電動機驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其中，逆變器一體型電動機單元(200)與對逆變器及電動機進行控制的上位控制裝置(100)分離形成，由上位控制裝置(100)通過無線方式向電動機單元(200)發(fā)送用于控制逆變器(205)以及電動機(207)的各種指令。電動機單元(200)包括對表示自身運行狀態(tài)、運行歷史的信息進行存儲的狀態(tài)監(jiān)視裝置(209)，根據(jù)由上位控制裝置(100)發(fā)送的指令將狀態(tài)監(jiān)視裝置(209)內(nèi)的信息以無線方式發(fā)送給上位控制裝置(100)。通過利用無線LAN等在上位控制裝置(100)與電動機單元(200)之間收發(fā)實時性要求較低的指令、數(shù)據(jù)，從而由上位控制裝置(100)對多臺電動機單元(200)進行統(tǒng)一控制，從而省略布線操作，不容易受噪音的影響。
【專利說明】電動機驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電動機驅(qū)動系統(tǒng)，該電動機驅(qū)動系統(tǒng)使電動機驅(qū)動用的逆變器等 功率轉(zhuǎn)換器與電動機一體化來形成功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元，并由上位控制裝置通過 無線通信來控制該電動機單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 例如，逆變器一體型電動機具有能簡化逆變器與電動機之間的布線、并能縮短 布線距離的優(yōu)點。此外，近年來，隨著永磁體同步電動機的顯著小型化，SiC(Silicon Carbide :碳化硅）功率器件作為逆變器用半導(dǎo)體開關(guān)元件受到了關(guān)注，在這樣的背景下， 期待逆變器一體型電動機的小型化、高效化。
[0003] 另一方面，作為利用無線通信控制這種逆變器一體型電動機的技術(shù)，存在專利文 獻1?3所記載的現(xiàn)有技術(shù)。 例如，專利文獻1中公開了如下技術(shù)：使具備逆變器、CPU等的控制裝置與泵、風扇等旋 轉(zhuǎn)機械一體化來形成控制裝置一體型旋轉(zhuǎn)機械，能在多臺控制裝置一體型旋轉(zhuǎn)機械相互間 進行無線通信從而進行添加/解列運行、交替運行等。
[0004] 專利文獻2中記載了如下這種逆變器一體型電動機：使逆變器裝置、其控制電路 基板、以及電動機一體化來形成逆變器一體型電動機，由外部設(shè)備利用紅外線等無線通信 來設(shè)定電動機的運行條件。
[0005] 專利文獻3中記載了如下這種電動機驅(qū)動裝置：如圖6所示，使主電路部20與控 制部10分離形成，能在收發(fā)電路13、26之間進行無線通信，該主電路部20包括電動機驅(qū)動 部21、控制對象電動機（無刷電機）22、位置檢測傳感器部23、檢測處理部24、異常檢測部 25、收發(fā)電路26、以及過電流保護部27,該控制部10包括電源部11、控制電路12、以及收發(fā) 電路13。 另外，主電路部20中，21a是逆變器電路，21b是PWM電路，24a是邏輯電路，24b是旋轉(zhuǎn) 檢測脈沖輸出電路，28是邏輯1C，控制部10中，11a是交流電源，lib是噪音去除濾波器部， 11c是生成電動機22的驅(qū)動電源的整流/平滑部，lid是生成控制電源的穩(wěn)定化電源電路 部。
[0006] 在該電動機驅(qū)動裝置中，控制電路12進行如下異常處理：接收從旋轉(zhuǎn)檢測脈沖輸 出電路24b經(jīng)由收發(fā)電路26、13發(fā)送的電動機22的旋轉(zhuǎn)檢測脈沖，對電動機22、電動機驅(qū) 動部21的異常進行檢測，并向異常檢測部25發(fā)送信號來使逆變器電路21a停止等。 此外，控制電路12根據(jù)電動機22的旋轉(zhuǎn)檢測脈沖來檢測轉(zhuǎn)速，將根據(jù)檢測速度與目標 速度的偏差而生成的速度指令發(fā)送給主電路部20,電動機驅(qū)動部21根據(jù)上述速度指令來 驅(qū)動電動機22。即，在該現(xiàn)有技術(shù)中，使用無線通信來作為用于對電動機22的轉(zhuǎn)速進行控 制的速度反饋環(huán)路的信號傳輸單元。 現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本專利特開2004-360704號公報（段落[0018]?[0028]、圖1? 圖3等） 專利文獻2 :日本專利特開平10-248198號公報（段落[0025]等）。 專利文獻3 :日本專利特開2008-17651號公報（權(quán)利要求2、段落[0060]、圖1等）


【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008] 若采用專利文獻1所記載的現(xiàn)有技術(shù)，則能縮短控制裝置與旋轉(zhuǎn)機械之間的布線 長度，若使用母線等作為布線構(gòu)件，則能消除布線走線的煩雜。然而，必須將安裝于外部配 管的壓力傳感器、溫度傳感器等檢測信號讀入控制裝置，因而需要相應(yīng)的布線操作，而且在 惡劣的周圍環(huán)境下可能會產(chǎn)生斷路。 此外，由于與旋轉(zhuǎn)機械一體化的控制裝置內(nèi)置有生成旋轉(zhuǎn)機械的運行所需的各種指 令、運行條件的控制電路，因此容易受到逆變器、旋轉(zhuǎn)機械運行時產(chǎn)生的噪音的影響。而且， 在改寫控制程序的情況下，必須將帶入旋轉(zhuǎn)機械設(shè)置現(xiàn)場的個人電腦與控制裝置連接起來 執(zhí)行，其操作較為煩瑣。
[0009] 在專利文獻2所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，電動機主體的端面部安裝有各種傳感器，因 此專利文獻1那樣伴隨傳感器的布線而產(chǎn)生的問題能在一定程度上得到消除。 然而，專利文獻2并沒有特別提到從外部設(shè)備通過無線通信發(fā)送給內(nèi)置在逆變器一體 型電動機中的控制電路的運行條件的具體內(nèi)容。
[0010] 另外，在專利文獻3所記載的現(xiàn)有技術(shù)中，不僅是速度指令，也在電動機轉(zhuǎn)速、用 于進行主電路部的異常處理的信息交換中利用無線通信，這些信息通常被要求與構(gòu)成控制 電路的微機的運算周期同步地進行收發(fā)。特別是在專利文獻3中，如上所述，在電動機22 的速度反饋環(huán)路中，使用無線來從電動機22的旋轉(zhuǎn)檢測脈沖輸出電路24b向控制電路12 傳輸信號。該情況下，若通過無線收發(fā)的信號（旋轉(zhuǎn)檢測脈沖）產(chǎn)生延遲或缺陷，則速度反 饋系統(tǒng)會紊亂，動作會立即變得不穩(wěn)定，從而無法進行穩(wěn)定的速度控制，因此要求收發(fā)電路 26、13之間的無線通信具有嚴格的實時性。
[0011] 這里，作為無線通信方式，例如使用2. 4 [GHz]頻帶的載波的無線LAN(Local Area Network :局域網(wǎng)）由于通信品質(zhì)穩(wěn)定、系統(tǒng)成本低等原因而使用較為廣泛。然而，為了將該 無線LAN用作專利文獻3那樣要求具有嚴格的實時性的轉(zhuǎn)速信息、異常處理信息的通信單 元，需要另外設(shè)置專用的協(xié)議，應(yīng)用所謂的個人電腦等所使用的通用的無線LAN是極其困 難的。 此外，在專利文獻3中，由控制部經(jīng)由電源電纜向主電路部提供直流電源，因此控制部 及主電路部的設(shè)置、兩者間的距離存在限制，各設(shè)備布局上的自由度較低。因此，不適合在 工廠、各種廠房內(nèi)的限制空間中的由一臺控制部控制多臺主電路部（多臺電動機）的用途。
[0012] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種電動機驅(qū)動系統(tǒng)，在上位控制裝置與和該上位 控制裝置分離形成的功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元之間，利用通用的無線LAN等來對實時 性的要求比較低、或不要求實時性的信息進行相互通信。特別是，本發(fā)明的目的在于能利用 一臺上位控制裝置來統(tǒng)一地對多臺功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元進行無線控制。 另外，本發(fā)明的其它目的在于提供一種布線操作的負擔得以減輕、斷路可能性較低、而 且不容易受噪音影響的電動機驅(qū)動系統(tǒng)。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013] 為了解決上述問題，本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)包括：將電動機驅(qū)動用的功率轉(zhuǎn)換 器與所述電動機一體化后得到的功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元；以及與所述電動機單元分 離形成，并對所述功率轉(zhuǎn)換器及電動機進行控制的上位控制裝置。這里，功率轉(zhuǎn)換器一體型 電動機單元是指例如將逆變器、矩陣轉(zhuǎn)換器等各種電動機驅(qū)動用功率轉(zhuǎn)換器與電動機一體 化后得到的裝置。 本發(fā)明的特征在于，從上位控制裝置通過無線方式向電動機單元發(fā)送用于控制所述功 率轉(zhuǎn)換器和電動機的運行/停止指令、電動機的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)指令、速度指令等各種指令。
