具有能量积蓄部的电动机驱动装置制造方法及图纸

具有能量积蓄部的电动机驱动装置（1）具有：把来自电源的交流电力变换为直流电力的交流直流变换器（11）；相互变换直流电力和交流电力的直流交流变换器（12）；将交流直流变换器（11）以及直流交流变换器（12）的各直流侧连接，进行直流电力的交接的DC连接部（13）；与DC连接部（13）连接，具有积蓄或者供给直流电力的至少一个电容器积蓄部（14A）以及至少一个飞轮积蓄部（14B）的能量积蓄部（14）；以及进行控制使能量积蓄部（14）积蓄或者供给直流电力的能量控制部（15）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在把来自交流电源的交流电力变换为直流电力后再变换为交流电力控制将其作为驱动电力的电动机的电动机驱动装置，特别涉及具有能量积蓄部的电动机驱动装置，该能量积蓄部能够积蓄从交流电源供给的电力以及从电动机再生的电力，把积蓄的电力提供给电动机。
技术介绍
在机床系统中，机床的每一个驱动轴都有电动机，通过电动机驱动装置驱动控制这些电动机。电动机驱动装置，对于驱动机床的驱动轴的驱动轴数量的电动机，指令电动机的速度、转矩、或者转子的位置进行控制。电动机驱动装置具有把三相商用交流电力变换为直流电力的交流直流变换器；把直流电力变换为作为电动机的驱动电力供给的具有希望的频率的交流电力或者把从电动机再生的交流电力变换为直流电力的直流交流变换器；以及与交流直流变换器的直流侧和直流交流变换器的直流侧连接，进行直流电力的交接的DC连接部，控制在该直流交流变换器的交流侧连接的电动机的速度、转矩、或者转子的位置。直流交流变换器为了对与机床中的多个驱动轴分别对应设置的各电动机单独地供给驱动电力，驱动控制电动机，有时设置与电动机相同的个数的直流交流变换器，但是根据情况有时也对于一个电动机设置多个直流交流变换器。另一方面，为了减低电动机驱动装置的成本或占用空间，很多时候对于多个电动机只设置一个交流直流变换器。在用电动机驱动装置对电动机进行加速或者减速控制时，因为对于交流电源要求输出或者再生大的交流电力，所以发生电力尖峰。为了抑制这样的电力尖峰，有时在DC连接器上设置能够积蓄电动机减速时从电动机发生的再生电力，在电动机加速时再利用该积蓄的电力的能量积蓄装置。此外，在该情况下，因为需要把从电动机再生的交流电力变换为能够在能量积蓄部中积蓄的直流电力，所以直流交流变换器不仅要把直流电力变换为交流电力，而且还能把交流电力变换为直流电力，即构成能够在交直两方向进行变换的半导体电力变换器。作为能量积蓄装置，有时使用像在日本特开2008 — 023599号公报中记载的飞轮。图6是表示现有技术的使用飞轮的电动机驱动装置的一例的图。以下在不同的附图中赋予相同的参照符号是指具有相同功能的结构部件。现有技术的使用飞轮的电动机驱动装置100具有把来自交流电源3的交流电力变换为直流电力的交流直流变换器11 ;把直流电力变换为用于驱动电动机2的交流电力的直流交流变换器12 ;与交流直流变换器11的直流侧和直流交流变换器12的直流侧连接，进行直流电力的交接的DC连接部13 ;与DC连接部13连接，积蓄或者输出直流电力的飞轮积蓄部51 ;和根据指令电动机2的动作的电动机动作指令控制电动机2的速度、转矩或者转子位置，并且控制飞轮积蓄部51应该积蓄或者输出的直流电能的控制部52。在每一个直流交流变换器12上连接电动机2。例如机床中的各驱动轴与电动机2连接。直流交流变换器12根据来自控制部52的电动机动作指令控制开关动作，由此输出具有用于进行希望的电动机动作的频率以及波形的交流电流。对于电动机2输入直流交流变换器12输出的交流电流，由此电动机2进行旋转动作。飞轮积蓄部51具有惯量旋转电动机51 — I、惯量51 — 2、和直流交流变换器51 — 3。控制部52向直流交流变换器51 - 3输出控制飞轮积蓄部51应该积蓄或者输出的直流电能的指令。直流交流变换器51 - 3，在接收到的指令表示要由飞轮积蓄部51输出直流电力时，通过进行把交流电力变换为直流电力的正变换动作，使在惯量51 - 2中积蓄的能量向DC连接部13侧流出，在接收到的指令表示要由飞轮积蓄部51积蓄直流电力的情况下，通过进行把直流电力变换为交流电力的逆变换动作使来自DC连接部13的能量向惯量旋转电动机51 - I侧流动，带有惯量51-2的惯量旋转电动机51 - I旋转。由此，以惯量51 - 2的旋转能的形式积蓄流入的电能。通过具有这样的结构，在电动机2加速时，除了来自交流电源3的能量之外，还把飞轮积蓄部51中积蓄的能量提供给电动机2作为用于电动机2加速的动力来使用，在电动机2减速时，使从电动机2再生的能量流向飞轮积蓄部51来积蓄。在飞轮积蓄部51中积蓄的能量在电动机2加速时再利用。作为能量积蓄装置的另一个例子，具有在日本特许第4339916号公报中记载的使 用电容器的例子。图7是表示现有技术的使用电容器的电动机驱动装置的一例的图。现有技术的使用电容器的电动机驱动装置100具有把来自交流电源3的交流电力变换为直流电力的交流直流变换器11 ;把直流电力变换为用于驱动电动机2的交流电力的直流交流变换器12 ;与交流直流变换器11的直流侧和直流交流变换器12的直流侧连接，进行直流电力的交接的DC连接部13 ;在00连接部13上连接的积蓄或者输出直流电力的电容器积蓄部61、控制电容器积蓄部61应该积蓄或者输出的直流电能的能量控制部62、和根据指令电动机2的动作的电动机动作指令控制电动机2的速度、转矩、或者转子位置的电动机控制部63。在每一个直流交流变换器12上连接电动机2。例如机床中的各驱动轴与电动机2连结。直流交流变换器12根据来自电动机控制部63的电动机动作指令控制开关动作，输出具有用于进行希望的电动机动作的频率以及波形的交流电流。对于电动机2输入直流交流变换器12输出的交流电流，由此电动机2进行旋转动作。电容器积蓄部61具有大容量的电容器61 - I、和直流直流变换器(DC - DC变换器)61 - 2。能量控制部62向直流直流变换器61 - 2输出控制电容器积蓄部61应该积蓄或者输出的直流电能的指令。直流直流变换器61 - 2，在接收到的指令表示要由电容器积蓄部61输出直流电力的情况下，通过进行使连接有电容器61 - I侧的直流电压比连接有DC连接部13侧的直流电压大的动作，使电容器61 — I中积蓄的能量向DC连接部13侧流动，在接收到的指令表示要由电容器积蓄部61积蓄直流电力的情况下，通过进行使连接有电容器61 — I侧的直流电压比连接有DC连接部13侧的直流电压小的动作，使来自DC连接部13的能量向电容器61 — I侧流动，在电容器61 — I中积蓄该能量。通过具有这样的结构，在电动机2加速时，除了来自交流电源3的能量之外，把在电容器积蓄部61中积蓄的能量提供给电动机2作为用于电动机2加速的动力来使用，在电动机2减速时，使从电动机2再生的能量流向电容器积蓄部61来进行积蓄。在电容器积蓄部61中积蓄的能量在电动机2加速时再利用。上述现有技术的飞轮积蓄部具有每单位体积的惯量可积蓄的能量大的优点。但是，由于向惯量积蓄能量或供给能量时的惯量旋转用电动机的损失，积蓄的能量的一部分丧失，所以能利用效率差。积蓄或者供给时产生的电动机损失例如可达总能量的10 20%。另外，上述现有技术的电容器积蓄部具有积蓄或者供给能量时的大容量电容器的损失在数个百分点以下很小，具有能量利用效率高这样的优点。并且因为大容量电容器可急速充放电，所以还具有能够应对电动机要求急剧供给驱动电力的情况的优点。但是，电容器积蓄部，因为每单位体积可积蓄的能量比飞轮积蓄装置小，所以由于大容量电容器的设置空间的关系无法确保足够的积蓄能量，存在无法像想象的那样抑制交流电源的电力尖峰的情况。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动装置（1），其特征在于，具有：把来自交流电源的交流电力变换为直流电力的交流直流变换器（11）；把直流电力变换为用于驱动电动机（2）的交流电力或者把从电动机（2）再生的交流电力变换为直流电力的直流交流变换器（12）；将上述交流直流变换器（11）的直流侧和上述直流交流变换器（12）的直流侧连接，进行直流电力的收受的DC连接部（13）；与上述DC连接部（13）连接，具有从上述DC连接部（13）积蓄直流电力或者向上述DC连接部（13）供给直流电力的至少一个电容器积蓄部（14A、14C、14D）以及至少一个飞轮积蓄部(14B）的能量积蓄部（14）；根据指令电动机（2）的动作的电动机动作指令，进行控制使上述直流交流变换器（12）输出希望的交流电力的电动机控制部（16）；和进行控制使上述能量积蓄部（14）从上述DC连接部（13）积蓄或者向上述DC连接部（13）供给直流电力的能量控制部（15）。

【技术特征摘要】
2011.06.24 JP 2011-1407761.一种电动机驱动装置(I)，其特征在于，具有 把来自交流电源的交流电力变换为直流电力的交流直流变换器(11); 把直流电力变换为用于驱动电动机(2)的交流电力或者把从电动机(2)再生的交流电力变换为直流电力的直流交流变换器(12)； 将上述交流直流变换器(11)的直流侧和上述直流交流变换器(12)的直流侧连接，进行直流电力的收受的DC连接部(13)； 与上述DC连接部(13)连接，具有从上述DC连接部(13)积蓄直流电力或者向上述DC连接部(13)供给直流电力的至少一个电容器积蓄部(14A、14C、14D)以及至少一个飞轮积蓄部(14B)的能量积蓄部(14); 根据指令电动机(2)的动作的电动机动作指令，进行控制使上述直流交流变换器(12)输出希望的交流电力的电动机控制部(16);和 进行控制使上述能量积蓄部(14)从上述DC连接部(13)积蓄或者向上述DC连接部(13)供给直流电力的能量控制部(15)。2.根据权利要求I所述的电动机驱动装置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)进行控制，仅使上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)或者仅使上述飞轮积蓄部(14B)或者使上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)以及上述飞轮积蓄部(14B)双方向上述DC连接部(13)供给直流电力或者从上述DC连接部(13)积蓄直流电力。3.根据权利要求I所述的电动机驱动装置(I)，其特征在于， 在上述能量控制部(15 )中，在通过上述电动机控制部(16 )对电动机(2 )进行加速控制时设定上述能量积蓄部(14)向上述DC连接部(13)供给的直流电力在上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)和上述飞轮积蓄部(14B)之间的供给分担率，以及在通过上述电动机控制部(16)对电动机(2)进行减速控制时设定上述能量积蓄部(14)从上述DC连接部(13)积蓄的直流电力在上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)和上述飞轮积蓄部(14B)之间的积蓄分担率。4.根据权利要求I所述的电动机驱动装置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)进行控制，以便在通过上述能量积蓄部(14)开始直流电力供给时仅通过上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)供给上述能量积蓄部(14)向上述DC连接部(13)供给的直流电力，在上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)积蓄的直流电力成为预定的电能以下时，仅通过上述飞轮积蓄部(14B)供给上述能量积蓄部(14)向上述DC连接部(13)供给的直流电力。5.根据权利要求I所述的电动机驱动装置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)进行控制，以便在通过上述能量积蓄部(14)开始直流电力积蓄时仅在上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)内积蓄上述能量积蓄部(14)从上述DC连接部(13)积蓄的直流电力，在上述电容器积蓄部(14A、14C、14D)积蓄的直流电力成为预定的电能以上时,仅在上述飞轮积蓄部(14B)内积蓄上述能量积蓄部(14)从上述DC连接部(13)积蓄的直流电力。6.根据权利要求I所述的电动机驱动装置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)进行控制，以便在上述能量积蓄部(14)向上述DC连接部(13)供给的...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井幸次郎，岩下平辅，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：