(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163794
(43)【公開日】2022-10-27
(54)【発明の名称】処理装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20221020BHJP
H02P 27/06 20060101ALI20221020BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 M
H02P27/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021068836
(22)【出願日】2021-04-15
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】桐淵 岳
【テーマコード（参考）】
5H505
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H505CC05
5H505DD03
5H505EE49
5H505EE56
5H505HB01
5H505JJ26
5H505LL07
5H505LL22
5H770AA05
5H770BA01
5H770CA02
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA22
5H770DA41
5H770EA01
5H770HA02Y
5H770HA07Z
5H770LA01W
5H770LA02W
5H770LB07
(57)【要約】
【課題】モータ制御装置に電力を供給する電力供給路の電圧の変動を好適に抑制できるようにする。
【解決手段】直流電源からの電力をモータ制御装置に供給する電力供給路の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、一又は複数の所定の受動素子を有する回路要素と、該回路要素への電流供給を制御する半導体スイッチとを有する所定ユニットを複数含み、電力供給路に接続されるフィルタ回路と、電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、フィルタ回路に含まれる複数の所定ユニットの半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】直流電源からの電力をモータ制御装置に供給する電力供給路の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、一又は複数の所定の受動素子を有する回路要素と、該回路要素への電流供給を制御する半導体スイッチとを有する所定ユニットを複数含み、電力供給路に接続されるフィルタ回路と、電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、フィルタ回路に含まれる複数の所定ユニットの半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電源からの電力をモータ制御装置に供給する電力供給路の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、
一又は複数の所定の受動素子を有する回路要素と、該回路要素への電流供給を制御する半導体スイッチとを有する所定ユニットを複数含み、前記電力供給路に接続されるフィルタ回路と、
前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記フィルタ回路に含まれる前記複数の所定ユニットの前記半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部と、
を備える、処理装置。
一又は複数の所定の受動素子を有する回路要素と、該回路要素への電流供給を制御する半導体スイッチとを有する所定ユニットを複数含み、前記電力供給路に接続されるフィルタ回路と、
前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記フィルタ回路に含まれる前記複数の所定ユニットの前記半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部と、
を備える、処理装置。
【請求項2】
前記フィルタ回路は、前記所定ユニットにおける前記半導体スイッチのスイッチングにより回路全体の共振特性を調整可能に構成され、
前記制御部は、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記モータ制御装置により駆動電流が供給されるモータの回転数、又は、該モータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に基づいて、前記半導体スイッチのスイッチングを制御する、
請求項１に記載の処理装置。
前記制御部は、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記モータ制御装置により駆動電流が供給されるモータの回転数、又は、該モータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に基づいて、前記半導体スイッチのスイッチングを制御する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記フィルタ回路を含む前記電力供給路の共振周波数が、前記モータの回転速度又は前記モータ制御装置のＰＷＭ周波数に基づく前記駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、前記複数の所定ユニットにおける前記半導体スイッチのスイッチングを制御する、
請求項２に記載の処理装置。
請求項２に記載の処理装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動を検知し、その検知結果に基づいて、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記半導体スイッチのスイッチングを制御することにより前記フィルタ回路を含む前記電力供給路のインピーダンスを調整する、
請求項１に記載の処理装置。
請求項１に記載の処理装置。
【請求項5】
前記複数の所定ユニットは、前記電力供給路を形成するプラス側の配線とマイナス側の配線との間に、該複数の所定ユニットのそれぞれが配置されて構成される、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の処理装置。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の処理装置。
【請求項6】
前記複数の所定ユニットは、前記電力供給路を形成するプラス側の配線及びマイナス側の配線の一方の配線に、該複数の所定ユニットのそれぞれが配置されて構成される、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の処理装置。
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の処理装置。
【請求項7】
前記電力供給路には、複数の前記モータ制御装置が接続され、前記直流電源からの電力が該複数のモータ制御装置に分配供給される、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の処理装置。
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の処理装置。
【請求項8】
前記処理装置は、一対の入力端子と、該一対の入力端子とそれぞれ電気的に接続された一対の出力端子と、を備え、前記電力供給路を形成するプラス側の配線及びマイナス側の配線に該一対の入力端子と該一対の出力端子が接続されるコネクタである、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
【請求項9】
前記処理装置は、前記直流電源に組み込まれ、前記フィルタ回路の出力が前記電力供給
路に出力されるように構成される、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
路に出力されるように構成される、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
【請求項10】
前記モータ制御装置は、供給される直流を、サーボモータを駆動するための交流に変換するためのインバータ回路を有し、
前記処理装置は、前記モータ制御装置に組み込まれ、前記フィルタ回路の出力が前記インバータ回路に出力されるように構成される、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
前記処理装置は、前記モータ制御装置に組み込まれ、前記フィルタ回路の出力が前記インバータ回路に出力されるように構成される、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直流電源からの電力をモータ制御装置に供給する電力供給路の電圧変動の抑制を行う処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
工場等では、複数の電動機が、離れた場所に配置された複数のサーボドライバにてＰＷＭ駆動されるシステム（ロボットとその制御装置とで構成されたシステム等）が使用されている。そのようなシステムには、電動機・サーボドライバ間の長いケーブルからの放射ノイズを低減するために、スイッチングスピードを速くできない、電動機・サーボドライバ間の接続に多数のケーブルが必要とされる、といった問題がある。
【0003】
各電動機の近傍に、サーボドライバからコンバータを除去した装置（以下、モータ制御装置と表記する）を配置し、１つの直流電源装置からＤＣバスにて各モータ制御装置に電力を供給する構成を採用しておけば、上記問題が発生しないようにすることが出来る。ただし、この構成を採用したシステムでは、ＤＣバス側のＬＣ回路とモータ制御装置側とが干渉してＤＣバスの電圧が変動（振動）する場合がある（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】横尾真志,近藤圭一郎,「直流電気鉄道車両におけるベクトル制御された誘導電動機駆動システムのダンピング制御系設計法」、電気学会論文誌Ｄ，Vol.135 No.6 pp.622-631（2015）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
直流電源装置からモータ制御装置に至るまでの電力供給路（上記のＤＣバス等）における電圧変動の要因は様々である。例えば、モータ制御装置によって駆動電流が供給されるモータの挙動に起因して、電力供給路における共振が生じ、電圧変動に繋がる場合がある。本願発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、モータ制御装置に電力を供給する電力供給路の電圧の変動を好適に抑制できる技術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】
【0006】
本発明の一側面に係る処理装置は、直流電源からの電力をモータ制御装置に供給する電力供給路の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、一又は複数の所定の受動素子を有する回路要素と、該回路要素への電流供給を制御する半導体スイッチとを有する所定ユニットを複数含み、前記電力供給路に接続されるフィルタ回路と、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記フィルタ回路に含まれる前記複数の所定ユニットの前記半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部と、を備える。
