JP4284075B2 - 充放電制御装置 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、インバータにより電動機を駆動する装置に付随し、無停電制御及び回生電力の再利用を行う充放電制御装置に関する。
背景技術
例えば従来技術として、特開昭６１−２６７６７５号公報，特開平１１−２９９２７５号公報がある。
これら従来技術は、インバータに接続された電動機が力行か回生かを判断して、二次電池の電圧の昇降を行っている。力行時には、二次電池の電圧を昇圧してインバータの入力部に電力を給電し、回生時には、回生電力を二次電池に充電させている。
特開昭６１−２６７６７５号公報においては、インバータの入力電圧値を検出し、予め定めた値との大小関係により電動機の力行・回生を判定している。また、特開平１１−２９９２７５号公報では、インバータ入力側の電圧と電流を検出し、これらを乗算することにより、電動機の力行・回生を判定している。
発明の開示
本発明を利用しない場合の充放電制御装置を第２図に示す。
第２図に示した充放電制御装置は、電動機６が力行時には、降圧用スイッチング素子Ｓ２をオフにしたまま、昇圧用スイッチング素子Ｓ１をチョッピング制御する昇圧チョッパ動作により、二次電池８の電圧を昇圧してインバータ３の直流入力部に給電する。また、電動機６が回生時には、昇圧用スイッチング素子Ｓ１をオフにしたまま、降圧用スイッチング素子Ｓ２をチョッピング制御する降圧チョッパ動作により、インバータ３の直流入力部の電圧を降圧して二次電池８に充電する。このような充放電制御装置は、充放電制御装置を昇圧チョッパ動作させるのか、降圧チョッパ動作させるのかを決定する為には電動機負荷が力行動作中なのか、回生動作中なのかを常時判定する手段が必要である。
また、上記充放電制御装置は、二次電池８の充放電に応じて昇圧チョッパ動作または、降圧チョッパ動作を行うことから、特に電動機に流れる電流が小さい場合には、ＤＣリアクトル７に流れる電流が不連続化し、制御特性が悪化するという問題がある。この様子を第３図に示す。第３図において、ＩＬは二次電池８から流れ出る電流を正方向にとった場合のＤＣリアクトル７に流れる電流を表している。第３図（ａ）は電動機６が力行時の場合であり、波形４０は電流連続、波形４１は電流不連続の様子を表している。このとき、スイッチング素子Ｓ１の通流率ｄと平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの間には、電流連続の場合には式（１）の関係が、電流不連続の場合には式（２）の関係がある。
（但し、Ｌ：ＤＣリアクトル値、Ｉｏ：インバータ電流値、Ｔｓｗ：スイッチング周期）
これに対して、第３図（ｂ）は電動機６が回生時の場合であり、波形４２は電流連続、波形４３は電流不連続の様子を表している。このとき、スイッチング素子Ｓ２の通流率ｄ′と平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの間には、電流連続の場合には式（３）の関係が、電流不連続の場合には式（４）の関係がある。
以上式（１）〜（４）で示されるように、チョッパ動作においてはＤＣリアクトル７に流れる電流が連続の場合と不連続の場合とで、通流率ｄまたはｄ′に対する平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃの関係式が異なる。また、ＤＣリアクトル７に流れる電流が不連続の場合においても、昇圧チョッパ動作の場合と、降圧チョッパ動作の場合とでは、通流率ｄまたはｄ′に対する平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃの関係式が全く異なる。このため、上記装置においては、ＤＣリアクトル７に流れる電流が連続なのか不連続なのかを判定し、その結果に応じて制御系を切り替える手段や、電動機負荷６が力行動作中なのか回生動作中なのかを判定し、その結果に応じて昇圧／降圧チョッパを切り替える手段が不可欠である。
そこで、本発明は、上記判定手段を不要とし、且つ、単一の制御系で切り替え動作の要らない充放電制御装置を提供することを目的とする。
本発明の１つの特徴は、上記充放電制御装置で昇圧用スイッチング素子として使用されていたＳ１と、降圧用スイッチング素子として使用されていたＳ２を、電動機負荷の力行動作，回生動作に関わらず、デッドタイムを挟んで交互にオン／オフ動作させる。これにより、ＤＣリアクトル電流を常に連続動作させることが可能となりＤＣリアクトル電流の不連続状態の検出が不要となる。更に、ＤＣリアクトル電流の大小方向に関係なく、単一の式（５）でスイッチング素子Ｓ１の通流率ｄと平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの関係式が記述できる為、力行／回生の判定が不要となる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の第１の実施の形態を図面により説明する。
第１図は、本発明の第１の実施形態を示す充放電制御装置の構成図である。
第１図において、１は交流電源、２は交流電源１に接続され交流を直流電圧に変換するダイオードブリッジ、５はダイオードブリッジ２の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ、４は平滑コンデンサ５の過電圧を防止するブレーキ回路、１２は平滑コンデンサ５の端子間電圧を検出する電圧検出器、３は平滑コンデンサ５を介してダイオードブリッジ２の交流側に接続され直流を交流に変換するインバータ、６はインバータ３の交流側に接続されインバータ３により駆動される電動機、１００は双方向性の昇降圧回路、８は二次電池、７はＤＣリアクトル、Ｓ１とＳ２はスイッチング素子、Ｄ１とＤ２はダイオード、９はスイッチング素子Ｓ１を駆動するためのゲート駆動回路、１０はスイッチング素子Ｓ２を駆動するためのゲート駆動回路、１１は交流電源１の停電を検出するための電圧検出器、１３は電動機６の電流を検出するための電流検出器、２０はＤＣリアクトル７の電流を検出するための電流検出器、２１は充放電制御装置全体の制御を司る制御回路である。
以上の構成において、交流電源１が停電となった場合には、後述する停電検出回路が電圧検出器１１の信号を基に停電検出信号を制御回路２１上のマイコンに対して発行する。この停電検出信号を受けた前述のマイコンは、平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃを定電圧制御するために、スイッチング素子Ｓ１とＳ２の通流率制御を開始する。これにより、交流電源１が停電した場合でも、電動機６は通常の運転を継続することが可能となる。
また、交流電源１が正常な場合には、電動機６が運転状態であることを、後述する電動機電流検出回路が検出した場合には、二次電池８の残量が過不足でなければ、停電時と同様に平滑コンデンサ５の端子間電圧制御を行う。このとき、平滑コンデンサ端子間電圧Ｖｄｃの電圧指令値を、前述の交流電源１をダイオード整流した電圧値よりも高い値に設定することで、ダイオードブリッジ２を逆バイアス状態とし、交流電源１からダイオードブリッジを通してインバータ３の直流入力部に流入する電流を遮断する。これにより、電動機６が力行動作時には二次電池８から電動機駆動に必要な全ての電力が供給される。反対に電動機６が回生動作時には、回生電力の全てが二次電池８に充電される。以上の動作を行うことにより、回生時に二次電池に蓄えられた電力が、力行時には積極的に利用されることとなり、省エネ効果をもたらす。
次に第５図を用いて本発明の動作原理を説明する。
第５図（ａ）は充放電制御装置の主回路部だけを取り出した図である。この図において、６０は第１図におけるインバータと電動機を電流源負荷として表現したものである。また、ＩＬはＤＣリアクトル７に流れる電流を、Ｉｓ１はスイッチング素子Ｓ１に流れる電流を、Ｉｓ２はスイッチング素子Ｓ２に流れる電流を、Ｉｄ１はダイオードＤ１に流れる電流を、Ｉｄ２はダイオードＤ２に流れる電流を表している。第５図（ｂ）は負荷電流Ｉｏが零近傍の場合について、第５図（ａ）の回路における各部の電流波形をスイッチングパターンと共に表したものである。この図において、Ｔｓｗはスイッチング周期を、Ｔｄはスイッチング素子Ｓ１のオン時間を示しており、通流率ｄに対して、Ｔｄ＝ｄ×Ｔｓｗの関係を持つ。
波形６３のＩＬ電流波形に見られるように、本方式では、負荷電流が零近傍であっても、ＩＬが不連続にはならない。これは、スイッチング素子Ｓ１とＳ２を交互にオン／オフさせていることで、リアクトル電流の向きが従来方式のようにダイオードにより拘束されるモードが発生しないことによる。さらに、ＩＬの向きに関係なく出力電圧Ｖｄｃが単一の式（５）で記述できることから、力行／回生を判定する手段が不要となった。
第４図は第１に示した装置と第２図に示した装置との制御特性の相違を表す一例である。第４図において、グラフ５０は従来方式で通流率ｄ＝０．５の一定値で昇圧チョッパ制御した時の負荷電流に対する出力電圧Ｖｄｃの特性である。また、グラフ５１は従来方式で通流率ｄ＝０．５の一定値で降圧チョッパ制御した時の負荷電流に対する出力電圧Ｖｄｃの特性である。これらのグラフから、従来方式は負荷電流Ｉｏが零の点で、制御特性が不連続であることが分かる。これに対して本発明では、通流率ｄ＝０．５の時の特性はグラフ５２のように、負荷電流Ｉｏに関係なく連続、且つ一定値となることが分かる。
次に、第６図のフローチャートを用いて制御回路２１の動作を説明する。
第６図は電動機電流の有無に基づいてＶｄｃ電圧の制御を開始するシーケンスであり、電動機停止時にはＳ１およびＳ２のスイッチングを停止することにより、スイッチングに伴う回路損失を抑制している。第６図において、ステップ８０で起動されたシーケンスはステップ８１で停電の有無を判定する。ステップ８１で停電の場合には、ステップ８２でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ８５でシーケンスを終了する。一方、ステップ８１で停電でないと判定した場合には、ステップ８３において電動機電流の有無を判定する。ステップ８３で電動機電流が有りの場合には、ステップ８２でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ８５でシーケンスを終了する。一方、ステップ８３で電動機電流無しと判定した場合には、Ｖｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ８５でシーケンスを終了する。以上のシーケンスは一定時間間隔（例えば０．１秒）間隔で起動するものとする。
次に制御回路２１内部の停電検出回路の構成と動作を第７図（ａ）により説明する。
第７図（ａ）において、１５０は三相ダイオードブリッジ、１５１はローパスフィルタ、１５２はコンパレータ、１５３は停電検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。交流電源１の電圧値を、電圧検出器１１で絶縁および降圧し、三相電圧信号Ｖｓｄｅｔを生成する。ダイオードブリッジ１５０では、Ｖｓｄｅｔを全波整流もしくは半波整流し、ローパスフィルタ１５１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１５１の出力には、交流電源１が正常な時には直流電圧Ｖｓ＿ａｃｔが出力される。これに対して、交流電源１が停電の時には出力値は零となる。そこで、ローパスフィルタ１５１の出力値とＶｓｈｕｔ＜ｖｓ＿ａｃｔなるＶｓｈｕｔとをコンパレータ１５２で比較することにより、コンパレータ１５２の出力には交流電源が正常時にはハイレベルが、交流電源が停電時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１５２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、停電の発生をマイコンに認識させることが可能となる。
次に同じく制御回路２１内部の電動機電流検出回路の構成と動作を第７図（ｂ）により説明する。
第７図（ｂ）において、１６０は三相ダイオードブリッジ、１６１はローパスフィルタ、１６２はコンパレータ、１６３は電動機電流検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。電動機６の電流値を、電流検出器１３で絶縁および電圧信号へ変換し、ローパスフィルタ１６１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１６１の出力には、電動機６が停止時には零が、電動機６が運転時には零以上の値が出力される。そこで、ローパスフィルタ１６１の出力値とＶａｃｔ＿ａｃ＞０なるＶａｃｔ＿ａｃとをコンパレータ１６２で比較することにより、コンパレータ１６２の出力には電動機停止時にはハイレベルが、電動機運転時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１６２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、電動機電流の有無（即ち電動機が運転中か否か）をマイコンに認識させることが可能となる。
第７図（ｃ）は電動機電流検出回路の第７図（ｂ）とは別の実施の形態を表す図である。第７図（ｃ）において、１７０は単相ダイオードブリッジ、１７１はローパスフィルタ、１７２はコンパレータ、１７３は電動機電流検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。インバータ３の入力電流値を、電流検出器１７５で絶縁および電圧信号へ変換し、ローパスフィルタ１７１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１７１の出力には、電動機６が停止時には零が、電動機６が運転時には零以上の値が出力される。そこで、ローパスフィルタ１７１の出力値とＶａｃｔ＿ｄｃ＞０なるＶａｃｔ＿ｄｃとをコンパレータ１７２で比較することにより、コンパレータ１７２の出力には電動機停止時にはハイレベルが、電動機運転時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１７２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、電動機電流の有無（即ち電動機が運転中か否か）をマイコンに認識させることが可能となる。
次に第８図を用いて、Ｖｄｃ定電圧制御系の動作を説明する。
第８図において、Ｖｄｃ＿ｒｅｆはＶｄｃ電圧指令値、Ｇｄはスイッチング素子Ｓ１のオン信号、Ｇｃはスイッチング素子Ｓ２のオン信号、１２０と１２２と１２４は上限下限リミッタ、１２１と１２３は比例積分型制御器、１２５はＰＷＭ発生手段である。第８図において、１２６がＶｄｃ電圧制御系を、１２７が電圧制御系１２６からの電流指令値を入力とするＤＣリアクトル電流制御系を形成している。
電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆと実際の出力電圧Ｖｄｃとの差をリミッタ１２０に入力する。ここで上限下限リミットすることにより、後段に控える比例積分型制御器１２１の積分値が増大し過ぎるのを防止している。リミッタ１２０の出力を入力とする比例積分制御器１２１は、ＶｄｃをＶｄｃｒｅｆに近づけるのに最適なＤＣリアクトル電流指令値を算出する。比例積分制御器１２１の出力を入力とするリミッタ１２２は電流指令値に上限下限リミットを与える働きをしており、上限リミット値は二次電池８の放電電流制限値を、下限リミット値は二次電池８の充電電流制限値を意味している。これら充放電電流の制限値は、二次電池８の残量に応じて一定時間間隔（例えば０．１秒間隔）で更新される。これにより、二次電池の残量が少ない場合には放電の抑制を、二次電池の残量が過剰な場合には充電の抑制を行うことが可能となる。リミッタ１２２の出力値は新たな電流指令値ＩＬｒｅｆとして実際のＤＣリアクトル電流値ＩＬとの差分が取られる。ここで得られた差分を入力とする比例積分型制御器１２３は、ＩＬをＩＬｒｅｆに近づけるのに最適な通流率指令値を算出する。比例積分制御器１２３の出力を入力とするリミッタ１２４は、その上限値に後述するＰＷＭ発生手段における三角波信号Ｓｉｇ２の最大値を設定する。また、その下限値には三角波信号Ｓｉｇ１の最小値を設定する。このリミット処理を施すことにより、リミッタ１２４の出力信号ｃｏｍｐを基に生成されるスイッチング信号の通流率が零または１になることを防止している。
次にリミッタ１２４の出力信号ｃｏｍｐを入力とするＰＷＭ発生手段１２５の構成および動作を第９図を用いて説明する。第９図（ｂ）のＰＷＭ発生手段の回路構成図において、１３０は三角波発生器、１３１と１３２はコンパレータである。コンパレータ１３１のマイナス入力端子には三角波発生器１３０の発生する振幅Ｖａｍｐ、周期Ｔｓｗの三角波とＶｏｆｓｔとを加算した信号Ｓｉｇ１を入力、また同コンパレータのプラス入力端子には、前述の信号ｃｏｍｐを入力している。これにより、コンパレータ１３１の出力端子Ｇｄにはｃｏｍｐ＞Ｓｉｇ１の時に限りハイレベルが出力される。他方のコンパレータ１３２のマイナス入力端子には、前述の信号ｃｏｍｐを入力、また同コンパレータのプラス入力端子には三角波発生器１３０の発生する三角波信号Ｓｉｇ２を入力している。これにより、コンパレータ１３２の出力端子Ｇｃにはｃｏｍｐ＜Ｓｉｇ２の時に限りハイレベルが出力される。以上説明した第９図（ｂ）の回路に対して、式（６）の関係を満たすＶｏｆｓｔを入力し、さらにＧｄ，Ｇｃがハイレベルの時にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンするようにゲート駆動回路９の論理を設定することにより、スイッチング周波数Ｔｓｗでスイッチング素子Ｓ１とＳ２をデッドタイムＴｄを挟んで交互にオン／オフすることが実現できる。
第９図（ａ）に前述のＰＷＭ発生手段における各部の波形とスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の状態を示す。
以上、第１図に基づいて説明してきた第一の実施形態は、通常時の電源には交流電源１か二次電池８を使用し、停電時には二次電池８を使用する場合であった。これに対して、第１０図に示す第２の実施形態は第１図における交流電源１とダイオードブリッジ２を一次電池１４０に置換した場合である。
第１０図に示す実施形態においては、Ｖｄｃの電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆを一次電池１４０の出力電圧よりも高い値に設定する。この結果、二次電池８の残量が過放電レベル以上でも過充電レベル以下の条件では、二次電池８の電力が優先的に利用される。反対に、二次電池８の残量が不足している場合には一次電池の電力が電動機負荷６に供給される。これにより、充電機能を持たない一次電池を電源としながら、回生電力を充電し、再利用することが可能となり、省エネ効果を生み出すことができる。
第１１図は、本発明をエレベータシステムに適用した第三の実施の形態である。
第１１図において１５１はモータ軸、１５０は駆動滑車、１５２は滑車、１５３は釣合いおもり、１５４は乗りカゴ、１５５はロープ、１５６はカゴ呼びボタン、１５７はエレベータシステムの制御回路、１５８はカゴ呼びボタン信号線、１５９はエレベータシステムの制御回路１５７からの信号線、１６０はエレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３への信号線である。第１１図に示したエレベータシステムにおいては、カゴ呼びボタン１５６が押されると、エレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３に対して乗りカゴを呼び出し階まで移動するための電動機６の駆動パターンが信号線１６０により送出される。さらに、呼び出し階で乗客を乗せた後は、エレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３に対して乗りカゴを目的階まで移動するための電動機６の駆動パターンが信号線１６０により送出される。
このため、エレベータシステムの制御装置１５７には、
１．カゴ呼びボタン又は、行き先ボタンが押されたかどうか。
２．目的階に到着したかどうか。
といったエレベータの状態が内部に保持されており、この状態信号を信号線１５９で制御回路２１に入力し、後述する第１２図のフローチャートを制御回路２１において実行すれば、電動機６の電流を検出することなしに電動機停止時におけるＳ１，Ｓ２のスイッチングを停止することができる。このようにエレベータのように電動機６の起動／停止のタイミング情報が得やすい用途においては、第１図に示した第一の実施形態よりも簡単な構成で実施可能である。
次に第１２図のフローチャートを説明する。
第１２図において、ステップ９０で起動されたシーケンスはステップ９１で停電の有無を判定する。ステップ９１で停電の場合には、ステップ９４でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ９６でシーケンスを終了する。一方、ステップ９１で停電でないと判定した場合には、ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたかを判定する。ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたと判定しなかった場合にはステップ９５でＶｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ９６でシーケンスを終了する。これに対して、ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたと判定した場合には、ステップ９３で目的階に到着したかどうかを判定する。ステップ９３で目的階に到着したと判定した場合には、ステップ９５に移行し、Ｖｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ９６でシーケンスを終了する。一方、ステップ９３で目的階に到着したと判定しなかった場合には、ステップ９４でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ９６でシーケンスを終了する。以上説明した第１２図のシーケンスは一定時間間隔（例えば０．１秒）間隔で起動するものとする。
第１３図は、第１図に示した昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子の他の動作例を示す図である。
先の実施例では、第９図に示すように、昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子を交互にオン，オフさせていた。しかしながら、第１３図（ａ）（ｂ）に示すように、必ずしも交互にオン，オフさせなくても良い。力行動作中と回生動作中それぞれに昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子の両方のオン時間があれば良い。
このようなスイッチング動作をすることにより、力行動作中であるのか回生動作中であるのかの判断をすることなく、充放電制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第一の実施形態を示す充放電制御装置の構成図である。第２図は、本発明を利用しない場合の充放電制御装置の構成図である。第３図は、第２図に示した充放電制御装置におけるＤＣリアクトル電流の波形図である。第４図は、第１図と第２図に示した充放電制御装置におけるＶｄｃ電圧制御特性の比較図である。第５図は、本発明における回路動作を説明する図である。第６図は、本発明の第一の実施形態における制御回路２１の動作フローチャート図である。第７図は、本発明における停電検出手段および電動機電流検出手段を表す図である。第８図は、本発明におけるＶｄｃ電圧の定電圧制御系を表す図である。第９図は、本発明におけるＰＷＭ発生手段を説明する図である。第１０図は、本発明を一次電池システムに適用した場合の第二の実施形態図である。第１１図は、本発明をエレベータシステムに適用した場合の第三の実施形態図である。第１２図は、本発明をエレベータシステムに適用した場合の第三の実施形態図である。第１３図は、充放電制御装置における昇圧スイッチング素子と降圧スイッチング素子の動作の他の実施形態を示す図である。
本発明は、インバータにより電動機を駆動する装置に付随し、無停電制御及び回生電力の再利用を行う充放電制御装置に関する。
背景技術
例えば従来技術として、特開昭６１−２６７６７５号公報，特開平１１−２９９２７５号公報がある。
これら従来技術は、インバータに接続された電動機が力行か回生かを判断して、二次電池の電圧の昇降を行っている。力行時には、二次電池の電圧を昇圧してインバータの入力部に電力を給電し、回生時には、回生電力を二次電池に充電させている。
特開昭６１−２６７６７５号公報においては、インバータの入力電圧値を検出し、予め定めた値との大小関係により電動機の力行・回生を判定している。また、特開平１１−２９９２７５号公報では、インバータ入力側の電圧と電流を検出し、これらを乗算することにより、電動機の力行・回生を判定している。
発明の開示
本発明を利用しない場合の充放電制御装置を第２図に示す。
第２図に示した充放電制御装置は、電動機６が力行時には、降圧用スイッチング素子Ｓ２をオフにしたまま、昇圧用スイッチング素子Ｓ１をチョッピング制御する昇圧チョッパ動作により、二次電池８の電圧を昇圧してインバータ３の直流入力部に給電する。また、電動機６が回生時には、昇圧用スイッチング素子Ｓ１をオフにしたまま、降圧用スイッチング素子Ｓ２をチョッピング制御する降圧チョッパ動作により、インバータ３の直流入力部の電圧を降圧して二次電池８に充電する。このような充放電制御装置は、充放電制御装置を昇圧チョッパ動作させるのか、降圧チョッパ動作させるのかを決定する為には電動機負荷が力行動作中なのか、回生動作中なのかを常時判定する手段が必要である。
また、上記充放電制御装置は、二次電池８の充放電に応じて昇圧チョッパ動作または、降圧チョッパ動作を行うことから、特に電動機に流れる電流が小さい場合には、ＤＣリアクトル７に流れる電流が不連続化し、制御特性が悪化するという問題がある。この様子を第３図に示す。第３図において、ＩＬは二次電池８から流れ出る電流を正方向にとった場合のＤＣリアクトル７に流れる電流を表している。第３図（ａ）は電動機６が力行時の場合であり、波形４０は電流連続、波形４１は電流不連続の様子を表している。このとき、スイッチング素子Ｓ１の通流率ｄと平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの間には、電流連続の場合には式（１）の関係が、電流不連続の場合には式（２）の関係がある。
これに対して、第３図（ｂ）は電動機６が回生時の場合であり、波形４２は電流連続、波形４３は電流不連続の様子を表している。このとき、スイッチング素子Ｓ２の通流率ｄ′と平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの間には、電流連続の場合には式（３）の関係が、電流不連続の場合には式（４）の関係がある。
そこで、本発明は、上記判定手段を不要とし、且つ、単一の制御系で切り替え動作の要らない充放電制御装置を提供することを目的とする。
本発明の１つの特徴は、上記充放電制御装置で昇圧用スイッチング素子として使用されていたＳ１と、降圧用スイッチング素子として使用されていたＳ２を、電動機負荷の力行動作，回生動作に関わらず、デッドタイムを挟んで交互にオン／オフ動作させる。これにより、ＤＣリアクトル電流を常に連続動作させることが可能となりＤＣリアクトル電流の不連続状態の検出が不要となる。更に、ＤＣリアクトル電流の大小方向に関係なく、単一の式（５）でスイッチング素子Ｓ１の通流率ｄと平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃと二次電池８の端子間電圧Ｖｂａｔとの関係式が記述できる為、力行／回生の判定が不要となる。
