[发明专利]电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置。

背景技术

使用一般被称为逆变器的电力变换装置的电动机驱动系统生成频率可变的交流电力来提供给电动机，由此对电动机进行可变速驱动。由此，电动机驱动系统能够控制使用风扇、泵、压缩机等电动机的旋转设备的运转。

但是，在电动机中，有时不在正常的环境下而是在严酷的环境下使用。例如，设置在数百米～数公里的地下深处的压缩机、泵那样的设备中使用的电动机在高温、高湿、腐蚀性气体气氛等严酷的环境下运转。在该情况下，电动机和电力变换装置经由数百米～数公里长的电缆电连接。

在严酷的环境下使用的电动机具备冷却功能、屏蔽功能等必要的保护功能。但是，如果电动机持续受到高温、腐蚀等的影响，则阻抗等电动机常数变化，电动机的驱动有可能产生不良。如果电动机的驱动产生不良，则旋转设备不会如期待的那样动作，包括该旋转设备的整个设备的运转率降低。

在此，已知以下的现有技术，即将各种传感器设置在电动机中或电动机周边，分析这些传感器的信号，由此推定电动机的状态，判定是否发生了异常(专利文献1)。在该现有技术中，根据从逆变器向电动机施加的输出电流的电流值和输出电压的电压值计算电动机运转状态值，并根据该计算出的电动机运转状态值，判定电动机是否发生了异常。

作为其他的现有技术，已知比较电动机的实际消耗功率和推定消耗功率，根据该比较结果判定电动机控制装置的异常状态(专利文献2)。

在专利文献1所记载的现有技术中，根据电动机的电流值和电压值检测电动机的运转状态。但是，作为这些电流值和电压值使用瞬时值，因此在发生了突发的瞬时变化的情况下，有可能误检测为异常状态。

在专利文献1的现有技术中，也可以在连续数周期检测出异常的情况下判定为异常状态。但是，在如严酷的环境下的老化那样电动机常数缓慢地变化的情况下，只根据数周期的监视结果难以正确地判定电动机的异常状态。

在专利文献2所记载的现有技术中，在阈值以上的状态持续一定时间的情况下，判定是电动机控制装置的异常。但是，在专利文献2中，为了检测电动机的实际消耗功率，需要电压传感器和电流传感器，并且为了运算推定消耗功率，还需要用于测量电动机的转速的速度传感器。并且，速度传感器必须设置在电动机主体或其近旁，因此必须具备耐受高温、高湿、腐蚀性气体气氛等严酷环境的规格。能够在这样的严酷的环境下使用的速度传感器一般昂贵，还需要进行该传感器的安装操作。

并且，在专利文献1和专利文献2所记载的现有技术中，在检测出电动机或电动机控制装置的异常状态的情况下，为了确保安全只是紧急停止电动机，完全没有考虑用于延长电动机的寿命的控制。在严酷的环境下使用的电动机一般难以由操作者进行维护作业，因此需要将故障发生防患于未然。

专利文献1：日本特开2012-75293号公报

专利文献2：日本特开2009-207315号公报

发明内容

本发明是着眼于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置，其能够通过比较简单的结构判定电动机的状态，抑制电动机发生故障。本发明的其他目的在于，提供一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置，其不使用速度传感器等设置在电动机主体或其周边的特别的传感器就能够判定电动机的状态，能够抑制故障的发生。

为了解决上述问题，本发明的电动机驱动系统具备：电动机；以及对该电动机进行可变速驱动的电力变换装置，电力变换装置通过对电动机输出预定频率的交流电压，来驱动电动机，根据电动机的输出电压在预定时间中的变化，判定输出电压是否进行了预定值以上的变化，在输出电压进行了预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低预定频率的值。

根据本发明，根据电动机的输出电压在预定时间中的变化，检测异常预兆，因此能够不受到突发的瞬时值的影响地检测电动机的异常预兆。并且，根据本发明，如果判定为检测出异常预兆，则降低向电动机施加的交流电力的预定频率，因此能够抑制电动机故障。在本发明中，能够提高电动机的维护性和可靠性。

附图说明

图1是第一实施例的电动机驱动系统的整体结构图。

图2是模拟地表示因电阻变化造成的输出电压值和电压指令值的变化的图表。

图3是表示控制向电动机的输出的处理的流程图。

图4是第二实施例的电动机驱动系统的整体结构图。

图5涉及第三实施例，是表示输出控制处理的流程图。