CN103684200B - 具有报警级别设定部的马达驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有报警级别设定部的马达驱动装置，马达驱动装置具备：正向转换器，其使电源侧的交流电力与直流侧的直流电力彼此进行电力转换；反向转换器，其将直流侧的直流电力转换为马达驱动用的交流电力而输出到马达侧，并将来自马达侧的再生交流电力转换为直流电力而输出到直流侧；DC链路部，其对正向转换器的直流侧与反向转换器的直流侧进行连接，并具有能够存储直流电力的电容器；电压检测部，其检测电容器的直流电压值；报警级别设定部，其设定电容器的直流电压值的报警级别；报警判断部，其判断检测出的直流电压值是否超过报警级别；报警通知部，在判断为超过了报警级别的情况下，报警通知部通知针对反向转换器的转换动作的停止指令。

Description

具有报警级别设定部的马达驱动装置

技术领域

本发明涉及一种将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出之后还转换为用于驱动马达的交流电力并提供给马达的马达驱动装置。

背景技术

在对机床、锻压设备、注塑成形机、工业机床或者各种机器人内的马达进行驱动的马达驱动装置中，将从交流电源侧输入的交流电力临时转换为直流电力之后还转换为交流电力，将该交流电力用作按每个驱动轴设置的马达的驱动电力。这种马达驱动装置具备：正向转换器，其对从三相交流输入电源的某一交流电源侧提供的交流电力进行整流而输出直流电力；以及反向转换器，其与作为正向转换器的直流输出侧的DC链路部相连接，对DC链路部的直流电力与作为马达的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力转换，对该反向转换器的交流输出侧相连接的马达的速度、转矩或者转子的位置进行控制。在对正向转换器的直流侧与反向转换器的直流侧进行连接的DC链路部设置有DC链路电容器。DC链路电容器具有作为用于抑制正向转换器的直流输出的脉动量的平滑电容器的功能，能够存储直流电力。为了对与多个驱动轴对应地分别设置的各马达分别提供驱动电力从而驱动控制马达，而设置与马达的个数相同的数量的反向转换器。另一方面，以降低马达驱动装置成本、所占空间为目的，在很多情况下对多个反向转换器设置一个正向转换器。

近年来，根据节能的要求，作为马达驱动装置的正向转换器，较多使用能够使在马达减速时产生的再生电力返回到交流电源侧的电源再生方式的整流器。在该整流器中，将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出到直流侧，将在马达减速时从直流侧提供的直流电力转换为交流电力而输出到交流电源侧。在马达减速时由马达产生的再生电力通过反向转换器从交流电力转换为直流电力，该直流电力经由DC链路部被输入到正向转换器，并且通过正向转换器转换为交流电力而在交流电源侧进行电源再生。此时，DC链路部的DC链路电容器的电压与由马达产生的再生电力的量以及经由反向转换器、DC链路部以及正向转换器在交流电源侧再生的交流电力的量相应地发生变动。

下面，参照图5～图8说明在将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出之后还转换为用于驱动马达的交流电力并提供给马达的马达驱动装置中由马达产生的再生电力的量和交流电源侧再生的交流电力的量与DC链路电容器的电压的关系。图5是说明在马达驱动装置中由马达产生的再生电力的量小于交流电源侧再生的交流电力的量的情况下的能量的流动的电路图，图6是说明图5示出的情况下的DC链路电容器的电压的上升的图。另外，图7是说明在马达驱动装置中由马达产生的再生电力的量大于交流电源侧再生的交流电力的量的情况下的能量的流动的电路图，图8是说明图7示出的情况下的DC链路电容器的电压的上升的图。在此，如图5和图7所示，说明以下情况：马达驱动装置100具备：正向转换器11，其对从三相交流输入电源3的某一交流电源侧提供的交流电力进行整流而输出直流电力；以及反向转换器21，其与作为正向转换器11的直流输出侧的DC链路部12相连接，对DC链路部12的直流电力与马达2的驱动电力或者再生电力即交流电力进行相互电力转换，在通过马达驱动装置100使马达2进行匀速运转的情况下，在时刻t₁使马达2减速时，在马达2中产生再生电力P_l。

