DE102015011507A1 - Elektromotorantrieb mit Funktion zum Detektieren einer Verschweißung eines elektromagnetischen Schalters - Google Patents

Elektromotorantrieb mit Funktion zum Detektieren einer Verschweißung eines elektromagnetischen Schalters Download PDF

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Abstract

Ein Elektromotorantrieb enthält: einen AC/DC-Wandler zum Wandeln eines Wechselstroms in einen Gleichstrom durch Schalten mehrerer Leistungsglieder; eine Steuerschaltung zum Ausführen einer PWM-Schaltsteuerung der mehreren Leistungsglieder; eine Stromdetektionsschaltung zum Detektieren eines Eingangsstromes aus der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler; einen elektromagnetischen Schalter zum Verbinden bzw. Unterbrechen der Stromzufuhr von der Wechselstromquelle zum AC/DC-Wandler; und eine Gleichspannungsanschlusseinheit mit einem Glättungskondensator zum Glätten von Gleichspannung, wobei die Steuerschaltung eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter feststellt, wenn ein Eingangsstrom in einem Zustand detektiert wird, in dem bei geladener Gleichspannungsanschlusseinheit der elektromagnetische Schalter ausgeschaltet wird zur Unterbrechung des Stromflusses von der Wechselstromquelle zum AC/DC-Wandler und die mehreren Leistungsglieder gemäß Schaltbefehlen für eine PWM-Schaltung gesteuert werden.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotorantrieb und insbesondere einen solchen mit einer Funktion zum Detektieren, ob ein elektromagnetischer Schalter für eine Stromversorgung und deren Abschaltung in einen Verschweißungszustand geraten ist oder nicht, unter Verwendung eines AC/DC-Wandlers (Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler) zum Umwandeln einer Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung.
  • 2. Zum Stand der Technik
  • Bekannt ist ein Verfahren im Bereich der Elektromotorsteuerung zum Antrieb von Werkzeugmaschinen, industriellen Maschinen, Robotern, etc., bei dem ein elektromagnetischer Schalter (Kontaktgeber) in der Eingangsstromleitung installiert ist, welcher ausgeschaltet wird, um bei Auftreten eines Notstopps oder eines Alarms die Elektromotorsteuerung von der Stromversorgung abzutrennen und so die Energieversorgung von der Stromversorgung zu unterbrechen und den Betrieb des Elektromotors auszusetzen (z. B. japanisches Patent 3506590 ( JP 35065590 B )).
  • Bei diesem herkömmlichen Verfahren besteht ein Risiko dann, wenn ein extrem starker Strom durch den elektromagnetischen Schalter fließt und die Kontakte verschweißen und deshalb der elektromagnetische Schalter nicht mehr in der Lage ist, die Verbindung zwischen Stromversorgung und Elektromotorsteuerung zu unterbrechen. Um eine solche Situation zu handhaben, ist bekannt, bei Auftreten einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter eine Prüfung mit Hilfskontakten des Schalters durchzuführen durch Ein- und Ausschalten in einem Zustand, in dem der Betrieb der Maschine ohne Stromverbrauch ausgesetzt ist (z. B. veröffentlichte japanische Patentanmeldung 2007-181885 ( JP 2007-181885 A )).
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Elektromotor-Antriebsvorrichtung. Eine solche herkömmliche Elektromotor-Antriebsvorrichtung 1000 hat einen AC/DC-Wandler 101 (Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler) zum Umwandeln eines drei-phasigen Wechselstromes (AC) (R-Phase, S-Phase, T-Phase) einer Wechselstromquelle 200, welcher über einen Reaktor (Induktor) 108 in Gleichstrom (DC) gewandelt wird, einen glättenden Kondensator 105 zum Glätten der Gleichspannung; und einen DC/AC-Wandler 110 zum Wandeln der Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antrieb eines Elektromotors 30. Zwischen der Wechselstromquelle 20 und dem DC/AC-Wandler 101 liegt ein elektromagnetischer Schalter (Kontaktgeber) 104. Der elektromagnetische Schalter 104 wird bei einem Notstopp oder bei Alarmerzeugung ausgeschaltet, um die Motorsteuervorrichtung 1000 von der Wechselstromquelle 20 zu trennen und die Stromversorgung von der Wechselstromquelle zur Motorsteuervorrichtung 1000 zu unterbrechen.
