马达控制系统、初始充电装置以及故障检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及马达控制系统、初始充电装置以及故障检测方法。马达控制系统(1)包括：DC‑DC转换器(5)，其至少具有半导体开关元件(21)、电抗器(23)并将输入侧直流母线电压(V1rel)转换成预定的输出侧直流母线电压(V2rel)并输出；控制装置(6)，其对半导体开关元件(21)的导通比进行控制；平滑电容器(7)，其被连接在输出侧直流母线(13)之间；以及逆变器(8)，其基于来自上级装置的驱动指令来驱动马达，控制装置(6)在导通比是100％并且在电抗器(23)中流过的电抗器电流检测值(IL)大致是0时，基于输入侧直流母线电压(V1rel)与输出侧直流母线电压(V2rel)各自的检测电压值V1、V2判断在该马达控制系统1中的故障的发生。

Motor control system, initial charging device and fault detection method

The invention relates to a motor control system, an initial charging device and a fault detection method. The motor control system (1) includes: DC DC converter (5), having at least a semiconductor switching element (21) and reactor (23) and the input DC bus voltage (V1rel) into the output side of the DC bus voltage and output a predetermined (V2rel); control device (6), the semiconductor the switching element (21) to control the conduction ratio; smoothing capacitor (7), which is connected to the output side of the DC bus (13); and the inverter (8), the driving instructions from the upper device based on drive motor, control device (6) in the conduction ratio is 100% and in the reactor (23 the current flowing through the reactor) detection value (IL) is roughly 0, DC input voltage (V1rel) based on the DC bus voltage and output voltage (V2rel) detection of the respective values V1 and V2 judgment occurred in the fault of the motor control system in the 1.

【技术实现步骤摘要】
马达控制系统、初始充电装置以及故障检测方法
本公开的实施方式涉及马达控制系统、初始充电装置以及故障检测方法。
技术介绍
在专利文献1中记载有以下电力转换装置：在时间上逐渐增加设置于直流电源与平滑电容器之间的斩波装置的导通比，从而对平滑电容器进行初始充电，当导通比变为100％时，将斩波装置从直流母线切离，将直流电源与平滑电容器直接连接。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利文献特开2013-27095号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在上述现有技术中使用的斩波装置由于在充电控制中重复进行大电流的开关，因此部件要素有可能发生故障。在发生了故障的情况下，即使导通比达到100％，也有可能在直流电源与平滑电容器之间残留大的差电压，若在该状态下将输入侧直流母线与输出侧直流母线直接连接，在平滑电容器中就会流过过大的浪涌电流。本专利技术就是鉴于这些问题而完成的，其目的在于，提供能够提高电力转换电路中的稳健性的马达控制系统、初始充电装置以及故障检测方法。用于解决问题的手段为了解决上述问题，根据本专利技术的一个观点，适用一种马达控制系统，具有：DC-DC转换器部，所述DC-DC转换器部至少包括半导体开关元件、电抗器，并将输入侧直流母线电压转换为预定的输出侧直流母线电压并输出；控制部，所述控制部对所述半导体开关元件的导通比进行控制；平滑电容器，所述平滑电容器被连接到输出侧直流母线之间；以及马达控制部，所述马达控制部基于来自上级装置的驱动指令对马达进行驱动，当所述导通比是100％并且在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值大致为0时，所述控制部基于所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值，辨别该马达控制系统中故障的发生。另外，根据本专利技术的另一观点，适用一种初始充电装置，具有：DC-DC转换器部，所述DC-DC转换器部至少包括半导体开关元件、电抗器，并将输入侧直流母线电压转换为预定的输出侧直流母线电压后输出；控制部，所述控制部对所述半导体开关元件的导通比进行控制；以及平滑电容器，所述平滑电容器被连接在输出侧直流母线之间，当所述导通比是100％并且在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值大致是0时，所述控制部基于所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值，判断所述平滑电容器的初始充电完成。另外，根据本专利技术的另一观点，适用一种故障检测方法，用于马达控制系统中，所述马达控制系统具有：DC-DC转换器部，所述DC-DC转换器部至少具有半导体开关元件、电抗器，并将输入侧直流母线电压转换为预定的输出侧直流母线电压后输出；控制部，所述控制部对所述半导体开关元件的导通比进行控制；平滑电容器，所述平滑电容器被连接在输出侧直流母线之间；以及马达控制部，所述马达控制部基于来自上级装置的驱动指令对马达进行驱动，所述故障检测方法的特征在于执行以下步骤，判定所述导通比是否为是100％；判定在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值是否大致为0；在判定为所述导通比是100％并且在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值大致为0的情况下，基于所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值，判断该马达控制系统中的故障的发生。专利技术效果根据本专利技术，能够提高电力转换电路中的稳健性。附图说明图1是表示实施方式的马达控制系统的简要的电路构成的一例的图；图2是表示在比较例的基本充电动作中、当在DC-DC转换器中发生了故障的情况下的各状态值的经时变化的一例的图；图3是表示在比较例的基本充电动作中、当在DC-DC转换器中没有发生故障的情况下的各参数的经时变化的一例的图；图4是表示在实施方式的充电动作中、当在DC-DC转换器中发生了故障的情况下的各参数的经时变化的一例的图；图5是表示在实施方式的充电动作中、当在DC-DC转换器中没有发生故障的情况下的各参数的经时变化的一例的图；图6是表示为了实现实施方式的相对误差设定处理而由控制装置的CPU执行的控制步骤的流程图的一例；图7是表示为了实现实施方式的平滑电容器充电处理而由控制装置的CPU执行的控制步骤的流程图的一例；图8是表示变形例的马达控制系统的简要的电路构成的一例的图；图9是表示控制装置的硬件构成例的框图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。<马达控制系统的构成>图1表示本实施方式的马达控制系统的简要的系统构成以及电路构成的一例。该马达控制系统1作为电力转换电路而发挥功能，所述电路转换电路将从外部的交流电源2供给的交流电力转换为直流电力，并将该直流电力通过PWM控制转换为预定的交流驱动电力供给到马达3，由此进行该马达3的驱动控制。在图1中，马达控制系统1具有AC-DC转换器4、DC-DC转换器5、接触器MC、控制装置6、平滑电容器7、以及逆变器8。AC-DC转换器4在本实施方式的例子中具有二极管电桥11，对来自外部的交流电源2的交流电力通过二极管电桥11进行整流，并向输入侧直流母线12供给直流电力。DC-DC转换器5(DC-DC转换器部)在图示的本实施方式的例子中是具有半导体开关元件21、二极管22以及电抗器23的双向流动型的斩波电路(开关稳压器)。具体地，在由IGBT或者MOSFET构成的半导体开关元件21的集电极-发射极之间(漏极-源极之间)并联连接二极管22(MOSFET的情况下为寄生二极管)来作为臂开关元件，将两个该臂开关元件在输入侧直流母线13的正极侧配线13p与负极侧配线13m之间串联连接。此外，各臂开关元件的二极管22与续流二极管同样地分别将从负极侧配线13m朝向正极侧配线13p的方向作为正向而进行连接。另外，在本实施方式中，将与正极侧连接的一侧设为上臂开关元件QH、将与负极侧连接的一侧设为下臂开关元件QL。并且，在两个臂开关元件QH、QL之间的中间点连接电抗器23的一端(图中的左侧的端部)。该电抗器23具体地是线圈(电感元件)，伴随着各臂开关元件QH、QL的开关而进行电磁能量的蓄积和释放。该电抗器23的另一端(图中的右侧的端部)和输入侧直流母线12的负极侧配线12m的延长线为该DC-DC转换器5的输出，与输出侧直流母线13连接。接触器MC是对输入侧直流母线12与输出侧直流母线13各自的正极侧配线12p、13p之间的连接和断开进行切换的开关。当断开接触器MC时，变成经由上述DC-DC转换器5将输入侧直流母线12与输出侧直流母线13间接连接的状态。当连接接触器MC时，变成将输入侧直流母线12与输出侧直流母线13直接连接的状态。控制装置6(控制部)具有输入侧直流母线电压检测部31(在图中简写为“V1电压检测部”)、电抗器电流检测部32(在图中简写为“IL电流检测部”)以及输出侧直流母线电压检测部33(在图中简写为“V2电压检测部”)。输入侧直流母线电压检测部31对施加在输入侧直流母线12的正极侧配线12p与负极侧配线12m之间的实际的输入侧直流母线电压V1rel进行检测，并作为其检测值输出输入侧检测电压值V1。电抗器电流检测部32例如使用霍尔元件等电流传感器34来检测在电抗器23中流过的电抗器电流检测值IL。输出侧直流母线电压检测部33对施加到输出侧直流母线13的正极侧配线13p与负极侧配线13m之间的实际的输出侧直流母线电压V2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制系统，其特征在于，具有：DC‑DC转换器部，所述DC‑DC转换器部至少包括半导体开关元件、电抗器，并将输入侧直流母线电压转换为预定的输出侧直流母线电压后输出；控制部，所述控制部对所述半导体开关元件的导通比进行控制；平滑电容器，所述平滑电容器被连接到输出侧直流母线之间；以及马达控制部，所述马达控制部基于来自上级装置的驱动指令对马达进行驱动，当所述导通比是100％并且在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值大致为0时，所述控制部基于所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值，辨别该马达控制系统中故障的发生。

