CN108736796A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电动机驱动装置具备：正变换器，其将从交流电源输入的交流变换为直流来向直流环节输出；直流环节电容器，其设置在直流环节；多个逆变换器，该多个逆变换器分别是针对各个电动机来设置的，该多个逆变换器将直流环节中的直流变换为交流来向对应的电动机输出；温度检测部，其检测各电动机的温度；开闭部，其对交流电源与正变换器之间的电路进行开闭；以及残余电荷消耗控制部，在开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向正变换器的交流的输入时，该残余电荷消耗控制部根据由温度检测部检测出的与电动机的温度有关的信息，将多个逆变换器中的至少一个逆变换器控制为输出无效电流。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种具有残余电荷消耗控制部的电动机驱动装置。
背景技术
在对包括机床、机器人等在内的机械中设置的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，将从交流电源输入的交流由正变换器暂时变换为直流再由逆变换器变换为交流，并将该交流的电力用作针对每个驱动轴设置的电动机的驱动电力。为了将驱动电力独立地供给到与多个驱动轴对应地分别设置的各电动机来对电动机进行驱动控制，逆变换器例如被设为与电动机的台数相同的台数。另一方面，为了降低成本、减少占用空间，大多设为，对于多个逆变换器设置一台正变换器。
在将正变换器的直流输出侧与逆变换器的直流输入侧连接的直流环节设置直流环节电容器。直流环节电容器具有蓄积由逆变换器生成交流电力所使用的直流电力的功能、以及抑制正变换器的直流输出的脉动成分的功能。
一般来说，在机床中，在加工结束后、异常发生时电动机驱动装置与交流电源断开时，为了防止作业人员触电，期望尽快去除直流环节电容器中蓄积的残余电荷。例如在压力机中，有时存在如下问题：进行冲压动作时产生的最大消耗电力非常大，交流电源侧的电源设备的容量不足。因此，在压力机中的电动机驱动装置中，有时以大容量的器件来构成进行电力的输出输入的直流环节电容器(也称为“电容器组”)，并在压力机消耗电力的情况下从直流环节电容器供给电力，由此降低对交流电源侧的电源设备施加的电力峰值。在压力机中使用的大容量的直流环节电容器中蓄积有巨大的能量，特别危险，因此期望尽快去除残余电荷。
作为在将电动机驱动装置与交流电源断开后去除直流环节电容器的残余电荷的方法，例如有自然放电的方法。另外，一般在包含直流环节电容器的电动机驱动装置中设置有用于在由电动机驱动装置进行的电动机的驱动开始前对直流环节电容器进行初始充电的初始充电电路，也存在利用该初始充电电路内的电阻(也称为“充电电阻”)来将直流环节电容器的残余电荷消耗为热能的方法。另外，也存在利用另设的放电电路内的放电电阻来将直流环节电容器的残余电荷消耗为热能的方法。
例如，如日本特开2013-038894号公报所记载的那样，已知一种电容器的放电电路，被应用于如下系统中，该系统具备：直流电源；电力变换电路，其具有一对输入端子且经由该一对输入端子来与所述直流电源连接；电容器，其被连接在该电力变换电路的一对输入端子之间；以及电压检测电路，其检测所述一对输入端子间的电压，所述电容器的放电电路的特征在于，具备：一对电气路径，其将所述电压检测电路与所述一对输入端子各自连接；多个电阻体的串联连接体，其被设置在所述电气路径且对所述输入端子的电位与作为基准的电位之间的电位差进行分压；连接路径，其将所述一对电气路径之间连接；电子控制式的开闭单元，其被设置在所述连接路径且对该连接路径进行开闭；以及操作单元，其对所述开闭单元进行开闭操作，其中，所述电压检测电路基于被所述多个电阻体的串联连接体进行了分压的所述电位差来检测所述一对输入端子之间的电压，在由所述操作单元使所述开闭单元成为闭状态的情况下，所述连接路径以如下方式被连接在所述一对电气路径之间：包括所述电容器和所述连接路径的闭环电路中包含所述多个电阻体中的至少一个电阻体。
例如，如日本特开2011-139620号公报所记载的那样，已知一种逆变器控制驱动装置，具备与两个通用电动机对应地分别设置的、对所述通用电动机进行驱动控制的逆变器，所述逆变器控制驱动装置的特征在于，所述逆变器设置有：转换器部，其将来自交流电源的交流电压变换为直流电压；电容器部，其对来自该转换器部的输出电压进行平滑；输出桥部，其将由该电容器部进行了平滑后的直流电压变换为三相交流，并将该三相交流输出到所述通用电动机；浪涌电流抑制电阻部，其连接在所述转换器部与电容器部之间；第一开关，其与该浪涌电流抑制电阻部并联连接；第二开关，其使所述通用电动机中的一个通用电动机的电容器部与另一个通用电动机的电容器部并联连接，该第二开关被连接在该并联电路内的一个通用电动机的电容器部与另一个通用电动机的电容器部之间；以及第三开关，对设置有所述第二开关的并联电路并联连接有放电电阻，该第三开关被连接在设置有该放电电阻的并联电路，其中，所述第一开关当该第一开关所连接的所述通用电动机的电容器部的电容器电压达到第一规定电压的情况下从断开切换为接通，所述第二开关当两个所述通用电动机的电容器部的电容器电压达到比第一规定电压高的第二规定电压的情况下从断开切换为接通，之后持续接通，在所述第二开关从断开切换为接通之后，所述第三开关从断开切换为接通。
例如，如日本特开2007-274867号公报所记载的那样，已知一种电动机驱动控制装置，包括：驱动单元，其在对电动机进行驱动时，基于由偏差获取单元获取到的偏差将来自电源的电力供给到电动机，由此对电动机进行驱动；以及再生单元，其具备电力再生单元和热再生单元，在电动机制动时，在所述电动机的转速大于基准值时所述电力再生单元将所述电动机产生的能量再生为电源，在所述电动机的转速小于基准值时所述热再生单元将所述电动机产生的能量转换为热。
在电动机驱动装置的动作结束后、异常发生时电动机驱动装置与交流电源断开时，为了防止作业人员触电，期望尽快去除直流环节电容器的残余电荷。
通过自然放电来去除直流环节电容器的残余电荷的方法存在如下问题：到放电完成为止要花费时间(例如数十分钟)，在放电期间内作业人员无法开始着手电动机驱动装置和包含该电动机驱动装置的机械的维护、针对异常的应对，作业效率差。特别是，在使用大容量的直流环节电容器的压力机中，到放电完成为止所需的时间非常长，另外，由于容量大，在放电期间内作业人员接近直流环节电容器是非常危险的。
另外，在具有充电电阻和与该充电电阻并联连接的开关的初始充电电路中，一般使用具有自熄弧作用的廉价的晶闸管来作为开关。然而，在将直流环节电容器的残余电荷在初始充电电路内的电阻中消耗为热能的方法中存在如下问题：无法使用具有自熄弧作用的开关，必须使用IGBT等那样的不具有自熄弧作用的高价的元件。
另外，将直流环节电容器的残余电荷在放电电路内的放电电阻中消耗为热能的方法存在以下问题：必须另外设置放电电路，与其相应地电动机驱动装置大型化，成本也会增加。
发明内容
期望如下技术：在具有直流环节电容器的电动机驱动装置中，能够迅速且低成本地去除电动机驱动装置与交流电源断开时的直流环节电容器的残余电荷。
在本公开的一个方式中，电动机驱动装置具备：正变换器，其将从交流电源输入的交流变换为直流来向直流环节输出；直流环节电容器，其设置在直流环节；多个逆变换器，所述多个逆变换器分别是针对各个电动机来设置的，所述多个逆变换器将直流环节中的直流变换为交流来向所对应的电动机输出；温度检测部，其检测各电动机的温度；开闭部，其对交流电源与正变换器之间的电路进行开闭；以及残余电荷消耗控制部，在开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向正变换器的交流的输入时，所述残余电荷消耗控制部根据温度检测部所检测出的与电动机的温度有关的信息，将多个逆变换器中的至少一个逆变换器控制为输出无效电流。
附图说明
通过参照以下附图来更加明确地理解本发明。
图1是示出第一实施方式所涉及的电动机驱动装置的图。
图2是示出图1所示的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
图3是示出第二实施方式所涉及的电动机驱动装置的图。
图4是示出图3所示的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
具体实施方式
以下参照附图来说明具有残余电荷消耗控制部的电动机驱动装置。在各附图中，对相同的构件标注相同的参照标记。另外，在不同的附图中被标注相同的参照标记的结构要素意味着是具有相同功能的结构要素。另外，为了易于理解，对这些附图的比例尺进行了适当变更。
图1是示出第一实施方式所涉及的电动机驱动装置的图。在此，作为一例，说明由从交流电源3被供给三相交流的电动机驱动装置1来对三相交流的多个电动机2-n(n为正整数)进行驱动控制的情况。电动机驱动装置1例如对包括机床、机器人等在内的机械中的、针对每个驱动轴设置的电动机进行驱动控制。电动机2-n的种类不特别限定本实施方式，例如可以是感应电动机，也可以是同步电动机。另外，交流电源3以及电动机2的相数不特别限定本实施方式，例如也可以是单相。在图1所示的例子中，将交流电源3设为三相，将电动机2-n设为三相交流电动机。
在说明第一实施方式所涉及的电动机驱动装置1之前，先说明对电动机2-n进行的驱动控制。电动机驱动装置1与一般的电动机驱动装置同样，具有电动机控制部10，该电动机控制部10用于对逆变换器13-n(n为正整数)进行控制，该逆变换器13-n在直流环节中的直流电力与电动机2-n的驱动电力或者作为再生电力的交流电力之间进行电力变换。电动机控制部10基于电动机2-n的(转子的)速度(速度反馈)、在电动机2-n的绕组中流通的电流(电流反馈)、规定的转矩指令以及电动机2-n的动作程序等，来生成用于控制电动机2-n的速度、转矩、或者转子的位置的开关指令。基于由电动机驱动装置1生成的开关指令，来控制由逆变换器13-n进行的电力变换动作。此外，在此定义的电动机控制部10的结构只不过是一例，例如也可以包括位置指令生成部、转矩指令生成部、以及开关指令生成部等用语来规定电机控制部10的结构。
如图1所示，第一实施方式所涉及的电动机驱动装置1具备上述的电动机控制部10、正变换器11、直流环节电容器12、多个逆变换器13-n、温度检测部14、开闭部15以及残余电荷消耗控制部16。
正变换器11将从交流电源3输入的交流变换为直流来向直流环节输出。作为正变换器11的例子，存在二极管整流电路、120度通电型整流电路、或者是内部具备开关元件的PWM开关控制方式的整流电路等。在正变换器11是二极管整流电路的情况下，对从交流电源3侧输入的交流电流进行整流并将直流电流输出到作为直流侧的直流环节。在正变换器11是120度通电型整流电路、PWM开关控制方式的整流电路的情况下，正变换器11能够作为能够进行交直双方向变换的电力变换器来实现，即，将从交流电源3侧输入的交流电力变换为直流电力后向直流侧输出，在电动机减速时将直流环节的直流电力变换为交流电力后向交流电源3侧输出。在正变换器11是PWM开关控制方式的整流电路的情况下，包括开关元件以及与开关元件反向并联连接的二极管的桥电路。在该情况下，作为开关元件的例子，存在FET等单极型晶体管、双极型晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但开关元件的种类本身并不限定本实施方式，也可以是其它开关元件。
在将正变换器11的直流输出侧与逆变换器13-n的直流输入侧连接的直流环节设置有直流环节电容器12。直流环节电容器12具有蓄积由逆变换器13-n生成交流电力所使用的直流电力的功能、以及抑制正变换器11的直流输出的脉动成分的功能。此外，在图示的例子中，对各个逆变换器13-n分别设置直流环节电容器12，但也可以是，在正变换器11的直流输出侧设置一个直流环节电容器而且多个逆变换器13-n共用这一个直流环节电容器。另外，在本实施方式中，也设置有用于在由电动机驱动装置1开始对各电动机2-n进行驱动之前对直流环节电容器12进行初始充电的初始充电电路，但在此省略图示。
为了对多个电动机2-n独立地供给驱动电力来对电动机2-n进行驱动控制，例如设置与电动机2-n的台数相同台数(图示例中为n台)的逆变换器13-n。逆变换器13-n包括开关元件以及与开关元件反向并联连接的二极管的桥电路，例如基于PWM开关控制方式对逆变换器13-n的各开关元件进行接通断开控制。在本实施方式中，将与电动机驱动装置1连接的电动机2-n设为三相交流电动机，因此逆变换器13-n构成为三相的桥电路。作为开关元件的例子，存在FET等单极型晶体管、双极型晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但开关元件的种类自身并不限定本实施方式，也可以是其它开关元件。
逆变换器13-n连接在直流环节，基于从电动机控制部10接收到的开关指令，逆变换器13-n的内部的各开关元件被进行接通断开控制，由此在直流环节的直流电力与电动机2-n的驱动电力或者作为再生电力的交流电力之间进行电力变换。更详细地说，在针对电动机2-n的通常的运转模式下，逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将经由直流环节从正变换器11供给的直流电力(在直流环节电容器12中蓄积的直流电力)变换为用于驱动电动机2-n的具有期望的电压和期望的频率的交流电力(逆变换动作)。由此，电动机2-n例如基于电压可变及频率可变的交流电力来进行动作。另外，在电动机2-n减速时有时产生再生电力，而逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将电动机2-n所产生的交流的再生电力变换为直流电力来返回到直流环节(正变换动作)。另外，逆变换器13-n在从残余电荷消耗控制部16或者电动机控制部10接收到用于输出无效电流的开关指令的情况下，基于用于输出无效电流的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将直流环节电容器12的残余电荷变换为无效电流来输出，详情后述。
温度检测部14检测各电动机2-n的温度。对各电动机2-n分别安装温度传感器(未图示)，温度检测部14收集由这些温度传感器获得的与各电动机温度有关的信息。优选为，各温度传感器被设置在各电动机的发热最多的部位(例如铁芯、绕组线)。
开闭部15例如根据从电动机控制部10或者位于其上级的控制装置(未图示)接收到的开闭指令来对交流电源3与正变换器11之间的电路进行开闭。作为开闭部15的例子，存在电磁接触器、继电器等。在针对电动机2-n的通常的运转模式下，与一般的电动机驱动装置同样地，在结束电动机驱动装置1的动作的情况下、电动机驱动装置1及包含电动机驱动装置1的机械发生异常情况下，根据从电动机控制部10接收到的断开指令使交流电源3与正变换器11之间的电路成为开路，来切断从交流电源3向正变换器11的交流电力的输入。当开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，成为在直流环节电容器12中蓄积有残余电荷的状态。通过残余电荷消耗控制部16的处理，该残余电荷被从直流环节电容器12去除。
在开闭部15使电路成为开路来切断了从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，残余电荷消耗控制部16根据由温度检测部14检测出的电动机温度来将多个逆变换器13-n中的至少一个控制为输出无效电流。由电动机控制部10控制开闭部15的电路动作。例如由输入电压判定部21来进行从交流电源3向正变换器11的交流的输入是否已被切断的判定。具体地说，输入电压判定部21监视正变换器11侧的交流输入侧的输入电压，在该输入电压的电压(相间电压)变成大致零时判定为“交流的输入已被切断”。当由输入电压判定部21判定为“交流的输入已被切断”时，残余电荷消耗控制部16开始无效电力控制。另外，作为其代替例，也可以是，残余电荷消耗控制部16在电动机控制部10对开闭部15发送断开指令时，判定为“交流的输入已被切断”，并开始无效电力控制。但是，在该情况下，为了确保从交流电源3向正变换器11的交流的输入被完全切断，优选为在从电动机控制部10发送断开指令起经过固定时间之后开始由残余电荷消耗控制部16进行的无效电力控制。
在此，进一步详细说明由残余电荷消耗控制部16进行的无效电流控制。
从逆变换器13-n输出并向电动机2-n流入的有效电流有助于电动机2-n的转矩产生、即电动机2-n的旋转动作。另一方面，从逆变换器13-n输出并向电动机2-n流入的无效电流无助于电动机2-n的转矩产生，因此电动机2-n不会旋转，仅会在电动机2-n内的绕组的电阻中消耗为热能。因此，在本实施方式中，在开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时产生的直流环节电容器12的残余电荷(即在直流环节电容器12中蓄积的直流电力)被逆变换器13-n变换为无效电流，该无效电流在连接于该逆变换器的电动机中消耗为热能。即使无效电流流通，电动机2-n也不旋转，因此能够安全地去除直流环节电容器12的残余电荷。
残余电荷消耗控制部16对逆变换器13-n进行的输出无效电流的控制例如是通过残余电荷消耗控制部16自身生成用于输出无效电流的开关指令来进行的。另外，或者是通过由残余电荷消耗控制部16指示电动机控制部10生成用于输出无效电流的开关指令、而接收到该指令的电动机控制部10生成该开关指令来进行的。在图示的例子中示出残余电荷消耗控制部16自身生成用于输出无效电流的开关指令的情况。接收到用于输出无效电流的开关指令的逆变换器13-n基于该开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将直流环节电容器12的残余电荷变换为无效电流来输出。该无效电流流过连接于该逆变换器的电动机，在该电动机中被消耗为热能。