[0014] 這里，功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元優(yōu)選包括對表示自身運行狀態(tài)及/或運行歷 史的信息進行存儲的狀態(tài)監(jiān)視裝置，根據(jù)來自上位控制裝置的指令，利用無線方式將從狀 態(tài)監(jiān)視裝置讀取到的所述信息發(fā)送給上位控制裝置。 此外，存儲在狀態(tài)監(jiān)視裝置中并發(fā)送給上位控制裝置的信息優(yōu)選包含功率轉(zhuǎn)換器一體 型電動機單元的警報信息。 另外，上位控制裝置可以包括運行管理裝置，該運行管理裝置基于從功率轉(zhuǎn)換器一體 型電動機單元接收到的信息來存儲該電動機單元的運行狀況，并進行管理以便于在維護檢 查時使用。
[0015] 另外，本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)適合應(yīng)用于在工廠、各種廠房中，由單一的上位控 制裝置對多臺功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元進行統(tǒng)一控制的系統(tǒng)。
[0016] 上位控制裝置與功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元之間的無線收發(fā)可以使用30 [MHz] (尤其是1 [GHz])以上頻帶的載波，優(yōu)選為使用利用2. 4[GHz]頻帶的載波進行的無線LAN。 發(fā)明效果
[0017] 本發(fā)明在于利用通用的無線LAN等在上位控制裝置與功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機 單元之間對決定功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元的運行模式的運行/停止指令、電動機的正 轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)指令、速度指令、加減速時間指令等各種指令、電動機單元的運行狀態(tài)、運行歷史 那樣實時性要求較低、或不要求實時性的信息進行相互的收發(fā)。因此，能在穩(wěn)定的通信品質(zhì) 的基礎(chǔ)上以低成本實現(xiàn)上位控制裝置對一臺或多臺電動機單元進行驅(qū)動控制。 尤其是，本發(fā)明不像專利文獻3那樣，在構(gòu)成逆變器等的一個功能的速度反饋環(huán)路中 進行轉(zhuǎn)速信息等的無線通信，而是對不要求嚴格的實時性的信息進行無線通信，因此能應(yīng) 用不需要特殊協(xié)議的通用的無線LAN，從而能享受其通信品質(zhì)、成本等優(yōu)點。 而且，通過將收發(fā)電路、各種控制電路、狀態(tài)監(jiān)視裝置等安裝到基板上來與功率轉(zhuǎn)換器 及電動機一體化，也能構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元，只需將該電動機單元與電源相 連并與負載耦合，即可立即投入實際運行。 此外，由于上位控制裝置與功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元能完全分離設(shè)置，且不需要 對兩裝置之間進行連接的電源線、控制線，因此不需要擔心斷路、噪音的疊加，能提供一種 設(shè)置場所、距離的限制較少的電動機驅(qū)動系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。 圖2是將圖1中的上位控制電路的簡要結(jié)構(gòu)與周邊的電路、裝置一同表示的框圖。 圖3是將圖1中的下位控制電路的簡要結(jié)構(gòu)與周邊的電路、裝置一同表示的框圖。 圖4是表示圖1中的逆變器控制電路的一結(jié)構(gòu)例的主要部分的框圖。 圖5是本發(fā)明的實施方式中、在上位控制裝置與逆變器一體型電動機單元之間收發(fā)的 信息的說明圖。 圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0019] 下面，按照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。該實施方式中，作為功率轉(zhuǎn)換器 一體型電動機單元，對將逆變器與電動機一體化而得到的逆變器一體型電動機單元進行說 明，但除了逆變器以外，也能將矩陣變換器等各種功率轉(zhuǎn)換器用作為電動機驅(qū)動用的功率 轉(zhuǎn)換器。 