具有蓄电装置的电动机驱动系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有蓄电装置的电动机驱动系统。电动机驱动系统(1)具有：整流器(11)，其在电源(2)侧的交流电与直流链路(4)中的直流电之间进行电力变换；驱动用逆变器(12)，其在直流链路(4)中的直流电与作为驱动用伺服电动机(3)的驱动电力或者再生电力的交流电之间进行电力变换；驱动用电动机控制部(13)，其控制与驱动用逆变器(12)连接的驱动用伺服电动机(3)；蓄电装置(14)，其从直流链路(4)蓄积直流电或者向直流链路(4)供给直流电；基础保有能量变更部(15)，其根据蓄电装置(14)的保有能量，变更被规定为蓄电装置(14)的保有能量基准值的基础保有能量。

Motor Driving System with Storage Device

【技术实现步骤摘要】
具有蓄电装置的电动机驱动系统
本专利技术涉及一种具有蓄电装置的电动机驱动系统。
技术介绍
在对设置于包括机床或机器人等在内的机械的伺服电动机(以下，称为“驱动用伺服电动机”。)进行驱动的电动机驱动系统中，通过整流器(converter)将从交流的电源供给的交流电变换为直流电并输出给直流链路，并且通过逆变器(inverter)将直流链路的直流电变换为交流电，将该交流电用作对设置于每一个驱动轴的驱动用伺服电动机进行驱动的电力。一般情况下，为了降低电动机驱动系统的成本和占用空间，多数情况下对多个逆变器设置一个整流器。即，将从交流电源供给的交流电变换为直流电的整流器作为针对多个驱动用逆变器(驱动用伺服放大器)的共用的电源部，这些多个驱动用逆变器使用从电源部输出的直流电，生成用于驱动各驱动用伺服电动机的交流电。在通过电动机驱动系统对驱动用伺服电动机进行加速或者减速控制时，由于相对于交流电源要求输出或者再生较大的交流电所以产生电力峰值。特别是，在多个驱动用逆变器与一个整流器连接的电动机驱动系统中，会成为比产生的电力峰值大的电力。电力峰值越大，电源容量或电动机驱动系统的使用成本越是增大，或在电源侧产生停电或闪烁(flicker)等电力故障，因此希望降低电力峰值。为了降低电力峰值，与以往相比使用了如下方法：在连接电动机驱动系统的整流器和驱动用逆变器的直流链路中设置能够蓄积直流电的蓄积装置，经由直流链路来适当授受驱动用伺服电动机消耗或再生的能量。根据该方法，由于可以将驱动用伺服电动机减速时从驱动用伺服电动机产生的再生电力蓄积于蓄积装置，或在驱动用伺服电动机加速时再利用所蓄积的电力，因此可以降低电力峰值。也就是说，通过使用针对直流链路进行电力输入输出的蓄电装置，能够应对伴随比电源部最大输出电力大的消耗电力这样的驱动用伺服电动机的动作(加减速)。作为蓄电装置的示例有电容型或飞轮型(flywheel)等。举例来说，冲压机在进行冲压动作时产生的最大消耗电力非常大，存在电源容量不足这样的问题。因此，在冲压机的电动机驱动系统中在直流链路设置飞轮型的蓄电装置，当冲压机消耗大电力时从蓄电装置供给电力，由此，能够实现较小容量的电源下的冲压机驱动。例如在驱动用伺服电动机的消耗电力小时，使与飞轮结合的缓冲用伺服电动机以固定速度旋转，在因驱动用伺服电动机的加减速等使得消耗电力增大时，降低缓冲用伺服电动机的转速经由缓冲用逆变器进行电力再生，将用于驱动驱动用伺服电动机的直流电供给到直流链路。由此，即使针对伴随比整流器能够变换电力的最大电量即最大电力变换量大的消耗电力这样的加减速动作，也能够通过使用来自缓冲用伺服电动机的再生电力来进行驱动，该缓冲用伺服电动机与具有转动能量的飞轮结合。例如，日本特开2013-009524号公报所记载那样，已知有一种电动机驱动装置，其特征在于，具有：交流直流变换器，其将来自交流电源的交流电变换为直流电；直流交流变换器，其将直流电变换为用于驱动电动机的交流电或者将从电动机再生的交流电变换为直流电；DC链路部，其将所述交流直流变换器的直流侧与所述直流交流变换器的直流侧连接，进行直流电的转换；能量蓄积部，其具有至少一个电容器蓄积部和至少一个飞轮蓄积部，其与所述DC链路部连接，从所述DC链路部蓄积直流电或者将直流电供给到所述DC链路部；电动机控制部，其根据指令电动机动作的电动机动作指令控制所述直流交流变换器输出所希望的交流电；能量控制部，其控制所述能量蓄积部从所述DC链路部蓄积直流电或者向所述DC链路部供给直流电。例如，日本特开2016-046833号公报所记载那样，已知有一种伺服电动机控制系统，该控制系统是驱动工业机械或机床的轴的伺服电动机的控制系统，其特征在于，具有：多个第一伺服电动机，其用于驱动轴；多个整流器，其将交流电压转换为直流电压；多个第一逆变器，其从所述整流器接收直流电压而变换为用于驱动所述多个第一伺服电动机的交流电压，或者，将从所述第一伺服电动机再生的交流电变换为直流电；第二伺服电动机，其使惯性(inertia)旋转；多个第二逆变器，其从所述整流器接收直流电压而变换为用于驱动所述第二伺服电动机的交流电压，或者，将从所述第二伺服电动机再生的交流电变换为直流电；伺服电动机控制装置，其控制所述多个第一伺服电动机和所述第二伺服电动机，所述第二伺服电动机的数量比所述多个第二逆变器的数量少，所述第二伺服电动机中的至少一个具有多个独立线圈，所述多个第二逆变器中的至少一部分与设置于一个第二伺服电动机的多个独立线圈连接。
技术实现思路
在整流器与驱动用逆变器之间连接的直流链路为了降低电力峰值而设置了蓄电装置的电动机驱动系统中，当蓄积于蓄电装置的能量因某种原因而不足时，无法对驱动用伺服电动机供给足够的驱动电力，电动机控制系统和包含电动机控制系统的机床可能无准备地警报停止。例如，若预料外的高负载作用于驱动的驱动用伺服电动机则驱动用伺服电动机消耗比通常更多的电力。这样的情况下，由于蓄电装置所蓄积的能量消耗得比当初预先设定的多，因此，之后因电力不足而无法继续驱动用伺服电动机的驱动的可能性高。此外，若蓄电装置所蓄积的能量比所需要的以上还多，则可能造成蓄电装置的劣化提前。例如，在飞轮型的蓄电装置的情况下，用于使飞轮旋转的缓冲用伺服电动机，旋转能量越大转速越快，结果，由于转速的振动增多，使得缓冲用伺服电动机和与其结合的飞轮的劣化提前。此外，例如在电容型的蓄电装置的情况下，由于蓄积的能量越大电容电压越高，因此作用于电容器的负担增大，使得劣化提前。因此，在具有为了降低电源设备的电力峰值而设置的蓄电装置的电动机驱动系统中，希望可以适当量地确保蓄电装置所蓄积的能量这样的技术。根据本公开的一个方式，电动机驱动系统具有：整流器，其在电源侧的交流电与直流链路中的直流电之间进行电力变换；驱动用逆变器，其在直流链路中的直流电与作为驱动用伺服电动机的驱动电力或者再生电力的交流电之间进行电力变换；驱动用电动机控制部，其控制与驱动用逆变器连接的驱动用伺服电动机；蓄电装置，其从直流链路蓄积直流电或者向直流链路供给直流电；基础保有能量变更部，其根据蓄电装置的保有能量，变更被规定为蓄电装置的保有能量基准值的基础保有能量。附图说明通过参照以下附图，可以进一步清楚地理解本专利技术。图1是一个实施方式涉及的电动机驱动系统的框图。图2是具有飞轮型的蓄电装置的一个实施方式涉及的电动机驱动系统的框图。图3是具有电容型的蓄电装置的一个实施方式涉及的电动机驱动系统的框图。图4是例示从一个实施方式涉及的电动机驱动系统内的蓄电装置供给的直流电和从整流器供给的直流电之间的关系的图。图5是例示蓄电装置控制部进行的蓄电装置控制的图。图6是例示在一个实施方式涉及的电动机驱动系统中，执行了第一方式涉及的基础保有能量变更处理时的、总消耗电量与蓄电装置的保有能量之间的关系的图。图7是例示在一个实施方式涉及的电动机驱动系统中，执行了第二方式涉及的基础保有能量变更处理时的、总消耗电量与蓄电装置的保有能量之间的关系的图。图8是例示在一个实施方式涉及的电动机驱动系统中，执行了第三方式涉及的基础保有能量变更处理时的、总消耗电量与蓄电装置的保有能量之间的关系的图。图9是表示一个实施方式涉及的电动机驱动系统的动作流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机驱动系统，其特征在于，具有：整流器，其在电源侧的交流电与直流链路中的直流电之间进行电力变换；驱动用逆变器，其在所述直流链路中的直流电与作为驱动用伺服电动机的驱动电力或者再生电力的交流电之间进行电力变换；驱动用电动机控制部，其控制与所述驱动用逆变器连接的所述驱动用伺服电动机；蓄电装置，其从所述直流链路蓄积直流电或者向所述直流链路供给直流电；以及基础保有能量变更部，其根据所述蓄电装置的保有能量，变更被规定为所述蓄电装置的保有能量基准值的基础保有能量。

【技术特征摘要】
2018.02.26 JP 2018-0320551.一种电动机驱动系统，其特征在于，具有：整流器，其在电源侧的交流电与直流链路中的直流电之间进行电力变换；驱动用逆变器，其在所述直流链路中的直流电与作为驱动用伺服电动机的驱动电力或者再生电力的交流电之间进行电力变换；驱动用电动机控制部，其控制与所述驱动用逆变器连接的所述驱动用伺服电动机；蓄电装置，其从所述直流链路蓄积直流电或者向所述直流链路供给直流电；以及基础保有能量变更部，其根据所述蓄电装置的保有能量，变更被规定为所述蓄电装置的保有能量基准值的基础保有能量。2.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于，所述电动机驱动系统具有：消耗电量计算部，其计算总消耗电量，该总消耗电量是所述驱动用伺服电动机的输出、所述驱动用伺服电动中的线圈损耗、所述整流器中的损耗、所述驱动用逆变器中的损耗之和；以及蓄电装置控制部，其将所述总消耗电量与预先规定的供给用阈值和蓄电用阈值进行比较，比较结果是判定为所述总消耗电量超过所述供给用阈值时，控制所述蓄电装置向所述直流链路供给直流电，比较结果是判定为所述总消耗电量低于所述蓄电用阈值时，控制所述蓄电装置蓄积来自所述直流链路的直流电，使得所述蓄电装置的保有能量为所述基础保有能量。3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动系统，其特征在于，所述基础保有能量变更部将规定期间的所述蓄电装置的保有能量的最小值与预先规定的能量不足判定用阈值进行比较，比较结果是判定为所述蓄电装置的保有能量的最小值低于所述能量不...

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