專利名稱：交流伺服驅(qū)動(dòng)器中的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器中的電機(jī)電力線斷線時(shí)的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，例如專利文獻(xiàn)1中所公開的“Failure Detecting Devicefor AC Motor Control Circuit”被稱作電機(jī)的斷線檢測(cè)器。
圖3是JP-A-9-172791中已知的用于檢測(cè)通過(guò)電池112向三相交流電機(jī)110提供電力的電路中的電流傳感器等的異常的交流電機(jī)控制電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
在該圖中，用于控制IPM114的操作的控制器116包括CPU118、ROM120、RAM 122、I/O端口124，以及A/D轉(zhuǎn)換器126，ROM120存儲(chǔ)要由CPU118執(zhí)行的控制程序、固定參數(shù)等，而RAM122為CPU118提供工作區(qū)域。I/O端口124和A/D轉(zhuǎn)換器126分別為用于輸入外部數(shù)字或模擬信息的裝置。這里，從I/O端口124輸入扭矩命令值和添加到電機(jī)110上的解算器128的輸出，該扭矩命令值表示要從電機(jī)110輸出的扭矩，該解算器128的輸出用于響應(yīng)于電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器126將與電機(jī)110的三相相對(duì)應(yīng)提供的電流傳感器130u、130v和130w的輸出ius、ivs和iws從模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，以輸入到控制器116。
CPU118向IPM114提供控制信號(hào)，以從電機(jī)110輸出與扭矩命令值相對(duì)應(yīng)的扭矩。此時(shí)，CPU118檢測(cè)解算器128的輸出信號(hào)(轉(zhuǎn)數(shù)或者旋轉(zhuǎn)角)以及電流傳感器130u、130v和130w的輸出ius、ivs和iws(相電流瞬時(shí)值)，并且當(dāng)CPU118在正常操作控制過(guò)程中轉(zhuǎn)換到異常檢測(cè)程序時(shí)，CPU118通過(guò)相電壓命令值找到相電流iuc、ivc和iwc的估計(jì)值，并在與相輸出電流值ius、ivs、iws的偏差|iuc-ius|、|ivc-ivs|、|iwc-iws|和閾值ΔI1u、ΔI1v、ΔI1w之間進(jìn)行比較，以確定異常。
另一種檢查裝置是JP-A-5-137380中公開的“電機(jī)控制器(MotorController)”。圖4是其電路圖?？刂齐娐?07a對(duì)驅(qū)動(dòng)電路205進(jìn)行控制，并且在接收到電機(jī)啟動(dòng)命令210時(shí)進(jìn)行工作，并且在電機(jī)啟動(dòng)之前，向斷線檢測(cè)電路212提供斷線檢測(cè)命令213，根據(jù)過(guò)流檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢查電路是否異常。如果沒(méi)有檢測(cè)到異常，則控制電路啟動(dòng)電機(jī)201；如果檢測(cè)到了異常，則控制電路停止啟動(dòng)電機(jī)201。在這種情況下，提供斷線檢測(cè)電路212的斷線檢測(cè)信號(hào)214，以通過(guò)施加直流電來(lái)執(zhí)行各相的通電測(cè)試；在通電階段，如果在該通路中不存在異常，則流過(guò)非受控直流電，并由此進(jìn)入過(guò)流狀態(tài)，并且使用該事實(shí)來(lái)檢測(cè)過(guò)流。
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)法直接檢測(cè)電機(jī)斷線，并且由于電機(jī)斷線而使得速度檢測(cè)值不符合速度命令值，因此，扭矩命令變?yōu)楹艽蟮闹?。如果扭矩命令繼續(xù)取很大的值，則檢測(cè)為超負(fù)荷警告，并由此用于該專利文獻(xiàn)中所示的異常檢測(cè)，操作過(guò)程中的異常檢測(cè)的延遲時(shí)間很長(zhǎng)，并且包括電機(jī)的機(jī)器的移動(dòng)部分會(huì)失控，導(dǎo)致對(duì)機(jī)器的損害；這是一個(gè)問(wèn)題。
由于無(wú)法在工作之前快速檢測(cè)到電力線的斷線，所以如果用于驅(qū)動(dòng)垂直軸的電機(jī)電力線發(fā)生了斷線，則在機(jī)械制動(dòng)釋放后，工件會(huì)脫落；這也是一個(gè)問(wèn)題。
