專利名稱：電動機的線圈過熱防止裝置以及電動機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動機的線圈過熱防止裝置以及控制向電動機供給的驅動電力的控 制裝置。
背景技術：
當在電動機的定子線圈中流過電流時，在定子線圈內產生損失，與該損失成比例 定子線圈的溫度上升。當定子線圈的溫度過分上升時會燒壞。因此，在電動機的驅動控制 中，檢測定子線圈的溫度，在檢測出的溫度超過對于該定子線圈預先設定的上限溫度(以下 稱“報警水平”)的情況下進行控制使電動機的驅動停止，由此進行防止定子線圈燒壞的線 圈過熱防止控制。
為了 一邊防止線圈的過熱一邊高效地驅動控制電動機，線圈的正確的溫度檢測是 不可缺少的。作為電動機的線圈溫度的檢測方法，粗略劃分具有在定子線圈內設置溫度傳 感器(溫度檢測元件)測定溫度的方法和根據在線圈中流動的電流推定運算線圈溫度的方 法。
此中，在根據線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的一般的方法中，當把使用 檢測電阻、霍爾元件或電流傳感器等檢測出的線圈中流動的電流設為I，把電動機的線圈的 電阻設為R時，遵照“Q=I2XR”的公式計算在線圈中產生的損失Q，根據定子線圈的溫度與 損失Q成比例上升的特性，對損失Q乘以規定的常數，將其與電動機的周圍溫度相加，由此 推定定子線圈的溫度。
還提出了幾個更高精度地根據線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的方法。
例如，具有在日本特開2000 - 308389號公報以及日本特開2004 — 208453號公 報中記載的方法，該方法不在線圈內設置溫度傳感器，而是使用電氣電路根據電流以及電 壓計算線圈的溫度。
另外例如具有在日本特許第4237075號公報中記載的方法，在該方法中在線圈中 設置溫度傳感器(溫度檢測元件)來測定溫度，使用通過線圈中流動的電流值的二次函數決 定的值修正該測定結果。
另外例如具有在日本特開平5 — 268718號公報中記載的方法，在該方法中在線圈 中設置溫度傳感器來檢測實際線圈溫度，使用電動機的負荷電流以及周圍溫度根據檢測出 的實際線圈溫度預測線圈的溫度。
根據在定子線圈中設置溫度傳感器(溫度檢測元件)測定溫度的方法，具有能夠正 確地測定定子線圈的溫度的優點。但是，因為需要從定子線圈向溫度檢測元件高效率地傳 熱，所以需要使用熱導率高的高質量的材料制成用于在定子線圈中設置溫度檢測元件的部 件以及粘接劑，另外，因為需要設置用于向控制裝置發送來自溫度檢測元件的溫度信息的 配線以及連接部，所以具有制造成本高的缺點。
另外，使用根據在定子線圈中流動的電流推定運算線圈的溫度的方法，因為不需 要設置溫度檢測元件，所以具有能夠抑制制造成本的優點。但是，因為根據在定子線圈中產生的損失Q (=I2XR)推定線圈的溫度，所以能夠正確地計算線圈的相對的溫度變化量，但 是因為在電動機的周圍溫度上相加該相對的溫度變化量來推定定子線圈的溫度，所以推定 結果受到電動機的周圍溫度的影響，不能說得到的定子線圈的溫度是正確的。
在防止線圈燒壞的線圈過熱防止控制中，因為在檢測出的定子線圈的溫度超過對 于該定子線圈預先設定的上限溫度的情況下進行使電動機的驅動停止的控制，所以當無法 正確地檢測線圈的溫度時，無法高效率地驅動控制電動機。
