电动机驱动装置的制作方法

本发明涉及一种经由电磁接触器而被供给用于电动机驱动的主电源的电动机驱动装置。

背景技术：

在对机床、锻压机械、注射成型机、产业机械或各种机器人内的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，经由电磁接触器从交流电源侧供给用于驱动电动机的主电源。在对电动机进行驱动时电磁接触器的触点闭合(接通)，由此电源被接通到电动机驱动装置。由此，作为主电源的交流电力从交流电源侧经由电磁接触器被供给到电动机驱动装置，电动机驱动装置将该交流电力变换为适于电动机的驱动的电力来向电动机供给。

一般来说，根据要驱动的电动机的种类、用途或者电动机驱动装置的性能、构造等之类的各种因素，预先设定电动机驱动装置所容许的主电源电压的大小(例如额定电压)。然而，当对电动机驱动装置错误地连接了超过其额定的不适当的交流电源时，比所容许的主电源电压大的值的电压被施加到电动机驱动装置，有时会导致构成电动机驱动装置的部件、电动机自身发生损坏。

例如日本特开2010-226893号公报所记载的那样，作为即使在错误地连接了电源的情况下也防止部件和负载被施加过电压而发生损坏或劣化的电源装置，存在如下一种电源装置：在从开闭电路闭路起计测规定时间的期间中，监视平滑电容器的充电电压，在充电电压超过了规定电压时使开闭电路成为开路，其中，平滑电容器用于对由整流电路从交流电源整流得到的直流电压进行平滑。

另外，例如日本特开2003-061384号公报所记载的那样，存在如下一种电动机驱动装置：对电动机驱动装置内的逆变器的开关元件的动作进行控制的开关控制单元具备过电压保护功能，在对开关元件施加了额定以上的电压时保护功能工作来切断栅极电压，由此避免损伤开关元件。

如上述的那样，当错误地连接了对电动机驱动装置的额定而言过大的交流电源时，比所容许的主电源电压大的值的电压被施加到电动机驱动装置，有时会导致构成电动机驱动装置的部件、电动机自身发生损坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于鉴于上述问题而提供一种即使连接了错误的电源也能够可靠地防止内部的构成部件的损坏的电动机驱动装置。

为了实现上述目的，经由电磁接触器而被供给用于电动机驱动的主电源的电动机驱动装置具备：监视部，其在电磁接触器的触点断开的状态下，监视电磁接触器的交流电源输入侧的主电源电压；判定部，其判定由监视部监视的主电源电压是否正常；以及电磁接触器控制部，其输出用于对电磁接触器的触点的开闭进行控制的指令，其中，在由判定部判定为主电源电压异常的情况下，电磁接触器控制部维持开指令的输出，该开指令用于进行使电磁接触器的触点断开的控制。

在此，判定部也可以在主电源电压比预先设定的第一基准电压高的情况下，判定为主电源电压异常。

另外，判定部也可以在主电源电压比第二基准电压低的情况下，判定为主电源电压异常，该第二基准电压被预先设定为比第一基准电压低的值。

另外，也可以是，在由判定部判定为主电源电压异常的情况下，电磁接触器控制部进一步进行控制，以维持与具有该电磁接触器控制部的该电动机驱动装置不同的其它电动机驱动装置所连接的电磁接触器的触点的断开。

另外，也可以是，电动机驱动装置还具备输出部，该输出部将从电磁接触器控制部输出的开指令输出到上述其它电动机驱动装置所连接的电磁接触器，上述其它电动机驱动装置所连接的电磁接触器在从输出部接收到开指令时，其触点断开。

附图说明

通过参照下面的附图会更明确地理解本发明。

图1是表示基于实施例的电动机驱动装置的框图。

图2是表示图1所示的电动机驱动装置中的异常判定处理和电磁接触器开闭控制的动作流程的流程图。

图3是表示图2所示的异常判定处理和电磁接触器开闭控制的动作流程的变形例的流程图。

图4是表示在对多个电动机驱动装置进行控制的情况下应用了本发明的实施例的框图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明具有主电源电压的异常判定功能的电动机驱动装置。然而，希望理解的是，本发明并不限定于附图或者以下说明的实施方式。

