CN104113264A - 具有停电判定单元的电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

一种具有停电判定单元的电动机控制装置，其具备：PWM整流器、逆变器、检测PWM整流器的交流电压值的检测单元、根据交流电压值计算电源电压相位的运算单元、检测PWM整流器的交流电流值的检测单元、根据电流指令和交流电流值的偏差以及电源电压相位生成控制PWM整流器的电力变换动作的交流电压指令的电流环控制单元，当交流电压指令的大小为预定的电压预定值以上时，判定为电流环饱和状态的电流环饱和状态判定单元，判定PWM整流器是动力运行动作状态还是再生动作状态的动作判定单元，以及根据动作判定单元和电流环饱和状态判定单元的判定结果来判定PWM整流器的交流电源侧有无停电的停电判定单元。

Description

具有停电判定单元的电动机控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，其在将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力并输出后，进一步变换为用于驱动电动机的交流电力来向电动机进行供给，本发明特别涉及一种具有判定交流电源侧有无停电的停电判定单元的电动机控制装置。

背景技术

在对机床、锻压机、注塑成型机、工业机械或各种机器人内的电动机进行驱动的电动机控制装置中，在将从交流电源侧输入的交流电力暂时变换为直流电力后进一步变换为交流电力，将该交流电力作为对每个驱动轴设置的电动机的驱动电力使用。电动机控制装置具备：整流器，其对从三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力；以及逆变器，其与作为整流器的直流侧的直流链路连接，对直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力进行相互电力变换，该电动机控制装置控制连接在该逆变器的交流侧的电动机的速度、转矩、或者转子的位置。

在这样的电动机控制装置中，当在整流器的交流电源侧发生停电，输入电源电压降低时，电动机无法继续正常运行。因此，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、连接在由该电动机控制装置驱动的电动机上的刀具、该刀具加工的加工对象、以及具有该电动机控制装置的生产线等有可能发生损坏、变形等某种故障。所以，需要在整流器的交流电源侧设置停电判定单元来监视整流器的交流电源侧有无发生停电，当停电判定单元判定为整流器的交流电源侧发生了停电时，电动机控制装置需要进行避免上述故障或将其抑制在最低限度的保护动作。

作为停电判定方法，例如日本特开2006-14546号公报中记载的那样，具有如下方法：将整流器的交流电源侧的三相交流输入电压坐标变换为与其等价的二相坐标上的电压矢量，通过计算该矢量的振幅来计算电源电压的振幅值，通过该振幅值低于预定的基准电压值的状态持续了预定的基准时间来检测停电。图9是说明日本特开2006-14546号公报中记载的发明中的停电检测方法的图。构成电动机控制装置的整流器100的与三相交流输入电源3连接的一侧的交流电压由交流电压检测单元111进行检测，通过电压振幅运算单元112计算其电压振幅值。当通过电压振幅运算单元112计算出的振幅值低于预定的基准电压值的状态持续了预定的基准时间时，停电判定单元113判定为在整流器100的交流电源侧发生了停电。

另外，近年来，随着降低电源高次谐波以及无效功率的要求，作为电动机控制装置中的整流器，使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation:PWM)的整流器(以下称为“PWM整流器”)得到了广泛应用。PWM整流器是作为半导体开关元件的桥接电路而构成的，通过根据开关指令控制半导体开关元件的开关动作，由此进行将输入的交流电力变换为直流电力并输出的电力变换动作。

例如日本特开平7-322626号公报中记载的那样，具有如下方法：在具有PWM整流器的电动机控制装置中，电平按照电源电压的极性而改变，当检测到具有与电源频率相同频率成分的信号中包含PWM频率成分时，判定为发生了停电。

