CN107040184A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电动机驱动装置具备：交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上下臂的各开关元件被导通截止或截止，来将交流电源的交流电力变换为直流电力；蓄电部，其设置于交流直流变换部与直流交流变换部之间的直流环节；初始充电部，其设置于直流环节，具有开关部和与其并联连接的充电电阻，对蓄电部进行初始充电；电磁接触器，其对交流电源与交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及控制部，其对开关元件、开关部以及电磁接触器进行控制，在电动机驱动结束后，控制部使电磁接触器和开关部进行开放动作且使同一相的上下臂中设置的各开关元件进行导通动作，来利用充电电阻将蓄电部中蓄积的电荷放出。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种对电动机进行控制的电动机驱动装置，该电动机驱动装置将交流电源侧的交流电力变换为直流电力后再将该直流电力变换为交流电力来将该交流电力作为驱动电力，特别涉及一种具备对设置于直流环节的蓄电部进行初始充电的初始充电部的电动机驱动装置。
背景技术
在对机床、产业机械、锻压机械、注射成型机、或各种机器人内的伺服电动机进行驱动控制的电动机驱动装置中，将交流电源侧的交流电力暂且变换为直流电力后再将该直流电力变换为交流电力，将该交流电力用作电动机的驱动电力。电动机驱动装置具备：交流直流变换部(也称为“正变换器”或“变换器”。)，其将从商用三相交流电源所在的交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力后将该直流电力输出；以及直流交流变换部(也称为“逆变换器”或“逆变器”。)，其与作为交流直流变换部的直流输出侧的直流环节连接，将直流环节中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力后将该交流电力输出，该电动机驱动装置对与该直流交流变换部的交流输出侧连接的电动机的速度、转矩或转子的位置进行控制。
在将交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧连接的直流环节中，设置有能够蓄积直流电力的蓄电部。作为蓄电部的例子，例如存在直流电容器。
蓄电部需要从电动机驱动装置刚启动之后起进行初始充电直到电动机驱动开始前(即直流交流变换部向电动机供给交流电力的电力变换动作开始前)为止。在电动机驱动结束后的蓄电部中蓄积有电荷，因此需要将蓄电部中蓄积的电荷放出以防触电。例如，存在利用蓄电部的自然放电来减少蓄电部的电荷的方法、在另外准备的电阻器中消耗电荷的方法。
图7是表示具有初始充电部的一般的电动机驱动装置的结构的图。电动机驱动装置100具有：交流直流变换部111，其将从商用三相(R相、S相、T相)的交流电源3供给的交流电力变换为直流电力后将该直流电力输出；以及直流交流变换部117，其与作为交流直流变换部111的直流输出侧的直流环节连接，将直流环节中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力后将该交流电力输出，电动机驱动装置100对与直流交流变换部117的交流输出侧连接的电动机2的速度、转矩或转子的位置进行控制。
交流直流变换部111构成为在各相的上臂和下臂设置有开关元件以及与该开关元件反并联地连接的反馈二极管的全桥电路。根据从控制部115接收到的开关指令对设置于上臂和下臂的开关元件进行导通截止控制、或使开关元件全部截止来利用二极管进行整流，由此对从交流电源3侧供给的交流电力进行变换来输出直流电力。在交流直流变换部111的交流输入侧连接有交流电抗器118。
为了对交流电源3与交流直流变换部111之间的电路进行开闭，在交流直流变换部111的交流输入侧设置有电磁接触器114。在电磁接触器114中，在平时通过弹簧的力而接触件124为切断状态，而当向控制用线圈123接通电源时，由电磁体产生克服弹簧力的吸引力，接触件124将电路连接起来，从而从交流电源3向交流直流变换部111供给电源。当切断向控制用线圈123的电源时，通过弹簧力而电路被切断，从而从交流电源3向交流直流变换部111的电源供给被切断。基于从控制部115输出的电磁接触器开闭指令来控制电磁接触器114的电路的开闭动作。
