CN105141193A - 具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置。电动机控制装置(1)具有：整流从交流输入侧供给的交流电力，输出直流电力的整流器(11)；连接在作为整流器(11)的直流输出侧的直流链路上，对直流链路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进行相互电力变换的逆变器(12)；和分别连接在直流链路上，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元(13－1以及13－2)，其在直流链路中的直流电压值比第一阈值大时分别开始对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，在直流链路中的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时分别停止电阻放电动作。

Description

具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置
本申请是申请日为2013年9月9日，申请号为201310407637.8，发明名称为“具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及在把从交流输入侧供给的交流电力变换为直流电力输出后，进而变换为用于驱动电动机的交流电力向电动机供给的电动机控制装置，特别涉及具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置。
背景技术
在驱动机床、锻压机械、注塑成型机、工业机械、或者各种机器人内的电动机的电动机控制装置中，在把从交流输入侧输入的交流电力临时变换为直流电力后再变换为交流电力，把该交流电力作为针对每一驱动轴而设置的电动机的驱动电力来使用。电动机控制装置具有：整流从三相交流输入电源所在的交流输入侧供给的交流电力输出直流电力的整流器；在作为整流器的直流输出侧的直流链路上连接，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，控制在该逆变器的交流输出侧连接的电动机的速度、转矩或者转子位置。
近年来，从节能化的要求出发，在电动机控制装置中，多使用能够把电动机减速时产生的再生能量返回到交流输入侧的电源再生方式的整流器。
但是，在位于交流输入侧的三相交流输入电源是发电机的情况下，或者在交流输入侧发生了停电的情况下，不能向交流输入侧返回再生能量。为应对这样的状况，采用在已经存在的电动机控制装置内的整流器和逆变器之间的直流链路上后接电阻放电单元，把电动机减速时产生的再生能量作为电阻放电单元内的电阻(也称“再生电阻”)的热能来消耗的对策。
图15是表示具有电阻放电单元的一般的电动机控制装置的结构的图。如图15所示，电动机控制装置401具有对从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器411；连接在作为整流器411的直流输出侧的直流链路上，对该直流链路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进行相互电力变换的逆变器412；和在直流链路上连接，以在电阻中把再生能量变换为热能的形式消耗的电阻放电单元413。逆变器412遵照来自控制装置(未图示)的电动机驱动指令，变换直流链路中的直流电力，输出用于驱动电动机的希望的频率的交流电力。在电动机2减速时在电动机2中产生的再生能量通过逆变器412被变换为直流电力，进而通过整流器411被变换为交流电力后，被返回到三相交流输入电源3所在的交流输入侧。
电阻放电单元413具有电阻放电部421、电压检测部422和放电动作判定部423。
其中，电阻放电部421具有电阻R、开关元件S和回流二极管D，其中，开关元件S用于在从放电动作判定部423接受开始电阻放电动作的指令(接通信号)时把电阻R与整流器411和逆变器412之间的直流链路连接，在从放电动作判定部423接受停止电阻放电动作的指令(关断信号)时切断电阻R与直流链路的连接。
另外，电压检测部422检测整流器411的直流输出侧的电压(即滤波电容器C的电压)。把检测出的直流电压值向放电动作判定部423输出。电阻放电单元413是为应对如上述那样不能把再生能量返回交流输入侧的情况，而在整流器411和逆变器412之间的直流链路上后接的单元。因此，有在已有的整流器411等设备和后接的电阻放电单元413之间不能设置通信接口的情况，或者有即使有通信接口通信速度也是低速的情况。因此，在后接的电阻放电单元413内设置用于检测直流链路中的直流电压的电压检测部422。
另外，放电动作判定部423，根据电压检测部422检测出的直流电压值制作用于对电阻放电部421内的开关元件S进行接通关断控制的指令(接通关断信号)。
电阻放电部421内的开关元件S，遵照从放电动作判定部423接受的指令而接通或者关断。由此连接电阻R和直流链路或者切断该连接。在电动机2减速时产生的再生能量通过逆变器412被变换为直流电力，但是由此直流链路中的直流电压(亦即整流器411的直流输出侧的电压)上升，在超过某阈值时放电动作判定部423向开关元件S输出接通信号。由此，开关元件S接通，使电阻R与直流链路连接，再生能量以在电阻R内被变换为热能的形式消耗(开始电阻放电动作)。通过作为热能的该消耗，直流链路中的直流电压(亦即整流器411的直流输出侧的电压)下降，但是当低于某阈值时，此次放电动作判定部423向开关元件S输出关断信号。其结果，开关元件S关断，切断电阻R和直流链路的连接，停止再生能量在电阻R中的消耗(停止电阻放电动作)。
在位于交流输入侧的三相交流输入电源是发电机的情况下或者在交流输入侧发生了停电的情况下，无法向交流输入侧返回再生能量。当放置该情况时，直流链路中的直流电压超过整流器411以及逆变器412的构成元件的耐压，引起装置的损坏。上述的放电动作单元413是防止这点发生的一个单元。
例如，如在日本特开2002－120973号公报中记载的那样，作为在交流输入侧发生了停电的情况的应对措施，有这样的技术：使用使电梯升降的卷扬机以及具有电力消耗电路的逆变器装置，即使在交流输入侧发生故障时，也继续维持电梯的制动，把电梯轿厢引导到最近的楼层。
例如，如在日本特开2003－088144号公报中记载的那样，在具有放电电阻的逆变器控制装置中，有这样的技术：仅在逆变器动作停止时以及通过停电等主电源被切断的情况下进行放电控制动作，使主电路直流母线间电压短时间降低。
另外，例如，如在日本特开2006－262616号公报中记载的那样，有这样的技术：在通过在正变器和逆变器之间的直流链路部内设置的再生电阻消耗来自电动机的再生电力的逆变器装置中，在检测到开关元件的短路故障时进行预备充电接点的关断控制，通过熔断预备充电电阻保护再生电阻不致过热或者烧坏。
另外例如，如在日本特开2009－213200号公报中记载的那样，有这样的技术：在具有把电动机发生的能量向电源进行再生的电力再生单元、和变换为热的热再生单元的电动机驱动控制系统中，以宽范围的电动机转速使电动机的相电流稳定。
在上述的电阻放电单元中，需要与电动机控制装置驱动的电动机的再生能量的量相匹配地决定该电阻放电单元的放电容量。但是，当要与各种电动机的再生能量的量对应时，需要准备具有与其匹配的放电容量的电阻放电单元，所以电阻放电单元的模型种类增多，与此相伴，维护性变差。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供具有通过电阻放电来消耗来自电动机的再生能量的电阻放电单元的、维护效率高的电动机控制装置。
为实现上述目的，在第一方式中，电动机控制装置具有：对从交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器；连接在作为整流器的直流输出侧的直流链路上，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；和分别连接在直流链路上，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元，各电阻放电单元，在直流链路中的直流电压值比第一阈值大时分别开始对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，在直流链路中的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时分别停止电阻放电动作。
在第二方式中，电动机控制装置具有：对从交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器；连接在作为整流器的直流输出侧的直流链路上，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；分别连接在直流链路上，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元，各电阻放电单元，在直流链路中的直流电压值比第一阈值大时分别开始对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，在直流链路中的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时分别停止电阻放电动作；和与各电阻放电单元中的电阻放电动作的动作状态无关，对于全部电阻放电单元指示电阻放电动作的开始或者停止的上位放电动作指令单元。
