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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】P2024076788
(43)【公開日】2024-06-06
(54)【発明の名称】サーボシステム
(51)【国際特許分類】
H02P 27/08 20060101AFI20240530BHJP
【ＦＩ】
H02P27/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022188550
(22)【出願日】2022-11-25
(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】海田 僧太
(72)【発明者】
【氏名】大野 悌
(72)【発明者】
【氏名】福原 仁
【テーマコード（参考）】
5H505
【Ｆターム（参考）】
5H505AA18
5H505BB05
5H505CC05
5H505DD03
5H505DD08
5H505EE41
5H505EE49
5H505FF07
5H505GG01
5H505GG02
5H505GG04
5H505HA07
5H505HB01
5H505JJ03
5H505JJ18
5H505JJ22
5H505JJ23
5H505JJ24
5H505JJ26
5H505KK05
5H505LL01
5H505LL22
5H505LL41
(57)【要約】
【課題】制御装置と、複数のサーボドライバとを含むサーボシステムにおいて、スイッチングに起因するノイズを抑制する。
【解決手段】制御装置と、複数のサーボドライバとを含み、該複数のサーボドライバのそれぞれは、該制御装置からの動作指令に従って複数のモータを同期制御可能に構成された、サーボシステムであって、複数のサーボドライバのそれぞれは、サーボ信号生成部と、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、インバータと、を備える。そして、ＰＷＭ演算部は、サーボドライバ及びモータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、指令信号が低電圧領域に属する場合に複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、重畳信号を指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、を実行するように構成される。
【選択図】図７
【解決手段】制御装置と、複数のサーボドライバとを含み、該複数のサーボドライバのそれぞれは、該制御装置からの動作指令に従って複数のモータを同期制御可能に構成された、サーボシステムであって、複数のサーボドライバのそれぞれは、サーボ信号生成部と、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、インバータと、を備える。そして、ＰＷＭ演算部は、サーボドライバ及びモータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、指令信号が低電圧領域に属する場合に複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、重畳信号を指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、を実行するように構成される。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御装置と、複数のサーボドライバとを含み、該複数のサーボドライバのそれぞれは、該制御装置からの動作指令に従って複数のモータを同期制御可能に構成された、サーボシステムであって、
前記複数のサーボドライバのそれぞれは、
前記動作指令に基づいて、対応する前記モータのための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、
前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、
前記ＰＷＭ演算部によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータと、
を備え、
前記ＰＷＭ演算部は、
前記サーボドライバ及び前記モータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、
前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、
を実行するように構成される、
サーボシステム。
前記複数のサーボドライバのそれぞれは、
前記動作指令に基づいて、対応する前記モータのための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、
前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、
前記ＰＷＭ演算部によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータと、
を備え、
前記ＰＷＭ演算部は、
前記サーボドライバ及び前記モータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、
前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、
を実行するように構成される、
サーボシステム。
【請求項2】
前記所定パラメータは、前記インバータでのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される、
請求項１に記載のサーボシステム。
請求項１に記載のサーボシステム。
【請求項3】
前記所定パラメータは、前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる値が設定される、
請求項１に記載のサーボシステム。
請求項１に記載のサーボシステム。
【請求項4】
前記ＰＷＭ演算部は、前記モータの各相に対応する前記指令信号の値と、前記所定パラメータの値との大小を比較して抽出される、該指令信号の値と該所定パラメータの値の何れか一つに関連する所定値を、前記重畳信号に含ませることで前記第１処理を実行する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
【請求項5】
前記モータは三相交流モータであって、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の値と前記所定パラメータの値との中から最大値と最小値の少なくとも一方を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の値と前記所定パラメータの値との中から最大値と最小値の少なくとも一方を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
【請求項6】
前記モータは三相交流モータであって、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成し、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号における最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成し、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号における最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
【請求項7】
前記モータは三相交流モータであって、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成し、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号及び前記所定パラメータにおける最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成し、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号及び前記所定パラメータにおける最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
【請求項8】
前記モータは三相交流モータであって、
前記重畳信号は、前記モータの各相に対応する前記指令信号の第３次高調波であって、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の振幅値と前記所定パラメータの値の中から最大値を抽出し、その抽出された値に関連する値を、前記第３次高調波に含まれる前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
前記重畳信号は、前記モータの各相に対応する前記指令信号の第３次高調波であって、
前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の振幅値と前記所定パラメータの値の中から最大値を抽出し、その抽出された値に関連する値を、前記第３次高調波に含まれる前記所定値とする、
請求項４に記載のサーボシステム。
【請求項9】
前記所定パラメータの値は、時間経過とともに変動しない固定値である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
【請求項10】
前記所定パラメータの値は、時間経過とともに変動する変動値である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
【請求項11】
前記所定パラメータの値は、前記制御装置に接続されている前記複数のサーボドライバ及び前記複数のモータによる回路構成に基づいて自動的に決定される、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサーボシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サーボシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
工場等で用いられるロボットや設備機械には多くのモータが組み込まれ、各対象物のアクチュエータとして利用されている。一般に、上位の制御装置からの駆動指令に従ってモータの駆動電流を生成するドライバにおいて、ＰＷＭ制御方式による電力変換が行われるインバータが備えられている。ＰＷＭ制御方式では、モータの各相（例えば、三相モータの場合はＵ相、Ｖ相、Ｗ相）を流れる電流を疑似的に正弦波状に制御することで、モータから出力されるトルクを自在にコントロールすることができる。しかしインバータにおけるスイッチングに起因して種々のノイズが発生し、その低減が求められている。
【0003】
例えば、特許文献１では、モータが低駆動状態であると判断されたときに、ドライバにおけるキャリア信号との比較対象となる指令信号に、制御軸ごとに異なる信号を重畳させる構成が採用されている。当該構成により、インバータでのスイッチングのタイミングが制御軸毎にずれることになり、各軸で発生するノイズの重なり合いが抑制されることができる。また、特許文献２にも、ドライバにおいて、指令信号に所定の信号を重畳させたうえでキャリア信号と比較する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許６５２８１３８号公報
【特許文献2】特開２０１１－２１１７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
制御装置と、複数のサーボドライバ（以下、単に「ドライバ」ともいう）とを含むサーボシステムにおいて、各サーボドライバにより駆動されるモータについて同期制御を行う場合がある。その複数のモータの同期制御が行われている状態で、各制御軸に対応するドライバのインバータ（電力変換装置）におけるスイッチングのタイミングが重なってしまったり、もしくは極めて近いタイミングとなってしまったりした場合、各スイッチング制御に起因したノイズが大きくなり得る。
【0006】
特に、モータの駆動電圧が低い低駆動状態でスイッチングのタイミングが重なる傾向があることから、従来技術ではモータが低駆動状態であるか否かを判断した上で、ノイズ抑制のための信号重畳が行われている。しかし、このような判断処理を介する場合、判断処理にある程度の処理時間を要することから、モータの駆動状態の変化に応じた円滑なＰＷＭ制御が阻害されるおそれがある。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、制御装置と、複数のサーボドライバとを含むサーボシステムにおいて、スイッチングに起因するノイズの好適な抑制を図る技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願開示の一側面に係るサーボシステムは、制御装置と、複数のサーボドライバとを含み、該複数のサーボドライバのそれぞれは、該制御装置からの動作指令に従って複数のモータを同期制御可能に構成された、サーボシステムである。そして、前記複数のサーボド
ライバのそれぞれは、前記動作指令に基づいて、対応する前記モータのための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、前記ＰＷＭ演算部によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータと、を備える。更に、前記ＰＷＭ演算部は、前記サーボドライバ及び前記モータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、を実行するように構成される。
ライバのそれぞれは、前記動作指令に基づいて、対応する前記モータのための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部と、前記ＰＷＭ演算部によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータと、を備える。更に、前記ＰＷＭ演算部は、前記サーボドライバ及び前記モータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記ＰＷＭ制御信号を生成する第２処理と、を実行するように構成される。
【0009】
このように構成されるサーボシステムでは、複数のサーボドライバのそれぞれにおいて、サーボ信号生成部により制御装置からの動作指令に従ってモータを駆動するための指令信号が生成され、当該指令信号を基にしてＰＷＭ演算部より当該インバータを実際に駆動するためのＰＷＭ制御信号が生成され、当該ＰＷＭ制御信号を基にしてインバータがモータを駆動するための駆動電圧を生成する。そして、当該サーボシステムでは、これらの複数のサーボドライバによって、対応するモータの同期制御が実行可能である。同期制御において、特に各制御軸のモータの動きが同じもしくは近い低電圧での駆動状態では、インバータでのスイッチングのタイミングが重なりやすくなり、ノイズの増大を招く可能性が高くなる。
【0010】
そこで、上記サーボシステムにおけるサーボドライバは、ＰＷＭ演算部により第１処理と第２処理を行うように構成される。第１処理では、サーボドライバ及びモータによる回路構成に関連して設定される所定パラメータを用いて、指令信号に重畳させる重畳信号を生成する。当該所定パラメータは、制御軸毎に異なる値となるように設定されるのが好ましく、その結果、指令信号が低電圧領域に属する場合には当該重畳信号も制御軸毎に異なることとなる。なお、所定パラメータは、ノイズ発生の電気的要因である、モータの駆動電力が供給されるサーボドライバとモータによる電気的な回路構成を考慮して適宜設定される。所定パラメータは、ユーザにより任意の値に設定されてもよく、サーボドライバによって自動的に設定されてもよい。一方で、指令信号が低電圧領域に属しない場合には、ノイズ増大の可能性は抑えられるため、当該重畳信号の当初の目的を達成させるべく重畳信号は制御軸毎に異ならないのが好ましい。続いて、第２処理では、指令信号に重畳信号が加算されて、その加算後の信号が所定のキャリア信号と比較されることで、インバータを駆動するためのＰＷＭ制御信号が生成される。
【0011】
このような構成を有するＰＷＭ演算部を各サーボドライバが有することで、指令信号が低電圧領域に属しノイズが増大しやすい場合であっても、各制御軸でのインバータでのスイッチングのタイミングを好適にずらすことができる。その結果、複数のモータを制御対象とするサーボシステムにおいて、スイッチングに起因するノイズの好適な抑制を図ることができる。
【0012】
ここで、上記のサーボシステムにおいて、前記所定パラメータは、前記インバータでのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定されてもよい。すなわち、モータの駆動電力が供給されるサーボドライバとモータによる電気的な回路構成は、スイッチングノイズの大きさと継続時間とにある程度の相関を有していることに着目して、各制御軸に対応する所定パラメータの値を設定するものである。
【0013】
また、上述までのサーボシステムにおいて、前記ＰＷＭ演算部は、前記モータの各相に対応する前記指令信号の値と、前記所定パラメータの値との大小を比較して抽出される、該指令信号の値と該所定パラメータの値の何れか一つに関連する所定値を、前記重畳信号
に含ませることで前記第１処理を実行してもよい。当該所定値は、上記大小の比較により抽出される値、すなわち指令信号の値と該所定パラメータの値の何れかの値自体でもよく、別法として、その抽出された値に対して更に何らかの処理を施した値であってもよい。このような構成を採用することで、所定パラメータとの比較処理を通して、指令信号が低電圧領域に属しているか否かに応じて、制御軸毎に重畳信号を好適に設定することができる。
に含ませることで前記第１処理を実行してもよい。当該所定値は、上記大小の比較により抽出される値、すなわち指令信号の値と該所定パラメータの値の何れかの値自体でもよく、別法として、その抽出された値に対して更に何らかの処理を施した値であってもよい。このような構成を採用することで、所定パラメータとの比較処理を通して、指令信号が低電圧領域に属しているか否かに応じて、制御軸毎に重畳信号を好適に設定することができる。
【0014】
なお、より具体的に、ＰＷＭ演算部の形態について言及する。第１の形態では、前記モータは三相交流モータであって、前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の値と前記所定パラメータの値との中から最大値と最小値の少なくとも一方を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値としてもよい。
【0015】
第２の形態では、前記モータは三相交流モータであって、前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成し、前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号における最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値としてもよい。更に、同じく、第３の形態では、前記ＰＷＭ演算部は、前記第２処理で、二相変調方式によって前記ＰＷＭ制御信号を生成する場合、前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号及び前記所定パラメータにおける最大値及び最小値のそれぞれの絶対値の大小に基づいて、該モータの各相に対応する該指令信号の値と該所定パラメータの値との中から最大値又は最小値を抽出し、その抽出された値に関連する値を前記所定値としてもよい。
【0016】
また、第４の形態では、前記モータは三相交流モータであって、前記重畳信号は、前記モータの各相に対応する前記指令信号の第３次高調波であって、前記ＰＷＭ演算部は、前記第１処理で、前記モータの各相に対応する前記指令信号の振幅値と前記所定パラメータの値の中から最大値を抽出し、その抽出された値に関連する値を、前記第３次高調波に含まれる前記所定値としてもよい。
【0017】
なお、上述の４つの形態はあくまでも例示であり、ＰＷＭ演算部をこれ以外の形態で実現しても構わない。
【0018】
ここで、上述までのサーボシステムにおいて、所定パラメータの値は、時間経過とともに変動しない固定値であってもよく、時間経過とともに変動する変動値であってもよい。すなわち、本サーボシステムにおいては、所定パラメータの設定は柔軟に行い得る。また、前記所定パラメータの値は、前記制御装置に接続されている前記複数のサーボドライバ及び前記複数のモータによる電気的な回路構成に基づいて自動的に決定されてもよい。所定パラメータが自動的に設定されることで、ノイズ抑制を効果的に図りながらユーザの利便性を大きく向上させることができる。
【発明の効果】
【0019】
制御装置と、複数のサーボドライバとを含むサーボシステムにおいて、スイッチングに起因するノイズの好適な抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本願開示のサーボシステムの概略構成を示す図である。
【図3】本願開示のドライバが有するフィードバック系の制御構造を示す図である。
【図4】本願開示のドライバが有する電流制御に関する制御構造を示す図である。
【図5】ドライバに含まれるインバータにおける相電圧と線間電圧の挙動を説明するための図である。
【図6】ドライバで駆動されるモータへの指令信号が低電圧である場合と高電圧である場合とにおける、インバータでの相電圧の推移と、異なる２つの制御軸における中性点電圧の推移を示す第１の図である。
【図7】ドライバで駆動されるモータへの指令信号が低電圧である場合と高電圧である場合とにおける、インバータにおける相電圧の推移と、異なる２つの制御軸における中性点電圧の推移を示す第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
【0022】
