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(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】P2024130869
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】設計支援装置、設計支援方法及び設計支援プログラム
(51)【国際特許分類】
G06F 30/367 20200101AFI20240920BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G06F30/367
H02M7/48 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023040814
(22)【出願日】2023-03-15
(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】濱名 建太郎
(72)【発明者】
【氏名】徳崎 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】陳 晨
【テーマコード（参考）】
5B146
5H770
【Ｆターム（参考）】
5B146AA21
5B146DC04
5B146GG24
5H770AA05
5H770BA01
5H770CA01
5H770DA22
5H770DA30
(57)【要約】
【課題】直流電源から電力供給路を介してインバータ回路と電動機を含む複数のサーボ装置と他システムとに直流電力を供給する直流電力供給システムにおいて、他システムへの電流の変動を抑制し、サーボ装置を小型化し得る直流電力供給システムの設計を可能とする。
【解決手段】インバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、直流電源からの直流電力を複数のサーボ装置に供給する電力供給路と、直流電力が供給される第２システムと、電力供給路に接続されるインダクタと、を含む直流電力供給システムの設計支援装置であって、電力供給路と複数のサーボ装置との接続構成情報と、サーボ装置の軸数情報と、直流電源とサーボ装置及び第２システムとを接続する配線情報と、サーボ装置の特性情報とを含む構成情報を取得し、構成情報に基づいて第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタのインダクタンス値を出力する。
【選択図】図１
【解決手段】インバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、直流電源からの直流電力を複数のサーボ装置に供給する電力供給路と、直流電力が供給される第２システムと、電力供給路に接続されるインダクタと、を含む直流電力供給システムの設計支援装置であって、電力供給路と複数のサーボ装置との接続構成情報と、サーボ装置の軸数情報と、直流電源とサーボ装置及び第２システムとを接続する配線情報と、サーボ装置の特性情報とを含む構成情報を取得し、構成情報に基づいて第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタのインダクタンス値を出力する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援装置であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得する取得手段と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援装置であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得する取得手段と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置。
【請求項2】
前記第２システムは、それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含むサブシステムを、前記電力供給路に、複数、並列に接続して構成されることを特徴とする請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項3】
前記出力手段は、前記直流電力供給システムの回路モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
【請求項4】
前記出力手段は、前記第１システムの複数の前記サーボ装置のそれぞれに含まれる前記インバータ回路をモデル化した電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする請求項３に記載の設計支援装置。
【請求項5】
前記電流源モデルは、前記特性情報に基づいて決まる周波数の正弦波で表される電流を出力することを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
【請求項6】
前記特性情報と、前記周波数とを関連付けたテーブルを備えることを特徴とする請求項５に記載の設計支援装置。
【請求項7】
前記電流源モデルは、矩形波であって、その基本波の周波数が、前記特性情報に基づいて決まる周波数と同一周波数である矩形波で表される電流を出力することを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
【請求項8】
前記電流源モデルは、前記インバータ回路に発生するリップル電流の波形で表される電流を出力することを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
【請求項9】
前記電流源モデルの動作パターンに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
前記出力手段は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
【請求項10】
前記電流源モデルは、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含む過渡解析モデルであることを特徴とする請求項４に記載の設計支援装置。
【請求項11】
前記配線情報は、前記配線の種類及び長さを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
【請求項12】
異なる特性を有する前記インダクタに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタを出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
前記出力手段は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタを出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
【請求項13】
前記出力手段によって出力される前記インダクタンス値を最適化する最適化手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の設計支援装置。
【請求項14】
前記最適化手段は、前記第２システムに接続される前記配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に基づいて、前記インダクタンス値を最適化することを特徴とする請求項１３に記載の設計支援装置。
【請求項15】
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
を備えたことを特徴とする設計支援方法。
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
を備えたことを特徴とする設計支援方法。
【請求項16】
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援プログラムであって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記直流電源と、前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援プログラムであって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記直流電源と、前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、直流電力供給システムの設計を支援する設計支援装置、設計支援方法及び設計支援プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
