CN106100503A - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机控制装置。该电动机控制装置具备：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；平滑电容器，其设置于作为正转换器的直流侧的直流环节；逆转换器，其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；电容器容量测定单元，其测定平滑电容器的容量；数据记录单元，其记录多个数据，该数据包含平滑电容器的容量的测定值、以及进行该测定的日期或日期和时刻这双方；劣化特性计算单元，其基于所记录的多个数据来计算劣化特性线，该劣化特性线表示平滑电容器的容量相对于经过时间的变化；以及寿命预测单元，其基于劣化特性线来预测平滑电容器的寿命到来的时期。

Description

电动机控制装置

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控制装置，特别涉及一种具有对设置于直流环节的平滑电容器的寿命进行预测的寿命预测单元的电动机控制装置。

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控制装置中，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控制装置的结构的图。电动机控制装置100具备正转换器101和逆转换器102，该电动机控制装置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，在直流环节中设置有平滑电容器(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。另一方面，以降低电动机控制装置的成本、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平滑电容器是静电容量(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。当平滑电容器由于重复充放电而劣化从而容量下降时，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。

另外，根据电动机控制装置的种类，也存在以下电动机控制装置：通过在电动机加速时使用平滑电容器中蓄积的能量，来减少来自交流电源的供给电力，从而降低电源设备容量。在这种情况下，当平滑电容器由于重复充放电而劣化从而容量下降时，所能够蓄积的能量下降，在电动机加速时无法供给充足的能量，例如，在机床的情况下，也可能在加工工序中发生某些错误。

因而，为了在最适宜的时期更换寿命到来的平滑电容器，重要的是准确地掌握平滑电容器的容量来预测寿命何时到来。

例如，如日本特开平8-80055号公报所记载的那样，存在以下方法：根据逆变器(逆转换器)的电源被切断时的、设置于直流环节的电解电容器的电压下降的状况，来判定电解电容器的寿命。

另外，例如，如日本特开2007-318872号公报所记载的那样，存在以下方法：根据设置于直流环节的电解电容器的泄漏电流的增加状况，来预测电解电容器的寿命。

如上所述，当电动机控制装置内的设置于正转换器与逆转换器之间的直流环节的平滑电容器由于重复充放电而劣化从而容量减少时，存在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。另外，根据电动机控制装置的种类，存在通过在电动机加速时使用平滑电容器中蓄积的能量来减少来自交流电源的供给电力、从而降低电源设备容量的电动机控制装置，但是当平滑电容器的容量下降时，存在所能够蓄积的能量下降从而在电动机加速时无法供给充足的能量的问题。如果不能准确地预测平滑电容器的容量，则很可能会错过更换平滑电容器的时机，从而导致直流环节中产生大的脉动电流、直流电压变动。或者，很可能成为没有必要地提早更换寿命尚存的直流电容器的情形，这是不经济的。这样，掌握平滑电容器的容量来准确地预测寿命是否到来是重要的。

例如，根据日本特开平8-80055号公报所记载的发明，能够在检测出逆变器(逆转换器)的电源被切断时的、设置于直流环节的电解电容器的电压下降的时间点进行电解电容器的寿命判定，但是无法预测未来寿命在何时到来。因此，无法采取基于电解电容器的寿命预测来改变电动机控制装置的运转条件之类的灵活的应对。另外，无法制定用于防备未来到来的电解电容器的寿命的、更换电解电容器的高效的更换计划。另外，在日本特开平8-80055号公报所记载的发明中，在电解电容器放电时测定电解电容器的容量，因此另外需要用于该测定的放电单元。

另外，日本特开2007-318872号公报所记载的发明基于泄漏电流转变为增加倾向后经过3、4天到达寿命这样的实验结果来预测电解电容器的寿命。也就是说，能够在电解电容器即将完全故障之前初次预测寿命到来，但是无法预测在中长期之后的日期(例如几个月之后的日期、几年之后的日期)到来的寿命。如果能够掌握在中长期之后的日期到来的寿命，则在寿命到来之前的期间内，能够从容地采取将电动机控制装置的运转条件变更为极力使电解电容器不劣化那样的条件之类的应对，且该抑制劣化的效果也高。然而，如果是3、4天之后的日期这样的短期之后的日期的寿命预测，则就算将电动机控制装置的运转条件变更为极力使电解电容器不劣化那样的条件，抑制劣化的效果也小。另外，在日本特开2007-318872号公报所记载的发明中，对电解电容器的泄漏电流进行测定，因此另外需要用于该测定的泄漏电流测定单元。

