CN106356816B - 电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动机控制装置，具备：整流器，将交流输入侧的交流变换为直流；逆变换器，将整流器的直流输出侧的直流变换为电动机侧的交流；电压振幅运算单元，计算交流输入侧的交流电压值的电源电压振幅值；停电复电检测单元，当在恢复供电状态下电源电压振幅值变为停电检测基准电压值以下时判定为转变为停电状态，当在停电状态下电源电压振幅值变为复电检测基准电压以上时判定为转变为恢复供电状态；保护动作指令单元，当从转变为停电状态的时间点起经过了保护动作基准时间时向逆变换器输出保护动作指令；时间测定单元，测定从转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间；条件变更单元，根据经过时间变更停电检测基准电压值和/或保护动作基准时间。

Description

电动机控制装置
技术领域
本发明涉及一种在将从三相交流输入侧供给的交流电力变换为直流电力来向直流环节输出之后、再将该直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力来向电动机供给的电动机控制装置，特别涉及一种具有保护动作指令单元的电动机控制装置，该保护动作指令单元发出指令以在三相交流输入侧停电时使电动机进行规定的保护动作。
背景技术
在对机床、锻压机械、注射成型机、产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，在将从三相交流输入侧供给的交流电力暂且变换为直流电力之后再将该直流电力变换为交流电力，将该交流电力用作按每个驱动轴设置的电动机的驱动电力。电动机控制装置具备整流器和逆变换器，对与该逆变换器的交流侧相连接的电动机的速度、转矩或转子的位置进行控制，其中，该整流器对从三相交流输入侧供给的交流电力进行整流来输出直流电力，该逆变换器与作为整流器的直流侧的直流环节相连接，对直流环节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进行相互电力变换。
在这种电动机控制装置中，当在整流器的三相交流输入侧发生停电而三相交流输入电压下降时，电动机无法继续进行正常的运转。因此，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、与该电动机控制装置所驱动的电动机相连接的工具、该工具所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破损或变形等之类的某些故障。因而，在整流器的三相交流输入侧设置停电检测单元来监视整流器的三相交流输入侧是否发生停电，在停电检测单元判定为在整流器的三相交流输入侧发生了停电的情况下，电动机控制装置进行用于避免上述故障或将该故障抑制为最低限度的保护动作。
作为停电检测方法，例如，存在以下方法：如日本特开2006-14546号公报所记载的那样，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之等价的两相坐标上的电压向量，并计算该向量的振幅，由此计算电源电压的振幅值，基于该振幅值低于规定的基准电压值的状态持续了规定的基准时间的情况来检测停电。
图6是说明日本特开2006-14546号公报所记载的发明中的停电检测方法的图。电动机控制装置101具备整流器111和逆变换器112，对与该逆变换器112的交流侧相连接的电动机102的速度、转矩或转子的位置进行控制，其中，该整流器111对来自三相交流输入电源103的交流电力进行整流来输出直流电力，该逆变换器112与作为整流器111的直流侧的直流环节相连接，将从整流器111输出的直流电力变换为要作为电动机102的驱动电力而供给的具有期望的电压和期望的频率的交流电力，或者将从电动机102再生的交流电力变换为直流电力。在整流器111的三相交流输入侧设置有交流电抗器121，在作为整流器111的直流输出侧的直流环节上设置有平滑电容器122。电压振幅运算单元114根据由交流电压检测单元113检测出的整流器111的三相交流输入侧的交流电压值来计算电源电压振幅值。停电检测单元115在电源电压振幅值低于预先规定的电压规定值的状态持续了规定时间的情况下判定为在整流器111的交流输入侧发生了停电。当由停电检测单元115检测到发生停电时，向逆变换器112通知保护动作开始指令。
发生停电时所进行的保护动作虽然具有能够保护电动机、电动机控制装置、工具、加工对象以及具有该电动机控制装置的生产线等的优点，但事实是，如果一旦执行保护动作，则由于生产线停止而产生经济损失。连在不是长时间而是瞬间的停电(以下称为“瞬间停电”)后立即恢复供电这样的情况下都进行保护动作并非上策。因此，进行以下对策：按电动机控制装置及其周边设备(例如控制电源部、冷却设备等)分别设置电容器等能量蓄积部，使得在发生了瞬间停电时电动机控制装置及其周边设备能够利用这些蓄积能量在某种程度的期间内继续进行正常动作，从而将保护动作的执行抑制为所需的最低限度。将在发生该瞬间停电时使电动机控制装置及其周边设备能够继续进行正常动作的能量称为“瞬间停电耐受量”。在从瞬间停电恢复供电之后，需要在能量蓄积部中再次蓄积用于使正常动作继续进行的上述能量以备今后的停电。一般根据瞬间停电耐受量来决定用作停电检测单元的停电判定条件的上述电压规定值和上述规定时间。此外，用于进行停电时的保护动作的能量比发生瞬间停电时使电动机控制装置及其周边设备能够继续进行正常动作的能量少，但同样从能量蓄积部供给。