上述上位放电动作指令单元，也可以在从至少两个电阻放电单元全部都不进行电阻放电动作的状态，在至少两个电阻放电单元中的任何一个电阻放电单元开始了电阻放电动作时，对于全部电阻放电单元指示电阻放电动作的开始。
上述上位放电动作指令单元，也可以在从至少两个电阻放电单元全部都进行电阻放电动作的状态，在至少两个电阻放电单元中的任何一个电阻放电单元停止了电阻放电动作时，对于全部电阻放电单元指示电阻放电动作的停止。
另外，在第三方式中，电动机控制装置具有：对从交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器，该整流器具有检测作为整流器的直流输出侧的直流链路中的直流电压值的整流器用电压检测部；连接在直流链路上，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；和分别连接在直流链路上，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元，各电阻放电单元在满足预定的条件的情况下分别执行对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，各电阻放电单元分别具有：根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作的电阻放电部；检测直流链路中的直流电压值的电阻放电单元用电压检测部；根据整流器电压检测部检测出的直流电压值和电阻放电单元用电压检测部检测出的直流电压值的偏差，运算用于使电阻放电单元用电压检测部检测出的直流电压值与整流器用电压检测部检测出的直流电压值一致的修正量的电压修正量运算部；通过使用修正量修正电阻放电单元用电压检测部检测出的直流电压值生成修正后直流电压值的电压修正部；和放电动作判定部，用于在判定为修正后直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部指示电阻放电动作的开始，在判定为修正后直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部指示电阻放电动作的停止。
上述各电压修正量运算部，也可以在开始电动机的驱动前分别运算修正量。
上述各电压修正量运算部，也可以根据从整流器用电压检测部检测出的直流电压值中除去了高次谐波分量的值和从电阻放电单元用电压检测部检测出的直流电压值中除去了高次谐波分量的值的偏差分别运算修正量。
另外，在第四方式中，电动机控制装置具有：对从交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器；连接在作为整流器的直流输出侧的直流链路上，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；和分别连接在直流链路上，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元，各电阻放电单元在满足预定的条件的情况下分别执行对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，各电阻放电单元分别具有：根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作的电阻放电部；检测直流链路中的直流电压值的电压检测部；生成表示电阻放电部中的温度的温度信息的温度信息生成部；根据温度信息设定作为电阻放电动作开始水平的第一阈值的放电动作条件设定部；和放电动作判定部，用于在判定为电压检测部检测出的直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部指示电阻放电动作的开始，在判定为电压检测部检测出的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部指示电阻放电动作的停止。
上述放电动作条件设定部，也可以根据温度信息设定作为电阻放电动作停止水平的第二阈值。
上述放电动作条件设定部，也可以在温度信息表示的温度比基准温度高时，温度信息表示的温度越高，仅把第一阈值或者把第一阈值以及第二阈值双方依次变更为更高的水平，进行再设定。
上述放电动作条件设定部，也可以在温度信息表示的温度下降并恢复到基准温度时，把上述已再设定为高水平的第一阈值再设定为与基准温度对应的第一阈值，或者把上述已再设定为高水平的第一阈值以及第二阈值双方分别再设定为与基准温度对应的第一阈值以及第二阈值。
上述电阻放电部，也可以具有电阻和开关元件，后者用于在从放电动作判定部接受开始电阻放电动作的指令时连接电阻与直流链路，在从放电动作判定部接受停止电阻放电动作的指令时切断电阻与直流链路的连接。
上述电阻放电部，也可以具有在电阻以及开关元件中的至少一个附近设置的热敏电阻，上述温度信息生成部根据热敏电阻的输出生成温度信息。
上述温度信息生成部也可以根据电压检测部检测出的直流电压值以及放电动作判定部输出的指令内容生成温度信息。
附图说明
通过参照以下的附图能够更明确地理解本发明。
图1是表示第一实施例的电动机控制装置的结构的图。
图2a是说明图1表示的第一实施例的电动机控制装置中的、电阻放电动作的不平衡的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。
图2b是说明图1表示的第一实施例的电动机控制装置中的、电阻放电动作的不平衡的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。
图3是表示第二实施例的电动机控制装置的结构的图。
图4a是说明图3表示的第二实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。
图4b是说明图3表示的第二实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。
图5是说明第二实施例的电动机控制装置中的上位放电动作指令单元进行的电阻放电动作的开始的判定的图。
图6是说明第二实施例的电动机控制装置中的上位放电动作指令单元进行的电阻放电动作的停止的判定的图。
图7是表示第三实施例的电动机控制装置的结构的图。
图8是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电单元内的电压修正量运算部以及电压修正部的图。
图9a是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。
图9b是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。
图10是表示第四实施例的电动机控制装置的结构的图。
图11是表示第四实施例的电动机控制装置中的温度信息生成部进行的温度信息的生成的第一具体例的图。
图12是表示第四实施例的电动机控制装置中的温度信息生成部进行的温度信息的生成的第二具体例的图。
图13a是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。
图13b是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。
图14a是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。
图14b是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。
图15是表示具有电阻放电单元的一般的电动机控制装置的结构的图。
具体实施方式
下面参照附图说明具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置。但是，希望理解，本发明不限于附图或者以下说明的实施方式。
图1是表示第一实施例的电动机控制装置的结构的图。图1表示的电动机控制装置1具有至少两个电阻放电单元。亦即，电动机控制装置1具有：整流从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力，输出直流电力的整流器11；在作为整流器11的直流输出侧的直流链路上连接，对直流链路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进行相互电力变换的逆变器12；和分别在直流链路上连接，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元(图中，用参照号码13－1以及13－2表示)，各电阻放电单元，在直流链路中的直流电压值比第一阈值大时分别开始对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，在直流链路中的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时分别停止电阻放电动作。此外，在图1中作为一例，设电阻放电单元的数目为两个，但是在实际的运用中，决定与设想的再生能量的量对应的电阻放电单元的数目。