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预测正转换器与逆转换器之间的直流环节中的平滑电容器的寿命的电动机控制装置。

为了实现上述目的，电动机控制装置具备：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；平滑电容器，其设置于作为正转换器的直流侧的直流环节；逆转换器，其对直流环节中的直流电力与作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力相互进行电力转换；电容器容量测定单元，其测定平滑电容器的容量；数据记录单元，其记录多个数据，该数据包含由电容器容量测定单元进行测定得到的平滑电容器的容量的测定值以及进行该测定时的日期、或者包含进行该测定时的日期和时刻这双方以及该平滑电容器的容量的测定值；劣化特性计算单元，其基于数据记录单元中记录的多个数据来计算劣化特性线，该劣化特性线表示平滑电容器的容量相对于经过时间的变化；以及寿命预测单元，其基于由劣化特性计算单元计算出的劣化特性线来预测平滑电容器的寿命到来的时期。

在此，也可以是，寿命预测单元计算劣化特性线变为规定的劣化判定水平以下时的日期或者日期和时刻这双方，将该日期或者日期和时刻这双方确定为平滑电容器的寿命到来的时期。

另外，也可以是，劣化特性计算单元基于数据记录单元中记录的多个数据，将劣化特性线作为设n为自然数时的n次函数式计算出来。

另外，也可以是，劣化特性计算单元基于数据记录单元中记录的多个数据，利用最小二乘法来计算劣化特性线。

另外，也可以是，电容器容量测定单元基于施加于平滑电容器的直流电压和输入到正转换器的电流来测定平滑电容器的容量，或者基于施加于平滑电容器的直流电压和从正转换器输出的电流来测定平滑电容器的容量。

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是实施例所涉及的电动机控制装置的原理框图。

图2是表示劣化特性线的一例的图。

图3是表示实施例所涉及的电动机控制装置中的平滑电容器的寿命预测处理的动作流程的流程图。

图4是表示一般的电动机控制装置的结构的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明具有平滑电容器的寿命预测单元的电动机控制装置。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。

图1是实施例所涉及的电动机控制装置的原理框图。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。此外，在下面说明的实施例中，在电动机控制装置1的三相交流输入侧连接有交流电源3，在电动机控制装置1的交流电动机侧连接有三相的电动机2。此外，在此说明对一个电动机2进行驱动控制的电动机控制装置1，但是，关于由电动机控制装置1进行驱动控制的电动机2的个数，并不对本发明特别地进行限定，本发明也能够应用于对多个电动机2进行驱动控制的电动机控制装置。另外，关于由电动机控制装置驱动的电动机2的种类，也不对本发明特别地进行限定，例如也可以是感应电动机或同步电动机。

实施例所涉及的电动机控制装置1具备正转换器11、平滑电容器13、逆转换器12、电容器容量测定单元14、数据记录单元15、劣化特性计算单元16以及寿命预测单元17。另外，电动机控制装置1还具备：直流电压检测单元31，其用于检测施加于平滑电容器13的直流电压；直流电流检测单元32或交流电流检测单元33，该直流电流检测单元32用于检测从正转换器11的直流输出侧输出的直流电流，该交流电流检测单元33用于检测从正转换器11的三相交流输入侧供给的交流电流；以及交流电压检测单元34，其检测交流电源3的交流电压，关于这些直流电压检测单元31、直流电流检测单元32或交流电流检测单元33、以及交流电压检测单元34，为了检测对电动机2进行驱动控制而所需的电流和电压，在电动机控制装置中一般都会具备。此外，在实施例中，关于直流电流检测单元32和交流电流检测单元33，只要具备任一方即可，但是，在图1中对电流检测单元32和交流电流检测单元33这双方都进行了图示。

正转换器11对从商用的交流电源3所在的三相交流输入侧供给的交流电力进行整流，并向作为正转换器11的直流输出侧的直流环节(DC Link)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11的实施方式，例如存在二极管整流电路、或者在内部具备开关元件的PWM控制方式的整流电路等。在正转换器11的三相交流输入侧连接有交流电抗器21。

正转换器11与逆转换器12经由直流环节而连接。逆转换器12能够使直流环节中的直流电力与作为电动机2的驱动电力或再生电力的交流电力之间双向地进行电力转换。逆转换器12构成为例如像PWM逆变器等那样的在内部具有开关元件的转换电路。逆转换器12基于从上级控制装置(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2的具有期望电压和期望频率的三相交流电力。电动机2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2的制动时产生再生电力，逆转换器12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2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。此外，在通过电动机控制装置1来驱动多个电动机2的情况下，为了向各电动机2个别地供给驱动电力来对电动机2进行驱动控制，并联连接与电动机2的个数相同个数的逆转换器12。

平滑电容器13设置于将正转换器11的直流侧与逆转换器12的直流侧连接的直流环节。平滑电容器13具有抑制正转换器11或逆转换器12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11或逆转换器12输出的直流电力的功能。在从电动机控制装置1的电源被接通后起直到用于驱动电动机2的控制实际开始为止的期间内，由初始充电单元(未图示)利用从正转换器11输出的直流电力来对平滑电容器13进行初始充电。此外，在图1中示出了设置有一个逆转换器12的例子，但是例如在并联连接多个逆转换器12的情况下，在各逆转换器12的直流输入侧分别设置平滑电容器13，因而，平滑电容器13也具有相互并联连接的关系。

在本实施例中，电容器容量测定单元14基于施加于平滑电容器13的直流电压和输入到正转换器11的电流来测定平滑电容器13的容量，或者基于施加于平滑电容器13的直流电压和从正转换器11输出的电流来测定平滑电容器13的容量。在此，作为电容器容量测定单元14测定平滑电容器13的容量的测定方法，对两个具体例进行说明。

第一具体例是基于在初始充电时流入平滑电容器13的电荷量来进行平滑电容器13的容量C的测定。

如上所述，在从电动机控制装置1的电源接被通后起直到用于驱动电动机2的控制实际开始为止的期间内，由初始充电单元(未图示)利用从正转换器11输出的直流电力来对平滑电容器13进行初始充电。在将平滑电容器13的容量设为C、将在由初始充电单元进行的初始充电动作开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压设为V₀时，初始充电动作开始前已被蓄积到平滑电容器13中的残存电荷量Q₀能够如式1那样表示。

Q₀＝CV₀ …(1)

在将在初始充电动作结束后的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压设为V₁时，在由初始充电单元进行的初始充电动作结束后的时间点被蓄积到平滑电容器13中的电荷量Q₁能够如式2那样表示。

Q₁＝CV₁ (2)

通过初始充电单元的初始充电动作而被蓄积于平滑电容器13的电荷量如式3所示那样增加了ΔQ。

ΔQ＝Q₁-Q₀ 3)

式3所示的电荷量的增加量ΔQ是由于由直流电流检测单元32检测出的在初始充电期间中从正转换器11输出的电流I流入平滑电容器13而产生的，因此式4成立。

ΔQ＝Q₁-Q₀＝∫Idt (4)

若将式1和式2代入式4，则得到式5。

$C=\frac{\∫Idt}{V_1-V_0}\mathrm{...}\left(5\right)$

因此，电容器容量测定单元14使用在初始充电动作开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₀、在初始充电动作结束后的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₁、以及由直流电流检测单元32检测出的在初始充电期间中从正转换器11输出的电流I，基于式5来测定平滑电容器13的容量。此外，作为其代替例，也可以将式4和式5中所使用的电流I设为由交流电流检测单元33检测出的从正转换器11的三相交流输入侧供给的交流电流。但是，在该情况下，平滑电容器13的容量的测定值C包含由正转换器11的损耗引起的误差，因此，优选将“劣化判定水平”设定为相对于最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的比率，详细内容后述。

第二具体例是，在正转换器11为PWM控制方式的整流电路的情况下，基于在平滑电容器的初始充电后执行的初始升压动作的前后的、平滑电容器13的蓄积能量的变化量，来测定平滑电容器13的容量C。

一般来说，在正转换器11是在内部具备开关元件的PWM控制方式的整流电路的情况下，原理上需要输出具有交流电源3的交流电压的峰值以上的值的直流电压。为此，在对于平滑电容器13的初始充电动作完成之后，进行正转换器11内的开关元件的开关动作，来进行使平滑电容器13两端的直流电压升压至比交流电源3侧的交流电压的峰值大的电压的“初始升压动作”。在初始充电动作和初始升压动作完成之后，逆转换器12开始进行电力转换动作，转变为向电动机2供给驱动电力的通常动作模式，基于从逆转换器12输出的交流的驱动电力而电动机2被驱动。在将从正转换器11输出的电能设为P、将在平滑电容器13的初始充电完成后且初始升压开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压设为V₁、将在平滑电容器13的初始升压完成后且电动机2的驱动开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压设为V₂时，关于在平滑电容器的初始充电后执行的初始升压动作的前后的、平滑电容器13的蓄积能量的变化，式6的关系式成立。此外，只要将电能P作为由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压与由直流电流检测单元32检测出的从正转换器11的直流输出侧输出的直流电流的乘积来求出即可。