在整流器的三相交流输入侧(即三相交流输入电源所在的交流电源侧)的停电是单次发生的瞬间停电的情况下，能够在能量蓄积部中将能量充分地蓄积到使电动机控制装置及其周边设备能够继续进行正常动作的瞬间停电耐受量。然而，在连续地发生瞬间停电的情况下，存在以下问题：无法将能量充分地蓄积到瞬间停电耐受量，电动机控制装置及其周边设备的正常运转本身无法继续，之后即使检测到停电也因能量不足而无法执行保护动作，其结果，电动机、驱动该电动机的电动机控制装置、与该电动机控制装置所驱动的电动机相连接的工具、该工具所加工的加工对象以及具有电动机控制装置的生产线等发生破损或变形等之类的某些故障。
另外，如果提高停电检测单元的停电检测灵敏度从而无论在单次发生瞬间停电还是连续地发生瞬间停电的情况下都必定执行保护动作，则能够避免上述破损、变形等故障的发生，但是随着保护动作的执行而使生产线停止，由此易于产生经济损失，因此不能说是高效的。
发明内容
本发明的目的在于，鉴于上述问题而提供一种能够在三相交流输入侧发生停电时高效且可靠地进行保护动作的电动机控制装置。
为了实现上述目的，电动机控制装置具备：整流器，其对从三相交流输入侧供给的交流电力进行整流来输出直流电力；逆变换器，其与作为整流器的直流输出侧的直流环节相连接，在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之间进行电力变换；交流电压检测单元，其检测整流器的三相交流输入侧的交流电压值；电压振幅运算单元，其根据交流电压值来计算电源电压振幅值；停电复电检测单元，在恢复供电状态下电源电压振幅值从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值的情况下，该停电复电检测单元判定为整流器的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态，在停电状态下电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的情况下，该停电复电检测单元判定为整流器的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态；保护动作指令单元，在从停电复电检测单元判定为整流器的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起经过了保护动作基准时间的情况下，该保护动作指令单元对逆变换器输出保护动作指令，以使逆变换器输出用于电动机进行规定的保护动作的电力；时间测定单元，其对从停电复电检测单元判定为整流器的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间进行测定；以及条件变更单元，其根据经过时间来变更停电检测基准电压值和保护动作基准时间中的至少一个。
在此，条件变更单元也可以具有停电检测条件变更单元，在所述经过时间小于条件变更基准时间的情况下，该停电检测条件变更单元将停电检测基准电压值变更为第二电压规定值来替代已用作停电检测基准电压值的第一电压规定值，在所述经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，该停电检测条件变更单元将停电检测基准电压值变更为第一电压规定值来替代第二电压规定值，其中，第二电压规定值大于第一电压规定值且小于复电检测基准电压值。
并且，条件变更单元也可以具有保护动作条件变更单元，在所述经过时间小于条件变更基准时间的情况下，该保护动作条件变更单元将保护动作基准时间变更为第二规定时间来替代已用作保护动作基准时间的第一规定时间，在所述经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，该保护动作条件变更单元将保护动作基准时间变更为第一规定时间来替代第二规定时间，其中，第二规定时间比第一规定时间短。
附图说明
通过参照下面的附图来更加明确地理解本发明。
图1是基于实施例的电动机控制装置的原理框图。
图2是例示三相交流电压的图。
图3A和图3B是说明三相两相变换的图。
图4是例示基于实施例的电动机控制装置内的停电复电检测单元的动作的图。
图5是表示图1所示的电动机控制装置的动作的流程图。
图6是说明日本特开2006-14546号公报所记载的发明中的停电检测方法的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明具有保护动作指令单元的电动机控制装置。然而，希望理解的是，本发明并不限定于附图或以下所说明的实施方式。
图1是基于实施例的电动机控制装置的原理框图。在本实施例中，在电动机控制装置1的三相交流输入侧连接有三相交流输入电源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，但是被驱动控制的电动机2的个数在本发明中没有特别限定，也能够将本发明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，关于被电动机控制装置驱动的电动机2的种类，在本发明中也没有特别限定，例如既可以是感应电动机也可以是同步电动机。
基于实施例的电动机控制装置1具备整流器11、逆变换器12、交流电压检测单元13、电压振幅运算单元14、停电复电检测单元15、保护动作指令单元16、时间测定单元17以及条件变更单元18。在作为整流器11的直流输出侧的直流环节上设置有平滑电容器22。
