CN103684141B - 马达控制装置及马达控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的马达控制装置具备:电源选择部件;电压检测部件;易失性存储部件;以及马达控制部件。电源选择部件将商业用电源或电池电源中的任意一方选择为同步马达的控制用电源。电压检测部件对由电源选择部件所选择的控制用电源所产生的直流母线电压进行检测。易失性存储部件对同步马达的磁极位置进行存储。马达控制部件在由电源选择部件所选择的控制用电源从商业用电源切换至电池电源的期间,在母线电压不低于比通过易失性存储部件能够存储磁极位置的最低电压高的阈值时,基于由易失性存储部件所存储的磁极位置继续同步马达的运行控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种马达控制装置及马达控制方法。
背景技术
以往,存在的一种马达控制方法,其将商业用电源或电池电源中的一方切换成另一方电源来继续马达运行控制。例如,日本专利特开2009-012929号公报揭示了一种马达控制方法,作为使电梯升降的同步马达的控制用电源,在平时使用商业用电源,在停电时将控制用电源从商业用电源切换至电池电源来继续马达的运行控制。
此处,在进行同步马达运行控制的技术中,当起动同步马达时,需要基于对停止中的同步马达的磁极位置进行推测的结果来执行同步马达的起动控制。
然而,在停电时将控制用电源从商业用电源切换至电池电源来使同步马达起动时,若采用以往的马达控制方法,由于无法推测停止中的同步马达的磁极位置,因而无法继续正常的同步马达的运行控制。
例如,当电池电源充电不充分或电池电源的可输出的最大电压低于推测同步马达磁极位置所需要的电压等时,以往的马达控制方法就无法推测出停止中的同步马达的磁极位置。上述情况下,即使将控制用电源从商业用电源切换至电池电源,也无法继续正常的同步马达的运行控制。
本发明的目的在于提供一种马达控制装置及马达控制方法,在将同步马达控制用电源从商业用电源切换至电池电源来使同步马达起动时,能够继续正常的同步马达的运行控制。
发明内容
本发明的一种形态涉及的马达控制装置具备:电源选择部件;电压检测部件;易失性存储部件;以及马达控制部件。电源选择部件将商业用电源或电池电源中的任意一方选择为同步马达的控制用电源。电压检测部件对由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源所产生的直流母线电压进行检测。易失性存储部件对所述同步马达的磁极位置进行存储。马达控制部件在由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源从所述商业用电源切换至所述电池电源的期间,在所述母线电压不低于比通过所述易失性存储部件能够存储所述磁极位置的最低电压高的阈值时,基于由所述易失性存储部件存储的所述磁极位置继续所述同步马达的运行控制。
根据本发明的一种形态提供的马达控制装置,在将同步马达的控制用电源从商业用电源切换至电池电源来起动同步马达时,能够继续正常的同步马达的运行控制。
附图说明
以下,对照附图阅读下述发明的详细说明,能够容易地对本发明进行更为完整的认识,并理解与其相关的优点。
图1是表示实施方式1涉及的基于马达控制装置的马达控制方法的说明图。
图2是表示具备实施方式1涉及的马达控制装置的马达控制***的具体结构的一个示例的说明图。
图3是表示实施方式1涉及的马达控制装置的一个具体运行示例的时序图。
图4~图6是表示实施方式1涉及的马达控制装置执行的处理的流程图。
图7是表示实施方式2涉及的马达控制装置的一个具体运行示例的时序图。
具体实施方式
以下参照附图,详细说明本发明所揭示的马达控制装置及马达控制方法的实施方式。另外,本发明不限定于以下所示的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1涉及的基于马达控制装置1的马达控制方法的说明图。在此,图1有选择地图示了实施方式1涉及的马达控制方法所需要的部分结构要素。不过,对于马达控制装置1的具体结构示例,将在后面参照图2进行说明。
如图1所示,马达控制装置1具备:电源选择部件11;电压检测部件12;马达控制部件13;易失性的存储部件(以下称为“易失性存储部件14”);以及非易失性的存储部件(以下称为“非易失性存储部件15”)。
电源选择部件11将商业用电源2或电池电源3中的任意一方选择为马达控制装置1的控制对象即同步马达的控制用电源。此外,电压检测部件12对由电源选择部件11所选择的从上述控制用电源所产生的直流母线电压进行检测。
马达控制部件13在使停止的同步马达起动时,使用电源选择部件11所选择的控制用电源,执行对停止的同步马达的磁极位置(以下称为“初始磁极位置”)进行推测的推测处理。并且,马达控制部件13基于上述推测处理得到的初始磁极位置,通过生成并输出同步马达的控制信号A1来起动同步马达。
从被起动的同步马达开始向马达控制部件13,同步马达的磁极位置A2依次地被输入。并且,马达控制部件13将从同步马达输入的磁极位置A2输出至易失性存储部件14并将其存储。易失性存储部件14依次更新并且存储被输入的同步马达的磁极位置A2。然后,马达控制部件13基于从易失性存储部件14读取的磁极位置A3,依次生成并输出同步马达的控制信号A1,从而对同步马达的运行进行反馈控制。