$\frac{1}{2}{{\mathrm{CV}}_2}^2-\frac{1}{2}{{\mathrm{CV}}_1}^2=\mathrm{\Σ}P\mathrm{\Δ}t\mathrm{...}\left(6\right)$

对式6进行变形能够得到式7。

$C=\frac{2\×\mathrm{\Σ}P\mathrm{\Δ}t}{{V_2}^2-{V_1}^2}\mathrm{...}\left(7\right)$

因此，电容器容量测定单元14使用在初始充电完成后且初始升压开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₁、在初始升压完成后且电动机2的驱动开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₂、以及从正转换器11输出的电能P，基于式7来测定平滑电容器13的容量C。此外，作为其代替例，也可以将式6和式7中所使用的电能P设为由交流电流检测单元33检测出的从正转换器11的三相交流输入侧供给的交流电流与由交流电压检测单元34检测出的交流电压的乘积。但是，在该情况下，平滑电容器13的容量的测定值C包含由正转换器11的损耗引起的误差，因此，优选将“劣化判定水平”设定为相对于最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的比率，详细内容后述。

关于上述的电容器容量测定单元14对平滑电容器13的容量的测定，改变日期地进行多次，既可以定期地进行，也可以不定期地进行。例如，可以在每次电动机控制装置1的电源被接通时必定进行该测定，或者也可以在每隔几次电源被接通时进行该测定，或者也可以在电动机控制装置1接收到作业人员通过操作板、电脑等用户接口输入的测定指令时进行该测定。

数据记录单元15记录多个数据，该数据包含由电容器容量测定单元14测定出的平滑电容器13的容量的测定值C以及进行该测定时的“日期”、或者包含进行该测定时的“日期和时刻这双方”以及该平滑电容器13的容量的测定值C。“日期”是指年月日，“日期和时刻这双方”包含年月日和时刻，但是，下面，在本说明书中，为了简化说明，仅将“日期时刻”这一用语作为包含“只有日期”的情况以及“日期和时刻这双方”的情况的概念来使用。

劣化特性计算单元16基于数据记录单元15中记录的多个数据来计算劣化特性线，该劣化特性线表示平滑电容器13的容量相对于经过时间的变化的。关于劣化特性线，利用将日期时刻作为独立变量时的n次函数式(其中，n是自然数)来表示平滑电容器的容量，被表示在一个轴(例如X轴)表示日期时刻、另一个轴(例如Y轴)表示平滑电容器13的容量这样的平面坐标系上。平滑电容器13由于重复充放电而劣化从而其容量减少，因此劣化特性线表示平滑电容器13的容量随着日数的经过而减少的倾向。

例如，作业人员预先设定n次函数式的次数，由劣化特性计算单元16基于数据记录单元15中记录的多个数据并利用最小二乘法来计算n次函数式的系数。图2是表示劣化特性线的一例的图。在图示的例子中，用黑点表示由数据记录单元15记录的包含平滑电容器13的容量的测定值C以及进行该测定时的日期时刻的数据(在图示的例子中为8个)，作为一例，将劣化特性线(图中用实线表示)设为一次函数式。

或者，也可以是，将由劣化特性计算单元16进行的劣化特性线的计算处理进一步简化，基于两个时间点的平滑电容器13的容量的测定结果来计算由一次函数式形成的劣化特性线。例如，也可以使用包含最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的测定值和当时的日期时刻的数据、以及包含从该最初开始使用的时间点起经过了某种程度的日数、月数或年数的时间点的平滑电容器13的容量的测定值和当时的日期时刻的数据，来进行直线近似，由此计算由一次函数式形成的劣化特性线。

寿命预测单元17基于由劣化特性计算单元16计算出的劣化特性线来预测平滑电容器的寿命到来的时期。具体地说，寿命预测单元17通过对n次方程式求解来计算在一个轴(例如X轴)表示日期时刻、另一个轴(例如Y轴)表示平滑电容器13的容量的平面坐标系上用n次函数式表示的劣化特性线与预先设定的劣化判定水平的交点，将表示该交点中的日期时刻的坐标确定为平滑电容器的寿命到来的时期。此外，在图2所示的例子中，用单点划线表示劣化判定水平。例如，通过在设置于电动机控制装置1的操作板的显示器或移动终端、电脑的显示器上利用文字、图案来表示由寿命预测单元17预测出的寿命到来时期，来将所预测出的寿命到来时期通知给作业人员。或者，也可以通过扬声器利用声音来将所预测出的寿命到来时期通知给作业人员。或者，也可以将所预测出的寿命到来时期保存到记录装置中，使得以后能够在显示器中进行显示或从扬声器输出声音。

