特許 6783498 軸ねじり振動抑制制御装置

(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】6783498

(24)【登録日】2020年10月26日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】軸ねじり振動抑制制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/02 20160101AFI20201102BHJP

   G05B 11/36 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/02

   G05B11/36 B

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-193637(P2017-193637)

(22)【出願日】2017年10月3日

(65)【公開番号】特開2019-68666(P2019-68666A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】蓮澤 正嗣

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５５５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１３５３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７２９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０７７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５７２１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／０２

Ｇ０５Ｂ １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＷＭ制御にもとづくモータ速度制御装置によって駆動されるモータと、前記モータによって駆動される機械的負荷と、前記モータおよび前記機械的負荷を機械的に結合する連結軸と、を含む軸ねじり振動系の共振による振動を抑制する軸ねじり振動抑制制御装置であって、
前記連結軸の軸トルクに関する周波数領域のデータを算出する周波数演算器と、
前記周波数領域のデータにもとづいて、前記軸ねじり振動系の共振の有無を判定し、共振ありと判定された場合にその原因を判定する軸ねじり振動共振判定部と、
前記共振の原因が、前記モータの速度応答を設定する速度応答ゲインによると判定された場合に、前記速度応答ゲインを補正する速度応答ゲイン補正値生成部と、
前記共振の原因が、前記ＰＷＭ制御のキャリア周波数によって発生するトルクリップルによると判定された場合に、前記キャリア周波数を補正するキャリア周波数補正値生成部と、
を備えた軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項2】

前記周波数演算器は、前記連結軸に設けられた軸トルク検出器によって検出された前記軸トルクのデータを入力する請求項１記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項3】

前記周波数演算器は、前記モータ速度制御装置が出力する電圧および電流の値にもとづいて算出される前記軸トルクのデータを入力する請求項１記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項4】

前記モータ速度制御装置が出力する電圧および電流の値にもとづいて前記軸トルクのデータを計算して前記周波数演算器に供給するトルク演算部をさらに備えた請求項１記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項5】

前記速度応答ゲイン補正値生成部は、前記速度応答ゲインの初期値にもとづいて設定された新たな速度応答ゲインを速度応答ゲイン補正値として計算し、前記速度応答ゲイン補正値を前記モータ速度制御装置に送信し、
前記軸ねじり振動共振判定部は、再開された前記モータ速度制御装置の動作によって取得された前記軸トルクの新たなデータにもとづいて前記共振の有無を判定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項6】

前記キャリア周波数補正値生成部は、前記キャリア周波数の初期値にもとづいて設定された新たなキャリア周波数をキャリア周波数補正値として計算し、前記キャリア周波数補正値を前記モータ速度制御装置に送信し、
前記軸ねじり振動共振判定部は、再開された前記モータ速度制御装置の動作によって取得された前記軸トルクの新たなデータにもとづいて前記共振の有無を判定する請求項１〜５のいずれか１つに記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【請求項7】

前記速度応答ゲイン補正値生成部および前記キャリア周波数補正値生成部は、最短の探索時間で最適な前記速度応答ゲイン補正値および前記キャリア周波数補正値を設定する学習機能を含む請求項６記載の軸ねじり振動抑制制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、軸ねじり振動特性をもつ機械負荷が接続されたモータを駆動するモータ速度制御装置に用いる軸ねじり振動抑制制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、軸ねじり振動特性をもつ機械負荷が接続されたモータを駆動するに際して、連結軸を含む機械系の固有振動数から十分離れた速度応答になるよう速度応答のゲインをあらかじめ調整することで、連結軸のねじり振動の共振を抑制している。また、たとえば可変速制御装置のスイッチング等で電力が脈動するとトルクリップルが発生するが、このトルクリップルと機械系とが共振しないようスイッチングのキャリア周波数を設定することで、連結軸のねじり振動の共振を抑制している。

【0003】

軸ねじり振動特性をもつ機械負荷が接続されたモータ制御装置に関する先行事例として、特許文献１では、軸ねじり振動補償値を、モータ速度と機械負荷速度との速度差に応じて補正させることにより、速度応答のオーバーシュートを抑制し、かつ速度指令値に対し機械負荷の速度を短い立ち上がり時間で応答させることができるモータ制御装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−１５５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、キャリア周波数や速度応答ゲインは、あらかじめ設定された固定値のため、事前に把握できない共振点が存在する場合や、経年劣化による軸ばね定数の変化や機械負荷自体の交換による慣性モーメント変化等から軸の固有振動数が変化した場合に、共振して過大となったねじり振動を防ぐことが困難な場合がある。