在上述马达控制装置1中,例如当作为控制用电源的商业用电源2停电时,控制用电源基于电源选择部件11从商业用电源2切换至电池电源3。
据此,母线电压在从商业用电源2切换至电池电源3的期间下降。此时,有可能存在母线电压低于马达控制部件13进行推测初始磁极位置的处理所需要的电压的情况。
上述情况下,在马达控制装置1中,为了起动停止中的同步马达而要进行推测初始磁极位置的处理,不过由于母线电压电压不足而不能准确地推测初始磁极位置,所以无法使同步马达正常起动。
在此,马达控制部件13预先存储母线电压比通过易失性存储部件14能够存储磁极位置A2的最低电压高的阈值。并且,马达控制部件13在控制用电源从商业用电源2切换至电池电源3的期间,在由电压检测部件12检测到的母线电压不低于阈值时,基于通过易失性存储部件14存储的磁极位置A3继续同步马达的运行控制。
据此,即使母线电压低于进行推测初始磁极位置的处理所需要的电压,只要不低于阈值,马达控制部件13将存储于易失性存储部件14中的磁极位置A3作为初始磁极位置,就能够使同步马达正常起动。
因此,马达控制部件13在将同步马达的控制用电源从商业用电源2切换至电池电源3来使同步马达起动时,无须进行推测同步马达初始磁极位置的处理就能够继续正常的同步马达的运行控制。
此外,在马达控制装置1中,在控制用电源基于电源选择部件11从商业用电源2切换至电池电源3的期间,有可能出现同步马达停止且母线电压下降至阈值的情况。
上述情况下,马达控制部件13在母线电压下降至通过易失性存储部件14能够存储磁极位置A2的最低电压之前,从易失性存储部件14读取停止的同步马达的磁极位置A3,作为初始磁极位置A4使非易失性存储部件15将其存储。
据此,在马达控制装置1中,上述操作之后到控制用电源从商业用电源2切换至电池电源3为止的期间内,即使母线电压低于通过易失性存储部件14能够存储磁极位置A2的最低电压,也能够将初始磁极位置A4保存于非易失性存储部件15。
因此,马达控制部件13在控制用电源切换至电池电源3时,即使母线电压低于进行推测初始磁极位置的处理所需要的电压,也能够使用存储于非易失性存储部件15的初始磁极位置A5使同步马达正常起动。
此外,马达控制部件13在从商业用电源2停电后到控制用电源被切换至电池电源3之前恢复了供电时,将商业用电源2用作控制用电源并进行推测初始磁极位置的处理。
另外,恢复供电时,马达控制部件13也能够使用存储于非易失性存储部件15的初始磁极位置A5使同步马达起动。据此,因为马达控制部件13无须进行推测初始磁极位置A5的处理便能够使同步马达起动,所以能够降低处理负荷,并能够使同步马达迅速起动。
其次,参照图2对实施方式1涉及的马达控制装置1的具体结构的一个示例进行说明。在此,以具备对使乘用电梯升降的同步马达进行运行控制的马达控制装置1的马达控制***10为例进行说明。
另外,本实施方式涉及的马达控制装置1的控制对象,不限定于使电梯升降的同步马达,例如还可是使吊车等任何其它升降机升降的同步马达。
图2是表示具备实施方式1涉及的马达控制装置1的马达控制***10的具体结构的一个示例的说明图。在此,对于图2所示的马达控制装置1的结构要素中与图1所示结构要素相同的结构要素,标注与图1所示符号相同的符号并省略其说明。另外,在图2中,有选择地图示了将同步马达的控制用电源从商业用电源2切换至电池电源3来进行使同步马达正常起动的控制所需要的结构要素。
如图2所示,马达控制***10与商业用电源2或电池电源3相连接,其包括:交流直流转换部件21;上层装置5;马达控制装置1;同步马达4;制动器41;以及脉冲发生器(以下称为“PG42”)。
此外,马达控制***10具备在商业用电源2停电时,向马达控制装置1具有的后述的马达控制部件13提供电力的辅助电源单元50。另外,在实施方式1中,对于在商业用电源2停电断开的定时辅助电源单元50接通的情况、以及在商业用电源2恢复供电接通的定时辅助电源单元50断开的情况进行说明。
商业用电源2是在非停电时基于马达控制装置1选择为同步马达4的控制用电源的交流电源。此外,电池电源3是在停电时由马达控制装置1选择为同步马达4的控制用电源的直流电源。在此,虽然在此未图示,在非停电时由商业用电源2向上层装置5提供电力,而在停电时由电池电源3向上层装置5提供电力。
同步马达4是通过从马达控制装置1所输入的三相交流驱动电压来转动,使电梯(图示省略)升降的驱动装置。制动器41是在同步马达4停止期间保持电梯停止状态的制动装置。上述制动器41还在商业用电源2或电池电源3向马达控制装置1提供的电力中断时,作为使电梯停止的安全装置发挥功用。上述制动器41按照由马达控制装置1输入的指令运转,对电梯的升降运行进行制动。
PG42例如是以与同步马达4的转速相对应的周期,将表示同步马达4转子的磁极位置的脉冲输出至马达控制装置1及上层装置5的旋转编码器。此外,交流直流转换部件21是将由商业用电源2输入的交流电力转换为直流电力后输出至马达控制装置1的转换器。
上层装置5包含上层控制部件51和自动速度控制部件(以下称为“ASR(Automatic Speed Regulator)52”)。上层控制部件51具备CPU(Central Proces sing Unit),是对马达控制***10整体的运行进行综合控制的处理部件。
在上述上层控制部件51中,例如从由使用者操作的操作部(图示省略)输入表示已选择电梯的目的楼层的信号。上述情况下,上层控制部件51向马达控制装置1输出指示开始运行的运行信号。进一步,上层控制部件51为了使电梯从当前楼层移动至目的楼层,按同步马达4的加速期间、匀速期间、减速期间分别计算同步马达4的转速目标值并输出至ASR52。
此外,上层控制部件51,在商业用电源2停电时,对辅助电源单元50发出向马达控制装置1开始提供电力的指令。之后,上层控制部件51将向马达控制装置1输出的电池运行信号从OFF切换至ON。据此,马达控制装置1将电池电源3作为控制用电源使用,开始同步马达4的运行控制。
进一步,上层控制部件51在商业用电源2恢复供电时,将向马达控制装置1输出的电池运行信号从ON切换至OFF。据此,马达控制装置1将商业用电源2作为控制用电源使用,开始同步马达4的运行控制。
ASR52是基于由PG42输入的脉冲的周期来判别同步马达4的转速并使判别出的转速接近从上层控制部件51输入的转速目标值的处理部件。上述ASR52生成使同步马达4的转速接近转速目标值所需要的同步马达4的转矩指令值并将其输出至马达控制装置1。
马达控制装置1包括:电源选择部件11;电压检测部件12;马达控制部件13;易失性存储部件14;非易失性存储部件15;以及PWM(Pulse Width Modulation)处理部件16。
电源选择部件11是将商业用电源2或电池电源3中任意一方选择为同步马达4的控制用电源的处理部件。上述电源选择部件11按照由上层装置5经由马达控制部件13输入的指令进行控制用电源的选择。
并且,电源选择部件11将从由商业用电源2经由交流直流转换部件21输入的电力和由电池电源3输入的电力中,选择的一方的电力输出至马达控制部件13及PWM处理部件16。另外,虽然在此处省略了图示,但是电源选择部件11还将选择的电力提供至易失性存储部件14等。
电压检测部件12是对由电源选择部件11输出的电力的母线电压进行检测后输出至马达控制部件13的处理部件。易失性存储部件14例如为RAM(Random Access Memory),在基于电源选择部件11提供了规定电压以上的母线电压的期间,为能够写入信息并保持的存储装置。
上述易失性存储部件14将马达控制部件13基于由PG42输入的脉冲所依次判别的同步马达4的磁极位置更新并且存储。并且,易失性存储部件14存储的磁极位置通过马达控制部件13被依次读取,并使用于同步马达4的运行控制。
非易失性存储部件15例如为EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory),是即使基于电源选择部件11提供的电力发生中断也能够保持存储中的信息的存储装置。
上述非易失性存储部件15在如上所述母线电压下降至规定的阈值时,将同步马达4的磁极位置进行存储。另外,对于由非易失性存储部件15存储的磁极位置被用于同步马达4的运行控制的定时,将在后面参照图3进行说明。
马达控制部件13具备CPU,是将马达控制装置1整体的运行进行综合控制的处理部件。上述马达控制部件13将基于PG42输入的脉冲而判别出的同步马达4的磁极位置和从ASR52输入的转矩指令值输出至PWM处理部件16,由此对同步马达4的运行进行反馈控制。另外,马达控制部件13还进行向制动器41输出运转及解除运转指令的处理。
进一步,马达控制部件13在商业用电源2被选择为控制用电源时使同步马达4起动的情况下,执行对停止的同步马达4的初始磁极位置进行推测的处理,基于推测的初始磁极位置执行同步马达4的起动控制。
此时,马达控制部件13例如通过PWM处理部件16将规定的高频脉冲电压加载至同步马达4,基于此时流入同步马达4的电流的最大值进行初始磁极位置的推测。另外,进行初始磁极位置推测的处理不限定于此,还可是使用公知技术的其他处理。
上述马达控制部件13的CPU即使在商业用电源2停电时,也能够在由辅助电源单元50提供电力的期间保障其运行。不过,如果母线电压因商业用电源2停电而低于规定电压,则会因为马达控制部件13的CPU失去易失性存储部件14所存储的信息(同步马达4的磁极位置),而不能继续同步马达4的正常控制。
在此,马达控制部件13按照电压检测部件12输入的母线电压,分开使用易失性存储部件14和非易失性存储部件15来存储同步马达4的磁极位置,而得以继续同步马达4正常的运行控制。另外,对于上述点的详细情况,将在后面参照图3进行说明。
PWM处理部件16是对由电源选择部件11所提供的电力基于由马达控制部件13输入的转矩指令值进行脉冲宽度调制并输出至同步马达4的处理部件。上述PWM处理部件16将提供的直流电力转换为三相交流电力,并将转换后的各三相交流电力基于转矩指令值进行脉冲宽度调制来产生同步马达4的驱动电压。并且,PWM处理部件16将产生的驱动电压输出至同步马达4,由此通过同步马达4产生符合指令值的转矩。
