TWI566512B

TWI566512B - 交流馬達驅動系統

Info

Publication number: TWI566512B
Application number: TW104111205A
Authority: TW
Inventors: 渡部一喜; 田渕朗子; 神田善則
Original assignee: 三菱電機股份有限公司
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2017-01-11
Also published as: JP5826440B1; TW201603474A; DE112014006690B4; WO2015194013A1; CN106464187B; KR20170002629A; KR101706030B1; JPWO2015194013A1; DE112014006690T5; US9742341B2; CN106464187A; US20170149369A1

Description

交流馬達驅動系統

本發明係有關於交流馬達驅動系統之相關技術。

就習知技術中的交流馬達驅動系統之一的構成例而言，可列舉下述之交流馬達驅動系統：對於將來自系統電源之交流電力變換成直流電力之轉換器(converter)的輸出側的直流母線，經由平滑電容器(capacitor)並聯連接：反向器(inverter)，為了驅動交流馬達而將直流電力變換成和系統電源不同的電壓值和頻率的交流電力；以及充放電電路，係對蓄積並放出直流電力的蓄電裝置(device)進行充放電。

專利文獻1係揭示：根據因來自交流馬達的再生電力而上升的直流母線的電壓值，將再生電力的一部分充電至蓄電裝置，並經由轉換器對於系統電源抑制再生之電力的峰值(peak)之技術；以及根據交流馬達的力行時因交流馬達的消耗電力而下降的直流母線電壓值，將蓄積於蓄電裝置之電力放電，並抑制經由轉換器而自系統電源供應之電力的峰值之技術。根據專利文獻1所記載之技術，相較於交流馬達均未執行力行動作和再生動作之任意一項的無載時的直流母線電壓值，存在著交流馬達的再生時的直流母線電壓值為上升，且交流馬達的力行時的直流母線電壓值為下降之明確的狀態的不同點。根據該不同點，即能藉由使蓄電裝置充放電而抑制自系統電源往交流馬達之通過轉換器的力行電力或自交流馬達往系統電源之通過轉換器的再生電力的峰值。為了使連接於直流母線之平滑電容器、轉換器、以及反向器之零件的耐電壓規格的緩和使得價格低廉化及使用期間的長壽命化，以使交流馬達再生時的直流母線電壓值上升變小，或不上升為佳，相較於無載時，直流母線電壓值下降則更理想。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：專利第5389302號公報

但，根據上述之習知的技術，交流馬達再生時的直流母線電壓值較無載時更為下降時，會有無法決定為轉換器將電力再生於系統電源之狀態、或者為自系統電源供應電力之狀態的問題。

本發明係有鑑於上述課題而創作，其目的在於獲得一種交流馬達驅動系統，即使在交流馬達再生時的直流母線電壓值較交流馬達無載時的直流母線電壓值更為下降時，轉換器亦能確實將電力再生於系統電源。

為了解決上述課題且達成目的，本發明之特徵在於：具備：轉換器，其係供應直流電力；反向器，其係將前述直流電力變換成交流電力；直流母線，其係連接前述轉換器和前述反向器；交流馬達，其係藉由前述交流電力而驅動；直流電壓值檢測手段，其係檢測前述轉換器的輸出側的直流電壓值；蓄電裝置，其係藉由前述直流母線將前述直流電力進行充電，且將充電之前述直流電力放電於前述直流母線；充放電電路，其係對前述直流母線而和前述反向器並聯連接，且將前述蓄電裝置進行充放電；充放電電流值檢測手段，其係檢測前述蓄電裝置的充放電電流值；以及充放電控制手段，其係根據前述直流電壓值和前述充放電電流值而輸出用以控制前述充放電電路的控制信號，在經由來自前述交流馬達的前述反向器之再生電力為超過預定的電力臨界值時，前述充放電控制手段係將前述蓄電裝置予以充電，使前述直流電壓值能成為因應於前述電力臨界值之電壓臨界值，前述再生電力為前述電力臨界值以下時，則前述轉換器係在前述直流電壓值上升且達於預定的再生開始電壓臨界值時，進行再生動作，當前述直流電壓值下降且達於預定的再生結束電壓臨界值時，則結束再生動作，前述轉換器之再生動作中的前述直流電壓值之時間平均值，較前述轉換器未執行電力的供應及再生的無負荷時之前述直流電壓值為更低。

本發明之交流馬達驅動系統係具有下述效果：即使在交流馬達再生時的直流母線電壓值較交流馬達無載時的直流母線電壓值下降時，轉換器亦能確實將電力再生。

1、1a、1b、1c‧‧‧交流馬達驅動系統

2、2a、2b、2c‧‧‧充放電控制部

3、3b‧‧‧再生時控制部

4、4b‧‧‧充電電流指令值產生部

5‧‧‧再生時電力補償動作控制部

6、6b‧‧‧再生時電力電壓換算部

7‧‧‧充電電流指令值換算部

8‧‧‧交流電壓值檢測部

9‧‧‧蓄電裝置兩端電壓值檢測部

10‧‧‧系統電源

11、11a‧‧‧轉換器

12‧‧‧直流母線

12a‧‧‧高電位側直流母線

12b‧‧‧低電位側直流母線

13‧‧‧平滑電容器

14‧‧‧反向器

15‧‧‧充放電電路

16‧‧‧交流馬達

17‧‧‧蓄電裝置

18‧‧‧直流電壓值檢測部

19‧‧‧充放電電流值檢測部

21、21b‧‧‧力行時控制部

22‧‧‧電流指令值統合部

23‧‧‧控制信號產生部

45、45a、45b‧‧‧再生時充電電流指令值抑制部

61‧‧‧再生時電壓臨界值產生變換部

62‧‧‧平滑電容器靜電容量值儲存部

63‧‧‧再生時電力臨界值儲存部

64‧‧‧比例係數儲存部

65‧‧‧基準交流電壓值儲存部

411‧‧‧第1減算器

412‧‧‧第1乘算器

413‧‧‧第1切換器

414‧‧‧第1限制器

415‧‧‧第2切換器

421‧‧‧第2乘算器

422‧‧‧第3切換器

423‧‧‧第1加算器

424‧‧‧第2限制器

425‧‧‧第4切換器

426‧‧‧第1延遲器

427‧‧‧再生時電流指令值積分成分初期值產生部

431‧‧‧第2延遲器

432‧‧‧第2減算器

433‧‧‧第3乘算器

434‧‧‧第3限制器

435‧‧‧第5切換器

441‧‧‧第2加算器

442‧‧‧第4限制器

443‧‧‧第6切換器

451‧‧‧再生結束電壓臨界值儲存部

452‧‧‧再生開始電壓臨界值儲存部

453‧‧‧平滑電容器靜電容量值儲存部

454‧‧‧第1比較器

455‧‧‧第2比較器

456‧‧‧第3比較器

457‧‧‧第1信號產生器

458‧‧‧計數器

459‧‧‧發信器

460‧‧‧T0算出部

461‧‧‧第4比較器

462‧‧‧第2信號產生器

463‧‧‧反轉器

471‧‧‧比例係數儲存部

472‧‧‧基準交流電壓值儲存部

473、474、475、476‧‧‧乘算器

477、478‧‧‧除算器

第1圖係顯示實施形態1的交流馬達驅動系統的整體構成之方塊(block)圖。

第2圖係有關於實施形態1的轉換器為電源再生型轉換器時之恆常再生模式(mode)的動作，顯示直流母線電壓值Vdc(t)的變化之示意圖。

第3圖(a)及(b)係有關於實施形態1的轉換器為電源再生型轉換器時之間歇再生模式的動作，顯示直流母線電壓值Vdc(t)的變化之示意圖。

第4圖係顯示通過實施形態1的轉換器之電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之示意圖。

第5圖(a)及(b)係顯示控制於實施形態1的相同直流母線電壓值之情形時，轉換器可取得力行動作狀態和再生動作狀態之雙方的狀態之電力分配圖。

第6圖係顯示實施形態1的交流馬達驅動系統內的充放電控制部之方塊圖。

第7圖係顯示進行實施形態1的PID控制時的充電電流指令值產生部之方塊圖。

第8圖係顯示實施形態1的轉換器再生時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之示意圖。

第9圖係顯示實施形態1的轉換器自再生動作移轉至力行動作時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之一例之示意圖。

第10圖係顯示實施形態1的轉換器自再生動作移轉至力行動作時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之一例之示意圖。

第11圖係顯示實施形態1的再生時充電電流指令值抑制部之方塊圖。

第12圖係顯示防止實施形態1的再生時充電電流指令值抑制部自轉換器的再生動作移轉至力行動作的動作之一例之時序圖(time diagram)。

第13圖係顯示防止實施形態1的再生時充電電流指令值抑制部自轉換器的再生動作移轉至力行動作的動作之另外一例之時序圖。

第14圖係顯示實施形態2的交流馬達驅動系統的整體構成之方塊圖。

第15圖係顯示實施形態2的再生時充電電流指令值抑制部之方塊圖。

第16圖係顯示實施形態3的交流馬達驅動系統的整體構成之方塊圖。

第17圖係顯示實施形態3的充放電控制部之方塊圖。

第18圖係顯示實施形態3的再生時充電電流指令值抑制部之方塊圖。

第19圖係顯示實施形態4的交流馬達驅動系統的整體構成之方塊圖。

(發明之最佳實施形態)

以下，根據圖式詳細說明本發明之交流馬達驅動系統的實施形態。又，本發明不因本實施形態而受到限定。此外，在以下的說明當中，雖明示了物理量的單位，但本發明並不限定於該單位。

實施形態1.