正向转换器11为了能够使在马达减速时产生的再生电力返回至交流电源侧，在正向转换器11内的各开关元件上反向并联连接二极管。正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力有上限，因此在由马达2产生的再生电力的量超过正向转换器11能够将直流电力转换为交流电力的电力量的情况下，DC链路部12内的DC链路电容器C的电压上升。能够在交流电源侧再生的交流电力的量受到正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力的限制。例如图5所示，在使马达2匀速运转的情况下，在时刻t₁使马达2减速时，在马达2产生再生电力P_l。在该再生电力P_l的量在正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力的范围内的情况下，如图6所示，由马达2产生的再生电力P_l存储到DC链路电容器C，由此DC链路电容器C的电压在马达2开始减速的时刻t₁开始上升，但是当正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换量(在图中，用P2表示)与由马达2产生的再生电力P_l的量取得平衡时(时刻t₂)DC链路电容器C的电压成为固定值。与此相对，如图7所示，在时刻t₁使马达2减速时产生的再生电力P_l超过正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力的情况下，如图8所示那样由马达2产生的再生电力P_l存储到DC链路电容器C，由此DC链路电容器C的电压在马达2开始减速的时刻t₁开始上升，通过正向转换器11的转换能力无法完全转换由马达2产生的再生电力P_l，因此直流电力继续存储到DC链路电容器C，因此，DC链路电容器C的电压继续上升。

当DC链路电容器C的电压超过正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C本身的耐压时，导致各元件的损坏。因而，在马达驱动装置中，对于DC链路部12内的DC链路电容器C的电压，预先设定“过电压报警级别”作为正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C本身的耐压能够允许的最大电压，始终监视DC链路部12内的DC链路电容器C的电压，在该电压超过过电压报警级别时，通常执行某些危机避免处理。

例如，存在以下马达驱动装置：在DC链路部12内的DC链路电容器C的电压超过过电压报警级别时，对反向转换器21输出过电压报警信号，响应于该输出，反向转换器21断开用于进行电力转换动作的开关动作，停止由马达2产生的再生电力向直流电力转换(以下称为“报警停止”)。在该情况下，能够切断再生电力流入到DC链路部12，抑制DC链路电容器的电压的上升。

除了上述那样的报警停止的马达驱动装置以外，作为抑制DC链路电容器的电压的上升的马达驱动装置，例如还存在日本特开2008-271687号公报所记载那样的以下马达驱动装置：在由于马达产生的再生电力使得DC链路电容器的电压超过过电压报警级别的情况下，将预备的DC链路电容器追加连接到DC链路部。在该情况下，使用容量更大的DC链路电容器来存储流入到DC链路部12的再生电力，由此抑制DC链路电容器的电压的上升。

在上述报警停止的马达驱动装置中，在对DC链路部内的DC链路电容器的电压的过电压进行检测的时刻与反向转换器的转换动作实际停止的时刻之间，会存在由产生过电压报警信号和其传递时间或反向转换器的停止处理所需时间等引起的时间性偏差。根据从检测到这种DC链路电容器的电压的过电压起直到反向转换器实际停止转换动作为止所需的时间，尽管检测到DC链路电容器的电压的过电压，但有可能DC链路电容器电压进一步上升而超过构成DC链路电容器或正向转换器和反向转换器的开关元件、二极管等各元件的耐压。另外，根据由马达产生的再生电力的大小，在对DC链路电容器的电压的过电压进行检测起直到反向转换器的转换动作实际停止为止的期间DC链路电容器电压进一步上升，有可能超过构成DC链路电容器、正向转换器和反向转换器的各元件的耐压。