其次,参照图3对马达控制装置1的具体运行的一个示例进行说明。图3是表示实施方式1涉及的马达控制装置1的一个具体运行示例的时序图。另外,在此对于电池电源3的电压低于由马达控制部件13执行推测同步马达4初始磁极位置的处理所需要的电压时的情况进行说明。
如图3所示,在时刻t0商业用电源2接通时,母线电压在自时刻t0至时刻t 1期间上升至规定电压并被保持。之后,马达控制装置1在时刻t 1若从上层装置5输入了表示电梯开始运行的运行信号(图示省略),则将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。
若初始磁极位置的推测处理结束,则马达控制装置1在将初始磁极位置的推测标志从ON切换至OFF后,基于从上层装置5输入的转矩指令值和同步马达4初始磁极位置来使同步马达4起动。据此,同步马达4的转速提高。
之后,马达控制装置1基于从上层装置5输入的转矩指令值和使易失性存储部件14依次存储的同步马达4的磁极位置对同步马达4的运行进行反馈控制。据此,同步马达4在保持了规定的转速后减速,在电梯到达目的楼层时停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在同步马达4停止后,在时刻t2商业用电源2停电时,虽然母线电压下降,但是,因为马达控制部件13的CPU由辅助电源单元50提供电力,所以能够保障运行。但是,若母线电压低于规定电压,就会从易失性存储部件14失去信息(同步马达4的磁极位置)。
在此,马达控制装置1将持续下降的母线电压与预先设定的阈值进行比较。此处的阈值是比易失性存储部件14能够保持信息的母线电压的最低电压高的值。另外,上述阈值可任意地进行设定变更。
并且,马达控制装置1在自商业用电源2停电起至电池运行信号变为ON、即电池电源3为ON为止的期间,当母线电压不低于阈值时,基于易失性存储部件14所存储的磁极位置继续同步马达4的运行控制。
例如,在时刻t2商业用电源2停电、母线电压低于阈值之前的时刻t3电池电源3接通时,若从上层装置5输入运行信号(图示省略),则马达控制装置1无须将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,就能进行同步马达4的起动控制。
也就是说,马达控制装置1无须进行初始磁极位置的推测处理而将易失性存储部件14所存储的停止中的同步马达4的磁极位置作为初始磁极位置使用使同步马达4起动。
据此,即使电池电源3的电压低于进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压,马达控制装置1也能够通过辅助电源单元50所提供的电力使同步马达4正常起动。
继而,马达控制装置1将电池电源3作为控制用电源使用,以比使用商业用电源2时低的转速使同步马达4在运行后减速,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在时刻t4商业用电源2恢复供电时,母线电压在自时刻t4至时刻t5期间上升至比马达控制装置1进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压高的规定电压并被保持。
并且,在时刻t5若从上层装置5输入运行信号(图示省略),则马达控制装置1将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。
继而,马达控制装置1在基于推测的初始磁极位置使同步马达4起动后,将商业用电源2作为控制用电源继续同步马达4的运行,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在时刻t6商业用电源2再次停电时,母线电压再次下降。此时,到控制用电源切换至电池电源3为止需要一些时间,而有可能母线电压会低于阈值。
例如,在商业用电源2频繁停电而基于电池电源3运行的频度增加时,电池电源3的充电需要长时间,而有时不能在停电发生后立刻将控制用电源切换至电池电源3。
在此,马达控制装置1例如在时刻t6发生停电后,在时刻t7母线电压下降至阈值时,将UV(Under Voltage)检测标志从OFF切换至ON,并将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从OFF切换至ON。
并且,马达控制装置1在使非易失性存储部件15将停止运行的同步马达4的磁极位置存储后,将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从ON切换至OFF。之后,马达控制装置1在时刻t8电池电源3接通,母线电压上升且在时刻t9高于阈值时,将UV检测标志从ON切换至OFF。
并且,马达控制装置1在时刻t 10从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,将从非易失性存储部件15读取磁极位置的标志从OFF切换至ON,并从非易失性存储部件15读取停止中的同步马达4的磁极位置。之后,马达控制装置1将读取的磁极位置作为初始磁极位置使用使同步马达4起动。