在将交流直流变换部111的直流输出侧与直流交流变换部117的直流输入侧连接起来的直流环节中，设置有能够蓄积直流电力的蓄电部112。在图示的例子中，将蓄电部112设为直流电容器。蓄电部112从电动机驱动装置100刚启动之后(即刚刚将电磁接触器114闭合(接通)之后)起事先进行初始充电，直到电动机2的驱动开始前(即由直流交流变换部117进行的电力变换动作开始前)为止。在从蓄电部112中未蓄积电荷的状态起刚开始初始充电之后，在交流直流变换部111中流通大的浪涌电流。特别是，蓄电部112的静电容量越大，则产生越大的浪涌电流。作为该浪涌电流对策，在电动机驱动装置100中，在交流直流变换部111与蓄电部112之间设置初始充电部113。初始充电部113具有充电电阻短路用的开关部121以及与该开关部121并联连接的充电电阻122。开关部121仅在电动机驱动装置100刚启动后执行的蓄电部112的初始充电期间中开放(断开)，在电动机驱动装置100对电动机2进行驱动的通常动作期间中维持闭合(接通)的状态。在蓄电部112的初始充电期间中，通过将开关部121开放(断开)而从交流直流变换部111输出的直流电力流过充电电阻122，并在充电电阻122中作为热被消耗，从而能够抑制初始充电期间中产生过大的浪涌电流。基于从控制部115输出的短路指令来控制初始充电部113内的开关部121的电路的开闭动作。
为了在电动机驱动结束后将蓄电部112的电荷放出，例如设置放电部116。放电部116具有放电电阻用的开关部125以及与该开关部125串联连接的放电电阻126。在电动机驱动结束后，电磁接触器114被开放(断开)且开关部125被闭合(接通)，由此蓄电部112中蓄积的电荷在放电电阻126中被消耗。基于从控制部115输出的放电指令来控制放电部116内的开关部125的电路的开闭动作。
除了如上所述那样使用放电电阻来进行放电的方法以外，还存在如日本专利第5444304号公报和日本特开2004-357412号公报所记载的那样的利用电动机所具有的电阻成分来进行放电的方法。图8是说明日本专利第5444304号公报所记载的电动机驱动装置中的蓄电部的放电的图。电动机驱动装置200内的交流直流变换部111、蓄电部112、初始充电部113、电磁接触器114、直流交流变换部117以及交流电抗器118的动作及其结构如参照图7说明的那样。在日本专利第5444304号公报所记载的电动机驱动装置200中，为了将在电动机的减速控制时蓄积的蓄电部112的电荷放出，基于由控制部115生成的电磁接触器开闭指令来将电磁接触器114闭合(接通)，基于由控制部115生成的短路指令来将充电电阻短路用的开关部121闭合(接通)。然后，基于来自控制部115的无效电流指令来通过直流交流变换部117将蓄电部112中蓄积的直流电力变换为无效电流并将该无效电流供给到电动机2。由此，电动机2将蓄电部112中蓄积的直流电力以无效电流的形式消耗掉。
除了上述的方法以外，还存在利用电路内的除电阻器以外的元件所具有的电阻成分来进行放电的方法。
例如，存在如日本专利第5721787号公报所记载的那样的适当地控制设置于逆变器的前级的升压变换器内的开关元件的开关动作来对电容器进行放电的方法。
如上所述，在电动机驱动结束后的蓄电部中蓄积有电荷，因此需要将蓄电部中蓄积的电荷放出以防触电。
然而，利用蓄电部的自然放电来减少蓄电部的电荷的方法存在花费时间这样的问题。
另外，另行设置用于使蓄电部放电的放电部的方法需要开关部和放电电阻，因此存在装置大型化、成本增加这样的问题。
另外，根据日本专利第5444304号公报和日本特开2004-357412号公报所记载的方法，电动机和直流交流变换部需要具备能够应对蓄电部中蓄积的电荷的放出的冷却能力，因此存在装置大型化、成本增加这样的问题。
另外，在日本专利第5721787号公报所记载的方法中，需要使除放电电阻以外的元件消耗蓄电部中蓄积的电荷，因此也需要提高除放电电阻以外的元件的热容量、冷却能力，从而存在装置大型化、成本增加这样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种省空间且低成本的电动机驱动装置，该电动机驱动装置通过交流直流变换部将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力来将该直流电力向设置有蓄电部的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将该交流电力向电动机供给，在该电动机驱动装置中，能够在短时间内将蓄电部中蓄积的电荷放出。