图1是表示基于实施例的电动机驱动装置的框图。以后，在不同的附图中被标注了相同参照标记的结构要素是指具有相同功能的结构要素。

基于实施例的电动机驱动装置1经由电磁接触器4而从交流电源2侧被供给用于驱动电动机3的主电源。在对电动机3进行驱动时电磁接触器4的触点闭合(接通)，由此电源被接通到电动机驱动装置1，由此，作为主电源的交流电力从交流电源2侧经由电磁接触器4被供给到电动机驱动装置1，电动机驱动装置1将该交流电力变换为适于电动机3的驱动的电力来向电动机3供给。此外，电磁接触器4的种类、构造并不特别限定本发明。

由电动机驱动装置1驱动的电动机3的种类和数量并不限定本发明，可以是感应电动机、同步电动机这样的交流电动机，或者也可以是直流电动机。在电动机3为交流电动机的情况下，电动机驱动装置1通过整流器(未图示)将从交流电源2侧输入的交流电力暂且变换为直流电力之后通过逆变换器(未图示)再变换为交流电力来向电动机3供给该交流电力。另外，在电动机3为直流电动机的情况下，电动机驱动装置1通过整流器(未图示)将从交流电源2侧输入的交流电力变换为直流电力来向电动机3供给该直流电力。无论在哪种情况下，交流的主电源都经由电磁接触器4而被供给到电动机驱动装置1。此外，在图1中，省略了关于与电动机3的驱动控制直接相关的主电路系统及其控制系统的图示。电动机3例如被用作机床的进给轴、主轴或者产业机械、产业用机器人的臂等的驱动源。

另外，在图示的例子中，将交流电源2的相数设为三相，但相数也不特别限定本发明，除了三相以外例如也可以是单相、其它多相的交流电源。列举交流电源2的一例，存在三相交流400V电源、三相交流200V电源、三相交流600V电源、单相交流100V电源等。另外，也可以在电动机驱动装置1与电源2之间设置变压器，在该情况下，经由变压器升压或者降压后的电压被施加到电动机驱动装置1。

基于实施例的电动机驱动装置1具备监视部11、判定部12以及电磁接触器控制部13。

电磁接触器控制部13输出指示电磁接触器4的触点断开的开指令(断开指令)和指示电磁接触器4的触点闭合的闭指令(接通指令)来作为对电磁接触器4的触点的开闭(接通断开)进行控制的指令。

监视部11在电磁接触器4的触点断开的状态下监视并检测电磁接触器4的被输入交流电源2的一侧的主电源电压。由监视部11监视的主电源电压在下降到能够由下级的判定部12进行处理的值之后被输入到判定部12。一般来说，由操作者将电动机驱动装置1与交流电源2电连接的作业是在电磁接触器4断开的状态(即触点断开的状态)下进行的，监视部11对此时的电磁接触器4的被输入交流电源2的一侧的主电源电压进行监视。

判定部12判定由监视部11监视的主电源电压是否正常。判定部12的判定结果被发送到电磁接触器控制部13。判定部12例如由LSI(大规模集成电路)构成。更详细地说，判定部12在由监视部11监视的主电源电压比预先设定的第一基准电压V_ref1高的情况下，判定为主电源电压异常。列举第一基准电压V_ref1的一例，在电动机驱动装置1的主电源电压(即输入到电动机驱动装置1的交流电压)为三相交流200V～240V的情况下，第一基准电压V_ref1设定为240V加上20％左右的余量所得到的290V。例如，当对第一基准电压V_ref1被设定为290V的电动机驱动装置1错误地连接了三相交流400V的交流电源2时，由监视部11监视到的主电源电压400V比作为第一基准电压V_ref1的290V高，因此判定部12判定为主电源电压异常。