据此,即使母线电压低于阈值而使易失性存储部件14存储的磁极位置消失并且电池电源3的电压低于进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压,马达控制装置1也能够使同步马达4正常起动。
继而,马达控制装置1将电池电源3作为控制用电源使用,以比使用商业用电源2时低的转速使同步马达4在运行后减速,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在恢复供电需要长时间时,有可能会在时刻t11电池电源3提供的电力中断,而在时刻t 12母线电压低于阈值。上述情况下,马达控制装置1在时刻t 12将UV检测标志从OFF切换至ON,并将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从OFF切换至ON。
并且,马达控制装置1在使非易失性存储部件15存储同步马达4的磁极位置后,将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从ON切换至OFF。之后,马达控制装置1在时刻t 13商业用电源2恢复供电,母线电压上升且在时刻t 14高于阈值时,将UV检测标志从ON切换至OFF。
并且,马达控制装置1在商业用电源2恢复供电后在时刻t 15从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,并对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。继而,马达控制装置1在基于推测的初始磁极位置使同步马达4起动后,将商业用电源2作为控制用电源继续同步马达4的运行控制。
另外,马达控制装置1在时刻t15从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,还能够将通过非易失性存储部件15存储的磁极位置作为初始磁极位置使用使同步马达4起动。
据此,马达控制装置1在商业用电源2恢复供电时,无须对同步马达4的初始磁极位置进行推测处理便能够继续同步马达4正常的运行控制。也就是说,马达控制装置1既能够降低处理负荷,又能够起动同步马达4来继续同步马达4的正常运行控制。
其次,参照图4~图6对实施方式1涉及的马达控制装置1执行的处理进行说明。图4~图6是表示实施方式1涉及的马达控制装置1执行的处理的流程图。
以下,参照图4对控制用电源为商业用电源2时的情况进行说明,参照图5对由控制用电源提供的电力发生中断时的情况进行说明,参照图6对控制用电源为电池电源3时的情况进行说明。
马达控制装置1在商业用电源2被选择为控制用电源时,如图4所示,对于是否已从上层装置5输入运行信号进行判定(步骤S101)。在此,马达控制装置1在判定未输入运行信号(步骤S101“否”)时,以预定的周期反复地进行步骤S101的判定,直至运行信号输入为止。
并且,马达控制装置1在判定已输入运行信号(步骤S101“是”)时,对停止的同步马达4的初始磁极位置进行推测(步骤S102),并使用推测出的初始磁极位置使同步马达4起动(步骤S103)。
之后,将运行中的同步马达4的磁极位置存储至易失性存储部件14(步骤S104),基于易失性存储部件14存储的磁极位置进行同步马达4的运行控制(步骤S105)。
继而,马达控制装置1对是否由上层装置5结束了输入转矩指令值进行判定(步骤S106),在判定未结束输入转矩指令值(步骤S106“否”)时,将处理转入步骤S104。
另一方面,当判定已结束输入转矩指令值(步骤S106“是”)时,马达控制装置1使同步马达4停止(步骤S107),结束处理。
此外,在选择为控制用电源的商业用电源2停电时,或者在选择为控制用电源的电池电源3提供的电力中断时,如图5所示,马达控制装置1使制动器41运转(步骤S201)。据此,即使同步马达4是在运行中,同步马达4也停止运行。
继而,马达控制装置1对商业用电源2是否已恢复供电进行判定(步骤S202),当判定已恢复供电(步骤S202“是”)时,结束处理。如此,当商业用电源2已恢复供电时,马达控制装置1执行图4所示的处理,继续同步马达4的运行控制。
另一方面,当判定商业用电源2未恢复供电(步骤S202“否”)时,马达控制装置1对是否已接通电池电源3,也就是作为控制用电源是否已投入电池电源3进行判定(步骤S203)。
并且,在判定已接通电池电源3(步骤S203“是”)时,马达控制装置1将停止的同步马达4的磁极位置存储至易失性存储部件14(步骤S204),结束处理。如此,在已接通电池电源3时,马达控制装置1执行图6所示的处理,继续同步马达4的运行控制。
另一方面,在判定未接通电池电源3(步骤S203“否”)时,马达控制装置1对母线电压是否在阈值以下进行判定(步骤S205)。并且,当判定母线电压不在阈值以下(步骤S205“否”)时,马达控制装置1将处理转入至步骤S202。
另一方面,在判定母线电压在阈值以下(步骤S205“是”)时,马达控制装置1将停止的同步马达4的磁极位置存储至非易失性存储部件15(步骤S206),结束处理。如此,在将同步马达4的磁极位置存储至非易失性存储部件15时,之后若商业用电源2恢复供电,则马达控制装置1执行图4所示的处理。而若电池电源3接通,则马达控制装置1执行图6所示的处理。