另外，作為根據線圈中流動的電流檢測線圈溫度的方法，使用在根據定子線圈中 產生的損失推定的定子線圈的溫度變化量上相加電動機的周圍溫度，由此來檢測定子線圈 的溫度的方法，在進行線圈過熱防止控制時，一般使用以下的方法根據在電動機的周圍 溫度上相加電動機的定子線圈取得的溫度變化量得到的溫度和在電動機的使用環境中設 想的最高的周圍溫度，設定成為是否停止電動機驅動的判斷基準的定子線圈的上限溫度即 “報警水平”，但是使用該方法時，由于以下的理由，無法高效率地驅動控制電動機。圖5a表 示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周 圍溫度是40°C的情況。圖5b表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電 動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是20°C的情況。圖5c表示根據在電動機的定子線圈 中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是0°C的情況。
如上所述，定子線圈的溫度與電流在電動機的定子線圈中流動時發生的損失Q成 比例地上升。在把電動機的定子線圈中流動的電流設為I，電動機的定子線圈的電阻設為R 時，因為在定子線圈中產生的損失Q用“ Q=I2XR”表示，所以在定子線圈中發生圖5a、圖5b 以及圖5c所示的溫度變化。該溫度變化自身雖然與電動機的周圍溫度無關為恒定，但是因 為在電動機的周圍溫度上相加該相對的溫度變化量來推定定子線圈的溫度，所以推定結果 根據電動機周圍溫度發生變化。例如，電動機的周圍溫度越低，根據在定子線圈中流動的電 流推定的定子線圈的溫度越低。在使用電動機的環境中可設想的最高的周圍溫度上相加電 動機的溫度變化量的最大值得到的溫度，可以認為是定子線圈的實際的界限溫度。
例如，當假定在使用電動機的環境中可設想的最高的周圍溫度為40°C時，如圖5a 所示，考慮在該周圍溫度40°C上相加電動機的溫度變化量的最大值得到的溫度(圖中用虛 線表示的溫度)是定子線圈的實際的界限溫度。在使用電動機的環境中可設想的最高的周 圍溫度為40°C的情況下，把該定子線圈的實際的界限溫度設定為關于該固定線圈的報警水 平(圖中用點劃線表示的溫度)。因此，當在使用電動機的環境中可設想的最高的周圍溫度 40°C以下驅動電動機時，能夠不燒壞定子線圈，最大限度發揮電動機具有的性能。
但是，在周圍溫度20°C以下驅動該電動機時，如圖5b所示，定子線圈的報警水平 從定子線圈的實際的界限溫度偏離，另外，在周圍溫度0°c以下驅動該電動機時，如圖5c所 示，定子線圈的報警水平從定子線圈的實際的界限溫度進一步偏離，無法進行充分發揮電 動機具有的性能的驅動，效率低。
這樣，在使用在根據定子線圈中發生的損失Q推定的定子線圈的溫度變化量上相 加電動機的周圍溫度，由此來檢測定子線圈的溫度的方法，進行線圈過熱防止控制時，如果 使用現有的方法，則無法高效率地驅動控制電動機。發明內容
鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠高精度地防止電動機的定子線圈 的過熱，高效率地驅動電動機的低成本的線圈過熱防止裝置以及具有該線圈過熱防止裝置 的電動機的控制裝置。
為了實現上述目的，在本發明的第一方式中，電動機的線圈過熱防止裝置具有定 子線圈溫度計算部，其根據基于在電動機的定子線圈中流動的電流推定的定子線圈的溫度 變化量和電動機的周圍溫度計算定子線圈溫度；位置檢測器溫度檢測部，其檢測在檢測電 動機的轉子的位置信息的位置檢測器內設置的溫度檢測元件表示的溫度；和報警信號輸出 部，其在定子線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號，所述報警水平在周圍溫度在規定的 溫度以下時是根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比上述規定的 溫度高時是為了保護位置檢測器不會過熱而規定的溫度。另外，電動機的線圈過熱防止裝 置還具有線圈保護部，其在從報警信號輸出部接收到報警信號時指令停止向電動機供給驅 動電力。
