值；和

互感运算部，其基于上述电压指令值、电流检测值和速度指令值来运算上述感应电动机的互感，

上述互感运算部包括：无功功率运算部，其基于电压指令值、电流检测值和速度指令值来运算无功功率；和互感推算部，其根据运算得到的无功功率来推算互感。

另外，举出本发明的电力转换装置的另一例，是一种用矢量控制驱动感应电动机的电力转换装置，其特征在于，包括：

磁通轴电流和磁通指令设定部，其基于设定了的互感值和励磁电流值，输出电流指令值和二次磁通指令值；和

矢量控制运算部，其基于上述电流指令值和二次磁通指令值，输出上述感应电动机的电压指令值，

上述磁通轴电流和磁通指令设定部，在矢量控制模式下，在低速区间中设定饱和状态下的互感值和此时的励磁电流值，在中高速区间中设定通常状态下的互感值和此时的励磁电流值。

根据本发明，能够实现考虑了磁饱和的互感M的自动调谐和关于励磁电流的指令值的自动设定。

另外，通过自动地在矢量控制系统中设定这些常数，能够提供一种在极低速区间中也稳定地实现高转矩的电力转换装置。

附图说明

图1是本发明的实施例1的电力转换装置的结构图。

图2是实施例1的互感运算部的结构图。

图3是本发明的实施例2的电力转换装置的结构图。

图4是实施例2的V/f控制部的结构图。

图5是表示实施例2的V/f控制部的输出信号特性的图。

图6是表示实施例2的电压指令值和电流检测值的特性的图。

图7是表示实施例2的励磁电流的检测值和互感的特性的图。

图8是本发明的实施例3的电力转换装置的结构图。

图9是表示使用现有技术的情况下的负载运转特性的图。

图10是实施例3的d轴电流和磁通指令设定部的结构图。

图11是表示使用实施例3的情况下的负载运转特性的图。

图12是本发明的实施例4的d轴电流和磁通指令设定部的结构图。

图13是本发明的实施例5的电力转换装置的结构图。

图14是实施例5的变形例的电力转换装置的结构图。

图15是本发明的实施例6的电力转换装置的结构图。

图16是本发明的实施例7的电力转换装置的结构图。

具体实施方式

以下用附图详细说明本发明的实施例。另外，对各图中的共通的结构附加相同的附图标记，省略重复的说明。另外，以下说明的各实施例不限定于图示例。

实施例1

实施例1涉及基于V/f控制的考虑了磁饱和的互感M的检测。

图1表示本发明的实施例1的电力转换装置的结构图。

感应电动机1通过因磁通轴(d轴)成分的电流产生的磁通、和与磁通轴正交的转矩轴(q轴)成分的电流而发生转矩。

功率转换器2输出与三相交流的电压指令值V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*成正比的电压值，调节感应电动机1的输出电压值和旋转频率值。

直流电源2a对功率转换器2供给直流电压。

电流检测器3输出感应电动机1的三相的交流电流I_u、I_v、I_w的检测值I_uc、I_vc、I_wc。电流检测器3也可以检测感应电动机1的三相中的两相、例如U相和W相的线电流，V相的线电流根据交流条件(I_u+I_v+I_w＝0)，用I_v＝-(I_u+I_w)求出。

坐标转换部4根据三相的交流电流I_u、I_v、I_w的检测值I_uc、I_vc、I_wc和相位推算值θ_dc，输出旋转坐标轴的d轴和q轴的电流检测值I_dc、I_qc。

V/f控制部5基于速度指令值ω_r ^*和感应电动机1的输出电压与输出频率的比率(V/f)，输出d轴和q轴的电压指令值V_dc ^*、V_qc ^*。

坐标转换部6根据电压指令值V_dc ^*、V_qc ^*和相位推算值θ_dc，输出固定坐标轴的三相交流的电压指令值V_u ^*、V_v ^*、V_w ^*。

互感运算部7基于d轴和q轴的电压指令值V_dc ^*、V_qc ^*、d轴和q轴的电流检测值I_dc、I_qc、速度指令值ω_r ^*和感应电动机1的漏电感L_σ，运算感应电动机1的互感M^。

