专利名称：具有判定有无停电的停电判定部的电动机驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及把从交流侧供给的交流电カ变换为直流电カ输出后进而变换为用于驱动电动机的交流电カ向电动机供给的电动机驱动装置，特别涉及具有判定有无停电的停电判定部的电动机驱动装置。
背景技术：
在驱动机床、锻压机械、注塑成形机、产业机械、或者各种机器人内的电动机的电动机驱动装置中，对于设置在每ー驱动轴上的电动机，指示和控制电动机的速度、转矩、或者转子的位置。图8是表示驱动多个电动机的一般的电动机驱动装置的结构的图。以下假设在不同的画面中附加了相同參照符号的部件表示是具有相同功能的结构要素。电动机驱动装置100具有:把来自商用三相交流电源3的交流电カ变换为直流电カ的120度通电型整流器11、把从120度通电型整流器11输出的直流电カ变换为作为电动机2的驱动电力供给的希望频率的交流电カ或者把再生的交流电カ变换为直流电カ的逆变换器12，控制连接在该逆变换器12的交流侧的电动机2的速度、转矩、或者转子的位置。逆变换器12为了各别地向与多个驱动轴对应分别设置的各电动机2供给驱动电力、驱动控制电动机2，而设置有与电动机2的个数相同的个数。另ー方面，120度通电型整流器11以减低电动机驱动装置100的成本和占有空间为目的，大多对多个逆变换器12设置一个。在用电动机驱动装置100对电动机进行减速控制时，从电动机2发生再生电カ。该再生电カ经由逆变换器12返回120度通电型整流器11。120度通电型整流器11是具有把电动机減速时发生的电カ返回电源的电源再生功能的比较廉价的整流器，因为不仅能够执行把交流电カ变换为直流电カ的动カ运行动作，而且也能够执行把直流电カ变换为交流电力的再生动作，所以120度通电型整流器11能够把从逆变换器12返回来的再生能量向商用三相交流电源3侧返回。在这样的电动机驱动装置100中，在120度通电型整流器11的交流侧发生停电、输入电压降低的情况下，不能继续电动机2的正常的运行。因此，一般在120度通电型整流器11的交流侧设置停电检测部52，如果停电检测部52检出发生了停电，则切换电动机驱动装置100的动作,保护电动机驱动装置100、在该电动机驱动装置100驱动的电动机上连接的工具、以及该工具加工的加工对象等。停电检测部52根据通过交流电压检测部51检出的交流电压，检测有无发生停电。在停电检测部52未检测到发生停电的正常时，上位控制装置53在导通开关部55的开关55 — I的同时关断开关55 — 2。由此来自商用三相交流电源3的交流电カ通过120度通电型整流器11被变换为直流电力，供给逆变换器12。上位控制装置53通过向各逆变换器12发送电动机驱动指令，控制由该逆变换器12进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作(更具体说，该逆变换器12内的开关元件的开关动作)，控制使得从该逆变换器12输出希望的交流电カ。因为电动机2把从逆变换器12输出的交流电力作为驱动电カ动作，所以如果控制从逆变换器12输出的交流电カ，则能够控制连接在该逆变换器12的交流侧的电动机2的速度、转矩、或者转子的位置。另ー方面，在停电检测部52根据通过交流电压检测部51检出的交流电压检测到发生停电时，上位控制装置53在关断开关部55的开关55 — I的同时导通开关55 — 2。由此从蓄电器54向逆变换器12供给直流电力。上位控制装置53向各逆变换器12发送电动机驱动指令，来保护电动机驱动装置100、与该电动机驱动装置100驱动的电动机连接的工具、以及该工具加工的加工对象。图9是说明通过一般的电动机驱动装置进行的动カ运行动作时的120度通电型整流器中的电流的流动的电路图。此外，在图示的例子中省略了经由平滑滤波器C与120度通电型整流器11连接的逆变换器12。120度通电型整流器11在向电动机供给驱动电カ时进行控制，使R相、S相以及T相的全部开关SWK1、SffE2, Sffsi, Sffs2, Sffn以及SWt2关断。下面把这称为“120度整流器的动カ运行动作”。在120度整流器11的动カ运行动作时，例如在某周期中在R相产生来自商用三相交流电源3的电流的情况下，该交流电流经由R相的ニ极管Dki向直流侧输出，来自直流侧的电流经由T相的ニ极管Dt2返回商用三相交流电源3。关于在其他的时刻能够发生的各相的电流也同样。图10是说明通过一般的电动机驱动装置引起的再生动作时的120度通电型整流器11中的电流的流动的电路图。此外，在图示的例子中省略了在120度通电型整流器11上通过平滑滤波器C连接的逆变换器12。120度通电型整流器11，为把通过逆变换器从电动机2返回的再生电カ变换为交流电カ后向商用三相交流电源3返回，适当地导通关断控制R相、S相以及T相的各开关SWK1、SffE2, Sffsi, Sffs2, Sffn以及SWT2。下面把这称为“120度整流器的再生动作”。在120度整流器11的再生动作时进行控制例如使在某时刻导通R相的开关SWki以及T相的开关SWt2，关断除此以外的开关SWk2、SWs1、SWs2以及SWT1。