以下、本発明の第１の実施の形態を図面により説明する。
第１図は、本発明の第１の実施形態を示す充放電制御装置の構成図である。
第１図において、１は交流電源、２は交流電源１に接続され交流を直流電圧に変換するダイオードブリッジ、５はダイオードブリッジ２の出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ、４は平滑コンデンサ５の過電圧を防止するブレーキ回路、１２は平滑コンデンサ５の端子間電圧を検出する電圧検出器、３は平滑コンデンサ５を介してダイオードブリッジ２の交流側に接続され直流を交流に変換するインバータ、６はインバータ３の交流側に接続されインバータ３により駆動される電動機、１００は双方向性の昇降圧回路、８は二次電池、７はＤＣリアクトル、Ｓ１とＳ２はスイッチング素子、Ｄ１とＤ２はダイオード、９はスイッチング素子Ｓ１を駆動するためのゲート駆動回路、１０はスイッチング素子Ｓ２を駆動するためのゲート駆動回路、１１は交流電源１の停電を検出するための電圧検出器、１３は電動機６の電流を検出するための電流検出器、２０はＤＣリアクトル７の電流を検出するための電流検出器、２１は充放電制御装置全体の制御を司る制御回路である。
以上の構成において、交流電源１が停電となった場合には、後述する停電検出回路が電圧検出器１１の信号を基に停電検出信号を制御回路２１上のマイコンに対して発行する。この停電検出信号を受けた前述のマイコンは、平滑コンデンサ５の端子間電圧Ｖｄｃを定電圧制御するために、スイッチング素子Ｓ１とＳ２の通流率制御を開始する。これにより、交流電源１が停電した場合でも、電動機６は通常の運転を継続することが可能となる。
また、交流電源１が正常な場合には、電動機６が運転状態であることを、後述する電動機電流検出回路が検出した場合には、二次電池８の残量が過不足でなければ、停電時と同様に平滑コンデンサ５の端子間電圧制御を行う。このとき、平滑コンデンサ端子間電圧Ｖｄｃの電圧指令値を、前述の交流電源１をダイオード整流した電圧値よりも高い値に設定することで、ダイオードブリッジ２を逆バイアス状態とし、交流電源１からダイオードブリッジを通してインバータ３の直流入力部に流入する電流を遮断する。これにより、電動機６が力行動作時には二次電池８から電動機駆動に必要な全ての電力が供給される。反対に電動機６が回生動作時には、回生電力の全てが二次電池８に充電される。以上の動作を行うことにより、回生時に二次電池に蓄えられた電力が、力行時には積極的に利用されることとなり、省エネ効果をもたらす。
次に第５図を用いて本発明の動作原理を説明する。
第５図（ａ）は充放電制御装置の主回路部だけを取り出した図である。この図において、６０は第１図におけるインバータと電動機を電流源負荷として表現したものである。また、ＩＬはＤＣリアクトル７に流れる電流を、Ｉｓ１はスイッチング素子Ｓ１に流れる電流を、Ｉｓ２はスイッチング素子Ｓ２に流れる電流を、Ｉｄ１はダイオードＤ１に流れる電流を、Ｉｄ２はダイオードＤ２に流れる電流を表している。第５図（ｂ）は負荷電流Ｉｏが零近傍の場合について、第５図（ａ）の回路における各部の電流波形をスイッチングパターンと共に表したものである。この図において、Ｔｓｗはスイッチング周期を、Ｔｄはスイッチング素子Ｓ１のオン時間を示しており、通流率ｄに対して、Ｔｄ＝ｄ×Ｔｓｗの関係を持つ。
波形６３のＩＬ電流波形に見られるように、本方式では、負荷電流が零近傍であっても、ＩＬが不連続にはならない。これは、スイッチング素子Ｓ１とＳ２を交互にオン／オフさせていることで、リアクトル電流の向きが従来方式のようにダイオードにより拘束されるモードが発生しないことによる。さらに、ＩＬの向きに関係なく出力電圧Ｖｄｃが単一の式（５）で記述できることから、力行／回生を判定する手段が不要となった。
第４図は第１に示した装置と第２図に示した装置との制御特性の相違を表す一例である。第４図において、グラフ５０は従来方式で通流率ｄ＝０．５の一定値で昇圧チョッパ制御した時の負荷電流に対する出力電圧Ｖｄｃの特性である。また、グラフ５１は従来方式で通流率ｄ＝０．５の一定値で降圧チョッパ制御した時の負荷電流に対する出力電圧Ｖｄｃの特性である。これらのグラフから、従来方式は負荷電流Ｉｏが零の点で、制御特性が不連続であることが分かる。これに対して本発明では、通流率ｄ＝０．５の時の特性はグラフ５２のように、負荷電流Ｉｏに関係なく連続、且つ一定値となることが分かる。
次に、第６図のフローチャートを用いて制御回路２１の動作を説明する。
第６図は電動機電流の有無に基づいてＶｄｃ電圧の制御を開始するシーケンスであり、電動機停止時にはＳ１およびＳ２のスイッチングを停止することにより、スイッチングに伴う回路損失を抑制している。第６図において、ステップ８０で起動されたシーケンスはステップ８１で停電の有無を判定する。ステップ８１で停電の場合には、ステップ８２でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ８５でシーケンスを終了する。一方、ステップ８１で停電でないと判定した場合には、ステップ８３において電動機電流の有無を判定する。ステップ８３で電動機電流が有りの場合には、ステップ８２でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ８５でシーケンスを終了する。一方、ステップ８３で電動機電流無しと判定した場合には、Ｖｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ８５でシーケンスを終了する。以上のシーケンスは一定時間間隔（例えば０．１秒）間隔で起動するものとする。
次に制御回路２１内部の停電検出回路の構成と動作を第７図（ａ）により説明する。
第７図（ａ）において、１５０は三相ダイオードブリッジ、１５１はローパスフィルタ、１５２はコンパレータ、１５３は停電検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。交流電源１の電圧値を、電圧検出器１１で絶縁および降圧し、三相電圧信号Ｖｓｄｅｔを生成する。ダイオードブリッジ１５０では、Ｖｓｄｅｔを全波整流もしくは半波整流し、ローパスフィルタ１５１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１５１の出力には、交流電源１が正常な時には直流電圧Ｖｓ＿ａｃｔが出力される。これに対して、交流電源１が停電の時には出力値は零となる。そこで、ローパスフィルタ１５１の出力値とＶｓｈｕｔ＜ｖｓ＿ａｃｔなるＶｓｈｕｔとをコンパレータ１５２で比較することにより、コンパレータ１５２の出力には交流電源が正常時にはハイレベルが、交流電源が停電時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１５２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、停電の発生をマイコンに認識させることが可能となる。
