CN105991070A - 电动机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机驱动装置。在直流环节中具有多个直流电容器(5)的电动机驱动装置(1)具备：检测各直流电容器的电压的电压检测单元(11)；检测向各逆转换器(4)输入或从各逆转换器输出的各电流的电流检测单元(12)；指令单元(13)，其在各直流电容器被充电且向正转换器(2)的直流电力的供给被切断后对各逆转换器输出电力转换指令；对在电力转换指令被输出时检测出的各电流进行积分的电流积分单元(14)；容量估计单元(15)，其计算该直流电容器的估计容量；以及基于直流电容器的初始容量值和估计容量来判定各直流电容器的寿命的寿命判定单元(16)。

Description

电动机驱动装置

技术领域

本发明涉及一种将从三相交流输入侧供给的交流电力转换为直流电力并将该直流电力输出到直流环节之后、再将该直流电力转换为用于驱动电动机的交流电力并将该交流电力供给到电动机的电动机驱动装置，特别涉及一种具有对设置于直流环节的直流电容器的寿命进行判定的寿命判定单元的电动机驱动装置。

背景技术

在对机床、产业设备、锻压设备、注射成型机或各种机器人内的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，在通过正转换器将从交流电源侧输入的交流电力暂且转换为直流电力之后，再通过逆转换器将该直流电力转换为交流电力，并将该交流电力用作电动机的驱动电力。

图4是表示一般的电动机驱动装置的结构的图。电动机驱动装置100具备正转换器101和逆转换器102，该电动机驱动装置100对连接于该逆转换器102的交流侧的电动机104的速度、转矩或转子的位置进行控制，其中，该正转换器101将来自商用三相交流电源(以下简称为“交流电源”)103的交流电力转换为直流电力，该逆转换器102将从正转换器101输出的直流电力转换为要作为电动机104的驱动电力被供给的期望频率的交流电力、或者将从电动机104再生的交流电力转换为直流电力。正转换器101与逆转换器102经由直流环节(DC link)而连接。为了使正转换器101的直流输出平滑化而，在直流环节中设置有直流电容器(直流环节电容器)105。

一般来说，在存在多个驱动轴(进给轴和主轴)的情况下，为了对各驱动轴进行驱动而设置有多个电动机。为了对与多个驱动轴分别对应地设置的各电动机单独地供给驱动电力来对电动机进行驱动控制，并联连接与电动机的个数相同个数的逆转换器。在各逆转换器的直流输入侧分别设置有直流电容器。另一方面，以降低电动机驱动装置的成本、占有空间为目的，多数情况下相对于多个逆转换器设置一个正转换器。此外，在图4中，为了使附图简明而将电动机104的个数设为一个，因而逆转换器102为一个。

一般地，已知设置于正转换器与逆转换器之间的直流环节的直流电容器是静电容量(以下简称为“容量”)由于重复充放电而减少的寿命有限的部件。当直流电容器的容量降低时，发生流过直流环节的脉动电流增加从而直流电压的变动变大的问题。对于被判定为寿命到来的直流电容器，需要进行更换。由于这样，准确地掌握直流电容器的容量来判定寿命到来与否是重要的。

例如，如日本特开2000-152643号公报所记载的那样，已知使用初始充电时的直流电容器的充电电流的时间积分值和直流电容器的电压值来进行直流电容器的寿命判定的装置。