＜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システムは、上位側の制御装置であるＰＬＣ(Programmable Logic Controller）５と複数のドライバ１０を含む。各ドライバ１０には、それぞれの制御対象であるモータ２０が接続されており、一のドライバ１０とそれに対応する一のモータ２０によって、１つの制御軸が形成される。したがって、図１に示すサーボシステムでは、ＰＬＣ５から各制御軸のドライバ１０に対して対応する動作指令が提供され、当該動作指令に基づいて各ドライバ１０が対応するモータ２０を駆動するための駆動電圧を生成する。
図１に示してあるように、本実施形態に係るサーボシステムは、上位側の制御装置であるＰＬＣ(Programmable Logic Controller）５と複数のドライバ１０を含む。各ドライバ１０には、それぞれの制御対象であるモータ２０が接続されており、一のドライバ１０とそれに対応する一のモータ２０によって、１つの制御軸が形成される。したがって、図１に示すサーボシステムでは、ＰＬＣ５から各制御軸のドライバ１０に対して対応する動作指令が提供され、当該動作指令に基づいて各ドライバ１０が対応するモータ２０を駆動するための駆動電圧を生成する。
【0023】
当該サーボシステムでは、直流電源装置３０と複数のドライバ１０との間を、電力供給路３５にて接続している。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、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、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、直流電源装置３０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。また、図１に示す構成に代えて、各制御軸のドライバ１０に対して、対応する一の直流電源装置３０が接続される構成も採用できる。さらに、電力供給路３５は、二次電池に接続されていてもよい。
【0024】
ここで、図２に示すように、ドライバ１０は、インバータ１１と制御部１２とを備えている。インバータ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、ドライバ１０には、インバータ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。
【0025】
制御部１２は、ＰＬＣ５からの動作指令に従って、モータ２０をサーボ制御するためにインバータ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２０に取り付けられたエンコーダ２１（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であり図３を参照）
からの信号等が入力されている。
からの信号等が入力されている。
【0026】
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、サーボシステム内の各ドライバ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の各ドライバ１０との接続部分（各ドライバ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。
【0027】
ここで、図２に従って、本願におけるドライバ１０又はモータ２０における相電圧、線間電圧、中性点電圧を次のように定義する。ここで、中性点は、三相巻線を有するモータ２０における各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が結線される連結点である。そして、相電圧は、中性点を基準とした各相の電圧であり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の相電圧はＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗで表される。線間電圧は、２つの相において他の相を基準とした当該２つの相間の電圧であり、Ｕ相とＶ相間、Ｖ相とＷ相間、Ｗ相とＵ相間の線間電圧はＶｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕで表される。中性点電圧は、接地されているマイナス側を基準とした中性点の電圧であり、ＶＮＮで表される。更に、電力供給路３５におけるプラス側とマイナス側との間の電圧をＰＮ間電圧Ｖｐｎで表すものとする。
【0028】
ここで、図３に基づいて、ドライバ１０の制御部１２が有するフィードバック系の制御構造について説明する。制御部１２のフィードバック系は、位置制御器４１、速度制御器４２、電流制御器４３を備えている。当該フィードバック系が、本願開示のサーボ信号生成部に相当する。位置制御器４１は、例えば、比例制御（Ｐ制御）を行う。具体的には、ＰＬＣ５からの位置指令Ｐ＿ｒｅｆとモータ２０の位置現在値Ｐ＿ａｃｔとの偏差である位置偏差に、所定の位置比例ゲインを乗ずることにより速度指令Ｖ＿ｒｅｆを算出する。なお、位置現在値Ｐ＿ａｃｔは、エンコーダ２１の出力が位置検出器４５に入力されて得られる、モータ２０の現在位置を意味するパラメータである。
【0029】
速度制御器４２は、例えば、比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。具体的には、位置制御器４１により算出された速度指令Ｖ＿ｒｅｆとモータ２０の速度現在値Ｖ＿ａｃｔとの偏差である速度偏差の積分量に所定の速度積分ゲインを乗じ、その算出結果と当該速度偏差の和に所定の速度比例ゲインを乗ずることにより、トルク指令τ＿ｒｅｆを算出する。また、速度制御器４２はＰＩ制御に代えてＰ制御を行ってもよい。なお、速度現在値Ｖ＿ａｃｔは、位置検出器４５の出力が速度検出器４６に入力されて得られる、モータ２０の現在速度を意味するパラメータである。
【0030】
電流制御器４３は、速度制御器４２により算出されたトルク指令τ＿ｒｅｆと、モータ２０の位置現在値Ｐ＿ａｃｔ及び速度現在値Ｖ＿ａｃｔと、インバータ１１からモータ２０に供給されている駆動電流とに基づいて電流指令を生成し、当該電流指令に基づいて三相交流モータの各相に対応する電圧指令（ＰＷＭ制御信号）をインバータ１１に出力する。当該電圧指令を受けたインバータ１１は、ＰＷＭ制御によってモータ２０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に駆動電圧を印加しモータ２０を駆動制御する。なお、モータ２０に供給されている駆動電流は、電流センサ２８により検出される。図３においては、モータ２０の各相に対応する構成は簡略化されて記載されているが、実際には電流センサ２８は、モータ２０の各相の巻線に流れる電流を検出し、その各相の電流の値を電流制御器４３に返している。電流制御器４３は、トルク指令に関するフィルタ（１次のローパスフィルタ）や一又は複数のノッチフィルタを含んでもよい。
【0031】
次に、図４に基づいて、電流制御器４３を含む、電流制御に関する制御構造について説明する。電流制御器４３においてはベクトル制御が行われている。そこで、電流制御器４３に入力されたトルク指令τ＿ｒｅｆは、先ず電流指令演算器５１に入力される。電流指令演算器５１には、更にモータ２０の速度現在値Ｖ＿ａｃｔが入力され、ｄ軸電流指令Ｉ