次に同じく制御回路２１内部の電動機電流検出回路の構成と動作を第７図（ｂ）により説明する。
第７図（ｂ）において、１６０は三相ダイオードブリッジ、１６１はローパスフィルタ、１６２はコンパレータ、１６３は電動機電流検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。電動機６の電流値を、電流検出器１３で絶縁および電圧信号へ変換し、ローパスフィルタ１６１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１６１の出力には、電動機６が停止時には零が、電動機６が運転時には零以上の値が出力される。そこで、ローパスフィルタ１６１の出力値とＶａｃｔ＿ａｃ＞０なるＶａｃｔ＿ａｃとをコンパレータ１６２で比較することにより、コンパレータ１６２の出力には電動機停止時にはハイレベルが、電動機運転時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１６２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、電動機電流の有無（即ち電動機が運転中か否か）をマイコンに認識させることが可能となる。
第７図（ｃ）は電動機電流検出回路の第７図（ｂ）とは別の実施の形態を表す図である。第７図（ｃ）において、１７０は単相ダイオードブリッジ、１７１はローパスフィルタ、１７２はコンパレータ、１７３は電動機電流検出レベル設定用の基準電圧源、その他の番号は第１図と同一である。インバータ３の入力電流値を、電流検出器１７５で絶縁および電圧信号へ変換し、ローパスフィルタ１７１へ入力する。この結果、ローパスフィルタ１７１の出力には、電動機６が停止時には零が、電動機６が運転時には零以上の値が出力される。そこで、ローパスフィルタ１７１の出力値とＶａｃｔ＿ｄｃ＞０なるＶａｃｔ＿ｄｃとをコンパレータ１７２で比較することにより、コンパレータ１７２の出力には電動機停止時にはハイレベルが、電動機運転時にはローレベルが得られる。こうして生成されたコンパレータ１７２の出力信号をマイコンの入力端子に接続することにより、電動機電流の有無（即ち電動機が運転中か否か）をマイコンに認識させることが可能となる。
次に第８図を用いて、Ｖｄｃ定電圧制御系の動作を説明する。
第８図において、Ｖｄｃ＿ｒｅｆはＶｄｃ電圧指令値、Ｇｄはスイッチング素子Ｓ１のオン信号、Ｇｃはスイッチング素子Ｓ２のオン信号、１２０と１２２と１２４は上限下限リミッタ、１２１と１２３は比例積分型制御器、１２５はＰＷＭ発生手段である。第８図において、１２６がＶｄｃ電圧制御系を、１２７が電圧制御系１２６からの電流指令値を入力とするＤＣリアクトル電流制御系を形成している。
電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆと実際の出力電圧Ｖｄｃとの差をリミッタ１２０に入力する。ここで上限下限リミットすることにより、後段に控える比例積分型制御器１２１の積分値が増大し過ぎるのを防止している。リミッタ１２０の出力を入力とする比例積分制御器１２１は、ＶｄｃをＶｄｃｒｅｆに近づけるのに最適なＤＣリアクトル電流指令値を算出する。比例積分制御器１２１の出力を入力とするリミッタ１２２は電流指令値に上限下限リミットを与える働きをしており、上限リミット値は二次電池８の放電電流制限値を、下限リミット値は二次電池８の充電電流制限値を意味している。これら充放電電流の制限値は、二次電池８の残量に応じて一定時間間隔（例えば０．１秒間隔）で更新される。これにより、二次電池の残量が少ない場合には放電の抑制を、二次電池の残量が過剰な場合には充電の抑制を行うことが可能となる。リミッタ１２２の出力値は新たな電流指令値ＩＬｒｅｆとして実際のＤＣリアクトル電流値ＩＬとの差分が取られる。ここで得られた差分を入力とする比例積分型制御器１２３は、ＩＬをＩＬｒｅｆに近づけるのに最適な通流率指令値を算出する。比例積分制御器１２３の出力を入力とするリミッタ１２４は、その上限値に後述するＰＷＭ発生手段における三角波信号Ｓｉｇ２の最大値を設定する。また、その下限値には三角波信号Ｓｉｇ１の最小値を設定する。このリミット処理を施すことにより、リミッタ１２４の出力信号ｃｏｍｐを基に生成されるスイッチング信号の通流率が零または１になることを防止している。
次にリミッタ１２４の出力信号ｃｏｍｐを入力とするＰＷＭ発生手段１２５の構成および動作を第９図を用いて説明する。第９図（ｂ）のＰＷＭ発生手段の回路構成図において、１３０は三角波発生器、１３１と１３２はコンパレータである。コンパレータ１３１のマイナス入力端子には三角波発生器１３０の発生する振幅Ｖａｍｐ、周期Ｔｓｗの三角波とＶｏｆｓｔとを加算した信号Ｓｉｇ１を入力、また同コンパレータのプラス入力端子には、前述の信号ｃｏｍｐを入力している。これにより、コンパレータ１３１の出力端子Ｇｄにはｃｏｍｐ＞Ｓｉｇ１の時に限りハイレベルが出力される。他方のコンパレータ１３２のマイナス入力端子には、前述の信号ｃｏｍｐを入力、また同コンパレータのプラス入力端子には三角波発生器１３０の発生する三角波信号Ｓｉｇ２を入力している。これにより、コンパレータ１３２の出力端子Ｇｃにはｃｏｍｐ＜Ｓｉｇ２の時に限りハイレベルが出力される。以上説明した第９図（ｂ）の回路に対して、式（６）の関係を満たすＶｏｆｓｔを入力し、さらにＧｄ，Ｇｃがハイレベルの時にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２がオンするようにゲート駆動回路９の論理を設定することにより、スイッチング周波数Ｔｓｗでスイッチング素子Ｓ１とＳ２をデッドタイムＴｄを挟んで交互にオン／オフすることが実現できる。
以上、第１図に基づいて説明してきた第一の実施形態は、通常時の電源には交流電源１か二次電池８を使用し、停電時には二次電池８を使用する場合であった。これに対して、第１０図に示す第２の実施形態は第１図における交流電源１とダイオードブリッジ２を一次電池１４０に置換した場合である。
第１０図に示す実施形態においては、Ｖｄｃの電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆを一次電池１４０の出力電圧よりも高い値に設定する。この結果、二次電池８の残量が過放電レベル以上でも過充電レベル以下の条件では、二次電池８の電力が優先的に利用される。反対に、二次電池８の残量が不足している場合には一次電池の電力が電動機負荷６に供給される。これにより、充電機能を持たない一次電池を電源としながら、回生電力を充電し、再利用することが可能となり、省エネ効果を生み出すことができる。
第１１図は、本発明をエレベータシステムに適用した第三の実施の形態である。
