电动机控制装置制造方法及图纸

电动机控制装置具备：停电检测部，其检测电源的停电；电压检测部，其检测施加于电动机驱动用的放大器的DC环节电压；切换部，其将电动机与放大器或电阻连接；电压比较部，其将DC环节电压与阈值进行比较；限制值设定部，其根据电压比较部的比较结果来设定转矩限制值；转矩指令限制部，其在检测出停电时将转矩指令限制为转矩限制值；转矩预测值计算部，其使用由速度检测部检测出的角速度，来计算电动机与电阻连接的情况下的电动机的转矩预测值；以及转矩比较部，其将转矩限制值与转矩预测值进行比较，其中，切换部根据转矩比较部的比较结果来将电动机与放大器或电阻连接。

【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，特别是涉及一种在电源停电时使电动机紧急停止的电动机控制装置。
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，在将交流电源侧的交流电力变换为直流电力来向直流环节输出之后，通过放大器再将该直流电力变换为交流电力来将该交流电力作为电动机的驱动电力进行供给。在供给用于对电动机进行驱动的电力的电源发生了停电的情况下，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：在具有对进给轴进行驱动的进给轴电动机以及对主轴进行驱动的主轴电动机的机床中，在交流电源侧发生停电时，使进给轴电动机减速，使主轴电动机根据直流环节电压的值来加速或减速，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：在具有对进给轴进行驱动的进给轴电动机以及对主轴进行驱动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，由此能够可靠地使进给轴电动机尽早停止，并且在通常运转时抑制主轴电动机的发热。另外，例如，如日本特开2016-25828号公报所记载的那样，已知一种避免停电后的过电压警报并迅速地使对进给轴进行驱动的电动机停止的电动机控制装置。作为使电动机减速的方法，存在使电动机产生减速转矩的方法(以下称为“通过控制实现的减速”。)、以及通过将电阻与电动机连接并使电流流过该电阻来消耗能量来施加动力制动(DB)的方法(以下称为“通过硬件实现的减速”。)。当发生停电时从电源向电动机的电力供给被切断，因此利用直流环节中蓄积的电力来进行“通过控制实现的减速”。一般来说，与“通过硬件实现的减速”相比，在“通过控制实现的减速”下，到电动机停止为止的距离(所谓的制动距离)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下降而电力(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“通过控制实现的减速”的时间。然而，根据电动机的规格，出现以下状况：当在“通过控制实现的减速”中使减速转矩过大时，不进行再生而是成为消耗电力的动力运行，从而消耗有限的电力。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1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，如式1那样表示电动机的电力P[W]。在式1中，若设电流固定(di/dt＝0)来针对电动机的绕组电流i进行整理，则成为式2那样。如式2所示，电动机的电力P是以电动机的绕组电流i的二次函数来表示的，若将其做成曲线图则如图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时由于电动机的减速而进行电力的再生，但是在电动机的绕组电流i为KVω/R以上时由于电动机的减速而进行电力的消耗。电动机的转矩与电动机的绕组电流成比例，因此根据式2和图6可知，根据电动机的规格，当在“通过控制实现的减速”下使减速转矩过大时，不进行再生而是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“通过控制实现的减速”下使减速转矩过大而进行电力的消耗、从而直流环节中的电力下降时，提供电源的装置(共用电源)无法再供给电力，从而在放大器(逆变换器)中产生低电压警报。当产生低电压警报时，从“通过控制实现的减速”切换为“通过硬件实现的减速”。当该切换进行得早时，用于使电动机停止的距离(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，该电源供给用于对电动机进行驱动的电力；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，该放大器对电动机进行驱动；切换部，其将电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻；电压比较部，其将直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩限制值设定部，其根据电压比较部的比较结果，来设定用于使电动机减速的转矩限制值；转矩指令限制部，在检测出停电时电动机与放大器连接的情况下，该转矩指令限制部将用于对电动机进行驱动的转矩指令限制为转矩限制值；速度检测部，其检测电动机的角速度；转矩预测值计算部，其使用由速度检测部检测出的角速度，计算预测为在设为以该角速度旋转的电动机与动力制动用电阻连接的情况下会产生的电动机的减速转矩，来作为转矩预测值；以及转矩比较部，其将由转矩限制值设定部设定的转矩限制值与由转矩预测值计算部计算出的转矩预测值进行比较，其中，切换部根据转矩比较部的比较结果，来将检测出停电时的电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻。在此，也可以是，在转矩比较部的比较结果为转矩限制值比转矩预测值大的情况下，切换部将电动机的连接目的地切换为放大器，在转矩限制值比转矩预测值小的情况下，切换部将电动机的连接目的地切换为动力制动用电阻。另外，也可以是，在将由速度检测部检测出的角速度设为ω、将电动机的反电动势系数设为KV、将转矩常数设为KT、将电动机中的绕组的Y形接线变换为Δ形接线时的每相的阻抗设为Z、将动力制动用电阻的电阻值设为RDB、将转矩预测值设为TDB时，转矩预测值计算部基于TDB＝Re{KVKTω(Z+RDB)-1}...(3)来计算转矩预测值TDB。在此，Re表示复数中的实部(realpart)。另外，也可以是，转矩限制值设定部在电压比较部的比较结果为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，也可以是，电动机控制装置还具备保持部，该保持部保持由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电压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中检测出的、保持在保持部中的直流环节电压的值。另外，也可以是，转矩限制值设定部将基于由速度检测部检测出的角速度而求出的能够抑制直流环节电压的减少的转矩限制值设定为在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，也可以是，在将由速度检测部检测出的角速度设为ω、将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时，转矩限制值设定部将第一转矩限制值设定为基于而计算出的值Tupper以下的值。另外，也可以是，转矩限制值设定部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，该电源供给用于对电动机进行驱动的电力；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，该放大器对电动机进行驱动；切换部，其将电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻；电压比较部，其将所述直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩限制值设定部，其根据所述电压比较部的比较结果，来设定用于使电动机减速的转矩限制值；转矩指令限制部，在检测出停电时电动机与放大器连接的情况下，该转矩指令限制部将用于对电动机进行驱动的转矩指令限制为所述转矩限制值；速度检测部，其检测电动机的角速度；转矩预测值计算部，其使用由所述速度检测部检测出的角速度，计算预测为在设为以该角速度旋转的电动机与动力制动用电阻连接的情况下会产生的电动机的减速转矩，来作为转矩预测值；以及转矩比较部，其将由所述转矩限制值设定部设定的所述转矩限制值与由所述转矩预测值计算部计算出的所述转矩预测值进行比较，其中，所述切换部根据所述转矩比较部的比较结果，来将检测出停电时的电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻。...

