專利名稱：電動機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有動態(tài)制動功能的電動機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
一般地,在半導(dǎo)體制造裝置、輸送裝置、機(jī)床等FA(Factory Automation:工廠自動化)關(guān)聯(lián)裝置的驅(qū)動中使用了伺服電動機(jī)。電動機(jī)控制裝置與伺服電動機(jī)配套地安裝在裝置中，并對伺服電動機(jī)的動作進(jìn)行控制以進(jìn)行用戶期望的動作。在很多情況下，在電動機(jī)控制裝置中內(nèi)置有用于在異常時使電動機(jī)緊急停止的動態(tài)制動電路。圖2是具備以往的動態(tài)制動功能的電動機(jī)控制裝置95的說明圖。電動機(jī)控制裝置95具備:PWM逆變器電路4，其對電動機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動；控制電路96和柵極驅(qū)動電路7，其根據(jù)從外部裝置所通知的指令值31來對PWM逆變器電路4進(jìn)行驅(qū)動控制；以及，動態(tài)制動電路91。如圖2所示那樣，動態(tài)制動電路91通過根據(jù)從控制電路96向動態(tài)制動驅(qū)動電路8的指令34使動態(tài)制動切換開關(guān)9開閉來進(jìn)行動作。動態(tài)制動電路91在動態(tài)制動切換開關(guān)9閉合時，使電動機(jī)5的電動機(jī)電力線17經(jīng)由動態(tài)制動電阻10而導(dǎo)通。動態(tài)制動電路91一般是這樣由動態(tài)制動電阻10來吸收電動機(jī)5的能量來進(jìn)行制動的。作為切換制動器的開啟和關(guān)閉的動態(tài)制動切換開關(guān)9，使用了繼電器、晶閘管等。以往，設(shè)計了對動態(tài)制動電路的電力消耗、電流值進(jìn)行監(jiān)視以保護(hù)動態(tài)制動電路不被破壞的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2)。然而，在動態(tài)制動進(jìn)行動作的狀態(tài)下電動機(jī)被外力強(qiáng)制驅(qū)動那樣的異常時，存在以上述的以往的結(jié)構(gòu)不能充分地確保安全性的問題。即，當(dāng)在動態(tài)制動進(jìn)行動作的狀態(tài)下電動機(jī)被強(qiáng)制驅(qū)動時，動態(tài)制動電阻持續(xù)消耗由電動機(jī)產(chǎn)生的能量。而且，動態(tài)制動電阻的溫度過度上升，有可能給周圍部件帶來損傷，或者最終導(dǎo)致動態(tài)制動電阻斷線等而起火、冒煙等不安全動作。專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-369564號公報專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-33195號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置是具有吸收電動機(jī)的能量來進(jìn)行制動的動態(tài)制動功能的電動機(jī)控制裝置。本電動機(jī)控制裝置具備:動態(tài)制動電阻；溫度開關(guān)，其配置于動態(tài)制動電阻附近；溫度熔斷器，其配置于動態(tài)制動電阻附近，且與動態(tài)制動電阻串聯(lián)連接；以及，斷線檢測電路，其對溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測。而且，本電動機(jī)控制裝置為將溫度開關(guān)的動作溫度設(shè)定為低于溫度熔斷器的動作溫度的值的結(jié)構(gòu)。由此，在動態(tài)制動進(jìn)行動作的狀態(tài)下電動機(jī)被強(qiáng)制驅(qū)動那樣的異常時，即使動態(tài)制動電阻過度地溫度上升，斷線檢測電路也根據(jù)溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)來進(jìn)行異常檢測。而且，能夠向用戶傳達(dá)異常，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砭涂梢灶A(yù)先防止電阻燒損。另外，在異常檢測后還繼續(xù)對電動機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制驅(qū)動的情況下，也能夠通過溫度熔斷器斷線而在電阻燒損之前切斷供電。因此，能夠防止不安全動作，能夠提高安全性。另外，本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置為溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)恢復(fù)之后斷線檢測電路也保持?jǐn)嗑€檢測狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。由此，在溫度熔斷器斷線后，當(dāng)電阻的溫度降低時溫度開關(guān)恢復(fù)，但是斷線檢測電路繼續(xù)保持異常檢測狀態(tài)。因此，可以將異?？煽康貍鬟_(dá)給用戶，能夠防止在異常狀態(tài)下錯誤地使用電動機(jī)控制裝置，能夠進(jìn)一步提高安全性。


