转换器及电动机控制系统的制作方法

1.本发明涉及配置于交流电源和电动机驱动装置之间而进行电力变换的转换器及电动机控制系统。


背景技术：

2.配置于交流电源和电动机驱动装置之间的转换器具有：功率模块，其包含将多个整流元件桥式连接的桥式整流电路；以及平滑电容器，其将功率模块的输出电压平滑化。从交流电源向转换器供给的交流电压被功率模块整流，通过平滑电容器将被整流后的电压平滑化。
3.由电动机驱动装置驱动的电动机通常在加速时消耗电力，在减速时产生感应电动势。因此，电动机驱动装置使电动机作为发电机进行动作。此外，下面，将电动机的加速动作记载为“电动机动力运行”或“动力运行”，将电动机的减速动作记载为“电动机再生”或“再生”。
4.在电动机动力运行时，向电动机驱动装置施加通过转换器平滑化后的电压。电动机驱动装置通过直流交流变换将从转换器供给的直流电压向交流电压变换，将变换后的交流电压施加于电动机，从而对电动机进行驱动。
5.在电动机再生时，将由电动机产生的感应电动势通过由电动机驱动装置实现的交流直流变换而向直流电压变换，向转换器的平滑电容器供给变换后的直流电压。在从电动机向电动机驱动装置施加的电压大的情况下，有时从电动机驱动装置向转换器施加的直流电压超过平滑电容器或转换器的功率模块的允许电压。在该情况下，转换器的平滑电容器或功率模块有可能产生故障，因此转换器具有对由电动机的感应电动势产生的电力即再生电力进行处理，以使得平滑电容器或功率模块不破损的功能。
6.在再生电力的处理方式中，具有通过电阻器将再生电力进行热消耗的电阻再生方式和使再生电力返回交流电源的电源再生方式。近年来，对于机床及机器人这样的工业机械，从节能化的观点出发，采用应用了电源再生方式的转换器的情形正在增加。应用了电源再生方式的转换器具有包含开关元件与各整流元件并联连接的电路的功率模块，通过对各开关元件的通断进行控制，从而向交流电源供给再生电力。
7.应用了电源再生方式的转换器在电动机动力运行时或电动机再生时产生了来自交流电源的电力供给停止的停电的情况下，在停电开始时或供电恢复开始时，在功率模块流过过电流，功率模块有可能劣化或产生故障。另外，在应用了该转换器的机床及机器人这样的工业机械中，在动力运行时或再生时交流电源产生了停电的情况下，进给轴或主轴等过度旋转，刀具或工件等有可能破损。
8.在专利文献1中公开了能够对在再生时交流电源产生了停电进行检测的转换器控制装置。该转换器控制装置在平滑电容器的端子间经由斩波器而连接再生用电阻，通过电压型pwm(pulse width modulation)转换器和斩波器的协调控制而对再生电力进行分担处理。而且，该转换器控制装置在电动机再生时，根据母线电流和流过再生用电阻的斩波电流
之间的比率对交流电源产生了停电进行检测。
9.专利文献1：日本特开平6-205586号公报


技术实现要素：

10.但是，就专利文献1所记载的技术而言，为了对交流电源产生了停电进行检测，需要多个电流检测单元，根据多个电流检测单元的输出对交流电源产生了停电进行检测，因此存在结构复杂这样的课题。
11.本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于得到能够以简易的结构对交流电源产生了停电进行检测的转换器。
12.为了解决上述课题，达成目的，本发明的转换器为配置于交流电源和对电动机进行控制的电动机驱动装置之间的转换器，该转换器具有功率模块、平滑电容器、母线电流检测部、控制部。功率模块具有：多个整流元件，它们对从交流电源供给的交流电压进行整流；多个开关元件，它们与多个整流元件中的所对应的整流元件各自并联连接；以及两个直流电源端子，它们输出由多个整流元件整流后的电压。平滑电容器与两个直流电源端子连接，将由功率模块整流后的电压平滑化。母线电流检测部对在两个直流电源端子中的1个和平滑电容器之间流动的电流即母线电流进行检测。控制部通过基于交流电源的电压相位对多个开关元件进行控制而使功率模块将电动机的再生电力向交流电源输出。控制部具有停电检测部，该停电检测部基于由母线电流检测部检测出的母线电流的绝对值，判定在电动机动力运行时及电动机再生时中的任意者的情况下交流电源是否产生了停电。
13.发明的效果
14.本发明涉及的转换器取得能够以简易的结构对交流电源产生了停电进行检测这样的效果。
附图说明
15.图1是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的图。
16.图2是表示实施方式1涉及的电源相位检测部和基极驱动信号生成部的动作的时序图。
17.图3是用于说明实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机动力运行时的动作的图。
18.图4是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机动力运行时的交流电源的电源电压和在转换器内流动的电流之间的关系的图。
19.图5是用于说明由实施方式1涉及的转换器的通断动作实现的电源再生动作的图。
20.图6是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机再生时的交流电源的电源电压和在转换器内流动的电流之间的关系的图。
21.图7是表示实施方式1涉及的电动机控制系统对电动机进行驱动的情况下的电动机控制系统的状态的图。
22.图8是表示在图7所示的电动机动力运行区间交流电源产生了停电的情况下的电动机控制系统的状态的图。
23.图9是表示在图7所示的电动机再生区间交流电源产生了停电的情况下的电动机
控制系统的状态的图。
24.图10是表示实施方式1涉及的转换器的停电检测部的处理流程的一个例子的流程图。
25.图11是表示实施方式1涉及的转换器的再生控制部的处理流程的一个例子的流程图。
26.图12是表示实施方式1涉及的电动机驱动装置的电动机控制部的处理流程的一个例子的流程图。
27.图13是表示实施方式2涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的图。
28.图14是表示实施方式2涉及的转换器的停电检测部的计数处理流程的一个例子的流程图。
29.图15是表示实施方式2涉及的上级控制装置的故障预测部的故障预测处理流程的一个例子的流程图。
30.图16是表示实施方式2涉及的电动机控制系统的结构的其它例子的图。
具体实施方式
31.下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的转换器及电动机控制系统进行详细说明。此外，本发明并不限于该实施方式。
32.实施方式1
33.对实施方式1涉及的电动机控制系统的结构进行说明。图1是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的图。如图1所示，实施方式1涉及的电动机控制系统100使用从交流电源3输出的3相交流电压对电动机5进行控制。电动机控制系统100具有：转换器1，其将从交流电源3输出的交流电压变换为直流电压；以及电动机驱动装置4，其使用从转换器1输出的直流电压对电动机5进行控制。
34.交流电源3为3相交流电源，例如包含发电装置和送电设备。从交流电源3供给的3相交流电压是r相的交流电压即r相电压vr、s相的交流电压即s相电压vs、及t相的交流电压即t相电压v
t
。下面，有时将r相电压vr、s相电压vs、及t相电压v
t
总称为电源电压v
rst
。电动机5例如是构成机床及机器人这样的工业机械的电动机，但也可以是构成工业机械的电动机之外的电动机。
35.转换器1经由电抗器2与输入电源即交流电源3连接。转换器1将从交流电源3供给的交流电压向直流电压变换，将变换后的直流电压向电动机驱动装置4供给。电动机驱动装置4具有：电力变换部40，其进行电力变换；以及电动机控制部41，其对电力变换部40进行控制。电动机控制部41通过电力变换部40使从转换器1供给的直流电压向与电动机5的控制速度对应的交流电压变换，从电力变换部40向电动机5供给变换后的交流电压，从而对电动机5进行可变速控制。
36.转换器1具有将在电动机5减速时电动机5所产生的感应电动势作为再生电力而向交流电源3输出的电源再生功能。通过电动机驱动装置4将电动机5所产生的感应电动势从交流电力向直流电力变换，将由电动机驱动装置4变换后的直流电力向转换器1供给。转换器1将从电动机驱动装置4供给的直流电力向交流电力变换，将变换后的交流电力向交流电源3输出。下面，有时将电动机控制系统100的再生时的动作记载为电源再生动作，将电动机
控制系统100的动力运行时的动作记载为动力运行动作。另外，有时将在电源再生动作时电动机5所产生的感应电动势记载为再生电力。
37.在具有电源再生功能的转换器的控制方式中具有pwm控制方式和120度通电再生方式。转换器1是120度通电再生方式的转换器，也称为电源再生转换器。
38.如图1所示，转换器1具有功率模块21、平滑电容器22、母线电压检测部23、电源相位检测部24、母线电流检测部25、控制部26、驱动电路27。
39.功率模块21具有交流电源端子11～13、正极侧的直流电源端子14、负极侧的直流电源端子15、多个整流元件d1～d6、多个开关元件q1～q6。交流电源端子11经由电抗器2与交流电源3的r相电源端子连接，交流电源端子12经由电抗器2与交流电源3的s相电源端子连接，交流电源端子13经由电抗器2与交流电源3的t相电源端子连接。多个整流元件d1～d6进行桥式连接而构成桥式整流电路。
40.在直流电源端子14和直流电源端子15之间，串联连接的开关元件q1、q2、串联连接的开关元件q3、q4、串联连接的开关元件q5、q6彼此并联连接。构成上桥臂的开关元件q1、q3、q5的集电极端子连接于直流电源端子14，构成下桥臂的开关元件q2、q4、q6的发射极端子连接于直流电源端子15。直流电源端子14与电动机驱动装置4的正极侧的直流电源端子17连接，直流电源端子15与电动机驱动装置4的负极侧的直流电源端子18连接。
41.开关元件q1的发射极端子和开关元件q2的集电极端子连接于交流电源端子11。开关元件q3的发射极端子和开关元件q4的集电极端子连接于交流电源端子12。开关元件q5的发射极端子和开关元件q6的集电极端子连接于交流电源端子13。
42.开关元件q1～q6分别与整流元件d1～d6中的所对应的整流元件并联连接。就整流元件d1～d6各自而言，阳极端子与开关元件q1～q6中的所对应的开关元件的发射极端子连接，阴极端子与开关元件q1～q6中的所对应的开关元件的集电极端子连接。
43.整流元件d1与开关元件q1构成r相的正侧的功率元件，整流元件d2与开关元件q2构成r相的负侧的功率元件。另外，整流元件d3与开关元件q3构成s相的正侧的功率元件，整流元件d4与开关元件q4构成s相的负侧的功率元件。另外，整流元件d5与开关元件q5构成t相的正侧的功率元件，整流元件d6与开关元件q6构成t相的负侧的功率元件。此外，图1所示的功率模块21是交流电源3为3相交流电源的情况下的结构的一个例子，但交流电源3也可以是单相电源。在该情况下，转换器1的功率模块21由4组功率元件构成。
44.开关元件q1～q6是以mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)及igbt(insulated gate bipolar transistor)为代表的半导体开关元件。另外，整流元件d1～d6为二极管。下面，在不单独对开关元件q1～q6的每一者进行区分地表示的情况下，有时记载为开关元件q，在不单独对整流元件d1～d6的每一者进行区分地表示的情况下，有时记载为整流元件d。
45.平滑电容器22配置于直流电源端子14和直流电源端子15之间，将通过功率模块21整流后的电压平滑化。母线电压检测部23对平滑电容器22的端子间电压v
dc
的瞬时值，即直流电源端子14和直流电源端子15之间的电压的瞬时值即母线电压v
pn
进行检测。母线电压检测部23将表示母线电压v
pn
的信息向控制部26输出。
46.电源相位检测部24根据交流电源3的电源电压v
rst
对交流电源3的电压相位进行检测。此外，电源相位检测部24根据交流电源3和电抗器2之间的电源电压v
rst
对交流电源3的
电压相位进行检测，但也可以配置为根据电抗器2和交流电源端子11、12、13的电源电压v
rst
对交流电源3的电压相位进行检测。
47.电源相位检测部24将表示交流电源3的电压相位的电源相位检测信号θ向控制部26输出。在从电源相位检测部24输出的电源相位检测信号θ中包含r-s线间相位检测信号θ
r-s
、s-r线间相位检测信号θ
s-r
、s-t线间相位检测信号θ
s-t
、t-s线间相位检测信号θ
t-s
、t-r线间相位检测信号θ
t-r
、r-t线间相位检测信号θ
r-t
。
48.r-s线间相位检测信号θ
r-s
表示r相相对于s相的电位差即r-s线间电压v
r-s
的相位，s-r线间相位检测信号θ
s-r
表示s相相对于r相的电位差即s-r线间电压v
s-r
的相位。r-s线间电压v
r-s
和s-r线间电压v
s-r
均为r相与s相之间的电压，但由于成为基准的相彼此不同，因此相位彼此错开180度。
49.s-t线间相位检测信号θ
s-t
表示s相相对于t相的电位差即s-t线间电压v
s-t
的相位，t-s线间相位检测信号θ
t-s
表示t相相对于s相的电位差即t-s线间电压v
t-s
的相位。s-t线间电压v
s-t
和t-s线间电压v
t-s
均为s相与t相之间的电压，但由于成为基准的相彼此不同，因此相位彼此错开180度。
50.t-r线间相位检测信号θ
t-r
表示t相相对于r相的电位差即t-r线间电压v
t-r
的相位，r-t线间相位检测信号θ
r-t
表示r相相对于t相的电位差即r-t线间电压v
r-t
的相位。t-r线间电压v
t-r
和r-t线间电压v
r-t
均为r相与t相之间的电压，但由于成为基准的相彼此不同，因此相位彼此错开180度。
51.母线电流检测部25配置于功率模块21的直流电源端子14和平滑电容器22的正极端子之间，对在功率模块21的直流电源端子14和平滑电容器22之间的直流母线流动的电流的瞬时值即母线电流i
pn
进行检测。此外，也可以替代配置于功率模块21的直流电源端子14和平滑电容器22的正极端子之间，将母线电流检测部25配置于功率模块21的直流电源端子15和平滑电容器22的负极端子之间。
52.接着，对控制部26进行说明。控制部26具有基极驱动信号生成部31、再生控制部32、停电检测部33、条件设定部34。控制部26包含处理器、存储器、及ad(analog-to-digital)变换器等。处理器、存储器、及ad变换器例如能够通过总线彼此进行数据的收发。处理器通过读出并执行在存储器存储的程序，从而执行基极驱动信号生成部31、再生控制部32、停电检测部33、及条件设定部34的功能。
53.处理器例如是处理电路的一个例子，包含cpu(central processing unit)、dsp(digital signal processor)、及系统lsi(large scale integration)中的大于或等于一个。存储器包含ram(random access memory)、rom(read only memory)、闪存、eprom(erasable programmable read only memory)、及eeprom(注册商标)(electrically erasable programmable readonly memory)中的大于或等于1个。此外，基极驱动信号生成部31、再生控制部32、停电检测部33、及条件设定部34也可以是各自的一部分或全部由asic(application specific integrated circuit)或fpga(field programmable gate array)等硬件构成。另外，控制部26也可以是包含电源相位检测部24的一部分或全部的结构。
54.基极驱动信号生成部31基于电源相位检测信号θ，生成用于对开关元件q1～q6进行驱动的基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
。基极驱动信号生成部31将生成的基极驱动
信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
向再生控制部32输出。
55.基极驱动信号s
rp
是用于对开关元件q1进行驱动的信号，基极驱动信号s
rn
是用于对开关元件q2进行驱动的信号。基极驱动信号s
sp
是用于对开关元件q3进行驱动的信号，基极驱动信号s
sn
是用于对开关元件q4进行驱动的信号。基极驱动信号s
tp
是用于对开关元件q5进行驱动的信号，基极驱动信号s
tn
是用于对开关元件q6进行驱动的信号。
56.再生控制部32基于母线电流i
pn
及母线电压v
pn
，将基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
作为输出信号而向驱动电路27输出。驱动电路27将基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
放大而向开关元件q1～q6的基极输出。通过基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
对开关元件q1～q6的接通和断开进行切换，由此在转换器1中执行电源再生动作。通过该电源再生动作从转换器1向交流电源3输出再生电力。
57.再生控制部32例如在交流电源3的电源电压v
rst
与母线电压v
pn
之差大于或等于预先设定的值的情况下，或在母线电流i
pn
的绝对值小于或等于预先设定的值的情况下，将基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
作为输出信号而向驱动电路27输出。另外，再生控制部32例如在交流电源3的电源电压v
rst
与母线电压v
pn
之差小于预先设定的值且母线电流i
pn
的绝对值超过预先设定的值的情况下，不向驱动电路27输出基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
。在该情况下，在转换器1中，开关元件q1～q6全部断开，不进行电源再生动作。
58.接着，使用图2对电源相位检测部24及基极驱动信号生成部31的动作进行说明。图2是表示实施方式1涉及的电源相位检测部和基极驱动信号生成部的动作的时序图。在图2中示出，电动机再生时的线间电压、r-s线间相位检测信号θ
r-s
、s-r线间相位检测信号θ
s-r
、s-t线间相位检测信号θ
s-t
、t-s线间相位检测信号θ
t-s
、t-r线间相位检测信号θ
t-r
、r-t线间相位检测信号θ
r-t
、基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
、及在r相、t相、s相流动的电流各自随时间的变化。
59.电源相位检测部24基于r相电压vr、s相电压vs、及t相电压v
t
，对r-s线间电压v
r-s
、s-r线间电压v
s-r
、s-t线间电压v
s-t
、t-s线间电压v
t-s
、t-r线间电压v
t-r
、及r-t线间电压v
r-t
进行检测。下面，在不单独对r-s线间电压v
r-s
、s-r线间电压v
s-r
、s-t线间电压v
s-t
、t-s线间电压v
t-s
、t-r线间电压v
t-r
、及r-t线间电压v
r-t
的每一者进行区分地表示的情况下，有时仅记载为线间电压。
60.电源相位检测部24对各线间电压的过零点进行检测，生成r-s线间相位检测信号θ
r-s
、s-r线间相位检测信号θ
s-r
、s-t线间相位检测信号θ
s-t
、t-s线间相位检测信号θ
t-s
、t-r线间相位检测信号θ
t-r
、及r-t线间相位检测信号θ
r-t
。下面，在不单独对r-s线间相位检测信号θ
r-s
、s-r线间相位检测信号θ
s-r
、s-t线间相位检测信号θ
s-t
、t-s线间相位检测信号θ
t-s
、t-r线间相位检测信号θ
t-r
、及r-t线间相位检测信号θ
r-t
的每一者进行区分地表示的情况下，有时记载为线间相位检测信号。
61.在图2所示的例子中，电源相位检测部24以在线间电压为正值的相位区间中成为高(high)电平，在线间电压为负值的相位区间中成为低(low)电平的方式，生成相对于各线间电压的线间相位检测信号。由于3相交流电源即交流电源3的线间电压的波形为正弦波，因此在线间相位检测信号为高电平的相位区间的中央，线间电压最大，在线间相位检测信号为低电平的相位区间的中央，线间电压最小。基极驱动信号生成部31能够通过由电源相位检测部24生成的各线间相位检测信号，对示出最大电压的相和示出最小电压的相进行计
算。
62.接着，对基极驱动信号生成部31的动作进行说明。基极驱动信号生成部31基于从电源相位检测部24输出的6个线间相位检测信号，生成基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
。
63.下面，将开关元件q的接通和断开之间的切换记载为通断动作，另外，将在转换器1的再生动作时经由开关元件q流动的电流称为再生电流。另外，在图1中，示出由从交流电源3向转换器1的朝向的箭头所示的r相电流ir、s相电流is、及t相电流i
t
，将以箭头所示的朝向流动的电流看作正方向的电流，将其相反方向的电流看作负方向的电流。另外，作为转换器1内的电流，将以从转换器1向电动机驱动装置4的朝向流动的电流看作正方向的电流，将其相反方向的电流看作负方向的电流。
64.基极驱动信号生成部31在t-s线间电压v
t-s
的瞬时值最大的时刻t0～t2的第1区间中，将基极驱动信号s
sn
、s
tp
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第1区间中，t相的正侧的开关元件q5和s相的负侧的开关元件q4维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。在该情况下，成为平滑电容器22的正极端子和负极端子经由交流电源3的电源阻抗与交流电源3的t相和s相连接的状态。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q5、q4流向t相和s相。在第1区间中，在t相流动的电流即t相再生电流ir
t
向负方向流动，在s相流动的电流即s相再生电流irs向正方向流动。
65.基极驱动信号生成部31在r-s线间电压v
r-s
的瞬时值最大的时刻t2～t4的第2区间中，将基极驱动信号s
rp
、s
sn
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第2区间中，r相的正侧的开关元件q1和s相的负侧的开关元件q4维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q1、q4流向r相和s相。在第2区间中，在r相流动的电流即r相再生电流irr向负方向流动，s相再生电流irs向正方向流动。
66.基极驱动信号生成部31在r-t线间电压v
r-t
的瞬时值最大的时刻t4～t6的第3区间中，将基极驱动信号s
rp
、s
tn
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第3区间中，r相的正侧的开关元件q1和t相的负侧的开关元件q6维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q1、q6流向r相和t相。在第3区间中，r相再生电流irr向负方向流动，t相再生电流ir
t
向正方向流动。
67.基极驱动信号生成部31在s-t线间电压v
s-t
的瞬时值最大的时刻t6～t8的第4区间中，将基极驱动信号s
sp
、s
tn
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第4区间中，s相的正侧的开关元件q3和t相的负侧的开关元件q6维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q3、q6流向s相和t相。在第4区间中，s相再生电流irs向负方向流动，t相再生电流ir
t
向正方向流动。
68.基极驱动信号生成部31在s-r线间电压v
s-r
的瞬时值最大的时刻t8～t10的第5区间中，将基极驱动信号s
sp
、s
rn
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第5区间中，s相的正侧的开关元件q3和r相的负侧的开关元件q2维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q3、q2流向s相和r相。在第5区间中，s相再生电流irs向负方向流动，r相再生电流irr向正方向流动。
69.基极驱动信号生成部31在t-r线间电压v
t-r
的瞬时值最大的时刻t10～t12的第6区间中，将基极驱动信号s
tp
、s
rn
设为高电平，将剩余的基极驱动信号设为低电平。由此，在第6
区间中，t相的正侧的开关元件q5和r相的负侧的开关元件q2维持为接通，剩余的开关元件维持为断开。因此，电流经由成为接通状态的开关元件q5、q2流向t相和r相。在第6区间中，t相再生电流ir
t
向负方向流动，r相再生电流irr向正方向流动。
70.此外，在转换器1和交流电源3之间流动的再生电流受到电抗器2的阻抗的限制。另外，即使在开关元件q1～q6进行通断动作的情况下，在平滑电容器22的端子间电压v
dc
小于或等于交流电源3的电源电压v
rst
的情况下，也不流过再生电流。再生电流是通过利用平滑电容器22的端子间电压v
dc
和交流电源3的电源电压v
rst
之间的电压差而流动的。
71.这样，转换器1进行由120度通电再生方式实现的电源再生动作，因此各开关元件q的通断动作仅在120度区间的开始时和结束时即可。因此，转换器1与pwm再生方式的转换器相比，能够大幅降低各开关元件q的通断损耗。另外，转换器1与pwm再生方式的转换器相比，由于通断动作次数少，因此通断噪声也小，能够以低成本构成。另外，就pwm再生方式的转换器而言，需要始终进行通断动作，相对于此，转换器1在电动机动力运行时使由通断动作实现的电源再生动作停止，通过功率模块21的整流桥接电路进行交流直流变换，因此能够实现开关元件q的通断损耗降低。此外，转换器1也可以是pwm再生方式的转换器。
72.接着，对电动机控制系统100的动力运行动作进行说明。电动机控制系统100的电动机驱动装置4在电动机动力运行时，将从转换器1输出的直流电压向交流电压变换，将变换后的交流电压供给至电动机5而对电动机5进行可变速控制。在该情况下，如果电动机驱动装置4将从转换器1输出的直流电压向交流电压变换，则转换器1的平滑电容器22的电压降低。如果平滑电容器22的端子间电压v
dc
比交流电源3的电源电压v
rst
大，则来自交流电源3的电源电压v
rst
经由电抗器2向功率模块21输入。功率模块21的整流元件d1～d6对从交流电源3经由电抗器2输入的电源电压v
rst
进行整流，将整流后的电压向平滑电容器22输出。
73.图3是用于说明实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机动力运行时的动作的图。在图3所示的例子中，开关元件q1、q4接通，r相再生电流irr沿从交流电源3向电动机驱动装置4的方向流动，s相再生电流irs沿从电动机驱动装置4向交流电源3的方向流动。此外，下面，将在交流电源3和转换器1之间流动的电流记载为动力运行电流。
74.图4是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机动力运行时的交流电源的电源电压和在转换器内流动的电流之间的关系的图。在图4中示出电动机控制系统的电动机动力运行时的线间电压、r相动力运行电流ipr、s相动力运行电流ips、t相动力运行电流ip
t
、在整流元件d1、d2、d3、d4、d5、d6流动的电流i
d1
、i
d2
、i
d3
、i
d4
、i
d5
、i
d6
、及母线电流i
pn
随时间的变化。
75.r相动力运行电流ipr是在电动机动力运行时在交流电源3的r相和转换器1之间流动的电流。s相动力运行电流ips是在电动机动力运行时在交流电源3的s相和转换器1之间流动的电流。t相动力运行电流ip
t
是在电动机动力运行时在交流电源3的t相和转换器1之间流动的电流。r相动力运行电流ipr、s相动力运行电流ips、及t相动力运行电流ip
t
经由整流元件d1～d6在交流电源3和平滑电容器22之间流动。
76.如图4所示，在电动机动力运行时，转换器1进行如下动作。在时刻t0～t2的区间中，整流元件d5、d4变为导通状态，在整流元件d5中电流沿从交流电源3向平滑电容器22的方向流动，在整流元件d4中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。在时刻t2～t4的区间中，整流元件d1、d4变为导通状态，在整流元件d1中电流沿从交流电源3向平滑电容
器22的方向流动，在整流元件d4中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。在时刻t4～t6的区间中，整流元件d1变为导通状态，在整流元件d1、d6中电流沿从交流电源3向平滑电容器22的方向流动，在整流元件d6中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。
77.在时刻t6～t8的区间中，整流元件d3、d6变为导通状态，在整流元件d3中电流沿从交流电源3向平滑电容器22的方向流动，在整流元件d6中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。在时刻t8～t10的区间中，整流元件d3、d2变为导通状态，在整流元件d3中电流沿从交流电源3向平滑电容器22的方向流动，在整流元件d2中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。在时刻t10～t12的区间中，整流元件d5、d2变为导通状态，在整流元件d5中电流沿从交流电源3向平滑电容器22的方向流动，在整流元件d2中电流沿从平滑电容器22向交流电源3的方向流动。
78.如图4所示，功率模块21内的各整流元件d仅在交流电源3的电源周期的1/3的期间变为导通状态而流过电流。另外，在其一半的期间即交流电源3的电源周期的1/6的期间，电压值最大的线间电压进行切换，因此成为导通状态的整流元件d的组合进行切换。例如，在时刻t2～t6的区间中的时刻t2～t4的区间，整流元件d1和整流元件d4导通而流过电流，但在时刻t4～t6的区间，整流元件d1和整流元件d6导通而流过电流。
79.接着，对电动机再生时的转换器1的电源再生动作进行说明。图5是用于说明由实施方式1涉及的转换器的通断动作实现的电源再生动作的图。在电动机再生时，电动机驱动装置4将电动机5的再生电力从交流电力向直流电力变换，将变换为交流电力后的再生电力向平滑电容器22供给。由此，平滑电容器22的端子间电压v
dc
上升，平滑电容器22的端子间电压v
dc
变得比交流电源3的电源电压v
rst
大。
80.就转换器1的再生控制部32而言，如果交流电源3的电源电压v
rst
与母线电压v
pn
之差大于或等于预先规定的值，则将基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
向驱动电路27输出，使由功率模块21的通断动作实现的电源再生动作开始。在转换器1中，如果由通断动作实现的电源再生动作开始，则通过功率模块21的各开关元件q，将平滑电容器22的直流电力向交流电力变换，将变换后的交流电力作为再生电力经由电抗器2向交流电源3输出。
81.图6是表示实施方式1涉及的电动机控制系统的电动机再生时的交流电源的电源电压和在转换器内流动的电流之间的关系的图。在图6中示出，电动机再生时的线间电压、r相再生电流irr、s相再生电流irs、t相再生电流ir
t
、在开关元件q1、q2、q3、q4、q5、q6流动的电流i
q1
、i
q2
、i
q3
、i
q4
、i
q5
、i
q6
、及母线电流i
pn
随时间的变化。
82.如图6所示，在转换器1的电源再生时，通过在开关元件q1、q2、q3、q4、q5、q6流动电流i
q1
、i
q2
、i
q3
、i
q4
、i
q5
、i
q6
，从而在转换器1与交流电源3之间流动r相再生电流irr、s相再生电流irs、及t相再生电流ir
t
，从转换器1向交流电源3输出再生电力。
83.如图6所示，功率模块21内的各开关元件q仅在交流电源3的电源周期的1/3的期间变为接通而流过再生电流。另外，在其一半的期间即交流电源3的电源周期的1/6的期间，电压值最大的线间电压进行切换，因此成为接通的开关元件q的组合进行切换。例如，在时刻t2～t6的区间中的时刻t2～t4的区间，开关元件q1和开关元件q4变为接通而流过再生电流，但在时刻t4～t6的区间，开关元件q1和开关元件q6变为接通而流过再生电流。
84.接着，对电动机动力运行时及电动机再生时在转换器1流动的母线电流i
pn
进行说明。图7是表示实施方式1涉及的电动机控制系统对电动机进行驱动的情况下的电动机控制
系统的状态的图。在图7中示出电动机速度n、电动机转矩t
out
、电动机输出功率p
out
、平滑电容器22的端子间电压v
dc
、母线电流i
pn
、及电源电压v
rst
随时间的变化。电动机速度n是设置于电动机5的旋转轴的转速。电动机转矩t
out
是电动机5的转矩。电动机输出功率p
out
是电动机5的输出功率。
85.首先，对图7所示的电动机动力运行区间进行说明。电动机动力运行区间是时刻t20～t23的区间，是通过电动机控制系统100进行动力运行动作的区间。时刻t20是电动机5开始加速的时刻，时刻t23是电动机速度n达到目标速度的时刻。在电动机动力运行区间中，通过电动机转矩t
out
，电动机速度n变大，另外，随着电动机输出功率p
out
变大，母线电流i
pn
也变大。如果电动机转矩t
out
变小，则电动机输出功率p
out
恒定，母线电流i
pn
的峰值也恒定。
86.接着，对电动机恒定速度区间进行说明。电动机恒定速度区间是时刻t23～t24的区间，是电动机速度n成为恒定速度的区间。在电动机恒定速度区间中，与电动机动力运行区间不同，电动机输出功率p
out
低，因此几乎不流动母线电流i
pn
。
87.接着，对电动机再生区间进行说明。电动机再生区间是时刻t24～t27的区间，是通过电动机控制系统100进行电源再生动作的区间。时刻t24是电动机5开始减速的时刻，时刻t27是电动机5停止的时刻。如果电动机5开始减速，则电动机5的再生电力流入平滑电容器22，因此平滑电容器22的端子间电压v
dc
上升。
88.如果端子间电压v
dc
超过预先规定的值，则转换器1开始电源再生动作。如果开始电源再生动作，则从平滑电容器22向功率模块21流入再生电流，平滑电容器22的端子间电压v
dc
变小。在时刻t24，由于电动机减速时的电动机输出功率p
out
的绝对值大，因此流动大的再生电流，但随着电动机速度n降低，电动机输出功率p
out
的绝对值变小，再生电流也变小。
89.接着，对交流电源3产生了停电的情况进行说明。当在电动机动力运行时、电动机恒定速度时、或电动机再生时，产生了来自交流电源3的向电动机控制系统100的电力供给停止的停电的情况下，在功率模块21内的整流元件d或开关元件q流动大的电流。因此，转换器1具有停电检测部33，该停电检测部33对交流电源3产生了停电进行检测。
90.首先，对在电动机动力运行时交流电源3产生了停电的情况进行说明。图8是表示在图7所示的电动机动力运行区间交流电源产生了停电的情况下的电动机控制系统的状态的图。在图8中，时刻t21～t22的期间为停电期间。时刻t21是来自交流电源3的向转换器1的电力供给停止的时刻，即停电开始时刻。另外，在图8中，时刻t22是交流电源3所产生的停电结束的时刻，即供电恢复开始时刻。
91.如图8所示，如果在电动机动力运行时交流电源3停止，则不会向转换器1供给电力，因此不会流过母线电流i
pn
。由于在该期间也从电动机驱动装置4向电动机5持续供给电力，因此在平滑电容器22积蓄的电力从转换器1向电动机驱动装置4供给。其结果，平滑电容器22的端子间电压v
dc
急剧降低。
92.之后，在时刻t22，如果交流电源3从停电恢复，则交流电源3的电源电压v
rst
变得比平滑电容器22的端子间电压v
dc
大，因此从交流电源3经由整流元件d1～d6向平滑电容器22流入电流。由于平滑电容器22的端子间电压v
dc
比图7所示的情况小，因此与图7所示的情况相比流过大的正方向的母线电流i
pn
。交流电源3的电源电压v
rst
与平滑电容器22的端子间电压v
dc
的电位差越大，则该母线电流i
pn
越大。
93.因此，交流电源3的电源电压v
rst
与平滑电容器22的端子间电压v
dc
的电位差越大，
则在整流元件d1～d6流过越大的电流。另外，在电动机恒定速度区间中，同样地，根据电动机输出功率p
out
的状态，以与电动机动力运行时的情况相同的原理，有时在整流元件d1～d6流过大的电流。
94.接着，对在电动机再生时产生了停电的情况进行说明。图9是表示在图7所示的电动机再生区间交流电源产生了停电的情况下的电动机控制系统的状态的图。在图9中，时刻t25～t26的期间为停电期间。时刻t25是停电开始时刻，时刻t26是供电恢复开始时刻。在电动机再生时，通过再生能量而使平滑电容器22的端子间电压v
dc
上升，但如果交流电源3停止，则如图9所示，平滑电容器22的端子间电压v
dc
与交流电源3的电源电压v
rst
的电位差变得比图7所示的情况大，因此与图7所示的情况相比流过大的负方向的母线电流i
pn
。
95.交流电源3的电源电压v
rst
与平滑电容器22的端子间电压v
dc
的电位差越大，则母线电流i
pn
越大。因此，交流电源3的电源电压v
rst
与平滑电容器22的端子间电压v
dc
的电位差越大，则在开关元件q1～q6流过越大的电流。此外，与交流电源3的电压相位对应地决定在开关元件q1～q6中的哪个组合的开关元件流过电流。
96.这样，在电动机动力运行时或电动机恒定速度时交流电源3产生了停电的情况下，在供电恢复开始时在整流元件d1～d6流过大的电流。另外，在电动机再生时交流电源3产生了停电的情况下，在停电开始时在开关元件q1～q6流过大的电流。
97.停电检测部33对在电动机再生时由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值是否大于或等于预先设定的第1阈值ith1进行判定。停电检测部33在电动机再生时母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下，判定为交流电源3产生了停电，决定停止电源再生动作，向再生控制部32及电动机控制部41输出用于使电源再生动作停止的再生停止指令。
98.另外，停电检测部33对在电动机再生时由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值在预先设定的第1时间tth1的期间是否小于或等于第2阈值ith2进行判定。停电检测部33在判定为在电动机再生时母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下，判定为交流电源3产生了停电，决定停止电源再生动作，向再生控制部32及电动机控制部41输出用于使电源再生动作停止的再生停止指令。
99.再生控制部32在从停电检测部33输出了再生停止指令的情况下，停止向驱动电路27输出基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
而停止由功率模块21实现的电源再生动作。由此，转换器1能够对开关元件q1～q6的故障进行抑制。上述第1阈值ith1例如设定为功率模块21的额定电流的值。
100.另外，电动机控制部41在从停电检测部33输出了再生停止指令的情况下，对电力变换部40进行控制而使从电力变换部40向电动机5的交流电力的输出停止。由此，转换器1能够对开关元件q1～q6的故障进行抑制。
101.另外，停电检测部33对在电动机动力运行时由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值是否大于或等于第1阈值ith1进行判定。停电检测部33在电动机动力运行时母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下，判定为交流电源3产生了停电，决定停止动力运行动作。停电检测部33如果决定停止动力运行动作，则向电动机控制部41输出用于使动力运行动作停止的动力运行停止指令。在电动机动力运行时，通过停电检测部33在母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下作出的交流电源3产生了停电
的判定，是在交流电源3产生了停电后从交流电源3重新开始了电力供给的定时(timing)检测出的。因此，在该情况下，在由停电检测部33作出的产生了停电的判定中还包含供电恢复开始的判定。
102.另外，停电检测部33对在电动机动力运行时由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间是否小于或等于第2阈值ith2进行判定。停电检测部33在判定为在电动机动力运行时母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下，判定为交流电源3产生了停电，决定停止动力运行动作。停电检测部33如果决定停止动力运行动作，则向电动机控制部41输出用于使动力运行动作停止的动力运行停止指令。
103.电动机控制部41在从停电检测部33输出了动力运行停止指令的情况下，对电力变换部40进行控制而使从电力变换部40向电动机5的交流电力的输出停止。由此，电动机驱动装置4能够对整流元件d1～d6的故障进行抑制。另外，电动机驱动装置4能够防止例如由工业机械的进给轴或主轴过度地旋转导致的刀具或工件的破损等。
104.此外，停电检测部33也可以仅在母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下判定为交流电源3产生了停电，或仅在母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下判定为交流电源3产生了停电。
105.另外，停电检测部33也可以在电动机再生时，不向电动机控制部41输出再生停止指令。由此，例如，在交流电源3停电的期间即停电时间短的情况下，能够将电动机5的再生电力积蓄于平滑电容器22。在该情况下，停电检测部33也可以在母线电流i
pn
的绝对值在比第1时间tth1长的第2时间tth2的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下，向电动机控制部41输出再生停止指令。由此，在交流电源3的停电时间长的情况下，能够防止在平滑电容器22过度地积存再生电力。
106.条件设定部34对由停电检测部33采用的停电的判定条件进行接收，将接收到的判定条件设定于停电检测部33。例如，条件设定部34接收从未图示的输入装置或终端装置以有线或无线的方式向转换器1发送的判定条件信息，基于接收到的判定条件信息，将由停电检测部33采用的停电的判定条件设定于停电检测部33。在判定条件信息中，例如包含表示上述第1阈值ith1、第2阈值ith2、第1时间tth1、及第2时间tth2的每一者的信息。通过条件设定部34，能够对设定于停电检测部33的第1阈值ith1、第2阈值ith2、第1时间tth1、及第2时间tth2进行变更。
107.图10是表示实施方式1涉及的转换器的停电检测部的处理流程的一个例子的流程图，例如，以预先设定的周期重复执行。如图10所示，停电检测部33取得由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的信息(步骤s10)。停电检测部33基于取得的母线电流i
pn
的信息对母线电流i
pn
的绝对值进行计算(步骤s11)。
108.接着，停电检测部33对母线电流i
pn
的绝对值是否大于或等于第1阈值ith1进行判定(步骤s12)。停电检测部33在判定为母线电流i
pn
的绝对值不大于或等于第1阈值ith1的情况下(步骤s12：no)，对母线电流i
pn
的绝对值在预先设定的第1时间tth1的期间是否小于或等于第2阈值ith2进行判定(步骤s13)。
109.停电检测部33在判定为母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下(步骤s12：yes)，或在判定为母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间小于或等于第2阈
值ith2的情况下(步骤s13：yes)，对是否处于电动机再生中进行判定(步骤s14)。在步骤s14中，停电检测部33例如从再生控制部32取得包含表示是否处于电源再生动作中的信息在内的状态信号，基于取得的状态信号，对是否处于电动机再生中进行判定。
110.停电检测部33在判定为并非处于电动机再生中的情况下(步骤s14：no)，对是否处于电动机动力运行中进行判定(步骤s15)。在步骤s15中，停电检测部33例如从电动机控制部41取得包含表示是否处于动力运行动作中的信息在内的状态信号，基于取得的状态信号，对是否处于动力运行动作中进行判定。
111.停电检测部33在判定为处于电动机再生中的情况下(步骤s14：yes)，决定停止电源再生动作(步骤s16)，向再生控制部32和电动机控制部41输出再生停止指令(步骤s17)。在步骤s17中，停电检测部33也可以仅向再生控制部32及电动机控制部41中的任意一者输出再生停止指令。
112.停电检测部33在判定为处于电动机动力运行中的情况下(步骤s15：yes)，决定停止动力运行动作(步骤s18)，向电动机控制部41输出动力运行停止指令(步骤s19)。停电检测部33在判定为母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间不小于或等于第2阈值ith2的情况下(步骤s13：no)，在判定为并非处于电动机动力运行中的情况下(步骤s15：no)，在步骤s17的处理结束的情况下，或在步骤s19的处理结束的情况下，将图10所示的处理结束。
113.图11是表示实施方式1涉及的转换器的再生控制部的处理流程的一个例子的流程图，例如，以预先设定的周期重复执行。如图11所示，再生控制部32对是否从停电检测部33取得了再生停止指令进行判定(步骤s20)。
114.再生控制部32在判定为从停电检测部33取得了再生停止指令的情况下(步骤s20：yes)，使电源再生动作停止(步骤s21)。在步骤s21中，再生控制部32通过停止向驱动电路27输出基极驱动信号s
rp
、s
rn
、s
sp
、s
sn
、s
tp
、s
tn
，使多个开关元件q1～q6断开而使电源再生动作停止。再生控制部32在判定为没有从停电检测部33取得再生停止指令的情况下(步骤s20：no)，或在步骤s21的处理结束的情况下，将图11所示的处理结束。
115.图12是表示实施方式1涉及的电动机驱动装置的电动机控制部的处理流程的一个例子的流程图，例如，以预先设定的周期重复执行。如图12所示，电动机控制部41对是否从停电检测部33取得了动力运行停止指令进行判定(步骤s30)。电动机控制部41在判定为从停电检测部33取得了动力运行停止指令的情况下(步骤s30：yes)，对电力变换部40进行控制而使从电力变换部40向电动机5的电力供给停止，使由电力变换部40实现的动力运行动作停止(步骤s31)。
116.电动机控制部41在判定为没有从停电检测部33取得动力运行停止指令的情况下(步骤s30：no)，对是否从停电检测部33取得了再生停止指令进行判定(步骤s32)。电动机控制部41在判定为从停电检测部33取得了再生停止指令的情况下(步骤s32：yes)，对电力变换部40进行控制而使由电力变换部40实现的电源再生动作停止(步骤s33)。
117.电动机控制部41在判定为没有从停电检测部33取得再生停止指令的情况下(步骤s32：no)，在步骤s31的处理结束的情况下，或在步骤s33的处理结束的情况下，将图12所示的处理结束。
118.如上所述，实施方式1涉及的转换器1配置于输入电源即交流电源3和对电动机5进行可变速控制的电动机驱动装置4之间，该转换器1具有功率模块21、平滑电容器22、母线电
流检测部25、控制部26。功率模块21具有：多个整流元件d1～d6，它们对从交流电源3供给的交流电压进行整流；多个开关元件q1～q6，它们与多个整流元件d1～d6中的所对应的整流元件各自并联连接；以及两个直流电源端子14、15，它们输出由多个整流元件d1～d6整流后的电压。平滑电容器22与两个直流电源端子14、15连接，将由功率模块21整流后的电压平滑化。母线电流检测部25对在直流电源端子14或直流电源端子15与平滑电容器22之间流动的电流即母线电流i
pn
进行检测。控制部26通过基于交流电源3的电压相位对多个开关元件q1～q6进行控制而将电动机5的再生电力向交流电源3输出。控制部26基于由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值，判定在电动机5的动力运行时及电动机5的再生时中的至少任意一者的情况下交流电源3是否产生了停电。由此，转换器1能够以简易的结构对交流电源3产生了停电进行检测。例如，对于转换器1，也可以不为了停电检测而设置母线电流检测部25之外的电流检测单元，因此与将多个电流检测单元用于停电检测的转换器相比，能够降低转换器1的制造成本。另外，具有电源再生功能的通常的转换器具有变换单元，该变换单元对从输入电源向转换器输入的输入电流进行监视，基于监视结果将输入电流向直流电流变换，但在转换器1中，也可以不使用该变换单元，因此与通常的转换器相比，能够简化结构。另外，转换器1基于母线电流i
pn
的绝对值，对产生了停电进行检测，因此能够在不使用在动力运行时和再生时不同的阈值的状态下对交流电源3产生了停电进行检测。
119.另外，停电检测部33在母线电流i
pn
的绝对值超过第1阈值ith1的情况下，判定为交流电源3产生了停电。由此，转换器1能够在不使用在动力运行时和再生时不同的阈值的状态下高精度地对交流电源3产生了停电进行检测。第1阈值ith1是预先设定的值的一个例子。
120.另外，停电检测部33在母线电流i
pn
的绝对值在预先设定的第1时间tth1的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下，判定为交流电源3产生了停电。由此，转换器1能够在不使用在动力运行时和再生时不同的阈值的状态下高精度地对交流电源3产生了停电进行检测。第2阈值ith2是预先设定的值的一个例子。
121.另外，转换器1具有条件设定部34，该条件设定部34对由停电检测部33采用的停电的判定条件进行接收，将接收到的判定条件设定于停电检测部33。停电检测部33在由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值满足判定条件的情况下，判定为交流电源3产生了停电。判定条件例如是上述第1阈值ith1、第2阈值ith2、第1时间tth1、及第2时间tth2中的至少一个。由此，转换器1的用户能够对停电检测的灵敏度进行变更。例如，能够以如下方式利用，即，想要将重点放在转换器1的保护上的用户将第1阈值ith1及第2阈值ith2设定为比功率模块21的额定电流低的值，为了提高工业机械的运转效率而想要避免停电的误检测的用户将第1阈值ith1及第2阈值ith2设定为比功率模块21的额定电流高的值。
122.另外，控制部26具有再生控制部32，该再生控制部32在电动机再生时对多个开关元件q1～q6进行控制。停电检测部33在判定为交流电源3产生了停电的情况下，向再生控制部32输出再生停止指令。再生控制部32在从停电检测部33输出了再生停止指令的情况下，使多个开关元件q1～q6的控制停止。由此，转换器1能够对开关元件q1～q6的故障进行抑制。
123.另外，停电检测部33在判定为交流电源3产生了停电的情况下，向电动机驱动装置4输出动力运行停止指令，通过电动机停止指令使从电动机驱动装置4向电动机5的电力供
给停止。由此，转换器1在电动机动力运行时产生了停电的情况下，能够使电动机驱动装置4的动作停止，能够对整流元件d1～d6的故障进行抑制。
124.实施方式2
125.实施方式2涉及的电动机控制系统在进一步进行功率模块的故障预测这一点上与实施方式1涉及的电动机控制系统不同。下面，对具有与实施方式1相同的功能的结构要素标注相同标号并省略说明，以与实施方式1的电动机控制系统100的不同点为中心进行说明。
126.图13是表示实施方式2涉及的电动机控制系统的结构的一个例子的图。如图13所示，实施方式2涉及的电动机控制系统100a具有转换器1a、电动机驱动装置4、上级控制装置6。转换器1a与转换器1的区别在于，替代具有停电检测部33的控制部26而具有控制部26a，该控制部26a具有停电检测部33a。
127.停电检测部33a除了停电检测部33的功能之外，具有生成计数信息，将生成的计数信息向上级控制装置6发送的功能。在计数信息中包含第1计数值n1和第2计数值n2。第1计数值n1表示在电动机动力运行时交流电源3产生了停电的次数，第2计数值n2表示在电动机再生时交流电源3产生了停电的次数。
128.在电动机动力运行时交流电源3产生了停电的情况下，在整流元件d流过过电流，因此第1计数值n1也能够称为整流元件d的过电流计数值。另外，在电动机再生时交流电源3产生了停电的情况下，在开关元件q流过过电流，因此第2计数值n2也能够称为开关元件q的过电流计数值。
129.停电检测部33a对由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的绝对值是否大于或等于第1阈值ith1进行判定。停电检测部33a在母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下，对母线电流i
pn
的符号是否为正进行判定。停电检测部33a在判定为母线电流i
pn
的符号为正的情况下，使第1计数值n1递增。另外，停电检测部33a在判定为母线电流i
pn
的符号不为正的情况下，使第2计数值n2递增。停电检测部33a向上级控制装置6输出包含第1计数值n1和第2计数值n2的计数信息。此外，停电检测部33a也能够向上级控制装置6输出包含第1计数值n1及第2计数值n2中的递增后的计数值在内的计数信息。
130.上级控制装置6向电动机驱动装置4发送电动机动作指令及电动机停止指令而对电动机驱动装置4进行控制。电动机驱动装置4如果接收到电动机动作指令，则开始电动机5的控制，如果接收到电动机停止指令，则使电动机5的控制停止。
131.上级控制装置6具有故障预测部60，该故障预测部60基于从转换器1a输出的计数信息，对功率模块21是否存在产生故障的可能性进行判定。故障预测部60在第1计数值n1大于或等于第1计数阈值nth1的情况下，判定为功率模块21的整流元件d产生故障的可能性高。另外，故障预测部60在第2计数值n2大于或等于第2计数阈值nth2的情况下，判定为功率模块21的开关元件q产生故障的可能性高。此外，能够任意地对第1计数阈值nth1及第2计数阈值nth2进行设定，例如，由功率模块21的制造商所提示的寿命特性等决定。
132.故障预测部60在功率模块21的整流元件d或开关元件q产生故障的可能性高的情况下，向电动机控制系统100a的用户通知功率模块故障警告。功率模块故障警告是表示功率模块21存在产生故障的可能性的信息。故障预测部60例如能够在未图示的显示装置对故障警告信息进行显示，或经由未图示的通信部向用户的终端装置发送。
133.图14是表示实施方式2涉及的转换器的停电检测部的计数处理流程的一个例子的流程图，例如，以预先设定的周期重复执行。如图14所示，停电检测部33a取得由母线电流检测部25检测出的母线电流i
pn
的信息(步骤s40)。停电检测部33a基于取得的母线电流i
pn
的信息对母线电流i
pn
的绝对值进行计算(步骤s41)。
134.接着，停电检测部33a对母线电流i
pn
的绝对值是否大于或等于第1阈值ith1进行判定(步骤s42)。停电检测部33a在判定为母线电流i
pn
的绝对值大于或等于第1阈值ith1的情况下(步骤s42：yes)，对母线电流i
pn
的符号是否为正进行判定(步骤s43)。此外，母线电流i
pn
的符号表示母线电流i
pn
的极性。
135.停电检测部33a在判定为母线电流i
pn
的符号为正的情况下(步骤s43：yes)，通过对第1计数值n1加上1而使第1计数值n1递增(步骤s44)。另外，停电检测部33a在判定为母线电流i
pn
的符号不为正的情况下(步骤s43：no)，通过对第2计数值n2加上1而使第2计数值n2递增。
136.停电检测部33a在步骤s44的处理或步骤s45的处理结束的情况下，向上级控制装置6输出包含第1计数值n1和第2计数值n2的计数信息(步骤s46)。停电检测部33a在步骤s46的处理结束的情况下，或在判定为母线电流i
pn
的绝对值不大于或等于第1阈值ith1的情况下(步骤s42：no)，将图14所示的处理结束。
137.图15是表示实施方式2涉及的上级控制装置的故障预测部的故障预测处理流程的一个例子的流程图，例如，以预先设定的周期重复执行。如图15所示，故障预测部60对是否从转换器1a取得了计数信息进行判定(步骤s50)。
138.故障预测部60在判定为取得了计数信息的情况下(步骤s50：yes)，对计数信息所包含的第1计数值n1是否大于或等于第1计数阈值nth1进行判定(步骤s51)。故障预测部60在判定为第1计数值n1不大于或等于第1计数阈值nth1的情况下(步骤s51：no)，对计数信息所包含的第2计数值n2是否大于或等于第2计数阈值nth2进行判定(步骤s52)。
139.故障预测部60在判定为第1计数值n1大于或等于第1计数阈值nth1的情况下(步骤s51：yes)，或在判定为第2计数值n2大于或等于第2计数阈值nth2的情况下(步骤s52：yes)，向电动机控制系统100a的用户通知功率模块故障警告(步骤s53)。在步骤s53中，故障预测部60例如能够在未图示的显示装置对故障警告信息进行显示，或经由未图示的通信部向用户的终端装置发送。
140.故障预测部60在判定为没有取得计数信息的情况下(步骤s50：no)，在判定为第2计数值n2不大于或等于第2计数阈值nth2的情况下(步骤s52：no)，或在步骤s53的处理结束的情况下，将图15所示的处理结束。
141.在上述例子中，在上级控制装置6具有故障预测部60，但也可以是在转换器1a具有故障预测部60的结构。图16是表示实施方式2涉及的电动机控制系统的结构的其它例子的图。如图16所示，转换器1a的控制部26a除了图13所示的结构之外，具有故障预测部60。
142.图16所示的故障预测部60与图13所示的故障预测部60相同地，基于从停电检测部33a输出的计数信息，对功率模块21是否存在产生故障的可能性进行判定。具体而言，故障预测部60在第1计数值n1大于或等于第1计数阈值nth1的情况下及第2计数值n2大于或等于第2计数阈值nth2的情况下，判定为功率模块21的开关元件q存在产生故障的可能性。故障预测部60在功率模块21的整流元件d或开关元件q存在产生故障的可能性的情况下，向电动
机控制系统100a的用户通知功率模块故障警告。
143.此外，由停电检测部33a进行的第1计数值n1及第2计数值n2的递增的定时并不限于上述定时。例如，停电检测部33a在母线电流i
pn
的绝对值不大于或等于第1阈值ith1的情况下，对母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间是否小于或等于第2阈值ith2进行判定。停电检测部33a在母线电流i
pn
的绝对值在第1时间tth1的期间小于或等于第2阈值ith2的情况下，如果母线电流i
pn
的符号为正则使第1计数值n1递增，如果母线电流i
pn
的符号为负则使第2计数值n2递增。
144.控制部26a的硬件结构与控制部26的硬件结构相同。停电检测部33a的功能通过由处理器读出并执行在存储器存储的程序而执行。此外，停电检测部33a也可以是各自的一部分或全部由asic、fpga等硬件构成。另外，故障预测部60的硬件结构与控制部26的硬件结构相同。故障预测部60的功能通过由处理器读出并执行在存储器存储的程序而执行。此外，故障预测部60也可以是各自的一部分或全部由asic、fpga等硬件构成。
145.如上所述，实施方式2涉及的电动机控制系统100a具有转换器1a、电动机驱动装置4、对电动机驱动装置4进行控制的上级控制装置6。转换器1a的停电检测部33a在判定为产生了停电的情况下，使第1计数值n1及第2计数值n2中的与母线电流i
pn
的极性对应的计数值递增，输出包含第1计数值n1及第2计数值n2中的至少进行了递增的计数值在内的计数信息。上级控制装置6的故障预测部60基于从停电检测部33a输出的计数信息，进行功率模块21的故障预测。由此，能够在转换器1a的功率模块21产生故障而使工业机械停止前，向用户通知表示功率模块21存在产生故障的可能性的信息。
146.另外，转换器1a具有故障预测部60，该故障预测部60基于由停电检测部33a得到的停电的产生的判定结果，进行功率模块21的故障预测。停电检测部33a在判定为产生了停电的情况下，使第1计数值n1及第2计数值n2中的与母线电流i
pn
的极性对应的计数值递增。故障预测部60基于第1计数值n1及第2计数值n2，进行功率模块21的故障预测。由此，能够在转换器1a的功率模块21产生故障而使工业机械停止前，向用户通知表示功率模块21存在产生故障的可能性的信息。
147.以上实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也可以与其它公知的技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以对结构的一部分进行省略、变更。
148.标号的说明
149.1、1a转换器，2电抗器，3交流电源，4电动机驱动装置，5电动机，6上级控制装置，11、12、13交流电源端子，14、15直流电源端子，21功率模块，22平滑电容器，23母线电压检测部，24电源相位检测部，25母线电流检测部，26、26a控制部，27驱动电路，31基极驱动信号生成部，32再生控制部，33、33a停电检测部，34条件设定部，40电力变换部，41电动机控制部，60故障预测部，100、100a电动机控制系统，d、d1、d2、d3、d4、d5、d6整流元件，i
pn
母线电流，n1第1计数值，n2第2计数值，q、q1、q2、q3、q4、q5、q6开关元件。