[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

本发明的对象为被由电池驱动的DC-DC转换器的输出驱动的逆变器供给电力的电动机驱动、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”。

此外，主要设想相同负载模式的装置为伺服压力机、压力机用模具缓冲机构、搬运装置、物流装置等产业用装置，但并不局限于它们。

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

在这里，所谓“损耗量”是指由电池供给的电力与电动机输出之差，即，意味着在从电池到电动机的电路（包含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、电磁辐射的形态失去的功。

作为降低该损耗量的方案，例如已有专利文献1的提案。另外，专利文献2和非专利文献1、2公布了与本发明有关的技术。

专利文献1是在装置的运转条件变化时，使电力转换的参数（DC/DC转换器的载波频率）变化而减少损耗量的文献。

非专利文献2中，公布有通过对应低速区、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》；

非专利文献

非专利文献1：电气学会半导体电力转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

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(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、物流装置等工业用装置中时，会有以下问题。

对于（A）而言，会有“未考虑其它的结构要素的损耗特性”的问题。

例如，未考虑逆变器和电动机间的布线、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，逆变器和电动机之间的布线长，电磁噪声除去用元件及电动机为大型，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“很难预先求出用于决定载波频率的数据（综合性的损耗特性）”的问题。

这是由于例如以下的理由。

（a）具备由电池驱动的DC-DC转换器和用DC-DC转换器的输出驱动的逆变器时，无法最佳化DC-DC转换器的输出电压。

（b）由于布线作业是利用已有材料组合，所以无法事先预测布线的电气特性。

（c）电磁噪声除去用元件有时会在装置设置后被追加。

（d）会有电动机发生故障被更换的情况，但每台电动机的特性各不相同。

（e）电动机的温度在装置刚起动后低，装置连续运转后上升，但电动机的损耗特性随着温度变化。

本发明是为解决上述问题而构思的发明。即，本发明的目的在于提供一种具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置及方法，使得不用预先做实验而取得DC-DC转换器的输出电压、布线的电气特性、电磁噪声除去用元件的有无、每台电动机的损耗特性及温度变化等的损耗特性的数据，便可考虑全部结构要素的损耗特性而将损耗量最小化。

本发明提供一种具有相同负载模式的装置的省电力驱动装置，其具备由电池驱动的DC-DC转换器和由该DC-DC转换器的输出驱动的逆变器，用于被由该逆变器供给电力的电动机驱动、具有相同负载模式的装置，其特征在于，具备：

电量运算器，计算所述相同负载模式中来自电池的受电电量；以及

参数选择指令器，使逆变器的参数变化为多个值，比较各参数下的所述受电电量，选择使该受电电量最小的参数，对逆变器发指令。

根据本发明的实施方式，具备输出所述负载模式的循环开始信号和循环结束信号的指令值生成器。