因此，本發(fā)明第一方面的目的是提供一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，其能夠在工作期間即時(shí)檢測(cè)電機(jī)電力線中是否存在斷線，并能夠在對(duì)機(jī)器產(chǎn)生損害之前安全地使機(jī)器停止。
此外，本發(fā)明第二方面的目的是提供一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，其能夠在工作之前，在保持機(jī)械制動(dòng)的同時(shí)安全地檢測(cè)電機(jī)電力線中是否存在斷線，并且如果檢測(cè)到了斷線，則能夠不釋放機(jī)械制動(dòng)，以防止工件脫落。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)發(fā)明1，提供了一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，該交流伺服驅(qū)動(dòng)器包括電流檢測(cè)器；以及扭矩控制器，該方法包括以下步驟從由該電流檢測(cè)器檢測(cè)的三相交流電流中提取扭矩電流分量；將扭矩命令和該扭矩電流分量進(jìn)行比較；以及如果該扭矩命令與該扭矩電流分量之間的差值超過(guò)了設(shè)定值，則識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線。
根據(jù)發(fā)明2，提供了一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，該交流伺服驅(qū)動(dòng)器包括電流檢測(cè)器；以及扭矩控制器，該方法包括以下步驟施加三相交流電壓，以允許不在電機(jī)中產(chǎn)生扭矩的磁化電流流過(guò)；通過(guò)該電流檢測(cè)器對(duì)流入到該電機(jī)中的結(jié)果電流進(jìn)行檢測(cè)；提取磁化電流分量；將該磁化電流分量與所命令的磁化電流進(jìn)行比較；以及如果該磁化電流與該磁化電流分量之間的差值超過(guò)了設(shè)定值，則識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線。
根據(jù)發(fā)明3，其特征在于，如果識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線，則切斷從電力轉(zhuǎn)換器向電機(jī)的施加輸出，并且啟動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)使電機(jī)停止。
根據(jù)發(fā)明4，其特征在于，如果識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線，則不釋放制動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且不啟動(dòng)電機(jī)。
根據(jù)該交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，在斷線檢查中，在電機(jī)工作時(shí)，將扭矩電流命令I(lǐng)qref和扭矩電流檢測(cè)值Iqfb之間的差值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并確定電機(jī)電力線是否斷線，因此可以通過(guò)快速的斷線檢測(cè)來(lái)采取稍后的安全措施。
另選地，在工作之前的電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下的斷線檢查中，使用d軸電流，并且使不在電機(jī)中產(chǎn)生扭矩的d軸電流流過(guò)，將d軸電流命令I(lǐng)dref和d軸電流檢測(cè)值Idref之間的差值與設(shè)定值進(jìn)行比較，并確定電機(jī)電力線是否斷線，因此可以在保持機(jī)械制動(dòng)的情況下，安全地執(zhí)行工作之前的斷線檢查。


圖1是表示具有根據(jù)發(fā)明1的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是表示具有根據(jù)發(fā)明2的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的交流電機(jī)控制電路的異常檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)控制器的電路圖。
圖中的標(biāo)號(hào)如下1表示扭矩命令，2表示電流轉(zhuǎn)換器，3表示qref，4表示電流檢測(cè)器，5表示電流檢測(cè)器，6表示Iufb，7表示Ivf，8表示d-q轉(zhuǎn)換器，9表示Iqfb，10表示Idfb，11表示電壓轉(zhuǎn)換器，12表示Vqref，13表示電壓轉(zhuǎn)換器，14表示Vdref，15表示d-q轉(zhuǎn)換器，16表示Vuref，17表示Vvref，18表示Vwref，19表示電力轉(zhuǎn)換器，20表示絕對(duì)值電路，21表示檢測(cè)電平設(shè)定器，22表示比較器，23表示斷線檢測(cè)信號(hào)，24表示磁化電流命令產(chǎn)生器，25表示dref。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電機(jī)控制器的框圖。