图5是说明日本特开2000-152643号公报所记载的发明的概要图。在此，以为了驱动n个驱动轴(n为2以上的自然数)而设置多个电动机的情况为例来进行说明。为了向n个电动机供给驱动电力而设置有n个逆转换器，还与各逆转换器对应地设置有n个直流电容器。当将包括电动机、与该电动机连接的逆转换器以及与该逆转换器连接的直流电容器的组表示为设备120-1、120-2、……、120-n时，如图5所示，成为n个设备120-1、120-2、……、120-n并联连接的状态。此外，在图5中，为了使附图简明，对于设备120-1、120-2、……、120-n省略了电动机和逆转换器的图示，仅图示了直流电容器105-1、105-2、……、105-n。在日本特开2000-152643号公报所记载的发明中，为了判定直流电容器的寿命，设置有开关SW1、充电电阻107、直流电容器充电控制电路115，以利用通过正转换器101将来自交流电源103的交流电流转换为直流而得到的电流I对直流电容器进行初始充电。然后，通过充电电流积分电路116对在直流电容器105的初始充电期间内检测出的充电电流I进行时间积分，直流电容器容量估计电路117基于所得到的电流积分值和直流电容器的电压V来计算直流电容器的估计容量。在将直流电容器105-1、105-2、……、105-n的容量设为C₁、C₂、……、C_n时，式1成立。

$C_1+C_2+...+C_n=\frac{\∫Idt}{V}\mathrm{....}\left(1\right)$

如上所述，当电动机驱动装置内的设置于正转换器与逆转换器之间的直流环节的直流电容器的容量由于重复充放电而减少时，发生流过直流环节的脉动电流增加从而直流电压的变动变大的问题，因此准确地测定直流电容器的容量是重要的。如果不能准确地测定直流电容器的容量，则很可能会错过更换直流电容器的时机而导致直流环节中产生大的脉动电流从而产生大的直流电压变动。或者，导致成为没有必要地提早更换寿命尚存的直流电容器的情形。因而，准确地掌握直流电容器的容量来可靠地判断是否已到寿命是重要的。

另外，如上所述，在存在多个由电动机驱动装置驱动的驱动轴的情况下，还与各驱动轴对应地设置多个包括电动机、逆转换器以及直流电容器的组。在这种情况下，当想要基于日本特开2000-152643号公报所记载的发明来进行直流电容器的寿命判定时，能够使用初始充电时的直流电容器的充电电流的时间积分值和直流电容器的电压值并基于式1估计出的是多个直流电容器的合成容量“C₁+C₂+……+C_n”，无法估计各个直流电容器的容量。也就是说，无法从多个直流电容器中确定出寿命已到的直流电容器，存在缺乏便利性的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够准确地判定在正转换器与逆转换器之间的直流环节中并联连接的多个直流电容器各自的寿命的电动机驱动装置。

为了实现上述目的，提供一种电动机驱动装置，其具备：正转换器，其将从交流电源侧供给的交流电力转换为直流电力；至少两个直流电容器，该至少两个直流电容器彼此并联连接，设置于作为正转换器的直流侧的直流环节；以及至少两个逆转换器，该至少两个逆转换器分别与各直流电容器并联连接，将直流环节中的直流电力转换为作为电动机的驱动电力的交流电力，该电动机驱动装置还具备：电压检测单元，其检测各直流电容器的电压；电流检测单元，其针对各逆转换器检测向逆转换器输入或从逆转换器输出的电流；指令单元，在各直流电容器被充电且从交流电源侧向正转换器的直流电力的供给被切断之后，该指令单元对各逆转换器输出使直流环节中的直流电力转换为交流电力的电力转换指令；电流积分单元，其对在指令单元输出电力转换指令的过程中由电流检测单元检测出的各逆转换器的电流进行积分，将各积分结果作为各逆转换器的电流积分值来输出；容量估计单元，其基于与各直流电容器对应的逆转换器所对应的电流积分值和在向正转换器的直流电力的供给被切断之后且指令单元输出电力转换指令之前由电压检测单元检测出的该直流电容器的电压，来计算该直流电容器的估计容量；以及寿命判定单元，其针对各直流电容器，基于预先测定出的未使用时的该直流电容器的初始容量的值和由容量估计单元计算出的该直流电容器的估计容量来判定该直流电容器是否到寿命。