圖1是包含本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動機(jī)控制裝置的電動機(jī)控制系統(tǒng)的框圖。圖2是以往的電動機(jī)控制裝置的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，針對本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖來進(jìn)行說明。此外，并非通過該實(shí)施方式來限定本發(fā)明。(實(shí)施方式)圖1是包含本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置15的電動機(jī)控制系統(tǒng)的框圖。本電動機(jī)控制系統(tǒng)使用于如半導(dǎo)體制造裝置、輸送裝置、機(jī)床那樣的FA關(guān)聯(lián)裝置等。本電動機(jī)控制系統(tǒng)由電動機(jī)控制裝置15與電源I以及電動機(jī)5構(gòu)成。從電源I對電動機(jī)控制裝置15供給交流電力，電動機(jī)控制裝置15按照來自外部的指令值31來控制電動機(jī)5的旋轉(zhuǎn)動作、運(yùn)動動作，對電動機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動。另外，在本實(shí)施方式中舉出了對電動機(jī)5進(jìn)行三相驅(qū)動的一例。在圖1中，電源I為單相或者三相交流電壓，作為電壓值，使用100V、200V、400V
坐寸o如圖1所示那樣，電動機(jī)控制裝置15為包括電源電路23、PWM逆變器電路4、控制電路6、柵極驅(qū)動電路7以及動態(tài)制動電路21的結(jié)構(gòu)。電源I被輸入到電動機(jī)控制裝置15的電源電路23。電源電路23包括:整流電路2，其對交流電壓進(jìn)行整流；以及，電解電容器3，其被來自整流電路2的直流電壓所充電。另外，來自外部的指令值31被通知到電動機(jī)控制裝置15的控制電路6。指令值31是從上級控制裝置(未圖示)發(fā)送的指令信號，例如在對電動機(jī)5進(jìn)行位置控制的情況下包含位置指令那樣的指令，在對電動機(jī)5進(jìn)行速度控制的情況下包含速度指令那樣的指令。作為更具體的例子，在位置指令的情況下通過脈沖信號將指令值31輸入到控制電路6，在速度指令的情況下通過模擬電壓將指令值31輸入到控制電路6。在脈沖信號的情況下，預(yù)先設(shè)定有電動機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)，通過由控制電路6對指令脈沖數(shù)進(jìn)行計數(shù)來使電動機(jī)5只旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)牧慷鴮?shí)現(xiàn)位置控制。另外，在模擬電壓的情況下，預(yù)先設(shè)定好輸入的電壓值與電動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，控制電路6對輸入的指令電壓進(jìn)行檢測，并使電動機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行旋轉(zhuǎn)?？刂齐娐?按照指令值31來生成電壓指令值32，并根據(jù)該電壓指令值32使柵極驅(qū)動電路7進(jìn)行動作。柵極驅(qū)動電路7根據(jù)電壓指令值32來生成被脈沖寬度調(diào)制(PWM、Pulse WidthModulation)的脈沖信號、即柵極驅(qū)動信號33，并向PWM逆變器電路4供給該柵極驅(qū)動信號33。PWM逆變器電路4由用于對電動機(jī)5進(jìn)行三相驅(qū)動的六個IGBT、MOSFET等功率半導(dǎo)體構(gòu)成。PWM逆變器電路4的各功率半導(dǎo)體根據(jù)來自柵極驅(qū)動電路7的柵極驅(qū)動信號33而進(jìn)行開關(guān)動作。基于該開關(guān)動作的電動機(jī)驅(qū)動電力經(jīng)由與各相對應(yīng)的三根電動機(jī)電力線17而被供給到電動機(jī)5。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，基于與電壓指令值32對應(yīng)的PWM來對電動機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動。另外，控制電路6還進(jìn)行動態(tài)制動電路21的控制。