[发明专利]马达控制器

说明书

技术领域

本发明涉及马达控制器(motor controller)，更特别地，涉及在马达减速过程中在电容器中累积电能、以及在马达加速过程中提供在电容器中累积的电能的马达控制器。

背景技术

已知一种包括马达控制器的驱动设备，该马达控制器包括：变换器，用于接收交流电压以及对该交流电压执行交流到直流的变换；逆变器，用于接收直流电压并且对该直流电压执行直流到交流的变换；以及电容器和充电/放电控制电路，其与变换器和逆变器之间的直流链路并行连接。在充电/放电控制电路的控制下，将电能充电到电容器，并且将电容器中累积的电能放电。

在JP 2000-141440A中公开的这类驱动设备中，当电容器两端的电压等于或高于直流链路(link)的直流链路电压时，从电容器向直流链路提供电能。图25a和25b表示在现有技术的马达控制器中马达速度、直流链路电压和电容器电压之间的关系。

当电容器电压等于或大于直流链路的直流链路电压时，操作上述现有马达控制器，以从电容器向直流链路提供电能。当电容器电压低于直流链路电压时，不能从电压向直流链路提供电能。

使用现有技术的马达控制器，如图25a和25b所示，电容器最高仅能被放电至直流链路电压。由此，能够由电容器放电的能量是较小的。当电容器电压和直流链路电压之间的差异变小的时候，电流供给对负载变化的响应恶化。

发明内容

本发明提供了一种马达控制器，该马达控制器能够有效地利用在电容器中累积的电能，并且获得电容器的容量的减少。

本发明的马达控制器包括：变换器，将输入的交流电变换为直流电；逆变器，将从所述交流电变换来的直流电逆变成交流电；直流链路，连接所述变换器和所述逆变器；以及电容器和充电/放电控制电路，它们与所述直流链路并行连接，使得电能通过充电/放电控制电路从所述直流链路提供至所述电容器，以及从所述电容器提供至所述直流链路，其中所述充电/放电控制电路包括放电电路，其执行升高所述电容器的电压的升压(step-up)操作，同时对所述电容器中充电的电能进行放电。

放电电路执行降低所述电容器的电压的降压操作，同时对充入所述电容器中的电能进行放电。

马达控制器进一步包括第一切换装置，基于所述电容器的电压和所述直流链路的电压之间的比较结果来切换放电电路的操作，使得当所述电容器的电压高于所述直流链路的电压时，执行降压操作，以及当所述电容器的电压低于所述直流链路的电压时，执行升压操作。

马达控制器进一步包括第二切换装置，基于所述电容器的电压和所述直流链路的电压之间的比较结果来切换放电电路的操作，使得当所述电容器的电压高于所述直流链路的电压和预定电压之和时，执行降压操作，以及当所述电容器的电压低于所述直流链路的电压和所述预定电压之和时，执行升压操作。

当在降压操作过程中从所述电容器流出的放电电流减小到给定值或更小时，可以将降压操作切换到升压操作。

马达控制器进一步包括具有滞后作用的比较器，其比较指令值和流过所述充电/放电控制电路的电流，其中根据所述比较器的输出来控制用于控制流过所述充电/放电控制电路的电流的切换元件，使得流过所述充电/放电控制电路的电流跟随(follow)前述指令值。

根据所述电容器的电压和所述直流链路的电压来校正指令值，使得在升压操作过程中从所述充电/放电控制电路提供至所述逆变器的电流的平均值跟随指令值。

根据所述电容器的电压和所述直流链路的电压的反比来校正指令值。

当所述电容器的电压减小到预定电压或更小时，终止充入所述电容器中的电能的放电。

马达控制器进一步包括通知装置，该通知装置将所述电容器的电压已降低到预定电压这一情况通知外部装置。

将上述预定电压被确定为从所述直流链路的电压中减去给定值而获得的电压。

通过从所述直流链路的经所述变换器从交流电变换为直流电而得到的电压中减去给定值而得到的电压来确定预定电压。

当所述电容器的电压低于所述直流链路的电压，并且所述逆变器处于再生状态时，从所述直流链路向要充电的所述电容器提供电能，同时将流入所述电容器的充电电流限制为预定值或更低。

用于限制充电电流的预定值被设置为输入到所述变换器的电流的限制值和来自所述逆变器的再生电流之和。

马达控制器进一步包括具有滞后作用的比较器，比较流过所述充电/放电控制电路的电流值和限制值，其中根据所述比较器的输出来控制用于控制流过所述充电/放电控制电路的电流的切换元件，以限制流入所述电容器的充电电流。