本發明的第一方式的電動機的線圈過熱防止裝置可以具有切換部，其通過上述 定子線圈溫度計算部計算的上述定子線圈溫度和在上述定子線圈中設置的溫度檢測元件 表示的溫度，切換在上述報警信號輸出部中在與上述報警水平的比較中使用的定子線圈溫度。
另外，在本發明的第二方式中，控制向電動機供給的驅動電力的控制裝置，具有本 發明的第一方式的線圈過熱防止裝置。即，根據本發明的第二方式，控制向電動機供給的驅 動電力的控制裝置具有檢測在電動機的定子線圈中流動的電流的電流檢測部；根據基于 電流檢測部檢測出的電流推定的定子線圈的溫度變化量和電動機的周圍溫度計算定子線 圈溫度的定子線圈溫度計算部；檢測電動機的轉子的位置信息的位置檢測部；在位置檢測 器內設置的溫度檢測元件；檢測溫度檢測元件表示的溫度的位置檢測器溫度檢測部；在定 子線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號的報警信號輸出部，報警水平在周圍溫度在規定 的溫度以下時是根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比上述規定 的溫度高時是用于防止位置檢測器過熱而預先設定的溫度；以及在從報警信號輸出部接收 到報警信號時指令停止向電動機供給驅動電力的線圈保護部。
另外，本發明的第二方式的電動機的控制裝置可以具有位置檢測器報警信號輸出 部，其在位置檢測器溫度檢測部檢測出的溫度超過為防止位置檢測器過熱而規定的溫度 時，輸出位置檢測器報警信號和位置檢測器保護部，其在從位置檢測器報警信號輸出部接 收到位置檢測器報警信號時指令停止向電動機供給驅動電力。
本發明的第二方式的電動機的控制裝置可以具有切換部，其通過定子線圈溫度計 算部計算的定子線圈溫度和在定子線圈中設置的溫度檢測元件表示的溫度，切換在報警信 號輸出部中在與報警水平的比較中使用的定子線圈溫度。
另外，在本發明的第二方式的電動機的控制裝置中，可以可裝卸地設置位置檢測 器，即可以具有用于裝卸位置檢測器的安裝部。
通過參照以下的附圖，能夠更加明確地理解本發明。
圖1是表示本發明第一實施例的電動機的線圈過熱防止裝置以及具有該線圈過熱防止裝置的電動機的控制裝置的圖。
圖2是表示本發明第二實施例的電動機的線圈過熱防止裝置以及具有該線圈過 熱防止裝置的電動機的控制裝置的圖。
圖3是表示本發明第一以及第二實施例中的定子線圈的溫度和位置檢測器內的 溫度檢測元件表示的溫度的關系的圖。
圖4a是表示本發明第一以及第二實施例的電動機的定子線圈的上限溫度和電動 機的周圍溫度的關系的圖，表示周圍溫度為40 V的情況。
圖4b是表示本發明的第一以及第二實施例的電動機的定子線圈的上限溫度和電 動機的周圍溫度的關系的圖，表示周圍溫度為20 V的情況。
圖4c是表示本發明第一以及第二實施例的、電動機的定子線圈的上限溫度和電 動機的周圍溫度的關系的圖，表示周圍溫度是O V的情況。
圖5a是表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍 溫度的關系的圖，表示周圍溫度是40 V的情況。
圖5b是表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍 溫度的關系的圖，表示周圍溫度是20°C的情況。
圖5c是表示根據在電動機的定子線圈中流動的電流推定的溫度和電動機的周圍 溫度的關系的圖，表示周圍溫度是0°c的情況。
具體實施方式
參照以下的
電動機的線圈過熱防止裝置以及電動機的控制裝置。但是希 望理解本發明不限于附圖或者以下說明的實施方式。
圖1表示本發明第一實施例的電動機的線圈過熱防止裝置以及具有該線圈過熱 防止裝置的電動機的控制裝置。以后假定在不同的附圖中賦予相同的參照符號的部件表示 為具有相同功能的結構要素。關于電動機2，僅表示定子線圈3、轉子4以及軸5，省略其他 的結構。這里，對通過控制裝置100驅動控制電動機2的情況進行說明，但是無論電動機2 是哪個類型都能夠應用本發明。在電動機2內設置用于檢測轉子4的角度或角速度等的位 置信息的位置檢測器22。通常，在位置檢測器22中，預先設置用于防止其內部的印刷電路 基板上的部件過熱的溫度檢測元件23。因此，該溫度檢測元件23處于與定子線圈3非接觸 的狀態。
