特許 6193831 機械の保護動作開始判定機能を有するモータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6193831

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】機械の保護動作開始判定機能を有するモータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/08 20060101AFI20170828BHJP

   H02H 7/09 20060101ALI20170828BHJP

   H02P 23/00 20160101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   H02H7/08 H

   H02H7/08 N

   H02H7/09 J

   H02H7/09 K

   H02P23/00

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-191846(P2014-191846)

(22)【出願日】2014年9月19日

(65)【公開番号】特開2016-63705(P2016-63705A)

(43)【公開日】2016年4月25日

【審査請求日】2015年8月20日

【審判番号】不服2016-13010(P2016-13010/J1)

【審判請求日】2016年8月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】山本 健太

【合議体】

【審判長】 中川 真一

【審判官】 矢島 伸一

【審判官】 遠藤 尊志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平９−２６６６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−１１６９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−９６９２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H02H 7/08

H02H 7/09

H02P23/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する整流器と、
前記整流器の直流出力側である直流リンクに備えられる平滑コンデンサと、
前記直流リンクに接続され、前記直流リンクにおける直流電力、及び軸を駆動するモータの駆動電力もしくはモータからの回生電力である交流電力を相互電力変換する複数の逆変換器と、
三相交流電源の交流電圧値を検出する交流電圧検出部と、
前記交流電圧値を電源電圧振幅値に変換する電圧振幅演算部と、
前記電源電圧振幅値が第１の閾値以下の状態が所定の時間継続した場合に、三相交流電源が停電状態であることを検出する停電検出部と、
前記平滑コンデンサの直流電圧値を検出する直流電圧検出部と、
前記停電検出部が、三相交流電源が停電状態であることを検出し、かつ、前記直流電圧値が第２の閾値以下の場合に、軸停止あるいは、軸退避動作である機械の保護動作の開始を前記逆変換器に通知し、前記直流電圧値が前記第２の閾値より大きい場合に、前記保護動作の開始を前記逆変換器に通知しない保護動作開始判定部と、
を有し、
前記第２の閾値は、モータの正常な運転を継続できなくなる直流リンクの直流電圧値に、停電状態の検出から機械の保護動作開始までに必要なエネルギー分をマージンとして加算した電圧値よりも大きな値であり、
前記停電検出部が三相交流電源の停電を検出した場合に、前記直流電圧値が第２の閾値に低下する前に、前記複数の逆変換器のうちの少なくとも１台が主軸用モータを加減速させることにより前記直流電圧値を前記第２の閾値よりも大きい規定の範囲内にする、
ことを特徴とするモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置に関し、特に、機械の保護動作を開始するか否かを判定する機能を有するモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、ロボット等のモータを駆動するモータ制御装置では、三相交流入力電源の交流電力を直流電力に変換する整流器、及び整流器が出力した直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換する逆変換器が用いられる。

【0003】

上記のようなモータ制御装置において、整流器の交流電源側にて停電が発生して入力電圧が低下すると、モータの正常な運転を継続できなくなり、モータ制御装置を使用した加工に何らかの障害が生じる。そのため、モータ制御装置は交流電源側の停電検出手段を備えており、停電を検出した際には障害を回避もしくは最低限に抑えるための保護動作を行う必要がある。

【0004】

停電の検出方法としては、例えば、三相交流入力電源をそれと等価な二相座標上の電圧ベクトルに変換し、そのベクトルの振幅を計算することによって、電源電圧の振幅を計算し、その値が所定の基準電圧値を下回る状態が所定の基準時間継続したことをもって停電と判定する方法がある（例えば、特許文献１）。

【0005】

しかし、停電時にも整流器の直流出力側である直流リンクの電圧が保持されていれば、モータは正常な運転を継続することができる。大半の瞬停（瞬時電圧低下）時には整流器の平滑コンデンサの蓄電効果により、直流リンクの電圧が低下することはない。しかしながら、従来技術では、瞬停が発生した際、モータが継続運転可能な状況であっても停電を検出して、軸停止や軸退避といった保護動作を行うため、機械の稼働率が低下してしまう。

【0006】

従来のモータ制御装置における電源電圧の振幅値による停電検出方法について説明する。図１は従来のモータ制御装置の構成図である。従来のモータ制御装置１０００は、三相交流電源１０からの交流電力を、ＡＣリアクトル１９０を介して整流器１１０に供給し、整流器１１０は交流電力を直流電力に変換する。整流器１１０が出力した直流電力は直流リンク２００に設けられた平滑コンデンサ１２０により平滑化され逆変換器１３０に供給される。逆変換器１３０は直流電力を交流電力に変換して、モータ３０を駆動する。