【0006】

また、特許文献１には、モータ制御装置が軸のねじり振動を抑制する制御特性をもつことが記載されているが、速度応答やトルクリップル等と機械系の固有振動数との共振現象を防ぐことについては記載されていない。

【0007】

実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軸ねじり振動の共振の有無および原因を判定し、モータ速度制御装置の動作パラメータを補正することによって軸ねじり振動の共振を抑制する軸ねじり振動抑制制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態に係る軸ねじり振動抑制制御装置は、ＰＷＭ制御にもとづくモータ速度制御装置によって駆動されるモータと、前記モータによって駆動される機械的負荷と、前記モータおよび前記機械的負荷を機械的に結合する連結軸と、を含む軸ねじり振動系の共振による振動を抑制する。この軸ねじり振動抑制制御装置は、前記連結軸の軸トルクに関する周波数領域のデータを算出する周波数演算器と、前記周波数領域のデータにもとづいて、前記軸ねじり振動系の共振の有無を判定し、共振ありと判定された場合にその原因を判定する軸ねじり振動共振判定部と、前記共振の原因が、前記モータの速度応答を設定する速度応答ゲインによると判定された場合に、前記速度応答ゲインを補正する速度応答ゲイン補正値生成部と、前記共振の原因が、前記ＰＷＭ制御のキャリア周波数によって発生するトルクリップルによると判定された場合に、前記キャリア周波数を補正するキャリア周波数補正値生成部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本実施形態では、軸ねじり振動共振判定部を備えるので、軸ねじり振動系の共振の有無を判定し、共振ありと判定された場合にその原因を判定することができる。また、実施形態は、速度応答ゲイン補正値生成部およびキャリア周波数補正値生成部を備えるので、共振の原因に応じてモータ速度制御装置の動作パラメータを補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る軸ねじり振動抑制制御装置を例示するブロック図である。

【図2】実施の形態２に係る軸ねじり振動抑制制御装置を例示するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0012】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る軸ねじり振動抑制制御装置を例示するブロック図である。
図１には、軸ねじり振動抑制制御装置３０の構成に加え、モータ速度制御装置２０の構成が合わせて示されている。なお、軸ねじり振動抑制制御装置は、モータ速度制御装置と同一の筐体や盤内に収納されていてもよいし、物理的に分離された別の筐体等に収納されていてもよい。

【0013】

図１に示すように、モータ速度制御装置２０は、モータ１、速度検出器４、および軸ねじり振動抑制制御装置３０に接続されている。モータ速度制御装置２０は、速度検出器４によって検出されたモータ１の実際の速度を別に供給される速度指令値に一致するように、モータ１を制御する。モータ速度制御装置２０は、軸ねじり振動抑制制御装置３０から供給される補正値にしたがって、動作パラメータを設定することによって、モータ１、機械負荷２および連結軸３からなる軸ねじり振動系の共振による振動を抑制して動作することができる。

【0014】

モータ１は、その回転軸とねじり振動特性をもつ機械負荷２とが連結軸３で接続されている。モータ１の駆動トルクは、連結軸３を介して機械負荷２に伝達される。モータ速度制御装置２０は、モータ１を可変速制御して駆動する。たとえば、モータ１は、交流電力で駆動されるモータであり、誘導電動機や同期電動機等である。たとえば、モータ速度制御装置２０は、誘導電動機や同期電動機等を駆動するインバータ装置である。

【0015】

モータ速度制御装置２０は、速度応答ゲイン乗算部５と、電流制御器６と、パワー変換器７と、を含む。速度応答ゲイン乗算部５は、速度指令値とモータ１の速度検出器４で検出した速度との速度偏差に速度応答ゲインを乗じて駆動トルクの指令値を生成する。速度指令値は、たとえばプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）等から供給される。速度応答ゲイン乗算部５では、速度応答ゲインを上げると速度応答（周波数）が向上し、速度応答ゲインを下げると速度応答（周波数）が低下する。

【0016】

電流制御器６は、速度応答ゲイン乗算部５の出力に接続されている。電流制御器６は、速度応答ゲイン乗算部５から供給される駆動トルクの指令値と、モータ１に供給されるトルク電流成分との差に応じて生成される制御量を出力する。

【0017】

パワー変換器７は、電流制御器６の出力に接続されている。パワー変換器７は、ＰＷＭ制御による変換器である。パワー変換器７は、電流制御器６によって生成された制御量に応じてモータ１を駆動する電圧および電流を出力する。

【0018】

連結軸３には、軸トルク検出器８が設けられている。軸トルク検出器８は、検出した軸トルクのデータを、軸ねじり振動抑制制御装置に供給する。軸ねじり振動抑制制御装置３０は、供給された軸トルクのデータにもとづいて、軸ねじり振動系に共振が発生しているか否かを判定する。軸ねじり振動抑制制御装置３０は、軸ねじり振動系に共振が発生している場合には、速度応答ゲイン乗算部５のゲインの値を補正し、あるいは、パワー変換器７のＰＷＭ制御のキャリア周波数を補正する。

【0019】

軸ねじり振動抑制制御装置３０の構成について詳細に説明する。
軸ねじり振動抑制制御装置３０は、周波数演算器９と、ねじり振動共振判定部１０と、速度応答ゲイン補正値生成部１１と、キャリア周波数補正値生成部１２と、を備える。

【0020】

周波数演算器９は、軸トルク検出器８の出力に接続されている。周波数演算器９は、軸トルク検出器８によって検出された時間領域の軸トルクのデータを、周波数領域のデータに変換する。周波数演算器９は、たとえば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換）アナライザである。

【0021】

ねじり振動共振判定部１０は、周波数演算器９の出力に接続されている。ねじり振動共振判定部１０は、周波数領域の軸トルクのデータにもとづいて、モータ１、機械負荷２および連結軸３からなる軸ねじり振動系が共振による振動を生じている（以下、単に共振を生ずる、ともいう）か否かを判定する。ねじり振動共振判定部１０は、軸ねじり振動系が共振を生じていると判定した場合には、それが速度応答ゲインによる共振か、ＰＷＭ制御のキャリア周波数にもとづくトルクリップルによる共振か、を判定する。

【0022】

たとえば、ねじり振動共振判定部１０は、周波数に無関係な軸トルクに関するしきい値Ｔ０を有する。ねじり振動共振判定部１０は、周波数領域の軸トルクのデータがこのしきい値Ｔ０以上の場合に、共振を生じていると判定する。ねじり振動共振判定部１０は、周波数領域の軸トルクのデータがこのしきい値Ｔ０よりも小さい場合に、共振を生じていないと判定する。

【0023】

周波数領域の軸トルクのデータがしきい値Ｔ０以上の場合には、軸トルクのデータは、いずれかの周波数を中心として、ピーク値をとると考えられる。ねじり振動共振判定部１０は、軸トルクのデータがピーク値となる周波数によって、軸ねじり振動系の振動が、モータ速度制御装置２０のいずれの構成要素に起因するかを判定する。

【0024】

具体的には、ねじり振動共振判定部１０は、速度応答ゲイン乗算部５の速度応答ゲインによる共振か、パワー変換器７のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）のキャリア周波数にもとづくトルクリップルによる共振か、を判定する。

【0025】

たとえば、ねじり振動共振判定部１０は、パワー変換器７のキャリア周波数およびその高調波成分を判定のための周波数として用いる。具体的には、パワー変換器７のキャリア周波数ｆｃ、モータ１の運転周波数ｆ０とした場合に、判定のための周波数ｆｎは、ｎ×（ｆｃ±ｆ０）、ｎ＝１，２，３，…（自然数）に設定される。ねじり振動共振判定部１０は、判定のための周波数ｆｎごとにしきい値Ｔｎがあらかじめ設定される。

【0026】

判定のための周波数ｆｎの設定は、上述に限らず、適切に設定することができる。周波数ｆｎは、ｎ×（ｆｃ±ｆ０）に対して、たとえばｎ×（ｆｃ±ｋ×ｆ０）（ｋ＞１）のように、さらに範囲を広げて設定してもよい。また、ｆｃ＞＞ｆ０の場合等には、周波数ｆｎ＝ｎ×ｆｃのように設定してもよい。

【0027】

ねじり振動共振判定部１０は、ｆｎの周波数のいずれかで、設定されたしきい値Ｔｎ以上の軸トルクのデータが検出された場合には、キャリア周波数にもとづくトルクリップルによる共振を生じていると判定する。

