[发明专利]具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及在把从交流输入侧供给的交流电力变换为直流电力输出后，进而变换为用于驱动电动机的交流电力向电动机供给的电动机控制装置，特别涉及具有至少两个电阻放电单元的电动机控制装置。

背景技术

在驱动机床、锻压机械、注塑成型机、工业机械、或者各种机器人内的电动机的电动机控制装置中，在把从交流输入侧输入的交流电力临时变换为直流电力后再变换为交流电力，把该交流电力作为针对每一驱动轴而设置的电动机的驱动电力来使用。电动机控制装置具有：整流从三相交流输入电源所在的交流输入侧供给的交流电力输出直流电力的整流器；在作为整流器的直流输出侧的直流链路上连接，对直流链路的直流电力和作为电动机的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器，控制在该逆变器的交流输出侧连接的电动机的速度、转矩或者转子位置。

近年来，从节能化的要求出发，在电动机控制装置中，多使用能够把电动机减速时产生的再生能量返回到交流输入侧的电源再生方式的整流器。

但是，在位于交流输入侧的三相交流输入电源是发电机的情况下，或者在交流输入侧发生了停电的情况下，不能向交流输入侧返回再生能量。为应对这样的状况，采用在已经存在的电动机控制装置内的整流器和逆变器之间的直流链路上后接电阻放电单元，把电动机减速时产生的再生能量作为电阻放电单元内的电阻（也称“再生电阻”）的热能来消耗的对策。

图15是表示具有电阻放电单元的一般的电动机控制装置的结构的图。如图15所示，电动机控制装置401具有对从三相交流输入电源3所在的交流输入侧供给的交流电力进行整流，输出直流电力的整流器411；连接在作为整流器411的直流输出侧的直流链路上，对该直流链路的直流电力和作为电动机2的驱动电力或者再生电力的交流电力进行相互电力变换的逆变器412；和在直流链路上连接，以在电阻中把再生能量变换为热能的形式消耗的电阻放电单元413。逆变器412遵照来自控制装置（未图示）的电动机驱动指令，变换直流链路中的直流电力，输出用于驱动电动机的希望的频率的交流电力。在电动机2减速时在电动机2中产生的再生能量通过逆变器412被变换为直流电力，进而通过整流器411被变换为交流电力后，被返回到三相交流输入电源3所在的交流输入侧。

电阻放电单元413具有电阻放电部421、电压检测部422和放电动作判定部423。

其中，电阻放电部421具有电阻R、开关元件S和回流二极管D，其中，开关元件S用于在从放电动作判定部423接受开始电阻放电动作的指令（接通信号）时把电阻R与整流器411和逆变器412之间的直流链路连接，在从放电动作判定部423接受停止电阻放电动作的指令（关断信号）时切断电阻R与直流链路的连接。

另外，电压检测部422检测整流器411的直流输出侧的电压（即滤波电容器C的电压）。把检测出的直流电压值向放电动作判定部423输出。电阻放电单元413是为应对如上述那样不能把再生能量返回交流输入侧的情况，而在整流器411和逆变器412之间的直流链路上后接的单元。因此，有在已有的整流器411等设备和后接的电阻放电单元413之间不能设置通信接口的情况，或者有即使有通信接口通信速度也是低速的情况。因此，在后接的电阻放电单元413内设置用于检测直流链路中的直流电压的电压检测部422。

另外，放电动作判定部423，根据电压检测部422检测出的直流电压值制作用于对电阻放电部421内的开关元件S进行接通关断控制的指令（接通关断信号）。

电阻放电部421内的开关元件S，遵照从放电动作判定部423接受的指令而接通或者关断。由此连接电阻R和直流链路或者切断该连接。在电动机2减速时产生的再生能量通过逆变器412被变换为直流电力，但是由此直流链路中的直流电压（亦即整流器411的直流输出侧的电压）上升，在超过某阈值时放电动作判定部423向开关元件S输出接通信号。由此，开关元件S接通，使电阻R与直流链路连接，再生能量以在电阻R内被变换为热能的形式消耗（开始电阻放电动作）。通过作为热能的该消耗，直流链路中的直流电压（亦即整流器411的直流输出侧的电压）下降，但是当低于某阈值时，此次放电动作判定部423向开关元件S输出关断信号。其结果，开关元件S关断，切断电阻R和直流链路的连接，停止再生能量在电阻R中的消耗（停止电阻放电动作）。