此外，如以下那样地设定寿命预测单元17进行寿命预测时使用的“劣化判定水平”即可。即，平滑电容器13的容量由于重复充放电而减少，伴随于此，电动机控制装置1内的直流环节的直流电压的变动变大，并且所能够蓄积的能量逐渐减少，从而接近电动机控制装置1无法正常动作的区域。因此，将保证电动机控制装置1的正常动作的平滑电容器13的容量或比该容量大的值设定为“劣化判定水平”。此外，关于劣化判定水平，既可以设定为容量的大小(单位为法拉)，或者也可以设定为相对于最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的比率。在将劣化判定水平设定为相对于最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的比率的情况下，由劣化特性计算单元16计算出的劣化特性线应为利用最初测定出的平滑电容器的容量的测定值C进行标准化得到的值。特别地，在使用由交流电流检测单元33检测出的从正转换器11的三相交流输入侧供给的交流电流来测定平滑电容器13的容量的情况下，优选将劣化判定水平设定为相对于最初开始使用平滑电容器13的时间点的平滑电容器13的容量的比率。

另外，关于上述的电容器容量测定单元14、数据记录单元15、劣化特性计算单元16以及寿命预测单元17，例如可以以软件程序的形式来构建，或者也可以以各种电子电路与软件程序的组合来构建。例如，在以软件程序的形式来构建这些单元和电路的情况下，通过使存在于电动机控制装置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，电动机控制装置使用由为了进行电动机的驱动控制而原本具备的直流电压检测单元31和直流电流检测单元32检测出的直流电流和直流电压，来预测平滑电容器的寿命到来的时期，因此无需设置用于寿命预测的新的检测单元，所以也能够后行应用于现有的电动机控制装置。在该情况下，只要将上述的电容器容量测定单元14、数据记录单元15、劣化特性计算单元16以及寿命预测单元17所涉及的软件程序追加安装于该现有的电动机控制装置内的运算处理装置即可。

这样，根据本发明，对于在继续当前的使用状态的情况下的平滑电容器13的寿命到来的时期，并非在该平滑电容器13的寿命即将到来之前预测出来，而是在该平滑电容器13的寿命到来的中长期间之前就预测出来。因而，容易采取基于平滑电容器的寿命预测来改变电动机控制装置的运转条件之类的灵活的应对，另外，容易制定用于防备未来到来的平滑电容器的寿命的、更换平滑电容器的高效的更换计划。

图3是表示实施例所涉及的电动机控制装置中的平滑电容器的寿命预测处理的动作流程的流程图。在接通电动机控制装置1的电源并实际地开始用于驱动电动机2的控制之前执行平滑电容器的寿命预测处理。

如上所述，关于电容器容量测定单元14对平滑电容器13的容量的测定，改变日期地进行多次，既可以定期地进行，也可以不定期地进行。例如，可以在每次电动机控制装置1的电源被接通时必定进行该测定，或者也可以在每隔几次电源被接通时进行该测定，或者也可以在电动机控制装置1接收到作业人员通过操作板、电脑等用户接口输入的测定指令时进行该测定。作为一例，在此表示以下情况：电动机控制装置1接收由作业人员输入的测定指令(步骤S101)，由此开始电容器容量测定单元14对平滑电容器13的容量的测定。

当在步骤S101中电动机控制装置1接收到测定指令时，在步骤S102中，电容器容量测定单元14测定平滑电容器13的容量C。在基于初始充电时流入平滑电容器13的电荷量来测定平滑电容器13的容量C的情况下，电容器容量测定单元14使用在初始充电动作开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₀、在初始充电动作结束后的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₁、以及由直流电流检测单元32检测出的在初始充电期间中从正转换器11输出的电流I，基于式5来测定平滑电容器13的容量。或者，在基于平滑电容器的初始充电后执行的初始升压动作的前后的、平滑电容器13的蓄积能量的变化量来测定平滑电容器13的容量C的情况下，电容器容量测定单元14使用在初始充电完成后且初始升压开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₁、在初始升压完成后且电动机2的驱动开始前的时间点由直流电压检测单元31检测出的施加于平滑电容器13的直流电压V₂、以及从正转换器11输出的电能P，基于式7来测定平滑电容器13的容量。