此外,在将电池电源3选择为控制用电源时,如图6所示,对是否已从上层装置5输入运行信号进行判定(步骤S301)。在此,在判定未输入运行信号(步骤S301“否”)时,马达控制装置1以预定的周期反复地进行步骤S301的判定,直至运行信号输入为止。
并且,在判定已输入运行信号(步骤S301“是”)时,马达控制装置1对易失性存储部件14内是否有存储的磁极位置进行判定(步骤S302)。并且,在判定易失性存储部件14内有存储的磁极位置(步骤S302“是”)时,马达控制装置1基于易失性存储部件14所存储的同步马达4的磁极位置使同步马达4起动(步骤S303),将处理转入至步骤S305。
另一方面,在判定易失性存储部件14内没有存储的磁极位置(步骤S302“否”)时,马达控制装置1基于非易失性存储部件15所存储的同步马达4的磁极位置使同步马达4起动(步骤S304),将处理转入至步骤S305。
在步骤S305中,马达控制装置1对继续同步马达4的运行控制进行处理。在上述运行控制的继续处理中,马达控制装置1执行图4所示的步骤S104~步骤S107的处理。之后,马达控制装置1结束处理。
如上所述,实施方式1涉及的马达控制装置具备:电源选择部件;电压检测部件;易失性存储部件;以及马达控制部件。电源选择部件将商业用电源或电池电源中的任意一方选择为同步马达的控制用电源。电压检测部件对由电源选择部件所选择的上述控制用电源所产生的直流母线电压进行检测。易失性存储部件将同步马达的磁极位置进行存储。
马达控制部件在控制用电源从商业用电源切换至电池电源的期间,在母线电压不低于比通过易失性存储部件能够存储磁极位置的最低电压高的阈值时,基于易失性存储部件所存储的磁极位置继续同步马达的运行控制。
据此,实施方式1涉及的马达控制装置能够在将同步马达的控制用电源从商业用电源切换至电池电源来使同步马达起动时,继续同步马达正常的运行控制。
此外,实施方式1涉及的马达控制装置具备将同步马达磁极位置进行存储的非易失性存储部件。并且,马达控制部件在通过电源选择部件选择的控制用电源从商业用电源切换至电池电源的期间,当同步马达停止并且母线电压下降至阈值时,将停止的同步马达的磁极位置存储至非易失性存储部件。
据此,实施方式1涉及的马达控制装置在将停止的同步马达的磁极位置存储至非易失性存储部件后,在商业用电源被选择为控制用电源时,能够在使同步马达起动时选择以下两种起动控制。
也就是说,马达控制装置能够将通过推测初始磁极位置的处理所取得的同步马达的磁极位置,或者,在非易失性存储部件所存储的磁极位置中的任意一方作为初始磁极位置来使同步马达起动。
在此,在利用通过推测初始磁极位置的处理所取得的同步马达的磁极位置时,马达控制装置能够基于同步马达更准确的初始磁极位置使同步马达正常起动。另一方面,当使用非易失性存储部件所存储的磁极位置时,马达控制装置既能够通过省略初始磁极位置的推测处理来降低处理负荷,又能够使同步马达正常起动。
此外,实施方式1涉及的马达控制装置的马达控制部件在使非易失性存储部件存储磁极位置后,在由电源选择部件选择电池电源时,基于非易失性存储部件所存储的磁极位置继续同步马达的运行控制。
据此,即使电池电源的电压低于由马达控制部件进行推测同步马达初始磁极位置的处理所需要的电压,本实施方式涉及的马达控制装置也能够使用非易失性存储部件所存储的磁极位置来使同步马达正常起动。
(实施方式2)
其次,对实施方式2涉及的马达控制***进行说明。在此,实施方式2涉及的马达控制***具备与图2所示的马达控制***10相同的结构,但其运作与图2所示的不同。
因此,以下对实施方式2涉及的马达控制***的运作进行说明,对于实施方式2涉及的马达控制***的各结构要素,标注与图2所示符号相同的符号并省略其说明。
在实施方式2涉及的马达控制***中,以在电池电源3接通期间、辅助电源单元50为接通,在电池电源3断开期间、辅助电源单元50为断开的方式,由上层装置5对辅助电源单元50的运行进行控制。
因此,在实施方式2中,在自商业用电源2停电开始至电池电源3接通,也就是说,到由辅助电源单元50向马达控制装置1提供电力之前,有可能会因母线电压下降而马达控制部件13的CPU不能运行。这种情况下,即使是易失性存储部件14能够存储磁极位置的母线电压,马达控制部件13也无法使易失性存储部件14存储同步马达4的磁极位置。
于是,实施方式2涉及的马达控制部件13预先存储第1阈值,其在电池电源3的断开期间、即在辅助电源单元50的断开期间与母线电压进行比较。进一步,马达控制部件13预先存储第2阈值,其在电池电源3的接通期间、即在辅助电源单元50的接通期间与母线电压进行比较。
在此,第1阈值是比电池电源3的电压高、且比马达控制部件13的CPU能够运行的母线电压的最低电压高的阈值。此外,第2阈值是比电池电源3的电压低、且比易失性存储部件14可存储同步马达4磁极位置的母线电压的最低电压高的阈值。
并且,马达控制部件13在辅助电源单元50的断开期间、母线电压下降至第1阈值时,或者,在辅助电源单元50的接通期间、母线电压下降至第2阈值时,使非易失性存储部件15存储同步马达4的磁极位置。
以下,参照图7对实施方式2涉及的马达控制部件13的一个具体运行示例进行说明。图7是表示实施方式2涉及的马达控制装置1的一个具体运行示例的时序图。
