电动机驱动装置制造方法及图纸

电动机驱动装置具备：交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上下臂的各开关元件被导通截止或截止，来将交流电源的交流电力变换为直流电力；蓄电部，其设置于交流直流变换部与直流交流变换部之间的直流环节；初始充电部，其设置于直流环节，具有开关部和与其并联连接的充电电阻，对蓄电部进行初始充电；电磁接触器，其对交流电源与交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及控制部，其对开关元件、开关部以及电磁接触器进行控制，在电动机驱动结束后，控制部使电磁接触器和开关部进行开放动作且使同一相的上下臂中设置的各开关元件进行导通动作，来利用充电电阻将蓄电部中蓄积的电荷放出。

【技术实现步骤摘要】
电动机驱动装置
本专利技术涉及一种对电动机进行控制的电动机驱动装置，该电动机驱动装置将交流电源侧的交流电力变换为直流电力后再将该直流电力变换为交流电力来将该交流电力作为驱动电力，特别涉及一种具备对设置于直流环节的蓄电部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、产业机械、锻压机械、注射成型机、或各种机器人内的伺服电动机进行驱动控制的电动机驱动装置中，将交流电源侧的交流电力暂且变换为直流电力后再将该直流电力变换为交流电力，将该交流电力用作电动机的驱动电力。电动机驱动装置具备：交流直流变换部(也称为“正变换器”或“变换器”。)，其将从商用三相交流电源所在的交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力后将该直流电力输出；以及直流交流变换部(也称为“逆变换器”或“逆变器”。)，其与作为交流直流变换部的直流输出侧的直流环节连接，将直流环节中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力后将该交流电力输出，该电动机驱动装置对与该直流交流变换部的交流输出侧连接的电动机的速度、转矩或转子的位置进行控制。在将交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧连接的直流环节中，设置有能够蓄积直流电力的蓄电部。作为蓄电部的例子，例如存在直流电容器。蓄电部需要从电动机驱动装置刚启动之后起进行初始充电直到电动机驱动开始前(即直流交流变换部向电动机供给交流电力的电力变换动作开始前)为止。在电动机驱动结束后的蓄电部中蓄积有电荷，因此需要将蓄电部中蓄积的电荷放出以防触电。例如，存在利用蓄电部的自然放电来减少蓄电部的电荷的方法、在另外准备的电阻器中消耗电荷的方法。图7是表示具有初始充电部的一般的电动机驱动装置的结构的图。电动机驱动装置100具有：交流直流变换部111，其将从商用三相(R相、S相、T相)的交流电源3供给的交流电力变换为直流电力后将该直流电力输出；以及直流交流变换部117，其与作为交流直流变换部111的直流输出侧的直流环节连接，将直流环节中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力后将该交流电力输出，电动机驱动装置100对与直流交流变换部117的交流输出侧连接的电动机2的速度、转矩或转子的位置进行控制。交流直流变换部111构成为在各相的上臂和下臂设置有开关元件以及与该开关元件反并联地连接的反馈二极管的全桥电路。根据从控制部115接收到的开关指令对设置于上臂和下臂的开关元件进行导通截止控制、或使开关元件全部截止来利用二极管进行整流，由此对从交流电源3侧供给的交流电力进行变换来输出直流电力。在交流直流变换部111的交流输入侧连接有交流电抗器118。为了对交流电源3与交流直流变换部111之间的电路进行开闭，在交流直流变换部111的交流输入侧设置有电磁接触器114。在电磁接触器114中，在平时通过弹簧的力而接触件124为切断状态，而当向控制用线圈123接通电源时，由电磁体产生克服弹簧力的吸引力，接触件124将电路连接起来，从而从交流电源3向交流直流变换部111供给电源。当切断向控制用线圈123的电源时，通过弹簧力而电路被切断，从而从交流电源3向交流直流变换部111的电源供给被切断。基于从控制部115输出的电磁接触器开闭指令来控制电磁接触器114的电路的开闭动作。在将交流直流变换部111的直流输出侧与直流交流变换部117的直流输入侧连接起来的直流环节中，设置有能够蓄积直流电力的蓄电部112。在图示的例子中，将蓄电部112设为直流电容器。蓄电部112从电动机驱动装置100刚启动之后(即刚刚将电磁接触器114闭合(接通)之后)起事先进行初始充电，直到电动机2的驱动开始前(即由直流交流变换部117进行的电力变换动作开始前)为止。在从蓄电部112中未蓄积电荷的状态起刚开始初始充电之后，在交流直流变换部111中流通大的浪涌电流。特别是，蓄电部112的静电容量越大，则产生越大的浪涌电流。作为该浪涌电流对策，在电动机驱动装置100中，在交流直流变换部111与蓄电部112之间设置初始充电部113。初始充电部113具有充电电阻短路用的开关部121以及与该开关部121并联连接的充电电阻122。开关部121仅在电动机驱动装置100刚启动后执行的蓄电部112的初始充电期间中开放(断开)，在电动机驱动装置100对电动机2进行驱动的通常动作期间中维持闭合(接通)的状态。在蓄电部112的初始充电期间中，通过将开关部121开放(断开)而从交流直流变换部111输出的直流电力流过充电电阻122，并在充电电阻122中作为热被消耗，从而能够抑制初始充电期间中产生过大的浪涌电流。基于从控制部115输出的短路指令来控制初始充电部113内的开关部121的电路的开闭动作。为了在电动机驱动结束后将蓄电部112的电荷放出，例如设置放电部116。