整流器11对从商用的三相交流输入电源3所在的三相交流输入侧供给的交流电力进行整流，来向作为整流器11的直流输出侧的直流环节输出直流电力。在本发明中，所使用的整流器11的实施方式没有特别限定，例如存在带120度通电再生功能的三相全波整流电路或PWM控制方式的整流电路等。在整流器11的三相交流输入侧连接有交流电抗器21。
整流器11与逆变换器12经由直流环节相连接。逆变换器12能够在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变换。逆变换器12例如构成为像PWM逆变换器等那样的在内部具有开关元件的变换电路。逆变换器12基于从上级控制装置(未图示)接收到的电动机驱动指令来使内部的开关元件进行开关动作，以将从直流环节侧供给的直流电力变换为用于对电动机2进行驱动的具有期望的电压和期望的频率的三相交流电力。电动机2基于被供给的电压可变和频率可变的三相交流电力来进行动作。另外，在电动机2制动时产生再生电力，逆变换器12基于从上级控制装置接收到的电动机驱动指令，将电动机2中产生的作为再生电力的交流电力变换为直流电力之后返给直流环节。此外，在利用电动机控制装置1对多个电动机2进行驱动控制的情况下，并联连接与电动机2的个数相同的个数的逆变换器12，以对各电动机2单独地供给驱动电力来对电动机2进行驱动控制。
平滑电容器22设置于将整流器11的直流侧与逆变换器12的直流侧相连接的直流环节。平滑电容器22具有抑制整流器11或逆变换器12的直流输出的脉动量的功能，并且还具有暂时蓄积从整流器11或逆变换器12输出的直流电力的功能。在从电动机控制装置1启动后起直到实际开始对电动机2进行驱动的控制为止的期间内，通过初始充电单元(未图示)利用从整流器11输出的直流电力来对平滑电容器22进行初始充电。此外，在图1中示出了设置有一个逆变换器12的例子，但是例如在将多个逆变换器12并联连接的情况下，在各逆变换器12的直流输入侧分别设置有平滑电容器22，因而，平滑电容器22也具有互相并联连接的关系。
交流电压检测单元13检测整流器11的三相交流输入侧的交流电压值。由交流电压检测单元13检测出的交流电压值被发送到电压振幅运算单元14。
电压振幅运算单元14根据交流电压值来计算电源电压振幅值。由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值被发送到停电复电检测单元15。电源电压振幅值例如被计算为对三相坐标上的交流电压值进行三相两相变换而得到的两相坐标上的向量范数。图2是例示三相交流电压的图，图3A和图3B是说明三相两相变换的图。如图2所示的RST三相交流电压在三相坐标上表示为如图3A那样的电压向量。当对该三相坐标上的电压向量进行三相两相变换时，成为如图3B所示的两相坐标上的电压向量，将该向量范数用作电源电压振幅值。在图示的例子中，作为三相两相变换使用了αβ变换，但是也可以使用dq变换。此外，在本实施例中，电压振幅运算单元14计算出向量范数来作为电源电压振幅值，但作为其替代例，电压振幅运算单元14也可以计算由交流电压检测单元13检测出的交流电压值的电压峰值，并将该电压峰值作为电压振幅值输出。
返回到图1中的说明，在恢复供电状态下由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值从“大于停电检测基准电压值的值”变为“停电检测基准电压值以下的值”的情况下，停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态，而在停电状态下由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值从“小于复电检测基准电压值的值”变为“复电检测基准电压以上的值”的情况下，停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态。
作为正常时的停电检测基准电压值，设定有预先规定的第一电压规定值。因而，在正常时，在电源电压振幅值从大于第一电压规定值的值变为第一电压规定值以下的值的情况下，停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态。此外，只要根据瞬间停电耐受量来预先设定第一电压规定值即可，该瞬间停电耐受量是在发生瞬间停电时使电动机控制装置及其周边设备(例如控制电源部、冷却设备等)能够继续进行正常动作的能量。在三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态后满足规定的条件的情况下，停电检测基准电压值变更为“第二电压规定值”，该“第二电压规定值”是大于第一电压规定值且小于复电检测基准电压值的值，对此在后文叙述详细内容。
另外，如上所述，在电源电压振幅值从大于第一电压规定值的值变为第一电压规定值以下的值的情况下，停电复电检测单元15判定为从恢复供电状态转变为停电状态，但是在该停电为瞬间停电的情况下，电源电压振幅值立即转为上升。然后，电源电压振幅值上升并再次超过第一电压规定值，之后进一步达到“能够使电动机2继续进行正常运转的电压”。在本实施例中，将电源电压振幅值达到能够使电动机2继续进行正常运转的电压的时间点视为三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点。因此，在本实施例中，将作为大于第一电压规定值的值的上述“能够使电动机2继续进行正常运转的电压”预先设定为复电检测基准电压值。停电复电检测单元15基于电源电压振幅值是否从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值，来判定三相交流输入侧是否从停电状态转变为恢复供电状态。将电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的时间点视为三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点，后述的时间测定单元17对从该时间点起的经过时间进行测定。