如圖1所示，控制向電動機2供給的驅動電力的控制裝置100在其內部具有線圈 過熱防止裝置I。以下說明各結構。
電動機2的線圈過熱防止裝置I具有根據基于在電動機2的定子線圈3內流動 的電流推定的定子線圈3的溫度變化量和電動機2的周圍溫度計算定子線圈溫度的定子線 圈溫度計算部11 ;檢測在用于檢測電動機2的轉子4的位置信息的位置檢測器22內設置的 溫度檢測元件23表示的溫度的位置檢測器溫度檢測部12 ;以及在定子線圈溫度超過報警 水平時輸出報警信號的報警信號輸出部13，報警水平在周圍溫度在規定的溫度以下時是根 據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比上述規定的溫度高時是為防 止位置檢測器22過熱而規定的溫度。另外，電動機2的線圈過熱防止裝置I還具有線圈保 護部14，其在從報警信號輸出部13接收到報警信號時指令停止向電動機2供給驅動電力。在線圈保護部14指令停止供給驅動電力時，電動機2的驅動停止。這些定子線圈溫度計算部11、位置檢測器溫度檢測部12以及報警信號輸出部13，作為電動機2的控制裝置100內的運算處理裝置的功能的一部分來實現。另外，電動機2的周圍溫度通過在電動機2的附近設置的溫度傳感器或溫度計(未圖示)來檢測，把檢測出的電動機2的周圍溫度輸入給報警信號輸出部13。
定子線圈溫度計算部11在定子線圈3的溫度的推定中，使用在電動機2的定子線圈3中流動的電流，為了檢測該電流，使用電流檢測部21。通過電流檢測部21檢測到的電流，本來是在電動機2的驅動控制中使用的電流，但是在本發明中還用于定子線圈3的溫度的推定。
這樣，在本實施例中，控制向電動機2供給的驅動電力的控制裝置100具有上述的線圈過熱防止裝置I。即，根據本實施例，控制向電動機2供給的驅動電力的控制裝置100 具有檢測在電動機2的定子線圈3中流動的電流的電流檢測部21 ;根據基于電流檢測部 21檢測出的電流推定的定子線圈3的溫度變化量和電動機2的周圍溫度計算定子線圈溫度的定子線圈溫度計算部11 ;檢測電動機2的轉子4的位置信息的·位置檢測部22 ;在位置檢測器22內設置的溫度檢測元件23 ;檢測溫度檢測元件23表示的溫度的位置檢測器溫度檢測部12 ;在定子線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號的報警信號輸出部13，所述報警水平在周圍溫度在規定的溫度以下時是根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比規定的溫度高時是為了防止位置檢測器22過熱預先設定的溫度；和在從報警信號輸出部13接收到報警信號時指令停止向電動機2供給驅動電力的線圈保護部14。
此外，作為本實施方式的變形例，電動機2的控制裝置100還可以具有位置檢測器報警信號輸出部31，其在位置檢測器溫度檢測部12檢測出的溫度超過為了防止位置檢測器22過熱而規定的溫度時，輸出位置檢測器報警信號；以及位置檢測器保護部32，其在從位置檢測器報警信號輸出部31接收到位置檢測器報警信號時指令停止向電動機2供給驅動電力。由此，能夠切實地防止在電動機2內設置的位置檢測器22的過熱。這些位置檢測器報警信號輸出部31以及位置檢測器保護部32能夠作為電動機2的控制裝置100內的運算處理裝置的功能的一部分來實現。