也可以是，寿命判定单元在估计容量相对于初始容量的比率为预先设定的基准比率以下的情况下，判定为直流电容器到寿命。

也可以是，寿命判定单元在估计容量为对初始容量乘以预先设定的基准比率而得到的值以下的情况下，判定为直流电容器到寿命。

也可以是，电流检测单元针对各逆转换器检测从逆转换器输出的电流，指令单元所输出的电力转换指令是将直流环节中的直流电力转换为无效电力的指令。

另外，也可以是，电动机驱动装置还具备基准比率设定单元，该基准比率设定单元设定基准比率。

另外，也可以是，电动机驱动装置还具备警报信号输出单元，在寿命判定单元判定为直流电容器到寿命时，该警报信号输出单元输出警报信号。

另外，也可以是，电动机驱动装置还具备初始容量存储单元，该初始容量存储单元存储有预先测定出的未使用时的直流电容器的初始容量的值。

附图说明

通过参照以下的附图会更明确地理解本发明。

图1是表示第一实施例的电动机驱动装置的原理框图。

图2是表示第一实施例的电动机驱动装置中的寿命判定处理的流程图。

图3是表示第二实施例的电动机驱动装置的原理框图。

图4是表示一般的电动机驱动装置的结构的图。

图5是说明日本特开2000-152643号公报所记载的发明的概要图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明具有直流电容器的寿命判定单元的电动机驱动装置。然而，需要理解的是，本发明并不限定于附图或下面说明的实施方式。

本发明的电动机驱动装置中设置的直流电容器只要在直流环节上至少设置两个即可。在下面说明的实施例中，作为一例，说明通过电动机驱动装置对两个电动机进行驱动的情况。另外，本发明也不特别限定由电动机驱动装置驱动的电动机的种类，例如既可以是感应电动机，也可以是同步电动机。

首先，说明第一实施例的电动机驱动装置的电路结构。图1是表示第一实施例的电动机驱动装置的原理框图。此后，在不同的附图中被标注了相同参照标记的结构要素表示它们是具有相同功能的结构要素。

第一实施例的电动机驱动装置1具备正转换器2、直流电容器5、逆转换器4、电压检测单元11、电流检测单元12、指令单元13、电流积分单元14、容量估计单元15、寿命判定单元16以及基准比率设定单元17。在电动机驱动装置1内的正转换器2的交流输入侧连接有交流电源3，在电动机驱动装置1内的逆转换器4的交流输出侧连接有电动机6。为了对与多个驱动轴(未图示)分别对应地设置的各电动机6单独地供给驱动电力，并联连接与电动机6的个数相同个数的逆转换器4。在各逆转换器4的直流输入侧分别设置有直流电容器5。因而，直流电容器5、逆转换器4、电压检测单元11、电流检测单元12、电流积分单元14、容量估计单元15、寿命判定单元16以及基准比率设定单元17是按每个电动机6设置的。下面，将按每个电动机6设置的这些结构要素统一表示为第一设备20-1和第二设备20-2。即，第一设备20-1与第二设备20-2成为并列设置连接的关系。

以降低电动机驱动装置的成本、占有空间为目的，相对于多个逆转换器4设置一个正转换器2。正转换器2对从商用三相的交流电源3的某个交流输入侧供给的交流电力进行整流，向作为正转换器2的直流输出侧的直流环节输出直流电力。在本发明中，并不特别限定于所使用的正转换器2的实施方式，例如存在带120度通电再生功能的三相全波二极管整流电路、或者PWM控制方式的整流电路等。此外，在正转换器2的交流输入侧连接有电磁接触器7。

