JPH10174206A - Method and apparatus for adjustment of frequency in power-supply apparatus - Google Patents
Method and apparatus for adjustment of frequency in power-supply apparatusInfo
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- JPH10174206A JPH10174206A JP8328920A JP32892096A JPH10174206A JP H10174206 A JPH10174206 A JP H10174206A JP 8328920 A JP8328920 A JP 8328920A JP 32892096 A JP32892096 A JP 32892096A JP H10174206 A JPH10174206 A JP H10174206A
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物品搬送台車に対
する給電設備等に適用される給電装置における周波数調
整方法及び同装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for adjusting a frequency in a power supply device applied to a power supply facility for an article transport vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、自走式の移動体等に対して外
部から電力を供給する給電装置は種々知られており、例
えばレール軌道に沿って自走式の搬送台車が移動する搬
送システムにおいては、レール軌道にトロリー線を配設
するとともに、このトロリー線に摺接する集電子を搬送
台車に装備し、上記トロリー線から集電子に電力を送
り、搬送台車に設けられたモータ等の駆動を行うように
したものが一般に知られている。ところが、このような
所謂接触式の給電装置によると、上記トロリー線と集電
子とが摺接することで摩耗による粉塵が生じるととも
に、摺接部分に火花が生じ易いので、クリーンルームや
引火のおそれがある場所での使用には適さない。2. Description of the Related Art Conventionally, various power supply devices for supplying electric power to a self-propelled moving body or the like from the outside have been known. For example, a conveyance system in which a self-propelled conveyance vehicle moves along a rail track. In the above, a trolley wire is arranged on a rail track, and a current collector that is in sliding contact with the trolley wire is mounted on a transport trolley, electric power is transmitted from the trolley wire to the current collector, and a motor or the like provided on the transport trolley is driven Is generally known. However, according to such a so-called contact-type power supply device, the trolley wire and the current collector are in sliding contact with each other, so that dust due to abrasion is generated, and sparks are easily generated in the sliding contact portion, which may cause a clean room or ignition. Not suitable for location use.
【0003】そこで、例えば特開平5−207606号
公報に示されるように、電磁誘導を利用して無接触で給
電を行なうことにより、粉塵の発生等を防止できるよう
にした給電設備が提案されている。すなわち、この公報
に示された無接触給電設備は、レール軌道に沿って送電
線を配設し、インバータを備えた電源装置に上記送電線
を接続して送電線に高周波電流を流すようにするととも
に、磁性材料からなるコア部材にピックアップコイルを
巻着したピックアップユニットを搬送台車に装備し、送
電線に流れる高周波電流に応じた誘導起電力がピックア
ップコイルに生じるようにしている。Therefore, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-207606, a power supply facility has been proposed in which power is supplied in a non-contact manner using electromagnetic induction so as to prevent generation of dust and the like. I have. That is, in the non-contact power supply equipment disclosed in this publication, a transmission line is arranged along a rail track, and the transmission line is connected to a power supply device having an inverter so that a high-frequency current flows through the transmission line. At the same time, a pickup unit in which a pickup coil is wound around a core member made of a magnetic material is mounted on the carrier, so that an induced electromotive force corresponding to a high-frequency current flowing through the transmission line is generated in the pickup coil.
【0004】このような無接触給電設備において電源装
置に設けられるインバータは、通常、複数のトランジス
タ等のスイッチ素子を備え、そのスイッチ素子が所定周
期でオン、オフ動作を行なうことにより、直流を所定周
波数の交流に変換するようになっている。また、送電線
に必要な電力を送り得るようにしながらインバータの電
流容量を小さくするため、上記公報にも示されているよ
うに、インバータの出力側に共振回路を設けることが従
来から行なわれている。In such a non-contact power supply system, an inverter provided in a power supply usually includes a plurality of switching elements such as transistors, and the switching elements perform on / off operations in a predetermined cycle to supply a predetermined DC voltage. It is designed to convert to frequency alternating current. In addition, in order to reduce the current capacity of the inverter while allowing necessary electric power to be transmitted to the transmission line, a resonance circuit is conventionally provided on the output side of the inverter as shown in the above-mentioned publication. I have.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記インバータにおい
て一定周波数で強制振動を行なわせるようにするととも
に、上記共振回路を設ける場合、予めインバータの周波
数は共振回路の共振周波数と略一致するように設定され
るが、共振回路を構成するコンデンサの容量やリアクト
ルのインダクタンス等の公称値と実際の値との間にはあ
る程度の誤差があるため、インバータの強制振動の周波
数を上記公称値から理論的に求められる共振周波数と一
致させるように設定しても、実際の共振周波数からずれ
てしまう場合がある。そして、このようにインバータの
周波数と共振周波数とがずれると、インバータでの電圧
あるいは電流等の制約により供給可能な電力が小さくな
る等の問題がある。When the inverter is forcibly vibrated at a constant frequency and the resonance circuit is provided, the frequency of the inverter is set in advance to substantially match the resonance frequency of the resonance circuit. However, since there is some error between the actual value and the nominal value of the capacitance of the capacitor and the inductance of the reactor that constitute the resonance circuit, the frequency of the forced vibration of the inverter is theoretically obtained from the above nominal value. Even if the resonance frequency is set to coincide with the desired resonance frequency, the actual resonance frequency may be deviated. If the frequency of the inverter and the resonance frequency deviate in this manner, there is a problem that the power that can be supplied becomes small due to restrictions on the voltage or current in the inverter.