圖1是表示本實施方式的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。圖1中，100是上位控制 裝置，200是逆變器一體型電動機單元（以下簡稱為電動機單元），300是永磁體同步電動機 等電動機。 這里，以如下系統(tǒng)為例來進行說明：即、利用一臺上位控制裝置100控制多臺電動機單 元200,并分別對與各電動機單元200相連的負載300進行驅(qū)動的系統(tǒng)。另外，在如后述那 樣上位控制裝置100與多臺電動機單元200構(gòu)成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的無線LAN的情況下，上位 控制裝置100作為接入點進行動作，電動機單元200作為客戶端進行動作。
[0020] 上位控制裝置100包括：上位控制電路101、收發(fā)電路102、天線103、運行管理裝 置104、以及顯示裝置105。 為了控制多臺電動機單元200,上位控制電路101具有：生成包含運行條件的各種指令 的功能、以及對收發(fā)電路102、運行管理裝置104、以及顯示裝置105進行控制的功能。
[0021] 圖2是將上位控制電路101的簡要結(jié)構(gòu)與周邊的電路、裝置一同表示的框圖。該 上位控制電路101包括：生成對于各電動機單元200的各種指令（如上述那樣包含運行條 件）的指令生成單元l〇la、用于對運行管理裝置104以及顯示裝置105的動作進行控制的 裝置控制單元l〇lb、控制收發(fā)電路102的收發(fā)控制單元101c、以及輸入輸出接口 101d。
[0022] 此外，收發(fā)電路102具有利用無線在上位控制電路101與各電動機單元200之間 收發(fā)各種指令、數(shù)據(jù)的功能。該收發(fā)電路102例如是利用30[MHz](特別是l[GHz])以上的 頻帶的載波的無線通信裝置，優(yōu)選構(gòu)成為利用2. 4[GHz]頻帶（2. 4?2. 5[GHz])的載波的 無線LAN標準規(guī)格"IEEE802. lib"的接入點。
[0023] 上述30 [MHz]是國際無線電干擾特別委員會（CISPR)制定的作為標準的 CISPR22"來自信息技術(shù)裝置的干擾波的允許值及測定法"中規(guī)定的傳導(dǎo)性噪音的允許頻率 的上限值，1 [GHz]同樣是輻射性噪音的允許頻率的上限值。在使用上述上限值以上的頻帶 作為載波的情況下，噪音不會對周邊設(shè)備產(chǎn)生不良影響，實質(zhì)上受到后述的逆變器205產(chǎn) 生的開關(guān)噪音的影響的可能性較小。 特別是若使用利用2. 4[GHz]頻帶的載波的無線LAN作為無線通信單元，則除了上述作 用效果以外，還能以低成本提供收發(fā)電路102等的硬件和軟件，例如若是100m左右的距離， 則能與客戶端之間進行穩(wěn)定的無線通信。
[0024] 圖1的運行管理裝置104具有：對多臺電動機單元200的當前運行狀態(tài)（逆變器 的輸出電壓/電流值、逆變器及電動機的溫度、電動機的轉(zhuǎn)速等）進行統(tǒng)一監(jiān)視、并根據(jù)需 要產(chǎn)生警報的功能；以及對各電動機單元200的運行歷史進行存儲，并進行管理以便在維 護檢查時使用的功能。 此外，顯示裝置105還包括顯示器裝置、燈等，該顯示氣裝置利用數(shù)值、趨勢圖等來顯 示從運行管理裝置104經(jīng)由上位控制電路101發(fā)送的各電動機單元200當前的運行狀態(tài)、 運行歷史。
[0025] 另外，圖1、圖2所示的上位控制電路101及運行管理裝置104由具備CPU (Central Processing Unit:中央處理器）以及大容量的存儲裝置等的運算處理裝置構(gòu)成。
[0026] 另一方面，多臺逆變器一體型電動機單元200的結(jié)構(gòu)均相同，包括：具備天線201 的收發(fā)電路202、下位控制電路203、逆變器控制電路204、逆變器205、電流檢測器206、電動 機207、位置檢測器208、狀態(tài)監(jiān)視裝置209、以及顯示裝置210。另外，作為逆變器205的電 源，例如使用對系統(tǒng)的交流電源進行整流、平滑而得到的整流電源。
[0027] 收發(fā)電路202具有作為能與上位控制裝置100的收發(fā)電路102進行無線通信的客 戶端的功能。 下位控制電路203具備：將由上位控制電路101發(fā)送的各種指令發(fā)送給后續(xù)電路，并將 存儲在狀態(tài)監(jiān)視裝置209中的信息發(fā)送給上位控制電路101 -側(cè)的監(jiān)視控制功能；以及對 收發(fā)電路202、狀態(tài)監(jiān)視裝置209以及顯示裝置210的動作進行控制的功能。
