CN1922783A - 感应电动机的停止方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

一种感应电动机的停止方法，是用于使感应电动机停止的直流制动方法，在从通常控制状态向直流制动状态转移时，使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于根据所设定的直流制动开始频率或根据减速比率和所设定的直流制动开始频率而预先求出的到直流制动开始为止行进的相位和向直流制动状态转移的瞬间的通常控制状态的输出电压相位，预测运算直流制动时的输出电压相位，控制电力变换器，从而抑制输出电流相位急变，从而使产生的转矩冲击成为规定值及以下，依此次序进行处理。

Description

感应电动机的停止方法及控制装置

技术领域

本发明涉及使感应电动机停止的感应电动机的控制装置中，用于通过预测运算为使直流电流流过的输出电压相位，从而把从通常运转状态向直流制动状态转移时的输出电流的相位的急变所引起的转矩冲击抑制在规定值及以下的停止方法及装置。

背景技术

在现有感应电动机的直流制动功能方面，已披露了高性能矢量控制装置中内置的不进行中断(トリツプ)(控制装置的异常停止)的直流制动的方法和停止时振动小的直流制动的技术(例如，参照专利文献1)。控制装置进行中断的话，通常会与控制装置的异常停止一起在显示部分给出警告。

图14中是带速度传感器的矢量控制装置的具体实施例的控制框图，101是直流制动控制运算器，进行如图15所示的流程的动作。102是速度控制运算部，基于从矢量控制装置外部的***输入了的速度指令ω^*和速度检出值ωr来运算转矩电流(相当于转矩)指令iq^*(这里「*」表示指令值。以下相同)。103是磁通运算部，输入iq^*，运算满足矢量控制条件的磁通对应电流指令id^*和光滑频率ωs，输出id^*、iq^*、ωs。104是d-q轴ACR，运算使这些iq^*、id^*跟随电流检出值iq、id的电压指令vq^*、vd^*。105是逆d-q变换器，从回转坐标d-q轴向3相的电压指令切换这些vq^*、vd^*。106是PWM运算部，运算根据3相的电压指令来使开关元件ON/OFF的工作(点弧)模式(パタン)。107是电力变换电路。108是光滑补偿运算部，输入磁通运算部103的输出ωs，运算感应马达的一次频率ω1。109是积分器，对一次频率ω1积分，计算d轴的相位θ1，向d-q切换部111、逆d-q切换部105输出。110是速度检出运算部，用来自编码器等位置检出器的信号来运算速度，在无位置检出的场合根据电流等进行速度推定运算。111是d-q切换部，运算把d轴的相位θ1作为基准而切换为回转坐标的电流检出值id、iq。112是编码器等位置检出器，113是感应马达，由直流制动控制运算器101所控制的开关S101、S103、S104构成。直流制动控制运算部101接受直流制动的制动力目标值和向直流制动运转转移时的直流制动指令(未图示)。在矢量控制时由直流制动控制运算器1把S101、S103、S104全部预先切换至a侧，如上所述进行矢量控制。

在图15中，在步骤201中只在从矢量控制向直流制动切换的瞬间算出电压矢量θv的相位。在步骤202中向b侧切换开关S101，向θdq输入θv。在步骤203中向b侧切换S103，向d-q轴ACR104输入与向直流制动控制运算器101输入了d轴的ACR的指令id^*后的制动力对应的值，使q轴的ACR的指令iq^*为0。在步骤204中把iq的绝对值和预定的基准值α进行比较。在步骤205a中在比基准值α大的场合向a侧切换S104，向PWM运算部106交付d-q轴ACR104的输出。在步骤205b中在比基准值α小的场合向b侧切换S104，激活d轴的ACR输出，使q轴的电压指令Vq^*＝0，即，使q轴的ACR无效，向PWM运算部106输出电压指令。通过该步骤204、205就能防止交流马达的转子定位停止时的振动。

这样，在现有感应马达控制装置及其控制方法中所取的次序是，只在从矢量控制向直流制动切换的瞬间算出电压矢量θv的相位，输入θv到θdq之后，使q轴的ACR的指令iq^*为0，以d-q轴ACR104进行控制，如果iq的绝对值比预定的基准值α小，就使q轴的ACR无效来进行控制。

专利文献1.WO98/11663号公报参照第1图、第2图

发明内容

发明要解决的课题

在现有感应马达控制装置及其控制方法中，己披露了与做成把从电力变换装置供给的电流分为矢量成分来进行控制的感应马达的控制装置的直流制动方法有关的发明。还有，如专利文献1指出的，在V/f控制的场合，在低速阶段转矩不出现那样，在V/f控制中成为设定了的直流制动开始频率以下的话，就进行直流制动，不过，在适用专利文献1所披露的方法的场合，设定了的直流制动开始频率和感应马达的回转信息之间存在差，因而不能使电流相位的偏差成为规定值及以下，这是存在的问题。还有，在带速度传感器及无速度传感器的矢量控制中，如果在电流指令的相位被固定了的状态下回转数成为了规定值及以下，固定电压相位的东西都是必要的等，导致复杂的次序，这是存在的问题。还有，在做成在直流制动时要以d-q轴ACR104进行控制的场合，d轴的电压指令Vd^*及q轴的电压指令Vq^*会变化，因而电压相位会变化，不能输出直流电压及直流电流，这是存在的问题。

本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于提供一种能在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而抑制输出电流相位的急变，从而使转矩冲击成为规定值及以下的控制装置及停止方法。

解决课题的方案

为了解决上述问题，本发明如下。

技术方案1记载的发明，是在具备驱动感应电动机的电力变换器、根据把一次电压指令及电压相位和磁通的相位相加所得的输出相位来决定上述电力变换器的开关模式的PWM运算部、电压运算器、转矩电流控制器、励磁电流控制器，用于使上述感应电动机停止的直流制动方法中，取以下次序：在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，技术方案2记载的发明取以下次序：在上述预测运算时，基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来进行运算。

还有，技术方案3记载的发明取以下次序：上述到直流制动开始为止行进的相位是基于所设定的直流制动开始频率来运算的。

还有，技术方案4记载的发明取以下次序：上述到直流制动开始为止行进的相位是基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算的。

还有，技术方案5记载的发明取以下次序：使上述直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，技术方案6记载的发明，是具备驱动感应电动机的电力变换器、根据一次电压指令及电压相位和磁通的相位相加所得的输出相位来决定上述电力变换器的开关模式的PWM运算部、电压运算器、转矩电流控制器、励磁电流控制器，能为使上述感应电动机停止而进行直流制动的控制装置，其特征在于，在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下而停止。

还有，技术方案7记载的发明，其特征在于，上述直流制动时的输出电压相位的预测运算是基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来运算的。

还有，技术方案8记载的发明，其特征在于，上述到直流制动开始为止行进的相位是基于所设定的直流制动开始频率来运算的。

还有，技术方案9记载的发明取，其特征在于，上述到直流制动开始为止行进的相位是基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算的。

还有，技术方案10记载的发明，其特征在于，使上述直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下。

发明效果

根据技术方案1记载的发明，在上述用于使感应电动机停止的直流制动方法中，能在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，根据技术方案2记载的发明，上述直流制动时的输出电压相位能基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来预测运算，能使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，根据技术方案3记载的发明，上述到直流制动开始为止行进的相位能基于所设定的直流制动开始频率来运算，能使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，根据技术方案4记载的发明，上述到直流制动开始为止行进的相位能基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算，能使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，根据技术方案5记载的发明，能使由上述直流制动时的输出电压相位的预测运算方法预测运算的直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下。

还有，根据技术方案6记载的发明，能就上述用于控制感应电动机的装置，提供在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下的控制装置。

还有，根据技术方案7记载的发明，能提供上述直流制动时的输出电压相位能基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来预测运算，使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下的控制装置。

还有，根据技术方案8记载的发明，能提供上述到直流制动开始为止行进的相位能基于所设定的直流制动开始频率来运算，使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下的控制装置。

还有，根据技术方案9记载的发明，能提供上述到直流制动开始为止行进的相位能基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算，使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下的控制装置。

还有，根据技术方案10记载的发明，能提供使由上述直流制动时的输出电压相位的预测运算方法预测运算的直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下的控制装置。