在圖1中，通過(guò)電流轉(zhuǎn)換器2將扭矩命令1轉(zhuǎn)換為Iqref3。分別通過(guò)電流檢測(cè)器4和電流檢測(cè)器5將電機(jī)U相電流和V相電流轉(zhuǎn)換為Iufb6和Ivfb7。通過(guò)d-q轉(zhuǎn)換器8將Iufb6和Iufb7以及通過(guò)將Iufb6和Iufb7相加并使其符號(hào)相反而提供的電流轉(zhuǎn)換為Iqfb9和Iqfb10。
通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器11將Iqref3與Iqfb9之間的差值轉(zhuǎn)換為Vqref12。通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器13將通過(guò)使Idfb10的符號(hào)相反而提供的電流轉(zhuǎn)換為Vdref14。
通過(guò)d-q轉(zhuǎn)換器15將Vqref12和Vdref14轉(zhuǎn)換為Vuref16、Vvref17和Vwref18，然后通過(guò)電力轉(zhuǎn)換器19將其分別轉(zhuǎn)換為U相電壓、V相電壓和W相電壓，并將這些電壓施加給電機(jī)。
比較器22在由絕對(duì)值電路20提供的Iqref3和Iqfb9之間的差值的絕對(duì)值以及檢測(cè)電平設(shè)定器21的設(shè)定值之間進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果用作斷線檢測(cè)信號(hào)23。
該操作如下如果電機(jī)電力線在工作期間發(fā)生斷線，則電流不流入電機(jī)，并且Iufb6和Ivfb7變?yōu)?，而且Iqfb9也變?yōu)?。如果電機(jī)電力線斷線，則速度控制器等的高級(jí)控制循環(huán)的受控變量發(fā)生改變，并且其輸出的扭矩命令1始終會(huì)變?yōu)榉?值。Iqref3也變?yōu)榉?值。因此，Iqref3和Iqfb9之間產(chǎn)生差值，并且比較器22在絕對(duì)值電路20的偏差絕對(duì)值和預(yù)設(shè)為預(yù)定值的檢測(cè)電平設(shè)定器21的設(shè)定值之間進(jìn)行比較。如果該偏差絕對(duì)值超過(guò)該設(shè)定值，則輸出斷線檢測(cè)信號(hào)23。
當(dāng)向高級(jí)控制部分輸入斷線檢測(cè)信號(hào)時(shí)，切斷反用換流器19的輸出，并且啟動(dòng)制動(dòng)以使電機(jī)停止。
接下來(lái)，將根據(jù)

本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖2是表示具有根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)框圖。
在圖2中，通過(guò)電流轉(zhuǎn)換器2將扭矩命令1轉(zhuǎn)換為Iqref3。通過(guò)磁化電流命令產(chǎn)生器24輸出Idref25。
分別通過(guò)電流檢測(cè)器4和電流檢測(cè)器5將電機(jī)U相電流和V相電流轉(zhuǎn)換為Iufb6和Ivfb7。通過(guò)d-q轉(zhuǎn)換器8將Iufb6和Iufb7以及通過(guò)將Iufb6和Iufb7相加并使其符號(hào)相反而提供的電流轉(zhuǎn)換為Iqfb9和Iqfb10。
通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器11將Iqref3與上述Iqfb9之間的差值轉(zhuǎn)換為Vqref12。通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器13將Idref25和Iqfb10之間的差值轉(zhuǎn)換為Vdref14。
通過(guò)d-q轉(zhuǎn)換器15將Vqref12和Vdref14轉(zhuǎn)換為Vuref16、Vvref17和Vwref18，然后通過(guò)電力轉(zhuǎn)換器19將其分別轉(zhuǎn)換為U相電壓、V相電壓和W相電壓，并將這些電壓施加給電機(jī)。
比較器22在由絕對(duì)值電路20提供的上述Iqref25和上述Iqfb10之間的差值的絕對(duì)值以及檢測(cè)電平設(shè)定器21的設(shè)定值之間進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果用作斷線檢測(cè)信號(hào)23。
