电动机驱动装置制造方法
【专利摘要】实施方式的电动机驱动装置（1)具备：电动机驱动部，其基于位置指令以及电动机的位置检测值，生成对所述电动机进行驱动的电流■’电动机线圈周边温度推定部（7)，其利用兼具相位超前特性和低通特性的滤波器，对在所述电动机的电动机线圈周边部设置的温度传感器的输出值进行校正，由此算出电动机线圈周边温度推定值;电动机线圈上升温度推定部（6)，其根据所述电流算出电动机线圈上升温度推定值；以及电动机线圈保护部（9)，其基于所述电动机线圈周边温度推定值和所述电动机线圈上升温度推定值，对所述电流施加限制。
【专利说明】电动机驱动装直
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具备线圈的多相电动机的驱动装置，特别是具备电动机温度推定功能 的电动机驱动装置。
【背景技术】
[0002] 在电动机以及电动机驱动装置中，由于电流流过电动机线圈而产生驱动扭矩，但 是，在大电流持续流过电动机线圈的情况下，电动机线圈有可能发热，例如达到大于或等于 180°C的高温，产生电动机线圈的破损、电动机磁铁的退磁等故障。因此，需要测定电动机线 圈的温度，对流过电动机线圈的电流进行限制等的保护。然而，在物理层面，难以针对电动 机线圈直接设置温度传感器，因此，需要通过某种方法推定电动机线圈温度。
[0003] 在现有的电动机驱动装置的电动机线圈温度推定方法中，例如专利文献1记载的 那样，对利用在电动机周边设置的温度传感器检测出的温度、和使电动机电流的平方值乘 以增益而得到的值的积分值通过低通滤波器所得的值进行加法运算，由此推定电动机线圈 温度。
[0004] 专利文献1 :日本特开2005-204358号公报
【发明内容】
[0005] 然而，在上述现有的电动机线圈温度推定方法中，并未考虑从电动机线圈到在电 动机周边所设置的温度传感器的热传导滞后。因此，存在如下课题，即，在刚起动之后起直 至设置有温度传感器的电动机周边部的温度上升并达到稳定状态为止的期间，电动机线圈 温度推定值和实际值之差即温度推定误差增大，无法充分保护电动机线圈。
[0006] 另外，在上述电动机线圈温度推定方法中，存在如下课题，S卩，作为与电动机电流 的平方值相乘的增益而使用固定值，但是，电动机的热阻依赖于用于组装电动机的法兰 (flange)等装置的构造而变化，因此，电动机线圈温度推定误差可能会随着装置不同而增 大。
[0007] 本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种电动机驱动装置，其使 用如下电动机线圈温度推定方法，其中，即使在刚起动之后的设置有温度传感器的电动机 周边部的温度低的状态下，由于使有效的电动机线圈保护起作用，因此，会减小误差。
[0008] 并且，本发明的目的在于提供一种电动机驱动装置，其使用如下电动机线圈温度 推定方法，其中，即使用于组装电动机的装置发生变化，通过简单地对在电动机线圈温度推 定中使用的常数进行确定，也会使有效的电动机线圈保护起作用，因此，会减小误差。
[0009] 为了解决上述课题并达成目的，本发明的特征在于，具备：电动机驱动部，其基于 位置指令以及电动机的位置检测值，生成对所述电动机进行驱动的电流；电动机线圈周边 温度推定部，其利用兼具相位超前特性和低通特性的滤波器，对在所述电动机的电动机线 圈周边部设置的温度传感器的输出值进行校正，由此算出电动机线圈周边温度推定值；电 动机线圈上升温度推定部，其根据所述电流算出电动机线圈上升温度推定值；以及电动机 线圈保护部，其基于所述电动机线圈周边温度推定值和所述电动机线圈上升温度推定值， 对所述电流施加限制。
[0010] 发明的效果
[0011] 本发明所涉及的电动机驱动装置具有如下效果，即，即使在起动时等的电动机线 圈的实际温度、和设置有温度传感器的电动机周边部的温度差较大的状态下，也能够对热 传递滞后进行校正，能够推定更精确的电动机周边温度。并且，还具有如下效果，即，通过与 根据电动机电流推定的电动机线圈温度上升推定值加法运算，能够推定更精确的电动机线 圈温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是表示实施方式1的具备电动机线圈温度推定方法的电动机驱动装置以及电 动机的结构的框图。
[0013] 图2是对实施方式1的电动机内部的电动机线圈温度和温度传感器的配置进行说 明的不意图。
[0014] 图3-1是针对实施方式1的电动机线圈温度推定部的电流的时间序列绘制的曲线 图。
[0015] 图3-2是针对实施方式1的电动机线圈温度推定部的电动机线圈推定发热量的时 间序列绘制的曲线图。
[0016] 图3-3是针对实施方式1的电动机线圈温度推定部的温度传感器检测值的时间序 列绘制的曲线图。
[0017] 图3-4是针对实施方式1的电动机线圈温度推定部的电动机线圈温度推定值的时 间序列绘制的曲线图。
[0018] 图4是表示实施方式2的电动机线圈温度推定部的结构的框图。
[0019] 图5是用于对在实施方式3的电动机线圈温度推定中使用的一阶超前补偿时间常 数'的确定方法进行说明的曲线图的示意图。
[0020] 图6是表示在实施方式3的电动机线圈温度推定中使用的一阶超前补偿时间常数 T2的确定方法的流程图。
[0021] 图7是表示在实施方式4的电动机线圈温度推定中使用的一阶超前补偿时间常数 Τ2和电动机线圈上升温度推定系数R(增益）的确定方法的流程图。
[0022] 图8是用于对在实施方式4的电动机线圈温度推定中使用的系数的确定方法进行 说明的曲线图的示意图。
【具体实施方式】
[0023] 以下，基于附图对本发明所涉及的电动机驱动装置的实施方式进行详细说明。此 夕卜，本发明不限定于该实施方式。
[0024] 实施方式1.
