TWI504132B - 馬達控制裝置 - Google Patents

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TWI504132B
TWI504132B TW102122935A TW102122935A TWI504132B TW I504132 B TWI504132 B TW I504132B TW 102122935 A TW102122935 A TW 102122935A TW 102122935 A TW102122935 A TW 102122935A TW I504132 B TWI504132 B TW I504132B
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Kenji Ogawa
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Description

馬達控制裝置
本發明係有關於馬達(motor)控制裝置。
馬達控制裝置驅動馬達時，當馬達或馬達控制裝置產生異常現象時，為了安全起見，則必須將馬達予以緊急停止。緊急停止時的停止方式有將電阻連接於馬達端子之間使其產生短路現象，藉此而達到停止之制動(brake)電阻之動態制動器(dynamic brake)方式。
由於制動器電阻之動態制動器停止，將於馬達緊急制動時流通過大的電流而使馬達損壞或使磁鐵去磁，故必須選定不會使流通於馬達的電流過大之動態制動電阻。如此選擇之動態制動電阻係具有因應於連接之馬達特性(=常數)，當馬達旋轉數降低則減速轉矩(torque)變小，而開始減速至停止為止的減速時間則變長之傾向。因此，習知之技術係難以縮短緊急停止時的馬達停止距離。
專利文獻1係記載有關於在馬達控制裝置中，於馬達的制動時將制動繼電器(brake relay)作成導通(on)狀態，使馬達線圈之間產生短路現象，而當馬達的過電流傳達於制動電阻(brake resistor)時，以能使由制動電阻所消耗的過電流量與馬達的旋轉速 度成正比而改變之方式，控制反用換流器(inverter)部的上側之切換(switching)元件的切換動作之工作(duty)比。據此，根據專利文獻1，馬達的旋轉速度為高速時，則由制動電阻所消耗的過電流量增加，故即使減少制動電阻的容量時，亦能防止因過電流現象而導致之馬達或制動繼電器的損壞。
專利文獻2係記載有關於在反用換流器控制裝置中，將伺服馬達(servomotor)予以緊急停止時，則將流通於動態制動電阻之電流控制於固定之範圍。據此，根據專利文獻2，由於能直線地減少伺服馬達的旋轉數，故能縮短緊急停止指令自輸出至停止為止之伺服馬達的惰走距離。
先前技術文獻： 專利文獻：
專利文獻1：專利第3863529號公報
專利文獻2：特開平11-206184號公報
專利文獻1和2所記載之技術，其係均以為了停止馬達而必須使用動態制動電阻為前提。因此，縮短緊急停止時的馬達停止時間和馬達停止距離係有其界限。
本發明係有鑑於上述課題而創作，其目的在於取得馬達控制裝置，其係能大幅縮短緊急停止時的馬達停止時間和馬達停止距離。
為了解決上述之課題，並達成目的，本發明之一個形態之馬達控制裝置，其特徵係具備：反用換流器電路，其係具有複數個P側切換元件、以及複數個N側切換元件，且中介複數個馬達端子而驅動馬達；第1動態制動器，其係將前述複數個P側切換元件的全相或前述複數個N側切換元件的全相作成導通狀態，藉此對前述馬達施予制動；第2動態制動器，其係將動態制動電阻連接於馬達端子之間而對前述馬達施予制動；以及控制部，其係因應馬達速度而於前述第1動態制動器和前述第2動態制動器之間，切換應對前述馬達施予制動之動態制動器。
根據本發明，控制部係因應馬達速度而於第1動態制動器和第2動態制動器之間，切換應對馬達施予制動之動態制動器。據此，由於能因應馬達速度而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器，故能大幅縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
1‧‧‧反用換流器電路
2‧‧‧制動電阻電路
3‧‧‧轉換器電路
5‧‧‧馬達速度算出部
6、6i‧‧‧制動器切換控制部
7‧‧‧切換速度值記憶部
9‧‧‧速度指令演算部
10‧‧‧上位控制器
11‧‧‧第1動態制動器
12‧‧‧第2動態制動器
13‧‧‧電力轉換控制部
14‧‧‧緊急停止指令產生部
100、100i‧‧‧馬達控制裝置
第1圖係表示實施形態1的馬達控制裝置的構成之圖示。
第2圖係表示實施形態1之2個的動態制動器方式之馬達速度和轉矩電流的關係之圖示。
第3圖係表示實施形態1的馬達控制裝置的動作之流程圖(flow chart)。
第4圖係表示實施形態1的功效之圖示。
第5圖係表示實施形態1之變形例的馬達控制裝置的動作之流程圖。
第6圖係表示實施形態2的馬達控制裝置的構成之圖示。
第7圖係表示實施形態2的馬達控制裝置的動作之流程圖。
以下，根據圖式而詳細說明有關於本發明之馬達控制裝置的實施形態。又，並非根據本實施形態來限定本發明。
實施形態1.