為了實(shí)現(xiàn)上述那樣的動態(tài)制動功能，本實(shí)施方式的電動機(jī)控制裝置15具有動態(tài)制動電路21。接著,針對進(jìn)行動態(tài)制動動作的動態(tài)制動電路21進(jìn)行說明。動態(tài)制動是用于在緊急時等使電動機(jī)停止的功能。緊急時是指例如在主電源被斷開時、向電動機(jī)控制裝置15的指令值31變成異常的情況，或者電動機(jī)控制裝置15檢測出某些異常的情況等。控制電路6具備對這種主電源斷開、異常狀態(tài)進(jìn)行檢測的功能。而且，在這種緊急時，控制電路6通過動態(tài)制動驅(qū)動信號34來將指令發(fā)送到動態(tài)制動電路21。動態(tài)制動電路21除了動態(tài)制動驅(qū)動電路(以下，稱作驅(qū)動電路)8、動態(tài)制動切換開關(guān)(以下，稱作切換開關(guān))9、動態(tài)制動電阻(以下，稱作制動電阻)10以及動態(tài)制動整流電路(以下，稱作整流電路)14之外，還具備溫度開關(guān)11、溫度熔斷器12以及斷線檢測電路13。電動機(jī)電力線17被引入到動態(tài)制動電路21。電動機(jī)電力線17與整流電路14連接，整流電路14的整流輸出與串聯(lián)連接的切換開關(guān)9和制動電阻10連接。根據(jù)來自控制電路6的動態(tài)制動驅(qū)動信號34，通過驅(qū)動電路8將切換開關(guān)9切換為開路或短路。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，切換開關(guān)9能夠進(jìn)行動作來對動態(tài)制動的有效/無效進(jìn)行切換。切換開關(guān)9 一般使用繼電器、晶閘管等。在本實(shí)施方式中，舉出了在電動機(jī)5動作進(jìn)行中切換開關(guān)9為開路而制動成為無效的結(jié)構(gòu)例。另外，當(dāng)根據(jù)控制電路6的指令而切換開關(guān)9短路時，電動機(jī)5的三根電動機(jī)電力線17的電壓通過所連接的整流電路14被整流，整流電流流入制動電阻
10。而且，通過制動電阻10吸收由電動機(jī)5產(chǎn)生的能量來產(chǎn)生制動扭矩。通過進(jìn)行這樣的動作來使電動機(jī)5停止。在此不使用整流電路14而通過在三根電動機(jī)電力線17的彼此之間插入電阻，也能夠產(chǎn)生制動扭矩。但是，動態(tài)制動只是在緊急時進(jìn)行動作的功能，因此使其多次連續(xù)地進(jìn)行動作，或者在使切換開關(guān)9短路的狀態(tài)下從外部強(qiáng)制驅(qū)動電動機(jī)5等異常狀態(tài)的情況下，制動電阻10持續(xù)消耗由電動機(jī)5產(chǎn)生的能量。因此，有可能會產(chǎn)生溫度過度上升而使周圍電路破損或者電阻燒損等不安全。對此，在本實(shí)施方式中設(shè)為以下結(jié)構(gòu):在動態(tài)制動電路21中，在制動電阻10的附近設(shè)置溫度開關(guān)11，并設(shè)置對溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測的斷線檢測電路13，并且設(shè)置與制動電阻10串聯(lián)連接的溫度熔斷器12，由此防止不安全。溫度開關(guān)11是例如被利用于恒溫器的具備溫度感測功能的機(jī)械式的觸點(diǎn)開關(guān)。溫度開關(guān)11例如利用雙金屬件根據(jù)周圍溫度而成為開路與短路中的某一個狀態(tài)。具體地說，溫度開關(guān)11在規(guī)定的動作溫度以下成為短路狀態(tài)，當(dāng)超過規(guī)定的動作溫度時成為開路狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，將溫度開關(guān)11設(shè)為如利用于恒溫器的這種溫度開關(guān)。而且，在本實(shí)施方式中，在溫度開關(guān)11感測制動電阻10的溫度而進(jìn)行開閉動作那樣的位置設(shè)置有溫度開關(guān)11。斷線檢測電路13對這種溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測。另外，斷線檢測電路13具有鎖存式繼電器16。鎖存式繼電器16 —般具備置位/復(fù)位這兩種線圈，具備在對一方的線圈進(jìn)行勵磁而改變了觸點(diǎn)狀態(tài)之后保持觸點(diǎn)狀態(tài)直到對另一方的線圈進(jìn)行勵磁為止的功能。在本實(shí)施方式中，設(shè)為以下結(jié)構(gòu):利用該鎖存式繼電器16，使溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)狀態(tài)在從開路狀態(tài)恢復(fù)為短路狀態(tài)之后也保持?jǐn)嗑€檢測狀態(tài)。