[发明专利]温度推定装置以及具备其的电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对为了分别驱动多个电动机而配置在同一散热器中的电动机的个数以上的功率半导体模块中的一个功率半导体模块中收纳的至少一个功率半导体芯片中的成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度进行推定的温度推定装置及具备该温度推定装置的电动机控制装置。

背景技术

为了驱动机床的进给轴用电动机、机床的主轴用电动机、工业用机器人的臂用电动机等，使用了由收纳了搭载有晶体管、二极管、晶闸管等功率半导体的至少1个功率半导体芯片的功率半导体模块构成的变换器和逆变器。功率半导体芯片的温度由于功率半导体通电时产生的电力损失和功率半导体开关时产生的电力损失而升高。当功率半导体芯片的温度超过了预定温度(例如，功率半导体制造商设定的额定温度)时，有可能会对功率半导体芯片产生热的不良影响(功率半导体芯片的恶化、功率半导体芯片的破坏等)。因此，为了将功率半导体芯片的温度维持在比会对功率半导体芯片产生热的不良影响的温度低的温度，需要准确地推定功率半导体芯片的温度。

例如，如日本特开2011-36095号公报中记载的那样，以往，作为对用于驱动一个电动机的1个功率半导体模块中收纳的至少一个功率半导体芯片中的成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度进行推定的温度推定装置，提出了一种根据基于功率半导体模块的全部功率半导体芯片的电力损失而运算出的基准温度与功率半导体模块的温度之间的温度差、以及基准温度，来推定成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度的温度推定装置。

近年来，为了使机床、工业用机器人等小型化，使用了将为了以1个交流电源分别驱动多个电动机而互相并联连接的多个逆变器，即多个功率半导体模块配置在同一散热器中的系统。在这样的系统中，为了对在这些多个功率半导体模块中的一个功率半导体模块中收纳的至少一个功率半导体芯片中的成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度进行推定，在根据基于一个功率半导体模块的全部功率半导体芯片的电力损失而运算出的基准温度与功率半导体模块的温度之间的温度差以及基准温度，来推定成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度的情况下，由于没有考虑在成为温度推定对象的一个功率半导体模块以外的一个以上的功率半导体模块中发生的电力损失，即收纳了成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的功率半导体模块以外的一个以上的功率半导体模块中收纳的全部功率半导体芯片对散热器造成的热影响，因此，无法准确地推定成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够准确地对在同一散热器中配置的电动机的个数以上的功率半导体模块中的一个功率半导体模块中收纳的至少一个功率半导体芯片中的成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度进行推定的温度推定装置及具备该温度推定装置的电动机控制装置。

温度推定装置，对为了分别驱动多个电动机而配置在同一散热器中的电动机的个数以上的功率半导体模块中的一个功率半导体模块中收纳的至少一个功率半导体芯片中的成为温度推定对象的一个功率半导体芯片的温度进行推定，其具备：第1电力损失运算部，其运算与收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块的全部功率半导体芯片中所发生的电力损失相当的第1电力损失；第1温度差运算部，其基于第1电力损失来运算与收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块和散热器之间的温度差相当的第1温度差；第2温度差运算部，其基于第1电力损失、与在收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块以外的1个以上功率半导体模块的全部功率半导体芯片中发生的电力损失相当的第2电力损失，来运算与散热器和基准温度之间的温度差相当的第2温度差；温度运算部，其基于基准温度、第1温度差和第2温度差，来运算成为温度推定对象的1个功率半导体模块的温度；以及温度输出部，其输出由温度运算部运算出的温度。

优选地，第1电力损失运算部，基于与收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块对应的1个电动机中流过的电流、针对与收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块对应的一个电动机的电流指令值中的某一方，来运算第1电力损失。

优选地，第1电力损失运算部进行与被输入到收纳了成为温度推定对象的1个功率半导体芯片的功率半导体模块中的PWM信号的载波频率的大小对应的第1电力损失的运算。

优选地，温度推定装置还具备运算第2电力损失的第2电力损失运算部。