另外，在上述报警停止的马达驱动装置和日本特开2008-271687号公报所记载的马达驱动装置中的任一装置的情况下，考虑到正向转换器和反向转换器的构成元件或DC链路电容器的耐压，为了安全起见，过电压报警级别具有比该耐压低的某种程度的余量(Margin)而被设定地较低。因此，根据情况有时成为过剩余量。

发明内容

鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种能够高效且可靠地保护构成马达驱动装置的各元件而避免DC链路部的过电压的马达驱动装置，其中，该马达驱动装置在将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出之后还转换为用于驱动马达的交流电力并提供给马达。

为了实现所述目的，马达驱动装置具备：正向转换器，其将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出到直流侧，并将在马达减速时从直流侧提供的直流电力转换为交流电力而输出到交流电源侧；反向转换器，其将从直流侧提供的直流电力转换为用于驱动马达的交流电力而输出到交流马达侧，并将在马达减速时来自交流马达侧的再生交流电力转换为直流电力而输出到直流侧；DC链路部，其对正向转换器的直流侧与反向转换器的直流侧进行连接，并具有能够存储直流电力的DC链路电容器；电压检测部，其检测DC链路电容器的直流电压值；报警级别设定部，其设定与DC链路电容器的直流电压值有关的过电压报警级别；报警判断部，其判断由电压检测部检测出的直流电压值是否超过了由报警级别设定部设定的过电压报警级别；以及报警通知部，在报警判断部判断为由电压检测部检测出的直流电压值超过了由报警级别设定部设定的过电压报警级别的情况下，报警通知部通知针对反向转换器的转换动作的停止指令。

在此，报警级别设定部还可以具有：预测运算部，其根据由报警判断部判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器停止转换动作为止所需的时间即第一参数、由反向转换器对马达减速时产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量即第二参数、在马达减速时通过正向转换器生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量即第三参数以及DC链路电容器的容量即第四参数，来对由报警判断部判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器停止转换动作为止所需的时间的期间中DC链路电容器的直流电压值的上升量进行预测运算；以及确定部，其在根据上升量算出的反向转换器停止转换动作的时间点的DC链路电容器的直流电压值大于根据DC链路电容器的耐压以及正向转换器和反向转换器内的各元件的耐压而设定的预定的阈值的情况下，根据上升量设定过电压报警级别，在小于预定的阈值的情况下，将预定的阈值设定为过电压报警级别。

另外，还可以是，能够通过外部指令来对第一参数、第二参数、第三参数以及第四参数进行设定变更。

附图说明

通过参照以下附图，更清楚地理解本发明。

图1是表示实施例的马达驱动装置的结构的图。

图2是说明在实施例的马达驱动装置中在马达减速时产生的马达的再生电力的图。

图3是说明在实施例的马达驱动装置中设定的过电压报警级别的图。

图4是说明马达驱动装置的变形例的图。

图5是说明在马达驱动装置中由马达产生的再生电力的量小于交流电源侧再生的交流电力的量的情况下的能量的流动的电路图。

图6是说明图5示出的情况下的DC链路电容器的电压的上升的图。

图7是说明在马达驱动装置中由马达产生的再生电力的量大于交流电源侧再生的交流电力的量的情况下的能量的流动的电路图。

图8是说明图7示出的情况下的DC链路电容器的电压的上升的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明具有报警级别设定部的马达驱动装置。然而，请理解为本发明并不限定于附图或者以下说明的实施方式。

图1是表示实施例的马达驱动装置的结构的图。以后，在不同附图中附加了相同的参照标号的部分意味着具有相同的功能的结构要素。

此外，在此说明的实施例中，说明驱动控制一个马达的马达驱动装置，但是本发明并不特别限定要驱动控制的马达的个数，还能够应用于驱动控制多个马达的马达驱动装置。另外，将与马达驱动装置相连接的交流商用电源和交流马达均设为三相，但是本发明并不特别限定相数，例如也可以是单相。另外，本发明也并不特别限定由马达驱动装置驱动的马达的种类，例如可以是感应马达也可以是同步马达。