附图说明

[图1]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第1实施例的框图

[图2]表示本发明的方法的处理次序的流程图

[图3]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第2实施例的框图

[图4]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第3实施例的框图

[图5]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第4实施例的框图

[图6]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第5实施例的框图

[图7]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第6实施例的框图

[图8]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第7实施例的框图

[图9]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第8实施例的框图

[图10]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第9实施例的框图

[图11]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第10实施例的框图

[图12]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第11实施例的框图

[图13]适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第12实施例的框图

[图14]表示适用了现有方法的感应马达的控制装置的构成的框图

[图15]表示现有方法的处理次序的流程图

标号说明

1   电力变换器                        101  直流制动控制运算器

2   交流电动机                        102  速度控制运算部

3   电流检出器                        103  磁通运算部

4   d-q变换器                         104  d-q轴ACR

5   转矩电流控制器                    105  逆d-q变换器

6   励磁电流控制器                    106  PWM运算部

7   相位变换器                        107  电力变换电路

8   积分器                            108  光滑补偿运算部

9   电压运算器                        109  积分器

10  PWM运算部                         110  速度检出运算部

11  电压相位预测运算器                111  d-q变换部

12  相位预测器                        112  位置检出器

13  一次电流控制器                    113  感应马达

                                      114  直流制动的制动力目标值

S1、S2、S3、S4、S101、S103、S104  开关

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的方法的具体实施例进行说明。

实施例1

图1是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第1实施例的图，图2是表示本发明中的处理次序的流程图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S1、S2、S3。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的值或0作为q轴电压指令Vq^*′，与所给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的d轴电压指令Vd^*′一起，由下式运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。

[数1]

${V1}^{*}=\sqrt{{\mathrm{Vd}}^{*2}+}{\mathrm{Vq}}^{*2}\·\·\·\·\·\·$ (式1)

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\frac{V{q}^{*}}{V{d}^{*}}\·\·\·\·\·\·$ (式2)

PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在所给出的频率f1^*比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S3在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里向电压运算器9输入所给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的q轴电压指令Vq^*′及所给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的d轴电压指令Vd^*′，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例2

图3是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第2实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9根据所给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的q轴电压指令Vq^*′和由开关S4给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的值或0所充当的d轴电压指令Vd^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S2～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里向电压运算器9输入所给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的q轴电压指令Vq^*′及所给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的d轴电压指令Vd^*′，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S2、S4。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例3

图4是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第3实施例。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的值或0作为q轴电压指令Vq^*′，把由开关S4给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的值或一次电压补正值V1c作为d轴电压指令Vd^*′，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里向电压运算器9输入所给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的q轴电压指令Vq^*′及所给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的d轴电压指令Vd^*′，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，使得用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出d轴电压指令Vd^*′，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例4

图5是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第4实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的值或一次电压补正值V1c作为q轴电压指令Vq^*′，把由开关S4给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的值或0作为d轴电压指令Vd^*′，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里向电压运算器9输入所给出的q轴电压指令Vq^*和q轴电压补正值Vqc相加而成的q轴电压指令Vq^*′及所给出的d轴电压指令Vd^*和d轴电压补正值Vdc相加而成的d轴电压指令Vd^*′，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，使得用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出q轴电压指令Vq^*′，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例5

图6是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第5实施例。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向交流电动机2供给。电流检出器3检出向上述交流电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或0作为q轴电压指令Vq^*′，由开关S4把0或d轴电压补正值Vdc作为d轴电压指令Vd^*′来输入，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述交流电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，使得用于直流制动的所给出的励磁电流指令id^*和励磁电流检出值id一致地输出d轴电压指令Vd^*′，靠相位预测器12来预测计算使上述交流电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述q轴电压指令Vq^*′和上述d轴电压指令Vd^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述交流电动机2的速度，从而能正确预测上述交流电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例6

图7是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第6实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、交流电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向交流电动机2供给。电流检出器3检出向上述交流电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或0作为q轴电压指令Vq^*′，由开关S4把0或一次电压补正值V1c作为d轴电压指令Vd^*′来输入，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述交流电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2

a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里向电压运算器9输入所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′及d轴电压指令Vd^*′＝0，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，把使得用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致而运算出的一次电压补正值V1c作为d轴电压指令Vd^*′，靠相位预测器12来预测计算使上述交流电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述q轴电压指令Vq^*′和上述d轴电压指令Vd^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述交流电动机2的速度，从而能正确预测上述交流电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例7

图8是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第7实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、励磁电流控制器6、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。励磁电流控制器6使得所给出的励磁电流指令值id^*和上述励磁电流检出值id一致地运算d轴电压补正值Vdc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或0作为q轴电压指令Vq^*′，由开关S4把0或d轴电压补正值Vdc作为d轴电压指令Vd^*′，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，使得用于直流制动的所给出的d轴电流指令id^*和上述d轴电流检出值id一致地输出d轴电压指令Vd^*′，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例8

图9是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第8实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3、S4。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或0作为q轴电压指令Vq^*′，由开关S4把0或一次电压补正值V1c作为d轴电压指令Vd^*′，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S4在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2、S4。由此设定为q轴电压指令Vq^*′＝0，把使得用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致的一次电压补正值V1c作为d轴电压指令Vd^*′来输出，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例9

图10是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第9实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S1、S2、S3。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或q轴电压补正值Vqc作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S3在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，把用于直流制动的所给出的q轴电流指令id^*和上述q轴电流检出值id一致的q轴电压补正值Vqc作为d轴电压指令Vd^*′来输出，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例10

图11是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第10实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或一次电压补正值V1c作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S3在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，把使得用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致的一次电压补正值V1c作为q轴电压指令Vq^*′来输出，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，相对于通常控制状态的电压相位θv，使之回转90°相位。此处，其回转的方向由所给出的频率f1^*的符号来决定。把对该相位角加上在步骤2a中运算出的相位量Δθdq而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例11

图12是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第11实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、转矩电流控制器5、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12及开关S1、S2、S3。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。转矩电流控制器5使得所给出的转矩电流指令值iq^*和上述转矩电流检出值iq一致地运算q轴电压补正值Vqc。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或q轴电压补正值Vqc作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，运算一次电压指令V1^*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S3在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，把用于直流制动的所给出的q轴电流指令id^*和上述q轴电流检出值id一致的q轴电压补正值Vqc作为q轴电压指令Vq^*′来输出，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

实施例12

图13是适用本发明的方法的感应电动机的控制装置的第12实施例的框图。本实施方式中的感应电动机的控制装置具有电力变换器1、感应电动机2、电流检出器3、d-q变换器4、相位变换器7、积分器8、电压运算器9、PWM运算器10、电压相位预测运算器11、相位预测器12、一次电流控制器13及开关S1、S2、S3。电力变换器1把由功率元件变换三相交流而成的直流电压通过PWM控制方式变换为任意频率和电压的交流，向感应电动机2供给。电流检出器3检出向上述感应电动机2供给的电流。d-q变换器4把由上述电流检出器3检出了的电流分离为转矩电流检出值iq和励磁电流检出值id。还有，输出一次电流检出值i1。相位变换器7将其变换为从所给出的频率指令f1^*进入取样间的相位量Δθdq。积分器8对由相位变换器7输出的Δθdq进行积分，从而运算磁通的相位θdq。电压运算器9把由开关S1给出的q轴电压指令Vq^*或一次电压补正值V1c作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，运算一次电压指令V1*及电压相位θ。PWM运算器10根据上述一次电压指令V1^*及电压相位θ和磁通的相位θdq相加而成的输出相位θv，决定电力变换器1的开关模式。电压相位预测运算器11根据从通常控制状态向直流制动状态转移时的输出相位和从相位预测器输出的Δθdq来预测运算电压相位。相位预测器12根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系来预测计算从通常控制状态向直流制动状态转移时的上述感应电动机2的速度，将其变换为进入取样间的相位量Δθdq。一次电流控制器13使得所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致地输出一次电压补正值V1c。

