电动作业机以及控制方法与流程

本发明涉及一种电动作业机。

背景技术：

1、作为无刷马达的控制方法，已知有：考虑了转子的朝向或旋转速度等而对电流矢量进行控制以便有效地产生扭矩的矢量控制。例如，日本特许第7257647号公报公开了一种：将弱励磁控制与矢量控制进行组合的电动工具。

2、弱励磁控制为以下的技术：在马达的高速旋转区域，由于反向电压与电源电压等同而使得最高转速降低的情况下，通过部分抵消转子的永久磁铁的磁通来抑制反向电力，从而实现高速旋转。

技术实现思路

1、在从弱励磁控制切换到通常的矢量控制时，因为电流矢量的急剧变化，有时基于马达的旋转速度以及扭矩的输出会变得不稳定。

2、本发明的一个方案希望能够提供一种在马达的矢量控制中使马达的输出呈现稳定的技术。

3、本发明的一方案涉及一种电动作业机，其具备马达和控制电路。马达具备定子和转子，且构成为从电源接受电力而被驱动。定子构成为：通过电流流动而产生磁场。转子具有磁性体，且构成为与磁场的变化相对应地以旋转轴为中心进行旋转。电流在具有相互正交的d轴和q轴的d－q坐标系中具有作为d轴的分量的d轴分量以及作为q轴的分量的q轴分量。控制电路构成为：以使与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制。控制电路构成为：在q轴分量的实测值包含在比规定的恒定扭矩曲线与最大磁通效率曲线的交点更靠向q轴的正侧的区域的情况下，将电流指令值设定在比恒定扭矩曲线以及最大磁通效率曲线这双方更靠向q轴的正侧的区域。在d－q坐标系中，最大磁通效率曲线为：获得每单位磁通的最大扭矩的点的集合。

4、根据如此的构成，在从弱励磁控制切换为通常的矢量控制时，电流指令值设定在不使扭矩减少的方向。由此，能够使马达的输出呈现稳定。

5、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：在q轴分量的实测值包含在比规定的恒定扭矩曲线与最大磁通效率曲线的交点更靠向q轴的正侧的区域的情况下，将电流指令值设定在比规定的恒定扭矩曲线以及最大磁通效率曲线这双方更靠向q轴的正侧的区域且比最大电流效率曲线更靠向q轴的负侧的区域。在d－q坐标系中，最大电流效率曲线可以为获得每单位电流的最大扭矩的点的集合。

6、根据如此的构成，电流指令值设定为：不超过最大电流效率曲线。由此，能够抑制马达的输出效率的降低。

7、本发明的一方案涉及一种电动作业机，其具备马达和控制电路。马达具备定子和转子，且构成为从电源接受电力而被驱动。定子构成为：通过电流流动而产生磁场。转子具有磁性体，且构成为与磁场的变化相对应地以旋转轴为中心进行旋转。控制电路构成为：在包括第1模式、第2模式、以及第3模式的在内的多个模式之间迁移，以多个模式之中的1个模式进行动作，以使与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制。控制电路构成为：在第1模式下，以使每单位电流的扭矩最大化的方式设定电流指令值。控制电路构成为：在第2模式下，以在抵消由磁性体产生的磁通的方向上产生磁场的方式设定电流指令值。控制电路构成为：在从第2模式向第1模式迁移时，以经由第3模式的方式进行动作。

8、控制电路构成为：在从第2模式迁移至第3模式时，将流过定子的电流的实测值、和电流指令值分别保存为基准实测值以及基准指令值。控制电路构成为：基于基准实测值以及基准指令值的至少一方来设定第3模式下的电流指令值。

9、根据如此的构成，在从与弱励磁控制相当的第2模式向与通常的矢量控制相当的第1模式切换时所经由的第3模式下，基于基准实测值以及基准指令值来设定电流指令值。由此，能够抑制电流矢量的急剧变化。由此，能够使马达的输出呈现稳定。

10、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：基于基准实测值与电流的实测值之差、以及基准指令值这双方来设定第3模式下的电流指令值。

11、根据如此的构成，在从与弱励磁控制相当的第2模式向与通常的矢量控制相当的第1模式切换时，除了基准指令值之外还基于基准实测值与电流的实测值之差来设定电流指令值。由此，能够使马达的输出呈现稳定。

12、在本发明的一方案中，电流可以在具有相互正交的d轴和q轴的d－q坐标系中具有作为d轴的分量的d轴分量和作为q轴的分量的q轴分量。控制电路可以构成为：以q轴分量的实测值达到规定的阈值以上为条件，从第2模式朝向第3模式迁移。

13、根据如此的构成，能够基于q轴分量的实测值切换动作模式。由此，能够在与q轴分量的实测值相对应的最佳的动作模式下，对马达进行控制。

14、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：在第3模式下，将电流指令值设定在d－q坐标系中比恒定扭矩曲线更靠向q轴的正侧的区域。

15、根据如此的构成，在从与弱励磁控制相当的第2模式切换为与通常的矢量控制相当的第1模式时，电流指令值设定在不使扭矩减少的方向。由此，能够使马达的输出呈现稳定。

16、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：基于q轴分量的实测值而在多个模式之间迁移。

17、根据如此的构成，能够在与q轴分量的实测值相对应的最佳的动作模式下，对马达进行控制。

18、在本发明的一方案中，控制电路也可以使用电流指令值的d轴分量，来执行用于将马达的转速维持为恒定的恒定旋转控制。

19、根据如此的构成，基于电流指令值的q轴分量以及d轴分量这双方而设定适当的电流矢量，由此能够执行恒定旋转控制。

20、在本发明的一方案中，恒定旋转控制可以包括：使电流指令值的d轴分量减少的处理。

21、在本发明的一方案中，恒定旋转控制可以包括：使电流指令值的d轴分量减少以便将电流指令值设定在d－q坐标系中的感应电压限制椭圆的区域内的处理。

22、根据如此的构成，在恒定旋转控制中，能够抑制电流指令值的q轴分量的降低。由此，在恒定旋转控制中，能够抑制扭矩的降低。

23、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：获取从电源供给的电源电流的实测值以及电源电流的上限值。控制电路可以构成为：基于电源电流的实测值以及电源电流的上限值，来计算出电流指令值的d轴分量的上限值。

24、在本发明的一方案中，控制电路可以构成为：通过将电源电流的实测值与电源电流的上限值之差加上1所得的值乘以电流的d轴分量的实测值，来计算电流指令值的d轴分量的上限值。

25、根据如此的构成，能够以不超过电源电流的上限值的方式，基于电源电流的实测值而动态地计算出电流指令值的d轴分量的上限值。

26、本发明的一方案涉及一种电动作业机，其具备：马达和控制电路。马达具备定子和转子，且构成为从电源接受电力而被驱动。定子构成为：通过电流流动而产生磁场。转子具有磁性体，且构成为与磁场的变化相对应地以旋转轴为中心进行旋转。控制电路构成为：在包括第1模式、第2模式、以及第3模式在内的多个模式之间迁移，以多个模式之中的1个模式进行动作，以使与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制。控制电路构成为：在第1模式下，以使每单位电流的扭矩最大化的方式设定电流指令值。控制电路构成为：在第2模式下，以使在抵消由磁性体产生的磁通的方向上产生磁场的方式设定电流指令值。控制电路构成为：在从第2模式向第1模式迁移时，以经由第3模式的方式进行动作。控制电路构成为：在第3模式下，以在马达转速减少的同时使马达的扭矩增加的方式设定电流指令值。

27、根据如此的构成，在从与弱励磁控制相当的第2模式切换为与通常的矢量控制相当的第1模式时，能够抑制马达的输出急剧减少。由此，能够使马达的输出呈现稳定。

28、本发明的一方案涉及一种控制方法，其是对具备定子和转子的马达进行控制的控制方法，包括如下步骤：以使与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制；在具有相互正交的d轴和q轴的d－q坐标系中，在作为电流的q轴的分量的q轴分量的实测值包含在比规定的恒定扭矩曲线与最大磁通效率曲线的交点更靠向q轴的正侧的区域的情况下，将电流指令值设定在比恒定扭矩曲线以及最大磁通效率曲线这双方更靠向q轴的正侧的区域。在d－q坐标系中，最大磁通效率曲线为获得每单位磁通的最大扭矩的点的集合。

29、根据该控制方法，能够发挥与上述的电动作业机同样的效果。

30、本发明的一方案一种控制方法，其是对具备定子和转子的马达进行控制的控制方法，包括如下步骤：以使与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制；在包括第1模式、第2模式以及第3模式在内的多个模式之间迁移，以多个模式之中的1个模式进行动作，以与电流指令值相对应的电流流入定子的方式对马达进行控制；在第1模式下，以使每单位电流的扭矩最大化的方式设定电流指令值；在第2模式下，以使在抵消由磁性体产生的磁通的方向上产生磁场的方式设定电流指令值；在从第2模式向第1模式迁移时，以经由第3模式的方式进行动作；在第3模式下，将电流指令值设定在d－q坐标系中比恒定扭矩曲线更靠向q轴的正侧的区域。

31、根据该控制方法，能够发挥与上述的电动作业机同样的效果。