第１１図において１５１はモータ軸、１５０は駆動滑車、１５２は滑車、１５３は釣合いおもり、１５４は乗りカゴ、１５５はロープ、１５６はカゴ呼びボタン、１５７はエレベータシステムの制御回路、１５８はカゴ呼びボタン信号線、１５９はエレベータシステムの制御回路１５７からの信号線、１６０はエレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３への信号線である。第１１図に示したエレベータシステムにおいては、カゴ呼びボタン１５６が押されると、エレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３に対して乗りカゴを呼び出し階まで移動するための電動機６の駆動パターンが信号線１６０により送出される。さらに、呼び出し階で乗客を乗せた後は、エレベータシステムの制御回路１５７からインバータ３に対して乗りカゴを目的階まで移動するための電動機６の駆動パターンが信号線１６０により送出される。
このため、エレベータシステムの制御装置１５７には、
１．カゴ呼びボタン又は、行き先ボタンが押されたかどうか。
２．目的階に到着したかどうか。
といったエレベータの状態が内部に保持されており、この状態信号を信号線１５９で制御回路２１に入力し、後述する第１２図のフローチャートを制御回路２１において実行すれば、電動機６の電流を検出することなしに電動機停止時におけるＳ１，Ｓ２のスイッチングを停止することができる。このようにエレベータのように電動機６の起動／停止のタイミング情報が得やすい用途においては、第１図に示した第一の実施形態よりも簡単な構成で実施可能である。
次に第１２図のフローチャートを説明する。
第１２図において、ステップ９０で起動されたシーケンスはステップ９１で停電の有無を判定する。ステップ９１で停電の場合には、ステップ９４でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ９６でシーケンスを終了する。一方、ステップ９１で停電でないと判定した場合には、ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたかを判定する。ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたと判定しなかった場合にはステップ９５でＶｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ９６でシーケンスを終了する。これに対して、ステップ９２でカゴ呼びボタンまたは行き先ボタンが押されたと判定した場合には、ステップ９３で目的階に到着したかどうかを判定する。ステップ９３で目的階に到着したと判定した場合には、ステップ９５に移行し、Ｖｄｃ定電圧制御を停止状態にした後、ステップ９６でシーケンスを終了する。一方、ステップ９３で目的階に到着したと判定しなかった場合には、ステップ９４でＶｄｃ定電圧制御を開始した後、ステップ９６でシーケンスを終了する。以上説明した第１２図のシーケンスは一定時間間隔（例えば０．１秒）間隔で起動するものとする。
第１３図は、第１図に示した昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子の他の動作例を示す図である。
先の実施例では、第９図に示すように、昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子を交互にオン，オフさせていた。しかしながら、第１３図（ａ）（ｂ）に示すように、必ずしも交互にオン，オフさせなくても良い。力行動作中と回生動作中それぞれに昇圧用スイッチング素子Ｓ１と降圧用スイッチング素子の両方のオン時間があれば良い。
このようなスイッチング動作をすることにより、力行動作中であるのか回生動作中であるのかの判断をすることなく、充放電制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第一の実施形態を示す充放電制御装置の構成図である。第２図は、本発明を利用しない場合の充放電制御装置の構成図である。第３図は、第２図に示した充放電制御装置におけるＤＣリアクトル電流の波形図である。第４図は、第１図と第２図に示した充放電制御装置におけるＶｄｃ電圧制御特性の比較図である。第５図は、本発明における回路動作を説明する図である。第６図は、本発明の第一の実施形態における制御回路２１の動作フローチャート図である。第７図は、本発明における停電検出手段および電動機電流検出手段を表す図である。第８図は、本発明におけるＶｄｃ電圧の定電圧制御系を表す図である。第９図は、本発明におけるＰＷＭ発生手段を説明する図である。第１０図は、本発明を一次電池システムに適用した場合の第二の実施形態図である。第１１図は、本発明をエレベータシステムに適用した場合の第三の実施形態図である。第１２図は、本発明をエレベータシステムに適用した場合の第三の実施形態図である。第１３図は、充放電制御装置における昇圧スイッチング素子と降圧スイッチング素子の動作の他の実施形態を示す図である。
Claims (3)
- 交流電源に接続され交流を直流に変換するダイオードブリッジと、平滑コンデンサを介して前記ダイオードブリッジの直流側に接続され直流を交流に変換するインバータと、このインバータの交流側に接続された電動機と、降圧用スイッチング素子を介して前記平滑コンデンサと並列に接続された昇圧用スイッチング素子と、リアクトルを介して前記昇圧用スイッチング素子と並列に接続された二次電池と、前記降圧用スイッチング素子と前記昇圧用スイッチング素子をデッドタイムを挟んで交互にオン，オフさせる制御手段を備え、
前記電動機の駆動電流を検出する検出手段と、この検出手段に応動して、前記降圧用スイッチング素子と前記昇圧用スイッチング素子のオン，オフを開始する手段を備えたことを特徴とする充放電制御装置。 - 交流電源に接続され交流を直流に変換するダイオードブリッジと、平滑コンデンサを介して前記ダイオードブリッジの直流側に接続され直流を交流に変換するインバータと、このインバータの交流側に接続された電動機と、降圧用スイッチング素子を介して前記平滑コンデンサと並列に接続された昇圧用スイッチング素子と、リアクトルを介して前記昇圧用スイッチング素子と並列に接続された二次電池と、前記降圧用スイッチング素子と前記昇圧用スイッチング素子をデッドタイムを挟んで交互にオン，オフさせる制御手段と、前記電動機によって昇降するエレベータのかごと、エレベータのかご呼び釦とを備え、前記かご呼び釦によってかご呼びが発生したときに、前記制御手段による前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオン，オフを開始することを特徴とする充放電制御装置。