【0006】とくに、多重の共振回路とした場合や、高
調波抑制等のため共振回路において共振特性の鋭さを示
すQの値を大きくした場合、共振帯域が狭くなるため、
インバータの周波数と共振周波数とのずれによる上記の
ような問題が一層顕著になる。In particular, when a multiple resonance circuit is used, or when the value of Q indicating the sharpness of resonance characteristics is increased in the resonance circuit for suppressing harmonics, the resonance band becomes narrow.
The above-mentioned problem caused by the difference between the inverter frequency and the resonance frequency becomes more remarkable.
【0007】本発明は、上記の事情に鑑み、給電装置に
おけるインバータの強制振動の周波数を共振回路の共振
周波数に対応するように精度よく調整することができ、
これにより、電力供給を効果的に行なうことができる周
波数調整方法及び同装置を提供することを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention can precisely adjust the frequency of the forced vibration of the inverter in the power supply device so as to correspond to the resonance frequency of the resonance circuit.
Thus, an object of the present invention is to provide a frequency adjustment method and an apparatus capable of effectively supplying power.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の周
波数調整方法は、送電線に対する電源側に、複数のスイ
ッチング素子の作動によって直流を所定周波数の交流に
変換するインバータを備えるとともに、このインバータ
に共振回路を設け、上記送電線に高周波電流を流すよう
にした給電装置において、送電線に流れる電流を一定値
に保った状態で、インバータのスイッチング素子の作動
周期を変えることによりインバータの周波数を変化させ
つつ、インバータ電流またはインバータの出力電力を検
出し、このインバータ電流または出力電力が最小となる
周波数を探索し、その周波数となるようにインバータの
スイッチング素子の作動を制御するようにしたものであ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a frequency adjusting method including, on a power supply side of a transmission line, an inverter for converting a direct current into an alternating current having a predetermined frequency by operating a plurality of switching elements. In a power supply device in which a resonance circuit is provided in an inverter so that a high-frequency current flows through the transmission line, the frequency of the inverter is changed by changing an operation cycle of a switching element of the inverter while maintaining a constant current flowing through the transmission line. , While detecting the inverter current or the output power of the inverter, searching for the frequency at which the inverter current or the output power is minimized, and controlling the operation of the switching element of the inverter so that the frequency is obtained. It is.
【0009】請求項2に係る発明の周波数調整装置は、
送電線に対する電源側に、複数のスイッチング素子の作
動によって直流を所定周波数の交流に変換するインバー
タを備えるとともに、このインバータに共振回路を設
け、上記送電線に高周波電流を流すようにした給電装置
において、送電線に流れる電流を制御する制御手段と、
インバータのスイッチング素子の作動周期の調節によっ
てインバータの周波数を変更可能とする手段と、インバ
ータ電流またはインバータの出力電力を検出する検出手
段と、送電線に流れる電流を一定に保った状態でインバ
ータの周波数を所定微小量ずつ変化させつつ上記検出手
段の出力の変化を調べて、この検出手段の出力が最小と
なる周波数を探索し、その値を周波数指令値として設定
する最適周波数検出手段と、給電中にインバータの周波
数を上記周波数指令値とするように周波数調節手段を制
御する制御手段とを備えたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a frequency adjusting device comprising:
In the power supply device, on the power supply side with respect to the power transmission line, an inverter that converts DC into AC having a predetermined frequency by operating a plurality of switching elements is provided, and a resonance circuit is provided in the inverter, and a high-frequency current flows through the power transmission line. Control means for controlling the current flowing through the transmission line,
Means for changing the frequency of the inverter by adjusting the operation cycle of the switching element of the inverter, detection means for detecting the inverter current or the output power of the inverter, and the frequency of the inverter with the current flowing through the transmission line kept constant. The change in the output of the detection means is examined while changing the value by a predetermined minute amount, an optimum frequency detection means for searching for a frequency at which the output of the detection means is minimized, and setting the value as a frequency command value, And control means for controlling the frequency adjusting means so that the frequency of the inverter becomes the frequency command value.
【0010】上記周波数調整方法及び同装置によると、
送電線に流れる電流が一定に保たれるようになっていれ
ば共振時に上記インバータ電流またはインバータの出力
電流が最小となることから、そのときのインバータの周
波数が調べられ、これが周波数指令値としてその後のイ
ンバータの制御に用いられることにより、インバータの
周波数と共振周波数とが精度良く合致し、電力の供給が
効率良く行なわれる。According to the above-described frequency adjustment method and the same apparatus,
If the current flowing through the transmission line is kept constant, the inverter current or the output current of the inverter will be minimized at the time of resonance, so the frequency of the inverter at that time is checked, and this is used as a frequency command value. Is used to control the inverter, the frequency of the inverter matches the resonance frequency with high accuracy, and power is supplied efficiently.