在由判定部12判定为主电源电压异常的情况下，电磁接触器控制部13维持开指令(断开指令)的输出，该开指令用于进行使电磁接触器4的触点断开(OFF)的控制。即，在判定为主电源电压异常的情况下，不允许电磁接触器4的触点闭合(ON)，电磁接触器4维持开状态(断开状态)，从而不会从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。另一方面，在由判定部12判定为主电源电压正常的情况下，电磁接触器控制部13输出闭指令(接通指令)，该闭指令用于进行使电磁接触器4的触点闭合(ON)的控制。即，在判定为主电源电压正常的情况下，电磁接触器4的触点闭合，电磁接触器4转移为闭状态(接通状态)，从而从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。

例如，当对第一基准电压V_ref1被设定为290V的电动机驱动装置1错误地连接三相交流400V的交流电源2时，由监视部11监视到的主电源电压400V比作为第一基准电压V_ref1的290V高，因此判定部12判定为主电源电压异常，电磁接触器控制部13接收该结果而维持开指令的输出，该开指令用于进行使电磁接触器4的触点断开的控制。其结果是，电磁接触器4保持断开，不从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压400V，从而能够防止电动机驱动装置1的构成部件、电动机自身发生损坏。

图2是表示图1所示的电动机驱动装置中的异常判定处理和电磁接触器开闭控制的动作流程的流程图。

首先，作为初始状态，设为电磁接触器控制部13持续输出指示电磁接触器4的触点断开的开指令(断开指令)，而呈电磁接触器4的触点断开的状态即电磁接触器4处于开状态(断开状态)(步骤S101)。

在步骤S102中，监视部11在电磁接触器4的触点断开的状态下监视并检测电磁接触器4的被输入交流电源2的一侧的主电源电压。由监视部11监视的主电源电压在下降到能够由下级的判定部12进行处理的值之后被输入到判定部12。

在步骤S103中，判定部12判定由监视部11监视的主电源电压是否比第一基准电压V_ref1高，由此判定主电源电压是否正常。在由判定部12判定为主电源电压比第一基准电压V_ref1高的情况下，主电源电压异常，因此进入步骤S104。另一方面，在由判定部12判定为主电源电压为第一基准电压V_ref1以下的情况下，主电源电压正常，因此进入步骤S105。

在步骤S104中，电磁接触器控制部13维持开指令(断开指令)的输出，该开指令用于进行使电磁接触器4的触点断开(OFF)的控制。由此，不允许电磁接触器4的触点闭合(ON)，电磁接触器4维持开状态(断开状态)，从而不会从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。其结果是，能够防止构成电动机驱动装置1的部件、电动机自身发生损坏。

在步骤S105中，电磁接触器控制部13输出闭指令(接通指令)，该闭指令用于进行使电磁接触器4的触点闭合(ON)的控制。由此，电磁接触器4的触点闭合，电磁接触器4转移为闭状态(接通状态)，从而从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。

如以上所说明的那样，在本实施例中，当错误地连接了对电动机驱动装置1的额定而言过大的交流电源2时，判定部12判定为主电源电压异常，电磁接触器控制部13维持开指令(断开指令)的输出，该开指令用于进行使电磁接触器4的触点断开(OFF)的控制。由此，电磁接触器4维持开状态(断开状态)，不会从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。其结果是，能够防止电动机驱动装置1的构成部件、电动机自身发生损坏。

作为上述的实施例的变形例，判定部12可以不仅通过主电源电压是否比第一基准电压V_ref1高这个判定基准、还通过主电源电压是否比“预先设定为比第一基准电压低的值的第二基准电压”低这个判定基准，来判定由监视部11监视的主电源电压是否正常。图3是表示图2所示的异常判定处理和电磁接触器开闭控制的动作流程的变形例的流程图。

在图3的步骤S101中，首先，作为初始状态，设为电磁接触器控制部13输出指示电磁接触器4的触点断开的开指令(断开指令)，而呈电磁接触器4的触点断开的状态即电磁接触器4处于开状态(断开状态)。

在步骤S102中，监视部11在电磁接触器4的触点断开的状态下监视并检测电磁接触器4的被输入交流电源2的一侧的主电源电压。由监视部11监视的主电源电压在下降到能够由下级的判定部12进行处理的值之后被输入到判定部12。

