[发明专利]电动机控制装置

说明书

电动机控制装置具备：停电检测部，其检测电源的停电；电压检测部，其检测施加于电动机驱动用的放大器的DC环节电压；切换部，其将电动机与放大器或电阻连接；电压比较部，其将DC环节电压与阈值进行比较；限制值设定部，其根据电压比较部的比较结果来设定转矩限制值；转矩指令限制部，其在检测出停电时将转矩指令限制为转矩限制值；转矩预测值计算部，其使用由速度检测部检测出的角速度，来计算电动机与电阻连接的情况下的电动机的转矩预测值；以及转矩比较部，其将转矩限制值与转矩预测值进行比较，其中，切换部根据转矩比较部的比较结果来将电动机与放大器或电阻连接。

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，特别是涉及一种在电源停电时使电动机紧急停止的电动机控制装置。

背景技术

在对机床、产业机械内的电动机进行控制的电动机控制装置中，在将交流电源侧的交流电力变换为直流电力来向直流环节输出之后，通过放大器再将该直流电力变换为交流电力来将该交流电力作为电动机的驱动电力进行供给。

在供给用于对电动机进行驱动的电力的电源发生了停电的情况下，需要使对机床的进给轴等进行驱动的电动机紧急停止。

例如，如日本专利第5612058号公报所记载的那样，已知以下方法：在具有对进给轴进行驱动的进给轴电动机以及对主轴进行驱动的主轴电动机的机床中，在交流电源侧发生停电时，使进给轴电动机减速，使主轴电动机根据直流环节电压的值来加速或减速，由此避免过电压警报或低电压警报。

另外，例如，如日本专利第5746276号公报所记载的那样，已知以下方法：在具有对进给轴进行驱动的进给轴电动机以及对主轴进行驱动的主轴电动机的机床中，即使在交流电源侧发生停电，也在进给轴电动机的动作满足规定的判定条件时，进行指示使得向主轴电动机输出比上级控制单元原本指示的励磁电流大的励磁电流，由此能够可靠地使进给轴电动机尽早停止，并且在通常运转时抑制主轴电动机的发热。

另外，例如，如日本特开2016-25828号公报所记载的那样，已知一种避免停电后的过电压警报并迅速地使对进给轴进行驱动的电动机停止的电动机控制装置。

作为使电动机减速的方法，存在使电动机产生减速转矩的方法(以下称为“通过控制实现的减速”。)、以及通过将电阻与电动机连接并使电流流过该电阻来消耗能量来施加动力制动(DB)的方法(以下称为“通过硬件实现的减速”。)。当发生停电时从电源向电动机的电力供给被切断，因此利用直流环节中蓄积的电力来进行“通过控制实现的减速”。一般来说，与“通过硬件实现的减速”相比，在“通过控制实现的减速”下，到电动机停止为止的距离(所谓的制动距离)短，因此优选的是在有限的电力内确保长的“通过控制进行的减速”的时间，以使电动机因停电而紧急停止。

通常，在电动机减速时，因再生动作导致动能下降而电力(电能)增加，因此在发生停电时的电动机的紧急停止中，能够在有限的电力内确保长的“通过控制实现的减速”的时间。

然而，根据电动机的规格，出现以下状况：当在“通过控制实现的减速”中使减速转矩过大时，不进行再生而是成为消耗电力的动力运行，从而消耗有限的电力。图5是表示电动机的每相的等效电路的电路图。另外，图6是表示电动机的绕组电流与电力之间的关系的图。在将电动机的绕组电流设为i[A]、将电动机的端子电压设为V[V]、将电动机的角速度设为ω(t)[rad/sec]、将1相的电动机的绕组电阻设为R[Ω]、将每相的电感设为L[H]、将电动机的反电动势系数设为K_V[V×sec/rad]时，如式1那样表示电动机的电力P[W]。

在式1中，若设电流固定(di/dt＝0)来针对电动机的绕组电流i进行整理，则成为式2那样。