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CN105099280A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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CN105099280A
CN105099280A CN201510233192.5A CN201510233192A CN105099280A CN 105099280 A CN105099280 A CN 105099280A CN 201510233192 A CN201510233192 A CN 201510233192A CN 105099280 A CN105099280 A CN 105099280A
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Abstract

本发明的实施例的电动机驱动装置的特征在于，具有：电磁接触器，其用于将交流电源与AC/DC转换部连接或者切断；DC环节部；DC/AC转换部，其将进行平滑化后的直流电压转换为交流电压；DC环节电压检测部，其测定DC环节部的电压；以及控制部，其中，控制部具有：时间测量部，其测量从利用电磁接触器进行切换起的经过时间；以及熔接判定部，在对DC环节部进行充电后的DC环节部的端子间电压、与从在进行DC环节部的充电后切断交流电源与AC/DC转换部的连接起经过规定的时间后的DC环节部的端子间电压之差小于规定的电压值的情况下，该熔接判定部判定为电磁接触器发生了熔接。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电动机驱动装置，特别涉及一种具有检测与电源进行连接和切断的电磁接触器是否发生了熔接的功能的电动机驱动装置。
背景技术
已知如下一种方法：在对机床、产业机械、机器人等进行驱动的电动机控制装置中，在输入电源线上设置电磁接触器，在紧急停止、发生警报时断开电磁接触器来将电动机控制装置从电源断开，停止从电源供给能量，由此使电动机不动作(例如，日本专利公开公报、日本专利第3506590号公报(JP3506590B))。
根据该以往的方法，当过大的电流流过电磁接触器时，存在触点发生熔接而无法将其切断的可能性。因此，一般采取如下方法：在机械停止而不消耗能量的状态下，使电磁接触器断开/接通，监视此时的电磁接触器的辅助触点，由此检查电磁接触器的熔接的有无(例如，日本专利申请公开公报、日本特开2007-181885号公报(JP2007-181885A))。
然而，在该以往技术的情况下，存在如下问题：需要带辅助触点的电磁接触器，并且在电动机驱动装置或者外部需要用于监视辅助触点的追加电路，因此导致成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要电磁接触器的辅助触点、追加的电路而通过利用DC环节(DClink)电压检测部或者输入电流检测部来能够在不增加成本的同时检测电磁接触器的熔接的有无的电动机驱动装置。
本发明的一个实施例所涉及的电动机驱动装置的特征在于，具备：AC/DC转换部，其将从交流电源供给的交流电压转换为直流电压；电磁接触器，其进行用于将交流电源与AC/DC转换部连接或切断的切换(switching)；DC环节部，其对从AC/DC转换部输出的直流电压进行平滑化；DC/AC转换部，其将由DC环节部进行平滑化后的直流电压转换为电动机驱动用的交流电压；DC环节电压检测部，其测定DC环节部的端子间电压；以及控制部，其发送用于连接或者切断电磁接触器的指令，并且控制AC/DC转换部，其中，控制部具有：时间测量部，其测量从进行用于切断电磁接触器的切换起的经过时间；以及熔接判定部，在使交流电源与AC/DC转换部连接来对DC环节部进行充电后的DC环节部的端子间电压、与从在进行DC环节部的充电后控制部发送用于切断交流电源与AC/DC转换部的连接的指令起经过规定的时间后的DC环节部的端子间电压之差小于规定的电压值的情况下，该熔接判定部判定为电磁接触器发生了熔接。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更加明确。在该附图中，
图1是本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置的框图，
图2A是表示在本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置中没有发生电磁接触器的熔接的情况下的DC环节部的电压的时间变化的曲线图，
图2B是表示在本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置中存在电磁接触器的熔接的情况下的DC环节部的电压的时间变化的曲线图，
图3是用于说明通过本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置来检测电磁接触器的熔接的有无的过程的流程图，
