具有蓄电装置以及电阻放电装置的电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有蓄电装置以及电阻放电装置的电动机控制装置。电动机控制装置具备：整流器，其对直流链路输出直流电力；逆变换器，其对直流电力与交流电力进行变换；停电检测单元，其检测停电；电压检测单元，其检测直流电压；蓄电装置，其蓄积直流电力；充电单元，其能够升压至比直流链路的直流电压高的电压地进行充电；放电单元，其使蓄电装置的直流电力放电到直流链路；电阻放电装置，其在检测出停电后的直流电压为电阻放电开始电平以上时对直流链路进行电阻放电，在检测出停电后的直流电压为电阻放电停止电平以下时不对直流链路进行电阻放电；放电动作判断单元，其在检测出停电后的直流链路的直流电压为预定阈值以下时使放电单元进行动作。

【技术实现步骤摘要】
具有蓄电装置以及电阻放电装置的电动机控制装置
本专利技术涉及一种在将从交流侧提供的交流电力变换为直流电力而输出之后还变换为用于驱动电动机的交流电力并提供给电动机的电动机控制装置，特别是，涉及一种具有蓄积停电时用于进行保护动作的能量的蓄电装置以及通过电阻放电消耗直流链路的直流电力的电阻放电装置的电动机控制装置。
技术介绍
在对机床、锻压机械、注塑成形机、产业机械或者各种机器人内的电动机进行驱动的电动机控制装置中，将从交流电源侧输入的交流电力临时变换为直流电力之后还变换为交流电力，将该交流电力用作按照每个驱动轴设置的电动机的驱动电力。电动机控制装置具备:整流器，其对从三相交流输入电源的某一个交流电源侧提供的交流电力进行整流而输出直流电力；以及逆变换器，其与作为整流器的直流侧的直流链路相连接，对直流链路的直流电力与作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力相互进行电力变换，该电动机控制装置对与该逆变换器的交流侧相连接的电动机的速度、转矩或者转子的位置进行控制。近年来，由于节能化的要求，电动机控制装置在很多情况下使用能够使在电动机减速时产生的再生能量返回至交流电源侧的电源再生方式的整流器。图16是表示驱动多个电动机的通常的电动机控制装置的结构的图。电动机控制装置101具备:整流器11，其对来自商用的三相交流输入电源3的交流电力进行整流而输出直流电力；以及逆变换器12，其与作为整流器11的直流侧的直流链路13相连接，将从整流器11输出的直流电力变换为作为电动机2的驱动电力而提供的期望的电压和期望频率的交流电力或者将从电动机2再生的交流电力变换为直流电力，该电动机控制装置101对与该逆变换器12的交流侧相连接的电动机2的速度、转矩或者转子的位置进行控制。为了对与多个驱动轴对应地分别设置的各电动机2分别提供驱动电力从而驱动控制电动机2，设置有与电动机2的个数相等数的逆变换器12。而以降低电动机控制装置101的成本、所占空间为目的，在很多情况下对多个逆变换器12设置一个整流器11。上级控制装置(未图示)进行如下控制:对各逆变换器12发送电动机驱动指令对该逆变换器12进行的从直流电力变换为交流电力的变换动作(更具体地说，该逆变换器12内的开关元件的开关动作)进行控制，由此该逆变换器12对直流链路13中的直流电力进行变换而输出期望的交流电力。电动机2将从逆变换器12输出的交流电力作为驱动电力而进行动作，因此如果控制从逆变换器12输出的交流电力，则能够对与该逆变换器12的交流侧相连接的电动机2的速度、转矩或者转子的位置进行控制。在通过电动机控制装置101对电动机进行减速控制时，从电动机2产生再生电力。该再生电力经由逆变换器12变换为直流电力而返回到直流链路13，并且通过整流器11变换为交流电力而返回至存在三相交流输入电源3的交流电源侧。在这种电动机控制装置101中，当在整流器11的交流电源侧发生停电而输入电源电压降低时，无法继续电动机2的正常运转。因此，电动机2、用于驱动该电动机2的电动机控制装置101、与该电动机控制装置101进行驱动的电动机2相连接的工具、该工具所加工的加工对象、具有该电动机控制装置101的生产线等会产生损坏或变形等某些故障。因而，在整流器11的交流电源侧设置停电检测单元14来监视在整流器11的交流电源侧是否发生停电，在停电检测单元14检测出发生停电的情况下，电动机控制装置101进行动作以避免上述故障或者进行用于将其抑制到最小限度的保护动作。作为蓄积停电时进行保护动作所需的能量的装置，蓄电装置17经由充电单元15和放电单元16与整流器11和逆变换器12之间的直流链路13相连接。