由此，通过在某时刻来自电动机2的再生电カ经由逆变换器向120度通电型整流器11返回而产生的电流，经由R相的开关SWw返回商用三相交流电源3。来自商用三相交流电源3的电流经由T相的开关SWt2向直流侧返回。关于在其他的时刻可能产生的R相以及T相的各电流也同样。作为电动机驱动装置中的停电判定方法，例如有在日本特开2006 — 14546号公报中记载那样的方法:把三相交流输入电压变换为二相坐标上的电压矢量，从该矢量的振幅计算输入电压的振幅，根据其值低于规定的基准电压值的状态持续规定的基准时间，判定停电。图11是表示根据三相交流输入电压的振幅判定停电的有无的停电判定部的电路图。用交流电压检测部122检测来自商用三相交流电源3的电压，通过电压振幅检测部126计算电压的振幅。停电判定部125，通过由电压振幅检测部126计算的电压的振幅其值低于规定的基准电压值的状态持续规定的基准时间，判定为停电。另外，作为电动机驱动装置的别的停电判定方法，提出了例如在日本特开平6 —169501号公报以及在日本特开平6 — 189411号公报中记载那样的、计算输入电压的频率(电源频率)，通过其计算值超出规定的范围判定为停电的方法。图12是表示根据三相交流输入电压的频率判定有无停电的停电判定部的电路图，图13是根据三相交流输入电压的频率判定有无停电的停电判定部的原理说明图。用交流电压检测部122检测来自商用三相交流电源3的电压，通过频率运算部123计算频率。停电判定部125根据通过频率运算部123计算的频率判定120度通电型整流器11的交流侧有无停电。例如，如图13所示，预先设定把商用电源的频率(50Hz或者60Hz)作为中心值具有规定的范围的正常频率范围，在频率运算部123算出的频率在120度通电型整流器11的交流侧不停电的情况下几乎表示恒定值，但是当在图13的点A的时刻发生停电时，频率运算部123算出的频率变动。在图示的例子中，把通过停电的发生频率慢慢增加的情况作为一例表示，但是根据停电的发生状况，也有频率减小或者振动发散那样的情況。然后当在点B的时刻超出正常频率范围时，停电判定部125判定为在120度通电型整流器11的交流侧发生了停电。在上述的日本特开2006 — 14546号公报中记载那样的根据三相交流输入电压的振幅判定停电的方法中，在把来自商用三相交流电源的交流电カ变换为直流电カ的正变换器使用120度通电型整流器的情况下，当在120度通电型整流器的再生动作中在交流电源侧发生停电时不能检测停电。图14以及图15是说明在使用120度通电型整流器的情况下根据电压的振幅判定停电时的问题的图，图14表示120度通电型整流器的动カ运行动作时的停电判定，图15表示120度通电型整流器的再生动作时的停电判定。此外，在图示的例子中省略经由平滑滤波器C与120度通电型整流器连接的逆变换器12。如图14所示，在120度通电型整流器11通过电动机驱动装置进行动力运行动作吋，当在电动机驱动装置的120度通电型整流器11的交流侧发生停电时，因为120度通电型整流器11内的各开关SWK1、SffE2, Sffsi, Sffs2, Sffn以及SWt2全部关断，所以电压检测部122检出的120度通电型整流器11的交流侧的电压几乎为零，通过检测该点能够判定交流侧停电。但是，如图15所示，当在通过电动机驱动装置120度通电型整流器11进行再生动作时在电动机驱动装置的120度通电型整流器11的交流侧发生停电时，因为通过正导通的开关的直流输出电压在电压检测部122上出现，电压振幅不降低，不能检测停电。如用图示的例子说，因为开关SWki以及SWt2导通，所以直流输出电压通过开关SWki以及SWt2在120度通电型整流器11的交流侧出现。因此，如果实际发生停电，因为120度通电型整流器11的交流侧的电压的振幅不降低，所以不能检测停电的发生。另外,在上述的日本特开平6-169501号公报以及在日本特开平6-189411号公报中记载那样的根据三相交流输入电压的频率判定有无停电的方法中，和上述根据三相交流输入电压的振幅判定有无停电的方法不同，即使在120度通电型整流器的再生动作中也能够检测交流电源侧的停电。但是，当为快速检测停电而缩小正常频率范围的范围时误检出停电的可能性升高，反之为防止误检出停电而展宽正常频率范围的范围时到检出停电需要的时间增加，不能保护电动机驱动装置、在该电动机驱动装置驱动的电动机上连接的工具、以及该工具加工的加工对象等。图16以及图17是说明在使用120度通电型整流器的情况下根据电压的频率判定停电时的问题的图。图16表示縮小正常频率范围的情况下的停电判定，图17表示展宽正常频率范围的情况下的停电判定。如图16所示，当为快速检测停电而缩小正常频率范围的范围时，例如在图16的点D的时刻发生停电时，频率运算部123算出的频率变动(在图16的例子中増加)，当在点E的时刻超出正常频率范围时，停电判定部125判定为在120度通电型整流器11的交流侧发生停电。正常频率范围的范围缩小的越�。油５绶⑸�(点D)到检出停电(点E)的、到检出频率异常需要的时间越短。在120度通电型整流器的再生动作中发生停电的情况下的电源频率的变化，因为依存电动机驱动装置的负荷或阻抗，有时变化缓慢，所以从迅速检测停电的观点说，希望对于频率变动的检测灵敏度高。