使用第1圖而說明有關於實施形態1的馬達控制裝置100。第1圖係表示馬達控制裝置100的構成之圖示。馬達控制裝置100係自電源(例如，交流電源)PS而接收電力(例如，3相交流電力)，且對接收的電力進行電力轉換動作，使用產生之驅動用的電力(例如，3相交流電力)而驅動馬達M，並驅動含有馬達M之各種機械。
例如，馬達控制裝置100係具備轉換器(converter)、電路3、反用換流器電路1、以及電力轉換控制部13。
轉換器電路3係自電源PS而接收(例如，R相、S相、T相之3相的)交流電力，並將所接收的交流電力轉換成直流電力而輸出於反用換流器電路1。轉換器電路3係例如具有複數個二極體(diode)D1至D6、以及平滑電容器(condenser)C，且例如以複數個二極體D1至D6將交流電力予以整流化，並以平滑電容器C將經整流化之直流電力予以平滑化，且將經平滑化之直流電力輸出至反用換流器電路1。
反用換流器電路1係自轉換器電路3接收直流電力， 並將接收的直流電力轉換成(例如，U相、V相、W相之3相的)交流電力。反用換流器電路1係例如具有複數個P側切換元件UP、VP、WP、以及複數個N側切換元件UN、VN、WN。例如，複數個P側切換元件UP、VP、WP係分別對應於應轉換之3相交流電力的U相、V相、W相。例如，複數個N側切換元件UN、VN、WN係分別對應於應轉換之3相交流電力的U相、V相、W相。
電力轉換控制部13係控制反用換流器電路1的電力轉換動作。亦即，電力轉換控制部13係以特定的時序(timing)分別使複數個P側切換元件UP、VP、WP和複數個N側切換元件UN、VN、WN進行切換動作，藉此以使反用換流器電路1能將直流電力轉換成交流電力之方式而控制。
反用換流器電路1係經由各相之電力線UL、VL、WL而將所轉換之交流電力輸出於馬達M，並驅動馬達M。各相之電力線UL、VL、WL係連接反用換流器電路1之各相的輸出節點(node)UO、VO、WO和馬達M之各相的馬達端子U、V、W。亦即，反用換流器電路1係中介複數個馬達端子U、V、W而驅動馬達M。
反用換流器電路1驅動馬達M時，當馬達M或馬達控制裝置100產生異常現象時，為了安全起見，則必須將馬達M予以緊急停止。
實施形態1之緊急停止時的停止方式，其係考量有藉由切換元件而使馬達端子之間產生短路現象而停止之切換元件之動態制動方式、以及將電阻連接於馬達端子之間使其產生短路 現象，藉此而達到停止之動態制動方式之2個的動態制動方式。
具體而言，馬達控制裝置100係更具備第1動態制動器11、制動電阻電路2、以及第2動態制動器12。
第1動態制動器11係控制反用換流器電路1，且將複數個P側切換元件的全相或複數個N側切換元件的全相作成導通(on)狀態，藉此對馬達施予制動。例如，第1動態制動器11係使複數個N側切換元件UN、VN、WN之中之任意一者均維持不導通(off)之狀態，而使複數個P側切換元件UP、VP、WP之中之任意一者均維持導通之狀態。或者，例如，第1動態制動器11係使複數個P側切換元件UP、VP、WP之中之任意一者均維持不導通之狀態，而使複數個N側切換元件UN、VN、WN之中之任意一者均維持導通之狀態。據此，即能使複數個馬達端子U、V、W之間產生短路現象，而對馬達施予制動。
制動電阻電路2係能轉換將動態制動電阻連接於複數個馬達端子U、V、W之間的狀態和不連接動態制動電阻的狀態之構成。例如，制動電阻電路2係能轉換將動態制動電阻連接於複數個電力線UL、VL、WL之間的狀態和不連接動態制動電阻的狀態之構成。具體而言，制動電阻電路2係具有複數個切換元件SW1、SW2、以及複數個動態制動電阻R21、R22、R23。
例如，切換元件SW1其一端係連接於電力線UL，另一端係連接於動態制動電阻R21。切換元件SW2的一端係連接於電力線VL，另一端係連接於動態制動電阻R22。動態制動電阻R21的一端係連接於切換元件SW1，另一端係連接於動態制動電阻R22、R23。動態制動電阻R22的一端係連接於切換元件SW2， 另一端係連接於動態制動電阻R21、R23。動態制動電阻R23的一端係連接於電力線WL，另一端係連接於動態制動電阻R21、R22。
第2動態制動器12係控制制動電阻電路2，且將動態制動電阻R21至R23連接於複數個馬達端子U、V、W之間，而對馬達M施予制動。例如，第2動態制動器12係將複數個切換元件SW1、SW2作成導通之狀態，且將動態制動電阻R21至R23連接於複數個馬達端子U、V、W之間。據此，即能經由動態制動電阻R21至R23而使複數個馬達端子U、V、W之間產生短路現象，而對馬達M施予制動。
此處係考量假設在馬達控制裝置100中，並未設有第1動態制動器11之情形。該情形時，於緊急停止時則經常以第2動態制動器12對馬達M施予制動。動態制動電阻R21至R23所造成之動態制動停止係由於當馬達緊急制動時則流通過大的電流而使馬達損壞或使磁鐵去磁，故必須選定不會使流通於馬達的電流過大之動態制動電阻R21至R23之電阻值。如此而選擇之動態制動電阻R21至R23係具有因應於連接之馬達特性(=常數)，當馬達旋轉數降低則減速轉矩變小，而開始減速至停止為止的馬達停止時間和馬達停止距離則變長之可能性。
例如，有關於動態制動電阻的動態制動器之馬達速度和轉矩電流(=制動轉矩)的關係，則成立如下之(式1)的關係式。亦即，動態制動電阻的動態制動動作時的轉矩電流ITHW 係由如下之(式1)予以表示。
在(式1)當中，E為引發電壓常數[V/(r/min)]，N為伺服馬達旋轉數[r/min]，R1為電樞電阻[Ω]，R2為動態制動電阻[Ω]，L：電樞電感[H]，P為馬達極數。此外，將(式1)表示於圖表(graph)時，則如第2圖之1點虛線。如第2圖之1點虛線所示，可理解動態制動電阻的動態制動係具有相對於馬達速度為高速時則轉矩電流變大，而馬達速度為低速時則轉矩電流減弱之傾向。據此，例如第4圖之1點虛線所示，可理解其係具有相對於馬達速度為高速時則減速時間和減速距離變短，而馬達速度為低速時則減速時間和減速距離變長之傾向。
或者，考量假設在馬達控制裝置100中，並未設有第2動態制動器12之情形。該情形時，於緊急停止時則經常以第1動態制動器11對馬達M施予制動。切換元件所造成之動態制動停止係由於根據連接之馬達特性(=常數)，而於馬達旋轉數高時，則流通過大的電流，故具有馬達M產生故障之可能性的同時，亦具有因反電動勢等而使減速轉矩變小，且開始減速至停止為止的馬達停止時間和馬達停止距離變長之可能性。
例如，有關於切換元件所造成的動態制動中的馬達速度和轉矩電流(=制動轉矩)的關係，則成立如下之(式2)的關係式。亦即，切換元件所造成的動態制動動作時的轉矩電流ISW 係由如下之(式2)予以表示。
在(式2)當中，E為引發電壓常數[V/(r/min)]，N為伺服馬達旋轉數[r/min]，R1為電樞電阻[Ω]，L：電樞電感(inductance)[H]，P為馬達極數。此外，將(式2)表示於圖表時，則如第2圖之2點虛線。如第2圖之2點虛線所示，可理解切換元件所造成的動態制動係具有相對於馬達速度為低速時則轉矩電流變大，而馬達速度為高速時則轉矩電流減弱之傾向。據此，例如第4圖之2點虛線所示，可理解其係具有相對於馬達速度為低速時則減速時間和減速距離變短，而馬達速度為高速時則減速時間和減速距離變長之傾向。
如此，固定於第1動態制動器11和第2動態制動器12的一方之動態制動方式，其縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離係有其界限。
因此，實施形態1之目的係因應馬達速度而將第1動態制動器11和第2動態制動器12作轉換，藉此而大幅縮短緊急停止時的馬達停止時間、以及馬達停止距離。
具體而言，馬達控制裝置100係更具備緊急停止指令產生部14、馬達速度算出部5、切換速度值記憶部7、以及制動器切換控制部6。緊急停止指令產生部14係於反用換流器電路1驅動馬達M時，當馬達M或馬達控制裝置100產生異常時，即產生緊急停止指令。例如，緊急停止指令產生部14亦可因應於按壓緊急停止鈕(button)的動作而產生緊急停止指令。或者，例如， 緊急停止指令產生部14亦可因應於監視馬達M或馬達控制裝置100的運轉狀態，並檢測馬達M或馬達控制裝置100之異常而產生緊急停止指令。緊急停止指令產生部14係將產生之緊急停止指令供應於制動器切換控制部6。
馬達速度算出部5係例如自檢測馬達M的位置之位置檢測器ENC接收馬達位置的資訊。馬達速度算出部5係根據馬達位置而算出馬達速度，並供應至制動器切換控制部6。
切換速度值記憶部7係記憶動態制動器切換速度。動態制動器切換速度係將動態制動電阻所造成之動態制動和切換元件所造成之動態制動作轉換時之基準值。
例如，根據上述之式1和式2，進行動態制動電阻之動態制動而使制動轉矩變大之馬達速度N的條件係如下之(式3)。
亦即，(式3)的右邊之值為動態制動器切換速度。(式3)的右邊之值係例如於第2圖和第4圖為表示動態制動器切換速度Vc。動態制動器切換速度Vc係能視為使動態制動電阻所造成之動態制動的特性和切換元件所造成之動態制動的特性反轉之境界點。例如，如第2圖所示，動態制動器切換速度Vc係能視為對相同的馬達速度之轉矩電流的大小關係為反轉之境界點。切換速度值記憶部7係記憶根據馬達常數等所預先演算之(式3)的右邊之值而作為動態制動器切換速度。
制動器切換控制部6係於自緊急停止指令產生部14 接收緊急停止令時，則於自馬達速度算出部5取得馬達速度的同時，亦自切換速度值記憶部7取得動態制動器切換速度。此外，制動器切換控制部6係因應於馬達速度而於第1動態制動器11和第2動態制動器12之間，切換應對馬達M施予制動的動態制動器。
例如，制動器切換控制部6係將自馬達速度算出部5取得之馬達速度和自切換速度值記憶部7取得之動態制動器切換速度作比較，並因應比較結果而於第1動態制動器11和第2動態制動器12之間，切換應對馬達M施予制動的動態制動器。例如，制動器切換控制部6係以於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則第2動態制動器12對馬達M施予制動，而於馬達速度低於動態制動器切換速度時，則第1動態制動器11對馬達M施予制動的方式作切換。
例如，制動器切換控制部6係於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則選擇第2動態制動器12。亦即，制動器切換控制部6係於將第1動態制動器11予以惰性化的同時，亦將第2動態制動器12予以活性化。據此，第2動態制動器12即能控制制動電阻電路2，且將動態制動電阻R21至R23連接於複數個馬達端子U、V、W之間，而對馬達M施予制動。
例如，制動器切換控制部6係於馬達速度低於動態制動器切換速度時，則選擇第1動態制動器11。亦即，制動器切換控制部6係於將第1動態制動器11予以活性化的同時，亦將第2動態制動器12予以惰性化。據此，第1動態制動器11即能控制反用換流器電路1，且將複數個P側切換元件的全相或複數個N 側切換元件的全相作成導通狀態，藉此對馬達M施予制動。
又，制動器切換控制部6係可自緊急停止開始而連續的進行，亦可定期的進行如此之比較和切換的動作。
繼而使用第3圖來說明有關於馬達控制裝置100的動作。第3圖係表示馬達控制裝置100的動作之流程圖。
