(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】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】予備充電回路を有するモータ駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20221213BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 L
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018229674
(22)【出願日】2018-12-07
(65)【公開番号】P2020092553
(43)【公開日】2020-06-11
【審査請求日】2021-10-20
(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】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100112357
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】大井 陽一郎
【審査官】栗栖 正和
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－１４０９６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５９３１１４８（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特許第３２３５１３４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】国際公開第２０１７／２１７０３６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、前記順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、
前記直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、
前記順変換器と前記コンデンサとの間の電路を開閉するスイッチと前記スイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、前記スイッチの開期間中に前記充電抵抗を介して供給される前記順変換器からの直流電力により前記コンデンサを予備充電し、前記スイッチが開から閉に切り換えられることで前記コンデンサの前記予備充電を完了する予備充電回路と、
前記コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、
前記スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数の前記コンデンサ電圧値に基づき、前記コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部と、
前記収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、第１のアラームを出力する第１のアラーム出力部と、
を備える、モータ駆動装置。
【請求項2】
交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、
前記順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、
前記直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、
前記順変換器と前記コンデンサとの間の電路を開閉するスイッチと前記スイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、前記スイッチの開期間中に前記充電抵抗を介して供給される前記順変換器からの直流電力により前記コンデンサを予備充電し、前記スイッチが開から閉に切り換えられることで前記コンデンサの前記予備充電を完了する予備充電回路と、
前記コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、
前記スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数の前記コンデンサ電圧値に基づき、前記コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部と、
前記収束値が、予め規定された下限値を下回った場合、第２のアラームを出力する第２のアラーム出力部と、
を備える、モータ駆動装置。
【請求項3】
交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、
前記順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、
前記直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、
前記順変換器と前記コンデンサとの間の電路を開閉するスイッチと前記スイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、前記スイッチの開期間中に前記充電抵抗を介して供給される前記順変換器からの直流電力により前記コンデンサを予備充電し、前記スイッチが開から閉に切り換えられることで前記コンデンサの前記予備充電を完了する予備充電回路と、
前記コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、
前記スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数の前記コンデンサ電圧値に基づき、前記コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部と、
前記収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、第１のアラームを出力する第１のアラーム出力部と、
前記収束値が、予め規定された下限値を下回った場合、第２のアラームを出力する第２のアラーム出力部と、
を備える、モータ駆動装置。
【請求項4】
前記収束値計算部は、前記スイッチの開期間中において、一定間隔を有する少なくとも３つのタイミングにて検出された前記コンデンサ電圧値に基づき前記収束値を計算する、請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項5】
前記収束値に基づき、前記コンデンサの前記予備充電が完了したか否かを判定する充電完了判定部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項6】
前記充電完了判定部は、前記収束値と前記電圧検出部により検出された最新の前記コンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったとき、前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定する、請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項7】
前記充電完了判定部は、前記電圧検出部により検出された最新の前記コンデンサ電圧値に対する前記収束値の割合が所定値以上になったとき、前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定する、請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項8】