但是，即使实际的商用三相交流电源3的频率(50Hz或者60Hz)是正常的状态进行少许变动，即使是未发生停电的正常时，通过频率变动的情况，有时也会像图16的点C那样超出正常频率范围。例如，在交流电源侧是通过分散型电源形成的小規模的电源等的情况下，频率变动大，停电的误检出发生的可能性高。另ー方面，如图17所示，当为防止误检出停电而展宽正常频率范围的范围时，例如在点F的时刻发生停电后，频率运算部123算出的频率变动(在图17的例子中増加)，但是到达停电判定部125根据超出正常频率范围而判定120度通电型整流器11的交流侧发生停电的点G的时间变长。因此，为了保护电动机驱动装置、与该电动机驱动装置驱动的电动机连接的工具、以及该工具加工的加工对象等的动作来不及进行的可能性升高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种电动机驱动装置，其即使在120度通电型整流器的再生动作中也能够高速检测交流电源侧的停电并保护装置，同时不会误检出停电。为实现上述目的，在本发明中，电动机驱动装置具有:在动カ运行动作时把从交流侧供给的交流电カ变换为直流电カ后输出，在再生动作时把从直流侧供给的直流电カ变换为交流电カ后输出的120度通电型整流器；在动カ运行动作时把120度通电型整流器输出的直流电カ变换为用于驱动电动机的交流电カ后向电动机供给，在再生动作时把来自电动机的再生交流电カ变换为直流电カ后向120度通电型整流器返回的逆变换器；检测120度通电型整流器的直流输出侧的直流电压的直流电压检测部；检测120度通电型整流器的交流输出侧的交流电压的交流电压检测部；计算交流电压检测部检出的交流电压的频率的频率运算部；把120度通电型整流器的再生动作开始时刻由直流电压检测部检出的直流电压作为基准值存储的存储部；在120度通电型整流器的再生动作期间中使用直流电压检测部检出的直流电压、存储在存储部中的基准值、和频率运算部算出的交流电压的频率，判定120度通电型整流器的交流侧有无停电的停电判定部。根据本发明的第一方式，上述停电判定部具有电压判定部和频率异常检测部，前者用于在120度通电型整流器的再生动作期间中，判定直流电压检测部检出的直流电压是否比基准值大，后者用于在120度通电型整流器的再生动作期间中，在电压判定部判定为直流电压检测部检出的直流电压比基准值大的情况下，判定频率运算部算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外。在频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，判定为120度通电型整流器的交流侧停电。根据本发明的第二方式，电动机驱动装置还具有计算交流电压检测部检出的交流电压的振幅的振幅运算部，上述停电判定部具有:电压判定部，用于在120度通电型整流器的再生动作期间中，判定直流电压检测部检出的直流电压是否比基准值大；频率异常检测部，用于在120度通电型整流器的再生动作期间中，在电压判定部判定为直流电压检测部检出的直流电压比基准值大的情况下，判定频率运算部算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外；再生停止部，用于在频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，停止通过120度通电型整流器的从直流电カ向交流电カ的变换动作；和振幅判定部，用于检测振幅运算部算出的交流电压的振幅是否成为规定的值以下，在通过再生停止部停止120度通电型整流器的变换动作后，在振幅判定部检测到振幅运算部算出的交流电压的振幅成为规定的值以下的情况下，判定为120度通电型整流器的交流侧停电。这里，上述正常频率范围也可以是以在120度通电型整流器的再生动作开始时刻由频率运算部算出的频率为中心值规定的范围。
通过參照下面的附图，能够更加明确地理解本发明。图1是表示本发明的第一实施例的电动机驱动装置的电路图。图2是说明本发明的第一实施例中的停电判定部的动作的图。图3是表示本发明的第二实施例的电动机驱动装置的电路图。图4是说明本发明的第二实施例中的停电判定部的动作的图。图5是表示本发明的第一实施例的变形例的电动机驱动装置的电路图。图6是表示本发明的第一以及第二实施例的电动机驱动装置I中的动作判定部的结构的电路图。图7是说明120度通电型整流器的动カ运行动作和再生动作的切換的图。图8是表示驱动多个电动机的一般的电动机驱动装置的结构的图。图9是说明通过一般的电动机驱动装置的动カ运行动作时的120度通电型整流器中的电流的流动的电路图。图10是说明通过一般的电动机驱动装置的再生动作时的120度通电型整流器中的电流的流动的电路图。图11是表示根据三相交流输入电压的振幅判定有无停电的停电判定部的电路图。图12是表示根据三相交流输入电压的频率判定有无停电的停电判定部的电路图。图13是根据三相交流输入电压的频率判定有无停电的停电判定部的原理说明图。图14是说明在使用120度通电型整流器的情况下、根据电压的振幅判定停电时的问题的图，是表示120度通电型整流器的动カ运行动作时的停电判定的图。图15是说明在使用120度通电型整流器的情况下、根据电压的振幅判定停电时的问题的图，是表示120度通电型整流器的再生动作时的停电判定的图。图16是说明在使用120度通电型整流器的情况下、根据电压的频率判定停电时的问题的图，是表示縮小正常频率范围情况下的停电判定的图。图17是说明在使用120度通电型整流器的情况下、根据电压的频率判定停电时的问题的图，是表示展宽正常频率范围情况下的停电判定的图。
具体实施例方式下面參照附图，说明具有判定有无停电的停电判定部的电动机驱动装置。但是应该理解，本发明不限于附图或者以下说明的实施方式。另外，在以下说明的实施例中，说明了驱动控制多个电动机的电动机驱动装置，但是驱动控制的电动机的个数不特别限定本发明。图1是表示本发明的第一实施例的电动机驱动装置的电路图。本发明的第一实施例的用于驱动电动机2的电动机驱动装置I具有120度通电型整流器11、逆变换器12、直流电压检测部21、交流电压检测部22、频率运算部23、存储部24、停电判定部25。120度通电型整流器11是在动力运行动作时把从商用三相交流电源3供给的交流电カ变换为直流电カ后输出、在再生动作时把通过电动机2的再生从逆变换器12供给的直流电カ变换为交流后输出的可交直双向变换的电カ变换器。逆变换器12通过直流链路与120度通电型整流器11连接，在动カ运行动作时把120度通电型整流器11输出的直流电カ变换为用于电动机2的驱动的交流电カ后向电动机2供给，在再生动作时把来自电动机2的再生交流电カ变换为直流电カ后向120度通电型整流器11返回。直流电压检测部21检测120度通电型整流器11的直流输出侧的直流电压。另ー方面，交流电压检测部22检测120度通电型整流器11的交流输出侧的交流电压。频率运算部23计算交流电压检测部22检出的交流电压的频率。存储部24把在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻由直流电压检测部21检出的直流电压作为基准值存储。在通过电动机2发生再生电カ后不久开始120度通电型整流器11的再生动作的情况下，120度通电型整流器11的直流侧的直流电压应该比120度通电型整流器11的再生动作开始后的直流电压低。但是即使在120度通电型整流器11的再生动作开始后不久，直流输出电压也比120度通电型整流器11的再生开始时的直流电压大，有时不能从120度通电型整流器11的直流侧向交流侧流动能量，也就是说在120度通电型整流器11的交流侧停电发生的可能性高。因此在本发明中，停电判定部25在120度通电型整流器11的再生动作期间中，使用直流电压检测部21检出的直流电压、存储在存储部24中的基准值、和频率运算部23算出的交流电压的频率，判定120度通电型整流器11的交流侧有无停电。停电判定部25例如由DSP或者FPGA等运算处理处理器组成，其动作通过软件程序規定。下面更详细地说明本发明的第一实施例中的停电判定部25的结构以及动作。本发明的第一实施例中的停电判定部25，作为第一条件，在120度通电型整流器11的再生动作期间中直流电压检测部21检出的直流电压，比作为在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻直流电压检测部21检出的直流电压的基准值大，作为第二条件，频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，在这两个条件同时满足时，判断为120度通电型整流器11的交流侧停电。由此，如果缩小正常频率范围的宽度，因为只要不满足上述第一条件以及第ニ条件双方，就不能判断停电，所以通过縮小正常频率范围的宽度能够加快停电的检测时间。另外，如果例如在120度通电型整流器11的动カ运行动作时频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，因为不满足上述第一条件，所以能够防止停电的误检測。因此，本发明的第一实施例中的停电判定部25构成为具有电压判定部31和频率异常检测部32，前者用于判定在120度通电型整流器11的再生动作期间中，直流电压检测部21检出的直流电压是否比作为在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻直流电压检测部21检出的直流电压的基准值大，后者用于在120度通电型整流器11的再生动作期间中，在电压判定部31判定为直流电压检测部21检出的直流电压比基准值大的情况下,判定频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外。另外，停电判定部25在频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，判定为120度通电型整流器11的交流侧停电。此外，本发明的第一实施例的电动机驱动装置I使用作为在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻由直流电压检测部21检出的直流电压的基准值，判定120度通电型整流器11的再生动作期间中有无发生停电，但是在120度通电型整流器11的再生动作暂时结束而转移到动カ运行动作后，在再次开始120度通电型整流器11的再生动作吋，电动机驱动装置I把在该新的再生动作开始时刻由直流电压检测部21检出的直流电压作为新的基准值存储在存储部24中，使用该新的基准值判定在该新的再生动作期间中有无发生停电。