CN104160614B - 交流电动机驱动系统 - Google Patents

Abstract

提供一种交流电动机驱动系统，其在不设置对流过直流母线的电流量进行检测的单元的情况下，能够使用直流母线的电压值，在直流母线与蓄电设备之间进行电力的交换。本发明所涉及的交流电动机驱动系统的充放电电路形成为，与直流电压值检测单元检测的电压值以及充放电电流量检测单元检测的充放电电流量相对应，将从逆变器供给至交流电动机的电力中的超过第1电力阈值的电力，从蓄电设备进行放电，或者，将经由逆变器再生的交流电动机的再生电力中的超过第2电力阈值的电力，向蓄电设备充电。

Description

交流电动机驱动系统

技术领域

本发明涉及一种交流电动机驱动系统，其通过在交流电动机的动力运行时使用储存于蓄电设备中的能量，或者，在交流电动机的再生动作时将能量积蓄于蓄电设备中，从而抑制交流电动机驱动系统的峰值电力。

背景技术

在现有的交流电动机驱动系统中，从直流电源输出的直流电力经由直流母线供给至逆变器。逆变器进行直流/交流电力变换而将适当的交流电力供给至交流电动机。电力补偿装置与逆变器并联地连接在将直流电源和逆变器电连接的直流母线上，由升降压电路、蓄电装置、控制装置及电源和电流的检测器等构成。并且，控制装置基于从各检测器获得的直流母线的电压值和电流值以及蓄电装置的电压值和电流值的信息，输出用于控制升降压电路的通断指令，将蓄电装置的电力向直流母线侧进行放电，或者，对蓄电装置进行充电（参照专利文献1）。

另外，现有的其他交流电动机驱动系统具有：整流电路，其将来自交流电源的交流电力变换为直流电力；平滑电容器，其对来自整流电路的直流电压进行平滑化；PWM逆变器电路，其将经由平滑电容器传输的直流电力变换为任意频率；电流检测器，其检测逆变器输出电流；电压检测电路，其检测平滑电容器的端子电压；速度指令运算电路，其运算停电检测中的速度指令；停电检测电路，其检测停电，在停电检测中从通常运转时的速度指令向停电检测中的速度指令进行选择并输出速度指令；输出电压指令运算电路，其基于从停电检测电路发出的速度指令而运算输出电压指令；PWM控制电路，其基于从停电检测电路发出的输出信号而对PWM逆变器电路进行PWM控制；基极驱动电路，其基于来自PWM控制电路的输出信号而驱动PWM逆变器电路；以及交流电动机，其利用PWM逆变器电路的输出进行驱动。

该现有的其他交流电动机驱动系统，如果交流电源瞬时停电，则选择停电时的速度指令，基于平滑电容器端子电压的目标电压和检测电压而运算停电时的速度指令。并且，如果交流电源的瞬时停电恢复，则切换为通常运转的速度指令，进行通常运转。在该现有的其他交流电动机驱动系统中，公开有使用平滑电容器的端子电压，在瞬时停电时继续运转的技术（参照专利文献2）。

专利文献1：WO2012/032589号公报（例如，第0017段、第0022段及图1）

专利文献2：日本专利4831527号公报（例如，第0011段至第0018段及图1）

发明内容

在专利文献1的技术中，输出用于控制充放电电路（升降压电路）的指令，为了将储存在蓄电设备（蓄电装置）中的电力向直流母线侧进行放电，或者，从直流母线对蓄电设备进行充电，设置有对直流母线的电压值（平滑电容器的端子电压）和电流量两者进行检测的单元（检测器）。但是，由于流过直流母线的电流量较大，因此，检测直流母线的电流量的单元，与检测直流母线的电压值的单元相比价格高。另外，检测直流母线的电流量的单元由于体积较大，因此，在设置于装置内的情况下，引起成本增加。

另一方面，专利文献2的技术设置有检测直流母线的电流量的单元。另外，在瞬时停电时，使用直流母线的电压值，对储存在平滑电容器中的能量进行控制。但是，为了在瞬时停电时进行运转，必须进行减速运转。因此，存在交流电动机无法进行期望的运转的问题。

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种交流电动机驱动系统，该交流电动机驱动系统在不设置对流过直流母线的电流量进行检测的单元的情况下，能够使用直流母线的电压值，在直流母线与蓄电设备之间进行电力的交换，且能够将供给至直流母线的电力或从直流母线再生的电力抑制为预先确定的值。

本发明所涉及的交流电动机驱动系统的特征在于，具有：转换器，其供给直流电力；逆变器，其将直流电力变换为交流电力；直流母线，其将转换器和逆变器连接；交流电动机，其通过交流电力进行驱动；直流电压值检测单元，其对转换器的输出侧的电压值进行检测；蓄电设备，其从直流母线充入直流电力，且将充电后的直流电力向直流母线放电；充放电电路，其与逆变器并联地连接在直流母线上，且连接在直流母线和蓄电设备之间，使蓄电设备进行充放电；以及充放电电流量检测单元，其检测蓄电设备的充放电电流量，充放电电路形成为，与直流电压值检测单元检测的电压值以及充放电电流量检测单元检测的充放电电流量相对应，将从逆变器供给至交流电动机的电力中的超过第1电力阈值的电力，从蓄电设备进行放电，或者，将经由逆变器再生的交流电动机的再生电力中的超过第2电力阈值的电力，向蓄电设备充电。

发明的效果

根据本发明，在不设置对流过直流母线的电流量进行检测的单元的情况下，能够使用直流母线的电压值，在直流母线与蓄电设备之间进行电力的交换，且能够将供给至直流母线的电力或从直流母线再生的电力抑制为预先确定的值。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的交流电动机驱动系统的整体框图。

图2是作为实施方式1所涉及的转换器的例子的电阻再生型转换器的框图。

图3是作为实施方式1所涉及的转换器的例子的电源再生型转换器的框图。

图4是采用了作为实施方式1所涉及的充放电电路的例子的电流可逆斩波器电路的充放电电路的框图。

图5是采用了作为实施方式1所涉及的充放电电路的例子的可逆升降压斩波器电路的充放电电路的框图。

图6是实施方式1所涉及的交流电动机的消耗电力示意图。

图7是实施方式1中的充放电控制单元的框图。

图8是说明实施方式1所涉及的动力运行时的交流电动机消耗电力及直流母线电压值的动作的时间经过图。

图9是说明与实施方式1所涉及的动力运行时的交流电动机消耗电力相对应的直流母线的电压下降的概略图。

图10是实施方式1中的动力运行时控制部的框图。

图11是说明实施方式1所涉及的再生动作时的交流电动机消耗电力及直流母线电压值的动作的时间经过图。

图12是说明与实施方式1所涉及的再生动作时的交流电动机消耗电力相对应的直流母线的电压上升的概略图。

图13是实施方式1中的再生时控制部的框图。

图14是说明实施方式1所涉及的电力供给状态与放电电流指令值、充电电流指令值、综合电流指令值的关系的概略图。

图15是实施方式2中的动力运行时控制部的框图。

图16是实施方式2中的再生时控制部的框图。

图17是实施方式2中的再生时控制部的框图。

图18是实施方式3所涉及的交流电动机驱动系统的整体框图。

图19是实施方式3中的充放电控制单元的框图。

图20是实施方式3中的充放电控制单元的框图。

图21是在附加有实施方式3所涉及的蓄电调整处理技术的情况下的充放电控制单元的框图。

图22是实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统的整体框图。

图23是说明与实施方式4所涉及的动力运行时的交流电动机消耗电力相对应的直流母线的电压下降的概略图。

图24是实施方式4中的动力运行时控制部的框图。

图25是说明与实施方式4所涉及的再生动作时的交流电动机消耗电力相对应的直流母线的电压上升的概略图。

图26是实施方式4中的再生时控制部的框图。

图27是说明实施方式5所涉及的动力运行动作时的交流电动机消耗电力、蓄电设备供给的电力、直流母线电压值的动作的时间经过图。

图28是实施方式5中的动力运行时控制部的框图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1中的交流电动机驱动系统的整体的框图。在图1所示的交流电动机驱动系统中，发电站或工厂内的变电设备等的交流电源（未图示）经由配线R、S、T供给交流电力。转换器1将该交流电力变换为直流电力。变换后的直流电力从转换器1输出至直流母线2。

作为转换器1，使用例如电阻再生型转换器或电源再生型转换器等。

电阻再生型转换器为图2所示的结构。三相全波整流电路11由二极管111a、111b、111c、111d、111e、111f构成。电阻再生电路12位于三相全波整流电路11的输出侧，由开关元件121和电阻122构成。在由于来自直流母线2的再生电力使得直流母线2的电压值高于预先确定的值的情况下，未图示的控制部以使开关元件121成为导通状态的方式进行控制，电阻122消耗上述再生电力。交流电抗器14防止在配线S、R、T与直流母线2之间的短路。

电源再生型转换器为图3所示的结构。整流电路13与三相全波整流电路形成相同的结构，即，相对于各二极管131a、131b、131c、131d、131e、131f，分别反向并联连接例如IGBT等开关元件132a、132b、132c、132d、132e、132f。未图示的控制部控制开关元件132a、132b、132c、132d、132e、132f。交流电抗器14防止在配线R、S、T与直流母线2之间的短路。

为了在上述转换器1的输出部分、或上述直流母线2中、或后述的逆变器4的输入部分、或后述的充放电电路6的上述直流母线2侧的部分的1处或多处部位对直流电力进行平滑化，在上述直流母线2的高电位侧2a与低电位侧2b之间设置电容器。如图1所示，将这些电容器统一表示为平滑电容器3。为了以后的说明，将上述平滑电容器3的电容值设为C［F］。

利用平滑电容器3进行平滑化后的直流电力，由利用直流母线2而与转换器1连接的逆变器4变换为交流电力。该交流电力具有与从上述的交流电源供给的交流电力不同的电压值和频率。作为上述逆变器4的输出的交流电力用于驱动交流电动机。

另外，实施方式1所涉及的交流电动机驱动系统具有蓄电设备5。蓄电设备5储存流过直流母线2的电力，或者将储存的电力向直流母线2释放。蓄电设备5经由充放电电路6而与直流母线2连接。蓄电设备5中的电力的充放电，由与逆变器4并联地连接在直流母线上的充放电电路6执行。

并且，在实施方式1所涉及的交流电动机驱动系统中设置有直流电压值检测单元7。直流电压值检测单元7对直流母线2的高电位侧2a和低电位侧2b之间的电压值Vdc［V］进行检测。电压值Vdc［V］从直流电压值检测单元7输出至充放电控制单元8。充放电控制单元8基于电压值Vdc［V］，输出用于控制充放电电路6的控制信号。

通常，充放电电路6采用可逆斩波器电路。

作为充放电电路6的一个例子，在图4中示出了采用电流可逆斩波器电路的情况下的充放电电路6。采用了电流可逆斩波器电路的充放电电路6，在直流母线2的高电位侧2a和低电位侧2b之间，如图4所示，串联连接有2个二极管61a和61b，分别相对于二极管61a和61b，反向并联连接开关元件62a和62b。驱动电路63a和63b按照充放电控制单元8输出的控制信号，分别控制开关元件62a和62b。在二极管61a与61b的连接点处连接电抗器65的一端。电抗器65的另一端经由对蓄电设备5的充放电电流量进行检测的充放电电流量检测单元64，而与蓄电设备5的一个端子连接。蓄电设备5的另一个端子与直流母线2的低电位侧2b连接。充放电电流量检测单元64检测的蓄电设备5的充放电电流量输出至充放电控制单元8。

作为充放电电路6的另一个例子，有时在直流母线2的高电位侧2a和低电位侧2b之间，采用将n个图4所示的电流可逆斩波器电路多重化地构成的n多重电流可逆斩波器电路。在采用n多重电流可逆斩波器电路的情况下，n个电抗器的不与二极管连接的一侧的端子集中地与蓄电设备5的一个端子连接，蓄电设备5的另一个端子与直流母线2的低电位侧2b连接。在采用n多重电流可逆斩波器电路的情况下，分别针对n个电抗器设置充放电电流量检测单元，各充放电电流量检测单元检测的各个电流量作为各相的充放电电流量而输出至充放电控制单元8。

作为充放电电路6的再另一个例子，在图5中示出了采用可逆升降压斩波器电路的情况下的充放电电路6。采用了可逆升降压斩波器电路的充放电电路6，在直流母线2的高电位侧2a和低电位侧2b之间，如图5所示，2个二极管61a和61b串联连接，分别相对于二极管61a和61b，反向并联连接开关元件62a和62b。驱动电路63a和63b按照充放电控制单元8输出的控制信号，分别控制开关元件62a和62b。在二极管61a与61b的连接点处连接电抗器65的一端。电抗器65的另一端经由对蓄电设备5的充放电电流量进行检测的充放电电流量检测单元64，如图5所示，与2个二极管61c与61d的连接点连接。二极管61c的不与充放电电流量检测单元64连接的一端与蓄电设备5的一个端子连接。二极管61d的不与充放电电流量检测单元64连接的一端与直流母线2的低电位侧2b连接，进而与蓄电设备5的另一个端子连接。开关元件62c和62d分别与二极管61c和61d反向并联连接。驱动电路63c和63d按照充放电控制单元8输出的控制信号，分别控制开关元件62c和62d。充放电电流量检测单元64检测的蓄电设备5的充放电电流量输出至充放电控制单元8。

充放电电路6能够多重化地采用n个可逆升降压斩波器电路。在此情况下，分别针对n个电抗器设置充放电电流量检测单元，各充放电电流量检测单元检测的各个电流量作为各相的充放电电流量而输出至充放电控制单元8。

在下面的说明中，将开关元件62a和62b以及62c和62d统一作为开关元件62。并且，将驱动电路63a和63b以及63c和63d统一作为驱动电路63。

从充放电控制单元8输出至充放电电路6的控制信号使用脉宽调制（PWM）信号。PWM信号对斩波器电路的开关元件的导通（ON）状态和断开（OFF）状态进行切换。

此外，在充放电电路6中，即使电抗器65和充放电电流量检测单元64的连接反向，也不会失去本发明的效果，这是显而易见的。另外，充放电电流量检测单元64设置在充放电电路6内，但并不限定于此，也可以设置在充放电电路6与蓄电设备5之间。在此情况下，也形成为充放电电流量检测单元64对蓄电设备5的充放电电流量进行检测，并输出至充放电控制单元8的结构。

如上述所示，对通常充放电电路6采用可逆斩波器电路，从充放电控制单元8输出至充放电电路6的控制信号大多使用PWM信号进行了说明。在本实施方式中也按照该例进行说明，但充放电电路6或控制信号并不一定仅限于此。

另外，本说明书中的［］（方括号）表示物理量的单位。其目的在于提高说明时所使用记号的判别性，本发明不限定于［］的物理量。

图6是表示实施方式1所涉及的交流电动机的消耗电力的示意图。例如，考虑以下情况，即，交流电动机的消耗电力Pload［W］，如图6的粗线所示，反复产生动力运行动作和再生动作，需要将从交流电源经由转换器1供给的电力抑制为小于或等于阈值PthB［W］，另外，将转换器1再生的电力抑制为大于或等于阈值PthA［W］（PthA＜0）。

在此，阈值PthB［W］是根据转换器1的电力变换能力、供给至转换器1的电力量的限制、与购入电力相伴的经济方面的要求等条件确定的交流电动机的动力运行状态下的电力供给量的上限值。例如，阈值PthB［W］是转换器1的额定电力值或比该额定电力值略小的值。另外，阈值PthB［W］例如是交流电动机驱动系统所设置的工厂或车间的电力供给能力值或比该电力供给能力值略小的值。阈值PthB［W］例如是交流电动机驱动系统所设置的工厂或车间与电力公司签订合同规定的电力，或者可以是据此交流电动机驱动系统能够使用的电力。

另一方面，作为负值的阈值PthA［W］是根据转换器1的再生能力、能够储存在蓄电设备5中的电荷量的限制、下次到来的动力运行动作所使用的电力等条件确定的交流电动机再生状态下的电力再生量的下限值。例如，在转换器1为电阻再生型的情况下，阈值PthA［W］是将能够被电阻122消耗的电力量的绝对值符号反转后的值，或将比其能够消耗电力的绝对值略小的值进行符号反转后的值。在转换器1为电源再生型的情况下，阈值PthA［W］例如是将再生电力额定值的绝对值符号反转后的值，或将比其额定值的绝对值略小的值符号反转后的值。另外，阈值PthA［W］例如是将根据蓄电设备5能够充电的电荷计算出的电力的绝对值符号反转后的值，或将比其能够充电电力的绝对值略小的值符号反转后的值。阈值PthA［W］例如是针对交流电动机驱动系统，将下次到来的动力运行动作所使用的电力量的符号反转后的值，或将比动力运行动作所使用的电力量略大的值符号反转后的值，或也可以是将比动力运行动作所使用的电力量略小的值符号反转后的值。

充放电控制单元8通过输出控制信号而控制充放电电路6，从而使交流电动机的再生动作所产生的电力中的超过阈值PthA［W］的电力（图6的区域A的部分）储存在蓄电设备5中。另外，充放电控制单元8通过控制充放电电路6，从而使交流电动机的动力运行动作所需的电力中的超过阈值PthB［W］的电力（图6的区域B的部分）从蓄电设备5放电得到。

图7是表示充放电控制单元8的结构的框图。动力运行时控制部81基于作为直流电压值检测单元7的输出的电压值Vdc［V］，生成经由充放电电路6从蓄电设备5放电的电流量的指令值即放电电流指令值Ib﹡［A］。再生时控制部82同样基于作为直流电压值检测单元7的输出的电压值Vdc［V］，生成经由充放电电路6对蓄电设备5充电的电流量的指令值即充电电流指令值Ia﹡［A］。

电流指令值综合部83将放电电流指令值Ib﹡［A］与充电电流指令值Ia﹡［A］综合，输出使蓄电设备5充电或放电的电流量的指令值即综合电流指令值Ic﹡［A］。

控制信号生成部84根据综合电流指令值Ic﹡［A］、和充放电电流量检测单元64检测的流过充放电电路6的充放电电流量，生成输出至充放电电路6的控制信号。

下面，对交流电动机进行动力运行动作的情况进行说明。在交流电动机驱动系统中，从交流电源供给的交流电力并非是无限供给的。因此，如图8所示，如果交流电动机进行负载电力Pb［W］的动力运行动作，则由于转换器1的阻抗的影响，直流母线2的电压值Vdc［V］降低至Vb［V］。

交流电动机进行动力运行动作时的负载电力与电压下降后的直流母线2的电压值的关系，例如能够根据电路仿真进行计算。另外，负载电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据对象系统的转换器的规格及交流电抗器的规格进行计算。负载电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据从样机/试制机的实测数据得出的推定进行计算。负载电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据其他已购入的大容量系统的实际值进行计算。并且，负载电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据上述的组合等进行计算。由此，负载电力与直流母线2的电压值的关系一一对应地确定，能够确定图9中粗线所示的电压下降曲线。

根据该电压下降曲线，能够求出与阈值PthB［W］相对应的直流母线2的电压值VthB［V］。因此，通过将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthB［V］，从而实现将从交流电源经由转换器1供给的电力抑制为阈值PthB［W］。并且，将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthB［V］，是通过从蓄电设备5向直流母线2供给图6的区域B部分的电力而得以实现的。

另一方面，如果将拉普拉斯运算符设为s，将流过平滑电容器3的电流量设为Is［A］，则

Is=s×C×Vdc···（式1）

的关系成立。由此，对直流母线2的电压值Vdc［V］进行的控制，是能够通过控制流过平滑电容器3的电流量而实现的。因此，在从蓄电设备5向直流母线2供给图6的区域B部分的电力时，通过控制从蓄电设备5向直流母线2放电的电流量，实现将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthB［V］。

使用图10，对用于实现上述思路的动力运行时控制部81的结构及动作进行说明。在动力运行时电力阈值存储单元811中预先记录有阈值PthB［W］。动力运行时电力阈值存储单元811将阈值PthB［W］输出至动力运行时电力/电压单元812。

在动力运行时电力/电压单元812中，根据近似式或查找表（LUT）等预先准备好图9所示的电压下降曲线的特性。动力运行时电力/电压单元812使用该电压下降曲线的特性而求出与阈值PthB［W］相对应的电压值VthB［V］，并输出至减法单元813。

向减法单元813中输入直流电压值检测单元7检测出的直流母线2的电压值Vdc［V］、和作为动力运行时电力/电压单元812的输出的电压值VthB［V］。减法单元813运算电压值Vdc［V］与电压值VthB［V］的差，并将运算结果ErrB［V］输出至乘法单元814。

在平滑电容器静电电容值存储单元815中预先记录有平滑电容器3的静电电容值C［F］。平滑电容器静电电容值存储单元815将平滑电容器3的静电电容值C［F］输出至乘法单元814。

乘法单元814进行使作为减法单元813的输出的ErrB［V］与平滑电容器3的静电电容值C［F］相乘的运算，并将运算结果输出至动力运行时电力补偿控制部816。此外，在下面的说明中，将减法单元813和乘法单元814合在一起作为动力运行时运算单元。

动力运行时电力补偿控制部816根据乘法单元814的输出，生成经由充放电电路6流过的蓄电设备5的放电电流量的指令值即放电电流指令值Ib﹡［A］。该运算是通过比例积分控制（PI控制）、积分控制（I控制）或比例积分微分控制（PID控制）而实现的。动力运行时电力补偿控制部816将生成的放电电流指令值Ib﹡［A］输出至电流指令值综合部83。

下面，对交流电动机再生电力的情况进行说明。在交流电动机的转速减小或从外部施加力时，交流电动机如图11所示，再生Pa［W］（负值）的电力。经由逆变器4再生的交流电动机的再生电力Pa［W］储存在平滑电容器3中，使直流母线2的电压值Vdc［V］上升至Va［V］。在转换器1为电阻再生型的情况下，在电阻再生电路12开始动作为止的范围即开关元件121导通为止的范围内，直流母线2的电压值Vdc［V］保持为Va［V］。另外，在转换器1为电源再生型的情况下，转换器1由于转换器1的阻抗的影响，在交流电源中再生基于该电压上升量的电力。

交流电动机的再生动作时的再生电力与电压上升后的直流母线2的电压值的关系，例如能够根据电路仿真进行计算。另外，再生电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据对象系统的转换器的规格及交流电抗器的规格进行计算。再生电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据从样机/试制机的实测数据得出的推定进行计算。再生电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据其他已购入的大容量系统的实际值进行计算。并且，再生电力与直流母线2的电压值的关系，能够根据上述的组合等进行计算。由此，再生电力与直流母线2的电压值的关系一一对应地确定，能够确定图12中粗线所示的电压上升曲线。

根据该电压上升曲线，能够求出与阈值PthA［W］（负值）相对应的直流母线2的电压值VthA［V］。因此，通过将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthA［V］，从而实现将转换器1再生的电力抑制为阈值PthA［W］。并且，将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthA［V］，是通过将图6的区域A部分的电力向直流母线2，具体来说，从平滑电容器3经由充放电电路6对蓄电设备5进行充电而得以实现的。

另外，在再生动作时，与动力运行动作时同样地，（式1）的关系也成立。由此，对直流母线2的电压值Vdc［V］进行的控制，是能够通过控制流过平滑电容器3的电流量而实现的。因此，在从直流母线2向蓄电设备5充入图6的区域A部分的电力时，通过控制从直流母线2向蓄电设备5充入的电流量，从而实现将直流母线2的电压值Vdc［V］控制为VthA［V］。

使用图13，对用于实现上述思路的再生时控制部82的结构及动作进行说明。在再生时电力阈值存储单元821中预先记录有阈值PthA［W］。再生时电力阈值存储单元821将阈值PthA［W］输出至再生时电力/电压单元822。

在再生时电力/电压单元822中，根据近似式或LUT等预先准备有图12所示的电压上升曲线的特性。再生时电力/电压单元822使用该电压上升曲线的特性求出与阈值PthA［W］相对应的电压值VthA［V］，并输出至减法单元823。

向减法单元823中输入直流电压值检测单元7检测出的直流母线2的电压值Vdc［V］和作为再生时电力/电压单元822的输出的电压值VthA［V］。减法单元823运算电压值Vdc［V］与电压值VthA［V］的差，并将运算结果ErrA［V］输出至乘法单元824。

在平滑电容器静电电容值存储单元825中预先记录有平滑电容器3的静电电容值C［F］。平滑电容器静电电容值存储单元825将平滑电容器3的静电电容值C［F］输出至乘法单元824。

乘法单元824进行将作为减法单元823的输出的运算结果ErrA［V］与平滑电容器3的静电电容值C［F］相乘的运算，并将运算结果输出至再生时电力补偿控制部826。此外，在下面的说明中，将减法单元823与乘法单元824合在一起作为再生时运算单元。

再生时电力补偿控制部826根据乘法单元824的输出，生成经由充放电电路6流过的蓄电设备5的充电电流量的指令值即充电电流指令值Ia﹡［A］。该运算通过PI控制、I控制或PID控制执行。再生时电力补偿控制部826将生成的充电电流指令值Ia﹡［A］输出至电流指令值综合部83。

下面，对动力运行动作时及再生动作时的电流指令值综合部83及控制信号生成部84的动作进行说明。电流指令值综合部83将作为动力运行时控制部81的输出的放电电流指令值Ib﹡［A］与作为再生时控制部82的输出的充电电流指令值Ia﹡［A］相加，生成综合电流指令值Ic﹡［A］，并输出至控制信号生成部84。

但是，在电流指令值综合部83中，放电电流指令值Ib﹡［A］与充电电流指令值Ia﹡［A］是彼此正负相反的值。

即，在交流电动机驱动系统中，如果将向蓄电设备5充入的充电电流定义为正，则进行将放电电流指令值Ib﹡［A］变换为零或负值的处理，将充电电流指令值Ia﹡［A］变换为零或正值的处理。

相反地，在交流电动机驱动系统中，如果将从蓄电设备5放电的放电电流定义为正，则进行将放电电流指令值Ib﹡［A］变换为零或正值的处理，将充电电流指令值Ia﹡［A］变换为零或负值的处理。

图14是示意地表示在实施方式1所涉及的交流电动机驱动系统中，在将向蓄电设备5充入的充电电流定义为正的情况下，交流电动机的消耗电力Pload［W］、和与其相对应的放电电流指令值Ib﹡［A］、充电电流指令值Ia﹡［A］、综合电流指令值Ic﹡［A］的关系的图。

控制信号生成部84生成用于使与综合电流指令值Ic﹡［A］相对应的充放电电流流过充放电电路6的电压指令值（未图示）。具体来说，基于充放电电流量检测单元64检测的流过充放电电路6的充放电电流和综合电流指令值Ic﹡［A］，通过执行PI控制、I控制或PID控制进行运算。

将生成的电压指令值与通常使用三角波的载波波形进行比较。基于该比较结果，控制信号生成部84将电压指令值变换为作为PWM信号的控制信号。控制信号生成部84将该控制信号输出至充放电电路6的驱动电路63。在充放电电路6中，按照控制信号，切换开关元件62的接通状态和断开状态，从而流过与综合电流指令值Ic﹡［A］相对应的充放电电流。

如上所述，通过构成交流电动机驱动系统，能够不使用流过直流母线2的电流量，将经由转换器1从交流电源供给的动力运行时电力抑制为预先确定的阈值PthB［W］。另外，能够不使用流过直流母线2的电流量，将经由转换器1再生的再生时电力抑制为预先确定的阈值PthA［W］。

在本实施方式1中，无需设置对流过直流母线2的电流量进行检测的单元（下面，称为直流母线电流量检测单元）。因此，能够低价地制造出交流电动机驱动系统。

另外，由于无需设置直流母线电流量检测单元，因此还能够制造出小型的交流电动机驱动系统，能够实现资源节约及成本削减。另外，也能够增加交流电动机驱动系统的设置场所的自由度。

并且，直流母线电流量检测单元有时会发热。因此，在使用直流母线电流量检测单元时，还必须实施与散热相关的对策，成为交流电动机驱动系统的成本上升的主要原因。但是，实施方式1所涉及的交流电动机驱动系统无需设置直流母线电流量检测单元。因此，不需要进行针对直流母线电流量检测单元的发热对策，也能够实现交流电动机驱动系统的低价格化或小型化。

并且，在直流母线电流量检测单元中存在产生磁饱和的物质。如果产生磁饱和，则无法掌握正确的电流量。由此，无法实现本实施方式所示的电力削减峰值的功能，可能导致系统整体的问题或故障。但是，根据本实施方式，由于无需设置直流母线电流量检测单元，因此，不会发生使用了磁性材料的直流母线电流量检测单元可能产生的磁饱和。因此，也能够避免由于磁饱和引起的动力运行时电力或再生时电力的误检测的问题。

此外，动力运行时控制部81及再生时控制部82的结构并不限定于上述结构。例如，动力运行时运算单元中的减法单元813与乘法单元814的配置的顺序可以相反。即，分别设置被输入电压值Vdc［V］和平滑电容器3的静电电容值C［F］的乘法单元、以及被输入电压值VthB［V］和静电电容值C［F］的乘法单元。并且，各乘法单元分别进行将电压值Vdc［V］与静电电容值C［F］相乘的运算、和将电压值VthB［V］与静电电容值C［F］相乘的运算，并将各自的运算结果输出至减法单元813。减法单元813可以运算输入的各乘法单元的相乘结果的差，将运算结果ErrB［V］输出至动力运行时电力补偿控制部816。

对于再生时运算单元也是同样地，可以分别设置被输入电压值Vdc［V］的乘法单元、和被输入电压值VthA［V］的乘法单元，在各自的乘法单元中进行与平滑电容器3的静电电容值C［F］相乘的运算。并且，将各自的相乘结果输出至减法单元823，减法单元823对其差值进行运算。减法单元823可以将运算结果ErrA［V］输出至再生时电力补偿控制部826。

另外，也可以构成为，在动力运行时控制部81及再生时控制部82中不设置平滑电容器静电电容值存储单元815及平滑电容器静电电容值存储单元825。并且，也可以不设置乘法单元814及乘法单元824。

在此情况下，动力运行时电力补偿控制部816不根据静电电容值C［F］，而是基于作为减法单元813的输出的ErrB［V］生成放电电流指令值Ib﹡［A］。另外，在动力运行时电力补偿控制部816进行运算时，可以与静电电容值C［F］相乘。

再生时电力补偿控制部826也是同样地，可以不根据静电电容值C［F］，而是基于作为减法单元823的输出的ErrA［V］生成充电电流指令值Ia﹡［A］，在再生时电力补偿控制部826运算时可以与静电电容值C［F］相乘。

并且，动力运行时运算单元具有减法单元813，但并不限定于此。例如，可以取代具有减法单元813，而设置比较单元。在此情况下，向比较单元中输入电压值Vdc［V］及电压值VthB［V］，仅进行它们的比较。比较单元将比较结果输出至动力运行时电力补偿控制部816。动力运行时电力补偿控制部816基于比较结果，生成用于使电压值Vdc［V］小于或等于电压值VthB［V］的放电电流指令值Ib﹡［A］，并输出至电流指令值综合部83。

再生时运算单元具有的减法单元823也是同样地，可以进行取代而设置比较单元。在此情况下，比较单元比较输入的电压值Vdc［V］和电压值VthA［V］，将比较结果输出至再生时电力补偿控制部826。再生时电力补偿控制部826基于比较结果，生成用于使电压值Vdc［V］大于或等于电压值VthA［V］的充电电流指令值Ia﹡［A］，并输出至电流指令值综合部83。

实施方式2

关于动力运行时控制部81，使用图15，对与实施方式1不同的实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，关于与实施方式1相同或等同的单元，使用相同的名称和标号并省略说明。

实施方式2所涉及的动力运行时控制部81，在实施方式2所涉及的动力运行时控制部81的结构的基础上，还具有动力运行比较单元817、和与动力运行时电力阈值存储单元811及平滑电容器静电电容值存储单元815不同的第3存储单元818。

对动力运行动作时的实施方式2所涉及的交流电动机驱动系统的原理进行说明。在直流电压值检测单元7检测出的直流母线2的电压值Vdc［V］中有时叠加有噪声。特别是在小消耗电力时，即使在原本无需进行从蓄电设备5释放电力的动作（下面，称为电力辅助动作）的情况下，有时也进行电力辅助动作。并且，在动力运行时电力补偿控制部816或控制信号生成部84中存在积分要素。因此，如果在噪声消失后一段时间内仍进行电力辅助动作，则系统无法立即进行修正，无法发挥期望的功能。

相反地，有时尽管需要进行电力辅助动作，但由于噪声的叠加而导致停止电力辅助动作，在噪声消失而再次执行电力辅助动作为止的期间内，会发生时间延迟。即，必需进行预防处置，以排除噪声消失后的时间延迟，以使得能够立即执行电力辅助动作等。

因此，通过使用动力运行屏蔽信号Fb，实现减少噪声的影响，该动力运行屏蔽信号Fb将动力运行时电力补偿控制部816控制为以下两种状态：动作停止的状态（状态a）、或使作为动力运行时电力补偿控制部816的输出的放电电流指令值Ib﹡［A］强制地变换为零的状态（状态b）。

下面，使用图15，对实施方式2所涉及的动力运行时控制部81的动作进行说明。在第3存储单元818中作为阈值VbF（≤0）而预先记录有零或较小值的负值。向动力运行比较单元817中输入减法单元813的输出ErrB［V］和存储在第3存储单元818中的阈值VbF。

动力运行比较单元817在减法单元813的输出ErrB［V］大于或等于阈值VbF的情况下，生成动力运行屏蔽信号Fb。并且，动力运行比较单元817将动力运行屏蔽信号Fb输出至动力运行时电力补偿控制部816。动力运行比较单元817利用动力运行屏蔽信号Fb，将动力运行时电力补偿控制部816控制为状态a或状态b。

然后，在减法单元813的输出ErrB［V］小于阈值VbF的情况下，动力运行比较单元817使动力运行屏蔽信号Fb变换为解除状态a且解除状态b的信号。

通过按照上述方式构成动力运行时控制部81，针对交流电动机驱动系统中的小消耗电力时的动力运行动作，能够抑制放电电流指令值Ib﹡［A］的断绝。由此，能够实施顺利的电力补偿动作。

此外，实施方式2所涉及的动力运行时控制部81的结构并不限定于此。例如可以构成为，在第3存储单元818中作为阈值而预先记录有为零或较小值的负值的2个值即VbF1及VbF2（VbF1＜VbF2≤0）。在此情况下，动力运行比较单元817直至ErrB［V］小于VbF1为止，将动力运行时电力补偿控制部816控制为状态a或状态b。并且，一旦ErrB［V］小于VbF1，则动力运行比较单元817使动力运行时电力补偿控制部816动作，输出零以外的放电电流指令值Ib﹡［A］。然后，动力运行比较单元817在接下来ErrB［V］成为大于或等于VbF2的情况下，将动力运行时电力补偿控制部816再次控制为状态a或状态b。在使用实现上述控制的迟滞的动力运行屏蔽信号Fb的情况下，也能够取得上述这样的效果。

另外，动力运行比较单元817在将动力运行屏蔽信号Fb输出至动力运行时电力补偿控制部816的基础上，也可以输出至动力运行时控制部81的外部（图15的虚线部分）。在此情况下，动力运行比较单元817将动力运行屏蔽信号Fb输出至控制信号生成部84。通过形成上述结构，动力运行比较单元817能够与动力运行时电力补偿控制部816的状态a相对应地，以将控制信号生成部84的状态设定为动作停止的状态的方式进行控制。另外，动力运行比较单元817也可以与动力运行时电力补偿控制部816的状态b相对应，通过控制信号生成部84的状态，对作为其输出的控制信号进行控制。在此情况下，能够对控制信号生成部84的状态进行控制，以使控制信号中与蓄电设备5的放电相关的控制信号成为将开关元件62强制地设定为断开状态的控制信号。

如上所述，在利用动力运行屏蔽信号Fb对控制信号生成部84进行控制的情况下，在交流电动机驱动系统中的小消耗电力的动力运行动作时、或切换动力运行动作与再生动作时，能够使作为斩波器电路的充放电电路6的开关元件62在直流母线2间短路的可能性减小。由此，还能够避免充放电电路6的故障或实现开关元件62的寿命的延长。由此，还能够进一步期待交流电动机驱动系统的故障避免或装置寿命延长。

下面，关于再生时控制部82，使用图16，对与实施方式1不同的实施方式进行说明。实施方式2所涉及的再生时控制部82在实施方式1所涉及的再生时控制部82的结构的基础上，还具有再生比较单元827、和与再生时电力阈值存储单元821及平滑电容器静电电容值存储单元825不同的第4存储单元828。

对再生动作时的实施方式2所涉及的交流电动机驱动系统的原理进行说明。再生动作时与动力运行动作时同样地，有时由于在直流电压值检测单元7检测出的直流母线2的电压值Vdc［V］中叠加有噪声，因此导致进行误动作。因此，需要排除直至噪声消失后执行正常的动作为止的时间延迟。

因此，通过使用再生屏蔽信号Fa，实现减少噪声的影响，该再生屏蔽信号Fa将再生时电力补偿控制部826控制为以下两种状态：动作停止的状态（状态c）、或使作为再生时电力补偿控制部826的输出的充电电流指令值Ia﹡［A］强制地变换为零的状态（状态d）。

下面，使用图16，对实施方式2所涉及的再生时控制部82的动作进行说明。在第4存储单元828中作为阈值VaF（≥0）而预先记录有零或较小值的正值。向再生比较单元827中输入减法单元823的输出ErrA［V］和存储在第4存储单元818中的阈值VaF。

再生比较单元827在减法单元823的输出ErrA［V］小于或等于阈值VaF的情况下，生成再生屏蔽信号Fa。并且，再生比较单元827将再生屏蔽信号Fa输出至再生时电力补偿控制部826。再生比较单元827利用再生屏蔽信号Fa，将再生时电力补偿控制部826控制为状态c或状态d。

然后，在减法单元823的输出ErrA［V］大于阈值VaF的情况下，再生比较单元827使再生屏蔽信号Fa变换为解除状态c且解除状态d的信号。

通过按照上述方式构成再生时控制部82，针对交流电动机驱动系统中的小消耗电力时的再生动作，能够抑制充电电流指令值Ia﹡［A］的断绝。由此，能够实施顺利的电力补偿动作。

此外，实施方式2所涉及的再生时控制部82的结构并不限定于此。例如可以构成为，在第4存储单元828中作为阈值而预先记录有为零或较小值的正值的2个值即VaF1及VaF2（VaF1＞VaF2≥0）。在此情况下，再生比较单元827直至ErrA［V］大于VaF1为止，将再生时电力补偿控制部826控制为状态c或状态d。并且，一旦ErrA［V］大于VaF1，则再生比较单元827使再生时电力补偿控制部826动作，输出零以外的充电电流指令值Ia﹡［A］。然后，再生比较单元827在接下来ErrA［V］成为小于或等于VaF2的情况下，将再生时电力补偿控制部826再次控制为状态c或状态d。在使用实现上述控制的迟滞的再生屏蔽信号Fa的情况下，也能够取得上述这样的效果。

另外，再生比较单元827在将再生屏蔽信号Fa输出至再生时电力补偿控制部826的基础上，也可以输出至再生时控制部82的外部（图16的虚线部分）。在此情况下，再生比较单元827将再生屏蔽信号Fa输出至控制信号生成部84。通过形成上述结构，再生比较单元827能够与再生时电力补偿控制部826的状态c相对应地，以将控制信号生成部84的状态设定为动作停止的状态的方式进行控制。另外，再生比较单元827也可以与再生时电力补偿控制部826的状态d相对应，通过控制信号生成部84的状态，对作为其输出的控制信号进行控制。在此情况下，能够对控制信号生成部84的状态进行控制，以使控制信号中与蓄电设备5的充电相关的控制信号成为将开关元件62强制地设定为断开状态的控制信号。

如上所述，在利用再生屏蔽信号Fa对控制信号生成部84进行控制的情况下，在交流电动机驱动系统中的小消耗电力的再生动作时、或切换再生动作与动力运行动作时，能够使作为斩波器电路的充放电电路6的开关元件62在直流母线2间短路的可能性减小。由此，还能够避免充放电电路6的故障或实现开关元件62的寿命的延长。由此，还能够进一步期待交流电动机驱动系统的故障避免或装置寿命延长。

并且，第4存储单元828也可以构成为，对上述阈值VaF2和交流电动机不执行动力运行动作及再生动作时的直流母线2的电压值Vdc0［V］（参照图8及图11）一起预先进行记录。在此情况下，如图17所示，与ErrA［V］一起，向再生比较单元827中输入直流母线2的电压值Vdc［V］、阈值VaF2、电压值Vdc0［V］。

再生比较单元827在电压值Vdc［V］大于Vdc0［V］时，立即使再生屏蔽信号Fa变化为使再生时电力补偿控制部826动作的信号。并且，再生比较单元827，只要ErrA［V］不小于或等于VaF2，则保持再生屏蔽信号Fa以使再生时电力补偿控制部826持续动作。然后，再生比较单元827在ErrA［V］小于或等于VaF2的情况下，生成将再生时电力补偿控制部826控制为状态c或状态d的再生屏蔽信号Fa。再生比较单元827将生成的再生屏蔽信号Fa输出至再生时电力补偿控制部826。

通过按照上述方式构成再生时控制部82，蓄电设备5能够在交流电动机驱动系统刚一开始再生动作，就开始充电。因此，能够减小本系统的控制延迟，能够不在交流电源中再生多余的电力而储存在蓄电设备5中。

实施方式3

在图18中示出实施方式3所涉及的交流电动机驱动系统的整体结构。此外，在本实施方式中，对于与实施方式1或实施方式2相同或等同的单元，使用相同的名称和标号并省略说明。

如图18所示，蓄电设备电压值检测单元51与蓄电设备5连接，检测蓄电设备5的两端电压值Vcap［V］。蓄电设备电压值检测单元51将检测出的两端电压值Vcap［V］输出至充放电控制单元8。

在实施方式1或实施方式2中公开了下述技术，即，通过从蓄电设备5向直流母线2放电，以使得直流母线2的电压值Vdc［V］成为VthB［V］，从而能够将从转换器1供给至直流母线2的电力抑制成阈值PthB［W］。在实施方式1或实施方式2中，动力运行时控制部81输出的放电电流指令值Ib﹡［A］以直流母线2和充放电电路6之间的电流量作为控制对象。在下面的说明中，将直流母线2和充放电电路6之间的电流量设为一次侧电流量i1［A］。另一方面，在实施方式1或实施方式2中，控制信号生成部84被输入蓄电设备5和充放电电路6之间的电流量，并将对流过直流母线2和充放电电路6之间的电流量进行控制的控制信号输出至充放电电路6的驱动电路63。在下面的说明中，将蓄电设备5和充放电电路6之间的电流量设为二次侧电流量i2［A］。

如果假设充放电电路6的斩波器电路的损耗较小，则在一次侧电流量i1［A］与二次侧电流量i2［A］之间，

i1×Vdc＝i2×Vcap···（式2）

的关系成立。在将从转换器1向直流母线2供给的电力抑制控制为阈值PthB［W］的情况下，由于能够近似为Vdc＝VthB、i1＝Ib﹡，因此，将它们代入（式2），

i2＝（VthB÷Vcap）Ib﹡···（式3）

的关系成立。在两端电压值Vcap［V］的变化较小的情况下，由于可将（VthB÷Vcap）视作常数，因此，能够通过控制信号生成部84内的PI控制、I控制、PID控制等进行应对。但是，在蓄电设备5的放电量较大，两端电压值Vcap［V］变化较大的情况下，仅通过控制信号生成部84无法应对。

因此，为了实现（式3），如图19所示，在动力运行时控制部81与电流指令值综合部83之间还设置动力运行时换算单元85。动力运行时换算单元85被输入作为动力运行时控制部81的输出的放电电流指令值Ib﹡［A］、作为动力运行时控制部81内的动力运行时电力/电压单元812的输出的电压值VthB［V］和作为蓄电设备电压值检测单元51的检测值的两端电压值Vcap［V］。动力运行时换算单元85运算（VthB÷Vcap）Ib﹡，将运算结果作为二次侧放电电流指令值Ib2﹡［A］输出至电流指令值综合部83。

同样地，在实施方式1或实施方式2中公开了下述技术，即，通过从直流母线2对蓄电设备5充电，以使得直流母线2的电压值Vdc［V］成为VthA［V］，从而能够将从直流母线2向转换器1再生的电力抑制成阈值PthA［W］。在实施方式1或实施方式2中，再生时控制部82输出的充电电流指令值Ia﹡［A］以一次侧电流量i1［A］作为控制对象。另一方面，在实施方式1或实施方式2中，控制信号生成部84将对二次侧电流量i2［A］进行控制的控制信号输出至充放电电路6的驱动电路63。

如果假设充放电电路6的斩波器电路的损耗较小，则在一次侧电流量i1［A］与二次侧电流量i2［A］之间，（式2）成立。在将从直流母线2向转换器1再生的电力抑制控制为阈值PthA［W］的情况下，由于能够近似为Vdc＝VthA、i1＝Ia﹡，因此，将它们代入（式2），

i2＝（VthA÷Vcap）ia﹡···（式4）

的关系成立。在两端电压值Vcap［V］的变化较小的情况下，由于可将（VthA÷Vcap）视作常数，因此，能够通过控制信号生成部84内的PI控制、I控制、PID控制等进行应对。但是，在对蓄电设备5的充电量较大，两端电压值Vcap［V］变化较大的情况下，仅通过控制信号生成部84无法应对。

因此，为了实现（式4），如图20所示，在再生时控制部82与电流指令值综合部83之间还设置再生时换算单元86。再生时换算单元86被输入作为再生时控制部82的输出的充电电流指令值Ia﹡［A］、作为再生时控制部82内的再生时电力/电压单元822的输出的电压值VthA［V］和作为蓄电设备电压值检测单元51的检测值的两端电压值Vcap［V］。再生时换算单元86运算（VthA÷Vcap）Ia﹡，将运算结果作为二次侧放电电流指令值Ia2﹡［A］输出至电流指令值综合部83。

至此为止，公开了将动力运行时换算单元85和再生时换算单元86分别单独地设置在充放电控制单元8中的方式。但是，也可以构成为，动力运行时换算单元85设置在动力运行时控制部81与电流指令值综合部83之间，且再生时换算单元86设置在再生时控制部82与电流指令值综合部83之间，两者都设置在充放电控制单元8中。

如上所述，通过将动力运行时换算单元85或再生时换算单元86两方或某一方设置在充放电控制单元8中，即使在蓄电设备5的两端电压值Vcap［V］变化较大的情况下，不使用流过直流母线2的电流量，也能够将经由转换器1从交流电源供给的动力运行时的电力抑制为预先确定的阈值PthB［W］。另外，同样地，即使在蓄电设备5的两端电压值Vcap［V］变化较大的情况下，不使用流过直流母线2的电流量，也能够将转换器1再生的再生时的电力抑制为预先确定的阈值PthA［W］。

并且，通过能够使蓄电设备5的两端电压值Vcap［V］变化较大而进行使用，从而能够增大蓄电设备5可对直流母线2充放电的电量。因此，设置在交流电动机驱动系统中的蓄电设备5的电容值较小即可。由此，还能够实现交流电动机驱动系统的进一步小型化和低价格化。

如果如上所示使用二次侧电流量i2［A］，则在n多重地构成斩波器电路的情况下，能够针对各个多重的相使充放电电流量与控制信号相对应。

在导入多重构成的斩波器电路，并针对各相使充放电电流量与控制信号相对应的情况下，能够实现充放电电流的脉动成分的抑制。由此，能够实现良好的电力补偿动作并能够降低噪声。即，能够实现交流电动机驱动系统的噪声对策部件的削减或能够利用低性能的噪声对策部件。由此，能够低价地制造交流电动机驱动系统。

另外，通过设置蓄电设备电压值检测单元51，检测蓄电设备5的两端电压值Vcap［V］并输出至充放电控制单元8，从而也能够采用在背景技术中公开的专利文献1中记载的蓄电调整处理技术。

具体来说，如图21所示，在充放电控制单元8内还设置蓄电调整控制部87。向蓄电调整控制部87中输入作为蓄电设备电压值检测单元51的输出的两端电压值Vcap［V］。向蓄电调整控制部87中输入作为充放电电流量检测单元64的输出的充放电电流量。向蓄电调整控制部87中输入作为来自动力运行时控制部81的输出的ErrB［V］或放电电流指令值Ib﹡［A］。向蓄电调整控制部87中输入作为来自再生时控制部82的输出的ErrA［V］或充电电流指令值Ia﹡［A］。蓄电调整控制部87基于输入，生成蓄电调整电流指令值Id﹡［A］，并输出至电流指令值综合部83。电流指令值综合部83将作为蓄电调整控制部87的输出的蓄电调整电流指令值Id﹡［A］、作为动力运行时换算单元85的输出的二次侧放电电流指令值Ib2﹡［A］、和作为再生时换算单元86的输出的二次侧充电电流指令值Ia2﹡［A］综合，生成综合电流指令值Ic﹡［A］。电流指令值综合部83将综合电流指令值Ic﹡［A］输出至控制信号生成部84。

在该蓄电调整控制部87中，采用专利文献1中记载的定电压控制部16E的结构。并且，在蓄电调整控制部87中采用下述结构，即，如本案的实施方式1或实施方式3所示那样，不基于直流母线2的电力值而是基于直流母线2的电压值Vdc［V］进行动作。这样，通过采用在专利文献1中记载的蓄电调整处理技术，从而也能够实现该技术效果。

此外，在图21中图示出了向充放电控制单元8中导入动力运行时换算单元85及再生时换算单元86的情况。但是，蓄电调整控制部87即使不采用动力运行时换算单元85或再生时换算单元86中的某一方也不会产生问题。另外，蓄电调整控制部87即使采用动力运行时换算单元85及再生时换算单元86双方也不会产生问题。

实施方式4

在图22中示出了实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统的整体框图。本实施方式与实施方式1（参照图1）或实施方式3（参照图18）不同之处在于，设置交流电压值检测单元9，其对与转换器1的输入侧连接的交流线间的电压值（下面，称为交流线间电压值）Vac［V］进行检测，并向充放电控制单元8进行输出。

此外，在图22中由虚线记载的部分表示在本实施方式中应用了实施方式3的情况下的结构。另外，在本实施方式中，关于与实施方式1或实施方式3相同或等同的单元，使用相同的名称和标号并省略说明。

对实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统的原理进行说明。输入至转换器1的交流线间电压值Vac［V］根据从交流电源至转换器1为止的配线的长短而不同。另外，在与同一交流电源连接多个交流电动机驱动系统这样的情况下，输入至一个交流电动机驱动系统的转换器1的交流线间电压值Vac［V］，会随着其他交流电动机驱动系统的运转状态的忙碌/空闲而变化。如果输入至转换器1的交流线间电压值Vac［V］变化，则作为转换器1的输出的直流母线2的电压值Vdc［V］也变化。

在本实施方式中，即使转换器1的输入交流线间电压值Vac［V］变化，也能够实现将从交流电源经由转换器1供给的动力运行电力抑制为预先确定的阈值PthB［W］。另外，即使转换器1的输入交流线间电压值Vac［V］变化，也能够实现将经由转换器1再生的再生电力抑制为预先确定的阈值PthA［W］。

下面，对动力运行时的实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统进行说明。在交流电动机进行动力运行动作的情况下，与交流线间电压值Vac［V］的变化对应的交流电动机的消耗电力Pload［W］和直流母线2的电压值Vdc［V］之间的关系如图23所示。在此，电压值Vac0［V］是针对交流线间电压值Vac［V］而成为基准的电压值。

在实际的交流线间电压值Vac［V］比成为基准的电压值Vac0［V］高的情况下，电压下降曲线大体上向电压值Vdc［V］较高的一方平行移动。相反地，在实际的交流线间电压值Vac［V］比成为基准的电压值Vac0［V］低的情况下，电压下降曲线大体上向电压值Vdc［V］较低的一方平行移动。

因此，为了形成与交流线间电压值Vac［V］的变化相对应的结构，实施方式4所涉及的动力运行时控制部81如图24所示那样，具有基准时交流线间电压值存储单元831，其预先记录有成为基准的电压值Vac0［V］。并且，本实施方式取代实施方式1或实施方式3中记载的、仅输入作为动力运行时电力阈值存储单元811的输出的阈值PthB［W］并输出电压值VthB［V］的动力运行时电力/电压单元812，而设置交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832。在交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中，根据近似式或LUT等预先准备有图23所示的电压下降曲线的特性。

另外，与实施方式1或实施方式3相同地，根据近似式或LUT等形式在交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中预先仅准备有Vac＝Vac0的情况下的电压下降曲线的值即f（Pload），交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832可以对该函数f（Pload）进行（式5）所示的运算，从而计算电压值VthB［V］。在此，Kb（＞0）是对电压下降曲线根据交流线间电压值Vac［V］而进行平行移动的比例进行调整的常数。

VthB＝Kb（Vac÷Vac0）f（Pload）···（式5）

向交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中输入由交流电压值检测单元9检测出的交流线间电压值Vac［V］。向交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中输入预先记录在基准时交流线间电压值存储单元831中的电压值Vac0［V］。向交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中输入作为动力运行时电力阈值存储单元811的输出的阈值PthB［W］。交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832基于输入，输出电压值VthB［V］。

此外，交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832的输出VthB［V］的输出目标与实施方式1或实施方式3相同。交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832将输出VthB［V］输出至减法单元813或动力运行时换算单元85。

下面，对再生动作时的实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统进行说明。在交流电动机进行再生动作的情况下，与交流线间电压值Vac［V］的变化对应的交流电动机的消耗电力Pload和直流母线2的电压值Vdc［V］之间的关系如图25所示。

在实际的交流线间电压值Vac［V］比成为基准的电压值Vac0［V］高的情况下，电压上升曲线大体上向电压值Vdc［V］较高的一方平行移动。相反地，在实际的交流线间电压值Vac［V］比成为基准的电压值Vac0［V］低的情况下，电压上升曲线大致向电压值Vdc［V］较低的一方平行移动。

因此，为了形成与交流线间电压值Vac［V］的变化相对应的结构，实施方式4所涉及的再生时控制部82如图26所示那样，具有基准时交流线间电压值存储单元841，其预先记录有成为基准的电压值Vac0［V］。并且，本实施方式取代实施方式1或实施方式3中记载的、仅输入作为再生时电力阈值存储单元821的输出的阈值PthA［W］并输出电压值VthA［V］的再生时电力/电压单元822，而设置交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842。在交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中，根据近似式或LUT等预先准备有图25所示的电压上升曲线的特性。

另外，与实施方式1或实施方式3相同地，根据近似式或LUT等形式在交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中预先仅准备有Vac＝Vac0的情况下的电压上升曲线的值即g（Pload），交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842可以对该函数g（Pload）进行（式6）所示的运算，从而计算电压值VthA［V］。在此，Ka（＞0）是对电压上升曲线根据交流线间电压值Vac［V］进行平行移动的比例进行调整的常数。

VthA＝Ka（Vac÷Vac0）g（Pload）···（式6）

向交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中输入由交流电压值检测单元9检测出的交流线间电压值Vac［V］。向交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中输入预先记录在基准时交流线间电压值存储单元841中的电压值Vac0［V］。向交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中输入作为再生时电力阈值存储单元821的输出的阈值PthA［W］。交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842基于输入，输出电压值VthA［V］。

此外，交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842的输出VthA［V］的输出目标与实施方式1或实施方式3相同。交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842将输出VthA［V］输出至减法单元823或再生时换算单元86。

如果采用本实施方式，则即使在转换器1的输入交流线间电压值Vac［V］发生变化的情况下，不设置直流母线电流量检测单元，也能够将从交流电源经由转换器1供给的动力运行电力抑制为预先确定的阈值PthB［W］。另外，即使在转换器1的输入交流线间电压值Vac［V］发生变化的情况下，不设置直流母线电流量检测单元，也能够将经由转换器1再生的再生电力抑制为预先确定的阈值PthA［W］。

实施方式5

对动力运行时控制部81的其他实施方式进行说明。在实施方式1或实施方式4所涉及的交流电动机驱动系统中，考虑交流电动机进行消耗电力Pload（t）［W］的动力运行动作的情况。假设在此情况下，如果不存在从蓄电设备5经由充放电电路6供给至直流母线2的电力Passist（t）［W］，则直流母线的电压值Vdc［V］成为Vload（t）［V］（参照图27）。在此，t表示时刻。

下面，考虑Passist（t）［W］存在，从交流电源供给的电力被控制为阈值PthB［W］的情况。如果考虑在此情况下的短时间间隔Δt中进行能量的交换，则（式7）成立。

Passist（t）·Δt＝Pload（t）·Δt－PthB·Δt···（式7）

直流母线的电压值Vdc［V］是储存在平滑电容器3中的能量的表现。因此，将（式7）改写为（式8）。

Passist（t）·Δt＝（1/2）C［Vdc0²－｛Vload（t）｝²］－（1/2）C（Vdc0²－VthB²）＝－（1/2）C［｛Vload（t）｝²－VthB²］···（式8）

另外，在存在来自蓄电设备5的电力供给的情况下的Vload（t）［V］，是直流电压值检测单元7的检测值Vdc［V］。由此，（式8）进一步改写为（式9）。

Passist（t）·Δt＝－（1/2）C（Vdc²－VthB²）···（式9）

因此，基于（式9），将电压值Vdc［V］的平方和电压值VthB［V］的平方的差设为ErrB［V］，根据将该ErrB［V］乘以－（1/2）C而得到的值，能够生成放电电流指令值Ib﹡［A］。

图28中示出实施方式5所涉及的动力运行时控制部81的框图。此外，在图28中，由虚线表示的部分表示在本实施方式中应用了实施方式2或实施方式4的情况下的结构。另外，关于与实施方式1或实施方式4相同或等同的单元，使用相同的名称和标号并省略说明。

在图中，向平方运算单元833中输入作为直流电压值检测单元7的输出的电压值Vdc［V］。平方运算单元833基于输入，运算Vdc²，并作为被减数输入而输出至减法单元813。

向平方运算单元834中输入作为动力运行时电力/电压单元812或交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832的输出的电压值VthB［V］。平方运算单元834基于输入，运算VthB²，并作为减数输入而输出至减法单元813。

减法单元813基于输入，运算Vdc²－VthB²，并作为输出ErrB［V］而输出至乘法单元814。

乘法单元814基于输入，运算C（Vdc²－VthB²），并输出至乘法单元835。乘法单元835将作为输入的C（Vdc²－VthB²）与－（1/2）C相乘，并输出至动力运行时电力补偿控制部816或动力运行时换算单元85。下面，将平方运算单元833、平方运算单元834、减法单元813、乘法单元814以及乘法单元835进行组合而作为动力运行时运算单元。

动力运行时电力补偿控制部816基于输入而生成放电电流指令值Ib﹡［A］，并输出至电流指令值综合部83。

如果采用本实施方式，则即使不使用（式1）而使用（式9），也能够在不设置直流母线电流量检测单元的情况下将从交流电源经由转换器1供给的动力运行电力抑制为预先确定的阈值PthB［W］。

此外，动力运行时控制部81的结构并不限定于上述结构。例如在动力运行时运算单元中，可以通过1个乘法单元实施乘法单元814和乘法单元835，只进行一次乘法运算。除此以外，对于动力运行时运算单元的结构，只要减法单元813、乘法单元814及乘法单元835等的配置能够取得相同的结果，则当然能够实施顺序相反等不同的配置。

此外，在实施方式1至实施方式5中，对在存储从交流电源经由转换器1供给至直流母线2的电力的阈值PthB［W］的动力运行时电力阈值存储单元811中，存储有预先确定的阈值进行了说明。另外，对在存储电压下降曲线的动力运行时电力/电压单元812中存储有预先确定的特性进行了说明。对在存储平滑电容器3的静电电容值C［F］的平滑电容器静电电容值存储单元815、825中存储有预先确定的数值进行了说明。对在存储用于限制交流电动机动力运行时的充放电电路6的动作的阈值的第3存储单元818中，存储有预先确定的阈值进行了说明。对在存储从直流母线2经由转换器1再生的电力的阈值PthA［W］的再生时电力阈值存储单元821中，存储有预先确定的阈值进行了说明。对在存储电压上升曲线的特性的再生时电力/电压单元822中存储有预先确定的特性进行了说明。对在存储用于限制交流电动机再生时的充放电电路6的动作的阈值的第4存储单元828中，存储有预先确定的阈值进行了说明。对在存储转换器1的输入侧即交流线间的成为基准的电压值Vac0［V］的基准时交流线间电压值存储单元831、841中，存储有预先确定的数值进行了说明。对在存储与交流线间电压值的变化相对应的电压下降曲线的特性的交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元832中，存储有预先确定的特性进行了说明。对在存储与交流线间电压值的变化相对应的电压上升曲线的特性的交流线间电压值对应再生时电力/电压单元842中，存储有预先确定的特性进行了说明。上述是关于交流电动机驱动系统开始运转的时刻及其以后的说明。

上述阈值、数值或特性，在交流电动机驱动系统开始运转前，即装置运入时刻、装置检查结束时刻、每天的开始作业时间前、任务变更时刻等，可以进行设定等。该设定等可以使用例如拨号盘、选择按钮、专用接口、通用的通信接口等设定单元进行。

并且，该设定单元可以与例如由作业的负载状况、作业的动力运行或再生的持续状态、交流电源的状况、作业时间段、噪音等环境状态及蓄电设备5的充放电等引起的电容值的变化等相对应地进行设定等。并且，该设定单元也能够根据设定或变更或其他条件等对上述阈值、数值或特性进行删除。即使具有上述设定单元，也不妨碍在实施方式1至实施方式5所涉及的交流电动机驱动系统中能够实现的效果，这是显而易见的。

标号的说明

1转换器、11三相全波整流电路、111a二极管、111b二极管、111c二极管、111d二极管、111e二极管、111f二极管、12电阻再生电路、121开关元件、122电阻、13整流电路、131a二极管、131b二极管、131c二极管、131d二极管、131e二极管、131f二极管、132a开关元件、132b开关元件、132c开关元件、132d开关元件、132e开关元件、132f开关元件、14交流电抗器、2直流母线、3平滑电容器、4逆变器、5蓄电设备、51蓄电设备电压值检测单元、6充放电电路、61a二极管、61b二极管、61c二极管、61d二极管、62a开关元件、62b开关元件、62c开关元件、62d开关元件、63a驱动电路、63b驱动电路、63c驱动电路、63d驱动电路、64充放电电流量检测单元、65电抗器、7直流电压值检测单元、8充放电控制单元、81动力运行时控制部、811动力运行时电力阈值存储单元、812动力运行时电力/电压单元、813减法单元、814乘法单元、815平滑电容器静电电容值存储单元、816动力运行时电力补偿控制部、817动力运行比较单元、818第3存储单元、831基准时交流线间电压值存储单元、832交流线间电压值对应动力运行时电力/电压单元、833平方运算单元、834平方运算单元、835乘法单元、82再生时控制部、821再生时电力阈值存储单元、822再生时电力/电压单元、823减法单元、824乘法单元、825平滑电容器静电电容值存储单元、826再生时电力补偿控制部、827再生比较单元、828第4存储单元、841基准时交流线间电压值存储单元、842交流线间电压值对应再生时电力/电压单元、83电流指令值综合部、84控制信号生成部、85动力运行时换算单元、86再生时换算单元、87蓄电调整控制部、9交流电压值检测单元。

Claims (5)

1.一种交流电动机驱动系统，其特征在于，具有：

转换器，其供给直流电力；

逆变器，其将所述直流电力变换为交流电力；

直流母线，其将所述转换器和所述逆变器连接；

交流电动机，其通过所述交流电力进行驱动；

直流电压值检测单元，其对所述转换器的输出侧的电压值进行检测；

蓄电设备，其从所述直流母线充入所述直流电力，且将充电后的所述直流电力向所述直流母线放电；

充放电电路，其与所述逆变器并联地连接在所述直流母线上，且连接在所述直流母线和所述蓄电设备之间，使所述蓄电设备进行充放电；以及

充放电电流量检测单元，其检测所述蓄电设备的充放电电流量，

所述充放电电路形成为，与所述直流电压值检测单元检测的电压值以及所述充放电电流量检测单元检测的所述充放电电流量相对应，

将从所述逆变器供给至所述交流电动机的电力中的超过第1电力阈值的电力，从所述蓄电设备进行放电，或者，

将经由所述逆变器再生的所述交流电动机的再生电力中的超过第2电力阈值的电力，向所述蓄电设备充电。

2.一种交流电动机驱动系统，其特征在于，具有：

转换器，其供给直流电力；

逆变器，其将所述直流电力变换为交流电力；

直流母线，其将所述转换器和所述逆变器连接；

交流电动机，其通过所述交流电力进行驱动；

直流电压值检测单元，其对所述转换器的输出侧的电压值进行检测；

蓄电设备，其从所述直流母线充入所述直流电力，且将充电后的所述直流电力向所述直流母线放电；

充放电电路，其与所述逆变器并联地连接在所述直流母线上，且连接在所述直流母线和所述蓄电设备之间，使所述蓄电设备进行充放电；以及

充放电电流量检测单元，其检测所述蓄电设备的充放电电流量，

所述充放电电路形成为，与所述直流电压值检测单元检测的电压值以及所述充放电电流量检测单元检测的所述充放电电流量相对应，

在从所述逆变器供给至所述交流电动机的电力超过第1电力阈值的情况下，使所述蓄电设备放电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第1电力阈值相对应的第1电压值，或者，

在经由所述逆变器再生的所述交流电动机的再生电力超过第2电力阈值的情况下，对所述蓄电设备进行充电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第2电力阈值相对应的第2电压值。

3.一种交流电动机驱动系统，其特征在于，具有：

转换器，其供给直流电力；

逆变器，其将所述直流电力变换为交流电力；

直流母线，其将所述转换器和所述逆变器连接；

交流电动机，其通过所述交流电力进行驱动；

直流电压值检测单元，其对所述转换器的输出侧的电压值进行检测；

交流电压值检测单元，其对所述转换器的输入侧的电压值进行检测；

蓄电设备，其从所述直流母线充入所述直流电力，且将充电后的所述直流电力向所述直流母线放电；

充放电电路，其与所述逆变器并联地连接在所述直流母线上，且连接在所述直流母线和所述蓄电设备之间，使所述蓄电设备进行充放电；以及

充放电电流量检测单元，其检测所述蓄电设备的充放电电流量，

所述充放电电路形成为，与所述直流电压值检测单元检测的电压值、所述交流电压值检测单元检测的电压值以及所述充放电电流量检测单元检测的所述充放电电流量相对应，

在从所述逆变器供给至所述交流电动机的电力超过第1电力阈值的情况下，使所述蓄电设备放电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第1电力阈值和所述交流电压值检测单元检测的电压值相对应的第1电压值，或者，

在经由所述逆变器再生的所述交流电动机的再生电力超过第2电力阈值的情况下，对所述蓄电设备进行充电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第2电力阈值和所述交流电压值检测单元检测的电压值相对应的第2电压值。

4.一种交流电动机驱动系统，其特征在于，具有：

转换器，其供给直流电力；

逆变器，其将所述直流电力变换为交流电力；

直流母线，其将所述转换器和所述逆变器连接；

交流电动机，其通过所述交流电力进行驱动；

直流电压值检测单元，其对所述转换器的输出侧的电压值进行检测；

蓄电设备，其从所述直流母线充入所述直流电力，且将充电后的所述直流电力向所述直流母线放电；

蓄电设备电压值检测单元，其检测所述蓄电设备的两端电压值；

充放电电路，其与所述逆变器并联地连接在所述直流母线上，且连接在所述直流母线和所述蓄电设备之间，使所述蓄电设备进行充放电；以及

充放电电流量检测单元，其检测所述蓄电设备的充放电电流量，

所述充放电电路形成为，与所述直流电压值检测单元检测的电压值、所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值以及所述充放电电流量检测单元检测的所述充放电电流量相对应，

在从所述逆变器供给至所述交流电动机的电力超过第1电力阈值的情况下，利用与所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值相对应的所述充放电电路的放电电流使所述蓄电设备放电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第1电力阈值相对应的第1电压值，或者，

在经由所述逆变器再生的所述交流电动机的再生电力超过第2电力阈值的情况下，利用与所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值相对应的所述充放电电路的充电电流对所述蓄电设备进行充电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第2电力阈值相对应的第2电压值。

5.一种交流电动机驱动系统，其特征在于，具有：

转换器，其供给直流电力；

逆变器，其将所述直流电力变换为交流电力；

直流母线，其将所述转换器和所述逆变器连接；

交流电动机，其通过所述交流电力进行驱动；

直流电压值检测单元，其对所述转换器的输出侧的电压值进行检测；

交流电压值检测单元，其对所述转换器的输入侧的电压值进行检测；

蓄电设备，其从所述直流母线充入所述直流电力，且将充电后的所述直流电力向所述直流母线放电；

蓄电设备电压值检测单元，其检测所述蓄电设备的两端电压值；

充放电电路，其与所述逆变器并联地连接在所述直流母线上，且连接在所述直流母线和所述蓄电设备之间，使所述蓄电设备进行充放电；以及

充放电电流量检测单元，其检测所述蓄电设备的充放电电流量，

所述充放电电路形成为，与所述直流电压值检测单元检测的电压值、所述交流电压值检测单元检测的电压值、所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值以及所述充放电电流量检测单元检测的所述充放电电流量相对应，

在从所述逆变器供给至所述交流电动机的电力超过第1电力阈值的情况下，利用与所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值相对应的所述充放电电路的放电电流使所述蓄电设备放电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第1电力阈值和所述交流电压值检测单元检测的电压值相对应的第1电压值，或者，

在经由所述逆变器再生的所述交流电动机的再生电力超过第2电力阈值的情况下，利用与所述蓄电设备电压值检测单元检测的电压值相对应的所述充放电电路的充电电流对所述蓄电设备进行充电，以使得所述直流电压值检测单元检测的电压值成为与所述第2电力阈值和所述交流电压值检测单元检测的电压值相对应的第2电压值。