該操作如下為了使不在電機(jī)中產(chǎn)生扭矩的d軸電流在工作之前流過(guò)，未由磁化電流命令產(chǎn)生器24進(jìn)行零驅(qū)動(dòng)的電流命令I(lǐng)dref25試圖使電流通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器13、d-q轉(zhuǎn)換器15，以及電力轉(zhuǎn)換器19流入電機(jī)。然而，如果電機(jī)電力線發(fā)生了斷線，則沒(méi)有電流流過(guò)，并且電流檢測(cè)器4和電流檢測(cè)器5檢測(cè)電流為零。通過(guò)d-q轉(zhuǎn)換器8輸出的Idfb10也變?yōu)?。因此，Idref25和Idfb10之間出現(xiàn)了差值，并且絕對(duì)值電路輸出該差值的絕對(duì)值。比較器22在該絕對(duì)值和檢測(cè)電平設(shè)定器21的設(shè)定值之間進(jìn)行比較。如果該絕對(duì)值超過(guò)該設(shè)定值，則輸出斷線檢測(cè)信號(hào)23。
如果沒(méi)有輸入斷線檢測(cè)信號(hào)23，則高級(jí)控制部分釋放制動(dòng)，以啟動(dòng)電機(jī)；如果輸入了斷線檢測(cè)信號(hào)23，則高級(jí)控制部分保持制動(dòng)，并且不啟動(dòng)電機(jī)。
工業(yè)適用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)電流檢測(cè)器直接檢測(cè)電機(jī)電力線中的斷線，具有以下優(yōu)點(diǎn)可以減少斷線檢測(cè)延時(shí)，并且如果電機(jī)電力線斷線，可以立即檢測(cè)到，并且可以在機(jī)器受損害之前安全地停止電機(jī)。
可以在工作之前，在保持機(jī)械制動(dòng)的同時(shí)檢測(cè)電機(jī)電力線中是否存在斷線，因此具有以下優(yōu)點(diǎn)如果線路出現(xiàn)斷線，則可以不釋放機(jī)械制動(dòng)，從而可以防止工件脫落。
權(quán)利要求
1.一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，該交流伺服驅(qū)動(dòng)器包括電流檢測(cè)器；以及扭矩控制器，該方法包括以下步驟從由所述電流檢測(cè)器檢測(cè)的三相交流電流中提取扭矩電流分量；將扭矩命令和所述扭矩電流分量進(jìn)行比較；以及如果所述扭矩命令與所述扭矩電流分量之間的差值超過(guò)一設(shè)定值，則識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線。
2.一種交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，該交流伺服驅(qū)動(dòng)器包括電流檢測(cè)器；以及扭矩控制器，該方法包括以下步驟施加三相交流電壓，以允許不會(huì)在電機(jī)中產(chǎn)生扭矩的磁化電流流過(guò)；通過(guò)所述電流檢測(cè)器對(duì)流入電機(jī)中的結(jié)果電流進(jìn)行檢測(cè)；提取磁化電流分量；將所述磁化電流分量和所命令的磁化電流進(jìn)行比較；以及如果所述磁化電流與所述磁化電流分量之間的差值超過(guò)一設(shè)定值，則識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，其中，如果識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線，則切斷從電力轉(zhuǎn)換器向電機(jī)的施加輸出，并且啟動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)以使電機(jī)停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法，其中，如果識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生斷線，則不釋放制動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且不啟動(dòng)電機(jī)。
全文摘要
提供了一種能夠減少電機(jī)電力線斷線檢測(cè)的延遲的斷線檢測(cè)方法。如下執(zhí)行具有電流檢測(cè)器和扭矩控制器的交流伺服驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)電力線斷線檢測(cè)方法。從由電流檢測(cè)器(4、5)檢測(cè)的三相交流電流中提取扭矩電流分量(9)，將扭矩命令(1)與該扭矩電流分量(9)進(jìn)行比較，如果該扭矩命令和該扭矩電流分量之間的差值超過(guò)一設(shè)定值(21)，則識(shí)別為電機(jī)電力線發(fā)生了斷線。
文檔編號(hào)H02MGK1778033SQ200480010478
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月18日
發(fā)明者嶌直紀(jì) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)