【0011】上記周波数調整装置において、上記インバ
ータとして電圧形インバータを用い、このインバータの
出力側に、送電線と並列に接続された並列共振用のコン
デンサと、送電線と直列に接続された制御用リアクトル
及び直列共振用のコンデンサを設けること(請求項3)
が好ましい。In the above frequency adjuster, a voltage source inverter is used as the inverter, and a parallel resonance capacitor connected in parallel with the transmission line and a control capacitor connected in series with the transmission line are provided on the output side of the inverter. Providing a reactor and a capacitor for series resonance (Claim 3)
Is preferred.
【0012】このようにすると、電圧形インバータと、
並列及び直列の共振回路を組合わせた多重の共振系とに
より、インバータの電流容量が小さくされつつ必要な電
力が供給され、かつ、共振回路のQが大きくされること
により高調波が抑制される。そして、このように共振系
が多重とされるとともにQが大きくされることで共振帯
域が狭められた場合でも、上記最適周波数検出手段等に
より、インバータの周波数が共振帯域内に入るように精
度良く調整される。Thus, the voltage-source inverter and
The required power is supplied while the current capacity of the inverter is reduced by the multiple resonance system in which the parallel and series resonance circuits are combined, and the harmonics are suppressed by increasing the Q of the resonance circuit. . Even when the resonance band is narrowed by increasing the Q and increasing the resonance system in this way, the optimum frequency detecting means and the like accurately adjust the frequency of the inverter to fall within the resonance band. Adjusted.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の給電装置の一実施形態を
示す回路図である。この図において、1は3相の交流電
源、2は上記交流電源1の交流を一定電圧の直流に変換
する直流電源回路、3は直流電源回路2に接続されたイ
ンバータであり、これらが給電ライン(送電線)4に対
する電源側に設けられている。上記直流電源回路2は、
全波整流用の6個のダイオード5と、平滑コンデンサ6
とを備え、一定の直流電圧を出力するようになってい
る。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the power supply device of the present invention. In this figure, 1 is a three-phase AC power supply, 2 is a DC power supply circuit for converting the AC of the AC power supply 1 to DC of a constant voltage, 3 is an inverter connected to the DC power supply circuit 2, and these are power supply lines. (Transmission line) 4 is provided on the power supply side. The DC power supply circuit 2 includes:
Six diodes 5 for full-wave rectification and a smoothing capacitor 6
To output a constant DC voltage.
【0014】上記インバータ3は、直流の電力を所定周
波数の交流に変換するものであり、複数のスイッチ素子
を有している。図に示すインバータは電圧形インバータ
であり、4個のトランジスタ11〜14を有する単相ブ
リッジ回路で構成されている。上記各トランジスタ11
〜14は制御装置30から与えられる矩形信号により駆
動され、この各トランジスタ11〜14の開閉作動によ
り所定周波数の交流電力が得られるようになっている。
なお、上記各トランジスタ11〜14に対してそれぞれ
逆並列にダイオード15〜18が接続されている。The inverter 3 converts DC power into AC having a predetermined frequency, and has a plurality of switch elements. The inverter shown in the figure is a voltage-type inverter, and is constituted by a single-phase bridge circuit having four transistors 11 to 14. Each of the above transistors 11
To 14 are driven by a rectangular signal supplied from the control device 30, and by opening and closing the transistors 11 to 14, AC power of a predetermined frequency can be obtained.
Note that diodes 15 to 18 are connected in antiparallel to the transistors 11 to 14, respectively.
【0015】上記インバータ3の出力側には、給電ライ
ン4が接続されるとともに、インバータ3の電力容量を
小さくしつつ給電ライン4に必要な電流を送るため、共
振回路が設けられており、当実施形態では並列共振回路
と直列共振回路とが組み合わされて設けられている。す
なわち、上記給電ライン4と並列にコンデンサ19が設
けられ、このコンデンサ19と給電ラインとで並列共振
回路が構成されている。さらに、上記給電ライン4と直
列に、電流制御用のリアクトル20と、コンデンサ21
とが設けられ、これらリアクトル20及びコンデンサ2
1により直列共振回路が構成されている。A power supply line 4 is connected to the output side of the inverter 3, and a resonance circuit is provided to transmit a necessary current to the power supply line 4 while reducing the power capacity of the inverter 3. In the embodiment, the parallel resonance circuit and the series resonance circuit are provided in combination. That is, the capacitor 19 is provided in parallel with the power supply line 4, and the capacitor 19 and the power supply line form a parallel resonance circuit. Further, a current control reactor 20 and a capacitor 21 are connected in series with the power supply line 4.
And the reactor 20 and the capacitor 2
1 forms a series resonance circuit.
【0016】これらの共振回路はインバータ3の基本周
波数付近で共振するようになっている。すなわち、コン
デンサ19の容量をC1、給電ライン4が有するインダ
クタンスをL1とすると、上記並列共振回路の共振周波
数f1は次のようになる。These resonance circuits resonate near the fundamental frequency of the inverter 3. That is, assuming that the capacitance of the capacitor 19 is C1 and the inductance of the power supply line 4 is L1, the resonance frequency f1 of the parallel resonance circuit is as follows.
【0017】 f1={1/(2π)}・{1/√(C1・L1)} この共振周波数f1とインバータ3の基本周波数とが理
論的に一致するように、上記基本周波数、給電ライン4
のインダクタンスL1及びコンデンサ19の容量C1が
設定されている。一方、コンデンサ21の容量をC2、
リアクトル20のインダクタンスをL2とすると、上記
直列共振回路の共振周波数f2は次のようになる。F1 = {1 / (2π)} · {1 / {(C1 · L1)} The basic frequency and the power supply line 4 are set so that the resonance frequency f1 and the basic frequency of the inverter 3 theoretically coincide with each other.
And the capacitance C1 of the capacitor 19 are set. On the other hand, the capacitance of the capacitor 21 is C2,
Assuming that the inductance of the reactor 20 is L2, the resonance frequency f2 of the series resonance circuit is as follows.
【0018】 f2={1/(2π)}・{1/√(C2・L2)} また、共振特性の鋭さを示すQの値は、上記直列共振回
路の場合は次のようになる。F2 = {1 / (2π)} · {1 / {(C2 · L2)} The value of Q indicating the sharpness of the resonance characteristics is as follows in the case of the series resonance circuit.
【0019】Q=(1/R)・√(L2/C2) そこで、上記共振周波数f2とインバータ3の基本周波
数とを理論的に一致させるという条件を満足しつつ、Q
の値を充分に大きくするように、コンデンサ21の容量
C2及びリアクトル20のインダクタンスL2が設定さ
れている。Q = (1 / R) √ (L2 / C2) Therefore, while satisfying the condition that the resonance frequency f2 and the fundamental frequency of the inverter 3 are theoretically matched, Q
Is set to be sufficiently large, the capacitance C2 of the capacitor 21 and the inductance L2 of the reactor 20 are set.
【0020】図2は上記制御装置30の内部構成を示し
ている。この制御装置30は、給電ライン4に流れる電
流を制御する制御手段としての制御アンプ31と、この
制御アンプ31の出力に応じた電流の調節を行なうとと
もに周波数指令に従った周波数の調節を行なうPWM回
路32及びゲート駆動回路33と、最適周波数検出手段
34とを含んでいる。FIG. 2 shows the internal structure of the control device 30. The control device 30 includes a control amplifier 31 as control means for controlling a current flowing through the power supply line 4, and a PWM that performs current adjustment according to the output of the control amplifier 31 and performs frequency adjustment according to a frequency command. The circuit includes a circuit 32, a gate drive circuit 33, and an optimum frequency detection unit.
【0021】上記制御アンプ31の入力側には、図外の
外部指令手段からライン電流指令が与えられるととも
に、給電ライン4からライン電流検出値iL が与えら
れ、これらの値の偏差に応じて制御アンプ31の出力が
制御される。また、上記最適周波数検出手段34には、
給電ライン4から与えられるライン電流検出値iL とイ
ンバータ3の出力側から与えられるインバータ電流検出
値iIとが入力され、これらの信号に基づいて後述の図
3に示すような手法で求められる周波数指令が最適周波
数検出手段34から出力される。A line current command is supplied to the input side of the control amplifier 31 from an external command means (not shown), and a line current detection value i L is supplied from the power supply line 4. The output of the control amplifier 31 is controlled. Further, the optimum frequency detecting means 34 includes:
A line current detection value i L provided from the power supply line 4 and an inverter current detection value i I provided from the output side of the inverter 3 are input, and are obtained based on these signals by a method shown in FIG. The frequency command is output from the optimum frequency detecting means 34.
【0022】上記PWM回路32は、制御アンプ31の
出力と最適周波数検出手段34からの周波数指令とに応
じたPWM信号を出力し、ゲート駆動回路33は、PW
M回路32からの信号に応じ、上記各トランジスタ11
〜14のゲートに対してそれぞれ駆動信号a〜dを出力
する。この場合、上記駆動信号a〜dは上記最適周波数
検出手段34からの周波数指令に従った周波数とされ、
かつ、トランジスタ11,14に対する信号a,dとト
ランジスタ12,13に対する信号b,cとは互いに半
周期ずらされる。また、各信号a〜dのデューティ(周
期に対するオン時間tの割合)は上記ライン電流の指令
値と検出値iL との偏差に応じて調整される。つまり、
上記検出値iL が指令値よりも大きいときには各信号a
〜dのデューティが徐々に小さくされ、また上記検出値
iL が指令値よりも小さいときには各信号a〜dのデュ
ーティが徐々に大きくされる。なお、各信号a〜dの最
大デューティは50%である。The PWM circuit 32 outputs a PWM signal according to the output of the control amplifier 31 and a frequency command from the optimum frequency detecting means 34, and the gate drive circuit 33
According to a signal from the M circuit 32, each of the transistors 11
The drive signals a to d are output to the gates の 14, respectively. In this case, the drive signals a to d are set to a frequency according to a frequency command from the optimum frequency detection unit 34,
Further, the signals a and d for the transistors 11 and 14 and the signals b and c for the transistors 12 and 13 are shifted from each other by a half cycle. Moreover, (the ratio of on-time t to the period) the duty of each signal a~d is adjusted based on the difference between the value i L and the command value of the line current. That is,
When the detected value i L is larger than the command value, each signal a
Duty ~d is gradually reduced, and when the detected value i L is smaller than the command value duty of each signal a~d is gradually increased. The maximum duty of each of the signals a to d is 50%.