[0028] 圖3是將下位控制電路203的簡要結(jié)構(gòu)與周邊的電路、裝置一同表示的框圖。該下 位控制電路203包括：指令/監(jiān)視控制單元203a、控制收發(fā)電路202的收發(fā)控制單元203b、 以及輸入輸出接口 203c。 指令/監(jiān)視控制單元203a進行如下一系列動作：將從上位控制電路101接收到的各種 指令發(fā)送給逆變器控制電路204,并與狀態(tài)監(jiān)視裝置209協(xié)同來監(jiān)視逆變器205以及電動機 207的運行狀態(tài)，并將該運行狀態(tài)、運行歷史發(fā)送給上位控制電路101。
[0029] 狀態(tài)監(jiān)視裝置209具備：對逆變器205及電動機207當前的運行狀態(tài)進行監(jiān)視的 功能、產(chǎn)生警報的功能、在產(chǎn)生警報時使逆變器205的運行停止的功能、對運行歷史進行存 儲的功能等，其狀態(tài)監(jiān)視項目與上述上位控制裝置100內(nèi)的運行管理裝置104的監(jiān)視項目 大致相同。 狀態(tài)監(jiān)視裝置209除了輸入由電流檢測器206檢測到的逆變器205的輸出電流（電動 機207的電流）i、由位置檢測器208檢測到的電動機207的磁極位置Θ以外，還輸入由未 圖示的電壓檢測器檢測到的逆變器205的輸出電壓（電動機207的端子電壓）、由溫度檢測 器檢測到的逆變器205、電動機207的溫度。 下位控制電路203及狀態(tài)監(jiān)視裝置209也由具備CPU、存儲裝置的運算處理裝置構(gòu)成。
[0030] 上述結(jié)構(gòu)中，對于電動機207的磁極位置，可以不使用位置檢測器208,而通過所 謂的無位置傳感器方式根據(jù)電流檢測值以及速度指令來進行推算。 顯示裝置210對狀態(tài)監(jiān)視裝置209的監(jiān)視結(jié)果、運行歷史、警報等進行顯示，根據(jù)需要 來設(shè)置即可。
[0031] 電動機單元200內(nèi)的逆變器控制電路204接受來自下位控制電路203的指令，并 基于上述電流檢測值等信息來生成并輸出用于驅(qū)動逆變器205的選通脈沖。 圖4是表示逆變器控制電路204的一結(jié)構(gòu)例的主要部分的框圖。
[0032] 圖4中，速度檢測單元204a根據(jù)磁極位置Θ檢測電動機207的速度，并輸出到 減法單元204b以及電流指令運算單元204c。減法單元204b求得由下位控制電路203發(fā) 送的速度指令ω*與速度檢測值ω的偏差，電流指令運算單元204c基于上述偏差和速度 檢測值ω來計算并輸出旋轉(zhuǎn)坐標上的二軸電流指令值。電流調(diào)節(jié)單元204d基于上述電 流指令值、電流檢測值i以及磁極位置Θ來計算并輸出電壓指令值。PWM(Pulse Width Modulation :脈沖調(diào)制）運算單元204e根據(jù)上述電壓指令值來進行PWM運算，生成并輸出 要提供給逆變器205的半導(dǎo)體開關(guān)元件的選通脈沖。 在上述那樣的本實施方式中，對于電動機207的速度反饋環(huán)路那樣要求信號傳輸具有 嚴格的實時性的通信單元不使用無線，因此所傳輸?shù)男盘柌粫a(chǎn)生紊亂、缺陷，能實現(xiàn)高響 應(yīng)且穩(wěn)定的速度反饋控制。 另外，由于逆變器的控制方式并非本發(fā)明的主要內(nèi)容，因此逆變器控制電路204的結(jié) 構(gòu)不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)，例如也可以使用V/f恒定控制方式、無傳感器矢量控制方式。 此外，在與電動機207 -體化的功率轉(zhuǎn)換器是逆變器以外的功率轉(zhuǎn)換器的情況下，該 功率轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)、功率轉(zhuǎn)換方式等所對應(yīng)的控制電路顯然也內(nèi)置在電動機單元內(nèi)。
[0033] 接著，對該實施方式的動作進行說明。 對上位控制裝置100和多臺電動機單元200分別分配了地址，通過在上位控制裝置100 與各電動機單元200之間指定地址，從而利用無線對各種指令、數(shù)據(jù)等信息進行收發(fā)。
[0034] 圖5是對在上位控制裝置100與電動機單元200之間收發(fā)的信息進行例示的圖。 如圖5所示，從上位控制裝置100向各電動機單元200發(fā)送包含逆變器205以及電動 機207的運行條件的各種指令，并從各電動機單元200向上位控制裝置100發(fā)送逆變器205 以及電動機207的運行狀態(tài)、運行歷史、警報信息等。