前記収束値計算部は、前記充電完了判定部により前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定されるまで、前記収束値を計算する、請求項６または７に記載のモータ駆動装置。
【請求項9】
前記充電完了判定部は、前記電圧検出部により検出される前記コンデンサ電圧値が前記収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部を有し、
前記予測時間計算部により計算された前記予測時間が経過したとき、前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定する、請求項５に記載のモータ駆動装置。
【請求項10】
前記充電完了判定部により前記コンデンサの前記予備充電が完了したと判定された場合、前記予備充電回路の前記スイッチが開から閉に切り換えられる、請求項５～９のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、予備充電回路を有するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、あるいは各種ロボット内のモータの駆動を制御するモータ駆動装置においては、交流電源から入力される交流電力を順変換器にて直流電力に変換して直流リンク部へ出力し、さらに逆変換器にて直流リンク部における直流電圧を交流電力に変換し、この交流電力をモータの駆動電力として供給している。「直流リンク部」とは、コンバータの直流出力側とインバータの直流入力側とを電気的に接続する回路部分のことを指し、「ＤＣリンク」「ＤＣリンク部」、「直流リンク」、または「直流中間回路」などとも別称されることもある。
【0003】
直流リンク部には、順変換器の直流出力の脈動分を抑える機能とともに直流電力を蓄積する機能を有するコンデンサ（直流リンクコンデンサ）が設けられる。直流リンクコンデンサは平滑コンデンサとも称される。
【0004】
直流リンク部に設けられるコンデンサは、モータ駆動装置の起動直後からモータの駆動開始前（すなわち逆変換器による電力変換動作開始前）までに所定の大きさの電圧に充電しておく必要がある。この充電は、一般に予備充電（または初期充電）と称される（例えば、特許文献１参照）。
【0005】
コンデンサにエネルギーが蓄積されていない状態から予備充電が開始された直後は、順変換器から直流リンク部に大きな突入電流が出力される。特にコンデンサの静電容量が大きいほど、より大きな突入電流が発生する。この突入電流対策として、直流リンク部には予備充電回路（初期充電回路）が設けられるのが一般的である。予備充電回路は、スイッチとスイッチに並列接続された充電抵抗とを有する。予備充電回路内のスイッチは、モータ駆動装置の起動直後のコンデンサの予備充電期間中のみ開放（オフ）され、モータ駆動装置がモータを駆動する通常動作期間中は閉成（オン）した状態を維持する。より詳細には、モータ駆動装置の起動直後（電源投入直後）からモータの駆動開始前までの予備充電期間中はスイッチを開放（オフ）することで、順変換器から出力された直流電力が充電抵抗を通じてコンデンサに流れ込み、コンデンサが充電される。この間、順変換器から直流リンク部に出力される直流電流は、充電抵抗を通るので、突入電流の発生を防ぐことができる。コンデンサが所定の大きさの電圧まで充電されると、予備充電回路内のスイッチを開から閉に切り換えて予備充電を完了する。
【0006】
例えば、３相交流電圧を整流するダイオードブリッジの出力直流母線間にコンデンサを備え、このコンデンサの両端から直流電圧を得るようにしたコンバータ装置において、前記コンデンサの初期充電時、前記コンデンサの初期充電抵抗を前記コンデンサと直列に接続し、前記コンデンサの両端の直流電圧を検出するコンピュータにより、前記コンデンサ両端の立ち上がり電圧と時間の関係から時定数を導出し、この時定数を前記初期充電抵抗の値で除して、前記コンデンサの容量を算出し、この算出値が負荷の許容電流リップルにより決められる定格値より小さいときに故障表示回路により故障表示をすることを特徴とするコンバータ装置の故障表示方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許第５９３１１４８号公報
【文献】特許第３２３５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサを有するモータ駆動装置においては、順変換器の直流出力電圧値とコンデンサ電圧値との差に基づきコンデンサの予備充電が完了したか否かを判定していたため、順変換器の直流出力電圧値及びコンデンサ電圧値をそれぞれ検出するために２つの電圧検出回路が必要であった。また、コンデンサの予備充電期間中におけるコンデンサ電圧値の挙動を事前に把握することができればモータ駆動装置の異常発生を未然に防ぐことも可能である。したがって、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサの予備充電におけるコンデンサ電圧値の挙動の把握及び予備充電完了の判定が容易で低コストのモータ駆動装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、交流電源から入力された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器と、順変換器の直流出力側である直流リンク部に設けられるコンデンサと、直流リンク部における直流電力を交流電力に変換してモータ駆動のための交流電力を出力する逆変換器と、順変換器とコンデンサとの間の電路を開閉するスイッチとスイッチに並列接続された充電抵抗とを有する予備充電回路であって、スイッチの開期間中に充電抵抗を介して供給される順変換器からの直流電力によりコンデンサを予備充電し、スイッチが開から閉に切り換えられることでコンデンサの予備充電を完了する予備充電回路と、コンデンサの両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する電圧検出部と、スイッチの開期間中の異なるタイミングにて検出された複数のコンデンサ電圧値に基づき、コンデンサ電圧値の収束値を計算する収束値計算部と、収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、第１のアラームを出力する第１のアラーム出力部とを備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一態様によれば、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けられるコンデンサの予備充電におけるコンデンサ電圧値の挙動の把握及び予備充電完了の判定が容易で低コストのモータ駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。
【図2】予備充電期間中のコンデンサ電圧値を例示する図である。
【図3】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第１の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【図4】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第２の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【図5】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第３の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【図6】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第４の形態による予備充電完了判定処理を用いたモータ駆動装置を示す図である。