充放电控制单元118向充电单元15输出使蓄电装置17蓄积直流电力的充电指令，向放电单元16输出使蓄积在蓄电装置17中的直流电力放电到直流链路13的放电开始指令。蓄积在蓄电装置17中的直流电力通过放电单元16的动作提供给直流链路13，在整流器11的交流电源侧发生停电的情况下、处于交流电源侧的三相交流输入电源3为发电机的情况等情况下，无法使再生能量返回至三相交流输入电源3所处的交流电源侧，直流链路13中的直流电压有可能上升至超过整流器11和逆变换器12内的开关元件等的耐压的电压。因而，为了应对这种状况，采取以下对策:通过在整流器11与逆变换器12之间的直流链路13设置电阻放电装置19，而将从蓄电装置17提供的直流电力或电动机减速时产生的再生电力作为电阻放电装置19内的电阻(还被称为“再生电阻”)的热能量来消耗。在具有上述结构的电动机控制装置101中，在驱动电动机2之前，充放电控制单元118对充电单元15输出充电指令，直流链路13中的直流电力对蓄电装置17进行充电。在蓄电装置17的充电电压到达期望的直流电压之后，电动机控制装置101开始电动机2的驱动控制。蓄电装置17由于自然放电等导致充电电压降低，因此在驱动电动机2的过程中充电单元15也继续对蓄电装置17进行充电、即在蓄电装置17的充电电压变为预定电压以下的情况下，充放电控制单元118对充电单元15输出充电指令，对蓄电装置17进行充电。在停电检测单元14检测出发生停电之后，充放电控制单元118停止向充电单元15输出充电指令，并且向放电单元16输出放电开始指令。由此，充电单元15停止向蓄电装置17进行充电，使蓄积在蓄电装置17中的直流电力经由放电单元16放电到直流链路13。上级控制装置(未图示)将电动机驱动指令输出到各逆变换器12，该电动机驱动指令是用于避免电动机2、驱动该电动机2的电动机控制装置101、与该电动机控制装置101进行驱动的电动机2相连接的工具、该工具所加工的加工对象、具有该电动机控制装置101的生产线等被破坏等故障或者进行将其抑制到最小限度的保护动作。逆变换器12根据用于进行保护动作的电动机驱动指令来进行该逆变换器12内的开关元件的开关动作，将直流链路13中的直流电力变换为电动机2仅能够执行保护动作的交流电力而输出。蓄积在蓄电装置17中的直流电力通过放电单元16的动作提供给直流链路13，然而由此有可能直流链路13中的直流电压超过整流器11和逆变换器12内的开关元件等的耐压、上升至能够破坏各元件的电压。为了避免这些，在进行保护动作时直流链路13中的直流电压到达规定值以上的情况下，电阻放电装置19将直流链路13中的直流电力变换为热能量来消耗。这里，说明充电单元15、放电单元16以及电阻放电装置19的一例如下。例如，日本特愿2012-158483所涉及的电动机控制装置在整流器与逆变换器之间的直流链路具备蓄电装置，使直流链路的电压上升从而将停电时保护动作用的能量充电到蓄电装置中，由此将每个单位体积的蓄积能量设为最大，降低蓄电装置的体积和成本。图17是表示日本特愿2012-158483所涉及的电动机控制装置中的充电单元的一个具体例的电路图。在日本特愿2012-158483所涉及的电动机控制装置中，充电单元15由包括开关SI和S2、二极管Dl和D2以及电感器LI的升降压斩波电路构成，该充电单元15具有将蓄电装置(未图示)充电到比直流链路(未图示)中的直流电压高的电压的升压功能。在对蓄电装置进行充电时，根据蓄电装置的充电电压与直流链路中的直流电压的比较，对开关SI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置(1)，其特征在于，具备：整流器(11)，其对从交流侧提供的交流电力进行整流而输出直流电力；逆变换器(12)，其与作为上述整流器(11)的直流侧的直流链路(13)相连接，将上述直流链路(13)中的直流电力与电动机(2)的驱动电力或者再生电力即交流电力相互进行电力变换；停电检测单元(14)，其检测上述整流器(11)的交流侧的停电；电压检测单元(20)，其检测上述直流链路(13)中的直流电压值；蓄电装置(17)，其与上述直流链路(13)相连接，能够蓄积直流电力；充电单元(15)，其具有将上述蓄电装置(17)充电至比上述直流链路(13)中的直流电压高的电压的升压功能；放电单元(16)，其使上述蓄电装置(17)与上述直流链路(13)短路从而使蓄积在上述蓄电装置(17)中的直流电力放电到上述直流链路(13)；电阻放电装置(19)，其与上述直流链路(13)相连接，在上述停电检测单元(14)检测出停电之后由上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值为电阻放电开始电平以上时，该电阻放电装置(19)开始通过电阻放电来消耗上述直流链路(13)的直流电力的电阻放电动作，在该直流电压值为小于上述电阻放电开始电平的电阻放电停止电平以下时，该电阻放电装置(19)停止上述电阻放电动作；以及放电动作判断单元(18)，在上述停电检测单元(14)检测出停电之后起直到上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值变为第一阈值以下为止的期间，该放电动作判断单元(18)不输出用于使上述放电单元(16)进行动作的放电开始指令，在上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值变为第一阈值以下的情况下，该放电动作判断单元(18)输出用于使上述放电单元(16)进行动作的放电开始指令。...

【技术特征摘要】
2013.01.29 JP 2013-0145521.一种电动机控制装置(I)，其特征在于，具备: 整流器(11)，其对从交流侧提供的交流电力进行整流而输出直流电力； 逆变换器(12)，其与作为上述整流器(11)的直流侧的直流链路(13)相连接，将上述直流链路(13)中的直流电力与电动机(2)的驱动电力或者再生电力即交流电力相互进行电力变换； 停电检测单元(14)，其检测上述整流器(11)的交流侧的停电； 电压检测单元(20)，其检测上述直流链路(13)中的直流电压值； 蓄电装置(17)，其与上述直流链路(13)相连接，能够蓄积直流电力； 充电单元(15)，其具有将上述蓄电装置(17)充电至比上述直流链路(13)中的直流电压高的电压的升压功能； 放电单元(16)，其使上述蓄电装置(17)与上述直流链路(13)短路从而使蓄积在上述蓄电装置(17)中的直流电力放电到上述直流链路(13)； 电阻放电装置(19)，其与上述直流链路(13)相连接，在上述停电检测单元(14)检测出停电之后由上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值为电阻放电开始电平以上时，该电阻放电装置(19)开始通过电阻放电来消耗上述直流链路(13)的直流电力的电阻放电动作，在该直流电压值为小于上述电阻放电开始电平的电阻放电停止电平以下时，该电阻放电装置(19)停止上述电阻放电动作；以及 放电动作判断单元(18),在上述停电检测单元(14)检测出停电之后起直到上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值变为第一阈值以下为止的期间，该放电动作判断单元(18)不输出用于使上述放电单元(16)进行动作的放电开始指令，在上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值变为第一阈值以下的情况下，该放电动作判断单元(18)输出用于使上述放电单元(16)进行动作的放电开始指令。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置(I)，其特征在于， 将上述第一阈值设定为上述整流器(11)的交流侧的输入电压的峰值以下。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置(I)，其特征在于， 在上述停电检测单元(14)检测出停电之后，在上述电压检测单元(20)检测出的直流电压值为大于上述第一阈值且小于上述电阻放电动作停止电平的值即第二阈值以上的情况下，上述放电动作判断单元(18)输出用于使上述放电单元(16)的动作停止的放电停止指令。4.根据权利要求1所述的电动机控制装置(I)，其特征在于， 上述电动机控制装置(I)具备:阈值设定单元(21)，其对应于对电动机(2)的动作进行指令的电动机驱动指令、或者与根据上述电动机驱动指令而动作的电动机(2)的输出有关的信息即电动机输出信息，来设定上述第一阈值。5.根据权利要求4所述的电动机控制装置(1)，其特征在于， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹羽正一，山本健太，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP