JPWO2014136142A1 - 交流モータ駆動システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1における交流モータ駆動システムの全体を示すブロック図である。図1に示す交流モータ駆動システムにおいて、発電所や工場内の変電設備などの交流電源(図示せず)は、配線R、S、Tを介して交流電力を供給する。コンバータ1は、この交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、コンバータ1から直流母線2に出力される。
Is = s×C×Vdc ・・・(式1)
の関係が成立する。よって、直流母線2の電圧値Vdc[V]を制御することは、平滑コンデンサ3に流れる電流量を制御することで実現できる。そこで、図6の領域Bの部分の電力を蓄電デバイス5から直流母線2へ供給する際、蓄電デバイス5から直流母線2へ放電する電流量を制御することにより、直流母線2の電圧値Vdc[V]をVthB[V]に制御することを図る。
力行時制御部81に関し、実施の形態1とは別の実施の形態について図15を用いて説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同一または同等の手段に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
実施の形態3に係る交流モータ駆動システムの全体の構成を、図18に示す。なお、本実施の形態において、実施の形態1または実施の形態2と同一または同等の手段に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
i1×Vdc = i2×Vcap ・・・ (式2)
の関係が成立する。コンバータ1から直流母線2へ供給される電力を閾値PthB[W]に抑制制御する場合には、Vdc=VthB、i1=Ib*と近似できることから、これらを(式2)に代入して、
i2= (VthB÷Vcap)Ib* ・・・(式3)
の関係が成立する。両端電圧値Vcap[V]の変化が小さい場合には、(VthB÷Vcap)は定数と見なせるため、制御信号生成部84内のPI制御、I制御、PID制御等で対応が可能である。しかし、蓄電デバイス5からの放電量が大きく、両端電圧値Vcap[V]が大きく変化する場合には、制御信号生成部84だけでは対応できなくなる。
i2= (VthA÷Vcap)ia* ・・・(式4)
の関係が成立する。両端電圧値Vcap[V]の変化が小さい場合には、(VthA÷Vcap)は定数と見なせるため、制御信号生成部84内のPI制御、I制御、PID制御等で対応が可能である。しかし、蓄電デバイス5への充電量が大きく、両端電圧値Vcap[V]が大きく変化する場合には、制御信号生成部84だけでは対応できなくなる。
実施の形態4に係る交流モータ駆動システムの全体ブロック図を図22に示す。本実施の形態が実施の形態1(図1参照)ないし実施の形態3(図18参照)と異なる所は、コンバータ1の入力側に接続される交流線間における電圧値(以後、交流線間電圧値と呼ぶ)Vac[V]を検出し、充放電制御手段8へ出力する交流電圧値検出手段9を設けた点である。
VthB = Kb(Vac÷Vac0)f(Pload) ・・・(式5)
VthA = Ka(Vac÷Vac0)g(Pload) ・・・(式6)
力行時制御部81の他の実施の形態について説明する。実施の形態1ないし実施の形態4に係る交流モータ駆動システムにおいて、交流モータが消費電力Pload(t)[W]の力行動作を行う場合を考える。この場合、蓄電デバイス5から充放電回路6を介して直流母線2に供給する電力Passist(t)[W]が存在しなければ、直流母線の電圧値Vdc[V]がVload(t)[V]になると仮定する(図27参照)。ここで、tは時刻を表す。
Passist(t)・Δt = Pload(t)・Δt − PthB・Δt ・・・(式7)
Passist(t)・Δt= (1/2) C [Vdc0 2 −{Vload(t)}2] − (1/2)C(Vdc0 2 − VthB 2)
= −(1/2) C [{Vload(t)}2 − VthB 2 ] ・・・ (式8)
Passist(t)・Δt = −(1/2) C (Vdc 2 − VthB 2 ) ・・・ (式9)
Claims (5)
- 直流電力を供給するコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとを接続する直流母線と、
前記交流電力により駆動される交流モータと、
前記コンバータの出力側における電圧値を検出する直流電圧値検出手段と、
前記直流電力を前記直流母線から充電し、かつ、充電した前記直流電力を前記直流母線へ放電する蓄電デバイスと、
前記直流母線に対して前記インバータと並列に接続され、かつ、前記直流母線と前記蓄電デバイスとの間に接続され、前記蓄電デバイスを充放電させる充放電回路と、
前記蓄電デバイスの充放電電流量を検出する充放電電流量検出手段と
を備え、
前記充放電回路は、
前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値、及び前記充放電電流量検出手段が検出する前記充放電電流量に応じて、
前記インバータから前記交流モータへ供給する電力のうち、第1の電力閾値を超える電力を、前記蓄電デバイスから放電、
ないし、
前記インバータを介して回生される前記交流モータの回生電力のうち、第2の電力閾値を超える電力を、前記蓄電デバイスに充電、
をなさしめる
ことを特徴とする交流モータ駆動システム。 - 直流電力を供給するコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとを接続する直流母線と、
前記交流電力により駆動される交流モータと、
前記コンバータの出力側における電圧値を検出する直流電圧値検出手段と、
前記直流電力を前記直流母線から充電し、かつ、充電した前記直流電力を前記直流母線へ放電する蓄電デバイスと、
前記直流母線に対して前記インバータと並列に接続され、かつ、前記直流母線と前記蓄電デバイスとの間に接続され、前記蓄電デバイスを充放電させる充放電回路と、
前記蓄電デバイスの充放電電流量を検出する充放電電流量検出手段と
を備え、
前記充放電回路は、
前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値、及び前記充放電電流量検出手段が検出する前記充放電電流量に応じて、
前記インバータから前記交流モータへ供給される電力が第1の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第1の電力閾値に応じた第1の電圧値となるように、前記蓄電デバイスを放電、
ないし、