图2是说明本发明的第一实施例中的停电判定部的动作的图。作为一例，考虑通过电动机驱动装置I的控制，在点I的时刻120度通电型整流器11从动カ运行动作向再生动作切換，在点J的时刻在120度通电型整流器11的交流侧发生停电的情況。如图2所示，在120度通电型整流器11的交流侧没有停电的状态亦即正常时，120度通电型整流器11进行动力运行动作的情况下，120度通电型整流器11的直流侧的直流电压是一定值。当此时通过电动机2发生再生电カ吋，因为该再生电カ的能量通过逆变换器12流入120度通电型整流器11的直流侧，所以直流电压检测部21检出的直流电压开始増加。在120度通电型整流器11的直流侧的直流电压达到规定的值时，通过电动机驱动装置I的控制，120度通电型整流器11从动カ运行动作切換到再生动作(图2的点I)，由于该再生电カ的能量开始流入120度通电型整流器11的交流侧，所以直流电压检测部21检出的直流电压开始减小。这里，当在图2的点J的时刻发生停电时，直流电压检测部21检出的直流电压转而开始上升，频率运算部23算出的频率开始变动。在图示的例子中，作为频率变动的一例表示频率运算部23算出的频率慢慢增加的情況。在存储部24中，在120度通电型整流器11的再生开始时刻(图2的点I)直流电压检测部21检出的直流电压作为基准值存储，停电判定部25内的电压判定部31判定直流电压检测部21检出的直流电压是否比在存储部24内存储的基准值大。当在图2的点K的时刻，判定为直流电压检测部21检出的直流电压比在存储部24中存储的基准值大时，停电检测部25的频率异常检测部32判定频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外。在图2的点L的时刻频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，但是在频率异常检测部32在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，停电判定部25判定为120度通电型整流器11的交流侧停电。亦即，本发明的第一实施例中的停电判定部25在判定直流电压检测部21检出的直流电压比存储在存储部24中的基准值大(图2的点K)，而且频率异常检测部32检出频率异常时，判定为初次发生停电，因此即使缩小正常频率范围的范围，也能够迅速地检测停电，同时也不会在正常时误检出停电。在120度通电型整流器11处于动力运行动作时的图2的点H的时刻，即使通过频率运算部23算出的交流电压的频率由于某种原因超出预先设定的正常频率范围，因为不是120度通电型整流器11的再生动作期间中，所以停电判定部25也不会误判断为停电。接着说明本发明的第二实施例。图3是表示本发明的第二实施例的电动机驱动装置的电路图。本发明的第二实施例的电动机驱动装置I具有120度通电型整流器11、逆变换器12、直流电压检测部21、交流电压检测部22、频率运算部23、存储部24、判定部25、和振幅运算部26。本发明中的120度通电型整流器11、逆变换器12、直流电压检测部21、交流电压检测部22、频率运算部23、以及存储部24与上述第一实施例相同，因此对相同的电路结构要素附加相同的符号，省略该电路结构要素的详细的说明。停电判定部25在120度通电型整流器11的再生动作期间中，使用直流电压检测部21检出的直流电压、存储在存储部24中的基准值、和频率运算部23算出的交流电压的频率，判定120度通电型整流器11的交流侧有无停电。停电判定部25例如由DSP或者FPGA等运算处理处理器构成，其动作通过软件程序規定。下面更详细地说明本发明的第二实施例中的停电判定部25的结构以及动作。本发明的第二实施例中的停电判定部25，作为第一条件，在120度通电型整流器11的再生动作期间中直流电压检测部21检出的直流电压，比作为在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻直流电压检测部21检出的直流电压的基准值大，作为第二条件，频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，在这两个条件同时满足时，判断为由120度通电型整流器11进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作(亦即再生动作)停止。当通过120度通电型整流器11的再生动作停止吋，因为120度通电型整流器11内的半导体开关全部关断，所以交流电压检测部22检出的120度通电型整流器11的交流侧的交流电压降低到比商用三相交流电源3的额定电压以下。因此，在交流电压检测部22检出的交流电压的振幅成为规定的值以下时，判断为停电。这里，上述“规定的值”，可以根据电动机2的运用状况由用户预先设定，例如可以考虑设定为商用三相交流电源3的额定电压的低百分之几 百分之几十的值。或者也可以根据交流电压检测部22的检测界限设定上述“规定的值”。