１つの電源から複数の負荷装置に電力が供給される給電システムとして、以下のシステムが知られている。
・複数の負荷装置間を電力ケーブルにてデイジーチェーン接続するとともに、当該複数の負荷装置のなかの１つの負荷装置と電源とを電力ケーブルにて接続したシステム（デイジーチェーン接続システム）。
・電源側から枝分かれするように複数の電力ケーブルを組み合わせた電力供給路にて電源と複数の負荷装置とを接続したシステム（ツリー接続システム）。
・複数の負荷装置間を電力ケーブルにてデイジーチェーン接続するとともに、当該複数の負荷装置のなかの１つの負荷装置と電源とを電力ケーブルにて接続したシステム（デイジーチェーン接続システム）。
・電源側から枝分かれするように複数の電力ケーブルを組み合わせた電力供給路にて電源と複数の負荷装置とを接続したシステム（ツリー接続システム）。
【0003】
特許文献１には、１つの直流電源から複数の直流機器に直流電力を供給するＤＣ給電システムにおいて、直流機器への電力供給がオンオフされると、直流機器への印加電圧が急変して過渡状態の印加電圧に発振電圧やサージ電圧等の過渡電圧が発生することにより、直流電源から複数の直流機器へと直流電力を供給する直流供給線路に過渡電圧が重畳され電圧変動が発生し、直流供給線路に接続された他の直流機器の誤動作等が生じる可能性があるため、各直流機器にＬＰＦ（Low Pass Filter）を設ける技術が提案されている。
【0004】
しかしながら、このようにＤＣ給電システムに接続された各直流機器にＬＰＦを設けると直流機器が大型化するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１５９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、直流電源から、電力供給路を介して、インバータ回路と電動機を含む複数のサーボ装置と、他システムとに、直流電力を供給する直流電力供給システムにおいて、複数のサーボ装置から他システムに回り込む電流の変動を抑制し、サーボ装置を小型化し得る直流電力供給システムの設計を可能とす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】
【0007】
上記の課題を解決するための本発明は、
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援装置であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構
成情報を取得する取得手段と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする。
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援装置であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構
成情報を取得する取得手段と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする。
【0008】
これによれば、直流電力供給システムの構成情報に基づいて、インダクタのインダクタンス値であって、第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力することができるので、直流電源から第１システム及び第２システムに直流電力を分配するための直流電力供給路に適切なインダクタンス値を有するインダクタを設けた直流電力供給システムを設計することができる。従って、直流電源に接続された複数のサーボ装置のそれぞれに、第１システムから第２システムに回り込む電流の変動を抑制するためのフィルタ装置等を設ける必要がなく、各サーボ装置を小型化することができる。
【0009】
また、本発明において、
前記第２システムは、それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含むサブシステムを、前記電力供給路に、複数、並列に接続して構成されるようにしてもよい。
前記第２システムは、それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含むサブシステムを、前記電力供給路に、複数、並列に接続して構成されるようにしてもよい。
【0010】
また、本発明において、
前記出力手段は、前記直流電力供給システムの回路モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力するようにしてもよい。
前記出力手段は、前記直流電力供給システムの回路モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力するようにしてもよい。
【0011】
このような、回路モデルを用いることにより、適切なインダクタンス値を簡易な処理で出力することができる。
【0012】
また、本発明において、
前記出力手段は、前記第１システムの複数の前記サーボ装置のそれぞれに含まれるインバータ回路をモデル化した電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とするようにしてもよい。
前記出力手段は、前記第１システムの複数の前記サーボ装置のそれぞれに含まれるインバータ回路をモデル化した電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とするようにしてもよい。
【0013】
このような、電流源モデルを用いることにより、適切なインダクタンス値を簡易な処理で出力することができる。
【0014】
また、本発明において、
前記電流源モデルは、前記特性情報に基づいて決まる周波数の正弦波で表される電流を出力するようにしてもよい。
前記電流源モデルは、前記特性情報に基づいて決まる周波数の正弦波で表される電流を出力するようにしてもよい。
【0015】
また、本発明において、
前記特性情報と、前記周波数とを関連付けたテーブルを備えるようにしてもよい。
前記特性情報と、前記周波数とを関連付けたテーブルを備えるようにしてもよい。
【0016】
前記電流源モデルは、矩形波であって、その基本波の周波数が、前記特性情報に基づいて決まる周波数と同一周波数である矩形波で表される電流を出力するようにしてもよい。
【0017】
前記電流源モデルは、前記インバータ回路に発生するリップル電流の波形で表される電流を出力するようにしてもよい。
【0018】
また、本発明において、
前記電流源モデルの動作パターンに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力するようにしてもよい。
前記電流源モデルの動作パターンに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデルを用いて、前記インダクタンス値を出力するようにしてもよい。
【0019】
また、本発明において、
前記電流源モデルは、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含む過渡解析モデルであるようにしてもよい。
前記電流源モデルは、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含む過渡解析モデルであるようにしてもよい。
【0020】
また、本発明において、
前記配線情報は、前記配線の種類及び長さを含むようにしてもよい。
前記配線情報は、前記配線の種類及び長さを含むようにしてもよい。
【0021】
また、本発明において、
異なる特性を有する前記インダクタに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタを出力するようにしてもよい。
異なる特性を有する前記インダクタに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタを出力するようにしてもよい。
【0022】
このようにすれば、ユーザが直流電力供給システムの設計に用いたいインダクタの候補が複数ある場合にも、適切な支援が可能となる。
【0023】
本発明において、
前記出力手段によって出力される前記インダクタンス値を最適化する最適化手段を備えるようにしてもよい。
前記出力手段によって出力される前記インダクタンス値を最適化する最適化手段を備えるようにしてもよい。
【0024】