第1圖係顯示本發明的交流馬達驅動系統之實施形態1的整體構成之方塊圖。第1圖所示之交流馬達驅動系統1係含有：充放電控制部2、轉換器11、直流母線12、平滑電容器13、反向器14、充放電電路15、交流馬達16、蓄電裝置17、直流電壓值檢測部18、以及充放電電流值檢測部19。第1圖所示之交流馬達驅動系統1係自發電所或工廠內的變電設備之系統電源10，經由配線R、S、T而供應交流電力。轉換器11係將來自系統電源10的交流電力變換成直流電力。變換後之直流電力係自轉換器11輸出至直流母線12。又，直流母線12係具備高電位側直流母線12a及低電位側直流母線12b。平滑電容器13係配置於轉換器11的輸出部分之直流母線12中，且為後述的反向器14的輸入部分及後述的充放電電路15之直流母線12側之中之任意一處或複數處。平滑電容器13係在高電位側直流母線12a和低電位側直流母線12b之間，使直流電力平滑化。在此，將平滑電容器13的靜電容量定為C[F]。藉由平滑電容器13平滑化之直流電力係經由直流母線12輸出至反向器14及充放電電路15。反向器14及充放電電路15係相對於直流母線12並聯連接。反向器14係將直流電力變換成交流電力以驅動交流馬達16。反向器14所輸出的交流電力之電壓值及頻率係與供應自系統電源10的交流電力之電壓值及頻率不相同。充放電電路15係將流通於直流母線12之直流電力蓄積於蓄電裝置17的充電電路，且為將蓄積於蓄電裝置17的電力放出於直流母線12的放電電路。充放電電路15係能例示雙向截波(chopper)電路。充放電電路15為雙向截波電路時，流通於直流母線12之電力係藉由往蓄電裝置17的充電電流而蓄積，反之，蓄積於蓄電裝置17的電力則藉由往直流母線12的放電電流而放出。又，在以下的說明當中，未區分充電電流和放電電流而表示流通於蓄電裝置17的電流時，則記載為充放電電流。充放電電路15係藉由來自充放電控制部2的控制信號而控制雙向截波電路，以控制充放電電流的電流量。充放電控制部2係輸入由直流電壓值檢測部18所檢測之直流母線12的直流母線電壓值Vdc(t)、以及由充放電電流值檢測部19所檢測之充放電電流值Ic作為觀測值，且將控制信號輸出至充放電電路15。轉換器11可例示附加電阻再生電路於三相全波整流電路之電阻再生型轉換器、或分別於構成三相全波整流電路之二極體(diode)反並聯連接開關(switching)元件，且於輸入側串聯插入交流電抗器(reactor)之電源再生型轉換器。又，本實施形態雖以例示電源再生型轉換器進行說明，但本發明不限於此。電源再生型轉換器中之自系統電源10供應電力於直流母線12時，藉由轉換器11內的三相全波整流電路之二極體和平滑電容器13的作動，將具有系統電源10的6倍頻率的脈動之直流電力供應於直流母線12。又，本說明中，將自系統電源10經由轉換器11供應電力於直流母線12之情形稱為轉換器11的力行時。

繼而說明有關於電源再生型轉換器中之自直流母線12使電力再生於系統電源10之情形。本說明中，將此情形稱為轉換器11的再生時。電源再生型轉換器中係對直流電壓值檢測部18所檢測之直流母線12的直流母線電壓值Vdc(t)，設定2種預定臨界值。將一臨界值稱為再生開始電壓臨界值，且將另一臨界值稱為再生結束電壓臨界值。再生開始電壓臨界值為較再生結束電壓臨界值更大之值。電源再生型轉換器係將從直流母線電壓值Vdc(t)成為再生開始電壓臨界值以上之時點起，至直流母線電壓值Vdc(t)成為再生結束電壓臨界值以下之時點為止之期間，設定為自直流母線12對系統電源10之電力的「能再生之期間」。電源再生型轉換器係在此能再生之期間中，且僅在因應於系統電源10之波形的相位而為預定的相位狀態之期間，使電源再生型轉換器內的開關元件成為導通狀態，並根據直流母線電壓值Vdc(t)和系統電源10的電壓值之差分，經由電源再生型轉換器內的交流電抗器，自直流母線12將電力再生於系統電源10。

電源再生型轉換器之再生時的動作係存在有：恆常再生模式，其係時間上無間隙地連續自直流母線12將電力再生於系統電源10；以及間歇再生模式，其係時間上間歇性地自直流母線12將電力再生於系統電源10。自直流母線12再生於系統電源10的電力大時為恆常再生模式。自直流母線12再生於系統電源10的電力小時為間歇再生模式。

第2圖係有關於電源再生型轉換器時之恆常再生模式的動作，顯示直流母線電壓值Vdc(t)的變化之示意圖。來自交流馬達16的再生電力係經由反向器14而充電於平滑電容器13，使直流母線電壓值Vdc(t)上升。當直流母線電壓值Vdc(t)上升而達再生開始電壓臨界值時，則轉換器11係開始再生動作。當轉換器11進行再生動作時，由於蓄積於平滑電容器13的電力係被放出於系統電源10，故直流母線電壓值Vdc(t)下降。當直流母線電壓值Vdc(t)和系統電源10之電壓值之差分之轉換器11的再生電力與來自交流馬達16的再生電力相等時，則直流母線電壓值Vdc(t)的下降停止。停止下降之直流母線電壓值Vdc(t)不會降至再生結束電壓臨界值以下，且轉換器11係繼續能再生之期間。恆常再生模式的結束係藉由來自交流馬達16的再生電力變小，並經由後述的間歇再生模式的動作而結束。在恆常再生模式中，轉換器11的再生電力能力係藉由系統電源10的電壓值而決定，藉此，直流母線電壓值Vdc(t)係具有系統電源10的6倍頻率的漣波(ripple)。將此漣波平均化時之直流母線電壓值定為平均化直流母線電壓值Vdc時，根據至此的說明，轉換器11的再生電力愈大，則平均化直流母線電壓值Vdc電位愈高，反之，轉換器11的再生電力愈小，平均化直流母線電壓值Vdc係向低電位移動。

第3圖係有關於使用電源再生型轉換器時之間歇再生模式的動作，顯示直流母線電壓值Vdc(t)的變化之示意圖。首先，來自交流馬達16的再生電力係經由反向器14而充電於平滑電容器13，使直流母線電壓值Vdc(t)上升。藉由直流母線電壓值Vdc(t)上升而達再生開始電壓臨界值，轉換器11係開始再生動作。當轉換器11進行再生動作時，由於蓄積於平滑電容器13的電力係被放出於系統電源10，故直流母線電壓值Vdc(t)下降。由於間歇再生模式中之來自交流馬達16的再生電力較恆常再生模式時為更小，故直流母線電壓值Vdc(t)係下降至達再生結束電壓臨界值為止。轉換器11係在直流母線電壓值Vdc(t)達再生結束電壓臨界值以下之時點，暫時結束再生動作。來自交流馬達16的再生電力持續經由反向器14供應於平滑電容器13時，直流母線電壓值Vdc(t)上升。當直流母線電壓值Vdc(t)再度上升而達再生開始電壓臨界值時，轉換器11係再度開始再生動作。間歇再生模式係重覆進行如此的動作。直流母線電壓值Vdc(t)係成為往來於再生開始電壓臨界值和再生結束電壓臨界值之間的波形。間歇再生模式的結束，係來自交流馬達16的再生電力變小，終至再生電力成為0，直流母線電壓值Vdc(t)不會再達再生開始電壓臨界值而停止上升。在直流母線電壓值Vdc(t)停止上升的時點，轉換器11係能再生之期間外的狀態。

在間歇再生模式當中，轉換器11再生之電力較大時，則如第3圖(a)所示，轉換器11於未執行再生動作之期間中之直流母線電壓值Vdc(t)係迅速地上升，快速地回到能再生之期間。

另一方面，轉換器11再生之電力較小時，則如第3圖(b)所示，轉換器11於未執行再生動作之期間中之直流母線電壓值Vdc(t)係遲緩地上升，回到能再生之期間為止需要花費時間。在間歇再生模式當中，將往來於再生開始電壓臨界值和再生結束電壓臨界值之間的直流母線電壓值Vdc(t)平均化時之直流母線電壓值定為平均化直流母線電壓值Vdc。根據至此的說明，即使在間歇再生模式當中，轉換器11的再生電力愈大，則平均化直流母線電壓值Vdc電位愈高，反之，轉換器11的再生電力愈小，平均化直流母線電壓值Vdc係向低電位移動。

在此，將系統電源10和直流母線12之間無電力流動時的直流母線電壓值Vdc(t)表示為無載時直流母線電壓值Vdc0。系統電源10的相電壓為400[V]時，無載時直流母線電壓值Vdc0係成為大約566[V]。再生開始電壓臨界值係設定為較無載時直流母線電壓值Vdc0[V]上升一較小之值，其一例為僅上升10[V]之電壓值，另一方面，再生結束電壓臨界值係設定為較無載時直流母線電壓值Vdc0[V]下降一較大之值，其一例為僅下降40[V]之電壓值時，如第2圖及第3圖所示，轉換器11的平均化直流母線電壓值Vdc係成為較無載時直流母線電壓值Vdc0更為下降的狀態。第4圖係顯示通過轉換器之電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之示意圖，顯示再生開始電壓臨界值為Vdc0+10[V]且再生結束電壓臨界值為Vdc0-40[V]時之轉換器11的力行時電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係、以及轉換器11的再生時電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之一例。在本說明書及第4圖當中，將轉換器11的力行時電力定為正值，將轉換器11的再生時電力定為負值，以明示轉換器11的力行時和再生時。此外，將對蓄電裝置17的充電電流定為正值，將來自蓄電裝置17的放電電流定為負值。

又，轉換器11的力行時之平均化直流母線電壓值Vdc，係將自系統電源10經由轉換器11供應電力於直流母線12時之直流母線電壓值Vdc(t)的漣波平均之值。由第4圖可得知，再生開始電壓臨界值設定為較無載時直流母線電壓值Vdc0僅上升一較小之值之電壓值，而再生結束電壓臨界值設定為較無載時直流母線電壓值Vdc0僅下降一較大之值之電壓值的設定之轉換器11當中，力行時和再生時平均化直流母線電壓值Vdc皆成為較 Vdc0更為下降的狀態。此外，在第4圖當中，平均化直流母線電壓值Vdc為540[V]的狀態，係存在：轉換器11自系統電源10對於直流母線12力行僅達17[kW]分之情形、以及轉換器11自直流母線12對於系統電源10再生僅達-50[kW]分之情形。同樣地，平均化直流母線電壓值Vdc為544[V]的狀態，係存在：轉換器11自系統電源10對於直流母線12力行僅達15[kW]分之情形、以及轉換器11自直流母線12對於系統電源10再生僅達-100[kW]分之情形。

第5圖係顯示控制於相同直流母線電壓值之情形時，轉換器可取得力行動作狀態和再生動作狀態之雙方的狀態之電力分配圖，且為說明將交流馬達驅動系統1控制於相同平均化直流母線電壓值Vdc[V]之情形時，來自交流馬達16的再生電力亦在相同的條件下，轉換器11的力行時和再生時之分別於轉換器11、交流馬達16、及蓄電裝置17之間的電力授受之圖示。第5圖(a)係顯示控制於Vdc=540[V]，且來自交流馬達16的再生電力為-150[kW]時之轉換器11為再生時之圖，第5圖(b)係顯示控制於Vdc=540[V]，且來自交流馬達16的再生電力為-150[kW]時之轉換器11為力行時之圖。又，轉換器11的再生時之平均化直流母線電壓值Vdc及轉換器11的力行時之平均化直流母線電壓值Vdc係分別參照第4圖。