在步驟(step)S1，制動器切換控制部6判斷是否應開始緊急停止。例如，制動器切換控制部6係於自緊急停止指令產生部14接收到緊急停止指令時，則判斷為應開始緊急停止(步驟S1為「Yes」)，並將處理推進至步驟S2，未自緊急停止指令產生部14接收緊急停止指令時，則判斷為不應開始緊急停止(步驟S1為「No」)，並將處理推進至步驟S1。
步驟S2中，制動器切換控制部6係於停止電力轉換控制部13之控制動作的同時，亦取得馬達速度和動態制動器切換速度。例如，制動器切換控制部6自馬達速度算出部5取得馬達速度，且自切換速度值記憶部7取得動態制動器切換速度。
步驟S3中，制動器切換控制部6係將馬達速度和動態制動器切換速度作比較。
步驟S3中，制動器切換控制部6係判斷馬達速度是否高於動態制動器切換速度。當制動器切換控制部6判斷馬達速度為高於動態制動器切換速度時(步驟S4為「Yes」)，則將處理推進至步驟S5，馬達速度為動態制動器切換速度以下時(步驟S4為「No」)，則將處理推進至步驟S6。
步驟S5中，制動器切換控制部6係選擇第2動態制動器12。亦即，制動器切換控制部6係於將第1動態制動器11 予以惰性化的同時，亦將第2動態制動器12予以活性化。據此，第2動態制動器12即能控制制動電阻電路2，且將動態制動電阻R21至R23連接於複數個馬達端子U、V、W之間，而對馬達M施予制動。
步驟S6中，制動器切換控制部6係選擇第1動態制動器11。亦即，制動器切換控制部6係於將第1動態制動器11予以活性化的同時，亦將第2動態制動器12予以惰性化。據此，第1動態制動器11即能控制反用換流器電路1，且將複數個P側切換元件的全相或複數個N側切換元件的全相作成導通狀態，藉此對馬達M施予制動。
步驟S7中，制動器切換控制部6係判斷馬達M是否已停止。例如，制動器切換控制部6係自馬達速度算出部5取得馬達速度，並判斷馬達速度是否成為0(zero)。制動器切換控制部6係於馬達M已停止時(步驟S7為「Yes」)，則結束處理，馬達速度M尚未停止時(步驟S7為「No」)，則將處理回到步驟S2。
如此，藉由重覆進行複數次之步驟S2至步驟S7的迴路，即可連續地或定期地進行比較和切換的動作。
如上述，實施形態1係在馬達控制裝置100中，制動器切換控制部6係因應馬達速度而於第1動態制動器11和第2動態制動器12之間，切換應對馬達M施予制動之動態制動器。據此，由於能因應馬達速度而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器，故能大幅縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
此外，實施形態1係在馬達控制裝置100中，制動 器切換控制部6係自緊急停止開始而連續地或定期地將使用位置檢測器ENC而檢測的馬達速度和記憶於切換速度值記憶部7的動態制動器切換速度作比較，並因應比較結果而於第1動態制動器11和第2動態制動器12之間，將應對馬達M施予啟動的動態制動器作切換。據此，由於能選擇適合於在來自緊急停止開始之各階段而縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故能有效地對馬達M施予制動。
此外，實施形態1係在馬達控制裝置100中，制動器切換控制部6係於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則第2動態制動器12對馬達M施予制動，而於馬達速度低於動態制動器切換速度時，則第1動態制動器11對馬達M施予制動的方式作切換。例如，如第4圖之實線所示，馬達速度高於動態制動器切換速度Vc時，則和1點虛線所示之情形相同地，能縮短減速時間和減速距離，馬達速度低於動態制動器切換速度Vc時，則和2點虛線所示之情形相同地，能縮短減速時間和減速距離。亦即，由於能選擇適合在動態制動電阻所造成之動態制動的特性和切換元件所造成之動態制動的特性為反轉的境界點之動態制動器切換速度的前後縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故能大幅(例如，達成最小程度)縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
例如，如第4圖之實線所示，能將實施形態1之動態制動器的特性作成較動態制動電阻所造成之動態制動的特性(第4圖之1點虛線)和切換元件所造成之動態制動的特性(第4圖之2點虛線)之中之任意一者之馬達停止時間和馬達停止距離更 短。
又，設置速度檢測器(未圖示)於馬達M以取代位置檢測器ENC時，則在第1圖所示之構成當中，亦可省略馬達速度算出部5。該情形時，制動器切換控制部6係取得由速度檢測器所檢測之馬達速度。
或者，第3圖所示之步驟S4中，制動器切換控制部6亦可判斷馬達速度是否為動態制動器切換速度以上。該情形時，制動器切換控制部6係於馬達速度為動態制動器切換速度以上時(步驟S4為「Yes」)，則將處理推進至步驟S5，馬達速度未滿動態制動器切換速度時(步驟S4為「No」)，則將處理回到步驟S6。
或者，第3圖所示之步驟S4中，制動器切換控制部6亦可判斷是否為馬達速度超過動態制動器切換速度的第1狀態、馬達速度等於動態制動器切換速度的第2狀態、以及馬達速度低於動態制動器切換速度的第3狀態之中之任意一狀態。該情形時，制動器切換控制部6亦可於馬達速度為第1狀態時，則將處理推進至步驟S5，馬達速度為第2狀態時，則將處理推進至步驟S7，馬達速度為第3狀態時，則將處理推進至步驟S6。該情形時，由於能作成控制馬達速度為第2狀態之情形的不感帶，故能使控制動作穩定化。
或者，如第5圖所示，制動器切換控制部6亦可於緊急停止開始之瞬後才進行1次比較和轉換的動作，以取代自緊急停止開始而連續地或定期地進行。例如，第5圖所示之步驟S17中，制動器切換控制部6係判斷馬達M是否已停止。例如，制動 器切換控制部6係自馬達速度算出部5取得馬達速度，且判斷馬達速度是否成為0。制動器切換控制部6係於馬達M已停止時(步驟S17為「Yes」)，則結束處理，馬達速度M尚未停止時(步驟S17為「No」)，則將處理回到步驟S17。
如此，第5圖所示的動作中，制動器切換控制部6係於緊急停止開始之瞬後，將使用位置檢測器或速度檢測器所檢測之馬達速度和記憶於切換速度值記憶部7的動態制動器切換速度進行比較，並因應比較結果而選擇第1動態制動器11和第2動態制動器12之中之任意一者來作為應對馬達M施予制動的動態制動器。據此，由於能因應緊急停止開始時的速度而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故相較於動態制動器方式為固定時，更能大幅縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
此外，第5圖所示的動作中，制動器切換控制部6係於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則選擇第2動態制動器12，而於馬達速度低於動態制動器切換速度時，則選擇第1動態制動器11。據此，由於能考量動態制動電阻所造成之動態制動的特性和切換元件所造成之動態制動的特性為反轉的境界點之動態制動切換速度而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故能大幅(例如，達成最小程度)縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
實施形態2.
