切換使用pwm頻率的電動(dòng)機(jī)控制裝置制造方法

切換使用pwm頻率的電動(dòng)機(jī)控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種切換使用PWM頻率的電動(dòng)機(jī)控制裝置（101），其特征在于，具有：逆變器（3）；功率元件溫度取得部（6）；電動(dòng)機(jī)溫度取得部（7）；功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部（22）；電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部（23）；存儲(chǔ)了包含高PWM頻率以及低PWM頻率的至少兩種PWM頻率的PWM頻率存儲(chǔ)部（21）；判斷功率元件的溫度是否在功率元件溫度判定水平以上的功率元件溫度判斷部（8）；判斷電動(dòng)機(jī)的溫度是否在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的電動(dòng)機(jī)溫度判斷部（9）；根據(jù)功率元件溫度判斷部（8）以及電動(dòng)機(jī)溫度判斷部（9）的判斷結(jié)果，從規(guī)定的PWM頻率以及至少兩種PWM頻率中選擇向逆變器（3）指示的PWM頻率的PWM頻率選擇部（4）。
【專利說(shuō)明】切換使用PWM頻率的電動(dòng)機(jī)控制裝置
[0001]本申請(qǐng)通過(guò)引用申請(qǐng)日為2012年10月4的日本專利申請(qǐng)JP2012-222316的內(nèi)容，要求JP2012-222316的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)控制裝置，尤其涉及切換使用PWM頻率的電動(dòng)機(jī)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在電動(dòng)機(jī)控制裝置中，在高精度化、高輸出化以及小型化取得進(jìn)展的同時(shí)，產(chǎn)生與此相伴的功率元件或電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱的問(wèn)題，為了解決該問(wèn)題而開(kāi)發(fā)了硬件方面的新的冷卻技術(shù)。
[0004]但是，根據(jù)動(dòng)作環(huán)境或動(dòng)作條件，有時(shí)通過(guò)硬件方面的冷卻技術(shù)無(wú)法完全抑制發(fā)熱。在大部分的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，為了防止發(fā)熱導(dǎo)致的損壞，對(duì)功率元件以及電動(dòng)機(jī)設(shè)置過(guò)熱水平，應(yīng)用了當(dāng)功率元件以及電動(dòng)機(jī)的溫度超過(guò)過(guò)熱水平時(shí)使電動(dòng)機(jī)控制裝置停止的控制(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0005]但是，例如在機(jī)床的情況下，電動(dòng)機(jī)控制裝置的停止引起生產(chǎn)線的停止，因此，為了能夠以不超過(guò)過(guò)熱水平的溫度長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作，需要從控制方面也抑制發(fā)熱的技術(shù)。
[0006]因此，提出了根據(jù)逆變器的開(kāi)關(guān)元件的溫度狀態(tài)選擇PWM頻率的交流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置(例如專利文獻(xiàn)2)。在此，所謂“PWM頻率”，是指PWM控制方式的脈沖信號(hào)的頻率?，F(xiàn)有的控制裝置，作為通過(guò)包含功率用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的逆變器來(lái)控制施加電壓的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，具有溫度檢測(cè)部、PWM調(diào)制部、PWM模式選擇部、載波控制部。溫度檢測(cè)部檢測(cè)功率用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的元件溫度。PWM調(diào)制部根據(jù)相電壓指令和載波控制從逆變器施加到交流電動(dòng)機(jī)的脈沖寬度調(diào)制電壓。PWM模式選擇部在元件溫度在預(yù)定溫度以下的情況下選擇非同步PWM，當(dāng)元件溫度比預(yù)定溫度高時(shí)選擇同步PWM。
[0007]接著，使用圖1的流程圖說(shuō)明現(xiàn)有的控制裝置的動(dòng)作。在步驟S2000中取得逆變器的元件溫度Tsw。然后，在步驟S2100中比較元件溫度Tsw和預(yù)定溫度TO。在元件溫度Tsw比預(yù)定溫度TO高的情況下，在步驟S2500中控制裝置選擇同步PWM。另一方面，在元件溫度Tsw在預(yù)定溫度TO以下的情況下，在步驟S2600中控制裝置選擇非同步PWM。這樣，通過(guò)根據(jù)元件溫度Tsw選擇同步PWM控制和非同步PWM，在要使元件溫度降低的情況下進(jìn)行同步PWM控制來(lái)抑制元件溫度的上升，并且在不需要抑制元件溫度的上升的情況下進(jìn)行非同步PWM控制來(lái)抑制由于同步PWM而產(chǎn)生的電磁噪音的發(fā)生。
[0008]在現(xiàn)有的控制裝置中，著眼于在逆變器(inverter)中使用的功率用開(kāi)關(guān)元件(功率元件)的溫度來(lái)控制PWM頻率。但是，電動(dòng)機(jī)的溫度未成為控制的對(duì)象。電動(dòng)機(jī)的溫度具有當(dāng)使PWM頻率降低時(shí)反而上升的特性。因此，根據(jù)現(xiàn)有的控制裝置，雖然可以通過(guò)使PWM頻率降低來(lái)抑制功率元件的溫度的上升，但是產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的溫度反而上升的問(wèn)題。
[0009]專利文獻(xiàn)I JP-A-2004-82757
[0010]專利文獻(xiàn)2 JP-A-2010-246207