另外，例如日本特开2009-44781号公报中记载的那样，具有如下方法：当电动机控制装置中的电压指令值的绝对值变为停电检测电平以下时，检测为停电。

但是，在日本特开2006-14546号公报中记载的整流器中应用PWM整流器的情况下，在发生了该PWM整流器的交流电源侧变为开路状态的停电时，直流输出电压通过整流电路表现为输入电压，因此在直流输出电压不下降的再生动作时，无法用上述的方法检测交流电源侧的停电。图10是对现有的具有PWM整流器和逆变器的电动机控制装置中，直流输出电压不下降的再生动作时的PWM整流器的交流电源侧的停电检测进行说明的图。在PWM整流器200中，始终进行开关元件的接通断开控制，因此在发生停电时PWM整流器200的交流电源侧变为开路状态时，如图10所示，直流电压通过接通的开关元件出现在交流电压检测单元211中。在PWM整流器200处于将交流电力变换为直流电力的动力运行动作中时，由于PWM整流器200输出的直流电压降低导致交流电压检测单元211检测的交流电压也降低，所以电压振幅运算单元212计算的电压振幅降低，因此虽然检测有些延迟，但停电判定单元213能够根据电压振幅来进行停电检测。然而，在PWM整流器200处于将直流电力变换为交流电力的再生动作中时，由于来自电动机(未图示)的再生能量，直流电压上升，交流电压检测单元211检测的交流电压也上升，电压振幅运算单元212计算的电压振幅值上升，因此停电判定单元213无法检测PWM整流器200的交流电源侧的停电。

另外，根据日本特开平7-322626号公报中记载的发明，存在以下缺点：由于在PWM整流器的交流电源侧一般具备的LC滤波器，具有与用于判定发生停电的电源频率相同频率成分的信号，难以出现PWM频率成分，因此只有在没有LC滤波器的情况下能够稳定检测停电。

另外，根据日本特开2009-44781号公报中记载的发明，在再生动作中发生停电的情况下，电压指令值不会变小，因此无法检测停电。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电动机控制装置，其能够检测在再生动作状态中PWM整流器的交流电源侧变为开路状态的停电。

为了实现上述目的，电动机控制装置具备：PWM整流器，其将交流电源侧的交流电力和作为直流侧的直流链路的直流电力相互电力变换；逆变器，其与直流链路连接，将直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力相互电力变换；交流电压检测单元，其检测PWM整流器的交流电源侧的交流电压值；相位运算单元，其根据交流电压值计算电源电压相位；交流电流检测单元，其检测PWM整流器的交流电源侧的交流电流值；电流环控制单元，其根据输入的电流指令和交流电流值的偏差、以及电源电压相位，生成控制PWM整流器的电力变换动作的交流电压指令；电流环饱和状态判定单元，其在交流电压指令的大小为预定的电压预定值以上时，判定为电流环饱和状态；动作判定单元，其判定PWM整流器是处于将交流电力变换为直流电力的动力运行动作状态还是处于将直流电力变换为交流电力的再生动作状态；以及停电判定单元，其使用动作判定单元以及电流环饱和状态判定单元的判定结果，判定PWM整流器的交流电源侧有无停电。

根据第1实施方式，停电判定单元使用动作判定单元判定为再生动作状态的第1必要条件以及电流环饱和状态判定单元判定为电流环饱和状态的第2必要条件，判定PWM整流器的交流电源侧发生了停电。

另外，第2实施方式是在上述的第1实施方式的电动机控制装置上，进一步具备：直流电压检测单元，其检测直流链路的直流电压值；电压环控制单元，其根据输入的直流电压指令和直流电压值的偏差来生成向电流环控制单元输入的电流指令；以及电压环饱和状态判定单元，其在电流指令的大小为预定的电流预定值以上时，判定为电压环饱和状态，停电判定单元使用第1必要条件、第2必要条件、以及电压环饱和状态判定单元判定为电压环饱和状态的第3必要条件，判定PWM整流器的交流电源侧发生了停电。

另外，第3实施方式是在上述的第1实施方式的电动机控制装置上，进一步具备电流振幅运算单元，其根据交流电流值计算电流振幅值，停电判定单元使用第1必要条件、第2必要条件、以及电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定PWM整流器的交流电源侧发生了停电。

另外，第4实施方式是在上述的第2实施方式的电动机控制装置上，进一步具备电流振幅运算单元，其根据交流电流值计算电流振幅值，停电判定单元使用第1必要条件、第2必要条件、第3必要条件、以及电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定PWM整流器的交流电源侧发生了停电。

