DE102017205874A1 - Motoransteuereinrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen in einem DC-Stützkondensator - Google Patents

Motoransteuereinrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen in einem DC-Stützkondensator Download PDF

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Tomokazu Yoshida
Kiichi Inaba
Shigeki HANYUU
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Abstract

Es wird eine Motoransteuereinrichtung bereitgestellt, die Spannungsschwankungen an einem DC-Stützkondensator unterdrückt und geringe Kosten und eine Größenreduzierung ermöglicht. Eine Motorsteuerungseinheit (14) legt einen Schwellenwert einer Spannung, bei welcher Rückspeisung beginnt, auf einen ersten Schwellenwert fest, wenn ein Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit eines von einem Spannungserfassungsteil (13) erfassten DC-Spannungswerts kleiner ist als ein gewisser Betrag, und legt den Schwellenwert einer Spannung, bei der Rückspeisung beginnt, auf einen zweiten Schwellenwert, der größer als der erste Schwellenwert ist, fest, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des von dem Spannungserfassungsteil (13) erfassten DC-Spannungswerts zumindest gleich einem gewissen Betrag ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motoransteuereinrichtung, die Spannungsschwankungen in einem DC-Stützkondensator unterdrückt.
  • Stand der Technik
  • Konventionellerweise umfasst eine Motoransteuereinrichtung, die einen Motor, etwa einen Servomotor, steuert, einen DC-Stützkondensator zwischen einem Gleichrichter und einem Umrichter. In einer derartigen Motoransteuereinrichtung ist eine Technik bekannt, um Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators bzw. Gleichspannungszwischenkreiskondensators zu unterdrücken (siehe beispielsweise die Patentdokumente 1 und 2).
  • Beispielsweise umfasst die Motoransteuereinrichtung, die in der Patentschrift 1 beschrieben ist, Kondensatoren für die Spannung nach Masse C100 an einem Eingangsbereich des Gleichrichters einer Motoransteuereinrichtung 100, wie in 7 gezeigt ist, um Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators zu unterdrücken. Ferner ist auch die Technik bekannt, um Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators zu unterdrücken, indem eine DC/DC- bzw. Gleichspannungs/Gleichspannungs-Leistungsquelle, einen Widerstand 110 und dergleichen mit beiden Enden des DC-Stützkondensators verbunden wird, wie in 7 gezeigt ist.
  • Ferner wird in der in der Patentschrift 2 beschriebene Motoransteuereinrichtung im Falle eines Spannungsanstiegs an dem DC-Stützkondensator die aufgenommene Energie des Motors erhöht, indem Blindstrom in den Motor eingeprägt wird, um Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators zu unterdrücken.
    • Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2007-325377
    • Patentdokument 2: ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Beim Hinzufügen von Komponenten, etwa den Kondensatoren für die Spannung nach Masse, der DC/DC-Leistungsquelle und dem Widerstand, zu einer Motoransteuereinrichtung wie in dem Patentdokument 1, und dergleichen, werden die Herstellungskosten erhöht, und eine Größenverringerung der Motoransteuereinrichtung ist schwierig.
  • Da im Falle der Zunahme der aufgenommenen Energie des Motors, wie im Patentdokument 2 beschrieben ist, die thermischen Verluste des Motors größer werden, ist es erforderlich, eine Einrichtung zur Kühlung des Motors in Verbindung mit der Zunahme der thermischen Verluste des Motors vorzusehen. Aus diesem Grunde werden die Herstellungskosten erhöht und die Größenverringerung der Motoransteuereinrichtung ist auch bei einer Motoransteuereinrichtung, wie sie im Patentdokument 2 beschrieben ist, schwierig.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motoransteuereinrichtung bereitzustellen, die eine Spannungsschwankung an dem DC-Stützkondensator unterdrückt, und die ferner geringe Kosten und eine Größenverringerung ermöglicht.
