CN210120505U - 电动机驱动装置和电动机驱动*** - Google Patents

电动机驱动装置和电动机驱动*** Download PDF

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Abstract

提供电动机驱动装置和电动机驱动***。电动机驱动装置具备：电力变换部，其选择性地执行将输入的交流电力变换为直流电力后输出的转换器动作以及将输入的直流电力变换为用于电动机驱动的交流电力后输出的逆变器动作；蓄电部，其蓄积从电力变换部输出的直流电力并且向电力变换部供给直流电力；切换部，其将电力变换部的连接目的地在交流电源与电动机之间切换；以及控制部，其通过控制切换部来使电力变换部与交流电源连接并控制电力变换部来使该电力变换部执行转换器动作，来对蓄电部进行蓄电，通过控制切换部来使电力变换部与电动机连接并控制电力变换部来使该电力变换部执行逆变器动作，来驱动电动机。

Description

电动机驱动装置和电动机驱动***
技术领域
本实用新型涉及一种具有蓄电部的电动机驱动装置和电动机驱动***。
背景技术
在包括机床、机器人等的机械中设置的电动机驱动装置中，将从交流电源供给的交流电力利用转换器(整流器)变换为直流电力后输出到直流环节，再利用逆变器将直流环节的直流电力变换为交流电力，将该交流电力作为驱动电力供给到对每个驱动轴设置的电动机。
在利用电动机驱动装置对电动机进行加速或减速控制时，在极短时间内要求交流电源输出或再生大的交流电力，因此产生电力峰。在利用同一交流电源大致同时地驱动多个电动机的机械中，所产生的电力峰更大。另外，例如在压力机、注射成型机等机械中，平均消耗电力与最大瞬间消耗电力之差大、即电力峰大。存在以下问题：电力峰越大，则电源容量越大，因此设置机械时的成本增大；在交流电源侧产生瞬时压降、电压闪变(flicker)等电力故障，对与同一交流电源连接的其它机械造成影响。
以降低电源容量、避免对与同一交流电源连接的其它机械造成电力故障为目的，进行了以下动作：设置将电动机驱动装置的转换器与逆变器连接的直流环节、能够蓄积直流电力的蓄电部，将从交流电源取得的能量、由电动机再生的能量适当地蓄积到蓄电部，将所蓄积的能量利用于电动机的驱动。如果从蓄电部供给很多驱动电动机所需的电力，则从交流电源侧观察到的最大瞬间消耗电力变小，因此能够使电源设备的容量变小。
例如，如日本特开2017-17931号公报所记载的那样，已知一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置具备：PWM转换器，其通过PWM控制来在交流电源侧的交流电力与直流环节中的直流电力之间进行电力变换；逆变器，其在动力运行动作时将所述直流环节中的直流电力变换为用于电动机驱动的交流电力后供给到电动机，在再生动作时将由电动机再生的交流电力变换为直流电力后返还给所述直流环节；蓄电单元，其设置于所述直流环节，能够蓄积直流电力；开关，其根据接收到的指令来将交流电源与所述PWM转换器之间连接或切断；以及指令单元，其在将以避免从交流电源取得的交流电流超过预先设定的输入电流限制值的方式由所述PWM转换器从交流电力变换得到的直流电力蓄积到所述蓄电单元、从而所述直流环节中的直流电压被升高直到变为规定电压的期间，持续向所述开关输出连接指令，在所述直流环节中的直流电压达到所述规定电压之后，在所述逆变器开始动力运行动作之前的期间开始向所述开关输出切断指令。
另外，例如，如日本特开2014-176164号公报所记载的那样，已知一种搭载于车辆的车载充电装置，该车辆使用驱动逆变器的3相桥电路来将车载电池中蓄积的直流电力变换为交流电力，将所述变换得到的交流电力供给到驱动电动机来行驶，该车载充电装置具有：初级线圈，其从外部电源接受交流电力的供给；以及次级线圈，其与所述3相桥电路电连接，通过与所述初级线圈电磁耦合来改变向所述初级线圈供给的交流电力的电压，借助所述3相桥电路来对所述车载电池进行充电。
另外，例如，如日本特开平10-080071号公报所记载的那样，已知一种电动汽车的充电控制装置，该充电控制装置利用深夜电力时段的电力对多台电动汽车进行充电，该充电控制装置的特征在于，具备：放电量测定单元，其测定电动汽车各自的放电量；充电时间决定单元，其按照所述放电量来决定充电时间；以及充电时段设定单元，其以使由所述充电时间决定单元决定的电动汽车的充电时间中充电时间最长的电动汽车在深夜电力时段的开始时刻开始充电、且充电时间最短的电动汽车在深夜电力时段的结束时刻结束充电的方式设定充电时段。
另外，例如，如日本特开2012-105507号公报所记载的那样，已知一种切换部的充电方法，针对各自具有蓄电池、该蓄电池的放电深度的测量单元以及控制向所述蓄电池充电的充电动作的充电控制单元的多个对象，从1个电力供给设备进行向各个所述蓄电池的充电，该充电方法的特征在于，包括以下步骤：在各个对象的蓄电池以可充电的方式连接于所述电力供给设备的状态下，所述测量单元分别检测自身的对象所具有的蓄电池的放电深度；所述充电控制单元参照预先决定了蓄电池的放电深度与充电开始时刻的关系的表，分别在预先分配的可充电时段内决定该蓄电池的充电开始时刻；以及在所述充电开始时刻到来的定时，所述充电控制单元分别开始从所述电力供给设备向所述蓄电池充电的充电动作。
实用新型内容
在将转换器与逆变器连接的直流环节中设置蓄电部的电动机驱动装置中，在驱动电动机之前预先将来自交流电源的交流电力利用转换器变换为直流电力后充入到蓄电部，在驱动电动机时将电动机驱动装置与交流电源电分离，使驱动电动机所需的电力全部由利用逆变器变换蓄电部中蓄积的直流电力所得到的交流电力来供应，如果这样，则能够使电源设备的容量进一步变小。然而，在将电动机驱动装置与交流电源电分离后利用蓄电部的能量来驱动电动机的期间，转换器不进行电力变换动作，另外，在将电动机驱动装置与交流电源电连接来进行蓄电部的充电的期间，逆变器几乎不进行电力变换动作。即，通过设置蓄电部，能够使电源设备变小来实现某种程度的成本降低，但是转换器和逆变器各自的工作率低，未能有效利用。在构成电动机驱动装置的各种设备中，包括逆变器和转换器的电力变换部占据特别多的成本和空间，因此不能说这种状况是理想的。因而，期望一种具有为了降低交流电源的电力峰而设置的蓄电部的、小型且低成本的电动机驱动装置和电动机驱动***。
根据本公开的一个方式，电动机驱动装置具备：电力变换部，其具有交流端子和直流端子，选择性地执行转换器动作和逆变器动作，在转换器动作中，将经由交流端子输入的交流电力变换为直流电力后经由直流端子输出，在逆变器动作中，将经由直流端子输入的直流电力变换为用于电动机驱动的交流电力后经由交流端子输出；蓄电部，其借助电力变换部的直流端子来进行电连接，蓄积从电力变换部输出的直流电力并且向电力变换部供给直流电力；切换部，其将电力变换部的交流端子的电连接目的地在交流电源与电动机之间切换；以及控制部，其通过控制切换部来使电力变换部的交流端子与交流电源电连接且控制电力变换部来使该电力变换部执行转换器动作，来向蓄电部蓄积直流电力，通过控制切换部来使电力变换部的交流端子与电动机电连接且控制电力变换部来使该电力变换部执行逆变器动作，来驱动电动机。
在上述方式中，优选的是，所述切换部具有：第一开闭部，其对所述电力变换部的所述交流端子与所述交流电源之间的电路进行开闭；以及第二开闭部，其对所述电力变换部的所述交流端子与所述电动机之间的电路进行开闭，在向所述蓄电部蓄积直流电力的情况下，所述控制部对所述切换部发送用于闭合所述第一开闭部的触点且断开所述第二开闭部的触点的开闭指令，在驱动所述电动机的情况下，所述控制部对所述切换部发送用于断开所述第一开闭部的触点且闭合所述第二开闭部的触点的开闭指令。
在上述方式中，优选的是，还具备监视所述蓄电部的蓄电量的监视部。
在上述方式中，优选的是，在对所述蓄电部进行充电的情况下，所述控制部进行以下控制直到所述监视部判定为所述蓄电部的蓄电量达到预先规定的上限值为止：使所述切换部将所述电力变换部的所述交流端子与所述交流电源电连接且使所述电力变换部执行所述转换器动作。
在上述方式中，优选的是，在由于向所述蓄电部蓄积直流电力而所述监视部判定为所述蓄电部的蓄电量达到所述上限值的情况下，所述控制部进行以下控制：使所述切换部将所述电力变换部的所述交流端子与所述电动机电连接且使所述电力变换部执行所述逆变器动作。
在上述方式中，优选的是，在由于驱动所述电动机而所述监视部判定为所述蓄电部的蓄电量低于预先规定的下限值的情况下，所述控制部进行以下控制：使所述切换部将所述电力变换部的所述交流端子与所述交流电源电连接且使所述电力变换部执行所述转换器动作。
另外，根据本公开的一个方式，电动机驱动***具备上述电动机驱动装置以及逆变器，所述逆变器与蓄电部连接，将蓄电部中蓄积的直流电力变换为交流电力后输出。
在上述方式中，优选的是，所述电动机是多绕组型的电动机，
所述逆变器将所述蓄电部中蓄积的直流电力变换为交流电力，将该交流电力输出到所述多绕组型的电动机的多个绕组中的和与所述电动机驱动装置内的所述电力变换部连接的绕组不同的绕组。
在上述方式中，优选的是，所述逆变器将所述蓄电部中蓄积的直流电力变换为用于驱动和与所述电动机驱动装置内的所述电力变换部连接的电动机不同的电动机的交流电力后输出。
另外，根据本公开的另一个方式，具备多个上述电动机驱动装置的电动机驱动***具备统一控制部，所述统一控制部以如下方式对各电动机驱动装置内的控制部的动作进行控制：避免在各电动机驱动装置之间在时间上重合地执行使切换部将电力变换部的交流端子与交流电源电连接且使电力变换部执行转换器动作的控制。
在上述方式中，优选的是，具备将多个所述电动机驱动装置与所述统一控制部以能够通信的方式连接的通信部，所述统一控制部借助所述通信部来对各所述电动机驱动装置内的所述控制部的动作进行控制。
在上述方式中，优选的是，所述统一控制部设置于多个所述电动机驱动装置中的至少一个所述电动机驱动装置。
附图说明
通过参照下面的附图，会更明确地理解本实用新型。
图1是表示本公开的实施方式的电动机驱动装置的图。
图2是本公开的实施方式的电动机驱动装置内设置的电力变换部进行转换器动作的情况下的电路图。
图3是本公开的实施方式的电动机驱动装置内设置的电力变换部进行逆变器动作的情况下的电路图。
图4是表示本公开的实施方式的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
图5是表示驱动多绕组型的电动机的第一实施方式的电动机驱动***的图。
图6是表示驱动多个电动机的第一实施方式的电动机驱动***的图。
图7是表示驱动多个电动机的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示在某一个电动机驱动装置内设置统一控制部的情况。
图8是表示驱动多个电动机的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示在多个电动机驱动装置内设置统一控制部的情况。
图9是表示驱动多个电动机的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示统一控制部设置于电动机驱动装置外的情况。
图10A是例示利用第二实施方式的电动机驱动***来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第一电动机驱动装置的各部波形。
图10B是例示利用第二实施方式的电动机驱动***来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第二电动机驱动装置的各部波形。
图11A是例示利用以往的2台电动机驱动装置来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第一电动机驱动装置的各部波形。
图11B是例示利用以往的2台电动机驱动装置来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第二电动机驱动装置的各部波形。
具体实施方式
下面参照附图来说明具有蓄电部的电动机驱动装置和电动机驱动***。在各附图中，对相同的构件标注相同的参照标记。另外，设为在不同的附图中标注有相同的参照标记之物意味着是具有相同的功能的结构要素。另外，这些附图适当变更了比例尺以易于理解。附图所示的方式是用于实施的一个例子，并不限定于图示的实施方式。
图1是表示本公开的实施方式的电动机驱动装置的图。另外，图2是本公开的实施方式的电动机驱动装置内设置的电力变换部进行转换器动作的情况下的电路图。另外，图3是本公开的实施方式的电动机驱动装置内设置的电力变换部进行逆变器动作的情况下的电路图。
作为一例，说明通过与交流电源2连接的电动机驱动装置1来控制1个交流电动机(下面仅称为“电动机”。)3的情况。在此，对所驱动的电动机3是1绕组型电动机的例子进行说明，在后面叙述驱动多绕组型的电动机的例子和驱动多个电动机的例子。交流电源2和电动机3的相数不对本实施方式特别进行限定，例如既可以是三相，也可以是单相。在图示的例子中，示出了交流电源2和电动机3均为三相的例子。另外，电动机3的种类也不对本实施方式特别进行限定，例如既可以是感应电动机也可以是同步电动机。在此，设置电动机3的机械例如包括机床、机器人、锻压机、注射成型机、产业机械、各种电器、火车、汽车、飞机等。
如图1所示，电动机驱动装置1具备电力变换部11、蓄电部12、切换部13以及控制部14。