在步骤S103中，判定部12判定由监视部11监视的主电源电压是否比第一基准电压V_ref1高，由此判定主电源电压是否正常。在由判定部12判定为主电源电压比第一基准电压V_ref1高的情况下，主电源电压异常，因此进入步骤S104。另一方面，在由判定部12判定为主电源电压为第一基准电压V_ref1以下的情况下，进入步骤S106。

在步骤S106中，判定部12判定由监视部11监视的主电源电压是否比第二基准电压V_ref2低，由此判定主电源电压是否正常。第二基准电压V_ref2被预先设定为比第一基准电压V_ref1低的值，例如设定为电动机驱动装置1不足以对电动机3进行驱动控制那样低的值。列举一例，在电动机驱动装置1的主电源电压(即输入到电动机驱动装置1的交流电压)为三相交流200V的情况下，第二基准电压V_ref2设定为100V。在由判定部12判定为主电源电压比第二基准电压V_ref2低的情况下，主电源电压异常，因此进入步骤S104。另一方面，在由判定部12判定为主电源电压为第二基准电压V_ref2以上的情况下，主电源电压正常，因此进入步骤S105。

在步骤S104中，电磁接触器控制部13维持开指令(断开指令)的输出，该开指令用于进行使电磁接触器4的触点断开(OFF)的控制。由此，不允许电磁接触器4的触点闭合(ON)，电磁接触器4维持开状态(断开状态)，从而不会从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。

在步骤S105中，电磁接触器控制部13输出闭指令(接通指令)，该闭指令用于进行使电磁接触器4的触点闭合(ON)的控制。由此，电磁接触器4的触点闭合，电磁接触器4转移为闭状态(接通状态)，从而从交流电源2对电动机驱动装置1施加主电源电压。

在上述的实施例及其变形例中，说明了对一个电动机驱动装置进行控制的情况，但是在电动机驱动装置为多个的情况下也能够应用本发明。图4是表示在对多个电动机驱动装置进行控制的情况下应用了本发明的实施例的框图。在图示的例子中，作为一例对以下情况进行说明：使用电动机驱动装置1来驱动电动机3-1，使用电动机驱动装置101来驱动电动机3-2。此外，电动机3-1和电动机3-2的种类并不限定本发明，可以是如感应电动机、同步电动机那样的交流电动机，或者也可以是直流电动机。另外，电动机驱动装置1和电动机驱动装置101均从交流电源2被供给主电源。在电动机驱动装置1与交流电源2之间连接电磁接触器4-1，在电动机驱动装置101与交流电源2之间连接电磁接触器4-2。此外，电磁接触器4-1和4-2的种类、结构不特别限定本发明。

在图示的例子中，电动机3-1由具备监视部11、判定部12以及电磁接触器控制部13的电动机驱动装置1进行驱动控制。另一方面，电动机3-2由具备电磁接触器控制部21的一般的电动机驱动装置101进行驱动控制。设置在电动机驱动装置101内的电磁接触器控制部21输出指示电磁接触器4-2的触点断开的开指令(断开指令)和指示电磁接触器4-2的触点闭合的闭指令(接通指令)来作为对电磁接触器4-2的触点的开闭(接通断开)进行控制的指令。但是，从电磁接触器控制部21输出的开闭指令配合从电动机驱动装置1内的电磁接触器控制部13输出的开闭指令来作用于电磁接触器4-2的开闭动作。即，根据本实施例，在由电动机驱动装置1内的判定部12判定为主电源电压异常的情况下，电磁接触器控制部13进行维持电动机驱动装置1所连接的电磁接触器4-1的触点的断开的控制，并且还进行维持与具有该电磁接触器控制部13的该电动机驱动装置1不同的其它电动机驱动装置101所连接的电磁接触器4-2的触点的断开的控制。