  • Eine Motoransteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (beispielsweise die nachfolgend beschriebene Motoransteuereinrichtung 1) umfasst: einen Konverter bzw. Gleichrichter (beispielsweise den nachfolgend beschriebenen Gleichrichter 11), der elektrische Wechselspannungsleistung bzw. elektrische AC-Leistung aus einer Leistungsquelle in elektrische Gleichspannungsleistung bzw. elektrische DC-Leistung umwandelt; eine Spannungserfassungseinheit (beispielsweise die nachfolgend beschriebene Spannungserfassungseinheit 13), die einen DC-Spannungswert des DC-Stützkondensators (beispielsweise des nachfolgend beschriebenen DC-Stützkondensators C1) erfasst; einen Umrichter (beispielsweise den nachfolgend beschriebenen Umrichter 12), der mit dem DC-Stützkondensator verbunden ist, die elektrische DC-Leistung in elektrische Antriebsleistung eines Motors (beispielsweise des nachfolgend beschriebenen Motors 3) umwandelt und die elektrische DC-Leistung in eine elektrische Drei-Phasen-AC-Leistung umwandelt, wenn der von der Spannungserfassungseinheit erfasste DC-Spannungswert einen Schwellenwert erreicht, bei welchem die Rekuperation bzw. Rückspeisung des Motors beginnt; und eine Motorsteuerungseinheit (beispielsweise die nachfolgend beschriebene Motorsteuerungseinheit 14), die einen Schwellenwert auf einen ersten Schwellenwert festlegt, wenn ein erhöhter Betrag bzw. ein Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als ein gewisser Betrag, und die den Schwellenwert auf einen zweiten Schwellenwert festlegt, der größer als der erste Schwellenwert ist, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts zumindest einem gewissen Betrag entspricht.
  • Die Motorsteuerungseinheit kann ermitteln, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als der gewisse Betrag ist, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als ein Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts während des Abbremsens des Motors ist, und kann den Schwellenwert auf einen ersten Schwellenwert festlegen.
  • Die Motorsteuerungseinheit kann in einem Zustand, in welchem der Schwellenwert auf den ersten Schwellenwert festgelegt ist, ermitteln, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts zumindest gleich dem gewissen Betrag ist, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswertes einen maximal zulässigen Wert der Motoransteuereinrichtung übersteigt, und kann den Schwellenwert auf einen zweiten Schwellenwert festlegen.
  • Der erste Schwellenwert, der zweite Schwellenwert und der maximal zulässige Wert der Motoransteuereinrichtung können durch eine externe Einrichtung neu einstellbar bzw. neu beschreibbar sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Motoransteuereinrichtung bereitzustellen, die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator unterdrückt und geringe Kosten und eine Größenreduzierung ermöglicht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht, die einen Schaltungsaufbau einer Motoransteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Ansicht, die den Stromfluss während eines Rückspeisevorgangs der Motoransteuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine Ansicht, die den Stromfluss während eines Rückspeisevorgangs der Motoransteuereinrichtung gemäß der Ausführungskern der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist ein Graph, der Spannungsschwankungen eines DC-Stützkondensators zeigt;
  • 5 ist ein Graph, der Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators der Motoransteuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsablauf der Motoransteuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 7 ist eine Ansicht, die den Schaltungsaufbau einer konventionellen Motoransteuereinrichtung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Ansicht, die einen Schaltungsaufbau einer Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Motoransteuereinrichtung 1 ist mit einer kommerziellen Dreiphasen-AC-Leistungsquelle 2 und einem Motor 3 verbunden, und versorgt und steuert den Motor 3 unter Verwendung der elektrischen Leistung aus der AC-Leistungsquelle 2. Es sollte beachtet werden, dass die AC-Leistungsquelle 2 nicht auf einen Dreiphasen-Wechselstrom beschränkt ist, und sie kann beispielsweise eine Einphasen-Wechselstromquelle sein.
  • Die Motoransteuereinrichtung 1 umfasst einen Konverter bzw. Gleichrichter 11, einen Inverter bzw. Umrichter 12, einen DC-Stützkondensator C1, eine Spannungserfassungseinheit 13 und eine Motorsteuerungseinheit 14.