如图2和图3所示，电力变换部11包括开关元件以及与该开关元件反并联地连接的二极管的桥电路。作为开关元件的例子，有FET等单极型晶体管、双极型晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但是开关元件的种类本身不对本实施方式进行限定，也可以是其它开关元件。电力变换部11在交流电源2和电动机3均为三相的情况下由三相桥电路构成，在交流电源2和电动机3均为单相的情况下由单相桥电路构成。在图1中示出了交流电源2和电动机3均为三相的例子，因此电力变换部11如图2和图3所示那样构成为三相桥电路。
在电力变换部11的交流输入输出侧设置交流端子31，在直流输入输出侧设置直流端子32。在电力变换部11的交流端子31连接AC电抗器和后述的切换部13。在直流输入输出侧，在直流端子32的正极与负极之间设置平滑电容器41(在图1中未图示)。
平滑电容器41具有抑制电力变换部11的直流电压的脉动成分的功能，并且还具有蓄积直流电力的功能。平滑电容器41需要在从紧接着电动机驱动装置1启动后到电动机3的驱动开始前进行初始充电。因此，在图2和图3所示的A或B的位置设置用于对平滑电容器41进行初始充电的初始充电部(电路本身未图示)。初始充电由初始充电部来进行，该初始充电部具有充电电阻以及与该充电电阻并联连接的电阻短路用开关。初始充电部的电阻短路用开关仅在平滑电容器41的初始充电期间中被断开，当平滑电容器41上升至规定的电压而初始充电完成时维持接通的状态。
根据从控制部14接收到的变换指令对电力变换部11的各开关元件进行接通断开控制，由此电力变换部11选择性地切换执行转换器动作(整流动作、正变换动作)和逆变器动作(逆变换动作)。更详细地说，如图2所示，电力变换部11在从控制部14接收到转换器动作变换指令的情况下，进行以下的转换器动作：将经由交流端子31输入的交流电力变换为直流电力后，经由直流端子32输出到蓄电部12。另外，如图3所示，电力变换部11在从控制部14接收到逆变器动作变换指令的情况下，执行以下的逆变器动作：将经由直流端子32从蓄电部12输入的直流电力变换为用于电动机驱动的交流电力后，经由交流端子31输出。这样，在电力变换部11中，根据从控制部14接收到的变换指令，1个桥电路作为转换器来进行动作或作为逆变器来进行动作。此外，作为电力变换部11的控制方式，例如有PWM开关控制方式。
蓄电部12借助电力变换部11的直流端子32来进行电连接，蓄积从电力变换部11输出的直流电力并且向电力变换部11供给直流电力。作为蓄电部12的种类，由电容型和飞轮型等。
例如，在利用电容型构成蓄电部12的情况下，蓄电部12由大容量电容器构成。
另外，例如，在利用飞轮型构成蓄电部12的情况下，蓄电部12由飞轮、缓冲用电动机以及缓冲用电力变换部(均未图示)构成。飞轮能够蓄积旋转能量，也被称为惯性件。缓冲用电动机用于使飞轮旋转，飞轮与缓冲用电动机的旋转轴连接。通过使缓冲用电动机旋转，能够在飞轮中蓄积旋转能量。缓冲用电力变换部在直流电力与缓冲用电动机的交流驱动电力及交流再生电力之间进行电力变换。通过对缓冲用电力变换部的电力变换进行控制，连接有飞轮的缓冲用电动机一边加速或减速一边旋转或者以固定速度旋转，其结果，作为蓄电部12来调整应该蓄积或供给的直流电力量。
切换部13通过控制部14的控制，将电力变换部11的交流端子31的电连接目的地在交流电源2与电动机3之间进行切换。更详细地说，切换部13具有对电力变换部11的交流端子31与交流电源2之间的电路进行开闭的第一开闭部21以及对电力变换部11的交流端子31与电动机3之间的电路进行开闭的第二开闭部22。作为第一开闭部21和第二开闭部22的例子，有电磁接触器、功率半导体开关元件等。通过控制部14的控制，在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下，第一开闭部21的触点闭合且第二开闭部22的触点断开，在驱动电动机3的情况下，第一开闭部21的触点断开且第二开闭部22的触点闭合，详情在后面叙述。即，在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下，交流电流经由接通的第一开闭部21流动，在驱动电动机3的情况下，交流电流经由接通的第二开闭部22流动。如果使蓄电部12缓慢地蓄电，则能够使在蓄电时流过第一开闭部21的交流电流比在驱动电动机3的情况下流过第二开闭部22的交流电流小，因此第一开闭部21能够比第二开闭部22小型化。
监视部15监视蓄电部12的蓄电量。在图示的例子中，监视部15设置于电力变换部11的内部，但是也可以设置于电力变换部11的外部。由监视部15监视到的蓄电部12的蓄电量被发送到控制部14。
在蓄电部12是飞轮型的情况下，监视部15例如基于下述式1来计算蓄电部12的蓄电量。在式1中，将缓冲用电动机的旋转速度(角速度)设为ω，将缓冲用电动机的转动惯量设为J。缓冲用电动机的旋转速度ω由速度检测部(未图示)来检测。
飞轮型的蓄电部12的蓄电量＝(1/2)×J×ω2…(1)
此外，根据式1可知，飞轮型的蓄电部12的蓄电量与缓冲用电动机的旋转速度的平方成正比，因此也可以省略使用式1的计算处理，将缓冲用电动机的旋转速度ω(或其平方)用作表示蓄电部12的蓄电量的参数。
在蓄电部12是电容器型的情况下，监视部15例如基于下述式2来计算蓄电部12的蓄电量。在式2中，将蓄电部12的电容器容量设为C，将蓄电部12的电容器电压设为V。蓄电部12的电容器电压V由电容器电压检测部(未图示)来检测。
电容器型的蓄电部12的蓄电量＝(1/2)×C×V2…(2)
此外，根据式2可知，电容器型的蓄电部12的蓄电量与蓄电部12的电容器电压的平方成正比，因此也可以省略使用式2的计算处理，将蓄电部12的电容器电压V(或其平方)用作表示蓄电部12的蓄电量的参数。
交流电压检测部18检测电力变换部11的交流端子31处的输入输出电压(即第一开闭部21与第二开闭部22之间的交流电力线的相电压)的波高值(下面称为“输入输出电压波高值”)。由交流电压检测部18检测出的输入输出电压波高值被发送到控制部14。
控制部14使用由监视部15监视到的蓄电部12的蓄电量以及由交流电压检测部18检测出的输入输出电压波高值来控制电力变换部11的电力变换动作和切换部13的切换动作。即，控制部14通过控制切换部13来使电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接且控制电力变换部11来使该电力变换部11执行转换器动作，来向蓄电部12蓄积直流电力，通过控制切换部13来使电力变换部11的交流端子31与电动机3电连接且控制电力变换部11来使该电力变换部11执行逆变器动作，来驱动电动机3。
在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下，控制部14进行对切换部13输出开闭指令来使电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接的控制以及使电力变换部11执行转换器动作的控制。即，在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下，控制部14对第一开闭部21发送闭指令来使第一开闭部21的触点闭合，且对第二开闭部22发送开指令来使第二开闭部22的触点断开。因此，电动机驱动装置1成为与交流电源2电连接但与电动机3电分离的状态。此时，控制部14进行对电力变换部11发送转换器动作变换指令来使电力变换部11执行转换器动作的控制。由此，来自交流电源2的交流电力经由第一开闭部21和交流端子31被输入到电力变换部11，电力变换部11将该交流电力变换为直流电力后经由直流端子32输出到蓄电部12。其结果，蓄电部12被充电。
另一方面，在驱动电动机3的情况下，控制部14进行对切换部13输出开闭指令来使电力变换部11的交流端子31与电动机3电连接的控制以及使电力变换部11执行逆变器动作的控制。即，在驱动电动机3的情况下，控制部14对第一开闭部21输出开指令来使第一开闭部21的触点断开，且对第二开闭部22输出闭指令来使第二开闭部22的触点闭合。因此，电动机驱动装置1成为与电动机3电连接但与交流电源2电分离的状态。此时，控制部14进行对电力变换部11发送逆变器动作变换指令来使电力变换部11执行逆变器动作的控制。由此，来自蓄电部12的直流电力经由直流端子32被输入到电力变换部11，电力变换部11将该直流电力变换为交流电力后经由交流端子31输出到电动机3。其结果，电动机3被驱动。
这样，在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下，电力变换部11为与交流电源2电连接并且与电动机3分离的状态，电力变换部11作为转换器来进行动作。另外，在驱动电动机3的情况下，电力变换部11为与交流电源2分离并且与电动机3电连接的状态，电力变换部11作为逆变器来进行动作。因此，电力变换部11的交流端子31和直流端子32是在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下以及在驱动电动机3的情况下共用的。
例如由控制部14基于监视部15所监视到的蓄电部12的蓄电量以及电动机3的动作程序来控制电动机驱动装置1中的蓄电部12的蓄电和电动机3的驱动的切换。在对蓄电部12进行充电时，控制部14进行以下控制直到监视部15判定为蓄电部12的蓄电量达到预先规定的上限值为止：使切换部13将电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接且使电力变换部11执行转换器动作。之后，在由于向蓄电部12蓄积直流电力而监视部15判定为蓄电部12的蓄电量达到上限值的情况下，控制部14进行以下控制：使切换部13将电力变换部11的交流端子31与电动机3电连接且使电力变换部11执行逆变器动作。再之后，在由于驱动电动机3而监视部15判定为蓄电部12的蓄电量低于预先规定的下限值的情况下，控制部14进行以下控制：使切换部13将电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接且使电力变换部11执行转换器动作。在此，关于监视部15的监视处理中使用的上述“下限值”，将该“下限值”设定为在电动机驱动装置1与交流电源2分离而不被交流电源2供给交流电力的情况下、能够驱动电动机3的所需最小限度的值即可，优选的是，取些许余裕来设定为比该所需最小限度的值大的值。另外，关于监视部15的监视处理中使用的上述“上限值”，将该“上限值”设定为大于上述“下限值”且小于蓄电部12的最大蓄电容量的值即可。上限值与下限值之差越大，则能够使蓄电部12蓄积越多的蓄电量。在蓄电部12的蓄电量表示为如式1或式2那样的能量值的情况下，利用能量值来规定上限值和下限值，在蓄电部12是飞轮型且其蓄电量表示为缓冲用电动机的旋转速度ω(或其平方)的情况下，利用旋转速度ω(或其平方)来规定上限值和下限值，在蓄电部12是电容型且其蓄电量表示为电容器电压V(或其平方)的情况下，利用电压值(或其平方)来规定上限值和下限值。
图4是表示本公开的实施方式的电动机驱动装置的动作流程的流程图。
为了将用于驱动电动机3的能量蓄积到蓄电部12，首先在步骤S101中，控制部14对第一开闭部21发送闭指令来使第一开闭部21的触点闭合，且对第二开闭部22发送开指令来使第二开闭部22的触点断开。由此，电力变换部11成为与交流电源2电连接但与电动机3电分离的状态。
在步骤S102中，控制部14进行对电力变换部11发送转换器动作变换指令来使电力变换部11执行转换器动作的控制。由此，来自交流电源2的交流电力经由第一开闭部21和交流端子31被输入到电力变换部11，电力变换部11将该交流电力变换为直流电力后经由直流端子32输出到蓄电部12。利用该直流电力对蓄电部12进行充电，蓄电部12的蓄电量逐渐上升。
在步骤S103中，监视部15判定蓄电部12的蓄电量是否达到预先规定的上限值。在监视部15判定为蓄电部12的蓄电量达到上限值的情况下，进入步骤S104，否则返回到步骤S102。
在步骤S104中，控制部14对第一开闭部21输出开指令来使第一开闭部21的触点断开，且对第二开闭部22输出闭指令来使第二开闭部22的触点闭合。由此，电力变换部11成为与电动机3电连接但与交流电源2电分离的状态。
在步骤S105中，控制部14进行对电力变换部11发送逆变器动作变换指令来使电力变换部11执行逆变器动作的控制。由此，来自蓄电部12的直流电力经由直流端子32被输入到电力变换部11，电力变换部11将该直流电力变换为交流电力后经由交流端子31输出到电动机3。利用该交流电力来驱动电动机3，蓄电部12中蓄积的直流电力被消耗而蓄电量逐渐降低。此外，也可以在通过步骤S104中的处理而电力变换部11成为与电动机3电连接且与交流电源2电分离的状态后立即开始步骤S105中的电力变换部11的逆变器动作，但是也可以在由电动机3的动作程序规定的定时开始电力变换部11的逆变器动作。在该情况下，对于从通过步骤S104中的处理而电力变换部11成为与电动机3电连接且与交流电源2电分离的状态的时间点起到在步骤S105中开始通过电力变换部11的逆变器动作向电动机3供给交流电力的时间点为止的期间，既可以使该期间例如为停止状态，也可以使该期间例如为待机状态，在该停止状态下，电力变换部11的电力变换动作(即电力变换部11内的开关元件的开关动作)停止，在该待机状态下，电力变换部11以输出不会驱动电动机3的程度的交流电力的方式执行逆变器动作。
在步骤S106中，监视部15判定蓄电部12的蓄电量是否低于预先规定的下限值。