这样，通过在交流电压检测部22检出的交流电压的振幅成为规定的值以下时判断为停电，如果缩小正常频率范围的宽度进行设定，因为只要不满足上述第一条件以及第ニ条件两方就不判断为停电，所以能够缩小正常频率范围的宽度提早停电的检测时间。另夕卜，如果例如在120度通电型整流器11的动カ运行动作时频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，因为不满足上述第一条件，所以能够防止误检出停电。因此，本发明的第二实施例中的停电判定部25构成为，具有:电压判定部31，用于判定在120度通电型整流器11的再生动作期间中，直流电压检测部21检出的直流电压是否比基准值大；频率异常检测部32，用于在120度通电型整流器11的再生动作期间中，在电压判定部31判定为直流电压检测部21检出的直流电压比基准值大的情况下，判定频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外；再生停止部33，用于在120度通电型整流器11的再生动作期间中，在频率异常检测部32在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，停止由120度通电型整流器11进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作；振幅运算部26，用于计算交流电压检测部22检出的交流电压的振幅；和振幅判定部34，用于检测振幅运算部26算出的交流电压的振幅是否成为规定的值以下。另外，停电判定部25，在通过再生停止部33停止120度通电型整流器11的变换动作后，在振幅判定部34检测到振幅运算部26算出的交流电压的振幅成为规定的值以下的情况下，判定为120度通电型整流器11的交流侧停电。在本发明的第二实施例的电动机驱动装置中，120度通电型整流器11的再生动作一旦结束转移到动カ运行动作后，在再次开始120度通电型整流器11的再生动作吋，电动机驱动装置1，把在该新的再生动作开始时刻直流电压检测部21检出的直流电压作为新的基准值在存储部24中存储，使用该新的基准值判定在该新的再生动作期间中有无发生停电。图4是说明本发明的第二实施例中的停电判定部的动作的图。作为一例，考虑通过电动机驱动装置I的控制，在点N的时刻120度通电型整流器11从动カ运行动作向再生动作切換，在点0的时刻在120度通电型整流器11的交流侧发生停电的情況。如图4所示，在120度通电型整流器11的交流侧没有停电的状态亦即正常时120度通电型整流器11正进行动力运行动作的情况下，120度通电型整流器11的直流侧的直流电压是一定值。当此时通过电动机2发生再生电カ吋，因为该再生电カ的能量通过逆变换器12流入120度通电型整流器11的直流侧，所以直流电压检测部21检出的直流电压开始增加。在120度通电型整流器11的直流侧的直流电压达到规定的值时，通过电动机驱动装置I的控制，120度通电型整流器11从动カ运行动作切換到再生动作(图4的点N)，该再生电カ的能量开始流入120度通电型整流器11的交流侧，因此直流电压检测部21检出的直流电压开始减小。这里，当在图4的点0的时刻发生停电时，直流电压检测部21检出的直流电压转而开始上升，频率运算部23算出的频率也开始变动。在图示的例子中，作为频率变动的一例表示频率运算部23算出的频率慢慢增加的情況。在存储部24中，将在120度通电型整流器11的再生开始时刻(点N)由直流电压检测部21检出的直流电压作为基准值存储，停电判定部25内的电压判定部31判定直流电压检测部21检出的直流电压是否比存储在存储部24内的基准值大。在图4的点P的时刻，当判定为直流电压检测部21检出的直流电压比存储在存储部24中的基准值大时，停电检测部25的频率异常检测部32在120度通电型整流器11的再生动作期间中，判定频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外。在图4的点Q的时刻由频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外，而频率异常检测部在规定的期间持续检测到频率运算部23算出的交流电压的频率在正常频率范围外的情况下，再生停止部33停止由120度通电型整流器11进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作。其后，在振幅判定部34检测到120度通电型整流器
11的交流侧的电压的振幅成为规定的值以下时，判定为120度通电型整流器11的交流侧停电。亦即，在本发明的第二实施例中的停电判定部25中，也和第一实施例中的情况同样，在120度通电型整流器11的再生动作期间中，在判定直流电压检测部21检出的直流电压比存储在存储部24中的基准值大而且频率异常检测部32检出频率异常时，判定为初次发生停电，因此即使缩小正常频率范围的范围，也能够迅速地检测停电，同时也不会在正常时误检出停电。另外，在120度通电型整流器11处于动力运行动作时的图4的点M的时刻，即使通过频率运算部23算出的交流电压的频率由于某种原因超出预先设定的正常频率范围，但是因为不是120度通电型整流器11的再生动作期间中，所以停电判定部25也不会误判断为停电。此外，在上述的本发明的第一以及第二实施例中，上述正常频率范围采用把商用频率(50Hz或者60Hz)作为中心值规定的范围，但是考虑商用频率的变动，也可以采用把在120度通电型整流器11的再生动作开始时刻由频率运算部23算出的频率作为中心值规定的范围。作为上述本发明的第一以及第二实施例的变形例，在上述的停电判定部之外，再设置ー个停电判定部，用于运算120度通电型整流器11的交流侧的交流电压的振幅，在其值小于规定的值的情况下判定为停电，也可以通过和上述的停电判定部的逻辑和判定有无停电。关于这点以本发明的第一实施例的情况为例说明如下。图5是表示本发明的第一实施例的变形例的电动机驱动装置的电路图。在图5中用參照符号25 — I表示參照图1说明的本发明的第一实施例中的停电判定部25。另ー个停电判定部25 — 2在通过振幅运算部26算出的120度通电型整流器11的交流侧的电压的振幅比规定的值小的情况下判定为停电。在停电判定部25 — I以及停电判定部25 — 2中的至少ー个判定为停电时，作为最终的判断，判定为120度通电型整流器11的交流侧停电。关于本发明的第二实施例也能够同样变形。此外，对于本发明的第一以及第二实施例的电动机驱动装置1，如上所述，根据120度通电型整流器11是处于动カ运行动作中还是处于再生动作中来决定停电判定的处理内容，因此，具备:动作决定部27，其决定是使120度通电型整流器11进行动力运行动作还是进行再生动作。图6是表示本发明的第一以及第二实施例的电动机驱动装置I中的动作判定部的结构的电路图。在图6中，为了简化说明，主要表示动作决定部27的结构。另夕卜，图7是说明120度通电型整流器的动カ运行动作和再生动作的切換的图。在120度通电型整流器11内的开关全部关断的状态下处于动カ运行动作的情况下，当从电动机2发生再生电カ并开始从逆变换器12供给该再生电カ时，在平滑滤波器C中积蓄电荷，120度通电型整流器11的直流侧的直流电压上升(图7的点R)，因此，动作决定部27内的再生动作开始判定�？�64在通过直流电压检测部21检出的直流电压超过规定的值的情况下，或者在通过直流电压检测部21检出的直流电压与通过电压振幅运算�？�62算出的120度通电型整流器11的交流侧的相间电压的振幅之间的电位差超过规定的值的情况下，决定把120度通电型整流器11从动カ运行动作切換到再生动作(图7的点S)。根据该决定，开关模式运算�？�66向120度通电型整流器11输出进行从直流电カ向交流电カ的切换动作(亦即再生动作)那样的对于半导体开关的导通/关断信号，根据该信号，120度通电型整流器11进行从直流电カ向交流电カ的变换动作(亦即再生动作)。此时，如果120度通电型整流器11的交流侧不停电，则在平滑滤波器C中积蓄的再生能量经由120度通电型整流器11向商用三相交流电源3侧返回，所以通过直流电压检测部21检出的直流电压降低(图7的点T)，其后，大体成为一定值。当来自逆变换器12的再生电カ的供给结束时，通过电カ运算部63运算的120度通电型整流器11的交流侧的电力至少成为零以上的值(亦即非负值)。在该120度通电型整流器11的交流侧的电力超过规定的阈值时，再生动作停止判定模块65决定停止再生动作，向开关模式运算�？�66通知该情況。开关模式运算�？�66根据来自再生动作开始判定�？�64、再生动作停止判定�？�65以及电压相位运算部61的指令，制作对于120度通电型整流器11内的半导体开关的导通关断信号。此外，上述的频率运算部23、停电判定部25、25 — 1、25 — 2、振幅运算部26、动作决定部27、电压判定部31、频率异常检测部32、再生停止部33、振幅判定部34等例如由DSP或者FPGA等运算处理处理器构成，其动作通过软件程序規定。本发明在作为驱动机床、锻压机械、注塑成形机、产业机械、或者各种机器人内的电动机的电动机驱动装置而具有把输入的交流变换为直流的120度通电型整流器、和把从直流变换部输出的直流变换为作为各电动机的驱动电カ分别供给的交流的逆变换器的装置中，能够应用于120度通电型整流器的交流侧的有无发生停电的判定中。根据本发明，在把从交流侧供给的交流电カ通过120度通电型整流器变换为直流电カ输出后进而通过逆变换器变换为用于电动机的驱动的交流电カ供给电动机的电动机驱动装置中，通过使用120度通电型整流器的直流侧的直流电压、120度通电型整流器的再生动作开始时刻的作为120度通电型整流器的基准值的直流侧的直流电压、和120度通电型整流器的交流侧的交流电压的频率，判定120度通电型整流器的交流侧有无停电，由此，即使在120度通电型整流器的再生动作期间中也能够检测出交流电源侧的停电而保护装置。另外，在正常时也不会误检出停电。根据本发明的第一方式，在120度通电型整流器的再生动作期间中，在120度通电型整流器的直流侧的直流电压比基准值大而且120度通电型整流器的交流侧的交流电压的频率在正常频率范围外时，判定为120度通电型整流器的交流侧停电，所以能够更正确地进行停电判定，同时在正常时也不会误检出停电。根据本发明的第二方式，在120度通电型整流器的再生动作期间中，在120度通电型整流器的直流侧的直流电压比基准值大而且120度通电型整流器的交流侧的交流电压的频率在正常频率范围外时，停止由120度通电型整流器进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作，在此时的120度通电型整流器的交流侧的交流电压的振幅成为规定的值以下时，判定为120度通电型整流器的交流侧停电，因此，能够更正确地进行停电判定，同时在正常时也不会误检出停电。