【0007】
また、上記処理装置において、前記フィルタ回路は、前記所定ユニットにおける前記半導体スイッチのスイッチングにより回路全体の共振特性を調整可能に構成されてもよく、前記制御部は、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記モータ制御装置により駆動電流が供給されるモータの回転数、又は、該モータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に基づいて、前記半導体スイッチのスイッチングを制御してもよい。
【0008】
モータ制御装置に電力を供給する電力供給路の電圧変動が生じる要因の一つとして、モ
ータ制御装置により生成される駆動電流の周波数と関連するモータの回転速度やモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数が挙げられる。モータの回転速度の変動やモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に伴う駆動電流の周波数が、電力供給路の共振周波数の近傍の値となると電気的な共振により電圧変動が生じる恐れがある。そこで、上記処理装置は、電力供給路に接続されるフィルタ回路を有し、制御部によってフィルタ回路に含まれる複数の所定ユニットのそれぞれの半導体スイッチのスイッチングが制御される。
ータ制御装置により生成される駆動電流の周波数と関連するモータの回転速度やモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数が挙げられる。モータの回転速度の変動やモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に伴う駆動電流の周波数が、電力供給路の共振周波数の近傍の値となると電気的な共振により電圧変動が生じる恐れがある。そこで、上記処理装置は、電力供給路に接続されるフィルタ回路を有し、制御部によってフィルタ回路に含まれる複数の所定ユニットのそれぞれの半導体スイッチのスイッチングが制御される。
【0009】
各所定ユニットは、回路要素と半導体スイッチの組合せを有しており、半導体スイッチがスイッチングされることで回路要素への供給電流が制御される。回路要素としては、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗等の受動素子が例示でき、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗の何れかを含み、又は、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗を適宜組み合わせて含んでもよい。その結果、このような所定ユニットを複数有するフィルタ回路は、半導体スイッチがスイッチングされることで、フィルタ回路全体の共振特性を調整することが可能である。共振特性としては、共振周波数やＱ値が例示できる。したがって、上記のように制御部により半導体スイッチのスイッチングを制御することで、例えば、フィルタ回路の共振周波数を、モータの回転速度やモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に関連する駆動電流の周波数から十分に遠ざけた周波数とし、以て電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動を抑制することが可能となる。
【0010】
ここで、上記処理装置において、前記制御部は、前記フィルタ回路を含む前記電力供給路の共振周波数が、前記モータの回転速度又はモータ制御装置におけるＰＷＭ周波数に基づく前記駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、前記複数の所定ユニットにおける前記半導体スイッチのスイッチングを制御するように構成されてもよい。この構成により、より好適に電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動を抑制することが可能となる。
【0011】
また、別法として、上記処理装置において、前記制御部は、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動を検知し、その検知結果に基づいて、前記電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記半導体スイッチのスイッチングを制御することにより前記フィルタ回路を含む前記電力供給路のインピーダンスを調整してもよい。電力供給路の電圧の変動は、モータ制御装置により制御されるモータ側（例えば、インバータ回路とモータ本体とからなる部分）のインピーダンスが、電力供給路側のインピーダンスよりも小さいときに生じる場合がある。そこで半導体スイッチのスイッチング制御によって、電力供給路側のインピーダンスのピーク値を小さくし、以て電力供給路の電圧の変動を抑制することができる。
【0012】
ここで、上述までの処理装置において、フィルタ回路における複数の所定ユニットの具体的な構成は、特定の構成に限定されない。例えば、前記複数の所定ユニットは、前記電力供給路を形成するプラス側の配線とマイナス側の配線との間に、該複数の所定ユニットのそれぞれが配置されて構成されてもよい。例えば、所定ユニットにおける回路要素と半導体スイッチの形態に応じて、複数の所定ユニットのそれぞれは、プラス側の配線とマイナス側の配線との間に、並列に配置されてもよく又は直列に配置されてもよい。また、別法として、前記複数の所定ユニットは、前記電力供給路を形成するプラス側の配線及びマイナス側の配線の一方の配線に、該複数の所定ユニットのそれぞれが配置されて構成されてもよい。例えば、所定ユニットにおける回路要素と半導体スイッチの形態に応じて、複数の所定ユニットのそれぞれは、プラス側の配線とマイナス側の配線の一方の配線に、並列に配置されてもよく又は直列に配置されてもよい。なお、フィルタ回路に含める所定ユニットは、全て同じ種類の回路要素と半導体スイッチとの組合せで構成されてもよく、別法として、２種類以上の回路要素と半導体スイッチとの組合せで構成されてもよい。