在步骤S106中监视部15判定为蓄电部12的蓄电量低于下限值的情况下返回到步骤S101，再次执行上述的各处理。即，在步骤S101中电动机驱动装置1成为与交流电源2电连接、与电动机3电分离的状态，在步骤S102中，控制部14进行对电力变换部11发送转换器动作变换指令来使电力变换部11执行转换器动作的控制，其结果，蓄电部12被充电，蓄电部12的蓄电量逐渐上升。
在步骤S106中监视部15没有判定为蓄电部12的蓄电量低于下限值的情况下，返回到步骤S105，控制部14进行对电力变换部11发送逆变器动作变换指令来使电力变换部11执行逆变器动作的控制，其结果，电动机3被驱动，蓄电部12的蓄电量进一步降低。
如以上所说明的那样，根据本实施方式，通过使电力变换部11为与交流电源2电连接且与电动机3电分离的状态并使电力变换部11进行转换器动作，来将来自交流电源2的能量蓄积到蓄电部12，在驱动电动机3时，通过使电力变换部11为与交流电源2电分离且与电动机3电连接的状态并使电力变换部11进行逆变器动作，来仅利用蓄电部12中蓄积的能量来驱动电动机3。也就是说，根据本实施方式，使1个桥电路即电力变换部11以时分方式进行转换器动作和逆变器动作，因此，桥电路的工作率高，另外，与如以往那样利用相独立的电路(合计2个桥电路)来实现转换器和逆变器的情况相比，部件数量少，成本低并节省空间。另外，根据本实施方式，在驱动电动机3时，将电动机驱动装置1与交流电源2电分离，使驱动电动机3所需的电力全部由利用逆变器对蓄电部12中蓄积的直流电力进行变换所得到的交流电力来供应，因此能够使交流电源2侧的电源设备的容量进一步变小。另外，根据本实施方式，在向蓄电部12蓄积直流电力的情况下交流电流流过接通的第一开闭部21，在驱动电动机3的情况下交流电流流过接通的第二开闭部22，但是通过使蓄电部12缓慢地蓄电，能够使在蓄电时流过第一开闭部21的交流电流比在驱动电动机3的情况下流过第二开闭部22的交流电流小，因此第一开闭部21能够比第二开闭部22小型化，从而能够实现进一步的成本削减。
接着，说明使用本实施方式的电动机驱动装置1来驱动多绕组型的电动机、1绕组型的多个电动机的实施方式。
第一实施方式的电动机驱动***具备参照图1～图4来说明的电动机驱动装置1和逆变器。
图5是表示驱动多绕组型的电动机的第一实施方式的电动机驱动***的图。此外，在图5中，作为一例说明利用第一实施方式的电动机驱动***101来控制2绕组型的电动机5的情况，但是多绕组型的电动机5的绕组数也可以是3个以上。另外，图6是表示驱动多个电动机的第一实施方式的电动机驱动***的图。此外，在图6中，作为一例说明利用第一实施方式的电动机驱动***101来控制2个1绕组型的电动机3的情况，但是电动机3的个数也可以是3个以上。
第一实施方式的电动机驱动***101具备：参照图1～图4来说明的电动机驱动装置1；以及逆变器4，其与蓄电部12连接，将蓄电部12中蓄积的直流电力变换为交流电力后输出。根据上级控制部6生成的变换指令来控制逆变器4和电动机驱动装置1内的控制部14。如上所述，蓄电部12与电动机驱动装置1内的电力变换部11的直流端子32连接，电力变换部11的直流端子32还与逆变器4的直流端子侧连接，因此在电力变换部11的直流端子32侧构成直流环节。逆变器4包括开关元件以及与其反并联连接的二极管的桥电路。作为开关元件的例子，有FET等单极型晶体管、双极型晶体管、IGBT、晶闸管、GTO等，但是开关元件的种类本身不对本实施方式进行限定，也可以是其它开关元件。在所连接的电动机为三相的情况下，逆变器4由三相桥电路构成，在所连接的电动机为单相的情况下，逆变器4由单相桥电路构成。向逆变器4供给的直流电力是蓄电部12中蓄积的电力。如上所述，蓄电部12的蓄电是通过使电力变换部11为与交流电源2电连接且与电动机电分离的状态并使电力变换部11进行转换器动作来进行的。驱动电动机所需的电力由利用电力变换部11或逆变器4对蓄电部12中蓄积的直流电力进行变换所得到的交流电力来供应，因此能够使交流电源2侧的电源设备的容量进一步变小，另外，通过使蓄电部12缓慢地蓄电，能够使在蓄电时流过第一开闭部21的交流电流比在驱动电动机的情况下流过第二开闭部22的交流电流小，因此第一开闭部21能够比第二开闭部22小型化，从而能够实现进一步的成本削减。
在如图5所示那样利用第一实施方式的电动机驱动***101来驱动多绕组型的电动机(下面，仅称为“多绕组电动机”。)5的情况下，按绕组来连接比多绕组电动机5的绕组数少1个的数量的逆变器4。即，多绕组电动机5的多个绕组中的任1个绕组经由第二开闭部22来与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接，剩余的绕组与逆变器4的交流端子连接。逆变器4将蓄电部12中蓄积的直流电力变换为交流电力，将该交流电力输出到多绕组电动机5的多个绕组中的不同于与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接的绕组的绕组。在图5所示的例子中，设多绕组电动机5为2绕组型，因此其中一个绕组经由第二开闭部22来与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接，另一个绕组与逆变器4的交流端子连接。上级控制部6按照多绕组电动机5的动作程序来控制逆变器4和电动机驱动装置1内的控制部14的各动作。此外，在多绕组电动机5为3绕组以上的类型的情况下，1个绕组经由第二开闭部22来与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接，剩余的2个以上的绕组对应于各绕组地与逆变器4(的交流端子)连接。以往，在驱动多绕组电动机的情况下需要准备1个转换器和多绕组电动机的绕组数量的逆变器。与此相对，根据第一实施方式的电动机驱动***101，准备1个电动机驱动装置1和比多绕组电动机5的绕组数少1个的数量的逆变器4即可，而且电动机驱动装置1内的电力变换部11包括1个桥电路，因此与以往相比，至少能够削减1个桥电路，因此成本低并节省空间。
在如图6所示那样利用第一实施方式的电动机驱动***101来驱动多个电动机3的情况下，按电动机3来连接比电动机3的个数少1个的数量的逆变器4。即，多个电动机3中的任1个电动机3经由第二开闭部22来与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接，剩余的电动机3与逆变器4的交流端子连接。逆变器4将蓄电部12中蓄积的直流电力变换为交流电力，将该交流电力输出到不同于与电动机驱动装置1内的电力变换部11连接的电动机3的电动机3。上级控制部6按照各电动机3的动作程序来控制逆变器4和电动机驱动装置1内的控制部14的各动作。以往，在驱动多个电动机的情况下需要准备1个转换器和电动机的个数的逆变器。与此相对，根据第一实施方式的电动机驱动***101，准备1个电动机驱动装置1和比电动机3的个数少1个的数量的逆变器4即可，而且电动机驱动装置1内的电力变换部11包括1个桥电路，因此与以往相比，至少能够削减1个桥电路，因此成本低并节省空间。