另外，作為本實施例的變形例，可以可裝卸地設置位置檢測部22，即，在控制裝置 100中可以具有用于裝卸位置檢測器22的安裝部(未圖示)。裝卸部例如是插座型的裝卸部。如上所述，位置檢測部22通常為了防止其內部的印刷電路基板上的部件過熱，預先設置了溫度檢測元件23。溫度檢測元件23的檢測精度具有各種各樣的種類，但是只要預先準備多個內置的溫度檢測元件23的檢測精度不同的位置檢測部22，則僅通過更換在上述裝卸部上安裝的位置檢測器22，就能夠實現使用各種精度的定子線圈溫度計算部11的溫度推定。例如，如果使用具有廉價低精度的溫度檢測元件23的位置檢測部22，則通過定子線圈溫度計算部11推定的溫度的誤差變大，如果使用具有高價高精度的溫度檢測元件23的位置檢測部22，則通過定子線圈溫度計算部11推定的溫度的誤差變小。因此，如果適宜區分使用這樣的內置的溫度檢測元件23的檢測精度不同的位置檢測部22，則能夠實現電動機的柔性運用，例如把安裝了具有高精度的溫度檢測元件23的位置檢測部22的電動機2 作為大電流 高轉矩特性的電動機使用，把安裝了具有低精度的溫度檢測元件23的位置檢測部22的電動機2作為小電流 低轉矩特性的電動機使用，能夠有效把一個電動機2作為具有各種特性的電動機使用。
圖2是表示本發明的第二實施例的電動機的線圈過熱防止裝置以及具有該線圈 過熱防止裝置的電動機的控制裝置的圖。本發明的第二實施例的電動機的線圈過熱防止裝 置以及具有該線圈過熱防止裝置的電動機的控制裝置，在電動機2的定子線圈上設置了溫 度檢測元件時也能夠應對。即，電動機2的線圈過熱防止裝置I還具有切換部15，其通過定 子線圈溫度計算部11計算出的定子線圈溫度和在電動機2的定子線圈3上設置的溫度檢 測元件33表示的溫度，切換在報警信號輸出部13中在與報警水平的比較中使用的定子線 圈溫度。切換部15可以作為電動機2的控制裝置100的運算處理裝置的功能的一部分來 實現。此外，關于其他的電路結構要素，與圖1中表示的電路結構要素相同，對同一電路結 構要素賦予了相同的符號，并省略該電路結構要素的詳細說明。因此，能夠可靠地防止電動 機的定子線圈的過熱，并且能夠根據電動機的使用狀況或者用戶的愛好實現電動機的柔性 運用。例如，如果準備在定子線圈內直接安裝了溫度檢測元件的高性能的電動機以及在定 子線圈內未安裝溫度檢測元件的電動機這兩種電動機，則能夠通過切換器15使用定子線 圈溫度計算部11計算出的定子線圈溫度和在電動機2的定子線圈3中設置的溫度檢測元 件33表示的溫度，簡單地切換在報警信號輸出部13中在與報警水平的比較中使用的定子 線圈溫度，所以能夠實現電動機的柔性運用。
接著說明報警信號輸出部13以及線圈保護部14的動作。
如上所述，位置檢測器22內的溫度檢測元件23，本來用于檢測位置檢測器22內的 印刷電路基板上的部件附近的溫度，該溫度檢測元件23處于與定子線圈3非接觸的狀態。 因此，位置檢測器22內的溫度檢測元件23表示的溫度比電動機2的定子線圈溫度低。例 如，當設電動機2的定子線圈溫度和位置檢測器22內的溫度檢測元件23表示的溫度的差 是40°C，開始電動機2的驅動后定子線圈的溫度變化量為120°C時，在電動機2的周圍溫 度20°C的情況下定子線圈溫度為140°C，位置檢測器22內的溫度檢測元件23表示的溫度 成為100°C，在電動機2的周圍溫度為60°C的情況下定子線圈溫度為180°C，位置檢測器22 內的溫度檢測元件23表示的溫度成為140°C。另外，一般位置檢測器22內的印刷電路基 板上的部件的耐熱性比電動機2的定子線圈3的耐熱性弱，所以為防止位置檢測器22內的 印刷電路基板上的部件過熱而規定的溫度(以下稱為“位置檢測器保護溫度”)低于定子線 圈3的上限溫度。圖3是表示本發明的第一以及第二實施例中的定子線圈的溫度和位置檢 測器內的溫度檢測元件表示的溫度的關系的圖。在圖3表示的圖表中，橫軸取轉矩(Nm)，縱 軸取定子線圈的溫度變化量(°C)。在圖3中，假定為防止位置檢測器22內的印刷電路基 板上的部件過熱而規定的位置檢測器保護溫度為100°C。