ｄ＿ｒｅｆとｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｒｅｆが生成される。そして、ｄ軸電流指令Ｉｄ＿ｒｅｆと、モータ２０に現在流れているｄ軸電流Ｉｄとの偏差がｄ軸電流制御器５２に入力され、ｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｒｅｆと、モータ２０に現在流れているｑ軸電流Ｉｑとの偏差がｑ軸電流制御器５３に入力される。なお、モータ２０に現在流れているｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑは、電流センサ２８によって検出されたモータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが電流座標変換器５６に入力され、そこでｄｑ変換処理を施すことで算出される。
ｄ＿ｒｅｆとｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｒｅｆが生成される。そして、ｄ軸電流指令Ｉｄ＿ｒｅｆと、モータ２０に現在流れているｄ軸電流Ｉｄとの偏差がｄ軸電流制御器５２に入力され、ｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｒｅｆと、モータ２０に現在流れているｑ軸電流Ｉｑとの偏差がｑ軸電流制御器５３に入力される。なお、モータ２０に現在流れているｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑは、電流センサ２８によって検出されたモータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相を流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが電流座標変換器５６に入力され、そこでｄｑ変換処理を施すことで算出される。
【0032】
ｄ軸電流制御器５２は、モータ２０の物性パラメータを考慮して、入力されたｄ軸電流の偏差から、ｄ軸に関する電圧指令Ｖｄを算出し、同じように、ｑ軸電流制御器５３は、モータ２０の物性パラメータを考慮して、入力されたｑ軸電流の偏差から、ｑ軸に関する電圧指令Ｖｑを算出する。算出された電圧指令Ｖｄ、Ｖｑは電圧座標変換器５４に入力される。電圧座標変換器５４は、入力されたｄ軸に関する電圧指令とｑ軸に関する電圧指令に対して、ｄｑ軸から三相への変換処理を施し、モータ２０の各相への印加電圧の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを生成する。これらの電圧指令はＰＷＭ演算部５５に引き渡される。ＰＷＭ演算部５５は、当該電圧指令に従ってインバータ１１への指令である、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ１１に送る。
【0033】
ＰＷＭ演算部５５は、モータ２０の駆動効率を上げるためにＰＮ間電圧Ｖｐｎを有効利用すべく中性点電圧を変動させる方式で定義し直し、当該再定義された中性点電圧ＶＮＮを含む重畳信号を生成する第１処理を行う。更に、第１処理によって生成された重畳信号を、上記電圧指令に加算して、インバータ１１における所定のキャリア信号と比較することでインバータ１１の各相のレグを作動させるためのＰＷＭ制御信号を生成する第２処理を行う。
【0034】
第１処理において、再定義された中性点電圧ＶＮＮは、以下の式１で表される。
・・・（式１）
なお、式１における関数ｍａｘは、複数の引数のうち最大値を抽出する関数であり、関数ｍｉｎは、複数の引数のうち最小値を抽出する関数である。これらの関数を用いて再定義することで、中性点電圧ＶＮＮが変動することになる。また、上記各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、電流制御器４３で算出された各相に対応する電圧指令の信号値である（図４を参照）。以降においては、単に「指令信号」又は「電圧指令」と称する場合もある。
そして、式１で表される中性点電圧ＶＮＮとＰＮ間電圧Ｖｐｎを組み合わせて重畳信号とし、更に、各相の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに当該重畳信号を加算し、各相の新たな電圧指令ＶｓｕＮ、ＶｓｖＮ、ＶｓｗＮとする。具体的には、各相の電圧指令から再定義された中性点電圧ＶＮＮを減算し、且つＰＮ間電圧Ｖｐｎの中央値を加算して、新たな電圧指令を生成する。当該新たな電圧指令は、以下の式２で表される。
・・・（式２）
【数1】
なお、式１における関数ｍａｘは、複数の引数のうち最大値を抽出する関数であり、関数ｍｉｎは、複数の引数のうち最小値を抽出する関数である。これらの関数を用いて再定義することで、中性点電圧ＶＮＮが変動することになる。また、上記各相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、電流制御器４３で算出された各相に対応する電圧指令の信号値である（図４を参照）。以降においては、単に「指令信号」又は「電圧指令」と称する場合もある。
そして、式１で表される中性点電圧ＶＮＮとＰＮ間電圧Ｖｐｎを組み合わせて重畳信号とし、更に、各相の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに当該重畳信号を加算し、各相の新たな電圧指令ＶｓｕＮ、ＶｓｖＮ、ＶｓｗＮとする。具体的には、各相の電圧指令から再定義された中性点電圧ＶＮＮを減算し、且つＰＮ間電圧Ｖｐｎの中央値を加算して、新たな電圧指令を生成する。当該新たな電圧指令は、以下の式２で表される。
【数2】
【0035】
ここで、図５に基づいて、第１処理における重畳信号の生成に関し、インバータ１１における相電圧と線間電圧の挙動について説明する。図５における上段の相電圧と線間電圧の推移は、中性点電圧を定義し直す前の状態、すなわち中性点電圧が固定された状態に対応する。この状態では、各相の相電圧の振幅Ｗ１は、ＰＮ間電圧Ｖｐｎの振幅分の電圧指令となってはいるものの、線間電圧の振幅Ｗ１０については、ＰＮ間電圧Ｖｐｎの振幅分に対応した振幅Ｗ１１とはなっていない。
【0036】
次に、上記式２で示すように新たに生成された電圧指令に対応する相電圧と線間電圧の推移が、図５の中段に示されている。この場合、各相の相電圧の振幅Ｗ２は、上記の振幅Ｗ１より小さくなっているものの、線間電圧の振幅は上段の振幅Ｗ１０と同じであり、したがって上段と同じようにＰＮ間電圧Ｖｐｎの振幅分に対応した振幅Ｗ１１とはなっていない。そこで、各相の相電圧の振幅Ｗ２がＷ１になるように所定倍（具体的には２／sqrt(3)倍）、振幅を増幅すると、図５の下段に示されるように、各相の相電圧の振幅はＰＮ
間電圧Ｖｐｎの振幅分に相当するＷ１になるとともに、線間電圧はＰＮ間電圧Ｖｐｎの振幅分に対応した振幅Ｗ１１となる。この結果、図５の下段に示す状態では、ＰＮ間電圧を有効に利用して、インバータ１１によってモータ２０を駆動するための駆動電圧の生成が実現されていることになる。
間電圧Ｖｐｎの振幅分に相当するＷ１になるとともに、線間電圧はＰＮ間電圧Ｖｐｎの振幅分に対応した振幅Ｗ１１となる。この結果、図５の下段に示す状態では、ＰＮ間電圧を有効に利用して、インバータ１１によってモータ２０を駆動するための駆動電圧の生成が実現されていることになる。
【0037】
