[发明专利]具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置及方法。

背景技术

本发明的对象为被电力供给的电动机(Motor)驱动，以相同负载模式(uniform load pattern)被反复运转的装置。以后，将此种装置称为“相同负载模式装置”。

在所述电动机中，接受来自由被电池驱动的DC-DC转换器(DC-DC converter)的输出驱动的逆变器(inverter)的电力供给的第一种结构中，主要设想相同负载模式装置为伺服压力机、压力机用模具缓冲机构、搬运装置、物流装置等产业用装置，但不局限于这些。

在所述电动机中，由非接触式电力传送装置进行电力供给的第2种结构中，主要设想相同负载模式装置为设置于无人搬运台车等移动体上的搬运装置、物流装置等产业用装置，但并不局限于它们。

第一种结构中，上述相同负载模式装置中的损耗量变化取决于电力变换电路的参数(parameter)，例如DC-DC转换器的输出电压、逆变器的载波频率、开关波形的电压变化率dv/dt等。

第二种结构中，上述相同负载模式装置中的损耗量变化取决于非接触式电力传送装置的参数，例如非接触式电力传送装置的振荡频率。

第一种结构中，所谓“损耗量”，是由电池供给的电力与电动机输出的差，即，在从电池到电动机的电路（包括DC-DC转换器、逆变器及电动机）及电动机内部的磁路中以发热、电磁辐射的形式失去的功。

第二种结构中，所谓“损耗量”，是由非接触式电力传送装置供给的电力与电动机输出的差，即，在从非接触式电力传送装置到电动机的电路及电动机内部的磁路中以发热、电磁辐射的形式失去的功。

关于第一种结构，作为减低损耗量的方法，例如已有专利文献1的提案，本发明相关的技术，公开于专利文献2及非专利文件1、2中。

关于第二种结构，作为在非接触式电力传送装置中提高传送效率的方法，例如已有专利文献3~8的提案。

专利文献1是在装置的运转条件发生变化时，使电力变换的参数（DC-DC转换器的载波频率）变化而减小损耗量的文献。

非专利文献2中，公开有通过对应低速区、中速区、高速区在运转中切换开关频率以减低损耗的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-116280号公报、《驱动装置及动力输出装置》；

专利文献2：日本特开平5-184182号公报，《逆变器控制装置》；

专利文献3：日本特开2009-225551号，《电力传送系统》；

专利文献4：日本特开2008-236916号，《非接触式电力传送装置》；

专利文献5：日本特开2010-158151号，《非接触式电力传送装置》；

专利文献6：日本特开2010-141977号，《非接触式电力传送装置中的电力传送方法及非接触式电力传送装置》；

专利文献7：日本特开2010-130878号，《非接触式电力传送装置》；

专利文献8：日本特开2010-141976号，《非接触式电力传送装置》。

非专利文献

非专利文献1：电气学会半导体电力变换系统调查专门委员会编《功率电子电路（パワーエレクトロニクス回路）》 欧姆社 2000年；

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

发明内容

关于第一种结构，在专利文献1中，提出（A）通过利用能量储存单元、开关元件、电动机各相线圈的损耗特性，或者（B）预先实验等求得使损耗量变小的载波（称为carrier）频率的方案。

但是，如果想将专利文献1的方法应用于各种装置，特别是由电池驱动的伺服压力机、压力机用模具缓冲机构、搬运装置、物流装置等产业用装置中的话，会有以下问题。

对于（A）而言，会有“未考虑其他结构要素的损耗特性”的问题。

例如，未考虑逆变器与电动机间的布线、电磁噪声除去用元件（铁氧体磁芯、滤波器）、电动机的转子（rotor）中的损耗（转子内诱导电流导致的损耗等）。

另外，由于在产业用装置中，逆变器与电动机之间的布线长，电磁噪声除去用元件、电动机为大型，多数情况下来自这些结构要素的损耗量也不能无视。

对于（B）而言，会有“难以预先求得用于决定载波频率的数据（综合性的损耗特性）”的问题。