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，具有:逆變器，其通過(guò)使用功率元件的PWM控制將直流電壓變換為規(guī)定的PWM頻率的交流電壓并施加到電動(dòng)機(jī)；功率元件溫度取得部，其取得逆變器的功率元件的溫度；電動(dòng)機(jī)溫度取得部，其取得電動(dòng)機(jī)的溫度；功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)了功率元件溫度判定水平；電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)了電動(dòng)機(jī)溫度判定水平；PWM頻率存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)了包含頻率比規(guī)定的PWM頻率高的高PWM頻率以及頻率比規(guī)定的PWM頻率低的低PWM頻率的至少兩種PWM頻率；功率元件溫度判斷部，其判斷功率元件的溫度是否在功率元件溫度判定水平以上；電動(dòng)機(jī)溫度判斷部，其判斷電動(dòng)機(jī)的溫度是否在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上；以及PWM頻率選擇部，其根據(jù)功率元件溫度判斷部以及電動(dòng)機(jī)溫度判斷部的判斷結(jié)果，從規(guī)定的PWM頻率以及至少兩種PWM頻率中選擇向逆變器指示的PWM頻率。
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在功率元件的溫度不到功率元件溫度判定水平，并且電動(dòng)機(jī)的溫度不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，PWM頻率選擇部選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器指示的PWM頻率。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在功率元件的溫度不到功率元件溫度判定水平，并且電動(dòng)機(jī)的溫度在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，PWM頻率選擇部選擇高PWM頻率作為向逆變器指示的PWM頻率。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在功率元件的溫度在功率元件溫度判定水平以上，并且電動(dòng)機(jī)的溫度不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，PWM頻率選擇部選擇低PWM頻率作為向逆變器指示的PWM頻率。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在功率元件的溫度在功率元件溫度判定水平以上，并且電動(dòng)機(jī)的溫度在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，PWM頻率選擇部選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器指示的PWM頻率，并且生成用于發(fā)生警告的信號(hào)。
[0016]本發(fā)明的其它實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，還具有:功率元件溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)了功率元件溫度過(guò)熱判定水平；電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)了電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平；功率元件溫度過(guò)熱判斷部，其判斷功率元件的溫度是否在功率元件溫度過(guò)熱判定水平以上；以及電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部，其判斷電動(dòng)機(jī)的溫度是否在電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平以上，PWM頻率選擇部根據(jù)功率元件溫度過(guò)熱判斷部以及電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部的判斷結(jié)果，在功率元件溫度在功率元件溫度過(guò)熱水平以上的情況下，或者電動(dòng)機(jī)溫度在電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱水平以上的情況下，停止向逆變器的用于PWM頻率設(shè)定的指令。
[0017]本發(fā)明的又一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制裝置，還具有:第一差分計(jì)算部，其計(jì)算功率元件溫度與功率元件溫度判定水平的差分，即功率元件溫度差；以及第二差分計(jì)算部，其計(jì)算電動(dòng)機(jī)溫度與電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的差分，即電動(dòng)機(jī)溫度差，PWM頻率選擇部，在功率元件溫度差在電動(dòng)機(jī)溫度差以上的情況下選擇低PWM頻率，在功率元件溫度差不到電動(dòng)機(jī)溫度差的情況下選擇高PWM頻率。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，基于功率元件的溫度以及電動(dòng)機(jī)的溫度來(lái)控制PWM頻率，由此可以抑制電動(dòng)機(jī)控制裝置整體的發(fā)熱，因此能夠避免過(guò)熱同時(shí)最大限度地利用電動(dòng)機(jī)控制裝置具有的能力，并且進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)以下參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述以及其它特征、優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加明了。