【技术特征摘要】
2016.02.29 JP 2016-0380901.一种电动机控制装置，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，该电源供给用于对电动机进行驱动的电力；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，该放大器对电动机进行驱动；切换部，其将电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻；电压比较部，其将所述直流环节电压的值与规定的阈值进行比较；转矩限制值设定部，其根据所述电压比较部的比较结果，来设定用于使电动机减速的转矩限制值；转矩指令限制部，在检测出停电时电动机与放大器连接的情况下，该转矩指令限制部将用于对电动机进行驱动的转矩指令限制为所述转矩限制值；速度检测部，其检测电动机的角速度；转矩预测值计算部，其使用由所述速度检测部检测出的角速度，计算预测为在设为以该角速度旋转的电动机与动力制动用电阻连接的情况下会产生的电动机的减速转矩，来作为转矩预测值；以及转矩比较部，其将由所述转矩限制值设定部设定的所述转矩限制值与由所述转矩预测值计算部计算出的所述转矩预测值进行比较，其中，所述切换部根据所述转矩比较部的比较结果，来将检测出停电时的电动机的连接目的地切换为放大器或动力制动用电阻。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，在所述转矩比较部的比较结果为所述转矩限制值比所述转矩预测值大的情况下，所述切换部将电动机的连接目的地切换为放大器，在所述转矩限制值比所述转矩预测值小的情况下，所述切换部将电动机的连接目的地切换为动力制动用电阻。3.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，在将由所述速度检测部检测出的角速度设为ω、将电动机的反电动势系数设为KV、将转矩常数设为KT、将电动机中的绕组的Y形接线变换为Δ形接线时的每...

【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