电动机控制装置制造方法及图纸

提供一种电动机控制装置。对机床或产业机械中的电动机(3)进行控制的电动机控制装置(1)具备：停电检测部(11)，其检测电源(2)的停电，该电源(2)供给用于驱动电动机(3)的电力；直流环节电压检测部(12)，其检测施加于放大器(5)的直流环节电压的值，该放大器(5)驱动电动机(3)；比较部(13)，其将直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩指令生成部(14)，其生成用于驱动电动机(3)的转矩指令；转矩限制值设定部(15)，其根据比较部(13)的比较结果来设定转矩限制值；以及转矩指令限制部(16)，其在停电检测部(11)检测出停电时将转矩指令限制为转矩限制值。

【技术实现步骤摘要】
电动机控制装置
本专利技术涉及一种电动机控制装置，特别涉及一种在电源停电时限制电动机的转矩来使电动机减速的电动机控制装置。
技术介绍
在对机床、产业机械内的电动机进行控制的电动机控制装置中，将交流电源侧的交流电力变换为直流电力后输出到直流环节，之后通过放大器再变换为交流电力，供给该交流电力来作为电动机的驱动电力。在供给用于驱动电动机的电力的电源停电的情况下，需要使对机床的进给轴等进行驱动的电动机紧急停止。例如，如日本专利第5612058号公报所记载的那样，已知以下方法：在具有驱动进给轴的进给轴电动机以及驱动主轴的主轴电动机的机床中，在交流电源侧发生停电时，根据直流环节电压的值使主轴电动机加减速，由此避免过电压警报或低电压警报。另外，例如，如日本专利第5746276号公报所记载的那样，已知以下方法：在具有驱动进给轴的进给轴电动机以及驱动主轴的主轴电动机的机床中，即使在交流电源侧发生停电，也在进给轴电动机的动作满足规定的判定条件时进行指示使得向主轴电动机输出比上级控制单元原本指示的励磁电流大的励磁电流，由此能够可靠地尽快停止进给轴电动机，并且在通常运转时抑制主轴电动机的发热。另外，例如，根据日本特开2016-25828号公报，已知一种避免停电后的过电压警报并迅速停止驱动进给轴的电动机的电动机控制装置。作为使电动机减速的方法，存在以下方法：使电动机产生减速转矩(以下称为“通过控制进行的减速”。)；以及对电动机连接电阻，通过使电流流过该电阻来消耗能量，由此实施动力制动(以下称为“通过硬件进行的减速”。)。当发生停电时从电源向电动机的电力供给被切断，因此使用直流环节中蓄积的电力来进行“通过控制进行的减速”。一般来说，与“通过硬件进行的减速”相比，“通过控制进行的减速”的到电动机停止为止的距离(所谓的制动距离)更短，因此优选的是在有限的电力内确保长的“通过控制进行的减速”的时间，以使电动机因停电而紧急停止。通常，在电动机减速时，因再生动作导致动能降低而电力(电能)增加，因此在发生停电时的电动机的紧急停止中，能够在有限的电力内确保长的“通过控制进行的减速”的时间。然而，根据电动机的规格，出现以下状况：当在“通过控制进行的减速”中使减速转矩过大时，不进行再生而成为消耗电力的动力运行，从而消耗了有限的电力。图5是表示电动机的每相的等效电路的电路图。另外，图6是表示电动机的绕组电流与电力之间的关系的图。在将电动机的绕组电流设为i[A]、将电动机的端子电压设为V[V]、将电动机的角速度设为ω(t)[rad/sec]、将每相的电动机的绕组电阻设为R[Ω]、将每相的电感设为L[H]、将电动机的反电动势系数设为KV[V×sec/rad]时，电动机的电力P[W]如式1所示。在式1中，当设电流固定(di/dt＝0)、对电动机的绕组电流i进行整理时变为式2。如式2所示，电动机的电力P表示为电动机的绕组电流i的2次函数，若使其为图表则为图6那样。在图6中，横轴表示电动机的绕组电流i，纵轴表示电动机的电力P。根据图6可知，在电动机的绕组电流i小于KVω/R时，由于电动机减速而再生电力，但是电动机的绕组电流i为KVω/R以上时，由于电动机的减速而消耗电力。电动机的转矩与电动机的绕组电流成正比，因此根据式2和图6可知，根据电动机的规格，当在“通过控制进行的减速”中使减速转矩过大时，不进行再生而进行消耗电力的动力运行动作。在发生停电时的电动机的紧急停止中，当在“通过控制进行的减速”中使减速转矩过大而消耗电力、直流环节中的电力降低时，提供电源的装置(共同电源)无法再供给电力，在放大器(逆变换器)中产生低电压警报。当产生低电压警报时，从“通过控制进行的减速”切换为“通过硬件进行的减速(动力制动)”。当该切换进行得早时，用于电动机停止的距离(制动距离)会变长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够在避免在电源停电后产生低电压警报的同时缩短电动机的停止距离的电动机控制装置。为了实现上述目的，对机床或产业机械中的电动机进行控制的电动机控制装置具备：停电检测部，其检测电源的停电，该电源供给用于驱动电动机的电力；直流环节电压检测部，其检测施加于放大器的直流环节电压的值，该放大器驱动电动机；比较部，其将直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩指令生成部，其生成用于驱动电动机的转矩指令；转矩限制值设定部，其根据比较部的比较结果来设定转矩限制值；以及转矩指令限制部，其在停电检测部检测出停电时将转矩指令限制为转矩限制值。