當開始電動機2的驅動慢慢增加 轉矩時，定子線圈溫度以及位置檢測器22內的溫度檢測元件表示的溫度緩緩上升。在電動 機2的周圍溫度為20°C時，位置檢測器22內的溫度檢測元件23表示的溫度能夠達到位置 檢測器保護溫度100°C上升80°C的溫度，因此當位置檢測器保護溫度要達到100°C增大轉 矩時，其間流動大量的電流，定子線圈的溫度上升量也增大。對此，在電動機2的周圍溫度 為60°C時，位置檢測器內的溫度檢測元件表示的溫度達到位置檢測器保護溫度100°C僅允 許上升40°C的溫度，因此當位置檢測器保護溫度要達到100°C增大轉矩時，不需要像周圍 溫度為20°C時那樣的電流，因此，定子線圈的溫度上升量小。這表示電動機2的周圍溫度越 低，達到位置檢測器保護溫度的定子線圈的溫度上升量越大，電動機2的周圍溫度越高，達到位置檢測器保護溫度的定子線圈的溫度上升量越小。因此，在把定子線圈3內的報警水平設定為與用于保護位置檢測器22內的印刷電路基板上的部件的位置檢測器保護溫度相同的溫度時，電動機2的周圍溫度越高，定子線圈溫度越容易達到該報警水平。即，電動機 2的周圍溫度越高，即使把報警水平設定為與保護位置檢測器22內的印刷電路基板上的部件的位置檢測器保護溫度相同的溫度，定子線圈3達到實際的界限溫度的可能性越低，所以使用位置檢測器保護溫度能夠充分防止定子線圈3的過熱。
因此，在本發明的第一以及第二實施例中，在電動機2的周圍溫度在規定的溫度以下時，把報警水平設定為根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度高于規定的溫度時，把報警水平設定為為了防止位置檢測器過熱而規定的溫度，在定子線圈溫度超過該報警水平時，輸出報警信號，在接收到報警信號時，指令停止向電動機供給驅動電力。由此，能夠切實地防止電動機的定子線圈的過熱，并且能夠高效率地驅動電動機。
圖4a表示本發明的第一以及第二實施例的電動機的定子線圈的上限溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是40°C的情況。圖4b表示本發明第一以及第二實施例的電動機的定子線圈的上限溫度和電動機的周圍溫度的關系，表示周圍溫度是20°C的情況。圖4c表示本發明的第一以及第二實施例中的電動機的定子線圈的上限溫度和電動機的周圍溫度的關系的圖，表示周圍溫度是0°C的情況。上述“規定的溫度”，是在電動機2的周圍溫度上相加電動機2的溫度變化量的最大值得到的溫度成為定子線圈的實際的界限溫度(圖中用虛線表示的溫度)時的該周圍溫度。在圖示的例子中，如圖4b所示，把上述“規定的溫度”設定為20°C。在電動機2的周圍溫度在20°C以下時，如圖4b以及圖4c所示， 把在該周圍溫度上相加電動機的溫度變化量的最大值得到的溫度(圖中用一點劃線表示的溫度)規定為報警水平，在電動機2的周圍溫度比20°C高時，如圖4a所示，把報警水平規定為與為了防止位置檢測器22過熱而規定的位置檢測器保護溫度相同的溫度(在圖中用兩點劃線表示)。此時，如圖4a所示,在電動機2的周圍溫度是40°C時，當開始電動機2的驅動時，通過定子線圈溫度計算部11計算的定子線圈溫度隨時間緩緩上升。如果是現有的方法，則還把在周圍溫度20°C時作為定子線圈的實際的界限溫度設定了報警水平的報警水平在比周圍溫度20°C高的周圍溫度40°C時使用，由此即使在定子線圈中流動過度的電流，達到被設定為與位置檢測器保護溫度相同溫度的警報水平(圖中用兩點劃線表示的溫度)，由此輸出警報信號，停止向電動機2供給水平，能夠防止定子線圈進一步上升，能夠防止燒壞定子線圈。當把表示本發明的第一以及第二實施例的圖4a、圖4b以及圖4c與表示現有技術的圖5a、圖5b以及圖5c進行比較時，可知分別在圖4c以及圖5c中表示的周圍溫度0°C 時，實際的線圈的界限溫度和設定的報警水平的差(偏差)，表示本發明的第一以及第二實施例的圖4c的一方，比表示現有技術的圖5c小。由此可知本發明的第一以及第二實施例能夠不會燒壞定子線圈地最大限度發揮電動機具有的性能。