关于第一实施方式的电动机驱动***101，说明了在图5中驱动多绕组电动机5的情况以及在图6中驱动多个电动机3的情况，但是在驱动“多个”多绕组电动机5的情况下也同样能够应用。在该情况下，第一实施方式的电动机驱动***101准备1个电动机驱动装置1和比多个多绕组电动机5的绕组的总数少1个的数量的逆变器4即可。
第二实施方式的电动机驱动***具备多个参照图1～图4来说明的电动机驱动装置1。
图7是表示驱动多个电动机3的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示在任1个电动机驱动装置1内设置统一控制部16的情况。图8是表示驱动多个电动机3的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示在多个电动机驱动装置1内设置统一控制部16的情况。另外，图9是表示驱动多个电动机3的第二实施方式的电动机驱动***的图，表示统一控制部16设置于电动机驱动装置1外的情况。
第二实施方式的电动机驱动***102具备统一控制部16以及参照图1～图4来说明的多个电动机驱动装置1。各电动机驱动装置1与统一控制部16以能够通过通信部17进行通信的方式连接。利用通信部17进行的连接既可以是有线也可以是无线。统一控制部16借助通信部17来对各电动机驱动装置1内的控制部14的动作进行控制。更详细地说如下。
统一控制部16以避免在各电动机驱动装置1之间在时间上重合地执行使切换部13将电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接且使电力变换部11执行转换器动作的控制的方式，对各电动机驱动装置1内的控制部14的动作进行控制。即，统一控制部16以使用于向蓄电部12蓄积直流电力的针对第一开闭部21的闭指令、针对第二开闭部22的开指令以及针对电力变换部11的转换器动作变换指令的发送定时在各电动机驱动装置1之间不同的方式，对各电动机驱动装置1的控制部14的动作进行控制。通过统一控制部16对各电动机驱动装置1的控制部14的动作进行的控制，在各电动机驱动装置1之间在时间上错开地执行电力变换部11的交流端子31与交流电源2电连接的状态下的电力变换部11的转换器动作。
统一控制部16例如设置于多个电动机驱动装置1中的至少1个电动机驱动装置1。作为各电动机驱动装置1之间的通信部17中的通信方式的例子，例如有主从方式(图7)、令牌传递方式(图8)等。
在将通信部17中的通信方式设为主从方式的情况下，如图7所示，在多个电动机驱动装置1中的任1个电动机驱动装置1设置统一控制部16。设置有统一控制部16的电动机驱动装置1为主，未设置统一控制部16的电动机驱动装置1为从。在主要的电动机驱动装置1中使电力变换部11与交流电源2电连接并通过电力变换部11执行转换器动作的期间，主要的电动机驱动装置1内的统一控制部16以避免从属的电动机驱动装置1内的控制部14执行电力变换部11与交流电源2的电连接以及电力变换部11的转换器动作的方式对从属的电动机驱动装置1内的控制部14进行控制。在主要的电动机驱动装置1中使电力变换部11与电动机3电连接并通过电力变换部11执行逆变器动作的期间，主要的电动机驱动装置1内的统一控制部16允许从属的电动机驱动装置1内的控制部14(在存在多个从属的电动机驱动装置1的情况下，允许任1个从属的电动机驱动装置1内的控制部14)执行电力变换部11与交流电源2的电连接以及电力变换部11的转换器动作。由此，在各电动机驱动装置1之间在时间上错开地执行电力变换部11与交流电源2电连接的状态下的电力变换部11的转换器动作。
在将通信部17中的通信方式设为令牌传递方式的情况下，如图8所示，在多个电动机驱动装置1内设置统一控制部16。各电动机驱动装置1内的统一控制部16与控制部14连接，对由控制部14进行的上述一系列处理进行控制。此外，统一控制部16也可以包含于控制部14地实现。设置于电动机驱动装置1内的统一控制部16借助通信部17来与设置于其它电动机驱动装置1的统一控制部16之间发送接收令牌。具有接收到令牌的统一控制部16的电动机驱动装置1使电力变换部11与交流电源2电连接并通过电力变换部11执行转换器动作，具有不存在令牌的统一控制部16的电动机驱动装置1不执行电力变换部11与交流电源2的电连接以及电力变换部11的转换器动作，而是使电力变换部11与电动机3电连接并通过电力变换部11执行逆变器动作。由此，在各电动机驱动装置1之间在时间上错开地执行电力变换部11与交流电源2电连接的状态下的电力变换部11的转换器动作。
另外，如图9所示，统一控制部16例如也可以设置于电动机驱动装置1外，设置为各电动机驱动装置1的更上级的控制装置。
根据图7～图9所示的第二实施方式的电动机驱动***102，在各电动机驱动装置1中，如上所述，蓄电部12的蓄电是通过设为电动机驱动装置1与电动机3电分离的状态并使电力变换部11进行转换器动作来进行的。驱动多个电动机3所需的电力由利用电力变换部11对各电动机驱动装置1内的蓄电部12中蓄积的直流电力进行变换所得到的交流电力来供应，因此能够使交流电源2侧的电源设备的容量进一步变小，另外，通过使蓄电部12缓慢地蓄电，能够使在蓄电时流过第一开闭部21的交流电流比在驱动电动机3的情况下流过第二开闭部22的交流电流小，因此第一开闭部21能够比第二开闭部22小型化，从而能够实现进一步的成本削减。
接着，说明使第二实施方式的电动机驱动***驱动2个电动机的情况下的具体动作例。在下面的说明中，将第二实施方式的电动机驱动***内的2台电动机驱动装置分别称为第一电动机驱动装置和第二电动机驱动装置。
图10A是例示利用第二实施方式的电动机驱动***来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第一电动机驱动装置的各部波形。图10B是例示利用第二实施方式的电动机驱动***来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第二电动机驱动装置的各部波形。在图10A和图10B中，作为各部波形，从上段起依次示出了电动机输出、电源电流、蓄电部电流、蓄电部电压、交流电源与电力变换部的连接状态、电动机与电力变换部的连接状态。图示的各部波形不过是一个例子。
在时刻t0～t1的期间，在第二电动机驱动装置中，如图10B所示，交流电源与电力变换部连接，电力变换部进行转换器动作，蓄电部被充电。另一方面，在第一电动机驱动装置中，如图10A所示，交流电源与电力变换部电分离，电力变换部既不进行转换器动作也不进行逆变器动作。