这些电阻放电单元13－1以及13－2分别具有固有的电阻放电部、电压检测部以及放电动作判定部。也就是说，电阻放电单元13－1具有电阻放电部21－1、电压检测部22－1以及放电动作判定部23－1，电阻放电单元13－2具有电阻放电部21－2、电压检测部22－2以及放电动作判定部23－2。电阻放电部21－1根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部22－1检测直流链路中的直流电压值。放电动作判定部23－1在判定为电压检测部22－1检测出的直流电压值比第一阈值大时，对于电阻放电部21－1指示电阻放电动作的开始，在判定为电压检测部22－1检测出的直流电压值比第二阈值小时，对于电阻放电部21－1指示电阻放电动作的停止。同样，电阻放电部21－2根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部22－2检测直流链路中的直流电压值。放电动作判定部23－2在判定为电压检测部22－2检测出的直流电压值比第一阈值大时，对于电阻放电部21－2指示开始电阻放电动作，在判定为电压检测部22－2检测出的直流电压值比第二阈值小时，对于电阻放电部21－2指示停止电阻放电动作。此外，各电阻放电部21－1以及21－2具有如参照图15说明那样的电阻(在图1中未图示)和开关元件(在图1中未图示)，后者在从放电动作判定部23－1以及23－2接受开始电阻放电动作的指令时连接电阻与直流链路，在从放电动作判定部23－1以及23－2接受停止电阻放电动作的指令时切断电阻与直流链路的连接。电阻放电单元13－1以及13－2根据通过各自具有的电压检测部22－1以及22－2检测出的直流电压值分别独立地动作，在检测出的直流电压值比第一阈值大时开始电阻放电动作，其后，检测出的直流电压值由于电阻放电而慢慢减小，在检测出的直流电压值比第二阈值小时停止电阻放电动作。此外，关于第一阈值，考虑各部件的耐压等适宜设定即可。另外，关于第二阈值，考虑通过逆变器12内的开关元件的开关动作产生的发热或者控制周期等适宜设定即可。
在使用多个电阻放电单元的情况下，有通过各电阻放电单元的电压检测误差产生在特定的电阻放电单元上施加负荷这样的运行状态不平衡(unbalance)的可能性。其结果，负荷集中的电阻放电单元发热量增大，有可能降低具有多个电阻放电单元的系统全体的放电容量。关于这点，使用图2a以及图2b如下更详细地说明。
图2a是说明图1表示的第一实施例的电动机控制装置中的、电阻放电动作的不平衡的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。图2b是说明图1表示的第一实施例的电动机控制装置中的、电阻放电动作的不平衡的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。关于图1的电阻放电单元13－1以及13－2，在图2a以及图2b中分别标记为第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元。
关于电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平，在电阻放电单元间存在误差，这里作为一例，如图2a所示，说明第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平比第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平高的情况。
在用第一电阻放电单元或者第二电阻放电单元中之一可消耗的再生能量的量从电动机2再生的情况下的电阻放电动作如下。首先，当用电动机2产生的再生能量通过逆变器12变换为直流电流时，整流器11和逆变器12间的直流链路中的直流电压开始上升。当直流链路中的直流电压上升到第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平时，第一电阻放电单元开始电阻放电动作。因为在这里的说明中假定通过一个电阻放电单元消耗完再生能量的量，所以通过第一电阻放电单元开始执行电阻放电动作，直流链路中的直流电压转变为下降。当直流链路中的直流电压下降到第一电阻放电单元的电阻放电动作停止水平时，第一电阻放电单元停止电阻放电动作。这样有发生第一电阻放电单元进行电阻放电动作而第二电阻放电单元不进行电阻放电动作这样的运行状态的不平衡的可能性。在上述的再生能量在电动机2中继续生成的情况下，因为第二电阻放电单元依然不进行电阻放电动作，仅第一电阻放电单元进行电阻放电动作，所以第一电阻放电单元的发热量与第二电阻放电单元的发热量相比变大。其结果，即使设置两个电阻放电单元，当电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平在电阻放电单元间有误差时，尽管再生能量的量大体通过两个电阻放电单元被消耗完，但是负荷集中在特定的电阻放电单元上，有可能该电阻放电单元超过容许温度，具有多个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。因此，在以下说明的第二、第三以及第四实施例中，设置排除第一实施例中的各电阻放电单元的放电动作的不平衡发生的可能性、均衡各电阻放电单元的发热量那样的构成要素。
图3是表示第二实施例的电动机控制装置的结构的图。以下假定在不同的画面中附以相同参照符号的部分表示是具有相同功能的构成要素。第二实施例的电动机控制装置101具有整流器111、逆变器112、至少两个电阻放电单元113－1以及113－2、和上位放电动作指令单元114。此外，在图3中作为一例，电阻放电单元的个数取两个，但是电阻放电单元的个数不限制本发明，只要是多个，其他个数也可以。
整流器111整流从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力，输出直流电力。在第二实施例中，不特别限定使用的整流器111的实施方式，例如有120度通电型整流电路、或者PWM控制方式的整流电路等。
整流器111和逆变器112通过直流链路连接。逆变器112例如作为PWM逆变器等那样的、内部具有开关元件的变换电路而构成。逆变器112根据从上位控制装置(未图示)接受的电动机驱动指令使内部的开关元件进行开关动作，把从直流链路所在的直流输入侧输入的直流电力变换为用于驱动电动机2的希望的电压以及希望的频率的三相交流电力。电动机2根据供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力动作。另外，在电动机2减速时发生再生电力，但是根据从上位控制装置接受的电动机驱动指令，把电动机2发生的作为再生电力的交流电力向直流电力变换后向直流链路返回。这样，逆变器112根据接受的电动机驱动指令，对直流链路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进行相互电力变换。此外，这里以在电动机控制装置101中驱动控制一个电动机2为例，但是电动机的个数不限定本发明，也可以是其他的个数。在设置多个电动机的情况下，分别给每一个电动机设置逆变器112。
电动机控制装置101具有至少两个电阻放电单元113－1以及113－2。各电阻放电单元113－1以及113－2分别在直流链路上连接，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电。各电阻放电单元113－1以及113－2，在直流链路中的直流电压值比第一阈值大时开始对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，在直流链路中的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时停止电阻放电动作。
这些电阻放电单元113－1以及113－2分别具有固有的电阻放电部、电压检测部以及放电动作判定部。
亦即，电阻放电单元113－1具有电阻放电部121－1、电压检测部122－1、和放电动作判定部123－1。电阻放电部121－1根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部122－1检测直流链路中的直流电压值。放电动作判定部123－1，在判定为电压检测部122－1检测出的直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部121－1指示开始电阻放电动作，在判定为电压检测部122－1检测出的直流电压值比第二阈值小时对于电阻放电部121－1指示停止电阻放电动作。
同样，电阻放电单元113－2具有电阻放电部121－2、电压检测部122－2、和放电动作判定部123－2。电阻放电部121－2根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部122－2检测直流链路中的直流电压值。放电动作判定部123－2，在判定为电压检测部122－2检测出的直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部121－2指示开始电阻放电动作，在判定为电压检测部122－2检测出的直流电压值比第二阈值小时对于电阻放电部121－2指示停止电阻放电动作。
各电阻放电部121－1以及121－2具有参照图15说明那样的电阻(在图3中未图示)和开关元件(在图3中未图示)，后者用于在从放电动作判定部123－1以及123－2接受开始电阻放电动作的指令时连接电阻与直流链路，在从放电动作判定部123－1以及123－2接受停止电阻放电动作的指令时切断电阻与直流链路的连接。
如上所述，至少设置两个电阻放电单元(在图3表示的例子中用参照号码113－1以及113－2表示)，但是针对这些电阻放电单元113－1以及113－2，在上位设置一个上位放电动作指令单元114。上位放电动作指令单元114，与各电阻放电单元113－1以及113－2中的电阻放电动作的动作状态无关，对于全部电阻放电单元113－1以及113－2指示开始或者停止电阻放电动作。上位放电动作指令单元114，在从至少两个电阻放电单元113－1以及113－2的全部都不进行电阻放电动作的状态，在至少两个电阻放电单元113－1以及113－2中的任何一个电阻放电单元中开始电阻放电动作时，对于全部电阻放电单元113－1以及113－2指示开始电阻放电动作。另外，上位放电动作指令单元114，在从至少两个电阻放电单元113－1以及113－2的全部都进行电阻放电动作的状态，在至少两个电阻放电单元113－1以及113－2中的任何一个电阻放电单元中停止电阻放电动作时，指示全部电阻放电单元113－1以及113－2停止。
接着使用图4a以及图4b说明上位放电动作指令单元114的动作。图4a是说明图3表示的第二实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。图4b是说明图3表示的第二实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。关于图3的电阻放电单元113－1以及113－2，在图4a以及图4b中分别标记第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元。
电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平，在电阻放电单元间有误差，这里作为一例，如图4a所示，说明第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)比第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)高的情况。
从电动机2再生了用第一电阻放电单元或者第二电阻放电单元之一能够消耗的再生能量的量的情况下的电阻放电动作如下。首先，在任何一个电阻放电单元(图3的电阻放电单元113－1以及113－2)都不进行电阻放电动作的状态下，当由电动机2产生的再生能量通过逆变器112被变换为直流电力时，整流器111和逆变器112之间的直流链路中的直流电压开始上升。
当通过电压检测单元检测出的直流链路中的直流电压上升到第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)时，第一电阻放电单元开始电阻放电动作。因为是能够通过一个电阻放电单元消耗的再生能量，所以如图4a所示通过由第一电阻放电单元进行的电阻放电动作，直流链路中的直流电压转变为下降。
因为在第一电阻放电单元(图3的电阻放电单元113－1)以及第二电阻放电单元(图3的电阻放电单元113－2)中第一电阻放电单元(图3的电阻放电单元113－1)中开始了电阻放电动作，所以上位放电动作指令单元114对于第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的全部指示开始电阻放电动作。此外，关于第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元中哪个电阻放电单元开始了电阻放电动作的判定，因为各电阻放电单元在与其对应的电压检测单元检测出的直流电压达到电阻放电动作开始水平(第一阈值)时分别独自执行电阻放电动作开始的指令，所以通过上位放电动作指令单元114监视该指令，能够检测有无开始了电阻放电动作的电阻放电单元。
当上位放电动作指令单元114对于第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元全体指示开始电阻放电动作时，如图4b所示，不仅第一电阻放电单元而且第二电阻放电单元也开始电阻放电动作。此外，如图4b所示，第二电阻放电单元比第一电阻放电单元晚开始电阻放电动作，是因为在这里说明的例子中在上位放电动作指令单元114检测出第一电阻放电单元开始电阻放电动作后，才对第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元发出开始电阻放电动作的指令，所以到第二电阻放电单元开始电阻放电动作之前延迟若干时间。这样，因为比第一电阻放电单元单独的电阻放电动作晚地执行第二电阻放电单元的电阻放电动作，所以如图4a所示，直流链路中的直流电压的时间下降率不同。
当直流链路中的直流电压继续下降时，达到第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)。在这里说明的例子中，因为第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)比第一电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)高，所以先到达第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)。当下降到第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)时，第二电阻放电单元停止电阻放电动作。
这样，因为在第二电阻放电单元中停止电阻放电动作，所以上位放电动作指令单元114对于第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元全部指示停止电阻放电动作。此外，因为各电阻放电单元当与其对应的电压检测单元检测出的直流电压达到电阻放电动作停止水平(第二阈值)时分别独自执行停止电阻放电动作的指令，所以通过上位放电动作指令单元114监视该指令，能够检测出有无停止了电阻放电动作的电阻放电单元，也就是说，能够判定在第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元中哪个电阻放电单元停止了电阻放电动作。
当上位放电动作指令单元114对于第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的全部指示停止电阻放电动作时，如图4b所示，在第二电阻放电单元之外，第一电阻放电单元也停止电阻放电动作。此外，如图4b所示，第一电阻放电单元比第二电阻放电单元晚停止电阻放电动作，是因为在这里说明的例子中在上位放电动作指令单元114检测出第二电阻放电单元停止电阻放电动作后才对第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元指示停止电阻放电动作，所以到第一电阻放电单元停止电阻放电动作之前在时间上有若干延迟。这样，因为比第二电阻放电单元单独停止电阻放电动作晚实现第一电阻放电单元的电阻放电动作的停止，所以如图4a所示，直流链路中的直流电压的下降的时间的下降率不同。
在电动机2中继续生成上述再生能量的情况下，执行上述处理，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元都执行电阻放电动作，所以消除了某个电阻放电单元不执行电阻放电动作这样的运行状态的不平衡。这样，根据第二实施例，通过装备与各电阻放电单元中的电阻放电动作的状态无关，对于全部电阻放电单元指示开始或者停止电阻放电动作的上位放电动作指令单元，能够消除各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡各电阻放电单元的发热量。其结果，不会仅一个电阻放电单元超过容许温度，能够防止具有多个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。
下面，关于通过上述的上位放电动作指令单元114进行的、至少两个电阻放电单元中哪个电阻放电单元开始或者停止电阻放电动作的判定，说明具体的判定方法的一例。图5是说明通过第二实施例的电动机控制装置中的上位放电动作指令单元进行的电阻放电动作的开始的判定的图。另外，图6是说明通过第二实施例的电动机控制装置中的上位放电动作指令单元进行的电阻放电动作的停止的判定的图。
在图5以及图6中，关于电阻放电单元中的电阻放电动作的运行状态，把执行中(或者开始)表示为“1(真)”，停止中表示为“0(伪)”。另外，关于上位放电动作指令单元114的判定结果，关于对全部电阻放电单元的电阻放电动作的开始，假定在“1(真)”时指示，在“0(伪)”时不指示。同样，关于对全部电阻放电单元的电阻放电动作的停止，假定在“0(伪)”时指示，在“1(真)”时不指示。
以下说明通过上位放电动作指令单元114进行的、至少两个电阻放电单元中哪个电阻放电单元开始了电阻放电动作的判定。上位放电动作指令单元114，通过运算全部电阻放电单元的运行状态的逻辑和，判定是否需要对于全部电阻放电单元指示电阻放电动作的开始。也就是说，在任何一个电阻放电单元都不进行电阻放电动作的情况下，这些电阻放电单元的运行状态的逻辑和是“0(伪)”，但是即使当任何一个开始电阻放电动作时，开始了该运行动作的电阻放电单元的运行状态成为“1(真)”，此时当取多个电阻放电单元的运行状态的逻辑和时成为“1(真)”。也就是说，如图5所示，如果多个电阻放电单元的运行状态中至少一个是“1(真)”，则其逻辑和为“1(真)”，所以上位放电动作指令单元114在判定为逻辑和从“0(伪)”的状态切换到“1(真)”时，上位放电动作指令单元114对于全部电阻放电单元指示开始电阻放电动作。由此，全部电阻放电单元进行电阻放电动作，各电阻放电单元的运行状态分别表示“1(真)”。另一方面，如果多个电阻放电单元全部的运行状态都是“0(伪)”，则其逻辑和为“0(伪)”，所以上位放电动作指令单元114不指示开始电阻放电动作。