【0007】

図１のように、三相交流電源１０の電圧値を交流電圧検出部１４０にて検出し、電圧振幅演算部１５０にて振幅値を計算する。停電検出部１６０は、振幅値が基準電圧値以下となる状態が規定時間継続した場合に三相交流電源１０は停電していると判定する。

【0008】

三相交流電源１０の停電発生時において、即時にモータ３０の正常な運転が継続できなくなる訳ではない。モータ３０は、逆変換器１３０に供給されるエネルギー（＝整流器１１０の直流出力側である直流リンクのエネルギー）が維持されていれば、正常な動作を継続することができる。

【0009】

また、瞬停の発生タイミングと、モータの加減速のタイミング、即ち、モータの出力が最大となるタイミングが一致すると、直流電圧が低下する可能性はあるが、そのような状況が発生することは極めて稀である。そのため、大半の瞬停時には平滑コンデンサの蓄電効果により、直流リンク電圧が大幅に低下することはなく、モータは正常な運転を継続することが可能である。

【0010】

しかしながら、従来技術による電源電圧の振幅値に基づいた停電検出方法では、直流リンクの状態によらずに電源が停電状態か否かを検出するため、保護動作を行わなくても良い瞬停時にも停電を検出し、機械が保護動作を行ってしまう。

【0011】

機械が保護動作を行った場合、ワークやツールが破損することはないが、機械の加工は停止してしまう。よって、瞬停の度に機械の保護動作を行った場合、機械の稼働率が低下してしまうという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００６−１４５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

従来は直流リンク電圧が低下しない大半の瞬停時にも停電を検出して機械の保護動作を行ってしまい、機械の稼働率が低下するという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施例に係るモータ制御装置は、三相交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換する整流器と、整流器の直流出力側である直流リンクに備えられる平滑コンデンサと、直流リンクに接続され、直流リンクにおける直流電力、及び軸を駆動するモータの駆動電力もしくはモータからの回生電力である交流電力を相互電力変換する逆変換器と、三相交流電源の交流電圧値を検出する交流電圧検出部と、交流電圧値を電源電圧振幅値に変換する電圧振幅演算部と、電源電圧振幅値が第１の閾値以下の状態が所定の時間継続した場合に、三相交流電源が停電状態であることを検出する停電検出部と、平滑コンデンサの直流電圧値を検出する直流電圧検出部と、停電検出部が、三相交流電源が停電状態であることを検出し、かつ、直流電圧値が第２の閾値以下の場合に、軸停止あるいは、軸退避動作の開始を逆変換器に通知する保護動作開始判定部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一実施例に係るモータ制御装置によれば、電源が停電した場合において、機械の稼働率を下げることなく、実際に必要な場合にだけ機械の保護動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来のモータ制御装置の構成図である。

【図2】本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図である。

【図3】本発明の実施例１に係るモータ制御装置において、三相交流電源が復電しない場合における、三相交流電源の電源電圧振幅値及び直流リンクの直流電圧値と、停電検出及び保護動作開始のタイミングとの関係を説明するためのグラフである。

【図4】本発明の実施例１に係るモータ制御装置において、三相交流電源が復電する場合における、三相交流電源の電源電圧振幅値及び直流リンクの直流電圧値と、停電検出及び保護動作開始のタイミングとの関係を説明するためのグラフである。

【図5】本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明の実施例２に係るモータ制御装置の構成図である。

【図7】本発明の実施例２に係るモータ制御装置において、主軸用モータを減速させる場合の三相交流電源の電源電圧振幅値、直流リンクの直流電圧値、及び主軸用モータ速度と、停電検出及び保護動作開始のタイミングとの関係を説明するためのグラフである。

【図8】本発明の実施例２に係るモータ制御装置において、主軸用モータを加速させる場合の三相交流電源の電源電圧振幅値、直流リンクの直流電圧値、及び主軸用モータ速度と、停電検出及び保護動作開始のタイミングとの関係を説明するためのグラフである。

【図9】本発明の実施例２に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明に係るモータ制御装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0018】