为了实现上述目的，电动机驱动装置具备：交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上臂和下臂的各开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，由此将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力；蓄电部，其设置于交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧之间的直流环节，该直流交流变换部将交流直流变换部的直流输出侧的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力；初始充电部，其设置于直流环节，具有对交流直流变换部与蓄电部之间的电路进行开闭的开关部以及与开关部并联连接的充电电阻，在电动机驱动开始前，开关部被开放，利用来自交流直流变换部的经由充电电阻流通的直流电流对蓄电部进行初始充电；电磁接触器，其对交流电源与交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及控制部，其对各开关元件、开关部以及电磁接触器进行控制，在电动机驱动结束后，控制部使电磁接触器和开关部进行开放动作且使同一相的上臂和下臂中设置的各开关元件进行导通动作，由此构成由蓄电部和充电电阻形成的闭合电路来利用充电电阻将蓄电部中蓄积的电荷放出。
在此，在电动机驱动开始前，控制部使电磁接触器进行闭合动作且使开关部进行开放动作，由此开关部被开放，利用来自交流直流变换部的经由充电电阻流通的直流电流对蓄电部进行初始充电，在蓄电部通过初始充电而达到了规定电压后，控制部使开关部进行闭合动作，由此完成蓄电部的初始充电。
也可以是，电动机驱动装置还具备对充电电阻的温度进行检测的温度检测部，在电动机驱动结束后，在温度检测部所检测出的温度变为规定温度以上的情况下，控制部使同一相的上臂或下臂中设置的各开关元件进行截止动作，由此停止在充电电阻中的放电。
另外，也可以是，电动机驱动装置还具备对充电电阻的温度进行检测的温度检测部，在电动机驱动结束后，在温度检测部所检测出的温度低于规定温度的情况下，控制部使电磁接触器和开关部进行开放动作且使同一相的上臂和下臂中设置的各开关元件进行导通动作，由此构成由蓄电部和充电电阻形成的闭合电路来利用充电电阻将蓄电部中蓄积的电荷放出，在温度检测部所检测出的温度为规定温度以上的情况下，控制部使同一相的上臂或下臂中设置的各开关元件进行截止动作，由此中止在充电电阻中的放电。
附图说明
通过参照下面的附图，会更明确地理解本发明。
图1是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置的电路图。
图2是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置的与初始充电有关的动作流程的流程图。
图3是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。
图4是表示基于第二实施方式和第三实施方式的电动机驱动装置的电路图。
图5是表示基于第二实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。
图6是表示基于第三实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。
图7是表示具有初始充电部的一般的电动机驱动装置的结构的图。
图8是说明日本专利第5444304号公报所记载的电动机驱动装置中的蓄电部的放电的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明具有放电功能的电动机驱动装置。然而，希望理解的是，本发明不限定于附图或以下所说明的实施方式。
图1是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置的电路图。以后，在不同的附图中标注了相同的参照标记的结构要素表示是具有相同功能的结构要素。此外，关于由电动机驱动装置1驱动的电动机2的种类，也不特别限定本发明，例如既可以是感应电动机也可以是同步电动机。另外，关于相数，也不特别限定本发明，除三相以外，例如也可以是单相、其它多相。
基于第一实施方式的电动机驱动装置1具备交流直流变换部11、蓄电部12、初始充电部13、电磁接触器14以及控制部15。在电动机驱动装置1的交流输入侧连接有交流电源3，在电动机驱动装置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驱动装置1，但是关于由电动机驱动装置1进行驱动控制的电动机2的个数，并不特别限定本发明，也可以是多个。电动机驱动装置1具备供给用于驱动电动机2的交流电力的直流交流变换部17，而在电动机2为多个的情况下，有时直流交流变换部17也为多个。
交流直流变换部(也称为“正变换器”或“变换器”。)11构成为在各相的上臂和下臂设置有开关元件以及与该开关元件反并联地连接的反馈二极管的全桥电路。在图示的例子中，将三相的交流电力变换为直流电力，因此构成为三相全桥电路。在交流直流变换部11中，根据从控制部15接收到的开关指令，设置于上臂和下臂的开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，由此对从交流电源3侧供给的交流电力进行变换来输出直流电力。作为开关元件的例子，存在IGBT、FET、晶闸管、GTO(Gate Turn-OFFthyristor：门极可关断晶闸管)、晶体管等，但是关于开关元件的种类本身，并不限定本发明，也可以是其它开关元件。
在交流直流变换部11的交流输入侧连接有交流电抗器18。
直流交流变换部(也称为“逆变换器”或“逆变器”。)17经由直流环节而与交流直流变换部11连接。直流交流变换部17将直流环节中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力后将该交流电力输出。直流交流变换部17例如构成为PWM逆变器等那样的、开关元件以及与开关元件反并联地连接的反馈二极管的三相全桥电路。作为开关元件的例子，存在IGBT、FET、晶闸管、GTO(Gate Turn-OFF thyristor：门极可关断晶闸管)、晶体管等，但是关于开关元件的种类本身并不限定本发明，也可以是其它开关元件。直流交流变换部17基于从上级控制器(未图示)接收到的开关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变换为用于驱动电动机2的具有期望的电压及期望的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进行动作。此外，也可以由后述的控制部15生成用于控制直流交流变换部17的开关动作的开关指令。
蓄电部12设置于交流直流变换部11的直流输出侧与直流交流变换部17的直流输入侧之间的直流环节，能够蓄积直流电力。作为蓄电部12的例子，存在直流电容器。此外，在本实施方式中，将蓄电部12设为与交流直流变换部11及直流交流变换部17相独立的蓄电部，但是一般来说，在交流直流变换部11的直流输出侧内置有具有抑制直流输出的脉动成分的功能的平滑电容器(未图示)，在直流交流变换部17的直流输入侧内置有具有抑制直流输入的脉动成分的功能的平滑电容器(未图示)，因此作为本实施方式的变形例，也可以将这些内置于交流直流变换部11和直流交流变换部17的平滑电容器用作蓄电部12。此外，在图1中示出了仅设置有一个直流交流变换部17的例子，而例如在并联连接多个直流交流变换部17的情况下，也可以在各直流交流变换部17的直流输入侧分别设置蓄电部12，在该情况下，蓄电部12具有彼此并联连接的关系。从电动机驱动装置1刚启动之后(即刚刚将电磁接触器14闭合(接通)之后)起直到电动机2的驱动开始前(即由直流交流变换部17进行的电力变换动作开始前)为止，通过接下来说明的初始充电部13来利用从交流直流变换部11输出的直流电力对蓄电部12进行初始充电。由电压检测部19来检测蓄电部12的电压。
初始充电部13设置于直流环节，具有对交流直流变换部11与蓄电部12之间的电路进行开闭的开关部21以及与开关部21并联连接的充电电阻22。充电电阻22只要是高耐压电阻即可，既可以是固定电阻也可以是可变电阻。或者，也可以是除这些电阻以外的具有电阻成分的元件(例如线圈)。另外，在本发明中利用充电电阻22进行放电，详细内容在后面叙述。为了实现该利用充电电阻22进行的放电，充电电阻短路用的开关部21只要由在开放(断开)时不流通电流的机械继电器、机械开关等机构部件来实现、或者由在开放(断开)时几乎不流通电流的TRIAC(注册商标)(双向晶闸管)、不具有寄生二极管的开关元件(例如GaNFET)等电子器件来实现即可。
充电电阻短路用的开关部21仅在电动机驱动装置1刚启动后执行的蓄电部12的初始充电期间中开放(断开)，在电动机驱动装置1对电动机2进行驱动的通常动作期间中维持闭合(接通)的状态。更具体地说，在从电动机驱动装置1刚启动之后(即刚刚将电磁接触器14闭合(接通)之后)起直到电动机2的驱动开始前(即由直流交流变换部17进行的电力变换动作开始前)为止的初始充电期间中，将开关部21开放(断开)，由此从交流直流变换部11输出的直流电流经过充电电阻22流入蓄电部12，蓄电部12被充电。然后，当蓄电部12被充电到规定电压时，将开关部21闭合(接通)来将充电电阻22的两端短路，从而完成初始充电动作。此后，直流交流变换部17开始电力变换动作来向电动机2供给驱动电力，电动机2基于该驱动电力而被驱动。这样，在蓄电部12的初始充电期间中，通过将开关部21开放(断开)，从交流直流变换部11输出的直流电力流过充电电阻22并在充电电阻22中作为热被消耗，因此能够抑制初始充电期间中产生过大的浪涌电流。基于从控制部15输出的短路指令来控制初始充电部13内的开关部21的电路的开闭动作。此外，也可以由比控制部15更上级的控制器(未图示)来生成短路指令。
电磁接触器14设置于交流直流变换部11的交流输入侧，以对交流电源3与交流直流变换部11之间的电路进行开闭。在本实施方式中，电磁接触器14设置于比设置于交流直流变换部11的交流输入侧的交流电抗器18靠交流电源3的一侧。在电磁接触器14中，在平时通过弹簧的力而接触件24为切断状态，而当向控制用线圈23接通电源时，由电磁体产生克服弹簧力的吸引力，接触件24将电路连接，从而从交流电源3向交流直流变换部11供给电源。当切断向控制用线圈23的电源时，通过弹簧力而电路被切断，从而从交流电源3向交流直流变换部11的电源供给被切断。基于从控制部15输出的电磁接触器开闭指令来控制电磁接触器14的电路的开闭动作。此外，也可以由比控制部15更上级的控制器(未图示)来生成用于电磁接触器14的开闭指令。
控制部15生成用于对交流直流变换部11内的各开关元件的开关动作进行控制的开关指令、用于对初始充电部13内的充电电阻短路用的开关部21的电路的开闭动作进行控制的短路指令、以及用于对电磁接触器14的电路的开闭动作进行控制的电磁接触器开闭指令。参照图2和图3的流程图来说明控制部15的动作的详细内容。
图2是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置的与初始充电有关的动作流程的流程图。
在电动机驱动开始前，电磁接触器14和开关部21均被开放(断开)(步骤S101)。
在步骤S102中，控制部15判断是否开始蓄电部12的初始充电。该判断例如是基于是否从控制部15的上级的控制器(未图示)接收到了初始充电开始指令而进行的。例如，通过由作业者对电动机驱动装置1进行启动操作(例如按下启动按钮等)来对控制部15发送初始充电开始指令。在步骤S102中，控制部15当判定为开始蓄电部12的初始充电时，对电磁接触器14输出闭合指令。
在步骤S103中，电磁接触器14根据接收到的闭合指令进行闭合(接通)动作。由此，从交流电源3向交流直流变换部11流通交流电力。在此虽未图示，但是交流直流变换部11从控制部15接收到开关指令，开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，从而对从交流电源3侧供给的交流电力进行变换来输出直流电力。由此，从交流直流变换部11输出的直流电流经过充电电阻22流入蓄电部12，蓄电部12被充电。通过充电而蓄电部12的电压逐渐上升。
在步骤S104中，控制部15判定蓄电部12是否达到了规定电压。由电压检测部19来检测蓄电部12的电压的值并将该值发送到控制部15。在判定为蓄电部12已达到规定电压的情况下，前进到步骤S105。
