电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置。通过比较简单的结构判定电动机的状态，并能够抑制电动机产生故障。电动机驱动系统具备电动机(3)、对该电动机(3)进行可变速驱动的电力变换装置(1)。电力变换装置(1)通过向电动机(3)输出预定频率的交流电压，由此驱动电动机，根据电动机(3)的输出电压在预定时间中的变化，判定输出电压是否变化了预定值以上，在输出电压变化了预定值以上的情况下，判定为检测出异常预兆，降低预定频率的值。
【专利说明】
电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置。
【背景技术】
[0002]使用一般被称为逆变器的电力变换装置的电动机驱动系统生成频率可变的交流电力来提供给电动机，由此对电动机进行可变速驱动。由此，电动机驱动系统能够控制使用风扇、栗、压缩机等电动机的旋转设备的运转。
[0003]但是，在电动机中，有时不在正常的环境下而是在严酷的环境下使用。例如，设置在数百米?数公里的地下深处的压缩机、栗那样的设备中使用的电动机在高温、高湿、腐蚀性气体气氛等严酷的环境下运转。在该情况下，电动机和电力变换装置经由数百米?数公里长的电缆电连接。
[0004]在严酷的环境下使用的电动机具备冷却功能、屏蔽功能等必要的保护功能。但是，如果电动机持续受到高温、腐蚀等的影响，则阻抗等电动机常数变化，电动机的驱动有可能产生不良。如果电动机的驱动产生不良，则旋转设备不会如期待的那样动作，包括该旋转设备的整个设备的运转率降低。
[0005]在此，已知以下的现有技术，即将各种传感器设置在电动机中或电动机周边，分析这些传感器的信号，由此推定电动机的状态，判定是否发生了异常(专利文献I)。在该现有技术中，根据从逆变器向电动机施加的输出电流的电流值和输出电压的电压值计算电动机运转状态值，并根据该计算出的电动机运转状态值，判定电动机是否发生了异常。
[0006]作为其他的现有技术，已知比较电动机的实际消耗功率和推定消耗功率，根据该比较结果判定电动机控制装置的异常状态(专利文献2)。
[0007]在专利文献I所记载的现有技术中，根据电动机的电流值和电压值检测电动机的运转状态。但是，作为这些电流值和电压值使用瞬时值，因此在发生了突发的瞬时变化的情况下，有可能误检测为异常状态。
[0008]在专利文献I的现有技术中，也可以在连续数周期检测出异常的情况下判定为异常状态。但是，在如严酷的环境下的老化那样电动机常数缓慢地变化的情况下，只根据数周期的监视结果难以正确地判定电动机的异常状态。
[0009]在专利文献2所记载的现有技术中，在阈值以上的状态持续一定时间的情况下，判定是电动机控制装置的异常。但是，在专利文献2中，为了检测电动机的实际消耗功率，需要电压传感器和电流传感器，并且为了运算推定消耗功率，还需要用于测量电动机的转速的速度传感器。并且，速度传感器必须设置在电动机主体或其近旁，因此必须具备耐受高温、高湿、腐蚀性气体气氛等严酷环境的规格。能够在这样的严酷的环境下使用的速度传感器一般昂贵，还需要进行该传感器的安装操作。
[0010]并且，在专利文献I和专利文献2所记载的现有技术中，在检测出电动机或电动机控制装置的异常状态的情况下，为了确保安全只是紧急停止电动机，完全没有考虑用于延长电动机的寿命的控制。在严酷的环境下使用的电动机一般难以由操作者进行维护作业，因此需要将故障发生防患于未然。
[0011 ] 专利文献I:日本特开2012-75293号公报
[0012]专利文献2:日本特开2009-207315号公报
【发明内容】
[0013]本发明是着眼于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置，其能够通过比较简单的结构判定电动机的状态，抑制电动机发生故障。本发明的其他目的在于，提供一种电动机驱动系统、电动机的控制方法以及电力变换装置，其不使用速度传感器等设置在电动机主体或其周边的特别的传感器就能够判定电动机的状态，能够抑制故障的发生。
[0014]为了解决上述问题，本发明的电动机驱动系统具备:电动机；以及对该电动机进行可变速驱动的电力变换装置，电力变换装置通过对电动机输出预定频率的交流电压，来驱动电动机，根据电动机的输出电压在预定时间中的变化，判定输出电压是否进行了预定值以上的变化，在输出电压进行了预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低预定频率的值。
[0015]根据本发明，根据电动机的输出电压在预定时间中的变化，检测异常预兆，因此能够不受到突发的瞬时值的影响地检测电动机的异常预兆。并且，根据本发明，如果判定为检测出异常预兆，则降低向电动机施加的交流电力的预定频率，因此能够抑制电动机故障。在本发明中，能够提高电动机的维护性和可靠性。
【附图说明】
[0016]图1是第一实施例的电动机驱动系统的整体结构图。
[0017]图2是模拟地表示因电阻变化造成的输出电压值和电压指令值的变化的图表。
[0018]图3是表示控制向电动机的输出的处理的流程图。
[0019]图4是第二实施例的电动机驱动系统的整体结构图。
[0020]图5涉及第三实施例，是表示输出控制处理的流程图。
[0021 ]图6是表示输出电压的平均值的计算例子的说明图。
[0022]图7涉及第四实施例，是表示输出控制处理的流程图。
[0023]图8涉及第五实施例，是表示输出控制处理的流程图。
【具体实施方式】
[0024]以下，根据【附图说明】本发明的实施方式。在本实施方式中，通过预定频率的交流电压驱动电动机3，检测因环境等造成的电动机3的异常预兆，并应对该异常预兆，由此提高电动机3的寿命和可靠性。
[0025]在本实施方式的电动机驱动系统中，对电动机3进行可变速驱动，因此设置输出预定频率的交流电压的电力变换装置I。在电力变换装置I正在以恒定频率驱动电动机3的情况下，在电力变换装置I在预定时间中的输出电压变化了预定值以上的情况下，判定为检测出异常预兆，将向电动机3输出的交流电力的频率降低为比O大的其他值。
[0026]本实施方式的电力变换装置I将第一预定时间中的输出电压与第二预定时间中的输出电压进行比较，在第二预定时间通过与第一预定时间中使用的预定频率相同的频率驱动电动机。第一预定时间中的输出电压也可以是在第一预定时间内测量的多个输出电压的平均值。同样，第二预定时间中的输出电压也可以是在第二预定时间内测量的多个输出电压的平均值。根据预定时间中的输出电压检测电动机的异常预兆，因此能够降低被噪声等突发的瞬时值影响的可能性，能够正确地检测异常预兆。
[0027]本实施方式的电动机驱动系统例如控制设置在地下深处的风扇、栗、压缩机等中使用的电动机3的驱动。电动机驱动系统的电力变换装置I例如通过数百米到数公里那样长的电缆2与电动机3连接。数百米以上的地下是高温、高湿、腐蚀性气体气氛等严酷的环境，因此操作者难以手动地对电动机3进行维护作业。另外，为了测量电动机3的状态，在电动机3的主体或其周边设置传感器的情况下，必须使用特殊构造的传感器。与难以进行电动机3的维护作业同样地，操作者难以对该特殊构造的传感器进行维护作业。因此，理想的是在严酷的环境下使用的电动机3的电动机驱动系统不使用特殊构造的传感器，而能够通过简单的结构判定电动机3的状态(异常预兆)。另外，在严酷的环境下也难以进行电动机3的部件更换等维护作业，因此从设备整体的运转率的观点出发，抑制电动机3的故障发生也是理想的。以下，详细说明本实施方式的电动机驱动系统的结构例子。
[0028][实施例一]
[0029]使用图1?图3说明第一实施例。图1表不电动机驱动系统的整体结构。
[0030]电力变换装置I经由电缆2驱动电动机3。电动机3通过从电力变换装置I输出的三相交流电力而进行旋转。电缆2例如是500米以上的长电缆。电动机3例如有时在地下数百米到数公里的地方使用，在这样的情况下使用长电缆2。在电力变换装置I和电动机3远离的情况下，有时难以从电力变换装置I侧确认电动机3的情况。
[0031]电力变换装置I例如设置在地上的建筑物内等，向电动机3提供预定频率的交流电力。可以适当地决定预定频率的值。电力变换装置I例如能够利用来自电压检测部4、电流检测部5的信号控制电动机3。电压检测部4、电流检测部5可以设置在电缆2和电力变换装置I之间。电压检测部4、电流检测部5不需要设置在电动机3的主体或其附近。电压检测部4检测作为输出电压值的反馈电压值VFB，然后将其发送给电压变化检测部16。电流检测部5向电力变换装置I发送作为输出电流值的反馈电流值IFB。
[0032]本实施方式的电力变换装置I例如可以构成为电压型逆变器装置。电力变换装置I例如具备速度指令运算部11、速度指令修正部12、电压指令运算部13、交流电压指令运算部
14、PWM(脉冲宽度调制)运算部15。并且，电力变换装置I也可以与用户接口部21连接。
[0033]速度指令运算部11具有运算速度指令值ωI*的功能。速度指令修正部12具有根据通过电压变化检测部16检测出的电压变化将通过速度指令运算部11计算出的速度指令值ω I*修正为速度指令值ω I**的功能。
[0034]电压指令运算部13具有根据修正后的速度指令值ωI**计算基于向量控制的直流电压指令值V*的功能。交流电压指令运算部14具有根据直流电压指令值V*运算交流电压指令值的功能C=PffM运算部15根据交流电压指令值生成PWM脉冲，并向电动机3输出。遵照交流电压指令值的PWM脉冲是向电动机3施加的预定频率的交流电力(交流电压)。
[0035]也可以代替输出电压的变化，而使用来自电流检测部5的电流检测值的变化。速度指令修正部12也可以根据电流检测值的变化，运算速度指令值的修正值ω I**。
[0036]用户接口部12可以具备信息输入装置和信息输出装置的双方。作为信息输入装置，例如有按钮类、键盘、声音输入装置、拨号盘等。作为信息输出装置，例如有显示器、打印机、声音合成装置等。此外，用户接口部21也可以通过向管理者发送电子邮件来通知电动机3的状态等。
[0037]电动机驱动系统使用电力变换装置I，以恒定速度(恒定的预定频率)控制电动机
3。关于以恒定速度驱动的电动机3的输出电压，例如即使发生了非平稳的负荷变动，但如果以比较长的时间(例如数小时?数天)的平均值来看，认为大致恒定。这是因为突发的输出电压值的变化被掩埋在长时间观测的输出电压值的平均值中。
[0038]如果电动机3发生了任意的不良，则认为是电动机常数(电阻、电感等)发生了变化的情况。在该情况下，流过电动机3的电流变化，因为使用该电流值控制电动机3，所以电力变换装置I的电压指令值、输出电压值变化。如果电动机3的常数变化，并保持不变而不恢复，则电力变换装置I的电压指令值、输出电压值也保持发生了变化。
[0039]因此，在本实施例中，使用因电动机常数的变化造成的电压指令值、输出电压值的变化，检测电动机3的异常预兆。在本实施例中，例如通过使用电压变化检测部16，来检测电力变换装置I的输出电压值的变化。
[0040]例如，考虑作为电动机常数的电阻成分R和电感成分L。可以如下那样考虑作为电阻成分R和电感成分L对电力变换装置I的输出电压产生的影响。一般在电动机3的向量控制中，在考虑了d轴和q轴的电压指令值的情况下，包含感应电动机和磁铁同步电动机，大体如下述的公式I那样表示R、L。
[0041][公式I]
[0042]Vd = R.Id-ω.L.Iq
[0043]Vq = R.Iq+ ω.(L.Id+Φ )
[0044]由于电动机3是感应电动机还是磁铁同步电动机的不同，产生些许的不同。例如电感成分L是dq轴成分或共通的漏感成分。另外，例如磁通Φ成为旋转磁通或磁铁磁通。虽然存在该程度的不同，但大致成为上述公式I所示的倾向。根据公式I可知，在频率ω低的情况下，电阻成分R产生的影响大，越是成为高频电感成分产生的影响越大。
[0045]在高热、高腐蚀等严酷的环境中，在作为电动机常数的阻抗成分(电阻、电感)有很大变化的情况下，为了将电动机旋转频率保持恒定，必须与阻抗成分变化对应地使电力变换装置I的输出电压变化。
[0046]因此，如后述那样，电力变换装置I在通过电压变化检测部16判断为输出电压的变化大的情况下，电动机3遭受高热等，从而判断为产生了异常预兆。电力变换装置I当检测出异常预兆时，降低向电动机3施加的频率。由此，降低电动机3的负荷，防止发生电动机3完全停止等故障。
[0047]例如，在温度从30度变化为150度的情况下，电阻值成为大约1.4倍。如上述公式I所示那样，在低旋转频率(例如1Hz)时，电动机3的电阻值对来自的电力变换装置I的输出电压产生的影响大。在电动机3的频率低的情况下，电阻值的变化使输出电压值(VFB)产生很大变化。因此，在以低频率驱动电动机3的情况下，如果检测出输出电压的平均值的变化，则容易检测电动机常数的变化。
[0048]另一方面，在高旋转频率时，根据公式I可知，电感成分L的变化、磁通成分Φ的变化对从电力变换装置I向电动机3的输出电压产生大的影响。例如在同步电动机的情况下，当成为高温时产生磁铁饱和，因此磁通Φ变小，结果输出电压也变化。在感应电动机的情况下，由于腐蚀气体而使电动机构造受到影响，当导磁率等变化时，电感成分也可能变化。电感成分L、磁通成分Φ的变化导致输出电压值(VFB)变化。输出电压值的变化还引起输出电流值(IFVB)的变化。
[0049]图2表示在同一频率下的运转中电动机3的电阻值从I倍增加到1.4倍的情况下的电力变换装置I的输出电压值和电压指令值的模拟结果。图2(al)表示电阻值为I倍的情况下的U相交流电压值。图2(a2)表示电阻值增加到1.4倍的情况下的U相交流电压值。图2(bl)表示电阻值为I倍的情况下的q轴的电压指令值。图2(b2)表示电阻值增加到1.4倍的情况下的q轴的电压指令值。
[0050]根据模拟可知，当电阻值增加到1.4倍时，无论是U相交流电压值还是q轴的电压指令值，电压值都增大。实际上，在严酷的环境下，电动机3的绕组劣化，因此认为电阻值增加至IJ1.4倍以上。电阻值的变化越大，电压变化也越大。因此，不使用速度传感器等特殊的传感器，只通过检测电压变化就能够检测电动机3的异常预兆。
[0051]使用图3的流程图说明用于检测从电力变换装置I向电动机3的输出电压值的变化的方法等。以下说明根据电力变换装置I的输出电压的平均值的变化检测电动机3的异常预兆的情况。也可以代替它，根据来自电力变换装置I的输出电流的平均值的变化、电力变换装置I内的电压指令值、电流指令值的变化，检测电动机3的异常预兆。
[0052]在图3的输出控制处理中，检测电力变换装置I的输出电压的变化，使电力变换装置I的频率变化。
[0053]首先，管理者针对电力变换装置I设定成为检测变化的对象的频率fl(Hz)。电力变换装置I监视向电动机3提供的频率是否成为监视对象频率fl(Hz)(S10)。
[0054]电力变换装置I当确认了频率为fl(Hz)时(SI O:是)，开始输出电压的时间平均值的运算(Sll)。电力变换装置I判定运算平均值的时间是否是预定时间Tl以上(S12)。即，判定是否计算出预定时间Tl中的输出电压值的平均值。
[0055]将预定时间Tl设定得比电动机3的负荷变动中的在预定的短时间以下产生的突发的负荷变动的产生周期长，理想的是设定为足够长。即，在本实施例中，将用于计算平均值的期间Tl设定得长，从而尽量不受到噪声那样的瞬间的电压变化的影响。例如，将预定时间Tl设定为数小时?数天那样的长的值。也可以将预定时间Tl设定为电动机3的电气时间常数的η倍。
[0056]电力变换装置I在计算出预定期间Tl量的输出电压的平均值之前(S12:否)，重复步骤S10、S11。电力变换装置I在计算出预定时间Tl量的输出电压的平均值时(S12:是)，保存该值(S13)。
[0057]接着，电力变换装置I计算在上次的处理时在步骤Sll、S12中计算出并在步骤S13中保存的平均值(上次的平均值)与本次的平均值之间的差分Vd(SH)。如果将在上一个处理周期中求出的预定时间Tl中的电压平均值作为第一电压平均值，将在下一个处理周期中求出的预定时间Tl中的电压平均值作为第二平均值，则电力变换装置I求出第一电压平均值和第二电压平均值之间的差。求出第一电压平均值时的频率和求出第二电压平均值时的频率是相同的频率fl。即，电力变换装置I在向电动机3提供了同一频率fl的交流电力的状况下，监视输出电压的平均值的变化。
[0058]电力变换装置I判定输出电压的平均值的变化Vd是否为预定值Vth以上(S15)。在输出电压的平均值的变化Vd不满预定值Vth的情况下(S15:否)，返回到步骤S10。
[0059]电力变换装置I在输出电压的平均值的变化Vd为预定值Vth以上的情况下(S15:是)，判定为电动机3有异常预兆，降低向电动机3施加的频率f I的值(S16)。通过将向电动机3施加的频率降低得比当前值低，能够降低电动机3的旋转从而防止电动机3因故障而停止的情况。例如，通过将电动机3的频率降低到比O大的其他值，能够降低电动机3的旋转从而减轻负荷。此外，根据情况，也可以有意识地完全停止电动机3。
[0060]并且，电力变换装置I也可以在步骤S16中从用户接口部21向管理者输出警报。
[0061]根据这样构成的本实施例，不需要在处于严酷环境下的电动机主体或其周边设置特殊构造的速度传感器等，能够使用来自电压检测部4的信号，根据输出电压在预定时间中的变化检测电动机3的异常预兆。
[0062]并且，根据本实施例，在检测出电动机3的异常预兆的情况下，降低向电动机3施加的频率，因此能够抑制电动机3发生故障而完全停止的情况的发生。因此，根据本实施例，能够以比较简单的结构并且低成本地提高电动机的维护作业的效率和可靠性。
[0063]根据本实施例，不使用瞬时的电压变化，而使用预定时间中的电压平均值，因此能够排除因急剧的负荷变动等造成的暂时的状况的影响。能够提高异常预兆的检测精度。并且，根据本实施例，监视预定时间中的电压平均值的变化，因此还能够正确地检测如电动机3的常数变化那样经过时间而缓慢变化的不良状况。
[0064]此外，也可以抽出多个比较短地设定的预定时间中的平均值来取平均，从而代替将预定时间Tl的值设定得长为数小时到数天。也可以构筑进行平均的总体时间长的充分平均化的平均值，来检测电压变化。例如将预定时间设为10分钟，在某一个星期十几次程度地计算每10分钟的电压平均，根据这些电压平均的差检测电动机3的异常预兆。使计算电压平均时的频率相同。
[0065][实施例二]
[0066]使用图4说明第二实施例。包含本实施例的以下的各实施例相当于第一实施例的变形例。以与第一实施例的不同为中心进行说明。在本实施例中，使用在电力变换装置I的内部使用的电压指令值在预定时间中的平均值，来代替从电力变换装置I向电动机3施加的输出电压值在预定时间中的平均值。
[0067]图4表示本实施例的电动机驱动系统的整体结构。在本实施例中，通过电压指令变化检测部17检测作为电压指令运算部13的输出值的电压指令值V*的变化。速度指令修正部12根据来自电压指令变化检测部17的信号，修正速度指令。
[0068]此外，在本实施例中，也可以代替电压指令值V*，而通过电流指令变化检测部(未图示)检测在运算电压指令值V*时使用的电流指令值I*的变化，根据电流指令值I*的变化修正速度指令。
[0069]这样构成的本实施例也起到与第一实施例相同的作用效果。并且，在本实施例中，使用在电力变换装置I的内部使用的作为控制用参数的电压指令值(也可以是电流指令值)的平均值变化，检测电动机3的异常预兆，因此与第一实施例相比能够简化结构。即，在本实施例中，能够省略电压检测部4。
[0070][实施例三]
[0071]使用图5和图6说明第三实施例。在本实施例中，能够设定多个为了检测电动机3的异常预兆而使用的频率。
[0072]图5是表示本实施例的电动机驱动系统的电力变换装置I所执行的输出控制处理的流程图。电力变换装置I判定正在输出的频率是否为预先设定的第一频率fl(Hz)和第二频率f 2 (Hz)中的任意一个。
[0073]电力变换装置I当确认了是监视对象频率f1、f2中的任意一个时(SlO:是)，计算该频率下的输出电压的平均值(S11A)。也可以计算电压指令值的平均，或计算电流指令值的平均，来代替输出电压的平均值。
[0074]在本实施例中，针对频率fl、f2中的每个频率，改变用于计算平均值的预定时间(S12A)。电力变换装置I在第一频率fl的情况下，计算预定时间Tl中的输出电压的平均。电力变换装置I在第二频率f2的情况下，计算另一预定时间T2中的输出电压的平均。电力变换装置I保存预定时间Tl、T2中的输出电压的平均值(S13A)。
[0075]电力变换装置I判定是否保存有离开了预定的时间间隔Ts以上的同一频率下的平均值的数据(S20)。
[0076]在此参照图6的说明图。图6(I)、( 3)、(4)表示在向电动机3施加了第一频率f I的情况下的预定时间Tl的电压平均值Vll、V12、V13。同样，图6(2)、(5)表示了向电动机3施加第二频率f2的情况下的预定时间T2的电压平均值V21、V22。在本实施例中，这样对每个频率fl、f2运算并保存了各个预定期间T1、T2中的电压平均值。
[0077]并且，在本实施例中，分别将同一频率、并且比较对象的预定期间彼此离开了预定的时间间隔Ts以上的情况下的电压平均值进行比较。例如，在图6的例子中，频率fl的输出电压的平均值Vll(图6(1))与同一频率fl的输出电压的平均值V12(图6(3))之间的间隔△TI是预定的时间间隔Ts以上，因此成为比较对象(S20:是)。
[0078]电力变换装置I计算电压平均值Vll和电压平均值V12之间的差分Vd(S21)。电力变换装置I在判定为差分Vd是预定值Vth以上的情况下(S15A:是)，判定为是电动机3的异常预兆，降低向电动机3施加的频率，或者向管理者发出警告(S16A)。
[0079]另一方面，电压平均值V12(图6(3))和与之相邻的时间内的电压平均值V13(图6
(4))之间的间隔ATla不满预定的时间间隔Ts，因此不选择为比较对象。
[0080]当着眼于第二频率f2时，电压平均值V21(图6(2))和电压平均值V22(图6(5))之间的间隔A T2为预定的时间间隔Ts以上，因此选择为比较对象(S20:是)。电力变换装置I计算电压平均值V21和电压平均值V22之间的差分Vd(S21)。电力变换装置I在该差分Vd为预定值Vth以上的情况下(S15A:是)，判定为检测出电动机3的异常预兆，降低电动机3的频率，或发出警报(S16A)。
[0081]这样构成的本实施例也起到与第一实施例同样的作用效果。并且，在本实施例中，在不同的多个频率下，计算输出电压的平均值的变化，根据该变化检测电动机3的异常预兆。因此，即使在频繁切换所使用的频率的情况下，也能够诊断电动机3而防止故障。
[0082]并且，根据本实施例，在用于求出电压平均值的时间的间隔为预定的时间间隔Ts以上的情况下，选择为诊断用数据。因此，即使在将预定时间T1、T2设定得短的情况下，也能够正确地检测电动机常数的缓慢的变化。
[0083][实施例四]
[0084]使用图7说明第四实施例。在本实施例中，在检测出电动机3的异常预兆的情况下，在等待管理者的指示后降低电动机3的频率。
[0085]图7是表示本实施例的电动机驱动系统的电力变换装置I所执行的输出控制处理的流程图。电力变换装置I当得知电压平均值的差分Vd为预定值Vth以上时(S15:是)，经由用户接口部21向管理者通知检测出电动机3的异常预兆的主旨(S30)。例如，用户接口部21向管理者通知“检测出电动机的异常预兆。是否降低驱动频率?”这样的消息。管理者针对该消息，可以赋予许可或拒绝。或者，管理者也可以经由用户接口部21向电力变换装置I给出频率的设定值。
[0086]电力变换装置I当检测出来自管理者的指示时(S31:是)，根据该指示降低向电动机3施加的频率(S16)。在此，在步骤S31中，管理者赋予关于降低频率的许可、或输入比当前的频率低的目标频率。
[0087]这样构成的本实施例也起到与第一实施例相同的作用效果。并且，在本实施例中，在降低电动机3的频率之前请求管理者的许可，因此管理者可根据状况判断可否降低频率，提高使用的便利性。
[0088][实施例五]
[0089]使用图8说明第五实施例。在本实施例中，可根据电动机3的突发的负荷变动的产生状态，可变地设定用于计算输出电压的平均值的预定时间Tl。
[0090]图8是表示设定用于计算电压平均值的时间Tl的处理的流程图。电力变换装置I判定是否检测出因突发的负荷变动而产生的噪声(S40)。如果检测出噪声(S40:是)，则电力变换装置I计算每单位时间的噪声产生次数Cn(S41)。也可以将每单位时间的噪声产生次数Cn称为噪声的产生频度。
[0091]电力变换装置I判定噪声产生次数Cn是否为第一噪声阈值Cthl以上(S42)。在噪声产生次数Cn为第一噪声阈值Cthl以上的情况下(S42:是)，电力变换装置I将预定时间Tl设定增长了预定值(S43)。
[0092]电力变换装置I当判定为噪声产生次数Cn不满第一噪声阈值Cthl时(S42:否)，判定噪声产生次数Cn是否为第二噪声阈值Cth2以上(S44)。电力变换装置I在噪声产生次数Cn为第二噪声阈值Cth2以上的情况下(S44:是)，将预定时间Tl缩短预定值(S45)。
[0093]这样，电力变换装置I在因突发的负荷变动造成的噪声的产生频度Cn变多时将预定时间Tl设定得长，因此能够求出该噪声的影响小的电压平均值。另一方面，电力变换装置I在噪声产生频度Cn降低时，将预定时间Tl设定得短，因此能够迅速地检测出电动机3的异常预兆。
[0094]此外，本发明并不限于上述实施方式。对于本技术领域的技术人员来说，能够在本发明的范围内进行各种追加、变更等。例如能够适当地组合上述实施例。例如也可以将第三?第五实施例与第一实施例和第二实施例的任意一个组合。另外，例如也可以将第五实施例与第一实施例、第二实施例、第一实施例和第三实施例的组合、第二实施例和第三实施例的组合、第二实施例和第三实施例的组合、第二实施例和第四实施例的组合中的任意一个组合进行合并。
[0095]附图标记说明
[0096]1:电力变换装置;2:电缆;3:电动机;4:电压检测部;5:电流检测部；11:速度指令运算部；12:速度指令修正部；13:电压指令运算部；14:交流电压指令运算部；15:ΡΒ1运算部;21:用户接口部。
【主权项】
1.一种电动机驱动系统，其具备:电动机；以及对该电动机进行可变速驱动的电力变换装置，其特征在于， 上述电力变换装置通过对上述电动机输出预定频率的交流电压，来驱动上述电动机， 根据上述电动机的输出电压在预定时间中的变化，判定上述输出电压是否进行了预定值以上的变化， 在上述输出电压进行了上述预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低上述预定频率的值。2.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置将第一预定时间中的上述电动机的输出电压与第二预定时间中的上述电动机的输出电压进行比较，由此判定上述第一预定时间中的上述输出电压与上述第二预定时间中的上述输出电压之间的差分是否为上述预定值以上，在上述第二预定时间通过与上述第一预定时间中使用的预定频率相同的频率驱动上述电动机。3.根据权利要求2所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置判定上述第一预定时间中的上述输出电压的平均值和上述第二预定时间中的上述输出电压的平均值之间的差分是否为上述预定值以上。4.根据权利要求3所述的电动机驱动系统，其特征在于， 将上述第一预定时间和上述第二预定时间设定得比上述电动机的负荷变动中的在预定的短时间以下产生的突发的负荷变动的产生周期长。5.根据权利要求4所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置对多个上述第一预定时间中的每个第一预定时间分别计算上述输出电压的平均值来求出第一平均值， 并且对多个上述第二预定时间中的每个第二预定时间分别计算上述输出电压的平均值来求出第二平均值， 判定上述第一平均值和上述第二平均值之间的差分是否为上述预定值以上。6.根据权利要求1?5中的任意一项所述的电动机驱动系统，其特征在于， 将在上述电力变换装置内生成的电压指令值作为上述电动机的输出电压来使用。7.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置在判定为上述输出电压进行了上述预定值以上的变化的情况下，使上述预定频率的值降低为比O大的值。8.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于， 将上述预定频率设定为上述电动机的电阻值对上述输出电压的贡献比上述电动机的电感对上述输出电压的贡献大的预定的低频。9.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述预定频率包括第一预定频率和第二预定频率， 上述电力变换装置针对上述第一预定频率和上述第二预定频率中的各个频率计算上述预定时间中的输出电压的平均值的变化，在第一预定频率、第二预定频率中的任意一个频率下上述输出电压的平均值进行了上述预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低上述预定频率的值。10.根据权利要求2所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置在上述第一预定时间和上述第二预定时间之间的时间间隔为预定的时间间隔以上的情况下，将上述第一预定时间中的上述电动机的输出电压与上述第二预定时间中的上述电动机的输出电压进行比较。11.根据权利要求4所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置根据在上述电动机中产生的上述突发的负荷变动的产生频度调整上述预定时间。12.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于， 上述电力变换装置在判定为上述输出电压进行了上述预定值以上的变化的情况下，输出该判定结果。13.—种电动机驱动系统，其具备:电动机；以及对该电动机进行可变速驱动的电力变换装置，其特征在于， 上述电力变换装置通过对上述电动机输出预定频率的交流电压，来驱动上述电动机， 根据以恒定频率正在驱动的上述电动机的电动机电流值在预定时间中的变化，判定上述电动机电流值是否进行了预定值以上的变化， 在上述电动机电流值进行了上述预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低上述预定频率的值。14.一种电动机的控制方法，其使用电力变换装置控制电动机的驱动，该电力变换装置通过对上述电动机输出预定频率的交流电压来对上述电动机进行可变速驱动，该电动机的控制方法的特征在于， 计算第一预定时间中的上述电动机的输出电压， 计算第二预定时间中的上述电动机的输出电压，在该第二预定时间通过与上述第一预定时间中使用的预定频率相同的频率驱动上述电动机， 计算上述第一预定时间中的上述输出电压和上述第二预定时间中的上述输出电压之间的差分， 判定上述差分是否为预定值以上， 在上述差分为上述预定值以上的情况下，判定为检测出异常预兆，降低上述预定频率的值。15.—种电力变换装置，其通过对电动机输出预定频率的交流电压来对上述电动机进行可变速驱动，其特征在于， 根据上述电动机的输出电压在预定时间中的变化，判定上述输出电压是否进行了预定值以上的变化， 在上述输出电压进行了上述预定值以上的变化的情况下，判定为检测出异常预兆，降低上述预定频率的值。
【文档编号】H02P23/14GK105915148SQ201610045502
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】永田浩郎, 永田浩一郎, 片山敏男
【申请人】株式会社日立制作所