在第5圖(a)中，矩形整體相當於來自交流馬達16的再生電力-150[kW]，無花紋的長方形部分之-100[kW]係表示對蓄電裝置17充電的電力，施以網點 (hatching)的長方形部分之-50[kW]係表示藉由轉換器11自直流母線12再生於系統電源10的電力。另一方面，在第5圖(b)當中，無花紋的長方形部分係相當於來自交流馬達16的再生電力-150[kW]，施以網點的長方形部分之+17[kW]係表示藉由轉換器11自系統電源10供應於直流母線12的電力，兩個電力之和的167[kW]為對蓄電裝置17充電的電力。

第5圖(a)之情形時，自直流母線12向充放電電路15流通之充電電流值係如下述之數學式(1)所示，約為185[A]。

[數學式1]|-100[kW]|/540[V]≒185[A]…(1)

另一方面，第5圖(b)之情形時，自直流母線12向充放電電路15流通之充電電流值係如下述之數學式(2)所示，增大為約309[A]。

[數學式2]|-167[kW]|/540[V]≒309[A]…(2)

此外，將來自交流馬達16的再生電力全部充電至蓄電裝置17時，亦即，轉換器11均不執行力行動作時和再生動作時，則如下述之數學式(3)所示，充電電流值係約為278[A]。又，記載於數學式(1)至數學式(3)的|Z|為Z的絕對值。

[數學式3] |-150[kW]|/540[V]≒278[A]…(3)

在本實施形態當中，根據第4圖及第5圖(a)，將轉換器11自直流母線12往系統電源10的再生電力抑制於-50[kW]時的直流母線12的電壓指令值為540[V]。同樣的，根據第4圖，將轉換器11自直流母線12往系統電源10的再生電力抑制於-100[kW]時的直流母線12的電壓指令值為544[V]。此後，將轉換器11自直流母線12往系統電源10的再生電力抑制於再生時的電力臨界值-PthA[kW]時的再生時直流母線電壓指令值記載為VthA[V]。

由上述之數學式(1)至數學式(3)亦可知，流通於直流母線12的電流之電流量會有成為較大的值之情形。此外，流通於直流母線12的電流之波形係由於轉換器11的力行時之漣波的存在、轉換器11的恆常再生模式中之漣波的存在、轉換器11的間歇再生模式中之直流母線電壓值Vdc(t)的上升和下降之反覆的存在、或轉換器11內的開關元件或反向器14內的開關元件之開關動作的雜訊(noise)的存在，而含有大的高頻率成分。因此，檢測直流母線電流值時，由於具備大電流造成之磁氣飽和的迴避、以及電流波形的高協波成分造成之發熱或散熱對策手段，故檢測所使用之直流母線電流值之手段係昂貴且體積大，質量亦當然地大。

本發明之各實施形態中之共通之目的係在於：不使用檢測直流母線電流值的手段，對直流母線12 係僅使用直流電壓值檢測部18，並獲得即使充放電電路15對蓄電裝置17充電中，轉換器11亦不轉移至力行動作之充放電控制部2及其控制方法。根據本發明，由於未使用檢測直流母線電流值的手段，故可獲得即使充放電電路15對蓄電裝置17充電中，轉換器11亦不轉移至力行動作之廉價、小型、輕量之交流馬達驅動系統1。

第6圖係顯示交流馬達驅動系統1內的充放電控制部2之方塊圖。第6圖所示的充放電控制部2係具備：力行時控制部21、再生時控制部3、電流指令值統合部22、以及控制信號產生部23。力行時控制部21係輸入由直流電壓值檢測部18所檢測之直流母線12的直流母線電壓值Vdc(t)。力行時控制部21係輸出：蓄電裝置側放電電流指令值Ib*，控制用以自蓄電裝置17放電的放電電流的指令值、以及力行時電力補償動作旗標(flag)，決定自蓄電裝置17放電的期間。力行時控制部21係利用第4圖之右半邊的力行時所示之特性，將對應於轉換器11之力行時轉換器11欲抑制自系統電源10供應於直流母線12的電力之電力PthB[kW]的電壓值VthB[V]作為力行時直流母線電壓指令值，首先產生自充放電電路15放電於反向器14的直流母線側放電電流指令值，使和直流母線電壓值Vdc(t)的差異縮小，終至成為無差異之狀態。此外，力行時控制部21係產生將此直流母線側放電電流指令值根據直流母線電壓值Vdc(t)、及蓄電裝置17的兩端電壓值或取代該兩端電壓值之代表性之近似兩端電壓值之比而換算之蓄電裝置側放電電流指令值Ib*。此外，力行時控制部21係根據力行時直流母線電壓指令值VthB、及直流母線電壓值Vdc(t)，產生將蓄電裝置側放電電流指令值Ib*指令放電之期間定為有效之力行時電力補償動作旗標Fb。

再生時控制部3係輸入藉由直流電壓值檢測部18所檢測之直流母線12之直流母線電壓值Vdc(t)。再生時控制部3係輸出：蓄電裝置側充電電流指令值Ia*，控制用以對蓄電裝置17進行充電的充電電流的指令值、以及再生時電力補償動作旗標Fa，決定對蓄電裝置17充電的期間。有關於再生時控制部3係於後詳述。

電流指令值統合部22係使用來自再生時控制部3之蓄電裝置側充電電流指令值Ia*、以及來自力行時控制部21之蓄電裝置側放電電流指令值Ib*，產生蓄電裝置17的充放電電流的指令值之統合充放電電流指令值Ic*。控制信號產生部23係藉由來自電流指令值統合部22之統合充放電電流指令值Ic*、以及來自充放電電流值檢測部19的蓄電裝置17之充放電電流值Ic，以統合充放電電流指令值Ic*和充放電電流值Ic的差異終至無差異的方式變小，且僅在來自再生時控制部3之再生時電力補償動作旗標Fa為有效之期間、或來自力行時控制部21之力行時電力補償動作旗標Fb為有效之期間，將控制充放電電路15之控制信號輸出至充放電電路15。

自此，說明關於本實施形態之充放電控制部2內的再生時控制部3不使用檢測直流母線電流值之手段，而對直流母線12僅使用直流電壓值檢測部18的輸出之直流母線電壓值Vdc(t)，於充放電電路15對蓄電裝置17充電中，轉換器11不移轉至力行動作的控制手段及控制方法。

再生時控制部3係如第6圖所示，具備：充電電流指令值產生部4、再生時電力補償動作控制部5、再生時電力電壓換算部6、以及充電電流指令值換算部7。自直流電壓值檢測部18輸入於再生時控制部3之直流母線電壓值Vdc(t)係輸入於充電電流指令值產生部4及再生時電力補償動作控制部5。再生時控制部3的輸出之一之蓄電裝置側充電電流指令值Ia*係自充電電流指令值換算部7輸出至電流指令值統合部22。再生時控制部3之另一輸出之再生時電力補償動作旗標Fa係自再生時電力補償動作控制部5輸出至控制信號產生部23。此外，再生時電力補償動作旗標Fa亦輸出至充電電流指令值產生部4。

再生時電力電壓換算部6係具備：再生時電壓臨界值產生變換部61、平滑電容器靜電容量值儲存部62、以及再生時電力臨界值儲存部63。再生時電力臨界值儲存部63係儲存欲再生於轉換器11的電力的上限值之再生時的電力臨界值-PthA[kW]。平滑電容器靜電容量值儲存部62係儲存平滑電容器13的靜電容量值C[F]。再生時電壓臨界值產生變換部61係根據來自再生時電力臨界值儲存部63之再生時的電力臨界值-PthA[kW]和來自平滑電容器靜電容量值儲存部62的靜電容量值C[F]，利用於第4圖的左半邊之再生時記載的關係，產生再生時的再生時直流母線電壓指令值VthA[V]。再生時電壓臨界值產生變換部61所產生之再生時直流母線電壓指令值VthA[V]係作為再生時電力電壓換算部6的輸出而輸出至充電電流指令值產生部4、再生時電力補償動作控制部5、以及充電電流指令值換算部7。又，再生時的電力臨界值-PthA[V]和靜電容量值C[F]可因應交流馬達驅動系統1的作業負載、以及反向器14的構成而適當的設定，亦可具備能由使用者將再生時的電力臨界值-PthA[V]和靜電容量值C[F]輸入於再生時電力臨界值儲存部63、以及平滑電容器靜電容量值儲存部62之構成。

再生時電力補償動作控制部5係根據來自直流電壓值檢測部18之直流母線電壓值Vdc(t)而產生表示開始對蓄電裝置17充電的時序(timing)之再生時電力補償動作開始信號Sa。此外，再生時電力補償動作控制部5係使用直流母線電壓值Vdc(t)、來自再生時電力電壓換算部6的再生時直流母線電壓指令值VthA、以及來自充電電流指令值產生部4的直流母線側充電電流指令值I1*，產生表示對蓄電裝置17充電的期間之再生時電力補償動作旗標Fa。再生時電力補償動作控制部5所產生的再生時電力補償動作開始信號Sa係輸出至充電電流指令值產生部4。再生時電力補償動作旗標Fa係輸出至充電電流指令值產生部4、以及控制信號產生部23。再生時電力補償動作開始信號Sa係表示直流母線電壓值Vdc(t)達再生開始電壓臨界值的時刻的信號，或者為表示成為無載時直流母線電壓值Vdc0[V]以上的時刻的信號。再生時電力補償動作旗標Fa係表示自再生時電力補償動作開始信號Sa所示之時刻起至直流母線側充電電流指令值I1*成為0或負值為止、或成為極為接近0之值的正值為止的時刻的信號。在此，極為接近0之值係採用直流母線側充電電流指令值I1*可採用之未滿最大值的百分之一之預定值。此外，關於再生時電力補償動作開始信號Sa成為有效之條件、再生時電力補償動作旗標Fa成為有效之開始條件及結束條件，為了排除重疊於直流母線電壓值Vdc(t)及直流母線側充電電流指令值I1*之雜訊振盪的影響，亦有進行防止振顫(chattering)或無感帶的設定之情形。

充電電流指令值換算部7係將自直流母線12往充放電電路15的充電電流指令值之直流母線側充電電流指令值I1*，轉換為自充放電電路15往蓄電裝置17的充電電流指令值之蓄電裝置側充電電流指令值Ia*。充電電流指令值換算部7係輸入充電電流指令值產生部4的輸出之直流母線側充電電流指令值I1*、以及再生時電力電壓換算部6的輸出之再生時直流母線電壓指令值VthA。充電電流指令值換算部7係將輸出之蓄電裝置側充電電流指令值Ia*，輸出至電流指令值統合部22。在此，將蓄電裝置17的兩端電壓定為兩端電壓值Vcap[V]，且考量直流母線12的電壓值受控於再生時直流母線電壓指令值VthA時，則蓄電裝置側充電電流指令值Ia*可表示為下述之數學式(4)。

