TW200937832A - Substrate and method for manufacturing the same - Google Patents

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TW200937832A TW097146924A TW97146924A TW200937832A TW 200937832 A TW200937832 A TW 200937832A TW 097146924 A TW097146924 A TW 097146924A TW 97146924 A TW97146924 A TW 97146924A TW 200937832 A TW200937832 A TW 200937832A
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Motonao Niizuma
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Description

200937832 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種馬達電力供給裝置及該裝置之生產 方法,為對於備有蓄電裝置而負載變動大之馬達供給電力 者。 【先前技術】 例如在伺服沖床(servo press)之沖床裝置,係由馬達 驅動負載,在一工作循環(cycle)之動作中之馬達輸出變動 〇 頗大,當滑動件下降而在上模具與下模具間進行面板之壓 制加工(抽型成型與裁切成型)時,馬達輸出相當大。 於負載變化如此大之裝置,如配合馬達輸出之最大值 而準備電力供給裝置時,則此電力供給裝置將有超過之問 題。為此之對策,可採用如下構成:裝設電容器組等蓄電 裝置,在馬達輸出大之時間内蓄電裝置亦供給驅動電流, 在馬達發生再生電流之時間内,則將再生電流蓄存於蓄電 P 裝置,如此可將負載正常化而能使電力供給裝置之構成小 型化。 再者,使用電容器組有專利文獻1之例。 專利文獻1之「電動機驅動用電源控制方式」,為在備 有速度控制裝置可控制電動機旋轉以進行加速與減速之電 動機驅動用電源電路,如第1圖所示,對於將自變壓器51 與整流電路52經過電流控制手段53所供給之能量,以及 來自電動機56之再生能量暫時蓄存之電容器組54,裝設 可控制電容器間電壓之手段58以使電容器組54之電壓範 4 320822 200937832 圍能最有效使用,藉此可大幅削減電容器容量。在此,元 件符號55為電動機驅動裝置。 為使電容器組之電壓範圍最有效使用而控制電容器間 之電壓之手段58(電壓與電流控制裝置),係具備:電動機 速度變換器,將電動機旋轉數C變換為控制電壓位準;函 數產生器,製作以旋轉數為變數之函數Ιάλ2(其中:1 = 1(/2 xVmx,Κ為常數,ω為電動機軸之角速度);電容器間容許 最大電壓設定器,設定Vmm(電容器組之容許最大電壓);及 加法器,製作Vref = Vmax-Ki 6l) 2(其中,Vref為應控制之電容器 組電壓),並以Vref作為電容器間電壓指令來控制。 〔專利文獻1〕日本特公平7-123355號公報 於上述專利文獻1之方案中,機械損失小,設想加速 馬達所需之電力幾乎都被再生而退回蓄電裝置。但是使用 在如伺服沖床之成形加工裝置時,成形所需之能量幾乎會 損失而無法再生,因此專利文獻1之方案並無法適用。 於備有電容器組等蓄電裝置之電力供給裝置中,當所 用馬達之馬達輸出大之時間繼續時(例如伺服沖床在拉深 成形時)蓄電裝置之電壓將逐渐降低。可容許此電壓降低到 何程度,係由為了以所需之轉矩與旋轉數驅動馬達而所需 之電壓來決定。 但是,向來是不考慮所用馬達之轉矩與旋轉數之時間 變化模式,一律規定蓄電裝置之最低電壓。因此最低電壓 之設定較高,使含蓄電裝置(電容器組時為電容器之容量) 之電力供給裝置大型化,以致裝設與操作較為困難。 5 320822 200937832 【發明内容】 本發明為解決上述問題所創設者。即本發明之目的 為,提供一種馬達電力供給裝置及該裝置之生產方法,考 慮到負載變動大之驅動馬達之轉矩與旋轉數之時間變化模 式,配合其而設定蓄電裝置與電源電路,得以使蓄電裝置 與電源電路小型化者。 依據本發明,所提供之馬達電力供給裝置,其特徵在 於,具備: ® 直流匯流排,接收自外部供給直流電流; 蓄電裝置,連接於上述直流匯流排,蓄電並放電上述 直流電流;及 反相器(inverter,有稱為變頻器之情形),連接於上 述直流匯流排,調變上述直流電流用以驅動外部馬達,其 中 上述蓄電裝置與反相器,係將使用上述馬達與反相器 Q 之特性求得的直流匯流排之最低電壓與直流匯流排之實際 電壓之時間變化,相對於上述外部馬達所需轉矩與所需旋 轉數之時間變化,設定為使直流匯流排之實際電壓為經常 超過直流匯流排之最低電壓。 依據本發明之理想實施方式,馬達電力供給裝置係具 備變換器,將外部電源所供給之交流電流變換為直流電 流,供給至上述直流匯流排, 該變換器係設定為,直流匯流排之實際電壓經常超過 直流匯流排之最低電壓。 6 320822 200937832 又’依據本發明,為提供一種馬達電力供給裝置之生 產方法’該馬達電力供給裝置係具備: 直流匯流排,自外部供給直流電流; 匯流排’蓄電並放電上述 蓄電裝置,連接於上述直流 直流電流;及 言周變上述直流電流 反相器,連接於上述直流匯流排, 用以驅動外部馬達, Ο ❹ 該生產方法之特徵在於: 對於上述外部馬達所需轉矩與所需旋轉數之時間變 化’利用上述馬達與反相器之特性,求得直流匯流排之最 低電壓與直流匯流排之實際電壓之時間變化, 設定蓄電裝置與反㈣,使直趋流排之實際電壓經 常超過直流匯流排之最低電壓, 利用所設定之蓄電裝置與反相器,生產馬達電力供給 裝置。 '依據本發明之理想實施方式,馬達電力供給裝置係且 備變換器,將外部電源所供給之交流電流變換為直流^ 流’供給至上述直流匯流排, 設定上述變換器之最大電壓,使直流匯流排之實 壓經常能超過直流匯流排之最低電屢。 不 上述直流匯流排之最㈣Μ,餘據上述馬達之 求得對所需誠與所錄轉數之馬達端子電壓之有效值 算為峰值’對此加算直流匯流拼與馬達間所 320822 7 200937832 又,上述直流匯流排之實際電壓為, 使用馬達與反相器之特性模式,對馬達旋轉數與馬達 轉矩,求得自直流匯流排流至反相器之反相器電流I inv, 再求得自外部電源流至直流匯流排之匯流排供給電流 I con 9 依電流不滅定律以下列數式(1)求得自直流匯流排流 至蓄電裝置之蓄電電流Ieap, Ο .cap
Icon— I inv (1) 〇 再說蓄電裝置之容量為Cc^,並根據下列數式(3) y (Icap)dt=CconXybus ·.. (3) 求待直流匯流排之實際電壓。 施靖 及外插推定改變運轉條件時一田内杰 變化亦可。I直流匯流排實際電壓之時馬 依據本發明之裝置與方法,X 所需旋轉數,容許直流匯流排C實際所需轉矩! 最低電壓,因此可將馬達電t電壓降到達最低限必要; 蓄電裝置)最小型化。 、给裝置(反相器、變換器 【實施方式】 上之說明本發明的較佳實施方式。惟 Μ邻分則使用同一元件 味隹各Ε 第2圖為本發明之 ^而省略重複說明。 圖,元i 、 力供給裝置之構成圖。 錢1㈣換器(例如為整趋),2為直流 320822 8 200937832 排,3為蓄電裝置(例如為電容器),11為反相器,12為電 力控制元件(例如為IGBT),13為馬達,14為電力控制運 开電路21為反饋感測器(feed |^ck sensor)(編碼器 (enC〇der)、旋轉角感測器(res〇lver)、轉速表(tach〇meter) 等),22為運動指示器,23為伺服運算器。 變換器1之輪入端子la為連接於未圖示之外部電源 L電力’或自家發電機),將外部電源所供 〇 直流電流至直流匯流排2⑴如正⑷變換為直流,供給 流排2連接有蓄電裝置3(例如電容器),自直 相反之,自蓄電放::電流而充電爾 直流匯流排2更連接電流至直流匯流排2。 如1_極信號在適當時;:==(: ❹ 生時,自馬達13 轉矩可受控制。又,在相反之再 之電流會受控制。, 控制讀12流入直流匯流排2 馬達^連接有機械裝置_ 時,使裝設有模具之滑動^未.。在例如伺服沖床 之旋轉而機械裝置亦動作。移動之驅動機構),隨馬達13 為輸算電路“,係以轉矩指令 PWM調變等之調變方法量控制等控制方法及 運异,向電力控制元件傳遞閘極 320822 200937832 信號。 馬達13裝設有反饋感測器21(編碼器、旋轉角感測 器、轉速表等),用以檢測馬達之旋轉角度以及旋轉速度。 又,運動指示器22係經由自動或手動操作產生機械裝置所 要之運動模式(位置或速度之時間變化模式)。 伺服運算器23,係如同將自反饋感測器21所得之馬 達旋轉角度或旋轉速度,與自運動指示器22所得之運動模 式之間之偏差加以縮小之伺服控制方式,根據PID控制等 ® 之反饋控制方法或前饋控制方法作伺服運算,對電力控制 運算電路14傳輸轉矩指令。 由進行如上之伺服控制,馬達13將追縱運動指示器 22所產生之運動模式而動作,連接於馬達13之機械裝置 亦隨其動作。 於第3A圖至第3B圖,為馬達負載與馬達電力供給裝 置之特性圖,第4圖為馬達單獨之特性圖。第3A圖為馬達 q 13之旋轉數,第3B圖為馬達13之轉矩,第3C圖為直流 匯流排2之最低電壓,第3D圖為直流匯流排2實際電壓之 個別時間變化之模式。 為使機械裝置隨某一運動模式動作所需之馬達轉矩與 馬達旋轉數之時間變化模式,係由運動模式與機械裝置之 機械特性(質量、慣性力矩、齒輪比、摩擦等)與馬達13之 機械特性(慣性力矩、摩擦等)所決定,例如第3A圖、第 3B圖所示。 又,馬達13之可能輸出之轉矩T與旋轉數N之特性, 10 320822 200937832 係隨不同馬達而定 3 第4圖所示。在此,=因馬達端子電壓V而變化,例如 對於第3A圖、第=子電壓Mm 馬達轉矩T,可!ί由_ ^之時=_刻之^達旋轉數N與 求得在各時刻所需馬子圖=之馬達U之特性, 例如,當設時刻^ 壓之時間變化。 T⑴時,則於第4圖% ===為_,馬達轉矩為 電壓V(t)為所求之電壓。/、T(t)之父叉點之馬達端子 在二 路等以數絲㈣等效電 對於馬達端子電壓v(t)、t异求付而不用圖。 元件12及反相器u與 於藉由考慮到在電力控制 ❹ 則馬達13會以第3A圖:第3B3::佈線所產㈣^ 達轉矩T來旋轉,所以可叶2 =馬達旋轉數N與馬 排最低電壓。如第糊=時刻Μ需之直流匯流 例^馬達端子電壓V⑴為交流以其有效值表示,若 在反相器11肖馬達13間之佈線所產生之電壓降為V_, 則成為 VBin=V(t)x/·2 + Vdr〇p ... (la) 。,2( = 2°·5)為有效值換算為峰值之係數。 另一方面,於第3A圖與第3B圖所示,對時時刻刻之 馬達旋轉數N(t)與馬達轉矩T(t),欲求錢匯流排2之實 際電壓Vbus(直流匯流排實際電壓)之時間變化,則如第3 320822 11 200937832 圖D所示。 具體而言,可如下之順序求得直流匯流排實際電壓 Vbus。以馬達13與反相器11之特性模式,對時時刻刻之馬 達旋轉數N(t)與馬達轉矩T(t),可求得時時刻刻自直流匯 流排2流至反相器11之電流Iinv(反相器電流)。 在反相器電流Iinv,與外部電源經過變換器1流至直流 匯_流排2之電流1_(匯流排供給電流),與自直流匯流排2 流至蓄電裝置3之電流leap(蓄電電流)之間,可由電流不滅 ® 定律成立如下之數式(1)。但是當電流為逆流時,可解釋為 .取負值。 I cap = I con-I inv ..· (1) 又,由能量不滅定律,可成立如下之數式(2)。但是考 慮能量之流向,取正負值。 \ (IcapXVbus)dt =X (IconXVbus)d"t- X (IinvXV"bus)d"t Q - S (時時刻刻在馬達、反相器、蓄電裝置、變換器、 直流匯流排等所產生之電氣耗損)dt …(2) 蓄電裝置為電容器時,其容量為C_,則成立數式(3)。 5 ( Icap)d"t = CconXVbus ·.· (3) 自數式(1)、(2)、(3),可求得直流匯流排實際電壓 Vbus之時間變化。藉由考慮電流與能量流向有正負值,則即 使在進行電力再生時也可用同樣方法計算。 於本發明之生產方法中,係將第3C圖所示直流匯流排 最低電壓V—、與第3D圖所示直流匯流排實際電壓V—作 12 320822 200937832 比較,即使在任何時刻也以後者(直流匯流排實際電壓vbus) 較前者(直流匯流排最低電壓v心)為大的方式,設定(選擇) 變換器1之電流容量、蓄電裝置3之容量、馬達13之特性 等。 其次,使用經設定之變換器1、蓄電裝置3與反相器 11生產馬達電力供給裝置。 由此,馬達13可實際產生如第3圖A與第3圖B所示 之馬達旋轉數N與馬達轉矩T。 ^ 在此,由於直流匯流排實際電屋Vbus只要稍大於直流 匯流排最低電壓V—即可,因此為盡可能縮小兩者間之差, 而選擇變換器1之電流容量、蓄電裝置3之容量、馬達13 之特性等,得以使馬達電力供給裝置小型化。 如上說明,雖已提示自馬達13與反相器11之特性, 計算直流匯流排實際電壓Vbus之時間變化之方法,但是也 可設定數種不同值之馬達轉矩T與馬達旋轉數N經過運轉 0 而實測直流匯流排實際電壓Vbus之時間變化,來推定藉由 内插或外插改變運轉條件時之直流匯流排實際電壓Vbus之 時間變化之方法。 當機械裝置隨多數運動模式而動作時(例如在伺服沖 床使用多數模具時,或沖壓成形多種材料,馬達轉矩或馬 達旋轉數之時間變化模式有多種時),對各個之運動模式進 行上述計算,選擇變換器1之電流容量、蓄電裝置3之容 量、馬達13之特性等,即使在任何運動模式時之直流匯流 排貫際電堡Vbus也會超過直流匯流排·隶低電堡"Vmin。 13 320822 200937832 如機械裝置之運動模式係由人之操作而改變時,其中 • 對最嚴属條件之運動模式,即直流匯流排最低電壓^化較 • 高而直流匯流排實際電壓VbUS較低之運動模式,進行上述 計算,選擇變換器1之電流容量、蓄電器3之容量、馬達 13之特性等,使直流匯流排實際電壓Vbus能超過直流匯流 '排最低電壓Vmin 〇 如難於正確估計因摩擦或黏性阻力等之耗損大小時, ❹只要能使用與可想像之最大耗損對應之馬達轉矩之時間變 化模式’進行上述計算,選擇變換器1之電流容量、蓄電 震置3之容量、馬達13之特性等,使直流匯流排實際電壓 VbUS能超過直流匯流排最低電壓Vnin即可。 多數個馬達連接於直流匯流排2時,只要對各個馬達 11十鼻直流匯流排最低電麼Vmin ’使任一馬達之直流匯流排實 際電壓Vbus均能超過直流匯流排最低電壓Vfflin即可。 多數個馬達為隨不同運動模式動作時,則可如下計 ❹鼻。為說明起見,假定馬達及反相器有3台。 直流匯流排最低電壓Win係針對各個馬達,用各自的 馬達轉矩或馬達旋轉數之時間變化模式計算。 即’對3台馬達,.分別計算Vminl、Vrain2、Vmin3。 使用所有流入反相器之電流總合作為數式(2)之hnv , 且使用所有馬達及反相器等之耗損總合作為電氣耗損,用 於計算直流匯流排實際電壓vbus。 選擇變換器1之電流容量、蓄電裝置3之容量、馬達 !3(多數台之各台)之特性等,俾於對於任一馬達之直流匯 320822 14 200937832 流排實際電壓Vbus均能超過直流匯流排最低電壓Vmin,即Vbus .2Vminl,VbusgVmin2,且 Vbus2Vmin3 0 (代替實施柘t 於上述例,雖已提示外部電源為三相交流,但是單相 交流或其他相數之交流’或直流亦可。直流時可省略變換 器卜 舉例為蓄電裝置3係使用電容器,但是也可使用如電 ❹雙層電容器或蓄電池等利用化學變化之蓄電裝置,飛輪之 旋轉運動以蓄能量之機械式蓄電裝置等。 變換器1除使用整流器之外,也可使用閘流體作為整 流兀件並控制閘流體之點弧時序使直流電流為可變之閘流 體電橋,或使用IGBT作為整流元件並控制IGBT之閘極信 號使直流電流可變之構成。又,可使用可再生之變換器, 或可降低尚頻之矩陣型變換器。 ❹。。。反相器11之形心可為電壓型反相器,或電流型反相 =。二’亦可為對馬達之電流能平滑地變化之多段式反相 控制元件12為除1GBT之外亦可利用功率M0SFET, 二GTG閘流料。在本實施_稱為閘極信號,但因元件 種類:不同當然亦可改稱適當名稱。 之形式,為二相感應馬達、同步馬達、永久磁 鑷同步馬遠辇 -了,只要能與反相器適當組合而可控制轉 閘極信號之產生方十X 制馬達轉矩之方法即可: 限於向量控制’只要能適當控 320822 15 200937832 代替反相n與馬達之級合,亦可使用閘流 (Thyristore Leonard)組與直流馬達之組合。 、询 達供給經過調變之直流。 ° 時係對馬 如本發明適用於馬達13為只單向旋轉之機 相器亦可為僅對應單向旋轉之構成。 械時’則反 如無需電力再生,則可使用無法進行電力再 器。此時,於直流匯流排實際電壓之關係式⑴二:相 係將電力再生之貢獻部分設為零,即h趨常為零或’ 用以計算直流匯流排實際電壓。 值’ [實施例] 以下舉具體實施例說明之。 於第2圖所示之馬達電力供給裝置,係以=^ 。 源為外部電源’整流器為1變換器1,電完/生拔 、電 55馬蓄電裝置3, 反相器1為使用可電力再生且可使馬達n ,& 止貝兩方向旋榦 之4象限反相器之例說明。 科 ❿ 第5A®與第5B_要求於所料達之負载特性 如第5A圖與第5B圖所示隨馬達旋轉數盘m /、·芍運轉矩之時Μ 變化模式驅動馬達13。 1 第6Α圖至第6C圖為馬達電力供給裝置之特性圖。 對於時時刻刻之馬達旋轉數Ν與馬達轉矩τ,由計算 馬達旋轉數X馬達轉矩Τ,可求得如第6Α圖所示時時刻刻 之馬達13對機械裝置進行之機械功(mechanical w〇rk)w。 機械功w為負值部分為顯示馬達13被機械裝置驅動 者0 320822 16
I 200937832 第7圖為自直流匯流排2流入反相器11之功率P與機 械功W之關係圖。於此圖,横軸為向外部之機械功W,縱 軸為所供給之功率P。 馬達13對機械裝置所作之機械功W為正值時為運行, 負值時為再生,但是因在馬達13及反相器11有耗損,因 此自直流匯流排2流入反相器11之功率與機械功量之關係 為如第7圖之粗線所不。 採用第7圖所示之粗線之關係,可將第6A圖所示機械 f) 功W之時間變化模式,由計算變換為如第6B圖所示自直流 匯流排流入反相器之功率(以下稱為Pinv)之時間變化模式。 • > 設第6B圖之曲線為函數f(t),則功率Pinv為電流與電 壓之乘積,
Pinv = f (t) = IinvXVbus …(4) 即,Iinv= f (t)/Vbus ... (5)。 第8圖為流入直流匯流排2之電流I_與Vbus之關係圖。 ❹ 由外部電源經過反相器1流入直流匯流排2之電流Icon 因VbUS值而變化,但是如第8圖所示以1. 35x外部電源電壓 有效值為臨限值而變化。 在此,1. 35係在三相交流時,為提供交流之有效電壓 值與整流後之電壓之比率之變換係數。又,VbUS< 1. 35x外 部電源電壓有效值時之1_值,因構成變換器1之整流器 之容量而定。 第8圖之曲線由函數g(x)表記時為如下。
Icon = g(Vbus) …(6) 17 320822 200937832 對數式(1)代入數式(5)與數式(6),則如下。
Icap= g(Vbus)-f (t)/Vbus …(7) 又,將數式(3)之兩邊以時間t微分,則為 I cap = CconXdVbus/" (1ΐ . ··. (8) ,因此根據數式(7)與數式(8),成為如下。 dVbus/dt=(l//Ccon)x{g(Vbus)-f(t)/Vbus} ··· (9)
在此,Vbus為時間之函數,為以數值積分來解數式(9), 當以時間為At,於時刻t之直流匯流排實際電壓為VbUS 〇 (t),於時刻t+ At之直流匯流排實際電壓為ibus(t+ At) 表示時,則如下。 .
Vbus (t+ At) = Vbus(t)+ (i/Ccon)x{g(Vbus(t)) -f(t)/Vbus(t)} …(10) 再者,由於構成蓄電裝置3之電容器均存在有若干漏洩電 流,因此考慮漏洩電流時為如下。
Vbus(t + Δ t) = Vbus(t) +(1/ Ccon)x{g(Vbus(t)-f (t))/ ❹ Vbus(t)}xa …(11) 第9圖為電容器之放電特性圖。 電容器經充電後自電路切離時,因漏電流將如第9圖 所示之指數函數性地減少電壓,α為At時間所產生之電 壓減少率,其值較1猶小。將VbUS(t)之值代入數式(11)之 右邊,可計算Vbus(t + △ t)。反覆將Vbus(t+ △ t)換置為Vbus (t)代入數式(11)之右邊,可計算直流匯流排實際電壓Vbus * ' · 之時間變化。 由如上所述之計算方法,如第6B圖所示自直流匯流排 18 320822 200937832 流入反相器之功率之時間變化模式,可計算如第6C圖實線 所示直流匯流排實際電壓之時間變化模式。再者,第6C圖 之實線為係以電容器容量為1F,經由變換器供給至直流匯 流排之電流(第8圖所示直流匯流排實際電壓較小之區域 之I⑽值)為1100A時之值。 但是於第5A圖及第10圖之馬達旋轉數之單位為 0· lrad/s,於第5B圖與第10圖之馬達轉矩之單位為 10Nm,於第6A圖與第6B圖之機械功與功率單位為kW,於 ^ 第6C圖、第10圖及第11圖之電壓之單位為V,α值為 0. 9999,ΔΤ 值為 lms。 第10圖為馬達13之轉矩與旋轉數之負載特性圖。 於第4圖為顯示一般型之馬達13可輸出之轉矩與旋轉 數之特性,如本例之第10圖所示,則如第3A圖至第3D圖 所說明之上述方法,隨第5A圖與第5B圖所示之馬達旋轉 數與馬達轉矩之時間變化模式驅動馬達13時,可計算各個 Q 時刻所需直流匯流排最低電壓Vmin,將如第6C圖虛線所 示。