【図7】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第４の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【図8】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下図面を参照して、予備充電回路を有するモータ駆動装置について説明する。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図面に示される形態は実施をするための一つの例であり、図示された実施形態に限定されるものではない。
【0013】
図１は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置を示す図である。
【0014】
一例として、交流電源２に接続されたモータ駆動装置１により、交流モータ（以下、単に「モータ」と称する。）３を制御する場合について示す。本実施形態においては、モータ３の種類は特に限定されず、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。また、交流電源２及びモータ３の相数は本実施形態を特に限定するものではなく、例えば三相であっても単相であってもよい。図示の例では、交流電源２及びモータ３をそれぞれ三相としている。交流電源２の一例を挙げると、三相交流４００Ｖ電源、三相交流２００Ｖ電源、三相交流６００Ｖ電源、単相交流１００Ｖ電源などがある。モータ３が設けられる機械には、例えば工作機械、ロボット、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、各種電化製品、電車、自動車、航空機などが含まれる。
【0015】
図１に示すように、本実施形態によるモータ駆動装置１は、順変換器１１と、コンデンサ１２と、逆変換器１３と、予備充電回路１４と、電圧検出部１５と、収束値計算部１６とを備える。また、モータ駆動装置１は、充電完了判定部１７と、スイッチ制御部１８と、電流検出部１９と、モータ制御部２０と、速度検出部４１とを備える。
【0016】
順変換器１１は、交流電源２から入力された交流電力を直流電力に変換して直流側である直流リンク部へ出力する。順変換器１１の例としては、ダイオード整流回路、１２０度通電型整流回路、あるいは内部にスイッチング素子を備えるＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路などがある。順変換器１１は、交流電源２が三相である場合は三相のブリッジ回路として構成され、交流電源２が単相である場合は単相ブリッジ回路で構成される。順変換器１１がダイオード整流回路である場合は、交流電源２から入力された交流電流を整流し、直流リンク部へ直流電流を出力する。順変換器１１が１２０度通電型整流回路やＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路である場合は、順変換器１１は、交流電源２から入力された交流電力を直流電力に変換して直流リンク部へ出力するとともに電源回生時には直流リンク部における直流電力を交流電力に変換して交流電源２側へ戻すことができる交直双方向に変換可能である電力変換器として実現される。順変換器１１がＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路である場合は、半導体スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。この場合、半導体スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ、ＳｉＣ、トランジスタなどがあるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。なお、順変換器１１の交流入力側には交流リアクトルやＡＣラインフィルタ等が設けられるが、ここでは図示を省略している。
【0017】
順変換器１１の直流出力側と逆変換器１３の直流入力側とを接続する直流リンク部には、コンデンサ（直流リンクコンデンサ）１２が設けられる。コンデンサ１２は、逆変換器１３が交流電力を生成するために用いられる直流電力を蓄積する機能及び順変換器１１の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。直流リンク部に設けられるコンデンサの例としては、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサなどがある。
【0018】
逆変換器１３は、直流側から入力された直流電力（すなわち直流リンク部における直流電力）を、モータ３を駆動するための交流電力に変換してモータ３へ出力する。逆変換器１３は、直流電力を交流電力に変換することができる構成を有していればよく、例えば、内部に半導体スイッチング素子を備えるＰＷＭインバータなどがある。逆変換器１３は、モータ３が三相交流モータである場合は三相ブリッジ回路として構成され、モータ３が単相モータである場合は単相ブリッジ回路として構成される。逆変換器１３は、モータ制御部２０からのスイッチング指令を受けて直流リンク部における直流電力をモータを駆動するための交流電力に変換してモータ３へ出力するとともにモータ回生時にはモータ３で回生された交流電力を直流電力に変換して直流リンク部へ戻す。逆変換器１３がＰＷＭインバータで構成される場合は、半導体スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。この場合、半導体スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ、ＳｉＣ、トランジスタなどがあるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。
【0019】
モータ駆動装置１によるモータ３の駆動開始前までにＤＣリンクコンデンサ１２を予備充電（初期充電）するために、予備充電回路（初期充電回路）１４が設けられる。予備充電回路１４は、順変換器１１とコンデンサ１２との間の電路を開閉するスイッチ３１とスイッチ３１に並列接続された充電抵抗３２とを有する。スイッチ３１の例としては、サイリスタやＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子や、リレーなどの機械式スイッチなどがある。スイッチ３１の開閉は、スイッチ制御部１８によって制御される。
【0020】
モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ３の駆動開始前までの予備充電期間中、スイッチ３１は、スイッチ制御部１８から開指令を受信して開放（オフ）する。予備充電期間中は、スイッチ３１は開状態を維持するので、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を介して充電電流としてコンデンサ１２へ流れ込み、コンデンサ１２は充電（予備充電）される。予備充電期間中は、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。後述するように充電完了判定部１７によりコンデンサ１２の予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部１８はスイッチ３１に対して閉指令を出力し、これを受けてスイッチ３１は開から閉に切り替えられ、予備充電回路１４による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器１１から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ３１を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器１３及びコンデンサ１２へ向けて流れることになる。
【0021】
スイッチ制御部１８は、予備充電回路１４内のスイッチ３１の開閉を制御する。モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ３の駆動開始前までの予備充電期間中、スイッチ制御部１８は、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して開指令を出力する。充電完了判定部１７によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部１８は、スイッチ３１に対して閉指令を出力する。また、充電完了判定部１７によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部１８は、モータ制御部２０に対し、スイッチ３１に対して閉指令を出力したことを通知する。この通知を受けてモータ制御部２０は逆変換器１３の電力変換動作の制御を開始する。
【0022】
モータ制御部２０は、一般的なモータ制御装置と同様、直流リンク部における直流電力とモータ３の駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で電力変換を行う逆変換器１３を制御することで、モータ３の駆動を制御する。すなわち、モータ駆動装置１内のモータ制御部２０は、速度検出器４１によって検出されたモータ３の（回転子の）回転速度（速度フィードバック）、電流検出部１９によって検出されたモータ３の巻線に流れる電流（電流フィードバック）、所定のトルク指令、及びモータ３の動作プログラムなどに基づいて、モータ３の速度、トルク、もしくは回転子の位置を制御するためのスイッチング指令を生成する。モータ制御部２０によって作成されたスイッチング指令に基づいて、逆変換器１３による電力変換動作が制御される。
【0023】
電圧検出部１５は、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。このコンデンサ電圧値は、直流リンク電圧値に相当する。予備充電期間中、電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部１６へ送られる。なお、予備充電完了後は、電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、モータ制御部２０へ送られて逆変換器１３の電力変換動作の制御に用いられてもよい。
【0024】
収束値計算部１６は、予備充電回路１４内のスイッチ３１の開期間中の異なるタイミングにて検出された複数のコンデンサ電圧値に基づき、コンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部１７へ送られる。コンデンサ電圧値の収束値の計算処理の詳細については後述する。
【0025】
充電完了判定部１７は、収束値計算部１６により計算された収束値に基づき、コンデンサ１２の予備充電が完了したか否かを判定する。コンデンサ１２の予備充電完了判定処理の詳細については後述する。
【0026】
収束値計算部１６、充電完了判定部１７、スイッチ制御部１８、及びモータ制御部２０は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。例えばこれらをソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、モータ制御装置１内にある例えばＤＳＰやＦＰＧＡなどの演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、上述の各部の機能を実現することができる。またあるいは、収束値計算部１６、充電完了判定部１７、スイッチ制御部１８、及びモータ制御部２０を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。また、収束値計算部１６、充電完了判定部１７、スイッチ制御部１８、及びモータ制御部２０は、例えば工作機械の数値制御装置内に設けられてもよい。また、モータ制御部２０内に、収束値計算部１６、充電完了判定部１７及びスイッチ制御部１８を設けてもよい。また、電圧検出部１５、電流検出部１９及び速度検出部４１については、ディジタル回路とアナログ回路との組み合わせで構成してもよく、アナログ回路のみで構成してもよい。
【0027】
続いて、収束値計算部１６によるコンデンサ電圧値の収束値の計算処理について説明する。
【0028】
図２は、予備充電期間中のコンデンサ電圧値を例示する図である。
【0029】
モータ３の駆動開始前、時刻０で予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が開始されると、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値は、徐々に上昇し、最終的にはコンデンサ１２の静電容量や順変換器１１の直流出力電圧値などで定まるある一定の収束値に収束する。本実施形態では、予備充電期間中の時間ｔ［ｓ］とコンデンサ電圧値Ｖ［Ｖ］との関係式を、式１で表される関数に近似し、これに基づいて収束値を予測計算する。式１において、Ａ、ｂ及びＤは、コンデンサ１２の静電容量や順変換器１１の直流出力電圧値などで定まる係数である。
【0030】
【数1】
【0031】
式１において、時刻ｔを無限大にすると、「Ａｅ-bt」はゼロとなり、したがって、収束値Ｄが得られる。本実施形態では、収束値Ｄを次のようにして計算する。
【0032】
時刻ｔ1、時刻ｔ2、及び時刻ｔ3において電圧検出部１５が検出するコンデンサ電圧値Ｖ1、Ｖ2、及びＶ3は、それぞれ式２、式３、及び式４のように表される。
【0033】
【数2】
【0034】
【数3】
【0035】
【数4】
【0036】
式２及び式３を式４へ代入すると、式５が得られる。
【0037】
【数5】
【0038】
ここで、電圧検出部１５によるコンデンサ電圧値の検出間隔をΔｔ一定（すなわちｔ2－ｔ1＝ｔ3－ｔ2＝Δｔ）であるとしたとき、式５は、式６のように変形することができる。
【0039】
【数6】
【0040】
式６を収束値Ｄについて解くと式７が得られる。
【0041】
【数7】
【0042】
式７で表されるＤは、式１において時刻ｔを無限大にしたとき（すなわちＡｅ-bt＝０となるとき）におけるコンデンサ電圧Ｖの収束値である。また、式７においてコンデンサ電圧Ｖ1、Ｖ2、及びＶ3が検出されるタイミングである時刻ｔ1、ｔ2、及びｔ3はいずれも、実際にコンデンサ電圧が収束値に収まる時刻よりも前である。つまり、式７から、一定間隔Δｔを有する少なくとも３つのタイミングにて電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値を用いれば、コンデンサ１２の収束値Ｄを予測計算することができることが分かる。そこで、本実施形態では、モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ駆動開始前までの予備充電期間中（すなわち予備充電回路１４内のスイッチ３１の開期間中）、収束値計算部１６は、一定間隔Δｔを有する少なくとも３つのタイミングにて電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式７に従って収束値Ｄを計算（予測計算）する。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部１７に送られ、予備充電完了判定処理に用いられる。
