JP2020092553A - Motor drive device having pre-charging circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、予備充電回路を有するモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device having a preliminary charging circuit.
工作機械、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、あるいは各種ロボット内のモータの駆動を制御するモータ駆動装置においては、交流電源から入力される交流電力を順変換器にて直流電力に変換して直流リンク部へ出力し、さらに逆変換器にて直流リンク部における直流電圧を交流電力に変換し、この交流電力をモータの駆動電力として供給している。「直流リンク部」とは、コンバータの直流出力側とインバータの直流入力側とを電気的に接続する回路部分のことを指し、「DCリンク」「DCリンク部」、「直流リンク」、または「直流中間回路」などとも別称されることもある。 Machine tools, forging machines, injection molding machines, industrial machines, and motor drive devices that control the drive of motors in various robots convert AC power input from an AC power supply into DC power with a forward converter. The voltage is output to the DC link unit, and the inverse converter converts the DC voltage in the DC link unit into AC power, and this AC power is supplied as drive power for the motor. The "DC link section" refers to a circuit section that electrically connects the DC output side of the converter and the DC input side of the inverter, and is a "DC link", a "DC link section", a "DC link", or a "DC link". It may also be referred to as a "DC intermediate circuit".
直流リンク部には、順変換器の直流出力の脈動分を抑える機能とともに直流電力を蓄積する機能を有するコンデンサ(直流リンクコンデンサ)が設けられる。直流リンクコンデンサは平滑コンデンサとも称される。 The DC link unit is provided with a capacitor (DC link capacitor) having a function of suppressing the pulsating component of the DC output of the forward converter and a function of accumulating DC power. The DC link capacitor is also called a smoothing capacitor.
直流リンク部に設けられるコンデンサは、モータ駆動装置の起動直後からモータの駆動開始前(すなわち逆変換器による電力変換動作開始前)までに所定の大きさの電圧に充電しておく必要がある。この充電は、一般に予備充電(または初期充電)と称される(例えば、特許文献1参照)。 The capacitor provided in the DC link unit needs to be charged to a predetermined voltage immediately after the motor drive device is activated and before the motor drive is started (that is, before the power conversion operation by the inverse converter is started). This charging is generally called preliminary charging (or initial charging) (for example, refer to Patent Document 1).
コンデンサにエネルギーが蓄積されていない状態から予備充電が開始された直後は、順変換器から直流リンク部に大きな突入電流が出力される。特にコンデンサの静電容量が大きいほど、より大きな突入電流が発生する。この突入電流対策として、直流リンク部には予備充電回路(初期充電回路)が設けられるのが一般的である。予備充電回路は、スイッチとスイッチに並列接続された充電抵抗とを有する。予備充電回路内のスイッチは、モータ駆動装置の起動直後のコンデンサの予備充電期間中のみ開放(オフ)され、モータ駆動装置がモータを駆動する通常動作期間中は閉成(オン)した状態を維持する。より詳細には、モータ駆動装置の起動直後(電源投入直後)からモータの駆動開始前までの予備充電期間中はスイッチを開放(オフ)することで、順変換器から出力された直流電力が充電抵抗を通じてコンデンサに流れ込み、コンデンサが充電される。この間、順変換器から直流リンク部に出力される直流電流は、充電抵抗を通るので、突入電流の発生を防ぐことができる。コンデンサが所定の大きさの電圧まで充電されると、予備充電回路内のスイッチを開から閉に切り換えて予備充電を完了する。 Immediately after the precharge is started from the state where the energy is not stored in the capacitor, a large inrush current is output from the forward converter to the DC link section. In particular, the larger the capacitance of the capacitor, the larger the inrush current generated. As a measure against this inrush current, a direct charging circuit is generally provided with a preliminary charging circuit (initial charging circuit). The pre-charging circuit has a switch and a charging resistor connected in parallel with the switch. The switch in the pre-charge circuit is opened (OFF) only during the pre-charge period of the capacitor immediately after the motor drive device is started, and remains closed (ON) during the normal operation period when the motor drive device drives the motor. To do. More specifically, the DC power output from the forward converter is charged by opening (off) the switch during the pre-charging period immediately after the motor drive device is started (immediately after the power is turned on) and before the motor drive is started. It flows into the capacitor through the resistor, and the capacitor is charged. During this period, the DC current output from the forward converter to the DC link unit passes through the charging resistor, so that the generation of the inrush current can be prevented. When the capacitor is charged to a predetermined voltage, the switch in the precharge circuit is switched from open to closed to complete the precharge.
例えば、3相交流電圧を整流するダイオードブリッジの出力直流母線間にコンデンサを備え、このコンデンサの両端から直流電圧を得るようにしたコンバータ装置において、前記コンデンサの初期充電時、前記コンデンサの初期充電抵抗を前記コンデンサと直列に接続し、前記コンデンサの両端の直流電圧を検出するコンピュータにより、前記コンデンサ両端の立ち上がり電圧と時間の関係から時定数を導出し、この時定数を前記初期充電抵抗の値で除して、前記コンデンサの容量を算出し、この算出値が負荷の許容電流リップルにより決められる定格値より小さいときに故障表示回路により故障表示をすることを特徴とするコンバータ装置の故障表示方法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 For example, in a converter device in which a capacitor is provided between output DC buses of a diode bridge that rectifies a three-phase AC voltage, and a DC voltage is obtained from both ends of the capacitor, an initial charging resistance of the capacitor when the capacitor is initially charged. Is connected in series with the capacitor, and a computer that detects the DC voltage across the capacitor detects a time constant from the relationship between the rising voltage across the capacitor and time, and this time constant is the value of the initial charging resistance. Then, the capacity of the capacitor is calculated, and when the calculated value is smaller than the rated value determined by the allowable current ripple of the load, the failure display circuit displays a failure display method. It is known (for example, refer to Patent Document 2).
従来、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサを有するモータ駆動装置においては、順変換器の直流出力電圧値とコンデンサ電圧値との差に基づきコンデンサの予備充電が完了したか否かを判定していたため、順変換器の直流出力電圧値及びコンデンサ電圧値をそれぞれ検出するために2つの電圧検出回路が必要であった。また、コンデンサの予備充電期間中におけるコンデンサ電圧値の挙動を事前に把握することができればモータ駆動装置の異常発生を未然に防ぐことも可能である。したがって、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサの予備充電におけるコンデンサ電圧値の挙動の把握及び予備充電完了の判定が容易で低コストのモータ駆動装置が望まれている。 Conventionally, in a motor drive device having a capacitor provided in a DC link section between a forward converter and an inverse converter, pre-charging of the capacitor is performed based on the difference between the DC output voltage value of the forward converter and the capacitor voltage value. Since it was determined whether or not it was completed, two voltage detection circuits were required to detect the DC output voltage value of the forward converter and the capacitor voltage value, respectively. Further, if the behavior of the capacitor voltage value during the preliminary charging period of the capacitor can be grasped in advance, it is possible to prevent the occurrence of an abnormality in the motor drive device. Therefore, there is a demand for a low-cost motor drive device in which it is easy to grasp the behavior of the capacitor voltage value in the preliminary charging of the capacitor provided in the DC link section between the forward converter and the inverse converter and determine the completion of the preliminary charging. There is.
本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、順変換器とコンデンサとの間の電路を開閉するスイッチとスイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、スイッチの開期間中に充電抵抗を介して供給される順変換器からの直流電力によりコンデンサを予備充電し、スイッチが開から閉に切り換えられることでコンデンサの予備充電を完了する予備充電回路と、コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数のコンデンサ電圧値に基づき、コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部とを備える。 According to one aspect of the present disclosure, a motor driving device is provided in a forward converter that converts AC power input from an AC power supply into DC power and outputs the DC power, and a DC link unit that is a DC output side of the forward converter. Capacitor, an inverse converter that converts DC power in the DC link section to AC power and outputs AC power for driving the motor, and a switch that opens and closes the electric path between the forward converter and the capacitor, and in parallel with the switch. A precharging circuit having a connected charging resistor, the capacitor being precharged by the DC power from the forward converter supplied through the charging resistor during the opening period of the switch, and the switch is switched from open to closed. The pre-charging circuit completes the pre-charging of the capacitor, the voltage detection unit that detects the capacitor voltage value that is the potential difference between both ends of the capacitor, and the multiple capacitor voltages detected at different timings during the open period of the switch. And a convergence value calculation unit that calculates a convergence value of the capacitor voltage value based on the value.
本開示の一態様によれば、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサの予備充電におけるコンデンサ電圧値の挙動の把握及び予備充電完了の判定が容易で低コストのモータ駆動装置を実現することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is easy and inexpensive to grasp the behavior of the capacitor voltage value in the preliminary charging of the capacitor provided in the DC link section between the forward converter and the inverse converter and to determine the completion of the preliminary charging. A motor drive device can be realized.
以下図面を参照して、予備充電回路を有するモータ駆動装置について説明する。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図面に示される形態は実施をするための一つの例であり、図示された実施形態に限定されるものではない。 A motor drive device having a preliminary charging circuit will be described below with reference to the drawings. For ease of understanding, the drawings are scaled accordingly. The embodiment shown in the drawings is one example for carrying out the invention and is not limited to the embodiment shown.
図1は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a motor drive device according to an embodiment of the present disclosure.
一例として、交流電源2に接続されたモータ駆動装置1により、交流モータ(以下、単に「モータ」と称する。)3を制御する場合について示す。本実施形態においては、モータ3の種類は特に限定されず、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。また、交流電源2及びモータ3の相数は本実施形態を特に限定するものではなく、例えば三相であっても単相であってもよい。図示の例では、交流電源2及びモータ3をそれぞれ三相としている。交流電源2の一例を挙げると、三相交流400V電源、三相交流200V電源、三相交流600V電源、単相交流100V電源などがある。モータ3が設けられる機械には、例えば工作機械、ロボット、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、各種電化製品、電車、自動車、航空機などが含まれる。
As an example, a case where an AC motor (hereinafter simply referred to as “motor”) 3 is controlled by a
図1に示すように、本実施形態によるモータ駆動装置1は、順変換器11と、コンデンサ12と、逆変換器13と、予備充電回路14と、電圧検出部15と、収束値計算部16とを備える。また、モータ駆動装置1は、充電完了判定部17と、スイッチ制御部18と、電流検出部19と、モータ制御部20と、速度検出部41とを備える。
As shown in FIG. 1, the
順変換器11は、交流電源2から入力された交流電力を直流電力に変換して直流側である直流リンク部へ出力する。順変換器11の例としては、ダイオード整流回路、120度通電型整流回路、あるいは内部にスイッチング素子を備えるPWMスイッチング制御方式の整流回路などがある。順変換器11は、交流電源2が三相である場合は三相のブリッジ回路として構成され、交流電源2が単相である場合は単相ブリッジ回路で構成される。順変換器11がダイオード整流回路である場合は、交流電源2から入力された交流電流を整流し、直流リンク部へ直流電流を出力する。順変換器11が120度通電型整流回路やPWMスイッチング制御方式の整流回路である場合は、順変換器11は、交流電源2から入力された交流電力を直流電力に変換して直流リンク部へ出力するとともに電源回生時には直流リンク部における直流電力を交流電力に変換して交流電源2側へ戻すことができる交直双方向に変換可能である電力変換器として実現される。順変換器11がPWMスイッチング制御方式の整流回路である場合は、半導体スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。この場合、半導体スイッチング素子の例としては、FET、IGBT、サイリスタ、GTO、SiC、トランジスタなどがあるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。なお、順変換器11の交流入力側には交流リアクトルやACラインフィルタ等が設けられるが、ここでは図示を省略している。
The forward converter 11 converts the AC power input from the
順変換器11の直流出力側と逆変換器13の直流入力側とを接続する直流リンク部には、コンデンサ(直流リンクコンデンサ)12が設けられる。コンデンサ12は、逆変換器13が交流電力を生成するために用いられる直流電力を蓄積する機能及び順変換器11の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。直流リンク部に設けられるコンデンサの例としては、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサなどがある。
A capacitor (DC link capacitor) 12 is provided in the DC link unit that connects the DC output side of the forward converter 11 and the DC input side of the
逆変換器13は、直流側から入力された直流電力(すなわち直流リンク部における直流電力)を、モータ3を駆動するための交流電力に変換してモータ3へ出力する。逆変換器13は、直流電力を交流電力に変換することができる構成を有していればよく、例えば、内部に半導体スイッチング素子を備えるPWMインバータなどがある。逆変換器13は、モータ3が三相交流モータである場合は三相ブリッジ回路として構成され、モータ3が単相モータである場合は単相ブリッジ回路として構成される。逆変換器13は、モータ制御部20からのスイッチング指令を受けて直流リンク部における直流電力をモータを駆動するための交流電力に変換してモータ3へ出力するとともにモータ回生時にはモータ3で回生された交流電力を直流電力に変換して直流リンク部へ戻す。逆変換器13がPWMインバータで構成される場合は、半導体スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。この場合、半導体スイッチング素子の例としては、FET、IGBT、サイリスタ、GTO、SiC、トランジスタなどがあるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。
The
モータ駆動装置1によるモータ3の駆動開始前までにDCリンクコンデンサ12を予備充電(初期充電)するために、予備充電回路(初期充電回路)14が設けられる。予備充電回路14は、順変換器11とコンデンサ12との間の電路を開閉するスイッチ31とスイッチ31に並列接続された充電抵抗32とを有する。スイッチ31の例としては、サイリスタやIGBTなどの半導体スイッチング素子や、リレーなどの機械式スイッチなどがある。スイッチ31の開閉は、スイッチ制御部18によって制御される。
A pre-charging circuit (initial charging circuit) 14 is provided for pre-charging (initial charging) the
モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ3の駆動開始前までの予備充電期間中、スイッチ31は、スイッチ制御部18から開指令を受信して開放(オフ)する。予備充電期間中は、スイッチ31は開状態を維持するので、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を介して充電電流としてコンデンサ12へ流れ込み、コンデンサ12は充電(予備充電)される。予備充電期間中は、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。後述するように充電完了判定部17によりコンデンサ12の予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部18はスイッチ31に対して閉指令を出力し、これを受けてスイッチ31は開から閉に切り替えられ、予備充電回路14による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器11から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ31を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器13及びコンデンサ12へ向けて流れることになる。
During the pre-charging period from immediately after the
スイッチ制御部18は、予備充電回路14内のスイッチ31の開閉を制御する。モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ3の駆動開始前までの予備充電期間中、スイッチ制御部18は、予備充電回路14内のスイッチ31に対して開指令を出力する。充電完了判定部17によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部18は、スイッチ31に対して閉指令を出力する。また、充電完了判定部17によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部18は、モータ制御部20に対し、スイッチ31に対して閉指令を出力したことを通知する。この通知を受けてモータ制御部20は逆変換器13の電力変換動作の制御を開始する。
The
モータ制御部20は、一般的なモータ制御装置と同様、直流リンク部における直流電力とモータ3の駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で電力変換を行う逆変換器13を制御することで、モータ3の駆動を制御する。すなわち、モータ駆動装置1内のモータ制御部20は、速度検出器41によって検出されたモータ3の(回転子の)回転速度(速度フィードバック)、電流検出部19によって検出されたモータ3の巻線に流れる電流(電流フィードバック)、所定のトルク指令、及びモータ3の動作プログラムなどに基づいて、モータ3の速度、トルク、もしくは回転子の位置を制御するためのスイッチング指令を生成する。モータ制御部20によって作成されたスイッチング指令に基づいて、逆変換器13による電力変換動作が制御される。
The
電圧検出部15は、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。このコンデンサ電圧値は、直流リンク電圧値に相当する。予備充電期間中、電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部16へ送られる。なお、予備充電完了後は、電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、モータ制御部20へ送られて逆変換器13の電力変換動作の制御に用いられてもよい。
The
収束値計算部16は、予備充電回路14内のスイッチ31の開期間中の異なるタイミングにて検出された複数のコンデンサ電圧値に基づき、コンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部17へ送られる。コンデンサ電圧値の収束値の計算処理の詳細については後述する。
The convergence
充電完了判定部17は、収束値計算部16により計算された収束値に基づき、コンデンサ12の予備充電が完了したか否かを判定する。コンデンサ12の予備充電完了判定処理の詳細については後述する。
The charging
収束値計算部16、充電完了判定部17、スイッチ制御部18、及びモータ制御部20は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えばこれらをソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、モータ制御装置1内にある例えばDSPやFPGAなどの演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、上述の各部の機能を実現することができる。またあるいは、収束値計算部16、充電完了判定部17、スイッチ制御部18、及びモータ制御部20を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。また、収束値計算部16、充電完了判定部17、スイッチ制御部18、及びモータ制御部20は、例えば工作機械の数値制御装置内に設けられてもよい。また、モータ制御部20内に、収束値計算部16、充電完了判定部17及びスイッチ制御部18を設けてもよい。また、電圧検出部15、電流検出部19及び速度検出部41については、ディジタル回路とアナログ回路との組み合わせで構成してもよく、アナログ回路のみで構成してもよい。
The convergence
続いて、収束値計算部16によるコンデンサ電圧値の収束値の計算処理について説明する。
Next, the process of calculating the convergence value of the capacitor voltage value by the convergence
図2は、予備充電期間中のコンデンサ電圧値を例示する図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a capacitor voltage value during the precharge period.