如图1所示，马达驱动装置1由转换器部10和反相器部20构成。在转换器部10的交流电源侧连接了商用三相输入电源3，在反相器部20的交流马达侧连接了三相马达2。马达驱动装置1内的转换器部10具备正向转换器11、DC链路部12、电压检测部13、报警级别设定部14、报警判断部15以及报警通知部16。

正向转换器11是将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出到直流侧、将在马达减速时从直流侧提供的直流电力转换为交流电力而输出到交流电源侧的、能够交流直流双向转换的电力转换器。正向转换器11如果是能够交流直流双向转换的电力转换器则实施方式并不特别限定，例如存在120度通电型整流电路或者PWM控制方式的整流电路等。正向转换器11构成为内部具有开关元件的转换电路，作为开关元件例如使用IGBT。二极管与该IGBT反向并联连接。

DC链路部12对正向转换器11的直流侧与反向转换器21的直流侧进行连接而交换直流电力，具有DC链路电容器C。DC链路电容器C具有作为用于抑制正向转换器11或者反向转换器21的直流输出的脉动量的平滑电容器的功能，能够存储直流电力。

电压检测部13对DC链路电容器C的直流电压值进行检测，将其送出到报警判断部15。

报警级别设定部14根据预定的条件设定与DC链路电容器C的直流电压值有关的过电压报警级别。在后文中详细说明报警级别设定部14的动作。

报警判断部15判断由电压检测部13检测出的直流电压值是否超过由报警级别设定部14设定的过电压报警级别。

在报警判断部15判断为由电压检测部13检测出的直流电压值超过了由报警级别设定部14设定的过电压报警级别的情况下，报警通知部16将反相器部20内的反向转换器21的转换动作的停止指令通知给反相器部20内的通信电路部23。报警通知部16具有通信电路部33，将指示停止反相器部20内的反向转换器21的转换动作的信号经由通信电路部33发送到反相器部20的通信电路部23。

马达驱动装置1内的反相器部20具备反向转换器21、PWM信号生成部22以及通信电路部23。

反向转换器21将从直流侧提供的直流电力转换为用于驱动马达2的交流电力而输出到交流马达侧，将来自在马达减速时产生的交流马达侧的再生交流电力转换为直流电力而输出到直流侧。正向转换器11与反向转换器21经由DC链路部12连接。此外，在此，将通过马达驱动装置1驱动控制一个马达2这一情况作为一例而提出，因此对马达2设置一个反向转换器21。

反向转换器21例如构成为PWM反相器等的、内部具有开关元件的转换电路。反向转换器21将从DC链路部12侧提供的直流电力转换为根据从PWM信号生成部22接收到的PWM信号使内部的开关元件进行开关动作并用于驱动马达2的期望电压和期望频率的三相交流电力。马达2根据所提供的电压可变和频率可变的三相交流电力进行动作。另外，在马达2减速时产生再生电力，但是在该情况下，也根据从PWM信号生成部22接收到的PWM信号，将由马达2产生的再生电力即交流电力转换为直流电力而返回到DC链路部12。这样，反向转换器21根据接收到的PWM信号对DC链路部12的直流电力与马达2的驱动电力或者再生电力即交流电力进行相互电力转换。

PWM信号生成部22生成作为马达驱动指令的PWM信号。即，PWM信号生成部22制作用于马达2以期望的速度(加速、减速、匀速、停止等)、转矩或者转子的位置进行动作的马达驱动指令，向反向转换器21内的IGBT的栅极输出PWM信号，使得反向转换器21输出具有用于使马达2进行基于该马达驱动指令的动作所需的波形和频率的交流电流。通过PWM信号生成部22生成的PWM信号对反向转换器21的开关动作进行控制。