残余电荷消耗控制部16将多个逆变换器13-n中的至少一个控制为输出无效电流。在本实施方式中，根据温度检测部14检测出的电动机温度，来从多个逆变换器13-n中选择由残余电荷消耗控制部16控制无效电流的输出的逆变换器。在此，关于逆变换器的选择例，如下陈述几个方式。
在关于逆变换器的选择的第一方式中，从多个逆变换器13-n中选择与具有由温度检测部14检测出的电动机2-n的温度中的最低温度的电动机相对应设置的逆变换器。即，在开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，残余电荷消耗控制部16将与具有由温度检测部14检测出的电动机2-n的温度中的最低温度的电动机相对应设置的逆变换器控制为输出无效电流。其结果是，无效电流流过具有最低温度的电动机并被消耗为热能。
在关于逆变换器的选择的第二方式中，从多个逆变换器13-n中选择与具有由温度检测部14检测出的电动机2-n的温度上升率中的最小的温度上升率的电动机相对应设置的逆变换器。更详细地说，在开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，温度检测部14从对各电动机2-n安装的温度传感器收集与温度有关的信息，针对每个电动机2-n计算每单位时间的温度上升率。然后，残余电荷消耗控制部16从针对每个电动机2-n计算出的温度上升率中找出最小的温度上升率，将与具有该最小的温度上升率的电动机相对应设置的逆变换器控制为输出无效电流。其结果是，无效电流流过具有最小的温度上升率的电动机并被消耗为热能。
如上述那样选择与具有温度中的最低温度或者具有最小的温度上升率的电动机相对应设置的逆变换器的原因在于，防止由于无效电流流过电动机而产生的热对电动机和逆变换器造成破坏。
此外，也可以是，在开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，残余电荷消耗控制部16将多个逆变换器13-n中的至少两个逆变换器13-n控制为输出无效电流。例如，在残余电荷消耗控制部16将两个逆变换器控制为输出无效电流的情况下，残余电荷消耗控制部16将与具有最低温度或者最小的温度上升率的电动机以及具有仅次于该电动机的低的温度或者温度上升率的电动机分别连接的合计两个逆变换器控制为输出无效电力。这样，当至少两个(即多个)逆变换器输出无效电力时，无效电流流过与该逆变换器相对应的至少两个(即多个)电动机2，因此能够更迅速地消耗直流环节电容器12的残余电荷。
另外，也可以是，预先规定不流通无效电流的电动机。该情况下，在开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，残余电荷消耗控制部16将多个逆变换器13-n中的除了“连接于不流通无效电流的电动机的逆变换器”之外的至少一个逆变换器控制为输出无效电流。
图2是示出图1所示的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
在由电动机驱动装置1进行多个电动机2-n的驱动控制的步骤S101中，电动机控制部10基于电动机2-n的(转子的)速度(速度反馈)、流过电动机2-n的绕组的电流(电流反馈)、规定的转矩指令以及电动机2-n的动作程序等，来生成用于控制电动机2-n的速度、转矩或者转子的位置的开关指令。基于由电动机驱动装置1生成的开关指令来控制逆变换器13-n进行的电力变换动作。逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将从正变换器11经由直流环节供给的直流电力变换为用于驱动电动机2-n的具有期望的电压和期望的频率的交流电力(逆变换动作)。由此，电动机2-n例如基于电压可变及频率可变的交流电力来进行动作。另外，在使电动机2-n减速从而产生再生电力时，逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将电动机2-n中产生的交流的再生电力变换为直流电力来返回到直流环节(正变换动作)。
在步骤S102中，输入电压判定部21判定从交流电源3向正变换器11的交流的输入是否已被切断。另外，作为其代替例，残余电荷消耗控制部16基于是否由电动机控制部10对开闭部15发送了断开指令，来判定从交流电源3向正变换器11的交流的输入是否已被切断。如上述那样，例如由电动机控制部10或者位于其上级的控制装置来控制由开闭部15对交流电源3与正变换器11之间的电路进行的开闭。在结束电动机驱动装置1的动作的情况下、电动机驱动装置1及包含电动机驱动装置1的机械发生了异常的情况下，开闭部15从电动机控制部10或者位于其上级的控制装置接收断开指令，来使交流电源3与正变换器11之间的电路成为开路。由此，从交流电源3向正变换器11的交流的输入被切断。在步骤S102中，在判定为交流的输入已被切断的情况下进入步骤S103，否则返回到步骤S101。当开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，成为在直流环节电容器12中蓄积有残余电荷的状态。
在步骤S103中，温度检测部14检测各电动机2-n的温度。
接着，在步骤S104中，残余电荷消耗控制部16根据温度检测部14检测出的电动机温度，将多个逆变换器13-n中的至少一个逆变换器13-n控制为输出无效电流。残余电荷消耗控制部16从多个逆变换器13-n中选择与具有由温度检测部14检测出的电动机2-n的温度中的最低温度的电动机相对应设置的逆变换器。或者，残余电荷消耗控制部16从多个逆变换器13-n中选择与具有由温度检测部14检测(计算)出的电动机2-n的温度上升率中的最小的温度上升率的电动机相对应设置的逆变换器。残余电荷消耗控制部16将所选择的逆变换器控制为输出无效电流。该无效电流流过连接于该逆变换器的电动机并被消耗为热能。由于即使电动机中流过无效电力也不旋转，因此能够安全地去除直流环节电容器12的残余电荷。此外，如上述那样，也可以是，残余电荷消耗控制部16根据温度检测部14检测出的电动机温度，将多个逆变换器13-n中的至少两个逆变换器13-n控制为输出无效电流。另外，无论在对各个逆变换器13-n分别设置有直流环节电容器12的情况下，还是在正变换器11的直流输出侧设置一个直流环节电容器且多个逆变换器13-n共用这一个直流环节电容器的情况下，其动作流程也没有不同。
接着，说明第二实施方式。
图3是示出第二实施方式所涉及的电动机驱动装置的图。第二实施方式为，在参照图1和图2来说明的第一实施方式所涉及的电动机驱动装置1中，还具备设定部17，所述设定部17设定每个电动机2-n所容许的电动机容许温度。
设定部17由存储装置和输入装置构成，所述存储装置存储每个电动机2-n的电动机容许温度，所述输入装置用于将电动机容许温度输入到该存储装置。存储装置由例如EEPROM(注册商标)等那样能够电擦除和记录的非易失性存储器、或者例如DRAM、SRAM等那样能够高速读写的随机存取存储器等构成。关于输入装置，存在键盘、触摸面板、鼠标以及声音识别装置等。输入装置也可以是单体的输入装置，但也可以是附属于作为电动机驱动装置的上级控制器的数值控制装置(未图示)、作为该数值控制装置的上级控制器的单元控制装置(未图示)、或者作为该单元控制装置的上级控制器的生产管理系统(未图示)的输入装置。在构成设定部17的存储装置与输入装置之间，可以经由公知的总线进行直接的连接，或者也可以利用公知的无线通信、有线通信进行连接。
电动机容许温度例如是作为能够发挥电动机本来具有的性能的最大的温度而被容许的温度，只要利用在电动机、包含电动机的机械的规格表、使用说明书等中作为规格数据中的一个来规定的温度即可。一般来说，小型电动机的电动机容许温度低，大型电动机的电动机容许温度高。另外，或者也可以是，根据电动机的应用环境、电动机的用途，来将作业者任意设定的温度设定为电动机容许温度。例如，相比于没有冷却装置的电动机，能够将附有冷却装置的电动机的电动机容许温度设定得高。
另外也可以是，由设定部17设定的电动机容许温度能够改写。例如，也可以是，将作为规格数据被记载在电动机的规格表中的电动机容许温度设定于设定部17，之后由作业者变更设定为期望的电动机容许温度，或者也可以是，将由作业者任意地设定于设定部17的电动机容许温度在日后变更设定为作为规格数据被记载在电动机的规格表中的电动机容许温度，或者也可以是，作业者根据需要定期或不定期地变更设定电动机容许温度。
在温度检测部14针对从残余电荷消耗控制部16当前控制着的逆变换器13-n输出的无效电流所流通的电动机来检测出的温度超过了通过设定部17对该电动机设定的电动机容许温度的情况下，残余电荷消耗控制部16取代该逆变换器(即当前输出无效电流的逆变换器)，而将其它逆变换器控制为输出无效电流。在此所说的“其它逆变换器”是指连接于如下电动机的逆变换器：该电动机为仅次于从当前控制着的逆变换器13-n输出的无效电流所流通的电动机的低的温度或者低的温度上升率。此外，在第一实施方式中已经说明过，残余电荷消耗控制部16也可以将多个逆变换器13-n中的至少两个逆变换器13-n控制为输出无效电流，而在第二实施方式中也是，可以取代当前输出无效电流的逆变换器，而仅将一个逆变换器或者将至少两个(即多个)逆变换器控制为输出无效电流。
第二实施方式中的除设定部17以及残余电荷消耗控制部16以外的电路结构要素与图1所示的第一实施方式中的结构要素相同，因此对相同的结构要素标注相同符号并省略关于该电路结构要素的详细说明。
图4是示出图3所示的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
在步骤S201中，与第一实施方式中的步骤S101同样地，电动机控制部10基于电动机2-n的(转子的)速度(速度反馈)、流过电动机2-n的绕组的电流(电流反馈)、规定的转矩指令以及电动机2-n的动作程序等，生成用于控制电动机2-n的速度、转矩或者转子的位置的开关指令。基于由电动机驱动装置1生成的开关指令来控制逆变换器13-n进行的电力变换动作。逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将从正变换器11经由直流环节供给的直流电力变换为用于驱动电动机2-n的具有期望的电压和期望的频率的交流电力(逆变换动作)。由此，电动机2-n例如基于电压可变及频率可变的交流电力来进行动作。另外，在使电动机2-n减速从而产生再生电力时，逆变换器13-n基于从电动机控制部10接收到的开关指令来使内部的开关元件进行开关动作，将在电动机2-n中产生的交流的再生电力变换为直流电力来返回到直流环节(正变换动作)。
步骤S202的动作也与第一实施方式中的步骤S102相同，判定从交流电源3向正变换器11的交流的输入是否已被切断。在步骤S202中，在判定为交流的输入已被切断的情况下进入步骤S203，否则返回到步骤S201。当开闭部15使电路成为开路来切断从交流电源3向正变换器11的交流的输入时，成为在直流环节电容器12中蓄积有残余电荷的状态。
步骤S203的动作也与第一实施方式中的步骤S103相同，即，温度检测部14检测各电动机2-n的温度。
步骤S204的动作也与第一实施方式中的步骤S104相同，残余电荷消耗控制部16根据温度检测部14检测出的电动机温度，来将多个逆变换器13-n中的至少一个逆变换器13-n控制为输出无效电流。
在步骤S205中，温度检测部14检测当前无效电流所流通的电动机2-n的温度。
接着，在步骤S206中，残余电荷消耗控制部16判定温度检测部14针对从当前控制着的逆变换器13-n输出的无效电流所流通的电动机来检测出的温度是否超过了通过设定部17对该电动机设定的电动机容许温度。在无效电流所流通的电动机的温度超过了电动机容许温度的情况下进入步骤S207，在没有超过电动机容许温度的情况下进入步骤S208。
在步骤S207中，残余电荷消耗控制部16取代当前控制着的逆变换器(即当前输出无效电流的逆变换器)，而将其它逆变换器控制为输出无效电流。关于“其它逆变换器”，如参照图3所说明的那样。在步骤S207的处理后，返回到步骤S205。
另一方面，在步骤S206中判定为无效电流所流通的电动机的温度没有超过电动机容许温度的情况下，在步骤S208中，残余电荷消耗控制部16判定直流环节电容器12的残余电荷的放电是否已完成。例如只要基于直流环节电容器12的两端电压来判定直流环节电容器12的残余电荷的放电是否已完成即可，在由直流电压检测部(未图示)检测出的直流环节电容器12的两端电压成为大致零时，残余电荷消耗控制部16判定为放电完成。
在步骤S208中判定为直流环节电容器12的残余电荷的放电已完成的情况下，结束处理。另一方面，在步骤S208中未判定为直流环节电容器12的残余电荷的放电已完成的情况下，返回到步骤S204。即，执行步骤S204～S208的处理，直到直流环节电容器12的残余电荷的放电完成为止。
这样，根据第二实施方式所涉及的电动机驱动装置1，在温度检测部14针对从当前控制着的逆变换器13-n输出的无效电流所流通的电动机来检测出的温度超过了电动机容许温度的情况下，取代该逆变换器(即当前输出无效电流的逆变换器)，而将其它逆变换器控制为输出无效电流，因此能够更可靠地防止因发热导致的电动机和逆变换器的损坏。