参照图4来说明上述停电复电检测单元15的动作的一个具体例。图4是例示基于实施例的电动机控制装置内的停电复电检测单元的动作的图。如图4所例示的那样，在恢复供电状态下，在由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值在时刻t1开始减少、在时刻t2从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值时(即持续减少后的电源电压振幅值低于停电检测基准电压值时)，停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态。此外，将第一电压规定值和第二电压规定值中的任一个设定为停电检测基准电压值。在转变为停电状态后，例如在时刻t3电源电压振幅值开始上升、在时刻t4电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上时(即持续上升后的电源电压振幅值超过复电检测基准电压值时)，停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态。此外，后述的时间测定单元17对从电源电压振幅值超过复电检测基准电压的时刻t4起的经过时间进行测定。
返回到图1中的说明，在从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起经过了保护动作基准时间的情况下，保护动作指令单元16对逆变换器12输出保护动作指令以使逆变换器12输出用于电动机2进行规定的保护动作的电力。在三相交流输入侧发生停电时不会从三相交流输入侧经由整流器11向直流环节供给能量，但是通过基于保护动作指令的逆变换器12的电力变换动作，平滑电容器22中蓄积的直流电力被变换为交流电力并供给到电动机2。电动机2基于被供给的交流电力进行旋转，来进行与电动机2结合的工具、加工对象的退避、停止之类的保护动作。这样，当从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起经过保护动作基准时间时，保护动作指令单元16对逆变换器12输出保护动作指令，由此，开始进行用于保护与该电动机连接的工具、该工具所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。
时间测定单元17具有对从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间进行测定的计时功能。更为详细地说，当停电复电检测单元15判定为在停电状态下电源电压振幅值超过“比用作停电检测基准电压值的第一电压规定值大的值、即复电检测基准电压值”时、即从“小于复电检测基准电压值的值”变为“复电检测基准电压值以上的值”时，时间测定单元17对从超过复电检测基准电压值的时间点起的经过时间进行测定。时间测定单元17具有向上计数计时器，通过对计时器进行向上计数来对从判定为从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间进行测定，在后文叙述该动作的详细内容。
条件变更单元18根据由时间测定单元17测定出的经过时间来对作为停电判定条件的停电检测基准电压值和作为保护动作开始判定条件的保护动作基准时间中的至少一个进行变更。在本实施例中，设为条件变更单元18具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2双方，但是也可以如后述那样将条件变更单元18构成为仅具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2中的某一个。
条件变更单元18内的停电检测条件变更单元18-1根据由时间测定单元17测定出的经过时间来变更停电复电检测单元15的停电检测灵敏度。即，在由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间的情况下，停电检测条件变更单元18-1将停电检测基准电压值变更为第二电压规定值来替代已用作停电检测基准电压值的第一电压规定值，该第二电压规定值大于第一电压规定值且小于复电检测基准电压值。另外，在由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，停电检测条件变更单元18-1将停电检测基准电压值变更为第一电压规定值来替代第二电压规定值。
另一方面，条件变更单元18内的保护动作条件变更单元18-2根据由时间测定单元17测定出的经过时间来变更保护动作指令单元16输出保护动作指令的定时。即，在由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间的情况下，保护动作条件变更单元18-2将保护动作基准时间变更为第二规定时间来替代已用作保护动作基准时间的第一规定时间，该第二规定时间比第一规定时间短。另外，在由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，保护动作条件变更单元18-2将保护动作基准时间变更为第一规定时间来替代第二规定时间。