通信电路部23与转换器部10内的报警通知部16的通信电路部33进行通信。通信电路部23在从通信电路部33接收指示停止反向转换器21的转换动作的信号时，对PWM信号生成部22进行指示生成用于停止反向转换器21内的开关元件的开关动作的PWM信号。

接着，说明报警级别设定部14的动作原理。图2是说明在实施例的马达驱动装置中在马达减速时产生的马达的再生电力的图。另外，图3是说明在实施例的马达驱动装置中设定的过电压报警级别的设定的图。

首先，从马达2开始减速的时间点至DC链路电容器C的电压通过由马达2产生的再生电力而到达V₁的时间点为止，正向转换器11不向交流电源侧再生。此时，在将DC链路电容器C的容量设为C、将输入电压峰值(DC链路电容器C的稳定时的电压)设为V₀、将DC链路电容器C的电压从V₀到达V₁为止所需的时间设为T时，由反向转换器21对在马达减速时由马达2产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量P₁满足式1示出的关系式。

当使用根据式1算出的P₁来算出由在马达减速时由马达2产生的再生交流电力引起的DC链路电容器C的电压上升量V时，为如下。即，在将正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力即“在马达减速时通过正向转换器11生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量”设为P2、将正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C本身的耐压设为V2、将报警判断部15判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器20停止转换动作为止所需的时间设为T₁时，从报警判断部15判断为超过了过电压报警级别的时间点至反向转换器20停止转换动作的时间点为止的时间T₁中由预测的马达减速时的再生交流电力引起的DC链路电容器C的电压上升量V满足式2示出的关系式。

通常，在报警判断部15判断为超过了过电压报警级别的时间点与反向转换器20停止转换动作的时间点之间存在时间上的偏差T₁，但是包含报警判断部15、报警通知部16(包含通信电路部33)、通信电路部23和PWM信号生成部22各自的处理时间、从通信电路部33至通信电路部23为止的信号传递时间以及PWM信号生成部22对反向转换器21指示停止转换动作起直到反向转换器21实际停止为止所需的时间等。通过存在报警判断部15判断为超过了过电压报警级别的时间点至反向转换器20停止转换动作的时间点为止的时间T₁，由此在该时间T₁期间来自反向转换器21的直流电力也流入到DC链路电容器C，随之DC链路电容器C的电压上升。因此，考虑从该报警判断部15判断为超过了过电压报警级别的时间点至反向转换器20停止转换动作的时间点为止的时间T₁以及正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C的耐压V₂，以下说明那样设定过电压报警级别。

如图3所示，使用式2算出的马达减速时由马达2产生的再生交流电力引起的DC链路电容器C的电压上升量V与输入电压峰值(DC链路电容器C的稳定时的电压)V₀之和(V₀+V)可以说是在马达减速时反向转换器21停止转换动作的时间点的DC链路电容器C的直流电压值。在判断为该值(V₀+V)超过了正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C的耐压V₂时，超过正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C的耐压V₂的量为△V(＝V₀+V-V₂)，各元件损坏。

因而，在判断为使用式2算出的马达减速时由马达2产生的再生交流电力引起的DC链路电容器C的电压上升量V与输入电压峰值(DC链路电容器C的稳定时的电压)V₀之和(V₀+V)超过正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C的耐压V₂时，将式3所示那样的、比正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C的耐压V₂低△V的值V₃(＝V₂-△V)设定为过电压报警级别。

V₃＝V₂-ΔV…(3)

另一方面，在判断为使用式2算出的马达减速时由马达2产生的再生交流电力引起的DC链路电容器C的电压上升量V与输入电压峰值(DC链路电容器C的稳定时的电压)V₀之和(V₀+V)没有超过正向转换器11和反向转换器21的构成元件或DC链路电容器C本身的耐压V2时，将构成正向转换器11和反向转换器21的各元件或DC链路电容器C本身的耐压V₂设定为过电压报警级别V₃。