本發明能夠應用于防止由于電動機的定子線圈過熱使之燒壞的線圈過熱防止裝置以及包含它的電動機的控制裝置。
根據本發明，能夠實現能夠高精度地防止電動機的定子線圈過熱，高效率地驅動電動機的低成本的線圈過熱防止裝置，以及具有該線圈過熱防止裝置的電動機的控制裝置。
在本發明的第一方式中，因為在電動機的周圍溫度在規定的溫度以下的情況下報警水平是根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比規定的溫度高的 情況下，把報警水平設定為為了防止位置檢測器過熱而規定的溫度，在定子線圈溫度超過 報警水平時，輸出報警信號，在接收到報警信號時指令停止向電動機供給驅動電力，所以能 夠可靠地防止電動機的定子線圈的過熱，高效率地驅動電動機。一般，在用于檢測電動機的 轉子的位置信息的位置檢測器中，為了防止內部的印刷電路基板上的部件過熱而預先設置 了溫度檢測元件，但是根據本發明的第一實施方式，因為使用在該位置檢測器內已經設置 的溫度檢測元件，所以不需要在定子線圈內新設置溫度檢測元件，能夠低成本地而且可靠 地防止電動機的定子線圈的過熱。
另外，本發明的第一方式的電動機的線圈過熱防止裝置可以具有切換部，其通過 定子線圈溫度計算部計算出的定子線圈溫度和在定子線圈中設置的溫度檢測元件表示的 溫度，切換在報警信號輸出部中在與報警水平的比較中使用的定子線圈溫度，由此，能夠切 實防止電動機的定子線圈的過熱，同時還能夠根據電動機的使用狀況或者用戶的愛好實現 電動機的柔性運用。
另外，在本發明的第二方式中，控制向電動機供給的驅動電力的控制裝置因為具 有第一方式的電動機的線圈過熱防止裝置，所以能夠可靠地防止電動機的定子線圈的過 熱，能夠高效率地驅動控制電動機。另外，因為使用在該位置檢測器中已經設置的溫度檢測 元件，所以不需要在定子線圈內新設置溫度檢測元件，能夠低成本切實地防止電動機的定 子線圈的過熱，能夠高效率地驅動控制電動機。
另外，本發明的第二方式的電動機的控制裝置還可以具有位置檢測器報警信號輸 出部其在位置檢測器溫度檢測部檢測出的溫度超過為了防止位置檢測器過熱而規定的溫 度時，輸出位置檢測器報警信號和位置檢測器保護部，其在從位置檢測器報警信號輸出部 接收到位置檢測器報警信號時，指令停止向電動機供給驅動電力，由此能夠切實地防止在 電動機內設置的位置檢測器的過熱。
另外，本發明的第二方式的電動機的控制裝置可以具有切換部，其通過定子線圈 溫度計算部算出的定子線圈溫度和在定子線圈中設置的溫度檢測元件表示的溫度，切換在 報警信號輸出部中在與報警水平的比較中使用的定子線圈溫度，由此，能夠切實地防止電 動機的定子線圈的過熱，并且還能夠根據電動機的使用狀況或者用戶的愛好實現電動機的 柔性運用。
另外，在本發明的第二方式的電動機的控制裝置中，可以可裝卸地設置位置檢測 器，由此，能夠切實地防止電動機的定子線圈的過熱，并且還能夠根據電動機的使用狀況或 者用戶的愛好實現電動機的柔性運用。
權利要求
1.一種電動機的線圈過熱防止裝置(1)，其特征在于，具有定子線圈溫度計算部(11)，其根據基于在電動機(2)的定子線圈(3)中流動的電流推定的上述定子線圈(3)的溫度變化量和上述電動機(2)的周圍溫度計算定子線圈溫度；位置檢測器溫度檢測部(12)，其檢測在檢測上述電動機(2)的轉子(4)的位置信息的位置檢測器(22)內設置的溫度檢測元件(23)表示的溫度；和報警信號輸出部(13)，其在上述定子線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號，所述報警水平在上述周圍溫度在規定的溫度以下時是根據上述溫度變化量的最大值和上述周圍溫度規定的溫度，在上述周圍溫度比上述規定的溫度高時是為了防止上述位置檢測器(22 ) 過熱而規定的溫度。