以下说明通过上位放电动作指令单元114进行的、至少两个电阻放电单元中哪个电阻放电单元停止了电阻放电动作的判定。上位放电动作指令单元114，通过运算全部电阻放电单元的运行状态的逻辑积，判定是否需要对于全部电阻放电单元指示停止电阻放电动作。在全部电阻放电单元都进行电阻放电动作时，各电阻放电单元的运行状态是“1(真)”。此时，当任何一个停止电阻放电动作时，停止了该运行动作的电阻放电单元的运行状态成为“0(伪)”，当取多个电阻放电单元的运行状态的逻辑积时成为“0(伪)”。也就是说，如图6所示，如果多个电阻放电单元的运行状态中至少一个是“0(伪)”，则其逻辑积为“0(伪)”，所以上位放电动作指令单元114在判定为逻辑积从“1(真)”的状态切换到“0(伪)”时，上位放电动作指令单元114对于全部电阻放电单元指示停止电阻放电动作。由此，全部电阻放电单元的电阻放电动作停止，各电阻放电单元的运行状态分别表示“0(伪)”。另一方面，如果多个电阻放电单元全部的运行状态都是“1(真)”不变，则其逻辑积为“1(真)”，所以上位放电动作指令单元114不指示停止电阻放电动作。
接着，使用图7、图8、图9a以及图9b说明第三实施例的电动机控制装置。图7是表示第三实施例的电动机控制装置的结构的图。第三实施例的电动机控制装置201具有整流器211、逆变器212和至少两个电阻放电单元213－1以及213－2。此外，在图7中作为一例，电阻放电单元的个数取两个，但是电阻放电单元的个数不限制本发明，只要是多个，其他的个数也可以。
整流器211整流从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力，输出直流电力。另外，整流器211具有检测作为整流器211的直流输出侧的直流链路中的直流电压值的整流器用电压检测部220。在第三实施例中，不特别限定使用的整流器211的实施方式，例如有120度通电型整流电路、或者PWM控制方式的整流电路等。
整流器211和逆变器212通过直流链路连接。逆变器212例如作为PWM逆变器等那样的、内部具有开关元件的变换电路而构成。逆变器212根据从上位控制装置(未图示)接受的电动机驱动指令使内部的开关元件进行开关动作，把从直流链路所在的直流输入侧输入的直流电力变换为用于驱动电动机2的希望的电压以及希望的频率的三相交流电力。电动机2根据供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力动作。另外，在电动机2制动时发生再生电力，但是根据从上位控制装置接受的电动机驱动指令，把电动机2发生的作为再生电力的交流电力向直流电力变换后返回直流链路。这样，逆变器212根据接受的电动机驱动指令，对直流链路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进行相互电力变换。此外，这里以在电动机控制装置201中驱动控制一个电动机2为例，但是电动机的个数不限定本发明，也可以是其他个数。在设置多个电动机2的情况下，分别给每一个电动机2设置逆变器212。
电动机控制装置201具有至少两个电阻放电单元213－1以及213－2。各电阻放电单元213－1以及213－2分别在直流链路上连接，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电。各电阻放电单元213－1以及213－2，在满足预定的条件的情况下执行对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。
这些电阻放电单元213－1以及213－2分别具有固有的电阻放电部、电阻放电单元用电压检测部、放电动作判定部、电压修正量运算部以及电压修正部。
也就是说，电阻放电单元213－1具有：电阻放电部221－1、电阻放电单元用电压检测部222－1、放电动作判定部223－1、电压修正量运算部224－1和电压修正部225－1。电阻放电部221－1根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电阻放电单元用电压检测部222－1检测直流链路中的直流电压值。电压修正量运算部224－1根据整流器用电压检测部220检测出的直流电压值和电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值的偏差，运算为使电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值与整流器用电压检测部220检测出的直流电压值一致的修正量。电压修正部225－1通过使用修正量修正电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值，生成修正后直流电压值。放电动作判定部223－1，在判定为修正后直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部221－1指示开始电阻放电动作，在判定为修正后直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部221－1指示停止电阻放电动作。
同样，电阻放电单元213－2具有：电阻放电部221－2、电阻放电单元用电压检测部222－2、放电动作判定部223－2、电压修正量运算部224－2和电压修正部225－2。电阻放电部221－2根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电阻放电单元用电压检测部222－2检测直流链路中的直流电压值。电压修正量运算部224－2根据整流器用电压检测部220检测出的直流电压值和电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值的偏差，运算为使电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值与整流器用电压检测部220检测出的直流电压值一致的修正量。电压修正部225－2通过使用修正量修正电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值，生成修正后直流电压值。放电动作判定部223－2，在判定为修正后直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部221－2指示开始电阻放电动作，在判定为修正后直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部221－2指示停止电阻放电动作。
此外，各电阻放电部221－1以及221－2如参照图15说明的那样，具有电阻(在图7中未图示)和开关元件(在图7中未图示)，后者用于在从放电动作判定部223－1以及223－2接受电阻放电动作的开始指令时连接电阻与直流链路，在从放电动作判定部223－1以及223－2接受电阻放电动作的停止指令时切断电阻与直流链路的连接。
另外，如已经说明的那样，位于已有的整流器211等的设备和后接的电阻放电单元213－1以及213－2之间的通信接口的通信速度是低速的。因此，通过各电压修正量运算部224－1以及224－2进行的修正量的运算，例如在开始驱动电动机前执行是理想的。
接着，使用图8、图9a以及图9b说明电阻放电单元213－1以及213－2的动作。图8是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电单元内的电压修正量运算部以及电压修正部的图。另外，图9a是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。图9b是说明图7表示的第三实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。关于图7的电阻放电单元213－1以及213－2，在图8、图9a以及图9b中分别标记为第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元。
直流链路中的直流电压的检测值，在整流器用电压检测部220以及电阻放电单元用电压检测部222－1以及222－2之间有误差，这里作为一例，如图8所示，说明第二电阻放电单元(图7的电阻放电单元213－2)内的电阻放电单元用电压检测部222－2的直流电压的检测值比整流器用电压检测部220的直流电压的检测值大、第一电阻放电单元(图7的电阻放电单元213－1)内的电阻放电单元用电压检测部222－1的直流电压的检测值比整流器用电压检测部220的直流电压的检测值小的情况。
在这种情况下，在第二电阻放电单元中，如图8所示，电压修正量运算部224－2根据整流器用电压检测部220检测出的直流电压值和电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值的偏差，运算为使电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值与整流器用电压检测部220检测出的直流电压值一致的修正量。电压修正部225－2通过使用由电压修正量运算部224－2生成的修正量修正电阻放电单元用电压检测部222－2检测出的直流电压值，生成修正后直流电压值。
同样，在第一电阻放电单元中，如图8所示，电压修正量运算部224－1根据整流器用电压检测部220检测出的直流电压值和电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值的偏差，运算为使电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值与整流器用电压检测部220检测出的直流电压值一致的修正量。电压修正部225－1通过使用由电压修正量运算部224－1生成的修正量修正电阻放电单元用电压检测部222－1检测出的直流电压值，生成修正后直流电压值。