しかし、このように新たな電圧指令を生成した場合、各相の電圧指令がほぼ同一視できるような、電圧指令が小さい場合（例えば、モータ２０の出力軸がサーボ制御によって停止した状態とされるサーボロック状態等）、インバータ１１の各相のレグにおけるスイッチングのタイミングが重なるか、又は極めて近くなる。更には、図１に示すサーボシステムに含まれる制御軸間で同期制御が行われている場合には、その制御軸間においてもそれぞれのインバータ１１の各相のレグにおけるスイッチングのタイミングが重なるか、又は極めて近くなることになる。図６に、当初の電圧指令が低い低電圧駆動時の場合における、各相の相電圧の推移と、同期制御を行っている２つの制御軸での中性点電圧ＶＮＮを上段（ａ）に並べて示し、当初の電圧指令が高い高電圧駆動時の場合における、各相の相電圧の推移と、同期制御を行っている２つの制御軸での中性点電圧ＶＮＮを下段（ｂ）に並べて示した。これらを見て理解できるように、同期制御を行う２つの制御軸のそれぞれにおいて、中性点電圧の挙動が概ね一致し、以て、式２に従えば、新たに生成された電圧指令の挙動も概ね一致することになる。その結果、それぞれのスイッチングによって生じるノイズ同士が重なり合い、その影響が増大することになり好ましくない。
【0038】
そこで、本願開示においては、当初の電圧指令に重畳する重畳信号の生成について更なる工夫を行った。当該工夫に当たっては、上述したスイッチングの重なりは、電圧指令が相対的に小さい場合に生じやすい点に着目した。すなわち、低電圧駆動時においては、同期制御を行う各制御軸で中性点電圧ＶＮＮの挙動が異なり、高電圧駆動時においては、その各制御軸で中性点電圧ＶＮＮの挙動が概ね一致するように、重畳信号の生成に関する工夫を行った。以下に、その詳細について説明する。
【0039】
本実施形態では、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の三相変調方式に従って実施されるものとする。そして、更なる工夫においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式３に従って表すこととする。
・・・（式３）
式３で表される中性点電圧ＶＮＮの、式１で表される中性点電圧との相違点は、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関
連する所定パラメータＣ＋（Ｃ－）が式内に含まれている点である。Ｃ＋は関数ｍａｘで設定される所定パラメータを意味し、Ｃ－は関数ｍｉｎで設定される所定パラメータを意味する。両所定パラメータは、技術的には上記の通りスイッチングによるノイズを考慮して設定されるものであり、具体的には、インバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。後述するように、所定パラメータＣ＋（Ｃ－）の値によって中性点電圧ＶＮＮの挙動が電圧指令の大きさによって変化するものであり、想定されるスイッチングノイズが制御軸間で重なることを可及的に回避するために適切に設定されるのが好ましい。なお、所定パラメータＣ＋とＣ－は、技術的には同質の意義を有するものであるが、両関数の性質に応じて一般的には異なる値を有する。更には、制御軸間においても、所定パラメータＣ＋とＣ－は、互いに異なるのが好ましい。
【数3】
式３で表される中性点電圧ＶＮＮの、式１で表される中性点電圧との相違点は、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関
連する所定パラメータＣ＋（Ｃ－）が式内に含まれている点である。Ｃ＋は関数ｍａｘで設定される所定パラメータを意味し、Ｃ－は関数ｍｉｎで設定される所定パラメータを意味する。両所定パラメータは、技術的には上記の通りスイッチングによるノイズを考慮して設定されるものであり、具体的には、インバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。後述するように、所定パラメータＣ＋（Ｃ－）の値によって中性点電圧ＶＮＮの挙動が電圧指令の大きさによって変化するものであり、想定されるスイッチングノイズが制御軸間で重なることを可及的に回避するために適切に設定されるのが好ましい。なお、所定パラメータＣ＋とＣ－は、技術的には同質の意義を有するものであるが、両関数の性質に応じて一般的には異なる値を有する。更には、制御軸間においても、所定パラメータＣ＋とＣ－は、互いに異なるのが好ましい。
【0040】
ここで、式３を詳細に検討すると、関数ｍａｘについては、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｃ＋の４つの要素の中から最大値を示すものを抽出することになり、関数ｍｉｎについては、当該４つの要素の中から最小値を示すものを抽出することになる。そして、電圧指令が相対的に低電圧領域に属する場合（すなわち、上述の低電圧駆動時の場合）、電圧指令に関連するＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗの振幅値は相対的に小さいため、プラス側では、相対的に所定パラメータＣ＋が他の要素Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗよりも大きくなり、更には、マイナス側では、相対的に所定パラメータＣ－が他の要素Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗよりも小さくなる。したがって、関数ｍａｘは所定パラメータＣ＋を抽出し、関数ｍｉｎは所定パラメータＣ－を抽出する。一方で、電圧指令が相対的に高電圧領域に属する場合（すなわち、上述の高電圧駆動時の場合）、電圧指令に関連するＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗの振幅値は相対的に大きいため、プラス側では、相対的に所定パラメータＣ＋よりも大きくなり、更には、マイナス側では、相対的に所定パラメータＣ－よりも小さくなる。したがって、関数ｍｉｎはＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗのいずれかのプラス側の振幅値を抽出し、関数ｍｉｎはＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗのいずれかのマイナス側の振幅値を抽出する。
【0041】
ここで、サーボシステムにおいて同期制御が行われている２つの制御軸について、式３で表される中性点電圧ＶＮＮの算出が行われた場合の、電圧指令及び中性点電圧ＶＮＮの推移を図７に示す。図７の上段（ａ）には、当初の電圧指令が低い低電圧駆動時の場合における、各相の相電圧の推移と、同期制御を行っている２つの制御軸での中性点電圧ＶＮＮを並べて示し、下段（ｂ）には、当初の電圧指令が高い高電圧駆動時の場合における、各相の相電圧の推移と、同期制御を行っている２つの制御軸での中性点電圧ＶＮＮを並べて示した。また、一方の制御軸における所定パラメータＣ＋、Ｃ－の値は、それぞれ２、－１であり、他方の制御軸における所定パラメータＣ＋、Ｃ－の値は、それぞれ１、－２である。これらを見て理解できるように、低電圧駆動時の場合は、同期制御を行う２つの制御軸のそれぞれにおいて、中性点電圧の挙動が異なり、一方で、高電圧駆動時の場合は、同期制御を行う２つの制御軸のそれぞれにおいて、中性点電圧の挙動が概ね一致している。
【0042】
この結果、低電圧駆動時においては、中性点電圧ＶＮＮが制御軸毎に異なることによって当初の電圧指令に重畳される重畳信号の推移も制御軸間で異なり、以て、式２で表される、新たな電圧指令が制御軸間で異なることになる。この結果得られる、２つの制御軸におけるインバータ１１のＰＷＭ制御信号の各相の電圧推移を図８に示す。低電圧駆動時、例えばサーボロック時は、各制御軸における各相でのスイッチングのタイミングは重なっている。しかし、制御軸間においては、図７の上段（ａ）に示すように中性点電圧ＶＮＮが制御軸毎に異なるため、制御軸間でのスイッチングのタイミングをΔＴ１だけずらすことができる。このΔＴ１は、各軸で生じるノイズが軸間で重なることによる影響を好適に回避し得る時間であり、上述したように所定パラメータＣ＋、Ｃ－の設定によって得られるものである。