[0035] 這里，從上位控制裝置100發(fā)送給各電動機單元200的指令中包括：逆變器205及 電動機207的運行指令/停止指令；電動機207的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)指令；速度指令（最高頻率、 基底頻率、啟動頻率等頻率指令）；加減速時間指令；瞬時停電再啟動指令；用于在逆變器 205跳脫（trip)時進行再啟動的重啟指令；用于根據(jù)負載的種類（降低轉(zhuǎn)矩負載、恒定轉(zhuǎn) 矩負載）、電動機207的特性來對逆變器205的輸出頻率-輸出電壓（轉(zhuǎn)矩）特性進行調(diào)整 的轉(zhuǎn)矩提升指令；進行直流制動時的動作水平指令；用于在逆變器205的輸出電流異常時 進行調(diào)整的電動機特性指令；對于逆變器205及電動機207的過熱保護指令；運行歷史保 存指令/消除指令；警報歷史呼叫指令/解除指令；設(shè)定數(shù)據(jù)的初始化指令/鎖定指令等。
[0036] 此外，從各電動機單元200發(fā)送給上位控制裝置100的逆變器205及電動機207 的運行狀態(tài)包含：逆變器205的輸出電壓、電流值、逆變器205、電動機207的溫度、電動機 207的轉(zhuǎn)速等，運行歷史包含例如平均每天的運行時間、累計運行時間、動力運行/再生運 行的狀況、以及電動機207的機械輸出所對應(yīng)的負載300的變動等。另外，警報信息中包含 電壓、電流、溫度、速度等異常引起的警報產(chǎn)生時刻、產(chǎn)生場所、產(chǎn)生次數(shù)等。
[0037] 這里，從上位控制裝置100發(fā)送給各電動機單元200的各種指令主要與提供給各 電動機單元200的運行模式有關(guān)。即，這些信息通常在電動機單元200運行前進行設(shè)定，是 在無線發(fā)送時，對實時性的要求則比較低，或者不要求實時性的信息。
[0038] 此外，從各電動機單元200發(fā)送給上位控制裝置100的信息主要是各電動機單元 200當前或過去的運行狀況，即使假設(shè)發(fā)生了警報，停止逆變器205等應(yīng)對也能由電動機單 元200 -側(cè)的狀態(tài)監(jiān)視裝置209自行完成，因此并非是需要在上位控制裝置100 -側(cè)立即 獲取來應(yīng)對的信息。也就是說，從各電動機單元200發(fā)送給上位控制裝置100的信息也對 實時性的要求較低，或者不要求實時性。
[0039] 因此，在上位控制裝置100與各電動機單元200之間對上述信息進行無線通信的 本實施方式的系統(tǒng)中，與有線通信的情況相比，也沒有常規(guī)模式噪音的影響，尤其能充分享 受無線LAN的特性（高品質(zhì)以及低成本）。 此外，在工廠、各種廠房等惡劣的設(shè)置環(huán)境下不需要上位控制裝置100與各電動機單 元200之間煩雜的布線操作，消除了斷路的可能性。
[0040] 作為驅(qū)動系統(tǒng)整體的動作，將上位控制裝置100內(nèi)的上位控制電路101所生成的 上述各種指令發(fā)送給電動機單元200。在電動機單元200中，根據(jù)經(jīng)由下位控制電路203接 收到的指令來運行逆變器205,以規(guī)定速度及速度模式使電動機207正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，來驅(qū)動負 載 300。 逆變器205和電動機207的運行狀態(tài)始終由狀態(tài)監(jiān)視裝置209來進行監(jiān)視，狀態(tài)監(jiān)視 裝置209根據(jù)來自上位控制裝置100的指令對運行狀態(tài)、運行歷史、警報信息進行存儲，并 經(jīng)由下位控制電路203發(fā)送給上位控制裝置100。顯示裝置210根據(jù)需要顯示狀態(tài)監(jiān)視結(jié) 果。
[0041] 上位控制裝置100中，運行管理裝置104對上位控制電路101從各電動機單元200 接收到的包含運行狀態(tài)、運行歷史、警報信息的運行狀況進行存儲并管理，同時顯示裝置 105依次對這些運行狀況進行顯示。 運行管理裝置104所管理的所有電動機單元200的運行狀況能用于各電動機單元200 的維護檢查、電動機驅(qū)動系統(tǒng)整體的電力使用狀況的掌握等。
[0042] 另外，本實施方式中，無需像專利文獻3那樣由上位控制裝置100向通信對象即各 電動機單元200提供直流電源，因此無需利用電源電纜來對兩者之間進行連接。因此，只要 是能進行無線通信的距離，上位控制裝置100及電動機單元200的設(shè)置自由度高于專利文 獻3,有利于設(shè)備的布局。 工業(yè)上的實用性