相位推算部8对速度指令值ω_r ^*积分而输出相位推算值θ_dc。

首先说明作为本实施例的特征的互感运算部7的基本动作。

在V/f控制部5中，对由上级提供的速度指令值ω_r ^*乘以感应电动机1的输出电压与输出频率的比率(V/f_gain)，用数式(1)所示的运算式来运算q轴的电压指令值V_qc ^*。本实施例中d轴的电压指令值设定为零。

此处，没有进行感应电动机的一次电阻R₁导致的电压降的补偿，但根据情况，也可以进行对电压指令值V_dc ^*、V_qc ^*提供上述电压降作为电压偏置的升压动作。特别是，在从起动时起施加了负载转矩的情况下这是有效的手段。

在图2中示出作为本发明的特征的互感运算部7的结构。

互感运算部7由无功功率运算部7a和互感推算部7b构成。

在无功功率运算部7a中，使用d轴和q轴的电压指令值V_dc ^*、V_qc ^*以及d轴和q轴的电流检测值I_dc、I_qc，用数式(2)来运算感应电动机1的无功功率Q^{^}。

Q^{^}＝V_dc ^*·I_qc-V_qc ^*·I_dc……(2)

此处，对无功功率Q^{^}进行说明。

感应电动机1的电压方程式用数式(3)表达。

其中，L_σ：漏电感，M：互感，L₂：二次侧电感，ω₁：一次角频率指令，φ_2d：d轴二次磁通，φ_2q：q轴二次磁通。

将数式(3)代入数式(2)，设I_d＝I_dc、I_q＝I_qc、ω₁＝ω_r ^*时，无功功率Q^{^}能够用数式(4)表达。

接着，使用数式(4)所示的无功功率Q^{^}，在互感推算部7b中通过数式(5)的运算，解关于互感的推算值M^的二次方程式。

以上是互感运算部的基本动作。

根据本实施例，通过这样使用无功功率，在无负载的状态、有负载的状态下，都能够高精度地推算互感M。

实施例2

实施例2涉及生成互感和励磁电流的表。

图3是本发明的实施例2的电力转换装置的结构图。

实施例1中，设V/f控制部的输出电压与输出频率的比率(以下记作V/f比率)为固定值，但本实施例中，使V/f比率分多个阶段变化。

图中，符号1～4、6～8与图1的相同。

图4是V/f控制部5＇的结构图。

V/f控制部5＇中，将分多个阶段变化的V/f比率(V/f_gain)设定为变量5’a，与速度指令值ω_r ^*相乘，输出q轴电压指令值V_qc ^*。另外，对于d轴电压指令值V_dc ^*输出设定为常数5’b的零。

在图5中示出变量5’a的输出信号的一例。此处，示出了使其分5个阶段地变化的例子。

在图6中示出使V/f比率分5个阶段地变化的情况下的电压指令值和电流检测值的特性(50％有负载状态)。可知在速度指令值ω_r ^*是固定值的状态下，使V/f比率增加时，d轴电流检测值I_dc也增加。

这是因为通过使q轴电压指令值V_qc ^*变化，能够间接地使d轴电流检测值I_dc变化。

此处，q轴电流检测值I_qc减少，但这是因为随着d轴电流I_d的增加，d轴二次磁通φ_2d也增加。

即，转矩固定，所以与d轴二次磁通φ_2d增加相应地，q轴电流检测值I_qc减少。

对互感运算部7输入分多个阶段(本实施例中为5个阶段)地变化的q轴电压指令值V_qc ^*和d轴和q轴的电流检测值I_dc、I_qc。

此处，使用这些信号，运算分多个阶段变化的互感的M^。

接着，对互感/励磁电流图表部9输入上述分多个阶段变化的互感的推算值M^和此时的运算中使用的d轴电流检测值I_dc，生成关于互感和励磁电流(d轴电流检测值)的图表。

