电动机驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动机驱动装置。电动机驱动装置具备：整流电路，其对交流电流进行整流来向直流环节输出直流电流；逆变器部，其将来自整流电路的直流电流进行转换来向电动机提供交流电流；初始充电部，其利用使开关开路而经由充电电阻流动的直流电流对设置于直流环节的平滑电容器进行初始充电；存储部，其存储充电电阻的负荷耐受量；电力计算部，其计算由于直流电流流动而在充电电阻中产生的电力量；以及开闭部，在初始充电期间内，在计算出的电力量达到负荷耐受量的情况下，该开闭部切断直流电流向平滑电容器的流入，切断之后，在计算出的电力量为规定的阈值以下的情况下，该开闭部使直流电流流入到平滑电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将从交流电源提供的交流电流转换为直流电流并向直流环节输出之后再转换为用于驱动电动机的交流电流并向电动机提供的电动机驱动装置，特别是涉及一种具有对设置于直流环节的平滑电容器进行初始充电的初始充电部的电动机驱动装置。
技术介绍
在对机床、锻压机械、注射成型机、产业机械或者各种机器人内的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，将从交流电源侧输入的交流电力暂且转换为直流电力之后再转换为交流电力，将该交流电力用作针对每个驱动轴设置的电动机的驱动电力。这样的电动机驱动装置具备：整流电路，其对从三相交流输入电源所在的交流电源侧供给的交流电力进行整流来输出直流电力；以及逆变器部，其与作为整流电路的直流输出侧的直流环节(DC环节)连接，将直流环节的直流电力与作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力之间相互进行电力转换，该电动机驱动装置对连接在该逆转换器的交流输出侧的电动机的速度、转矩或转子的位置进行控制。为了向与多个驱动轴分别对应地设置的各电动机单独地供给驱动电力来对电动机进行驱动控制，而设置有与电动机的个数相同个数的逆变器部。另一方面，为了降低电动机驱动装置的成本、占有空间，多数情况下针对多个逆变器部而设置有一个整流电路。例如日本特开平6-311639号公报所记载的那样，在逆变器部的连接整流电路的直流环节侧设置有平滑电容器(也称为“直流环节电容器”)。平滑电容器具有抑制正转换器的直流输出的脉动成分的功能，并且能够蓄积直流电力。关于平滑电容器，需要在从电动机驱动装置刚启动之后起直到开始驱动电动机之前(即，逆变器部的电力转换动作开始前)为止事先进行初始充电(也称为“预备充电”)，因此一般为此设置有初始充电部。图8是表示一般的电动机驱动装置的结构的图。电动机驱动装置1000具备：整流电路111，其对来自商用三相的交流电源3的交流电力进行整流来输出直流电力；以及逆变器部112，其与作为整流电路111的直流侧的直流环节连接，将从整流电路111输出的直流电力转换为要作为电动机2的驱动电力来供给的具有期望电压和期望频率的交流电力、或者将从电动机2再生的交流电力转换为直流电力，该电动机驱动装置1000对连接在该逆变器部112的交流侧的电动机2的速度、转矩或转子的位置进行控制。为了向与多个驱动轴分别对应地设置的各电动机2单独地供给驱动电力来对电动机2进行驱动控制，而将与电动机2的个数相同个数的逆变器部112并联连接。在各逆变器部112的直流输入侧分别设置有平滑电容器221。也就是说，平滑电容器221位于逆变器部112的连接整流电路111的直流环节侧。此外，在图8中，作为一例，将电动机2的个数设为三个，因而逆变器部112为三个。另一方面，为了降低电动机驱动装置1000的成本、占有空间，多数情况下针对多个逆变器部112设置有一个整流电路111。关于平滑电容器221，需要在从电动机驱动装置1000刚启动之后(即，刚使开闭部116闭路(接通)之后)起直到开始驱动电动机2之前(即，逆变器部112的电力转换动作开始前)为止进行初始充电。