このようにすれば、第２システムに流れる電流を抑制し得るインダクタンス値が限定できない場合でも、最適なインダクタンス値を出力することができる。
【0025】
また、本発明において、
前記最適化手段は、前記第２システムに接続される前記配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に基づいて、前記インダクタンス値を最適化するようにしてもよい。
前記最適化手段は、前記第２システムに接続される前記配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に基づいて、前記インダクタンス値を最適化するようにしてもよい。
【0026】
このようにすれば、第２システムに流れる電流を抑制し得るインダクタンス値が限定できない場合でも、第２システムに接続される配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に応じた映した最適なインダクタンス値を出力することができる。
【0027】
また、本発明は、
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
を備えたことを特徴とする。
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
を備えたことを特徴とする。
【0028】
また、本発明は、
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援プログラムであって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記直流電源と、前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラムとして構成することができる。
それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含む第１システムと、
直流電源からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路と、
前記電力供給路に対して、前記第１システムと並列に接続され、前記直流電源からの直流電力が供給される第２システムと、
前記電力供給路に接続されるインダクタと、
を含む直流電力供給システムの設計を支援する設計支援プログラムであって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記直流電源と、前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタのインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラムとして構成することができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、直流電源から、電力供給路を介して、インバータ回路と電動機を含む複数台のサーボ装置と、他システムとに、直流電力を供給する直流電力供給システムにおいて、複数台のサーボ装置から他システムに回り込む電流の変動を抑制し、サーボ装置を小型化し得る直流電力供給システムの設計を可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の実施例に係る設計支援装置のブロック図である。
【図2】本発明の実施例における直流給電システムの概略構成図である。
【図3】本発明の実施例における設計支援処理を説明するフローチャートである。
【図4】本発明の実施例にＵＩ例を示す図である。
【図5】本発明の実施例における回路モデルを示す図である。
【図6】本発明の実施例における回路モデルを示す図である。
【図7】本発明の実施例におけるリップル電流を示すグラフである。
【図8】本発明の実施例におけるリップル電流源の出力を説明するグラフである。
【図9】本発明の実施例におけるリップル電流源を説明する図である。
【図10】本発明の実施例におけるパッシブＬ値とリップル抑制との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
【0032】
図１に、本発明の実施例に係る設計支援装置１０のブロック図を示す。設計支援装置１０は、図２に示すような構成の直流給電システム１（サーボシステム）の設計、とりわけインダクタ６０のインダクタンス値（以下では、パッシブＬ値という。）の設計を支援する装置である。
【0033】
直流給電システム１は、直流電源２０から直流電力供給路３０により、直流電力が、第１システム４０及び第２システム５０に分配供給される。そして、直流給電システム１では、直流電力供給路３０にインダクタ６０が直列に接続されている。
【0034】
直流給電システム１は、第１システム４０として、サーボ装置４０１及びサーボ装置４０２を備える。サーボ装置４１は、第１サーボドライバ４０１－１及び第１モータ４０１－２を含む。サーボ装置４０２は、第２サーボドライバ４０２－１、第２モータ４０２－２を含む。図２では、第１システム４０を、２台のサーボ装置４０１及びサーボ装置４０
２から構成しているが、第１システム４０を構成するサーボ装置の台数はこれに限定されず、適宜の複数台のサーボ装置を接続して第１システム４０を構成してもよい。
２から構成しているが、第１システム４０を構成するサーボ装置の台数はこれに限定されず、適宜の複数台のサーボ装置を接続して第１システム４０を構成してもよい。
【0035】
直流給電システム１は、さらに第２システム５０を備える。第２システム５０は、直流電源２０から供給された直流電力の電圧を変換する片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０－１と、片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０－１から供給される直流電力によって駆動されるＦＡコンポーネント群５０－２を含む。図２では、第２システム５０を、片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０－１と、ＦＡコンポーネント群５０－２から構成しているが、第２システム５０の構成はこれに限られず、複数の片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ及びＦＡコンポーネント群が並列に接続して第２システム５０を構成してもよい。また、第２システム５０として、電力供給路３０に、サーボドライバ及びモータを含むサーボ装置を複数台、適宜の構成で接続して構成されたサブシステムを、複数、並列に接続して構成してもよい。
【0036】
図３を参照して、設計支援処理部１５が実行する設計支援処理について説明する。
ステップＳ１において、設計支援処理部１５は、各サーボ装置４０Ｘ（１≦Ｘ≦Ｎ）に関する構成情報を取得する。構成情報には、設計対象システムの接続構成、軸数、並びに、サーボドライバ、モータ及び配線の種類が含まれる。
ステップＳ１において、設計支援処理部１５は、各サーボ装置４０Ｘ（１≦Ｘ≦Ｎ）に関する構成情報を取得する。構成情報には、設計対象システムの接続構成、軸数、並びに、サーボドライバ、モータ及び配線の種類が含まれる。
【0037】
図４は、設計対象システムの構成情報を取得するためにディスプレイ１２に表示さえるＵＩ７０の例を示す。ユーザは、このＵＩ７０を用いて、サーボドライバ７２－１の機種に関する情報、モータ７２－２の機種に関する情報、サーボドライバ７３－１の機種に関する情報、モータ７３－２の機種に関する情報、サーボドライバ７２－１とサーボドライバ７３－１とを接続する配線７５のインピーダンス（インダクタンス及び抵抗）、直流電力供給路７４を第２システム（コンデンサ７６）と接続する配線７７のインピーダンス（インダクタンス及び抵抗）を入力する。
【0038】
ステップＳ２において、ステップＳ１において取得した設計対象システムの構成情報に基づいて、設計支援処理部１５が、回路モデル８０を生成する。
【0039】
図５に設計支援処理部１５が生成する回路モデル８０を示す。
直流電源８１から、サーボドライバ１－モータ１回路８２に、直流電力供給路８４を通じて直流電力が供給される。サーボドライバ２－モータ２回路８３は、サーボドライバ１－モータ１回路８２に配線８５によってデイジーチェーン接続されている。第２システム８６は配線８７によって直流電力供給路８３に接続されている。また、回路モデル８０では、直流電力供給路８４の、配線８７の接続点とサーボドライバ１－モータ１回路８２との間に設計対象であるインダクタモデル８８が直列に接続されている。