图4是本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置的框图，
图5A是表示在本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置中没有发生电磁接触器的熔接的情况下的输入电流的时间变化的曲线图，
图5B是表示在本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置中存在电磁接触器的熔接的情况下的输入电流的时间变化的曲线图，
图6是用于说明通过本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置来检测电磁接触器的熔接的有无的过程的流程图，
图7是本发明的实施例3所涉及的电动机驱动装置的框图，以及
图8是本发明的实施例4所涉及的电动机驱动装置的框图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明所涉及的电动机驱动装置。但是，需要注意的是，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，还包括权利要求书中记载的技术方案及其等同物。
[实施例1]
首先，使用附图来说明本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置。在图1中示出本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置的框图。本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置101的特征在于，具有：AC/DC转换部1，其将从交流电源11供给的交流电压转换为直流电压；电磁接触器2，其进行用于将交流电源11与AC/DC转换部1连接或者切断的切换；DC环节部3，其对从AC/DC转换部1输出的直流电压进行平滑化；DC/AC转换部4，其将由DC环节部3进行平滑化后的直流电压转换为电动机驱动用的交流电压；DC环节电压检测部5，其测定DC环节部3的端子间电压；以及控制部6，其发送用于连接或者切断电磁接触器2的指令，并且控制AC/DC转换部1，其中，控制部6具有：时间测量部61，其测量从利用电磁接触器2进行切换起的经过时间；以及熔接判定部62，在使交流电源11与AC/DC转换部1连接来对DC环节部3进行充电之后的DC环节部3的端子间电压、与从在进行DC环节部3的充电后控制部6发送用于切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的指令起经过规定的时间后的DC环节部3的端子间电压之差小于规定的电压值的情况下，该熔接判定部62判定为电磁接触器2发生了熔接。
电磁接触器2设置于交流电源11与AC/DC转换部1之间，进行用于连接AC/DC转换部1与交流电源11或者切断AC/DC转换部1与交流电源11的连接的切换。利用设置于电磁接触器2的开关来执行用于该电磁接触器2的连接或者切断的切换动作，基于来自控制部6的指令(控制信号)来进行切换。此外，也可以在电磁接触器2与AC/DC转换部1之间设置电抗器13。
AC/DC转换部1是将交流电压转换为直流电压的转换器，具备六个半导体开关元件和六个二极管。基于来自控制部6的开闭指令来进行半导体开关元件的开闭。
由DC环节部3对从AC/DC转换部1输出的直流电压进行平滑化。DC环节部3具备平滑用电容器。也可以设置预充电电路10，以在平滑用电容器完全放电后的充电时进行保护。
由DC环节部3进行平滑化后的直流电压通过DC/AC转换部4被转换为交流电压，来驱动电动机12。能够将逆变器用作DC/AC转换部4。
DC环节电压检测部5测定DC环节部3的两端子间的电压，将测定结果发送到控制部6中的熔接判定部62。
控制部6具备时间测量部61和熔接判定部62。时间测量部61测量从利用电磁接触器2进行切换起的经过时间。具体地说，控制部6基于用于使电磁接触器2进行切换动作的信号来执行时间的测量。
在本实施例所涉及的电动机驱动装置中，将对DC环节部3进行充电后的DC环节部3的电压与使DC环节部3放电后的DC环节部3的电压进行比较，在DC环节部3的电压的下降少、即DC环节电压的下降量小于规定的电压值的情况下，判断为在电磁接触器2中发生了熔接。这是因为，在电磁接触器2中发生了熔接的情况下，一直从交流电源11进行电力的供给来对DC环节部3持续进行充电。另一方面，在电磁接触器2中未发生熔接的情况下，由于DC环节部3自然放电而DC环节部3的两端的电压下降。在此，用于判断是否存在电磁接触器2的熔接的DC环节部3的规定电压是指在电磁接触器2中未发生熔接的情况下DC环节部3中执行放电并经过规定时间后的DC环节部3的电压的下降量。
接着，说明在本实施例中判定电磁接触器2的熔接的有无的方法。如上所述那样，DC环节电压检测部5至少测定两次DC环节部3的端子间电压。即，第一次测定是测定通过进行使电磁接触器2导通的切换动作来使交流电源11与AC/DC转换部1连接从而对DC环节部3进行充电之后的DC环节部3的端子间电压。设此时的DC环节部3的端子间电压为V0。
第二次测定是测定从通过进行使电磁接触器2切断的切换动作来在进行DC环节部3的充电后在时刻t0发送用于切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的指令起经过规定的时间后的时刻t1的DC环节部3的端子间电压。设此时的DC环节部3的端子间电压为V1。在此，规定的时间是指从时刻t0到时刻t1的时间，是足够使DC环节部3中被充电的电压放电的时间(10秒左右)。由时间测量部61测量从时刻t0到时刻t1的经过时间。
图2A和图2B是分别表示在本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置中没有发生电磁接触器的熔接的情况和存在电磁接触器的熔接的情况下的DC环节部的电压的时间变化的曲线图。图2A表示没有发生电磁接触器的熔接的情况下的DC环节电压的时间变化，图2B表示存在电磁接触器的熔接的情况下的DC环节电压的时间变化。
如图2A所示，在电磁接触器2中没有发生熔接的情况下，在DC环节部3中进行自然放电，DC环节部3的电压从时刻t0的V0开始下降，在时刻t1下降到V1。因而，在从时刻t0到时刻t1经过规定时间的期间，DC环节部3的电压下降，在该差ΔV＝V0-V1为规定的电压值以上的情况下，能够判断为电磁接触器未发生熔接。
另一方面，如图2B所示，在电磁接触器2中存在熔接的情况下，继续从交流电源11对DC环节部3进行充电，DC环节部3的在时刻t1的电压V1与在时刻t0的电压V0大致相等。因而，从时刻t0到时刻t1经过规定时间的期间的DC环节部3的电压的差ΔV＝V0-V1小于规定的电压值，在该情况下，能够判断为电磁接触器2发生了熔接。
此外，在上述的说明中，设为在DC环节部3的充电完成的时刻t0的时间点测定DC环节部3的端子间电压，但在DC环节部3的端子间电压为已知或者能够推测出的情况下，也可以省略电压测定。在该情况下，设为事先将DC环节部3的充电完成的情况下的端子间电压的已知值保存于存储器(未图示)，在计算与在自然放电后的时刻t1测定出的DC环节部3的端子间电压V1之间的差的情况下，从存储器读出已知值。通过这样，能够省略在时刻t0测定DC环节部3的端子间电压的阶段，能够迅速地判定电磁接触器的熔接的有无。
接着，使用图3的流程图来说明本发明的实施例1所涉及的电动机驱动电路的动作过程。首先，在步骤S101中，通过使电磁接触器2的开关接通来对DC环节部3充电，利用DC环节电压检测部5来测定此时的DC环节部3的端子间电压V0。测定结果被发送到熔接判定部62。测定结果也可以保存于存储器(未图示)。
接着，在步骤S102中，通过由控制部6发送用于使电磁接触器2的开关断开的指令来进行切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的动作。此时，在电磁接触器2正常动作的情况下，执行电磁接触器2内的开关的切断，但在电磁接触器2的开关发生了熔接的情况下，开关的触点相接触，因此不执行开关的切断。
接着，在步骤S103中，在经过足够由DC环节部3自然放电的时间(规定时间，例如10秒左右)后，使用DC环节电压检测部5来测定DC环节部3的电压V1。测定结果被发送到熔接判定部62。测定结果也可以保存于存储器(未图示)。
接着，在步骤S104中，熔接判定部62计算DC环节部3的充电后的端子间电压V0与从发送用于使电磁接触器2断开的指令起经过规定时间后的端子间电压V1之间的差ΔV＝V0-V1。
接着，在步骤S105中，熔接判定部62判断差ΔV是否小于规定的电压值。在差ΔV为规定的电压值以上而判断为在DC环节部3中进行了放电的情况下，在步骤S106中，判定为处于在电磁接触器2中未发生熔接的状态、即正常的状态。
另一方面，在差ΔV小于规定的电压值而判断为在DC环节部3中未进行放电的情况下，在步骤S107中，判定为在电磁接触器2中发生了熔接。
从熔接判定部62向外部输出这样获得的电磁接触器2是否发生了熔接的判定结果。
如以上那样，根据本发明的实施例1所涉及的电动机驱动装置，在使电磁接触器接通来对DC环节部充电之后发送用于使电磁接触器断开的指令并调查在DC环节部中是否进行了放电，由此能够判定电磁接触器的熔接的有无。
[实施例2]
接着，使用附图来说明本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置。在图4中示出本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置的框图。本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置102的特征在于，在实施例1所涉及的电动机驱动装置101的基础上，还具有电流检测部7，该电流检测部7检测从交流电源11输入到AC/DC转换部1的电流，在控制部6从发送用于切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的指令起经过规定的时间后发送用于使交流电源11与AC/DC转换部1连接的指令时、由电流检测部7测定出的电流小于规定的电流值的情况下，熔接判定部62判定为电磁接触器2发生了熔接。实施例2所涉及的电动机驱动装置102的其它结构与实施例1所涉及的电动机驱动装置101的结构相同，因此省略详细的说明。