[0020]圖1是用于說(shuō)明現(xiàn)有的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0021]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度和PWM頻率的關(guān)系的圖。
[0023]圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖。
[0024]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖。
[0026]圖7是本發(fā)明的實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]以下，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置。但是，請(qǐng)注意本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于這些實(shí)施方式，而涉及請(qǐng)求專利保護(hù)的范圍中記載的發(fā)明及其等價(jià)物。
[0029](實(shí)施例1)
[0030]首先，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖2表示本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置101具有控制部I和存儲(chǔ)部2。控制部I具有逆變器3、PWM頻率選擇部4、PWM頻率生成部5、功率元件溫度取得部
6、電動(dòng)機(jī)溫度取得部7、功率元件溫度判斷部8、電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9和警告通知部13。
[0031]存儲(chǔ)部2具有PWM頻率存儲(chǔ)部21、功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部22、電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部23。
[0032]逆變器3通過(guò)使用了功率元件的PWM控制將直流電壓變換為規(guī)定的PWM頻率的交流電壓，施加在電動(dòng)機(jī)30上。
[0033]功率元件溫度取得部6取得逆變器3的功率元件的溫度。具體來(lái)說(shuō)，功率元件溫度取得部6直接檢測(cè)或者根據(jù)流過(guò)功率元件的電流來(lái)推定功率元件的溫度，由此取得功率元件的溫度。例如可以使用熱敏電阻取得放大器的散熱器和功率元件的結(jié)合部附近的溫度，或者在根據(jù)與電流值和開(kāi)關(guān)次數(shù)成比例的損耗導(dǎo)致的發(fā)熱和放大器的散熱器部的熱時(shí)間常數(shù)推定出的值上，加上根據(jù)與電流值和開(kāi)關(guān)次數(shù)成比例的損耗導(dǎo)致的發(fā)熱和功率元件部的時(shí)時(shí)間常數(shù)推定出的上升量來(lái)求出放大器的散熱器和功率元件的結(jié)合部附近的溫度。
[0034]電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得電動(dòng)機(jī)的溫度。具體來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)溫度取得部7直接檢測(cè)或者根據(jù)流過(guò)電動(dòng)機(jī)30的電流推定電動(dòng)機(jī)30的溫度，由此取得電動(dòng)機(jī)30的溫度。例如存在使用設(shè)置在線圈附近的熱敏電阻來(lái)取得電動(dòng)機(jī)的溫度的方法、根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電流值(反饋數(shù)據(jù))進(jìn)行推定的方法。在根據(jù)電流值進(jìn)行推定的情況下，可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)的銅損(與電流值的平方成比例的損耗)導(dǎo)致的發(fā)熱以及熱時(shí)間常數(shù)來(lái)推定。為了更準(zhǔn)確地推定，有時(shí)也考慮鐵損導(dǎo)致的發(fā)熱。
[0035]功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部22存儲(chǔ)功率元件溫度判定水平，電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部23存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)溫度判定水平。[0036]PWM頻率存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)包含頻率比規(guī)定的PWM頻率高的高PWM頻率以及頻率比規(guī)定的PWM頻率低的低PWM頻率的至少兩種PWM頻率。
[0037]功率元件溫度判斷部8判斷功率元件的溫度是否在功率元件溫度判定水平以上。另一方面，電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9判斷電動(dòng)機(jī)的溫度是否在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上。
[0038]PWM頻率選擇部4根據(jù)功率元件溫度判斷部8以及電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9的判斷結(jié)果，從規(guī)定的PWM頻率以及至少兩種PWM頻率中選擇向逆變器3指示的PWM頻率。PWM頻率選擇部4通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)腜WM頻率來(lái)控制功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度。功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度和PWM頻率之間存在以下關(guān)系。首先，功率元件的損耗與電流值和開(kāi)關(guān)次數(shù)成比例。當(dāng)提高PWM頻率時(shí)，單位時(shí)間的開(kāi)關(guān)次數(shù)增加，因此，相同電流值下的損耗增大。所以，當(dāng)降低PWM頻率時(shí)損耗減小，可以使功率元件的溫度降低。另一方面，電動(dòng)機(jī)為了輸出某輸出所需要的電流不依存于PWM頻率而恒定。在PWM控制中控制成平均地流過(guò)某電流，但是，在實(shí)際電流中包含開(kāi)關(guān)引起的高次諧波成分(波動(dòng)(ripple)量)，PWM頻率越低該波動(dòng)量變得越大。在電動(dòng)機(jī)的損耗中有銅損、鐵損以及機(jī)械損耗，但是，當(dāng)波動(dòng)量大時(shí)，銅損以及鐵損增大。因此，當(dāng)提高PWM頻率時(shí)可以降低電動(dòng)機(jī)溫度。
[0039]根據(jù)功率元件溫度判斷部8以及電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9的判斷結(jié)果，PWM頻率選擇部4以下這樣選擇向逆變器3指示的PWM頻率。
[0040]第一，在功率元件的溫度不到功率元件溫度判定水平，并且電動(dòng)機(jī)的溫度不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，PWM頻率選擇部4選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，在功率元件溫度tp不到PWM頻率切換功率元件溫度判定水平(以下簡(jiǎn)稱為“功率元件溫度判定水平”)Tp (tp〈Tp)，電動(dòng)機(jī)溫度tm不到PWM頻率切換電動(dòng)機(jī)溫度判定水平( 以下簡(jiǎn)稱為“電動(dòng)機(jī)溫度判定水平”)(tm<Tm)的情況下，選擇取得功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值即規(guī)定的頻率Coca作為PWM頻率。在這種情況下，功率元件溫度tp以及電動(dòng)機(jī)溫度t m分別保持比功率元件溫度判定水平Tp以及電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm低的溫度，因此，認(rèn)為即使不變更用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的PWM頻率也不產(chǎn)生功率元件或電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱的問(wèn)題, 因此,可以將PWM頻率維持原樣。
[0041]第二，在功率元件的溫度不到功率元件溫度判定水平，并且電動(dòng)機(jī)的溫度在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，PWM頻率選擇部4選擇高PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，在功率元件溫度tp不到功率元件溫度判定水平Tp(tp〈Tp),電動(dòng)機(jī)溫度tm在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上(tm≤Tm)的情況下,選擇比取得功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值高的PWM頻率即高PWM頻率(0。3作為PWM頻率。在這種情況下，由于功率元件溫度tp比功率元件溫度判定水平Tp低，因此，也可以將PWM頻率維持原樣，但是，由于電動(dòng)機(jī)溫度tm為電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上，因此，將PWM頻率設(shè)定得比測(cè)定電動(dòng)機(jī)溫度前的PWM頻 率高。通過(guò)像這樣以高頻率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的損耗降低，來(lái)自電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱量減少，可以降低電動(dòng)機(jī)的溫度。
[0042]第三，在功率元件的溫度在功率元件溫度判定水平以上，并且電動(dòng)機(jī)的溫度不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，PWM頻率選擇部4選擇低PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，在功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上(tp≤Tp),電動(dòng)機(jī)溫度tm不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm (tm<Tm)的情況下,選擇比取得功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值低的PWM頻率即低PWM頻率ω c0作為PWM頻率。在這種情況下，由于電動(dòng)機(jī)溫度tm比電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm低，因此也可以維持PWM頻率，但是由于功率元件溫度tp為功率元件溫度判定水平Tp以上，因此將PWM頻率設(shè)定得比測(cè)定電動(dòng)機(jī)溫度前的PWM頻率低。通過(guò)如此以低頻率驅(qū)動(dòng)功率元件，來(lái)自功率元件的發(fā)熱量減少，可以降低功率元件的溫度。
[0043]第四，在功率元件的溫度在功率元件溫度判定水平以上，并且電動(dòng)機(jī)的溫度在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，PWM頻率選擇部4選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率，并且，警告通知部13生成用于發(fā)生警告的信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，在功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上(tp ^ Tp),電動(dòng)機(jī)溫度tm在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上(tm≥Tm)的情況下，選擇規(guī)定的頻率ω。2作為PWM頻率。在此，頻率ωε2可以與頻率GJcl相同，也可以不同。例如假定準(zhǔn)備了 A [Hz]、B [Hz]兩個(gè)PWM頻率。應(yīng)用了上述PWM切換的電動(dòng)機(jī)，在規(guī)定PWM頻率的區(qū)域中，在溫度以外的條件下如“ ω cl=A或B”、“ ω c2=A或B”那樣切換PWM，因此，“ ω el關(guān)ω。2”或者“ ω cl= ω。2”。在這種情況下，功率元件溫度tp以及電動(dòng)機(jī)溫度tm分別在功率元件溫度判定水平Tp以及電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上，但是，當(dāng)使PWM頻率降低時(shí)電動(dòng)機(jī)溫度上升，當(dāng)使PWM頻率增加時(shí)功率元件溫度上升。在這種情況下，功率元件溫度和電動(dòng)機(jī)溫度的一方也有可能達(dá)到對(duì)動(dòng)作造成影響的過(guò)熱的狀態(tài)，因此，PWM頻率選擇部4生成用于使警告通知部13發(fā)生警告的信號(hào)。 [0044]PWM頻率生成部5以成為由PWM頻率選擇部4選擇的頻率的方式生成PWM頻率，向逆變器3發(fā)出指令。
[0045]警告通知部13如上所述那樣按照來(lái)自PWM頻率選擇部4的信號(hào)通知警告。
[0046]接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作。圖4中表示用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖。首先，電動(dòng)機(jī)控制裝置101以規(guī)定的PWM頻率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)30，在步驟SlOl中，功率元件溫度取得部6取得功率元件溫度tp。接著，在步驟S102中，電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得電動(dòng)機(jī)溫度tm。
[0047]然后，在步驟S103中，功率元件溫度判斷部8從功率元件溫度取得部6取得功率元件溫度tp，從功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部22取得功率元件溫度判定水平Tp后，比較它們的大小關(guān)系。
[0048]在功率元件溫度tp不到功率元件溫度判定水平Tp(tp〈Tp)的情況下，在步驟S104中，電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9從電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得電動(dòng)機(jī)溫度tm，從電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部23取得電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm后，比較它們的大小關(guān)系。
[0049]在電動(dòng)機(jī)溫度tm不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm(tm〈Tm)的情況下，在步驟S105中，由于功率元件溫度tp不到功率元件溫度判定水平Tp (tp〈Tp)，因此，PWM頻率選擇部4選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，作為PWM頻率，選擇取得功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值、即規(guī)定的頻率ωε1。
[0050]在電動(dòng)機(jī)溫度tm在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上(tm≥Tm)的情況下，在步驟S106中，由于功率元件溫度tp不到功率元件溫度判定水平Tp (tp〈Tp)，因此，PWM頻率選擇部4選擇高PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，選擇比取得功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值高的PWM頻率、即高PWM頻率ω。3。
[0051]在步驟S103中，在功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上(tp≥Tp)的情況下，在步驟S108中，電動(dòng)機(jī)溫度判斷部9從電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得電動(dòng)機(jī)溫度tm，從電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部23取得電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm后，比較它們的大小關(guān)系。
[0052]在電動(dòng)機(jī)溫度tm不到電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm(tm〈Tm)的情況下,在步驟S109中，由于功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上(tp≥Tp),因此，PWM頻率選擇部4選擇低PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，選擇比取得功率元件以及電動(dòng)機(jī)溫度之前的值低的PWM頻率，即低PWM頻率ω c0O
[0053]在電動(dòng)機(jī)溫度tm在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上(tm≥Tm)的情況下，在步驟SllO中，由于功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上(tp≥Tp),因此，PWM頻率選擇部4選擇規(guī)定的PWM頻率作為向逆變器3指示的PWM頻率，并且，在步驟Slll中，生成用于使警告通知部13發(fā)生警告的信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，如圖3所示，選擇規(guī)定的頻率《。2作為PWM頻率。
[0054]此后，在步驟S107中，PWM頻率選擇部4將所選擇的PWM頻率通知給PWM頻率生成部5，PWM頻率生成部5生成用于驅(qū)動(dòng)逆變器3的PWM頻率，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)30。此后，返回步驟SlOl，繼續(xù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
[0055]如上所說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置，根據(jù)功率元件溫度以及電動(dòng)機(jī)溫度來(lái)決定用于驅(qū)動(dòng)逆變器以及電動(dòng)機(jī)的PWM頻率，因此，可以一邊同時(shí)調(diào)整功率元件的溫度以及電動(dòng)機(jī)的溫度一邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)， 可以在控制功率元件中的開(kāi)關(guān)損耗以及電動(dòng)機(jī)中的損耗的同時(shí)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。
[0056](實(shí)施例2)
[0057]接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖5表示實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置102與實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置101的不同點(diǎn)在于，還具備:存儲(chǔ)了功率元件溫度過(guò)熱判定水平的功率元件溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部24 ;存儲(chǔ)了電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平的電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部25 ;判斷功率元件的溫度是否在功率元件溫度過(guò)熱判定水平以上的功率元件溫度過(guò)熱判斷部10 ;判斷電動(dòng)機(jī)的溫度是否在電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平以上的電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部11，PWM頻率選擇部4根據(jù)功率元件溫度過(guò)熱判斷部10以及電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部11的判斷結(jié)果，在功率元件溫度在功率元件溫度過(guò)熱判定水平以上的情況下，或者在電動(dòng)機(jī)溫度在電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平以上的情況下，停止向逆變器3的用于PWM頻率設(shè)定的指令。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I的電動(dòng)機(jī)控制裝置101的結(jié)構(gòu)相同，因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0058]接著，說(shuō)明實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置102的動(dòng)作。圖6表示用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖。步驟S201~S211與圖4所示的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的流程圖中的步驟SlOl~Slll相同，因此，省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0059]在步驟S212中，功率元件溫度過(guò)熱判斷部10比較從功率元件溫度取得部6取得的功率元件溫度tp和從功率元件溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部24取得的功率元件溫度過(guò)熱判定水平Tp.ALM的大小關(guān)系。
[0060]在功率元件溫度tp在功率元件溫度過(guò)熱判定水平Tp.ALM以上的情況下，在步驟S215中，電動(dòng)機(jī)控制裝置102通過(guò)停止向逆變器3的用于PWM頻率設(shè)定的指令，停止電動(dòng)機(jī)30的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0061]在步驟S212中，在功率元件溫度tp不到功率元件溫度過(guò)熱判定水平Tp.ALM的情況下，在步驟S213中，電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部11比較從電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得的電動(dòng)機(jī)溫度tm和從電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部25取得的電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平Tm.ALM的大小關(guān)系。