【0028】

ねじり振動共振判定部１０は、周波数ｆｎのいずれにおいても設定されたしきい値Ｔｎ以上の軸トルクのデータを検出しない場合には、速度応答ゲインによる共振を生じているものと判定する。

【0029】

ねじり振動共振判定部１０の出力には、速度応答ゲイン補正値生成部１１およびキャリア周波数補正値生成部１２がそれぞれ接続されている。ねじり振動共振判定部１０は、速度応答ゲインによる共振と判定した場合には、イネーブル信号を速度応答ゲイン補正値生成部１１に供給する。イネーブル信号は、速度応答ゲイン補正値生成部１１を動作状態にする。イネーブル信号を受けた速度応答ゲイン補正値生成部１１は、速度応答ゲインの補正値を生成して、速度応答ゲイン乗算部５に補正値を供給する。

【0030】

ねじり振動共振判定部１０は、キャリア周波数にもとづくトルクリップルによる共振と判定した場合には、イネーブル信号をキャリア周波数補正値生成部１２に供給する。イネーブル信号は、キャリア周波数補正値生成部１２を動作状態にする。イネーブル信号を受けたキャリア周波数補正値生成部１２は、キャリア周波数の補正値を生成して、パワー変換器７に供給する。

【0031】

本実施形態の軸ねじり振動抑制制御装置３０の動作について説明する。
時間領域の軸トルクのデータは、軸トルク検出器８によって検出され、周波数演算器９に供給される。

【0032】

周波数演算器９は、時間領域の軸トルクのデータを周波数領域のデータに変換する。変換された軸トルクのデータは、ねじり振動共振判定部１０に供給される。

【0033】

ねじり振動共振判定部１０は、供給されたすべての周波数における軸トルクのデータを、周波数に対して一定のしきい値Ｔ０と比較する。ねじり振動共振判定部１０は、すべて周波数ｆｎにおいて軸トルクのデータがしきい値Ｔ０よりも小さい場合には、ねじり振動共振を生じていないものと判定する。モータ速度制御装置２０は、現在の動作を維持する。

【0034】

ねじり振動共振判定部１０は、軸トルクのデータがしきい値Ｔ０以上であった場合には、周波数ｆｎごとの軸トルクのデータを、周波数ｆｎごとに設定されたしきい値Ｔｎと比較する。しきい値が設定された周波数ｆｎは、パワー変換器７のキャリア周波数にもとづいて設定されている。この周波数ｆｎは、ｎ×（ｆｃ±ｆ０）である。ここで、ｎは自然数、ｆｃはキャリア周波数、ｆ０はモータ１の運転周波数である。

【0035】

しきい値Ｔ１，Ｔ２，…は、ｆ１，ｆ２，…に対してそれぞれ設定されている。しきい値Ｔ１，Ｔ２，…は、それぞれ異なる値であってもよいし、一部または全部が同一の値としてもよい。たとえば、しきい値Ｔｎは、実験等によって測定された値やシミュレーション等によって得られた値にもとづいて設定される。

【0036】

軸トルクのデータがいずれかの周波数ｆｎにおいて、しきい値Ｔｎ以上の場合には、ねじり振動共振判定部１０は、キャリア周波数補正値生成部１２に対してイネーブル信号を供給する。

【0037】

キャリア周波数補正値生成部１２は、キャリア周波数ｆｃの補正値を生成する。キャリア周波数ｆｃの補正値は、たとえばパワー変換器７からキャリア周波数ｆｃの値を取得し、あらかじめ設定された係数α（０＜α＜１）を乗じて生成される。αは、たとえば１％（０．０１）のように設定されている。たとえば、キャリア周波数補正値生成部１２は、係数αを用いて新たなキャリア周波数（１＋α）×ｆｃを計算する。計算された新たなキャリア周波数は、パワー変換器７に供給される。なお、キャリア周波数補正値生成部１２は、新たなキャリア周波数を周波数演算器９にも供給し、周波数演算器９は、判定のための周波数ｆｎを新たなキャリア周波数に更新する。

【0038】

パワー変換器７は、キャリア周波数の値を（１＋α）×ｆｃに更新して、動作を再開し、あるいは継続する。

【0039】

上述の動作を、すべての周波数ｎ×（ｆｃ±ｆ０）で軸トルクのデータがしきい値を下回るまで繰り返す。

【0040】

更新することができるキャリア周波数の上限を設けておき、上限値に達しても、軸トルクのデータがしきい値Ｔｎを下回らない場合には、新たなキャリア周波数を（１−α）×ｆｃのように初期値に対して低下するようにキャリア周波数を補正してもよい。さらに、補正値の下限を設けておき、下限値に達しても軸トルクデータがしきい値を下回らない場合には、キャリア周波数補正値生成部１２は、アラームを発生するようにしてもよい。