[數學式4]Ia＊=(VthA/Vcap)I1＊…(4)

為了實現上述之數學式(4)，必須觀測蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap，且執行除算法。為了省略蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap之檢測手段，且省略計算煩雜的除算，可利用預定定數之代用兩端電壓值Vcfix[V]來取代蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap。代用兩端電壓值Vcfix[V]雖無特別限制，但可使用蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap的最低值或蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap的最常出現值。充電電流指令值換算部7係儲存代用兩端電壓值Vcfix的倒數之定數Kc=1/Vcfix，並藉由下述之數學式(5)，將直流母線側充電電流指令值I1*換算成蓄電裝置側充電電流指令值Ia*。

[數學式5]Ia＊=Kc(VthA)(I1＊)…(5)

充電電流指令值產生部4係輸入來自直流電壓值檢測部18之直流母線電壓值Vdc(t)、來自再生時電力電壓換算部6之再生時直流母線電壓指令值VthA、來自再生時電力補償動作控制部5的再生時電力補償動作開始信號Sa、以及來自再生時電力補償動作控制部5的再生時電力補償動作旗標Fa，而產生直流母線側充電電流指令值I1*。充電電流指令值產生部4係將所產生之直流母線側充電電流指令值I1*輸出至再生時電力補償動作控制部5、以及充電電流指令值換算部7。

例示充電電流指令值產生部4進行PID控制(比例積分微分控制)之情形進行說明。第7圖係顯示進行PID控制時的充電電流指令值產生部4之方塊圖。如第7圖所示，充電電流指令值產生部4係具備：第1減算器411、第1乘算器412、第1切換器413、第1限制器(limiter)414、第2切換器415、第2乘算器421、第3切換器422、第1加算器423、第2限制器424、第4切換器425、第1延遲器426、再生時電流指令值積分成分初期值產生部427、第2延遲器431、第2減算器432、第3乘算器433、第3限制器434、第5切換器435、第2加算器441、第4限制器442、第6轉換器443、以及再生時充電電流指令值抑制部45。直流母線電壓值Vdc(t)係輸入至第1減算器411的被減數端、再生時電流指令值積分成分初期值產生部427、以及再生時充電電流指令值抑制部45。再生時直流母線電壓指令值VthA係輸入至第1減算器411的減數端、以及再生時充電電流指令值抑制部45。再生時電力補償動作旗標Fa係輸入至第1切換器413、第6切換器443、以及再生時充電電流指令值抑制部45。第1減算器411係產生自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值的再生時電壓差分值Ev，且輸出至第1乘算器412。第1乘算器412係產生再生時電壓差分值Ev乘以比例增益(gain)之預定定數Kp之第1乘算值Kp‧Ev，且輸出至第1切換器413、第2延遲器431、以及第2減算器 432的被減數端。第1切換器413係輸入第1乘算值Kp‧Ev、以及再生時電力補償動作旗標Fa。第1轉換器413係再生時電力補償動作旗標Fa為有效，且應對蓄電裝置17充電之期間時，直接將第1乘算值Kp‧Ev作為輸出值(值Ip)而輸出，再生時電力補償動作旗標Fa非有效時，則值Ip係輸出0。第1切換器413所輸出之值Ip係輸出至第1限制器414及第2乘算器421。在此，將交流馬達驅動系統1中之充電電流的限制值定為充電電流限制值Imax>0[A]。充電電流限制值Imax係可例示充放電電路15的充電電流的最大值或蓄電裝置17的充電電流的最大值，或者，接近此等之最大值之值且為交流馬達驅動系統1中預定之值。

第1限制器414係在所輸入之值Ip為負值時，輸出0作為輸出值L‧Ip；所輸入之值Ip為超過充電電流限制值Imax時，輸出值L‧Ip係輸出充電電流限制值Imax之值；所輸入之值Ip為正值且為充電電流限制值Imax以下時，則輸出所輸入之值Ip作為輸出值L‧Ip。第1限制器414的輸出值L‧Ip係輸入至第2切換器415。第2切換器415係輸入第1限制器414的輸出值L‧Ip、以及後述之再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S，且將再生時充電電流指令值比例成分值Ip*輸出至第2加算器441。第2切換器415係在後述之再生時充電電流指令值抑制旗標S非有效時，將輸入於第2切換器415之值L‧Ip直接作為再生時充電電流指令值比例成分值Ip*而輸出；再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時，則將0作為再生時充電電流指令值比例成分值Ip*而輸出。第2乘算器421係產生第1切換器413所輸出之值Ip乘以積分增益之預定定數Ki之第2乘算值Ki‧Ip，且輸出至第3切換器422。第3切換器422係輸入第2乘算值Ki‧Ip、以及再生時充電電流指令值抑制旗標S，且將值Ii輸出至第1加算器423的一方的輸入端。第3切換器422係再生時充電電流指令值抑制旗標S非有效時，直接將輸入於第3切換器422的第2乘算值Ki‧Ip作為輸出值的值Ii而輸出，再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時，則將0作為輸出值的值Ii而輸出。第1加算器423係計算第3切換器422之輸出值的值Ii、以及後述之第1延遲器426所輸出的值Z‧Ii的和，且將第1和Σ Ii輸出至第2限制器424。第2限制器424係在第1和Σ Ii為負值時，輸出0作為輸出值之值L‧Ii，第1和Σ Ii為超過充電電流限制值Imax時，輸出值之值L‧Ii係輸出充電電流限制值Imax；第1和Σ Ii為正值且為充電電流限制值Imax以下時，則輸出值之值L‧Ii係輸出第1和Σ Ii。第2限制器424之輸出值之值L‧Ii係輸入於第4切換器425。第4切換器425係根據再生時電力補償動作開始信號Sa，切轉換第2限制器424之輸出值L‧Ii、以及再生時電流指令值積分成分初期值產生部427的輸出之再生時電流指令值積分成分初期值Iinit，且將輸出之再生時充電電流指令值積分成分值Ii*輸出。具體而言，再生時電力補償動作開始信號Sa為有效且為再生動作的開始時點時，再生時充電電流指令值積分成分值Ii*係輸出再生時電流指令值積分成分初期值Iinit；再生時電力補償動作開始信號Sa為非有效時，則再生時充電電流指令值積分成分值Ii*係輸出值L‧Ii。再生時充電電流指令值積分成分值Ii*係輸入至第1延遲器426及第2加算器441。第1延遲器426係將輸入之再生時充電電流指令值積分成分值Ii*僅延遲控制時間間隔1單位分而作為第1延遲值Z‧Ii，且輸出至和第1加算器423的值Ii之輸入端不同的輸入端。再生時電流指令值積分成分初期值產生部427係計算所輸入之直流母線電壓值Vdc(t)之預定的時間間隔中之電壓值的時間改變量，且將由該時間改變量所推定之充電電流指令值作為再生時電流指令值積分成分初期值Iinit，並輸出至第4切換器425。再生時電流指令值積分成分初期值Iinit係於第4切換器425，僅在再生時電力補償動作開始信號Sa為有效之期間被選擇作為再生時充電電流指令值積分成分值Ii*而輸出。藉由如此處理，再生時電流指令值積分成分初期值Iinit係成為再生時充電電流指令值積分成分值Ii*的初期值。再生時充電電流指令值抑制旗標S非有效時，藉由第1加算器423、第2限制器424、第4切換器425、第1延遲器426、以及再生時電流指令值積分成分初期值產生部427，將初期值定為再生時電流指令值積分成分初期值Iinit，且將第2乘算值Ki‧Ip依序積分。第2延遲器431係將輸入之第1乘算值Kp‧Ev僅延遲控制時間間隔1單位分而作為第2延遲值Z‧Kp‧Ev，且輸出至第2減算器432的減數端。第2減算器432係將自第1乘算值Kp‧Ev減掉第2延遲值Z‧Kp‧Ev之值定為差分值Id，且輸出至第3乘算器433。第3乘算器433係產生乘以差分Id的微分增益之預定定數Kd之第3乘算值Kd‧Id，且輸出至第3限制器434。第3限制器434係在第3乘算值Kd‧Id為負值時，值L‧Id係輸出0；第3乘算值Kd‧Id為超過充電電流限制值Imax時，值L‧Id係輸出充電電流限制值Imax；第3乘算值Kd‧Id為正值且為充電電流限制值Imax以下時，則值L‧Id係輸出第3乘算值Kd‧Id。第3限制器434所輸出之值L‧Id係輸入至第5切換器435。第5切換器435係輸入第3限制器434所輸出之值L‧Id、以及後述之再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S，且將再生時充電電流指令值微分成分值Id*輸出至第2加算器441。第5切換器435係在再生時充電電流指令值抑制旗標S非有效時，直接將輸入於第5切換器435之值L‧Id作為再生時充電電流指令值微分成分值Id*而輸出；再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時，則輸出0作為再生時充電電流指令值微分成分值Id*。第2加算器441係將再生時充電電流指令值比例成分值Ip*、再生時充電電流指令值積分成分值Ii*、以及再生時充電電流指令值微分成分值Id*之和作為第2和Ipid，且輸出至第4限制器442。第4限制器442係在第2和Ipid為負值時，輸出之值L‧I1係輸出0；第2和Ipid 為超過充電電流限制值Imax時，輸出之值L‧I1係輸出充電電流限制值Imax；第2和Ipid為正值且為充電電流限制值Imax以下時，則輸出之值L‧I1為輸出第2和Ipid之值。第4限制器442的輸出值L‧I1係輸出至第6切換器443。第6切換器443係輸入第4限制器442所輸出之值L‧I1、以及再生時電力補償動作旗標Fa。第6切換器443係再生時電力補償動作旗標Fa為有效，且應對蓄電裝置17充電之期間時，直接將所輸入之值L‧I1作為直流母線側充電電流指令值I1*而輸出；在再生時電力補償動作旗標Fa非有效時，則將0作為直流母線側充電電流指令值I1*而輸出。第6切換器443的輸出之直流母線側充電電流指令值I1*係輸入於再生時電力補償動作控制部5、以及充電電流指令值換算部7。

將再生時直流母線電壓指令值VthA[V]作為控制的終點時，轉換器11係存在著再生時及力行時的2個之情形，已使用第4圖和第5圖進行了說明。又，恆常再生模式的轉換器11不會自再生動作移轉至力行動作。再生時之轉換器11移轉至力行動作的情況係轉換器11的間歇再生模式中之能再生之期間以外的期間。