电流检测部7检测从交流电源11输入到AC/DC转换部1的电流。在图4所示的例子中示出了检测R相和S相这两相的电流的例子，但并不限于此，也可以只检测一相的电流，还可以检测三相全部的电流。由电流检测部7检测出的电流的数据被发送到控制部6，如后所述那样用于判定电磁接触器2是否发生了熔接。
接着，说明在本实施例中判定电磁接触器2的熔接的有无的方法。在本实施例中，首先通过发送用于使电磁接触器2断开的指令、即用于切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的指令来使DC环节部3的平滑用电容器自然放电。接着，在发送用于使电磁接触器2接通的指令来进行了使交流电源11与AC/DC转换部1连接的动作时，通过电流检测部7来检测从交流电源11流向AC/DC转换部1的电流。
由电流检测部7检测出的电流的值根据电磁接触器2是否发生了熔接而不同。即，在电磁接触器2发生了熔接的情况下，成为交流电源11与AC/DC转换部1连接的状态，因此，尽管是用于使电磁接触器2断开的指令，但继续对DC环节部3进行充电，DC环节部3的平滑用电容器维持被充电的状态。其结果，在经过了足够由DC环节部3自然放电的时间后，即使想要使电磁接触器2接通来再次充电，也无法进行充电，不会流入输入电流。
另一方面，在电磁接触器2未发生熔接的情况下，通过用于使电磁接触器2断开的指令来正常地切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接，DC环节部3的平滑用电容器自然放电，在平滑用电容器中形成能够充电的空闲容量。其结果，在经过了足够由DC环节部3自然放电的时间后使电磁接触器2接通来再次充电的情况下，流入输入电流。
图5A和图5B是分别表示在本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置中没有发生电磁接触器的熔接和存在电磁接触器的熔接的情况下的输入电流的时间变化的曲线图。图5A表示没有发生电磁接触器的熔接的情况下的输入电流的时间变化，图5B表示存在电磁接触器的熔接的情况下的输入电流的时间变化。
如图5A所示，在电磁接触器2中没有发生熔接的情况下，在DC环节部3中进行自然放电，在经过了足够由DC环节部3的平滑用电容器放电的时间(10秒左右)后的时刻t1，DC环节部3的电压下降，在平滑用电容器中形成仅用于蓄积规定的电荷的容量。当在时刻t1发送了用于使电磁接触器2接通的指令时，交流电源11与AC/DC转换部1正常连接，对DC环节部3的平滑用电容器进行充电，如图5A那样在电流检测部7中检测出规定值以上的输入电流。基于该规定的电流值以上的输入电流，能够判定为在电磁接触器2中没有发生熔接。在此，输入电流的值被预充电电路10的电阻的值所限制，从而抑制了大电流流过。
另一方面，如图5B所示，在电磁接触器2中存在熔接的情况下，尽管是用于使电磁接触器2断开的指令，但处于交流电源11与AC/DC转换部1连接的状态，因此，继续从交流电源11对DC环节部3进行充电，DC环节部3的在时刻t1的电压(V1)与在时刻t0的电压(V0)大致相等。因而，从时刻t0到时刻t1经过规定时间的期间内的DC环节部3的电压几乎不下降，在DC环节部3的平滑用电容器中未形成仅用于新蓄积电荷的容量。因此，即使在时刻t1发送用于使电磁接触器2接通的指令来连接交流电源11与AC/DC转换部1，也不会流入输入电流。因此，能够判断为电磁接触器2发生了熔接。
接着，使用图6的流程图来说明本发明的实施例2所涉及的电动机驱动电路的动作过程。首先，在步骤S201中，通过使电磁接触器2的开关接通来对DC环节部3充电。
接着，在步骤S202中，通过发送用于使电磁接触器2的开关断开的指令来进行切断交流电源11与AC/DC转换部1的连接的动作。接着，在步骤S203中，在经过足够由DC环节部3自然放电的时间(规定时间)后发送用于使电磁接触器2的开关接通的指令，由此进行连接交流电源11与AC/DC转换部1的动作。
接着，在步骤S204中，电流检测部7检测从交流电源11向AC/DC转换部1输入的输入电流。测定结果被发送到熔接判定部62。测定结果也可以保存于存储器(未图示)。
接着，在步骤S205中，熔接判定部62判断输入电流是否小于规定的电流值。在输入电流为规定的电流值以上而判断为在DC环节部3中进行了放电的情况下，在步骤S206中，判定为处于电磁接触器2未发生熔接的状态、即正常的状态。
另一方面，在输入电流小于规定的电流值而判断为在DC环节部3中未进行放电的情况下，在步骤S207中，判定为在电磁接触器2中发生了熔接。
从熔接判定部62向外部输出这样获得的电磁接触器2是否发生了熔接的判定结果。
