CN101114807A - 电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电动机驱动装置，具有把从外部电源供给的交流电压变换为直流电压的变换器部、和接受从该变换器部输出的直流电能来驱动电动机的电动机驱动部，接受来自变换器部的直流电能以及来自电动机的再生电能，把这些电能积蓄在与充放电电路串联的电容器组中，与充放电电路串联的电容器组和最适合于电容器组内多个电容器的总容量的充放电电路一体化而形成模块，根据电动机驱动装置要求的容量设置一个或多个模块。通过该结构，充放电电路的能力和电容器的容量不相互限制。

Description

电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及在以电动机驱动为目的的驱动装置中，具有把电动机再生时产生的电能积蓄到电容器中，在电动机加速时再利用的电容器组的电动机驱动装置。
背景技术
图1是现有技术的电动机驱动装置的概略方框结构图。图1全体表示的电动机驱动装置100具有：把从外部电源101供给的三相交流电压变换为直流电压的变换器部102、和接受从变换器部102输出的直流电能，驱动电动机106的电动机驱动部103。所述电动机驱动装置接受来自变换器部102的直流电能和来自电动机106的再生电能，把这些电能积蓄在与充放电电路104串联的电容器组105中。
在以下的说明中，将如图1所示在电动机驱动装置100中的变换器部102和电动机驱动部103之间的连接点+、-称为DC链接+、DC链接-。若在DC链接+、DC链接-之间直接连接电容器组105，则在接通电源时在电容器组105内的电容器C1～CN中流入过大的冲击电流，所以需要在电容器组105上串联用于限制接通电源时的冲击电流，对电容器组105内的电容器C1～CN进行充电的充放电电路104。
在专利文献1中，设置具有与图1所示在DC链接+、DC链接-之间连接的电容器的最大容量对应的能力的充放电电路，通过该充放电电路对电容器充电，所以在电容器的容量小的情况下，充放电电路变得具有过剩的能力。具体而言，构成充放电电路的电阻器的额定功率选择了比所需要的高的功率。另一方面，在希望增大电容器的容量的情况下，因为电容器的最大容量由充放电电路的最大能力决定，所以电容器的容量受限，不能达到超过充放电电路的最大能力的大小。具体而言，根据构成充放电电路的电阻器的额定功率来决定电容器的最大容量，不能把电容器的容量选择为超过与充放电电路的最大能力对应的最大容量的大小。因此，在希望增大电容器的容量的情况下，必须把电阻器更换为额定功率大的电阻器。
【专利文献1】特开2003-333891号公报(参照权利要求范围的[权利要求1]、[权利要求7]、[权利要求8]以及说明书段落[0009]、[0010]以及附图的图1)
发明内容
如上所述，在专利文献1中记载的电动机驱动装置中，存在充放电电路的能力和电容器的容量相互限制的问题。
因此，本发明的目的是提供以充放电电路的能力和电容器的容量相互不受限制的方式来构成的电动机驱动装置。
实现上述目的的本发明的电动机驱动装置具有：把从外部电源供给的交流电压变换为直流电压的变换器部、和接受从该变换器部输出的直流电能，驱动电动机的电动机驱动部。所述电动机驱动装置接受来自所述变换器部的直流电能以及来自所述电动机的再生电能，把这些电能积蓄到与充放电电路串联的电容器组中，其特征在于，与所述充放电电路串联的电容器组，和最适合于该电容器组的电容器容量的充放电电路一体化而形成模块，根据所述电动机驱动装置要求的容量设置一个或者多个该模块。
在上述电动机驱动装置中，根据从所述变换器部输出的电压串联多个所述模块。
在上述电动机驱动装置中，所述充放电电路是将用于从所述电容器组向所述电动机驱动部流过放电电流的二极管或者开关、和限制向所述电容器组内的电容器的充电电流的电阻并联而得的电路。
在上述电动机驱动装置中，所述充放电电路是将用于从所述电容器组向所述电动机驱动部流过放电电流的二极管或者开关、和为限制向所述电容器组内的电容器的充电电流而串联的半导体元件以及电抗器并联而得的电路。
在上述电动机驱动装置中，所述模块，在所述充放电电路和所述电容器组之间内置控制向该电容器组内的电容器的施加电压的电路。
根据上述的电动机驱动装置，把电容器组内的电容器、和具有最适合于该电容器的容量的能力的充放电电路一体化而形成模块，在驱动装置上以模块为单位仅连接必要数目的所述模块，因此充放电电路的能力和电容器的容量变得不相互限制。
另外，在上述电动机驱动装置中，由于模块具有控制电容器的电压的电路，因此能够有效地利用在电容器上所充电的能量。例如，通过以控制电容器的电压的电路来升高其电压，能够增大在电容器上充电的能量，供给电动机驱动部。
附图说明
图1是现有技术的电动机驱动装置的概略方框结构图。
图2是本发明的模块的电路图。
图3是并联多个图2所示的模块的电路图。
图4是串联多个图2所示的模块的电路图。
图5是表示给构成图2所示的模块的电容器组内的电容器充电、使积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路的第一实施例的图。
图6是表示给构成图2所示的模块的电容器组内的电容器充电、使积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路的第二实施例的图。
图7是表示给构成图2所示的模块的电容器组内的电容器充电、使电容器组内的电容器中积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路的第三实施例的图。
图8是表示给构成图2所示的模块的电容器组内的电容器充电、使电容器组内的电容器中积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路的第四实施例的图。
图9是表示在图2所示的模块的充放电电路和电容器组之间设置的充电电压控制电路和放电电路的实施例的图。
具体实施方式
图2是本发明的模块的电路图，图3是并联多个图2所示的模块的电路图。图2所示的模块200是将图1所示的电动机驱动装置100中的充放电电路104(图2的210)和电容器组105(图2的220)一体化而形成的模块。
电容器组220与图2所示的充放电电路210串联。模块200是将最适合于电容器组220内的电容器C1～CN的总容量C的充放电电路210和电容器组220一体化而形成的模块。根据电动机驱动装置100所要求的容量(电能)E，在图2中并联一个模块200，在图3中并联N个模块200。此时，以电容器两端的电压为V，根据E＝CV2/2算出电容器C1～CN的总容量C。如果根据E＝CV2/2决定了电容器C1～CN的总容量C，则可以使充放电电路210内的电阻器的额定功率适合该电能E地进行选择。
图4是串联两个图2所示的模块200的电路图。在图4表示的例子中表示出串联两个模块200的例子，但是也可以串联三个以上的模块200。
图5是表示给构成图2所示的模块200(图5的300)的电容器组320内的电容器C1～CN充电、使积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路310的第一实施例的图。在给电容器C1～CN充电时经由电阻R充电，在从电容器C1～CN放电时经由二极管D流过电流。
图6是表示给构成图2所示的模块200(图6的400)的电容器组420内的电容器C1～CN充电、使积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路410的第二实施例的图。在给电容器C1～CN充电时经由电阻R充电，在从电容器C1～CN放电时经由晶体管等开关SW流过电流。
图7是表示给构成图2所示的模块200(图7的500)的电容器组520内的电容器C1～CN充电、使电容器组520内的电容器中积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路510的第三实施例的图。在给电容器C1～CN充电时经由电抗器L以及晶体管等半导体SC充电，在从电容器C1～CN放电时经由二极管D以及二极管D1流过电流。为使截止半导体SC时的电抗器L的能量回流而连接二极管D1。
图8是表示给构成图2所示的模块200(图8的600)的电容器组620内的电容器C1～CN充电、使电容器组620内的电容器中积蓄的电能向电动机驱动部放电的充放电电路610的第四实施例的图。在给电容器C1～CN充电时经由电抗器L以及晶体管等半导体SC充电，在从电容器C1～CN放电时经由晶体管等开关SW以及二极管D流过电流。为使截止半导体SC时的电抗器L的能量回流而连接二极管D。
图9是表示在图2所示的模块200的充放电电路210和电容器组220之间设置的电压控制电路750和放电电路770的实施例的图。电压控制电路750具有电抗器L、第一半导体(例如晶体管)SC1和二极管D。放电电路770具有第二半导体(例如晶体管)SC2。
电压控制电路750是所谓的升压电路，通过在截止第一半导体SC1时，经由二极管D将在导通第一半导体SC1时在电抗器L1中积蓄的电能向电容器组220内的电容器C1～CN充电，升高电容器C1～CN的两端电压。通过二极管D阻止在电容器组220内的电容器C1～CN上所充电的电能向充电电压控制电路750的逆流。放电电路770把在电容器组220内的电容器C1～CN上所充电的电能经由第二半导体SC2向图1所示的电动机驱动部放电。

Claims (5)

1.一种电动机驱动装置，具有把从外部电源供给的交流电压变换为直流电压的变换器部、和接受从该变换器部输出的直流电来驱动电动机的电动机驱动部，接受来自所述变换器部的直流电以及来自所述电动机的再生电，把这些电蓄电到与充放电电路串联的电容器组中，其特征在于，
与所述充放电电路串联的电容器组、和最适合于该电容器组的电容器容量的充放电电路一体化而形成模块，根据所述电动机驱动装置要求的容量，设置一个或多个该模块。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，
根据从所述变换器部输出的电压，串联多个所述模块。
3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其中，
所述充放电电路是，将用于从所述电容器组向所述电动机驱动部流过放电电流的二极管或者开关、与限制向所述电容器组内的电容器的充电电流的电阻并联而得的电路。
4.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其中，
所述充放电电路是，将用于从所述电容器组向所述电动机驱动部流过放电电流的二极管或者开关、与为了限制向所述电容器组内的电容器的充电电流而串联的半导体元件以及电抗器并联而得的电路。
5.根据权利要求1到4中任何一项所述的电动机驱动装置，其中，
所述模块，在所述充放电电路和所述电容器组之间具有控制向该电容器组内的电容器的施加电压的电路。
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