图1示出的转换器部10内的报警级别设定部14执行上述处理。即，报警级别设定部14具有预测运算部31和确定部32。

预测运算部31根据报警判断部15判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器21停止转换动作为止所需的时间即第一参数T₁、反向转换器21对在马达减速时产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量即第二参数P₁、在马达减速时由正向转换器11生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量(即正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力)即第三参数P₂、DC链路电容器C的容量即第四参数C，按照式1和式2，对报警判断部15判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器21停止转换动作为止所需的时间T₁的期间的DC链路电容器C的直流电压值的上升量V进行预测运算。

确定部32在从由预测运算部31进行预测运算得到的DC链路电容器C的直流电压值的上升量V算出的反向转换器21停止转换动作的时间点的DC链路电容器C的直流电压值(V₀+V)大于根据DC链路电容器C的耐压以及正向转换器11和反向转换器21内的开关元件、二极管等各元件的耐压设定的预定的阈值V₂的情况下，按照式3，将“V₂-△V”设定为过电压报警级别V₃，在小于预定的阈值V₂的情况下，将预定的阈值V₂设定为过电压报警级别V₃。

报警判断部15判断由电压检测部13检测出的直流电压值是否超过由报警级别设定部14上述那样设定的过电压报警级别V₃。

根据本发明，根据报警判断部14判断为超过了过电压报警级别起直到反向转换器21停止转换动作为止所需的时间即第一参数T₁、反向转换器21对在马达减速时产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量即第二参数P₁、在马达减速时正向转换器11生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量(即正向转换器11从直流电力转换为交流电力的转换能力)即第三参数P₂、以及DC链路电容器C的容量即第四参数C，对DC链路电容器C的直流电压值的上升量V进行预测运算，根据该上升量V来算出反向转换器21停止转换动作的时间点的DC链路电容器C的直流电压值(V₀+V)，而且，与根据该值(V₀+V)和DC链路电容器C的耐压以及正向转换器11和反向转换器21内的开关元件、二极管等各元件的耐压设定的预定的阈值V₂之间的大小关系相应地设定过电压报警级别V₃，因此过电压报警级别V₃不会以往那样相对于各元件的耐压成为过剩余量，能够高效率地且可靠地保护构成马达驱动装置的各元件而避免DC链路部的过电压。

报警级别设定部14和报警判断部15例如由能够进行运算处理判断的处理器构成。另外，考虑构成马达驱动装置1的各部件所具有的特性、马达驱动装置1所应用的状况等来预先输入或者算出上述第一参数T₁、第二参数P₁、第三参数P₂以及第四参数C而设定给报警级别设定部14即可。因而，不需要特别追加部件，就能够设定最佳的过电压报警级别。

另外，也能够根据外部指令来变更这些第一参数T₁、第二参数P₁、第三参数P₂以及第四参数C。图4是说明马达驱动装置的变形例的图。在该变形例中，在报警级别设定部14设定外部装置41，根据来自外部装置41的指令，能够对第一参数T₁、第二参数P₁、第三参数P₂以及第四参数C进行设定变更。作为外部装置41的示例存在位于马达驱动装置1上级的数值控制装置、具有输入输出装置的计算机、或者、双列直插开关(dip-switch)或按钮开关等各种切换开关等。这样根据外部指令能够对第一参数T₁、第二参数P₁、第三参数P₂以及第四参数C进行设定变更，由此例如即使在通过马达驱动装置1进行驱动控制的马达2被更换或者由于经年变化而需要进行维护的情况下，也能够容易地调整与马达驱动装置1的过电压判断有关的处理。

本发明作为对机床、锻压设备、注塑成形机、工业机床或者各种机器人内的马达进行驱动的马达驱动装置，在具有将所输入的交流转换为直流的正向转换器以及将从正向转换器输出的直流转换为作为各马达的驱动电力而分别提供的交流的反向转换器的马达驱动装置中，能够应用于保护构成马达驱动装置的各元件而避免对正向转换器与反向转换器之间进行连接的DC链路部的过电压。