【0043】
なお、高電圧駆動時においては、中性点電圧ＶＮＮは制御軸毎に異なることはなく概ね一致しているため、式２で表される、新たな電圧指令も制御軸間で概ね一致することになる。この結果得られる、２つの制御軸におけるインバータ１１のＰＷＭ制御信号の各相の電圧推移を図９に示す。高電圧駆動時は、モータがある程度の速度をもって回転していることになり、各制御軸における各相でのスイッチングのタイミングは図９に示すようにΔＴ２だけずれている。したがって、制御軸間で新たな電圧指令が概ね一致したとしても、サーボシステムにおけるインバータ１１のスイッチングのタイミングはある程度分散されているため、スイッチングノイズが重なることによる影響は回避し得る。
【0044】
このように式３に従って中性点電圧ＶＮＮを再定義することで、電圧指令に基づいた電圧領域の判定、すなわちスイッチングノイズの重なりによる影響が出やすい低電圧駆動であるか否かの判定を行うことなく、駆動電圧の高低に応じた重畳信号の生成、及び当該重畳信号が加算された新たな指令信号の生成を行い、サーボシステムにおいては、複数のインバータ１１によるスイッチングノイズを好適に抑制したモータ２０の同期制御を実現することができる。なお、図５に従って説明したように、ＰＮ間電圧Ｖｐｎを有効に利用したモータ２０への電圧印加も実現される。
【0045】
ここで、上述した各制御軸での所定パラメータＣ＋、Ｃ－は、時間経過とともに変動しない固定値であってもよく、別法として、時間経過とともに変動する変動値であってもよい。最も好ましくは、スイッチングノイズ抑制の観点から、制御軸間で所定パラメータＣ＋、Ｃ－が全く一致しないか、一致する期間が可及的に短くなるように各パラメータが設定される。また、各制御軸での所定パラメータＣ＋、Ｃ－は、サーボシステムにおける複数のドライバ１０及び複数のモータ２０による電気的な回路構成に基づいて、例えば、ＰＬＣ５によって自動的に算出され、各ドライバ１０の制御部１２に送信されるように構成してもよい。このような構成であればサーボシステム自体の構築が容易となり、ユーザの利便性が高まる。
【0046】
＜第２の実施形態＞
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第２の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態では、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の二相変調方式（特に、上下方式）に従って実施されるものとする。二相変調方式を採用することで、インバータ１１におけるスイッチング回数を抑制し、スイッチング損失を低減することができる。そして、第２の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式４に従って表すこととする。
・・・（式４）
式４で表される中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第２の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態では、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の二相変調方式（特に、上下方式）に従って実施されるものとする。二相変調方式を採用することで、インバータ１１におけるスイッチング回数を抑制し、スイッチング損失を低減することができる。そして、第２の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式４に従って表すこととする。
【数4】
式４で表される中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
【0047】
ここで、式４に従えば、各相の電圧指令の最大値の絶対値と、各相の電圧指令の最小値の絶対値とを比較し、前者が大きいか両者が等しい場合には、ＰＮ間電圧Ｖｐｎのプラス側の振幅値（式４の場合は「１」）から、ｍａｘ関数により抽出される、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｃの４つの要素の中から最大値を減算した値が中性点電圧ＶＮＮとされる。一方で、上記比較において後者が大きい場合には、ＰＮ間電圧Ｖｐｎのマイナス側の振幅値（式４の場合は「－１」）から、ｍｉｎ関数により抽出される、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、－Ｃの４つの要素の中から最小値を減算した値が中性点電圧ＶＮＮとされる。このような中性点電圧ＶＮＮの再定義を行っても、式３に従った場合と同じように、低電圧駆動時では、中性点電圧ＶＮＮが制御軸毎に異なることで当初の電圧指令に重畳される重畳信号の推移も制御軸間で異なり、以て、式２で表される、新たな電圧指令が制御軸間で異なることになる。また、高電圧駆動時では、式３に従った場合と同じように、制御軸間で新たな電圧指令を概ね一致させることができ、以て二相変調方式によるモータ駆動の当初のメリットを享受することができる。
【0048】
＜第３の実施形態＞
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第３の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態でも、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の二相変調方式（特に、上下方式）に従って実施されるものとする。そして、第３の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式５に従って表すこととする。
・・・（式５）
式５で表される中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第３の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態でも、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の二相変調方式（特に、上下方式）に従って実施されるものとする。そして、第３の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式５に従って表すこととする。
【数5】
式５で表される中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
【0049】