另外，第5实施方式是在上述第1至第4实施方式的电动机控制装置上，进一步具备电压振幅运算单元，其根据交流电压检测单元检测出的交流电压值计算电压振幅值，停电判定手段还在电压振幅值为预定的振幅值以下时，判定PWM整流器的交流电源侧发生了停电。

附图说明

参照以下附图，可以更加明确地理解本发明。

图1是第1实施例的电动机控制装置的原理框图。

图2是举例表示三相交流电流的图，其中实线为R相电流，虚线为S相电流，点划线为T相电流。

图3A及图3B是说明三相二相变换的图。

图4是第2实施例的电动机控制装置的原理框图。

图5是PWM整流器的控制框图。

图6是第3实施例的电动机控制装置的原理框图。

图7是第4实施例的电动机控制装置的原理框图。

图8是第5实施例的电动机控制装置的原理框图。

图9是说明日本特开2006-14546号公报中记载的发明中的停电检测方法的图。

图10是说明在现有的具有PWM整流器和逆变器的电动机控制装置中，直流输出电压不降低的再生动作时，PWM整流器的交流电源侧的停电检测的图。

具体实施方式

参照以下附图，对具有停电判定单元的电动机控制装置进行说明。但请理解，本发明并不局限于附图或者以下说明的实施方式。

图1是第1实施例的电动机控制装置的原理框图。以下，在不同附图中附加相同参照符号意味着具有相同功能的结构要素。

根据第1实施例，电动机控制装置1具备：PWM整流器11、逆变器12、交流电压检测单元13、相位运算单元14、交流电流检测单元15、电流环控制单元16、电流环饱和状态判定单元17、动作判定单元18、以及停电判定单元19。

PWM整流器11是作为半导体开关元件的桥接电路而构成的，根据开关指令控制半导体开关元件的开关动作，对商用的三相交流输入电源3的交流电源侧的交流电力和作为直流侧的直流链路的直流电力进行相互电力变换。在PWM整流器11的交流电源侧连接有LC滤波器4以及AC电抗器5。

将PWM整流器11和逆变器12经由直流链路20连接。逆变器12被构成为例如PWM逆变器等、在内部具有开关元件的变换电路。在电动机控制装置1驱动控制多个电动机2的情况下，对这些电动机2中的每一个设有逆变器12。逆变器12将直流链路20中的直流电力和作为电动机2的驱动电力或者再生电力的交流电力相互电力变换。电动机2基于从逆变器12供给的电压可变及频率可变的三相交流电力进行动作。另外，电动机2制动时产生的再生电力经由逆变器12返回直流链路20。

交流电压检测单元13检测PWM整流器11的交流电源侧的交流电压值。把交流电压检测单元13检测到的交流电压值发送给相位运算单元14。

相位运算单元14根据交流电压值计算电源电压相位。把相位运算单元14检测到的电源电压相位发送给电流环控制单元16。

交流电流检测单元15检测PWM整流器11的交流电源侧的交流电流值。把交流电流检测单元15检测到的交流电流值发送给三相二相变换单元21。

三相二相变换单元21将交流电流检测单元15检测到的三相坐标上的交流电流值进行三相二相变换，变换为二相坐标上的电流矢量。图2是举例表示三相交流电流的图，图3是说明三相二相变换的图。图2所示的RST三相的交流电流在三相坐标上通过图3A那样的电流矢量来表示。当把该三相坐标上的电流矢量进行三相二相变换时，成为图3B所示的二相坐标上的电流矢量。对于三相交流电压也能够同样地坐标变换为二相坐标上的电压矢量。

电流环控制单元16基于输入的电流指令和交流电流值的偏差、以及电源电压相位，生成控制PWM整流器11的电力变换动作的交流电压指令。

交流电压指令锁定单元22首先计算由电流环控制单元16生成的交流电压指令的大小。作为交流电压指令的大小，例如计算图3B中所示的二相坐标上的矢量范数。一般，对于交流电压指令的大小，按照PWM整流器11内的半导体开关元件等的额定电流确定上限值，但是在交流电压指令锁定单元22中，当计算出的交流电压指令的大小为上限值以上时，通过上限值锁定电流环控制单元16生成的交流电压指令。将该锁定的交流电压指令发送给二相三相变换单元23。以下，将从交流电压指令锁定单元22发送给二相三相变换单元23的交流电压指令称作“锁定判定后的交流电压指令”。另外，当通过交流电压指令锁定单元22锁定了交流电压指令时，向电流环饱和状态判定单元17通知该情况。在交流电压指令锁定单元22计算出的交流电压指令的大小不满上限值时，把通过电流环控制单元16生成的交流电压指令直接作为“锁定判定后的交流电压指令”发送给二相三相变换单元23。

二相三相变换单元23将从交流电压指令锁定单元22接收到的二相坐标上的锁定判定后的交流电压指令进行二相三相变换，变换为三相坐标上的PWM电压指令，发送给开关控制单元24。二相三相变换是参照图3说明的三相二相变换的逆变换。

开关控制单元24将PWM电压指令与预定的载波频率的三角波载波信号进行比较，生成用于控制PWM整流器11内的半导体开关元件的开关动作的开关指令。由此，在PWM整流器11中，通过开关指令控制内部的半导体开关元件的开关动作，对交流电源侧的交流电力和作为直流侧的直流链路的直流电力进行相互电力变换。

如上所述，当通过交流电压指令锁定单元22锁定了交流电压指令时，向电流环饱和状态判定单元17通知该情况。在这里，将锁定了交流电压指令的状态称为“电流环饱和状态”。当通过交流电压指令锁定单元22锁定了交流电压指令时，即交流电压指令的大小为预定的上限值以上时，电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态，向停电判定单元19通知该情况。

动作判定单元18判定PWM整流器11处于将交流电力变换为直流电力的动力运行动作状态还是处于将直流电力变换为交流电力的再生动作状态。关于处于动力运行动作状态还是处于再生动作状态的判定，例如使用d相电流的极性进行判定，d相电流是对通过三相二相变换单元21对于交流电流检测单元15检测到的交流电流值进行三相二相变换后的电流矢量，再进行dq变换所获得的。在使针对从交流电源侧流入PWM整流器11方向的交流电流值的d相电流例如为正时，动作判定部18在d相电流为正时判定为处于动力运行动作状态，在为负时判定为处于再生动作状态。向停电判定单元19通知动作判定单元18的判定结果。

停电判定单元19使用电流环饱和状态判定单元17以及动作判定单元18的判定结果，判定PWM整流器的交流电源侧有无停电。

在第1实施例中，使用通过动作判定单元18判定为再生动作状态的第1必要条件、以及通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态的第2必要条件，判定在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。也就是说，停电判定单元19在通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)，并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)时，判定为在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。当在PWM整流器11的再生动作中发生了停电时，PWM整流器不流过如开关指令的电流，因此电流指令与通过三相二相变换单元21对交流电流值进行三相二相变换后的电流矢量的偏差变大，电流环控制单元16输出的交流电压指令变大。当交流电压指令的大小变为预定的上限值以上时，如上所述，通过交流电压指令锁定单元22锁定电流环控制单元16生成的交流电压指令，通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态。因此，在第1实施例的停电判定单元19中，在通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)，并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)时，判定为在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。在满足第1必要条件及第2必要条件时判定在交流电源侧发生了停电，由此在具备将从三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力的PWM整流器以及与作为PWM整流器的直流侧的直流链路连接，对直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器的电动机控制装置中，当发生了PWM整流器在再生动作中交流电源侧变为开路状态的停电时，能够正确检测该停电。

图4是第2实施例的电动机控制装置的原理框图。第2实施例是在图1的第1实施例的电动机控制装置1中追加了电压控制环。图5是PWM整流器的控制框图。

如图5所示，一般，PWM整流器的控制系统由电压环控制单元26和电流环控制单元16构成。电压环控制单元26根据输入的直流电压指令和设在直流链路20中的平滑电容器C的直流电压值的偏差，生成电流指令。在图5中，使电压环控制单元26的传递函数为C_v(S)。对于由电压环控制单元26生成的电流指令的大小，根据PWM整流器11内的半导体开关元件等的额定电流确定上限值，在为其上限值以上时锁定电流指令(参照符号31)。这里将锁定了电流指令的状态称为“电压环饱和状态”。电流环控制单元16根据输入的电流指令与交流电流值的偏差、以及电源电压相位，生成控制PWM整流器11的电力变换动作的交流电压指令。在图5中，使电流环控制单元16的传递函数为C_I(S)。在上述第1实施例中也进行了说明，对于由电流环控制单元16生成的交流电压指令的大小，根据PWM整流器11内的半导体开关元件等的额定电流确定上限值，在为其上限值以上时锁定交流电压指令(参照符号32)。在图5中，传递函数P_I(S)及P_v(S)表示控制对象。