当通过停电检测条件变更单元18-1将停电检测基准电压值变更为大于第一电压规定值的第二电压规定值时，与停电复电检测单元15判定为“电源电压振幅值从大于第一电压规定值的值变为小于第一电压规定值的值”的定时相比，停电复电检测单元15判定为“电源电压振幅值从大于第二电压规定值的值变为小于第二电压规定值的值”的定时在时间上提前，因此停电复电检测单元15的停电检测灵敏度提高。另外，当通过保护动作条件变更单元18-2将保护动作基准时间变更为比第一规定时间短的第二规定时间时，保护动作指令的输出定时提前，从而以更早的定时开始进行保护动作。在此，根据从三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点(即电源电压振幅值超过复电检测基准电压值的时间点)起的经过时间来变更停电检测灵敏度和保护动作指令的输出定时的理由如下所述。
如上所述，按电动机控制装置及其周边设备分别设置用于蓄积能够继续进行正常动作的能量的能量蓄积部，在本实施例中，根据在该能量蓄积部中蓄积能量的时间来设定条件变更基准时间。能量蓄积部所蓄积的能量一般是从三相交流输入侧供给的，而当三相交流输入侧发生瞬间停电时向能量蓄积部的能量供给被暂时切断。之后，当三相交流输入侧恢复供电时，从该恢复供电时间点起重新开始来自三相交流输入侧的能量供给。在连续地发生瞬间停电的情况下，反复切断和重新开始向能量蓄积部的能量供给，但是若在此期间电动机控制装置及其周边设备仍旧继续进行正常动作，则能量蓄积部的能量逐渐减少。若此时发生大规模的停电，则有可能陷入由于能量蓄积部的能量不足而无法确保用于进行保护动作的能量的事态。因此，在本实施例中，通过时间测定单元17对从三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点(即电源电压振幅值上升并超过复电检测基准电压值的时间点)起的经过时间进行测定，基于由时间测定单元17测定出的经过时间是小于条件变更基准时间还是在该条件变更基准时间以上来区分停电检测灵敏度和保护动作指令的输出定时，由此能够避免由于能量不足而无法确保用于进行保护动作的能量的事态。具体地说，在由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间的情况下，认为在能量蓄积部中尚未蓄积使电动机控制装置及其周边设备能够进行保护动作的能量的可能性高，从而停电检测条件变更单元18-1将大于第一电压规定值的第二电压规定值设定为新的停电检测基准电压值来替代已用作停电检测基准电压值的第一电压规定值，由此提高停电检测灵敏度，来更早地检测出在小于条件变更基准时间的期间内发生的停电，从而能够至少确保用于进行停电时的保护动作的能量。另外，保护动作条件变更单元18-2将比第一规定时间短的第二规定时间设为新的保护动作基准时间来替代已用作保护动作基准时间的第一规定时间，由此使保护动作指令的输出定时提前，从而即使在小于条件变更基准时间的期间内发生了停电的情况下，也能够在能量蓄积部的减少尚少的阶段开始进行保护动作。这样，根据本发明，通过设置停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2，能够避免由于能量蓄积部的能量不足而无法确保用于进行保护动作的能量的事态，因而能够可靠地进行保护动作。此外，电动机控制装置及其周边设备进行保护动作所要消耗的能量根据设备的不同而不同，因此考虑在与这些设备中的、用于进行保护动作的消耗能量最大的设备对应的能量蓄积部中蓄积该设备的保护动作所需的能量的时间，来设定条件变更基准时间即可。
此外，在本实施例中，将条件变更单元18构成为具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2双方，但是即使将条件变更单元18构成为仅具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2中的某一方，也能够发挥同样的效果。关于是单独地用停电检测条件变更单元18-1构成条件变更单元18、还是单独地用保护动作条件变更单元18-2构成条件变更单元18、或是用停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2双方构成条件变更单元18，由用户根据需要来适当决定即可。
在由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间时，由停电检测条件变更单元18-1设定的第二电压规定值被发送到停电复电检测单元15。由此，停电复电检测单元15将第二电压规定值用作停电判定基准电压来判定整流器11的三相交流输入侧是否停电。即，在从三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点(即电源电压振幅值上升并超过复电检测基准电压值的时间点)起至达到条件变更基准时间的时间点(即经过条件变更基准时间的时间点)为止的期间内，在停电检测灵敏度更高的停电判定条件下，停电复电检测单元15判定整流器11的三相交流输入侧是否停电。之后，在由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，停电检测条件变更单元18-1将停电检测基准电压值从第二电压规定值恢复为第一电压规定值并发送到停电复电检测单元15，因此停电复电检测单元15将第一电压规定值用作停电判定基准电压来判定整流器11的三相交流输入侧是否停电。
