[發明專利]電機控制裝置

有效

• 申請號: 201410128528.7
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN104104304B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 井出勇治;宮嵜俊一
• 申請（專利權）人: 山洋電氣株式會社
• 主分類號: H02P29/024
• 分類號: H02P29/024;H02P27/06;H02P27/08;H02P6/17
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 周靖,鄭霞

技術領域

本發明涉及可識別電源電壓異常及再生異常的電機控制裝置。

背景技術

一般的電機控制裝置用整流二極管對電源電壓進行整流，用變換器開關整流過的電源電壓，控制電機的位置、速度、轉矩。

圖6是現有電機控制裝置的概略結構圖。電源10經由電磁接觸器12與整流二極管14連接。電機18與變換器16連接。整流二極管14對電源10的電壓進行整流，變換器16把開關整流二極管14整流過的電壓向電機18輸出。

在整流二極管14和變換器16之間，連接有電容器20、再生電阻22、再生晶體管24。再生晶體管24通過再生晶體管驅動部件30控制其開關。再生晶體管24的再生異常通過再生異常檢測部件40來檢測。

電機18連接有檢測其旋轉速度的編碼器50。編碼器50連接有速度檢測部52。速度控制部54根據速度指令和速度檢測部52檢測出的速度檢測值之差輸出轉矩指令。轉矩控制部56基于轉矩指令使變換器16開、關而控制電機18的旋轉位置、速度、轉矩。

從電力供求方面看，電機18的驅動有向電機18供給電力的動力運行模式和電力從電機18返回來的再生模式。動力運行模式時，從電源10向整流二極管14、變換器16、電機18供給電力。再生模式時，從電機18向變換器16、再生電阻22供給電力。動力運行模式時電機18成為電動機，再生模式時電機18變為發電機，在再生模式時電機18發出的電力供再生電阻22消耗。再生電阻22的通電控制通過再生晶體管驅動部件30來進行。

圖7是表示主電路直流電壓、再生晶體管及再生電阻通電時間累計值的關系的圖。如圖所示，當主電路直流電壓檢測部32檢測的主電路直流電壓（電容器20的電壓）達到在基準值比較部34比較的基準電壓1時，再生晶體管驅動部36使再生晶體管24接通。而當主電路直流電壓降低至在基準值比較部34被比較的基準電壓2時，再生晶體管驅動部36使再生晶體管24關斷。

在再生電阻22的容量小的情況或因嚴酷的運轉條件而再生頻率高的情況下，超過再生電阻22的容許電流的平均電流被供給到再生電阻22，關系到再生電阻22的過熱或燒壞。再生電阻22的再生異常檢測通過再生異常檢測部件40來進行。

為了保護再生電阻22，通斷時間檢測部42檢測再生晶體管24的通斷時間。累計處理部44如圖7所示，在再生電阻22中流過電流的情況下，累計再生晶體管24接通的時間，在再生電阻22中未流過電流的情況下，減去再生晶體管24關斷的時間。一旦再生晶體管24接通的時間的累計值超過容許值，閾值比較部46就判斷為再生異常，強制性地使變換器16停止，防止再生電阻22的過熱或燒壞。

如以上所述，電機控制裝置只要電源電壓正常，就可正常檢測再生的頻率高的情況。但是，在電源電壓比正常高時，會發生如下的問題。

在電源電壓比正常高時，再生晶體管驅動部件30不能將其電壓識別為再生模式時的電壓，而使再生晶體管24接通。因此，往往會從電源10向整流二極管14、再生電阻22供給電力。再生異常檢測部件40在再生晶體管24接通著的時間的累計值超過容許值的時點，判斷為再生異常，經由未圖示的上位控制器將電磁接觸器12斷開。

這樣，所檢測的再生異常中包括電源電壓比正常高的情況和再生的頻率高的情況雙方的異常。在圖6所示的電機控制裝置中，不能識別這些異常。

控制伺服電機的電機控制裝置多被用于生產機械等生產設備。因此，在發生了故障的情況下，若不能馬上修復就會蒙受大的損害。因此，要求將故障細分化進行檢測的技術，以便立刻掌握故障的內容。

在圖6的電機控制裝置中，為了分別檢測兩個異常狀態，需要另外設置檢測電源電壓高的情況的電路。但是，若設置該電路，不僅電路變得復雜，而且關系到成本增高。在呼吁節省資源的現代，要求不設置特別的電路，分別檢測兩個異常狀態的技術。

作為解決如上所述的不良情況的技術，有下述專利文獻1所示的技術。專利文獻1所示的技術中，公開了一種伺服控制裝置，其根據控制對象電機的加減速狀態判斷電源再生的有無，電機不處在減速狀態、且電源再生正在進行時，判斷是異常。

在該伺服控制裝置中，觀察電機的減速狀態、判斷異常的有無。但是，僅觀察電機的減速狀態，并不知道電機處于再生模式還是處于動力運行模式。例如，驅動垂直軸負載的情況下，有時電機因重力而旋轉，在一定速度下也會變為再生模式。這樣，有時電機沒有在減速狀態再生也會進行，因此，即使電機沒有在減速狀態、且電源再生進行時，電源電壓也不一定存在異常。正確的再生模式的判別需要考慮電機的速度和轉矩兩方面。

現有技術文獻