为了实现该控制，在本实施例中，电动机驱动装置1除了具备监视部11、判定部12以及电磁接触器控制部13以外，还具备将从电磁接触器控制部13输出的开指令和闭指令输入到电动机驱动装置101所连接的电磁接触器4-2的输出部14。而且，设置有被输入从电动机驱动装置1内的输出部14输出的指令以及从电动机驱动装置101内的电磁接触器控制部21输出的指令的与门(逻辑与电路)15，经由与门15来计算这些指令的逻辑与并将其输出用作电磁接触器4-2的开闭指令。此外，在图示的例子中，与门15被设置在电动机驱动装置1的外部，但是与门15也可以包括在电动机驱动装置1内来实现。

在用“L(低)”表示分别从输出部14和电磁接触器控制部21输出的开指令(断开指令)而用“H(高)”表示闭指令(接通指令)时，来自与门15的输出为“H(闭指令)”是在从电磁接触器控制部13和电磁接触器控制部21输出的指令均为“H(闭指令)”时，来自与门15的输出为“L(开指令)”是在从电磁接触器控制部13和电磁接触器控制部21输出的指令中的至少一个为“L(开指令)”时。如参照图1～图3所说明的那样，在电动机驱动装置1中由判定部12判定为主电源电压异常的情况下，电磁接触器控制部13维持开指令(断开指令)的输出，因此来自与门15的输出为开指令(断开指令)。因而，只要由电动机驱动装置1内的判定部12判定为主电源电压异常，则电磁接触器4-1和电磁接触器4-2这两方的触点的闭合(ON)均不被允许，电磁接触器4-1和电磁接触器4-2维持开状态(断开状态)，从而不会从交流电源2对电动机驱动装置1和电动机驱动装置101施加主电源电压。电动机驱动装置1和电动机驱动装置101均从交流电源2被供给主电源，这意味着如果对电动机驱动装置1和电动机驱动装置101错误地连接了不适当的交流电源2，则存在对电动机驱动装置1和电动机驱动装置101这两方都造成影响的可能性。但是，根据本发明，通过电动机驱动装置1内的判定部12进行的异常判定处理以及电磁接触器控制部13的开闭控制，不仅能够控制电动机驱动装置1所连接的电磁接触器4-1的开闭动作，还能够控制电动机驱动装置101所连接的电磁接触器4-2的开闭动作。

除此以外的电路结构要素与图1所示的电路结构要素相同，因此对相同的电路结构要素标注相同标记而省略关于该电路结构要素的详细的说明。

此外，在图4中将电动机的个数设为两个，但即使是除此以外的多个(三个以上)也同样能够适用。存在为了对多个电动机进行驱动控制也必须设置多个电动机驱动装置的情况，但是只要将至少一个电动机驱动装置构成为具备上述的监视部11、判定部12、电磁接触器控制部13以及输出部14的电动机驱动装置1，并将来自该输出部14的输出和来自其它电动机驱动装置内的电磁接触器控制部的输出输入到与门15来使用从与门15输出的指令控制各电磁接触器的开闭动作，就能够防止各电动机驱动装置的构成部件、各电动机自身发生损坏。

此外，上述的监视部11、判定部12、电磁接触器控制部13、输出部14以及与门15例如既可以通过软件程序形式来构建，或者也可以通过各种电子电路与软件程序的组合来构建。例如在通过软件程序形式来构建上述的各部分的情况下，通过使处于电动机驱动装置1的控制装置内的运算处理装置按照该软件程序进行动作，能够实现上述的各部分的功能。或者也可以将监视部11、判定部12、电磁接触器控制部13、输出部14以及与门15实现为写入了实现各部的功能的软件程序的半导体集成电路。

根据本发明，即使对电动机驱动装置错误地连接了不适当的交流电源，由于维持连接在电动机驱动装置与交流电源之间的电磁接触器的开状态(断开状态)，因此能够防止电动机驱动装置的构成部件、电动机自身发生损坏。另外，在控制多个电动机驱动装置的情况下，仅通过设置至少一个基于本发明的电动机驱动装置，就能够防止驱动各电动机的所有的电动机驱动装置的构成部件、电动机自身发生损坏。