直流電源８１から、サーボドライバ１－モータ１回路８２に、直流電力供給路８４を通じて直流電力が供給される。サーボドライバ２－モータ２回路８３は、サーボドライバ１－モータ１回路８２に配線８５によってデイジーチェーン接続されている。第２システム８６は配線８７によって直流電力供給路８３に接続されている。また、回路モデル８０では、直流電力供給路８４の、配線８７の接続点とサーボドライバ１－モータ１回路８２との間に設計対象であるインダクタモデル８８が直列に接続されている。
【0040】
ステップＳ３では、設計支援処理部１５が、パッシブＬ値を設定する。すなわち、インダクタモデル８８のインダクタンスを設定する。
ステップＳ４では、ステップＳ３において設定されたパッシブＬ値に基づいてリップ電流を計算する。具体的には、図５に示した、回路モデル８０のサーボドライバモデル８１－１及びサーボドライバモデル８２－１として、種々の特性を有するリップル電流源を設定し、このようなリップル電流源を有する回路モデル８０において、図６に示したように、電流計８９を表記した部位における配線８７の電流値を算出する。
ステップＳ４では、ステップＳ３において設定されたパッシブＬ値に基づいてリップ電流を計算する。具体的には、図５に示した、回路モデル８０のサーボドライバモデル８１－１及びサーボドライバモデル８２－１として、種々の特性を有するリップル電流源を設定し、このようなリップル電流源を有する回路モデル８０において、図６に示したように、電流計８９を表記した部位における配線８７の電流値を算出する。
【0041】
サーボドライバモデル８１－１及びサーボドライバモデル８２－１としては、種々の特性を有するリップル電流源を設定することができる。例えば、図８に示すように、リップル電流源として、リップル電流の周波数と実効値から決まる単一周波数の正弦波に従って電流が変化する電流源を設定してもよい。このとき、単一周波数は、リップル電流の高調波成分のうち最大の周波数とすることができる。
【0042】
ステップＳ５では、第２システム８６に回り込むリップル電流を算出し、設計支援処理部１５は、ステップＳ５において、算出されたリップル電流が抑制目標値をクリアしているかを判断する。
【0043】
パッシブＬ値が抑制目標値をクリアしている場合には、設計支援処理部１５は、パッシブＬ値をディスプレイ１２に表示（出力）する。
設定されたパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしていない場合には、ステップＳ３に戻る。そして、パッシブＬ値を再設定し、リップル電流を算出し、抑制目標値をクリアしているかを判断するというステップＳ３～Ｓ５以降の処理を、パッシブＬ値が抑制目標値をクリアするまで繰り返す。
設定されたパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしていない場合には、ステップＳ３に戻る。そして、パッシブＬ値を再設定し、リップル電流を算出し、抑制目標値をクリアしているかを判断するというステップＳ３～Ｓ５以降の処理を、パッシブＬ値が抑制目標値をクリアするまで繰り返す。
【0044】
このような、設計支援処理によれば、直流給電システム１において、第２システム５０に生じるリップル電流を抑制するために適切なパッシブＬ値を算出することにより、直流給電システム１の設計を支援することができる。
【0045】
〔実施例１〕
以下に各図面（上記の適用例で一旦説明した図も含む）を順次参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
以下に各図面（上記の適用例で一旦説明した図も含む）を順次参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0046】
（設計支援装置の構成）
図１に、本発明の実施例に係る設計支援装置１０のブロック図を示す。設計支援装置１０は、図２に示すような構成の直流給電システム１（サーボシステム）の設計を支援する装置である。なお、図２では、直流給電システム１の各構成の接続を１本のケーブル（電力ケーブル）により接続しているように簡易的に図示しているが、実際にはそれぞれのケーブルは２本の回線を有する。そして、２本の回線によって、各構成間の電流（電力）の入出力が実現される。
図１に、本発明の実施例に係る設計支援装置１０のブロック図を示す。設計支援装置１０は、図２に示すような構成の直流給電システム１（サーボシステム）の設計を支援する装置である。なお、図２では、直流給電システム１の各構成の接続を１本のケーブル（電力ケーブル）により接続しているように簡易的に図示しているが、実際にはそれぞれのケーブルは２本の回線を有する。そして、２本の回線によって、各構成間の電流（電力）の入出力が実現される。
【0047】
設計支援装置１０は、例えば、ＰＣ（コンピュータ）やサーバなどの任意の情報処理装置である。設計支援装置１０は、キーボードやマウスなどの入力装置１１と、ディスプレイ１２と、本体部１３とを備える。ユーザは、入力装置１１に対する操作を行うことによって、直流給電システム１の構成についての情報などを設定（入力）することができる。また、ディスプレイ１２は、画像が表示できれば、液晶ディスプレイやプロジェクタなどの任意の表示装置であってよい。
【0048】
本体部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）、不揮発性記憶装置（ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなど）１７などで構成されたユニットである。この本体部１３の不揮発性記憶装置１７には、設計支援プログラム１６がインストールされている。ＣＰＵが設計支援プログラム１６をＲＡＭ上に読み出して実行することで、本体部１３は、ＵＩ処理部１４および設計支援処理部１５として動作する。
）、不揮発性記憶装置（ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなど）１７などで構成されたユニットである。この本体部１３の不揮発性記憶装置１７には、設計支援プログラム１６がインストールされている。ＣＰＵが設計支援プログラム１６をＲＡＭ上に読み出して実行することで、本体部１３は、ＵＩ処理部１４および設計支援処理部１５として動作する。
【0049】
（直流給電システムの構成について）
ＵＩ処理部１４及び設計支援処理部１５の機能を説明する前に、図２を参照して、設計支援装置１０を用いて設計されるシステムである直流給電システム１について説明する。
ＵＩ処理部１４及び設計支援処理部１５の機能を説明する前に、図２を参照して、設計支援装置１０を用いて設計されるシステムである直流給電システム１について説明する。
【0050】
直流給電システム１は、直流電源２０から直流電力供給路３０により、直流電力が、第１システム４０及び第２システム５０に分配供給される。そして、直流給電システム１で
は、直流電力供給路３０にインダクタ６０が直列に接続されている。
直流給電システム１が備える直流電源２０の構成は限定されないが、例えば、商用電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータから構成することができる。
は、直流電力供給路３０にインダクタ６０が直列に接続されている。
直流給電システム１が備える直流電源２０の構成は限定されないが、例えば、商用電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣコンバータから構成することができる。
【0051】
また、直流給電システム１は、第１システム４０として、サーボ装置４０１及びサーボ装置４０２を備える。ここでは、第１システム４０として、２つのサーボ装置４０１及び４０２を含む例について説明するが、サーボ装置の数は限定されない。サーボ装置４０１は、第１サーボドライバ４０１－１、第１モータ４０１－２を含む。サーボ装置４０２は、第２サーボドライバ４０２－１、第２モータ４０２－２を含む。第１サーボドライバ４０１－１及び第２サーボドライバ４０２－１は、入力された直流電力から、第１モータ４０１－２及び第２モータ４０２－２がそれぞれ用いる周波数の交流の電力を生成することにより、第１モータ４０１－２及び第２モータ４０２－２をそれぞれ制御する。第１モータ４０１－２及び第２モータ４０２－２は、電力を力学的エネルギーに変換することにより、負荷機械をそれぞれ駆動する。ここでは、サーボ装置４０１とサーボ装置４０２は、デイジーチェーン接続されているが、サーボ装置の接続方法はこれに限られず、ツリー接続されていてもよい。直流給電システム１が本発明の直流電力供給システムに相当する。サーボ装置４０１及びサーボ装置４０２が本発明のインバータ回路に相当し、第１モータ４０１－２及び第２モータ４０２－２が本発明の電動機に相当する。