在第2实施例中，除了在上述的第1实施例中使用的动作判定单元18以及电流环饱和状态判定单元17的判定结果以外，还将电压环饱和状态用于判定交流电源侧有无停电。即，根据第2实施例，在参照图1说明的第1实施例的电动机控制装置1的结构要素以外，还具备：直流电压检测单元25、电压环控制单元26、电流指令锁定单元27、以及电压环饱和状态判定单元28。

直流电压检测单元25检测直流链路20中的直流电压值(即，平滑电容器C的直流电压值)。把直流电压检测单元25检测到的直流电压值发送给电压环控制单元26。

电压环控制单元26基于输入的直流电压指令和直流电压检测单元25检测到的直流电压值的偏差，生成电流指令。

电流指令锁定单元27首先计算电压环控制单元26生成的电流指令的大小。例如计算参照图3B说明的二相坐标上的矢量范数，来作为电流指令的大小。一般，对于电流指令的大小，根据PWM整流器11内的半导体开关元件等的额定电流确定了上限值。当电流指令锁定单元27计算出的电流指令的大小为上限值以上时，通过上限值锁定电压环控制单元26生成的电流指令。把该锁定的电流指令发送给电流环控制单元16。以下，将从电流指令锁定单元27发送给电流环控制单元16的电流指令称作“锁定判定后的电流指令”。如参照图5所说明的那样，把锁定了电流指令的状态称为“电压环饱和状态”。另外，当通过电流指令锁定单元27锁定了电流指令时，向电压环饱和状态判定单元28通知该情况。在电流指令锁定单元27计算出的电流指令的大小不满上限值时，把电压环控制单元26生成的电流指令直接作为“锁定判定后的电流指令”发送给电流环控制单元16。

当通过电流指令锁定单元27锁定了电流指令时，也就是电流指令的大小为预定的上限值以上时，电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态，向停电判定单元19通知该情况。

在第2实施例中，停电判定单元19使用通过动作判定单元18判定为再生动作状态的第1必要条件、通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态的第2必要条件、以及通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态的第3必要条件，判定在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。也就是说，停电判定单元19在通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)，并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)，并且通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态(第3必要条件)时，判定为在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。在PWM整流器11的再生动作中发生了停电时，PWM整流器不流过如开关指令的电流，因此电流指令与将交流电流值通过三相二相变换单元21进行了三相二相变换后的电流矢量的偏差变大，电流环控制单元16输出的交流电压指令变大。交流电压指令的大小变为预定的上限值以上时，由交流电压指令锁定单元22锁定电流环控制单元16生成的交流电压指令，电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态。另外，作为PWM整流器不流过如开关指令的电流的结果，作为PWM整流器11的直流侧的直流链路20中的直流电压上升，直流电压指令与通过直流电压检测单元25检测出的直流电压值的偏差变大，电压环控制单元26输出的电流指令变大。当电流指令的大小变为预定的上限值以上时，通过电流指令锁定单元27锁定电压环控制单元26生成的电流指令，电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态。因此，在第2实施例的停电判定单元19中，在全部满足第1必要条件、第2必要条件以及第3必要条件的情况下判定为交流电源侧发生了停电。由此，在具备将三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力的PWM整流器、以及连接在作为PWM整流器的直流侧的直流链路上，将直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器的电动机控制装置中，在PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧成为开路状态的停电时，能够更加正确地检测该停电。