モータ3の駆動開始前、時刻0で予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が開始されると、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値は、徐々に上昇し、最終的にはコンデンサ12の静電容量や順変換器11の直流出力電圧値などで定まるある一定の収束値に収束する。本実施形態では、予備充電期間中の時間t[s]とコンデンサ電圧値V[V]との関係式を、式1で表される関数に近似し、これに基づいて収束値を予測計算する。式1において、A、b及びDは、コンデンサ12の静電容量や順変換器11の直流出力電圧値などで定まる係数である。
When the precharging of the
式1において、時刻tを無限大にすると、「Ae-bt」はゼロとなり、したがって、収束値Dが得られる。本実施形態では、収束値Dを次のようにして計算する。
In
時刻t1、時刻t2、及び時刻t3において電圧検出部15が検出するコンデンサ電圧値V1、V2、及びV3は、それぞれ式2、式3、及び式4のように表される。
The capacitor voltage values V 1 , V 2 , and V 3 detected by the
式2及び式3を式4へ代入すると、式5が得られる。
By substituting
ここで、電圧検出部15によるコンデンサ電圧値の検出間隔をΔt一定(すなわちt2−t1=t3−t2=Δt)であるとしたとき、式5は、式6のように変形することができる。
Here, assuming that the detection interval of the capacitor voltage value by the
式6を収束値Dについて解くと式7が得られる。 When Equation 6 is solved for the convergence value D, Equation 7 is obtained.
式7で表されるDは、式1において時刻tを無限大にしたとき(すなわちAe-bt=0となるとき)におけるコンデンサ電圧Vの収束値である。また、式7においてコンデンサ電圧V1、V2、及びV3が検出されるタイミングである時刻t1、t2、及びt3はいずれも、実際にコンデンサ電圧が収束値に収まる時刻よりも前である。つまり、式7から、一定間隔Δtを有する少なくとも3つのタイミングにて電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値を用いれば、コンデンサ12の収束値Dを予測計算することができることが分かる。そこで、本実施形態では、モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ駆動開始前までの予備充電期間中(すなわち予備充電回路14内のスイッチ31の開期間中)、収束値計算部16は、一定間隔Δtを有する少なくとも3つのタイミングにて電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式7に従って収束値Dを計算(予測計算)する。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部17に送られ、予備充電完了判定処理に用いられる。
D represented by Expression 7 is a convergent value of the capacitor voltage V when the time t is set to infinity in Expression 1 (that is, Ae −bt =0). Further, the time points t 1 , t 2 and t 3 which are the timings at which the capacitor voltages V 1 , V 2 and V 3 are detected in the equation 7 are all before the time when the capacitor voltage actually falls within the converged value. Is. That is, it can be seen from Expression 7 that the convergent value D of the
続いて、充電完了判定部17による予備充電完了判定処理の例について、いくつか列記する。
Next, some examples of preliminary charging completion determination processing by the charging
まず、第1の形態による予備充電完了判定処理について説明する。 First, the preliminary charge completion determination process according to the first mode will be described.
第1の形態では、収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値と、電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったとき、充電完了判定部17は予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したと判定する。
In the first embodiment, when the difference between the convergence value of the capacitor voltage value calculated by the convergence
図3は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第1の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an operation flow of preliminary charging using the preliminary charging completion determination processing according to the first mode in the motor drive device according to the embodiment of the present disclosure.
モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ駆動開始前のステップS101において、収束値計算部16は、カウンタ(図示せず)のカウント値iをゼロ(0)にセットする。
In step S101 immediately after the
ステップS102において、スイッチ制御部18は、予備充電回路14内のスイッチ31に対して開指令を出力する。スイッチ31は、スイッチ制御部18から開指令を受信して開放(オフ)する。後述するステップS107において予備充電完了と判定されるまで、スイッチ31は開状態を維持する。この予備充電期間中、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を介して充電電流としてコンデンサ12へ流れ込み、コンデンサ12は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
In step S102, the
ステップS103において、電圧検出部15は、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部16へ送られる。
In step S103, the
ステップS104において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iをインクリメントする。
In step S104, the convergence
ステップS105において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iが3になったか否かを判定する。カウンタのカウント値iが3になったと判定された場合はステップS106へ進み、カウンタのカウント値iが3になったと判定されなかった場合はステップS103へ戻る。
In step S105, the convergence
ステップS101、S104及びS105のカウンタを用いたカウント処理を設けることにより、電圧検出部15は、異なる3つのタイミングにてコンデンサ電圧値を検出することになる。ステップS103からステップS105までの一連の処理は、一定周期(すなわち上述の間隔Δt)で、3回繰り返し実行される。
By providing the count process using the counters in steps S101, S104, and S105, the
ステップS105においてカウンタのカウント値iが3になったと判定された場合は、ステップS106において、収束値計算部16は、一定間隔Δtを有する3つのタイミングにて電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式7に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部17に送られる。
When it is determined in step S105 that the count value i of the counter has become 3, in step S106, the convergence
ステップS107において、電圧検出部15は、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、充電完了判定部17へ送られる。
In step S107, the
ステップS108において、充電完了判定部17は、ステップS106において収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値と、ステップS107において電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったか否かを判定する。充電完了判定部17は、ステップS108においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定したとき、コンデンサ12の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部18へ通知してステップS109へ進む。一方、ステップS108においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定されなかった場合はステップS107へ戻る。なお、ステップS108において充電完了判定部17による予備充電完了判定処理に用いられる上記「所定範囲」は、電圧検出部15により検出されるコンデンサ電圧値の振動幅や電圧検出部15の検出誤差などを考慮し、コンデンサ電圧値の収束値として想定される値の例えば数パーセント程度に設定すればよいが、ここで挙げた数値例はあくまでも一例であり、モータ駆動装置1の運用状況などに応じて上記「所定範囲」を適宜設定すればよい。
In step S108, the charging
ステップS109において、スイッチ制御部18は、コンデンサ12の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路14内のスイッチ31に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ31は開から閉に切り替えられ、予備充電回路14による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器11から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ31を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器13及びコンデンサ12へ向けて流れることになる。
In step S109, the
続いて第2の形態による予備充電完了判定処理について説明する。 Next, the precharge completion determination process according to the second mode will be described.
第2の形態では、電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値に対する収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/コンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったとき、充電完了判定部17は予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したと判定する。
In the second embodiment, the ratio of the convergence value of the capacitor voltage value calculated by the convergence
図4は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第2の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing an operation flow of preliminary charging using the preliminary charging completion determination processing according to the second mode in the motor drive device according to the embodiment of the present disclosure.
第2の形態におけるステップS201からS207までの処理は、図3を参照して説明した第1の形態におけるステップS101からS107までの処理と同様であるので、説明は省略する。 The processes of steps S201 to S207 in the second mode are the same as the processes of steps S101 to S107 in the first mode described with reference to FIG.
ステップS208において、充電完了判定部17は、「ステップS207において電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップS206において収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値」の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/コンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったか否かを判定する。充電完了判定部17は、ステップS208において最新のコンデンサ電圧値に対するコンデンサ電圧値の収束値の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/コンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったと判定したとき、コンデンサ12の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部18へ通知してステップS209へ進む。一方、ステップS208において最新のコンデンサ電圧値に対するコンデンサ電圧値の収束値の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/コンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったと判定されなかった場合はステップS207へ戻る。なお、ステップS208において充電完了判定部17による予備充電完了判定処理に用いられる上記「所定値」は、電圧検出部15により検出されるコンデンサ電圧値の振動幅や電圧検出部15の検出誤差などを考慮し、コンデンサ電圧値の収束値として想定される値の例えば90パーセント以上の値に設定すればよいが、ここで挙げた数値例はあくまでも一例であり、モータ駆動装置1の運用状況などに応じて上記「所定値」を適宜設定すればよい。
In step S208, the charge
ステップS209において、スイッチ制御部18は、コンデンサ12の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路14内のスイッチ31に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ31は開から閉に切り替えられ、予備充電回路14による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器11から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ31を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器13及びコンデンサ12へ向けて流れることになる。
In step S209, the
続いて第3の形態による予備充電完了判定処理について説明する。 Next, the precharge completion determination process according to the third mode will be described.
第3の形態は、第1の形態及び第2の形態による予備充電完了判定処理の変形例である。第3の形態による予備充電完了判定処理では、複数計算されるコンデンサ12の収束値のうち最新のコンデンサ12の収束値に基づき、予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したか否かを判定する。第3の形態を第1の形態の変形例とする場合、収束値計算部16により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値と、電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったとき、充電完了判定部17は予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したと判定する。第3の形態を第2の形態の変形例とする場合、電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値に対する収束値計算部16により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/最新のコンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったとき、充電完了判定部17は予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したと判定する。ここでは、一例として、第3の形態を第1の形態の変形例とする場合について、図5を参照して説明する。
The third mode is a modified example of the preliminary charging completion determination process according to the first mode and the second mode. In the pre-charge completion determination process according to the third mode, it is determined whether or not the pre-charging of the
図5は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第3の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of preliminary charging using the preliminary charging completion determination processing according to the third mode in the motor drive device according to the embodiment of the present disclosure.
モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ駆動開始前のステップS301において、収束値計算部16は、カウンタ(図示せず)のカウント値iをゼロ(0)にセットする。
In step S301 immediately after the
ステップS302において、スイッチ制御部18は、予備充電回路14内のスイッチ31に対して開指令を出力する。スイッチ31は、スイッチ制御部18から開指令を受信して開放(オフ)し、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を介して充電電流としてコンデンサ12へ流れ込み、コンデンサ12は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
In step S302, the
ステップS303において、電圧検出部15は、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部16へ送られる。
In step S303, the
ステップS304において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iをインクリメントする。
In step S304, the convergence
ステップS305において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iが3以上になったか否かを判定する。カウンタのカウント値iが3以上になったと判定された場合はステップS306へ進み、カウンタのカウント値iが3以上になったと判定されなかった場合はステップS303へ戻る。
In step S305, the convergence
ステップS301、S304及びS305のカウンタを用いたカウント処理を設けることにより、電圧検出部15は、少なくとも3つ以上の異なるタイミングにてコンデンサ電圧値を検出することになる。また、ステップS303からステップS305までの一連の処理は、一定の周期(すなわち上述の間隔Δt)で、3回以上繰り返し実行される。
By providing the count process using the counters in steps S301, S304, and S305, the
ステップS305においてカウンタのカウント値iが3以上になったと判定された場合は、ステップS306において、収束値計算部16は、一定間隔Δtを有する直近の3つのタイミングにて電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式7に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。ステップS306において収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、その時点で予測計算される最新の値である。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値(最新の収束値)は、充電完了判定部17に送られる。
When it is determined in step S305 that the count value i of the counter has become 3 or more, in step S306, the convergence
ステップS307において、充電完了判定部17は、ステップS306において収束値計算部16により計算されたコンデンサ12の収束値に基づき、予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したか否かを判定する。図5に示す第3の形態は第1の形態の変形例としたので、ステップS307では、充電完了判定部17は、ステップS306において収束値計算部16により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値と、ステップS303において電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったか否かを判定する。充電完了判定部17は、ステップS307においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定したとき、コンデンサ12の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部18へ通知してステップS308へ進む。一方、ステップS307においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定されなかった場合はステップS303へ戻る。このようにステップS303からステップS307までの一連の処理が一定の周期(すなわち上述の間隔Δt)で繰り返し実行されることで、最新のコンデンサ12の収束値に基づき、予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したか否かが判定されることになる。このため、収束値計算部16は、充電完了判定部17によりコンデンサ12の予備充電が完了したと判定されるまで、収束値を計算することになる。
In step S307, the charging
ステップS308において、スイッチ制御部18は、コンデンサ12の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路14内のスイッチ31に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ31は開から閉に切り替えられ、予備充電回路14による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器11から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ31を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器13及びコンデンサ12へ向けて流れることになる。
In step S308, the
なお、図5に示す第3の形態は第1の形態の変形例としたが、第2の形態の変形例とする場合は、ステップS307において、充電完了判定部17は、「ステップS303において電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップS306において収束値計算部16により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値」の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/最新のコンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったか否かを判定する。この場合、充電完了判定部17は、「ステップS303において電圧検出部15により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップS306において収束値計算部16により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値」の割合(すなわち、最新のコンデンサ電圧値/最新のコンデンサ電圧値の収束値)が所定値以上になったとき、充電完了判定部17は予備充電回路14によるコンデンサ12に対する予備充電が完了したと判定し、ステップS308へ進む。
Note that the third mode shown in FIG. 5 is a modification of the first mode, but in the case of a modification of the second mode, in step S307, the charging
続いて第4の形態による予備充電完了判定処理について説明する。 Next, the preliminary charge completion determination process according to the fourth mode will be described.
第4の形態では、充電完了判定部は、電圧検出部により検出されるコンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部を有し、予測時間計算部により計算された予測時間が経過したとき、コンデンサの予備充電が完了したと判定する。 In the fourth mode, the charging completion determination unit includes a prediction time calculation unit that calculates a prediction time until the capacitor voltage value detected by the voltage detection unit reaches a convergence value, and the calculation is performed by the prediction time calculation unit. When the predicted time has elapsed, it is determined that the pre-charging of the capacitor is completed.
図6は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第4の形態による予備充電完了判定処理を用いたモータ駆動装置を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a motor drive device that uses the precharge completion determination process according to the fourth mode in the motor drive device according to the embodiment of the present disclosure.
図6に示すように、充電完了判定部17は、電圧検出部16により検出されるコンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部21を有する。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧の収束値は、充電完了判定部17内の予測時間計算部21へ送られる。予測時間計算部21は、コンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する。例えば、「コンデンサ電圧値の収束値」と「コンデンサ電圧値がその収束値に到達するまでに要する時間」との関係を表すテーブル(表)を実験等により事前に取得して予測時間計算部21内のメモリに保持しておき、予測時間計算部21では、このテーブルから、収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧の収束値に対応する時間を読み出してこれを「予測時間」として出力するようにしてもよい。充電完了判定部17は、予測時間計算部21により計算された予測時間が経過したとき、コンデンサ12の予備充電が完了したと判定する。充電完了判定部17によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部18は、スイッチ31に対して閉指令を出力する。また、充電完了判定部17によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部18は、モータ制御部20に対し、スイッチ31に対して閉指令を出力したことを通知する。これ以外の構成については図1を参照して説明した構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 6, the charging
図7は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第4の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of preliminary charging using the preliminary charging completion determination processing according to the fourth mode in the motor drive device according to the embodiment of the present disclosure.
モータ駆動装置1の起動直後(電源投入直後)からモータ駆動開始前のステップS401において、収束値計算部16は、カウンタ(図示せず)のカウント値iをゼロ(0)にセットする。
In step S401 immediately after the
ステップS402において、スイッチ制御部18は、予備充電回路14内のスイッチ31に対して開指令を出力する。スイッチ31は、スイッチ制御部18から開指令を受信して開放(オフ)し、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を介して充電電流としてコンデンサ12へ流れ込み、コンデンサ12は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器11から出力される電流は充電抵抗32を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
In step S402, the
ステップS403において、電圧検出部15は、コンデンサ12の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部16へ送られる。
In step S403, the
ステップS404において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iをインクリメントする。
In step S404, the convergence
ステップS405において、収束値計算部16は、カウンタのカウント値iが3になったか否かを判定する。カウンタのカウント値iが3になったと判定された場合はステップS406へ進み、カウンタのカウント値iが3になったと判定されなかった場合はステップS403へ戻る。
In step S405, the convergence
ステップS405においてカウンタのカウント値iが3になったと判定された場合は、ステップS406において、収束値計算部16は、一定間隔Δtを有する3つのタイミングにて電圧検出部15により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式7に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部16により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部17内の予測時間計算部21に送られる。
When it is determined in step S405 that the count value i of the counter has become 3, in step S406, the convergence
ステップS407において、予測時間計算部21は、コンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する。
In step S407, the prediction
ステップS408において、充電完了判定部17は、予測時間計算部21により計算された予測時間が経過したか否かを判定する。予測時間が経過したと判定された場合はステップS409へ進み、予測時間が経過したと判定されなかった場合はステップS408へ戻る。
In step S408, the charging
ステップS409において、スイッチ制御部18は、コンデンサ12の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路14内のスイッチ31に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ31は開から閉に切り替えられ、予備充電回路14による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器11から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ31を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器13及びコンデンサ12へ向けて流れることになる。
In step S409, the
以上説明したように、本開示の実施形態によれば、従来のように順変換器の直流出力電圧値及びコンデンサ電圧値をそれぞれ検出するために2つの電圧検出回路を設けて曜日充電完了を行う必要はなく、1つの電圧検出部15のみで予備充電完了判定を容易に行うことができ、低コストである。
As described above, according to the embodiment of the present disclosure, two voltage detection circuits are provided to detect the DC output voltage value and the capacitor voltage value of the forward converter as in the related art, and the day of the week charging is completed. There is no need, and the precharge completion determination can be easily made with only one
上述の第1から第4の形態の変形例として、収束値計算部16により計算(予測計算)された収束値を、モータ駆動装置1で発生する異常の検出に用いてもよい。図8は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の変形例を示す図である。
As a modification of the first to fourth embodiments described above, the convergence value calculated (predicted calculation) by the convergence
図8に示すように、モータ駆動装置1は、第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23をさらに備える。
As shown in FIG. 8, the
第1のアラーム出力部22は、収束値計算部16により計算された収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、第1のアラームを出力する。例えば、何らかの原因で順変換器11から直流リンク部に定格を超える電圧が出力された場合、予備充電期間中に収束値計算部16により計算された収束値が上限値を上回る。したがって、予備充電期間中、収束値計算部16により計算された収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、は「順変換器11から定格を超える電圧が出力されている」という異常が発生している可能性があるので、第1のアラーム出力部22は第1のアラームを出力する。なお、第1のアラーム出力部22のアラーム出力処理に用いられる上限値は、正常時に想定されるコンデンサ電圧値の収束値よりも大きい値に設定しておけばよい。
The first
第2のアラーム出力部23は、収束値計算部16により計算された収束値が、予め規定された下限値を下回った場合、第2のアラームを出力する。例えば、コンデンサ12が短絡故障していた場合、予備充電回路14により予備充電してもコンデンサ電圧値は上昇しない。したがって、予備充電期間中、収束値計算部16により計算された収束値が、予め規定された下限値を下回った場合は、コンデンサ12が短絡故障している可能性があるので、第2のアラーム出力部23は第2のアラームを出力する。第2のアラーム出力部23のアラーム出力処理に用いられる下限値は、コンデンサ12の短絡故障の発生を検出できればよいので、正常時のコンデンサ電圧値よりも十分に小さい値に設定しておけばよい。
The second
上述した第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。この場合、モータ制御装置1内にある例えばDSPやFPGAなどの演算処理装置にこのソフトウェアプログラムを動作させて各部の機能を実現することができる。あるいは、第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。また、第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23はモータ制御部20内に設けてもよい。
The first
第1のアラーム出力部22から出力される第1のアラーム及び第2のアラーム出力部23から出力される第2のアラームを用いて、ユーザに以上の発生を報知させるための報知部(図示せず)を設けてもよい。報知部の手段の例としては、モータ駆動装置1やその上位制御装置に付属のディスプレイ、パソコン、携帯端末及びタッチパネルなどのディスプレイなどがある。例えば「異常発生」といった表示をディスプレイに映し出してもよい。また例えば、報知部を、音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発する音響機器にて実現してもよい。またあるいは、プリンタを用いて紙面等にプリントアウトして表示させる形態をとってもよい。またあるいは、これらを適宜組み合わせて実現してもよい。
Using the first alarm output from the first
また、第1のアラーム出力部22または第2のアラーム出力部23から第1のアラームまたは第2のアラームが出力された場合、モータ制御部20がモータ駆動装置1に対して起動できないように制御をかけるようにしてもよい。また、第1のアラーム出力部22または第2のアラーム出力部23から第1のアラームまたは第2のアラームが出力された場合、交流電源2から順変換器11への交流電力の入力を遮断するかまたは順変換器11の電力変換動作を停止させることによって、順変換器11から直流リンク部へ電圧を出力しないようにしてもよい。
In addition, when the first alarm or the second alarm is output from the first
なお、図8では第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23の両方を備える例について示したが、いずれか一方のみのアラーム出力部を備えるようにしてもよい。
Note that FIG. 8 shows an example in which both the first
図9は、図8に示すモータ駆動装置におけるアラーム出力処理の動作フローを示すフローチャートである。ここでは、一例として、図3を参照して説明した第1の形態にアラーム出力処理を設けた場合について説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing an operation flow of alarm output processing in the motor drive device shown in FIG. Here, as an example, a case where the alarm output process is provided in the first mode described with reference to FIG. 3 will be described.
