[发明专利]电动机的线圈过热防止装置以及电动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动机的线圈过热防止装置以及控制向电动机供给的驱动电力的控制装置。

背景技术

当在电动机的定子线圈中流过电流时，在定子线圈内产生损失，与该损失成比例定子线圈的温度上升。当定子线圈的温度过分上升时会烧坏。因此，在电动机的驱动控制中，检测定子线圈的温度，在检测出的温度超过对于该定子线圈预先设定的上限温度（以下称“报警水平”）的情况下进行控制使电动机的驱动停止，由此进行防止定子线圈烧坏的线圈过热防止控制。

为了一边防止线圈的过热一边高效地驱动控制电动机，线圈的正确的温度检测是不可缺少的。作为电动机的线圈温度的检测方法，粗略划分具有在定子线圈内设置温度传感器（温度检测元件）测定温度的方法和根据在线圈中流动的电流推定运算线圈温度的方法。

此中，在根据线圈中流动的电流推定运算线圈的温度的一般的方法中，当把使用检测电阻、霍尔元件或电流传感器等检测出的线圈中流动的电流设为I，把电动机的线圈的电阻设为R时，遵照“Q=I²×R”的公式计算在线圈中产生的损失Q，根据定子线圈的温度与损失Q成比例上升的特性，对损失Q乘以规定的常数，将其与电动机的周围温度相加，由此推定定子线圈的温度。

还提出了几个更高精度地根据线圈中流动的电流推定运算线圈的温度的方法。

例如，具有在日本特开2000－308389号公报以及日本特开2004－208453号公报中记载的方法，该方法不在线圈内设置温度传感器，而是使用电气电路根据电流以及电压计算线圈的温度。

另外例如具有在日本特许第4237075号公报中记载的方法，在该方法中在线圈中设置温度传感器（温度检测元件）来测定温度，使用通过线圈中流动的电流值的二次函数决定的值修正该测定结果。

另外例如具有在日本特开平5－268718号公报中记载的方法，在该方法中在线圈中设置温度传感器来检测实际线圈温度，使用电动机的负荷电流以及周围温度根据检测出的实际线圈温度预测线圈的温度。

根据在定子线圈中设置温度传感器（温度检测元件）测定温度的方法，具有能够正确地测定定子线圈的温度的优点。但是，因为需要从定子线圈向温度检测元件高效率地传热，所以需要使用热导率高的高质量的材料制成用于在定子线圈中设置温度检测元件的部件以及粘接剂，另外，因为需要设置用于向控制装置发送来自温度检测元件的温度信息的配线以及连接部，所以具有制造成本高的缺点。

另外，使用根据在定子线圈中流动的电流推定运算线圈的温度的方法，因为不需要设置温度检测元件，所以具有能够抑制制造成本的优点。但是，因为根据在定子线圈中产生的损失Q（=I²×R）推定线圈的温度，所以能够正确地计算线圈的相对的温度变化量，但是因为在电动机的周围温度上相加该相对的温度变化量来推定定子线圈的温度，所以推定结果受到电动机的周围温度的影响，不能说得到的定子线圈的温度是正确的。

在防止线圈烧坏的线圈过热防止控制中，因为在检测出的定子线圈的温度超过对于该定子线圈预先设定的上限温度的情况下进行使电动机的驱动停止的控制，所以当无法正确地检测线圈的温度时，无法高效率地驱动控制电动机。

另外，作为根据线圈中流动的电流检测线圈温度的方法，使用在根据定子线圈中产生的损失推定的定子线圈的温度变化量上相加电动机的周围温度，由此来检测定子线圈的温度的方法，在进行线圈过热防止控制时，一般使用以下的方法：根据在电动机的周围温度上相加电动机的定子线圈取得的温度变化量得到的温度和在电动机的使用环境中设想的最高的周围温度，设定成为是否停止电动机驱动的判断基准的定子线圈的上限温度即“报警水平”，但是使用该方法时，由于以下的理由，无法高效率地驱动控制电动机。图5a表示根据在电动机的定子线圈中流动的电流推定的温度和电动机的周围温度的关系，表示周围温度是40℃的情况。图5b表示根据在电动机的定子线圈中流动的电流推定的温度和电动机的周围温度的关系，表示周围温度是20℃的情况。图5c表示根据在电动机的定子线圈中流动的电流推定的温度和电动机的周围温度的关系，表示周围温度是0℃的情况。