斷線檢測電路13將根據(jù)溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)狀態(tài)而生成的信號作為斷線檢測信號35來通知給控制電路6。溫度熔斷器12是具備溫度感測功能的熔斷器。當(dāng)周圍溫度超過規(guī)定的溫度時溫度熔斷器12斷線而成為斷開狀態(tài)。溫度熔斷器12與制動電阻10串聯(lián)連接。S卩，如圖1所示那樣，在本實(shí)施方式中，切換開關(guān)9、制動電阻10以及溫度熔斷器12串聯(lián)連接。而且，在本實(shí)施方式中，在溫度熔斷器12對制動電阻10的溫度進(jìn)行感測且在超過規(guī)定的動作溫度時斷線那樣的位置處設(shè)置有溫度熔斷器12。此外，將溫度開關(guān)11的動作溫度設(shè)定為低于溫度熔斷器12的動作溫度的值。并且，在斷線檢測電路13中，將鎖存式繼電器16的置位/復(fù)位的線圈分別設(shè)為正常時/異常時，且通常在溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)為短路狀態(tài)下將鎖存式繼電器16的觸點(diǎn)設(shè)為正常側(cè)。而且，將電路構(gòu)成為當(dāng)溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)開路時，作為已經(jīng)變成了斷線檢測狀態(tài)而對鎖存式繼電器16的異常側(cè)的線圈進(jìn)行勵磁。即，成為如下設(shè)計:在控制電路6異常檢測后，即使溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)恢復(fù)而從開路狀態(tài)變成短路狀態(tài)，只要不對正常側(cè)的線圈進(jìn)行勵磁，鎖存式繼電器16的觸點(diǎn)狀態(tài)就不變化。在以上那樣的結(jié)構(gòu)中，在成為在由于緊急處理而使切換開關(guān)9短路的狀態(tài)下還從外部強(qiáng)制驅(qū)動電動機(jī)5等的異常狀態(tài)的情況下，制動電阻10的溫度過度上升。于是，溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)開路，斷線檢測電路13進(jìn)行動作，向控制電路6傳達(dá)斷線檢測信號35。通過這樣的動作，電動機(jī)控制裝置15輸出動態(tài)制動異常檢測信號36并進(jìn)行外部顯示等向用戶通知異常。但是，在例如用戶沒有察覺到動態(tài)制動的異常而繼續(xù)強(qiáng)制驅(qū)動電動機(jī)5的情況下，則異常狀態(tài)持續(xù)。為了也防止這種問題，在本實(shí)施方式中設(shè)為設(shè)置了溫度熔斷器12的結(jié)構(gòu)。即，當(dāng)異常狀態(tài)持續(xù)而制動電阻10的溫度進(jìn)一步上升時，溫度熔斷器12斷線。通過這樣的動作，切斷向制動電阻10的供電，防止制動電阻10的燒損，從而防止起火、冒煙等不安全，提高了安全性。當(dāng)溫度降低時溫度開關(guān)11的觸點(diǎn)恢復(fù)而成為短路狀態(tài)。但是，由于斷線檢測電路13的鎖存式繼電器16，斷線檢測信號35的狀態(tài)被保持，而控制電路6持續(xù)輸出動態(tài)制動異常檢測信號36。即使對電動機(jī)控制裝置15的電源進(jìn)行重新啟動，鎖存式繼電器16也保持狀態(tài)，因此控制電路6輸出動態(tài)制動異常檢測信號36。另外，在溫度熔斷器12斷線的情況下，制動電阻10的溫度降低而溫度開關(guān)11從開路狀態(tài)恢復(fù)為短路狀態(tài)。在這種情況下，鎖存式繼電器16也保持狀態(tài)，因此控制電路6輸出動態(tài)制動異常檢測信號36。因此，通過設(shè)置這種斷線檢測電路13，能夠向用戶可靠地通知異常狀態(tài)，從而能夠防止在不安全的狀態(tài)下使用電動機(jī)控制裝置15，并且能夠提高安全性。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置了解除端子37以能夠?qū)︽i存式繼電器16的正常時側(cè)的線圈進(jìn)行勵磁，如果將該解除端子37短路則能夠?qū)嗑€檢測信號35進(jìn)行初始化。S卩，在用戶認(rèn)識到異常狀態(tài)后進(jìn)行改善、修理并確認(rèn)為正常的情況下進(jìn)行初始化，能夠解除動態(tài)制動異常檢測信號36。由此，將用于解除動態(tài)制動電路21的異常檢測的操作與其他錯誤等進(jìn)行區(qū)分，因此能夠防止用戶誤解除錯誤。如以上說明的那樣，本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置具備:動態(tài)制動電阻；溫度開關(guān)，其配置于動態(tài)制動電阻附近；溫度熔斷器，其配置于動態(tài)制動電阻附近，且與動態(tài)制動電阻串聯(lián)連接；以及，斷線檢測電路，其對溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測。