还有，关于其他的电路结构要素与图1所示的电路结构要素相同，因此对相同的电路结构要素附加相同符号，省略对该电路结构要素的详细说明。

图6是第3实施例的电动机控制装置的原理框图。在上述的第1实施例中，当动作判定单元18判定为再生动作状态、并且电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态时，停电判定单元19判定在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。然而，在第1实施例中，即使在再生动作中交流电源侧没有发生停电，但在PWM整流器11再生的电力过大时，流过半导体开关元件的额定电流以上的电流，所以通过上限值锁定交流电压指令，由此通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态，因此可能误判定为交流电源侧发生了停电。因此，在第3实施例中，利用当再生动作中发生停电时不流过电流这一现象，除了上述第1实施例中使用的动作判定单元18的判定结果以及电流环饱和状态判定单元17的判定结果以外，将PWM整流器11的交流电源侧的电流振幅值用于判定交流电源侧有无停电。

根据第3实施例，如图6所示，在参照图1说明的第1实施例的电动机控制装置1中的电路结构要素以外，还具备根据交流电流检测单元15检测出的交流电流值计算电流振幅值的电流振幅运算单元29。作为电流振幅运算单元29的电流振幅值的计算方法，例如计算将交流电流检测单元15检测出的交流电流值进行三相二相变换后的电流矢量范数的方法、计算由交流电流检测单元15检测出的交流电流值的峰值的方法等。

在第3实施例中，停电判定单元19使用通过动作判定单元18判定为再生动作状态的第1必要条件、通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态的第2必要条件、以及通过电流振幅运算单元29计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。也就是说，停电判定单元19当通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)、并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)、并且通过电流振幅运算单元29计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下(第4必要条件)时，判定PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。这里，将“预定的振幅值”设定为例如接近0的值即可。当在PWM整流器11的再生动作中发生了成为开路状态的停电时，在PWM整流器11的交流电源侧不流过交流电流。因此，第3实施例中的停电判定单元19中，当全部满足第1必要条件、第2必要条件、以及第4必要条件时判定为在交流电源侧发生了停电。由此，在具备将三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力的PWM整流器、以及连接在作为PWM整流器的直流侧的直流链路上，将直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器的电动机控制装置中，在PWM整流器再生的电力过大时不会误判定为交流电源侧发生了停电，能够更加正确地检测PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧变为开路状态的停电。

关于其他的电路结构要素与图1所示的电路结构要素相同，因此对相同的电路结构要素附加相同符号，省略对该电路结构要素的详细说明。

图7是第4实施例的电动机控制装置的原理框图。在上述第2实施例中，停电判定单元19在通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)、并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)、并且通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态(第3必要条件)时，判定PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。但是，在第2实施例中，与第1实施例的情况相同，即使在再生动作中交流电源侧没有发生停电，但在PWM整流器11再生的电力过大时，通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态，因此误判定为交流电源侧发生了停电。因此，在第4实施例中，利用当再生动作中发生停电时不流过电流这一现象，除了上述第2实施例中使用的动作判定单元18、电流环饱和状态判定单元17以及电压环饱和状态判定单元28的判定结果以外，将PWM整流器11的交流电源侧的电流振幅值用于判定交流电源侧有无停电。

根据第4实施例，如图7所示，在参照图4说明的第2实施例的电动机控制装置1中的电路结构要素以外，还具备根据交流电流检测单元15检测出的交流电流值计算电流振幅值的电流振幅运算单元29。作为电流振幅运算单元29的电流振幅值的计算方法，例如计算将交流电流检测单元15检测出的交流电流值进行三相二相变换后的电流矢量范数的方法、计算由交流电流检测单元15检测出的交流电流值的峰值的方法等。

在第4实施例中，停电判定单元19使用通过动作判定单元18判定为再生动作状态的第1必要条件、通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态的第2必要条件、通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态的第3必要条件、以及通过电流振幅运算单元29计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。也就是说，停电判定单元19当通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)，并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)，并且通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态(第3必要条件)，并且通过电流振幅运算单元29计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下(第4必要条件)时，判定PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。这里，将“预定的振幅值”设定为例如接近0的值即可。当在PWM整流器11的再生动作中发生了成为开路状态的停电时，在PWM整流器11的交流电源侧不流过交流电流。因此，第4实施例中的停电判定单元19中，当全部满足第1必要条件、第2必要条件、第3必要条件以及第4必要条件时判定为在交流电源侧发生了停电。由此，在具备将三相交流输入电源的交流电源侧供给的交流电力进行整流输出直流电力的PWM整流器、以及连接在作为PWM整流器的直流侧的直流链路上，将直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器的电动机控制装置中，在PWM整流器再生的电力过大时不会误判定为交流电源侧发生了停电，能够更加正确地检测PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧变为开路状态的停电。