［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係るモータ制御装置について図面を用いて説明する。図２は、本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図である。本発明の実施例１に係るモータ制御装置１０１は、三相交流電源１０から供給された交流電力を直流電力に変換する整流器１と、整流器１の直流出力側である直流リンク２０に備えられる平滑コンデンサ２と、直流リンク２０に接続され、直流リンク２０における直流電力、及び軸を駆動するモータ３０の駆動電力もしくはモータ３０からの回生電力である交流電力を相互電力変換する逆変換器３と、三相交流電源１０の交流電圧値を検出する交流電圧検出部４と、交流電圧値を電源電圧振幅値に変換する電圧振幅演算部５と、電源電圧振幅値が第１の閾値以下の状態が所定の時間継続した場合に、三相交流電源１０が停電状態であることを検出する停電検出部６と、平滑コンデンサ２の直流電圧値を検出する直流電圧検出部７と、停電検出部６が、三相交流電源１０が停電状態であることを検出し、かつ、直流電圧値が第２の閾値以下の場合に、軸停止あるいは、軸退避動作の開始を逆変換器３に通知する保護動作開始判定部８と、を有することを特徴とする。

【0019】

交流電圧検出部４は、整流器１の交流入力側の電圧値を検出する。即ち、交流電圧検出部４は、ＡＣリアクトル９を介して三相交流電源１０と整流器１とを接続する配線に接続されて、三相交流電源１０の交流電圧値を検出する。

【0020】

電圧振幅演算部５は、交流電圧検出部４の検出値である三相交流電源１０の交流電圧値を電源電圧振幅値に変換する。この変換は、検出値を三相二相変換し、そのベクトルノルムを求めても良いし、検出値の波高値を求めても良い。

【0021】

停電検出部６は、電圧振幅演算部５が算出した電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続した場合に、三相交流電源１０は停電状態であると判定する。従って、電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が極めて短い時間においてのみ生じたような場合には、三相交流電源１０は停電したものとは判定しない。これにより、ノイズ等によって電源電圧振幅値が小さくなった場合において、三相交流電源１０の停電が発生したものと誤検出することを回避することができる。

【0022】

直流電圧検出部７は、整流器１の直流出力側である直流リンク２０（平滑コンデンサ２）の電圧を検出し、検出した直流電圧検出値を出力する。具体的には、直流電圧検出部７は平滑コンデンサ２の両側の端子２ａ及び２ｂの間の電圧を測定する。

【0023】

保護動作開始判定部８は、停電検出部６が三相交流電源１０は停電状態であると判定し、かつ、直流電圧検出部７が検出した直流電圧検出値が第２の閾値以下となった場合に、逆変換器３にモータ３０によって駆動される機械（図示せず）の保護動作の開始を通知する。ここで、第２の閾値は、モータ３０の正常な運転を継続できなくなる直流リンクの直流電圧値に、停電検出から機械の保護動作開始までに必要なエネルギー分をマージンとして加算した電圧値よりも大きな値に設定する。

【0024】

また、図２ではモータが１台しか接続されていないが、モータの接続台数はこれには限定されず、２台以上でも良い。

【0025】

次に、本発明の実施例１に係るモータ制御装置における停電発生から保護動作開始までの動作について詳細に説明する。まず、三相交流電源が復電しない場合におけるモータ制御装置の動作について説明する。図３（ａ）は、三相交流電源が復電しない場合における、三相交流電源１０の電源電圧振幅値の時間的変化を表すグラフであり、図３（ｂ）は、同じく三相交流電源が復電しない場合における、直流リンク２０の直流電圧値の時間的変化を表すグラフである。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、電源電圧振幅値及び直流電圧値が時間に比例して減少する例を示したが、単なる一例であってこのような場合には限られない。

【0026】

図３（ａ）に示すように、停電発生前である、時刻ｔ₀以前における三相交流電源１０の電源電圧振幅値をＶ₀とする。図３（ａ）は、時刻ｔ₀において三相交流電源１０に停電が発生し、その後、電源電圧振幅値は徐々に低下し、最終的にある特定の電圧Ｖ₁まで低下した場合を想定した図である。なお、一般的な停電ではＶ₁＝０［Ｖ］である。ここで、電源電圧振幅値Ｖ₀とＶ₁の間の所定の電圧値を第１の閾値Ｖ_TH1に設定する。電源電圧振幅値が第１の閾値Ｖ_TH1に達した時刻をｔ₁とし、ｔ₁から所定の時間Δｔが経過した時に、三相交流電源１０が停電したものと判断する。ここで、停電を検出した時刻をｔ₂とすると、ｔ₂からｔ₁までの時間が所定の時間Δｔに相当する。このように、三相交流電源１０が停電しているか否かを判断するために、電源電圧振幅値が第１の閾値Ｖ_TH1以下となる期間を停電の有無を判断するための所定の時間に設定することにより、ノイズ等により電源電圧振幅値が瞬間的に第１の閾値Ｖ_TH1以下となるような場合に、三相交流電源１０が停電していると誤検出することを回避できる。

【0027】

次に、直流電圧値の時間的変化について説明する。図３（ｂ）に示すように、三相交流電源１０に停電が発生する時刻ｔ₀以前の直流リンク２０の直流電圧値はＶ_DC0であったものとする。時刻ｔ₀において三相交流電源１０に停電が発生すると直流リンク２０の直流電圧値は低下する。さらに、図３（ｂ）における曲線１のように直流電圧値が低下したものとすると、まず、停電が検出された時刻ｔ₂において、直流電圧値はＶ_DC1まで低下し、その後、時刻ｔ₄において直流リンク２０の直流電圧値が第２の閾値Ｖ_TH2に達し、この時にモータの保護動作を開始する。

【0028】

また、時刻ｔ₅において直流電圧がＶ_DC3に達してモータが正常な動作を継続できなくなると仮定すると、第２の閾値Ｖ_TH2をＶ_DC3よりも大きい値に設定することにより、モータが正常な動作を継続できなくなる前にモータの保護動作を開始することができることがわかる。

【0029】

次に、三相交流電源が復電する場合におけるモータ制御装置の動作について説明する。図４（ａ）は、三相交流電源が復電する場合における、三相交流電源１０の電源電圧振幅値の時間的変化を表すグラフであり、図４（ｂ）は、同じく三相交流電源が復電する場合における、直流リンク２０の直流電圧値の時間的変化を表すグラフである。停電が発生した時刻ｔ₂の後の時刻であって、保護動作を開始する時刻ｔ₄の前の時刻である時刻ｔ₃において、図４（ｂ）に示した曲線２のように三相交流電源が復電した場合には、一旦停電を検出した後に、保護動作の開始を回避することができる。即ち、曲線２のように直流電圧値の最小値Ｖ_DC2の値が第２の閾値Ｖ_TH2より大きい場合には、直流リンク２０の直流電圧値がモータを駆動するのに十分な大きさに復帰しており、このような場合に不要なモータの保護動作を開始することを回避することができる。

【0030】

次に、本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作手順について図５に示したフローチャートを用いて説明する。

【0031】

まず、ステップＳ１０１において、図２に示すように、三相交流電源１０から整流器１に交流電力を供給し、交流電圧検出部４が、整流器１の交流入力側の電圧値を検出する。次に、ステップＳ１０２において、電圧振幅演算部５が、交流電圧検出部４の検出値を電源電圧振幅値に変換する。変換は、検出値を三相二相変換し、そのベクトルノルムを求めても良いし、検出値の波高値を求めても良い。

【0032】

次に、ステップＳ１０３において、停電検出部６が、電圧振幅演算部５が算出した電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続したか否かを判断する。電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続していないと判断した場合には、ステップＳ１０１に戻って、三相交流電源１０の電圧値の検出を継続して行う。

【0033】

一方、電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続していると判断した場合には、ステップＳ１０４において、三相交流電源１０は停電状態であると判定する。

【0034】

次に、ステップＳ１０５において、直流電圧検出部７は、整流器１の直流出力側である直流リンク２０（平滑コンデンサ２）の電圧である直流電圧値を検出する。次に、ステップＳ１０６において、保護動作開始判定部８が、直流電圧検出値が第２の閾値以下となっているか否かを判断する。三相交流電源１０が復電しないことにより、直流電圧検出値が第２の閾値以下となっている場合には、ステップＳ１０７において、保護動作開始判定部８は、逆変換器３に対して保護動作の開始を通知する。

【0035】

一方、三相交流電源１０が復電したことにより、直流電圧検出値が第２の閾値より大きくなっている場合には、保護動作開始判定部８は、逆変換器３に対して保護動作の開始を通知しない。このように、保護動作開始判定部８は、停電検出部が停電状態と判定し、かつ、直流電圧検出値が第２の閾値以下となった場合に、保護動作の開始を通知するようにしている。

【0036】

以上のように、本発明の実施例１に係るモータ制御装置によれば、直流リンクの直流電圧値が所定の値以下となった場合に保護動作の開始を通知することで、停電によりモータが正常な運転を継続できなくなる場合のみ、機械の保護動作を行うことが可能になり、モータが正常な運転を継続できる大半の瞬停時には、機械の保護動作を行わなくなる。その結果として、機械の保護動作を最小限にし、機械の稼働率低下を抑えることができる。

【0037】

［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置について説明する。図６は、本発明の実施例２に係るモータ制御装置の構成図である。実施例２に係るモータ制御装置１０２が実施例１に係るモータ制御装置１０１と異なっている点は、整流器１の直流出力側である直流リンク２０に複数の逆変換器３、３１が接続されており、停電検出部６が三相交流電源１０の停電を検出した場合に、複数の逆変換器のうちの少なくとも１台が主軸用モータ４０を加減速させることにより直流電圧値を第２の閾値よりも大きい規定の範囲内にする点である。実施例２に係るモータ制御装置の他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置における構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

【0038】

一般的な機械には復数台のモータが備えられている。このうち、主軸は、比較的自由に加減速させても問題ない。

【0039】

そこで、複数の逆変換器３、３１のうち、主軸用モータ４０を駆動する主軸用逆変換器３１は、停電検出部６から三相交流電源１０の停電状態を通知されると、直流リンク２０の直流電圧値を監視しながら主軸用モータ４０を加減速させて、エネルギーの出し入れを行うことで、モータ３０が正常な運転を継続できる範囲に直流リンクの直流電圧値を制御する。

【0040】

主軸用モータ４０を加速することで、直流リンク２０のエネルギーが消費されて、直流リンク電圧、即ち、直流リンクの直流電圧値を低下させることができる。一方、主軸用モータ４０を減速させることで、直流リンク２０にエネルギーを戻し、直流リンクの直流電圧値を上昇させることができる。

【0041】

このように主軸用モータ４０を加減速させて、モータ３０の運動エネルギーと直流リンクのエネルギーを相互変換することで、直流リンクの直流電圧値を制御することができる。

【0042】

本発明の実施例２に係るモータ制御装置を用いることにより、停電発生時に直流リンク電圧を維持できる可能性が高くなり、瞬停時に機械の保護動作を行わなくて良い可能性が高くなる。

【0043】

また、図６ではモータが２台しか接続されていないが、モータの接続台数はこれには限定されず、３台以上でも良い。さらに、主軸用モータについても２台以上でも良い。

【0044】

次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置における停電発生から保護動作開始までの動作について詳細に説明する。まず、主軸用モータを減速する場合におけるモータ制御装置の動作について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、主軸用モータを減速する場合における、三相交流電源１０の電源電圧振幅値、直流リンク２０の直流電圧値、及び主軸用モータ速度の時間的変化を表すグラフである。

【0045】

図７（ａ）に示すように、停電発生前である、時刻ｔ₀以前における三相交流電源１０の電源電圧振幅値をＶ₀とする。図７（ａ）は、時刻ｔ₀において三相交流電源１０に停電が発生し、その後、電源電圧振幅値は徐々に低下し、最終的にある特定の電圧Ｖ₁まで低下した場合を想定した図である。なお、一般的な停電ではＶ₁＝０［Ｖ］である。

【0046】

図７（ｂ）に示すように、三相交流電源１０の停電が検出される時刻ｔ₂までは実線で示されるように実施例１及び実施例２に係るモータ制御装置の直流電圧値は同一である。時刻ｔ₂以降の時刻ｔ₆において、主軸用モータ４０以外の他のモータ３０が加速した場合、直流電圧値は急に低下する。しかしながら、実施例２に係るモータ制御装置においては、曲線３で示すように、直流電圧値が第２の閾値Ｖ_TH2に低下する前に、時刻ｔ₇において、主軸用モータ４０を速度Ｓ₀からＳ₁まで減速させる（図７（ｃ）参照）ことにより直流リンク２０にエネルギーが戻され、直流リンク２０の直流電圧値が増加する。その結果、直流リンク２０の直流電圧値は、第２の閾値Ｖ_TH2以下とならないため、機械の保護動作を回避することができる。

【0047】

次に、主軸用モータを加速する場合におけるモータ制御装置の動作について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、主軸用モータを加速する場合における、三相交流電源１０の電源電圧振幅値、直流リンク２０の直流電圧値、及び主軸用モータ速度の時間的変化を表すグラフである。図８（ａ）に示した三相交流電源１０の電源電圧振幅値の時間的変化は、図７（ａ）と同様である。

【0048】

図８（ｂ）に示すように、三相交流電源１０の停電が検出される時刻ｔ₂までは実線で示されるように実施例１及び実施例２に係るモータ制御装置の直流電圧値は同一である。時刻ｔ₂以降の時刻ｔ₈において、主軸用モータ４０以外の他のモータ３０が減速した場合、直流電圧値は急に増加する。しかしながら、実施例２に係るモータ制御装置においては、曲線４で示すように、直流電圧値が所定の値Ｖ_DC4に到達する前に、時刻ｔ₉において、主軸用モータ４０を速度Ｓ₀からＳ₂まで加速させる（図８（ｃ）参照）ことにより直流リンク２０からエネルギーが消費され、直流リンク２０の直流電圧値が低下する。その結果、直流リンク２０の直流電圧値は、所定の値Ｖ_DC4以上とならないため、ＤＣリンクの異常な電圧上昇を回避することができる。Ｖ_DC4は部品の耐圧等に応じて定める。

【0049】

以上のように、実施例２に係るモータ駆動装置によれば、主軸を加減速させて、モータの運動エネルギーと直流リンクのエネルギーを相互変換することで、直流リンク電圧を制御することができる。その結果、停電発生時に直流リンク電圧を維持できる可能性が高くなり、瞬停時に機械の保護動作の開始を回避できる可能性をさらに高めることができる。

【0050】

次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置の動作手順について図９に示したフローチャートを用いて説明する。

【0051】

まず、ステップＳ２０１において、図６に示すように、三相交流電源１０から整流器１に交流電力を供給し、交流電圧検出部４が、整流器１の交流入力側の電圧値を検出する。次に、ステップＳ２０２において、電圧振幅演算部５が、交流電圧検出部４の検出値を電源電圧振幅値に変換する。変換は、検出値を三相二相変換し、そのベクトルノルムを求めても良いし、検出値の波高値を求めても良い。

【0052】

次に、ステップＳ２０３において、停電検出部６が、電圧振幅演算部５が算出した電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続したか否かを判断する。電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続していないと判断した場合には、ステップＳ２０１に戻って、三相交流電源１０の電圧値の検出を継続して行う。

【0053】

一方、電源電圧振幅値が第１の閾値以下となる状態が規定時間継続していると判断した場合には、ステップＳ２０４において、三相交流電源１０は停電状態であると判定する。

【0054】

次に、ステップＳ２０５において、直流電圧検出部７は、整流器１の直流出力側である直流リンク２０（平滑コンデンサ２）の電圧である直流電圧検出値を検出する。

【0055】

次に、ステップＳ２０６において、主軸用逆変換器３１が、直流電圧検出部７の直流電圧検出値を監視しながら、主軸用モータ４０を加減速させて、モータ３０が正常な運転を継続できる範囲に直流リンク電圧をできる限り制御する。次に、ステップＳ２０７において、保護動作開始判定部８が、直流電圧検出値が第２の閾値以下となっているか否かを判断する。直流電圧検出値が第２の閾値以下となっている場合には、ステップＳ２０８において、保護動作開始判定部８は、逆変換器３に対して保護動作の開始を通知する。

【0056】

一方、直流電圧検出値が第２の閾値より大きくなっている場合には、保護動作開始判定部８は、逆変換器３に対して保護動作の開始を通知しない。このように、保護動作開始判定部８は、停電検出部が停電状態と判定し、かつ、直流電圧検出値が第２の閾値以下となった場合に、保護動作の開始を通知するようにしている。

【0057】

以上のように、実施例２に係るモータ制御装置によれば、主軸用逆変換器３１に停電状態を通知することで、停電発生時に直流リンク電圧を維持できる可能性が高くなるため、実施例１に係るモータ制御装置よりも更に瞬停時に保護動作を行わない通常動作を継続させ易くすることができる。

【符号の説明】

【0058】

１ 整流器
２ 平滑コンデンサ
３ 逆変換器
４ 交流電圧検出部
５ 電圧振幅演算部
６ 停電検出部
７ 直流電圧検出部
８ 保護動作開始判定部
９ ＡＣリアクトル
１０ 三相交流電源
２０ 直流リンク
３０ モータ
３１ 主軸用逆変換器
４０ 主軸用モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】