【0013】
ここで、上述までの処理装置において、前記電力供給路には、複数の前記モータ制御装置が接続され、前記直流電源からの電力が該複数のモータ制御装置に分配供給されてもよい。すなわち、電力供給路を介して複数のモータ制御装置に直流電力を供給する構成に対しても本願の処理装置を適用でき、その上で半導体スイッチのスイッチングが制御されることで、電力供給路における直流の電圧変動又は電流変動を抑制することが可能となる。
【0014】
ここで、上述までの処理装置の具体的な態様を例示する。第１の態様として、前記処理装置は、一対の入力端子と、該一対の入力端子とそれぞれ電気的に接続された一対の出力端子と、を備え、前記電力供給路を形成するプラス側の配線及びマイナス側の配線に該一対の入力端子と該一対の出力端子が接続されるコネクタであってもよい。第２の態様として、前記処理装置は、前記直流電源に組み込まれ、前記フィルタ回路の出力が前記電力供給路に出力されるように構成されてもよい。第３の態様として、前記モータ制御装置は、供給される直流を、サーボモータを駆動するための交流に変換するためのインバータ回路を有する場合、前記処理装置は、前記モータ制御装置に組み込まれ、前記フィルタ回路の出力が前記インバータ回路に出力されるように構成されてもよい。なお、本願の処理装置は、上記の３つの態様以外の態様により、具体的に構成されても構わない。
【発明の効果】
【0015】
モータ制御装置に電力を供給する電力供給路の電圧の変動を好適に抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの概略構成の説明図である。
【図2】サーボＤＣ給電システム内のモータ制御装置の概略構成の説明図である。
【図3】サーボＤＣ給電システムに用いられている直流電源装置の概略構成を示す第１の図である。
【図4】直流電源装置に組み込まれた処理装置で行われる電圧変動を抑制するための制御フローを示す図である。
【図5】サーボＤＣ給電システムに用いられている直流電源装置の概略構成を示す第２の図である。
【図6】サーボＤＣ給電システムの等価回路の説明図である。
【図8】フィルタ回路の機能を説明するための図である。
【図9】サーボＤＣ給電システム内のモータ制御装置の他の概略構成を示す第1の図である。
【図10】サーボＤＣ給電システム内のモータ制御装置の他の概略構成を示す第２の図である。
【図11】本発明の他の実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの概略構成の第1の図である。
【図12】本発明の他の実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの概略構成の第２の図である。
【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の実施の形態について説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの概略構成を示し、図２に、サーボＤＣ給電システムに含まれるモータ制御装置１０の概略構成を示す。
【0018】
＜第１の実施形態＞
図１に示してあるように、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムは、直流電源装置
３０と複数のモータ制御装置１０との間を、電力供給路３５にて接続したシステムである。直流電源装置３０は、所定の直流電圧を出力する電源であり、内部に電源部３１を有する（後述の図６を参照）。電源部３１は、所定の直流電圧を出力するユニットである。電源部３１として、三相交流電源５０からの三相交流を直流電圧に変換するユニットであってもよく、又は、電源部３１は、単相交流を直流電圧に変換するユニットであってもよい。また、電源部３１は、ダイオードを組み合わせた整流回路（例えば、全波整流回路）であっても、スイッチング素子が用いられたＡＣ－ＤＣコンバータ（例えば、電源回生コンバータ）であってもよい。さらに、電源部３１は、二次電池であってもよい。モータ制御装置１０は、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller）等の上位装置からの指令（位置指令、速度指令等）に従って、サーボモータ４０（以下、単に、モータ４０とも表記する）を制御する装置である。図２に示してあるように、モータ制御装置１０は、インバータ回路１１と制御部１２とを備えている。
図１に示してあるように、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムは、直流電源装置
３０と複数のモータ制御装置１０との間を、電力供給路３５にて接続したシステムである。直流電源装置３０は、所定の直流電圧を出力する電源であり、内部に電源部３１を有する（後述の図６を参照）。電源部３１は、所定の直流電圧を出力するユニットである。電源部３１として、三相交流電源５０からの三相交流を直流電圧に変換するユニットであってもよく、又は、電源部３１は、単相交流を直流電圧に変換するユニットであってもよい。また、電源部３１は、ダイオードを組み合わせた整流回路（例えば、全波整流回路）であっても、スイッチング素子が用いられたＡＣ－ＤＣコンバータ（例えば、電源回生コンバータ）であってもよい。さらに、電源部３１は、二次電池であってもよい。モータ制御装置１０は、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller）等の上位装置からの指令（位置指令、速度指令等）に従って、サーボモータ４０（以下、単に、モータ４０とも表記する）を制御する装置である。図２に示してあるように、モータ制御装置１０は、インバータ回路１１と制御部１２とを備えている。