关于其他的电路结构要素与图4所示的电路结构要素相同，因此对相同的电路结构要素附加相同符号，省略对该电路结构要素的详细说明。

图8是第5实施例的电动机控制装置的原理框图。第5实施例是在上述第1～第4实施例中，PWM整流器11的交流电源侧的电压振幅值为预定的振幅值以下时，也判定在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。在此作为一个例子，说明除了参照图7说明的第4实施例的电动机控制装置1中的电路结构要素以外，还具备电压振幅运算单元30。

电压振幅运算单元30根据交流电压检测单元13检测出的交流电压值计算电压振幅值。作为电压振幅运算单元30的电压振幅值的计算方法，例如计算将交流电压检测单元13检测出的交流电压值进行三相二相变换后的电压矢量范数的方法、计算通过交流电压检测单元13检测出的交流电压值的峰值的方法等。把计算出的电压振幅值发送给停电判定单元19。

在第5实施例中，当通过电压振幅运算单元30计算出的电压振幅值为预定的振幅值以下时，停电判定单元19判定为在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。即。在该情况下，PWM整流器11处于动力运行动作状态或者无负荷动作状态时，检测交流电源侧发生的停电。另外，还能够检测PWM整流器11在再生动作中交流电源侧不为开路状态的停电。另一方面，停电判定单元19当通过动作判定单元18判定为再生动作状态(第1必要条件)、并且通过电流环饱和状态判定单元17判定为电流环饱和状态(第2必要条件)、并且通过电压环饱和状态判定单元28判定为电压环饱和状态(第3必要条件)、并且通过电流振幅运算单元29计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下(第4必要条件)时，判定在PWM整流器11的交流电源侧发生了停电。即，该在情况，PWM整流器11处于再生动作状态时，检测交流电源侧变为开路状态的停电。这样，根据第5实施方式，在PWM整流器处于动力运行动作状态、无负荷动作状态或者再生动作状态中的任意一个状态时，都能够检测出交流电源侧的停电。

关于其他的电路结构要素与图7所示的电路结构要素相同，因此对相同的电路结构要素附加相同符号，省略对该电路结构要素的详细说明。

作为对机床、锻压机、注塑成型机、工业机械、或者各种机器人内的电动机进行驱动的电动机控制装置，在具备将输入的交流变换为直流的PWM整流器、以及将从PWM整流器输出的直流变换为分别作为各电动机的驱动电力供给的交流的逆变器的电动机控制装置中，能够将本发明应用于判定PWM整流电源器的交流电源侧有无发生停电。

根据本发明，在具备将从三相交流输入电源供给的交流电力进行整流输出直流电力的PWM整流器、以及连接在作为PWM整流器的直流侧的直流链路上，对直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器的电动机控制装置中，在PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧变为开路状态的停电时，能够正确地检测该停电。如果能够正确地检测PWM整流器的交流电源侧发生停电，则能够切实地执行各种用于保护该电动机控制装置驱动的电动机、连接在该电动机上的刀具、该刀具加工的加工对象、以及具有该电动机控制装置的生产线等的各种保护动作，因此安全性提高。

在第1实施例的停电判定单元中，在动作判定单元判定为处于再生动作状态、并且电流环饱和状态判定单元判定为电流环饱和状态时，判定为在PWM整流器的交流电源侧发生了停电，因此能够在PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧变为开路状态的停电时，正确地检测该停电。

在第2实施例的停电判定单元中，在动作判定单元判定为处于再生动作状态、并且电流环饱和状态判定单元判定为电流环饱和状态、并且电压环饱和状态判定单元判定为电压环饱和状态时，判定为在PWM整流器的交流电源侧发生了停电，因此能够在PWM整流器在再生动作中发生了交流电源侧变为开路状态的停电时，更加正确地检测该停电。

