[发明专利]具有同一负载模式的装置的省电驱动装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有同一负载模式的装置的省电驱动装置以及方法。

背景技术

本发明将通过从逆变器进行电力供给的电动机来进行驱动、并以同一负载模式重复进行运转的装置作为对象。下面，将这样的装置称为“同一负载模式装置”。

再有，假设同一负载模式装置主要为伺服压力机、压力机用模具缓冲装置（die cushion）、搬送装置、物流装置等的产业用装置，但并不限定于这些。

在上述的同一负载模式装置中的损失量根据功率变换电路的参数，例如载波频率、开关波形（switching waveform）的电压变化率dv/dt等而进行变化。

在此“损失量”意味着逆变器的接收功率和电动机输出的差，即，在从逆变器到电动机的电路（包含逆变器和电动机）以及电动机内部的磁路中通过发热、电磁辐射的形式损失的功。

作为减少该损失量的方案例如专利文献1已经提出。此外，与本发明关联的技术在专利文献2和非专利文献1、2中公开。

在专利文献1中，在装置的运转条件变化时，使功率变换的参数（DC/DC变换器的载波频率）变化，使损失量变小。

在非专利文献2中公开了通过与低速区域/中速区域/高速区域对应地在运转中切换开关频率从而减少损失的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-116280号公报，“駆動装置および動力出力装置（驱动装置和动力输出装置）”；

专利文献2：日本特开平5-184182号公报，“インバータ制御装置（逆变器控制装置）”。

非专利文献

非专利文献1：電気学会?半導体電力変換システム調査専門委員会編（电气学会/半导体功率变换系统调查专门委员会编） “パワーエレクトロニクス回路（电力电子电路）” オーム社（Ohmsha）出版　2000年；

非专利文献2：大久保光一等、“EVモータ用低損失インバータの開発（EV电动机用低损失逆变器的开发）”、三菱重工技報（三菱重工技报）　VOL.45　NO.3：2008。

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中提出了通过（A）使用能量积蓄单元、开关元件、电动机各相线圈的损失特性、或通过（B）预先实验等来求取使损失量变小的载波（称为carrier（载波））频率的方案。

可是，当欲将专利文献1的方案特别应用于伺服压力机、压力机用模具缓冲装置、搬送装置、物流装置等的产业用装置时，存在以下的问题。

对于（A），存在“未考虑其他构成要素的损失特性”的问题。

例如，未考虑在逆变器和电动机间的布线、电磁噪声除去用元件（铁氧体磁心、滤波器）、电动机的转子中的损失（在转子内感应的电流造成的损失等）。

此外，由于在产业用装置中逆变器和电动机间的布线长、或电磁噪声除去用元件、电动机是大型的，所以也不能忽视来自这些构成要素的损失量的情况较多。

对于（B），存在“难以预先求取用于决定载波频率的数据（综合的损失特性）”的问题。

这是根据例如如下的理由。

（a）由于布线作业是装配件配作加工，所以无法事先预测布线的电特性。

（b）有时在装置设置后追加电磁噪声除去用元件。

（c）有时电动机故障而被更换，但每一台电动机的特性不同。

（d）电动机的温度在装置刚起动后低，当连续运转装置时上升，但电动机的损失特性根据温度而变化。

进而，在现有的方法中，在负载模式的1个周期中包含运转条件（典型地，电动机的旋转速度、转矩）较大地不同的多个工作的情况下，存在不能充分地得到损失量的减少效果的可能性。

例如，在伺服压力机、压力机用模具缓冲装置中，在一个周期中存在金属模与加工对象物接触进行挤压成型的区间、和为了加工对象物的取送而使金属模从加工对象物分离并移动的区间。在进行挤压成型的区间是低速的，但需要大转矩，在移动金属模的区间是低转矩的，但需要高速。在这样的情况下，存在通过在各个区间改变逆变器的参数，从而能够选择与现有的方法相比进一步使损失量变小的参数的可能性。