[發明專利]電動機的線圈過熱防止裝置以及電動機的控制裝置

有效

• 申請號: 201210357143.9
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103022975A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 植松秀俊;李升埈
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02H7/085
• 分類號: H02H7/085
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

技術領域

本發明涉及電動機的線圈過熱防止裝置以及控制向電動機供給的驅動電力的控制裝置。

背景技術

當在電動機的定子線圈中流過電流時，在定子線圈內產生損失，與該損失成比例定子線圈的溫度上升。當定子線圈的溫度過分上升時會燒壞。因此，在電動機的驅動控制中，檢測定子線圈的溫度，在檢測出的溫度超過對于該定子線圈預先設定的上限溫度（以下稱“報警水平”）的情況下進行控制使電動機的驅動停止，由此進行防止定子線圈燒壞的線圈過熱防止控制。

為了一邊防止線圈的過熱一邊高效地驅動控制電動機，線圈的正確的溫度檢測是不可缺少的。作為電動機的線圈溫度的檢測方法，粗略劃分具有在定子線圈內設置溫度傳感器（溫度檢測元件）測定溫度的方法和根據在線圈中流動的電流推定運算線圈溫度的方法。

此中，在根據線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的一般的方法中，當把使用檢測電阻、霍爾元件或電流傳感器等檢測出的線圈中流動的電流設為I，把電動機的線圈的電阻設為R時，遵照“Q=I²×R”的公式計算在線圈中產生的損失Q，根據定子線圈的溫度與損失Q成比例上升的特性，對損失Q乘以規定的常數，將其與電動機的周圍溫度相加，由此推定定子線圈的溫度。

還提出了幾個更高精度地根據線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的方法。

例如，具有在日本特開2000－308389號公報以及日本特開2004－208453號公報中記載的方法，該方法不在線圈內設置溫度傳感器，而是使用電氣電路根據電流以及電壓計算線圈的溫度。

另外例如具有在日本特許第4237075號公報中記載的方法，在該方法中在線圈中設置溫度傳感器（溫度檢測元件）來測定溫度，使用通過線圈中流動的電流值的二次函數決定的值修正該測定結果。

另外例如具有在日本特開平5－268718號公報中記載的方法，在該方法中在線圈中設置溫度傳感器來檢測實際線圈溫度，使用電動機的負荷電流以及周圍溫度根據檢測出的實際線圈溫度預測線圈的溫度。

根據在定子線圈中設置溫度傳感器（溫度檢測元件）測定溫度的方法，具有能夠正確地測定定子線圈的溫度的優點。但是，因為需要從定子線圈向溫度檢測元件高效率地傳熱，所以需要使用熱導率高的高質量的材料制成用于在定子線圈中設置溫度檢測元件的部件以及粘接劑，另外，因為需要設置用于向控制裝置發送來自溫度檢測元件的溫度信息的配線以及連接部，所以具有制造成本高的缺點。

另外，使用根據在定子線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的方法，因為不需要設置溫度檢測元件，所以具有能夠抑制制造成本的優點。但是，因為根據在定子線圈中產生的損失Q（=I²×R）推定線圈的溫度，所以能夠正確地計算線圈的相對的溫度變化量，但是因為在電動機的周圍溫度上相加該相對的溫度變化量來推定定子線圈的溫度，所以推定結果受到電動機的周圍溫度的影響，不能說得到的定子線圈的溫度是正確的。

在防止線圈燒壞的線圈過熱防止控制中，因為在檢測出的定子線圈的溫度超過對于該定子線圈預先設定的上限溫度的情況下進行使電動機的驅動停止的控制，所以當無法正確地檢測線圈的溫度時，無法高效率地驅動控制電動機。

另外，作為根據線圈中流動的電流檢測線圈溫度的方法，使用在根據定子線圈中產生的損失推定的定子線圈的溫度變化量上相加電動機的周圍溫度，由此來檢測定子線圈的溫度的方法，在進行線圈過熱防止控制時，一般使用以下的方法：根據在電動機的周圍溫度上相加電動機的定子線圈取得的溫度變化量得到的溫度和在電動機的使用環境中設想的最高的周圍溫度，設定成為是否停止電動機驅動的判斷基準的定子線圈的上限溫度即“報警水平”，但是使用該方法時，由于以下的理由，無法高效率地驅動控制電動機。圖5a表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是40℃的情況。圖5b表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是20℃的情況。圖5c表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是0℃的情況。