【0019】
インバータ回路１１は、電力供給路３５を介して入力される直流電源装置３０からの直流電圧を三相交流に変換するための回路である。インバータ回路１１は、プラス側の電力線とマイナス側の電力線との間に、Ｕ相用のレグ、Ｖ相用のレグ及びＷ相用のレグを並列接続した構成を有しており、モータ制御装置１０には、インバータ回路１１の各レグの出力電流を測定するための電流センサ２８が設けられている。
【0020】
制御部１２は、上位装置（ＰＬＣ等）からの指令に従って、インバータ回路１１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御するユニットである。制御部１２は、プロセッサ（マイクロコントローラ、ＣＰＵ等）とその周辺回路とから構成されており、制御部１２は、各電流センサ２８からの信号、モータ４０に取り付けられたエンコーダ４１（アブソリュートエンコーダやインクリメンタルエンコーダ）からの信号等が入力されている。
【0021】
図１に示すように、電力供給路３５は、直流電源装置３０からの電力（電流）を、サーボＤＣ給電システム内の各モータ制御装置１０に分配供給できるように複数の電力ケーブルを組み合わせた給電路である。電力供給路３５の各モータ制御装置１０との接続部分（各モータ制御装置１０の電源端子間）には、通常、平滑コンデンサ１８が設けられる。
【0022】
図３に、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムに用いられているモータ制御装置１０の概略構成を示す。図示してあるように、モータ制御装置１０は、インバータ回路１１とフィルタ回路３２とを備える。フィルタ回路３２は、モータ制御装置１０において電力供給路３５と接続される位置に配置され、電力供給路３５から供給される直流電力がフィルタ回路３２を通して、インバータ回路１１に出力される構成となっている。
【0023】
フィルタ回路３２は、電力供給路３５における直流を安定化するための回路である。図示してあるように、フィルタ回路３２は、制御回路２１と、プラス側の電力線及びマイナス側の電力線間に配置された複数の安定化ユニット８１とを備えており（図３に示す例では３個の安定化ユニット８１が含まれる）、当該安定化ユニットのそれぞれは、コンデンサ２３と半導体スイッチとして機能するトランジスタ２４の直列接続体と、トランジスタ２４の駆動回路２２とを有している。駆動回路２２は、制御回路２１からの制御信号に応じて、トランジスタ２４のゲートに電圧印加を行うことで、トランジスタ２４を半導体スイッチとして機能させる回路である。
【0024】
制御回路２１には、上位装置からモータ制御装置１０の制御部１２に付与される指令に含まれるモータ４０の回転速度に関連する情報が入力され、制御回路２１はその回転速度に関連する情報に基づいて、複数の安定化ユニット８１のそれぞれの駆動回路２２に対して電圧印加を行い、対応するトランジスタ２４のスイッチングを制御するように構成されている。
【0025】
ここで、電力供給路３５において、Ｌ１を電力供給路３５のインダクタンス、Ｃ１を電力供給路３５のキャパシタンスと平滑コンデンサ１８のキャパシタンスの合成キャパシタンスとする。更に、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１に含まれる、受動素子であるコンデンサ２３のキャパシタンスをＣ２とする。この結果、制御回路２１によって１個の安定化ユニット８１においてのみトランジスタ２４がオンにされた場合（ケース１）、制御回路２１によって２個の安定化ユニット８１においてのみトランジスタ２４がオンにされた場合（ケース２）、制御回路２１によって全ての安定化ユニット８１においてトランジスタ２４がオンにされた場合（ケース３）の、電力供給路３５の共振周波数は、それぞれ下記の通りとなる。
（ケース１）
（ケース２）
（ケース３）
このとき、ｆ３＜ｆ２＜ｆ１となる。
（ケース１）
【数1】
（ケース２）
【数2】
（ケース３）
【数3】
このとき、ｆ３＜ｆ２＜ｆ１となる。
【0026】
このように制御回路２１によってトランジスタ２４のスイッチングが制御されることで、電力供給路３５の共振周波数を制御することが可能となる。ここで、各モータ制御装置１０における、制御回路２１によるトランジスタ２４のスイッチング制御について、図４に基づいて説明する。図４に示す処理は、制御回路２１において所定の制御プログラムが所定間隔で繰返し実行されることで実現される。先ず、Ｓ１０１では、図１に示すサーボＤＣ給電システムにおいて、各モータ制御装置１０に対応するモータ４０の速度情報（回転速度に関連する情報）が取得される。
【0027】
続いて、Ｓ１０２では、フィルタ回路３２の共振周波数の調整が必要であるか否かが判定される。具体的には、モータ４０の駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲の中に、現時点での各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態（オン状態もしくはオフ状態の何れかの状態）から導かれる電力供給路３５の共振周波数が属している場合には、フィルタ回路３２の共振周波数の調整が必要であると判定される。Ｓ１０２で肯定判定されると処理はＳ１０３へ進み、否定判定されるとＳ１０４へ進む。そして、Ｓ１０３では、電力供給路３５の共振周波数が、モータ４０の駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態を変更する。また、Ｓ１０４では、共振によ