正转换器2与逆转换器4经由直流环节而连接。逆转换器4对直流环节中的直流电力与作为电动机6的驱动电力或再生电力的交流电力相互进行电力转换。如图1所示，设置于第一设备20-1的逆转换器4与设置于第二设备20-2的逆转换器4处于并联连接的关系。逆转换器4构成为例如像PWM逆转换器等那样的在内部具有开关元件的转换电路。在通常的电动机驱动时，逆转换器4基于从上级的数值控制装置(未图示)接收到的电动机驱动指令使内部的开关元件进行开关动作，来将从直流环节侧供给的直流电力转换为用于驱动电动机6的具有期望电压和期望频率的三相交流电力。由此，电动机6基于所供给的电压可变及频率可变的三相交流电力来进行动作。另外，在电动机6的制动时产生再生电力，逆转换器4基于从上级控制装置接收到的电动机驱动指令将作为电动机6所产生的再生电力的交流电力转换为直流电力并使该直流电力返回到直流环节。另外，逆转换器4在从后述的指令单元13接收到电力转换指令的情况下，基于该电力转换指令使内部的开关元件进行开关动作来将直流环节中的直流电力转换为交流电力并输出该交流电力。

直流电容器5设置在将正转换器2的直流输出侧与逆转换器4的直流输入侧连接的直流环节上。直流电容器5具有抑制正转换器2或逆转换器4的直流输出的脉动量的功能，并且还具有暂时蓄积从正转换器2或逆转换器4输出的直流电力的功能。如图1所示，设置于第一设备20-1的直流电容器5与设置于第二设备20-2的直流电容器5处于并联连接的关系。利用从正转换器2输出的直流电力对直流电容器5进行初始充电。

电压检测单元11检测施加于直流电容器的电压。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置直流电容器5，因此，为了检测施加于该直流电容器5的电压，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置电压检测单元11。

在本实施例中，电流检测单元12检测从逆转换器4输出的电流。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置逆转换器4，因此，为了检测从该逆转换器4输出的电流，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置电流检测单元12。此外，也可以是，为了检测向逆转换器4输入的电流而将电流检测单元12设置于直流电容器5与逆转换器4之间，在后述的第二实施例中对此进行说明。

在第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5被充电且从交流电源3侧向正转换器2的直流电力的供给被电磁接触器7切断后，指令单元13对第一设备20-1和第二设备20-2内的各逆转换器4同时输出使直流环节5中的直流电力转换为交流电力的电力转换指令。通过对各逆转换器4同时提供电力转换指令，能够防止电荷在第一设备20-1和第二设备20-2内的直流电容器5之间移动。此外，指令单元13既可以作为例如上述的数值控制装置(未图示)内的一个功能来实现，或者也可以由与数值控制装置相独立的计算机构成。另外，也可以设指令单元13对逆转换器4输出的电力转换指令为将直流环节中的直流电力转换为无效电力的指令。

电流积分单元14对在指令单元13输出电力转换指令的过程中由电流检测单元12检测出的来自逆转换器4的输出电流进行积分，将其结果作为与该转换器4有关的电流积分值来输出。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置逆转换器4和检测该逆转换器4的输出电流的电流检测单元12，因此，为了对该电流检测单元12所检测出的来自逆转换器4的输出电流进行积分，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置电流积分单元14。因而，电流积分单元14输出第一设备20-1和第二设备20-2内的各转换器4的电流积分值。

容量估计单元15基于从电流积分单元14输出的电流积分值和在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的该直流电容器5的电压，来计算直流电容器5的估计容量。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置电流积分单元14和电压检测单元11，因此，为了基于从该电流积分单元14输出的电流积分值和该电压检测单元11所检测出的该直流电容器5的电压来计算该直流电容器4的估计容量，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置容量估计单元15。因而，容量估计单元15输出第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5的估计容量。在后面叙述容量估计单元15计算直流电容器5的估计容量的具体计算方法。

寿命判定单元16基于预先测定出的未使用时的直流电容器5的初始容量值和由容量估计单元15计算出的直流电容器5的估计容量来判定直流电容器5是否到寿命。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置容量估计单元15来计算各直流电容器5的估计容量，因此，为了进行第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5的寿命判定，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置寿命判定单元16。因而，对于第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5，寿命判定单元16基于预先测定出的未使用时的该直流电容器5的初始容量值和估计容量来判定该直流电容器5是否到寿命。此外，虽未在此图示，但是也可以还设置存储有预先测定出的未使用时的直流电容器5的初始容量值的初始容量存储单元，例如还可以统一存储在EEPROM中。在后面叙述寿命判定单元16判定直流电容器5的寿命的具体判定方法。