在图7中示出关于互感和励磁电流的图表的一例。

横轴表示励磁电流(d轴电流检测值i_dc)、纵轴表示互感值(推算值M^)。作为互感和励磁电流的组合，具有(M₁，I_d1)、(M₂，I_d2)等值。

另外，也可以生成表达互感与励磁电流的近似关系的数学式代替图表。

根据本发明，通过采用这样的结构，能够取得关于互感和励磁电流的非线性特性。

实施例3

图8是本发明的实施例3的电力转换装置的结构图。

实施例1涉及推算互感M，实施例2涉及生成互感和励磁电流的表，实施例3将实施例2中生成的表应用于基于无速度传感器矢量控制的电力转换装置。

图8中，符号1～4、6、8与图1的相同。

速度推算部10基于q轴电压指令值V_qc ^***、q轴电流检测值I_qc、输出频率值ω₁ ^*以及感应电动机1的电气常数(R₁，R₂＇)和d轴电流和磁通指令设定部13的d轴二次磁通指令值φ_2d ^*，输出感应电动机1的速度推算值ω_r ^{^}。

转差频率运算部11基于d轴和q轴的电流指令值I_d ^*、I_q ^*和作为d轴电流和磁通指令设定部13的输出的二次时间常数的设定值T₂ ^*，输出感应电动机1的转差频率指令值ω_s ^*。

加法部12输出速度推算值ω_r ^{^}与转差频率指令值ω_s ^*的相加值即输出频率值ω₁ ^*。

d轴电流和磁通指令设定部13根据实施例2中生成的互感M和励磁电流的图表，输出d轴的电流指令值I_d ^*和d轴的二次磁通指令值φ_2d ^*以及二次时间常数的设定值T₂ ^*。

速度控制运算部14根据速度指令值ω_r ^*与速度推算值ω_r ^{^}的偏差(ω_r ^*-ω_r ^{^})输出q轴电流指令值I_q ^*。

矢量控制运算部15基于感应电动机1的电气常数(R₁，L_σ)、作为d轴电流和磁通指令设定部13的输出的d轴二次磁通指令值φ_2d ^*、电流指令值I_d ^*、I_q ^*和输出频率值ω₁ ^*，输出d轴和q轴的电压基准值V_dc ^**、V_qc ^**。

d轴电流控制运算部16根据d轴电流指令值I_d ^*与电流检测值I_dc的偏差(I_d ^*-I_dc)输出d轴电压修正值ΔV_d ^*。

q轴电流控制运算部17根据q轴电流指令值I_q ^*与电流检测值I_qc的偏差(I_q ^*-I_qc)输出q轴电压修正值ΔV_q ^*。

加法部18输出d轴电压基准值V_dc ^**与d轴电压修正值ΔV_d ^*的相加值即电压指令值V_dc ^***。

加法部19输出q轴电压基准值V_qc ^**与q轴电压修正值ΔV_q ^*的相加值即电压指令值V_qc ^***。

首先，说明不使用作为本实施例的特征的d轴电流和磁通指令设定部13(实施例2)的情况下的无速度传感器控制方式的基本动作。

在d轴电流和磁通指令设定部13(现有)中，输出为了发生感应电动机1的d轴二次磁通值φ_2d所需的电流指令值I_d ^*(使用在通常的V/f比率下检测出的励磁电流值和互感M)。

另外，在速度控制运算部14中，以速度推算值ω_r ^{^}与速度指令值ω_r ^*一致或接近的方式，运算q轴电流指令值I_q ^*。

在矢量控制运算部15中，使用d轴和q轴的电流指令值I_d ^*、I_q ^*、感应电动机1的电气常数(R₁，L_σ，M，L₂)、d轴二次磁通指令值φ_2d ^*和输出频率值ω₁ ^*，运算数式(6)所示的电压基准值V_dc ^**、V_qc ^**。

其中，T_ACR：电流控制迟滞时间常数。

对d轴电流控制运算部16输入d轴的电流指令值I_d ^*和电流检测值I_dc。对q轴电流控制运算部17输入q轴的电流指令值I_q ^*和电流检测值I_qc。

此处，按照数式(7)，以各成分的电流检测值I_dc、I_qc追随电流指令值I_d ^*、I_q ^*的方式进行(比例+积分)运算，输出d轴和q轴的电压修正值ΔV_d ^*、ΔV_q ^*。

其中，K_pdACR：d轴电流控制的比例增益，K_idACR：d轴电流控制的积分增益，K_pqARC：q轴电流控制的比例增益，K_iqACR：q轴电流控制的积分增益。

并且，在加法部18、19中，运算数式(8)所示的电压指令值V_dc ^**、V_qc ^**，控制功率转换器2的输出电压。

另外，在速度推算部10中，用数式(9)推算感应电动机1的速度。该速度推算中，通过用扰动观测器来推算q轴感应电压值后，除以磁通系数，而计算出速度推算值ω_r ^{^}。