  • Der Gleichrichter 11 wandelt die elektrische AC-Leistung, die aus der AC-Leistungsquelle 2 eingespeist wird, in elektrische DC-Leistung um. Der Gleichrichter 11 ist beispielsweise durch einen Diodengleichrichter oder durch einen PWM-Gleichrichter mit einem Leistungshalbleiterelement und einer Brückenschaltung einer Diode, die in Sperrrichtung parallel zu dem Leistungshalbleiterelement geschaltet ist, aufgebaut. Der Gleichrichter 11 führt eine Vollwellengleichrichtung der elektrischen AC-Leistung aus der Dreiphasen-AC-Leistungsquelle aus, um diese mittels der Diode in elektrische DC-Leistung umzuwandeln, wenn dem Motor 3 elektrische Leistung zugeführt wird.
  • Der Umrichter 12 wandelt dielektrische DC-Leistung zur Ansteuerung des Motors 3 in elektrische AC-Leistung um. Des Weiteren wandelt der Umrichter 12 die von dem Motor 3 erzeugte elektrische AC-Leistung in elektrische DC-Leistung um.
  • Der Umrichter 12 ist beispielsweise aus Leistungshalbleiterelementen und einer Brückenschaltung, die dazu in Sperrrichtung parallel geschaltet ist, aufgebaut. Durch EIN-AUS-Steuerung (beispielsweise PWM-Steuerung) dieser Leistungshalbleiterelemente entsprechend den Befehlen aus der Motorsteuerungseinheit 14 wird dann die elektrische DC-Leistung in elektrische AC-Leistung mit gewünschter Signalform und Frequenz umgewandelt. Der Umrichter 12 versorgt den Motor 3 mit dem ausgegebenen AC-Strom.
  • Der Schaltvorgang des Umrichters 12 wird von der Motorsteuerungseinheit 14 gesteuert. Anders ausgedrückt, die Motorsteuerungseinheit 14 erzeugt einen Befehl für den Motor 3, um bei einer Solldrehzahl (beschleunigen, abbremsen, konstante Drehzahl, anhalten, und dergleichen), Solldrehmoment oder Sollrotorposition zu arbeiten.
  • Auf der Grundlage dieses Befehls gibt die Motorsteuerungseinheit 14 sodann EIN-AUS-Befehle an die Leistungshalbleiterelemente des Umrichters 12 aus, sodass der Umrichter 12 einen AC-Strom mit der Signalform und der Frequenz ausgibt, die erforderlich sind, sodass der Motor 3 arbeitet. Der von dem Umrichter 12 ausgegebene AC-Strom wird dem Motor 3 eingeprägt, wodurch der Motor 3 in Drehung versetzt wird.
  • Der DC-Stützkondensator C1 verbindet die Gleichspannungsseite des Gleichrichters 11 mit der Gleichspannungsseite des Umrichters 12 und bewerkstelligt die Übertragung der elektrischen DC-Leistung. Der DC-Stützkondensator C1 glättet die DC-Spannung, die von dem Gleichrichter 11 oder dem Umrichter 12 gewandelt wird.
  • Die Spannungserfassungseinheit 13 erfasst den DC-Spannungswert des DC-Stützkondensators C1. Die Spannungserfassungseinheit 13 sendet den erfassten DC-Spannungswert an die Motorsteuerungseinheit 14. Es ist es beispielsweise möglich, eine konventionelle Spannungserfassungsschaltung als Spannungserfassungseinheit 13 zu verwenden.
  • Die Motorsteuerungseinheit 14 ist mit dem Gleichrichter 11, dem Umrichter 12 und der Spannungserfassungseinheit 13 verbunden und führt die vorbestimmten Steuerungsaktivitäten aus.
  • Die Motorsteuerungseinheit 14 ist aus einem arithmetischen Prozessor, etwa einem DSP (digitaler Signalprozessor), oder beispielsweise einem FPGA (feldprogrammierbares Gatter-Array) aufgebaut. Die Funktion der Motorsteuerungseinheit 14 wird durch Ausführung einer vorbestimmten Software (Programm) realisiert. Ferner ist die Motorsteuerungseinheit 14 beispielsweise mit einer externen Einrichtung 15, die einen Computer, und dergleichen enthält, verbunden.