放电部116具有放电电阻用的开关部125以及与该开关部125串联连接的放电电阻126。在电动机驱动结束后，电磁接触器114被开放(断开)且开关部125被闭合(接通)，由此蓄电部112中蓄积的电荷在放电电阻126中被消耗。基于从控制部115输出的放电指令来控制放电部116内的开关部125的电路的开闭动作。除了如上所述那样使用放电电阻来进行放电的方法以外，还存在如日本专利第5444304号公报和日本特开2004-357412号公报所记载的那样的利用电动机所具有的电阻成分来进行放电的方法。图8是说明日本专利第5444304号公报所记载的电动机驱动装置中的蓄电部的放电的图。电动机驱动装置200内的交流直流变换部111、蓄电部112、初始充电部113、电磁接触器114、直流交流变换部117以及交流电抗器118的动作及其结构如参照图7说明的那样。在日本专利第5444304号公报所记载的电动机驱动装置200中，为了将在电动机的减速控制时蓄积的蓄电部112的电荷放出，基于由控制部115生成的电磁接触器开闭指令来将电磁接触器114闭合(接通)，基于由控制部115生成的短路指令来将充电电阻短路用的开关部121闭合(接通)。然后，基于来自控制部115的无效电流指令来通过直流交流变换部117将蓄电部112中蓄积的直流电力变换为无效电流并将该无效电流供给到电动机2。由此，电动机2将蓄电部112中蓄积的直流电力以无效电流的形式消耗掉。除了上述的方法以外，还存在利用电路内的除电阻器以外的元件所具有的电阻成分来进行放电的方法。例如，存在如日本专利第5721787号公报所记载的那样的适当地控制设置于逆变器的前级的升压变换器内的开关元件的开关动作来对电容器进行放电的方法。如上所述，在电动机驱动结束后的蓄电部中蓄积有电荷，因此需要将蓄电部中蓄积的电荷放出以防触电。然而，利用蓄电部的自然放电来减少蓄电部的电荷的方法存在花费时间这样的问题。另外，另行设置用于使蓄电部放电的放电部的方法需要开关部和放电电阻，因此存在装置大型化、成本增加这样的问题。另外，根据日本专利第5444304号公报和日本特开2004-357412号公报所记载的方法，电动机和直流交流变换部需要具备能够应对蓄电部中蓄积的电荷的放出的冷却能力，因此存在装置大型化、成本增加这样的问题。另外，在日本专利第5721787号公报所记载的方法中，需要使除放电电阻以外的元件消耗蓄电部中蓄积的电荷，因此也需要提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上臂和下臂的各开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，由此将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力；蓄电部，其设置于所述交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧之间的直流环节，该直流交流变换部将所述交流直流变换部的直流输出侧中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力；初始充电部，其设置于所述直流环节，具有对所述交流直流变换部与所述蓄电部之间的电路进行开闭的开关部以及与所述开关部并联连接的充电电阻，在电动机驱动开始前，所述开关部被开放，利用来自所述交流直流变换部的经由所述充电电阻流通的直流电流来对所述蓄电部进行初始充电；电磁接触器，其对交流电源与所述交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及控制部，其对各所述开关元件、所述开关部以及所述电磁接触器进行控制，在电动机驱动结束后，所述控制部使所述电磁接触器和所述开关部进行开放动作且使同一相的所述上臂和所述下臂中设置的各所述开关元件进行导通动作，由此构成由所述蓄电部和所述充电电阻形成的闭合电路来利用所述充电电阻将所述蓄电部中蓄积的电荷放出。...

【技术特征摘要】
2016.01.29 JP 2016-0165341.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上臂和下臂的各开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，由此将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力；蓄电部，其设置于所述交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧之间的直流环节，该直流交流变换部将所述交流直流变换部的直流输出侧中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力；初始充电部，其设置于所述直流环节，具有对所述交流直流变换部与所述蓄电部之间的电路进行开闭的开关部以及与所述开关部并联连接的充电电阻，在电动机驱动开始前，所述开关部被开放，利用来自所述交流直流变换部的经由所述充电电阻流通的直流电流来对所述蓄电部进行初始充电；电磁接触器，其对交流电源与所述交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及控制部，其对各所述开关元件、所述开关部以及所述电磁接触器进行控制，在电动机驱动结束后，所述控制部使所述电磁接触器和所述开关部进行开放动作且使同一相的所述上臂和所述下臂中设置的各所述开关元件进行导通动作，由此构成由所述蓄电部和所述充电电阻形成的闭合电路来利用所述充电电阻将所述蓄电部中蓄积的电荷放出。2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑木渉，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP