[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，特别是涉及一种具备主电路电容器的寿命推定功能的电动机控制装置，其中，该主电路电容器用于稳定地形成开关电路的母线电压。

背景技术

电动机控制装置中的逆变器部的主要要素即开关电路，通过配置于不同极的直流母线间的开关元件，对母线电压进行通断动作，生成针对电动机的驱动电力。该开关电路中的母线电压，是利用平滑电容器将转换器电路对所输入的交流电压进行整流后得到的直流电压的脉动成分去除而稳定后的直流电压。这样，用于稳定地形成开关电路中的母线电压的平滑电容器，称为主电路电容器。

然而，在电动机控制装置中，在该平滑电容器中，流过由转换器电路的输出电流所包含的脉动成分引起的脉动电流，另外，流过由在逆变器部所驱动的电动机的再生动作时从开关电路输出至直流母线的再生电力所包含的脉动成分引起的脉动电流。

由电解电容器构成的平滑电容器，如果流过脉动电流，则引起发热。作为平滑电容器而使用的铝电解电容器，由于与其温度上升相伴的热应力，根据阿累尼乌斯定律，寿命发生劣化。

然而，在具备利用开关元件的接通/断开生成针对电动机的驱动交流电力的开关电路的电动机控制装置中，在其构造方面，难以设置对流过平滑电容器的脉动电流进行检测的电流传感器。因此，在现有的电动机控制装置中，实施并未利用脉动电流的对平滑电容器的寿命劣化进行诊断的方法。示出3个具体例子。

第1个现有例子：例如已知如下方法，即，在将电动机控制装置的主电源断开时，在一定期间Δτ流过一定的电流I，测量此期间的平滑电容器的压降ΔV，利用算式“C＝(I×Δτ)/ΔV”计算出平滑电容器的剩余电容C，将其与电容器电容的容许值进行比较，以离线方式进行寿命劣化的诊断。在该第1个现有例子中，能够高精度地计算出平滑电容器的剩余电容，而无需计算出热应力量。

第2个现有例子：例如在专利文献1中，提出有如下技术，即，具备：检测平滑电容器的温度的单元；利用根据载波频率进行归一化后的系数以及根据输出电压指令进行归一化后的系数，计算出平滑电容器的热应力量的单元；以及在电动机控制装置的动作时间期间累计所述热应力量的单元，根据电压指令计算针对电动机的输出功率，根据该输出功率计算出平滑电容器的热应力，进行寿命累计运算。在该第2个现有例子中，能够通过对平滑电容器的热应力量进行累计，从而以在线方式对平滑电容器的寿命劣化进行预测。

第3个现有例子：例如在专利文献2中，提出有如下技术，即，基于寿命劣化的预测结果，在预测为平滑电容器已达到寿命的时刻，使电动机控制装置的输出功率降低或者停止。该专利文献2所公开的电动机控制装置，由于具备判定电容器达到寿命的结构，因此，不会使得平滑电容器自身过热而导致破损，或者由于与电容器电容的降低相伴的脉动电压的振幅的增加而导致电动机的控制变得不稳定，或对开关元件施加过电压而导致开关元件的破损，能够尽可能有效地充分发挥仪器的耐久力。

专利文献1：日本特开2007-049837公报

专利文献2：日本特开2004-120969公报

发明内容

然而，在以离线方式对平滑电容器的寿命劣化进行检测的电动机控制装置中，在持续长时间连续动作的情况下，平滑电容器有时尚未进行剩余电容的检测就已达到寿命。因此，存在如下问题，即，在进行维护时，每次进行维护均需要将电动机控制装置的主电源进行接通/断开，维护作业的效率变差。

另外，在根据平滑电容器的温度和电压指令计算出平滑电容器的热应力量并进行累计运算的电动机控制装置中，存在如下问题，即，利用二极管电桥对经由所插入的系统阻抗而从系统电源输入的交流电力进行整流的转换器电路的输出电流中所包含的脉动成分，较大程度地受到该系统阻抗影响，因此难以计算出平滑电容器的准确的热应力量，无法获得希望的推定寿命精度。

此外，在判定为平滑电容器达到寿命时自动使针对电动机的输出降低或者停止的电动机控制装置中，存在如下问题，即，作业者必须检查电动机控制装置并确认其显示、警告来确认寿命判定结果，否则无法实施延长寿命处理。即，在漏看了显示、警告的情况下，没有实施延长寿命处理，会导致电动机控制装置根据寿命判定而停止输出，因此无法满足希望的寿命时间。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种电动机控制装置，即使不检测流入至主电路电容器的脉动电流，也能够以在线方式高精度地实施主电路电容器的寿命劣化推定。