基准比率设定单元17设定在寿命判定单元16进行的寿命判定处理中使用的基准比率。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置寿命判定单元16来对各直流电容器5进行寿命判定，因此也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置基准比率设定单元17。基准比率设定单元17具有供用户能够从外部任意地改写基准比率的个人计算机、键盘、触摸面板、鼠标等用户接口的功能。或者，也可以利用可变电阻器和用于变更其电阻值的机械式电位器来构成基准比率设定单元17。由基准比率设定单元17设定的基准比率存储于存储部(未图示)。由寿命判定单元16从存储部读出基准比率，在寿命判定处理中使用该基准比率。

在寿命判定单元判定为直流电容器5到寿命(即寿命已到)时，警报信号输出单元18输出警报信号。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置寿命判定单元16来对各直流电容器5进行寿命判定，因此，也在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置警报信号输出单元18。

接着，说明第一实施例的电动机驱动装置1中的寿命判定处理的动作。图2是表示第一实施例的电动机驱动装置中的寿命判定处理的流程图。

在执行寿命判定处理之前，将电磁接触器7接通来从交流电源3向正转换器2取入交流电力，通过正转换器2将该交流电力转换为直流电力，利用该直流电力来预先对第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5进行充电。然后，在步骤S101中，将电磁接触器7断开。通过将电磁接触器7断开来切断从交流电源3侧向正转换器2的直流电力的供给，并维持为在各直流电容器5中蓄积有电荷的状态。

接着，在步骤S102中，通过第一设备20-1和第二设备20-2内的电压检测单元11来分别检测各直流电容器5的电压。在此检测出的直流电容器5的电压是在步骤S101中将向正转换器2的直流电力的供给切断之后且在下一个步骤S103中通过指令单元13输出电力转换指令之前的、各直流电容器5中蓄积有电荷的状态下的电压。

在步骤S103中，指令单元13对第一设备20-1和第二设备20-2内的各逆转换器4同时输出使直流环节5中的直流电力转换为交流电力的电力转换指令。通过由指令单元13对各逆转换器4同时输出电力转换指令，能够防止电荷在第一设备20-1和第二设备20-2内的直流电容器5之间移动，后述的直流电容器5的寿命判定的精度提高。在指令单元13输出电力转换指令的期间内，各逆转换器4按照所接收到的电力转换指令将直流环节5中的直流电力转换为交流电力并输出该交流电力。由此，在第一设备20-1和第二设备20-2中，分别从逆转换器4向电动机6提供电流，所提供的电流被电动机6所消耗。即，通过对各逆转换器4同时提供电力转换指令，直流电容器5所放出的能量通过逆转换器4被供给到电动机6，进而通过电动机6的旋转动作被消耗。此外，如果将指令单元13对逆转换器4输出的电力转换指令设定为“将直流环节中的直流电力转换为无效电力的指令”，则各逆转换器4能够根据该无效电力转换指令来将直流环节中的直流电力转换为无效电力并将该无效电力供给到电动机6，由于该无效电力，电动机6以不旋转的方式消耗能量。

此外，在指令单元13输出电力转换指令的期间内，第一设备20-1和第二设备20-2内的各电流检测单元12分别检测从各逆转换器4输出的电流。所检测出的电流值被发送到各电流积分单元14。

在步骤S104中，第一设备20-1和第二设备20-2内的电流积分单元14对各电流检测单元12所检测出的来自逆转换器4的输出电流进行积分，将其结果作为与该转换器4有关的电流积分值来输出。

在经过了直流电容器5足以完成放电的时间之后，在步骤S105中，容量估计单元15基于从电流积分单元14输出的电流积分值和在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的该直流电容器5的电压，来计算直流电容器5的估计容量。

