交流电动机驱动装置制造方法及图纸

在将来自直流电源(1)的直流电力通过逆变器(3)转换为交流电力并供给至交流电动机(4)的情况下，与逆变器(3)的直流电力输入部并联连接电力补偿装置(5)，通过该电力补偿装置(5)的控制装置(16)，在对于交流电动机(4)的电力需求超过规定值的情况下，从蓄电装置(15)进行充放电来实施电力补偿处理A，在不需要电力补偿处理A的情况下，实施考虑能够从直流电源(1)向蓄电装置(15)输入输出的电力余量来在其范围内进行蓄电装置(15)的补充充电的蓄电调整处理B。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过逆变器将来自直流电源的直流电力转换为交流电力并供给至交流电动机的交流电动机驱动装置，特别是涉及一种具备对供给至逆变器的直流电力补偿电力的电力补偿装置的交流电动机驱动装置。
技术介绍
以往的交流电动机的驱动装置由供给直流电力的直流电源、将来自该直流电源的直流电力转换为交流电力后供给至交流电动机的逆变器以及它们的控制装置构成。作为在该情况下使用的直流电源，根据交流电动机的应用对象而有各种种类。例如，如果交流电动机是电动车辆驱动用电动机，则直流架线成为直流电源。另外，在交流电动机为伺服电动机等面向产业的电动机等的情况下，通过转换器将来自电源系统的交流电力进行整流后供给直流电力。另外，具有各种特性的交流电动机被产品化，其中有具有短时间额定输出和连续额定输出这两种额定输出的交流电动机。在这种情况下，短时间额定输出与连续额定输出相比交流电动机的额定输出值设定得非常大。其原因是，例如在使交流电动机进行加减速运转的情况等下，通过仅在加减速时等的比较短的时间内以短时间额定输出来运转，能够缩短实现速度变化所需的时间。在该情况下，需要针对短时间额定输出选定直流电源、逆变器，与此相应地，电源设备也需要事先确保耐得住短时间额定输出的容量。但是，当实际进行运转时，峰值电力与短时间额定输出相当，而从时间平均来看，有时其平均电力变低，存在无法实现所准备的电源设备的有效活用的问题。相反，与短时间额定输出相应的电源设备的准备成为瓶颈，有时难以引入装置。针对这种问题，以往开发了各种技术。例如在下述专利文献I的现有技术中，设置具备蓄积电力的电容器、变换电压水平的升降压电路的电力补偿装置，在逆变器、转换器所处理的电力、电流超过规定值的情况下，从该电力补偿装置释放能量，抑制直流电源的电流峰值。另外，在下述专利文献2的现有技术中，在连接于逆变器的直流母线的电压或电流超过规定值的情况下释放或吸收电力补偿装置的电力。当应用这种专利文献1、2所公开的现有技术时，通过在产生峰值电力需求时释放蓄积在电力补偿装置中的电力，突破电源设备容量的限制而能够实现基于短时间额定输出的交流电动机驱动。专利文献1:日本专利第4339916号公报专利文献2 :日本特开2005-328618号公报
技术实现思路
然而，在上述专利文献1、2所示的现有技术中有如下问题。即，在这些专利文献1、2中，在动力运行状态下产生超过直流电源所能够授受的大小的电力需求时，从电力补偿装置进行放电。而且，为了满足这种电力需求，需要预先对电力补偿装置适当地进行充电，而该情况下的充电主要在从交流电动机反馈能量的再生状态下实施。在此，在动力运行和再生的电力需求交替地以大致相同的频度产生的情况下，对于电力补偿装置的电力的充放电均衡，因此不会那么成为问题。但是，在如仅在动力运行或仅在再生那样相同状态的电力需求连续的情况下，导致蓄积在电力补偿装置中的电力不足或过剩。例如在作为交流电动机的应用对象而风扇、泵、机床的切削用途等、再生状态少而主要进行动力运行动作的情况下，蓄积在电力补偿装置中的电力不足这一问题变得显著。另外，在对伴随交流电动机的加减速的电力进行补偿的情况等下，由于交流电动机、逆变器、以及电力补偿装置自身的损耗，再生的电力需求的大小小于动力运行的电力需求的大小的情况多。因而，如果如专利文献1、2所记载的现有技术那样主要在再生状态时实施向电力补偿装置的充电，则电力补偿装置的电力量往往不足。针对电力补偿装置的电力不足、电力过剩这样的问题，如果将内置于电力补偿装置的电容器等的蓄电装置设为大容量则能够比较容易地应对，但其结果存在导致成本、尺寸、重量的增加等的问题。本专利技术是为了解决上述所示的问题而完成的，其目的在于提供一种如下交流电动机驱动装置该交流电动机驱动装置即使不将内置于电力补偿装置的电容器等的蓄电装置设为大容量，在动力运行或再生之类的相同状态的电力需求连续时，也能够始终实现可靠的电力补偿。本专利技术的交流电动机驱动装置具备直流电源，供给直流电力；逆变器，将所述直流电力转换为交流电力并供给至交流电动机；电力补偿装置，与所述逆变器的直流电力输入部并联连接，所述电力补偿装置具有升降压电路，对直流电力的电压水平进行转换；蓄电装置，吸收或释放电力；控制装置，对它们进行控制，所述控制装置实施如下处理电力补偿处理A，释放或吸收所述蓄电装置的电力使得所述直流电源所授受的直流电力的绝对值不超过根据所述直流电源的特性决定的直流电源电力限制；蓄电调整处理B，释放或吸收电力使得所述蓄电装置的电压成为规定值。根据本专利技术，在对交流电动机进行驱动时，电力补偿装置在对于交流电动机的电力需求超过规定值的情况下，从蓄电装置进行充放电来实施电力补偿，在不需要电力补偿的情况下，根据直流电源电力限制和逆变器的所需电力求出向蓄电装置的输入输出电力的电力余量，在其范围内实施蓄电装置的补充充电以蓄积电力。由此，即使不将内置于电力补偿装置的电容器等的蓄电装置设为大容量，在动力运行或再生之类的相同状态的电力需求连续时，也能够始终可靠地实现电力补偿。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式I所涉及的交流电动机驱动装置的整体的结构图。图2是表示该装置中的直流电源和逆变器的电路结构图。图3是表示该装置中的其它种类的直流电源和逆变器的电路结构图。图4是该装置中的升降压电路的电路结构图。图5是该装置中的其它种类的升降压电路的电路结构图。图6是表示设置在该装置的电力补偿装置中的控制装置的详情的结构图。图7是表示图6的控制装置所具备的直流电力计算部的详情的结构图。图8是表示图6的控制装置所具备的电力补偿控制部的详情的结构图。图9是表示图6的控制装置所具备的恒压控制部的详情的结构图。图10是表示在图6的控制装置所具备的电力补偿控制部中进行蓄电调整处理B的情况下的与电力补偿处理A的一系列关联动作的时序图。图11是表示图6的控制装置所具备的电流指令加法部的详情的结构图。图12是表示图6的控制装置所具备的电流控制部的详情的结构图。图13是表示在本专利技术的实施方式I中的电力补偿装置中交流电动机的动力运行时的电力补偿处理A和蓄电调整处理B的动作说明的一例的时序图。图14是本专利技术的实施方式2中的交流电动机驱动装置中的升降压电路的电路结构图。图15是用于说明由本专利技术的实施方式3中的交流电动机驱动装置所具备的电力补偿装置进行的蓄电装置的电压指令设定动作的时序图。图16是用于说明由本专利技术的实施方式3中的交流电动机驱动装置所具备的电力补偿装置进行的蓄电装置的其它电压指令设定动作的时序图。图17是表示在本专利技术的实施方式3中的交流电动机驱动装置中设置在电力补偿装置内的蓄电装置电压指令产生部的详情的结构图。图18是表示在本专利技术的实施方式4中的交流电动机驱动装置中设置在电力补偿装置内的蓄电装置电压指令产生部的详情的结构图。具体实施例方式实施方式1.图1是表示基于本专利技术的实施方式I的交流电动机驱动装置和由该装置驱动的交流电动机的结构图。从直流电源I输出的直流电力经由直流母线2供给至逆变器3。通过逆变器3进行直交电力转换来将适当的交流电力供给至交流电动机4。电力补偿装置5与将直流电源I和逆变器3电连接的直流母线2并联连接，以升降压电路10、蓄电装置15、控制装置16以及电压、电流的检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流电动机驱动装置，具备:直流电源，供给直流电力；逆变器，将所述直流电力转换为交流电力并供给至交流电动机；电力补偿装置，与所述逆变器的直流电力输入部并联连接，所述电力补偿装置具有:升降压电路，对所述直流电力的电压水平进行转换；蓄电装置，吸收或释放电力；控制装置，对所述升降压电路和所述蓄电装置进行控制，所述控制装置实施如下处理:电力补偿处理A，释放或吸收所述蓄电装置的电力使得所述直流电源所授受的直流电力的绝对值不超过根据所述直流电源的特性决定的直流电源电力限制；蓄电调整处理B，释放或吸收电力使得所述蓄电装置的电压成为规定值。2.根据权利要求1所述的交流电动机驱动装置，其特征在于，所述控制装置在所述直流电源所授受的直流电力的绝对值超过规定值的情况下实施所述电力补偿处理A。3.根据权利要求1或2所述的交流电动机驱动装置，其特征在于，所述控制装置基于所述逆变器的电力和所述直流电源的所述直流电源电力限制求出能够对所述蓄电装置输入输出的电力范围，在该电力范围内实施所述蓄电调整处理B。4.根据权利要求1 3中的任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：古谷真一，田渊朗子，筒井和彦，堤下洋治，服部纯，大桥学，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：