根据本发明，在将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出之后还转换为用于驱动马达的交流电力并提供给马达的马达驱动装置中，考虑超过过电压报警级别起直到反向转换器停止转换动作为止所需的时间、通过反向转换器对在马达减速时产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量、在马达减速时通过正向转换器生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量(即正向转换器从直流电力转换为交流电力的转换能力)、以及DC链路电容器的容量来设定过电压报警级别，因此DC链路部的过电压报警级别不会像以往那样相对于各元件的耐压成为过剩余量，能够高效率地且可靠地保护构成马达驱动装置的各元件避免DC链路部的过电压。

Claims (2)

1.一种马达驱动装置(1)，其特征在于，具备：

正向转换器(11)，其将从交流电源侧提供的交流电力转换为直流电力而输出到直流侧，并将在马达减速时从直流侧提供的直流电力转换为交流电力而输出到交流电源侧；

反向转换器(21)，其将从直流侧提供的直流电力转换为用于驱动马达(2)的交流电力而输出到交流马达侧，并将在马达减速时来自交流马达侧的再生交流电力转换为直流电力而输出到直流侧；

DC链路部(12)，其对所述正向转换器(11)的直流侧与所述反向转换器(21)的直流侧进行连接，并具有能够存储直流电力的DC链路电容器；

电压检测部(13)，其检测所述DC链路电容器的直流电压值；

报警级别设定部(14)，其设定与所述DC链路电容器的直流电压值有关的过电压报警级别；

报警判断部(15)，其判断由所述电压检测部(13)检测出的直流电压值是否超过了由所述报警级别设定部(14)设定的过电压报警级别；以及

报警通知部(16)，在所述报警判断部(15)判断为由所述电压检测部(13)检测出的直流电压值超过了由所述报警级别设定部(14)设定的过电压报警级别的情况下，所述报警通知部(16)通知针对所述反向转换器(21)的转换动作的停止指令，

所述报警级别设定部(14)具有：

预测运算部(31)，其按照下式(2)根据由所述报警判断部(15)判断为超过了过电压报警级别起直到所述反向转换器(21)停止转换动作为止所需的时间即第一参数T₁、由所述反向转换器(21)对马达减速时产生的再生交流电力进行转换而生成的直流电力的量即第二参数P₁、在马达减速时通过所述正向转换器(11)生成返回到交流电源侧的交流电力所使用的直流电力的量即第三参数P₂、以及所述DC链路电容器的容量即第四参数C，来对由所述报警判断部(15)判断为超过了过电压报警级别起直到所述反向转换器(21)停止转换动作为止所需的时间的期间中所述DC链路电容器的直流电压值的上升量V进行预测运算，

$(P_1-P_2)\×T_1=\frac{1}{2}\×C\×(V^2-{V_0}^2)---\left(2\right)$

其中，V₀是DC链路电容器稳定时的电压即输入电压峰值，

并通过下式(1)求取上述式(2)中的P₁：

$P_1\×T=\frac{1}{2}\×C\×({V_1}^2-{V_0}^2)---\left(1\right)$

其中，T是DC链路电容器的电压从V₀到达V₁为止所需的时间，V₁是当正向转换器不向交流电源侧再生时DC链路电容器的电压达到的电压值；以及

确定部(32)，其在根据所述上升量算出的所述反向转换器(21)停止转换动作的时间点的所述DC链路电容器的直流电压值大于根据所述DC链路电容器的耐压以及所述正向转换器(11)和所述反向转换器(21)内的各元件的耐压而设定的预定的阈值的情况下，根据所述上升量设定所述过电压报警级别，在小于所述预定的阈值的情况下，将所述预定的阈值设定为所述过电压报警级别。

2.根据权利要求1所述的马达驱动装置(1)，其特征在于，

能够通过外部指令来对所述第一参数T₁、所述第二参数P₁、所述第三参数P₂以及所述第四参数C进行设定变更。