在此，在比较部的比较结果是直流环节电压的值小于规定的阈值的情况下，转矩限制值设定部设定第一转矩限制值，在比较部的比较结果是直流环节电压的值为规定的阈值以上的情况下，转矩限制值设定部设定比第一转矩限制值大的第二转矩限制值。另外，上述规定的阈值也可以是预先设定的固定值。另外，电动机控制装置也可以还具备保持部，该保持部保持直流环节电压检测部按规定的周期检测出的直流环节电压的值，上述规定的阈值是在检测出比较部的比较中使用的直流环节电压时的周期之前的周期检测出的、保持在保持部中的直流环节电压的值。电动机控制装置也可以还具备速度检测部，该速度检测部检测被驱动的电动机的角速度，转矩限制值设定部设定基于由速度检测部检测出的角速度求出的能够抑制直流环节电压的减少的转矩限制值，来作为直流环节电压的值小于规定的阈值的情况下的第一转矩限制值。另外，在将被驱动的电动机的反电动势系数设为KV、将转矩常数设为KT、将绕组电阻设为R、将角速度设为ω时，转矩限制值设定部也可以将第一转矩限制值设定为基于计算出的值Tupper以下。另外，转矩限制值设定部也可以将直流环节电压的值为规定的阈值以上的情况下的第二转矩限制值设定为被驱动的电动机所容许的最大转矩以下的值。附图说明通过参照以下的附图会更明确地理解本专利技术。图1是基于实施方式的电动机控制装置的框图。图2是基于其它实施方式的电动机控制装置的框图。图3是表示基于实施方式的电动机控制装置的动作流程的流程图。图4是说明电动机的角速度与电动机的电力再生或电力消耗之间的关系的图。图5是表示电动机的每相的等效电路的电路图。图6是表示电动机的绕组电流与电力之间的关系的图。具体实施方式下面，参照附图来说明具有转矩指令限制部的电动机控制装置。然而，需要理解的是，本专利技术并不限定于附图或下面所说明的实施方式。图1是基于实施方式的电动机控制装置的框图。以后，设在不同的附图中标注有相同参照标记的结构要素是指具有相同功能的结构要素。基于实施方式的电动机控制装置1将从交流电源(下面有时仅称为电源)2供给的交流电力变换为适于驱动电动机3的电力后供给到电动机3。电动机3例如被用作机床的进给轴、主轴或者产业机械、产业用机器人的臂等的驱动源。此外，由电动机控制装置1驱动的电动机3的种类在本专利技术中没有限定，既可以是感应电动机、同步电动机这样的交流电动机，或者也可以是直流电动机。在本实施方式中，作为一例，说明电动机3是交流电动机的情况。另外，在图示的例子中，将交流电源2的相数设为三相，但是相数也在本专利技术中没有特别限定，除了三相以外，例如也可以是单相、其它多相的交流电源。若列举交流电源2的一例，则有三相交流400V电源、三相交流200V电源、三相交流600V电源、单相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，对机床或产业机械中的电动机进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备：停电检测部，其检测电源的停电，该电源供给用于驱动电动机的电力；直流环节电压检测部，其检测施加于放大器的直流环节电压的值，该放大器驱动电动机；比较部，其将所述直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩指令生成部，其生成用于驱动电动机的转矩指令；转矩限制值设定部，其根据所述比较部的比较结果来设定转矩限制值；以及转矩指令限制部，其在所述停电检测部检测出停电时将所述转矩指令限制为所述转矩限制值。

【技术特征摘要】
2016.02.29 JP 2016-0374651.一种电动机控制装置，对机床或产业机械中的电动机进行控制，该电动机控制装置的特征在于，具备：停电检测部，其检测电源的停电，该电源供给用于驱动电动机的电力；直流环节电压检测部，其检测施加于放大器的直流环节电压的值，该放大器驱动电动机；比较部，其将所述直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩指令生成部，其生成用于驱动电动机的转矩指令；转矩限制值设定部，其根据所述比较部的比较结果来设定转矩限制值；以及转矩指令限制部，其在所述停电检测部检测出停电时将所述转矩指令限制为所述转矩限制值。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，在所述比较部的比较结果是所述直流环节电压的值小于所述规定的阈值的情况下，所述转矩限制值设定部设定第一转矩限制值，在所述比较部的比较结果是所述直流环节电压的值为所述规定的阈值以上的情况下，所述转矩限制值设定部设定比所述第一转矩限制值大的第二转矩限制值。3.根据权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，所述规定的阈值是预先设定的固定值。4.根据权利要求2所述的电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪饲聪史，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