这样，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元内的各电压修正部225－1以及225－2，使第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元内的各电阻放电单元用电压检测部222－1以及222－2检测出的电压值与整流器用电压检测部220的直流电源电压检测值一致那样进行修正。
通过这样修正，如图9a以及图9b所示，消除了各电阻放电单元的放电动作的不平衡。也就是说，在从电动机2再生了第一电阻放电单元或者第二电阻放电单元之一能够消耗的再生能量的量的情况下的电阻放电动作如下。
首先，当在电动机2内产生的再生能量通过逆变器212变换为直流电力时，如图9a所示整流器211和逆变器212之间的直流链路中的直流电压开始上升。通过第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元内的各电压修正量运算部224－1以及224－2和各电压修正部225－1以及225－2动作，直流电压的检测误差消失。也就是说，如图9a所示，生成的修正后直流电压值在各电压修正部225－1以及225－2之间一致。
如图9a所示，当通过各电压修正部225－1以及225－2生成的同一值的修正后直流电压值上升到第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)时，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元同时开始电阻放电动作(图9b)。
通过第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元开始电阻放电动作，如图9a所示，直流链路中的直流电压转变为下降。
当直流链路中的直流电压继续下降时，达到第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)。当下降到第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)时，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元同时停止电阻放电动作。
在电动机2中继续生成上述的再生能量的情况下，执行上述的处理，在第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元中同时执行电阻放电动作的开始以及停止，所以消除了任何一个电阻放电单元不执行电阻放电动作这样的运行状态的不平衡。这样，根据第三实施例，通过在各电阻放电单元213－1以及213－2内分别设置电压修正量运算部224－1以及224－2和电压修正部225－1以及225－2，消除了各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡了各电阻放电单元的发热量。其结果，不会出现仅一个电阻放电单元超过容许温度的事情，能够防止有多个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。
此外，在电动机控制装置201的稳定运行中，根据电动机2的动作状态，直流链路中的直流电压变动。另一方面，如果是在电动机控制装置201的驱动开始前，则直流链路的直流电压仅依存于整流器211的交流输入侧的三相交流而没有上述那样的变动地表示一定值，所以通过各电压修正量运算部224－1以及224－2的修正量的运算，例如在开始驱动电动机前执行是理想的。
另外，通过对整流器用电压检测部220以及电阻放电单元用电压检测部222－1以及222－2检测出的直流电压值进行滤波，也能够得到除去了高次谐波分量的直流分量(平均值)。因此，各电压修正量运算部224－1以及224－2也可以根据从整流器用电压检测部220检测出的直流电压值中除去了高次谐波分量的值和从电阻放电单元用电压检测部222－1以及222－2检测出的直流电压值中除去了高次谐波分量的值的偏差分别运算修正量，由此能够除去在上述电动机2的驱动刚开始后直流链路中的直流电压的变动或者依存于电动机控制装置的稳定运行中的电动机2的动作状态的直流链路中的直流电压的变动的影响。
接着，使用图10～图12、图13a、图13b、图14a以及图14b说明第四实施例的电动机控制装置。图10是表示第四实施例的电动机控制装置的结构的图。第四实施例的电动机控制装置301具有整流器311、逆变器312和至少两个电阻放电单元313－1以及313－2。此外，在图10中作为一例电阻放电单元的个数取两个，但是电阻放电单元的个数不限制本发明，只要是多个，其他个数也可以。
整流器311整流从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力，输出直流电力。在第四实施例中不特别限定使用的整流器311的实施方式，例如有120度通电型整流电路、或者PWM控制方式的整流电路等。
整流器311和逆变器312通过直流链路连接。逆变器312例如作为PWM逆变器等那样的、内部具有开关元件的变换电路而构成。逆变器312根据从上位控制装置(未图示)接受的电动机驱动指令使内部的开关元件进行开关动作，把从直流链路的直流输入侧输入的直流电力变换为用于驱动电动机2的希望的电压以及希望的频率的三相交流电力。电动机2根据供给的电压可变以及频率可变的三相交流电力动作。另外，在电动机2减速时发生再生电力，根据从上位控制装置接受的电动机驱动指令，把电动机2发生的作为再生电力的交流电力向直流电力变换后返回直流链路。这样，逆变器312根据接受的电动机驱动指令，对直流链路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进行相互电力变换。此外，这里以通过电动机控制装置301驱动控制一个电动机2为例，但是电动机的个数不限定本发明，也可以是其他个数。在设置多个电动机2的情况下，分别给每一个电动机2设置逆变器312。
电动机控制装置301具有至少两个电阻放电单元313－1以及313－2。各电阻放电单元313－1以及313－2分别在直流链路上连接，分别分担直流链路的直流电力来进行电阻放电。各电阻放电单元313－1以及313－2，在满足预定的条件的情况下执行对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。
这些电阻放电单元313－1以及313－2分别具有固有的电阻放电部、电压检测部、放电动作判定部、温度信息生成部以及放电动作条件设定部。
也就是说，电阻放电单元313－1具有：电阻放电部321－1、电压检测部322－1、放电动作判定部323－1、温度信息生成部324－1和放电动作条件设定部325－1。电阻放电部321－1根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部322－1检测直流链路中的直流电压值。温度信息生成部324－1生成表示电阻放电部321－1中的温度的温度信息。放电动作条件设定部325－1根据温度信息设定作为电阻放电动作开始水平的第一阈值。另外，放电动作条件设定部325－1根据温度信息设定作为电阻放电动作停止水平的第二阈值。放电动作判定部323－1，在判定为电压检测部322－1检测出的直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部321－1指示开始电阻放电动作，在判定为电压检测部322－1检测出的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部321－1指示停止电阻放电动作。
同样，电阻放电单元313－2具有：电阻放电部321－2、电压检测部322－2、放电动作判定部323－2、温度信息生成部324－2和放电动作条件设定部325－2。电阻放电部321－2根据接受的指令开始或者停止对直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作。电压检测部322－2检测直流链路中的直流电压值。温度信息生成部324－2生成表示电阻放电部321－2中的温度的温度信息。放电动作条件设定部325－2根据温度信息设定作为电阻放电动作开始水平的第一阈值。另外，放电动作条件设定部325－2根据温度信息设定作为电阻放电动作停止水平的第二阈值。放电动作判定部323－2，在判定为电压检测部322－2检测出的直流电压值比第一阈值大时对于电阻放电部321－2指示开始电阻放电动作，在判定为电压检测部322－2检测出的直流电压值比小于第一阈值的第二阈值小时对于电阻放电部321－2指示停止电阻放电动作。
在放电动作条件设定部325－1以及325－2中预先设定预定的基准温度。放电动作条件设定部325－1以及325－2，在温度信息表示的温度比基准温度高时，把与基准温度对应的第一阈值以及第二阈值变更设定为更高的水平，在温度信息表示的温度下降并恢复到基准温度时，把已设定为高水平的第一阈值以及第二阈值再设定为与基准温度对应的第一阈值以及第二阈值。关于该动作的详情后述。
接着，使用图11以及图12说明通过电阻放电单元内的温度信息生成部进行的温度信息的生成的具体例。这里，第一以及第二具体例都特别关于电阻放电单元313－1进行说明，但是关于电阻放电单元313－2因为结构也相同所以省略说明。