在时刻t1第二电动机驱动装置中的蓄电部的充电完成，交流电源与电力变换部电分离。
在时刻t2，在第二电动机驱动装置中，如图10B所示，电动机与电力变换部连接，电力变换部进行逆变器动作，电动机被驱动。另一方面，在第一电动机驱动装置中，如图10A所示，交流电源与电力变换部连接，电力变换部进行转换器动作，蓄电部被充电。
在时刻t3，在第一电动机驱动装置中，如图10A所示，蓄电部的蓄电完成，交流电源与电力变换部电分离。
这样，第二电动机驱动装置中的蓄电部的蓄电期间为时刻t0～t1的期间，第一电动机驱动装置中的蓄电部的蓄电期间为时刻t2～t3的期间，因此在第一电动机驱动装置和第二电动机驱动装置中，电力变换部与交流电源电连接的状态下的电力变换部的转换器动作在时间上不会重合。
当在时刻t4在第二电动机驱动装置中如图10B所示那样监视部判定为蓄电部的蓄电量(蓄电电压)低于下限值时，在时刻t5，电动机与电力变换部的连接被电分离，在时刻t6，交流电源与电力变换部连接，电力变换部进行转换器动作，蓄电部被充电。另一方面，在第一电动机驱动装置中，如图10A所示，时刻t4～t7之间的电力变换部与交流电源电分离且与电动机连接，电力变换部进行逆变器动作，电动机被驱动。因而，在第二电动机驱动装置中的蓄电部的蓄电期间即时刻t6～t7的期间，在第一电动机驱动装置中，电力变换部与交流电源电分离且与电动机连接，电力变换部进行逆变器动作，因此在第一电动机驱动装置和第二电动机驱动装置中，电力变换部与交流电源电连接的状态下的电力变换部的转换器动作在时间上不会重合。
同样地，在时刻t8～t9的期间，在第一电动机驱动装置中，如图10A所示，交流电源与电力变换部连接，电力变换部进行转换器动作，蓄电部被充电。另一方面，在第二电动机驱动装置中，如图10B所示，电力变换部与交流电源电分离，因此在第一电动机驱动装置和第二电动机驱动装置中，电力变换部与交流电源电连接的状态下的电力变换部的转换器动作在时间上不会重合。
图11A是例示利用以往的2台电动机驱动装置来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第一电动机驱动装置的各部波形。图11B是例示利用以往的2台电动机驱动装置来驱动2个电动机的情况下的各电动机驱动装置的各部波形的图，例示第二电动机驱动装置的各部波形。在图11A和图11B中，作为各部波形，从上段起依次示出了电动机输出、电源电流、蓄电部电流、蓄电部电压、交流电源与转换器的连接状态、电动机与电力变换部的连接状态。图示的各部波形不过是一个例子。如图11A和图11B所示，在时刻t0～t1的期间，第一电动机驱动装置和第二电动机驱动装置均是交流电源与转换器连接而蓄电部被充电，因此电源容量需要比本实施方式大。
上述的控制部14、监视部15、统一控制部16以及上级控制部6既可以例如构建为软件程序形式，或者也可以构建为各种电子电路与软件程序的组合。在该情况下，例如能够在MPU、DSP等运算处理装置中使该软件程序进行动作来实现各部的功能。另外，或者也可以实现为写入有实现控制部14、监视部15、统一控制部16以及上级控制部6的功能的软件程序的半导体集成电路。
根据本公开的一个方式，能够实现具有为了降低交流电源的电力峰而设置的蓄电部的、小型且低成本的电动机驱动装置和电动机驱动***。

Claims (9)

1.一种电动机驱动装置，其特征在于，具备：
电力变换部，其具有交流端子和直流端子，选择性地执行转换器动作和逆变器动作，在所述转换器动作中，将经由所述交流端子输入的交流电力变换为直流电力后经由所述直流端子输出，在所述逆变器动作中，将经由所述直流端子输入的直流电力变换为用于电动机驱动的交流电力后经由所述交流端子输出；
蓄电部，其借助所述电力变换部的所述直流端子来进行电连接，蓄积从所述电力变换部输出的直流电力并且向所述电力变换部供给直流电力；
切换部，其将所述电力变换部的所述交流端子的电连接目的地在交流电源与电动机之间切换；以及
控制部，其通过控制所述切换部来使所述电力变换部的所述交流端子与所述交流电源电连接且控制所述电力变换部来使该电力变换部执行所述转换器动作，来向所述蓄电部蓄积直流电力，所述控制部通过控制所述切换部来使所述电力变换部的所述交流端子与所述电动机电连接且控制所述电力变换部来使该电力变换部执行所述逆变器动作，来驱动所述电动机。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述切换部具有：第一开闭部，其对所述电力变换部的所述交流端子与所述交流电源之间的电路进行开闭；以及第二开闭部，其对所述电力变换部的所述交流端子与所述电动机之间的电路进行开闭，
在向所述蓄电部蓄积直流电力的情况下，所述控制部对所述切换部发送用于闭合所述第一开闭部的触点且断开所述第二开闭部的触点的开闭指令，在驱动所述电动机的情况下，所述控制部对所述切换部发送用于断开所述第一开闭部的触点且闭合所述第二开闭部的触点的开闭指令。
3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动装置，其特征在于，
还具备监视所述蓄电部的蓄电量的监视部。
4.根据权利要求3所述的电动机驱动装置，其特征在于，
所述监视部将监视到的所述蓄电部的蓄电量发送到所述控制部。
5.一种电动机驱动***，其特征在于，具备：
根据权利要求1～4中的任一项所述的电动机驱动装置；以及
逆变器，其与所述蓄电部连接，将所述蓄电部中蓄积的直流电力变换为交流电力后输出。
6.根据权利要求5所述的电动机驱动***，其特征在于，
所述电动机是多绕组型的电动机，
所述逆变器将所述蓄电部中蓄积的直流电力变换为交流电力，将该交流电力输出到所述多绕组型的电动机的多个绕组中的和与所述电动机驱动装置内的所述电力变换部连接的绕组不同的绕组。
7.一种电动机驱动***，其特征在于，具备多个根据权利要求1～4中的任一项所述的电动机驱动装置，
所述电动机驱动***具备统一控制部，所述统一控制部与各所述电动机驱动装置内的所述控制部连接，来对各所述电动机驱动装置内的所述控制部的动作进行控制。
8.根据权利要求7所述的电动机驱动***，其特征在于，
具备将多个所述电动机驱动装置与所述统一控制部以能够通信的方式连接的通信部，
所述统一控制部借助所述通信部来对各所述电动机驱动装置内的所述控制部的动作进行控制。
9.根据权利要求8所述的电动机驱动***，其特征在于，
所述统一控制部设置于多个所述电动机驱动装置中的至少一个所述电动机驱动装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102528230B1 (ko) * 2018-07-18 2023-05-03 현대자동차주식회사 전기 자동차의 충전 장치
