[发明专利]具有稳定DC连接电压的功能的电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有稳定DC连接(link)电压的功能的电动机驱动装置，其在电动机加减速时DC/AC变换部中的负载急剧变化时，通过稳定AC/DC变换部中的控制来实现上述稳定。

背景技术

在驱动机床、产业机械、机器人等的电动机控制装置中，在用于把交流电压变换为直流电压的AC/DC变换动作中，有时使用通过功率开关元件的PWM(Pulse Width Modulation)控制，使用把输入电流的形状变换为近似正弦波的方法(PWM变换器)。

该PWM变换器方式，有“随PWM开关频率的上升能够大幅降低输入电流中包含的高频成分”、“能够使直流输出电压可变”等优点。

在日本特开平10-257773号公报(JP10-257773A)中记载了在PWM变换器装置的直流输出电压达到上限电压值时，修正电流指令值的积分项的值使电流指令值成为零，以稳定直流输出电压的技术。

另外，在日本特开平8-149855号公报(JP8-149855A)中记载了向DC/AC变换部传递电动机的速度指令值之前，先行向AC/DC变换部传递电动机的速度指令值，由此抑制由于急剧的负载变动引起的DC连接电压的变动的技术。

但是，在PWM变换器方式中，如在日本特开平10-257773号公报(JP10-257773A)中记载的那样，存在在电动机加减速时由于DC/AC变换部的负载急剧变动引起输出直流电压(DC连接电压)变动而变得不稳定这样的缺点。

对于该问题，考虑通过提高电压控制增益或者电流控制增益等环路增益，提高PWM控制的响应特性，实现提高DC连接电压的稳定性。在该情况下，因为仅提高增益控制环会振动，所以同时也提高PWM开关频率。但是，因为当PWM开关频率提高时与其成比例功率开关元件发热，始终提高PWM开关频率是困难的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有能够抑制功率开关元件的发热并稳定DC连接电压的功能的电动机驱动装置。

根据本发明，提供一种电动机驱动装置，其具有AC/DC变换部和DC/AC变换部，前者对功率开关元件进行PWM开关控制，把从交流电源供给的交流电压变换为直流电压，后者把所述直流电压变换为频率可变的交流电压，驱动控制电动机，所述AC/DC变换部包含根据所述直流电压与直流电压指令值的偏差生成对所述功率开关元件进行PWM开关控制的PWM信号的控制部；以及在所述DC/AC变换部的负载变动期间使所述控制部生成的PWM信号的频率以及所述控制部中的控制的增益高于通常的水平的频率/增益变更部。

所述频率/增益变更部，例如在所述DC/AC变换部驱动控制的电动机的开始加速或者减速之前，使所述频率以及增益高于通常的水平，在加速或者减速结束的同时使所述频率以及增益恢复到通常的水平。

通过仅在由于DC/AC变换部的负载变动导致DC连接电压有可能不稳定的期间提高频率以及增益而提高响应特性，来改善负载变动时的响应特性，同时把发热抑制到最小限度。

附图说明

通过关联附图对下面的实施方式的说明能够更加明了本发明的特征以及优点，在附图中，

图1是表示本发明的第一实施方式的电动机驱动装置的结构的框图。

图2是在AC/DC变换部中进行的控制的框图。

图3是表示本发明的第二实施方式的电动机驱动装置的结构的框图。

图4是表示本发明的第三实施方式的电动机驱动装置的结构的框图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图中，对相同结构要素附以相同的参照符号。

参照附图，图1是表示本发明的第一实施方式的电动机驱动装置的结构的图。AC/DC变换部10通过功率开关元件12的开关控制把从交流电源14(在该情况下是三相交流电源)供给的交流电压变换为直流电压后输出。DC/AC变换部16通过根据来自NC装置17的速度指令对功率开关元件18进行开关控制，把从AC/DC变换部10输出的直流电压变换为与速度指令对应的频率的交流电压，驱动电动机20。