[0025] 对本发明的实施方式1所涉及的电动机驱动装置1的电动机线圈温度推定方法进 行说明。图1是表示本发明的实施方式1所涉及的具备电动机线圈温度推定方法的电动机 驱动装置1以及电动机101的结构的框图。电动机驱动装置1具备位置控制部2、速度控制 部3、电流控制部4、电动机线圈温度推定部5、以及电动机线圈保护部9。另外，利用电动机 驱动装置1驱动的电动机101具备电动机线圈102、位置传感器103、温度传感器104。电动 机驱动装置1基于位置指令控制电流，由此驱动电动机101。
[0026] 在电动机驱动装置1中，基于输入的位置指令和来自在电动机101中设置的位置 传感器103的位置检测值，位置指令部2对速度指令进行计算。接着，在速度控制部3中， 基于上述速度指令和根据上述位置检测值计算的速度检测值，对电流指令进行计算。接着， 在电流控制部4中，基于上述电流指令和由未图示的电流传感器检测出的电流检测值，对 电流进行控制，利用该电流对电动机101进行驱动。
[0027] 在电动机101中，由电动机驱动装置1控制的电流流过电动机线圈102,产生推力 (电动机扭矩），对组装有电动机101的装置进行驱动。另外，电动机101的旋转角度由位 置传感器103作为位置检测值而检测出，电动机线圈温度由温度传感器104作为电动机周 边温度检测值而检测出，它们分别被输出到电动机驱动装置1。位置检测值以及电动机周边 温度检测值以规定的时间间隔向电动机驱动装置1输出。位置检测值以及电动机周边温度 检测值二者输出的时间间隔可以不必相同，输出的定时也可以不必是同时。另外，时间间隔 可以不必是相等间隔。
[0028] 图2是对电动机101的电动机线圈102和温度传感器104的配置进行说明的示意 图。虽然应当检测的温度是电动机线圈102的温度，但是由于在构造方面难以在电动机线 圈102的附近设置温度传感器104,因此，通常温度传感器104在位置传感器（编码器）103 等电动机周边部设置的情况较多。电动机线圈102由于被电动机驱动装置1控制的电流而 发热，但是，直至电动机线圈102的温度传递到温度传感器104为止，存在热传递滞后。
[0029] 对由电动机驱动装置1所包含的电动机线圈温度推定部5实施的、考虑了热传递 滞后的电动机线圈温度推定进行说明。
[0030] 如以下公式（1)所示，电动机102的上升温度Λ T，是对每单位时间的发热量h和 每单位时间的散热量c之差进行积分的值除以热容量C所得的值。
[0031] [算式 1]
[0032]
【权利要求】
1. 一种电动机驱动装置，其特征在于， 具备： 电动机驱动部，其基于位置指令以及电动机的位置检测值，生成对所述电动机进行驱 动的电流； 电动机线圈周边温度推定部，其利用兼具相位超前特性和低通特性的滤波器，对在所 述电动机的电动机线圈周边部设置的温度传感器的输出值进行校正，由此算出电动机线圈 周边温度推定值； 电动机线圈上升温度推定部，其根据所述电流算出电动机线圈上升温度推定值；以及 电动机线圈保护部，其基于所述电动机线圈周边温度推定值和所述电动机线圈上升温 度推定值，对所述电流施加限制。
2. 根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述滤波器，作为所述相位超前特性而使用一阶超前滤波器，作为所述低通特性而使 用2阶低通滤波器。
3. 根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征在于， 根据所述温度传感器的输出值和其前1个输出值计算温度上升值，在该温度上升值 大于规定值的情况下，所述电动机线圈周边温度推定部使所述滤波器具备所述相位超前特 性，在该温度上升值小于所述规定值的情况下，所述电动机线圈周边温度推定部使所述滤 波器不具备所述相位超前特性。
4. 根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述电动机线圈周边温度推定部，在以规定的加减速曲线驱动所述电动机的情况下， 基于所述温度传感器的输出值的时间序列曲线、以及对该时间序列曲线赋予所述低通特性 而得到的时间序列曲线，确定在所述相位超前特性中使用的系数。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述电动机线圈上升温度推定部，利用低通滤波器对所述电流的平方值乘以规定的增 益而得到的值进行校正，由此算出所述电动机线圈上升温度推定值。
6. 根据权利要求5所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述电动机线圈上升温度推定部，在以规定的加减速曲线驱动所述电动机的情况下， 基于所述温度传感器的输出值以及所述电流的时间序列曲线，确定所述增益。
7. 根据权利要求4所述的电动机驱动装置，其特征在于， 所述电动机线圈上升温度推定部， 利用低通滤波器对所述电流的平方值乘以规定的增益而得到的值进行校正，由此算出 所述电动机线圈上升温度推定值， 基于利用确定的所述系数而获得的所述电动机线圈周边温度推定值、和以所述规定的 加减速曲线驱动所述电动机的情况下的所述温度传感器的输出值以及所述电流的时间序 列曲线，确定所述增益。
【文档编号】H02K11/00GK104221257SQ201280072079
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】永田雄一, 佐野修也, 杉江弘 申请人:三菱电机株式会社