具体地对于从通常控制状态向直流制动状态转移的步骤，用图2进行说明。步骤1是判断通常控制状态和直流制动状态的步骤，这里是在减速时，判断所给出的频率f1^*是不是与直流制动开始频率fdb一致。在比直流制动开始频率高的场合，作为通常控制状态进入步骤2a，在与直流制动开始频率一致的场合，进入步骤2b。在步骤2a中，作为通常控制状态，开关S1～S3在a侧动作，设定为FLG＝0，进入后述的PWM运算器的步骤。这里把所给出的q轴电压指令Vq^*作为q轴电压指令Vq^*′，使d轴电压指令Vd^*′＝0，向电压运算器9输入，由相位变换器7运算从所给出的频率f1^*进入取样间的相位量Δθdq，靠积分器8来运算磁通的相位θdq。在步骤2b中，作为用于从通常控制状态向直流制动状态转移的处理，从a侧向b侧切换开关S1、S2。由此设定为d轴电压指令Vd^*′＝0，把用于直流制动的所给出的一次电流指令i1^*和上述一次电流检出值i1一致的一次电压补正值V1c作为q轴电压指令Vq^*′来输出，靠相位预测器12来预测计算使上述感应电动机2的速度根据直流制动开始频率或直流制动开始频率和减速比率的关系而进入取样间的相位量Δθdq，进入步骤3。在步骤3中判断FLG是0还是1，在0的场合进入步骤4a，在1的场合进入步骤4b。步骤4a是只在向直流制动状态转移的瞬间一次从a侧向b侧切换开关S3，把通常控制状态的电压相位θv和在步骤2a中运算出的相位量Δθdq相加而成的值作为磁通的相位θdq，从而使通常控制时和直流制动开始时的相位一致。还有，使得本动作只进行一次地设定为FLG＝1，进入PWM运算器的步骤。在步骤4b中因为开关S3保持在a侧，所以对相位θdq不进行特别的处理。

在PWM运算器的步骤中，根据上述d轴电压指令Vd^*′和上述q轴电压指令Vq^*′来运算一次电压指令V1^*及电压相位θ，根据电压相位θ和磁通的相位θdq来运算输出相位θv，向PWM运算器10设定，驱动电力变换器1。

在使用了这样的电压相位预测运算器11的步骤中通过从通常控制状态向直流制动状态转移，从而靠相位预测器12预测上述感应电动机2的速度，从而能正确预测上述感应电动机2的磁通相位，因而在直流制动开始时电流相位不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。还有，采用该方法的话，不论是电动负荷还是再生负荷，电流相位都不会急变，所以能使转矩冲击成为规定值及以下。

另外，本发明不受所谓传感器矢量控制的感应电动机的控制装置限定，而是也可以用于带传感器的矢量控制装置、V/f控制方式的控制装置。

工业实用性

本发明中在从通常控制状态向直流制动状态转移时基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下，因而也可以适用于进行定位的应用、升降机(例如电梯、起重机、卷扬机)等在到刹车关闭为止的期间感应电动机保持不回转那样的用途。

Claims (10)

1.一种感应电动机的停止方法，是具备驱动感应电动机的电力变换器、根据一次电压指令及电压相位和磁通的相位相加所得的输出相位来决定所述电力变换器的开关模式的PWM运算部、电压运算器、转矩电流控制器、励磁电流控制器，用于使所述感应电动机停止的直流制动方法，其特征在于，

在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下。

2.根据权利要求1所述的感应电动机的停止方法，其特征在于，在所述预测运算时，基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来进行运算。

3.根据权利要求2所述的感应电动机的停止方法，其特征在于，所述到直流制动开始为止行进的相位是基于所设定的直流制动开始频率来运算的。

4.根据权利要求2所述的感应电动机的停止方法，其特征在于，所述到直流制动开始为止行进的相位是基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算的。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的感应电动机的停止方法，其特征在于，使所述直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下。

6.一种感应电动机的控制装置，是具备驱动感应电动机的电力变换器、根据一次电压指令及电压相位和磁通的相位相加所得的输出相位来决定所述电力变换器的开关模式的PWM运算部、电压运算器、转矩电流控制器、励磁电流控制器，能为使所述感应电动机停止而进行直流制动的控制装置，其特征在于，

在从通常控制状态向直流制动状态转移时，基于通常控制状态的输出电压相位来预测运算直流制动时的输出电压相位，从而使由于输出电流相位的急变而产生的转矩冲击成为规定值及以下而停止。

7.根据权利要求6所述的感应电动机的控制装置，其特征在于，所述直流制动时的输出电压相位的预测运算是基于通常控制状态的输出电压相位和到直流制动开始为止行进的相位来运算的。

8.根据权利要求7所述的感应电动机的控制装置，其特征在于，所述到直流制动开始为止行进的相位是基于所设定的直流制动开始频率来运算的。

9.根据权利要求7所述的感应电动机的控制装置，其特征在于，所述到直流制动开始为止行进的相位是基于减速比率和所设定的直流制动开始频率来运算的。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的感应电动机的控制装置，其特征在于，使所述直流制动时的输出电压相位与通常控制用的坐标轴相合来进行控制，从而使再起动时的转矩冲击成为规定值及以下。

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