考虑到直流电容器5所放出的能量被电动机6所消耗的情况，容量估计单元15如下那样计算直流电容器5的估计容量。

关于第一设备20-1，在将在指令单元13输出电力转换指令的期间内由电流检测单元12检测出的来自逆转换器4的输出电流设为I₁、将在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的直流电容器5的电压设为V₁时，通过式2来表示直流电容器5的估计容量C₁。在此，来自逆转换器4的输出电流I₁的积分期间是从指令单元13开始输出电力转换指令的时间点(即直流电容器5开始放电的时间点)起经过直流电容器5足以完成放电的时间为止的期间。

$C_1=\frac{\∫I_{1}dt}{V_1}\mathrm{....}\left(2\right)$

同样地，关于第二设备20-2，在将指令单元13输出电力转换指令的期间内由电流检测单元12检测出的来自逆转换器4的输出电流设为I₂、将在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的直流电容器5的电压设为V₂时，通过式3来表示直流电容器5的估计容量C₂。在此，来自逆转换器4的输出电流I₂的积分期间是从指令单元13开始输出电力转换指令的时间点(即直流电容器5开始放电的时间点)起经过直流电容器5足以完成放电的时间为止的期间。

$C_2=\frac{\∫I_{2}dt}{V_2}\mathrm{....}\left(3\right)$

通过对各逆转换器4同时提供电力转换指令来将各直流电容器5所放出的能量分别供给到对应的电动机6。此时，式4成立。

V₁≠V₂ ····(4)

因此，在本实施例中，第一设备20-1内的容量估计单元15根据来自逆转换器4的输出电流I₁的电流积分值和在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的该直流电容器5的电压V₁，基于式2来计算直流电容器5的估计容量C₁。另外，第二设备20-1内的容量估计单元15根据来自逆转换器4的输出电流I₂的电流积分值和在向正转换器2的直流电力的供给被切断之后且指令单元13输出电力转换指令之前由电压检测单元11检测出的该直流电容器5的电压V₂，基于式3来计算直流电容器5的估计容量C₂。

此外，例如也可以将容量估计单元15的计算结果显示于显示器(未图示)或者保存于存储单元(未图示)。由此，作业从业者能够获知各直流电容器5的估计容量。

返回到图2，在步骤S106中，第一设备20-1内的寿命判定单元16基于预先测定出的未使用时的直流电容器5的初始容量值C₀₁和由容量估计单元15计算出的估计容量C₁来判定第一设备20-1内的直流电容器5是否到寿命。另外，第二设备20-2内的寿命判定单元16基于预先测定出的未使用时的直流电容器5的初始容量值C₀₂和由容量估计单元15计算出的估计容量C₂来判定第二设备20-2内的直流电容器5是否到寿命。对于被判定为直流电容器5到寿命(即寿命已到)的设备，执行后述的步骤S107的处理。

在此，说明寿命判定单元16判定直流电容器5的寿命的判定方法，以下的方法能够应用于第一设备20-1和第二设备20-2中的任一个设备的直流电容器5，因此，在此代表性地说明第一设备20-1内的直流电容器5的情况。

一般来说，直流电容器5的容量由于重复充放电而减少，因此，在本实施例中，将直流电容器5的估计容量C₁相对于初始容量C₀₁的比率即“C₁/C₀₁”用作直流电容器5是否到寿命的判断因素。具体地说，存在下面两个方法。首先，作为第一方法，在估计容量C₁相对于初始容量C₀₁的比率“C₁/C₀₁”为由基准比率设定单元17预先设定的基准比率以下的情况下，寿命判定单元16判定为直流电容器到寿命(即寿命已到)。另外，作为第二方法，在估计容量C₁为对初始容量C₀₁乘以预先设定的基准比率而得到的值以下的情况下，寿命判定单元16判定为直流电容器5到寿命(即寿命已到)。第一方法与第二方法实质上相同，即，第一方法是对直流电容器的容量的比率进行比较，第二方法是对直流电容器的容量自身进行比较。