其中，R₂＇：二次电阻值的一次侧换算值，T_obs：扰动观测器中设定的速度推算迟滞时间常数。

另外，在转差频率运算部11中，按照数式(10)，运算感应电动机1的转差频率指令值ω_s ^*。

其中，T₂ ^*：二次时间常数的设定值。

并且，在加法部12中，使用速度推算值ω_r ^{^}和转差频率值ω_s ^*，运算数式(11)所示的输出频率值ω₁ ^*。

ω₁ ^*＝ω_r ^{^}+ω_s ^*……(11)

在相位推算部8中，按照数式(12)，推算感应电动机1的磁通轴的相位θ_dc。

以磁通轴的相位θ_d的推算值即相位推算值θ_dc为控制的基准，执行无传感器控制运算。

以上是基本动作。

以下叙述应用了作为本实施例的特征的d轴电流和磁通指令设定部13(实施例2)的情况下的控制特性。

为了说明d轴电流和磁通指令设定部13的效果，首先说明将d轴电流指令值I_d ^*和二次磁通指令值φ_2d ^*设定为通常值(在通常的V/f比率下检测出的励磁电流值和互感M)的情况下的控制特性。

在图9中示出对无传感器控制中设定的电阻值赋予10％以上的误差的情况下的负载运转特性(模拟结果)。

在对感应电动机1以0.3Hz(基础频率的1/100)进行速度控制的状态下，从A点至B点施加直到200％的斜坡状的负载转矩。实际速度值ω_r降低至低于速度指令值ω_r ^*，在图中所示的B点之后速度偏差Δω_r增大而变得不稳定。即，在极低速区间中存在速度控制特性劣化的问题。

此处，如果使用作为本实施例的特征的d轴电流和磁通指令设定部13(实施例2)，则能够改善该速度控制特性。以下对此进行说明。

在图10中示出实施例的d轴电流和磁通指令设定部13(应用实施例2)的框图。

d轴电流和磁通指令设定部13基本上与速度指令值ω_r ^*的大小相应地，

(1)切换输出d轴电流指令值I_d ^*和二次磁通指令值φ_2d ^*；

(2)切换输出二次时间常数的设定值T₂ ^*。

具体而言，在d轴电流指令值I_d ^*用的切换开关13a中，

在速度指令值ω_r ^*不足基础频率的10％的情况下，选择磁通饱和时的I_d2；

在速度指令值ω_r ^*在基础频率的10％以上的情况下，选择磁通通常时的I_d1。

它们被作为d轴电流指令值I_d ^*输出。

在二次磁通指令值φ_2d ^*用的切换开关13b中：

在速度指令值ω_r ^*不足基础频率的10％的情况下，选择磁通饱和时的M₂；

在速度指令值ω_r ^*在基础频率的10％以上的情况下，选择磁通通常时的M₁。

它们被作为互感的设定值M^*输出。

另外，互感的设定值M^*与d轴电流指令值I_d ^*相乘，通过具有感应电动机1的二次时间常数设定值T₂ ^*的增益的低通滤波器13d之后，被作为二次磁通指令值φ_2d ^*输出。

进而，互感的设定值M^*被输入至模块13c，用数式(13)进行变换并输出二次时间常数的设定值T₂ ^*。

另外，本实施例中，将切换开关13a、13b的切换水平值设为基础频率的10％，但也可以是5％、20％，任意地设定即可。

此处，在图10的内部设定的常数(I_d1，I_d2，M₁，M₂)从实施例2中的互感和励磁电流表中选择设定。

例如，将磁通通常(在通常的V/f比率下检测出)时的励磁电流值和互感值设为I_d1、M₁，将磁通饱和时的励磁电流值和互感值设为I_d2、M₂即可。

例如，在图7所示的励磁电流和互感的特性中，磁通通常时选择(1)的数据(I_d1，M₁)，磁通饱和时选择(4)的数据(I_d2，M₂)。即，通过在低速区间中用磁通饱和区间(使用(4)的数据)进行驱动，而尽量减小与磁通变动相关的速度推算的误差，由此实现速度控制系统的稳定化。