る電力供給路３５での電圧変動の恐れは低いため、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態は現状維持される。
る電力供給路３５での電圧変動の恐れは低いため、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態は現状維持される。
【0028】
上記の通り、図４に示す制御に従って、電力供給路３５の共振周波数が、モータ４０の回転速度に基づく駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、制御回路２１がトランジスタ２４のスイッチングを制御することで、モータの駆動に関連して生じる直流電圧の共振に起因した、電力供給路３５における電圧変動を効果的に回避することが可能となる。
【0029】
なお、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態を調整しても、モータ４０の駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲の中に電力供給路３５の共振周波数が含まれることを避けられない場合には、モータ４０の駆動電流の周波数と電力供給路３５の共振周波数とが可及的に離れた状態となるように、トランジスタ２４のスイッチング状態を調整すればよい。
【0030】
なお、図４に示す制御では、制御回路２１にはモータ４０の回転速度に関連する情報が入力され、制御回路２１はその回転速度に関連する情報に基づいて、トランジスタ２４のスイッチングを制御するように構成されているが、その態様に代えて、制御回路２１にはインバータ回路１１におけるＰＷＭ周波数に関連する情報が渡されてもよい。そして、制御回路２１はそのＰＷＭ周波数に関連する情報に基づいて、トランジスタ２４のスイッチングを制御することで、インバータ回路１１でのスイッチング動作に起因する電力供給路３５の電圧変動を抑制することができる。
【0031】
＜変形例＞
直流電源装置３２に組み込まれるフィルタ回路の変形例について、図５に基づいて説明する。本変形例のフィルタ回路３２Ａは、プラス側の電力線及びマイナス側の電力線の何れか一方に配置される。図５においては、電源部３１からのプラス側の電力線にフィルタ回路３２Ａが配置されている。フィルタ回路３２Ａは、制御回路２１と複数の安定化ユニット８２とを備えており（図５に示す例では２個の安定化ユニット８２が含まれる）、当該安定化ユニットのそれぞれは、受動素子であるインダクタンス２５と半導体スイッチとして機能するトランジスタ２４の並列接続体と、トランジスタ２４の駆動回路２２とを有している。フィルタ回路３２Ａにおいて、安定化ユニット８２のぞれぞれは互いに並列に接続されている。制御回路２１と駆動回路２２については、上記の第１の実施形態と実質的に同じであるため詳細な説明は割愛する。
直流電源装置３２に組み込まれるフィルタ回路の変形例について、図５に基づいて説明する。本変形例のフィルタ回路３２Ａは、プラス側の電力線及びマイナス側の電力線の何れか一方に配置される。図５においては、電源部３１からのプラス側の電力線にフィルタ回路３２Ａが配置されている。フィルタ回路３２Ａは、制御回路２１と複数の安定化ユニット８２とを備えており（図５に示す例では２個の安定化ユニット８２が含まれる）、当該安定化ユニットのそれぞれは、受動素子であるインダクタンス２５と半導体スイッチとして機能するトランジスタ２４の並列接続体と、トランジスタ２４の駆動回路２２とを有している。フィルタ回路３２Ａにおいて、安定化ユニット８２のぞれぞれは互いに並列に接続されている。制御回路２１と駆動回路２２については、上記の第１の実施形態と実質的に同じであるため詳細な説明は割愛する。
【0032】
本変形例においても、制御回路２１にはモータ４０の回転速度に関連する情報が入力され、その回転速度に関連する情報に基づいて、複数の安定化ユニット８２のそれぞれの駆動回路２２に対して電圧印加を行い、対応するトランジスタ２４のスイッチングを制御するように構成されている。このような構成によっても、電力供給路３５の共振周波数を制御することが可能となる。
【0033】
また、安定化ユニット８２に含まれる受動素子としては、上述までのようにキャパシタンス、インダクタンスだけではなく、抵抗も含めてもよい。また、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗を適宜組み合わせて、安定化ユニット８２のための受動素子として採用してもよい。
【0034】
＜第２の実施形態＞
上記の実施形態では、トランジスタ２４のスイッチング制御によって、電力供給路３５の共振周波数を制御し、その電圧変動を抑制したが、本実施形態では、電力供給路３５における直流の電圧変動又は電流変動を検知し、その検知結果に基づいてトランジスタ２４
のスイッチング制御を行って、フィルタ回路３２、３２Ａを含む電力供給路３５のインピーダンスを調整し、電力供給路における電圧変動又は電流変動を抑制する。
上記の実施形態では、トランジスタ２４のスイッチング制御によって、電力供給路３５の共振周波数を制御し、その電圧変動を抑制したが、本実施形態では、電力供給路３５における直流の電圧変動又は電流変動を検知し、その検知結果に基づいてトランジスタ２４
のスイッチング制御を行って、フィルタ回路３２、３２Ａを含む電力供給路３５のインピーダンスを調整し、電力供給路における電圧変動又は電流変動を抑制する。
【0035】
具体的には、本願開示のサーボＤＣ給電システム（即ち、従来のサーボＤＣ給電システム）について、モータ側（図１において複数のモータ制御装置１０と複数のモータ４０からなる部分）のインピーダンスをＺｍと表記すると、図６に示した等価回路で表すことができる。この図６において、Ｌ１は、電力供給路３５のインダクタンス、ｒＬは、Ｌ１の直列抵抗である。また、Ｃ１は、電力供給路３５のキャパシタンスと平滑コンデンサ１８のキャパシタンスの合成キャパシタンス、ｒＣは、Ｃ１の直列抵抗である。
【0036】
この等価回路（図６）における電源側の出力インピーダンスのピーク値Ｚｏ－ｐｅａｋは、以下の式により表される。
そして、図７に模式的に示してあるように、“Ｚｏ－ｐｅａｋ＞Ｚｍ”が成立する場合に、電力供給路３５の電圧が不安定となる。従って、Ｚｏ－ｐｅａｋ値を減少させれば、電力供給路３５の電圧が不安定になること（変動すること）を抑止することができる。
【数4】
そして、図７に模式的に示してあるように、“Ｚｏ－ｐｅａｋ＞Ｚｍ”が成立する場合に、電力供給路３５の電圧が不安定となる。従って、Ｚｏ－ｐｅａｋ値を減少させれば、電力供給路３５の電圧が不安定になること（変動すること）を抑止することができる。
【0037】
フィルタ回路３２、３２Ａにおけるトランジスタ２４を含む安定化ユニット８１、８２は、トランジスタ２４のスイッチング制御によって、フィルタ回路３２、３２Ａが接続されている電力供給路３５のインピーダンスを変化させることが可能である。そこで、制御回路２１は、電力供給路３５の電圧変動又は電流変動を検知し、図８に示すように、その検知結果に基づいてＺｏ－ｐｅａｋ値がＺｍを下回るようにトランジスタ２４のスイッチング制御を実行する。これにより、電力供給路３５の電圧が不安定になること（変動すること）が抑止される。
【0038】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、フィルタ回路３２、３２Ａはモータ制御装置１０の中に組み込まれたが、本実施形態では、図９、図１０に示すように、フィルタ回路３２、３２Ａは直流電源装置３０の中に組み込まれる。フィルタ回路３２、３２Ａについては、第１の実施形態に示したとおりである。図９においては、直流電源装置３０にフィルタ回路３２が組み込まれている。当該フィルタ回路３２は、電力供給路３５と接続される位置に配置され、電源部３１から出力される直流電力がフィルタ回路３２を通して、電力供給路３５に出力される構成となっている。また、図１０においては、直流電源装置３０内のプラス側の電力線３３ｐにフィルタ回路３２Ａが組み込まれている。当該フィルタ回路３２Ａは、電力供給路３５のプラス側の配線３３ｐと接続される位置に配置され、電源部３１から出力される直流電力がフィルタ回路３２Ａを通して、電力供給路３５に出力される構成となっている。なお、フィルタ回路３２Ａは直流電源装置３０のマイナス側の配線３３ｍに組み込まれてもよい。
第１の実施形態では、フィルタ回路３２、３２Ａはモータ制御装置１０の中に組み込まれたが、本実施形態では、図９、図１０に示すように、フィルタ回路３２、３２Ａは直流電源装置３０の中に組み込まれる。フィルタ回路３２、３２Ａについては、第１の実施形態に示したとおりである。図９においては、直流電源装置３０にフィルタ回路３２が組み込まれている。当該フィルタ回路３２は、電力供給路３５と接続される位置に配置され、電源部３１から出力される直流電力がフィルタ回路３２を通して、電力供給路３５に出力される構成となっている。また、図１０においては、直流電源装置３０内のプラス側の電力線３３ｐにフィルタ回路３２Ａが組み込まれている。当該フィルタ回路３２Ａは、電力供給路３５のプラス側の配線３３ｐと接続される位置に配置され、電源部３１から出力される直流電力がフィルタ回路３２Ａを通して、電力供給路３５に出力される構成となっている。なお、フィルタ回路３２Ａは直流電源装置３０のマイナス側の配線３３ｍに組み込まれてもよい。
【0039】
ここで、第３の実施形態における、制御回路２１によるトランジスタ２４のスイッチング制御について、上述の図４に基づいて説明する。先ず、Ｓ１０１では、図１に示すサーボＤＣ給電システムにおいて、駆動される全てのモータ４０の速度情報（回転速度に関連する情報）が取得される。具体的には、３台のモータ４０に対応するモータ制御装置１０のそれぞれから、各モータ４０の速度情報が制御回路２１に伝えられる。
【0040】
続いて、Ｓ１０２では、フィルタ回路３２の共振周波数の調整が必要であるか否かが判定される。Ｓ１０２で肯定判定されると処理はＳ１０３へ進み、否定判定されるとＳ１０４へ進む。そして、Ｓ１０３では、電力供給路３５の共振周波数が、３台のモータ４０のそれぞれの駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態を変更する。また、Ｓ１０４では、共振による電力供給路３５での電圧変動の恐れは低いため、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態は現状維持される。
【0041】
このように、電力供給路３５の共振周波数が、モータ４０の回転速度に基づく駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲から外れるように、制御回路２１がトランジスタ２４のスイッチングを制御することで、モータの駆動に関連して生じる直流電圧の共振に起因した、電力供給路３５における電圧変動を効果的に回避することが可能となる。なお、フィルタ回路３２における各安定化ユニット８１のトランジスタ２４のスイッチング状態を調整しても、３台のモータ４０のそれぞれの駆動電流の周波数を中心とした所定の周波数範囲の中に電力供給路３５の共振周波数が含まれることを避けられない場合には、３台のモータ４０のそれぞれの駆動電流の周波数と電力供給路３５の共振周波数とが可及的に離れた状態となるように、トランジスタ２４のスイッチング状態を調整すればよい。また、３台のモータ４０のうち電力供給路３５の直流電圧の変動に支配的に影響を及ぼすモータがある場合（例えば、１台のモータ４０が他のモータ４０よりも駆動電流が大きい等）、当該モータ４０の速度情報のみに基づいて、図４に示す制御を行うようにしてもよい。