在第3实施例的停电判定单元中，在动作判定单元判定为处于再生动作状态、并且电流环饱和状态判定单元判定为电流环饱和状态、并且通过电流振幅运算单元计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下时，判定为在PWM整流器的交流电源侧发生了停电，在PWM整流器再生的电力过大时不会误判定为在交流电源侧发生了停电，能够更加正确地检测PWM整流器在再生动作中交流电源侧变为开路状态的停电。

在第4实施例的停电判定单元中，在动作判定单元判定为处于再生动作状态、并且电流环饱和状态判定单元判定为电流环饱和状态、并且电压环饱和状态判定单元判定为电压环饱和状态、并且通过电流振幅运算单元计算出的电流振幅值为预定的振幅值以下时，判定为在PWM整流器的交流电源侧发生了停电，在PWM整流器再生的电力过大时不会误判定为交流电源侧发生了停电，能够更加正确地检测PWM整流器在再生动作中交流电源侧变为开路状态的停电。

在第5实施例的停电判定单元中，除了上述第1～第4实施例的停电判定以外，在交流电源侧的电压振幅值为预定的振幅值以下时也判定为在PWM整流器的交流电源侧发生了停电。由此，在PWM整流器处于动力运行动作状态、无负荷动作状态或者再生动作状态中的任意一个状态时，都能够检测出交流电源侧的停电。

Claims (6)

1.一种电动机控制装置(1)，其特征在于，具备：

PWM整流器(11)，其将交流电源(3)侧的交流电力和作为直流侧的直流链路(20)的直流电力相互电力变换；

逆变器(12)，其与所述直流链路(20)连接，将所述直流链路(20)的直流电力和作为电动机(2)的驱动电力或再生电力的交流电力相互电力变换；

交流电压检测单元(13)，其检测所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧的交流电压值；

相位运算单元(14)，其根据所述交流电压值计算电源电压相位；

交流电流检测单元(15)，其检测所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧的交流电流值；

电流环控制单元(16)，其根据输入的电流指令和所述交流电流值的偏差、以及所述电源电压相位，生成控制所述PWM整流器(11)的电力变换动作的交流电压指令；

电流环饱和状态判定单元(17)，其在所述交流电压指令的大小为预定的电压预定值以上时，判定为电流环饱和状态；

动作判定单元(18)，其判定所述PWM整流器(11)是处于将交流电力变换为直流电力的动力运行动作状态还是处于将直流电力变换为交流电力的再生动作状态；以及

停电判定单元(19)，其使用所述动作判定单元(18)以及所述电流环饱和状态判定单元(17)的判定结果，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧有无停电。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，

所述停电判定单元(19)使用所述动作判定单元(18)判定为再生动作状态的第1必要条件以及所述电流环饱和状态判定单元(17)判定为电流环饱和状态的第2必要条件，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧发生了停电。

3.根据权利要求2所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，还具备：

直流电压检测单元(25)，其检测所述直流链路(20)的直流电压值；

电压环控制单元(26)，其根据输入的直流电压指令和所述直流电压值的偏差来生成向所述电流环控制单元(16)输入的所述电流指令；以及

电压环饱和状态判定单元(28)，其在所述电流指令的大小为预定的电流预定值以上时，判定为电压环饱和状态，

所述停电判定单元(19)使用所述第1必要条件、所述第2必要条件、以及所述电压环饱和状态判定单元(28)判定为电压环饱和状态的第3必要条件，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧发生了停电。

4.根据权利要求2所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，还具备：

电流振幅运算单元(29)，其根据交流电流值计算电流振幅值，

所述停电判定单元(19)使用所述第1必要条件、所述第2必要条件、以及所述电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧发生了停电。

5.根据权利要求3所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，还具备：

电流振幅运算单元(29)，其根据所述交流电流值计算电流振幅值，

所述停电判定单元(19)使用所述第1必要条件、所述第2必要条件、所述第3必要条件、以及所述电流振幅值为预定的振幅值以下的第4必要条件，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧发生了停电。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电动机控制装置(1)，其特征在于，还具备：

电压振幅运算单元(30)，其根据所述交流电压值计算电压振幅值，

所述停电判定手段(19)还在所述电压振幅值为预定的振幅值以下时，判定所述PWM整流器(11)的交流电源(3)侧发生了停电。