在步骤S105中，控制部15对初始充电部13输出闭合指令，初始充电部13内的开关部21被闭合(接通)。由此，蓄电部12的初始充电完成。初始充电完成后，电动机驱动装置1开始电动机2的驱动。
图3是表示基于第一实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。
在由电动机驱动装置1进行的电动机驱动期间中，电磁接触器14和开关部21均被闭合(接通)(步骤S201)。
在步骤S202中，控制部15判断是否开始蓄电部12的放电。该判断例如是基于是否从控制部15的上级的控制器(未图示)接收到了放电开始指令而进行的。例如，通过由作业者对电动机驱动装置1进行停止操作(例如按下停止按钮等)来对控制部15发送放电开始指令。在步骤S202中，控制部15当判定为开始蓄电部12的放电时，对电磁接触器14输出开放指令。
在步骤S203中，电磁接触器14根据接收到的开放指令进行开放(断开)动作。由此，从交流电源3向交流直流变换部11的交流电力的供给被切断。
在步骤S204中，控制部15对初始充电部13输出开放指令。由此，初始充电部13内的开关部21被开放(断开)。
接着，在步骤S205中，控制部15对交流直流变换部11输出使同一相的上臂和下臂中设置的各开关元件进行导通动作的开关指令。由此，在交流直流变换部11中，同一相的上臂和下臂中设置的各开关元件导通，在图1中成为A点与B点短路的状态。此外，被导通的开关元件的上下臂的相(R相、S相、T相)可以仅为一个相，也可以为两个相，或者也可以为三个相全部。当设置于上臂和下臂的各开关元件导通时，成为A点与B点短路的状态，并且初始充电部13的开关部21的电路开放(断开)，因此构成了包括蓄电部12和充电电阻22的闭合电路，蓄电部12中蓄积的电荷经过同一相的导通的各开关元件后流过充电电阻22。由此，蓄电部12中蓄积的能量通过充电电阻22而被放出，蓄电部12的电压逐渐下降。
在步骤S206中，控制部15判断蓄电部12的放电是否结束。该判断例如是基于由电压检测部19检测出的蓄电部12的电压是否成为规定的电压以下(例如接近0伏特的值)而进行的。在步骤S206中判定为蓄电部12的放电结束的情况下，前进到步骤S207。
在步骤S207中，控制部15对交流直流变换部11输出使全部开关元件截止的开关指令。由此，由交流直流变换部11进行的电力变换动作停止，电动机驱动装置1的动作完全停止。通过上述的步骤S201～步骤S207的各处理，蓄电部12进行放电，因此例如即使作业者为了进行维护而触摸蓄电部12也不会触电。
如以上所说明的那样，在本发明中，通过将充电电阻短路用的开关部21开放(断开)来使蓄电部12中蓄积的电荷流过充电电阻22，因此优选的是，充电电阻短路用的开关部21由在开放(断开)时不流通电流的机械继电器、机械开关等机构部件来实现，或者由在开放(断开)时几乎不流通电流的TRIAC(注册商标)(双向晶闸管)、不具有寄生二极管的开关元件(例如GaN FET)等电子器件来实现。
在将蓄电部12的静电容量设为C、将蓄电部12的电压(即A点与B点的电位差)设为V时，能够如式1那样表示蓄电部12中蓄积的能量Wc。
另外，在将充电电阻22的电阻值设为R、将流到蓄电部12的电流设为i时，能够如式2那样表示在将蓄电部12从0伏特充电到V伏特时在充电电阻22中消耗的能量WR。
根据式1和式2，式3成立。
We＝WR .(3)
式3意味着即使将充电电阻22用于蓄电部12的放电也无需特别提高冷却性能。即，根据本发明，不用追加成本、追加安装面积，利用现有的初始充电部13的现有的结构就能够具备蓄电部12的放电功能。
接着，说明具备对充电电阻22的温度进行检测的温度检测部的第二实施方式和第三实施方式。
图4是表示基于第二实施方式和第三实施方式的电动机驱动装置的电路图。在第二实施方式和第三实施方式中，在参照图1～图3说明的第一实施方式中的电动机驱动装置1中还设置有对充电电阻22的温度进行检测的温度检测部16。温度检测部16既可以通过使用温度检测元件直接测定充电电阻22的温度的方法来实现，或者也可以通过基于蓄电部12的静电容量以及由电压检测部19检测出的蓄电部12的电压和时间等各信息通过计算求出充电电阻22的温度的方法来实现。此外，除温度检测部16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标记并省略关于该电路结构要素的详细说明。
首先，参照图4和图5来说明基于第二实施方式的电动机驱动装置的动作。图5是表示基于第二实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。在第二实施方式中，在电动机驱动结束后的放电动作期间中，在温度检测部16所检测出的温度变为规定温度以上的情况下，控制部15通过使同一相的上臂和下臂中设置的各开关元件进行截止动作来停止充电电阻22中的放电，由此实现充电电阻22的过热保护。当然，为防止充电电阻22的过热而截止的开关元件也可以是上臂和下臂中的任一方的开关元件。
在第二实施方式中，由初始充电部13进行的蓄电部12的初始充电动作与参照图2说明的第一实施方式的动作相同，因此省略说明，在此说明蓄电部12的放电动作。
在图5中，步骤S201～步骤S205的各处理与参照图3说明的第一实施方式的步骤S201～步骤S205的各处理相同。
在图5的步骤S208中，控制部15判断温度检测部16所检测出的温度是否变为规定温度以上。该规定温度例如只要被设定为如下温度即可：即使由于过大电流流过充电电阻22而充电电阻22过热，充电电阻22也不会熔断。
当在步骤S208中判定为温度检测部16所检测出的温度变为规定温度以上时，前进到步骤S207，控制部15对交流直流变换部11输出使全部开关元件截止的开关指令。由此，由交流直流变换部11进行的电力变换动作停止，电动机驱动装置1的动作完全停止。由此，能够将充电电阻22的过热防于未然。
当在步骤S208中判定为温度检测部16所检测出的温度低于规定温度时，前进到步骤S206。在步骤S206中，控制部15判断蓄电部12的放电是否结束。该判断例如是基于由电压检测部19检测出的蓄电部12的电压是否成为规定的电压以下(例如接近0伏特的值)而进行的。当在步骤S206中未判定为蓄电部12的放电结束时，返回到步骤S205，继续进行蓄电部12的放电。当在步骤S206中判定为蓄电部12的放电结束时，前进到步骤S207。
在步骤S207中，控制部15对交流直流变换部11输出使全部开关元件截止的开关指令。由此，由交流直流变换部11进行的电力变换动作停止，电动机驱动装置1的动作完全停止。通过上述的步骤S201～步骤S207的各处理，蓄电部12进行放电，因此例如即使作业者为了进行维护而触摸蓄电部12也不会触电。
接着，参照图4和图6来说明基于第三实施方式的电动机驱动装置的动作。图6是表示基于第三实施方式的电动机驱动装置中的与蓄电部的放电有关的动作流程的流程图。在第三实施方式中，在电动机驱动结束后的放电动作期间中，控制部15根据温度检测部16所检测出的温度是否为规定温度以上来继续或中止蓄电部12的放电，由此实现蓄电部12的可靠的放电和充电电阻22的过热保护。
在第三实施方式中，由初始充电部13进行的蓄电部12的初始充电动作与参照图2说明的第一实施方式的动作相同，因此省略说明，在此说明蓄电部12的放电动作。
在图6中，步骤S201～步骤S205的各处理与参照图3说明的第一实施方式的步骤S201～步骤S205的各处理相同。
在图6的步骤S208中，控制部15判断温度检测部16所检测出的温度是否变为规定温度以上。该规定温度例如只要被设定为如下温度即可：即使由于过大电流流过充电电阻22而充电电阻22过热，充电电阻22也不会熔断。
当在步骤S208中判定为温度检测部16所检测出的温度变为规定温度以上时，前进到步骤S209，控制部15对交流直流变换部11输出使全部开关元件截止的开关指令。由此，由交流直流变换部11进行的电力变换动作暂时中止。由此，能够将充电电阻22的过热防于未然。在进行步骤S209的处理后，返回到步骤S208。当然，为了防止充电电阻22的过热而截止的开关元件也可以是上臂和下臂中的任一方的开关元件。
当在步骤S208中判定为温度检测部16所检测出的温度低于规定温度时，前进到步骤S206。在步骤S206中，控制部15判断蓄电部12的放电是否结束。该判断例如是基于由电压检测部19检测出的蓄电部12的电压是否成为规定的电压以下(例如接近0伏特的值)而进行的。当在步骤S206中未判定为蓄电部12的放电结束时，返回到步骤S205，继续进行蓄电部12的放电。当在步骤S206中判定为蓄电部12的放电结束的情况下，前进到步骤S207。
在步骤S207中，控制部15对交流直流变换部11输出使全部开关元件截止的开关指令。由此，由交流直流变换部11进行的电力变换动作停止，电动机驱动装置1的动作完全停止。通过上述的步骤S201～步骤S207的各处理，蓄电部12进行放电，因此例如即使作业者为了进行维护而触摸蓄电部12也不会触电。
这样，在第三实施方式中，在电动机驱动结束后的放电动作期间中，在温度检测部16所检测出的温度低于规定温度的情况下，继续进行蓄电部12的放电，在温度检测部16所检测出的温度变为规定温度以上的情况下，暂时中止蓄电部12的放电。由此，能够实现蓄电部12的可靠的放电和充电电阻22的过热保护。
根据本发明，能够实现以下的省空间且低成本的电动机驱动装置：通过交流直流变换部将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力来将该直流电力向设置有蓄电部的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将该交流电力向电动机供给，在该电动机驱动装置中，能够在短时间内将蓄电部中蓄积的电荷放出。
根据本发明，使用对设置于直流环节的蓄电部进行初始充电的初始充电部内的充电电阻来将蓄电部中蓄积的电荷放出，因此不产生用于放电的安装面积的追加、追加的成本。
另外，根据本发明，在充电电阻的温度变为规定温度以上的情况下，中止或停止充电电阻的放电，因此能够将充电电阻的过热防于未然，充电电阻不会熔断。

Claims (4)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：
交流直流变换部，该交流直流变换部的设置于上臂和下臂的各开关元件被进行导通截止控制、或开关元件全部截止而利用二极管进行整流，由此将从交流电源侧供给的交流电力变换为直流电力；
蓄电部，其设置于所述交流直流变换部的直流输出侧与直流交流变换部的直流输入侧之间的直流环节，该直流交流变换部将所述交流直流变换部的直流输出侧中的直流电力变换为用于驱动电动机的交流电力；
初始充电部，其设置于所述直流环节，具有对所述交流直流变换部与所述蓄电部之间的电路进行开闭的开关部以及与所述开关部并联连接的充电电阻，在电动机驱动开始前，所述开关部被开放，利用来自所述交流直流变换部的经由所述充电电阻流通的直流电流来对所述蓄电部进行初始充电；
电磁接触器，其对交流电源与所述交流直流变换部之间的电路进行开闭；以及
控制部，其对各所述开关元件、所述开关部以及所述电磁接触器进行控制，
在电动机驱动结束后，所述控制部使所述电磁接触器和所述开关部进行开放动作且使同一相的所述上臂和所述下臂中设置的各所述开关元件进行导通动作，由此构成由所述蓄电部和所述充电电阻形成的闭合电路来利用所述充电电阻将所述蓄电部中蓄积的电荷放出。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在电动机驱动开始前，所述控制部使所述电磁接触器进行闭合动作且使所述开关部进行开放动作，由此所述开关部被开放，利用来自所述交流直流变换部的经由所述充电电阻流通的直流电流对所述蓄电部进行初始充电，在所述蓄电部通过初始充电而达到了规定电压后，所述控制部使所述开关部进行闭合动作，由此完成所述蓄电部的初始充电。
3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备对所述充电电阻的温度进行检测的温度检测部，
在电动机驱动结束后，在所述温度检测部所检测出的温度变为规定温度以上的情况下，所述控制部使同一相的所述上臂或所述下臂中设置的各所述开关元件进行截止动作，由此停止在所述充电电阻中的放电。
4.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备对所述充电电阻的温度进行检测的温度检测部，
在电动机驱动结束后，在所述温度检测部所检测出的温度低于规定温度的情况下，所述控制部使所述电磁接触器和所述开关部进行开放动作且使同一相的所述上臂和所述下臂中设置的各所述开关元件进行导通动作，由此构成由所述蓄电部和所述充电电阻形成的闭合电路来利用所述充电电阻将所述蓄电部中蓄积的电荷放出，在所述温度检测部所检测出的温度为所述规定温度以上的情况下，所述控制部使同一相的所述上臂或所述下臂中设置的各所述开关元件进行截止动作，由此中止在所述充电电阻中的放电。
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