图11是表示通过第四实施例的电动机控制装置中的温度信息生成部进行的温度信息的生成的第一具体例的图。如图11所示，电阻放电部321－1具有电阻R；开关元件S，用于在从放电动作判定部323－1接受电阻放电动作的开始指令时连接电阻R与直流链路，在从放电动作判定部323－1接受电阻放电动作的停止指令时切断电阻R和直流链路的连接；回流二极管D。在电阻放电部321－1的构成要素中发热大的是电阻R以及开关元件S。
因此，在第一具体例中，如图11所示，在电阻放电部321－1内的电阻R以及开关元件S中的至少一个附近设置热敏电阻31，测定设置了热敏电阻31的该电阻R以及开关元件S中的至少一个的温度，根据该热敏电阻31的输出，温度信息生成部进行温度信息的生成。在图11中作为一例表示在电阻R以及开关元件S双方设置有热敏电阻31的情况。
温度信息生成部324－1根据热敏电阻31的输出生成温度信息。在热敏电阻31被设置在电阻R或者开关元件S的任何一方的附近的情况下，温度信息生成部324－1根据该热敏电阻31的输出生成表示设置有该热敏电阻31的元件的温度的温度信息。另外，如图11所示，在电阻R以及开关元件S双方设置了热敏电阻31的情况下，温度信息生成部324－1获得来自两个热敏电阻31的输出，但是在这种情况下，例如根据在两个热敏电阻31的输出中更接近正测定温度的元件的容许温度的一方的输出、或者表示更高的温度的输出，生成表示该正测定温度的元件的温度的温度信息。
图12是表示通过第四实施例的电动机控制装置中的温度信息生成部进行的温度信息的生成的第二具体例的图。在第二具体例中，温度信息生成部324－1根据电压检测部322－1检测出的直流电压值以及放电动作判定部323－1输出的指令内容推定电阻R以及开关元件S的任何一方的温度、或者电阻R以及开关元件S双方的温度，由此生成温度信息。也就是说，在第二具体例中，不设置第一具体例那样的热敏电阻31，通过基于电压检测部322－1检测出的直流电压值以及放电动作判定部323－1输出的指令内容的温度推定，温度信息生成部324－1进行温度信息的生成。以下说明温度推定的一例。
在设电压检测部322－1检测出的直流电压值为V[V]、电阻R的电阻值为R[Ω]时，在放电动作判定部323－1输出接通指令(即开始或者执行电阻放电动作的指令)的情况下以及在放电动作判定部323－1输出关断指令(即停止电阻放电动作的指令)的情况下，分别如式1那样表示电阻放电部321－1内的电阻R的损失PR[W]。
PR＝V2/R(放电动作判定部的指令接通的情况)…(1)
PR＝0(放电动作判定部的指令关断的情况)
另一方面，在例如设开关元件S是IGBT的情况下的集电极－发射极间的电压为Vce[V]时，在放电动作判定部323－1输出接通指令(即开始或者执行电阻放电动作的指令)的情况下以及在放电动作判定部323－1输出关断指令(即停止电阻放电动作的指令)的情况下，分别如式2那样表示电阻放电部321－1内的开关元件S的损失PS[W]。
PS＝(V/R)×Vce(放电动作判定部的指令接通的情况)…(2)
PS＝0(放电动作判定部的指令关断的情况)
此外，因为开关元件S的损失PS是恒定损失，所以也可以把在上述损失PS上再加上开关损失的和定义为开关元件S的损失PS。
当设推定温度的元件的损失为P[W]、热阻为K[℃/W]、热时间常数为τ[秒]时，该推定温度的元件的温度变化量ΔT如用频域中的传递函数表示的话成为式3那样，所以能够推定时刻t时的温度。式中，P(s)在推定温度的元件是电阻R的情况下是在式1中表示的PR，在开关元件S的情况下是在式2中表示的PS。
Δ T ( s ) = K τ s + 1 · P ( s ) ... ( 3 )
这样，温度信息生成部324－1遵照式1～式3推定电阻R或者开关元件S的任何一方的温度、或者电阻R以及开关元件S的双方的温度，在温度推定值是多个的情况下，根据更接近推定温度的元件的容许温度的温度推定值、或者表示更高的温度的温度推定值，生成表示该推定温度的元件的温度的温度信息。
接着，使用图13a、图13b、图14a以及图14b说明电阻放电单元313－1以及313－2的动作。图13a是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。图13b是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。另外，图14a是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平和直流链路中的直流电压的关系的图。图14b是说明图10～图12表示的第四实施例的电动机控制装置中的电阻放电动作的图，是表示电阻放电动作的执行以及停止的图。关于图10～图12的电阻放电单元313－1以及313－2，在图13a、图13b、图14a以及图14b中分别标记为第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元。
放电动作条件设定部325－1以及325－2，在温度信息表示的温度比基准温度高时，温度信息表示的温度越高，仅把第一阈值或者第一阈值以及第二阈值双方依次变更得更越高来进行再设定。这里，在仅依次变更第一阈值的情况下，放电动作条件设定部325－1以及325－2，在温度信息表示的温度下降并恢复到基准温度时，把上述已再设定为高水平的第一阈值再设定为与基准温度对应的第一阈值。另外，在依次变更第一阈值以及第二阈值双方的情况下，放电动作条件设定部325－1以及325－2，在温度信息表示的温度下降并恢复到基准温度时，把上述已再设定为高水平的第一阈值以及第二阈值双方再设定为与基准温度对应的第一阈值以及第二阈值双方。
在用第一电阻放电单元或者第二电阻放电单元之一可消耗完的量的再生能量从电动机2再生的情况下的电阻放电动作如下。
关于电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平，在电阻放电单元间有误差，作为初始状态，如已经说明的图2a所示，说明第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)比第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)高的情况。设电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)在图2a表示的水平时的温度为“基准温度”。在图2a的情况下，成为第一电阻放电单元进行电阻放电动作而第二电阻放电单元不进行电阻放电动作这样的不平衡的运行状态。因此，在这种情况下，第一电阻放电单元的发热量比第二电阻放电单元的发热量大，第一电阻放电单元的温度上升。
第一电阻放电单元内的温度信息生成部324－1生成表示电阻放电部321－1中的温度的温度信息，第二电阻放电单元内的温度信息生成部324－2生成表示电阻放电部321－2中的温度的温度信息，但是如上所述，因为仅第一电阻放电单元进行电阻放电动作，所以第一电阻放电单元内的温度信息生成部324－1生成的温度信息表示电阻放电部321－1中的温度慢慢上升。另一方面，因为第二电阻放电单元不进行电阻放电动作，所以第二电阻放电单元内的温度信息生成部324－2生成的温度信息不表示电阻放电部321－2的温度上升。
第一电阻放电单元内的放电动作条件设定部325－1，在温度信息表示的温度变得比基准温度高时，把与图2a表示的基准温度对应的作为电阻放电动作开始水平的第一阈值以及作为电阻放电动作停止水平的第二阈值变更设定为更高水平。另一方面，第二电阻放电单元内的放电动作条件设定部325－2，因为如上述在第二电阻放电单元内温度不上升，所以不变更电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平。
放电动作条件设定部325－1，当温度继续上升时与此相伴把电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平依次变更设定为更高的水平。如图13a所示，即使在第一电阻放电单元中的电阻放电动作开始水平变得比未变更设定的第二电阻放电单元中的电阻放电动作开始水平高时，再生能量在电动机2中仍继续生成的情况下，直流链路中的直流电压也上升，但是当该直流电压达到第二电阻放电单元中的电阻放电动作开始水平时，第二电阻放电单元开始电阻放电动作(图13b)。
通过第二电阻放电单元开始电阻放电动作，如图13a所示，直流链路中的直流电压转变为下降。
当直流链路中的直流电压继续下降时，到达第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)。当下降到第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平(第二阈值)时，第二电阻放电单元停止电阻放电动作。在温度信息表示的温度下降，恢复到基准温度时，把已再设定为高水平的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)双方分别再设定为与基准温度对应的电阻放电动作开始水平(第一阈值)以及电阻放电动作停止水平(第二阈值)。
