[发明专利]具有蓄电装置的电动机驱动系统

说明书

本发明提供一种具有蓄电装置的电动机驱动系统，电动机驱动系统具有：整流器，其在电源侧的交流电与直流链路的直流电之间进行电力变换；驱动用逆变器，其在直流链路的直流电与作为驱动用伺服电动机的驱动或者再生电力的交流电之间进行电力变换；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；转矩限制值计算部，其根据蓄电装置内的缓冲用伺服电动机的转速和蓄电装置蓄积或者供给的直流电量，计算缓冲用伺服电动机的转矩限制值；缓冲用电动机控制部，其一边用转矩限制值变更转矩指令的上限值和下限值一边对缓冲用伺服电动机进行转矩控制，由此，对蓄电装置蓄积或者供给的直流电量进行调整。

技术领域

本发明涉及一种具有蓄电装置的电动机驱动系统。

背景技术

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，将该交流电用作驱动用伺服电动机的驱动电力。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该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)。

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。作为蓄电装置的示例有使用了飞轮(flywheel)的装置。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链路供给直流电。