【0041】

キャリア周波数の補正範囲の上下限は、たとえば±５％（±０．０５）のように設定されている。キャリア周波数の補正範囲に上下限を設けることによって、パワー変換器７の効率の低下やノイズ発生の増大等を回避することができる。

【0042】

ねじり振動共振判定部１０は、軸トルクのデータがしきい値Ｔ０以上であって、各周波数ｆｎに対応したしきい値Ｔｎよりも小さい場合には、速度応答ゲイン補正値生成部１１にイネーブル信号を供給する。

【0043】

イネーブル信号を供給された速度応答ゲイン補正値生成部１１は、速度応答ゲインＧの補正値を生成する。速度応答ゲイン補正値生成部１１は、たとえば、速度応答ゲイン乗算部５から現在の速度応答ゲインＧの値を取得し、あらかじめ設定された係数β（０＜β＜１）を乗じて生成される。係数βは、たとえば５％（０．０５）のように設定されている。速度応答ゲイン乗算部５は、係数βを用いて新たな速度応答ゲイン（１＋β）×Ｇを計算する。計算された新たな速度応答ゲインは、速度応答ゲイン乗算部５に供給される。

【0044】

速度応答ゲイン乗算部５は、速度応答ゲインを（１＋β）×Ｇに更新して、動作を再開する。

【0045】

上述の動作を、軸トルクのデータがしきい値Ｔ０を下回るまで繰り返す。

【0046】

キャリア周波数補正値生成部１２の場合と同様に、速度応答ゲインの補正値に上下限を設定し、補正値の上下限内で軸トルクのデータとしきい値Ｔ０との比較を行ってもよい。このように設定することによって、負荷変動に対する応答速度が許容以下に低下したり、速度応答が速くなり過ぎてオーバーシュート等を生じたりすることを防止することができる。

【0047】

上述の補正によって、軸トルクのデータがしきい値Ｔ０よりも小さくなった場合には、更新された速度応答ゲインでモータ速度制御装置２０は、運転を再開する。

【0048】

キャリア周波数ｆｃおよび速度応答ゲインＧのそれぞれの補正値の計算は、上述に限らず適切に設定することができる。たとえば、それぞれの補正値を実験等によってあらかじめ設定し、補正回数に応じた値α１，α２，…としてテーブルに格納して、補正回数ごとに読み出して、適用してもよい。あるいは、１＜α＜２として、新たなキャリア周波数をα＾ｉ×ｆｃのように補正回数ｉのべき乗として計算したりしてもよい。

【0049】

軸ねじり振動抑制制御装置３０は、たとえば記憶装置（図示せず）に格納されたプログラムを展開し、あるいはプログラムの各ステップを逐次読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等により実現されてもよい。上述した各構成要素の一部または全部は、ＣＰＵによって実行されるプログラムの一部である。モータ速度制御装置２０の動作をＣＰＵにより実行、実現する場合には、軸ねじり振動抑制制御装置３０のプログラムは、モータ速度制御装置２０のＣＰＵによって実行されるようにしてもよい。

【0050】

軸ねじり振動抑制制御装置３０は、ＰＬＣによって実現されてもよい。軸ねじり振動抑制制御装置３０は、モータ速度制御装置２０に速度指令値を供給するＰＬＣのプログラムの一部として実現されてもよいし、別のＰＬＣによって実現されてもよい。

【0051】

本実施形態の軸ねじり振動抑制制御装置３０の効果について説明する。
本実施形態の軸ねじり振動抑制制御装置３０では、周波数演算器９およびねじり振動共振判定部１０を備えているので、軸トルクの実測値の周波数解析によってねじり振動共振の有無を判定することができる。ねじり振動共振判定部１０は、軸トルクの周波数成分にねじり振動共振を含む場合には、その共振周波数からＰＷＭのキャリア周波数にもとづくトルクリップルによる高調波を生じているか、速度応答ゲインにもとづくものであるかを判定することができる。そのため、それぞれの原因に応じてモータ速度制御装置２０の動作パラメータを補正することによって、共振状態を脱することができる。したがって、軸ねじり振動抑制制御装置３０は、軸ねじり振動の共振を抑制することができる。

【0052】

上述では、キャリア周波数および速度応答ゲインの補正について、動作パラメータの初期値から増大する方向に補正し、共振状態が解消しない場合に、初期値から減少する方向に補正する例について説明したが、これに限られることはない。動作パラメータの初期値から減少する方向に補正した後、初期値から増加する方向に適切な補正値を探索するようにしてもよい。また、適切な補正値を探索するに際して、探索履歴を記憶し最短の探索時間となるような学習機能によって、補正値を切り替えるようにしてもよい。

【0053】

軸ねじり振動抑制制御装置３０は、記憶装置（図示せず）に格納されたプログラムを展開し、プログラムの各ステップを逐次実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって実現されてもよい。上述した軸ねじり振動抑制制御装置３０の各構成要素の一部または全部は、プログラムの一部として実行される。モータ速度制御装置２０は、ＣＰＵ等により実行されてもよく、その場合には、軸ねじり振動抑制制御装置３０を実現するプログラムは、モータ速度制御装置２０のＣＰＵによって実行されてもよいし、別のＣＰＵによって実行されてもよい。

【0054】

軸ねじり振動抑制制御装置３０は、ＰＬＣによって実現されてもよい。軸ねじり振動抑制制御装置３０の各構成要素の一部または全部は、ＰＬＣのプログラムによって実現される。軸ねじり振動抑制制御装置３０を実現するＰＬＣは、モータ速度制御装置２０に速度指令値を供給するＰＬＣと同一であってもよいし、別のＰＬＣでもよい。

【0055】

（実施の形態２）
軸ねじり振動系のねじり振動共振の有無を判定するための軸トルクに関するデータは、トルク検出器が検出する軸トルクのデータ以外のパラメータを用いることもできる。
図２は、実施の形態の２に係る軸ねじり振動抑制制御装置を例示するブロック図である。
図２に示すように、実施の形態２の軸ねじり振動抑制制御装置１３０は、トルク検出器による軸トルクの実データに代えて、パワー変換器７が出力する電圧および電流のデータにもとづいて計算される軸トルクの計算値を用いる。

【0056】

軸ねじり振動抑制制御装置１３０は、磁束演算部１３と、トルク演算部１４と、を備える。本実施の形態２の軸ねじり振動抑制制御装置１３０は、磁束演算部１３およびトルク演算部１４を備える点で、上述の実施の形態１の場合と相違し、他の点では、実施の形態１の場合と同一である。実施の形態１の場合と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。

【0057】

磁束演算部１３は、パワー変換器７に接続されている。磁束演算部１３は、パワー変換器７からパワー変換器７が出力する電圧および電流のデータを取得する。磁束演算部１３は、パワー変換器７が出力する電圧、電流のデータおよびモータ１の巻線抵抗値にもとづいて磁束を計算する。モータ１の巻線抵抗値は、実測する等してあらかじめ設定されている。

【0058】

トルク演算部１４は、磁束演算部１３の出力に接続されている。トルク演算部１４は、磁束演算部１３によって計算された磁束の値にもとづいて、軸トルクの値を計算する。計算された軸トルクの値は、周波数演算器９に供給され、上述の実施の形態１の場合と同様にねじり振動共振の判定および補正を行う。

【0059】

本実施の形態１の軸ねじり振動抑制制御装置１３０は、計算によって求められた軸トルクの値を用いることができる。そのため、軸トルク検出器の取り付けが困難な場合であっても、ねじり振動共振の有無、原因を判定し、軸ねじり振動共振を抑制することができる。

【0060】

以上説明した実施形態によれば、軸ねじり振動の共振の有無および原因を判定し、モータ速度制御装置の動作パラメータを補正することによって軸ねじり振動の共振を抑制する軸ねじり振動抑制制御装置を実現することができる。

【0061】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ モータ、２ 機械負荷、３ 連結軸、４ 速度検出器、５ 速度応答ゲイン乗算部、６ 電流制御器、７ パワー変換器、８ 軸トルク検出器、９ 周波数演算器、１０ ねじり振動共振判定部、１１ 速度応答ゲイン補正値生成部、１２ キャリア周波数補正値生成部、１３ 磁束演算部、１４ トルク演算部、２０ モータ速度制御装置、３０，１３０ 軸ねじり振動抑制制御装置

【図1】

【図2】