在图11中示出基于本实施例的负载运转特性的模拟结果。在该图中，设定图9中使用的负载条件。对图9和图11中示出的负载特性的结果进行比较，可知在使用了作为本实施例的特征的d轴电流和磁通指令设定部13的控制的情况下，感应电动机1的实际速度值ω_r的稳态速度偏差减少，并且速度控制系统稳定。

通过使用本实施例的d轴电流和磁通指令设定部13，在极低速区间中也能够稳定地实现高转矩。

实施例4

图12是本发明的实施例4的d轴电流和磁通指令设定部13的结构图。

实施例3中，d轴电流和磁通指令设定部13中设定的d轴电流指令值I_d ^*和互感M^*对磁通通常时(I_d1，M₁)和磁通饱和时(I_d2，M₂)各设定了1组，但本实施例中设定2组。

图中符号13a～13d与图10的相同。

d轴电流和磁通指令设定部13＇设定磁通通常时(I_d1，M₁)和磁通饱和时(I_d2，M₂)1组、和磁通通常时(I_d3，M₃)和磁通饱和时(I_d4，M₄)1组，合计2组。

例如：

在第一组中，通常时设定图7中的(1)的数据，磁通饱和时设定图7中的(4)的数据；

在第二组中，通常时设定图7中的(2)的数据，磁通饱和时设定图7中的(5)的数据；

这样设定2组励磁电流和互感的值。

在d轴电流和磁通指令设定部13＇中，首先设定为第一组进行实际运转，如果陷入转矩不足状态或过电流脱扣的情况下，则在下一个运算时机自动地变更为第二组。

通过采用这样的结构，能够设定最佳的d轴电流指令值I_d ^*和二次磁通指令值φ_2d ^*。

另外，本实施例中，说明了在d轴电流和磁通指令设定部13＇中使用第一设定值和第二设定值这2组设定值进行控制的方式，但也可以使用3组以上的设定值进行设定变更。

根据本实施例，通过设置多个d轴电流指令值I_d ^*和二次磁通指令值φ_2d ^*，无论在怎样的负载转矩状态(转矩的大小和斜率)下都能够稳定地实现高精度的速度控制。

实施例5

图13是本发明的实施例5的功率转换器的结构图。

本实施例将实施例4应用于感应电动机的驱动系统。

图中，构成要素的符号1～4、6、8、10～13＇、14～19与图8和图12的相同。

作为图13的构成要素的感应电动机1被电力转换装置20驱动。在电力转换装置20中，图8和图12的符号4、6、8、10～13＇、14～19所示的部件作为软件实现，符号2和2a所示的部件作为硬件实现。

也可以设为能够用电力转换装置20的数位操作器20b、个人计算机21、平板22、智能手机23等上级装置来设定d轴电流指令值I_d ^*和二次磁通指令值φ_2d ^*的值((I_d1，M₁)，(I_d2，M₂)，(I_d3，M₃)，(I_d4，M₄))。

用本实施例的感应电动机的驱动系统，能够实现高精度的速度控制特性。

以上的实施例3至实施例5中，进行了根据电流指令值I_d ^*、I_q ^*和电流检测值I_dc、I_qc，生成电压修正值ΔV_d ^*、ΔV_q ^*，将该电压修正值与矢量控制的电压基准值相加的数式(8)所示的运算，但也能够应用于根据电流指令值I_d ^*、I_q ^*和电流检测值I_dc、I_qc，生成矢量控制运算中使用的数式(14)所示的中间的电流指令值I_d ^**、I_q ^**，使用该电流指令值、输出频率值ω₁ ^*和感应电动机1的电气常数，按照数式(15)运算电压指令值V_dc ^****、V_qc ^****的矢量控制方式。

其中，K_pdARC1：d轴电流控制的比例增益，K_idACR1：d轴电流控制的积分增益，K_pqACR1：q轴电流控制的比例增益，K_iqACR1：q轴电流控制的积分增益。

其中，T_d：d轴电气时间常数(L_d/R)，T_q：q轴电气时间常数(L_q/R)。

另外，也能够应用于根据电流指令值I_d ^*、I_q ^*和电流检测值I_dc、I_qc，用数式(16)运算矢量控制运算中使用的d轴比例运算成分的电压修正值ΔV_dp ^*、d轴积分运算成分的电压修正值V_di ^*、q轴比例运算成分的电压修正值Δ_qp ^*、q轴积分运算成分的电压修正值ΔV_qi ^*。

