[發明專利]具有能量存儲部的電動機控制裝置

無效

• 申請號: 201210229376.0
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102868358A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 巖下平輔;河村宏之;豬飼聰史
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;曹鑫

技術領域

本發明涉及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，將其作為驅動電力的控制電動機的電動機控制裝置，特別涉及具有能夠存儲從交流電源供給的電力以及從電動機再生的電力，并向電動機供給存儲的電力的能量存儲部的電動機控制裝置。

背景技術

在機床系統中，針對機床的每一個驅動軸具有伺服電動機（以下簡稱“電動機”），通過電動機控制裝置驅動控制這些電動機。電動機控制裝置對于驅動機床的驅動軸的控制軸數量的電動機指示并控制電動機旋轉的位置、速度或者轉矩。

電動機控制裝置具有作為把三相的工頻交流電力變換為直流電力的交流－直流變換器的變換器電路、和在該變換器電路的直流側連接的、作為把從變換器電路輸出的直流電力變換為作為電動機部的驅動電力供給的希望的頻率的交流電力的直流－交流變換器的逆變器電路，控制在該逆變器電路的交流側連接的電動機部的電動機旋轉的位置、速度或者轉矩。

為了向與機床中的多個驅動軸對應地分別設置的各電動機個別地供給驅動電力，多數情況下設置與電動機的個數相同個數的逆變器電路。另一方面，為減小電動機控制裝置的成本和占有空間，多數情況下對于多個逆變器電路設置一個變換器電路。也就是說，在電動機控制裝置中，通過用單一的變換器電路向多個逆變器電路供給直流電力，與設置多個變換器電路的情況相比，能夠減少成本和占有空間。

在如上述那樣構成的電動機控制裝置中，為了能夠穩定而且可靠地驅動多個電動機部，需要對于這些多個電動機部的各個電動機部可靠地供給足夠的驅動電力，所以需要選定把三相工頻交流電力變換為直流電力的變換器電路的最大輸出比這些多個電動機的最大輸出的合計值大的變換器電路。根據情況，有時增大交流電源的容量。

因此，為減小交流電源的容量以及變換器電路的容量，在變換器電路的直流側和逆變器電路的直流側，有時設置能夠存儲從交流電源供給的電力以及從電動機再生的電力，并把存儲的電力再次供給電動機的能量存儲部。此外，在這種情況下，因為需要把從電動機再生的交流電力變換為能夠通過能量存儲部存儲的直流電力，所以逆變器電路構成為不僅可以把直流電力變換為交流電力，而且也可以把交流電力變換為直流電力的、即能夠進行交直流雙向變換的半導體電力變換器。通過設置這樣的能量存儲部，降低交流電源的最大輸出或者變換器電路的最大變換輸出（以下簡稱“峰值”），由此，減小交流電源的容量以及變換器電路的容量。

作為能量存儲部，例如有電容器。

另外，有時作為日本特開2008－023599號公報中記載的那樣的能量存儲部，也使用飛輪。在日本特開2008－023599號公報中記載的發明，是綜合控制在交流電源上連接的變換器電路的直流側的電壓、向多個電動機流過電流的多個逆變器電路的直流側的電壓、和在變換器電路的直流側以及逆變器電路的直流側連接的飛輪存儲裝置的電壓的技術。

在具有這樣的能量存儲部的電動機控制裝置中，檢測從變換器電路向逆變器電路流入的直流電流，使用該直流電流的檢測值計算電動機消耗或者從電動機再生的功率，根據該功率進行在能量存儲部中存儲電力或者從能量存儲部輸出電力的控制。為在能量存儲部的控制中使用該直流電流的檢測值，在電動機控制裝置中設置用于從直流電流的檢測值中除去噪聲成分的濾波器。但是，通過該濾波器，電流檢測值變得在時間上有延遲。另外，由于控制系統以及能量存儲部本來具有的特性，從檢測出直流電流起到能量存儲部開始蓄電動作或者供給動作為止，在時間上必定產生延遲。能量存儲部使用上述那樣具有延遲的電流檢測值來動作，所以對于指令值的應答延遲必然變大。由于這樣的延遲，不太能降低交流電源或者變換器電路的峰值，因此，不太能夠減小交流電源的容量以及變換器電路的容量。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種電動機控制裝置，其具有把來自交流電源的交流電力變換為直流電力的變換器電路、把直流電力變換為用于驅動電動機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逆變器電路、和存儲或者輸出直流電力的能量存儲部，其能夠減小交流電源的容量以及變換器電路的容量，小型而且成本低。

為實現上述目的，在本發明中，電動機控制裝置具有：把交流電力變換為直流電力的變換器電路；在變換器電路的直流側連接的、把直流電力變換為用于驅動電動機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逆變器電路；在變換器電路以及逆變器電路的直流側連接的、存儲或者輸出直流電力的能量存儲部；和根據對電動機指示角度、角速度或者角加速度的電動機動作指令，控制能量存儲部應該存儲或者輸出的直流電力量的控制部。