而且，是將溫度開關(guān)的動作溫度設(shè)定為低于溫度熔斷器的動作溫度的值的結(jié)構(gòu)。由此，即使發(fā)生了在動態(tài)制動的動作進(jìn)行中動態(tài)制動電阻過度地溫度上升那樣的異常，斷線檢測電路也能夠根據(jù)溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行異常檢測。而且，將異常傳達(dá)給用戶，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砭湍軌蝾A(yù)先防止電阻燒損。另外，即使在異常檢測后還繼續(xù)強(qiáng)制驅(qū)動電動機(jī)，也能夠通過溫度熔斷器斷線來在電阻燒損之前切斷供電。因此，能夠防止不安全動作，能夠提高安全性。并且，本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置是溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)恢復(fù)之后斷線檢測電路也保持?jǐn)嗑€檢測狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。由此，在溫度熔斷器斷線后，當(dāng)動態(tài)制動電阻的溫度降低時溫度開關(guān)恢復(fù)，但是斷線檢測電路繼續(xù)保持異常檢測狀態(tài)。因此，可以將異常可靠地傳達(dá)給用戶，能夠防止在異常狀態(tài)下錯誤地使用電動機(jī)控制裝置，能夠進(jìn)一步提高安全性。產(chǎn)業(yè)h的可利用件本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置在需要電動機(jī)的動態(tài)制動的FA伺服領(lǐng)域等是有用的。附圖標(biāo)記說明1:電源；2:整流電路；3:電解電容器；4:PWM逆變器電路；5:電動機(jī)；6、96:控制電路;7:棚極驅(qū)動電路；8:動態(tài)制動驅(qū)動電路；9:動態(tài)制動切換開關(guān)；10:動態(tài)制動電阻；11:溫度開關(guān)；12:溫度熔斷器；13:斷線檢測電路；14:動態(tài)制動整流電路；15、95:電動機(jī)控制裝置；16:鎖存式繼電器；17:電動機(jī)電力線；21、91:動態(tài)制動電路；23:電源電路；37:
解除端子。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)控制裝置,具有吸收電動機(jī)的能量來進(jìn)行制動的動態(tài)制動功能,該電動機(jī)控制裝置的特征在于，具備: 動態(tài)制動電阻； 溫度開關(guān)，其配置于上述動態(tài)制動電阻附近； 溫度熔斷器，其配置于上述動態(tài)制動電阻附近，且與上述動態(tài)制動電阻串聯(lián)連接；以及 斷線檢測電路，其對上述溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測， 其中，上述溫度開關(guān)的動作溫度被設(shè)定為低于上述溫度熔斷器的動作溫度的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于， 在上述溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)恢復(fù)之后上述斷線檢測電路也保持?jǐn)嗑€檢測狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于， 上述斷線檢測電路使用鎖存式繼電器來對上述溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動機(jī)控制裝置，其特征在于， 設(shè)置有用于對上述鎖存式繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行解除的解除端子。
全文摘要
本發(fā)明的電動機(jī)控制裝置具有吸收電動機(jī)的能量來進(jìn)行制動的動態(tài)制動功能。本電動機(jī)控制裝置具備動態(tài)制動電阻；溫度開關(guān)，其配置于動態(tài)制動電阻附近；溫度熔斷器，其配置于動態(tài)制動電阻附近，且與動態(tài)制動電阻串聯(lián)連接；以及，斷線檢測電路，其對溫度開關(guān)的觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測。而且，本電動機(jī)控制裝置將溫度開關(guān)的動作溫度設(shè)定為低于溫度熔斷器的動作溫度的值。
文檔編號H02P3/22GK103155397SQ201180047799
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者土居覺 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社