使用这些电压修正值、输出频率值ω₁ ^*和感应电动机1的电气常数，按照数式(17)运算电压指令值V_dc ^*****、V_qc ^*****的矢量控制方式。

另外，也能够应用于使用d轴电流指令值I_d ^*和q轴电流检测值I_qc的一阶滞后信号I_qctd和速度指令值ω_r ^*和感应电动机1的电气常数，运算数式(18)所示的输出频率指令值ω₁ ^**和数式(19)所示的电压指令值V_dc ^*****、V_qc ^*****的控制方式。

另外，以上的实施例3至实施例5中，在速度推算部10中，按照数式(9)运算速度推算值，但也可以采用在q轴电流控制中同时使用电流控制和速度推算的方式。

该情况下，如数式(20)所示地运算速度推算值ω_r^^。

其中，K_pqACR2：电流控制的比例增益，K_iqACR2：电流控制的积分增益。

并且，以上的实施例3至实施例5中，在速度推算部10中，按照数式(9)运算速度推算值，但也可以采用如图14所示地，在感应电动机1中安装速度检测用编码器24，根据编码器信号运算速度检测值的方式。

图14的情况下，在感应电动机1中安装速度检测用的编码器24，设置速度检测运算部10＇代替实施例3所示的速度推算部10，由此能够正确地检测出感应电动机1的实际速度值(速度检测值)ω_rd。

实施例6

图15是本发明的实施例6的电力转换装置的结构图。

与实施例3的不同点，在于由上级装置不是提供速度指令值ω_r ^*而是提供输出频率ω_1r ^*作为指令值这一点。用减法部25从输出频率指令值ω_1r ^*中减去转差频率指令值ω_s ^*，输出速度指令值ω_r ^*。

也可以是如图14所示，通过设置速度检测运算部10＇代替速度推算部10，而运算速度检测值ω_rd代替感应电动机1的速度推算值ω_r ^{^}的方式。

实施例7

图16是本发明的实施例7的电力转换装置的结构图。

与实施例3的不同点在于：由上级装置不是提供速度指令值ω_r ^*而是提供输出频率ω_1r ^*作为指令值，用减法部26从输出频率指令值ω_1r ^*中减去输出频率值ω₁ ^*，作为速度控制运算部的输入信号。

也可以是如图14所示，通过设置速度检测运算部10＇代替速度推算部10，而运算速度检测值ω_rd代替感应电动机1的速度推算值ω_r ^{^}的方式。

产业上的利用可能性

根据本发明的电力转换装置，在极低速区间中也能够稳定地输出高转矩，所以不限于一般的感应电动机的驱动，也能够用于升降机驱动用电动机、车载驱动用电动机(建筑机械用)、提升机/起重机用电动机等。

符号说明

1……感应电动机，2……功率转换器，2a……直流电源，3……电流检测器，4……坐标转换部，5、5＇……V/f控制部，6……坐标转换部，7……互感运算部，7a……无功功率运算部，7b……互感推算部，8……相位推算部，9……互感/励磁电流图表部，10……速度推算部，11……转差频率运算部，12……加法部，13……d轴电流和磁通指令设定部，14……速度控制运算部，15……矢量控制运算部，16……d轴电流控制运算部，17……q轴电流控制运算部，18、19……加法部，20……电力转换装置，20a……电力转换装置的内部，20b……电力转换装置的面板部分，21……个人计算机，22……平板，23……智能手机，24……速度检测用编码器，25、26……减法部，

M^……互感的推算值，Q^……无功功率的推算值，I_d ^*……d轴电流指令值，I_q ^*……q轴电流指令值，ω_r……感应电动机1的速度，ω_r^……速度推算值，ω_rd……速度检测值，ω_s……感应电动机1的转差，ω_s ^*……转差频率指令值，ω_1r ^*……输出频率指令值，ω_1r……输出频率指令值，ω₁ ^*……感应电动机1的输出频率值。θ_dc……相位推算值，ω_r ^*……速度指令值，V_dc ^*……d轴电压指令的基准值，V_qc ^*……q轴电压指令的基准值，V_dc ^**、V_dc ^***、V_dc ^****、V_dc ^*****……d轴电压指令值，V_qc ^**、V_qc ^***、V_qc ^****、V_qc ^*****……q轴电压指令值。