第8圖係顯示轉換器再生時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之示意圖，且示意顯示轉換器11的間歇再生模式時，轉換器11的再生動作持續時中之直流母線電壓值Vdc(t)、表示能再生之期間的波形Fc、再生時電力補償動作旗標Fa、以及直流母線側充電電流指令值I1*的波形。當交流馬達16經由反向器14使再生電力再生於直流母線12時，直流母線電壓值Vdc(t)係自Vdc0上升，再生時電力補償動作旗標Fa表示為有效，直流母線側充電電流指令值I1*係設定於再生時電流指令值積分成分初期值Iinit。直流母線電壓值Vdc(t)係持續上升，自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值變大，且直流母線側充電電流指令值I1*係上升而使充電量增加。在直流母線側充電電流指令值I1*的上升途中，直流母線電壓值Vdc(t)係達再生開始電壓臨界值，且轉換器11係開始再生動作。即使轉換器11開始再生動作，自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值為正值之期間，直流母線側充電電流指令值I1*亦繼續上升。當自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值為負值時，直流母線側充電電流指令值I1*開始下降。當直流母線電壓值Vdc(t)下降至再生結束電壓臨界值為止時，則轉換器11係結束再生動作。伴隨著轉換器11之再生動作的結束，直流母線電壓值Vdc(t)係開始上升。然而，直流母線側充電電流指令值I1*係在自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值為負值之期間中繼續下降。並且，直流母線側充電電流指令值I1*係在自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值轉為正值時開始上升。此後，直流母線電壓值Vdc(t)係往返於再生開始電壓臨界值和再生結束電壓臨界值之間。若將轉換器11的漣波成分造成之誤差除外，則自直流母線電壓值Vdc(t)達再生結束電壓臨界值起至達再生開始電壓臨界值為止之時間間隔T0係成為取決於再生時直流母線電壓指令值VthA[V]、以及平滑電容器13的靜電容量C[F]之固定值。

繼而說明再生時充電電流指令值抑制部45不存在之情形，亦即，再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S無法成為有效之情形。第9圖係顯示轉換器自再生動作移轉至力行動作時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之一例之示意圖，且為說明有關雜訊混入直流母線電壓值Vdc(t)、或直流母線電壓值Vdc(t)暫時性地變動時之一例之圖。在轉換器11為間歇再生模式之狀態下，表示能再生之期間的波形Fc為非有效之第9圖所示的時刻Tp中，直流母線電壓值Vdc(t)係在電壓值上升方向暫時性的產生變動。藉由第7圖所示的充電電流指令值產生部4內的第1減算器411，自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值的再生時電壓差分值Ev變大，因而使得直流母線側充電電流指令值I1*變大。由於直流母線側充電電流指令值I1*變大，而能增加往蓄電裝置17的充電電流，且直流母線電壓值Vdc(t)的上升變遲緩。上升已變遲緩之直流母線電壓值Vdc(t)係耗費時間而達再生開始電壓臨界值。即將成為時刻Tp之前之直流母線電壓值Vdc(t)達再生結束電壓臨界值的時刻之第9圖內的時刻Ta起至上升已變遲緩之直流母線電壓值Vdc(t)達再生開始電壓臨界值的時刻之第9圖內的時刻Tb為止之時間間隔T1，係較上述之時間間隔T0更長。時刻Tb以後，轉換器11係移轉至再生動作，直流母線電壓值Vdc(t)係下降至再生結束電壓臨界值為止。在較時間間隔T0更長的時間間隔T1之期間中，充電電流指令值產生部4係藉由包含於其內部的積分功能，使直流母線側充電電流指令值I1*通過較通常的直流母線側充電電流指令值I1*的最高上升值之第9圖內的I1top更為上升之值之第9圖內的I1x而轉為下降。由於直流母線電壓值Vdc(t)較再生時直流母線電壓指令值VthA[V]更低之期間的時間間隔係和通常時未有改變，故直流母線側充電電流指令值I1*係僅下降至較通常的最低下降值之第9圖內的I1bottom更高之值之第9圖內的值I1y為止，而再度開始上升。自值I1y上升之直流母線側充電電流指令值I1*在超過達將來自交流馬達16的再生電力全部充電於蓄電裝置17的量之直流母線側充電電流指令值I1*之值之第9圖內的值I1z的時刻之第9圖內的時刻Tq以後，轉換器11係為了供應充電電流而移轉至力行動作。再生時直流母線電壓指令值VthA為540[V]且來自交流馬達16的再生電力為-150[kW]時之值I1z，根據上述之數學式(3)，為278[A]。

此外，說明關於雜訊混入於直流母線電壓值Vdc(t)、或直流母線電壓值Vdc(t)為暫時性變動時之另外一例。第10圖係顯示轉換器自再生動作移轉至力行動作時之直流母線電壓值Vdc(t)和直流母線側充電電流指令值I1*的關係之一例之示意圖。在轉換器11為間歇再生模式之狀態下，表示能再生之期間的波形Fc為非有效之第10圖所示的時刻Tp中，直流母線電壓值Vdc(t)在電壓值上升方向暫時性的產生變動。藉由第7圖所示的充電電流指令值產生部4內的第1減算器411，自直流母線電壓值Vdc(t)減掉再生時直流母線電壓指令值VthA之值的再生時電壓差分值Ev變大，因而使得直流母線側充電電流指令值I1*變大。由於直流母線側充電電流指令值I1*變大，而能增加往蓄電裝置17的充電電流，直流母線電壓值Vdc(t)的上升變遲緩。上升已變遲緩之直流母線電壓值Vdc(t)係在達再生開始電壓臨界值之前，直流母線側充電電流指令值I1*超過達將來自交流馬達16的再生電力全部充電於蓄電裝置17的量之直流母線側充電電流指令值I1*之值之第9圖內的值I1z的時刻之第9圖內的時刻Tq以後，轉換器11係為了供應充電電流而移轉至力行動作。當轉換器11開始力行動作時，則控制直流母線側充電電流指令值I1*而使直流母線電壓值Vdc(t)能成為和再生時直流母線電壓指令值VthA[V]相同之值，且使直流母線電壓值Vdc(t)不會再度超過再生開始電壓臨界值。因此，即將成為時刻Tp之前之直流母線電壓值Vdc(t)達再生結束電壓臨界值的時刻之後，表示能再生之期間的波形Fc亦不會成為有效。亦即，第10圖內之時間間隔T1係以不再被決定之狀態而被放置。再生時直流母線電壓指令值VthA為540[V]且來自交流馬達16的再生電力為-150[kW]時之值I1z，根據上述之數學式(3)，為278[A]。

至此為止，說明了充電電流指令值產生部4係再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S非有效時，自直流母線電壓值Vdc(t)取得根據再生時直流母線電壓指令值VthA的電力，亦即，用以將超過再生時的電力臨界值-PthA的電力對蓄電裝置17充電的直流母線12側之充電電流指令值之直流母線側充電電流指令值I1*之手段。自此係說明關於充電電流指令值產生部4內之再生時充電電流指令值抑制部45的功能，且說明關於再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時之充電電流指令值產生部4的動作，亦即，直流母線側充電電流指令值I1*的動作。

本實施形態之充電電流指令值產生部4內之再生時充電電流指令值抑制部45係為了防止由於使用第9圖及第10圖所說明的直流母線電壓值Vdc(t)之混亂使得直流母線側充電電流指令值I1*上升，轉換器11自再生動作移轉至力行動作之現象，而輸入直流母線電壓值Vdc(t)、再生時直流母線電壓指令值VthA、以及再生時電力補償動作旗標Fa，產生再生時充電電流指令值抑制旗標S，且將所產生之再生時充電電流指令值抑制旗標S輸出至充電電流指令值產生部4內之第2切換器415、第3切換器422、以及第5切換器435。再生時充電電流指令值抑制旗標S係於第2切換器415為將0輸出於其輸出的再生時充電電流指令值比例成分值Ip*，且第3切換器422為將0輸出於其輸出的值Ii，且第5切換器435為將0輸出於其輸出的再生時充電電流指令值微分成分值Id*時，定為有效。

