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具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置及方法制造方法及图纸

技术编号:8244363 阅读:270 留言:0更新日期:2013-01-25 03:49
本发明专利技术提供一种省电力驱动装置,其具备由电池(91)驱动的DC-DC转换器(93)、和由DC-DC转换器的输出所驱动的逆变器(19),用于被由逆变器供给电力的电动机(21)驱动,以相同负载模式反复运转的相同负载模式装置(23)。其具备:电量运算器(81),计算在相同负载模式下来自电池的受电电量W;以及参数选择指令器(83),将逆变器的参数(载波频率指令值F及输出电压指令值G)变化为多个值,比较各参数下的受电电量,选择使受电电量最小的参数,向逆变器发指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
本专利技术的对象为被电力供给的电动机(Motor)驱动,以相同负载模式(uniformload pattern)被反复运转的装置。以后,将此种装置称为“相同负载模式装置”。在所述电动机中,接受来自由被电池驱动的DC-DC转换器(DC-DC converter)的输出驱动的逆变器(inverter)的电力供给的第一种结构中,主要设想相同负载模式装置为伺服压力机、压力机用模具缓冲机构、搬运装置、物流装置等产业用装置,但不局限于这些。 在所述电动机中,由非接触式电力传送装置进行电力供给的第2种结构中,主要设想相同负载模式装置为设置于无人搬运台车等移动体上的搬运装置、物流装置等产业用装置,但并不局限于它们。第一种结构中,上述相同负载模式装置中的损耗量变化取决于电力变换电路的参数(parameter),例如DC-DC转换器的输出电压、逆变器的载波频率、开关波形的电压变化率dv/dt等。第二种结构中,上述相同负载模式装置中的损耗量变化取决于非接触式电力传送装置的参数,例如非接触式电力传送装置的振荡频率。第一种结构中,所谓“损耗量”,是由电池供给的电力与电动机输出的差,即,在从电池到电动机的电路(包括DC-DC转换器、逆变器及电动机)及电动机内部的磁路中以发热、电磁辐射的形式失去的功。第二种结构中,所谓“损耗量”,是由非接触式电力传送装置供给的电力与电动机输出的差,即,在从非接触式电力传送装置到电动机的电路及电动机内部的磁路中以发热、电磁辐射的形式失去的功。关于第一种结构,作为减低损耗量的方法,例如已有专利文献I的提案,本专利技术相关的技术,公开于专利文献2及非专利文件I、2中。关于第二种结构,作为在非接触式电力传送装置中提高传送效率的方法,例如已有专利文献3 8的提案。专利文献I是在装置的运转条件发生变化时,使电力变换的参数(DC-DC转换器的载波频率)变化而减小损耗量的文献。非专利文献2中,公开有通过对应低速区、中速区、高速区在运转中切换开关频率以减低损耗的内容。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开2003-116280号公报、《驱动装置及动力输出装置》; 专利文献2 日本特开平5-184182号公报,《逆变器控制装置》;专利文献3 :日本特开2009-225551号,《电力传送系统》; 专利文献4 :日本特开2008-236916号,《非接触式电力传送装置》; 专利文献5 :日本特开2010-158151号,《非接触式电力传送装置》; 专利文献6 :日本特开2010-141977号,《非接触式电力传送装置中的电力传送方法及非接触式电力传送装置》; 专利文献7 :日本特开2010-130878号,《非接触式电力传送装置》; 专利文献8 :日本特开2010-141976号,《非接触式电力传送装置》。非专利文献 非专利文献I:电气学会半导体电力变换系统调查专门委员会编《功率电子电路(〃 ”一二 >夕卜口二夕7回路)》欧姆社2000年; 非专利文献2 :大久保光一等《EV电动机用低损耗逆变器的开发(EV 用低損失^ 一夕Q開発)》、三菱重工技报VOL. 45 NO. 3:2008。
技术实现思路
关于第一种结构,在专利文献I中,提出(A)通过利用能量储存单元、开关元件、电动机各相线圈的损耗特性,或者(B)预先实验等求得使损耗量变小的载波(称为carrier)频率的方案。但是,如果想将专利文献I的方法应用于各种装置,特别是由电池驱动的伺服压力机、压力机用模具缓冲机构、搬运装置、物流装置等产业用装置中的话,会有以下问题。 对于(A)而言,会有“未考虑其他结构要素的损耗特性”的问题。例如,未考虑逆变器与电动机间的布线、电磁噪声除去用元件(铁氧体磁芯、滤波器)、电动机的转子(rotor)中的损耗(转子内诱导电流导致的损耗等)。另外,由于在产业用装置中,逆变器与电动机之间的布线长,电磁噪声除去用元件、电动机为大型,多数情况下来自这些结构要素的损耗量也不能无视。对于(B)而言,会有“难以预先求得用于决定载波频率的数据(综合性的损耗特性)”的问题。这是由于例如以下的理由。(a)具备由电池驱动的DC-DC转换器和由DC-DC转换器的输出驱动的逆变器时,无法最优化DC-DC转换器的输出电压。( b )由于布线作业是利用已有材料组合,所以无法事前预测布线的电气特性。(C)电磁噪声除去用元件有时会在装置设置后被追加。(d)会有电动机发生故障被更换的情况,但每台电动机的特性各不相同。(e)电动机的温度在装置刚起动后低,装置连续运转后上升,但电动机的损耗特性随着温度变化。另一方面,关于第二种结构,上述专利文献31未将“相同负载模式”作为对象。因此,构成非接触式电力传送装置的供电用天线线圈(antenna coil)和受电用天线线圈的相对位置变动时,例如,在无人搬运台车等移动体停止后以非接触式进行电力传送的情况中,有因为每次停止的停止位置都会变动的情况下,产生的影响无法补偿,电力传送的效率降低的问题。此外,非接触式电力传送装置存在也会因为温度变化导致电力传送的效率降低的问题。本专利技术是为解决上述问题点而构思的专利技术。本专利技术的第一目的,在于提供一种,使得关于第一种结构,不用预先做实验而取得DC-DC转换器的输出电压、布线的电气特性、电磁噪声除去用元件的有无、每台电动机的损耗特性及温度变化等的损耗特性的数据,便能够考虑全部结构要素的损耗特性而使损耗量最小化。本专利技术的第二目的,在于提供一种,使得关于第二种结构,即使存在伴随温度等的变化的谐振频率的变化、供电端和受电端的天线线圈相对位置的变化等,也能将非接触式电力传送的效率自动维持在高水平。为达成第一目的,本专利技术提供一种具备相同负载模式的装置的省电力驱动装置,其具备由电池驱动的DC-DC转换器和由该DC-DC转换器的输出驱动的逆变器,用于被由该逆变器供给电力的电动机驱动,具有相同负载模式的装置,其特征在于,具备· 电量运算器,计算所述相同负载模式中来自电池的受电电量;以及参数选择指令器,使逆变器的参数变化为多个值,比较各参数下的所述受电电量,选择使该受电电量最小的参数,向逆变器发指令。根据本专利技术的实施方式,具备输出所述负载模式的循环开始信号和循环结束信号的指令值生成器。所述逆变器的参数为载波频率及DC-DC转换器的输出电压。此外,为达成第一目的,本专利技术提供一种具有相同负载模式的装置的省电力驱动方法,用于具备由电池驱动的DC-DC转换器和由该DC-DC转换器的输出驱动的逆变器,并且被由该逆变器供给电力的电动机驱动的、具有相同负载模式的装置,其特征在于 使逆变器的参数变化为多个值, 计算所述各参数下的所述相同负载模式导致的来自电池的受电电量, 比较各参数下的所述受电电量,选择使该受电电量最小的参数,向逆变器发指令。为达成第二目的,本专利技术提供一种具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置,其用于被由非接触式电力传送装置进行电力供给的电动机驱动,具有相同负载模式的装置,其特征在于,具备 电量运算器,计算所述相同负载模式下非接触式电力传送装置的初级端电量;以及参数选择指令器,将非接触式电力传送装置的参数变化为多个值,比较各参数下的所述初级端电本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:新妻素直
申请(专利权)人:株式会社IHI
类型:
国别省市:

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