返回到图2，在步骤S107中，警报信号输出单元18输出表示直流电容器5到寿命(即寿命已到)的警报信号。对于在步骤S106中被判定为直流电容器5到寿命(即寿命已到)的设备执行步骤S107的处理。

能够如下那样灵活运用警报信号输出单元18所输出的警报信号。例如，也可以是，在正转换器与逆转换器经由设置有直流电容器的直流环节进行连接的系统中，对该系统的动作进行统一控制的主控制部在从警报信号输出单元18接收到警报信号时，使该系统的整体的动作停止。另外，例如也可以是，发出声音的扬声器、蜂鸣器在接收到警报信号时发出用于对用户进行通知的声音。另外，例如也可以是，在个人计算机、便携式终端接收到警报信号时，在这些设备的显示器上通过字符、图案来显示直流电容器到寿命。另外，例如也可以是，使存储装置存储发出了警报信号的日期和时间，使得能够在之后的维护作业时利用该日期和时间。无论在哪一个情况下，都是对于在步骤S106中被判定为直流电容器5到寿命(即寿命已到)的设备执行警报信号，因此用户能够明确地掌握第一设备20-1和第二设备20-2中的哪个设备的直流电容器的容量降低而需要更换，因此减轻了用户进行维护的负担。

此外，用户能够通过基准比率设定单元17来任意地设定基准比率，但是，例如也可以设置多个基准比率，与此对应地设置多个警报信号，将寿命判定的结果例如分为“警示水平”、“警报水平”之类的多个水平。

另外，在本实施例中，通过对各逆转换器4同时提供电力转换指令来防止电荷在第一设备20-1和第二设备20-2内的直流电容器5之间移动，从而提高直流电容器5的寿命判定的精度，除此以外，如果为了避免第一设备20-1和第二设备20-2内的各直流电容器5之间的干扰而在第一设备20-1与第二设备20-2之间设置电感，则能够更进一步提高直流电容器5的寿命判定的精度。

接着，说明第二实施例。图3是表示第二实施例的电动机驱动装置的原理框图。在上述的第一实施例中，电流检测单元12检测从逆转换器4输出的电流，但是在第二实施例中，为了检测向逆转换器4输入的电流而将电流检测单元12设置于直流电容器5与逆转换器4之间。

在本实施例中，电流检测单元12检测向逆转换器4输入的电流。如上所述，在第一设备20-1和第二设备20-2中分别设置逆转换器4，因此，为了检测向该逆转换器4输入的电流，在第一设备20-1和第二设备20-2中也分别在直流电容器5与逆转换器4之间设置电流检测单元12。与此相伴，在指令单元13输出电力转换指令的过程中，第一设备20-1和第二设备20-2内的电流积分单元14对电流检测单元12所检测出的向逆转换器4的输入电流进行积分，将其结果作为与该转换器4有关的电流积分值来输出到各容量估计单元15。在检测交流电流的第一实施例中，在各设备中，为了检测三相交流电流中的两个相的电流，需要利用两个传感器来构成电流检测单元12，但是，在第二实施例中检测直流电流，因此在各设备中，构成电流检测单元12的传感器有一个即可，与第一实施例的情况相比能够削减部件数量。

此外，在第二实施例中，上述以外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标注相同的标记，省略该电路结构要素的详细说明。另外，第二实施例的电动机驱动装置1中的寿命判定处理的动作原理也能够应用参照图2说明的第一实施例的动作原理。

如以上那样，在第一实施例和第二实施例中，说明了对容量C₁的直流电容器5和容量C₂的直流电容器5这两个电容器进行并联的情况，但是在对三个以上的直流电容器进行并联的情况下，合成容量的估计处理和寿命判定处理的原理也是同样的。

另外，上述的指令单元13、电流积分单元14、容量估计单元15、寿命判定单元16、基准比率设定单元17以及警报信号输出单元18既可以通过例如软件程序形式来构建，或者也可以通过各种电子电路与软件程序的组合来构建。例如在通过软件程序形式来构建这些单元和电路的情况下，通过使处于电动机驱动装置1内的运算处理装置按照该软件程序进行动作来实现上述的各部的功能。另外，也能够通过在现有的系统中对该电动机驱动装置内的运算处理装置追加地安装与这些单元和电路有关的软件程序来应用本发明。

根据本发明，能够实现能够准确地判定在正转换器与逆转换器之间的直流环节中并联连接的多个直流电容器各自的寿命的电动机驱动装置。

例如，日本特开2000-152643号公报所记载的发明在应用于与多个驱动轴对应地设置多个包括电动机、逆转换器以及直流电容器的组的电动机驱动装置的情况下，无法估计各个直流电容器的容量，从而无法从多个直流电容器中确定出寿命已到的直流电容器。与此相对，根据本发明，在各直流电容器被充电且从交流电源侧向正转换器的直流电力的供给被切断的状态下，对各逆转换器同时提供使直流环节中的直流电力转换为交流电力的电力转换指令，由此在防止电荷在各直流电容器之间移动的同时估计各直流电容器容量，因此能够准确地判定多个直流电容器各自的寿命，另外，易于迅速地从多个直流电容器中确定出寿命已到的直流电容器。

Claims (7)

1.一种电动机驱动装置，具备：正转换器，其将从交流电源侧供给的交流电力转换为直流电力；至少两个直流电容器，该至少两个直流电容器彼此并联连接，设置于作为所述正转换器的直流侧的直流环节；以及至少两个逆转换器，该至少两个逆转换器分别与各所述直流电容器并联连接，将所述直流环节中的直流电力转换为作为电动机的驱动电力的交流电力，该电动机驱动装置的特征在于，还具备：

电压检测单元，其检测各所述直流电容器的电压；

电流检测单元，其针对各所述逆转换器检测向所述逆转换器输入或从所述逆转换器输出的电流；

指令单元，在各所述直流电容器被充电且从交流电源侧向所述正转换器的直流电力的供给被切断之后，该指令单元对各所述逆转换器输出使所述直流环节中的直流电力转换为交流电力的电力转换指令；

电流积分单元，其对在所述指令单元输出所述电力转换指令的过程中由所述电流检测单元检测出的各所述逆转换器的电流进行积分，将各积分结果作为各所述逆转换器的电流积分值来输出；

容量估计单元，其基于与各所述直流电容器对应的所述逆转换器所对应的所述电流积分值和在向所述正转换器的直流电力的供给被切断之后且所述指令单元输出所述电力转换指令之前由所述电压检测单元检测出的该直流电容器的电压，来计算该直流电容器的估计容量；以及

寿命判定单元，其针对各所述直流电容器，基于预先测定出的未使用时的该直流电容器的初始容量的值和由所述容量估计单元计算出的该直流电容器的所述估计容量来判定该直流电容器是否到寿命。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

在所述估计容量相对于所述初始容量的比率为预先设定的基准比率以下的情况下，所述寿命判定单元判定为所述直流电容器到寿命。

3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，

在所述估计容量为对所述初始容量乘以预先设定的基准比率而得到的值以下的情况下，所述寿命判定单元判定为所述直流电容器到寿命。

4.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置，其特征在于，

所述电流检测单元针对各所述逆转换器检测从所述逆转换器输出的电流，

所述指令单元所输出的所述电力转换指令是将所述直流环节中的直流电力转换为无效电力的指令。

5.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置，其特征在于，

还具备基准比率设定单元，该基准比率设定单元设定所述基准比率。

6.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置，其特征在于，

还具备警报信号输出单元，在所述寿命判定单元判定为所述直流电容器到寿命时，该警报信号输出单元输出警报信号。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，

还具备初始容量存储单元，该初始容量存储单元存储有预先测定出的未使用时的所述直流电容器的初始容量的值。