[發(fā)明專利]溫度推定裝置以及具備其的電動機控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410252267.X
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104242771A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 山口良太
• 申請（專利權）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;曹鑫

技術領域

本發(fā)明涉及對為了分別驅(qū)動多個電動機而配置在同一散熱器中的電動機的個數(shù)以上的功率半導體模塊中的一個功率半導體模塊中收納的至少一個功率半導體芯片中的成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度進行推定的溫度推定裝置及具備該溫度推定裝置的電動機控制裝置。

背景技術

為了驅(qū)動機床的進給軸用電動機、機床的主軸用電動機、工業(yè)用機器人的臂用電動機等，使用了由收納了搭載有晶體管、二極管、晶閘管等功率半導體的至少1個功率半導體芯片的功率半導體模塊構(gòu)成的變換器和逆變器。功率半導體芯片的溫度由于功率半導體通電時產(chǎn)生的電力損失和功率半導體開關時產(chǎn)生的電力損失而升高。當功率半導體芯片的溫度超過了預定溫度(例如，功率半導體制造商設定的額定溫度)時，有可能會對功率半導體芯片產(chǎn)生熱的不良影響(功率半導體芯片的惡化、功率半導體芯片的破壞等)。因此，為了將功率半導體芯片的溫度維持在比會對功率半導體芯片產(chǎn)生熱的不良影響的溫度低的溫度，需要準確地推定功率半導體芯片的溫度。

例如，如日本特開2011-36095號公報中記載的那樣，以往，作為對用于驅(qū)動一個電動機的1個功率半導體模塊中收納的至少一個功率半導體芯片中的成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度進行推定的溫度推定裝置，提出了一種根據(jù)基于功率半導體模塊的全部功率半導體芯片的電力損失而運算出的基準溫度與功率半導體模塊的溫度之間的溫度差、以及基準溫度，來推定成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度的溫度推定裝置。

近年來，為了使機床、工業(yè)用機器人等小型化，使用了將為了以1個交流電源分別驅(qū)動多個電動機而互相并聯(lián)連接的多個逆變器，即多個功率半導體模塊配置在同一散熱器中的系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，為了對在這些多個功率半導體模塊中的一個功率半導體模塊中收納的至少一個功率半導體芯片中的成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度進行推定，在根據(jù)基于一個功率半導體模塊的全部功率半導體芯片的電力損失而運算出的基準溫度與功率半導體模塊的溫度之間的溫度差以及基準溫度，來推定成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度的情況下，由于沒有考慮在成為溫度推定對象的一個功率半導體模塊以外的一個以上的功率半導體模塊中發(fā)生的電力損失，即收納了成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的功率半導體模塊以外的一個以上的功率半導體模塊中收納的全部功率半導體芯片對散熱器造成的熱影響，因此，無法準確地推定成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠準確地對在同一散熱器中配置的電動機的個數(shù)以上的功率半導體模塊中的一個功率半導體模塊中收納的至少一個功率半導體芯片中的成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度進行推定的溫度推定裝置及具備該溫度推定裝置的電動機控制裝置。

溫度推定裝置，對為了分別驅(qū)動多個電動機而配置在同一散熱器中的電動機的個數(shù)以上的功率半導體模塊中的一個功率半導體模塊中收納的至少一個功率半導體芯片中的成為溫度推定對象的一個功率半導體芯片的溫度進行推定，其具備：第1電力損失運算部，其運算與收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊的全部功率半導體芯片中所發(fā)生的電力損失相當?shù)牡?電力損失；第1溫度差運算部，其基于第1電力損失來運算與收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊和散熱器之間的溫度差相當?shù)牡?溫度差；第2溫度差運算部，其基于第1電力損失、與在收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊以外的1個以上功率半導體模塊的全部功率半導體芯片中發(fā)生的電力損失相當?shù)牡?電力損失，來運算與散熱器和基準溫度之間的溫度差相當?shù)牡?溫度差；溫度運算部，其基于基準溫度、第1溫度差和第2溫度差，來運算成為溫度推定對象的1個功率半導體模塊的溫度；以及溫度輸出部，其輸出由溫度運算部運算出的溫度。

優(yōu)選地，第1電力損失運算部，基于與收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊對應的1個電動機中流過的電流、針對與收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊對應的一個電動機的電流指令值中的某一方，來運算第1電力損失。

優(yōu)選地，第1電力損失運算部進行與被輸入到收納了成為溫度推定對象的1個功率半導體芯片的功率半導體模塊中的PWM信號的載波頻率的大小對應的第1電力損失的運算。

優(yōu)選地，溫度推定裝置還具備運算第2電力損失的第2電力損失運算部。