本發(fā)明涉及電動機控制裝置。

背景技術：

伺服電動機由包含逆變器的電動機控制裝置驅動，在機床等上使用。機床等使用切削液進行加工的機械存在以下問題。首先，切削液附著在電動機上。而且，還存在進入電動機內部使電動機的絕緣劣化的切削液。電動機的絕緣劣化逐漸加劇時，最終電動機接地。電動機接地后，漏電開關跳閘或電動機控制裝置破損，從而發(fā)生系統(tǒng)失靈。系統(tǒng)失靈給工廠的生產線帶來巨大影響。因此，考慮預防維護，優(yōu)選能檢測電動機的絕緣電阻值的裝置。

日本專利公開公報特開2015-169479號中記載了用于檢測電動機的絕緣電阻值的技術。同文獻公開了“提供在高溫中也不受半導體開關元件的漏電流的影響而能準確測量電動機的絕緣電阻值的電動機驅動裝置”的課題，以及公開了如下所述的電動機驅動裝置(參照摘要)。所述電動機驅動裝置具備轉換器部、電源部和多個逆變器部。逆變器部具備連接在電容器和電動機線圈之間的上臂開關元件，以及連接在電容器和電動機線圈之間的下臂開關元件。逆變器部通過利用這些上臂開關元件和下臂開關元件將直流轉換為交流，驅動多個電動機。而且，所述電動機驅動裝置具有：將電容器接地的第二開關；測量在電容器和地面之間流動的電流的電流檢測部；測量電容器的電壓的電壓檢測部；以及絕緣電阻檢測部。絕緣電阻檢測部采用在測量對象的電動機線圈所連接的開關元件接通、測量對象以外的電動機線圈所連接的開關元件接通的狀態(tài)中測量的電流值和電壓值，檢測多個電動機的絕緣電阻值。

日本專利公開公報特開2015-169479號，記載了測量多個電動機中的特定電動機的絕緣電阻值時的情況。此時，需要不受流經測量對象以外的電動機所連接的半導體開關元件的漏電流的影響，而準確測量電動機的絕緣電阻值。在同文獻中，根據在測量對象以外的電動機所連接的逆變器的下臂的半導體開關元件接通的狀態(tài)下測量的電流值和電壓值，檢測測量對象的電動機的絕緣電阻值。

日本專利公開公報特開2015-169479號中的電流檢測部，包含串聯(lián)連接的分壓電阻和電流檢測電阻。為了在電動機接地時抑制過大電流流過，所述分壓電阻的電阻值被加大設定。采用這些電阻檢測電流時，由這些電流檢測電阻和分壓電阻產生電壓下降。其結果，地面和電容器的負極側端子之間產生電位差。在測量對象以外的電動機所連接的逆變器的下臂的半導體開關元件接通狀態(tài)下，在測量對象以外的電動機的絕緣電阻值降低時，流通測量對象的電動機的絕緣電阻的電流，通過測量對象以外的電動機的、絕緣電阻值降低后的絕緣電阻，流向電容器的負極側端子。因此，流過電流檢測電阻的電流變少。因此，測量對象的電動機的絕緣電阻值可能比原來高出電流流過測量對象以外的電動機的部分。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述問題而提出。本發(fā)明的一個目的是提供以下的電動機控制裝置。所述電動機控制裝置在測量多個電動機中的特定電動機的絕緣電阻值時，能基本不受測量對象以外的電動機的絕緣電阻值降低的影響，而準確測量測量對象的電動機的絕緣電阻值。

本發(fā)明的一個方式的電動機控制裝置，以向不檢測絕緣電阻值的電動機(測量對象以外的電動機)施加和接地同電位的電壓的方式，對逆變器輸出電壓指令。

按照本發(fā)明的一個方式的電動機控制裝置，可以抑制測量對象以外的電動機的絕緣電阻值降低帶來的影響。其結果，可以準確測量測量對象的電動機的絕緣電阻值。

例如，電動機控制裝置具備對多個電動機供給交流電力的逆變器，以及檢測所述多個電動機的絕緣電阻值的絕緣電阻值檢測部，所述絕緣電阻值檢測部在檢測所述多個電動機中的特定電動機的絕緣電阻值時，作為所述逆變器在驅動其他電動機時向所述逆變器輸出的電壓指令，輸出和所述其他電動機的接地端子的電位同電位的電壓。

附圖說明

圖1是電動機控制裝置的電路圖。

附圖標記說明

100：電動機控制裝置

110：整流電路

120：平滑電容器

130：絕緣電阻值檢測部

140：第一逆變器

150：第二逆變器

200：三相交流電源

300：電磁接觸器

410：第一電動機

420：第二電動機

具體實施方式

在下面的詳細說明中，出于說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細節(jié)。然而，顯然可以在沒有這些具體細節(jié)的前提下實施一個或更多的實施方式。在其他的情況下，為了簡化制圖，示意性地示出了公知的結構和裝置。

<電動機控制裝置的電路結構>

圖1是本實施方式的電動機控制裝置100的電路圖。電動機控制裝置100是驅動控制多個電動機(在圖1中是第一電動機410和第二電動機420)的裝置。電動機控制裝置100具備整流電路110、平滑電容器(平滑電路)120、絕緣電阻值檢測部130、第一逆變器140和第二逆變器150。

電動機控制裝置100經由電磁接觸器300連接三相交流電源200。整流電路110將從三相交流電源200供給的三相交流電壓全波整流后輸出直流電壓。平滑電容器120把從整流電路110輸出的直流電壓平滑化。第一逆變器140的正側母線以及第二逆變器150的正側母線，都和平滑電容器120的正極端子連接。第一逆變器140的負側母線以及第二逆變器150的負側母線，都和平滑電容器120的負極端子連接。

絕緣電阻值檢測部130是檢測各電動機所具備的絕緣電阻的電阻值的功能部。絕緣電阻值檢測部130具備電壓檢測部131、電流檢測電阻(第一電阻)132(電阻值r1)、保護電阻(第二電阻)133(電阻值r2)、連接電流檢測電阻132和保護電阻133之間的繼電器、以及檢測控制部134。電流檢測電阻132是用于檢測電流的電阻。電流檢測電阻132的電阻值為r1。電流檢測電阻132的一端，連接第一逆變器140的負側母線以及第二逆變器150的負側母線。保護電阻133是用于抑制在任意電動機接地時流過過大電流的電阻。保護電阻133的電阻值為r2。保護電阻133的一端和電流檢測電阻132的另一端連接(能連接)，并且保護電阻133的另一端接地。電壓檢測部131檢測平滑電容器120的兩端電壓vpn，并通知檢測控制部134。檢測控制部134的動作后述。

第一逆變器140從平滑電容器120接收直流電壓，并將其轉換為期望頻率的交流電壓后，向第一電動機410輸出。這樣，第一逆變器140對第一電動機410驅動控制。第一逆變器140具備設置在第一電動機410的每個相上的開關元件142以及pwm(pulsewidthmodulation)控制電路141。第一逆變器140根據從pwm控制電路141輸出的on/off指令，控制各開關元件142。這樣，第一逆變器140把期望的電壓向第一電動機410輸出。第二逆變器150也同樣具備pwm控制電路151和開關元件152，并采用這些對第二電動機420驅動控制。

電動機控制裝置100在正常動作時，將電磁接觸器300接通。而后，電動機控制裝置100通過第一逆變器140控制第一電動機410的旋轉位置和速度，并且通過第二逆變器150控制第二電動機420的旋轉位置和速度。

電動機控制裝置100在檢測絕緣電阻值時，臨時停止對全部電動機的控制動作，并切斷電磁接觸器300(斷開)。檢測控制部134將絕緣電阻值檢測部130的繼電器接通，經由電流檢測電阻132和保護電阻133使平滑電容器120的n極接地。以下，根據檢測哪個電動機的絕緣電阻值而分情況說明絕緣電阻值檢測部130的動作。

<檢測絕緣電阻值的動作：合成絕緣電阻值>

絕緣電阻值檢測部130還能夠單獨檢測各電動機的絕緣電阻值。但是，考慮作業(yè)效率，用戶會優(yōu)選首先把握是否發(fā)生絕緣電阻的異常，隨后通過檢測各電動機的絕緣電阻值確定異常部位。因此，以下首先說明檢測第一電動機410的絕緣電阻值和第二電動機420的絕緣電阻值的合成電阻值(合成絕緣電阻值)的步驟。隨后，說明檢測各電動機的絕緣電阻值的步驟。

檢測控制部134對pwm控制電路141提供第一電壓指令，并且對pwm控制電路151提供第二電壓指令。這樣，檢測控制部134以一定的占空對各逆變器進行pwm驅動。檢測控制部134以各相的電壓指令彼此相同的方式進行控制。各pwm控制電路根據電壓指令，對第一和第二電動機的三相輸出共通的電壓指令值。各pwm控制電路將電動機的三相共通的電壓指令值和三角波進行比較，并根據比較結果驅動各逆變器的開關元件。其結果，電動機線圈上被施加和pwm的占空對應的、平滑電容器120的兩端電壓。由于三相的電動機線圈全部被施加相同電壓，所以第一電動機410和第二電動機420不旋轉。

當某個電動機的絕緣電阻劣化時，由所述劣化的絕緣電阻、保護電阻133和電流檢測電阻132形成閉合電路，電流通過這些而流動。檢測控制部134通過下述公式(1)，求出各電動機的絕緣電阻值的合成絕緣電阻值rm。vr1是電流檢測電阻132的兩端電壓。duty是各pwm控制電路的占空。當開關元件中的電壓下降大到不能無視的程度時，從公式(1)的vpn減去與所述電壓下降對應的值即可。

rm＝vpn×duty/vr1×r1-r1-r2(1)

絕緣電阻值檢測部130把求出的合成絕緣電阻值，向例如用戶所持的裝置發(fā)送。用戶在合成絕緣電阻值較低時，推斷某個電動機的絕緣電阻劣化，要求絕緣電阻值檢測部130檢測各電動機的絕緣電阻值。

<檢測絕緣電阻值的動作：第一電動機410的絕緣電阻值>

檢測控制部134在檢測第一電動機410的絕緣電阻值時，對pwm控制電路141提供一定的電壓指令。這樣，檢測控制部134以一定的占空對第一逆變器140進行pwm驅動。這樣，第一電動機410被驅動。第一電動機410的絕緣劣化時，由劣化的絕緣電阻、保護電阻133和電流檢測電阻132形成閉合電路，電流通過這些而流動。

檢測控制部134按照下述公式(2)算出接地e和平滑電容器120的負極端子之間的電壓ven。檢測控制部134把算出的電壓ven作為第二電壓指令，提供給pwm控制電路151(即驅動不檢測絕緣電阻值的第二電動機420的第二逆變器150)。這樣，第二電動機420的全三相的電動機線圈上，被施加和接地同電位的電壓。其結果，電流不流過第二電動機420的絕緣電阻。另外，所述ven也可以是和第二電動機420的接地端子的電位同電位的電壓。

ven＝(r1+r2)/r1×vr1(2)

這樣，檢測控制部134根據電流檢測電阻132的兩端電壓vr1，以及電流檢測電阻132的電阻值r1與保護電阻133的電阻值r2的比，算出平滑電容器120的負極端子和接地之間的電位，并將所述算出結果作為第二電壓指令向pwm控制電路151輸出。

另外，檢測控制部134可以根據電流檢測電阻132的兩端電壓vr1，以及電流檢測電阻132的電阻值r1與保護電阻133的電阻值r2之和相對于電流檢測電阻132的電阻值r1的比，算出平滑電容器120的負極端子和接地之間的電位，并將所述算出結果作為第二電壓指令向pwm控制電路151輸出。

檢測控制部134測量電流檢測電阻132的兩端電壓vr1。檢測控制部134采用平滑電容器120的直流電壓vpn以及電流檢測電阻132的兩端電壓vr1，根據下述公式(3)求出第一電動機410的絕緣電阻值rm1。

rm1＝vpn×duty/vr1×r1-r1-r2(3)

這樣，檢測控制部134根據平滑電容器120的兩端電壓vpn、電流檢測電阻132的兩端電壓vr1、電流檢測電阻132的電阻值r1以及保護電阻133的電阻值r2，算出第一電動機410的絕緣電阻值。

絕緣電阻值檢測部130把求出的絕緣電阻值，向例如用戶所持的裝置發(fā)送。用戶在第一電動機410的絕緣電阻值較低時，通過例如更換第一電動機410，抑制起因于接地故障的系統(tǒng)失靈。

另外，pwm控制電路151也可以在絕緣電阻值檢測部130檢測所述第一電動機的絕緣電阻值期間，根據第二電壓指令向第二電動機的三相輸出共通的電壓指令值。

<檢測絕緣電阻值的動作：第二電動機420的絕緣電阻值>

檢測控制部134在檢測第二電動機420的絕緣電阻值時，對pwm控制電路151提供一定的電壓指令。這樣，檢測控制部134以一定的占空對第二逆變器150進行pwm驅動。這樣，第二電動機420被驅動。第二電動機420的絕緣劣化時，由劣化的絕緣電阻、保護電阻133和電流檢測電阻132形成閉合電路，電流通過這些而流動。

檢測控制部134根據上述的公式(2)算出電壓ven(和第一電動機410的接地端子同電位的電壓)。檢測控制部134把算出的電壓ven作為第一電壓指令，提供給pwm控制電路141(即驅動不檢測絕緣電阻值的第一電動機410的第一逆變器140)。這樣，第一電動機410的全三相的電動機線圈上，被施加和接地同電位的電壓。其結果，電流不流過第一電動機410的絕緣電阻。另外，所述ven也可以是和第一電動機410的接地端子的電位同電位的電壓。

這樣，檢測控制部134根據電流檢測電阻132的兩端電壓vr1，以及電流檢測電阻132的電阻值r1與保護電阻133的電阻值r2的比，算出平滑電容器120的負極端子與接地之間的電位，并將所述算出結果作為第一電壓指令向pwm控制電路141輸出。

檢測控制部134測量電流檢測電阻132的兩端電壓vr1。檢測控制部134采用平滑電容器120的直流電壓vpn以及電流檢測電阻132的兩端電壓vr1，根據下述公式(4)求出第二電動機420的絕緣電阻值rm2。

rm2＝vpn×duty/vr1×r1-r1-r2(4)

這樣，檢測控制部134根據平滑電容器120的兩端電壓vpn、電流檢測電阻132的兩端電壓vr1、電流檢測電阻132的電阻值r1以及保護電阻133的電阻值r2，算出第二電動機420的絕緣電阻值。

絕緣電阻值檢測部130把求出的絕緣電阻值，向例如用戶所持的裝置發(fā)送。用戶在第二電動機420的絕緣電阻值較低時，通過例如更換第二電動機420，抑制起因于接地故障的系統(tǒng)失靈。

另外，pwm控制電路141也可以在絕緣電阻值檢測部130檢測所述第二電動機的絕緣電阻值期間，根據第一電壓指令向第一電動機的三相輸出共通的電壓指令值。

<本發(fā)明的總結>

如上所述，本發(fā)明的電動機控制裝置100在測量多個電動機中的特定電動機的絕緣電阻值時，即使電動機接地，也能夠抑制流過過大的電流。此外，對三相的電動機線圈全部施加相同電壓。因此，能夠抑制絕緣電阻值的檢測結果因旋轉的電動機的感應電壓而受到影響，所以可以準確檢測絕緣電阻值。

<關于變形例>

本發(fā)明不限于上述的實施方式，包含各種變形例。例如，為使本發(fā)明便于理解，對上述的實施方式進行了具體說明。上述的實施方式不一定具備說明的全部構件(結構)。

上述的實施方式說明了電動機為2個的情況。電動機為3個以上時也同樣，可以應用本發(fā)明的結構。即，通過對驅動不檢測絕緣電阻值的電動機的逆變器提供和電動機的接地端子同電位的電壓指令，可以實現(xiàn)和上述同樣的動作。

即，本公開的一個實施方式的電動機控制裝置，可以是以下的電動機控制裝置。所述電動機控制裝置具備對多個電動機供給交流電力的逆變器；以及檢測所述多個電動機的絕緣電阻值的絕緣電阻值檢測部，所述絕緣電阻值檢測部在檢測所述多個電動機中的特定電動機的絕緣電阻值時，作為所述逆變器在驅動其他電動機時向所述逆變器輸出的電壓指令，輸出和所述其他電動機的接地端子的電位同電位的電壓。

上述的實施方式采用三相交流電源200?？墒?，代替三相交流電源200，可以采用單相交流電源。而且，代替電磁接觸器300，可以采用其他交流開關。作為整流電路110，可以采用pwm轉換器等相對電源能再生的電路。此時，檢測絕緣電阻值時，pwm轉換器也停止。此外，代替交流電源，可以采用蓄電池等直流電源。此時，檢測絕緣電阻值時，不必斷開電磁接觸器300。

檢測控制部134可以對驅動不檢測絕緣電阻值的電動機的逆變器的三相中的一相或者二相進行pwm驅動。

上述的實施方式表示了由三相逆變器驅動三相電動機的示例。在單相逆變器驅動單相電動機時，也同樣可以應用本發(fā)明的結構。

代替電流檢測電阻132，絕緣電阻值檢測部130可以具備霍爾傳感器等檢測電流的設備。此時，檢測控制部134可以采用保護電阻133的電壓算出ven。

檢測控制部134可以作為實現(xiàn)檢測控制部134的功能的電路設備等硬件而安裝在電動機控制裝置100上。或者，還可以作為執(zhí)行用于實現(xiàn)同等功能的軟件的處理器而安裝在電動機控制裝置100上。

由絕緣電阻值檢測部130求出的絕緣電阻值，例如也能通過在畫面上顯示而通知用戶，也可以作為數據經由適當的通信線路發(fā)送。或者，絕緣電阻值還能以表示絕緣電阻值的電信號等的方式經由適當的輸出端子輸出。電動機控制裝置100可以具備與絕緣電阻值的輸出方式對應的、用于輸出由絕緣電阻值檢測部130檢測的絕緣電阻值的合適的輸出部(顯示器、通信線路以及輸出端子等)。

另外，檢測控制部134檢測第一電動機410的絕緣電阻值時，可以控制成使第一電動機的各相的電壓指令彼此相同。pwm控制電路141可以將三相共通的電壓指令和三角波比較，根據比較結果驅動第一逆變器140的開關元件142。電動機線圈上可以施加與pwm的占空對應的、平滑電容器120的兩端電壓。此時，因為三相的電動機線圈全部被施加相同電壓，所以第一電動機410即使被驅動也不旋轉。

而且，檢測控制部134檢測第二電動機420的絕緣電阻值時，可以控制成使各相的電壓指令彼此相同。pwm控制電路151可以將三相共通的電壓指令和三角波比較，根據比較結果驅動第二逆變器150的開關元件152。電動機線圈上可以施加與pwm的占空對應的、平滑電容器120的兩端電壓。此時，由于三相的電動機線圈全部被施加相同電壓，因此第二電動機420即使被驅動也不旋轉。

本公開的實施方式，可以是以下第一～第八的電動機控制裝置。

第一電動機控制裝置，是驅動控制第一和第二電動機的電動機控制裝置，具備對所述第一和第二電動機供給交流電力的逆變器，以及檢測所述第一和第二電動機的絕緣電阻的絕緣電阻檢測部，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第二電動機的絕緣電阻時，作為所述逆變器驅動所述第一電動機時針對所述逆變器的第一電壓指令，輸出所述第一電動機的接地端子的電位后，檢測所述第二電動機的絕緣電阻，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第一電動機的絕緣電阻時，作為所述逆變器驅動所述第二電動機時針對所述逆變器的第二電壓指令，輸出所述第二電動機的接地端子的電位后，檢測所述第一電動機的絕緣電阻。

第二電動機控制裝置在第一電動機控制裝置基礎上，所述電動機控制裝置進一步具備把交流電力轉換為直流電力并向所述逆變器供給的平滑電路，所述平滑電路和所述逆變器分別連接共通的母線，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第一電動機的絕緣電阻時，將所述平滑電路的負母線電位與地電位之間的差作為所述第二電壓指令輸出后，檢測所述第一電動機的絕緣電阻，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第二電動機的絕緣電阻時，將所述平滑電路的負母線電位與地電位之間的差作為所述第一電壓指令輸出后，檢測所述第二電動機的絕緣電阻。

第三電動機控制裝置在第二電動機控制裝置基礎上，所述絕緣電阻檢測部具備第一和第二電阻，所述第一電阻的一端連接至所述平滑電路和所述逆變器的負母線，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的另一端連接，并且所述第二電阻的另一端接地，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第一電動機的絕緣電阻時，測量通過驅動所述第一電動機而在所述第一電阻的兩端產生的兩端電壓，并采用所述兩端電壓算出所述平滑電路的負母線電位和地電位之間的差，所述絕緣電阻檢測部在檢測所述第二電動機的絕緣電阻時，測量通過驅動所述第二電動機而在所述第一電阻的兩端產生的兩端電壓，并采用所述兩端電壓算出所述平滑電路的負母線電位和地電位之間的差。

第四電動機控制裝置在第三電動機控制裝置基礎上，所述絕緣電阻檢測部根據所述第一電阻的兩端電壓，以及所述第一電阻的電阻值和所述第二電阻的電阻值的比，算出所述平滑電路的負母線電位和地電位之間的差，并把所述算出結果作為所述第一或第二電壓指令輸出。

第五電動機控制裝置在第四電動機控制裝置基礎上，所述絕緣電阻檢測部根據所述平滑電路的兩端電壓、所述第一電阻的兩端電壓、所述第一電阻的電阻值和所述第二電阻的電阻值，算出所述第一或第二電動機的絕緣電阻。

第六電動機控制裝置在第一電動機控制裝置基礎上，所述第一和第二電動機為三相交流電動機，所述電動機控制裝置具備對所述逆變器輸出電壓指令的控制電路，所述控制電路在所述絕緣電阻檢測部檢測所述第一或第二電動機的任意一方的絕緣電阻期間，對所述第一或第二電動機的另一方的三相全部輸出相同電壓指令值。

第七電動機控制裝置在第六電動機控制裝置基礎上，所述控制電路在所述絕緣電阻檢測部檢測所述第一電動機的絕緣電阻和所述第二電動機的絕緣電阻的合成電阻期間，對所述第一電動機的三相全部輸出相同電壓指令值，并且對所述第二電動機的三相全部輸出相同電壓指令值。

第八電動機控制裝置在第一電動機控制裝置基礎上，所述電動機控制裝置具備用于輸出所述絕緣電阻檢測部檢測的絕緣電阻值的輸出部。

出于示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據上面的教導，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明并非沒有遺漏或者旨在限制在這里說明的主題。盡管已經通過文字以特有的結構特征和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應當理解的是，權利要求書中所限定的主題不是必須限于所述的具體特征或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特征和具體過程作為實施權利要求書的示例進行了說明。