接着，在步骤S103中，数据记录单元15记录包含由电容器容量测定单元14测定出的平滑电容器13的容量的测定值C和进行该测定时的日期时刻的数据。

接着，在步骤S104中，电动机控制装置1判断是否接收到预测开始指令。关于预测开始指令，由作业人员通过操作板、电脑等用户接口输入。

在步骤S104中判定为未接收到预测开始指令的情况下，结束处理，但是在该情况下，仅执行了电容器容量测定单元14对平滑电容器13的容量的测定处理以及数据记录单元15对包含平滑电容器13的容量的测定值C和进行该测定时的日期时刻的数据的记录处理，止于数据的蓄积。如果多次重复步骤S101～S103的处理，则能够得到多个包含平滑电容器13的容量的测定值C和进行该测定时的日期时刻的数据。

在步骤S104中判定为接收到预测开始指令的情况下，进入步骤S105。在步骤S105中，劣化特性计算单元16基于数据记录单元15中记录的多个数据来计算劣化特性线，该劣化特性线表示平滑电容器13的容量相对于经过时间的变化。

接着，在步骤S106中，寿命预测单元17基于由劣化特性计算单元16计算出的劣化特性线来预测平滑电容器的寿命到来的时期。例如，在设置于电动机控制装置1的操作板的显示器或移动终端、电脑的显示器上利用文字、图案来显示所预测出的寿命到来时期，由此将所预测出的寿命到来时期通知给作业人员。或者，通过扬声器利用声音将所预测出的寿命到来时期通知给作业人员。

根据本发明，能够实现能够准确地预测正转换器与逆转换器之间的直流环节中的平滑电容器的寿命的电动机控制装置。对于继续当前的使用状态的情况下的平滑电容器的寿命到来的时期，并非在该平滑电容器的寿命即将到来之前预测出来，而能够在该平滑电容器的寿命到来的中长期间之前就预测出来，因此容易采取基于平滑电容器的寿命预测来改变电动机控制装置的运转条件之类的灵活的应对，另外，容易制定用于防备未来到来的平滑电容器的寿命的更换平滑电容器的高效的更换计划。另外，能够使用由电动机控制装置进行电动机的驱动控制而原本需要的电流检测单元和电压检测单元检测出的电流和电压，来预测平滑电容器的寿命到来的时期，因此无需设置用于寿命预测的新的检测单元。因而，也容易后行应用于现有的电动机控制装置。另外，也无需另外设置日本特开平8-80055号公报所记载的发明中那样的放电单元、日本特开2007-318872号公报所记载的发明中那样的泄漏电流测定单元。

Claims (5)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，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；

平滑电容器，其设置于作为所述正转换器的直流侧的直流环节；

逆转换器，其对所述直流环节中的直流电力与作为电动机的驱动电力或再生电力的交流电力相互进行电力转换；

电容器容量测定单元，其测定所述平滑电容器的容量；

数据记录单元，其记录多个数据，该数据包含由所述电容器容量测定单元进行测定得到的所述平滑电容器的容量的测定值以及进行该测定时的日期、或者包含进行该测定时的日期和时刻这双方以及该平滑电容器的容量的测定值；

劣化特性计算单元，其基于所述数据记录单元中记录的多个数据来计算劣化特性线，该劣化特性线表示所述平滑电容器的容量相对于经过时间的变化；以及

寿命预测单元，其基于由所述劣化特性计算单元计算出的劣化特性线来预测所述平滑电容器的寿命到来的时期。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述寿命预测单元计算所述劣化特性线变为规定的劣化判定水平以下时的日期或者日期和时刻这双方，将该日期或者日期和时刻这双方确定为所述平滑电容器的寿命到来的时期。

3.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述劣化特性计算单元基于所述数据记录单元中记录的多个数据，将所述劣化特性线作为设n为自然数时的n次函数式计算出来。

4.根据权利要求3所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述劣化特性计算单元基于所述数据记录单元中记录的多个数据，利用最小二乘法来计算所述劣化特性线。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

所述电容器容量测定单元基于施加于所述平滑电容器的直流电压和输入到所述正转换器的电流来测定所述平滑电容器的容量，或者基于施加于所述平滑电容器的直流电压和从所述正转换器输出的电流来测定所述平滑电容器的容量。