【0023】上記制御装置30中の最適周波数検出手段
34は、給電ライン4の電流及び負荷を一定に保った状
態で、インバータ電流あるいはインバータの出力電力が
最小となるように、所謂山登り法を用いて周波数を調整
するようになっており、具体的には図3のフローチャー
トに示すような処理によって周波数の調整を行うように
なっている。The optimum frequency detecting means 34 in the controller 30 uses a so-called hill-climbing method so that the inverter current or the output power of the inverter is minimized while the current and load of the power supply line 4 are kept constant. Specifically, the frequency is adjusted by a process as shown in the flowchart of FIG.
【0024】このフローチャートの処理は給電装置の初
期設定時に行われ、スタートすると、先ずコンピュータ
内の初期化が行われる(ステップS1)。次にフラグが
「1」か否かが調べられ(ステップS2)、「1」でな
い場合は次のようなステップS3以下の処理が行われ
る。The process of this flowchart is performed at the time of initial setting of the power supply device. When the process is started, first, initialization in the computer is performed (step S1). Next, it is checked whether or not the flag is "1" (step S2). If the flag is not "1", the following processing from step S3 is performed.
【0025】すなわち、先ず周波数が予め設定された基
本周波数(例えば10kHz)から所定周波数(例えば
100Hz)だけ高くされ(ステップS3)、その状態
でインバータ電流検出値iI が減少したか否かが判定さ
れ(ステップS4)、インバータ電流検出値iI が減少し
た場合はフラグが「1」とされる(ステップS5)とと
もに、ステップS3に戻る。そして、周波数を所定周波
数ずつ高くする処理が、それに伴ってインバータ電流検
出値iI が減少する傾向が続く限り繰り返される。[0025] That is, first the frequency is high from a preset fundamental frequency (e.g. 10 kHz) by a predetermined frequency (e.g. 100 Hz) (step S3), and determines whether the inverter current detection value i I was reduced in that state It is (step S4), and if the inverter current detection value i I has decreased is flag is "1" with (step S5), and returns to step S3. Then, the process of increasing the frequency by a predetermined frequency, the inverter current detection value i I is repeated for as long as tends to decrease accordingly.
【0026】ステップS4でインバータ電流が減少しな
いことが判定されると、周波数が所定周波数(例えば1
00Hz)だけ低くされ(ステップS6)、その状態で
インバータ電流検出値iI が減少したか否かが判定され
(ステップS7)、インバータ電流検出値iI が減少した
場合はフラグが「1」とされる(ステップS8)ととも
に、ステップS6に戻る。そして、周波数を所定周波数
ずつ低くする処理が、それに伴ってインバータ電流検出
値iI が減少する傾向が続く限り繰り返される。ステッ
プS7でインバータ電流が減少しないことが判定される
と、ステップS2に戻り、ここでフラグが「1」であれ
ばこの処理が終了する。If it is determined in step S4 that the inverter current does not decrease, the frequency is changed to a predetermined frequency (for example, 1).
00Hz) only it is lowered (step S6), and whether the inverter current detection value i I is reduced is determined in this state
(Step S7), and if the inverter current detection value i I has decreased flag is "1" with (step S8), and returns to step S6. Then, processing to lower the frequency by a predetermined frequency, the inverter current detection value i I is repeated for as long as tends to decrease accordingly. If it is determined in step S7 that the inverter current does not decrease, the process returns to step S2, and if the flag is "1", this process ends.
【0027】こうして、インバータ電流が最小となると
きの周波数が求められ、この周波数は不揮発メモリに記
憶されて、その後はこのメモリに記憶された周波数によ
って運転される。なお、図3に示すような周波数決定の
処理は、給電装置の初期設定段階で1回だけ行うように
してもよいが、経時変化等によって最適周波数が変動す
る可能性がある場合に、給電装置起動時に毎回行うよう
にしてもよく、また定期的に行うようにしてもよい。In this way, the frequency at which the inverter current is minimized is obtained, and this frequency is stored in the non-volatile memory, and thereafter, the operation is performed at the frequency stored in this memory. The frequency determination process as shown in FIG. 3 may be performed only once in the initial setting stage of the power supply device. However, when the optimum frequency may fluctuate due to aging or the like, the power supply device It may be performed every time at the time of startup, or may be performed periodically.