- 交流電源に接続され交流を直流に変換するダイオードブリッジと、平滑コンデンサを介して前記ダイオードブリッジの直流側に接続され直流を交流に変換するインバータと、このインバータの交流側に接続された電動機と、降圧用スイッチング素子を介して前記平滑コンデンサと並列に接続された昇圧用スイッチング素子と、リアクトルを介して前記昇圧用スイッチング素子と並列に接続された二次電池と、前記降圧用スイッチング素子と前記昇圧用スイッチング素子をデッドタイムを挟んで交互にオン，オフさせる制御手段と、前記電動機によって昇降するエレベータのかごとを備え、前記かごが目的階に到着したときに、前記制御手段による前記降圧用スイッチング素子及び前記昇圧用スイッチング素子のオン，オフを終了することを特徴とする充放電制御装置。
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Cited By (1)
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| US20110121653A1 (en) * | 2005-02-18 | 2011-05-26 | O2Micro International Limited | Parallel powering of portable electrical devices |
| US7723865B2 (en) * | 2006-03-22 | 2010-05-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Bidirectional buck boost DC-DC converter, railway coach drive control system, and railway feeder system |
| JP5055050B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-10-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| JP5345230B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2013-11-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| EP2075900A1 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Honda Motor Co., Ltd. | DC/DC converter, DC/DC converter apparatus, vehicle, fuel cell system, and method of driving DC/DC converter |
| JP4435834B2 (ja) | 2008-01-16 | 2010-03-24 | 本田技研工業株式会社 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置 |
| JP4536128B2 (ja) | 2008-05-19 | 2010-09-01 | 本田技研工業株式会社 | Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置及びこのｄｃ／ｄｃコンバータ装置が搭載された燃料電池車両、並びにｄｃ／ｄｃコンバータの制御方法 |
| US8203294B2 (en) | 2008-11-25 | 2012-06-19 | GE Aviations Systems LLC | Electric energy storage integrated within or proximate to electrically driven flight control actuators |
| FI122048B (fi) * | 2009-06-01 | 2011-07-29 | Kone Corp | Kuljetusjärjestelmä |
| DE112010005771T5 (de) * | 2010-07-28 | 2013-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Zerhackervorrichtung |
| JP5520174B2 (ja) * | 2010-09-21 | 2014-06-11 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータ制御装置 |
| JP2013158101A (ja) * | 2012-01-27 | 2013-08-15 | Jfe Engineering Corp | 昇降設備 |
| CN103944439B (zh) * | 2014-04-28 | 2016-09-14 | 武汉大学 | 无有源前端的两电机驱动级联多电平逆变系统 |
| WO2017218791A1 (en) | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Watlow Electric Manufacturing Company | Power converter for a thermal system |
| WO2019201426A1 (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | Abb Schweiz Ag | Drive unit, robot and method |
| JP2023112504A (ja) * | 2022-02-01 | 2023-08-14 | オムロン株式会社 | 電源回路及びモータ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917880A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タ駆動される電動機の回生制動方式 |
| JPS61267675A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-27 | 株式会社東芝 | エレベ−タの制御装置 |
| JP2662296B2 (ja) * | 1989-07-04 | 1997-10-08 | オ−クマ株式会社 | 電動機の制御装置 |
| JP3068981B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2000-07-24 | 株式会社東芝 | エレベータ制御装置 |
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2001
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103997251A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-08-20 | 杭州明果教育咨询有限公司 | 电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块 |
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