如图7所示,在时刻T0商业用电源2接通时,母线电压在自时刻T0至时刻T1的期间上升至规定电压并被保持。这样,在商业用电源2接通,也就是说,在电池电源3断开的期间,在马达控制装置1中,作为与母线电压相比较的阈值而设定第1阈值。
之后,在时刻T1若从上层装置5输入表示电梯开始运行的运行信号(图示省略),则马达控制装置1将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。
若初始磁极位置的推测处理结束,则马达控制装置1在将初始磁极位置的推测标志从ON切换至OFF后,基于从上层装置5输入的转矩指令值和同步马达4的初始磁极位置来使同步马达4起动。据此,同步马达4的转速得以提高。
之后,马达控制装置1基于从上层装置5输入的转矩指令值和使易失性存储部件14依次存储的同步马达4的磁极位置对同步马达4的运行进行反馈控制。据此,同步马达4在保持规定的转速后减速,在电梯到达目的楼层时停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在时刻T2商业用电源2停电时,母线电压开始下降。在此,在母线电压下降至第1阈值之前,若在时刻T3电池运行信号变为ON,则电池电源3及辅助电源单元50接通。
据此,在马达控制装置1中,即使母线电压低于电池电源3的电压,只要高于第2阈值的电压,就能够保障马达控制部件13的CPU的运行,且能够由易失性存储部件14存储磁极位置。在此,在马达控制装置1中,作为与母线电压相比较的阈值而设定第2阈值。
并且,马达控制装置1在电池电源3的接通期间,也就是说,在母线电压高于第2阈值期间,若从上层装置5输入运行信号(图示省略),则无须将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,就能进行同步马达4的起动控制。
也就是说,马达控制装置1无须进行初始磁极位置的推测处理而将易失性存储部件14所存储的停止中的同步马达4的磁极位置作为初始磁极位置来使同步马达4起动。
据此,即使电池电源3的电压低于进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压,马达控制装置1也能够以辅助电源单元50所提供的电力使同步马达4正常起动。
继而,马达控制装置1将电池电源3作为控制用电源使用,以比使用商业用电源2时低的转速使同步马达4在运行后减速,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在马达控制装置1中,在时刻T4商业用电源2恢复供电时,作为与母线电压相比较的阈值而设定第1阈值。此时,虽然母线电压在第1阈值以下,但是,能够通过商业用电源2来保障马达控制部件13的CPU的运行。
之后,母线电压由于商业用电源2的接通,能够在自时刻T4至时刻T5的期间,上升至比马达控制装置1进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压高的规定电压并被保持。
并且,若在时刻T5从上层装置5输入运行信号(图示省略),则马达控制装置1将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。
继而,马达控制装置1在基于推测的初始磁极位置使同步马达4起动后,将商业用电源2作为控制用电源继续同步马达4的运行,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在时刻T6商业用电源2再次停电时,母线电压再次下降。此时,控制用电源在切换至电池电源3为止需要一些时间,而有可能母线电压会低于第1阈值。
例如,在商业用电源2停电频繁发生而基于电池电源3运行的频度增加时,电池电源3的充电需要长时间,而有可能无法在停电发生后立刻将控制用电源切换至电池电源3。
在此,马达控制装置1例如在时刻T6停电发生后,而在时刻T7母线电压下降至第1阈值时,将UV检测标志从OFF切换至ON,并将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从OFF切换至ON。
并且,马达控制装置1在使非易失性存储部件15将停止运行的同步马达4的磁极位置存储后,将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从ON切换至OFF。之后,在时刻T8电池电源3接通时,马达控制装置1将UV检测标志从ON切换至OFF。
进一步,在马达控制装置1中,由于在时刻T8辅助电源单元50与电池电源3一起接通,能够保障马达控制部件13的CPU的运行,所以,作为与母线电压相比较的阈值而设定第2阈值。
之后,在时刻T10从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,马达控制装置1将从非易失性存储部件15读取磁极位置的标志从OFF切换至ON,并从非易失性存储部件15读取停止的同步马达4的磁极位置。之后,马达控制装置1将读取的磁极位置作为初始磁极位置来使同步马达4起动。