  • Der AC/DC-Wandler 101 hat eine Mehrzahl von Leistungsgliedern Tr1 bis Tr6 und eine Mehrzahl von Dioden D1 bis D6, die invers parallel geschaltet sind zu den Leistungsgliedern. Die mehreren Leistungsglieder Tr1 bis Tr6 werden entsprechend Schaltbefehlen von einer Steuerschaltung 102 durch PWM-Schaltung gesteuert (PWM: Pulsbreiten-Modulation). Der elektromagnetische Schalter 104 hat Hilfskontakte 201 und das Vorliegen bzw. Fehlen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 104 wird über eine Detektorschaltung 202 detektiert. Das Ergebnis der Detektion bezüglich des Vorliegens bzw. Fehlens einer Verschweißung durch die Detektorschaltung 202 wird zu einer Verschweißungsdetektionsfeststellungseinheit 203 übertragen, welche das Feststellungsergebnis bezüglich einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter, d. h. ob eine solche Verschweißung vorliegt oder nicht, abgibt.
  • Bekannt ist eine Vorrichtung mit einer Treiberschaltung zwischen einem Relais und einem Inverter, einem Kondensator, der parallel zum Inverter geschaltet ist, und einer Einrichtung zum Detektieren der Spannung an den Anschlüssen des Kondensators, wobei eine Verschweißung in dem Relais festgestellt wird, wenn die Anschlussspannung am Kondensator höher ist als vor der Verstärkung bei Anstieg des Ausgangs der Verstärkerschaltung auf Maximalspannung und bei offenem Relais (z. B. japanisches Patent 4121972 ( JP 4121972 B )). Allerdings ist es bei diesem Verfahren erforderlich, den Wert der Spannung am Gleichspannungsanschluss vor der Verstärkung zu halten und das Treiben der Ausgangsspannung auf den maximalen Spannungswert ist kompliziert.
  • Wie oben erläutert, erfordert der Stand der Technik einen elektromagnetischen Schalter mit Hilfskontakten sowie zusätzliche Schaltungen, wie die Detektorschaltung, und eine Verschweißungsdetektionsbestimmungsschaltung oder dergleichen, was jeweils extern oder in dem Elektromotorantrieb vorgesehen sein kann, um die Hilfskontakte zu überwachen, was einen hohen Aufwand bedingt.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen Elektromotorantrieb bereitzustellen, welcher mit geringem Aufwand eine Verschweißungsprüfung ermöglicht unter Verwendung einer Eingangsstromdetektionsschaltung, einer Steuerschaltung zum Abgeben von Schaltbefehlen an Leistungsglieder und einer AC/DC-Konverterschaltung mit Leistungsgliedern, welche entsprechend den Schaltbefehlen gemäß PWM-Umschaltungen gesteuert werden, wobei alle Komponenten schon ursprünglich in der Motorsteuervorrichtung vorhanden sind, ohne die Notwendigkeit von Hilfskontakten oder zusätzlichen Schaltungen für den elektromagnetischen Schalter.
  • Ein Elektromotorantrieb (Elektromotorantriebsvorrichtung) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält folgendes: einen AC/DC-Wandler mit mehreren Leistungsgliedern, der Wechselspannung von einer Wechselspannungsquelle in Gleichspannung durch Schalten der mehreren Leistungsglieder umwandelt; eine Steuerschaltung, welche eine PWM-Schaltungssteuerung der mehreren Leistungsglieder entsprechend den Schaltbefehlen ausführt; eine Stromdetektionsschaltung, welche einen Eingangsstrom aus der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler detektiert; einen elektromagnetischen Schalter, welcher den Stromfluss von der Wechselstromquelle zum Wechselstromwandler einschaltet oder ausschaltet; und eine Gleichstromanschlusseinheit mit einem Glättungskondensator zum Glätten der vom AC/DC-Wandler ausgegebenen Gleichspannung, wobei die Steuerschaltung ein Verschweißen des elektromagnetischen Schalters feststellt, wenn Eingangsstrom in einem Zustand detektiert wird, in dem bei geladener Gleichstromanschlusseinheit der elektromagnetische Schalter ausgeschaltet ist zum Unterbrechen der Stromversorgung von der Wechselstromquelle zum AC/DC-Wandler und die mehreren Leistungsglieder entsprechend den Schaltbefehlen von der Steuerschaltung durch PWM-Schaltung gesteuert werden.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • Das Ziel, die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Blick auf die Figuren:
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Elektromotorantriebs;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3A zeigt als Graph die zeitabhängige Veränderung der Spannung an einer Gleichstromanschlusseinheit in einem Elektromotorantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter vorliegt;
  • 3B zeigt mit einem Graphen die zeitabhängige Änderung des Eingangsstromes von der Wechselstromquelle zum AC/DC-Wandler in einem Elektromotorantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter vorliegt;
  • 4A zeigt mit einem Graphen die zeitabhängige Änderung der Spannung an einer Gleichstromanschlusseinheit in einem Elektromotorantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn in dem elektromagnetischen Schalter eine Verschweißung vorliegt;
  • 4B zeigt mit einem Graphen die zeitabhängige Änderung des Eingangsstromes von einer Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler in einem Elektromotorantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter vorliegt;
  • 5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs der Detektion des Vorliegens bzw. Fehlens einer Verschweißung in einem elektromagnetischen Schalter mittels eines Elektromotorantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 7 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Beschreibung von Einzelheiten
  • Mit Bezug auf die Figuren wird nunmehr ein Elektromotorantrieb (Elektromotorantriebsvorrichtung) gemäß der Erfindung näher beschrieben. Es sei aber angemerkt, dass der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist, sondern die in den Ansprüchen definierten Erfindungen und deren Äquivalente umfasst.
  • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • Ein Elektromotorantrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird nunmehr mit Blick auf die Figuren beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Ein Elektromotorantrieb 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat eine Mehrzahl von Leistungsgliedern (Leistungstransistoren) Tr1 bis Tr6. Der Elektromotorantrieb enthält folgendes: einen AC/DC-Wandler 1 (Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler), welcher von einer Wechselstromquelle 20 kommende Wechselspannung durch Schaltung der mehreren Leistungsglieder in Gleichspannung wandelt; eine Steuerschaltung 2, welche eine PWM-Schaltungssteuerung (Pulsweitenmodulation) der mehreren Leistungsglieder Tr1 bis Tr6 entsprechend Schaltbefehlen durchführt; eine Stromdetektionsschaltung 3, welche einen Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 detektiert; einen elektromagnetischen Schalter 4, welcher die Stromversorgung von der Wechselstromquelle 20 zum AC-Wandler 1 anschließt oder abtrennt; eine Gleichstromanschlusseinheit 5 mit einem glättenden Kondensator 51 zum Glätten des Gleichstromausganges vom AC/DC-Wandler 1. Bei diesem Elektromotorantrieb stellt die Steuerschaltung 2 fest, dass am elektromagnetischen Schalter 4 eine Verschweißung aufgetreten ist, wenn ein Eingangsstrom in einem Zustand detektiert wird, in dem bei geladener Gleichspannungsanschlusseinheit 5 der elektromagnetische Schalter 4 ausgeschaltet ist zum Abtrennen der Stromversorgung von der Wechselstromquelle 20 zum AC/DC-Wandler 1 und die mehreren Leistungsglieder Tr1 bis Tr6 entsprechend den Schaltbefehlen von der Steuerschaltung 2 gemäß einer PWM-Schaltung gesteuert werden.
  • Der elektromagnetische Schalter 4 (Kontaktgeber) ist zwischen der Wechselstromquelle 20 und dem AC/DC-Wandler 1 geschaltet, um die Verbindung zwischen dem AC/DC-Wandler 1 und der Wechselstromquelle 20 herzustellen bzw. zu unterbrechen. Unter Normalbedingungen ist der elektromagnetische Schalter 4 so eingestellt, dass seine Kontakte durch Federkraft isoliert sind. Steht die Spule des elektromagnetischen Schalters 4 unter Strom, wird eine Anziehungskraft größer als die Federkraft durch den Elektromagneten erzeugt, so dass die Kontakte verbunden werden. Durch Unterbrechung des Stromflusses durch die Spule des elektromagnetischen Schalters 4 werden die Kontakte durch die Federkraft getrennt. Diese Schaltoperationen bezüglich Verbindung und Unterbrechung des elektromagnetischen Schalters 4 werden entsprechend Befehlen (Steuersignalen) der Steuerschaltung 2 ausgeführt. Ein Wechselstrom-Reaktor (Induktor) 8 ist zwischen den elektromagnetischen Schalter 4 und den AC/DC-Wandler 1 geschaltet.
  • Der AC/DC-Wandler 1 wandelt Wechselspannung in Gleichspannung. Der AC/DC-Wandler 1 hat mehrere Leistungsglieder (Leistungstransistoren), z. B. sechs Halbleiterschaltelemente Tr1 bis Tr6, welche jeweils invers parallel zu Dioden D1 bis D6 (sechs Dioden) geschaltet sind. Die Schaltung der Halbleiterschaltelemente Tr1 bis Tr6 erfolgt auf Basis von Schaltbefehlen durch die Steuerschaltung 2.
  • Der Gleichspannungsausgang vom AC/DC-Wandler 1 wird durch den Glättungskondensator 51 in der Gleichstromanschlusseinheit geglättet.
  • Die durch die Gleichspannungsanschlusseinheit 5 geglättete Gleichspannung wird mittels des DC/AC-Wandlers 10 in eine Wechselspannung zum Antrieb des Elektromotors 30 gewandelt. Ein Inverter kann als DC/AC-Wandler 10 eingesetzt werden.
  • Eine Spannungsdetektionsschaltung 9 misst die Spannung zwischen den Anschlüssen der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 und überträgt das Detektionsergebnis an die Steuerschaltung 2.
  • Bei dem Elektromotorantrieb gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden mit ausgeschaltetem elektromagnetischen Schalter 4 und durch den AC/DC-Wandler 1 geladener Gleichspannungsanschlusseinheit 5 die Leistungsglieder Tr1 bis Tr6 PWM-geschaltet entsprechend Schaltbefehlen von der Steuerschaltung 2, um zu prüfen, ob die Spannung über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 ansteigt. Liegt dabei keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vor, fließt kein Eingangsstrom zum Erhöhen der Spannung über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 in den AC/DC-Wandler 1, so dass die Spannung über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 abfällt. Liegt hingegen im elektromagnetischen Schalter 4 eine Verschweißung vor, fließt ein Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 zum AC/DC-Wandler 1 gemäß der PWM-Schaltung und die Spannung an der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 steigt an. Deshalb ist es möglich, eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 festzustellen durch Vergleich der Pegel des Eingangsstromes. Andererseits kann auch eine Verschweißung am elektromagnetischen Schalter 4 festgestellt werden, wenn der Eingangsstrom, welcher bei Verschweißung fließen würde, verglichen wird mit einem vorgegebenen Referenzwert und festgestellt wird, dass er gleich oder größer ist als der Referenzwert.
  • Nunmehr wird für dieses Ausführungsbeispiel das Verfahren zum Prüfen, ob im elektromagnetischen Schalter 4 eine Verschweißung vorliegt, noch näher beschrieben. Zunächst werden zeitabhängige Änderungen der Spannung über der Gleichstromanschlusseinheit 5 und des Eingangsstromes von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 beschrieben, wenn keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vorliegt. 3A zeigt die zeitabhängige Änderung der Gleichspannung, wenn keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter des Elektromotorantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorliegt. 3B zeigt die zeitabhängige Änderung des Eingangsstromes, welcher von der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler fließt, wenn keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter vorliegt.
