檢測電動機的轉子的溫度的溫度檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種檢測電動機的轉子的溫度的溫度檢測裝置。該溫度檢測裝置具有：檢測在電動機的定子和轉子中的任何一方上設置的線圈的電流值的電流檢測部；使用電流值推定轉子的鐵損的鐵損推定部；和使用鐵損推定轉子的溫度的轉子溫度推定部。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及為保護電動機的轉子不使其過熱而檢測電動機的轉子的溫度的溫度檢測裝置。
技術介紹
以往，在用于保護具有定子以及轉子的電動機不使其過熱的溫度檢測裝置中，通過在定子線圈附近安裝的熱敏電阻或者恒溫器那樣的溫度檢測元件檢測線圈的溫度，在檢測出的溫度超過了預定值的情況下生成警報信號。另外，例如在日本特開2009 - 261078號公報(JP2009 — 261078A)中提出了在為保護電動機不使其過熱而檢測線圈的溫度時，除了通過溫度檢測器檢出的溫度之外 還考慮電動機損耗的溫度檢測裝置。但是，現有的溫度檢測裝置是用于對線圈進行過熱保護的裝置，不對轉子進行過熱保護。例如，在同步電動機的轉子(rotor)高速旋轉時，轉子的發熱量增大，因為對于定子進行強制冷卻，所以有時轉子的溫度變得顯著高于定子的溫度。這樣通過轉子的溫度變得顯著高于定子的溫度，有對于在電動機上安裝的工件或者刀具那樣的被驅動體傳導熱量這樣的不適合的情況，或者在轉子具有永磁鐵的情況下發生永磁鐵的去磁或者消磁這樣的不適合的情況。為避免這些不適合的情況，不僅線圈而且轉子也需要過熱保護。但是，因為熱敏電阻或者恒溫器那樣的溫度檢測器進行有線通信，所以難以為檢測轉子的溫度而把溫度檢測器裝入轉子。
技術實現思路
作為本專利技術的一種方式，提供一種為對電動機的轉子進行過熱保護而能夠檢測電動機的轉子的溫度的溫度檢測裝置。根據本專利技術的一種方式，溫度檢測裝置是檢測電動機的轉子的溫度的溫度檢測裝置，具有電流檢測部，用于檢測在電動機的定子和轉子中的任何一方上設置的線圈的電流值；鐵損推定部，用于使用電流值推定轉子的鐵損；和轉子溫度推定部，用于使用鐵損推定轉子的溫度。優選還具有用于推定線圈的溫度的線圈溫度推定部，轉子溫度推定部使用鐵損以及線圈的溫度推定轉子的溫度。優選在定子上設置線圈，線圈溫度推定部是在線圈的周圍配置的溫度檢測元件。優選線圈溫度推定部根據電流值推定線圈的銅損，根據銅損推定線圈溫度的上升量。優選在上述定子上設置分別被供給三相交流電流中的U相、V相以及W相的交流電流的三個線圈，上述鐵損推定部根據下式來推定上述轉子的鐵損。P = {a I IqI α +b I c+Id α} ω2+{θ | Iq| e+f c+Id| 0 } ω其中，P:轉子的鐵損，ω :流過線圈的交流電流的頻率，Id :把三相交流電流值dq變換為兩相交流電流值時的D相交流電流值，Iq :把三相交流電流值dq變換為兩相交流電流值時的Q相交流電流值，a、b、c、e、f :常數，α、β :指數。優選在定子上設置分別被供給三相交流電流中的U相、V相以及W相的交流電流的三個線圈，鐵損推定部根據下式來推定上述轉子的鐵損， P= {a I Iq I α +b I c+Id α} ω 2+{e | Iq | 0+f c+Id | 0} ω其中，P:轉子的鐵損，ω :流過線圈的交流電流的頻率，Id :把三相交流電流值dq變換為兩相交流電流值時的D相交流電流值，Iq :把三相交流電流值dq變換為兩相交流電流值時的Q相交流電流值，a、b、c、e、f :常數，α、β :指數，轉子溫度推定部使用鐵損、線圈的溫度以及轉子的溫度推定轉子的溫度的上升量。優選還具有在通過轉子溫度推定部推定出的溫度超過預定溫度的情況下生成警報的警報生成部。優選電動機是同步電動機。根據本專利技術的一種方式，通過檢測線圈的電流值，使用電流值推定轉子的鐵損，使用鐵損推定轉子的溫度，能夠為對電動機的轉子進行過熱保護而檢測電動機的轉子的溫度。附圖說明通過與附圖關聯的以下的實施方式的說明能夠更加明了本專利技術的目的、特征以及優點。附圖中圖I是具有本專利技術的第一實施方式的溫度檢測裝置的系統的框圖；圖2是本專利技術的第一實施方式的溫度檢測裝置的動作的流程圖；圖3是具有本專利技術的第二實施方式的溫度檢測裝置的系統的框圖；圖4是本專利技術的第二實施方式的溫度檢測裝置的動作的流程圖；圖5是具有本專利技術的第三實施方式的溫度檢測裝置的系統的框圖；圖6是具有本專利技術的第四實施方式的溫度檢測裝置的系統的框圖；圖7是本專利技術的第四實施方式的溫度檢測裝置的動作的流程圖。具體實施例方式參照附圖說明本專利技術的溫度檢測裝置的實施方式。此外，在附圖中，給同一結構要素附以同一符號。參照附圖，圖I是具有本專利技術的第一實施方式的溫度檢測裝置的系統的框圖。圖I表示的系統具有三相交流電源I、變換器2、濾波電容器3、逆變器4，永磁同步電動機5、被驅動體6、編碼器7、溫度檢測裝置10、和顯示器21。變換器2例如由多個(在三相交流的情況下是6個)整流二極管以及分別在這些整流二極管上反并聯連接的晶體管構成，把從三相交流電源I供給的交流電力變換為直流電力。濾波電容器3為對通過變換器2的整流二極管整流的電壓進行濾波而與變換器2并聯連接。逆變器4與濾波電容器3并聯連接，例如由多個(在三相交流的情況下是6個)整流二極管以及分別在這些整流二極管上反并聯連接的晶體管構成，把通過變換器2變換的直流電力變換為交流電力。永磁同步電動機5連接工作臺、臂和在這些上裝卸的工件等被驅動體6，例如可以用于改變在機床中保持工件的工作臺的位置或者姿勢，也可以使機器人的臂旋轉等。在本實施方式中，假定永磁同步電動機5是具有轉子52和定子53的旋轉型伺服電動機，轉子52具有安裝有編碼器7的旋轉軸51，定子53作為固定元件以包圍轉子52的方式配置。轉子52具有四個以90 °的間隔配置的永磁鐵54a、54b、54c、54d。永磁鐵54a、54b、 54c、54d被配置成定子53側的端部面對轉子52的旋轉方向彼此以90°離開，并且永磁鐵54a、54b、54c、54d的外側的端部交互成為N極、S極、N極以及S極那樣配置。定子53具有以120°的間隔配置、分別被供給U相、V相以及W相交流電流的3個線圈55u、55v、55w。因此，永磁同步電動機5作為三相同步電動機作用。溫度檢測裝置10，如要在后面詳細說明的那樣，檢測轉子52的溫度I；。因此，溫度檢測裝置10具有電流檢測部11、鐵損推定部12、和轉子溫度推定部13。電流檢測部11檢測流過線圈55u的U相交流電流值Iu、流過線圈55v的V相交流電流值Iv以及流過線圈55w的W相交流電流值Iw。另外，電流檢測部11根據檢測出的U相交流電流值Iu、V相交流電流值Iv以及W相交流電流值Iw，求出U相交流電流、V相交流電流以及W相交流電流的頻率ω、D相交流電流的振幅值(D相直流電流值)I Id I以及Q相交流電流的振幅值(Q相直流電流值)I Ij,向鐵損推定部12供給頻率ω、振幅值I Id|以及振幅值I Iq I。因此，電流檢測部11例如通過分別把U相交流電流值Iu、V相交流電流值Iv以及W相交流電流值Iw變換為U相直流電流值I Iu I、v相直流電流值I Iv I以及w相直流電流值IiwI的α/d變換器、從通過編碼器7檢測出的轉子52的位置的相位取得勵磁相位的勵磁相位取得部、和使用三相兩相變換行列式把U相直流電流值I IuI、v相直流電流值IivI以及w相直流電流值IiwI變換為d相直流電流值|id|以及Q相直流電流值I IqI的三相兩相變換器等構成。鐵損推定部12根據下式推定轉子52的鐵損P,向轉子溫度推定部13供給鐵損p,P= {a| I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫度檢測裝置（10、10’、10”、100），用于檢測電動機（5）的轉子（52）的溫度，該溫度檢測裝置的特征在于，具有：電流檢測部（11），用于檢測在上述電動機的定子（53）和轉子中的任何一方上設置的線圈（55u、55v、55w）的電流值（Iu、Iv、Iw）；鐵損推定部（12），用于使用上述電流值推定上述轉子的鐵損（p）；和轉子溫度推定部（13、13’、13”），用于使用上述鐵損推定上述轉子的溫度（Tr）。

【技術特征摘要】
2011.07.29 JP 2011-1676771.一種溫度檢測裝置(10、10’、10”、100)，用于檢測電動機(5)的轉子(52)的溫度，該溫度檢測裝置的特征在于， 具有 電流檢測部(11)，用于檢測在上述電動機的定子(53)和轉子中的任何一方上設置的線圈(55u、55v、55w)的電流值(Iu、Iv、Iw)； 鐵損推定部(12)，用于使用上述電流值推定上述轉子的鐵損(p);和 轉子溫度推定部(13、13’、13”)，用于使用上述鐵損推定上述轉子的溫度(I；)。2.根據權利要求I所述的溫度檢測裝置，其特征在于， 還具有推定上述線圈的溫度的線圈溫度推定部(14、14’)， 上述轉子溫度推定部使用上述鐵損以及上述線圈的溫度推定上述轉子的溫度。3.根據權利要求2所述的溫度檢測裝置，其特征在于， 上述線圈被設置在上述定子上，上述線圈溫度推定部是在上述線圈的周圍配置的溫度檢測元件。4.根據權利要求2所述的溫度檢測裝置，其特征在于， 上述線圈溫度推定部根據上述電流值推定上述線圈的銅損，根據上述銅損推定上述線圈的溫度的上升量。5.根據權利要求I所述的溫度檢測裝置，其特征在于， 分別被供給三相交流電流中的U相、V相以及W相的交流電流的三個線圈被設置在上述定子上，上述鐵損推定部根據下式來推定上述轉子的鐵損， P = {a I Iq I α+bIc+...

【專利技術屬性】
技術研發人員：妹尾達也，
申請(專利權)人：發那科株式會社，
類型：發明
國別省市：