据此,即使母线电压低于阈值而使易失性存储部件14存储的磁极位置消失,且电池电源3的电压低于进行初始磁极位置的推测处理所需要的电压的情况下,马达控制装置1也能够使同步马达4正常起动。
继而,马达控制装置1将电池电源3作为控制用电源使用,以低于使用商业用电源2时的转速使同步马达4在运行后减速,在电梯到达目的楼层的时点使电梯停止。电梯停止后,马达控制装置1使制动器41运转(ON)。
之后,在马达控制装置1中,恢复供电需要较长时间,且在时刻T11电池电源3及辅助电源单元50断开的情况下,无法保障马达控制部件13的CPU的运行。
于是,在马达控制装置1中,作为与母线电压相比较的阈值而设定第1阈值。此时,因为马达控制装置1在时刻T11的时点母线电压处于第1阈值以下,所以,将UV检测标志从OFF切换至ON,并将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从OFF切换至ON。
并且,马达控制装置1在使非易失性存储部件15将同步马达4的磁极位置存储后,将向非易失性存储部件15写入磁极位置的标志从ON切换至OFF。之后,马达控制装置1在时刻T12商业用电源2恢复供电,母线电压上升且在时刻T13高于第1阈值时,将UV检测标志从ON切换至OFF。
并且,马达控制装置1在商业用电源2恢复供电后,在时刻T14从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,将初始磁极位置的推测标志从OFF切换至ON,并对停止的同步马达4的磁极位置即初始磁极位置进行推测处理。继而,马达控制装置1在基于推测的初始磁极位置使同步马达4起动后,将商业用电源2作为控制用电源继续同步马达4的运行控制。
另外,马达控制装置1在时刻T14从上层装置5输入运行信号(图示省略)时,还能够将通过非易失性存储部件15存储的磁极位置作为初始磁极位置来使同步马达4起动。
如上所述,在实施方式2涉及的马达控制***中,以在电池电源接通期间、辅助电源单元接通,在电池电源断开期间、辅助电源单元断开的方式,由上层装置对辅助电源单元的运行进行控制。
上述情况下,马达控制装置的马达控制部件在辅助电源单元的断开期间,作为与母线电压相比较的阈值预先存储第1阈值,辅助电源单元的接通期间,作为与母线电压相比较的阈值预先存储第2阈值。
此时,作为第1阈值,马达控制部件存储比电池电源的电压高、且比马达控制部件的CPU可运行的母线电压的最低电压高的阈值。此外,作为第2阈值,马达控制部件存储比电池电源的电压低、且比易失性存储部件可存储同步马达磁极位置的母线电压的最低电压高的阈值。
并且,马达控制装置在辅助电源单元的断开期间、母线电压下降至第1阈值时,或者在辅助电源单元的接通期间、母线电压下降至第2阈值时,使非易失性存储部件存储同步马达的磁极位置。
据此,根据实施方式2涉及的马达控制***,在将同步马达的控制用电源从商业用电源切换至电池电源来使同步马达起动时,能够继续同步马达正常的运行控制。
Claims (3)
1.一种马达控制装置,其特征在于具备:
电源选择部件,用于将商业用电源或电池电源中的任意一方选择为同步马达的控制用电源;
电压检测部件,用于对由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源所产生的直流母线电压进行检测;
易失性存储部件,用于对所述同步马达的磁极位置进行存储;
非易失性存储部件,用于对所述同步马达的磁极位置进行存储;以及
马达控制部件,在由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源从所述商业用电源切换至所述电池电源的期间,在所述母线电压不低于比通过所述易失性存储部件能够存储所述磁极位置的最低电压高的阈值时,基于由所述易失性存储部件存储的所述磁极位置继续所述同步马达的运行控制,在所述同步马达停止且所述母线电压下降至所述阈值时,将停止的所述同步马达的磁极位置存储至所述非易失性存储部件。
2.如权利要求1所述的马达控制装置,其特征在于:
所述马达控制部件,将所述磁极位置存储至所述非易失性存储部件后,在所述电源选择部件选择了所述电池电源的情况下,基于由所述非易失性存储部件存储的所述磁极位置继续所述同步马达的运行控制。
3.一种马达控制方法,其特征在于包括:
通过电源选择部件将商业用电源或电池电源中的任意一方选择为同步马达的控制用电源;
通过电压检测部件对由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源所产生的直流母线电压进行检测;
通过易失性存储部件对所述同步马达的磁极位置进行存储;以及
通过马达控制部件在由所述电源选择部件所选择的所述控制用电源从所述商业用电源切换至所述电池电源的期间,在所述母线电压不低于比通过所述易失性存储部件能够存储所述磁极位置的最低电压高的阈值时,基于由所述易失性存储部件存储的所述磁极位置继续所述同步马达的运行控制,
在所述同步马达停止且所述母线电压下降至所述阈值时,将停止的所述同步马达的磁极位置存储至非易失性存储部件。
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