[0043] 本發(fā)明最適合例如在工廠、各種廠房中，利用一臺上位控制裝置來并行地對多臺 功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機進行驅(qū)動控制的用途。此外，本發(fā)明也能用作使一臺功率轉(zhuǎn)換器 一體型電動機運行的系統(tǒng)。 標號說明
[0044] 100上位控制裝置 101上位控制電路 101a指令生成單元 l〇lb裝置控制單元 l〇lc收發(fā)控制單元 101d輸入輸出接口 102收發(fā)電路 103天線 104運行管理裝置 105顯示裝置 200逆變器一體型電動機單元 201天線 202收發(fā)電路 203下位控制電路 203a指令/運行條件生成單元 203b收發(fā)控制單元 203c輸入輸出接口 204逆變器控制電路 204a速度檢測單元 204b減法單元 204c電流指令運算單元 204d電流調(diào)節(jié)單元 204e PWM運算單元 205逆變器 206電流檢測器 207電動機 208位置檢測器 209狀態(tài)監(jiān)視裝置 210顯示裝置 300負載
【權(quán)利要求】
1. 一種電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括： 將電動機驅(qū)動用的功率轉(zhuǎn)換器與所述電動機一體化后得到的功率轉(zhuǎn)換器一體型電動 機單元；以及 與所述電動機單元分離形成，并對所述功率轉(zhuǎn)換器及電動機進行控制的上位控制裝 置， 在所述電動機驅(qū)動系統(tǒng)中，從所述上位控制裝置利用無線方式向所述電動機單元發(fā)送 用于控制所述功率轉(zhuǎn)換器以及電動機的各種指令。
2. 如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元包括對表示自身運行狀態(tài)及/或運行歷史的信息 進行存儲的狀態(tài)監(jiān)視裝置，根據(jù)來自所述上位控制裝置的指令，利用無線方式將從所述狀 態(tài)監(jiān)視裝置讀取到的所述信息發(fā)送給所述上位控制裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元進一步將自身的警報信息存儲在所述狀態(tài)監(jiān)視裝 置中，并將所述警報信息包含在從所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元發(fā)送給所述上位控制 裝置的信息中。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置包括運行管理裝置，該運行管理裝置基于從所述功率轉(zhuǎn)換器一體型 電動機單元接收到的信息來存儲所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元的運行狀況，并進行管 理以便在維護檢查時使用。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置為一臺，所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元為多臺。
6. 如權(quán)利要求4所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置為一臺，所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元為多臺。
7. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置與所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元之間的無線收發(fā)使用了 30MHz 以上頻帶的載波。
8. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置與所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元之間的無線收發(fā)使用了 1GHz 以上頻帶的載波。
9. 如權(quán)利要求8所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位控制裝置與所述功率轉(zhuǎn)換器一體型電動機單元之間的無線收發(fā)使用了利用 2. 4GHz頻帶的載波的無線LAN。
【文檔編號】H02P5/46GK104106206SQ201280069390
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】鳥羽章夫, 海田英俊, 松本康 申請人:富士電機株式會社