說明有關於實施形態2的馬達控制裝置100i。以下，以和實施形態1不同的部分為中心而予以說明。
實施形態1係有關於檢測馬達位置或馬達速度之情形之例示，實施形態2係說明有關於不檢測馬達位置或馬達速度的無感測(sensorless)之情形。
具體而言，如第6圖所示，因應未設置位置檢測器ENC於馬達M，而馬達控制裝置100i係形成省略馬達速度算出部5(參閱第1圖)之構成。此外，馬達控制裝置100i係制動器切換控制部6i為自上位控制器(controller)10的速度指令演算部9接收速度指令，並進行使用速度指令之處理。亦即，制動器切換控制部6i係使用由上位控制器10所提供之速度指令，以取代自馬達速度算出部5所取得之馬達速度。
例如，制動器切換控制部6i係將由上位控制器10所提供之速度指令和自切換速度值記憶部7所取得的動態制動器切換速度進行比較，並因應於比較結果而在第1動態制動器11和第2動態制動器12之間，將應對馬達M施予制動之動態制動器作切換。例如，制動器切換控制部6i係以於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則第2動態制動器12對馬達M施予制動，馬達速度低於動態制動器切換速度時，則第1動態制動器11對馬達M施予制動的方式進行轉換。
例如，制動器切換控制部6i係於馬達速度高於動態制動器切換速度時，則選擇第2動態制動器12。亦即，制動器切換控制部6i係於將第1動態制動器11予以惰性化的同時，亦將第2動態制動器12予以活性化。據此，第2動態制動器12即能控制制動電阻電路2，且將動態制動電阻R21至R23連接於複數個馬達端子U、V、W之間，而對馬達M施予制動。
例如，制動器切換控制部6i係於馬達速度低於動態制動器切換速度時，則選擇第1動態制動器11。亦即，制動器切換控制部6i係於將第1動態制動器11予以活性化的同時，亦將第2動態制動器12予以惰性化。據此，第1動態制動器11即能控制反用換流器電路1，且將複數個P側切換元件的全相或複數個N側切換元件的全相作成導通狀態，藉此對馬達M施予制動。
此外，實施形態2係如第7圖所示，馬達控制裝置100i的動作和實施形態1不相同。第7圖係表示馬達控制裝置100i的動作之流程圖。
步驟S22中，制動器切換控制部6i係於停止電力轉換控制部13之控制動作的同時，亦取得速度指令和動態制動器切換速度。例如，制動器切換控制部6i係將自上位控制器10而取得速度指令，且自切換速度值記憶部7而取得動態制動器切換速度。
步驟S23中，制動器切換控制部6i係將速度指令和動態制動器切換速度作比較。
步驟S24中，制動器切換控制部6i係判斷速度指令是否高於動態制動器切換速度。當制動器切換控制部6i判斷速度指令為高於動態制動器切換速度時(步驟S24為「Yes」)，則將處理推進至步驟S5，速度指令為動態制動器切換速度以下時(步驟S24為「No」)，則將處理推進至步驟S6。
步驟S27中，制動器切換控制部6i係判斷馬達M是否已停止。例如，制動器切換控制部6i係判斷來自開始動態制動器的動作之時序的經過時間是否超過臨界值時間。臨界值時間係 因應開始動態制動器的動作至馬達M停止為止的時間而預先作實驗性決定的時間(參閱第4圖)。制動器切換控制部6i係於經過時間超過臨界值時間時(步驟S27為「Yes」)，則結束處理，經過時間未超過臨界值時間時(步驟S27為「No」)，則將處理回到步驟S27。
如上述，實施形態2係制動器切換控制部6於開始緊急停止之瞬後，將由上位控制器10所提供之速度指令和記憶於切換速度值記憶部7的動態制動器切換速度進行比較，並因應比較結果而選擇第1動態制動器11和第2動態制動器12之中之任意一者而作為應對馬達M施予制動的動態制動器。據此，由於能因應緊急停止開始時的速度指令而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故於無感測的構成當中，或於進行無感測控制當中，相較於動態制動器方式為固定之情形，則更能大幅縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