【0028】図4及び図5は、上記給電装置を物品搬送
システムに適用した場合の送電線配設部分及び被給電側
の構造を概略的に示している。これらの図において、4
0は搬送経路を構成するモノレールであって、工場内等
に高架状態に配設され、ブラケット41を介して天井部
分等に支持されており、このモノレール40の一側部に
上記給電ライン4を構成する送電線が配設されている。
送電線は、モノレール40の一端側で電源装置42に接
続されるとともにモノレール40の他端側で折り返され
てループ状をなす状態で、モノレール40の一側面にハ
ンガー43を介して取り付けられている。上記電源装置
42は、図1中に示した交流電源1、直流電源回路2、
インバータ3等を備えている。FIGS. 4 and 5 schematically show the structure of the power transmission line arrangement portion and the power-supplied side when the above-mentioned power supply device is applied to an article transport system. In these figures, 4
Reference numeral 0 denotes a monorail which constitutes a transport path, which is disposed in an elevated state in a factory or the like, is supported by a ceiling or the like via a bracket 41, and the power supply line 4 is connected to one side of the monorail 40. The constituent transmission lines are provided.
The transmission line is attached to one side surface of the monorail 40 via a hanger 43 in a state where the transmission line is connected to the power supply 42 at one end of the monorail 40 and is folded at the other end of the monorail 40 to form a loop. . The power supply device 42 includes an AC power supply 1, a DC power supply circuit 2,
An inverter 3 and the like are provided.
【0029】上記モノレール40には搬送台車45が移
動可能に支持されている。この搬送台車45は、モノレ
ール40上を転動する走行用車輪46と、モノレール4
0の上部両側面、下部両側面及び下面に当接するガイド
ローラ47,48と、上記走行用車輪46を駆動するモ
ータ49等を備えるとともに、上記給電ライン4から電
磁誘導により給電される被給電体としてのピックアップ
ユニット50を備えている。このピックアップユニット
50は、磁性材料からなる断面略E字形のコア部材51
と、このコア部材51の中央突出部分51aに巻着され
たピックアップコイル52とを有し、上記モノレール4
0に配設された給電ライン4に対応するように配置され
ている。そして、給電ライン4に交流電流が流れること
により、上記コア部材51を磁路として磁束が形成さ
れ、電磁誘導による起電力が上記ピックアップコイル5
2に生じ、その起電力が図外のコントローラ等を介して
上記モータ49に供給されるようになっている。On the monorail 40, a carrier 45 is movably supported. The transport vehicle 45 includes traveling wheels 46 that roll on the monorail 40 and the monorail 4.
The power feeder includes guide rollers 47 and 48 in contact with upper and lower sides, lower sides and a lower surface of the motor 0, a motor 49 for driving the running wheels 46, and the like. The pickup unit 50 is provided. The pickup unit 50 includes a core member 51 made of a magnetic material and having a substantially E-shaped cross section.
And a pickup coil 52 wound around a central projecting portion 51a of the core member 51.
It is arranged so as to correspond to the power supply line 4 arranged at 0. When an alternating current flows through the power supply line 4, a magnetic flux is formed using the core member 51 as a magnetic path, and an electromotive force due to electromagnetic induction is generated by the pickup coil 5.
2, and the electromotive force is supplied to the motor 49 via a controller (not shown) or the like.
【0030】以上のような当実施形態の給電装置の作用
を、次に説明する。The operation of the power supply apparatus of the present embodiment as described above will now be described.
【0031】上記給電ライン4から搬送台車45のピッ
クアップユニット50に対して電磁誘導による無接触給
電が行なわれることにより、接触給電のように摩耗によ
る塵埃が発生したり火花が飛んだりすることがなく、ク
リーンルーム等での使用に適する。そして、この無接触
給電のため、インバータ3を備えた電源装置42から給
電ライン4に高周波電流が流される。By performing non-contact power supply by electromagnetic induction from the power supply line 4 to the pickup unit 50 of the transport carriage 45, dust and sparks are not generated due to abrasion unlike contact power supply. Suitable for use in clean rooms. Then, for this non-contact power supply, a high-frequency current flows from the power supply device 42 having the inverter 3 to the power supply line 4.
【0032】この場合に、上記インバータ3の各トラン
ジスタ15〜18が制御装置30からの信号で駆動され
ることにより、高周波の交流が得られる。さらに、並列
共振用のコンデンサ19等からなる共振回路により、イ
ンバータ3の電流容量が小さくされつつ、給電ライン4
に与えられる電流が大きくされる。また、上記各トラン
ジスタ15〜18で構成されるインバータ3だけでは方
形波の交流となるが、共振回路により出力が正弦波に近
付けられる。In this case, each of the transistors 15 to 18 of the inverter 3 is driven by a signal from the control device 30, so that a high-frequency alternating current is obtained. Further, the current capacity of the inverter 3 is reduced by the resonance circuit including the parallel resonance capacitor 19 and the like.
Is increased. In addition, although only the inverter 3 including the transistors 15 to 18 produces a square wave AC, the output is approximated to a sine wave by the resonance circuit.