前記インバータを介して回生される前記交流モータの回生電力が第2の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第2の電力閾値に応じた第2の電圧値となるように、前記蓄電デバイスを充電、
をなさしめる
ことを特徴とする交流モータ駆動システム。 - 直流電力を供給するコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとを接続する直流母線と、
前記交流電力により駆動される交流モータと、
前記コンバータの出力側における電圧値を検出する直流電圧値検出手段と、
前記コンバータの入力側における電圧値を検出する交流電圧値検出手段と、
前記直流電力を前記直流母線から充電し、かつ、充電した前記直流電力を前記直流母線へ放電する蓄電デバイスと、
前記直流母線に対して前記インバータと並列に接続され、かつ、前記直流母線と前記蓄電デバイスとの間に接続され、前記蓄電デバイスを充放電させる充放電回路と、
前記蓄電デバイスの充放電電流量を検出する充放電電流量検出手段と
を備え、
前記充放電回路は、
前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値、前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値、及び前記充放電電流量検出手段が検出する前記充放電電流量に応じて、
前記インバータから前記交流モータへ供給される電力が第1の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第1の電力閾値と前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値とに応じた第1の電圧値となるように、前記蓄電デバイスを放電、
ないし、
前記インバータを介して回生される前記交流モータの回生電力が第2の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第2の電力閾値と前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値とに応じた第2の電圧値となるように、前記蓄電デバイスを充電、
をなさしめる
ことを特徴とする交流モータ駆動システム。 - 直流電力を供給するコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとを接続する直流母線と、
前記交流電力により駆動される交流モータと、
前記コンバータの出力側における電圧値を検出する直流電圧値検出手段と、
前記直流電力を前記直流母線から充電し、かつ、充電した前記直流電力を前記直流母線へ放電する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスの両端電圧値を検出する蓄電デバイス電圧値検出手段と、
前記直流母線に対して前記インバータと並列に接続され、かつ、前記直流母線と前記蓄電デバイスとの間に接続され、前記蓄電デバイスを充放電させる充放電回路と、
前記蓄電デバイスの充放電電流量を検出する充放電電流量検出手段と
を備え、
前記充放電回路は、
前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値、及び前記充放電電流量検出手段が検出する前記充放電電流量に応じて、
前記インバータから前記交流モータへ供給される電力が第1の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第1の電力閾値に応じた第1の電圧値となるように、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値に応じた前記充放電回路の放電電流により、前記蓄電デバイスを放電、
ないし、
前記インバータを介して回生される前記交流モータの回生電力が第2の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第2の電力閾値に応じた第2の電圧値となるように、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値に応じた前記充放電回路の充電電流により、前記蓄電デバイスを充電、
をなさしめる
ことを特徴とする交流モータ駆動システム。 - 直流電力を供給するコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとを接続する直流母線と、
前記交流電力により駆動される交流モータと、
前記コンバータの出力側における電圧値を検出する直流電圧値検出手段と、
前記コンバータの入力側における電圧値を検出する交流電圧値検出手段と、
前記直流電力を前記直流母線から充電し、かつ、充電した前記直流電力を前記直流母線へ放電する蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスの両端電圧値を検出する蓄電デバイス電圧値検出手段と、
前記直流母線に対して前記インバータと並列に接続され、かつ、前記直流母線と前記蓄電デバイスとの間に接続され、前記蓄電デバイスを充放電させる充放電回路と、
前記蓄電デバイスの充放電電流量を検出する充放電電流量検出手段と
を備え、
前記充放電回路は、
前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値、前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値、及び前記充放電電流量検出手段が検出する前記充放電電流量に応じて、
前記インバータから前記交流モータへ供給される電力が第1の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第1の電力閾値と前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値とに応じた第1の電圧値となるように、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値に応じた前記充放電回路の放電電流により、前記蓄電デバイスを放電、
ないし、
前記インバータを介して回生される前記交流モータの回生電力が第2の電力閾値を超える場合には、前記直流電圧値検出手段が検出する電圧値が、前記第2の電力閾値と前記交流電圧値検出手段が検出する電圧値とに応じた第2の電圧値となるように、前記蓄電デバイス電圧値検出手段が検出する電圧値に応じた前記充放電回路の充電電流により、前記蓄電デバイスを充電、
をなさしめる
ことを特徴とする交流モータ駆動システム。
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