如以上那样，根据本发明的实施例2所涉及的电动机驱动装置，在使电磁接触器接通来对DC环节部充电之后，发送用于使电磁接触器断开的指令，在经过足够在DC环节部中进行放电的时间之后再次发送用于使电磁接触器接通的指令，调查是否流入输入电流，由此能够判定电磁接触器的熔接的有无。
在以上的实施例2所涉及的电动机驱动装置中，在从使电磁接触器断开起经过了规定的时间之后进行输入电流的检测。因此，还考虑在检测输入电流的时间点通过实施例1基于DC环节电压来判别电磁接触器的熔接的有无的情况。利用实施例2所记载的电动机驱动装置来判定电磁接触器的熔接的有无的意义在于，在难以如实施例1那样在DC环节电压的测定中判定电磁接触器的熔接的有无的情况下可靠地进行判定；使基于DC环节电压进行的电磁接触器的熔接的有无的判定更加可靠等。
另外，根据实施例2所涉及的电动机驱动装置，通过单独地进行输入电流的测定，也能够判定电磁接触器的熔接的有无。在该情况下，也能够省略DC环节电压检测部5。
[实施例3]
接着，使用附图来说明本发明的实施例3所涉及的电动机驱动装置。在图7中示出本发明的实施例3所涉及的电动机驱动装置的框图。本发明的实施例3所涉及的电动机驱动装置103的特征在于，在实施例2所涉及的电动机驱动装置102的基础上，还具有显示部8，该显示部8显示熔接判定部62的判定结果。实施例3所涉及的电动机驱动装置103的其它结构与实施例2所涉及的电动机驱动装置102的结构相同，因此省略详细的说明。
通过在显示部8中显示由熔接判定部62判定出的电磁接触器2是否发生了熔接的判定结果，能够迅速地获知电磁接触器2的熔接的有无。能够将液晶显示装置、有机EL显示装置等用作显示部，但并不限于此，也能够使用利用了其它显示方法的显示装置。
[实施例4]
接着，使用附图来说明本发明的实施例4所涉及的电动机驱动装置。在图8中示出本发明的实施例4所涉及的电动机驱动装置的框图。本发明的实施例4所涉及的电动机驱动装置104的特征在于，在实施例2所涉及的电动机驱动装置102的基础上，还具有警报发生部63，在熔接判定部62判定为电磁接触器2发生了熔接的情况下，该警报发生部63输出警报。实施例4所涉及的电动机驱动装置104的其它结构与实施例2所涉及的电动机驱动装置102的结构相同，因此省略详细的说明。
在熔接判定部62判定为电磁接触器2发生了熔接的情况下，通过由警报发生部63发生警报来能够迅速地对电磁接触器2的熔接做出处理。作为警报的发生单元，例如列举出利用声音来发生警报的单元、利用灯的发光来发生警报的单元，但并不限于此，也可以使用其它单元来发生警报。
如以上所说明的那样，根据本发明的一个实施例所涉及的电动机驱动装置，不需要带辅助触点的电磁接触器，并且也不需要追加的检测电路，因此能够在不增加成本的同时检测电磁接触器的熔接的有无。

Claims (4)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具有：
AC/DC转换部，其将从交流电源供给的交流电压转换为直流电压；
电磁接触器，其进行用于将交流电源与上述AC/DC转换部连接或者切断的切换；
DC环节部，其对从上述AC/DC转换部输出的直流电压进行平滑化；
DC/AC转换部，其将由上述DC环节部进行平滑化后的直流电压转换为电动机驱动用的交流电压；
DC环节电压检测部，其测定上述DC环节部的端子间电压；以及
控制部，其发送用于连接或者切断上述电磁接触器的指令，并且控制上述AC/DC转换部，
其中，上述控制部具有：
时间测量部，其测量从利用上述电磁接触器进行切换起的经过时间；以及
熔接判定部，在使交流电源与上述AC/DC转换部连接来对上述DC环节部进行充电之后的上述DC环节部的端子间电压、与从在进行上述DC环节部的充电后上述控制部发送用于切断交流电源与上述AC/DC转换部的连接的指令起经过规定的时间后的上述DC环节部的端子间电压之差小于规定的电压值的情况下，该熔接判定部判定为上述电磁接触器发生了熔接。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具有电流检测部，该电流检测部检测从交流电源输入到上述AC/DC转换部的电流，
在上述控制部从发送用于切断交流电源与上述AC/DC转换部的连接的指令起经过上述规定的时间后发送用于使交流电源与上述AC/DC转换部连接的指令时、由上述电流检测部测定出的电流小于规定的电流值的情况下，上述熔接判定部判定为上述电磁接触器发生了熔接。
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，
还具有显示部，该显示部显示上述熔接判定部的判定结果。
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，
还具有警报发生部，在上述熔接判定部判定为上述电磁接触器发生了熔接的情况下，该警报发生部输出警报。
CN201510233192.5A 2014-05-09 2015-05-08 电动机驱动装置 Active CN105099280B (zh)

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