  • Bei 3A ist vorausgesetzt, dass die Steuerschaltung 2 ein Steuersignal zum Ausschalten des elektromagnetischen Schalters 4 zum Zeitpunkt t1 absendet, nachdem die Gleichspannungsanschlusseinheit 5 geladen ist, und einen Schaltbefehl zum Zeitpunkt t2 abschickt zum Starten der PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler 1. Liegt in diesem Zustand keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vor, entlädt sich der Glättungskondensator 51 in der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 in der üblichen Weise. Die Spannung über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 fällt mit der Zeit vom Wert V1 zum Zeitpunkt t1 auf V2 zum Zeitpunkt t2. Gemäß 3B fließt kein Strom, wenn die PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler zum Zeitpunkt t2 gestartet wird. Daraus ergibt sich, dass die Wechselstromquelle 20 und der AC/DC-Wandler 1 getrennt sind und deshalb kann festgestellt werden, dass keine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 gegeben ist.
  • Nunmehr werden die zeitabhängigen Änderungen der Spannung über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 und des Eingangsstromes von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 beschrieben, wenn eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vorliegt. 4A zeigt die zeitliche Änderung der Gleichspannung bei Vorliegen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter des Elektromotorantriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 4B zeigt die zeitliche Änderung des Eingangsstromes aus der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler bei Vorliegen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter.
  • Gemäß 4A wird bei Vorliegen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 der Glättungskondensator 51 in der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 weiter aus der Wechselstromquelle 20 geladen, nachdem der elektromagnetische Schalter 4 zum Zeitpunkt t1 ausgeschaltet wurde, so dass ein Abfall der Gleichspannung aufgrund der Selbstentladung kompensiert wird. Deshalb fällt die Spannung V1 zum Zeitpunkt t1 über der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 bis zum Zeitpunkt t2 praktisch nicht ab, zu dem die PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler 1 gestartet wird. Nach dem Zeitpunkt t2 steigt die Spannung über der Gleichstromanschlusseinheit 5 aufgrund der PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler 1 mit der Zeit an. Wenn andererseits gemäß 4B die PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler 1 zum Zeitpunkt t2 gestartet wird, wird ein Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 detektiert.
  • Wenn also die PWM-Schaltung der Leistungsglieder im AC/DC-Wandler 1 zum Zeitpunkt t2 gestartet wird, detektiert die Stromdetektionsschaltung 3 (2) den Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 und überträgt das Detektionsergebnis zur Steuerschaltung 2. Die Steuerschaltung 2 kann dann auf Basis des Detektionsergebnisses der Stromdetektionsschaltung 3 feststellen, ob eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 aufgetreten ist.
  • In den 3B und 4B sind zeitabhängige Änderungen des Eingangsstromes für eine einzelne Phase gezeigt, jedoch können auch Ströme gemäß der R-Phase, der S-Phase oder der T-Phase detektiert werden. Die Detektion des Eingangsstromes ist nicht auf einen Strom einer einzigen Phase beschränkt, jedoch können auch Ströme von zwei Phasen oder Ströme von drei Phasen detektiert werden.
  • 2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Stromdetektionsschaltung 3 Eingangsströme detektiert, die gemäß der R-Phase und der S-Phase fließen, jedoch ist dieses Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt. Irgendeine der R-Phasen, S-Phasen und T-Phasen kann detektiert werden, z. B. zwei Phasen, verschieden von der R-Phase oder S-Phase können detektiert werden, oder Eingangsströme der drei Phasen.
  • Nunmehr wird der Betriebsablauf der Elektromotorantriebsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Blick auf das Flussdiagramm nach 5 näher erläutert. Zunächst sendet in Schritt S101 die Steuerschaltung 2 ein Steuersignal zum Einschalten des elektromagnetischen Schalters 4 zur Verbindung der Wechselstromquelle 20 mit dem AC/DC-Wandler 1, um so die Gleichspannungsanschlusseinheit 5 zu laden. Insbesondere wird der Glättungskondensator 51 in der Gleichspannungsanschlusseinheit 5 geladen.