以上说明的电动机控制部10、温度检测部14、残余电荷消耗控制部16、设定部17例如也可以是以软件程序形式构建的，或者也可以是将各种电子电路与软件程序组合来构建的。例如在以软件程序形式构建这些部件的情况下，也能够通过设置用于遵从该软件程序进行动作的计算机，或者在与电动机驱动装置1连接的数值控制装置内的运算处理装置中使该软件程序进行动作，来实现上述各部的功能。另外，或者可以是，电动机控制部10、温度检测部14、残余电荷消耗控制部16、设定部17以写入有用于实现各部的功能的软件程序的半导体集成电路来实现。
根据本公开的一个方式，在具有直流环节电容器的电动机驱动装置中，能够迅速且低成本地去除在电动机驱动装置与交流电源切断时的直流环节电容器的残余电荷。
根据本公开的一个方式的电动机驱动装置，利用逆变换器来将在开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向正变换器的交流的输入时产生的直流环节电容器的残余电荷变换为无效电流，并使该无效电流在连接于该逆变换器的电动机中消耗为热能，而由于即使流通无效电流电动机也不旋转，因此能够安全地去除直流环节电容器的残余电荷。
另外，根据本公开的一个方式的电动机驱动装置，在与多个电动机中的具有最低温度或者最小的温度上升率的电动机相对应设置的逆变换器中流通无效电流，因此能够防止因无效电流流过电动机而产生的热所导致的电动机和逆变换器的损坏。
另外，本公开的一个方式的电动机驱动装置不需要为了去除直流环节电容器的残余电荷而追加放电电路等那样的追加的电路，因此成本低。
另外，在本公开的一个方式的电动机驱动装置中，如果使多个逆变换器中的至少两个(即多个)逆变换器输出无效电力，则在与该逆变换器相对应的至少两个(即多个)电动机中流通无效电流，因此能够更迅速地消耗直流环节电容器的残余电荷。

Claims (5)

1.一种电动机驱动装置，具备：
正变换器，其将从交流电源输入的交流变换为直流来向直流环节输出；
直流环节电容器，其设置在所述直流环节；
多个逆变换器，所述多个逆变换器分别是针对各个电动机来设置的，所述多个逆变换器将所述直流环节中的直流变换为交流来向对应的电动机输出；
温度检测部，其检测各电动机的温度；
开闭部，其对交流电源与所述正变换器之间的电路进行开闭；以及
残余电荷消耗控制部，在所述开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向所述正变换器的交流的输入时，所述残余电荷消耗控制部根据由所述温度检测部检测出的与电动机的温度有关的信息，将所述多个逆变换器中的至少一个逆变换器控制为输出无效电流。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在所述开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向所述正变换器的交流的输入时，所述残余电荷消耗控制部将与如下电动机相对应设置的所述逆变换器控制为输出无效电流：该电动机具有由所述温度检测部检测出的电动机的温度中的最低温度。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在所述开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向所述正变换器的交流的输入时，所述残余电荷消耗控制部将与如下电动机相对应设置的所述逆变换器控制为输出无效电流：该电动机具有由所述温度检测部检测出的电动机的温度上升率中的最小的温度上升率。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
在所述开闭部使电路成为开路来切断从交流电源向所述正变换器的交流的输入时，所述残余电荷消耗控制部将所述多个逆变换器中的至少两个逆变换器控制为输出无效电流。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备设定部，该设定部针对每个电动机设定所容许的电动机容许温度，
在所述温度检测部针对从所述残余电荷消耗控制部当前控制着的所述逆变换器输出的无效电流所流通的电动机来检测出的温度超过了通过所述设定部对该电动机设定的电动机容许温度的情况下，所述残余电荷消耗控制部取代该逆变换器而将其它所述逆变换器控制为输出无效电流。
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