此外，實施形態2中，制動器切換控制部6係於速度指令高於動態制動器切換速度時，則選擇第2動態制動器12，而於速度指令低於動態制動器切換速度時，則選擇第1動態制動器11。據此，由於能考量動態制動電阻之動態制動的特性和切換元件之動態制動的特性為反轉的境界點之動態制動器切換速度而選擇適合於縮短馬達停止時間和馬達停止距離之動態制動器方式，故能在無感測的構成當中，或於進行無感測控制時，大幅(例如，達成最小程度)縮短緊急停止時之馬達停止時間和馬達停止距離。
又，第7圖所示之步驟S24中，制動器切換控制部 6i亦可判斷速度指令是否為動態制動器切換速度以上。該情形時，當制動器切換控制部6i判斷速度指令為動態制動器切換速度以上時(步驟S24為「Yes」)，則將處理推進至步驟S5，速度指令為未達動態制動器切換速度時(步驟S24為「No」)，則將處理推進至步驟S6。
產業上之可利用性：
如上述，本發明之馬達控制裝置係有助於馬達的控制。
1‧‧‧反用換流器電路
2‧‧‧制動電阻電路
3‧‧‧轉換器電路
5‧‧‧馬達速度算出部
6‧‧‧制動器切換控制部
7‧‧‧切換速度值記憶部
11‧‧‧第1動態制動器
12‧‧‧第2動態制動器
13‧‧‧電力轉換控制部
14‧‧‧緊急停止指令產生部
100‧‧‧馬達控制裝置

Claims (7)

  1. 一種馬達控制裝置，其係具備：反用換流器電路，係具有複數個P側切換元件、以及複數個N側切換元件，且中介複數個馬達端子而驅動馬達；第1動態制動器，係將前述複數個P側切換元件的全相或前述複數個N側切換元件的全相作成導通狀態，藉此對前述馬達施予制動；第2動態制動器，係將動態制動電阻連接於前述複數個馬達端子之間而對前述馬達施予制動；以及控制部，係因應於由上位控制器所提供的速度指令或使用位置檢測器或速度檢測器所檢測的馬達速度與動態制動器切換速度的比較結果，而在前述第1動態制動器和前述第2動態制動器之間，切換應對前述馬達施予制動之動態制動器，其中，前述動態制動器切換速度係為切換前述第1動態制動器和前述第2動態制動器時之基準。
  2. 如申請專利範圍第1項之馬達控制裝置，其中更具備切換速度值記憶單元，係記憶由連接的馬達之馬達常數所算出的前述動態制動器切換速度，前述控制部係自緊急停止開始而連續地或定期地將使用位置檢測器或速度檢測器所檢測的前述馬達速度和記憶於前述切換速度值記憶單元的前述動態制動器切換速度進行比較，並因應比較結果而於前述第1動態制動器和前述第2動態制動器之間，切換應對前述馬達施予制動的動態制動器。
  3. 如申請專利範圍第2項之馬達控制裝置，其中前述控制部係以下述方式進行切換：於前述馬達速度高於前述動態制動器切換速度時，則前述第2動態制動器對前述馬達施予制動，於前述馬達速度低於前述動態制動器切換速度時，則前述第1動態制動器對前述馬達施予制動。
  4. 如申請專利範圍第1項之馬達控制裝置，其中更具備切換速度值記憶單元，係記憶由連接的馬達之馬達常數所算出的前述動態制動器切換速度，前述控制部係於緊急停止開始之瞬後，將使用位置檢測器或速度檢測器所檢測的前述馬達速度和記憶於前述切換速度值記憶單元的前述動態制動器切換速度進行比較，並因應比較結果而選擇前述第1動態制動器和前述第2動態制動器之中之任意一者作為應對前述馬達施予制動的動態制動器。
  5. 如申請專利範圍第4項之馬達控制裝置，其中前述控制部係於前述所檢測的馬達速度高於前述動態制動器切換速度時，則選擇前述第2動態制動器，於前述所檢測的馬達速度低於前述動態制動器切換速度時，則選擇前述第1動態制動器。
  6. 如申請專利範圍第1項之馬達控制裝置，其中更具備切換速度值記憶單元，係記憶由連接的馬達之馬達常數所算出的前述動態制動器切換速度，前述控制部係於緊急停止開始之瞬後，將前述所提供的速度指令和記憶於前述切換速度值記憶單元的前述動態制動器切換速度進行比較，並因應於比較結果而選擇前述第1動態制 動器和前述第2動態制動器之中之任意一者作為應對前述馬達施予制動的動態制動器。
  7. 如申請專利範圍第6項之馬達控制裝置，其中前述控制部係於前述所提供的速度指令高於前述動態制動器切換速度時，則選擇前述第2動態制動器，於前述所提供的速度指令低於前述動態制動器切換速度時，則選擇前述第1動態制動器。
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