在从平滑电容器221中未蓄积能量的状态起开始初始充电之后，立即有大的浪涌电流流过整流电路111。特别是，平滑电容器221的静电容量越大，则产生越大的浪涌电流。作为针对该浪涌电流的对策，一般是在电动机驱动装置1000中且整流电路111与逆变器部112内的平滑电容器221之间设置初始充电部113。例如图8所示，在多个逆变器部112并联连接的情况下，与其相应地，平滑电容器221也具有彼此并联连接的关系，但在整流电路111与这些平滑电容器221之间设置有一个初始充电部113。初始充电部113具有开关222以及与该开关222并联连接的充电电阻223。开关222仅在电动机驱动装置1000刚启动之后的平滑电容器221的初始充电期间内开路(断开)，在电动机驱动装置1000对电动机2进行驱动的通常动作期间内维持闭路(接通)的状态。作为开关222的例子，例如有晶闸管。更具体地说，在从电动机驱动装置1000刚启动之后起直到开始驱动电动机2之前为止的初始充电期间内，通过使开关222开路(断开)来使从整流电路111输出的直流电流通过充电电阻223后流入到平滑电容器221，平滑电容器221被充电。而且，当平滑电容器221被充电到规定的电压时，使开关222闭路(接通)来使充电电阻223的两端短路，从而使初始充电动作完成。之后，逆变器部112开始电力转换动作来向电动机2供给驱动电力，电动机2基于该驱动电力而被驱动。如上述那样，在平滑电容器221的初始充电期间内，通过使开关222开路(断开)来使从整流电路111输出的直流电力流过充电电阻223并在充电电阻223中作为热被消耗，因此抑制了在初始充电期间内产生过大的浪涌电流。但是，充电电阻223具有被定义为能够耐受熔断的热量的瞬时负荷耐受量(下面，简称为“负荷耐受量”)，当由于电流流过充电电阻223而产生的热量超过负荷耐受量时，充电电阻223会熔断。在初始充电期间内流过充电电阻223的直流电流依赖于平滑电容器221的静电容量，充电电阻223中产生的热量依赖于流过充电电阻223的直流电流，因此能够设置于电动机驱动装置1000的充电电阻223的负荷耐受量是根据平滑电容器221的最大静电容量来决定的。例如，在平滑电容器221的静电容量大的系统的情况下，需要使用额定电力大的充电电阻223。在如图8所示那样多个逆变器部112并联连接的情况下，与其相应地，多个平滑电容器221也具有彼此并联连接的关系，但是在该情况下，充电电阻223的耐受量是根据所有平滑电容器221的静电容量的合成容量来决定的负荷。因而，通常情况下，设计者在设计电动机驱动装置时，考虑充电电阻的负荷耐受量与在该负荷耐受量下能够设置的平滑电容器的最大静电容量之间的关系性，根据平滑电容器的最大静电容量来选定能够设置于电动机驱动装置的充电电阻。即使在根据平滑电容器的静电容量选定了能够设置于电动机驱动装置的充电电阻的情况下，当因一些原因而对平滑电容器进行初始充电所需要的时间变长时，由于电流流过充电电阻而产生的热量有可能超过负荷耐受量而导致充电电阻熔断。特别是，在多个逆变器部并联连接的情况下，多个平滑电容器也并联连接，但是在这样的情况下，存在对平滑电容器进行初始充电所需要的时间变长的倾向，从而充电电阻熔断的可能性高。另外，如上述那样，设计者在设计电动机驱动装置时，根据平滑电容器的最大静电容量来选定能够设置于电动机驱动装置的充电电阻。因而，例如在多个逆变器部并联连接且多个平滑电容器也并联连接等情况下、平滑电容器的最大静电容量变大的情况下，由于需要选定负荷耐受量大的充电电阻，因此存在电动机驱动装置的成本增加且大型化的问题。另外，例如，在由于之后的维护、设计变更等理由而更换为具有静电容量更大的平滑电容器的逆变器部或者进一步追加了逆变器部的情况下，多个平滑电容器的静电容量的合成容量有时会超过根据已经使用的充电电阻的负荷耐受量所决定的平滑电容器的最大容量。在该情况下也同样地，对平滑电容器进行初始充电所需要的时间变长，由于电流流过充电电阻而产生的热量有可能超过负荷耐受量而导致充电电阻熔断。