减小电力峰值的伺服电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种减小电力峰值的伺服电动机控制装置(1)，具有：使用交流电源(3)侧的交流电力与直流侧的直流电力进行电力变换的第1变换器电路(11)；使用第1变换器电路的直流侧的直流电力与第1电动机(2A)侧的交流电力进行电力变换的第1逆变器电路(12)；使用交流电源侧的交流电力与直流侧的直流电力进行电力变换的第2变换器电路(13)；使用第2变换器电路的直流侧的直流电力与第2电动机(2B)侧的交流电力进行电力变换的第2逆变器电路(14)；以及计算第1电动机的电能的电力计算部(15)，根据该电能进行控制，以使第1电动机的再生电力经由交流电源提供给第2电动机，第2电动机的再生电力经由交流电源提供给第1电动机。

Servo motor control device for reducing power peak value

The present invention provides a control device of servo motor to reduce electricity peak (1), with: (3) first AC power converter circuit of DC power AC power and DC side of the power converter (11); first DC converter circuit of DC electric motor and first (2A) the first inverter AC power side of the power conversion (12); second DC power converter circuit of AC power and DC AC power side of the power conversion (13); DC converter circuit using second DC power and second motor (2B) AC power side inverter circuit second power transform (14); and the calculation of the first electric energy power calculation section (15), according to the power control, so that the regenerative power of motor first via AC power supplied to the motor second, The regenerative power of the second motor is supplied to the first motor via an AC power supply.

【技术实现步骤摘要】
减小电力峰值的伺服电动机控制装置
本专利技术涉及控制把交流电源侧的交流电力变换为直流电力后再转换为交流电力，并将其作为驱动电力的伺服电动机的伺服电动机控制装置。
技术介绍
在驱动控制机床、工业机械、锻压机械、注射成形机、或者各种机器人内的伺服电动机的伺服电动机控制装置中，先把交流电源侧的交流电力变换为直流电力，然后再转换为交流电力，把该交流电力作为按照每个驱动轴所设置的伺服电动机(以下称为“驱动轴用伺服电动机”。)的驱动电力来使用。例如机床中的各驱动轴连接到驱动轴用伺服电动机。伺服电动机控制装置具有：把从具有商用三相交流电源的交流电源侧提供的交流电力变换为直流电力并输出的变换器电路；与变换器电路的直流侧、即直流链路相连接并在直流链路的直流电力与电动机的驱动电力或再生电力、即交流电力之间进行电力变换的逆变器电路，该伺服电动机控制装置控制连接到该逆变器电路的交流侧的伺服电动机的速度、转矩或者转子的位置。使用伺服电动机控制装置对电动机进行加速或者减速控制时，对于交流电源要求较大的交流电力的输出或者再生，因此产生电力峰值。因此，对伺服电动机控制装置提供电力的交流电源侧的电源设备容量一般是考虑该电动机的加减速时产生的电力峰值而被设计的。然而，与单纯地考虑伺服电动机控制装置的平均电力而设计的情况相比，一旦考虑了伺服电动机的加减速时产生的电力峰值来设计，电力峰值必然会较大。特别是在使伺服电动机急加速、急减速的机会较多的伺服电动机控制装置中，电力峰值会变得更大。电力峰值越大，设置成本以及运用成本也会增大，因此期望的是减小电力峰值。为了减小电力峰值，以往使用在连接伺服电动机控制装置的变换器电路和逆变器电路的DC链路中设置能够存储直流电力的能量存储装置，经由DC链路把在各伺服电动机中消耗、再生的能量适当地进行交换的方法。根据该方法，通过在把逆变器电路的交流电力变换为直流电力的动力运行动作(正变换动作)以及把直流电力变换为交流电力的再生动作(逆变换动作)中适当地控制各电力变换量，能够把在伺服电动机减速时从伺服电动机产生的再生电力存储到能量存储装置中，或者在伺服电动机加速时对所存储的电力进行再利用，因此能够减小电力峰值。图7是表示为了减小电力峰值而具有作为能量存储装置的一绕组类型的缓冲轴用伺服电动机的现有的伺服电动机控制装置的例子的框图。作为一个例子，对于驱动2个驱动轴用伺服电动机2A-1以及2A-2的伺服电动机控制装置1000进行说明。一般地伺服电动机设置有一个以上的绕组，为了驱动伺服电动机，该伺服电动机内的每一个绕组需要一台逆变器电路。在图7中，作为一个例子，把各伺服电动机2A-1、2A-2、2B-1以及2B-2作为一绕组类型。为了对驱动轴用伺服电动机2A-1提供驱动电力来驱动控制驱动轴用伺服电动机2A-1，设置有逆变器电路112-1，为了对驱动轴用伺服电动机2A-2提供驱动电力来驱动控制驱动轴用伺服电动机2A-2，设置有逆变器电路112-2。另一方面，在图示的例子中，虽然对应于逆变器电路112-1以及112-2设置了变换器电路(参照符号111-1以及111-2)，但是为了减少电动机控制装置1000的成本、占用空间，也存在对于多个逆变器电路仅有一个变换器电路的情况。变换器电路111-1对从交流电源3提供的交流电力进行转换并输出直流电力，逆变器电路112-1把从变换器电路111-1输出的直流电力变换为作为驱动轴用伺服电动机2A-1的驱动电力而被提供的交流电力，并且将驱动轴用伺服电动机2A-1再生的交流电力变换为直流电力。变换器电路111-2对从交流电源3提供的交流电力进行转换并输出直流电力，逆变器电路112-2把从变换器电路111-2输出的直流电力变换为作为驱动轴用伺服电动机2A-2的驱动电力而被提供的交流电力，并且将驱动轴用伺服电动机2A-2再生的交流电力变换为直流电力。为了减小电力峰值，在连接变换器电路111-1和逆变器电路112-1的DC链路以及连接变换器电路111-2和逆变器电路112-2的DC链路中，设置有能够存储或者供給直流电力的能量存储装置120。在图7中，作为一个例子，示出了能量存储装置120是由伺服电动机(以下，为了与驱动轴用伺服电动机进行区别，称为“缓冲轴用伺服电动机”)2B-1以及2B-2和对应于各缓冲轴用伺服电动机而设置的逆变器电路112-3以及112-4组成的。也就是说，在连接变换器电路111-1和逆变器电路112-1的DC链路中，设置有用于将DC链路中的电能和缓冲轴用伺服电动机2B-1的旋转能进行相互转换的逆变器电路112-3，在连接变换器电路111-2和逆变器电路112-2的DC链路中，设置有用于将DC链路中的电能和缓冲轴用伺服电动机2B-2的旋转能进行相互转换的逆变器电路112-4。例如，驱动轴用伺服电动机2A-1减速并产生再生电力，变换器电路111-1与逆变器电路112-1之间的DC链路电压上升时，由逆变器电路112-3把DC链路的直流电力变换为交流电力，把该交流电力作为动力而使缓冲轴用伺服电动机2B-1加速。由此，能够把DC链路中的电能作为缓冲轴用伺服电动机2B-1的旋转能来进行存储。另外，例如驱动轴用伺服电动机2A-1加速，变换器电路111-1与逆变器电路112-1之间的DC链路电压下降时，通过使缓冲轴用伺服电动机2B-1减速来产生交流的再生电力，并将其通过逆变器电路112-3转换为直流电力。由于驱动轴用伺服电动机2A-2的加减速，变换器电路111-2与逆变器电路112-2之间的DC链路电压上升或者下降时，通过使逆变器电路112-4同样地动作，能够把能量存储到缓冲轴用伺服电动机2B-2中，或者能够从缓冲轴用伺服电动机2B-2向DC链路提供能量。通过把由缓冲轴用伺服电动机2B-1以及2B-2的旋转能转换而得的各电能分别在驱动轴用伺服电动机2A-1以及2A-2的加速时进行再利用，能够减小伺服电动机控制装置1000整体的电力峰值。图8是表示以往用于多轴驱动的伺服电动机控制装置的例子的框图，该伺服电动机控制装置为了减小电力峰值，作为能量存储装置而具备多绕组类型的缓冲轴用伺服电动机。图8所示的例子假设在伺服电动机控制装置1001中设置有4个驱动轴用伺服电动机2A-1、2A-2、2A-3以及2A-4，使用驱动轴用伺服电动机2A-1以及2A-2驱动第1驱动轴(未图示)，使用驱动轴用伺服电动机2A-3以及2A-4与第1驱动轴独立地驱动第2驱动轴(未图示)的情况。对各驱动轴用伺服电动机2A-1、2A-2、2A-3以及2A-4，分别设置有变换器电路111-1以及逆变器电路112-1的组合、变换器电路111-2以及逆变器电路112-2的组合、变换器电路111-3以及逆变器电路112-5的组合和变换器电路111-4以及逆变器电路112-6的组合。由于第1驱动轴与第2驱动轴被独立地驱动，因此对应各驱动轴设置有能量存储装置(使用参照符号121以及122表示。)。当各能量存储装置121以及122的缓冲轴用伺服电动机由一个来构成时，如图8所示，缓冲轴用伺服电动机使用的是2绕组类型(使用参照符号2B-3以及2B-4表示。)。另外，对应2绕组类型的缓冲轴用伺服电动机2B-3以及2B-4，设置有逆变器电路11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服电动机控制装置，其特征在于，具有：至少一个第1变换器电路，其在交流电源侧的交流电力与直流侧的直流电力之间进行电力变换；至少一个第1逆变器电路，其在所述第1变换器电路的直流侧的直流电力与提供给第1伺服电动机的交流电力或者由第1伺服电动机再生的交流电力之间进行电力变换；至少一个第2变换器电路，其在所述交流电源侧的交流电力与直流侧的直流电力之间进行电力变换；至少一个第2逆变器电路，其在所述第2变换器电路的直流侧的直流电力与提供给第2伺服电动机的交流电力或者由第2伺服电动机再生的交流电力之间进行电力变换；以及电力计算部，其计算由第1伺服电动机消耗或者再生的电能，所述伺服电动机控制装置，根据由所述电力计算部所计算出的电能，控制所述第2变换器电路以及所述第2逆变器电路所进行的电力变换，以使由第1伺服电动机再生的电力经由所述交流电源提供给第2伺服电动机或者由第2伺服电动机再生的电力经由所述交流电源提供给第1伺服电动机。

【技术特征摘要】
2016.01.18 JP 2016-0071771.一种伺服电动机控制装置，其特征在于，具有：至少一个第1变换器电路，其在交流电源侧的交流电力与直流侧的直流电力之间进行电力变换；至少一个第1逆变器电路，其在所述第1变换器电路的直流侧的直流电力与提供给第1伺服电动机的交流电力或者由第1伺服电动机再生的交流电力之间进行电力变换；至少一个第2变换器电路，其在所述交流电源侧的交流电力与直流侧的直流电力之间进行电力变换；至少一个第2逆变器电路，其在所述第2变换器电路的直流侧的直流电力与提供给第2伺服电动机的交流电力或者由第2伺服电动机再生的交流电力之间进行电力变换；以及电力计算部，其计算由第1伺服电动机消耗或者再生的电能，所述伺服电动机控制装置，根据由所述电力计算部所计算出的电能，控制所述第2变换器电路以及所述第2逆变器电路所进行的电力变换，以使由第1伺服电动机再生的电力经由所述交流电源提供给第2伺服电动机或者由第2伺服电动机再生的电力经由所述交流电源提供给第1伺服电动机。2.根据权利要求1所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，所述伺服电动机控制装置具有控制部，该控制部控制由所述第1变换器电路、所述第1逆变器电路、所述第2变换器电路以及所述第2逆变器电路所进行的电力变换，并且具有所述电力计算部。3.根据权利要求1所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，所述伺服电动机控制装置具有：第1控制部，其控制所述第1变换器电路以及所述第1逆变器电路的电力变换，并且具有所述电力计算部；第2控制部，其与第1控制部独立设置，控制所述第2变换器电路以及所述第2逆变器电路的电力变换；以及通信部，其把通过所述电力计算部所计算出的电能发送给所述第2控制部，所述第2控制部根据经由所述通信部所接收的由所述电力计算部所计算出的电能，来控制由所述第2变换器电路以及所述第2逆变器电路所进行的电力变换。...

【专利技术属性】
技术研发人员：猪饲聪史，高山贤一，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP