DE102011113056A1 - Motorantriebsvorrichtung - Google Patents

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Yasusuke Iwashita
Masakazu Niwa
Takashi Harada
Koujirou SAKAI
Shinichi Horikoshi
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Abstract

Wenn während der Beschleunigung des Motors der Ausgang des Motors einen bestimmten Wert erreicht oder übersteigt, wird der Steuerungssollwert für die Zwischenkreisgleichspannung, die an einer Energiespeichereinrichtung anliegt, in einem entsprechenden Verhältnis zu dem Motorausgang graduell reduziert. Wenn der Motor in einen Steuerungsmodus für konstante Geschwindigkeit eintritt, wird der Steuerungssollwert für die Zwischenkreisgleichspannung auf einem konstanten Niveau gehalten. Wenn der Motor in einen Verzögerungssteuerungsmodus eintritt, wird der Steuerungssollwert für die Zwischenkreisgleichspannung in einem entsprechenden Verhältnis zu dem Motorausgang graduell angehoben und die regenerierte Energie wird durch die Energiespeichereinrichtung aufgenommen und wird während dem nächsten Durchlauf wiederverwendet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorantriebsvorrichtung die eine Energiespeichereinrichtung verwendet, um die Belastung des Energieversorgungssystems zu reduzieren.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • In einer Motorantriebsvorrichtung zum Antreiben einer Werkzeugmaschine, einer Industriemaschine, eines Roboters oder dergleichen werden häufig Pulsweitenmodulations(PWM)-Wandler – die durch PWM Schaltvorgänge von Leistungshalbleiterbau steinen ihre Zwischenkreisgleichspannung auf eine gewünschte Spannung, die höher als die Spitzenspannung der Eingangsspannung ist, fast mit einem Leistungsfaktor von 1 ansteuern – als Wandler zum Wandeln der Eingangswechselspannung in Gleichspannung verwendet.
  • Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer 2000-236679 beschreibt eine Methode, bei der eine Energiespeichereinrichtung mit dem Ausgang eines PWM-Wandlers verbunden ist und der PWM-Wandler betrieben wird, um den Eingangsstrom zu begrenzen, wobei vorgesehen ist, die Energiespeichereinrichtung als Puffer zu verwenden, um Energie zum Ansteuern des Motors bereitzustellen und dadurch Spitzen in der von der Energieversorgung während der Motorbeschleunigung bereitgestellten Energie sowie Spitzen in der während der Motorverzögerung in die Energieversorgung zurückgespeisten Energie zu unterdrücken.
  • Gemäß dieser Methode werden die Energiespitzen durch die Puffereigenschaften der Energiespeichereinrichtung unterdrückt. Da allerdings die Steuerung so ausgeführt wird, dass die Spannung der Energiespeichereinrichtung während der gesamten Zeit konstant gehalten wird, wird die während der Motorverzögerung auftretende regenerierte Energie in die Energieversorgung zurückgespeist oder, falls dies nicht möglich ist, wird die regenerierte Energie in Widerständen verbraucht und nicht in der Energiespeichereinrichtung für eine Wiederverwendung gespeichert. Gemäß dieser Methode wird die Gesamtenergiemenge die während der Motorbeschleunigung und beim Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit von der Energieversorgung bereitgestellt werden muss nicht geringer, als ohne die Verwendung der Energiespeichereinrichtung. Daher besteht das Problem, dass diese Methode nicht dazu beiträgt, die Anforderungen an die Kapazität der Energieversorgung wesentlich zu reduzieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, für eine Motorantriebsvorrichtung mit einer Energiespeichereinrichtung, die Anforderungen an die Kapazität der Energieversorgung, nicht nur durch eine Reduzierung der Energiespitzenwerte, sondern auch der Gesamtmenge der durch die Energieversorgung bereitgestellten Energie weiter zu reduzieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Motorantriebsvorrichtung vorgesehen, die umfasst: einen PWM (Pulsweitenmodulation) gesteuerten PWM-Wandler, der die von einer Energiequelle bereitgestellte Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt umwandelt; einen PWM-Wechselrichter, der die von dem PWM-Wandler ausgegebene Gleichpannung in eine Wechselspannung mit variabler Frequenz und umgekehrt umwandelt, und der einen Motor mit der Wechselspannung mit variabler Frequenz antreibt; eine zwischen dem PWM-Wandler und dem PWM-Wechselrichter angeordnete Energiespeichereinrichtung, die eine zum Antrieb des Motors geeignete Energiemenge speichern kann; und einen PWM-Wandler-Steuerschaltkreis, der den PWM gesteuerten PWM-Wandler betätigt, und wobei: der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis die PWM-Steuerung so ausführt, dass während einem Beschleunigungssteuerungsintervall des Motors weniger Energie von dem PWM-Wandler bereitgestellt wird, als der Motor benötigt und jegliches Defizit der zum Antrieb des Motors benötigten Energiemenge von der Energiespeichereinrichtung bereitgestellt wird, wodurch bewirkt wird, dass die Spannung der Energiespeichereinrichtung zu Beginn des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors abnimmt, und es somit ermöglicht wird, dass zumindest ein Teil der regenerierbaren Energie des Motors während des Verzögerungssteuerungsintervalls von der Energiespeichereinrichtung aufgenommen wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch das Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Figuren besser verstanden werden, wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm ist, das ein Konfigurationsbeispiel einer Motorantriebsvorrichtung zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird.
  • 2a und 2b schematische Wellenformdiagramme zur Verdeutlichung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind.
  • 3a bis 3e schematische Wellenformdiagramme zur Verdeutlichung eines Überblicks der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführten Steuerung.
  • 4a und 4b schematische Wellenformdiagramme zur Verdeutlichung eines Überblicks der gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführten Steuerung.
  • 5 ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist.
  • 6 ein Blockdiagramm ist, das das Hinzufügen einer Widerstandsentladeeinheit dargestellt.
  • 7 ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist.
  • 8 ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist.
  • 9 ein Zustandsübergangsdiagramm ist, das die gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ausgeführte Steuerung darstellt.
  • 10 ein Diagramm ist, das einen Vergleich zwischen den in 9 verwendeten Spannungswerten zeigt.
  • 11 ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Motorantriebsvorrichtung zeigt, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird. Die Motorantriebsvorrichtung in 1 umfasst: einen PWM-Wandler 2, der von einer Energiequelle 14 über eine Wechselspannungsspule 13 bereitgestellte Drei-Phasen-Wechselspannung in eine Gleichspannung und umgekehrt umwandelt; einen PWM-Wechselrichter 3, der die Gleichspannung in eine Drei-Phasen-Wechselspannung mit variabler Frequenz und umgekehrt umwandelt, und der einen Motor 8 mit der Drei-Phasen-Wechselspannung mit variabler Frequenz antreibt; und eine zwischen dem PWM-Wandler 2 und dem PWM-Gleichrichter 3 bereitgestellte Energiespeichereinrichtung 4 die eine zum Antrieb des Motors 8 geeignete Energiemenge speichern kann. Als Energiespeichereinrichtung 4 können zum Beispiel ein elektrolytischer Kondensator, ein elektrischer Zweischichtkondensator, eine elektrische Speichereinrichtung mit großer Kapazität, usw. verwendet werden.
  • Der PWM-Wandler 2 umfasst: ein Leistungsbauteilfeld 20, das zusammen mit der Wechselspannungsspule 13 die Wechselspannung durch das Ausführen von Drei-Phasen-Wechselspannungs-Aufwärts-Schalten in Gleichspannung umwandelt; einen Glättungskondensator 9, der die umgewandelte Gleichspannung glättet; und einen PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5, der die Schaltvorgänge des Leistungsbauteilfeldes 20 steuert. Der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 weist auch, so wie später beschrieben wird, die Funktion zum Einstellen des Steuerungssollwerts für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf. Die tatsächliche Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2, und somit die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4), variiert, um dem vom PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 vorgegebenen Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 zu folgen. Der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 steuert die Schaltvorgänge des Leistungsbauteilfeldes 20 durch das Erzeugen eines PWM-Signals, das auf einer Abweichung des über die Leitung 10 bereitgestellten Istwerts der Zwischenkreisgleichspannung (der Spannung der Energiespeichereinrichtung 4), also der Istwert der Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2, von der Sollspannung basiert und basierend auf dem durch die Leitung 11 bereitgestellten Istwert der Eingangsspannung und dem durch die Leitung 12 bereitgestellten Istwert des Eingangsstroms. Auf diese Weise wird während dem Antreiben die Drei-Phasen-Wechselspannung der Energiequelle 14 in eine Gleichspannung umgewandelt, deren gewünschte Spannung größer als der Spitzenwert der Eingangswechselspannung ist. Die von dem Motor 8 während dem Regenerationsbetrieb regenerierte Energie wird von dem Wechselrichter 3 in Gleichspannung umgewandelt, durch den Glättungskondensator 19 geglättet und zurück in eine Drei-Phasen-Wechselspannung umgewandelt, die zurück zur Energiequelle 14 geleitet wird.
  • Der PWM-Wechselrichter 3 umfasst ebenfalls einen PWM-Wechselrichter-Steuerschaltkreis 6 zur Steuerung der Schaltvorgänge seines internen Leistungsbauteilfeldes. Eine Steuerung 7 steuert den PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 und den PWM-Wechselrichter-Steuerschaltkreis 6 in konsolidierter Weise.
  • Um beim Einschalten, usw., die Energiespeichereinrichtung 4 auf den Spitzenwert der Versorgungsspannung zu laden, kann ein interner Ladeschaltkreis des PWM-Wandlers 2 oder ein externer Ladeschaltkreis verwendet werden. Danach wird die Energiespeichereinrichtung 4 vor Betriebsbeginn auf den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des durch den PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 gesteuerten PWM-Wandlers 2 geladen.
  • Die 2a und 2b sind schematische Wellenformdiagramme zur Verdeutlichung der Steuerung des PWM-Wandlers gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In 2a entspricht der Begriff ”Motorausgang” der vom Motor benötigten Energie oder der vom Motor zurückgespeisten Energie. Der Motorausgangswert kann aus der Motorausgangsinformation, die aus dem durch die Leitung 15 erfassten Eingangswert des PWM-Wechselrichter 3 berechnet wird, der innerhalb des PWM-Wechselrichters 3 berechneten Motorausgangsinformation, oder der von der Hauptsteuerung 7 berechneten Motorinformation erhalten werden.
  • Während der Beschleunigungssteuerung durch die Steuerung 7 senkt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 – nachdem erkannt wurde, dass der Motorausgang einen bestimmten Wert erreicht hat – den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 in einem entsprechenden Verhältnis zum Motorausgang graduell ab, so wie dies in 2b dargestellt ist, sodass der einen bestimmten Wert übersteigende Anteil der vom Motor 8 benötigten Energie, so wie durch den Motorausgang angezeigt, durch die Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt wird. Die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4 nimmt graduell in gleicher Weise ab, wie der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 graduell sinkt. Auf diese Weise wird die während der Beschleunigungssteuerung von der Energiequelle 14 bereitgestellte Energie auf einen Wert begrenzt, der kleiner als der Energiebedarf des Motors 8 ist, und das zum Antreiben des Motors 8 benötigte Energiedefizit wird von der Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt. Wenn die Steuerung 7 in einen Steuerungsmodus für konstante Geschwindigkeit eintritt, in dem der Motor 8 unter geringen Lastbedingungen angetrieben wird, hält der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf einem konstanten Niveau. Da dadurch der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf einem konstanten Niveau gehalten wird, wird auch die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4 auf einem konstanten Niveau gehalten. Daher wird die Energie, die zum Antreiben des Motors 8 erforderlich ist, vollständig von der Energiequelle 14 bereitgestellt. Wenn die Steuerung 7 in einen Verzögerungssteuerungsmodus eintritt, erhöht der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 graduell den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 in einem entsprechenden Verhältnis zu der von dem Motor 8 zurückgespeisten regenerierten Energie, so wie durch den in 2a dargestellten Motorausgang angezeigt. Die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4 steigt graduell in gleicher Weise an, wie der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 graduell ansteigt. Auf diese Weise kann die vom Motor 8 regenerierte Energie vollständig durch die Energiespeichereinrichtung 4 zur Wiederverwendung in dem nächsten Steuerdurchlauf aufgenommen werden, während es der Energiespeichereinrichtung 4 nicht ermöglicht wird, durch die Energiequelle 14 geladen zu werden sowie es der regenerierten Energie nicht ermöglicht wird, zur Energiequelle 14 durchgeleitet zu werden.
  • Indem der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5, so wie oben beschrieben, den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 in einem entsprechenden Verhältnis zum Motorausgang verändert, kann die Energiemenge die von der Energiequelle 14 während der Beschleunigung des Motors 8 bereitgestellt werden muss reduziert werden. Dadurch können die Anforderungen an die Kapazität der Energieversorgung gesenkt werden.
  • Die 3a bis 3e zeigen schematisch, anhand eines Beispiels, die Wellenformen der unterschiedlichen Abschnitte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In den 3a bis 3e steht der Motor während des Intervalls von T0 bis T1 still, und der PWM-Wandler 2 hält die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) (siehe 3e) auf einem konstanten Wert der größer als der Spitzenwert der Eingangsspannung ist. Zum Zeitpunkt T1 initiiert die Steuerung 7 die Beschleunigung des Motors; da dabei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 konstant hält (siehe 3b), bis zum Zeitpunkt T2 der Motorausgang (siehe 3a) einen vorgegebenen Wert erreicht, wird die zum Antrieb des Motors 8 benötigte Energie vollständig durch die Energiequelle 14 bereitgestellt, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) (siehe 3e) ändert sich nicht. Während des Intervalls vom Zeitpunkt T2 bis zum Zeitpunkt T3, bei dem das Steuerungsintervall für konstante Geschwindigkeit beginnt, senkt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 (siehe 3b) in einem entsprechenden Verhältnis zum Motorausgang graduell ab; daher wird die Energiespeichereinrichtung 4 entladen, und die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4 nimmt daher ab (siehe 3e). Zu diesem Zeitpunkt ersetzt die Energie aus der Energiespeichereinrichtung 4 die Energie der Energiequelle 14 und der Strom von der Energiequelle 14 (Energiequellenausgang, siehe 3c) wird auf einem konstanten Niveau gehalten. Während des Steuerungsintervall für konstante Geschwindigkeit von T3 bis T4, wird, da der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 konstant hält (siehe 3b), die dem Motorausgang entsprechende Energie von der Energiequelle 14 bereitgestellt. Wenn die Steuerung 7 zum Zeitpunkt T4 die Verzögerungssteuerung initiiert, erhöht der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 (siehe 3b) in einem entsprechenden Verhältnis zu dem Motorausgang und die von dem Motor 8 regenerierte Energie wird in der Energiespeichereinrichtung 4 aufgenommen. Auf diese Weise wird, da der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des durch den PWM-Wandler-Steuerschaltkreises 5 gesteuerten PWM-Wandlers 2 in dem Maße erhöht wird in dem regenerative Energie erzeugt wird, die zur Energiequelle 14 zurückfließende regenerative Energiemenge nahezu auf null reduziert und die Energiespeichereinrichtung 4 wird nicht durch die Energiequelle 14 geladen.
  • Wenn die während der Verzögerungssteuerung regenerierte Energiemenge größer als erwartet ist, und somit die Möglichkeit besteht, dass der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 zu groß wird, kann der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 – zum Beispiel nachdem erkannt wird, dass der Steuerungssollwert einen vor Betriebsbeginn eingestellten Ausgangswert erreicht hat – das Anheben des Steuerungssollwertes für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 stoppen, und kann danach den Wert durch das Ausführen einer PWM-Steuerung beibehalten, sodass die danach erzeugte regenerierte Energie vollständig zurück in die Energiequelle 14 fließt.
  • Umgekehrt, wenn die Menge der regenerierten Energie nicht ausreicht, und der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 zum Ende der Verzögerungssteuerung den vor Betriebsbeginn festgelegten Ausgangswert unterschreitet, kann der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 eine PWM-Steuerung ausführen, sodass der Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 graduell angehoben wird – zum Beispiel während des Stillstandintervalls des PWM-Wandler-Steuerschaltkreises 5 – bis der Steuerungssollwert den Ausgangswert erreicht.
  • In derartigen Fällen ist es vorteilhaft, dass der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den ”Gradienten”, der die Veränderungsgeschwindigkeit des Steuerungssollwertes für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 festlegt, unter Berücksichtigung der Kapazität der verwendeten Energiequelle 14 anpasst.
  • Ferner kann der zurück in die Energiequelle 14 fließende regenerierte Strom und der von der Energiequelle 14 bereitgestellte Strom durch die Verwendung einer nachstehend beschriebenen Eingangsstrombegrenzungsfunktion begrenzt werden.
  • Der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 der 1 hat eine Funktion mittels der, wenn der Stellwert für den Eingangsstrom des PWM-Wandlers 2 – der anhand der Abweichung der durch die Leitung 10 erfassten Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 von dem Steuerungssollwert ermittelt wurde – den Grenzwert für den Eingangsstrom übersteigt, das PWM-Signal, das zur Steuerung der Schaltvorgänge des Leistungsbauteilfeldes 20 verwendet wird, unter der Verwendung des Grenzwertes als Stellwert für den Eingangsstrom generiert wird, um dadurch den Eingangsstrom, unabhängig von der Abweichung der Zwischenkreisgleichspannung (der Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) von dem Steuerungssollwert der Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2, innerhalb eines bestimmten Bereichs zu begrenzen. In einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, so wie in den 4a und 4b dargestellt, stellt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 einen passenden Eingangsstromgrenzwert für die Beschleunigungssteuerung, die Steuerung der konstanten Geschwindigkeit und die Verzögerungssteuerung des Motors 8 ein, um Ergebnisse zu erreichen, die vergleichbar mit den mittels des ersten Ausführungsbeispiels erzielten Ergebnissen sind. In den 4a und 4b stellt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 eine obere Grenze für den von der Energiequelle 14 bereitgestellten Anteil an der zur Beschleunigung des Motors 8 benötigten Energie ein, und verwendet den entsprechenden Stromwert als oberen Eingangsstromgrenzwert sowohl für die Motorstillstandintervalle als auch die Motorbeschleunigungsintervalle. Für die Steuerung der konstanten Geschwindigkeit des Motors 8 bestimmt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den oberen Grenzwert durch Verwenden des Stromwerts, der während der Steuerung der konstanten Geschwindigkeit dem Motorausgang entspricht. Für die Verzögerungssteuerung des Motors 8 setzt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den oberen und unteren Grenzwert für den Eingangsstrom auf null.
  • 5 zeigt anhand eines Beispiels schematisch die Wellenformen der unterschiedlichen Abschnitte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In 5 steht der Motor während des Intervalls von T0 bis T1 still und der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 führt eine PWM-Steuerung aus, sodass die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 dem Steuerungssollwert folgt, der größer als der Spitzenwert der Eingangsspannung ist. Zum Zeitpunkt T1 initiiert die Steuerung 7 die Beschleunigung des Motors; da der Motorausgang klein ist und der eingespeiste Strom kleiner als der Eingangsstromgrenzwert ist, wird bis zum Zeitpunkt T2, die Energie, die zum Antrieb des Motors 8 benötigt wird, vollständig durch die Energiequelle 14 bereitgestellt. Während des Intervalls von T2 bis T3 wird, da der Eingangsstrom auf den oberen Grenzwert begrenzt ist, das zum Antreiben des Motors 8 benötigte Energiedefizit von der Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt, sodass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) graduell abnimmt. Während des Steuerungsintervalls für konstante Geschwindigkeit von T3 bis T4 wird, da der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Eingangsenergiegrenzwert auf einem dem Motorausgang entsprechenden Wert setzt, die Energie für den Motor 8 nur durch die Energiequelle 14 bereitgestellt, und die Energiespeichereinrichtung 4 wird weder geladen noch entladen, sodass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) konstant gehalten wird. Wenn zum Zeitpunkt T4 das Verzögerungssteuerungsintervall beginnt, wird, da der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis sowohl den oberen als auch den unteren Grenzwert für den Eingangsstrom auf null gesetzt hat, die regenerierte Energie vollständig durch die Energiespeichereinrichtung 4 aufgenommen, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) steigt.
  • Auch in dem zweiten Ausführungsbeispiel können Zustände auftreten, bei denen die regenerierte Energiemenge größer als erwartet ist, und somit die Möglichkeit besteht, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) zu groß wird. In solchen Fällen kann – zum Beispiel selbst während des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors 8 – der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Eingangsstromgrenzwert auf den gleichen Wert wie für das Motorstillstandintervall setzen – nachdem erkannt worden ist, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers erreicht hat – und kann eine PWM-Steuerung ausführen, sodass die regenerierte Energie zurück in die Energiequelle 14 fließt.
  • Der Eingangsstromgrenzwert für die Beschleunigungssteuerung des Motors 8 kann zum Beispiel durch einen Einstellschalter für den PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5, oder durch einen Parameter der Hauptsteuerung 7 des PWM-Wandler-Steuerschaltkreises 5, anhand von Faktoren wie zum Beispiel der Kapazität des Energieversorgungssystems an dem die Motorantriebsvorrichtung 1 angeschlossen ist, dem Leistungsprofil des Motors, und der Kapazität der Energiespeichereinrichtung eingestellt werden. Zum Beispiel kann der Eingangsstromgrenzwert durch das Umwandeln der in dem Energieversorgungssystem zulässigen Energie in einen Stromwert oder durch das Umwandeln einer Leistung, die der Hälfte der maximalen Ausgangsleistung während des Motorbetriebs entspricht, in einem Stromwert. Der Eingangsstromgrenzwert kann ebenso unter Berücksichtigung der Kapazität der Energiespeichereinrichtung 4 festgelegt werden, sodass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) nicht auf den Spitzenwert der Eingangsspannung abfällt. Anstatt der Begrenzung des Eingangsstroms kann auch die Eingangsenergie begrenzt werden. Die Eingangsenergie kann mittels dem durch die Leitung 11 bereitgestelltem Istwert der Eingangsspannung der Motorantriebsvorrichtung 1 und den durch die Leitung 12 bereitgestellten Istwert des Eingangsstroms des PWM-Wandlers 2 berechnet werden.
  • Eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand 16 und einem Schalter 17, so wie in 6 gezeigt, kann parallel zu der Energiespeichereinrichtung 4 vorgesehen sein, wobei Vorkehrungen getroffen sind, dass wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) einen ersten Schwellenwert überschreitet, der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 eine Steuerung ausführt, um den Schalter 17 zu schließen, um dadurch zu bewirken, dass die regenerierte Energie in dem Widerstand 16 verbraucht wird, und – wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder unter einem zweiten Schwellenwert, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, abgenommen hat – führt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 eine Steuerung aus, um den Schalter 17 zu öffnen – der wieder geschlossen werden kann, wenn die Zwischenkreisgleichspannung danach über den ersten Schwellenwert ansteigt. Dieser Vorgang wird während der Verzögerungssteuerung wiederholt.
  • 7 ist ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Steuerung des PWM-Wandlers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem dritten Ausführungsbeispiel wird die Energiespeichereinrichtung unabhängig von dem Betriebszustand des Motors aufgrund einer Begrenzung des Stroms der Energiequelle nur dann geladen, wenn die Spannung der Energiespeichereinrichtung unter ihr Ladeniveau fällt.
  • Wenn die Steuerung 7 zum Zeitpunkt T1 die Beschleunigungssteuerung initiiert, wobei der obere Grenzwert für den Versorgungsstrom (Ausgang der Energieversorgung) durch den PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 auf null gesetzt wird, wird die Energie für den Motor 8 nur durch die Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt. Zum Zeitpunkt T2, wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) unter das Ladeniveau fällt, stellt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 dieses Ladeniveau als Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 ein, und stellt den oberen Grenzwert für den Eingangsstrom auf einen vorgegebenen Wert, der größer als null ist, ein. Dieser obere Grenzwert ist größer als der während der Steuerung für konstante Geschwindigkeit benötigte Strom, aber nicht größer als der zu diesem Zeitpunkt der Beschleunigungssteuerung benötigte Stromwert. Entsprechend wird während der zweiten Hälfte der Beschleunigungssteuerung das zum Antreiben des Motors 8 benötigte Energiedefizit durch die Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt, sodass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) weiter fällt.
  • Wenn die Steuerung der konstanten Geschwindigkeit zum Zeitpunkt T3 beginnt, wird der Motorausgang kleiner als der Stromgrenzwert; daher wird unter Verwendung dieser Differenz die Energiespeichereinrichtung 4 geladen, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) wird bis zum Zeitpunkt T4, zu dem die Verzögerungssteuerung beginnt, bis zum Ladeniveau zurückgeführt. Nachdem erkannt wird, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf das Ladeniveau zurückgeführt wurde, setzt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den oberen Grenzwert für den Eingangsstrom auf null.
  • Während der Verzögerungssteuerung, die von der Steuerung zum Zeitpunkt T4 initiiert wird, wird die Energiespeichereinrichtung 4 – da der obere und untere Grenzwert für den Eingangsstrom durch den PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 jeweils auf null gesetzt wurden – weder durch die Energiequelle 14 geladen, noch fließt die regenerierte Energie zurück in die Energiequelle, sondern die von dem Motor 8 regenerierte Energie wird vollständig in der Energiespeichereinrichtung 4 gespeichert. Wenn erkannt wird, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) ein Regenerationsniveau erreicht hat, das größer als das Ladeniveau ist, kann der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den unteren Grenzwert für den Eingangsstrom so verändern, dass es der regenerierten Energie ermöglicht wird, zurück in die Energiequelle zu fließen.
  • 8 ist ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Steuerung des PWM-Wandlers gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In 8 steuert der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 während des Motorstillstandintervalls von T0 bis T1 die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf eine zweite Spannung, die größer als der Spitzenwert der Eingangsspannung ist. Während des Intervalls von T1, wenn die Steuerung 7 die Beschleunigung des Motors 8 initiiert, bis zum Zeitpunkt T2, wenn der Motorausgang steigt und der Versorgungsstrom (Ausgang der Energieversorgung) einen Grenzwert auf der positiven Seite erreicht, wird die Energie, die zum Antrieb des Motors 8 benötigt wird, vollständig durch die Energiequelle 14 bereitgestellt. Nachdem der Versorgungsstrom (Ausgang der Energieversorgung) zum Zeitpunkt T2 den Grenzwert erreicht hat, wird der den Grenzwert übersteigende Anteil der Energie durch die Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) nimmt entsprechend ab. Wenn erkannt wird, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder unter eine erste Spannung gefallen ist, die kleiner als eine zweite Spannung ist, verändert der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf den ersten Wert. Wenn die Steuerung 7 die Steuerung für konstante Geschwindigkeit zum Zeitpunkt T3 initiiert, verändert der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 von der zweiten Spannung zur ersten Spannung, die kleiner als die zweite Spannung ist. Da der zu diesem Zeitpunkt benötigte Strom kleiner als der Grenzwert ist, wird der Strom von der Energiequelle 14 verwendet, um den Motor 8 anzutreiben sowie die Energiespeichereinrichtung 4 auf der ersten Spannung zu halten. Wenn die Steuerung 7 zum Zeitpunkt T4 die Verzögerungssteuerung initiiert, setzt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den oberen und unteren Grenzwert für den Eingangsstrom auf null; dadurch wird die Energiespeichereinrichtung 4 weder durch die Energiequelle 14 geladen noch fließt die regenerierte Energie zurück in die Energiequelle 14, sondern die von dem Motor 8 regenerierte Energie wird vollständig in der Energiespeichereinrichtung 4 gespeichert. Nachdem erkannt wurde, dass die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf den zweiten Wert zurückgeführt wurde, setzt der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 den Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 und den Grenzwert für den Eingangsstrom zurück auf ihre Ausgangswerte, und der regenerierten Energie wird es danach ermöglicht, vollständig zurück in die Energiequelle 14 zu fließen.
  • 9 ist ein Zustandsübergangsdiagramm das die Steuerung des PWM-Wandlers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 10 zeigt die Niveaus der Spannungen VL1, VL2, VH1 und VH2, die in 9 für den Vergleich mit dem Spitzenwert der Eingangsspannung verwendet werden. 11 ist ein schematisches Wellenformdiagramm zur Verdeutlichung der Steuerung.
  • In 9 beginnt die Steuerung mit dem Zustand 1 und, während des Motorstillstandintervalls von T0 bis T1, der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 steuert die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf den Wert VH2. Zum Zeitpunkt T1 initiiert die Steuerung 7 die Beschleunigungssteuerung 8 des Motors; zu diesem Zeitpunkt ist der Motorausgang klein und der Versorgungsstrom (Ausgang der Energieversorgung) ist kleiner als der Grenzwert, sodass die zum Antrieb des Motors 8 benötigte Energie vollständig von der Energiequelle 14 bereitgestellt wird. Die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) wird weiterhin auf den Wert VH2 gehalten. Wenn der Motorausgang ansteigt und die von der Energiequelle 14 abgegebene Energie den Eingangsgrenzwert erreicht, wird der Eingangsstrom begrenzt; daher wird das zum Ansteuern des Motors 8 benötigte Energiedefizit von der Energiespeichereinrichtung 4 bereitgestellt, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) nimmt daher ab. Wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder unter den Wert VH1 fällt, wird in den Zustand 2 gewechselt. In dem Zustand 2 ist die Steuerung der Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4), da der Eingangsstrom begrenzt ist, eine nicht rückgekoppelte Steuerung (engl.: open loop control), und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) fällt weiter. Wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder unter den Wert VL1 fällt, wird eine Steuerung ausgeführt, sodass der Wert VL1 beibehalten wird und die erforderliche Energie von der Energiequelle 14 bereitgestellt wird. Fast zum gleichen Zeitpunkt wechselt die Steuerung des Motors zu der Steuerung der konstanten Geschwindigkeit, und die Last nimmt ab. Wenn die Verzögerung des Motors 8 beginnt, und die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder über den Wert VL2 ansteigt, wird in den Zustand 4 gewechselt, und der PWL-Wandler-Steuerschaltkreis 5 schaltet die PWM-Steuerung aus. Daher geht die von der Energiequelle 14 bereitgestellte Energie sowie die zu der Energiequelle zurückfließende regenerierte Energie jeweils auf null zurück, und die regenerierte Energie die während der Verzögerungssteuerung erzeugt wird, wird vollständig in der Energiespeichereinrichtung 4 aufgenommen. Wenn die Zwischenkreisgleichspannung (die Spannung der Energiespeichereinrichtung 4) auf oder über den Wert VH2 ansteigt, wird zurück zum Zustand 1 gewechselt, und der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis 5 nimmt die PWM-Steuerung durch das Einstellen des Steuerungssollwerts für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers 2 auf den Wert VH2 wieder auf.
  • Da die während dem Verzögerungssteuerungsintervall in dem Motor auftretende regenerierte Energie durch die Energiespeichereinrichtung aufgenommen wird und in dem nächsten Steuerungsdurchlauf wiederverwendet wird, bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Gesamtenergiemenge die von der Energiequelle bereitgestellt werden muss reduziert werden kann, und dadurch die Anforderungen an die Kapazität der Energieversorgung gesenkt werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000-236679 [0003]

Claims (10)

  1. Motorantriebsvorrichtung (1) mit einem PWM-gesteuerten PWM-Wandler (2) der, die von einer Energiequelle (14) bereitgestellte Wechselspannung in Gleichspannung und umgekehrt umwandelt; einem PWM-Wechselrichter (3), der die von den PWM-Wandler (2) ausgegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung mit variabler Frequenz und umgekehrt umwandelt, und der einen Motor (8) mit der Wechselspannung mit variabler Frequenz antreibt; einer zwischen dem PWM-Wandler (2) und dem PWM-Wechselrichter (3) angeordneten Energiespeichereinrichtung (4), die eine zum Antrieb des Motors (8) geeignete Energiemenge speichern kann; und einem PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5), der den PWM-gesteuerten PWM-Wandler (2) betätigt, und wobei: der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) die PWM-Steuerung des PWM-Wandlers (2) derart ausführt, dass während einem Beschleunigungssteuerungsintervall des Motors (8) weniger Energie von dem PWM-Wandler (2) bereitgestellt wird, als der Motor (8) benötigt und jegliches Defizit der zum Antrieb des Motors benötigten Energiemenge von der Energiespeichereinrichtung (4) bereitgestellt wird, wodurch bewirkt wird, dass die Spannung der Energiespeichereinrichtung zu Beginn eines Verzögerungssteuerungsintervalls abgesenkt ist und es somit ermöglicht wird, dass zumindest ein Teil der regenerierbaren Energie des Motors (8) während des Verzögerungssteuerungsintervalls von der Energiespeichereinrichtung (4) aufgenommen wird.
  2. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) die Steuerung so ausführt, dass: die Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) während des Beschleunigungssteuerungsintervalls des Motors (8) absinkt; die Energiespeichereinrichtung (4) während eines Steuerungsintervalls für konstante Geschwindigkeit des Motors (8) auf der abgesenkten Spannung gehalten wird; und es zumindest einem Teil der in dem Motor (8) auftretenden regenerierbaren Energie ermöglicht wird, durch die Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung während des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors (8) abgesenkt wurde, aufgenommen zu werden, während es der Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, nicht ermöglicht wird, durch die Spannungsquelle (14) geladen zu werden.
  3. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während des Beschleunigungssteuerungsintervalls des Motors (8) durch eine PWM-Steuerung, bei der ein Steuerungssollwert für eine Ausgangsspannung des PWM-Wandlers (2) in einem entsprechenden Verhältnis zum Motorausgang graduell reduziert wird, ein Absinken der Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) bewirkt.
  4. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während des Beschleunigungssteuerungsintervalls des Motors (8) durch eine PWM-Steuerung, bei der ein Eingangsstrom oder eine Eingangsenergie des PWM-Wandlers (2) auf ein bestimmtes Niveau begrenzt wird, ein Absinken der Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) bewirkt.
  5. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während eines Steuerungsintervalls für konstante Geschwindigkeit des Motors (8) durch eine PWM-Steuerung, bei der ein Steuerungssollwert für eine Ausgangsspannung des PWM-Wandlers (2) auf den gleichen Wert eingestellt wird auf dem die Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) gehalten werden soll, die Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) beibehält.
  6. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während eines Steuerungsintervalls für konstante Geschwindigkeit des Motors (8) durch eine PWM-Steuerung, bei der ein Eingangsstrom oder eine Eingangsenergie des PWM-Wandlers (2) auf ein Niveau begrenzt wird, das dem Motorausgang entspricht, die Spannung der Energiespeichereinrichtung (4) beibehält.
  7. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während eines Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors (8) eine PWM-Steuerung ausführt, bei der ein Steuerungssollwert für die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers (2) in einem entsprechenden Verhältnis zu dem Motorausgang graduell angehoben wird, sodass zumindest ein Teil der in dem Motor (8) auftretenden regenerierbaren Energie durch die Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, aufgenommen wird, während es der Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, nicht ermöglicht wird, durch die Spannungsquelle (14) geladen zu werden.
  8. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors (8) eine PWM-Steuerung ausführt, bei der ein oberer Grenzwert oder unterer Grenzwert für den Eingangsstrom oder die Eingangsenergie des PWM-Wandlers (2) auf Null gesetzt wird, sodass zumindest ein Teil der in dem Motor (8) auftretenden regenerierbaren Energie durch die Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, aufgenommen wird, während es der Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, nicht ermöglicht wird, durch die Spannungsquelle (14) geladen zu werden.
  9. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der PWM-Wandler-Steuerschaltkreis (5) während des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors (8) eine PWM-Steuerung ausführt, bei der die PWM-Steuerung des PWM-Wandlers (2) gestoppt wird, sodass zumindest ein Teil der in dem Motor (8) auftretenden regenerierbaren Energie durch die Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, aufgenommen wird, während es der Energiespeichereinrichtung (4), deren Spannung abgesenkt wurde, nicht ermöglicht wird, durch die Spannungsquelle (14) geladen zu werden.
  10. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner eine Widerstandsentladeeinheit (16, 17) aufweisend, die einen Teil der in der Energiespeichereinrichtung (4) gespeicherten Energie resitiv entlädt, wenn die Ausgangsspannung des PWM-Wandlers (2) während des Verzögerungssteuerungsintervalls des Motors (8) einen bestimmten Wert überstiegen hat.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015112830B4 (de) * 2014-08-12 2017-09-21 Fanuc Corporation An eine elektrische Speichervorrichtung angeschlossener PWM- Gleichrichter für einen Motorantrieb
DE102018120486B4 (de) * 2017-08-28 2021-01-14 Fanuc Corporation Motorantriebsvorrichtung mit im Verstärkungsverhältnis gesteuertem PWM-Wandler

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4487009B2 (ja) * 2008-12-03 2010-06-23 シャープ株式会社 電源装置
JP5363607B2 (ja) * 2012-04-05 2013-12-11 ファナック株式会社 Ｄｃリンク低電圧アラーム検出レベル可変機能を有するモータ駆動装置
US8653841B2 (en) * 2012-05-04 2014-02-18 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a high-voltage electrical circuit including a discharge circuit
JP5638043B2 (ja) 2012-09-07 2014-12-10 ファナック株式会社 アラームレベル設定部を有するモータ駆動装置
DE102013223276A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Regelungsverfahren für einen Hochlauf einer Vakuumpumpe
KR101611148B1 (ko) * 2014-06-26 2016-04-08 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 위치 결정 제어 장치
KR101637771B1 (ko) * 2014-12-11 2016-07-08 현대자동차주식회사 전자식 진공 펌프의 제어 방법
JP6173373B2 (ja) * 2015-02-20 2017-08-02 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 モーター制御装置、シート搬送装置、及び画像形成装置
US20160285267A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Methode Electronics, Inc. Power peak shaving system
US20180266216A1 (en) * 2015-09-22 2018-09-20 Schlumberger Technology Corporation Downhole generator system
CN107231013B (zh) * 2016-05-24 2019-01-15 华为技术有限公司 一种充电的方法、终端、充电器和系统
WO2018072016A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-26 Imalog Inc. Hybrid rectifier
CN109842326B (zh) * 2017-11-24 2020-12-01 南京德朔实业有限公司 角磨及电动工具
JP6646086B2 (ja) * 2018-02-20 2020-02-14 ファナック株式会社 Ｄｃリンク部のコンデンサの短絡判定部を有するモータ駆動装置
JP7111557B2 (ja) * 2018-08-23 2022-08-02 ファナック株式会社 蓄電装置を有するモータ駆動システム
EP3949061A1 (de) * 2019-04-02 2022-02-09 G.D Societa' Per Azioni Automatische maschine und entsprechendes verfahren zur steuerung der produktion oder der verpackung von rauch-, hygiene-, nahrungsmittel- oder pharmazeutischen produkten
US11146180B2 (en) * 2019-11-01 2021-10-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Linear and nonlinear dynamic bus control for AFE applications
JP7359673B2 (ja) * 2019-12-09 2023-10-11 ファナック株式会社 電源回生機能を有する整流器及びモータ駆動装置
JP7341177B2 (ja) * 2021-03-02 2023-09-08 三菱電機株式会社 電力変換器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000236679A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Fuji Electric Co Ltd 電動機制御用電力変換装置の制御方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2549582B2 (ja) * 1991-01-29 1996-10-30 日立機電工業株式会社 クレーンの回生制動制御回路
JP3283134B2 (ja) * 1994-03-04 2002-05-20 株式会社東芝 Ｐｗｍコンバータ装置
JPH10304668A (ja) * 1997-04-23 1998-11-13 Hitachi Ltd Ｐｗｍコンバータ装置
JPH1175328A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Daikin Ind Ltd 蓄電式空気調和装置
JP3722811B2 (ja) 2003-06-06 2005-11-30 ファナック株式会社 モータ駆動装置
JP4515078B2 (ja) * 2003-11-18 2010-07-28 三菱電機株式会社 エレベータ制御装置
JP4021431B2 (ja) * 2004-08-10 2007-12-12 ファナック株式会社 コンバータ装置、インバータ装置及びｄｃリンク電圧の制御方法
JP4634817B2 (ja) * 2005-02-22 2011-02-16 株式会社Ｉｈｉ 負荷駆動装置
JP2006238515A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 負荷駆動装置
JP4842179B2 (ja) * 2007-03-12 2011-12-21 株式会社日立製作所 電力変換装置及びその制御方法
JP2009213290A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Juki Corp モータの駆動装置
JP5319318B2 (ja) * 2009-02-02 2013-10-16 アイダエンジニアリング株式会社 モータ駆動制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000236679A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Fuji Electric Co Ltd 電動機制御用電力変換装置の制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015112830B4 (de) * 2014-08-12 2017-09-21 Fanuc Corporation An eine elektrische Speichervorrichtung angeschlossener PWM- Gleichrichter für einen Motorantrieb
DE102018120486B4 (de) * 2017-08-28 2021-01-14 Fanuc Corporation Motorantriebsvorrichtung mit im Verstärkungsverhältnis gesteuertem PWM-Wandler

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JP5068877B2 (ja) 2012-11-07
JP2012085512A (ja) 2012-04-26
CN102403958B (zh) 2013-12-04
US8415906B2 (en) 2013-04-09
US20120068636A1 (en) 2012-03-22
CN102403958A (zh) 2012-04-04

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