第11圖係顯示再生時充電電流指令值抑制部45之方塊圖。再生時充電電流指令值抑制部45係具備：再生結束電壓臨界值儲存部451、再生開始電壓臨界值儲存部452、平滑電容器靜電容量值儲存部453、第1比較器454、第2比較器455、第3比較器456、第1信號產生器457、計數器458、發信器459或發振器、T0算出部460、第4比較器461、以及第2信號產生器462。再生結束電壓臨界值儲存部451係儲存第8圖、第9圖、以及10所示之轉換器11結束再生動作之電壓值的再生結束電壓臨界值，並產生較該再生結束電壓臨界值略高之電壓值Vsp，並且將該電壓值Vsp輸出至第1比較器454。在此，輸出的電壓值Vsp較再生結束電壓臨界值略高的理由，係為了去除輸入於再生時充電電流指令值抑制部45的直流母線電壓值Vdc(t)之雜訊的影響。此外，在此，較再生結束電壓臨界值略高之電壓值Vsp和再生結束電壓臨界值的差分係定為取決於直流母線電壓值Vdc(t)的雜訊大小預定常數，可例示定為再生結束電壓臨界值的5%以下。再生開始電壓臨界值儲存部452係儲存第8圖、第9圖、以及第10圖所示之轉換器11開始再生動作之電壓值的再生開始電壓臨界值，產生較該再生開始電壓臨界值略低之電壓值Vst，並將該電壓值Vst輸出至第2比較器455。在此，輸出的電壓值Vst之較再生開始電壓臨界值略低的理由，係為了去除輸入於再生時充電電流指令值抑制部45的直流母線電壓值Vdc(t)之雜訊的影響。此外，在此，較再生開始電壓臨界值略低之電壓值Vst和再生結束電壓臨界值的差分係定為取決於直流母線電壓值Vdc(t)的雜訊大小之預定常數，可例示定為再生開始電壓臨界值的5%以下。平滑電容器靜電容量值儲存部453係儲存平滑電容器13的靜電容量值之C[F]之值，並輸出至T0算出部460。第1比較器454係輸入直流母線電壓值Vdc(t)和再生結束電壓臨界值儲存部451的輸出之電壓值Vsp，且在直流母線電壓值Vdc(t)成為臨界值之電壓值Vsp以下時，產生變為有效之再生結束信號Psp，並將再生結束信號Psp輸出至第1信號產生器457。第2比較器455係輸入直流母線電壓值Vdc(t)和再生開始電壓臨界值儲存部452的輸出之電壓值Vst，且在直流母線電壓值Vdc(t)成為臨界值之電壓值Vst以上時，產生變為有效之再生開始信號Pst，並將再生開始信號Pst輸出至第1信號產生器457。第3比較器456係輸入直流母線電壓值Vdc(t)和再生時直流母線電壓指令值VthA，且在直流母線電壓值Vdc(t)成為再生時直流母線電壓指令值VthA以下時，產生變為有效之抑制結束信號Pend，並將抑制結束信號Pend輸出至第2信號產生器462。第1信號產生器457係輸入再生結束信號Psp和再生開始信號Ps t，且產生將再生結束信號Psp成為有效的時刻至再生開始信號Pst成為有效的時刻為止的時刻之間定為有效的致能(enable)信號EN，並將致能信號EN輸出至計數器458。發信器459係產生計數器458之計數單位的時序(clock)T。時序T的頻率係定為計數器458能充分掌握轉換器11的間歇再生模式當中不進行再生動作之期間的時間之伸長或縮短之大小。時序T的頻率可例示系統電源10的頻率之50Hz或60Hz的50倍至400倍左右的頻率。計數器458係僅在致能信號EN為有效的期間，計算發信器459的輸出之時序T的上升次數，並將計數結果的計數值DCN輸出至第4比較器461。計數器458係在致能信號EN非有效的期間中，將計數結果重置(reset)而歸零，並待機至續接的致能信號EN成為有效的期間為止。T0算出部460係輸入再生時直流母線電壓指令值VthA和平滑電容器靜電容量值儲存部453的輸出之平滑電容器13的靜電容量值C，藉由計算式或一覽表(look up table)，產生將第8圖、第9圖、以及10所示之轉換器11的間歇再生模式中之表示能再生之期間的波形之非有效的期間之時間間隔T0換算成時序T之值。T0算出部460係於對根據T0算出部460內所產生之時間間隔T0的時序T之換算值，考量直流母線電壓值Vdc(t)而計算較時間間隔T0略大之值且為DT0-T0>0之換算值DT0，並輸出至第4比較器461。在此，較換算值DT0略大之值和時間間隔T0的差分係定為取決於直流母線電壓值Vdc(t)的雜訊大小之預定常數，其一例可定為時間間隔T0的1%以下。第4比較器461係輸入計數器458的輸出之計數值DCN、以及T0算出部460的輸出之換算值DT0，且產生於計數值DCN成為換算值DT0以上時變為有效之抑制開始信號Pover，並將抑制開始信號Pover輸出至第2信號產生器462。第2信號產生器462係輸入抑制開始信號Pover和抑制結束信號Pend，且產生將從抑制開始信號Pover成為有效的時刻起至抑制結束信號Pend成為有效的時刻為止的時刻之間定為有效的再生時充電電流指令值抑制旗標S，並輸出至充電電流指令值產生部4內的第2切換器415、第3切換器422、以及第5切換器435。又，再生時電力補償動作旗標Fa係在非有效時，將第1比較器454、第2比較器455、第3比較器456、第1信號產生器457、第4比較器461、以及第2信號產生器462保持於非有效之狀態，且將計數器458重置。亦即，再生時充電電流指令值抑制部45係僅於再生時電力補償動作旗標Fa為有效時才動作，再生時電力補償動作旗標Fa在非有效時，則再生時充電電流指令值抑制旗標S係保持於非有效之狀態。儲存於再生結束電壓臨界值儲存部451或再生開始電壓臨界值儲存部452之值、儲存於平滑電容器靜電容量值儲存部453之靜電容量值C[F]、或儲存於T0算出部460的計算式或一覽表之值，可因應於交流馬達驅動系統1的構成而適當的設定，再生結束電壓臨界值儲存部451、再生開始電壓臨界值儲存部452、平滑電容器靜電容量值儲存部453、以及T0算出部460係具備能由使用者輸入此等之值或計算式之構成。此外，本實施形態中，雖將儲存平滑電容器13的靜電容量值之C[F]之手段具備於再生時電力電壓換算部6內的平滑電容器靜電容量值儲存部62、以及電電流指令值產生部4內的再生時充電電流指令值抑制部45內的平滑電容器靜電容量值儲存部453的雙方，但，亦可集中於其中之任意一方，而將儲存平滑電容器13的靜電容量值之C[F]輸出至另一方。

第12圖係顯示防止再生時充電電流指令值抑制部為自轉換器的再生動作移轉至力行動作的動作之一例之時序圖，且為說明在第9圖所示的狀況下，再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時的動作之圖。第13圖係顯示防止再生時充電電流指令值抑制部自轉換器的再生動作移轉至力行動作的動作之另外的一例之時序圖，且為說明在第10圖所示的狀況下，再生時充電電流指令值抑制部45的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S為有效時的動作之圖。

在第12圖中，和第9圖同樣地，直流母線電壓值Vdc(t)於時刻Tp在電壓值上升方向暫時性的產生變動。在第12圖中，直流母線側充電電流指令值I1*係變大，且直流母線電壓值Vdc(t)的上升變得遲緩。在直流母線電壓值Vdc(t)達再生開始電壓臨界值以前之時刻Ts中，再生時充電電流指令值抑制部45內的計數器458的計數值DCN係超過T0算出部460的輸出之換算值DT0之值。於時刻Ts時再生時充電電流指令值抑制旗標S成為有效，且直流母線側充電電流指令值I1*係藉由充電電流指令值產生部4內的第2切換器415、第3切換器422、以及第5切換器435而保持時刻Ts時之值。因直流母線側充電電流指令值I1*保持固定值，往蓄電裝置17的充電電流不會增加。由於是在轉換器11未執行間歇再生模式中的再生動作之期間，如第12圖所示，直流母線電壓值Vdc(t)係快速增加，而達再生開始電壓臨界值。直流母線電壓值Vdc(t)達再生開始電壓臨界值時，轉換器11係進行再生動作，直流母線電壓值Vdc(t)開始下降。由於時間間隔之換算值DT0和時間間隔T0無太大差距，故直流母線側充電電流指令值I1*保持的固定值係止於較通常的直流母線側充電電流指令值I1*的最大上升值之I1top略大之值。在直流母線電壓值Vdc(t)持續下降而形成再生時直流母線電壓指令值VthA以下的時刻Tr，再生時充電電流指令值抑制部45內的第3比較器456的輸出之抑制結束信號Pend係成為有效，且再生時充電電流指令值抑制旗標S係成為非有效之狀態。由於再生時充電電流指令值抑制旗標S係成為非有效之狀態，故藉由充電電流指令值產生部4內的第2切換器415、第3切換器422、以及第5切換器435，使得充電電流指令值產生部4恢復PID功能。時刻Tr以後，由於直流母線電壓值Vdc(t)為較再生時直流母線電壓指令值VthA更小之值，故直流母線側充電電流指令值I1*下降。藉由以上說明之充電電流指令值產生部4的動作，直流母線側充電電流指令值I1*不會超過將來自交流馬達16的全部再生電力僅充電於蓄電裝置17的量之直流母線側充電電流指令值I1*之值I1z，而繼續轉換器11的間歇再生模式。

如第13圖所示，即使時刻Tp後之直流母線側充電電流指令值I1*為快速上升，而直流母線電壓值Vdc(t)的上升變得非常遲緩時，因自時刻Ta起的時間間隔之換算值DT0能和第12圖所示之情形時同樣地到來，故在時刻Ts，直流母線側充電電流指令值I1*係保持固定值。直流母線側充電電流指令值I1*保持固定值之後之充電電流指令值產生部4的動作係和第12圖所說明的動作相同。因此，即使在第13圖所示之情形下，直流母線側充電電流指令值I1*亦不會超過將來自交流馬達16的全部再生電力僅充電於蓄電裝置17的量之直流母線側充電電流指令值I1*之值I1z，而繼續轉換器11的間歇再生模式。

在上述說明中，計數器458雖係計數來自再生結束信號Psp的時間間隔，但亦可計數來自再生開始信號Pst的時間間隔。惟，將再生開始信號Pst作為計數的基準時，則省略再生結束電壓臨界值儲存部451、第1比較器454、以及第1信號產生器457，且再生開始信號Pst係直接成為計數器458的重置信號。此外，該情形時之計數器458的致能功能係恆常地定為計數狀態。

以上雖說明有關於充電電流指令值產生部4為PID控制之情形，但本發明不限定於此，充電電流指令值產生部4可為PI控制，亦可為I控制。此外，雖例示藉由硬體(hardware)實現充電電流指令值產生部4之情形而進行說明，但，本發明不限定於此，亦可藉由軟體(software)實現充電電流指令值產生部4的一部分或全部。

又，力行時控制部21、電流指令值統合部22、控制信號產生部23、以及再生時控制部3內的再生時的補償動作控制部5、再生時電力電壓換算部6、以及充電電流指令值換算部7係可藉由硬體而實現，亦可藉由軟體而實現。

又，在本實施形態當中，轉換器11雖係例示電源再生型轉換器而說明，但本發明並不限定於此，轉換器11亦可為電阻再生型轉換器。轉換器11為電阻再生型轉換器時，藉由將自直流母線12往系統電源10的電力再生改為讀取電阻再生型轉換器內的再生電阻器之電力消費，而能防止再生動作中的轉換器11移轉於力行動作之情形。

以上說明之本實施形態的交流馬達驅動系統，其特徵在於：具備：轉換器，其係供應直流電力；反向器，其係將前述直流電力變換成交流電力；直流母線，其係連接前述轉換器和前述反向器；交流馬達，其係藉由前述交流電力而驅動；直流電壓值檢測手段，其係檢測前述轉換器的輸出側之直流電壓值；蓄電裝置，其係藉由前述直流母線而將前述直流電力進行充電，且將充電之前述直流電力放電於前述直流母線；充放電電路，其係對前述直流母線和前述反向器並聯連接，且將前述蓄電裝置進行充放電；充放電電流值檢測手段，其係檢測前述蓄電裝置的充放電電流值；以及充放電控制手段，其係根據前述直流電壓值和前述充放電電流值而輸出用以控制前述充放電電路的控制信號，其中來自前述交流馬達之經由前述反向器之再生電力超過預定電力臨界值時，前述充放電控制手段係將前述蓄電裝置予以充電，使前述直流電壓值能成為因應於前述電力臨界值之電壓臨界值，前述再生電力為前述電力臨界值以下時，前述轉換器係於前述直流電壓值上升且達預定再生開始電壓臨界值時，進行再生動作，而於前述直流電壓值下降且達預定再生結束電壓臨界值時，結束再生動作，前述轉換器之再生動作中的前述直流電壓值之時間平均值，係較前述轉換器未執行電力的供應及再生的無載時之前述直流電壓值為更低。此外，前述充放電控制手段可僅於根據前述直流母線電壓值達根據前述轉換器開始再生動作之直流母線電壓值的電壓臨界值的周期之期間，將對前述蓄電裝置充電的電流控制為保持於一定，並且，根據前述直流母線電壓值達根據前述轉換器開始再生動作之直流母線電壓值的電壓臨界值的周期之期間，係可從前述直流母線電壓值達前述再生結束電壓臨界值之後的時間超過根據因應於前述電力臨界值的前述電壓臨界值而預先設定的時間之時刻開始，至下一次前述直流母線電壓值達因應於前述電力臨界值的前述電壓臨界值之時刻結束。

根據以上說明之本實施形態的交流馬達驅動系統，即使轉換器再生時之直流母線的平均電壓值成為較無載時之直流母線電壓值更低的電壓值時，亦無需判斷直流母線電流的方向亦即電流值的正負，根據交流馬達再生初期之直流母線電壓值上升，即能抑制轉換器再生於系統電源的電力之峰值。此外，即使轉換器再生時之直流母線的平均電壓值成為較無載時之直流母線電壓值更低的電壓值時，亦無需考量包含電流的流向之直流母線的電流值，根據直流母線電壓值自預定的電壓值成為另外之預定的值為止之時間的長度，將直流母線側充電電流指令值保持於固定，藉此，即使交流馬達於將電力再生中，亦能防止轉換器自系統電源供應電力至直流母線。此外，由於轉換器再生時之直流母線的平均電壓值能形成較無載時之直流母線電壓值更低的電壓值，而無需在平滑電容器、反向器、以及充放電電路中使用高耐壓的元件，故能廉價地構成交流馬達驅動系統。由於轉換器再生時之直流母線的平均電壓值能成為較無載時之直流母線電壓值更低的電壓值，故能延長平滑電容器、反向器、以及充放電電路的元件之壽命。

實施形態2.