Claims (10)

1.一种驱动感应电动机的电力转换装置的自动调谐方法，其特征在于，在自动调谐模式下，包括：

输出所述感应电动机的电压指令值的V/f控制部改变所述感应电动机的输出电压/输出频率的比率，使所述电压指令值分多个阶段变化的步骤；

电流检测单元检测分多个阶段变化的励磁电流的步骤；和

互感运算部基于所述电压指令值、电流检测值和速度指令值运算无功功率，根据无功功率来推算分多个阶段变化的感应电动机的互感的步骤。

2.如权利要求1所述的电力转换装置的自动调谐方法，其特征在于，在矢量控制模式下，包括：

磁通轴电流和磁通指令设定部基于在自动调谐模式下所测定的互感值和励磁电流值，输出电流指令值和二次磁通指令值的步骤；和

矢量控制运算部基于所述电流指令值和二次磁通指令值，输出所述感应电动机的电压指令值的步骤，

在所述输出电流指令值和二次磁通指令值的步骤中，所述磁通轴电流和磁通指令设定部在低速区间中设定饱和状态下的互感值和此时的励磁电流值，在中高速区间中设定通常状态下的互感值和此时的励磁电流值。

3.如权利要求2所述的电力转换装置的自动调谐方法，其特征在于：

在所述输出电流指令值和二次磁通指令值的步骤中，所述磁通轴电流和磁通指令设定部能够在低速区间和中高速区间的至少一区间中设定2个以上的所述励磁电流值和所述互感值，在使用第一个设定了的值而处于转矩不足状态或过电流脱扣状态的情况下，变更为下一个设定了的值。

4.一种驱动感应电动机的电力转换装置，其特征在于，包括：

电流检测单元，其检测所述感应电动机的驱动电流；

V/f控制部，其基于所述感应电动机的速度指令值和输出电压/输出频率的比率，输出所述感应电动机的电压指令值；和

互感运算部，其基于所述电压指令值、电流检测值和速度指令值来运算所述感应电动机的互感，

所述互感运算部包括：

无功功率运算部，其基于电压指令值、电流检测值和速度指令值来运算无功功率；和

互感推算部，其根据运算得到的无功功率来推算互感。

5.如权利要求4所述的电力转换装置，其特征在于：

还包括互感/励磁电流图表部，

所述V/f控制部改变输出电压/输出频率的比率，使所述电压指令值分多个阶段变化，

所述电流检测单元检测分多个阶段变化的励磁电流，

所述互感运算部推算分多个阶段变化的互感值，

所述互感/励磁电流图表部生成关于分多个阶段变化的励磁电流值和互感值的图表。

6.一种通过矢量控制来驱动感应电动机的电力转换装置，其特征在于，包括：

磁通轴电流和磁通指令设定部，其基于设定了的互感值和励磁电流值，输出电流指令值和二次磁通指令值；和

矢量控制运算部，其基于所述电流指令值和二次磁通指令值，输出所述感应电动机的电压指令值，

所述磁通轴电流和磁通指令设定部，在矢量控制模式下，在低速区间中设定饱和状态下的互感值和此时的励磁电流值，在中高速区间中设定通常状态下的互感值和此时的励磁电流值。

7.如权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于：

所述饱和状态是感应电动机的励磁电流为额定励磁电流值以上的状态，所述通常状态是感应电动机的励磁电流为在由V/f控制来驱动时的电压/频率的比率中由频率的基础值计算得到的电压/频率下检测出的励磁电流值的状态。

8.如权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于：

所述低速区间是速度指令值或频率指令值小于基础值的规定比率，所述中高速区间是速度指令值或频率指令值为基础值的规定比率以上。

9.如权利要求6～8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：

设定的互感值和励磁电流值基于权利要求5记载的所述互感/励磁电流图表部来设定。

10.如权利要求6～8中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：

要设定的互感值或励磁电流值，设定于在电力转换装置内搭载的微型计算机内部存储器中，能够通过连接数位操作器、个人计算机或平板、智能手机设备来进行设定、变更。