[0062]在電動(dòng)機(jī)溫度tm為電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平Tm.ALM以上的情況下，在步驟S215中，電動(dòng)機(jī)控制裝置102通過(guò)停止向逆變器3的用于PWM頻率設(shè)定的指令，停止電動(dòng)機(jī)30的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0063]另一方面，在電動(dòng)機(jī)溫度tm不到電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平Tm.ALM的情況下，在步驟S214中，電動(dòng)機(jī)控制裝置102繼續(xù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0064]如上所述，根據(jù)實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)控制裝置，在判斷出功率元件以及電動(dòng)機(jī)的至少任意一方為過(guò)熱狀態(tài)的情況下，可以停止電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，可以恰當(dāng)?shù)乇苊膺^(guò)熱。
[0065](實(shí)施例3)
[0066]接著，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置。圖7表示實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置103與實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置101的不同點(diǎn)在于，還具備計(jì)算功率元件溫度與功率元件溫度判定水平的差分即功率元件溫度差的第一差分計(jì)算部14、計(jì)算電動(dòng)機(jī)溫度與電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的差分即電動(dòng)機(jī)溫度差的第二差分計(jì)算部15，PWM頻率選擇部4在功率元件溫度差在電動(dòng)機(jī)溫度差以上的情況下選擇低PWM頻率，在功率元件溫度差不到電動(dòng)機(jī)溫度差的情況下選擇高PWM頻率。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I的電動(dòng)機(jī)控制裝置101的結(jié)構(gòu)相同，因此，省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0067]接著，說(shuō)明實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置103的動(dòng)作。圖8表示用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置中的動(dòng)作的流程圖。步驟S301?S309與圖4所示的實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)控制裝置的流程圖中的步驟SlOl?S109相同，因此省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0068]在步驟S303中，功率元件溫度tp在功率元件溫度判定水平Tp以上，在步驟S308中，電動(dòng)機(jī)溫度tm在電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm以上的情況下，在步驟S310中，第一差分計(jì)算部14計(jì)算從功率元件溫度取得部6取得的功率元件溫度tp與從功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部22取得的功率元件溫度判定水平Tp的差分、即功率元件溫度差A(yù)tp=tp-Tp。
[0069]接著，在步驟S311中，第二差分計(jì)算部15計(jì)算從電動(dòng)機(jī)溫度取得部7取得的電動(dòng)機(jī)溫度tm與從電動(dòng)機(jī)溫度水平存儲(chǔ)部23取得的電動(dòng)機(jī)溫度判定水平Tm的差分、S卩電動(dòng)機(jī)溫度差 Δ tm=tm-Tm。
[0070]接著，在步驟S312中，PWM頻率選擇部4比較從第一差分計(jì)算部14取得的功率元件溫度差Λ tp與從第二差分計(jì)算部15取得的電動(dòng)機(jī)溫度差Λ tm的大小關(guān)系，在功率元件溫度差Λ tp在電動(dòng)機(jī)溫度差Λ tm以上的情況下，在步驟S314中，PWM頻率選擇部4從存儲(chǔ)在PWM頻率存儲(chǔ)部21中的PWM頻率中選擇低PWM頻率。由此，雖然電動(dòng)機(jī)溫度tm上升，但是功率元件溫度tp下降。在此，由于功率元件溫度差Λ tp在電動(dòng)機(jī)溫度差Λ tm以上，因此通過(guò)選擇低PWM頻率ωε(ι，Atp減小，可以獲得功率元件溫度tp達(dá)到過(guò)熱水平之前的余量?？梢员苊膺_(dá)到過(guò)熱狀態(tài)或者確保達(dá)到過(guò)熱之前的時(shí)間。
[0071]另一方面，在步驟S312中，在從第一差分計(jì)算部14取得的功率元件溫度差A(yù)tp不到從第二差分計(jì)算部15取得的電動(dòng)機(jī)溫度差A(yù)tm的情況下，在步驟S313中，PWM頻率選擇部4選擇高PWM頻率ω。3。由此，雖然功率元件溫度tp上升，但是電動(dòng)機(jī)溫度tm下降。在此，電動(dòng)機(jī)溫度差A(yù)tm變?yōu)楣β试囟炔預(yù)tp以上，因此，通過(guò)選擇高PWM頻率ωε3，Atm減小，可以獲得電動(dòng)機(jī)溫度tm達(dá)到過(guò)熱水平之前的余量，可以避免達(dá)到過(guò)熱狀態(tài)或者確保達(dá)到過(guò)熱之前的時(shí)間。