  • Sodann sendet in Schritt S102 die Steuerschaltung 2 einen Befehl zum Ausschalten des elektromagnetischen Schalters 4, um so die Unterbrechung der Verbindung zwischen der Wechselstromquelle 20 und dem AC/DC-Wandler 1 auszuführen. Arbeitet nun der elektromagnetische Schalter 4 normal, ist also nicht verschweißt, wird er unterbrochen, so dass die Versorgung von Wechselstrom von der Wechselstromquelle 20 zum AC/DC-Wandler 1 gestoppt wird. Liegt hingegen im elektromagnetischen Schalter 4 eine Verschweißung vor, wird er also nicht unterbrochen, dauert die Stromzufuhr von der Wechselstromquelle 20 zum AC/DC-Wandler 1 an.
  • Sodann sendet in Schritt S103 die Steuerschaltung 2 einen Schaltbefehl zur Ausführung einer PWM-Schaltung der Leistungsglieder in dem AC/DC-Wandler 1, wodurch die Spannung über dem Gleichspannungsanschluss 5 (Gleichspannungsanschlussspannung) ansteigt.
  • Sodann detektiert in Schritt S104 die Stromdetektionsschaltung 3 den Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 und überträgt das Detektionsergebnis an die Steuerschaltung 2, welche prüft, ob ein Eingangsstrom von der Wechselstromquelle 20 in den AC/DC-Wandler 1 fließt oder nicht.
  • Stellt die Steuerschaltung 2 in Schritt S104 fest, dass kein Eingangsstrom fließt, dann bestimmt sie in Schritt S105, dass der elektromagnetische Schalter 4 im Normalzustand ist, d. h. keine einen Kontakt verursachende Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vorliegt.
  • Wenn andererseits die Steuerschaltung 2 in Schritt S104 feststellt, dass ein Eingangsstrom fließt, bestimmt sie daraus in Schritt S106, dass eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 vorliegt.
  • Mit dem oben beschriebenen Elektromotorantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist es somit möglich, das Vorliegen bzw. Fehlen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter festzustellen durch Abgabe eines Befehls zum Ausschalten des elektromagnetischen Schalters nach Ladung der Gleichspannungsanschlusseinheit mit eingeschaltetem elektromagnetischen Schalter und Prüfung, ob ein Eingangsstrom aus der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler fließt, wenn eine PWM-Schaltsteuerung der Leistungsglieder des AC/DC-Wandlers ausgeführt wird.
  • [Zweites Ausführungsbeispiel]
  • Nunmehr wird ein Elektromotorantrieb (Elektromotorantriebsvorrichtung) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Blick auf die Figuren näher erläutert. 6 ist ein Blockdiagramm eines Elektromotorantriebs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Gegenüber dem Elektromotorantrieb 101 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich beim Elektromotorantrieb 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Monitor 6 vorgesehen zur Anzeige des festgestellten Ergebnisses bezüglich der einen Kontakt ergebenden Verschweißung bzw. ob der elektromagnetische Schalter 4 verschweißt ist oder nicht. Die anderen Komponenten der Elektromotorantriebsvorrichtung 102 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechen denen des Elektromotorantriebs 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass eine wiederholte Beschreibung unterbleiben kann.
  • Durch Anzeige des Prüfungsergebnisses der Steuerschaltung 2, ob der elektromagnetische Schaltung 4 verschweißt ist oder nicht, auf dem Monitor 6, ist es möglich, eine Bedienungsperson schnell über das Vorliegen einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 zu informieren. Der Monitor 6 kann eine Flüssigkristallanzeige, eine OLED-Anzeige oder dergleichen aufweisen. Auch andere Anzeigeeinrichtungen und Anzeigeverfahren können eingesetzt werden.
