[发明专利]切换使用PWM频率的电动机控制装置

说明书

本申请通过引用申请日为2012年10月4的日本专利申请JP2012-222316的内容，要求JP2012-222316的优先权。

技术领域

本发明涉及电动机控制装置，尤其涉及切换使用PWM频率的电动机控制装置。

背景技术

在电动机控制装置中，在高精度化、高输出化以及小型化取得进展的同时，产生与此相伴的功率元件或电动机的发热的问题，为了解决该问题而开发了硬件方面的新的冷却技术。

但是，根据动作环境或动作条件，有时通过硬件方面的冷却技术无法完全抑制发热。在大部分的电动机控制装置中，为了防止发热导致的损坏，对功率元件以及电动机设置过热水平，应用了当功率元件以及电动机的温度超过过热水平时使电动机控制装置停止的控制（例如专利文献1）。

但是，例如在机床的情况下，电动机控制装置的停止引起生产线的停止，因此，为了能够以不超过过热水平的温度长时间动作，需要从控制方面也抑制发热的技术。

因此，提出了根据逆变器的开关元件的温度状态选择PWM频率的交流电动机的驱动装置（例如专利文献2）。在此，所谓“PWM频率”，是指PWM控制方式的脉冲信号的频率。现有的控制装置，作为通过包含功率用半导体开关元件的逆变器来控制施加电压的交流电动机的控制装置，具有温度检测部、PWM调制部、PWM模式选择部、载波控制部。温度检测部检测功率用半导体开关元件的元件温度。PWM调制部根据相电压指令和载波控制从逆变器施加到交流电动机的脉冲宽度调制电压。PWM模式选择部在元件温度在预定温度以下的情况下选择非同步PWM，当元件温度比预定温度高时选择同步PWM。

接着，使用图1的流程图说明现有的控制装置的动作。在步骤S2000中取得逆变器的元件温度Tsw。然后，在步骤S2100中比较元件温度Tsw和预定温度T0。在元件温度Tsw比预定温度T0高的情况下，在步骤S2500中控制装置选择同步PWM。另一方面，在元件温度Tsw在预定温度T0以下的情况下，在步骤S2600中控制装置选择非同步PWM。这样，通过根据元件温度Tsw选择同步PWM控制和非同步PWM，在要使元件温度降低的情况下进行同步PWM控制来抑制元件温度的上升，并且在不需要抑制元件温度的上升的情况下进行非同步PWM控制来抑制由于同步PWM而产生的电磁噪音的发生。

在现有的控制装置中，着眼于在逆变器（inverter）中使用的功率用开关元件（功率元件）的温度来控制PWM频率。但是，电动机的温度未成为控制的对象。电动机的温度具有当使PWM频率降低时反而上升的特性。因此，根据现有的控制装置，虽然可以通过使PWM频率降低来抑制功率元件的温度的上升，但是产生电动机的温度反而上升的问题。

专利文献1：JP-A-2004-82757

专利文献2：JP-A-2010-246207

发明内容

本发明的实施例的电动机控制装置，具有：逆变器，其通过使用功率元件的PWM控制将直流电压变换为规定的PWM频率的交流电压并施加到电动机；功率元件温度取得部，其取得逆变器的功率元件的温度；电动机温度取得部，其取得电动机的温度；功率元件温度判定水平存储部，其存储了功率元件温度判定水平；电动机温度判定水平存储部，其存储了电动机温度判定水平；PWM频率存储部，其存储了包含频率比规定的PWM频率高的高PWM频率以及频率比规定的PWM频率低的低PWM频率的至少两种PWM频率；功率元件温度判断部，其判断功率元件的温度是否在功率元件温度判定水平以上；电动机温度判断部，其判断电动机的温度是否在电动机温度判定水平以上；以及PWM频率选择部，其根据功率元件温度判断部以及电动机温度判断部的判断结果，从规定的PWM频率以及至少两种PWM频率中选择向逆变器指示的PWM频率。

本发明的实施例的电动机控制装置，在功率元件的温度不到功率元件温度判定水平，并且电动机的温度不到电动机温度判定水平的情况下，PWM频率选择部选择规定的PWM频率作为向逆变器指示的PWM频率。

本发明的实施例的电动机控制装置，在功率元件的温度不到功率元件温度判定水平，并且电动机的温度在电动机温度判定水平以上的情况下，PWM频率选择部选择高PWM频率作为向逆变器指示的PWM频率。

本发明的实施例的电动机控制装置，在功率元件的温度在功率元件温度判定水平以上，并且电动机的温度不到电动机温度判定水平的情况下，PWM频率选择部选择低PWM频率作为向逆变器指示的PWM频率。