[0072]如上所述，根據(jù)實(shí)施例3的電動(dòng)機(jī)控制裝置，可以抑制電動(dòng)機(jī)控制裝置整體的發(fā)熱，因此，能夠避免過(guò)熱的同時(shí)最大限度低利用電動(dòng)機(jī)控制裝置具有的能力，并且進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0073]在以上實(shí)施例中，表示了在PWM頻率存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)了比規(guī)定的PWM頻率高的PWM頻率和比規(guī)定的PWM頻率低的PWM頻率這兩者，PWM頻率選擇部從規(guī)定的頻率和存儲(chǔ)在PWM頻率存儲(chǔ)部中的兩個(gè)PWM頻率中選擇一個(gè)PWM頻率的例子。但是，在PWM頻率存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的PWM頻率不限于兩個(gè)，也可以是3個(gè)以上。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 具有: 逆變器(3 )，其通過(guò)使用功率元件的PWM控制將直流電壓變換為規(guī)定的PWM頻率的交流電壓并施加到電動(dòng)機(jī)； 功率元件溫度取得部(6)，其取得所述逆變器(3)的功率元件的溫度； 電動(dòng)機(jī)溫度取得部(7)，其取得電動(dòng)機(jī)的溫度； 功率元件溫度判定水平存儲(chǔ)部(22)，其存儲(chǔ)了功率元件溫度判定水平； 電動(dòng)機(jī)溫度判定水平存儲(chǔ)部(23)，其存儲(chǔ)了電動(dòng)機(jī)溫度判定水平； PWM頻率存儲(chǔ)部(21)，其存儲(chǔ)了包含頻率比所述規(guī)定的PWM頻率高的高PWM頻率以及頻率比所述規(guī)定的PWM頻率低的低PWM頻率的至少兩種PWM頻率； 功率元件溫度判斷部(8)，其判斷所述功率元件的溫度是否在所述功率元件溫度判定水平以上； 電動(dòng)機(jī)溫度判斷部(9)，其判斷所述電動(dòng)機(jī)的溫度是否在所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上；以及 PWM頻率選擇部(4)，其根據(jù)所述功率元件溫度判斷部(8)以及所述電動(dòng)機(jī)溫度判斷部(9)的判斷結(jié)果，從所述規(guī)定的PWM頻率以及所述至少兩種PWM頻率中選擇向所述逆變器(3)指示的PWM頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述功率元件的溫度不到所述功率元件溫度判定水平，并且所述電動(dòng)機(jī)的溫度不到所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，所述PWM頻率選擇部(4)選擇所述規(guī)定的PWM頻率作為向所述逆變器(3 )指示的PWM頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述功率元件的溫度不到所述功率元件溫度判定水平，并且所述電動(dòng)機(jī)的溫度在所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，所述PWM頻率選擇部(4)選擇所述高PWM頻率作為向所述逆變器(3)指示的PWM頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述功率元件的溫度在所述功率元件溫度判定水平以上，并且所述電動(dòng)機(jī)的溫度不到所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的情況下，所述PWM頻率選擇部(4)選擇所述低PWM頻率作為向所述逆變器(3)指示的PWM頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 在所述功率元件的溫度在所述功率元件溫度判定水平以上，并且所述電動(dòng)機(jī)的溫度在所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平以上的情況下，所述PWM頻率選擇部(4)選擇所述規(guī)定的PWM頻率作為向所述逆變器(3)指示的PWM頻率，并且生成用于發(fā)生警告的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 還具有: 功率元件溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部(24)，其存儲(chǔ)了功率元件溫度過(guò)熱判定水平； 電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平存儲(chǔ)部(25)，其存儲(chǔ)了電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平； 功率元件溫度過(guò)熱判斷部(10)，其判斷所述功率元件的溫度是否在所述功率元件溫度過(guò)熱判定水平以上；以及電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部(11)，其判斷所述電動(dòng)機(jī)的溫度是否在所述電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判定水平以上， 所述PWM頻率選擇部(4)根據(jù)所述功率元件溫度過(guò)熱判斷部(10)以及所述電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱判斷部(11)的判斷結(jié)果，在所述功率元件溫度在所述功率元件溫度過(guò)熱水平以上的情況下，或者所述電動(dòng)機(jī)溫度在所述電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)熱水平以上的情況下，停止向所述逆變器(3)的用于PWM頻率設(shè)定的指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于， 還具有: 第一差分計(jì)算部(14)，其計(jì)算所述功率元件溫度與所述功率元件溫度判定水平的差分，即功率元件溫度差；以及 第二差分計(jì)算部(15)，其計(jì)算所述電動(dòng)機(jī)溫度與所述電動(dòng)機(jī)溫度判定水平的差分，SP電動(dòng)機(jī)溫度差， 所述PWM頻率選擇部(4)，在所述功率元件溫度差在所述電動(dòng)機(jī)溫度差以上的情況下選擇所述低PWM頻率，在所述功率元件溫度差不到所述電動(dòng)機(jī)溫度差的情況下選擇所述高PWM頻率。
【文檔編號(hào)】H02H5/04GK103715972SQ201310459995
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月4日
【發(fā)明者】森田有紀(jì), 田島大輔 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社