[发明专利]电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及从交流电源输入电力来驱动电动机的电动机驱动装置，更详细来说，涉及具有在电动机处于牵引运转状态时动态切换AC/DC变换器的变换动作模式的功能的电动机驱动装置。

背景技术

在与驱动机床、工业机械、机器人等的电动机对应的电动机驱动装置中，在将输入交流电力变换成直流电力的AC/DC变换动作的方式中包含PWM变换器方式和二极管整流方式。

PWM变换器方式是应用基于功率开关元件的PWM(Pulse WidthModulation：脉冲宽度调制)控制，使输入电流更接近正弦波的方法。虽然该PWM变换器方式具有能够减小输入电流的高次谐波成分、能够改变输出直流电压等优点，但也存在伴随功率开关元件的切换的发热比二极管整流方式大的缺点。

另一方面，二极管整流方式是以往广泛采用的方式，是使来自电源的交流输入通过二极管桥电路来实现整流的方式。在该方式中，与PWM变换器方式相反地，具有在输入中所包含的高次谐波成分大，由输入交流电压的峰值来决定输出直流电压等限制，但由于不进行切换，所以与PWM变换器方式相比功率开关元件的发热变小。

在使电动机的减速能量返回到电源侧的再生运转状态中，在PWM变换器方式的情况下，其控制与牵引运转状态下的控制相比没有特别的不同，以电流的相位与电压的相位相反的方式控制开关元件即可。另一方面，在二极管整流方式的情况下，并不是通过二极管来进行电源的再生，而是通过与二极管反并联连接的IGBT(Insulated Gate Bipolar mode Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等元件来进行电源的再生。

现在，作为再生方式，采用为了在三相电源中的电压最高的相和电压最低的相之间流入再生电流，只接通六个开关中的两个开关的方式。另外，一般该再生方式被称为120°通电方式电源再生。结果，存在一下子流过脉冲状的大电流、噪声成分大、输出直流电压急速变化，从而对电动机的控制带来副作用等问题。

在下述的专利文献1中公开了在使电动机牵引运转时设定二极管整流方式和PWM变换器方式两个动作模式中的某一个模式的技术。但是，在该技术中牵引运转时的动作模式已被固定，只能通过PWM变换器方式或者二极管整流方式中的某一种方式进行动作。

如上所述，在PWM变换器方式中存在功率开关元件的发热增加的问题，另一方面，在二极管整流方式中存在输入电流的高次谐波成分大、具有由再生开始时流过的大电流引起的副作用等问题。另外，存在为了抑制向电源的高次谐波电流而应用PWM变换器方式的情形。但是，在PWM变换器动作的过程中负荷变大时，需要为了进行过热保护而停止系统。

【专利文献1】日本特开平8-228490号公报

发明内容

鉴于上述问题而提出本发明，其目的在于提供一种电动机驱动装置，其以如下方式进行AC/DC变换：在通常运转时抑制输入高次谐波成分，另一方面，在超负荷运转时避免系统的停止而能够持续运转。

为了达成上述目的，根据本发明，提供一种电动机驱动装置，其从交流电源输入电力来驱动电动机，其具有：AC/DC变换器，其具有PWM变换器动作模式和二极管整流动作模式来作为变换动作模式，所述PWM变换器动作模式通过对串并联连接的多个功率开关元件进行PWM控制来将输入交流电压变换成直流电压，所述二极管整流动作模式通过与该多个功率开关元件中的各个功率开关元件分别反并联连接的多个二极管将输入交流电压变换成直流电压；以及变换器控制部，其在电动机处于牵引运转状态时，根据负荷来动态切换该AC/DC变换器的该变换动作模式。

在一个优选的方式中，还具有检测该负荷的负荷检测部，该变换器控制部，在通过该负荷检测部检测出的负荷在预定的水平以下时，使该AC/DC变换器以该PWM变换器动作模式来动作，在该负荷超过预定的水平时，使该AC/DC变换器以该二极管整流动作模式来动作。

并且，该负荷检测部检测该功率开关元件的温度或安装有该功率开关元件的散热器的温度来作为该负荷。或者，该负荷检测部检测在该功率开关元件中流动的电流，并将累计该电流所得的值作为该负荷。

在本发明的电动机驱动装置中，在电动机处于牵引运转状态时，根据负荷，AC/DC变换器的变换动作模式可从PWM变换器动作模式动态切换到二极管整流动作模式。因此，在通常运转时抑制了输入高次谐波成分，另一方面，在超负荷运转时抑制了功率开关元件的发热，由此能够避免系统的停止，可继续运转。

附图说明