【技术特征摘要】
2016.07.07 JP 2016-1349871.一种马达控制系统，其特征在于，具有：DC-DC转换器部，所述DC-DC转换器部至少包括半导体开关元件、电抗器，并将输入侧直流母线电压转换为预定的输出侧直流母线电压后输出；控制部，所述控制部对所述半导体开关元件的导通比进行控制；平滑电容器，所述平滑电容器被连接到输出侧直流母线之间；以及马达控制部，所述马达控制部基于来自上级装置的驱动指令对马达进行驱动，当所述导通比是100％并且在所述电抗器中流过的电抗器电流检测值大致为0时，所述控制部基于所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值，辨别该马达控制系统中故障的发生。2.如权利要求1所述的马达控制系统，其特征在于，当所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值之间的检测差值是预定的允许误差值以上时，所述控制部辨别出该马达控制系统中发生了故障。3.如权利要求2所述的马达控制系统，其特征在于，当辨别出该马达控制系统中没有发生故障、并且所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值之间的检测差值小于等于两个所述检测电压值各自的检测误差之间的检测相对误差时，所述控制部将所述输入侧直流母线与所述输出侧直流母线之间直接连接。4.如权利要求3所述的马达控制系统，其特征在于，所述控制部在估计所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压大致相同时，将所述输入侧直流母线电压与所述输出侧直流母线电压各自的检测电压值的差设定为所述检测相对误差。5.如权利要求1至4中任一项所述的马达控制系统，其特征在于，所述DC-DC转换器部是至少配置有所述半导体开关元件、所述电抗器的斩波电路，以作为降压转换器发挥功能。6.如权利要求1至4中任一项所述的马达控制系统，其特征在于，具有再生部，所述再生部将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽村光次郎，安藤邦正，和田达明，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本,JP