另外，在由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间时，由保护动作条件变更单元18-2设定的第二规定时间被发送到保护动作指令单元16。由此，保护动作指令单元16将第二规定时间用作保护动作基准时间来决定是否输出保护动作指令。即，在从三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点(即电源电压振幅值超过复电检测基准电压值的时间点)起至达到条件变更基准时间的时间点为止的期间内，以更早的定时开始进行保护动作。之后，在由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下，保护动作条件变更单元18-2使保护动作基准时间从第二规定时间恢复为第一规定时间并发送到保护动作指令单元16，因此保护动作指令单元16将第一规定时间用作保护动作基准时间来决定是否输出保护动作指令。
图5是表示图1所示的电动机控制装置的动作的流程图。此外，在图5中，省略了关于由交流电压检测单元13进行的整流器11的三相交流输入侧的交流电压值的检测和由电压振幅运算单元14进行的电源电压振幅值的计算的图示。
在本实施例中，在电动机控制装置1中，例如通过在装置内的规定的存储器(未图示)中保持复电状态标志或停电状态标志，来识别整流器11的三相交流输入侧是处于恢复供电状态还是处于停电状态。即，在电动机控制装置1保持复电状态标志的情况下，整流器11的三相交流输入侧处于没有发生停电的正常状态即恢复供电状态，在电动机控制装置1保持停电状态标志的情况，整流器11的三相交流输入侧处于发生了停电的停电状态。
首先考虑以下情况：作为初始状态，处于在整流器11的三相交流输入侧没有发生停电的正常状态即恢复供电状态，将第一电压规定值设定为正常时的停电检测基准电压值，将第一规定时间设定为正常时的保护动作基准时间。
在步骤S101中，将第一电压规定值设定为停电检测基准电压值，将第一规定时间设定为保护动作基准时间。
在步骤S102中，电动机控制装置1保持有复电状态标志。
接着，在步骤S103中，停电复电检测单元15判别由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值是否从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值。作为停电检测基准电压值，在步骤S101中设定了第一电压规定值。因而，作为尚未发生停电的正常时的动作，停电复电检测单元15判别电源电压振幅值是否从大于第一电压规定值的值变为第一电压规定值以下的值。
在由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值从大于停电检测基准电压值(第一电压规定值)的值变为停电检测基准电压值(第一电压规定值)以下的值的情况下，由停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态，进入步骤S104。在步骤S104中，电动机控制装置1将所保持的标志从复电状态标志切换为停电状态标志。
在步骤S105中，停电复电检测单元15判别在停电状态下由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值是否从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值。
在由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值没有从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的情况下(即，在电源电压振幅值维持小于复电检测基准电压值的情况下)，进入步骤S106。另一方面，在判定为由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的情况下，进入步骤S108。
在步骤S106中，保护动作指令单元16判别从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起是否经过了保护动作基准时间。在正常时将第一规定时间设定为保护动作基准时间，因而，在正常时，保护动作指令单元16判别从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起是否经过了第一规定时间。此外，在如后述那样通过条件变更单元18内的保护动作条件变更单元18-2将保护动作基准时间从第一规定时间变更为第二规定时间的情况下，保护动作指令单元16判别从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起是否经过了第二规定时间。
在步骤S106中保护动作指令单元16判定为没有经过保护动作基准时间的情况下，返回到步骤S105，在判定为经过了保护动作基准时间的情况下进入步骤S107。
