电力转换装置、电力转换方法以及电力转换系统与流程

本发明涉及用于对马达等进行驱动控制的电力转换装置、电力转换方法以及电力转换系统。

背景技术：

以往，提出有使控制马达的速度的电力转换装置、以及执行紧急停止等的安全功能的安全模块为一体的电力转换系统(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－229359号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的系统中，为了执行安全功能，必然需要安全模块。但是，关于安全模块，为了实现安全功能，存在部件成本或开发成本较大、产品价格升高的问题。

特别是，为了取得功能安全标准IEC61508的认证，需要采用寿命长的部件作为构成装置的部件，或使部件冗余化而减少装置的故障率。而且，在使用软件实现安全功能的情况下，为了防止混入软件的漏洞，从开发计划起便徹底地管理并进行标准制定、安装、测试、甚至运用的开发工序。因此，开发成本将会增大。在以逆变器、伺服机构等的马达控制装置为对象的功能安全标准IEC61800－5－2中，规定有阻断向马达的扭矩的功能(STO：Safe torque off，安全扭矩关断)、使马达减速停止然后执行STO的功能(SS1：Safe stop 1)等各种安全功能。一般来说，STO虽然能够仅通过硬件实现，但为了实现SS1需要软件控制。其结果，开发成本将会增大。

因此，在本发明中，目的在于提供一种即使利用电力转换装置主体也能够执行安全功能、而且能够通过将安全模块安装于电力转换装置主体而扩大安全功能的电力转换装置。

用于解决课题的手段

一种具有将直流转换为交流的逆变器部并对马达进行可变速控制的电力转换装置，该电力转换装置具备驱动所述逆变器部的栅极驱动部、控制所述栅极驱动部的控制部、以及执行安全功能的安全功能部，并通过分离并独立地构成所述控制部与所述安全功能部来实现。

发明效果

根据本发明，即使利用电力转换装置主体也能够执行安全功能，而且能够通过将安全模块安装于电力转换装置主体来扩大安全功能。

关于上述以外的课题、构成以及效果，可根据以下的实施例的说明而得知。

附图说明

图1(a)是表示通过实施例1的电力转换装置动作的情况下的功能的构成的例子的框图。

图1(b)是表示与实施例1的安全功能部连接而动作的情况下的功能的构成的框图的例子。

图2是表示实施例1的电力转换装置的构成以及数据流的图的例子。

图3是表示实施例1的电力转换装置紧急停止时的数据流的图的例子。

图4是表示实施例1的电力转换装置所包含的驱动部的构成的图的例子。

图5是表示实施例1的电力转换装置与安全功能部的构成、以及连接时的数据流的图的例子。

图6是表示实施例1的电力转换装置与安全功能部的构成、以及紧急停止信号接收时的数据流的图的例子。

图7是表示实施例1的电力转换装置与安全功能部的构成、以及马达减速时的数据流的图的例子。

图8是表示实施例1的电力转换装置与安全功能部的构成、以及使马达停止时的数据流的图的例子。

图9是表示实施例1的安全功能执行部的构成的图的例子。

图10是实施例1的处理的流程图的例子。

图11是实施例1的STO判定处理的流程图的例子。

图12是说明实施例1的SS1动作的图。

图13是说明实施例1的SLS动作的图。

图14是说明实施例1的SSM动作的图。

图15是表示安装于实施例1的电力转换装置的操作部、显示部的显示例的图。

图16是说明实施例1的电力转换装置与安全功能部的连接处理的流程图的例子。

图17是从接通实施例1的电力转换装置与安全功能部的电源至开始马达的运行为止的流程图的例子。

图18是实施例1的电力转换装置在马达运行中将安全功能部连接或者连接解除的情况下的流程图的例子。

图19(a)是未将实施例1的电力转换装置与安全功能部连接的状态下的电路图。

图19(b)是实施例1的电力转换装置与安全功能部已被连接的状态下的电路图。

图19(c)是实施例1的可选连接部与主体连接部未被连接的状态下的电路图。

具体实施方式

实施例1

图1(a)是表示通过实施例1的电力转换装置动作的情况下的功能的构成的例子的框图。

此外，对各图中的共同的构成标注相同的参照编号。另外，以下说明的各实施例并不限定于图示例。

图1(a)由电力转换装置10、紧急停止部30、马达40以及负载机械50构成。

马达40是将电能转换为机械能的设备，例如是3相交流马达等。

负载机械50例如是升降梯、工作机械等的工业机械的构成要素，连接于马达40而被驱动。

紧急停止部30输出用于使负载机械50为安全的状态的紧急停止信号。例如是被操作负载机械50的工作人员等按下而输出紧急停止信号的紧急停止开关，或者检测出人接近负载机械50或禁止进入的门打开等情况而输出紧急停止信号的光帘(light curtain)、安全门锁等。另外，也可以是与这多个装置连接而使用、且一旦从装置接收到紧急情况的通知就输出紧急停止信号的安全继电器、安全PLC等。紧急停止信号是由国际标准IEC61800－5－2规定的、要求执行安全功能的安全要求信号之一。

电力转换装置10对马达40进行驱动控制。之后叙述其详细的构成。电力转换装置10在从紧急停止部30接收了紧急停止信号的情况下，使马达40停止。

图1(b)是表示与实施例1的安全功能部连接而动作的情况下的功能的构成的框图的例子。

安全功能部20与电力转换装置10连接而动作，并向电力转换装置10发出控制信号，以便执行不仅使马达40紧急停止、还使马达40减速而停止或保持为恒定速度的安全功能。之后叙述其详细的构成。

这样，电力转换装置10即使以其单体也能够执行马达40的控制以及安全功能，而且，只要连接安全功能部20，就能够执行更高级的安全功能。

图2是表示实施例1的电力转换装置的构成以及数据流的图的例子。在图2中，用箭头表示通过运行管理101所具有的动作模式驱动马达40的正常状态下的信号的流动。

电力转换装置10由运行管理部101、主体控制部102、驱动部103、电流检测器104、STO信号接收部105以及106、STO自诊断107、可选连接部108及109、通信部110、显示部111等构成。

运行管理部101向主体控制部102发出速度指示来进行马达的驱动控制。例如由CPU(Central Processing Unit)与在CPU上动作的程序构成。另外，对显示部111发出指示以便对电力转换装置10的状态进行通知，或在与外部设备进行通信时对通信部110发出通信的指示。

主体控制部102向驱动部103输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制信号。例如是在CPU上动作的程序。

驱动部103供给用于对马达40赋予扭矩的电力，使用图4说明其详细的构成。

电流检测器104对从驱动部103供给到马达40的电流进行测定，且例如由霍尔元件构成。

STO信号接收部105是用于接收紧急停止信号的端子，将从紧急停止部输出的紧急停止信号发送到驱动部103。STO信号接收部106也相同地构成。

STO自诊断部107对信号是否能在从STO信号接收部105至驱动部103之间被传递进行诊断。以规定的时间间隔发送测试脉冲，并检测信号是否已到达驱动部103。如果在信号未到达的情况下，将错误发生通知给运行管理部101。

可选连接部108是用于与安全功能部20连接的端子。在已与安全功能部20连接时，输出连接完成信号，在已与安全功能部20分离时，输出连接解除信号。例如，具体而言，输出连接完成信号指的是成为可选连接部108的端子的电压升高了的状态(例如达到24V等的状态)，输出连接解除信号指的是成为端子的电压降低了的状态(例如达到0V等的状态)。在接通了电力转换装置10的电源的状态下，运行管理部101通过取得可选连接部108的端子电压，能够判断是否已与安全功能部20连接。

可选连接部109也与可选连接部108相同。

在使马达40正常运行时，首先，运行管理部101将目标速度发送到主体控制部102，主体控制部102配合于目标速度地将PWM控制信号输出到驱动部103。然后，驱动部103对马达40供给用于产生扭矩的、已进行PWM控制的电压，马达40被驱动。在该状态下，由电流检测器104测定向马达40供给的电流，并向主体控制部102进行输出。主体控制部102使用从电流检测器104取得的电流来进行PWM控制。

图3是表示实施例1的电力转换装置紧急停止时的数据流的图的例子。使用图3说明处理的流程。

首先，紧急停止部30将紧急停止信号输出到STO信号接收部。接下来，接收了紧急停止信号的STO信号接收部向驱动部103输出紧急停止信号。然后，接收了紧急停止信号的驱动部103利用图4所示的栅极驱动部1035阻断PWM控制信号。

由此，能够阻断向马达40的供电。

图4是表示实施例1的电力转换装置所包含的驱动部的构成的图的例子。使用图4对马达40的驱动与紧急停止的构造进行说明。

驱动部103由栅极驱动部1035、整流电路部1032、直流平滑电路部1033、逆变器部1034构成。

整流电路部1032例如由二极管电桥构成，将从外部的交流电源60供给的交流电压转换为直流电压。

直流平滑电路部1033例如由电容器构成，并使利用整流电路部1032转换后的直流电压平滑。

逆变器部1034例如由6个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)构成，并将利用直流平滑电路部1033平滑后的直流电压转换为交流电压。

栅极驱动部1035例如由栅极驱动器IC(Integrated Circuit，集成电路)构成，并对逆变器部1034的IGBT进行驱动。

主体控制部102将PWM控制信号输出到栅极驱动部1035，栅极驱动部1035将接收的PWM控制信号输出到逆变器部1034。逆变器部1034使用接收的PWM控制信号生成已进行PWM控制的交流电压，并供给到马达40。由此，能够进行马达40的驱动控制。

另外，栅极驱动部1035从STO信号接收部105、106接收紧急停止信号。接收了紧急停止信号的栅极驱动部1035对供给到逆变器部1034的PWM控制信号进行阻断。由此，逆变器部1034向马达40供给的电压的PWM控制也被阻断，不再产生马达40的扭矩。

这样，驱动部103停止向马达40的扭矩供给，使马达40停止。

图5是表示实施例1的电力转换装置与安全功能部的构成以及连接时的数据流的图的例子。

安全功能部20由通信部210、控制部211及221、安全功能执行部212及222、MCU自诊断部213及223、减速指示部214及224、主体连接部208及209、STO自诊断部207构成。

通信部210进行安全功能部20与其他信息处理装置之间的数据交换。也利用于与电力转换装置10进行信息的交换的情况。另外，也进行供安全功能部20访问网络、其他信息处理装置等的通信处理等。另外，通信部210并不局限于仅使用一个的情况，例如也可以为了能够利用Bluetooth(注册商标)、无线LAN、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)、LTE(Long Term Evolution：长期演进技术，注册商标)等多个通信方式而具备多个。另外，通信部210以及通信部110也可以双重化。通过设为双重化，从而即使某一个通信部故障，也可使用另一个通信部进行通信，因此装置的安全性提高。

控制部211例如由CPU构成，并进行数据的管理、计算、收发等处理。控制部221也相同。

安全功能执行部212对马达40的速度进行监视，或接收来自紧急停止部的停止信号而输出STO执行信号。使用图9说明详细的构成。安全功能部222也相同。

MCU自诊断部213对控制部211是否正在正常地动作进行诊断。例如，使用看门狗定时器定期地确认在控制部211上执行的程序是否已挂断(hang-up)。MCU自诊断部223也相同。

减速指示部214一旦从安全功能执行部212接收紧急停止信号，就对电力转换装置10输出减速指示信号。减速指示部224也相同。

主体连接部208是用于与电力转换装置10连接的端子。主体连接部209也相同。

STO自诊断部207对信号是否在从安全功能执行部212至驱动部103的期间被传递进行诊断。以规定的时间间隔发送测试脉冲，并检测信号是否已到达驱动部103。如果在信号未到达的情况下，将错误发生通知给运行管理部101。

图5用箭头表示将电力转换装置10与安全功能部20连接时的信号的流动，使用该图说明连接处理时的数据流。

首先，若电力转换装置10的可选连接部108和安全功能部20的主体连接部208连接，则可选连接部108与主体连接部208分别输出连接完成信号。另外，可选连接部109与主体连接部209也同样分别输出连接完成信号。从可选连接部108以及109输出的连接完成信号被发送到运行管理部101。进而，经由通信部110、通信部210，向控制部211发送连接完成信号。另外，从主体连接部208以及209输出的连接完成信号被发送到控制部211。进而，经由通信部210、通信部110发送到运行管理部101。这样，从电力转换装置10与安全功能部20输出的连接完成信号被相互交换，输出共计4个连接完成信号。

这些连接完成信号被运行管理部101以及控制部211接收。如果已接收全部连接完成信号，则判断为正常地完成了连接，并在显示部111显示表示安全功能部已被正常地连接的消息。如果，未能接收全部连接完成信号，则判断为连接错误，进行表示连接错误的显示。

使用图19，详细说明可选连接部与主体连接部。

图19(a)表示未将电力转换装置10与安全功能部20连接的状态下的电路图。可选连接部108、109未与安全功能部20连接。在该状态下，即使接通电力转换装置10的电源，可选连接部108、109的端子的电压也处于较低的状态(例如，0V)。即，从可选连接部108、109输出连接解除信号，由运行管理部101将其进行接收。

图19(b)表示电力转换装置10与安全功能部20已被连接的状态下的电路图。端子130是用于从电力转换装置10向安全功能部20供给电压的端子。端子130连接于安全功能部20的端子230。在安全功能部20的内部，端子230与主体连接部208、209电连接。因此，在可选连接部108、109与主体连接部208、209已被连接的状态下，若接通电力转换装置10的电源，则可选连接部108、109以及主体连接部208、209的电压升高(例如，达到24V)。即，输出连接完成信号。

此外，也可以将端子130与可选连接部108的端子、可选连接部109的端子合并构成为一个连接器。

图19(c)表示虽然电力转换装置10与安全功能部20已被连接、但可选连接部108与主体连接部208因接触不良等而未被连接的状态的电路图。在该状态下，若接通电力转换装置10的电源，则可选连接部109与主体连接部209的电压升高(例如，达到24V)，但可选连接部108与主体连接部208的电压处于较低的状态(例如，0V)。即，从可选连接部109与主体连接部209输出连接完成信号，从可选连接部108与主体连接部208输出连接解除信号。

这样，由于取得可选连接部以及主体连接部的电压从而可知连接状态，因此能够立即得知连接状态的变化。由此，能够在判断为故障的情况下立即使马达停止，确保安全。

此外，电力转换装置10也可以具备连接用开关按钮。连接用开关按钮是表示安全功能部20是否已被连接的按钮。例如，在使安全功能部20连接了的情况下，明确地向电力转换装置10通知用户按压该连接用开关按钮而处于连接中。由此，电力转换装置10能够可靠地得知连接状态，能够保证安全。

另外，电力转换装置10也可以使连接状态存储于运行管理部101等。由此，运行管理部10在确认连接状态时，除了能够使用从可选连接部108、109输出的连接完成信号或者连接解除信号之外，也能够使用运行管理部101所存储的连接信息来确认连接状态，因此更加能够保证安全。

使用图16，详细地说明电力转换装置10与安全功能部20的连接判定处理流程。

首先，在可选连接部与主体连接部已被连接的情况下(步骤S301；是)，由可选连接部108、109输出连接完成信号(步骤S302)，主体连接部208、209也输出连接完成信号(步骤S303)。这里，如果可选连接部或主体连接部正常地动作则输出4个连接完成信号，但在某一方产生故障的情况下下，不能输出4个连接完成信号。另外，在可选连接部与主体连接部未被连接的情况下(步骤S301；否)，由可选连接部108、109输出连接解除信号(步骤S304)，主体连接部208、209也输出连接解除信号(步骤S305)。

然后，由运行管理部101接收从可选连接部以及主体连接部输出的连接完成信号或者连接解除信号(步骤S306)。

接下来，确认定时器是否起动完毕(步骤S307)，在定时器未起动的情况下(步骤S307；否)，使定时器起动(步骤S308)。在运行管理部未能在规定的时间内接收全部连接完成信号的情况下而判断为连接错误时，该定时器用来测量时间。

然后，确认运行管理部101接收到了连接完成信号或者连接解除信号中的哪一个信号(步骤S309)，在接收了连接完成信号的情况下(步骤S309；连接完成信号)，转移至连接中状态(步骤S311)。这里，连接中状态指的是运行管理部101所保持的状态之一，并且是等待连接完成信号被输出过来的状态。例如，作为在执行程序中定义的变量(例如，state)来保持状态，变量state的值为1的情况表示连接中状态。在接收了连接解除信号的情况下(步骤S309；连接解除信号)，移向未连接状态(步骤S310)。未连接状态是表示安全功能部20未连接于电力转换装置10的状态。与连接错误状态不同，在未连接状态下，电力转换装置10也能够开始马达的运行。

接下来，确认是否已接收了全部的连接完成信号(步骤S312)。如果已接收了全部的连接完成信号(步骤S312；是)，则判断为已正常地进行了连接，并转移至连接完成状态(步骤S317)。如果在尚未接收全部的连接完成信号的情况下(步骤S312；否)，则确认定时器是否已到时(步骤S313)，若定时器未到时(步骤S313；否)，则返回步骤S306而执行接收信号的处理。

在还未接收全部的连接完成信号而定时器却已到时的情况下(步骤S313；是)，确认是否为连接中状态(步骤S314)。如果是连接中状态的情况下(步骤S314；是)，判断为连接错误并转移至连接错误状态(步骤S315)。另外，如果在不是连接中状态的情况下(步骤S314；否)，则维持未连接状态(步骤S316)。

然后，在显示部111显示符合连接状态的内容(步骤S318)。例如，如果是连接完成状态则显示“连接已正常完成”，如果是连接错误状态则显示“连接错误”等。另外，也可以使用LED等来显示连接状态。也可以将在正常地连接时点亮的LED与在连接错误时点亮的LED分开，还可以用一个LED根据连接状态改变点亮的颜色从而通知给用户。由此，用户只要观察LED就能够一目了然地确认连接状态，安全性进一步提高。

此外，虽然未在图16中图示，连接完成信号也被控制部211接收，并通过执行与运行管理部101相同的处理，能够得知已正常地进行了连接还是已发生了错误。

此外，在电力转换装置10中，也可以使STO信号接收部105、106具有可选连接部108、109的功能。由此能够减少部件的数量，并能够减少成本。

此外，电力转换装置10与安全功能部20的连接是在两者的电源断开的状态下进行的。而且，在连接完成之后将电源接通，之后由用户按下运行开始按钮，从而开始马达的运行。此时，可以设为如果连接正常地完成则使马达的运行开始，但期望的是，如果发生了连接错误则不使马达运行。

使用图17，对从接通电力转换装置10与安全功能部20的电源起至开始马达的运行为止的处理的流程进行说明。

首先，若由用户接通电力转换装置10与安全功能部20的电源(步骤S401)，则执行图16所记载的连接处理(步骤S402)。由此，所述连接状态转移至连接完成状态、连接错误状态、连接中状态、未连接状态中的某一个。然后，由用户按下开始按钮(步骤S403)。接下来，运行管理部101对连接状态进行确认(步骤S404)。如果连接状态是连接完成状态或者未连接状态(步骤S404；“连接完成状态或者未连接状态”)，则进行马达的运行开始处理(步骤S406)。另外，如果连接状态是连接中状态(步骤S404；“连接中状态”)，则使作为连接中的主旨显示于显示部111(步骤S405)，并再次返回开始按钮按下的等待状态。另外，如果连接状态是连接错误状态(步骤S404；“连接错误状态”)，则使作为连接错误的主旨显示于显示部111(步骤S407)，并再次返回开始按钮按下的等待状态。

另外，期望在已连接了安全功能部20的状态下运行马达时，因某种原因导致连接脱开的情况下立即使马达的运行停止。相反，期望在未将安全功能部20连接而以电力转换装置10单体运行马达时，在安全功能部20被连接了的情况下判断为意外的连接，并立即使马达的运行停止。

使用图18，对在马达的运行中连接解除或者已连接的情况下的电力转换装置10的处理的流程进行说明。

首先，运行管理部101向主体控制部102发出速度指示而进行马达的驱动控制(步骤S500)。

接下来，确认是否已从可选连接部108、109输出了表示连接已被解除的连接解除信号、或者表示已连接的连接完成信号(步骤S501)。如果是在信号未被输出的情况下(步骤S501；否)，则再次进行马达驱动控制(步骤S500)。如果是在信号已被输出的情况下(步骤S501；是)，则取得连接状态并进行确认(步骤S502)。然后，通过信号的种类与连接状态的组合，确定所执行的处理内容(步骤S503)。

例如，在以连接完成状态输出了连接解除信号的情况下，判断为是安全功能部20已被移除还是发生了连接不良的误操作，并必须使马达为安全的状态。为此，显示使马达安全地停止的主旨，执行由运行管理部向主体控制部指示使马达停止的STO。

另外，在以未连接状态输出了连接完成信号的情况下，判断为安全功能部20已被安装，进行下述显示，对用户通知虽然在运行中安装安全功能部20也不会影响马达的运行、但安全功能或安全度不会提高。在该情况下，也可以不执行STO。

另外，在虽然是连接完成状态却输出了连接完成信号的情况、或虽然是未连接状态却输出了连接解除信号的情况，由于如果设备正常地动作就不应该引发该组合，因此判断为可选连接部108、109可能发生了故障，并进行将故障的可能性通知给用户的显示，执行STO。

这样，基于可选连接部108、109输出的信号的种类以及根据与连接状态的组合而显示于显示部111的内容，决定是否执行STO等。

然后，如果是应通知给用户的内容，则在显示部111上显示该内容(步骤S504)。

之后，如果需要执行STO(步骤S505；是)，则执行STO(步骤S506)，并转移至连接错误状态(步骤S507)。如果不需要执行STO(步骤S505；否)，则再次进行马达驱动控制(步骤S500)。

接下来，使用图6、图7、图8，说明从紧急停止部输出紧急停止信号起至驱动部103被输入安全扭矩关断信号为止的动作。

首先，使用图6，说明从紧急停止部输出紧急停止信号并通知给电力转换装置时的处理的流程的概要。

首先，若从紧急停止部30输出紧急停止信号，则该信号进入安全功能执行部212、222，并附加上后述的动作参数而输出到减速指示部214、224。然后，经由通信部210、110发送到运行管理101。

接下来，使用图7，说明使马达40减速并由安全功能执行部监视马达40的速度的处理的流程。

运行管理101若接收减速的指示，则与减速度等的参数一起地将减速的指示发出给主体控制部102。主体控制部102对其进行接收并向驱动部103输出PWM控制信号，使马达40减速。

然后，主体控制部102取得从电流检测器104输出的用于推测马达速度的电流值。进而，安全功能执行部212、222也从电流检测器104取得电流值。安全功能执行部212、222使用该值开始进行马达40的速度监视。之后，若马达40的速度超过规定的阈值，则安全功能执行部212、222经由STO信号接收部105、106将安全扭矩关断信号输出到驱动部103。

如图8所示，安全扭矩关断信号经由STO信号接收部105、106而输入到驱动部103。然后，驱动部103使马达40所产生的扭矩关断。

这样，能够在从紧急停止部输出紧急停止信号时，使马达40的速度减速而停止，能够扩大安全功能。

这里，使用图9，对安全功能执行部212的详细的构成进行说明。安全功能执行部222也为相同的构成。

安全功能执行部212由STO执行部2121、动作参数存储部2122、动作监视部2123、马达速度推测部2125、时间监视部2126构成。

STO执行部2121是用于与电力转换装置的STO信号接收部105连接的端子，并输出安全扭矩关断信号。

动作参数存储部2122存储减速度、速度的阈值等这样的动作参数。例如由RAM等构成。

马达速度推测部2125基于电流检测器104所输出的电流值等，推测马达40的速度。根据向马达40供电的电流的大小、频率计算出马达40所产生的扭矩，并转换为马达40的转速。此外，也可以使用附加于马达来输出马达的转速的编码器。由此，可得知更准确的马达的速度，提高安全功能。

时间监视部2126对接收紧急停止信号之后的经过时间进行测量。以规定的时间间隔将经过时间输出到动作监视部2123。

动作监视部2123取得马达40的速度以及经过时间，对是否已达到规定的阈值进行监视。如果在已达到规定的阈值的情况下，输出安全扭矩关断信号。

使用图10，对动作监视部2123的处理的流程进行说明。

首先，从紧急停止部输出紧急停止信号，由安全功能执行部212的动作监视部2123接收该信号之后，从动作参数存储部2122取得动作参数(步骤S100)。接下来，动作监视部2123将取得的动作参数输出到减速指示部214。之后，减速指示部214对是否已从运行管理101接收了减速开始信号进行判定。如果是未接收减速开始信号的情况下(步骤S102；否)，再次输出减速指示信号(步骤S104)。然后，在接收紧急停止信号之后未经过规定的时间的情况下(步骤S105；否)，处理再次返回到步骤S102。如果是已经过规定的时间的情况下(步骤S105；是)，电力转换装置10判断产生了哪一种错误，并输出STO信号(步骤S106)。

在输出减速指示之后成功接收减速开始信号的情况下(步骤S102；是)，执行STO判定处理(步骤S103)。然后，若STO判定处理结束，则由动作监视部2123输出STO信号(步骤S106)。

这里，使用图11，对STO判定处理的详细的流程进行说明。

关于STO判定处理，首先，由动作监视部2123从动作参数存储部2122取得动作参数(步骤S201)。这里，动作参数指的是成为输出减速度、安全扭矩关断信号的阈值的速度等，之后使用图12详细进行叙述。

接下来，确认是否已完成马达的初速度的取得(步骤S202)，在取得未完成的情况下(步骤S202；否)，取得马达的速度(步骤S203)，将取得的速度作为马达的初速度存储于动作参数存储部2122(步骤S204)。在已完成马达的初速度的取得的情况下(步骤S202；是)，继续取得马达的速度与时刻(步骤S205)，并计算马达速度的阈值(步骤S206)。然后，判断马达速度是否已超过阈值(步骤S207)，如果是已超过阈值的情况(步骤S207；是)，结束STO判定处理，进行STO信号输出(图10的步骤S106)。如果是未超过阈值的情况(步骤S207；否)，返回到步骤S205执行处理。

使用图12，对使马达减速而停止的动作进行说明。此外，该减速停止动作对应于功能安全标准IEC61800－5－2所规定的SS1(Safety Stop 1)。

在图12的图表中，纵轴表示马达速度，横轴表示时刻。首先，在马达以速度V0动作中，一旦在时刻T1接收到紧急停止信号，就开始马达的减速。然后，一旦减速至速度V1(时刻T3)，就将扭矩关断。之后，马达成为无控制状态并停止。

另外，也可以对减速度设定上限与下限。例如，将以虚线603为上限、以虚线604为下限的范围内作为允许范围，如果马达的速度进入该范围内则继续减速。如果马达的速度超过该范围时，视为异常产生并立即使扭矩关断。线602表示马达40不怎么减速的情况下的速度的时间变化。线602在时刻T2与表示上限的虚线603交叉。这里，视为异常产生而使扭矩关断。

这样，能够更精细地控制马达的减速，并提高安全性。

此外，作为存储于动作参数存储部2122的动作参数的一个例子，是马达的初速度V0、执行扭矩关断的速度V1、从接收紧急停止信号起至执行扭矩关断为止的最低经过时间dT2、标准经过时间dT3以及最大经过时间dT4、从马达的初速度V0起的速度的上升量dV2与下降量dV1、从接收紧急停止信号起至开始减速为止的最大时间dT1等。除马达的初速度V0以外的动作参数，预先从外部设备进行设定。

图15是表示安装于实施例1的电力转换装置的操作部、显示部的显示例的图。操作部、显示部无需限定于安装于电力转换装置，也可以是能够通过电缆等从电力转换装置装卸的结构。

电力转换装置10具备运行开始按钮701、运行停止按钮702、显示部703、OK(确认)按钮704、上按钮705、下按钮706等的接口。

在发生错误时，在显示部703进行通知错误这一主旨的显示。例如，显示错误的编号“No.001”、错误的内容“Connection error(连接错误)”等这样的内容。

这样，通过显示错误的内容，使得用户得知马达40为何停止等的理由，提高使用的便利性。

实施例2

在国际标准IEC61800－5－2中，规定有避免马达速度超过规定的值的功能(SLS：Safely－limited speed)、输出表示马达的速度是否为规定的值以下的安全输出信号的功能(SSM：Safe speed monitor)等的安全功能。

在输入了要求执行安全功能的安全要求信号时，如果能够执行上述的安全功能，则能够更安全地控制马达。

为了实现这些安全功能，在安全功能执行部212的动作参数存储部2122中保持表示在输入安全要求信号时执行的安全功能的种类的参数。具体而言，准备程序上的变量，由安全功能执行部212进行例如如果该变量的值是1则执行SS1、如果是2则执行SLS这样的控制。进而，将关于各安全功能的动作参数保持于动作参数存储部2122。

使用图13，对执行SLS时的动作进行说明。

在图13的图表中，纵轴表示马达速度，横轴表示时刻。速度V0是动作中的马达的速度。另外，速度V1是避免马达超过该速度的限制速度。

首先，在马达以速度V0动作中，若在时刻T1接收SLS开始信号，则开始马达的减速。然后，一旦减速至速度V1，则在这之后监视马达的速度，以避免超过速度V1。在从速度V0减速至速度V1时，也对是否正以规定的减速度进行减速进行监视。虚线803表示其允许范围。如果马达的速度迟于虚线803，则判断为正常。

线801表示马达40的速度变化。以正常地进行速度控制且不超过限制速度V1的方式对马达的速度进行控制。

线802表示马达40的速度控制产生异常、超过限制速度V1的情况下的速度的时间变化。线802在时刻T4与表示限制速度V1的虚线803交叉。这里，视为异常产生，由安全功能执行部212将使扭矩关断的信号发送到电力转换装置10，使马达停止。

此外，作为存储于动作参数存储部2122的动作参数，是马达的初速度V0、从马达的初速度V0起的速度的上升量dV、从接收SLS信号起至开始减速为止的最大时间dT1、从接收SLS信号起至将马达减速到限制速度V1为止的最长时间dT2等。除马达的初速度V0以外的动作参数，预先从外部设备进行设定。

使用图14，对执行SSM时的动作进行说明。

在图14的图表中，纵轴表示马达速度，横轴表示时刻。速度V0是动作中的马达的速度。另外，速度V1是如果马达速度为该速度以下则输出安全速度信号的阈值。

若接收SSM开始信号，则安全功能执行部212接收马达40的速度。

然后，在图14中的时刻T1，在马达40的速度为速度V1以下的情况下，由安全功能执行部212输出安全速度信号。安全速度信号经由通信部210以及通信部110发送到运行管理部101。接收了安全速度信号的运行管理部101使显示部111显示出通知马达以安全速度动作中这一主旨。例如，显示“正在安全速度的范围内动作”等。

另外，在图14中的时刻T2，在马达40的速度超过了速度V1的情况下，由安全功能执行部212输出安全速度超过信号。安全速度超过信号经由通信部210以及通信部110发送到运行管理部101。接收了安全速度超过信号的运行管理部101使显示部111显示出通知马达的速度已超过安全速度这一主旨。例如，显示“超过了安全速度”等。

在时刻T3，若马达40的速度再次达到速度V1以下，则输出安全速度信号，使显示部111显示以安全速度动作中这一主旨。

这样，能够执行各种安全功能，能够更安全地控制马达。

实施例3

另外，在将电力转换装置10以及安全功能部20起动之后，在动作参数为未设定的状态的情况下，向用户通知动作参数未设定，并设定默认设定(例如STO)。

因此，在安全功能部20起动后，对存储于动作参数存储部2122的、表示所执行的安全功能的种类的变量的值进行检查。如果该变量的值是表示未设定的值、例如99，则判断为未设定，向电力转换装置10的显示部111输出传达参数未设定这一主旨的信号。接收了该信号的显示部111进行“动作参数未设定”等的显示，通知给用户。

此外，在动作参数为未设定的状态的情况下，为了安全也可以控制成不使马达40起动。这样，不再有马达进行用户未打算的动作的危险性，进一步提高安全性。

附图标记说明

10电力转换装置，20安全功能部，30紧急停止部，40马达，50负载机械，101运行管理部，102主体控制部，103驱动部，104电流检测器，105、106信号接收部，107STO自诊断，108、109可选连接部，110、210通信部，111显示部，207STO自诊断部，208、209主体连接部，211、221控制部，212、222安全功能执行部，213、223MCU自诊断部，214、224减速指示部，1032整流电路部，1033直流平滑电路部，1034逆变器部，1035栅极驱动部。