【0052】
直流給電システム１は、さらに第２システム５０を備える。第２システム５０の構成は限定されないが、ここでは、第２システム５０は、直流電源２０から供給された直流電力の電圧を変換する片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０－１と、片方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０－１から供給される直流電力によって駆動されるＦＡコンポーネント群５０２を含む。ＦＡコンポーネント群５０２は、生産現場において、生産工程を自動化するＦＡ（Factory Automation）の制御システムを構成する種々のコンポーネントを含む。また、第２システム５０として、電力供給路３０に、サーボドライバ及びモータを含むサーボ装置を複数台、適宜の構成で接続して構成されたサブシステムを、複数、並列に接続して構成してもよい。
【0053】
以上のことを前提に、図１を参照して本実施例に係る設計支援装置１０（ＵＩ処理部１４及び設計支援処理部１５）の機能を説明する。なお、以下の説明では、設計対象となっている直流給電システム１のことを設計対象システムと表示する。また、設計対象システム内のサーボ装置４０Ｘの総数をＮ（≧２）と表記する。
【0054】
ＵＩ処理部１４は、入力装置１１に対するユーザ操作に応じて、構成情報及び仕様情報を取得するユニットである。このとき、ＵＩ処理部１４は、ディスプレイ１２の画面上に各種画面情報を表示させる。
【0055】
ＵＩ処理部１４がユーザから取得する構成情報は、設計対象システムの接続構成、軸数、ドライバ種類、モータ種類、配線種類を含む。ここで、接続構成は、サーボ装置４０Ｘの接続構成であり、デイジーチェーン接続、ツリー接続等を含む。軸数は、サーボドライバの軸数である。配線種類は、直流電源２０と各サーボ装置４０Ｘ及び第２システム５０を接続する配線の種類（長さ）である。具体的には、この配線種類の入力により、各配線のインダクタンス及び抵抗の情報を取得する。ドライバ種類は、サーボドライバ４０Ｘ－１の種類であり、ＤＣ電圧、単相／三相、定格容量を含む。具体的には、このドライバ種類の入力により、スイッチング周波数、サーボドライバのインピーダンス情報を取得する。また、モータ種類は、モータのＤＣ電圧、定格容量、電極数、回転数、トルク等を含む。具体的には、このモータ種類とドライバ種類の入力により、ＳＷリップル電流実効値の情報を取得する。ここでは、設計対象システムの接続構成が本発明の接続構成情報に相当
し、軸数が本発明の軸数情報に相当する。また、ドライバ種類及びモータ種類が本発明の特性情報に相当し、配線種類が本発明の配線情報に相当する。また、ＵＩ処理部１４が本発明の取得手段に相当する。
なお、第２システム５０に接続される配線のインダクタンス及び抵抗、総容量を、ＵＩ処理部１４が取得するようにしてもよい。
し、軸数が本発明の軸数情報に相当する。また、ドライバ種類及びモータ種類が本発明の特性情報に相当し、配線種類が本発明の配線情報に相当する。また、ＵＩ処理部１４が本発明の取得手段に相当する。
なお、第２システム５０に接続される配線のインダクタンス及び抵抗、総容量を、ＵＩ処理部１４が取得するようにしてもよい。
【0056】
（設計支援処理について）
図３を参照して、設計支援処理部１５が実行する設計支援処理について説明する。図３は、設計支援方法のフローチャートを示す。本実施例では、設計支援処理とは、直流給電システム１におけるインダクタ６０のインダクタンス値（以下では、パッシブＬ値という。）の設計を支援する処理である。
図３を参照して、設計支援処理部１５が実行する設計支援処理について説明する。図３は、設計支援方法のフローチャートを示す。本実施例では、設計支援処理とは、直流給電システム１におけるインダクタ６０のインダクタンス値（以下では、パッシブＬ値という。）の設計を支援する処理である。
【0057】
ステップＳ１において、設計支援処理部１５は、各サーボ装置４０Ｘ（１≦Ｘ≦Ｎ）に関する構成情報を取得する。構成情報には、設計対象システムの接続構成、軸数、並びに、サーボドライバ、モータ及び配線の種類が含まれる。これらの構成情報は後述するＵＩを通じたユーザ入力によって取得してもよいし、不揮発性記憶装置１７に予め記憶された構成情報を取得してもよい。
【0058】
図４に、ＵＩ処理部１４によって生成され、ディスプレイ１２に表示され、ユーザから入力装置１１を用いた入力を通じて、設計対象システムの構成情報を取得するためのＵＩ７０の例を示す。ここでは、軸数が２、接続構成がデイジーチェーン接続であることを、別のＵＩ等により設計支援処理部１５が取得している。ＵＩ７０に表示される設計対象システムでは、直流電源７１が、直流電力供給路７４によって、サーボ装置であるサーボドライバ７２－１及びモータ７２－２に接続されている。また、この設計対象システムは、サーボ装置であるサーボドライバ７３－１及びモータ７３－２を含み、サーボドライバ７２－１とサーボドライバ７３－１は配線７５によりデイジーチェーン接続されている。また、この設計対象システムでは、第２システムがコンデンサ７６で表現され、配線７７によって、直流電力供給路７４に接続されている。
【0059】
ユーザは、ディスプレイ１２に表示された、サーボドライバ７２－１に対応する矩形を指定することにより、サーボドライバ７２－１の機種に関する情報を、サーボドライバ機種Ａとして、入力することができる。また、ユーザは、ディスプレイ１２に表示された、モータ７２－２に対応する交流電源の電気記号を指定することにより、モータ７２－２の機種に関する情報を、モータ機種Ｘとして、入力することができる。同様に、ユーザは、サーボドライバ７３－１の機種に関する情報を、サーボドライバ機種Ｂとして、モータ７３－２の機種に関する情報をモータ機種Ｙとして、入力することができる。また、サーボドライバ７２－１とサーボドライバ７３－１とを接続する配線７５が配線１として指示されており、インピーダンスの電気記号７５ａを指定することにより、配線７５のインピーダンス（インダクタンス及び抵抗）を配線種類Ｚ３として、入力することができる。また、直流電力供給路７４を第２システム（コンデンサ７６）と接続する配線７７が配線２として指示されており、インピーダンスの電気記号７７ａを指定することにより、配線７７のインピーダンス（インダクタンス及び抵抗）を配線種類Ｚ６として、入力することができる。Ｌと表示された矩形の記号は、設計支援処理によってその設計の対象となるインダクタ７８を示している。後述するように、インダクタ７８を指定することにより、インダクタの仕様、インダクタンス値を設定できるようにしてもよい。
【0060】
図３のフローチャートに戻って、設計支援処理の説明を続ける。
ステップＳ２において、ステップＳ１において取得した設計対象システムの構成情報に基づいて、設計支援処理部１５が、回路モデル８０を生成する。
ステップＳ２において、ステップＳ１において取得した設計対象システムの構成情報に基づいて、設計支援処理部１５が、回路モデル８０を生成する。
【0061】
図５に設計支援処理部１５が生成する回路モデル８０を示す。
直流電源８１から、サーボドライバ１－モータ１回路８２に、直流電力供給路８４を通じて直流電力が供給される。サーボドライバ２－モータ２回路８３は、サーボドライバ１－モータ１回路８２に配線８５によってデイジーチェーン接続されている。第２システム８６は配線８７によって直流電力供給路８３に接続されている。また、回路モデル８０では、直流電力供給路８４の、配線８７の接続点とサーボドライバ１－モータ１回路８２との間に設計対象であるインダクタモデル８８が直列に接続されている。回路モデル８０が本発明の回路モデルに相当する。
直流電源８１から、サーボドライバ１－モータ１回路８２に、直流電力供給路８４を通じて直流電力が供給される。サーボドライバ２－モータ２回路８３は、サーボドライバ１－モータ１回路８２に配線８５によってデイジーチェーン接続されている。第２システム８６は配線８７によって直流電力供給路８３に接続されている。また、回路モデル８０では、直流電力供給路８４の、配線８７の接続点とサーボドライバ１－モータ１回路８２との間に設計対象であるインダクタモデル８８が直列に接続されている。回路モデル８０が本発明の回路モデルに相当する。
【0062】