2.根據權利要求1所述的電動機的線圈過熱防止裝置(1)，其特征在于，還具有線圈保護部(14)，其在從上述報警信號輸出部(13)接收到上述報警信號時指令停止向上述電動機(2 )供給驅動電力。
3.根據權利要求1或2所述的電動機的線圈過熱防止裝置(I)，其特征在于，還具有切換部(15)，其通過上述定子線圈溫度計算部(11)計算的上述定子線圈溫度和在上述定子線圈(3 )中設置的溫度檢測元件(33 )表示的溫度，切換在上述報警信號輸出部(13)中在與上述報警水平的比較中使用的定子線圈溫度。
4.一種電動機的控制裝置(100)，其控制向電動機(2)供給的驅動電力，其特征在于， 具有電流檢測部(21)，其檢測在上述電動機(2)的定子線圈(3)中流動的電流；定子線圈溫度計算部(11)，其根據基于上述電流檢測部(21)檢測出的上述電流推定的上述定子線圈(3)的溫度變化量和上述電動機(2)的周圍溫度計算定子線圈溫度；位置檢測部(22)，其檢測上述電動機(2)的轉子(4)的位置信息；溫度檢測元件(23)，其被設置在上述位置檢測器(22)內；位置檢測器溫度檢測部(12)，其檢測上述溫度檢測元件(23)表示的溫度；報警信號輸出部(13)，其在上述定子線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號，所述報警水平在上述周圍溫度在規定的溫度以下時是根據上述溫度變化量的最大值和上述周圍溫度規定的溫度，在上述周圍溫度比上述規定的溫度高時是為了防止上述位置檢測器(22 ) 過熱而預先設定的溫度；以及線圈保護部(14)，其在從上述報警信號輸出部(13)接收到上述報警信號時指令停止向上述電動機(2 )供給驅動電力。
5.根據權利要求4所述的電動機的控制裝置(100)，其特征在于，上述規定的溫度是在上述周圍溫度在規定的溫度以下時使用的規定了上述報警水平時的上述電動機(2)的周圍溫度。
6.根據權利要求4或5所述的電動機的控制裝置(100)，其特征在于，還具有位置檢測器報警信號輸出部(31)，其在上述位置檢測器溫度檢測部(12)檢測出的溫度超過為防止上述位置檢測器(22)過熱而規定的溫度時，輸出位置檢測器報警信號；和位置檢測器保護部(32)，其在從上述位置檢測器報警信號輸出部(31)接收到上述位置檢測器報警信號時指令停止向上述電動機(2 )供給驅動電力。
7.根據權利要求4到6的任意一項所述的電動機的控制裝置(100)，其特征在于， 還具有切換部(15)，其通過上述定子線圈溫度計算部(11)計算的上述定子線圈溫度和在上述定子線圈(3)中設置的溫度檢測元件(33)表示的溫度，切換在上述報警信號輸出部(13)中在與上述報警水平的比較中使用的定子線圈溫度。
8.根據權利要求4到7的任意一項所述的電動機的控制裝置(100)，其特征在于，還具有用于裝卸上述位置檢測器(22)的安裝部。
全文摘要
本發明提供電動機的線圈過熱防止裝置以及電動機的控制裝置。在電動機(2)的控制裝置(100)內設置的線圈過熱防止裝置(1)具有定子線圈溫度計算部(11)，其根據基于在電動機(2)的定子線圈(3)中流動的電流推定的定子線圈(3)的溫度變化量和電動機(2)的周圍溫度計算定子線圈溫度；位置檢測器溫度檢測部，其檢測用于檢測電動機(2)的轉子(4)的位置信息的位置檢測器(22)內的溫度檢測元件(23)表示的溫度；和報警信號輸出部(13)，其在線圈溫度超過報警水平時輸出報警信號，所述報警水平在周圍溫度在規定的溫度以下時是根據溫度變化量的最大值和周圍溫度規定的溫度，在周圍溫度比規定的溫度高時是用于防止位置檢測器(22)過熱的溫度。
文檔編號H02H7/085GK103022975SQ20121035714
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者植松秀俊, 李升埈 申請人:發那科株式會社