这样，根据第四实施例，与参照图2a以及图2b说明的情况不同，成为第二电阻放电单元进行电阻放电动作，第一电阻放电单元不进行电阻放电动作的状态。因为仅第二电阻放电单元进行电阻放电动作，所以第二电阻放电单元的发热变大，第二电阻放电单元的温度上升。当第二电阻放电单元的温度上升继续时，通过第二电阻放电单元内的放电动作条件设定部325－2第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平被变更设定为更高的水平，恢复到第二电阻放电单元中的电阻放电动作开始水平比第一电阻放电单元中的电阻放电动作开始水平高的图2a的状态。在温度信息表示的温度下降，恢复到基准温度时，把已再设定为高水平的电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平的双方分别再设定为与基准温度对应的电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平。通过在第一电阻放电单元和第二电阻放电单元中交替重复上述那样的电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平的设定变更，从中长期的时间平均看，第一电阻放电单元和第二电阻放电单元成为相同的发热量。
另外，如图14a所示，在把第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平或者第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平设定变更得高时，有时发生这两个电阻放电动作开始水平一致的状况。在这种情况下，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元如下动作。
亦即，如图14a所示，在第一电阻放电单元的电阻放电动作开始水平和第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平一致的情况下，在电动机2中继续生成再生能量的情况下，直流链路中的直流电压也上升。当上升到第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作开始水平时，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元同时开始电阻放电动作(图14b)。
通过第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元开始电阻放电动作，如图14a所示直流链路中的直流电压转变为下降。
当直流链路中的直流电压继续下降时，到达第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平。当下降到第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元的电阻放电动作停止水平时，第一电阻放电单元以及第二电阻放电单元同时停止电阻放电动作。
这样，根据第四实施例，通过在各电阻放电单元313－1以及313－2内分别设置温度信息生成部324－1以及324－2和放电动作条件设定部325－1以及325－2，能够消除各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡各电阻放电单元的发热量。其结果，不会仅一个电阻放电单元超过容许温度，能够防止有多个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。
此外，在上述的例子中，变更设定了电阻放电动作开始水平以及电阻放电动作停止水平双方，但是即使仅变更设定电阻放电动作开始水平也能够得到和上述同样的效果。
本发明作为驱动机床、锻压机械、注塑成型机、工业机械或者各种机器人内的电动机的电动机控制装置，在具有把输入的交流变换为直流的整流器、把从直流变换部输出的直流变换为作为各电动机的驱动电力分别供给的交流的逆变器的电动机控制装置中，能够应用于在位于整流器和逆变器之间的直流链路中设置至少两个电阻放电单元、把电动机减速时产生的再生能量作为电阻放电单元内的电阻的热能来消耗的电动机控制装置。
根据第一～第四方式，在电动机控制装置中，具有至少两个通过电阻放电来消耗来自电动机的再生能量的电阻放电单元，通过与电动机控制装置驱动的电动机的再生能量的量匹配地组合使用至少两个使用了电流额定值小的元件的电阻放电单元，能够不增加模型种类，抑制系统所需的放电容量，能够实现维护效率高的电动机控制装置。
进而，根据第二方式，通过具备与各电阻放电单元中的电阻放电动作的动作状态无关地对于全部电阻放电单元指示开始或者停止电阻放电动作的上位放电动作指令单元，消除各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡各电阻放电单元的发热量。其结果，不会仅一个电阻放电单元超过容许温度，能够防止具有至少两个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。
进而，根据第三方式，通过在各电阻放电单元内分别设置电压修正量运算部以及电压修正部，消除各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡各电阻放电单元的发热量。其结果，不会仅一个电阻放电单元超过容许温度，能够防止具有至少两个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。
进而，根据第四方式，通过在各电阻放电单元内分别设置温度信息生成部以及放电动作条件设定部，消除各电阻放电单元的放电动作的不平衡，均衡各电阻放电单元的发热量。其结果，不会仅一个电阻放电单元超过容许温度，能够防止具有至少两个电阻放电单元的系统全体的放电容量降低。

Claims (7)

1.一种电动机控制装置(301)，其特征在于，具有：
整流器(311)，其对从交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力；
逆变器(312)，其连接在作为上述整流器(311)的直流输出侧的直流链路上，对上述直流链路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进行相互电力变换；和
分别连接在上述直流链路上，分别分担上述直流链路的直流电力来进行电阻放电的至少两个电阻放电单元(313－1、313－2)，各上述电阻放电单元(313－1、313－2)在满足预定的条件的情况下分别执行对上述直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作，
各上述电阻放电单元(313－1、313－2)分别具有：
电阻放电部(321－1、321－2)，其根据接受的指令开始或者停止对上述直流链路的直流电力进行电阻放电的电阻放电动作；
电压检测部(322－1、322－2)，其检测上述直流链路中的直流电压值；
温度信息生成部(324－1、324－2)，其生成表示上述电阻放电部(321－1、321－2)中的温度的温度信息；
放电动作条件设定部(325－1、325－2)，其根据上述温度信息设定作为电阻放电动作开始水平的第一阈值；和
放电动作判定部(323－1、323－2)，其在判定为上述电压检测部(322－1、322－2)检测出的直流电压值比上述第一阈值大时，对于上述电阻放电部(321－1、321－2)指示上述电阻放电动作的开始，在判定为上述电压检测部(322－1、322－2)检测出的直流电压值比小于上述第一阈值的第二阈值小时，对于上述电阻放电部(321－1、321－2)指示上述电阻放电动作的停止。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述放电动作条件设定部(325－1、325－2)根据上述温度信息设定作为电阻放电动作停止水平的上述第二阈值。
3.根据权利要求2所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述放电动作条件设定部(325－1、325－2)，在上述温度信息表示的温度比基准温度高时，上述温度信息表示的温度越高，仅把上述第一阈值或者把上述第一阈值以及上述第二阈值的双方依次变更为更高的水平来进行再设定。
4.根据权利要求3所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述放电动作条件设定部(325－1、325－2)，在上述温度信息表示的温度下降并恢复到上述基准温度时，把上述已再设定为高水平的第一阈值再设定为与上述基准温度对应的上述第一阈值，或者把上述已再设定为高水平的第一阈值以及第二阈值的双方分别再设定为与上述基准温度对应的上述第一阈值以及上述第二阈值。
5.根据权利要求1～4的任何一项所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述电阻放电部(321－1、322－2)具有：
电阻(R)；和
开关元件(S)，其在从上述放电动作判定部(323－1、323－2)接受开始上述电阻放电动作的指令时将上述电阻(R)与上述直流链路连接，在从上述放电动作判定部(323－1、323－2)接受停止上述电阻放电动作的指令时切断上述电阻(R)与上述直流链路的连接。
6.根据权利要求5所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述电阻放电部(321－1、322－2)具有在上述电阻(R)以及上述开关元件(S)中的至少一个附近设置的热敏电阻(31)，
上述温度信息生成部(324－1、324－2)根据上述热敏电阻(31)的输出生成上述温度信息。
7.根据权利要求5所述的电动机控制装置(301)，其特征在于，
上述温度信息生成部(324－1、324－2)根据上述电压检测部(322－1、322－2)检测出的直流电压值以及上述放电动作判定部(323－1、323－2)输出的指令内容生成上述温度信息。
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