ここで、式５に従えば、各相の電圧指令と所定パラメータＣの最大値の絶対値と、各相の電圧指令と所定パラメータＣの最小値の絶対値とを比較し、前者が大きいか両者が等しい場合には、ＰＮ間電圧Ｖｐｎのプラス側の振幅値（式５の場合は「１」）から、ｍａｘ関数により抽出される、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｃの４つの要素の中から最大値を減算した値が中性点電圧ＶＮＮとされる。一方で、上記比較において後者が大きい場合には、ＰＮ間電圧Ｖｐｎのマイナス側の振幅値（式５の場合は「－１」）から、ｍｉｎ関数により抽出される、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、Ｃの４つの要素の中から最小値を減算した値が中性点電圧ＶＮＮとされる。このような中性点電圧ＶＮＮの再定義を行っても、式３に従った場合と同じように、低電圧駆動時では、中性点電圧ＶＮＮが制御軸毎に異なることで当初の電圧指令に重畳される重畳信号の推移も制御軸間で異なり、以て、式２で表される、新たな電圧指令が制御軸間で異なることになる。また、高電圧駆動時では、式３に従った場合と同じように、制御軸間で新たな電圧指令を概ね一致させることができ、以て二相変調方式によるモータ駆動の当初のメリットを享受することができる。
【0050】
＜第４の実施形態＞
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第４の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態でも、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の三相変調方式に従って実施されるものとする。そして、第４の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式６に従って表すこととする。
・・・（式６）
式６において、ωは電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの各周波数であり、ｋは当該電圧指令の振幅である。
式６で表される中性点電圧ＶＮＮは、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの第３次高調波を変形させたものである。このように第３次高調波に関連する中性点電圧ＶＮＮを当初の電圧指令に重畳させることで、ＰＮ間電圧Ｖｐｎを有効に利用した電圧印加が可能となる。当該中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
中性点電圧ＶＮＮの再定義に関する第４の実施形態について、以下に説明する。なお、本実施形態でも、ＰＷＭ演算部５５によるＰＷＭ制御信号の生成は、公知の三相変調方式に従って実施されるものとする。そして、第４の実施形態においては、中性点電圧ＶＮＮの再定義を、上記の式１に代えて、以下の式６に従って表すこととする。
【数6】
式６において、ωは電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの各周波数であり、ｋは当該電圧指令の振幅である。
式６で表される中性点電圧ＶＮＮは、電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの第３次高調波を変形させたものである。このように第３次高調波に関連する中性点電圧ＶＮＮを当初の電圧指令に重畳させることで、ＰＮ間電圧Ｖｐｎを有効に利用した電圧印加が可能となる。当該中性点電圧ＶＮＮにも、式３の場合と同じように、ドライバ１０及びモータ２０による電気的な回路構成、すなわちドライバ１０内のインバータ１１でのスイッチングによるノイズの要因となる電気的要素が反映される回路構成に強く関連する所定パラメータＣが式内に含まれている。当該所定パラメータＣもインバータ１１でのスイッチングノイズの大きさと継続時間に従って設定される。なお、本実施形態では所定パラメータは正の値を有する（Ｃ＞０）とともに、制御軸間で異なった値とする。
【0051】
ここで、式６に従えば、重畳される重畳信号の振幅が、関数ｍａｘの抽出結果に影響されることになる。式６の関数ｍａｘは、電圧指令の振幅ｋと所定パラメータＣのうち最大値を有する方を抽出する関数である。したがって、式６に従った場合でも、式３に従った場合と同じように、低電圧駆動時では、中性点電圧ＶＮＮが制御軸毎に異なることで当初の電圧指令に重畳される重畳信号の推移も制御軸間で異なり、以て、式２で表される、新たな電圧指令が制御軸間で異なることになる。また、高電圧駆動時では、式３に従った場合と同じように、制御軸間で新たな電圧指令を概ね一致させることができ、以て第３次高調波重畳によるモータ駆動の当初のメリットを享受することができる。
【0052】
＜付記１＞
制御装置（５）と、複数のサーボドライバ（１０）とを含み、該複数のサーボドライバ（１０）のそれぞれは、該制御装置（５）からの動作指令に従って複数のモータ（２０）を同期制御可能に構成された、サーボシステムであって、
前記複数のサーボドライバ（１０）のそれぞれは、
前記動作指令に基づいて、対応する前記モータ（２０）のための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、
前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部（５５）と、
前記ＰＷＭ演算部（５５）によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータ（１１）と、
を備え、
前記ＰＷＭ演算部（５５）は、
前記サーボドライバ（１０）及び前記モータ（２０）による回路構成に関連して設定される所定パラメータ（Ｃ＋、Ｃ－、Ｃ）を用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、
前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記Ｐ
ＷＭ制御信号を生成する第２処理と、
を実行するように構成される、
サーボシステム。
制御装置（５）と、複数のサーボドライバ（１０）とを含み、該複数のサーボドライバ（１０）のそれぞれは、該制御装置（５）からの動作指令に従って複数のモータ（２０）を同期制御可能に構成された、サーボシステムであって、
前記複数のサーボドライバ（１０）のそれぞれは、
前記動作指令に基づいて、対応する前記モータ（２０）のための指令信号を生成するサーボ信号生成部と、
前記サーボ信号生成部によって生成された前記指令信号に基づいて、パルス変調されたＰＷＭ制御信号を生成するＰＷＭ演算部（５５）と、
前記ＰＷＭ演算部（５５）によって生成された前記ＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチング素子をスイッチングすることで前記モータを駆動する駆動電圧を生成するインバータ（１１）と、
を備え、
前記ＰＷＭ演算部（５５）は、
前記サーボドライバ（１０）及び前記モータ（２０）による回路構成に関連して設定される所定パラメータ（Ｃ＋、Ｃ－、Ｃ）を用いて、前記指令信号が低電圧領域に属する場合に前記複数のモータに対応する制御軸毎に異なる、前記指令信号に重畳させる重畳信号を生成する第１処理と、
前記重畳信号を前記指令信号に加算して所定のキャリア信号と比較することで、前記Ｐ
ＷＭ制御信号を生成する第２処理と、
を実行するように構成される、
サーボシステム。
【符号の説明】
【0053】
５ ＰＬＣ
１０ ドライバ
１１ インバータ
１２ 制御部
２０ モータ
２８ 電流センサ
４１ 位置制御器
４２ 速度制御器
４３ 電流制御器
５５ ＰＷＭ演算部
１０ ドライバ
１１ インバータ
１２ 制御部
２０ モータ
２８ 電流センサ
４１ 位置制御器
４２ 速度制御器
４３ 電流制御器
５５ ＰＷＭ演算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】