权利要求
1.一种电动机驱动装置1，其特征在于，包括: 在动カ运行动作时把从交流侧供给的交流电カ变换为直流电カ后输出，在再生动作时把从直流侧供给的直流电カ变换为交流电カ后输出的120度通电型整流器11 ； 在动カ运行动作时把上述120度通电型整流器11输出的直流电カ变换为用于驱动电动机2的交流电カ后向电动机2供给，在再生动作时把来自电动机2的再生交流电カ变换为直流电カ后向上述120度通电型整流器11返回的逆变换器12 ； 检测上述120度通电型 整流器11的直流输出侧的直流电压的直流电压检测部21 ； 检测上述120度通电型整流器11的交流输出侧的交流电压的交流电压检测部22 ； 计算上述交流电压检测部22检出的交流电压的频率的频率运算部23 ； 把上述120度通电型整流器的再生动作开始时刻由上述直流电压检测部21检出的直流电压作为基准值存储的存储部24 ； 在上述120度通电型整流器11的再生动作期间中，使用上述直流电压检测部21检出的直流电压、存储在上述存储部24中的上述基准值、上述频率运算部23算出的交流电压的频率，判定上述120度通电型整流器11的交流侧有无停电的停电判定部25。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置1，其特征在干， 上述停电判定部25具有: 电压判定部31，用于在上述120度通电型整流器11的再生动作期间中，判定上述直流电压检测部21检出的直流电压是否比上述基准值大； 频率异常检测部32，用于在上述120度通电型整流器11的再生动作期间中，在上述电压判定部31判定为上述直流电压检测部21检出的直流电压比上述基准值大的情况下，判定上述频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外，其中 在上述频率异常检测部32在规定的期间持续检测到上述频率运算部23算出的交流电压的频率在上述正常频率范围外的情况下，判定为上述120度通电型整流器11的交流侧停电。
3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置1，其特征在干， 还具有:计算上述交流电压检测部22检出的交流电压的振幅的振幅运算部26， 上述停电判定部25具有: 电压判定部31，用于在上述120度通电型整流器11的再生动作期间中，判定上述直流电压检测部21检出的直流电压是否比上述基准值大； 频率异常检测部32，用于在上述120度通电型整流器11的再生动作期间中，在上述电压判定部31判定为上述直流电压检测部21检出的直流电压比上述基准值大的情况下，判定上述频率运算部23算出的交流电压的频率是否在正常频率范围外； 再生停止部33，用于在上述频率异常检测部32在规定的期间持续检测到上述频率运算部23算出的交流电压的频率在上述正常频率范围外的情况下，停止通过上述120度通电型整流器11进行的从直流电カ向交流电カ的变换动作； 振幅判定部34，用于检测上述振幅运算部26算出的交流电压的振幅是否成为规定的值以下，其中 在通过上述再生停止部33停止上述120度通电型整流器11的上述变换动作后，在上述振幅判定部34检测到上述振幅运算部26算出的交流电压的振幅成为规定的值以下的情况下，判定为上述120度通电型整流器11的交流侧停电。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的电动机驱动装置1， 其特征在干， 上述正常频率范围是以在上述120度通电型整流器11的再生动作开始时刻由上述频率运算部23算出的频率为中心值规定的范围。
全文摘要
电动机驱动装置(1)具有把从交流侧供给的交流变换为直流、把从直流侧供给的直流变换为交流的整流器(11)；把从整流器(11)输出的直流变换为交流后供给电动机(2)、把来自电动机(2)的再生电力变换为直流后返回整流器(11)的逆变换器(12)；检测整流器(11)的直流输出电压的直流电压检测部(21)；检测整流器(11)的交流输出电压的交流电压检测部(22)；计算检出的交流电压的频率的频率运算部(23)；把120度通电型整流器(11)的再生动作开始时刻检出的直流电压作为基准值存储的存储部(24)；和在120度通电型整流器(11)的再生动作期间中，使用检出的直流电压、基准值、和算出的交流电压的频率，判定整流器(11)的交流侧有无停电的停电判定部(25)。
文档编号G01R19/165GK103138659SQ20121050556
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者岩下平辅, 置田肇, 丹羽正一 申请人:发那科株式会社
专业数控铣床产品供应商
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