[发明专利]控制PWM转换器的升压率的电动机驱动装置

说明书

本发明提供一种控制PWM转换器的升压率的电动机驱动装置。电动机驱动装置(1)具有：PWM转换器(11)，其通过PWM控制将从交流电源(2)侧供给的交流电变换为直流电并供给到DC链路；DC链路电容器(12)，其设置于DC链路，能够蓄积直流电；逆变器(13)，其将DC链路中的直流电变换为用于驱动电动机的交流电并进行输出；升压率控制部(14)，其控制升压率，以便能够在切断从PWM转换器(11)向DC链路的直流电供给过程中利用逆变器(13)将蓄积于DC链路电容器(12)的直流电进行变换而输出的交流电来驱动电动机(3)，所述升压率是PWM转换器(11)输出的直流电压值相对于从交流电源(2)侧输入的交流电压峰值的比例。

技术领域

本发明涉及控制PWM转换器的升压率的电动机驱动装置。

背景技术

在对机床、锻压机械、注射成形机或者各种机器人内的电动机进行驱动的电动机驱动装置中，将从交流电源侧供给的交流电暂时变换为直流电之后再变换为交流电，将该交流电用作设置给每一个驱动轴的电动机驱动电力。电动机驱动装置具有：转换器(整流器，converter)，其将从交流电源侧供给的交流电进行整流并输出直流电；逆变器(逆变换器，inverter)，其与转换器的直流侧即DC链路连接，将DC链路的直流电与电动机的驱动电力或再生电力即交流电进行相互电力变换，电动机驱动装置控制与该逆变器的交流侧连接的电动机的速度、转矩或转子位置。在连接转换器的直流输出侧与逆变器的直流输入侧的DC链路中设置有DC链路电容器。DC链路电容器具有作为用于抑制转换器的直流输出脉动部分的平滑电容器的功能、以及作为能够蓄积直流电的蓄电器的功能。

近年来，作为电动机驱动装置中的转换器，可以将电动机减速时产生的再生电力返回到交流电源侧的PWM控制方式的转换器(以下，简单地称为“PWM转换器”)正得以广泛使用。PWM转换器由半导体开关元件和与其逆并联连接的二极管的桥电路构成，内部的半导体开关元件的开关动作被PWM控制，在交流电源侧的交流电与DC链路侧的直流电之间进行电力变换。PWM转换器存在如下优点：功率因数大致为1，可以将DC链路中的直流电升压至从交流电源侧输入的交流电压峰值以上的所希望的电压。PWM转换器输出的直流电压值相对于从交流电源侧输入的交流电压峰值的比例(即，PWM转换器输出的直流电压值/从交流电源侧输入的交流电压峰值×100[％])被称为“升压率”。通过利用升压率来控制PWM转换器的电力变换动作，可以将DC链路中的直流电压调整为所希望的值。

例如，像日本特开平10-304668号公报所记载那样已知有PWM转换器，其特征在于，具有：经由交流电抗器与交流电源连接的PWM转换器、与所述PWM转换器的直流侧连接的平滑电容器、以该平滑电容器的电压为电压源的负载装置、以及在控制所述PWM转换器的输入电流使得平滑电容器的电压为基于直流电压指令值的电压的PWM转换器装置中指示对平滑电容器的充电电流的单元，控制PWM转换器使得在启动时根据该充电电流指令将平滑电容器的电压升压到直流电压指令所指示的设定电压。

例如，像日本特开2004-15939号公报所记载那样，已知有电容器的充电装置，其用于将一个电极接地的电力用电容器反复充电直到设定电压，其特征在于，具有：转换器部，其以三相三线式中一相接地的交流电源为输入，通过V接线的二极管整流器或PWM转换器电路结构来进行整流和平滑，相对于所述交流电源的接地相和电力用电容器的接地电极获得正负直流电压输出；非绝缘型升压斩波电路，其具有以所述转换器部的正负直流输出在电抗器中流过短路电流的第一半导体开关，在该充电装置中利用该半导体开关的闭合控制通过从该电抗器向电力用电容器的充电电流路形成用二极管向电力用电容器供给升压后的充电电流。