  • [Drittes Ausführungsbeispiel]
  • Nunmehr wird mit Bezug auf die Figuren ein drittes Ausführungsbeispiel eines Elektromotorantriebs (Elektromotorantriebsvorrichtung) näher beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm einer Elektromotorantriebsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Gegenüber dem Elektromotorantrieb 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Elektromotorantrieb 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen Alarmgenerator 7 zum Erzeugen eines Alarms, wenn festgestellt wird, dass im elektromagnetischen Schalter 3 eine Verschweißung vorliegt, und die Steuerschaltung 2 stoppt dann den Betrieb des Elektromotors 30, wenn ein Alarm erzeugt wird. Die anderen Komponenten des Elektromotorantriebs 103 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechen denen des Elektromotorantriebs 101 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel so dass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
  • Die Steuerschaltung 2 veranlasst den Alarmgenerator 7, einen Alarm zu erzeugen, wenn eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 festgestellt wird, wodurch es ermöglicht wird, schnell auf eine Kontaktverschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 zu reagieren. Als einen Alarm erzeugende Einrichtungen können z. B. akustische Mittel oder optische Mittel eingesetzt werden. Auch andere Einrichtungen zur Erzeugung eines Alarms können eingesetzt werden.
  • Da die Steuerschaltung 2 den Betrieb des Elektromotors 30 stoppt, wenn ein Alarm erzeugt wird, ist es möglich, die Zeit von der Detektion einer Kontaktverschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 bis zum Anhalten des Elektromotors 30 zu verkürzen und somit eine Beeinträchtigung des Elektromotors 30 aufgrund einer Verschweißung im elektromagnetischen Schalter 4 zu minimieren.
  • Da der Elektromotorantrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht den Einsatz eines elektromagnetischen Schalters erfordert, der mit Hilfskontakten versehen ist, oder den Einsatz eines zusätzlichen Detektorschaltkreises, ist es möglich, eine Kontaktverschweißung in dem elektromagnetischen Schalter mit wenig Aufwand zu ermitteln.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 35065590 B [0002]
    • JP 2007-181885 A [0003]
    • JP 4121972 B [0006]

Claims (3)

  1. Elektromotorantrieb, aufweisend: einen AC/DC-Wandler (1) mit mehreren Leistungsgliedern zum Wandeln einer von einer Wechselstromquelle gelieferten Wechselspannung in eine Gleichspannung durch Schaltung der Mehrzahl von Leistungsgliedern; eine Steuerschaltung (2), die eingerichtet ist zur Durchführung einer PWM-Schaltungssteuerung der mehreren Leistungsglieder entsprechend Schaltbefehlen; eine Stromdetektionsschaltung (3), die eingerichtet ist zum Detektieren eines Eingangsstromes aus der Wechselstromquelle in den AC/DC-Wandler; einen elektromagnetischen Schalter (4), der eingerichtet ist, die Stromversorgung von der Wechselstromquelle zum AC/DC-Wandler einzuschalten oder abzuschalten; und eine Gleichspannungsanschlusseinheit (5) mit einem Glättungskondensator zum Glätten der vom AC/DC-Wandler abgegebenen Gleichspannung; wobei die Steuerschaltung (2) eine Verschweißung am elektromagnetischen Schalter (4) feststellt, wenn ein Eingangsstrom in einem Zustand detektiert wird, in dem mit geladener Gleichspannungsanschlusseinheit (5) der elektromagnetische Schalter (4) ausgeschaltet wird zur Unterbrechung der Stromversorgung von der Wechselstromquelle (20) zum AC/DC-Wandler (1) und die mehreren Leistungsglieder entsprechend Schaltbefehlen von der Steuerschaltung gemäß einer PWM-Schaltung gesteuert werden.
  2. Elektromotorantrieb gemäß Anspruch 1, weiterhin einen Monitor (6) aufweisend zur Anzeige des Ergebnisses der Prüfung bezüglich einer Kontakt gebenden Verschweißung zur Unterrichtung, ob eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter (4) vorliegt oder nicht.
  3. Elektromotorantrieb gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, weiterhin aufweisend einen Alarmgenerator (7), zum Erzeugen eines Alarms, wenn eine Verschweißung im elektromagnetischen Schalter (4) festgestellt wird, wobei die Steuerschaltung (2) den Betrieb des Elektromotors bei einem Alarm stoppt.
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