具有能量積蓄部的電動機驅(qū)動裝置制造方法及圖紙

具有能量積蓄部的電動機驅(qū)動裝置（1）具有：把來自電源的交流電力變換為直流電力的交流直流變換器（11）；相互變換直流電力和交流電力的直流交流變換器（12）；將交流直流變換器（11）以及直流交流變換器（12）的各直流側(cè)連接，進行直流電力的交接的DC連接部（13）；與DC連接部（13）連接，具有積蓄或者供給直流電力的至少一個電容器積蓄部（14A）以及至少一個飛輪積蓄部（14B）的能量積蓄部（14）；以及進行控制使能量積蓄部（14）積蓄或者供給直流電力的能量控制部（15）。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及在把來自交流電源的交流電力變換為直流電力后再變換為交流電力控制將其作為驅(qū)動電力的電動機的電動機驅(qū)動裝置，特別涉及具有能量積蓄部的電動機驅(qū)動裝置，該能量積蓄部能夠積蓄從交流電源供給的電力以及從電動機再生的電力，把積蓄的電力提供給電動機。
技術(shù)介紹
在機床系統(tǒng)中，機床的每一個驅(qū)動軸都有電動機，通過電動機驅(qū)動裝置驅(qū)動控制這些電動機。電動機驅(qū)動裝置，對于驅(qū)動機床的驅(qū)動軸的驅(qū)動軸數(shù)量的電動機，指令電動機的速度、轉(zhuǎn)矩、或者轉(zhuǎn)子的位置進行控制。 電動機驅(qū)動裝置具有把三相商用交流電力變換為直流電力的交流直流變換器；把直流電力變換為作為電動機的驅(qū)動電力供給的具有希望的頻率的交流電力或者把從電動機再生的交流電力變換為直流電力的直流交流變換器；以及與交流直流變換器的直流側(cè)和直流交流變換器的直流側(cè)連接，進行直流電力的交接的DC連接部，控制在該直流交流變換器的交流側(cè)連接的電動機的速度、轉(zhuǎn)矩、或者轉(zhuǎn)子的位置。直流交流變換器為了對與機床中的多個驅(qū)動軸分別對應(yīng)設(shè)置的各電動機單獨地供給驅(qū)動電力，驅(qū)動控制電動機，有時設(shè)置與電動機相同的個數(shù)的直流交流變換器，但是根據(jù)情況有時也對于一個電動機設(shè)置多個直流交流變換器。另一方面，為了減低電動機驅(qū)動裝置的成本或占用空間，很多時候?qū)τ诙鄠€電動機只設(shè)置一個交流直流變換器。在用電動機驅(qū)動裝置對電動機進行加速或者減速控制時，因為對于交流電源要求輸出或者再生大的交流電力，所以發(fā)生電力尖峰。為了抑制這樣的電力尖峰，有時在DC連接器上設(shè)置能夠積蓄電動機減速時從電動機發(fā)生的再生電力，在電動機加速時再利用該積蓄的電力的能量積蓄裝置。此外，在該情況下，因為需要把從電動機再生的交流電力變換為能夠在能量積蓄部中積蓄的直流電力，所以直流交流變換器不僅要把直流電力變換為交流電力，而且還能把交流電力變換為直流電力，即構(gòu)成能夠在交直兩方向進行變換的半導體電力變換器。作為能量積蓄裝置，有時使用像在日本特開2008 — 023599號公報中記載的飛輪。圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的使用飛輪的電動機驅(qū)動裝置的一例的圖。以下在不同的附圖中賦予相同的參照符號是指具有相同功能的結(jié)構(gòu)部件。現(xiàn)有技術(shù)的使用飛輪的電動機驅(qū)動裝置100具有把來自交流電源3的交流電力變換為直流電力的交流直流變換器11 ;把直流電力變換為用于驅(qū)動電動機2的交流電力的直流交流變換器12 ;與交流直流變換器11的直流側(cè)和直流交流變換器12的直流側(cè)連接，進行直流電力的交接的DC連接部13 ;與DC連接部13連接，積蓄或者輸出直流電力的飛輪積蓄部51 ;和根據(jù)指令電動機2的動作的電動機動作指令控制電動機2的速度、轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)子位置，并且控制飛輪積蓄部51應(yīng)該積蓄或者輸出的直流電能的控制部52。在每一個直流交流變換器12上連接電動機2。例如機床中的各驅(qū)動軸與電動機2連接。直流交流變換器12根據(jù)來自控制部52的電動機動作指令控制開關(guān)動作，由此輸出具有用于進行希望的電動機動作的頻率以及波形的交流電流。對于電動機2輸入直流交流變換器12輸出的交流電流，由此電動機2進行旋轉(zhuǎn)動作。飛輪積蓄部51具有慣量旋轉(zhuǎn)電動機51 — I、慣量51 — 2、和直流交流變換器51 — 3。控制部52向直流交流變換器51 - 3輸出控制飛輪積蓄部51應(yīng)該積蓄或者輸出的直流電能的指令。直流交流變換器51 - 3，在接收到的指令表示要由飛輪積蓄部51輸出直流電力時，通過進行把交流電力變換為直流電力的正變換動作，使在慣量51 - 2中積蓄的能量向DC連接部13側(cè)流出，在接收到的指令表示要由飛輪積蓄部51積蓄直流電力的情況下，通過進行把直流電力變換為交流電力的逆變換動作使來自DC連接部13的能量向慣量旋轉(zhuǎn)電動機51 - I側(cè)流動，帶有慣量51-2的慣量旋轉(zhuǎn)電動機51 - I旋轉(zhuǎn)。由此，以慣量51 - 2的旋轉(zhuǎn)能的形式積蓄流入的電能。通過具有這樣的結(jié)構(gòu)，在電動機2加速時，除了來自交流電源3的能量之外，還把飛輪積蓄部51中積蓄的能量提供給電動機2作為用于電動機2加速的動力來使用，在電動機2減速時，使從電動機2再生的能量流向飛輪積蓄部51來積蓄。在飛輪積蓄部51中積蓄的能量在電動機2加速時再利用。作為能量積蓄裝置的另一個例子，具有在日本特許第4339916號公報中記載的使 用電容器的例子。圖7是表示現(xiàn)有技術(shù)的使用電容器的電動機驅(qū)動裝置的一例的圖。現(xiàn)有技術(shù)的使用電容器的電動機驅(qū)動裝置100具有把來自交流電源3的交流電力變換為直流電力的交流直流變換器11 ;把直流電力變換為用于驅(qū)動電動機2的交流電力的直流交流變換器12 ;與交流直流變換器11的直流側(cè)和直流交流變換器12的直流側(cè)連接，進行直流電力的交接的DC連接部13 ;在00連接部13上連接的積蓄或者輸出直流電力的電容器積蓄部61、控制電容器積蓄部61應(yīng)該積蓄或者輸出的直流電能的能量控制部62、和根據(jù)指令電動機2的動作的電動機動作指令控制電動機2的速度、轉(zhuǎn)矩、或者轉(zhuǎn)子位置的電動機控制部63。在每一個直流交流變換器12上連接電動機2。例如機床中的各驅(qū)動軸與電動機2連結(jié)。直流交流變換器12根據(jù)來自電動機控制部63的電動機動作指令控制開關(guān)動作，輸出具有用于進行希望的電動機動作的頻率以及波形的交流電流。對于電動機2輸入直流交流變換器12輸出的交流電流，由此電動機2進行旋轉(zhuǎn)動作。電容器積蓄部61具有大容量的電容器61 - I、和直流直流變換器(DC - DC變換器)61 - 2。能量控制部62向直流直流變換器61 - 2輸出控制電容器積蓄部61應(yīng)該積蓄或者輸出的直流電能的指令。直流直流變換器61 - 2，在接收到的指令表示要由電容器積蓄部61輸出直流電力的情況下，通過進行使連接有電容器61 - I側(cè)的直流電壓比連接有DC連接部13側(cè)的直流電壓大的動作，使電容器61 — I中積蓄的能量向DC連接部13側(cè)流動，在接收到的指令表示要由電容器積蓄部61積蓄直流電力的情況下，通過進行使連接有電容器61 — I側(cè)的直流電壓比連接有DC連接部13側(cè)的直流電壓小的動作，使來自DC連接部13的能量向電容器61 — I側(cè)流動，在電容器61 — I中積蓄該能量。通過具有這樣的結(jié)構(gòu)，在電動機2加速時，除了來自交流電源3的能量之外，把在電容器積蓄部61中積蓄的能量提供給電動機2作為用于電動機2加速的動力來使用，在電動機2減速時，使從電動機2再生的能量流向電容器積蓄部61來進行積蓄。在電容器積蓄部61中積蓄的能量在電動機2加速時再利用。上述現(xiàn)有技術(shù)的飛輪積蓄部具有每單位體積的慣量可積蓄的能量大的優(yōu)點。但是，由于向慣量積蓄能量或供給能量時的慣量旋轉(zhuǎn)用電動機的損失，積蓄的能量的一部分喪失，所以能利用效率差。積蓄或者供給時產(chǎn)生的電動機損失例如可達總能量的10 20%。另外，上述現(xiàn)有技術(shù)的電容器積蓄部具有積蓄或者供給能量時的大容量電容器的損失在數(shù)個百分點以下很小，具有能量利用效率高這樣的優(yōu)點。并且因為大容量電容器可急速充放電，所以還具有能夠應(yīng)對電動機要求急劇供給驅(qū)動電力的情況的優(yōu)點。但是，電容器積蓄部，因為每單位體積可積蓄的能量比飛輪積蓄裝置小，所以由于大容量電容器的設(shè)置空間的關(guān)系無法確保足夠的積蓄能量，存在無法像想象的那樣抑制交流電源的電力尖峰的情況。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于上述問題，本技術(shù)的目的在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電動機驅(qū)動裝置（1），其特征在于，具有：把來自交流電源的交流電力變換為直流電力的交流直流變換器（11）；把直流電力變換為用于驅(qū)動電動機（2）的交流電力或者把從電動機（2）再生的交流電力變換為直流電力的直流交流變換器（12）；將上述交流直流變換器（11）的直流側(cè)和上述直流交流變換器（12）的直流側(cè)連接，進行直流電力的收受的DC連接部（13）；與上述DC連接部（13）連接，具有從上述DC連接部（13）積蓄直流電力或者向上述DC連接部（13）供給直流電力的至少一個電容器積蓄部（14A、14C、14D）以及至少一個飛輪積蓄部(14B）的能量積蓄部（14）；根據(jù)指令電動機（2）的動作的電動機動作指令，進行控制使上述直流交流變換器（12）輸出希望的交流電力的電動機控制部（16）；和進行控制使上述能量積蓄部（14）從上述DC連接部（13）積蓄或者向上述DC連接部（13）供給直流電力的能量控制部（15）。

【技術(shù)特征摘要】
2011.06.24 JP 2011-1407761.一種電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于，具有 把來自交流電源的交流電力變換為直流電力的交流直流變換器(11); 把直流電力變換為用于驅(qū)動電動機(2)的交流電力或者把從電動機(2)再生的交流電力變換為直流電力的直流交流變換器(12)； 將上述交流直流變換器(11)的直流側(cè)和上述直流交流變換器(12)的直流側(cè)連接，進行直流電力的收受的DC連接部(13)； 與上述DC連接部(13)連接，具有從上述DC連接部(13)積蓄直流電力或者向上述DC連接部(13)供給直流電力的至少一個電容器積蓄部(14A、14C、14D)以及至少一個飛輪積蓄部(14B)的能量積蓄部(14); 根據(jù)指令電動機(2)的動作的電動機動作指令，進行控制使上述直流交流變換器(12)輸出希望的交流電力的電動機控制部(16);和 進行控制使上述能量積蓄部(14)從上述DC連接部(13)積蓄或者向上述DC連接部(13)供給直流電力的能量控制部(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)進行控制，僅使上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)或者僅使上述飛輪積蓄部(14B)或者使上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)以及上述飛輪積蓄部(14B)雙方向上述DC連接部(13)供給直流電力或者從上述DC連接部(13)積蓄直流電力。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于， 在上述能量控制部(15 )中，在通過上述電動機控制部(16 )對電動機(2 )進行加速控制時設(shè)定上述能量積蓄部(14)向上述DC連接部(13)供給的直流電力在上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)和上述飛輪積蓄部(14B)之間的供給分擔率，以及在通過上述電動機控制部(16)對電動機(2)進行減速控制時設(shè)定上述能量積蓄部(14)從上述DC連接部(13)積蓄的直流電力在上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)和上述飛輪積蓄部(14B)之間的積蓄分擔率。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)進行控制，以便在通過上述能量積蓄部(14)開始直流電力供給時僅通過上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)供給上述能量積蓄部(14)向上述DC連接部(13)供給的直流電力，在上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)積蓄的直流電力成為預定的電能以下時，僅通過上述飛輪積蓄部(14B)供給上述能量積蓄部(14)向上述DC連接部(13)供給的直流電力。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)進行控制，以便在通過上述能量積蓄部(14)開始直流電力積蓄時僅在上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)內(nèi)積蓄上述能量積蓄部(14)從上述DC連接部(13)積蓄的直流電力，在上述電容器積蓄部(14A、14C、14D)積蓄的直流電力成為預定的電能以上時,僅在上述飛輪積蓄部(14B)內(nèi)積蓄上述能量積蓄部(14)從上述DC連接部(13)積蓄的直流電力。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動機驅(qū)動裝置(I)，其特征在于， 上述能量控制部(15)進行控制，以便在上述能量積蓄部(14)向上述DC連接部(13)供給的直...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：酒井幸次郎，巖下平輔，
申請(專利權(quán))人：發(fā)那科株式會社，
類型：實用新型
國別省市：