【0042】
なお、本実施形態においても、制御回路２１に入力される情報は、モータ４０の回転速度に関連する情報に代えて、インバータ回路１１におけるＰＷＭ周波数に関連する情報であってもよい。そして、制御回路２１はそのＰＷＭ周波数に関連する情報に基づいて、トランジスタ２４のスイッチングを制御することで、インバータ回路１１でのスイッチング動作に起因する電力供給路３５の電圧変動を抑制することができる。
【0043】
＜第４の実施形態＞
第１の実施形態では、フィルタ回路３２、３２Ａは直流電源装置３０の中に組み込まれたが、本実施形態では、図１１、図１２に示すように、電力供給路３５を構成するコネクタ２０の中に組み込まれる。フィルタ回路３２、３２Ａについては、第１の実施形態に示したとおりである。
第１の実施形態では、フィルタ回路３２、３２Ａは直流電源装置３０の中に組み込まれたが、本実施形態では、図１１、図１２に示すように、電力供給路３５を構成するコネクタ２０の中に組み込まれる。フィルタ回路３２、３２Ａについては、第１の実施形態に示したとおりである。
【0044】
図１１においては、電力供給路３５に置かれるコネクタ２０にフィルタ回路３２が組み込まれている。コネクタ２０は、上流側（直流電源装置３０側）の電力ケーブルを接続するための一対の入力端子２１ｐ、２１ｍを備える。なお、入力端子２１ｐが、プラス側の入力端子であり、入力端子２１ｍがマイナス側の入力端子である。更に、コネクタ２０は、下流側の電力ケーブルを接続するための一対の出力端子２２ｐ、２２ｍも備える。出力端子２２ｐ、２２ｍは、それぞれ、コネクタ内部の配線により、入力端子２１ｐ、２１ｍと接続されている。また、コネクタ２０は、その内部で配線が分岐され、他のモータ制御装置１０のための電力供給路３５を接続できるように端子が設けられている。そして、コネクタ２０において、フィルタ回路３２が電力供給路３５と接続される位置に配置され、電力供給路３５における直流電力は、フィルタ回路３２を介して直流電源装置３０からモータ制御装置１０に供給される構成となっている。
【0045】
また、電力供給路３５において、コネクタ２０の下流側に、更に供給路を分岐するためのコネクタ５５が配置されている。しかし、コネクタ５５は供給路を分岐するための従来のコネクタであり、その内部にはフィルタ回路３２は設けられていない。別法として、コ
ネクタ５５にもフィルタ回路３２を設けてもよい。
ネクタ５５にもフィルタ回路３２を設けてもよい。
【0046】
図１２においては、電力供給路３５に置かれるコネクタ２０にフィルタ回路３２が組み込まれている。コネクタ２０は、上流側（直流電源装置３０側）の電力ケーブルを接続するための一対の入力端子２１ｐ、２１ｍと、下流側の電力ケーブルを接続するための一対の出力端子２２ｐ、２２ｍとを備え、出力端子２２ｐ、２２ｍは、それぞれ、コネクタ内部の配線により、入力端子２１ｐ、２１ｍと接続されている。そして、コネクタ２０において、フィルタ回路３２Ａが、コネクタ内部のプラス側の電力線に配置され、電力供給路３５における直流電力は、フィルタ回路３２Ａを介して直流電源装置３０からモータ制御装置１０に供給される構成となっている。なお、図１２におけるコネクタ２０、５５における供給路の分岐形態については、図１１に示す形態と同様である。
【0047】
このような形態によっても、フィルタ回路３２、３２Ａ内の制御回路２１がトランジスタ２４のスイッチングを制御することで、モータの駆動に関連して生じる直流電圧の共振に起因した、電力供給路３５における電圧変動を効果的に回避することが可能となる。
【0048】
＜付記１＞
直流電源（３０）からの電力をモータ制御装置（１０）に供給する電力供給路（３５）の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、
所定のキャパシタンスと所定のインダクタンスのうち少なくとも何れかを有する回路要素（２３、２５）と、該回路要素（２３、２５）への電流供給を制御する半導体スイッチ（２４）とを有する所定ユニット（８１、８２）を複数含み、前記電力供給路（３５）に接続されるフィルタ回路（３２、３２Ａ）と、
前記電力供給路（３５）における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記フィルタ回路（３２、３２Ａ）に含まれる前記複数の所定ユニット（８１、８２）の前記半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部（２１）と、
を備える、処理装置。
直流電源（３０）からの電力をモータ制御装置（１０）に供給する電力供給路（３５）の電圧変動の抑制を行う処理装置であって、
所定のキャパシタンスと所定のインダクタンスのうち少なくとも何れかを有する回路要素（２３、２５）と、該回路要素（２３、２５）への電流供給を制御する半導体スイッチ（２４）とを有する所定ユニット（８１、８２）を複数含み、前記電力供給路（３５）に接続されるフィルタ回路（３２、３２Ａ）と、
前記電力供給路（３５）における直流の電圧変動又は電流変動が抑制されるように、前記フィルタ回路（３２、３２Ａ）に含まれる前記複数の所定ユニット（８１、８２）の前記半導体スイッチのスイッチングを制御する制御部（２１）と、
を備える、処理装置。
【符号の説明】
【0049】
１０ モータ制御装置
２０ コネクタ
２１ 制御回路
２３ キャパシタ
２４ トランジスタ
２５ インダクタンス
３０ 直流電源装置
３２、３２Ａ フィルタ回路
３５ 電力供給路
８１、８２ 安定化ユニット
２０ コネクタ
２１ 制御回路
２３ キャパシタ
２４ トランジスタ
２５ インダクタンス
３０ 直流電源装置
３２、３２Ａ フィルタ回路
３５ 電力供給路
８１、８２ 安定化ユニット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】