【0033】また、当実施形態では、電圧形のインバー
タ3が用いられるとともに、このインバータ3に対して
並列共振回路と直列共振回路とからなる多重の共振系が
設けられることにより、インバータ3の電流容量が小さ
くされつつ必要な電力の供給が有効に行なわれる。In this embodiment, the voltage-type inverter 3 is used, and the inverter 3 is provided with a multiple resonance system including a parallel resonance circuit and a series resonance circuit. The required power is effectively supplied while the capacity is reduced.
【0034】すなわち、インバータ3の電流容量を小さ
くするため、給電ライン4とともに並列共振回路を構成
するコンデンサ19が設けられる。そして、電圧形のイ
ンバータ3を用いる場合にこれで並列共振回路を直接駆
動することはできないので、インバータ3の交流側に電
流制御用のリアクトル20が設けられる。この場合、上
記リアクトル20による電圧降下が大きくなり、その電
圧降下を軽減すべくインダクタンスを小さくすると、高
調波が大きくなるという問題が生じるが、当実施形態で
は上記リアクトル20に直列共振用のコンデンサ21が
接続されていることにより、この回路のインピーダンス
が小さくなって電圧降下が抑制され、しかも、前述のよ
うに直列共振回路のQの値が充分に大きく設定されるこ
とにより、高調波が低減される。従って、高調波による
ノイズが他の機器等に及ぼす悪影響が軽減される。That is, in order to reduce the current capacity of the inverter 3, a capacitor 19 that forms a parallel resonance circuit together with the power supply line 4 is provided. When the voltage-type inverter 3 is used, the parallel resonance circuit cannot be directly driven by this. Therefore, a current control reactor 20 is provided on the AC side of the inverter 3. In this case, the voltage drop due to the reactor 20 increases, and if the inductance is reduced to reduce the voltage drop, a problem arises in that the harmonics increase. In this embodiment, however, a series resonance capacitor 21 is connected to the reactor 20. Is connected, the impedance of this circuit is reduced and the voltage drop is suppressed, and the harmonics are reduced by setting the value of Q of the series resonance circuit to a sufficiently large value as described above. You. Therefore, adverse effects of noise due to harmonics on other devices and the like are reduced.
【0035】ところで、このようにインバータ3に共振
回路を組合わせた給電装置においては、コンデンサやリ
ヤクトルの公称値と実際値との間に誤差があるので、上
記公称値に従って求めた共振周波数とインバータ3の強
制振動の基本周波数とを一致させておくだけでは、実際
の共振帯域とインバータ3の基本周波数との間にずれが
生じる可能性がある。このような場合に、初期設定等の
段階で、図3に示すように、ライン電流及び負荷が一定
に保たれた状態でインバータの周波数が変えらつつ、イ
ンバータ電流またはインバータの出力電力が最小となる
ところが調べられることにより、共振周波数に対応する
最適な周波数が検出され、インバータ3の周波数が適正
に調整される。In the power supply apparatus in which the resonance circuit is combined with the inverter 3 as described above, there is an error between the nominal value and the actual value of the capacitor or the reactor. If the fundamental frequency of the forced vibration of the inverter 3 is simply made to coincide with the fundamental frequency of the inverter 3, there is a possibility that a deviation occurs between the actual resonance band and the fundamental frequency of the inverter 3. In such a case, at the stage of initial setting or the like, as shown in FIG. 3, while the frequency of the inverter is changed while the line current and the load are kept constant, the inverter current or the output power of the inverter is minimized. By examining where it is, an optimum frequency corresponding to the resonance frequency is detected, and the frequency of the inverter 3 is appropriately adjusted.
【0036】とくに、上記のように多重の共振系が設け
られるとともにそのQの値が大きくされることにより共
振帯域が狭くなっている場合でも、この共振帯域に対応
するようにインバータ3の周波数が精度良く調整され
る。これにより、給電効率が高められる。In particular, even when the multiple resonance system is provided as described above and the resonance band is narrowed by increasing the value of Q, the frequency of the inverter 3 is adjusted to correspond to the resonance band. It is adjusted with high accuracy. Thereby, power supply efficiency is improved.
【0037】なお、図4及び図5に示す例では本発明の
装置をモノレール式の搬送システムに適用しているが、
この他にも、電気的な駆動手段を備えて一定経路を移動
する各種の移動体等に対する給電のために本発明の装置
を用いることができる。In the examples shown in FIGS. 4 and 5, the apparatus of the present invention is applied to a monorail type transport system.
In addition, the apparatus of the present invention can be used to supply power to various moving bodies and the like that move along a fixed path with electric driving means.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のように本発明は、インバータに共
振回路を設けた給電装置において、送電線に流れる電流
を一定値に保った状態で、インバータのスイッチ素子の
作動周期を変えることによりインバータの周波数を変化
させつつ、インバータ電流またはインバータの出力電力
を検出し、このインバータ電流または出力電力が最小と
なる周波数を探索し、その周波数となるようにインバー
タを制御しているため、インバータの周波数と共振周波
数とを精度良く合致させることができる。従って、共振
回路の機能を有効に発揮させ、電力の供給を効果的に行
なうことができる。As described above, the present invention relates to a power supply apparatus provided with a resonance circuit in an inverter, by changing the operation cycle of the switch element of the inverter while maintaining the current flowing through the transmission line at a constant value. While changing the frequency of the inverter, the inverter current or the output power of the inverter is detected, a frequency at which the inverter current or the output power is minimized is searched for, and the inverter is controlled to have the frequency. And the resonance frequency can be accurately matched. Therefore, the function of the resonance circuit can be effectively exhibited, and power can be supplied effectively.
【図1】本発明が適用される給電装置の一実施形態を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply device to which the present invention is applied.
【図2】上記給電装置の制御部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control unit of the power supply device.
【図3】周波数の制御の一例を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of frequency control.
【図4】上記給電装置を適用した物品搬送システムの概
略正面図である。FIG. 4 is a schematic front view of an article transport system to which the power supply device is applied.
【図5】上記搬送システムの要部の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of a main part of the transport system.
2 直流電源回路 3 インバータ 4 給電ライン(送電線) 19 並列共振用のコンデンサ 20 制御用リアクトル 21 直列共振用のコンデンサ 30 制御装置 31 制御アンプ 32 PWM回路 33 ゲート回路 34 最適周波数検出手段 2 DC power supply circuit 3 Inverter 4 Power supply line (transmission line) 19 Capacitor for parallel resonance 20 Control reactor 21 Capacitor for series resonance 30 Controller 31 Control amplifier 32 PWM circuit 33 Gate circuit 34 Optimum frequency detecting means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 7/48 B65G 43/00 L // B65G 43/00 H01F 23/00 B ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H02M 7/48 B65G 43/00 L // B65G 43/00 H01F 23/00 B
Claims (3)
チング素子の作動によって直流を所定周波数の交流に変
換するインバータを備えるとともに、このインバータに
共振回路を設け、上記送電線に高周波電流を流すように
した給電装置において、送電線に流れる電流を一定値に
保った状態で、インバータのスイッチング素子の作動周
期を変えることによりインバータの周波数を変化させつ
つ、インバータ電流またはインバータの出力電力を検出
し、このインバータ電流または出力電力が最小となる周
波数を探索し、その周波数となるようにインバータのス
イッチング素子の作動を制御することを特徴とする給電
装置における周波数調整方法。An inverter for converting a direct current into an alternating current of a predetermined frequency by operating a plurality of switching elements is provided on a power supply side of a transmission line, and a resonance circuit is provided in the inverter so that a high-frequency current flows through the transmission line. In the power supply device, the inverter current or the output power of the inverter is detected while changing the frequency of the inverter by changing the operation cycle of the switching element of the inverter while maintaining the current flowing through the transmission line at a constant value, A frequency adjustment method in a power supply device, wherein a frequency at which the inverter current or output power is minimized is searched for, and the operation of a switching element of the inverter is controlled so as to reach the frequency.
チング素子の作動によって直流を所定周波数の交流に変
換するインバータを備えるとともに、このインバータに
共振回路を設け、上記送電線に高周波電流を流すように
した給電装置において、送電線に流れる電流を制御する
制御手段と、インバータのスイッチング素子の作動周期
の調節によってインバータの周波数を変更可能とする手
段と、インバータ電流またはインバータの出力電力を検
出する検出手段と、送電線に流れる電流を一定に保った
状態でインバータの周波数を所定微小量ずつ変化させつ
つ上記検出手段の出力の変化を調べて、この検出手段の
出力が最小となる周波数を探索し、その値を周波数指令
値として設定する最適周波数検出手段と、給電中にイン
バータの周波数を上記周波数指令値とするように周波数
調節手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る給電装置における周波数調整装置。2. A power supply for a transmission line, comprising: an inverter for converting a direct current into an alternating current of a predetermined frequency by the operation of a plurality of switching elements; and a resonance circuit provided in the inverter so that a high-frequency current flows through the transmission line. Control means for controlling the current flowing in the transmission line, means for changing the frequency of the inverter by adjusting the operation cycle of the switching element of the inverter, and detection for detecting the inverter current or the output power of the inverter. Means, while keeping the current flowing through the transmission line constant, checking the change in the output of the detecting means while changing the frequency of the inverter by a predetermined minute amount, and searching for the frequency at which the output of the detecting means is minimized. Means for setting the frequency as a frequency command value, and increasing the frequency of the inverter during power supply. And a control means for controlling the frequency adjusting means so as to obtain the frequency command value.
を用い、このインバータの出力側に、送電線と並列に接
続された並列共振用のコンデンサと、送電線と直列に接
続された制御用リアクトル及び直列共振用のコンデンサ
を設けたことを特徴とする請求項2記載の給電装置にお
ける周波数調整装置。3. A voltage type inverter is used as the inverter. A parallel resonance capacitor connected in parallel with the transmission line, a control reactor connected in series with the transmission line, and a series resonance are provided on the output side of the inverter. The frequency adjusting device in the power supply device according to claim 2, further comprising a capacitor for use in the power supply device.
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JP8328920A JPH10174206A (en) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | Method and apparatus for adjustment of frequency in power-supply apparatus |
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ID=18215575
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