サーボドライバ１－モータ１回路８２は、ユーザが、サーボドライバ機種Ａ及びモータ機種Ｘとして入力した情報に基づいて生成されたサーボドライバとこのサーボドライバによって制御されるモータをモデル化した回路である。同様に、サーボドライバ２－モータ２回路８３は、ユーザが、サーボドライバ機種Ｂ及びモータ機種Ｙとして入力した情報に基づいて生成されたサーボドライバと、このサーボドライバによって制御されるモータをモデル化した回路である。また、第２システム８６は、設計対象システムにおける第２システム５０をモデル化した回路である。
【0063】
サーボドライバ１－モータ１回路８２は、サーボドライバモデル８２－１と、インピーダンスＺ１と、インピーダンスＺ２を含む。サーボドライバモデル８２－１は、第１サーボドライバ４０１－１をモデル化したものであり、インピーダンスＺ１は直流電力供給路８４に直列に接続される配線のインピーダンスとしてサーボ装置４０１のインピーダンスを等価的に表現したものであり、インピーダンスＺ２は、サーボドライバモデル８２－１に並列に接続されるインピーダンスとしてサーボ装置４０１のインピーダンスを等価的に表現したものである。
【0064】
同様に、サーボドライバ２－モータ２回路８３は、サーボドライバモデル８３－１と、インピーダンスＺ４と、インピーダンスＺ５を含む。サーボドライバモデル８３－１は、第２サーボドライバ４０２－１をモデル化したものであり、インピーダンスＺ３は直流電力供給路８４とサーボ装置４０２とを接続する配線８５のインピーダンスを等価的に表現したものであり、インピーダンスＺ４は、配線８５に直列に接続されるインピーダンスとしてサーボ装置４０２のインピーダンスを等価的に表現したものであり、インピーダンスＺ５は、サーボドライバモデル８３－１に並列に接続されるインピーダンスとしてサーボ装置４０２のインピーダンスを等価的に表現したものである。
第２システム８６には、直流電力供給路８４に接続される配線８７のインピーダンスを等価的に表現したインピーダンスＺ６が含まれる。
第２システム８６には、直流電力供給路８４に接続される配線８７のインピーダンスを等価的に表現したインピーダンスＺ６が含まれる。
【0065】
図３のフローチャートに戻る。
ステップＳ３では、設計支援処理部１５が、パッシブＬ値を設定する。すなわち、インダクタモデル８８のインダクタンスを設定する。パッシブＬ値としては、任意の値を設定できるが、ここでは、例えば、パッシブＬ値を３０μＨと設定する。
ステップＳ３では、設計支援処理部１５が、パッシブＬ値を設定する。すなわち、インダクタモデル８８のインダクタンスを設定する。パッシブＬ値としては、任意の値を設定できるが、ここでは、例えば、パッシブＬ値を３０μＨと設定する。
【0066】
ステップＳ４では、ステップＳ３において設定されたパッシブＬ値に基づいてリップ電流を計算する。具体的には、図５に示した、回路モデル８０のサーボドライバモデル８１－１及びサーボドライバモデル８２－１として、種々の特性を有するリップル電流源を設定し、このようなリップル電流源を有する回路モデル８０において、図６に示したように、電流計８９を表記した部位における配線８７の電流値を算出する。図７は、このようにして算出された電流値の例を示し、リップル電流源からの出力の変動により、第２システム５０に回り込む電流値に変動が生じている。ここでは、リップル電流源が本発明の電流源モデルに相当する。
【0067】
サーボドライバモデル８１－１及びサーボドライバモデル８２－１としては、種々の特性を有するリップル電流源を設定することができる。例えば、リップル電流源として、電流が、商用電力系統の周波数の正弦波に従って変化する交流電流源を設定してもよい。また、図８に示すように、リップル電流源として、リップル電流の周波数と実効値から決まる単一周波数の正弦波に従って電流が変化する電流源を設定してもよい。このとき、単一周波数は、リップル電流の高調波成分のうち最大の周波数とすることができる。このようなリップル電流の周波数と実効値は、サーボドライバとモータとの組み合わせによって決まるので、ステップＳ１において構成情報として取得した、サーボドライバとモータの特性情報に基づいて決定することができる。また、不揮発性記憶装置１７の所定領域に、サーボドライバとモータの特性情報とリップル電流源の周波数と実効値とを関連付けたテーブルを記憶しておき、このテーブルに基づいてリップル電流源の周波数と実効値を導出してもよい。また、図９（Ａ）に示すように、リップル電流源として、矩形波であって、その基本波の周波数が、サーボドライバとモータの特性情報に基づいて決まる周波数と、同一周波数であるような矩形波を出力する電流源を設定してもよい。また、図９（Ｂ）に示すように、リップル電流源として、リップル電流の時間波形を出力する電流源を設定してもよい。また、リップル電流源として、図９（Ｃ）に示すようなサーボドライバに含まれるインバータの過渡解析モデルを設定してもよい。ここで、過渡解析モデルとは、例えば、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含んで構成される過渡解析モデルである。また、リップル電流源として、ユーザが入力した動作パターンに従って動作するモデルを設定してもよい。
【0068】
ステップＳ５では、上述のような、リップル電流源を設定し、他システムに回り込むリップル電流を算出し、設計支援処理部１５は、ステップＳ５において、算出されたリップル電流が抑制目標値をクリアしているかを判断する。図１０は、パッシブＬ値（μＨ）を横軸にとり、電流抑制率（％）を縦軸にとったグラフを示し、折れ線は、設計支援処理部１５におけるシミュレーションによって得られた、パッシブＬ値を変化させた場合の、リップル電流の電流抑制率の変化を示す。図１０では、リップル抑制目標値を一点鎖線で示している。ここでは、電流抑制率４．５％がリップル抑制目標値として設定されている。
例えば、上述のように、パッシブＬ値を３０μＨと設定した場合には、図１０から分かるように、このときの電流抑制率は、リップル抑制目標値である４．５％以下である。
例えば、上述のように、パッシブＬ値を３０μＨと設定した場合には、図１０から分かるように、このときの電流抑制率は、リップル抑制目標値である４．５％以下である。
【0069】
このように、パッシブＬ値が抑制目標値をクリアしている場合には、ステップＳ６において、設計支援処理部１５は、パッシブＬ値をディスプレイ１２に表示（出力）する。ここでは、設計支援処理部１５が本発明の出力手段に相当する。
一方、設定されたパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしていない場合には、ステップＳ３に戻る。そして、パッシブＬ値を再設定し、リップル電流を算出し、抑制目標値をクリアしているかを判断するというステップＳ３～Ｓ５以降の処理を、パッシブＬ値が抑制目標値をクリアするまで繰り返す。
一方、設定されたパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしていない場合には、ステップＳ３に戻る。そして、パッシブＬ値を再設定し、リップル電流を算出し、抑制目標値をクリアしているかを判断するというステップＳ３～Ｓ５以降の処理を、パッシブＬ値が抑制目標値をクリアするまで繰り返す。
【0070】
このような、設計支援処理によれば、直流給電システム１において、他システムに生じるリップル電流を抑制するために適切なパッシブＬ値を算出することにより、直流給電システム１の設計を支援することができる。
【0071】
（変形例）
図３に示した設計支援処理では、ステップＳ３において設定したパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしている場合には、そのパッシブＬ値を出力している。図１０に示したように、特定の構成を有する直流給電システム１に対して、リップル抑制目標値をクリアできるパッシブＬ値がある範囲にわたって存在する場合には、出力されるパッシブＬ値をさらに最適化する処理を実行してもよい。具体的には、ステップＳ３において適宜に設定したパッシブＬ値に対して、ステップＳ５においてリップル抑制目標値をクリアした場合に、
ステップＳ６にただちに進んでパッシブＬ値を出力するのではなく、ステップＳ３に戻ってパッシブＬ値を再設定し、ステップＳ４、Ｓ５の処理を繰り返す。適宜の値だけ変化させてパッシブＬ値を設定し、リップル抑制目標値をクリアする複数のパッシブＬ値の中から最も小さいものを推奨値として、ステップＳ６においてディスプレイ１２に表示（出力）する。例えば、図１０に示すようにパッシブＬ値が変化する直流給電システム１において、リップル抑制目標値として４．５％が設定されている場合には、リップル抑制目標値をクリアするパッシブＬ値のうち最小の２６μＨを推奨値として出力する。このとき、設計支援処理部１５が本発明の最適化手段に相当する。
図３に示した設計支援処理では、ステップＳ３において設定したパッシブＬ値が抑制目標値をクリアしている場合には、そのパッシブＬ値を出力している。図１０に示したように、特定の構成を有する直流給電システム１に対して、リップル抑制目標値をクリアできるパッシブＬ値がある範囲にわたって存在する場合には、出力されるパッシブＬ値をさらに最適化する処理を実行してもよい。具体的には、ステップＳ３において適宜に設定したパッシブＬ値に対して、ステップＳ５においてリップル抑制目標値をクリアした場合に、
ステップＳ６にただちに進んでパッシブＬ値を出力するのではなく、ステップＳ３に戻ってパッシブＬ値を再設定し、ステップＳ４、Ｓ５の処理を繰り返す。適宜の値だけ変化させてパッシブＬ値を設定し、リップル抑制目標値をクリアする複数のパッシブＬ値の中から最も小さいものを推奨値として、ステップＳ６においてディスプレイ１２に表示（出力）する。例えば、図１０に示すようにパッシブＬ値が変化する直流給電システム１において、リップル抑制目標値として４．５％が設定されている場合には、リップル抑制目標値をクリアするパッシブＬ値のうち最小の２６μＨを推奨値として出力する。このとき、設計支援処理部１５が本発明の最適化手段に相当する。
【0072】
また、ステップＳ３において、パッシブＬ値を設定する際に、ユーザが入力装置１１を用いて入力したパッシブＬ値を設定するようにしてもよい。ユーザが入力したパッシブＬ値が、リプル抑制目標値をクリアしている場合には、そのパッシブＬ値をディスプレイ１２に表示することにより、ユーザが直流給電システム１の設計に用いようとするインダクタの適否の判断を支援することができる。ユーザに複数のパッシブＬ値を候補として入力させ、その候補の中からリップル抑制目標値をクリアするパッシブＬ値をディスプレイ１２に表示する、又は、その候補の中から推奨値となるパッシブＬ値をディスプレイ１２に表示するようにしてもよい。このとき、ユーザはパッシブＬ値を直接入力してもよいし、インダクタの製品名、型式、仕様等の適宜の情報を入力させ、設計支援処理部１５が対応するパッシブＬ値に変換して処理を実行するようにしてもよい。このとき、設計支援処理部１５は、抑制目標値をクリアするパッシブＬ値を出力するのではなく、このパッシブＬ値に対応するインダクタの製品名等を推奨インダクタとして出力する。また、ＵＩ処理部１４が、パッシブＬ値、インダクタの製品名、型式、仕様等の選択肢を表示して、ユーザに選択させるＵＩを備えてもよい。
【0073】
また、リップル抑制目標値について、ユーザが入力装置１１を用いて設定できるようにしてもよい。
【0074】
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本開示の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜付記１＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援装置（１０）であって、
前記電力供給路（３０）と複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置（４０１、４０２）の軸数情報と、前記直流電源（２０）と前記複数のサーボ装置（４０１、４０２）及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置（４０１、４０２）の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得する取得手段（１４）と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システム（５０）に流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段（１５）と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置（１０）。
＜付記２＞
前記第２システム（５０）は、それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含むサブシステムを、前記電力供給路に、複数、並列に接続して構成されるこ
とを特徴とする付記１に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記３＞
前記出力手段（１５）は、前記直流電力供給システム（１）の回路モデル（８０）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記１又は２に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記４＞
前記出力手段（１５）は、前記第１システムの複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）のそれぞれに含まれる前記インバータ回路（４０１－１、４０２－１）をモデル化した電流源モデル（８２－１、８３－１）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記３に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記５＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、前記特性情報に基づいて決まる周波数の正弦波で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記６＞
前記特性情報と、前記周波数とを関連付けたテーブルを備えることを特徴とする付記５に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記７＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、矩形波であって、その基本波の周波数が、前記特性情報に基づいて決まる周波数と同一周波数である矩形波で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記８＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、前記インバータ回路（４０１－１、４０２－１）に発生するリップル電流の波形で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記９＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）の動作パターンに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段（１５）は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデル（８２－１、８３－１）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１０＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含む過渡解析モデルであることを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１１＞
前記配線情報は、前記配線の種類及び長さを含むことを特徴とする付記１乃至１０のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１２＞
異なる特性を有する前記インダクタ（６０）に関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段（１５）は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタ（６０）を出力することを特徴とする付記１乃至１１のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１３＞
前記出力手段（１５）によって出力される前記インダクタンス値を最適化する最適化手段（１５）を備えることを特徴とする付記１乃至１２のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１４＞
前記最適化手段（１５）は、前記第２システム（５０）に接続される前記配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に基づいて、前記インダクタンス値を最適化することを