本変形例におけるステップS101からS109までの処理は、図3を参照して説明した通りであるので説明は省略する。 The processing of steps S101 to S109 in this modification is the same as that described with reference to FIG. 3, so description thereof will be omitted.
ステップS106において収束値計算部16により収束値を計算した後、ステップS501において、第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23は、所定のアラーム出力要件を満たすか否かを判定する。すなわち、第1のアラーム出力部22は収束値計算部16により計算された収束値が上限値を上回ったか否かを判定し、第2のアラーム出力部23は収束値計算部16により計算された収束値が下限値を下回ったか否かを判定する。収束値が上限値を上回ったと判定された場合または収束値が下限値を下回ったと判定された場合はステップS502へ進み、それ以外の場合はステップS107へ進む。
After calculating the convergence value by the convergence
ステップS502では、第1のアラーム出力部22または第2のアラーム出力部23は、第1のアラームまたは第2のアラームを出力する。すなわち、ステップS501において収束値が上限値を上回ったと判定された場合は第1のアラーム出力部22は第1のアラームを出力し、ステップS501において収束値が下限値を下回ったと判定された場合は第2のアラーム出力部23は第2のアラームを出力する。
In step S502, the first
なお、図9では第1のアラーム出力部22及び第2のアラーム出力部23の両方を備える例について示したが、いずれか一方のみのアラーム出力部を備えるようにした場合は、ステップS501及びS502では、当該アラーム出力部の処理が実行されることになる。
Although FIG. 9 shows an example in which both the first
また、図9一例として、図3を参照して説明した第1の形態にアラーム出力処理を設けた場合について説明したが、図4を参照して説明した第2の形態、図5を参照して説明した第3の形態、または図7を参照して説明した第4の形態に、アラーム出力処理を設けてもよい。図4を参照して説明した第2の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップS206において収束値計算部16により収束値を計算した後に、ステップS501及びS502の処理を実行すればよい。図5を参照して説明した第3の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップS306において収束値計算部16により収束値を計算した後に、ステップS501及びS502の処理を実行すればよい。図7を参照して説明した第4の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップS406において収束値計算部16により収束値を計算した後に、ステップS501及びS502の処理を実行すればよい。
Further, as an example of FIG. 9, the case where the alarm output processing is provided in the first mode described with reference to FIG. 3 has been described, but with reference to the second mode described with reference to FIG. 4, FIG. Alarm output processing may be provided in the third mode described above or in the fourth mode described with reference to FIG. 7. When the alarm output process is provided in the second mode described with reference to FIG. 4, the process of steps S501 and S502 may be executed after the convergence
上述の変形例のように、収束値計算部16により計算(予測計算)された収束値を、モータ駆動装置1で発生する異常の検出に用いることで、コンデンサの予備充電期間中におけるコンデンサ電圧値の挙動を事前に把握することができ、モータ駆動装置の異常発生を未然に防ぐことができる。
As in the above-described modified example, the convergence value calculated by the convergence value calculation unit 16 (prediction calculation) is used to detect an abnormality that occurs in the
1 モータ駆動装置
2 交流電源
3 モータ
11 順変換器
12 コンデンサ
13 逆変換器
14 予備充電回路
15 電圧検出部
16 収束値計算部
17 充電完了判定部
18 スイッチ制御部
19 電流検出部
20 モータ制御部
21 予測時間計算部
22 第1のアラーム出力部
23 第2のアラーム出力部
31 スイッチ
32 充電抵抗
41 速度検出部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、
前記直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、
前記順変換器と前記コンデンサとの間の電路を開閉するスイッチと前記スイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、前記スイッチの開期間中に前記充電抵抗を介して供給される前記順変換器からの直流電力により前記コンデンサを予備充電し、前記スイッチが開から閉に切り換えられることで前記コンデンサの前記予備充電を完了する予備充電回路と、
前記コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、
前記スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数の前記コンデンサ電圧値に基づき、前記コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部と、
を備える、モータ駆動装置。 A forward converter that converts AC power input from the AC power supply into DC power and outputs the DC power,
A capacitor provided in the DC link part, which is the DC output side of the forward converter,
An inverse converter that converts DC power in the DC link unit to AC power and outputs AC power for driving a motor,
A pre-charging circuit having a switch for opening and closing an electric path between the forward converter and the capacitor, and a charging resistor connected in parallel to the switch, the pre-charging circuit being supplied via the charging resistor during an open period of the switch. A pre-charging circuit that pre-charges the capacitor with direct current power from the forward converter and completes the pre-charging of the capacitor by switching the switch from open to closed;
A voltage detection unit that detects a capacitor voltage value that is a potential difference across the capacitor,
A convergence value calculation unit that calculates a convergence value of the capacitor voltage value based on the plurality of capacitor voltage values detected at different timings during the open period of the switch,
And a motor drive device.
前記電圧検出部により検出される前記コンデンサ電圧値が前記収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部を有し、
前記予測時間計算部により計算された前記予測時間が経過したとき、前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定する、請求項3に記載のモータ駆動装置。 The charging completion determination unit,
A prediction time calculation unit that calculates a prediction time until the capacitor voltage value detected by the voltage detection unit reaches the convergence value,
The motor drive device according to claim 3, wherein when the predicted time calculated by the predicted time calculation unit has elapsed, it is determined that the preliminary charging of the capacitor is completed.
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