估算电动机温度的温度估算装置制造方法.docx

估算电动机温度的温度估算装置制造方法估算电动机温度的温度估算装置制造方法本发明提供一种估算电动机温度的温度估算装置系数值采集部（11e）使用电动机的损耗（Q1（t））、检测温度（Td（t））以及电动机（5）的周围温度（Ta）采集表示因电动机（5）的损耗（Q1（t））而产生的电动机（5）的发热量、电动机（5）的温度波动量以及温度检测元件（5f）的设置位置之间关系的系数（C、K）的值温度估算部（11g）基于系数（C、K）的值、系数（C）的预先设定的基准值（Cm）、系数（K）的预先设定的基准值（Km）、检测温度（Td（t））以及电动机（5）的周围温度（Ta），估算电动机（5）的温度（Te（t））专利说明】估算电动机温度的温度估算装置【技术领域】[0001 ] 本发明涉及估算电动机温度的温度估算装置背景技术】[0002]以往，提出有为了进行电动机是否处于过热状态的判断等而估算电动机温度的温度估算装置的方案这样的温度估算装置进行基于由温度检测元件检测出的检测温度的电动机温度的估算、和基于依次算出的电动机损耗的电动机温度的估算中的任一种或两种[0003]在进行基于由温度检测元件检测出的检测温度的电动机温度的估算的情况下，使温度检测元件与设置于电动机的线圈(发热源)邻接地配置，将由温度检测元件检测到的检测温度估算为电动机的温度。

[0004]另一方面，例如日本特开平9-93795号公报所记载的那样，在进行基于电动机损耗的电动机温度的估算的情况下，将电动机内流动的电流在预先设定的每个采样周期(例如250微秒)依次采集，根据依次采集到的电流依次算出电动机的损耗，根据依次算出的损耗估算电动机的温度[0005]即使在电动机制造时将温度检测元件与线圈邻接地设置，对于所有同一形状以及同一材质的电动机也不能将温度检测元件设置于同一位置，所以在每个电动机上产生温度检测元件的设置位置的不同由于产生这样的温度检测元件的设置位置的不同，即使在电动机的发热量相同的情况下，由温度检测元件检测出的检测温度也会产生波动这样的检测温度的波动，随着温度检测元件设置位置周边部的温度梯度增大而变大例如，在将冷却系统的冷却液填充部配置于电动机的外侧侧面的情况下，为了提高冷却效果而将冷却液填充部邻接线圈配置为此，在电动机的发热量相同的情况下，由温度元件检测出的检测温度随着温度检测元件的设置位置和冷却液填充部之间的最短距离缩短而降低为此，输出用于过热保护的警报的时间点，随着温度检测元件的设置位置和冷却液填充部之间的最短距离缩短而推迟因此，受到由于每个电动机的温度检测元件的设置位置不同而引起的、由温度检测元件检测出的检测温度波动的影响，在每个电动机上产生估算的电动机温度的不同，存在为了进行电动机是否处于过热状态的判断不能准确地估算电动机温度的不良情况。

[0006]另一方面，在进行基于依次算出的电动机损耗的电动机温度的估算的情况下，由于为了依次算出电动机的损耗而在每个采样周期内依次采集电流，所以随着在某个采样周期采集到的电流值和在下一个采样周期采集到的电流值之间的波动变大而电动机损耗的波动变大另外，估算的温度的波动随着电动机损耗的波动变大而变大因此，受电动机内流动的电流的波动的影响，估算的电动机温度产生不均匀，存在为了进行电动机是否处于过热状态的判断不能准确地估算电动机温度的不良情况发明内容】[0007]本发明的目的在于提供一种温度估算装置，能够不受由于每个电动机的温度检测元件的设置位置不同而引起的、由温度检测元件检测出的检测温度的波动影响或电动机内流动的电流波动的影响地估算电动机的温度[0008]温度估算装置，其特征在于，具备:损耗算出部，将电动机的损耗在预先设定的期间内算出；检测温度采集部，将配置于电动机的温度检测元件所检测到的检测温度，在整个预先设定的期间在每个预先设定的采样周期依次采集；系数值采集部，使用损耗算出部算出的损耗、检测温度采集部采集到的检测温度以及电动机的周围温度，采集表示因损耗而产生的电动机的发热量、电动机的温度波动量以及温度检测元件的设置位置之间关系的系数值；以及温度估算部，基于系数的值、系数的预先设定的基准值、检测温度以及电动机的周围温度，估算电动机的温度。

[0009]优选地，检测温度采集部采集设置于具有冷却系统的电动机的温度检测元件所检测到的检测温度[0010]优选地，检测温度采集部采集与设置于电动机的线圈邻接设置的温度检测元件所检测到的检测温度专利附图】【附图说明】[0011]本发明通过参照以下附图能够更明确地理解[0012]图1是应用了温度估算装置的系统的框图[0013]图2是图1的温度估算装置的框图具体实施方式】[0014]参照以下附图，对估算电动机温度的温度估算装置进行说明但是，希望理解本发明并不限定于附图或以下说明的实施方式[0015]图1是应用了温度估算装置的系统的框图图1所示的系统在机床、机器人等中使用，具有三相交流电源1、换流器2、平滑用电容器3、变换器4、电流检测器4U、4V、4W、作为电动机的旋转型永磁铁同步电动机5、被驱动体6、旋转角度检测器7、冷却系统8、温度检测元件9、变换器控制装置10、温度估算装置11以及上级控制装置12在图1中，为了清楚，以截面表示旋转型永磁铁同步电动机5、被驱动体6以及冷却系统8的一部分[0016]换流器2例如由多个(三相交流的情况下是6个)整流二极管构成，将从三相交流电源I供给的交流电转换为直流电。

平滑用电容器3为了使被换流器2的整流二极管整流的电压平滑化而并联 地连接于换流器2变换器4并联地连接于平滑用电容器3，例如由多个(三相交流的情况下是6个)晶体管构成，通过基于后面说明的PWM信号Vpwm进行晶体管的断通动作，从而将由换流器2转换的直流电转换为交流电电流检测器4U、4V、4W各自例如由霍尔元件构成，为了分别检测三相的U相电流1?、V相电流Iv以及W相电流Iw的电流值而设置于变换器4的输出线[0017]旋转型永磁铁同步电动机5由存储于平滑用电容器3的电力进行驱动，具有:具有旋转轴5a的转子5b ;和以包围转子5b的方式配置的定子5c转子5a具有永磁铁5d定子5c具有供给U相电流1?、V相电流Iv以及W相电流Iw的线圈5e因此，永磁铁同步电动机5起到三相同步电动机的作用在本实施方式中,旋转轴5a相对于轴线α沿逆时针方向a旋转另外，在本实施方式中，使温度检测元件5f与作为发热源的线圈5e邻接地设置温度检测元件5f由热敏电阻和恒温器中任意一种构成，检测出相当于线圈5e的温度的检测温度Td (t)[0018]旋转角度检测器7由旋转式编码器构成，为了检测旋转轴5a的旋转角度Θ而安装于旋转轴5a。

冷却系统8具有冷却液填充部8a、冷却液流路8b、8c以及泵8d冷却液填充部8a以接近线圈5e的方式配置于定子5b的外侧侧面，为了冷却旋转型永磁铁同步电动机5而填充冷却液(例如水)冷却液流路Sb使冷却液流入冷却液填充部8a，来自冷却液填充部8a的冷却液流入冷却液流路8c泵8d通过冷却液流路8b、冷却液填充部8a以及冷却液流路8c使冷却液循环温度检测元件9由热敏电阻和恒温器中任意一种构成，为了检测旋转型永磁铁同步电动机5的周围温度Ta而设置于旋转型永磁铁同步电动机5的周围[0019]变换器控制装置10为了控制变换器4，将U相电流1?、V相电流Iv以及W相电流1￥各自的电流值作为旋转型永磁铁同步电动机5的电流值数据分别采样，将旋转角度Θ作为马达位置或速度数据分别采样[0020]然后，变换器控制装置10基于采样的电流值数据以及马达的位置或速度数据和后面说明的马达的位置或速度指令Com，生成用于驱动旋转型永磁铁同步电动机5的PWM信可 VpiM °[0021]温度估算装置11通过具备输入输出端口、串行通信回路、A/D转换器、比较器等的信息处理器而实现，按照存储于未图示的存储器的处理程序，执行用于估算用于进行电动机是否处于过热状态的判断等的旋转型永磁铁同步电动机5的估算温度Te (t)的处理。

上级控制装置12由CNC (数控装置)构成，将上述的马达的位置或速度指令Com输入变换器控制装置10[0022]图2表示图1的温度估算装置的框图温度估算装置11为了估算估算温度Te(t)而具有损耗算出部11a、第一检测温度采集部lib、第二检测温度采集部11c、第一存储部lid、系数值采集部lie、第二存储部Ilf以及温度估算部llg[0023]损耗算出部Ila将相当于电动机的铜损的损耗Q1 (t)在整个预先设定的期间(例如1000秒)内在预先设定的每个采样周期At内算出为此，损耗算出部Ila将三相的U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw各自的电流值，在整个预先设定的期间(例如1000秒)内在预先设定的每个采样周期At内采集，并基于这些电流值算出损耗Q1 (t)然后，损耗算出部Ila将算出的损耗Q1 (t)输入存储部lid在这里，采样周期At相当于内置于温度估算装置11的时钟(未图示)向温度估算装置11的各部输出的时钟信号的一个时钟周期(例如250微秒)[0024]检测温度采集部Ilb将由温度检测元件5f检测出的检测温度Td(t)，在整个预先设定的期间(例如1000秒)内在预先设定的每个采样周期At内依次采集，将采集到的检测温度Td (t)依次输入存储部lid。

[0025]检测温度采集部Ilc将由温度检测元件9检测到的周围温度Ta，在预先设定的期间(例如1000秒)内只采集一次，并将采集到的周围温度Ta输入存储部lid[0026]存储部Ild将损耗Q1 (t)、检测温度Td (t)以及周围温度Ta暂时存储然后，存储部Ild在系数值采集部lie分别采集后面说明的系数C、K的值时将损耗Q1 (t)、检测温度Td (t)以及周围温度Ta向系数值采集部Ile输出，并在温度估算部Ilg估算旋转型永磁铁同步电动机5的估算温度I； (t)时将检测温度Td (t)以及周围温度Ta向温度估算部Ilg输出[0027]系数值采集部lie使用损耗Q1 (t)、检测温度!^ (t)以及周围温度Ta采集表示因旋转型永磁铁同步电动机5的损耗Q1 (t)而产生的旋转型永磁铁同步电动机5的发热量、旋转型永磁铁同步电动机5的温度波动量以及温度检测元件5f的设置位置之间的关系的系数C、K的值为此，系数值采集部Ile将损耗Q1 (t)、检测温度Td (t)以及周围温度Ta代入如下热模型表达式，【权利要求】1.一种温度估算装置(11)，其特征在于，具备: 损耗算出部(11a)，将电动机(5)的损耗在预先设定的期间内算出； 检测温度采集部(11b)，将配置于电动机(5)的温度检测元件(5f)所检测到的检测温度，在整个上述预先设定的期间在每个预先设定的采样周期依次采集； 系数值采集部(lie)，使用上述损耗算出部(Ila)算出的损耗、上述检测温度采集部(Ilb)采集到的检测温度以及电动机(5)的周围温度，采集表示因损耗而产生的电动机(5)的发热量、电动机(5)的温度波动量以及温度检测元件(5f)的设置位置之间关系的系数值；以及 温度估算部(llg)，基于上述系数的值、上述系数的预先设定的基准值、上述检测温度采集部(Ilb)采集到的检测温度以及电动机(5)的周围温度，估算电动机(5)的温度。

2.根据权利要求1所记载的温度估算装置(11)，其特征在于， 上述检测温度采集部(IIb)采集设置于具有冷却系统(8)的电动机(5)的温度检测元件(5f)所检测到的检测温度3.根据权利要求1所记载的温度估算装置(11)，其特征在于， 上述检测温度采集部(I Ib )采集与设置于电动机(5 )的线圈(5e )邻接设置的温度检测元件(5f)所检测到的检测温度。