特徴とする付記１３に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１５＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、を備えたことを特徴とする設計支援方法。
＜付記１６＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援プログラム（１６）であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム（１６）。
＜付記１＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援装置（１０）であって、
前記電力供給路（３０）と複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置（４０１、４０２）の軸数情報と、前記直流電源（２０）と前記複数のサーボ装置（４０１、４０２）及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置（４０１、４０２）の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得する取得手段（１４）と、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システム（５０）に流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力する出力手段（１５）と、
を備えたことを特徴とする設計支援装置（１０）。
＜付記２＞
前記第２システム（５０）は、それぞれがインバータ回路及び電動機を備える複数のサーボ装置を含むサブシステムを、前記電力供給路に、複数、並列に接続して構成されるこ
とを特徴とする付記１に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記３＞
前記出力手段（１５）は、前記直流電力供給システム（１）の回路モデル（８０）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記１又は２に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記４＞
前記出力手段（１５）は、前記第１システムの複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）のそれぞれに含まれる前記インバータ回路（４０１－１、４０２－１）をモデル化した電流源モデル（８２－１、８３－１）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記３に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記５＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、前記特性情報に基づいて決まる周波数の正弦波で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記６＞
前記特性情報と、前記周波数とを関連付けたテーブルを備えることを特徴とする付記５に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記７＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、矩形波であって、その基本波の周波数が、前記特性情報に基づいて決まる周波数と同一周波数である矩形波で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記８＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、前記インバータ回路（４０１－１、４０２－１）に発生するリップル電流の波形で表される電流を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記９＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）の動作パターンに関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段（１５）は、入力された前記動作パターンに従って動作する前記電流源モデル（８２－１、８３－１）を用いて、前記インダクタンス値を出力することを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１０＞
前記電流源モデル（８２－１、８３－１）は、半導体素子で構成されるインバータ回路モデルと、モータ回路モデルと、インバータ制御回路モデルを含む過渡解析モデルであることを特徴とする付記４に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１１＞
前記配線情報は、前記配線の種類及び長さを含むことを特徴とする付記１乃至１０のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１２＞
異なる特性を有する前記インダクタ（６０）に関する情報の入力を受け付け、
前記出力手段（１５）は、前記異なる特性を有する前記インダクタのうち、推奨されるインダクタ（６０）を出力することを特徴とする付記１乃至１１のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１３＞
前記出力手段（１５）によって出力される前記インダクタンス値を最適化する最適化手段（１５）を備えることを特徴とする付記１乃至１２のいずれか１項に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１４＞
前記最適化手段（１５）は、前記第２システム（５０）に接続される前記配線に流れる電流の変動の抑制を評価する指標に基づいて、前記インダクタンス値を最適化することを
特徴とする付記１３に記載の設計支援装置（１０）。
＜付記１５＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援方法であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、を備えたことを特徴とする設計支援方法。
＜付記１６＞
それぞれがインバータ回路（４０１－１、４０２－１）及び電動機（４０１－２、４０２－２）を備える複数のサーボ装置（４０１、４０２）を含む第１システム（４０）と、
直流電源（２０）からの直流電力を複数の前記サーボ装置（４０１、４０２）に供給する電力供給路（３０）と、
前記電力供給路（３０）に対して、前記第１システム（４０）と並列に接続され、前記直流電源（２０）からの直流電力が供給される第２システム（５０）と、
前記電力供給路（３０）に接続されるインダクタ（６０）と、
を含む直流電力供給システム（１）の設計を支援する設計支援プログラム（１６）であって、
前記電力供給路と複数の前記サーボ装置との接続構成に関する接続構成情報と、前記サーボ装置の軸数情報と、前記直流電源と前記複数のサーボ装置及び前記第２システムとを接続する配線に関する配線情報と、前記サーボ装置の特性に関する特性情報と、を含む構成情報を取得するステップと、
前記構成情報に基づいて、前記インダクタ（６０）のインダクタンス値であって、前記第２システムに流れる電流の変動を抑制し得るインダクタンス値を出力するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする設計支援プログラム（１６）。
【符号の説明】
【0075】
１・・・直流給電システム
１０・・・設計支援装置
１４・・・ＵＩ処理部
１５・・・設計支援処理部
３０・・・直流電力供給路
４０・・・第１システム
４０１－１・・・第１サーボドライバ
４０１－２・・・第１モータ
４０２－１・・・第２サーボドライバ
４０２－２・・・第２モータ
５０・・・第２システム
６０・・・インダクタ
１０・・・設計支援装置
１４・・・ＵＩ処理部
１５・・・設計支援処理部
３０・・・直流電力供給路
４０・・・第１システム
４０１－１・・・第１サーボドライバ
４０１－２・・・第１モータ
４０２－１・・・第２サーボドライバ
４０２－２・・・第２モータ
５０・・・第２システム
６０・・・インダクタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】