CN110445144B (zh) * 2019-07-26 2024-01-30 中国地质大学（武汉） 一种专用于特种环境下工作的机器人智能供电装置
US11628932B2 (en) * 2019-08-13 2023-04-18 Doosan Mobility Innovation Inc. Multicopter
CN110611460B (zh) * 2019-09-10 2020-11-06 东南大学 基于模块化多电平换流器的大功率电机驱动***
CN114097174B (zh) * 2020-06-16 2024-05-24 美的威灵电机技术（上海）有限公司 电器设备的电机控制器、电器设备的电机装置和电器设备

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU669853B2 (en) 1991-08-01 1996-06-27 Ea Technology Limited Battery powered electric vehicle and electrical supply system
JPH07231514A (ja) * 1994-02-16 1995-08-29 Hitachi Ltd 電気車用充電機能付制御装置
JPH09149691A (ja) * 1995-11-20 1997-06-06 Mitsubishi Electric Corp 群制御インバータ装置
US5710699A (en) * 1996-05-28 1998-01-20 General Electric Company Power electronic interface circuits for batteries and ultracapacitors in electric vehicles and battery storage systems
JPH1080071A (ja) 1996-09-02 1998-03-24 Japan Storage Battery Co Ltd 電気自動車の充電制御装置
JPH11122820A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Nissin Electric Co Ltd 太陽光発電装置
JP2007104755A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機駆動システム
JP2009136099A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sanken Electric Co Ltd 電力供給装置及びこれに使用可能な振幅及び位相判定回路装置
JP5187374B2 (ja) * 2010-04-27 2013-04-24 株式会社デンソー 車両用電源装置
JP2012055042A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Ebara Corp 電源装置
JP2012105507A (ja) 2010-11-12 2012-05-31 Kansai Electric Power Co Inc:The 蓄電池の充電方法
AT12820U1 (de) 2011-01-03 2012-12-15 Engel Austria Gmbh Betriebsverfahren für spritzgiessmaschinen
JP5601274B2 (ja) * 2011-04-21 2014-10-08 トヨタ自動車株式会社 電動車両
KR20120125886A (ko) * 2011-05-09 2012-11-19 재단법인 포항산업과학연구원 인버터 및 충전 회로 통합 장치
US8928259B2 (en) * 2011-11-30 2015-01-06 General Electric Company Modular stacked DC architecture traction system and method of making same
DE102012210284A1 (de) 2012-06-19 2013-12-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Ladestation eines Elektrofahrzeugs
JP2014176164A (ja) 2013-03-07 2014-09-22 Panasonic Corp 車載充電装置
US9148042B2 (en) * 2013-10-01 2015-09-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for detection of drive misconfiguration in a multi-axis configuration
US10507731B2 (en) * 2015-02-25 2019-12-17 Honda Motor Co., Ltd. Electric power system
JP6219888B2 (ja) * 2015-07-03 2017-10-25 ファナック株式会社 Ｐｗｍコンバータを有するモータ駆動装置
US10259337B2 (en) * 2015-10-30 2019-04-16 Faraday & Future Inc. Electric vehicle battery charge and discharge management
JP6223406B2 (ja) * 2015-11-28 2017-11-01 本田技研工業株式会社 電力供給システム
JP6285475B2 (ja) * 2016-01-29 2018-02-28 ファナック株式会社 放電機能を有するモータ駆動装置
JP6331228B2 (ja) * 2016-02-10 2018-05-30 株式会社安川電機 モータ制御装置、電力変換装置、補助電源装置、及び補助電源制御方法
KR20170096530A (ko) * 2016-02-16 2017-08-24 동부대우전자 주식회사 영구자석동기모터를 채용한 세탁기의 제동장치 및 방법
KR20170137490A (ko) * 2016-06-03 2017-12-13 현대자동차주식회사 Obc 및 인버터 통합 모듈 및 그 제어 방법

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