在步骤S107中，对逆变换器12输出保护动作指令以使逆变换器12输出用于电动机2进行规定的保护动作的电力。由此，逆变换器12基于保护动作指令将平滑电容器22中蓄积的直流电力变换为交流电力并向电动机2供给。电动机2基于被供给的交流电力进行旋转，来进行与电动机2结合的工具、加工对象的退避、停止之类的保护动作。由此，开始进行用于保护与该电动机连接的工具、该工具所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。
通过步骤S105～S107的处理，在整流器11的三相交流输入侧处于停电状态的情况下，在经过保护动作基准时间之前没有开始进行保护动作，但在经过了保护动作基准时间后开始进行保护动作。例如，在步骤S103中判定为电源电压振幅值从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值且在步骤S105中判定为电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的情况即为在步骤S106中没有判定为经过了保护动作基准时间(即没有执行保护动作)就恢复供电的情况，所谓的瞬间停电相当于该情况。
另一方面，在步骤S105中判定为由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为复电检测基准电压以上的值的情况下，进入步骤S108。
在步骤S108中，电动机控制装置1将所保持的标志从停电状态标志切换为复电状态标志。
接着，在步骤S109中，时间测定单元17使计时器复位，开始对从判定为整流器11的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间进行测定。如后述那样，每次执行步骤S110的处理时，时间测定单元17的计时器增加1，并且通过执行步骤S111的处理来对计时器的计数值进行计数(count)，由此测量从判定为从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间。此外，步骤S108和步骤S109的处理既可以调换顺序地执行，也可以同时执行。
接着，在步骤S110中，时间测定单元17对计时器进行向上计数(即增加1)。
接着，在步骤S111中，执行条件变更单元18的处理。即，条件变更单元18内的停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2判别计时器的计数值是否成为规定值。该“规定值”与条件变更基准时间对应。即，换言之，步骤S111的处理是条件变更单元18判别由时间测定单元17测定出的经过时间是否为条件变更基准时间以上的处理。
在步骤S111中判定为计时器的计数值小于规定值的情况下(即在判定为由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间的情况下)，进入步骤S112，在判定为计时器的计数值为规定值以上的情况下(即在判定为由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下)，进入步骤S113。
在步骤S111中判定为计时器的计数值小于规定值的情况下，在接下来的步骤S112中，停电检测条件变更单元18-1将大于第一电压规定值的第二电压规定值新设定为停电检测基准电压值，保护动作条件变更单元18-2将比第一规定时间短的第二规定时间新设定为保护动作基准时间。在步骤S112中通过停电检测条件变更单元18-1将第二电压规定值设定为停电检测基准电压值、通过保护动作条件变更单元18-2将第二规定时间设定为保护动作基准时间之后，进入步骤S114。
另一方面，在步骤S111中判定为计时器的计数值为规定值以上的情况下(即在判定为由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上的情况下)，在接下来的步骤S113中，停电检测条件变更单元18-1将第一电压规定值新设定为停电检测基准电压值，保护动作条件变更单元18-2将第一规定时间新设定为保护动作基准时间。在执行步骤S113的处理之后进入步骤S114。
在步骤S114中，停电复电检测单元15判别由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值是否从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值。在步骤S114中判定为电源电压振幅值没有从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值的情况下，返回到步骤S110，时间测定单元17对计时器进行向上计数(即增加1)。另一方面，在步骤S114中判定为电源电压振幅值从大于停电检测基准电压值的值变为停电检测基准电压值以下的值的情况下，返回到步骤S104。因而，只要在步骤S111中判定为计时器的计数值小于规定值(即判定为由时间测定单元17测定出的经过时间小于条件变更基准时间)，就在步骤S112中将第二电压规定值设定为停电检测基准电压值且将第二规定时间设定为保护动作基准时间，只有在步骤S111中判定为计时器的计数值为规定值以上(即判定为由时间测定单元17测定出的经过时间为条件变更基准时间以上)时，才在步骤S113中将第一电压规定值设定为停电检测基准电压值且将第一规定时间设定为保护动作基准时间。通过该步骤S113的处理，停电检测基准电压值恢复为作为原来的(即正常时的)停电判定条件的第一电压规定值，保护动作基准时间恢复为作为原来的保护动作指令的输出定时的第一规定时间。