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够可靠地保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：整流电路，其对从交流电源侧提供的交流电流进行整流，向作为直流侧的直流环节输出直流电流；逆变器部，其在连接有所述整流电路的所述直流环节侧具有平滑电容器，将来自所述整流电路的直流电流进行转换来输出用于驱动电动机的交流电流；初始充电部，其设置于所述直流环节，具有开关以及与所述开关并联连接的充电电阻，在开始驱动电动机前的初始充电期间内，该初始充电部利用通过使所述开关开路而经由所述充电电阻流动的来自所述整流电路的直流电流，对所述平滑电容器进行初始充电直到所述平滑电容器成为规定的电压为止；存储部，其存储所述充电电阻的电阻值以及作为使所述充电电阻熔断的电力量而预先规定的负荷耐受量；电力计算部，其计算由于来自所述整流电路的直流电流流动而在所述充电电阻中产生的在某个时间区间的平均电力量；以及开闭部，在所述初始充电期间内，在由所述电力计算部计算出的平均电力量达到所述负荷耐受量的情况下，该开闭部切断来自所述整流电路的直流电流向所述平滑电容器的流入，所述切断之后，在由所述电力计算部计算出的平均电力量为所述规定的阈值以下的情况下，该开闭部使来自所述整流电路的直流电流流入到所述平滑电容器。...

【技术特征摘要】
2015.06.12 JP 2015-119690;2016.02.19 JP 2016-029951.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：整流电路，其对从交流电源侧提供的交流电流进行整流，向作为直流侧的直流环节输出直流电流；逆变器部，其在连接有所述整流电路的所述直流环节侧具有平滑电容器，将来自所述整流电路的直流电流进行转换来输出用于驱动电动机的交流电流；初始充电部，其设置于所述直流环节，具有开关以及与所述开关并联连接的充电电阻，在开始驱动电动机前的初始充电期间内，该初始充电部利用通过使所述开关开路而经由所述充电电阻流动的来自所述整流电路的直流电流，对所述平滑电容器进行初始充电直到所述平滑电容器成为规定的电压为止；存储部，其存储所述充电电阻的电阻值以及作为使所述充电电阻熔断的电力量而预先规定的负荷耐受量；电力计算部，其计算由于来自所述整流电路的直流电流流动而在所述充电电阻中产生的在某个时间区间的平均电力量；以及开闭部，在所述初始充电期间内，在由所述电力计算部计算出的平均电力量达到所述负荷耐受量的情况下，该开闭部切断来自所述整流电路的直流电流向所述平滑电容器的流入，所述切断之后，在由所述电力计算部计算出的平均电力量为所述规定的阈值以下的情况下，该开闭部使来自所述整流电路的直流电流流入到所述平滑电容器。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具备检测所述直流环节的直流电压值的直流电压检测部，所述电力计算部根据由所述直流电压检测部检测出的直流电压值和所述充电电阻的电阻值，来计算在所述充电电阻中产生的平均电力量。3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具备检测所述直流环节的直流电流值的直流电流检测部，所述电力计算部根据由所述直流电流检测部检测出的直流电流值和所述充电电阻的电阻值，来计算在所述充电电阻中产生的平均电力量。4.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，还具备检测所述整流电路的交流电源侧的交流电压值的交流电压检测部，所述电力计算部根据由所述交流电压检测部检测出的交流电压值、所述充电电阻的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本康之，熊本裕树，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP