JP2022076458A - 電力供給システム、及び電力供給ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の負荷装置を有する装置において、ユーザ要求を好適に満たし得る電力供給を実現する。【解決手段】外部の電源系統から電力供給される所定装置内に形成される電力供給システムであって、所定装置内に設けられた第1電力供給路と、電源系統から電力が入力され、該電力を変換して第1電力供給路に第1電力を出力する第1電力変換器と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、外部の電源系統から電力供給される装置内の電力供給システム、及び当該システムに適用可能な電力供給ユニットに関する。
交流電力により駆動される負荷装置に電力を供給するためのインバータ装置は、入力された直流電力を、当該駆動に適した交流電力に変換し供給する電力供給装置である。そして、インバータ装置を含み、負荷装置の駆動のための電力を供給する電力供給システムを開示する従来技術として、特許文献1や特許文献2の形態が例示できる。特許文献1は、商用電力で駆動される負荷装置を、自然エネルギーによる発電電力でも補助するための電力供給システムを例示しており、特許文献2は、バッテリの蓄電電力をDC-DCコンバータで変換してインバータに電力供給するシステム構成を例示している。
工場等に設置されている工作機械や搬送装置等の設備装置には、サーボモータ等の負荷装置が組み込まれており、これらを駆動制御するためのインバータ装置等の電力供給装置も同様に設置されている。一般に工場等に設置される設備装置には、多くの駆動軸が含まれており、また、その設備装置の数も多数に及ぶ。結果として、駆動電流を供給し駆動制御が行われる負荷装置の数は膨大なものとなり、その電力を供給するための配線の敷設作業は煩雑となる。
また、設備装置は、ユーザの所望の動作を行うように駆動制御されるため、その内部の電力供給に関連する設計仕様も、ユーザの要求に応じて様々であり、例えば、設備装置の配置場所や動作内容に応じて要求される電力仕様は個別に異なる。そのため、ユーザの要求を的確に満たす設備装置を提供するためには、その要求に応じた電力供給の仕様を満たさなければならず、コストの増加を招く要因ともなり得る。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数の負荷装置を有する装置において、ユーザ要求を好適に満たし得る電力供給を実現する技術を提供することを目的とする。
本発明においては、上記課題を解決するために、複数の負荷装置を有する所定装置に関して、外部の電源系統と所定装置の内部との間の電力変換を司る第1電力変換器を設け、且つ第1電力変換器により任意の電圧に調整された電力が所定装置内の第1電力供給路に出力される電力供給システムを形成した。このような構成を採用することで、ユーザの電力供給に関する様々な要求に好適に対応することが可能となる。なお、本願における電力変換とは、電気システムの中で電気エネルギーの利用のために伝送される電力について、その形態を特徴づける変数である電圧、電流、周波数(零周波数としての直流も含む)、位相、相数などのパラメータの一つ以上を変えることをいう。更に、当該電力変換は、交流や直流に加え方形波や三角波などを含めた様々な電力形態に含まれる一の形態から別の形
態に変換することも含むものである。
態に変換することも含むものである。
具体的に、本発明は、外部の電源系統から電力供給される所定装置内に形成される電力供給システムであって、前記所定装置内で複数の負荷装置に電力を供給可能に形成され第1電力供給路と、前記電源系統から電力が入力され、該電力を変換して前記第1電力供給路に第1電力を出力するように構成された第1電力変換器と、を備える。第1電力変換器として、例えばDC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、AC-ACコンバータ等を採用できる。第1電力変換器は、外部から入力された電力を第1電力に変換して第1電力供給路に出力する。第1電力変換器は、入力された電力の変換が可能であり、例えば当該電力を特徴づける電圧の昇圧、降圧、昇降圧が可能である。そして、出力された第1電力は、第1電力供給路を介して、所定装置が有する複数の負荷装置に供給される。なお、前記第1電力変換器は、前記電源系統における電力の形態を特徴づける所定の第1パラメータが第1変動幅を有する電力の入力が可能となるように構成されてもよい。第1パラメータとしては、電圧、電流、周波数(零周波数としての直流も含む)、位相、相数などが例示でき、当該パラメータは当業者の技術常識に従って適宜設定される。第1変動幅は、外部の電源系統における電力の形態を特徴づける電圧等の上記パラメータの変動幅等に基づいて適宜設定できる。このような構成により、電力供給システム内に形成された第1電力供給路を流れる電力をユーザの目的に応じた形態の電力とすることができる。
ここで、上記の電力供給システムは、前記第1電力供給路に接続され、且つ前記第1電力を変換して第2電力を出力するように構成された第2電力変換器と、前記第1電力供給路から独立して構成され、前記第2電力が出力される負荷用電力供給路と、前記負荷用電力供給路に接続され、入力される前記第2電力を前記複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置と、を更に備えてもよい。上記電力供給システムが形成される所定装置は、複数の電力供給装置によって駆動される複数の負荷装置を有する。当該複数の負荷装置は、電力供給装置から出力される負荷電力によって駆動されるものであれば、特定の形態の装置に限られない。例えば、交流駆動のサーボモータ等が負荷装置として例示でき、この場合、電力供給装置としてインバータ装置が例示できる。別法として、ヒータ等も負荷装置として例示でき、この場合、電力供給装置としてON/OFFを切り替えるスイッチが例示できる。所定装置としては、このサーボモータやヒータ等が設置される工作機械や搬送装置等が例示できる。そして、所定装置自体は、外部の電源系統から負荷装置を駆動するための電力供給を受ける。例えば、所定装置は、工場等の比較的広域に敷設されている直流電源系統や交流電源系統の少なくとも何れか一方に接続されてもよい。
第2電力変換器は、電力供給装置の仕様に応じた好適な電力を供給可能な変換器であり、例えばDC-DCコンバータ、AC-DCコンバータ、AC-ACコンバータ等が例示できる。第2電力変換器は、第1電力を第2電力に変換して負荷用電力供給路に出力する。第2電力変換器は、第1電力の変換が可能であり、例えば、当該第1電力を特徴づける電圧の昇圧、降圧、昇降圧が可能である。第2電力変換器の電力変換能力は、第1電力変換器の電力変換能力と同じであってもよく、又は異なってもよい。そして、第2電力変換器が第2電力を出力する負荷用電力供給路は第1電力供給路からは独立している供給路であり、複数の電力供給装置のそれぞれに対して負荷装置を駆動するための電力として第2電力を流す供給路である。なお、前記第2電力変換器は、前記第1電力供給路における電力の形態を特徴づける所定の第2パラメータが第2変動幅を有する電力の入力が可能となるように構成されてもよい。第2パラメータとしても、電圧、電流、周波数(零周波数と
しての直流も含む)、位相、相数などが例示でき、当該パラメータは当業者の技術常識に
従って適宜設定される。第2変動幅は、第1電力供給路における電力の形態を特徴づける電圧等の上記パラメータの変動幅等に基づいて適宜設定できる。
しての直流も含む)、位相、相数などが例示でき、当該パラメータは当業者の技術常識に
従って適宜設定される。第2変動幅は、第1電力供給路における電力の形態を特徴づける電圧等の上記パラメータの変動幅等に基づいて適宜設定できる。
このような構成により、電力供給システム内に形成される第1電力供給路と負荷用電力供給路は、それぞれ第1電力変換器と第2電力変換器によって、供給される電力の形態をユーザの要求に応じて好適に調整することができる。また、所定装置が設置される場所に応じて系統電力の形態が異なる場合であっても、所定装置が本発明の電力供給システムを備えることで、異なる入力電力の形態に好適に対応できる。
また、第1電力変換器によって第1電力の電圧を比較的高い電圧に調整した場合、第1電力供給路を流れる電流を低くすることができる。そのため、第1電力供給路を形成する電源ケーブルを細線化でき、以て、装置内の配線敷設作業の負担を軽くできる。なお、第1電力供給路における電圧がそのままでは負荷装置の駆動に適していない場合には、第2電力変換器によって好適な電圧に変圧して、第2電力として負荷用電力供給路に出力すればよい。
また、上述までの電力供給システムにおいて、前記外部の電源系統は、直流電力を供給する直流電力系統であり、前記第1電力変換器は、前記電源系統から直流電力が入力され、該直流電力を変換して前記第1電力供給路に直流電力である前記第1電力を出力するように構成され、前記第2電力変換器は、前記第1電力を変換して前記負荷用電力供給路に直流電力である前記第2電力を出力するように構成されてもよい。また、別法として、前記外部の電源系統は、交流電力が流れる交流電力系統であり、前記第1電力変換器は、前記電源系統から交流電力が入力され、該交流電力を変換して前記第1電力供給路に直流電力である前記第1電力を出力するように構成されてもよい。
ここで、上述までの電力供給システムは、前記第2電力変換器と、前記負荷用電力供給路と、前記複数の電力供給装置とを含み、該負荷用電力供給路に対する該複数の電力供給装置の接続関係が所定の関係となるように決定された電力供給ユニットを更に備えてもよい。このように第2電力変換器から複数の電力供給装置までの間をユニット化することで、第2電力変換器、負荷用電力供給路、複数の電力供給装置の取り扱いを容易にすることができる。特に電力供給装置の数が多くなるほど、ユニット化によるメリットが高められることになる。また、電力供給システムにおいては、第1電力変換器が設けられることで、突入電流が制限できるため、電力供給ユニット側で複数の電力供給装置毎に突入電流を防止するための構成を設ける必要が無い。なお、電力供給ユニットにおける負荷用電力供給路を流れる電力は、直流電力であってもよく又は交流電力やその他の形態の電力であってもよい。
また、上記の電力供給装置がインバータ装置である場合、前記複数の電力供給装置の何れかに対応する一の前記負荷装置の回生動作により回生電力が生じた場合、前記負荷用電力供給路を介して、該一の負荷装置以外の負荷装置の力行動作によって該回生電力が消費されてもよい。このような構成により、電力供給ユニット内で回生電力を消費でき、ユニット外の第1電力供給路への影響を回避できる。
ここで、上記の電力供給システムは、前記電力供給ユニットを複数備えてもよい。このようにすることで、所定装置に多くの負荷装置が搭載され、それらに対応する電力供給装置が多くなっても、複数の電力供給ユニットを、第1電力供給路を介して接続することで、各負荷装置に適した電力供給を容易に実現することができる。
また、上記の電力供給システムが複数の電力供給ユニットを備える場合、その複数の前記電力供給ユニットは、それぞれに含まれる前記第2電力変換器が、前記第1電力供給路を介してデイジーチェーン接続されるのが好ましい。このように構成することで、電力供給システムに含まれる全ての電力供給装置の接続形態を把握可能な一義的な形態とすることができる。この結果、第1電力供給路や負荷用電力供給路のインダクタンスやキャパシ
タンスに起因する過大電流を予め好適に抑制することが可能となる。
タンスに起因する過大電流を予め好適に抑制することが可能となる。
また、上記の電力供給システムが複数の電力供給ユニットを備え電力供給装置がインバータ装置である場合、前記複数の電力供給ユニットのうち一の電力供給ユニットにおいて、該一の電力供給ユニットに含まれる前記複数の電力供給装置の何れかに対応する前記負荷装置の回生動作により回生電力が生じた場合、前記第1電力供給路を介して、前記複数の電力供給ユニットのうち他の電力供給ユニットによって該回生電力が消費されてもよい。このような構成を採用することで、所定装置内で回生電力を消費でき、外部の直流電力系統への影響を回避できる。なお、前記一の電力供給ユニットにおいて生じた前記回生電力により前記第1電力供給路における電力の形態を特徴づける所定の第1パラメータが第1閾値を超えると、前記第1電力変換器によって該回生電力を前記電源系統に流出させてもよい。
ここで、上述までの電力供給システムは、前記第2電力変換器における変換電力と、前記複数の電力供給装置における変換電力とに基づいて、前記電力供給ユニットでの電力供給に関する異常を検出するユニット異常検出部を、更に備えてもよい。電力供給ユニットにおいて異常が生じていない場合には、原則的には第2電力変換器における変換電力と、複数の電力供給装置における変換電力とが一致することを踏まえて、ユニット異常検出部による異常検出が実行できる。また、電力供給システムの内部に直流電力が流れている場合、異常検出のための電力算出に要する時間を比較的短くすることができる。そのため異常検出を速やかに行うことができる。また、上記の電力供給システムは、前記複数の電力供給装置における変換電力と、該複数の電力供給装置から電力が供給される前記複数の負荷装置の駆動に消費される消費電力とに基づいて、該複数の負荷装置に関する異常を検出する負荷装置異常検出部を、更に備えてもよい。このような構成においても、複数の電力供給装置における変換電力と、複数の負荷装置による消費電力とを比較することで、負荷装置の異常検出を速やかに実現することができる。なお、複数の負荷装置の出力軸に何らかの駆動対象物が接続されている場合には、当該駆動対象物のイナーシャや摩擦等も考慮した上で、上記消費電力が算出される。
また、上述までの電力供給システムは、前記第1電力変換器における変換電力と、前記複数の電力供給装置における変換電力とに基づいて、又は、該第1電力変換器における変換電力と、前記第2電力変換器における変換電力とに基づいて、前記所定装置での電力供給に関する異常を検出する装置異常検出部を、更に備えてもよい。所定装置において異常が生じていない場合には、原則的には第1電力変換器における変換電力は、複数の電力供給装置における変換電力との合計と一致、又は、第2電力変換器における変換電力に一致することを踏まえて、装置異常検出部による異常検出が実行できる。また、電力供給システムの内部に直流電力が流れている場合、異常検出のための電力算出に要する時間を比較的短くすることができる。そのため異常検出を速やかに行うことができる。
また、上述までの電力供給システムにおいて、前記電源系統には、前記所定装置とは別の装置が、該別の装置への電力供給のために接続される場合、前記別の装置で生じた回生電力が前記電源系統に流出し、該電源系統における電力の形態を特徴づける所定の第2パラメータが第2閾値を超えると、前記該所定装置の前記第1電力変換器を介した電力変換が行われてもよい。このような構成により、別の装置によって回生電力が発生したときに所定装置内に電力を引き込むことで、電源系統での過昇圧等を好適に抑制でき、電力供給上の安全性を保つことができる。所定装置内に引き込まれた電力は、所定装置内での所定の電力消費処理に供されてもよい。また別法として、前記第1電力供給路又は前記負荷用電力供給路に接続され、蓄電及び放電が可能な蓄電装置を、更に備える場合、前記別の装置で前記回生電力が生じたときに、前記第1電力変換器により変換され前記第1電力供給路又は前記負荷用電力供給路に供給された直流電力は、前記蓄電装置に蓄電されてもよい
。
。
ここで、本発明を、複数の負荷装置を有し、外部の直流電源系統から電力供給される所定装置内に形成される電力供給システムに含まれ、入力された直流電力を変換して該複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力を供給する電力供給ユニットの側面から捉えることができる。例えば、当該電力供給ユニットは、前記入力された直流電力を変換して所定の直流電力を出力する電力変換器と、前記所定の直流電力が出力される負荷用電力供給路と、前記負荷用電力供給路に接続され、入力される前記所定の直流電力を複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置と、を備える。そして、前記負荷用電力供給路に対する前記複数の電力供給装置の接続関係が所定の関係となるように決定される。
更に、上記の電力供給ユニットに関し、前記電力供給システムでは、前記直流電源系統から直流電力が第1電力変換器に入力され、該第1電力変換器によって該直流電力が変換されて、第1直流電力として前記電力供給ユニットに入力されてもよい。
複数の負荷装置を有する装置において、ユーザ要求を好適に満たし得る電力供給を実現する技術を提供することができる。
<適用例>
本願の電力供給システムの適用例について、以下に図面に基づいて説明する。図1は、工場に敷設されている電源系統の概略構成を示す図である。図1において、工場の敷地領域はR1で示されており、その領域R1には多数の設備装置1が配置されている。各設備装置1は、工場での所定の目的(加工や搬送等)を実現できるように、図2に示すモータ14を負荷装置として設計されている。設備装置1としては、各種の機械装置(例えば、産業用ロボットのアームや搬送装置)が例示でき、モータ14はその設備装置1を駆動する負荷装置として設備装置1内に組み込まれている。例えば、モータ14は、ACサーボモータである。なお、モータ14にはエンコーダが取り付けられており、当該エンコーダによりモータ14の動作に関するパラメータ信号がサーボドライバ(下記のインバータ装置13を含む)にフィードバック送信されている。このフィードバック送信されるパラメータ信号(以下、フィードバック信号という)は、たとえばモータ14の回転軸の回転位置(角度)についての位置情報、その回転軸の回転速度の情報等を含む。
本願の電力供給システムの適用例について、以下に図面に基づいて説明する。図1は、工場に敷設されている電源系統の概略構成を示す図である。図1において、工場の敷地領域はR1で示されており、その領域R1には多数の設備装置1が配置されている。各設備装置1は、工場での所定の目的(加工や搬送等)を実現できるように、図2に示すモータ14を負荷装置として設計されている。設備装置1としては、各種の機械装置(例えば、産業用ロボットのアームや搬送装置)が例示でき、モータ14はその設備装置1を駆動する負荷装置として設備装置1内に組み込まれている。例えば、モータ14は、ACサーボモータである。なお、モータ14にはエンコーダが取り付けられており、当該エンコーダによりモータ14の動作に関するパラメータ信号がサーボドライバ(下記のインバータ装置13を含む)にフィードバック送信されている。このフィードバック送信されるパラメータ信号(以下、フィードバック信号という)は、たとえばモータ14の回転軸の回転位置(角度)についての位置情報、その回転軸の回転速度の情報等を含む。
サーボドライバは、設備装置1内のネットワークを介して図示しないPLC(Programmable Logic Controller)からモータ14の動作(モーション)に関する動作指令信号を受
けるとともに、モータ14に接続されているエンコーダから出力されたフィードバック信
号を受ける。サーボドライバは、PLCからの動作指令信号およびエンコーダからのフィードバック信号に基づいて、モータ14の駆動に関するサーボ制御、すなわち、モータ14の動作に関する指令値を算出するとともに、モータ14の動作がその指令値に追従するように、インバータ装置13を制御してモータ14に駆動電流を供給する。当該インバータ装置13が、本願開示の電力供給装置に相当する。
けるとともに、モータ14に接続されているエンコーダから出力されたフィードバック信
号を受ける。サーボドライバは、PLCからの動作指令信号およびエンコーダからのフィードバック信号に基づいて、モータ14の駆動に関するサーボ制御、すなわち、モータ14の動作に関する指令値を算出するとともに、モータ14の動作がその指令値に追従するように、インバータ装置13を制御してモータ14に駆動電流を供給する。当該インバータ装置13が、本願開示の電力供給装置に相当する。
ここで、モータ14に供給される駆動電流に関し、設備装置1での電力供給について説明する。工場の敷地領域R1に対して、外部の交流電源100から電源系統L1を介して交流電力が供給される。供給された交流電力は、AC-DCコンバータ101によって直流電力に変換され、敷地領域R1内の直流電源系統L2に出力される。電源系統の観点から、直流電源系統L2により直流電力が供給される領域を「R2」で参照し、複数の設備装置1は、領域R2に形成されている共通の直流電源系統L2から直流電力の供給を受けることが可能である。なお、図示していないが、工場の敷地領域R1内では、外部の交流電源100から供給される交流電力を利用した交流電源系統も形成されている。設備装置1には、交流電力により作動する機器(例えば、上記のPLC等)が設けられており、これらの機器は当該交流電源系統から交流電力の供給を受ける。
ここで、図2に基づいて、設備装置1内の直流電力の供給経路について説明する。この直流電力は、モータ14の駆動電流を生成するためのインバータ装置13に供給される電力である。上記の通り、設備装置1は、工場の領域R2に形成されている直流電源系統L2から直流電力の供給を受ける。この供給された直流電力は、DC-DCコンバータ2に入力され、所定の直流電圧に変換される。例えば、直流電源系統L2から入力される直流電圧が1000Vとされ、DC-DCコンバータ2によって200Vや400Vの直流電圧に変換されてもよい。変換された直流電力は、設備装置1内の第1電力供給路3に出力される。また、DC-DCコンバータ2には、一般的に使用されるブレーカやノイズフィルタ等が装備されている。更に、第1電力供給路3における電圧変動を緩和するためのコンデンサもDC-DCコンバータ2に装備されている。
設備装置1では、負荷装置として複数のモータ14が搭載されている。各モータを個別に識別する際には、図2に示すように、参照番号14の後に個体識別のための記号(a、b、c等)を追記する。各モータを識別する必要のない場合には、参照番号14のみで表現する。図2に示す形態では、設備装置1にはモータ14a~14fまでの6台が搭載されており、各モータはACモータである。設備装置1では、インバータ装置13が、各モータに対応する形で設けられている。モータ14と同様に、インバータ装置13についても、参照番号13の後に個体識別のための記号(a、b、c等)を追記する。したがって、6台のモータ14に対応するために6台のインバータ装置13が必要となる。
そして、本願開示の実施形態では、6台のインバータ装置13と、1台のDC-DCコンバータ11と、DC-DCコンバータ11の出力側を各インバータ装置13に接続する負荷用電力供給路12とを1つに纏めて電力供給ユニット10を形成している。電力供給ユニット10の形成については、負荷用電力供給路12に対する6台のインバータ装置13の接続関係が、図2に示すように、各インバータ装置13が負荷用電力供給路12から直接電力が供給される接続関係となっている。そして、負荷用電力供給路12は、DC-DCコンバータ11の出力側に接続される。DC-DCコンバータ11は、その入力側が第1電力供給路3に接続されており、第1電力供給路3の直流電力がDC-DCコンバータ11で所定の直流電圧に変換され、負荷用電力供給路12に出力される。負荷用電力供給路12での直流電圧は、インバータ装置13の駆動に適した電圧とされる。また、DC-DCコンバータ11には、一般的に使用されるブレーカやノイズフィルタ等が装備されている。更に、負荷用電力供給路12における電圧変動を緩和するためのコンデンサもDC-DCコンバータ11に装備されている。
また、設備装置1は、制御部70を有する。制御部70は、プロセッサ(マイクロコントローラ、CPU等)とその周辺回路とから構成されており、DC-DCコンバータ2、DC-DCコンバータ11と電気的に接続され、各コンバータに関連する情報を授受するとともに各コンバータによる電圧変換の制御を行う。制御部70は、上記PLCに含まれるものであってもよく、別法として当該PLCとは異なる構成の制御装置に含まれるものであってもよい。また、制御部70は、各インバータ装置13とも電気的に接続され、各インバータ装置13に関連する情報を授受する。また、制御部70は、第1電力供給路3の電圧を検出するセンサ(不図示)や負荷用電力供給路12の電圧を検出するセンサ(不図示)とも電気的に接続され、それぞれの電圧を検知可能に構成される。更に、制御部70は、自己が配置されている設備装置1とは別の設備装置1とも通信可能に接続され、設備装置1同士での情報の授受が可能とされている。
このように構成される設備装置1では、第1電力供給路3の直流電圧は、DC-DCコンバータ2によってユーザの所望する電圧に調整することが可能である。特に、DC-DCコンバータ2によって第1電力供給路3の直流電圧を比較的高い電圧に調整した場合、第1電力供給路3を流れる電流を低くすることができる。そのため、第1電力供給路3を形成する電源ケーブルを細線化でき、以て、設備装置1内の配線敷設作業の負担を軽くできる。このことは、設備装置1の構造上、第1電力供給路3の長さが長くなる場合には特に有用な効果である。なお、第1電力供給路3の直流電圧がそのままではモータ14の駆動に適していない場合には、DC-DCコンバータ11によって好適な電圧に変圧して、負荷用電力供給路12の直流電圧を調整すればよい。そして、DC-DCコンバータ2は、第1変動幅を有する直流電圧が直流電源系統L2から印加可能であるように構成されるのが好ましい。このようにDC-DCコンバータ2が入力の変動に対応できることで、交流電源100における電圧変動やAC-DCコンバータ101の出力変動にも好適に対応することが可能となる。また、外部からの直流電源系統の電圧が異なる場所に同じ設備装置1を設置しても好適に設備装置1を稼働させることができ、すなわち、場所に影響されずに設備装置1を設置することができ、ユーザの利便性が高まる。
更に、負荷用電力供給路12の直流電圧を、DC-DCコンバータ11によってユーザの所望する電圧に調整することが可能である。このような構成を採用することで、インバータ装置13を駆動するための電力供給の安定化を図ることができる。そして、DC-DCコンバータ11は、第2変動幅を有する直流電圧が第1電力供給路3から入力可能であるように構成されるのが好ましい。このように入力の変動に対応できることで、安定した電力供給を維持することができる。
また、負荷用電力供給路12を含めてDC-DCコンバータ11とインバータ装置13は、電力供給ユニット10として一体的にユニット化されている。このようにDC-DCコンバータ11からインバータ装置13までの間をユニット化することで、DC-DCコンバータ11、負荷用電力供給路12、インバータ装置13の取り扱いを容易にすることができる。特に図2に示すようにインバータ装置の数が多く(6台)なると、各インバータ装置13とDC-DCコンバータ11とを接続する電源ケーブルの数が増えることになるため、ユニット化することで設備装置1での電源の配線作業が極めて容易となる。このことは、敷設作業の負担軽減や敷設作業のミス等を可及的に抑制することができ、極めて有用な効果である。
また、DC-DCコンバータ11を含んで電力供給ユニット10を形成することで、ユニット内の負荷用電力供給路12の直流電圧を目的に応じて所望の電圧に調整可能となる。例えば、負荷用電力供給路12の直流電圧を比較的高くした場合、負荷用電力供給路12を形成する電源ケーブルの細線化を図ることができる。また、負荷用電力供給路12の
直流電圧を比較的低くした場合、電源供給に関連するデバイスや電気部品等の耐圧性能を下げることができ、以てその小型化を図ることができる。また、図2に示す設備装置1では、直流電源系統L2と電力供給ユニット10との間にDC-DCコンバータ2が設置されている。そのため、電力供給ユニット10においてインバータ装置13毎に突入電流を防止するための構成を設ける必要が無くなる。
直流電圧を比較的低くした場合、電源供給に関連するデバイスや電気部品等の耐圧性能を下げることができ、以てその小型化を図ることができる。また、図2に示す設備装置1では、直流電源系統L2と電力供給ユニット10との間にDC-DCコンバータ2が設置されている。そのため、電力供給ユニット10においてインバータ装置13毎に突入電流を防止するための構成を設ける必要が無くなる。
<変形例1>
次に、設備装置1内の直流電力の供給経路の変形例について、図3に基づいて説明する。図3に示す形態では、設備装置1には15台のモータ14、24、34が搭載されており、各モータによって設備装置1が所望の動作を行うように構成されている。そして、15台のモータ14、24、34のうち、6台のモータ14a~14fへの負荷電力の供給は電力供給ユニット10が担い、6台のモータ24a~24fへの負荷電力の供給は電力供給ユニット20が担い、3台のモータ34a~34cへの負荷電力の供給は電力供給ユニット30が担う。図3に示す電力供給ユニット10は、図2に示す電力供給ユニット10と同じである。また、電力供給ユニット20も実質的に電力供給ユニット10と同じであり、DC-DCコンバータ21、負荷用電力供給路22、6台のモータ24に対応する6台のインバータ装置23とを含む。また、電力供給ユニット30は、DC-DCコンバータ31、負荷用電力供給路32、3台のモータ34に対応する3台のインバータ装置23と、を含む。更に、設備装置1では、それぞれの電力供給ユニットに含まれるDC-DCコンバータ11、21、31が、順に第1電力供給路3を介してデイジーチェーン接続されている。
次に、設備装置1内の直流電力の供給経路の変形例について、図3に基づいて説明する。図3に示す形態では、設備装置1には15台のモータ14、24、34が搭載されており、各モータによって設備装置1が所望の動作を行うように構成されている。そして、15台のモータ14、24、34のうち、6台のモータ14a~14fへの負荷電力の供給は電力供給ユニット10が担い、6台のモータ24a~24fへの負荷電力の供給は電力供給ユニット20が担い、3台のモータ34a~34cへの負荷電力の供給は電力供給ユニット30が担う。図3に示す電力供給ユニット10は、図2に示す電力供給ユニット10と同じである。また、電力供給ユニット20も実質的に電力供給ユニット10と同じであり、DC-DCコンバータ21、負荷用電力供給路22、6台のモータ24に対応する6台のインバータ装置23とを含む。また、電力供給ユニット30は、DC-DCコンバータ31、負荷用電力供給路32、3台のモータ34に対応する3台のインバータ装置23と、を含む。更に、設備装置1では、それぞれの電力供給ユニットに含まれるDC-DCコンバータ11、21、31が、順に第1電力供給路3を介してデイジーチェーン接続されている。
また、図3に示す設備装置1も、制御部70を有している。制御部70は、DC-DCコンバータ2、各電力供給ユニットと電気的に接続され、各DC-DCコンバータの制御や関連する情報授受、各インバータ装置に関連する情報授受や各供給路の電圧検出等を実行するように構成されている。
このように設備装置1において電力供給ユニットが複数台接続されて直流電力の供給経路が形成されることで、多数のモータ14、24、34やそれぞれに対応するインバータ装置13、23、33が搭載されるにもかかわらず、直流電力の供給経路の形成が容易となる。上述したように、DC-DCコンバータ2により第1電力供給路3の直流電圧が比較的高く調整されると、このように複数の電力供給ユニット間を接続する第1電力供給路3を形成する電源ケーブルの細線化が図られ、以て、直流電力の供給経路の形成がより容易となる。また、一般に、設備装置1での直流電力の供給経路における全てのインバータ装置の接続を任意としてしまうと、ユーザの意図に応じて様々な接続形態が生まれ、第1電力供給路や負荷用電力供給路のインダクタンスやキャパシタンスに起因する過大電流が予期せずして生じてしまう恐れがある。しかし、上記のように各電力供給ユニットをデイジーチェーン接続することにより、設備装置1での全てのインバータ装置の接続形態を把握可能な一義的な形態とすることができ、以て、上記過大電流を予め好適に抑制することが可能となる。
<変形例2>
なお、設備装置1内に複数の電力供給ユニットが設けられる場合において、設備装置1内の直流電力の供給経路の更なる変形例について、図4に基づいて説明する。図4に示す形態と図3に示す形態との違いは、電力供給ユニットに含まれるDC-DCコンバータ11、21、31の接続形態である。すなわち、図4に示す設備装置1では、DC-DCコンバータ2に繋がる第1電力供給路3がコネクタ4によって各電力供給ユニット10、20、30のそれぞれに分岐するように第1電力供給路3が形成されている。このような図4に示す形態でも、多数のモータ14、24、34やそれぞれに対応するインバータ装置13、23、33が搭載されるにもかかわらず、直流電力の供給経路の形成が容易となり
、また、第1電力供給路3の高電圧化により第1電力供給路3を形成する電源ケーブルの細線化が図られる。
なお、設備装置1内に複数の電力供給ユニットが設けられる場合において、設備装置1内の直流電力の供給経路の更なる変形例について、図4に基づいて説明する。図4に示す形態と図3に示す形態との違いは、電力供給ユニットに含まれるDC-DCコンバータ11、21、31の接続形態である。すなわち、図4に示す設備装置1では、DC-DCコンバータ2に繋がる第1電力供給路3がコネクタ4によって各電力供給ユニット10、20、30のそれぞれに分岐するように第1電力供給路3が形成されている。このような図4に示す形態でも、多数のモータ14、24、34やそれぞれに対応するインバータ装置13、23、33が搭載されるにもかかわらず、直流電力の供給経路の形成が容易となり
、また、第1電力供給路3の高電圧化により第1電力供給路3を形成する電源ケーブルの細線化が図られる。
<変形例3>
図1~図4に示す形態では、電源系統L1から供給される交流電力がAC-DCコンバータ101により所定電圧の直流電力に変換されて、直流電源系統L2に供給されている。その形態に代えて、電源系統L2には交流電力が供給されてもよい。その場合、AC-DCコンバータ101に替わる別の変換装置により変換が行われてもよく、電源系統L1の交流電力がそのまま電源系統L2に流れ込んでもよい。また、このような形態では、設備装置1におけるDC-DCコンバータ2に相当する電力変換装置として、AC-DCコンバータを採用することができる。当該AC-DCコンバータにより出力される直流電力は、電力供給ユニット10等のDC-DCコンバータ11等に供給され、各ユニットに接続されたモータを駆動するための負荷電力とされる。更に別法として、設備装置1には、電源系統L2として交流電力が供給される系統と、直流電力が供給される系統の2種類の系統が形成されていてもよい。この場合は、各系統に対応する電力変換装置が好適に設置される。
図1~図4に示す形態では、電源系統L1から供給される交流電力がAC-DCコンバータ101により所定電圧の直流電力に変換されて、直流電源系統L2に供給されている。その形態に代えて、電源系統L2には交流電力が供給されてもよい。その場合、AC-DCコンバータ101に替わる別の変換装置により変換が行われてもよく、電源系統L1の交流電力がそのまま電源系統L2に流れ込んでもよい。また、このような形態では、設備装置1におけるDC-DCコンバータ2に相当する電力変換装置として、AC-DCコンバータを採用することができる。当該AC-DCコンバータにより出力される直流電力は、電力供給ユニット10等のDC-DCコンバータ11等に供給され、各ユニットに接続されたモータを駆動するための負荷電力とされる。更に別法として、設備装置1には、電源系統L2として交流電力が供給される系統と、直流電力が供給される系統の2種類の系統が形成されていてもよい。この場合は、各系統に対応する電力変換装置が好適に設置される。
また、設備装置1に搭載された負荷装置として、モータ14に代えて直流電力で駆動される装置(例えば、ヒータ等)を採用することもできる。この場合、電力供給ユニット10におけるインバータ装置13に代えて、ヒータへの電力供給を制御するON/OFFスイッチが、電力供給装置として電力供給ユニット10に設置される。すなわち、電力供給ユニット10においては、負荷用電力供給路12に6台のON/OFFスイッチが接続され、その各ON/OFFスイッチに各ヒータが接続されることになる。更に、別法として、図3や図4に示すように、設備装置1に複数の電力供給ユニットが設置される場合、一部の電力供給ユニットはモータへの電力供給を担い、他の電力供給ユニットはヒータへの電力供給を担うように、複数種類の負荷装置への電力供給ユニットを混在させてもよい。負荷装置の種類に応じて供給すべき直流電力の仕様が異なる場合でも、各電力供給ユニットに含まれるDC-DCコンバータによって負荷装置の駆動に適した電源環境を形成できるため、共通の電力供給路(第1電力供給路3)を介して各電力供給ユニットを接続することができる。
<電力供給制御1>
図3や図4のように設備装置1に複数の電力供給ユニットが設けられる場合における、電力供給に関連する制御について、図5に基づいて説明する。図5に示す電力供給の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。先ず、S101では、何れかの電力供給ユニットで回生電力が発生しているか否かが判定される。例えば、図示しないサーボドライバからの指示からモータの加減速運転が判断可能であり、以てどの程度の回生電力が発生し得るかも把握できる。また、設備装置1における第1電力供給路3への影響度合いの観点から、回生電力が一定程度を超える場合に限って、S101の判定において肯定判定を行うようにしてもよい。回生電力は、可動軸の負荷イナーシャや回転速度等に応じて変動するため、必ずしもすべての回生動作が第1電力供給路3に影響を及ぼすわけではない。S101で肯定判定されるとS102へ進み、否定判定されると本制御を終了する。
図3や図4のように設備装置1に複数の電力供給ユニットが設けられる場合における、電力供給に関連する制御について、図5に基づいて説明する。図5に示す電力供給の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。先ず、S101では、何れかの電力供給ユニットで回生電力が発生しているか否かが判定される。例えば、図示しないサーボドライバからの指示からモータの加減速運転が判断可能であり、以てどの程度の回生電力が発生し得るかも把握できる。また、設備装置1における第1電力供給路3への影響度合いの観点から、回生電力が一定程度を超える場合に限って、S101の判定において肯定判定を行うようにしてもよい。回生電力は、可動軸の負荷イナーシャや回転速度等に応じて変動するため、必ずしもすべての回生動作が第1電力供給路3に影響を及ぼすわけではない。S101で肯定判定されるとS102へ進み、否定判定されると本制御を終了する。
S102では、S101で回生電力が発生している電力供給ユニットにおいて、その回生電力を他の電力供給ユニットで消費する必要があるか否かが判定される。ここで、一の電力供給ユニットに属する一のモータによって回生電力が生じた場合、負荷用電力供給路を介して、当該一のモータ以外のモータの力行動作によってその回生電力が消費される場合がある。そのような場合には、当該回生電力の消費を考慮して、S102の判定が行われてもよい。例えば、回生電力が電力供給ユニット10に属するモータ14aの動作に起
因して生じている場合、同じ電力供給ユニット10に属する他のモータ14b~14fの力行動作で当該回生電力を消費できる場合には、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要はないと判定できる。また、他のモータ14b~14fの動作でも十分に消費できず、負荷用電力供給路12の直流電圧が所定の基準値を超えて上昇した場合には、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要があると判定できる。また、各電力供給ユニットに回生電力を消費するための回生抵抗が備えられている場合、当該回生抵抗の消費能力を超える回生電力により負荷用電力供給路12の直流電圧が所定の基準値を超えて上昇した場合にも、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要があると判定できる。S102で肯定判定されると処理はS103へ進み、否定判定されるとS105へ進む。
因して生じている場合、同じ電力供給ユニット10に属する他のモータ14b~14fの力行動作で当該回生電力を消費できる場合には、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要はないと判定できる。また、他のモータ14b~14fの動作でも十分に消費できず、負荷用電力供給路12の直流電圧が所定の基準値を超えて上昇した場合には、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要があると判定できる。また、各電力供給ユニットに回生電力を消費するための回生抵抗が備えられている場合、当該回生抵抗の消費能力を超える回生電力により負荷用電力供給路12の直流電圧が所定の基準値を超えて上昇した場合にも、S102では他の電力供給ユニットで消費する必要があると判定できる。S102で肯定判定されると処理はS103へ進み、否定判定されるとS105へ進む。
次に、S102で肯定判定されると、S103では、余剰となっている回生電力を消費可能な電力供給ユニットが特定される。当該特定は、回生電力が発生していない電力供給ユニットのうち、回生抵抗による電力消費の余裕の度合い等に基づいて実現できる。次いでS104では、回生電力が発生している電力供給ユニットからS103で特定された電力供給ユニットに第1電力供給路3を介して電力が移動するように、必要なDC-DCコンバータの電力変換処理が制御される。例えば、電力供給ユニット10の回生電力を電力供給ユニット20で消費する場合には、DC-DCコンバータ11とDC-DCコンバータ21とが制御の対象となる。S104の処理が終了すると、S105へ進む。
S105では、第1電力供給路3の直流電圧が所定の第1電圧(本願の第1閾値に相当する)を超えたか否かが判定される。所定の第1電圧は、設備装置1内での電気的な安全性の観点等に基づいて設定される。他回生電力が発生していない電力供給ユニットでの電力消費にかかわらず、第1電力供給路3の直流電圧が過度に上昇する可能性が残されていることを踏まえ、S105以降の処理が行われる。そして、S105で肯定判定されたらS106においてDC-DCコンバータ2が制御されて、第1電力供給路3の直流電力が設備装置1の外の直流電源系統L2に流出される。これにより、第1電力供給路3の直流電圧の低下が図られる。
このように図5に示す制御に従えば、設備装置1で発生した回生電力を好適に処理し直流電源系統L2への電力流出を抑制的に実行するため、設備装置1の安全と直流電源系統L2の安全をともに確保することができる。
<電力供給制御2>
図1のように直流電源系統L2に複数の設備装置1が設けられる場合における、電力供給に関連する制御について、図6に基づいて説明する。図6に示す電力供給の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。なお、上記の通り、各設備装置1が有する制御部70は、互いに通信可能であり、他の設備装置1における電力供給に関する情報を当該他の設備装置1から取得することができる。
図1のように直流電源系統L2に複数の設備装置1が設けられる場合における、電力供給に関連する制御について、図6に基づいて説明する。図6に示す電力供給の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。なお、上記の通り、各設備装置1が有する制御部70は、互いに通信可能であり、他の設備装置1における電力供給に関する情報を当該他の設備装置1から取得することができる。
先ず、S201では、本制御が実行されている自己の設備装置1と異なる、他の設備装置1で回生電力が発生したか否かが判定される。例えば、設備装置1全体でのモータの動作内容から回生電力の発生を把握することができる。S201で肯定判定されるとS202へ進む。S202では、直流電源系統L2の直流電圧が所定の第2電圧(本願の第2閾値に相当する)を超えたか否かが判定される。当該判定処理は、他の設備装置1で発生した回生電力が当該他の設備装置1で十分に消費できず直流電源系統L2に流出され、そこの直流電圧が上昇した場合を考慮したものである。所定の第2電圧は、直流電源系統L2の電気的な安全性の観点等に基づいて設定される。そして、S202で肯定判定されたら処理はS203へ進む。
S203では、余剰となっている回生電力を自己の設備装置1で消費可能か否かが判定される。当該判定は、自己の設備装置1が有する電力供給ユニットの回生抵抗による電力消費の余裕の度合い等に基づいて実現できる。S203で肯定判定される処理がS204へ進み、S204では自己の設備装置1のDC-DCコンバータ2が制御されて、直流電源系統L2の直流電力が自己の設備装置1に流入する。流入した電力は、上記回生抵抗で消費される。これにより、直流電源系統L2の直流電圧の低下が図られる。
なお、S203で否定判定されると本制御は終了する。このとき、自己の設備装置1以外のいずれの設備装置1でも回生電力の消費が可能でない場合、直流電源系統L2の直流電圧が高い状態となり、安全上好ましくない。そこで、そのような場合は、AC-DCコンバータ101を制御して直流電源系統L2の電力を外部の電源系統L1に流出するのが好ましい。
<電力供給制御2の変形例>
上記の電力供給制御の変形例について、図7に基づいて説明する。図7は、本変形例が行われる設備装置1の概略構成を示している。図7に示す設備装置1は、図3に示す設備装置と比較すると、第1電力供給路3に蓄電装置71が接続されている点で異なっており、それ以外の構成については、両者は実質的に同じであるため詳細な説明は割愛する。そして、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで、電力供給制御が実現される。
上記の電力供給制御の変形例について、図7に基づいて説明する。図7は、本変形例が行われる設備装置1の概略構成を示している。図7に示す設備装置1は、図3に示す設備装置と比較すると、第1電力供給路3に蓄電装置71が接続されている点で異なっており、それ以外の構成については、両者は実質的に同じであるため詳細な説明は割愛する。そして、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで、電力供給制御が実現される。
本変形例の電力供給制御では、図6に示すS202の処理において肯定判定されると、すなわち他の設備装置1によって生じた回生電力により直流電源系統L2の直流電圧が所定の第2電圧を超えた場合には、S203の処理に代わって、蓄電装置71の蓄電状態(SOC)が蓄電可能な状態であるか否かが判定される。例えば、蓄電装置71の最大充電状態(フル充電状態)の7割以下の充電量である場合には、蓄電可能と判定される。そして、蓄電可能と判定されれば、自己の設備装置1のDC-DCコンバータ2が制御されて、直流電源系統L2の直流電力が自己の設備装置1に流入し、第1電力供給路3から蓄電装置71に電力が充電される。
更なる変形例として、蓄電装置71は、各電力供給ユニット10、20、30内の、負荷用電力供給路12、22、32のそれぞれに、もしくは負荷用電力供給路12、22、32の何れかに接続されて配置されてもよい。このように設備装置1が構成されても、他の設備装置1で生じた回生電力を自己の設備装置1で回収することができる。また、各電力供給ユニット10、20、30に分散して蓄電装置71を配置することで、蓄電装置71の容量を小さくしながらも比較的大きな回生電力の回収に対応することができる。
<異常検出制御>
上述のように設備装置1に電力供給ユニットが設けられる場合における、電力供給時の異常検出に関連する制御について、図8に基づいて説明する。図8に示す異常検出の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。
上述のように設備装置1に電力供給ユニットが設けられる場合における、電力供給時の異常検出に関連する制御について、図8に基づいて説明する。図8に示す異常検出の制御は、制御部70において所定間隔で所定のプログラムが繰り返し実行されることで実現される。
先ずS301では、設備装置1において、DC-DCコンバータ2による変換電力、各電力供給ユニット10、20、30におけるDC-DCコンバータ11、21、31とインバータ装置13、23、33のそれぞれによる変換電力が算出される。
次に、S302では、S301で算出された変換電力に基づいて、各電力供給ユニットの異常検出が行われる。例えば、電力供給ユニット10において、DC-DCコンバータ
11の変換電力と、インバータ装置13a~13fでの変換電力の総和との差分が所定の閾値を超える場合、電力供給ユニット内の供給経路で電力損失(異常)が発生していると判断することができる。他の電力供給ユニット20、30においても同様の判断ができる。
11の変換電力と、インバータ装置13a~13fでの変換電力の総和との差分が所定の閾値を超える場合、電力供給ユニット内の供給経路で電力損失(異常)が発生していると判断することができる。他の電力供給ユニット20、30においても同様の判断ができる。
次に、S303では、各電力供給ユニットによって電力が供給されている複数のモータに関する異常検出が行われる。例えば、電力供給ユニット10において、そこに搭載されているインバータ装置13a~13fでの変換電力の総和と、モータ14a~14fの駆動に消費される消費電力の総和との差分が所定の閾値を超える場合、モータ14a~14fの何れかにおいて電力損失を生ぜしめる異常が発生していると判断することができる。当該消費電力の総和は、モータ14a~14fの出力軸に接続されている駆動対象物のイナーシャや摩擦等を考慮して、モータ14a~14fの駆動パターンに従って算出することができる。
次に、S304では、S301で算出された変換電力に基づいて、設備装置1での電力供給に関する異常検出が行われる。例えば、DC-DCコンバータ2の変換電力と、各電力供給ユニット10、20、30での変換電力の総和(すなわち、インバータ装置13、23、33の変換電力の総和)との差分が所定の閾値を超える場合、設備装置1内の供給経路で電力損失(異常)が発生していると判断することができる。別法として、DC-DCコンバータ2の変換電力と、各電力供給ユニット10、20、30での各DC-DCコンバータ11、21、31の変換電力の総和との差分が所定の閾値を超える場合、設備装置1内の供給経路で電力損失(異常)が発生していると判断してもよい。
そして、S302、S303、S304で電力供給ユニット、モータ、設備装置1に関する異常が検出された場合には、S305で当該異常の通知がユーザに対して行われる。当該以上通知は、ユーザが有する情報処理装置(コンピュータや携帯端末等)に対して行うことができる。なお、設備装置1に形成される直流電源系統L2、第1電力供給路3、負荷用電力供給路12のそれぞれには直流電力が流れているため、当該変換電力の算出対象となる期間は比較的短い時間であっても上記異常検出を行うための情報を十分に取得することができる。このことは、速やかな異常検出に大きく貢献するものである。
<付記1>
外部の電源系統(L2)から電力供給される所定装置(1)内に形成される電力供給システムであって、
前記所定装置(1)内で複数の負荷装置に電力を供給可能に形成された第1電力供給路(3)と、
前記電源系統(L2)から電力が入力され、該電力を変換して前記第1電力供給路(3)に第1電力を出力するように構成された第1電力変換器(2)と、
を備える、電力供給システム。
外部の電源系統(L2)から電力供給される所定装置(1)内に形成される電力供給システムであって、
前記所定装置(1)内で複数の負荷装置に電力を供給可能に形成された第1電力供給路(3)と、
前記電源系統(L2)から電力が入力され、該電力を変換して前記第1電力供給路(3)に第1電力を出力するように構成された第1電力変換器(2)と、
を備える、電力供給システム。
<付記2>
複数の負荷装置(14)を有し、外部の直流電源系統(L2)から電力供給される所定装置(1)内に形成される電力供給システムに含まれ、入力された直流電力を変換して該複数の負荷装置(14)のそれぞれの負荷電力を供給する電力供給ユニット(10)であって、
前記電力供給ユニット(10)は、
前記入力された直流電力を変換して所定の直流電力を出力する電力変換器(11)と、
前記所定の直流電力が出力される負荷用電力供給路(12)と、
前記負荷用電力供給路(12)に接続され、入力される前記所定の直流電力を複数の負荷装置(14)のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置(13)
と、
を備え、
前記負荷用電力供給路(12)に対する前記複数の電力供給装置(13)の接続関係が所定の関係となるように決定された、
電力供給ユニット。
複数の負荷装置(14)を有し、外部の直流電源系統(L2)から電力供給される所定装置(1)内に形成される電力供給システムに含まれ、入力された直流電力を変換して該複数の負荷装置(14)のそれぞれの負荷電力を供給する電力供給ユニット(10)であって、
前記電力供給ユニット(10)は、
前記入力された直流電力を変換して所定の直流電力を出力する電力変換器(11)と、
前記所定の直流電力が出力される負荷用電力供給路(12)と、
前記負荷用電力供給路(12)に接続され、入力される前記所定の直流電力を複数の負荷装置(14)のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置(13)
と、
を備え、
前記負荷用電力供給路(12)に対する前記複数の電力供給装置(13)の接続関係が所定の関係となるように決定された、
電力供給ユニット。
1:設備装置
2:DC-DCコンバータ
3:第1電力供給路
10、20、30:電力供給ユニット
11、21、31:DC-DCコンバータ
12、22、32:負荷用電力供給路
13、23、33:インバータ装置
14、24、34:モータ
70:制御部
71:蓄電装置
2:DC-DCコンバータ
3:第1電力供給路
10、20、30:電力供給ユニット
11、21、31:DC-DCコンバータ
12、22、32:負荷用電力供給路
13、23、33:インバータ装置
14、24、34:モータ
70:制御部
71:蓄電装置
Claims (17)
- 外部の電源系統から電力供給される所定装置内に形成される電力供給システムであって、
前記所定装置内で複数の負荷装置に電力を供給可能に形成された第1電力供給路と、
前記電源系統から電力が入力され、該電力を変換して前記第1電力供給路に第1電力を出力するように構成された第1電力変換器と、
を備える、電力供給システム。 - 前記第1電力供給路に接続され、且つ前記第1電力を変換して第2電力を出力するように構成された第2電力変換器と、
前記第1電力供給路から独立して構成され、前記第2電力が出力される負荷用電力供給路と、
前記負荷用電力供給路に接続され、入力される前記第2電力を前記複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置と、
を更に備える、請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記外部の電源系統は、直流電力を供給する直流電力系統であり、
前記第1電力変換器は、前記電源系統から直流電力が入力され、該直流電力を変換して前記第1電力供給路に直流電力である前記第1電力を出力するように構成され、
前記第2電力変換器は、前記第1電力を変換して前記負荷用電力供給路に直流電力である前記第2電力を出力するように構成される、
請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記第1電力変換器は、前記電源系統における電力の形態を特徴づける所定の第1パラメータが第1変動幅を有する電力の入力が可能となるように構成される、
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の電力供給システム。 - 前記第2電力変換器は、前記第1電力供給路における電力の形態を特徴づける所定の第2パラメータが第2変動幅を有する電力の入力が可能となるように構成される、
請求項2又は請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記第2電力変換器と、前記負荷用電力供給路と、前記複数の電力供給装置とを含み、該負荷用電力供給路に対する該複数の電力供給装置の接続関係が所定の関係となるように決定された電力供給ユニットを更に備える、
請求項2又は請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記電力供給装置は、インバータ装置であって、
前記複数の電力供給装置の何れかに対応する一の前記負荷装置の回生動作により回生電力が生じた場合、前記負荷用電力供給路を介して、該一の負荷装置以外の負荷装置の力行動作によって該回生電力が消費される、
請求項6に記載の電力供給システム。 - 前記電力供給システムは、前記電力供給ユニットを複数備え、
複数の前記電力供給ユニットは、それぞれに含まれる前記第2電力変換器が、前記第1電力供給路を介してデイジーチェーン接続される、
請求項6又は請求項7に記載の電力供給システム。 - 前記電力供給システムは、前記電力供給ユニットを複数備え、
前記電力供給装置は、インバータ装置であって、
前記複数の電力供給ユニットのうち一の電力供給ユニットにおいて、該一の電力供給ユニットに含まれる前記複数の電力供給装置の何れかに対応する前記負荷装置の回生動作により回生電力が生じた場合、前記第1電力供給路を介して、前記複数の電力供給ユニットのうち他の電力供給ユニットによって該回生電力が消費される、
請求項6から請求項8の何れか1項に記載の電力供給システム。 - 前記一の電力供給ユニットにおいて生じた前記回生電力により前記第1電力供給路における電力の形態を特徴づける所定の第1パラメータが第1閾値を超えると、前記第1電力変換器によって該回生電力を前記電源系統に流出させる、
請求項9に記載の電力供給システム。 - 前記第2電力変換器における変換電力と、前記複数の電力供給装置における変換電力とに基づいて、前記電力供給ユニットでの電力供給に関する異常を検出するユニット異常検出部を、更に備える、
請求項6から請求項10の何れかに1項に記載の電力供給システム。 - 前記複数の電力供給装置における変換電力と、該複数の電力供給装置から電力が供給される前記複数の負荷装置の駆動に消費される消費電力とに基づいて、該複数の負荷装置に関する異常を検出する負荷装置異常検出部を、更に備える、
請求項6から請求項10の何れかに1項に記載の電力供給システム。 - 前記第1電力変換器における変換電力と、前記複数の電力供給装置における変換電力とに基づいて、又は、該第1電力変換器における変換電力と、前記第2電力変換器における変換電力とに基づいて、前記所定装置での電力供給に関する異常を検出する装置異常検出部を、更に備える、
請求項2、請求項3、請求項6から請求項10の何れか1項に記載の電力供給システム。 - 前記電源系統には、前記所定装置とは別の装置が、該別の装置への電力供給のために接続され、
前記別の装置で生じた回生電力が前記電源系統に流出し、該電源系統における電力の形態を特徴づける所定の第2パラメータが第2閾値を超えると、前記所定装置の前記第1電力変換器を介した電力変換が行われる、
請求項3に記載の電力供給システム。 - 前記第1電力供給路又は前記負荷用電力供給路に接続され、蓄電及び放電が可能な蓄電装置を、更に備え、
前記別の装置で前記回生電力が生じたときに、前記第1電力変換器により変換され前記第1電力供給路又は前記負荷用電力供給路に供給された直流電力は、前記蓄電装置に蓄電される、
請求項14に記載の電力供給システム。 - 複数の負荷装置を有し、外部の直流電源系統から電力供給される所定装置内に形成される電力供給システムに含まれ、入力された直流電力を変換して該複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力を供給する電力供給ユニットであって、
前記電力供給ユニットは、
前記入力された直流電力を変換して所定の直流電力を出力する電力変換器と、
前記所定の直流電力が出力される負荷用電力供給路と、
前記負荷用電力供給路に接続され、入力される前記所定の直流電力を複数の負荷装置のそれぞれの負荷電力として変換し供給する複数の電力供給装置と、
を備え、
前記負荷用電力供給路に対する前記複数の電力供給装置の接続関係が所定の関係となるように決定された、
電力供給ユニット。 - 前記電力供給システムでは、前記直流電源系統から直流電力が第1電力変換器に入力され、該第1電力変換器によって該直流電力が変換されて、第1直流電力として前記電力供給ユニットに入力される、
請求項16に記載の電力供給ユニット。
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-
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