但是不同於第4圖,於第10圖事先考慮有效值換算為 峰值之係數和反相器11與馬達13間之佈線所產生之電壓 降,顯示直流匯流排實際電壓代替馬達端子電壓。 於第6C圖,因直流匯流排實際電壓(實線)常大於直流 匯流排最低電壓(虛線),可用所假定之電容器容量、變換 .器容量,隨第5A圖、第5B圖所示馬達旋轉數與馬達轉钜 之時間變化模式使馬達13動作。 第11圖為以往方法之直流匯流排實際電壓Vbus之時間 19 320822 200937832 變化圖。 依據以往之方法,為使馬達13能以最大轉矩與最大旋 轉數動作,選定電容器容量、變換器容量,使直流匯流排 實際電壓經常在500V以上。 為此,需要例如電容器容量為1. 7F,經由變換器供給 至直流匯流排之電流(第8圖所示直流匯流排實際電壓較 小之區域之1_值)為1500A,直流匯流排實際電壓為第11 圖所示之波形狀。. 〇 對此,於本案之實施例,電容器容量1F,經由變換器 供給至直流匯流排之電流為1100A己足够,因此蓄電裝 置、變換器可小型化。 再者,於如上例,為以數值積分來解數式(9),雖已提 示用近似一次式解前進解法之方法,但是其他如用數值積 分法亦可。 於反相器或馬達之耗損、蓄電裝置之漏電流,因温度 Q 變化或經年變化等之原因以致在機械裝置運轉中有變化 時,只要在耗損或漏電流為最大時計算直流匯流排實際電 壓之時間變化模式即可。 第12圖為自直流匯流排流入反相器之功率P與機械功 W之另一關係圖,第13圖為因漏電流之電容器電壓之變化 之另一示意圖。 例如自直流匯流排流入反相器之功率與機械功之關 係,有如第12圖之複數個實線所示之變化時,使用粗實線 所示之耗損為最大者,因漏電流之電容器電壓之變化有如 20 320822 200937832 時,職㈣當於粗實線 如上述 ㈣ 明之裝置及方法,由於配合馬達之 ::::轉矩與所需旋轉數,容許直流匯流排之電麗降至 器:二最低電麼,所以可使馬達電力供給裝置(反相 器、變換|§、蓄電裝置)最小型化。 ❹ ❹ 不焚限於上述實施方式,在不脱離本發 之主曰之範圍内,當然可有種種變更。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯不專利文獻1之電動機驅動肖電源電路圖。 第2圖係本發明之馬達電力供給裝置之構成圖。 第3Α圖係馬達負载與馬達電力供給裝置之特性圖。 第3Β圖係馬達負載與馬達電力供給裝置之特性圖。 第3C圖係馬達負載與馬達電力供給裝置之特性圖。 第3D圖係馬達負載與馬達電力供給裝置之特性圖。 第4圖係馬達單獨之特性圖。 第5A圖係對使用馬達所要求之負載特性圖。 第5A圖係對使用馬達所要求之負載特性圖。 第6A圖係馬達電力供給裝置之特性圖。 第6B圖係馬達電力供給裝.置之特性圖。 第6C圖係馬達電力供給裝査之特性圖。 第7圖係輸入之功率p與機械功w之關係圖。 第8圖係匯流排供給電流iccm與直流匯流排實際電壓 Vbus之關係圖。 21 320822 200937832 第9圖係電容器之放電特性圖。 第10圖係馬達13之轉矩與旋轉數之負裁特性圖。 第11圖係顯示由以往方法所得之直流匯流排k 壓Vbus之時間變化圖。 不弯 第12圖係自直流匯流排流入反相器之功率p與機械功 w之另一關係圖。 Ο 第13圖係顯示因漏電流而引起電容器電壓變北之另 —示意圖。 Ο 【主要元件符號說明】 1 變換器 2 直流匯流排 11 反相器 13 馬達 21 反饋感測器 23 伺服運算器 52 整流電路 54 電容器組 56 Jili 电勤機 N 旋轉數 T 轉矩 △ t 時間 Vbus 實際電壓 w 機械功 la 端子 3 蓄電裝置 12 電力控制元件 14 電力控制運算電路 22 運動指示器 51 變壓器 53 電流控制手段 55 電動機驅動裝置 58 電壓之手段 P 功率 t 時刻 y 馬達端子電壓 Vmin 最低電壓 22 320822

Claims (1)

  1. 200937832 七、申請專利範圍: 1. 一種馬達電力供給裝置,其特徵在於,具備·· 直流匯流耕’接收自外部供給直流電流; 蓄電裝置,連接於上述直流匯流排,蓄電並放電上 述直流電流;及 反相器,連接於上述直流匯流排,調變上述直流電 流用以驅動外部馬達,其中 上述蓄電裝置與反相器,係將使用上述馬達與反相 器之特性所求得的直流匯流排之最低電壓與直流匯流 排之貫際電壓之時間變化,相對於上述外部馬達所需轉 矩與所需旋轉數之時間變化,設定為使直流匯流排之實 際電壓經常超過直流麗流排之最低電壓。 2·如申請專利範圍第1項之馬達電力供給裝置,其中, 具備變換器,將外部電源所供給之交流電流變換為 直流電流’而供給至上述直流匯流排, 該變換器係設定為,直流匯流排之實際電壓經常超 過直流匯流排之最低電壓。 3. —種馬達電力供給裝置之生產方法,該馬達電力供給裝 置係具備: 直流匯流排,自外部供給直流電流; 畜電農置’連接於上述直流匯流排,蓄電並放電上 述直流電流;及 反相器’連接於上述直流匯流排,調變上述直流電 流用以驅動外部馬達, 320822 23 200937832 該生產方法之特徵在於·· 對於上述外部馬達所需轉矩與所需旋轉數之時間 變化矛ϋ用上述馬達與反相器之特性,求得直流匯流排 最低電壓與直流匯流排之實際電壓之時間變化, 叹疋蓄電裝置與反相器,使直流匯流排之實際電壓 經常超過直流匯流排之最低電壓,
    利用所設定之蓄電裝置與反相器,生產馬達電力供 給裝置。 4.如申清專利範圍第3項之馬達電力供給裝置之生產方 法,其中, 該馬達電力供給裝置係具備變換器,將外部電源所 供給之交流電流變換為直流電流,而供給至上述直流匯 流排, 並設定上述變換器之最大電流’使直流匯流排之實 際電壓經常超過直流匯流排之最低電壓。 ❹ 5.如申請專利範圍第3項之馬達電力供給裝置之生產方 法,其中, 上述直流匯流排之最低電壓,係根據上述馬達之特 性求得對所需轉矩與所需旋轉數之馬達端子電墨之有 - 效值,將該有效值換算為峰值,對此加算直流匯流排與 馬達間所產生之電壓降。 . 6.如申請專利範圍第3項之馬達電力供給裝置之生 法,其中, 上述直流匯流排之實際電壓為, 320822 24 200937832 使用馬達與反相器之特性模態,對馬達旋轉數與馬 達轉矩,求得自直流匯流排流至反相器之反相器電流 I inv, 再求得自外部電源流至直流匯流排之匯流排供給 電流 I con, 依電流不滅定律以下列數式(1)求得自直流匯流排 流至蓄電裝置之蓄電電流reap, leap — Icon _ I inv ... (1) 再設蓄電裝置之容量為C_,並根據下列數式(3) X ( I cap)d"t = CconXVbus ... (3) 求得直流匯流排之實際電壓VbUS。 7.如申請專利範圍第3項之馬達電力供給裝置之生產方 式,其中, 馬達轉矩與馬達旋轉數係設定數種不同值來運轉 並實測上述直流匯流排實際電壓之時間變化,且藉由内 插或外插推定改變運轉條件時之直流匯流排實際電壓 之時間變化。 25 320822
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