电力转换装置、驱动控制系统、机器学习装置以及电动机监视方法制造方法及图纸

电力转换装置具有主电路部、控制部(12)、电流传感器和半波整流部。控制部(12)具有电流频率计算部(42、51)和监视部(43、52)。电流频率计算部(42、51)基于由半波整流部进行了半波整流的电流检测信号即电流检测信号的上升定时以及下降定时的至少任一者，对电流频率(ω

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换装置、驱动控制系统、机器学习装置以及电动机监视方法


[0001]本专利技术涉及进行向电动机的电力供给的电力转换装置、驱动控制系统、机器学习装置以及电动机监视方法。

技术介绍

[0002]近年来，向电动机进行电力供给的电力转换装置被要求符合国际标准规格即IEC(International Electrotechnical Commission)61508或者ISO(International Organization for Standardization)13849等功能安全规格。特别地，电力转换装置被要求符合作为功能安全规格中的之一的安全速度监视(SLS：Safety Limited Speed)。
[0003]安全速度监视是对不超过规定速度限制值这一情况进行监视的功能。就与所述安全速度监视对应的电力转换装置而言，在电动机的速度超过了规定速度限制值的情况下，通过使电力转换装置的栅极驱动信号断开，从而停止向电动机的电力供给，确保安全性。
[0004]就这种电力转换装置而言，在使用编码器等外部检测器对电动机的速度进行监视的情况下，成本上升，或者外部检测器的连接配线变得复杂。因此，针对所述电力转换装置，提出了基于由电流传感器检测到的电流值而对电动机的速度进行监视的技术。例如，在专利文献1中公开了由电流传感器对向电动机供给的电流的值即电流值进行检测，基于所述电流值而对电动机的速度进行监视的技术。
[0005]专利文献1：国际公开第2016/051552号