第14圖係顯示本發明的交流馬達驅動系統之實施形態2的整體構成之方塊圖。第14圖所示之交流馬達驅動系統1a係含有：充放電控制部2a、轉換器11a、直流母線12、平滑電容器13、反向器14、充放電電路15、交流馬達16、蓄電裝置17、直流電壓值檢測部18、以及充放電電流值檢測部19。轉換器11a係將再生期間旗標Fd輸出至充放電控制部2a。再生期間旗標Fd係表示僅在轉換器11a自直流母線12將電力再生於系統電源10之期間為有效的信號。於無載時或轉換器11a自系統電源10將電力供應於直流母線12時，再生期間旗標Fd為非有效。與第1圖所示之實施形態1的交流馬達驅動系統1不相同地，第14圖所示之本實施形態的交流馬達驅動系統1a係具備：輸出再生期間旗標Fd的轉換器11a、以及輸入再生期間旗標Fd的充放電控制部2a。又，本實施形態中，對於和實施形態1相同或同等的構成係賦予相同的名稱和符號，而省略其說明。

轉換器11a為電源再生型轉換器時，如實施形態1所說明，自再生開始電壓臨界值至再生結束電壓臨界值為止之期間中，藉由反覆控制轉換器11a內的開關元件之導通(on)及關斷(off)，自直流母線12將電力再生於系統電源10。因此，電源再生型轉換器係存在有表示自再生開始電壓臨界值至再生結束電壓臨界值為止之期間中的信號，並輸出屬於該信號的再生期間旗標Fd。另一方面，轉換器11a為電阻再生型轉換器時，自再生開始電壓臨界值至再生結束電壓臨界值為止之期間中，藉由控制為經由轉換器11a內的再生電阻器而使高電位側直流母線12a及低電位側直流母線12b導通，以消耗來自交流馬達16的再生電力之一部分。因此，電阻再生型轉換器係存在有表示自再生開始電壓臨界值至再生結束電壓臨界值為止之期間中的信號，並將屬於該信號的再生期間旗標Fd輸出至充放電控制部2a。

本實施形態之充放電控制部2a係具備再生時充電電流指令值抑制部45a，以取代實施形態1的充放電控制部2內的充電電流指令值產生部4之再生時充電電流指令值抑制部45。本實施形態之再生時充電電流指令值抑制部45a之相異點在於除了再生時充電電流指令值抑制部45的輸入之外，亦輸入再生期間旗標Fd。亦即，輸入於本實施形態之充放電控制部2a之再生期間旗標Fd係僅輸入於再生時充電電流指令值抑制部45a。

第15圖係顯示再生時充電電流指令值抑制部45a之方塊圖。再生時充電電流指令值抑制部45a係具備：平滑電容器靜電容量值儲存部453、第3比較器456、計數器458、發信器459、T0算出部460、第4比較器461、第2信號產生器462、以及反轉器463。來自轉換器11a的輸出之再生期間旗標Fd係輸入至反轉器463。反轉器463亦輸入再生時電力補償動作旗標Fa。反轉器463係僅在再生時電力補償動作旗標Fa為有效，且再生期間旗標Fd為非有效之期間中，輸出後段之計數器458進行動作的信號之致能信號EN。另一方面，屬於反轉器463的輸出之致能信號EN係於再生時電力補償動作旗標Fa為非有效之情形，或者，再生期間旗標Fd為有效之期間，表示非有效之狀態。反轉器463係將致能信號EN輸出至計數器458。發信器459係達成和實施形態1相同的功能，將發信器459的輸出之時序T輸出至計數器458。計數器458係對於時序T及反轉器463的輸出之致能信號EN，和實施形態1之計數器458相同地，將計數器458的輸出之計數值DCN輸出至第4比較器461。平滑電容器靜電容量值儲存部453係和實施形態1相同地，將平滑電容器靜電容量值儲存部453的輸出之靜電容量值C輸出至T0算出部460。T0算出部460係輸入再生時電力電壓換算部6的輸出之再生時直流母線電壓指令值VthA和平滑電容器靜電容量值儲存部453的輸出之靜電容量值之C。T0算出部460係和實施形態1相同地，將T0算出部460的輸出之換算值DT0輸出至第4比較器461。第3比較器456係輸入直流電壓值檢測部18的輸出之直流母線電壓值Vdc(t)、以及再生時電力電壓換算部6的輸出之再生時直流母線電壓指令值VthA。第3比較器456係和實施形態1相同地，將第3比較器456的輸出之抑制結束信號Pend輸出至第2信號產生器462。第4比較器461係輸入計數器458的輸出之計數值DCN、以及T0算出部460的輸出之換算值DT0，且於計數值DCN成為換算值DT0以上時，產生變為有效的抑制開始信號Pover，且將抑制開始信號Pover輸出至第2信號產生器462。第2信號產生器462係輸入抑制開始信號Pover、以及抑制結束信號Pend，產生將抑制開始信號Pover成為有效的時刻至抑制結束信號Pend成為有效的時刻為止之期間定成有效的再生時充電電流指令值抑制旗標S，並輸出至充電電流指令值產生部4內的第2切換器415、第3切換器422、以及第5切換器435。又，再生時電力補償動作旗標Fa在非有效時，將第3比較器456、第4比較器461、第2信號產生器462、以及反轉器463保持於非有效之狀態，且將計數器458重置。亦即，再生時充電電流指令值抑制部45a係僅於再生時電力補償動作旗標Fa為有效時才動作，而於再生時電力補償動作旗標Fa為非有效時，則再生時充電電流指令值抑制旗標S係保持非有效之狀態。

又，在本實施形態中，雖例示藉由硬體實現再生時充電電流指令值抑制部45a之情形進行說明，但本發明並不限定於此，亦可藉由軟體實現再生時充電電流指令值抑制部45a的一部分或全部。又，力行時控制部21、電流指令值統合部22、控制信號產生部23、以及再生時控制部3係可藉由硬體實現，亦可藉由軟體而實現。

又，在本實施形態中，充放電控制部2a係根據自轉換器11a輸出的再生期間旗標Fd成為有效的周期、或非有效之期間的周期，控制充放電電路15以使對蓄電裝置17充電的電流保持固定。亦即，充放電控制部2a係僅在根據再生期間旗標Fd之期間，將充電於蓄電裝置17的電流保持固定。並且，根據再生旗標之期間Fd係並非再生期間旗標Fd為有效，而可為表示非再生電力之期間的時間超過根據因應於電力臨界值而預先設定的時間之時刻開始，至下一次直流母線電壓值達因應於電力臨界值的電壓臨界值之時刻結束。

根據以上說明之本實施形態的交流馬達驅動系統，則除了實施形態1所示之交流馬達驅動系統的功效之外，由於無須根據直流母線電壓值推測轉換器的再生時，而能直接掌握轉換器所控制之再生期間的資訊，且能消除因疊加於直流母線電壓值的雜訊造成之轉換器動作的誤辨識、或以直流母線的時定數作為要因之直流母線電壓值的上升及下降的時間延遲，故較實施形態1之情形更為安定，且即使交流馬達為將電力再生中，亦能確實地防止轉換器自系統電源供應電力至直流母線。

實施形態3.

第16圖係顯示本發明之交流馬達驅動系統的實施形態3的整體構成之方塊圖。第16圖所示之交流馬達驅動系統1b係含有：充放電控制部2b、交流電壓值檢測部8、轉換器11、直流母線12、平滑電容器13、反向器14、充放電電路15、交流馬達16、蓄電裝置17、直流電壓值檢測部18、以及充放電電流值檢測部19。與第1圖所示之實施形態1的交流馬達驅動系統1不同地，第16圖所示之本實施形態的交流馬達驅動系統1b係存在有交流電壓值檢測部8、以及將交流電壓值檢測部8的輸出之交流電壓值Vac予以輸入之充放電控制部2b。交流電壓值檢測部8係連接於轉換器11的系統電源10側，並檢測來自系統電源10的配線間之電壓值的交流電壓值Vac，且輸出至充放電控制部2b。又，本實施形態中，對於和實施形態1相同或同等的構成係使用相同的名稱和符號，而省略其說明。

輸入於轉換器11的系統電源10之交流電壓值Vac係因系統電源10至轉換器11為止的配線長度而異。此外，當複數的交流馬達驅動系統連接於相同的系統電源時，輸入於一個的交流馬達驅動系統之轉換器11的交流電壓值Vac，係根據另外的交流馬達驅動系統之運轉狀態，亦即忙閒狀態而變動。並且，當轉換器11的交流電壓值Vac變動時，轉換器11的輸出之直流母線12的直流母線電壓值Vdc(t)、以及無載時直流母線電壓值Vdc0亦變動。本實施形態之交流馬達驅動系統1b，其目的在於即在使對應於交流電壓值檢測部8的輸出之交流電壓值Vac的變動之轉換器再生時之平均化直流母線電壓值Vdc較無載時直流母線電壓值Vdc0更低時，即使交流馬達16為將電力再生中，亦防止轉換器11自系統電源10供應電力至直流母線12。

本實施形態之充放電控制部2b係具備力行時控制部21b以取代實施形態1的充放電控制部2內的力行時控制部21，且具備再生時控制部3b以取代再生時控制部3。本實施形態之力行時控制部21b之相異點係在於：除了直流母線電壓值Vdc(t)之外，亦輸入交流電壓值Vac。本實施形態之再生時控制部3b之相異點係在於：除了直流母線電壓值Vdc(t)之外，亦輸入交流電壓值Vac，並具備充電電流指令值產生部4b以取代充電電流指令值產生部4，以及具備再生時電力電壓換算部6b以取代再生時電力電壓換算部6。本實施形態之充電電流指令值產生部4b、以及再生時電力電壓換算部6b係輸入交流電壓值Vac。本實施形態之充電電流指令值產生部4b之相異點係在於：具備再生時充電電流指令值抑制部45b以取代再生時充電電流指令值抑制部45。本實施形態之再生時充電電流指令值抑制部45b之相異點係在於：除了直流母線電壓值Vdc(t)、再生時直流母線電壓指令值VthA、以及再生時電力補償動作旗標Fa之外，亦輸入交流電壓值Vac。如此，交流電壓值Vac係僅被輸入至力行時控制部21b、再生時充電電流指令值抑制部45b、以及再生時電力電壓換算部6b。

第4圖所示之通過轉換器的電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係，係根據交流電壓值Vac的變化，而成為略平行移動於第4圖的縱軸方向之直流母線電壓值方向之狀態。若交流電壓值Vac的變動量為基準的交流電壓值Vac0之20%左右，則通過轉換器的電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之平行移動量係比例於交流電壓值Vac和基準的交流電壓值Vac0之比，亦即(Vac/Vac0)之值。因此，再生時電力電壓換算部6b內之再生時電壓臨界值產生變換部61係儲存通過基準的交流電壓值Vac0時之轉換器11的電力及該電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係。第17圖係顯示充放電控制部2b之方塊圖。第17圖所示之再生時電力電壓換算部6b係除了再生時電壓臨界值產生變換部61、平滑電容器靜電容量值儲存部62、以及再生時電力臨界值儲存部63之外，尚具備比例係數儲存部64、以及基準交流電壓值儲存部65。比例係數儲存部64係儲存相對於通過轉換器11的電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之平行移動量的(Vac/Vac0)之比例係數Ka。基準交流電壓值儲存部65係儲存值Vac0。並且，將輸入於再生時電力電壓換算部6b的交流電壓值Vac乘以再生時電壓臨界值產生變換部61的輸出值，且乘以比例係數儲存部64的輸出值的比例係數Ka之後，除以基準交流電壓值儲存部65的輸出值之值Vac0，藉此，再生時電力電壓換算部6b的輸出值之再生時直流母線電壓指令值VthA係成為對應於交流電壓值Vac的變動之電壓臨界值。又，再生時電壓臨界值產生變換部61係使用近似式或一覽表而儲存通過基準的交流電壓值Vac0時之轉換器11的電力及該電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係。

此外，為了省略計算上煩雜的除算法，亦有於再生時電壓臨界值產生變換部61中，預先使用近似式或一覽表儲存將對應於通過基準的交流電壓值Vac0時之轉換器11的電力之平均化直流母線電壓值Vdc之值除以基準的交流電壓值Vac0之值，且將交流電壓值Vac及比例係數Ka乘以再生時電壓臨界值產生變換部61的輸出，而取得再生時直流母線電壓指令值VthA，藉此而省略除算手段之方法。又，此時係不需要基準交流電壓值儲存部65。

第18圖係顯示再生時充電電流指令值抑制部45b之方塊圖。第18圖所示之再生時充電電流指令值抑制部45b係具備：再生結束電壓臨界值儲存部451、再生開始電壓臨界值儲存部452、平滑電容器靜電容量值儲存部453、第1比較器454、第2比較器455、第3比較器456、第1信號產生器457、計數器458、發信器459、T0算出部 460、第4比較器461、第2信號產生器462、比例係數儲存部471、基準交流電壓值儲存部472、乘算器473、474、475、476、以及除算器477、478。與實施形態1的再生時充電電流指令值抑制部45相異地，本實施形態之再生時充電電流指令值抑制部45b係具備新設置之比例係數儲存部471及基準交流電壓值儲存部472；插入於再生結束電壓臨界值儲存部451及第1比較器454之間的乘算器473、475及除算器477；插入於再生開始電壓臨界值儲存部452及第2比較器455之間的乘算器474、476、以及除算器478。又，乘算器473、以及乘算器474係輸入交流電壓值Vac。

比例係數儲存部471係儲存相對於通過轉換器11的電力和平均化直流母線電壓值Vdc的關係之平行移動量的(Vac/Vac0)之比例係數Ka。比例係數儲存部471的輸出之比例係數Ka係輸出至乘算器475、476。基準交流電壓值儲存部472係儲存基準的交流電壓值Vac0。基準交流電壓值儲存部472的輸出之基準的交流電壓值Vac0係輸出至除算器477、478的除數端。乘算器473係計算較再生結束電壓臨界值儲存部451的輸出之再生結束電壓臨界值略高之電壓值Vsp與交流電壓值檢測部8的輸出之交流電壓值Vac的積Vsp‧Vac，並輸出至乘算器475。乘算器474係計算較再生開始電壓臨界值儲存部452的輸出之再生開始電壓臨界值略低之電壓值Vst與交流電壓值檢測部8的輸出之交流電壓值Vac的積Vst‧Vac，並輸出至乘算器476。乘算器475係計算積Vsp‧Vac與比例係數儲存部471的輸出之比例係數Ka的積Ka‧Vsp‧Vac，並輸出至除算器477的被除數端。乘算器476係計算積Vst‧Vac與比例係數儲存部471的輸出之比例係數Ka的積Ka‧Vst‧Vac，並輸出至除算器478的被除數端。除算器477係將積Ka‧Vsp‧Vac作為被除數，基準交流電壓值儲存部472的輸出值之基準交流電壓值Vac0作為除數而執行除算法，並將商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vsp輸出至第1比較器454。除算器478係將積Ka‧Vst‧Vac作為被除數，基準交流電壓值儲存部472的輸出值之基準交流電壓值Vac0作為除數而執行除算法，並將商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vst輸出至第2比較器455。

第1比較器454係輸入商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vsp、以及直流母線電壓值Vdc(t)，且在直流母線電壓值Vdc(t)成為商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vsp以下時，產生變為有效之再生結束信號Psp。第1比較器454係將再生結束信號Psp輸出至第1信號產生器457。第2比較器455係輸入商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vst、以及直流母線電壓值Vdc(t)，且在直流母線電壓值Vdc(t)成為商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vst以上時，產生變為有效之再生開始信號Pst。第2比較器455係將再生開始信號Pst輸出至第1信號產生器457。

第1比較器454中係輸入具有交流電壓值Vac的變動之直流母線電壓值Vdc(t)，並且輸入直流母線電壓值Vdc(t)的比較對象之考量了電壓值Vsp之交流電壓值Vac的變動量之商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vsp，藉此，第1 比較器454的輸出之再生結束信號Psp即能正確地推定轉換器11的再生結束時刻。

第2比較器455中係在輸入具有交流電壓值Vac的變動之直流母線電壓值Vdc(t)，並且輸入直流母線電壓值Vdc(t)的比較對象之考量了電壓值Vst之交流電壓值Vac的變動量之商Ka‧(Vac/Vac0)‧Vst，藉此，第2比較器455的輸出之再生開始信號Pst即能正確地推定轉換器11的再生開始時刻。自第1信號產生器457之2個的輸入之再生結束信號Psp和再生開始信號Pst至第2信號產生器462的輸出之再生時充電電流指令值抑制旗標S為止，平滑電容器靜電容量值儲存部453、第3比較器456、發信器459、以及T0算出部460係和實施形態1相同地動作。

又，再生時電力電壓換算部6b內的比例係數儲存部64、以及再生時充電電流指令值抑制部45b內的比例係數儲存部471係可集中於其中之任意一方。此外，再生時電力電壓換算部6b內的基準交流電壓值儲存部65、以及再生時充電電流指令值抑制部45b內的基準交流電壓值儲存部472係可集中於其中之任意一方。再生時電力電壓換算部6b內的平滑電容器靜電容量值儲存部62、以及再生時充電電流指令值抑制部45b內的平滑電容器靜電容量值儲存部453係可彙集於其中之任意一方。

在本實施形態中，力行時控制部21b、電流指令值統合部22、控制信號產生部23、或再生時控制部 3b可藉由硬體而實現，亦可藉由軟體而實現。

由於本實施形態之交流馬達驅動系統1b係如上述之構成，故除了實施形態1的功效之外，即使在系統電源10的電壓產生變動時，即使交流馬達16為將電力再生中，轉換器11亦能防止自系統電源10供應電力至直流母線12。

至此為止係將本實施形態和實施形態1比較而予以說明。但本實施形態之技術，明顯的亦能導入使用轉換器11a之實施形態2。

本實施形態雖係和實施形態1比較而說明，但對於實施形態2的交流馬達驅動系統亦能使用本實施形態。本實施形態所說明的構成係能組合於實施形態1、2。

實施形態4.

在實施形態1中，說明關於採用代用兩端電壓值Vcfix來取代蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap之情形。但交流馬達驅動系統亦存在有藉由蓄電裝置兩端電壓值檢測部檢測蓄電裝置17的兩端電壓值Vcap，並限制對於蓄電裝置17的充放電之情形。第19圖係顯示本發明之交流馬達驅動系統的實施形態4的整體構成之方塊圖。未有伴隨蓄電裝置兩端電壓值檢測部的設置之成本(cost)的增加時，如第19圖所示，可設置蓄電裝置兩端電壓值檢測部9，並將蓄電裝置兩端電壓值檢測部9所檢測的兩端電壓值Vcap輸出至充放電控制部2c。此時，兩端電壓值Vcap係輸入至充放電控制部2c內的力行時控制部、以及再生時控制部。輸入於再生時控制部的兩端電壓值Vcap係輸入至充放電電流指令值換算部，並使用實施形態1所說明之數學式(4)。或者，亦有將兩端電壓值Vcap輸入於充放電電流指令值換算部，並於充放電電流指令值換算部內具備輸出兩端電壓值Vcap的逆數之一覽表的換算手段，以相當於實施形態1所說明之數學式(5)的方法，省略除算法而取得蓄電裝置側充電電流指令值Ia*的方法。

相較於實施形態1之交流馬達驅動系統，本實施形態之交流馬達驅動系統1c更能取得正確的蓄電裝置側充電電流指令值Ia*。因此，能增加再生時控制部內的充電電流指令值產生部4的PID控制的增益，獲得響應性佳之交流馬達驅動系統。

本實施形態雖係和實施形態1比較而說明，但對於實施形態2的交流馬達驅動系統亦能使用本實施形態。對於實施形態3的交流馬達驅動系統亦能使用本實施形態。亦即，本實施形態所說明的構成係能組合於實施形態1~3。

(產業上之可利用性)

如上述，本發明之交流馬達驅動系統係有用於包含連接於系統電源而動作的交流馬達之交流馬達驅動系統。

1‧‧‧交流馬達驅動系統

2‧‧‧充放電控制部