  • Als nächstes wird die Spannungsschwankung des DC-Stützkondensators C1 der Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 2 und 3 sind Ansichten, die den Stromfluss während des Rückspeisevorgangs der Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 4 ist eine Ansicht, die eine Spannungsschwankung des DC-Stützkondensators C1 zeigt.
  • Wenn der Motor 3 angehalten wird und in einem Zustand ist, in welchem er erregt ist, und wenn das Leistungshalbleiterelement S1 des Umrichters 12 eingeschaltet ist, fließt der Ladestrom in dem Strompfad entlang des Weges X aus der AC-Leistungsquelle 2 zu der potentialfreien Kapazität C2, und die Ladung wird in der potenzialfreien Kapazität C2 gespeichert, wie in 2 gezeigt ist.
  • Wenn danach das Leistungshalbleiterelement S1 ausgeschaltet wird, wie in 3 gezeigt ist, fließt die in der potenzialfreien Kapazität C2 gespeicherte Ladung in den Strompfad des Weges Y zu dem DC-Stützkondensator C1 und die Spannung an dem DC-Stützkondensator C1 nimmt zu.
  • Die Spannung des DC-Stützkondensators C1 wächst entsprechend dem EIN/AUS-Schalten des Leistungshalbleiterelements S1. Wenn dann die Spannung (der Schwellenwert) erreicht wird, bei der die Spannung des DC-Stützkondensators C1 mit der Rückspeisung beginnt, wie in 4 gezeigt ist, wird die Rückspeisung bzw. Rekuperation gestartet. Jedoch ist der Spannungsanstieg an dem DC-Stützkondensator C1 nicht ein Spannungsanstieg durch die zurückgespeiste elektrische Leistung, die während des Abbremsens des Motors 3 gewonnen wird; daher wird der Spannungsanstieg an dem DC-Stützkondensator C1 sofort beendet und es endet auch die Rückspeisung.
  • Durch Wiederholung des Ladens/Entladens der Ladung der potenzialfreien Kapazität C2 und des Startens/Beendens der Rückspeisung auf diese Weise wird die Spannungsschwankung an dem DC-Stützkondensator C1 größer, da der Spannungsanstieg an dem DC-Stützkondensator C1 und die Aufhebung des Spannungsanstiegs wiederholt werden.
  • Um daher die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1 zu unterdrücken, führt die Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Steuerung aus, wie dies nachfolgend beschrieben ist. 5 ist ein Graph, der die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1 der Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 5 gezeigt, legt die Motorsteuerungseinrichtung 14 den Schwellenwert für die Spannung zum Beginn der Rückspeisung auf einen ersten Schwellenwert A fest, wenn der Betrag des Anstiegs pro Einheitszeit des von der Spannungserfassungseinheit 13 erfassten DC-Spannungswerts kleiner als ein gewisser Betrag ist. Ferner liegt die Motorsteuerungseinheit 14 den Schwellenwert für die Spannung, bei der Rückspeisung beginnt, auf einen zweiten Schwellenwert B fest, der größer ist als der erste Schwellenwert A, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des von der Spannungserfassungseinheit 13 erfassten DC-Spannungswerts mindestens einem gewissen Betrag entspricht.
  • Auf diese Weise dämpft die Motorsteuerungseinheit 14 einen drastischen Anstieg der Spannung an dem DC-Stützkondensator C1, indem eine Rückspeisung auch in dem Falle erfolgt, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit der Spannung an dem DC-Stützkondensator C1 klein ist (erster Schwellenwert A). Die Motoransteuereinrichtung 1 kann auf diese Weise die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1, die durch Wiederholung des Ladens-Entladens der Ladung der potenzialfreien Kapazität C2 und durch Starten/Beenden der Rückspeisung hervorgerufen werden, dämpfen bzw. verringern.
  • Genauer gesagt, die Motorsteuerungseinheit 14 ermittelt, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als ein gewisser Betrag ist, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswert kleiner ist als der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungsbetrags während des Abbremsens des Motors 3, und sie legt den Schwellenwert für die Spannung, bei der die Rückspeisung beginnt, auf den ersten Schwellenwert A fest.
  • Ferner kann die Motorsteuerungseinheit 14 ermitteln, ob der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als ein gewisser Betrag ist, indem dies aus der Steigung der Spannungsschwankungen des DC-Stützkondensators C1 gewonnen wird.
  • In einem Zustand, in welchem der Schwellenwert auf den ersten Schwellenwert A festgelegt ist, ermittelt die Motorsteuerungseinheit 14, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts zumindest einem gewissen Betrag entspricht, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts einen maximal zulässigen Wert der Motoransteuereinrichtung 1 übersteigt, und sie legt den Schwellenwert auf den zweiten Schwellenwert B fest.
  • Der erste Schwellenwert A, der zweite Schwellenwert B und der maximal zulässige Wert der Motoransteuereinrichtung 1 sind vorzugsweise durch die externe Einrichtung 15, die mit der Motorsteuerungseinheit 14 verbunden ist, neu beschreibbar.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsablauf der Motoransteuereinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es sollte beachtet werden, dass die Motorsteuerungseinheit 14 den Arbeitsablauf in einem Zustand beginnt, in welchem der Schwellenwert für die Spannung, bei der die Rückspeisung beginnt, auf den ersten Schwellenwert A oder den zweiten Schwellenwert B festgelegt ist.
  • Im Schritt S1 ermittelt die Motorsteuerungseinheit 14, ob der erhöhte Betrag bzw. der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswertes, der von dem Spannungserfassungsbetrag 13 erfasst wird, kleiner als der gewisse Betrag ist, indem ermittelt wird, ob der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts während des Abbremsens des Motors 3. Wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als der gewisse Betrag (JA), geht der Arbeitsablauf weiter zum Schritt 52. Wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als der gewisse Betrag ist (NEIN), geht der Arbeitsablauf zum Schritt S5 weiter.
  • Im Schritt S2 ermittelt die Motorsteuerungseinheit 14, ob der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als der maximal zulässige Wert für die Motoransteuereinrichtung 1 ist oder nicht. Wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als der maximal zulässige Wert für die Motoransteuereinrichtung 1 ist (JA), dann geht der Ablauf zum Schritt 53 weiter. Wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts den maximal zulässigen Wert der Motoransteuereinrichtung 1 übersteigt (NEIN), geht der Ablauf weiter zum Schritt S6.
  • Im Schritt S3 legt die Motorsteuerungseinheit 14 den Schwellenwert für die Spannung, bei welcher die Rückspeisung beginnt, auf den ersten Schwellenwert A fest. Im Schritt S4 beginnt die Motorsteuerungseinheit 14 mit der Rückspeisung bei dem ersten Schwellenwert A, und nachfolgend geht der Ablauf zum Schritt S1 zurück.
  • Im Schritt S5 ermittelt die Motorsteuerungseinheit 14, ob der Spannungswert an dem DC-Stützkondensator C1, d. h., der von der Spannungserfassungseinheit 13 erfasste DC-Spannungswert, den zweiten Schwellenwert B erreicht hat oder nicht. Wenn der DC-Spannungswert den zweiten Schwellenwert B erreicht hat (JA), dann geht der Ablauf zum Schritt S6 weiter. Wenn der DC-Spannungswert den zweiten Schwellenwert B nicht erreicht hat (NEIN), geht der Ablauf zurück zum Schritt S1.
  • Im Schritt S6 legt die Motorsteuerungseinheit 14 den Schwellenwert für die Spannung, bei der die Rückspeisung beginnt, auf den zweiten Schwellenwert B fest. Im Schritt S7 beginnt die Motorsteuerungseinheit 14 bei dem zweiten Schwellenwert B mit der Rückspeisung und nachfolgend kehrt der Ablauf zurück zum Schritt S1.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform legt die Motoransteuereinrichtung 1 den Schwellenwert für die Spannung, bei der die Rückspeisung beginnt, auf den ersten Schwellenwert A oder den zweiten Schwellenwert B in Reaktion auf den Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des von der Spannungserfassungseinheit 13 erfassten DC-Spannungswerts fest. Durch Ausführung einer Rückspeisung auch in dem Falle, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit der Spannung an dem Stützkondensator C1 klein ist (erster Schwellenwert A), ist es möglich, den starken Anstieg der Spannung an dem DC-Stützkondensator C1 zu dämpfen. Die Motoransteuereinrichtung 1 kann dadurch die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1, die durch Laden-Entladen der Ladung der potentialfreien Kapazität C2 und durch Starten/Beenden der Rückspeisung erzeugt werden, reduzieren.
  • Ferner dämpft die Motoransteuereinrichtung 1 die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1 entsprechend der Einstellung des Schwellenwertes; daher ist es beispielsweise nicht erforderlich, eine Einrichtung oder dergleichen zur Kühlung des Motors als Begleiterscheinung des Anstiegs der thermischen Verluste des Motors vorzusehen. Daher reduziert die Motoransteuereinrichtung 1 die Spannungsschwankungen an dem DC-Stützkondensator C1 und ermöglicht eine Abnahme der Herstellungskosten und eine Verringerung der Größe.
  • Ferner legt die Motoransteuereinrichtung 1 den Schwellenwert auf den ersten Schwellenwert A fest, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts während des Abbremsens des Motors 3. Auf diese Weise kann die Motoransteuereinrichtung 1 in geeigneter Weise den Schwellenwert entsprechend dem Zustand des Motors 3 festlegen, indem der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts anhand des Betrags des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts während des Abbremsens des Motors 3 bewertet wird.
  • Ferner legt die Motoransteuereinrichtung 1 den Schwellenwert auf den zweiten Schwellenwert B fest, der größer ist als der erste Schwellenwert A, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts einen maximal zulässigen Wert der Motoransteuereinrichtung 1 übersteigt. Die Motoransteuereinrichtung 1 kann daher in geeigneter Weise den Schwellenwert entsprechend dem Zustand des DC-Stützkondensators C1 festlegen, um eine geeignete Rückspeisung auszuführen.
  • Ferner sind in der Motoransteuereinrichtung 1 der erste Schwellenwert A, der zweite Schwellenwert B und der maximal zulässige Wert der Motoransteuereinrichtung 1 durch die externe Einrichtung 15, die mit der Motorsteuerungseinheit 14 verbunden ist, neu beschreibbar; daher kann die Motoransteuereinrichtung 1 den ersten Schwellenwert, den zweiten Schwellenwert und den maximal zulässigen Wert auf geeignete Werte ändern, selbst nachdem Werte nur zeitweilig festgelegt wurden.
  • Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuvor erläutert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor genannte Ausführungsform beschränkt. Ferner zählen die Wirkungen, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, lediglich die am meisten bevorzugten Wirkungen auf, die durch die vorliegende Erfindung hervorgerufen werden, und die Wirkungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind.
  • In der zuvor genannten Ausführungsform gibt es beispielsweise nur einen Motor 3; es können jedoch mehrere Motoren 3 vorgesehen sein. Wenn mehrere Motoren 3 vorhanden sind, kann die Motorsteuerungseinheit 14 einen Zustand als angehaltenen Zustand des Motors 3 ermitteln, wenn beispielsweise alle Motoren 3 angehalten werden. Die Motorsteuerungseinheit 14 kann aus dem Befehl zum Drehen oder dem Drehzahlbefehl an den Motor 3 den Zustand ermitteln, in welchem der Motor 3 angehalten ist, oder sie kann aus dem Ereignis, wonach der Strom des Motors 3 zu null wird, diesen Zustand ermitteln.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motoransteuereinrichtung
    2
    AC-Leistungsquelle
    3
    Motor
    11
    Gleichrichter
    12
    Umrichter
    13
    Spannungserfassungseinheit
    14
    Motorsteuerungseinheit
    15
    externe Einrichtung
    C1
    DC-Stützkondensator
    C2
    potentialfreie Kapazität
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007-325377 [0004]

Claims (4)

  1. Eine Motoransteuereinheit (1) mit: einem Gleichrichter (11), der elektrische AC-Leistung aus einer Leistungsquelle in elektrische DC-Leistung umwandelt; einem DC-Stützkondensator (C1), der mit dem Gleichrichter (11) verbunden ist; einer Spannungserfassungseinheit (13), die einen DC-Spannungswert des DC-Stützkondensators (C1) erfasst; einem Umrichter (12), der mit dem DC-Stützkondensator (C1) verbunden ist, die elektrische DC-Leistung in elektrische Antriebsleistung eines Motors (3) umwandelt, und die elektrische DC-Leistung in elektrische Dreiphasen-AC-Leistung umwandelt, wenn der von der Spannungserfassungseinheit (13) erfasste DC-Spannungswert einen Schwellenwert erreicht, bei welchem eine Rückspeisung des Motors (3) beginnt; und einer Motorsteuerungseinheit (14), die den Schwellenwert auf einen ersten Schwellenwert festlegt, wenn ein Betrag eines Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner als ein gewisser Betrag ist, und die den Schwellenwert auf einen zweiten Schwellenwert, der größer als der erste Schwellenwert ist, festlegt, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts zumindest einem gewissen Betrag entspricht.
  2. Die Motoransteuereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinheit (14) ermittelt, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als der gewisse Betrag, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts kleiner ist als ein Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts während des Abbremsens des Motors (3), und den Schwellenwert auf den ersten Schwellenwert festlegt.
  3. Die Motoransteuereinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorsteuerungseinheit (14) in einem Zustand, in welchem der Schwellenwert auf den ersten Schwellenwert festgelegt ist, ermittelt, dass der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts zumindest gleich dem gewissen Betrag ist, wenn der Betrag des Anstiegs pro Zeiteinheit des DC-Spannungswerts einen maximal zulässigen Wert der Motoransteuereinrichtung (1) übersteigt, und den Schwellenwert auf einen zweiten Schwellenwert festlegt.
  4. Die Motoransteuereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert, der zweite Schwellenwert und der maximal zulässige Wert der Motoransteuereinrichtung (1) von einer externen Einrichtung (15) neu beschreibbar sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7299723B2 (ja) * 2019-03-14 2023-06-28 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 制御装置、電動コンプレッサおよび制御方法
JP7207040B2 (ja) * 2019-03-14 2023-01-18 富士電機株式会社 モータ駆動装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325377A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Nippon Reliance Kk 電力変換装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8497642B2 (en) * 2008-04-15 2013-07-30 Panasonic Corporation Motor devices, and motor driving system and integrated circuit device comprising the same
US8473110B2 (en) * 2008-11-25 2013-06-25 Regal Beloit America, Inc. Systems and methods for controlling operation of a motor
JP5444304B2 (ja) 2011-10-25 2014-03-19 ファナック株式会社 無効電流指令作成部を有するモータ駆動装置
JP6152667B2 (ja) * 2013-03-12 2017-06-28 アイシン精機株式会社 空気調和装置
US9744861B2 (en) * 2013-10-01 2017-08-29 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power conversion device
JP6070591B2 (ja) * 2014-01-28 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
JP5826440B1 (ja) * 2014-06-19 2015-12-02 三菱電機株式会社 交流モータ駆動システム
JP5797313B1 (ja) * 2014-08-25 2015-10-21 株式会社京三製作所 回生サーキュレータ、高周波電源装置、及び高周波電力の回生方法
US10097006B2 (en) * 2015-02-10 2018-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Control device for power converter, control program and power conversion device
US10439402B2 (en) * 2017-02-14 2019-10-08 The Johns Hopkins University Constant power adaptive power system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325377A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Nippon Reliance Kk 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022125719A1 (de) 2022-10-05 2024-04-11 Sma Solar Technology Ag Verfahren zum betrieb eines leistungswandlers, steuereinheit und elektrolyseanlage

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