技术实现思路

[0006]但是，在上述专利文献1中，仅记载了基于由电流传感器检测出的电流值对电动机的速度进行监视的内容，未提出具体的处理。
[0007]本专利技术就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，得到能够使用电流传感器、通过简单的结构而进行安全速度监视的电力转换装置。
[0008]为了解决上述课题，达到目的，本专利技术的电力转换装置具有：主电路部，其将直流电力转换为交流电力，将转换后的交流电力向电动机供给；控制部，其对主电路部进行控制；电流传感器，其对从主电路部向电动机供给的电流进行检测；以及半波整流部，其对从电流传感器输出的电流检测信号进行半波整流。控制部具有：电流频率计算部，其基于由半波整流部进行了半波整流的电流检测信号的上升定时以及下降定时的至少任一者，对电流的频率即电流频率进行计算；以及监视部，其基于由电流频率计算部计算出的电流频率，对电动机的速度进行监视。
[0009]专利技术的效果
[0010]本专利技术涉及的电力转换装置具有下述效果，即，能够使用电流传感器、通过简单的结构而进行安全速度监视。
附图说明
[0011]图1是表示本专利技术的包含实施方式1涉及的电力转换装置的驱动控制系统的结构例的图。
[0012]图2是表示实施方式1涉及的电力转换装置中的控制部、栅极驱动部以及零交叉检测部的结构例的图。
[0013]图3是表示实施方式1涉及的电流符号信号生成部的结构例的图。
[0014]图4是表示从实施方式1涉及的电流传感器输出的电流检测信号、由半波整流部进行半波整流的电流检测信号、以及电流符号信号的关系的图。
[0015]图5是表示实施方式1涉及的控制部的驱动控制部的处理的一个例子的流程图。
[0016]图6是表示实施方式1涉及的栅极驱动部、零交叉检测部、驱动控制部以及安全功能部的硬件结构的一个例子的图。
[0017]图7是表示包含实施方式2涉及的电力转换装置的驱动控制系统的结构例的图。
[0018]图8是表示实施方式2涉及的电流频率计算部的结构例的图。
[0019]图9是表示实施方式2涉及的3层神经网络的一个例子的图。
[0020]图10是表示包含实施方式2涉及的电力转换装置的驱动控制系统的其它结构的例子的图。
[0021]图11是表示实施方式2涉及的机器学习装置的结构例的图。
具体实施方式
[0022]以下，基于附图，对本专利技术的实施方式涉及的电力转换装置、驱动控制系统、机器学习装置以及电动机监视方法详细地进行说明。此外，本专利技术不受本实施方式限定。
[0023]实施方式1.
[0024]图1是表示本专利技术的包含实施方式1涉及的电力转换装置的驱动控制系统的结构例的图。如图1所示，实施方式1涉及的驱动控制系统100具有电力转换装置1、电动机2、交流电源3和安全装置4。
[0025]电力转换装置1通过从交流电源3供给的交流电力而进行动作，对电动机2进行控制驱动。所述电力转换装置1将从交流电源3供给的3相交流电力转换为与从外部输入的指令信号相应的频率的交流电力，将所述交流电力向电动机2进行供给。例如，在电动机2为3相交流电动机的情况下，电力转换装置1能够将从交流电源3供给的3相交流电力转换为与指令信号相应的频率的3相交流电力，将所述3相交流电力向电动机2进行供给。此外，交流电源3可以是单相电源。
[0026]安全装置4在驱动控制系统100中将用于使电动机2处于安全的状态的安全信号向电力转换装置1输出。就安全信号的种类而言，例如包含请求安全转矩关断(STO：Safe Torque Off)的信号、请求安全停止1(SS1：Safe Stop 1)的信号以及请求安全速度监视(SLS)的信号等。以下，有时将请求安全转矩关断的信号记载为STO信号，将请求安全停止1的信号记载为SS1信号，将请求安全速度监视的信号记载为SLS信号。
[0027]STO信号是向电力转换装置1请求停止从对电动机2进行驱动的电力转换装置1向电动机2的电力供给的信号。SS1信号是向电力转换装置1请求在开始电动机2的减速之后，在经过了指定时间之后，通过安全转矩关断而停止向电动机2的电力供给的信号。SLS信号
是向电力转换装置1请求对电动机2的速度不超过规定速度限制值这一情况进行监视，在电动机2的速度超过了规定速度限制值的情况下，通过安全转矩关断而停止向电动机2的电力供给的信号。STO信号、SS1信号以及SLS信号是请求例如执行由国际规格IEC61508
‑5‑
1规定的安全功能的信号。
[0028]安全装置4例如在检测到作业者向电动机2接近等、或者进行了紧急停止按钮的操作的情况下等，向电力转换装置1输出安全信号。安全装置4例如是安全PLC(Programmable Logic Controller)或者安全继电器等。所述安全装置4例如与对作业者向电动机2接近等进行检测的检测装置以及紧急停止按钮等多个装置连接，在从这些装置的任一者接收到所述紧急情况的通知的情况下，输出安全信号。
[0029]电力转换装置1具有主电路部11、控制部12、栅极驱动部13、电流传感器14和零交叉检测部15。主电路部11基于从交流电源3供给的3相交流电力，将用于对电动机2进行驱动的交流电力向电动机2进行供给。所述主电路部11具有AC/DC转换器20和DC/AC转换器21。
[0030]AC/DC转换器20将从交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换装置，其特征在于，具有：主电路部，其将直流电力转换为交流电力，将转换后的交流电力向电动机供给；控制部，其对所述主电路部进行控制；电流传感器，其对从所述主电路部向所述电动机供给的电流进行检测；以及半波整流部，其对从所述电流传感器输出的电流检测信号进行半波整流，所述控制部具有：电流频率计算部，其基于由所述半波整流部进行了半波整流的电流检测信号的上升定时以及下降定时的至少任一者，对所述电流的频率即电流频率进行计算；以及监视部，其基于由所述电流频率计算部计算出的电流频率，对所述电动机的速度进行监视。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，具有迟滞比较器，该迟滞比较器通过不同的阈值对由所述半波整流部进行了半波整流的电流检测信号的上升定时和下降定时进行比较，所述电流频率计算部基于根据所述迟滞比较器的比较结果得到的所述上升定时以及所述下降定时，对所述电流频率进行计算。3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于，所述监视部在由所述电流频率计算部计算出的电流频率或者与所述电流频率成正比的值超过规定速度限制值的情况下，停止从所述主电路部向所述电动机的电力供给。4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，具有多个所述电流频率计算部，所述监视部在由多个所述电流频率计算部各自计算出的所述电流频率之差处于预先设定的范围外的情况下，停止从所述主电路部向所述电动机的电力供给。5.根据权利要求3或4所述的电力转换装置，其特征在于，具有：PWM信号生成部，其生成对所述主电路部进行PWM控制的PWM信号；以及输出频率计算部，其对从所述主电路部向所述电动机输出的交流电压的频率即输出频率进行计算，所述监视部在由所述电流频率计算部计算出的所述电流频率与由所述输出频率计算部计算出的所述输出频率之差处于预先设定的范围外的情况下，停止从所述主电路部向所述电动机的电力供给。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力转换装置，其特征在于，所述电流频率计算部使用通过机器学习而生成的计算模型对所述电流频率进行计算。7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其特征在于，所述计算模型是基于表示所述上升定时以及所述下降定时的至少任一者的信号和根据由外部测量装置测量出的、表示所述电流的波形或者所述电动机的速度的测量值而得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：服部宪和，铃木规央，田中哲夫，法名直人，原田崇弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：