因而，在继步骤S112之后的步骤S114中，停电复电检测单元15判别由电压振幅运算单元14计算出的电源电压振幅值是否从比作为停电检测基准电压值的第二电压规定值大的值变为作为停电检测基准电压值的第二电压规定值以下的值。即，停电复电检测单元15利用大于第一电压规定值的第二电压规定值来判定整流器11的三相交流输入侧是否停电，由此与判定为“电源电压振幅值从大于第一电压规定值的值变为小于第一电压规定值的值”的定时相比，判定为“电源电压振幅值从大于第二电压规定值的值变为小于第二电压规定值的值”的定时在时间上提前，因此停电复电检测单元15的停电检测灵敏度提高。
并且，在继步骤S112之后的步骤S114后进一步进入步骤S105的情况下，保护动作指令单元16判别从停电复电检测单元15判定为整流器11的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起是否经过了第二规定时间。即，保护动作指令单元16利用比第一规定时间短的第二规定时间来判断是否输出保护动作指令，因此与正常时相比能够使保护动作指令的输出定时提前，能够在能量蓄积部的减少尚少的阶段开始进行保护动作。
另一方面，在继步骤S113之后的步骤S114中，停电复电检测单元15使用作为原来的停电判定条件的第一电压规定值来判别整流器11的三相交流输入侧是否停电。并且，在继步骤S113之后的步骤S114后进一步进入步骤S105的情况下，保护动作指令单元16在步骤S106中判别是否经过了作为原来的保护动作基准时间的第一规定时间。
此外，在图5所示的流程图中示出了具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2双方来作为条件变更单元18的电动机控制装置(图1)的动作，但在将条件变更单元18构成为仅具有停电检测条件变更单元18-1和保护动作条件变更单元18-2中的某一方的情况下，在步骤S112和S113中仅执行与该变更单元对应的处理。
这样，根据实施例，在整流器11的三相交流输入侧发生停电并恢复供电后的固定期间内，以更高的停电检测灵敏度进行停电判定，另外使保护动作指令的输出定时提前，因此即使在小于条件变更基准时间的期间内发生了停电的情况下，也能够在能量蓄积部的减少尚少的阶段开始进行保护动作。其结果，能够避免由于能量蓄积部的能量不足而无法确保用于进行保护动作的能量的事态，因而能够可靠地进行保护动作。
如以上所说明的那样，根据本发明，能够实现一种能够在三相交流输入侧发生停电时高效且可靠地进行保护动作的电动机控制装置。

Claims (3)

1.一种电动机控制装置，其特征在于，具备：
整流器，其对从三相交流输入侧供给的交流电力进行整流来输出直流电力；
逆变换器，其与作为所述整流器的直流输出侧的直流环节相连接，在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之间进行电力变换；
交流电压检测单元，其检测所述整流器的三相交流输入侧的交流电压值；
电压振幅运算单元，其根据所述交流电压值来计算电源电压振幅值；
停电复电检测单元，在恢复供电状态下所述电源电压振幅值从大于停电检测基准电压值的值变为所述停电检测基准电压值以下的值的情况下，该停电复电检测单元判定为所述整流器的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态，在停电状态下所述电源电压振幅值从小于复电检测基准电压值的值变为所述复电检测基准电压以上的值的情况下，该停电复电检测单元判定为所述整流器的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态；
保护动作指令单元，在从所述停电复电检测单元判定为所述整流器的三相交流输入侧从恢复供电状态转变为停电状态的时间点起经过了保护动作基准时间的情况下，该保护动作指令单元对所述逆变换器输出保护动作指令，以使所述逆变换器输出用于电动机进行规定的保护动作的电力；
时间测定单元，其对从所述停电复电检测单元判定为所述整流器的三相交流输入侧从停电状态转变为恢复供电状态的时间点起的经过时间进行测定；以及
条件变更单元，其根据所述经过时间来变更所述停电检测基准电压值和所述保护动作基准时间中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，
所述条件变更单元具有停电检测条件变更单元，在所述经过时间小于条件变更基准时间的情况下，该停电检测条件变更单元将所述停电检测基准电压值变更为第二电压规定值来替代已用作所述停电检测基准电压值的第一电压规定值，在所述经过时间为所述条件变更基准时间以上的情况下，该停电检测条件变更单元将所述停电检测基准电压值变更为所述第一电压规定值来替代所述第二电压规定值，其中，所述第二电压规定值大于所述第一电压规定值且小于所述复电检测基准电压值。
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，
所述条件变更单元具有保护动作条件变更单元，在所述经过时间小于条件变更基准时间的情况下，该保护动作条件变更单元将所述保护动作基准时间变更为第二规定时间来替代已用作所述保护动作基准时间的第一规定时间，在所述经过时间为所述条件变更基准时间以上的情况下，该保护动作条件变更单元将所述保护动作基准时间变更为所述第一规定时间来替代所述第二规定时间，其中，所述第二规定时间比所述第一规定时间短。
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