【0043】
続いて、充電完了判定部１７による予備充電完了判定処理の例について、いくつか列記する。
【0044】
まず、第１の形態による予備充電完了判定処理について説明する。
【0045】
第１の形態では、収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値と、電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったとき、充電完了判定部１７は予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したと判定する。
【0046】
図３は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第１の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【0047】
モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ駆動開始前のステップＳ１０１において、収束値計算部１６は、カウンタ（図示せず）のカウント値ｉをゼロ（０）にセットする。
【0048】
ステップＳ１０２において、スイッチ制御部１８は、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して開指令を出力する。スイッチ３１は、スイッチ制御部１８から開指令を受信して開放（オフ）する。後述するステップＳ１０７において予備充電完了と判定されるまで、スイッチ３１は開状態を維持する。この予備充電期間中、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を介して充電電流としてコンデンサ１２へ流れ込み、コンデンサ１２は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
【0049】
ステップＳ１０３において、電圧検出部１５は、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部１６へ送られる。
【0050】
ステップＳ１０４において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉをインクリメントする。
【0051】
ステップＳ１０５において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉが３になったか否かを判定する。カウンタのカウント値ｉが３になったと判定された場合はステップＳ１０６へ進み、カウンタのカウント値ｉが３になったと判定されなかった場合はステップＳ１０３へ戻る。
【0052】
ステップＳ１０１、Ｓ１０４及びＳ１０５のカウンタを用いたカウント処理を設けることにより、電圧検出部１５は、異なる３つのタイミングにてコンデンサ電圧値を検出することになる。ステップＳ１０３からステップＳ１０５までの一連の処理は、一定周期（すなわち上述の間隔Δｔ）で、３回繰り返し実行される。
【0053】
ステップＳ１０５においてカウンタのカウント値ｉが３になったと判定された場合は、ステップＳ１０６において、収束値計算部１６は、一定間隔Δｔを有する３つのタイミングにて電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式７に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部１７に送られる。
【0054】
ステップＳ１０７において、電圧検出部１５は、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、充電完了判定部１７へ送られる。
【0055】
ステップＳ１０８において、充電完了判定部１７は、ステップＳ１０６において収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値と、ステップＳ１０７において電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったか否かを判定する。充電完了判定部１７は、ステップＳ１０８においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定したとき、コンデンサ１２の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部１８へ通知してステップＳ１０９へ進む。一方、ステップＳ１０８においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定されなかった場合はステップＳ１０７へ戻る。なお、ステップＳ１０８において充電完了判定部１７による予備充電完了判定処理に用いられる上記「所定範囲」は、電圧検出部１５により検出されるコンデンサ電圧値の振動幅や電圧検出部１５の検出誤差などを考慮し、コンデンサ電圧値の収束値として想定される値の例えば数パーセント程度に設定すればよいが、ここで挙げた数値例はあくまでも一例であり、モータ駆動装置１の運用状況などに応じて上記「所定範囲」を適宜設定すればよい。
【0056】
ステップＳ１０９において、スイッチ制御部１８は、コンデンサ１２の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ３１は開から閉に切り替えられ、予備充電回路１４による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器１１から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ３１を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器１３及びコンデンサ１２へ向けて流れることになる。
【0057】
続いて第２の形態による予備充電完了判定処理について説明する。
【0058】
第２の形態では、電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値に対する収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／コンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったとき、充電完了判定部１７は予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したと判定する。
【0059】
図４は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第２の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【0060】
第２の形態におけるステップＳ２０１からＳ２０７までの処理は、図３を参照して説明した第１の形態におけるステップＳ１０１からＳ１０７までの処理と同様であるので、説明は省略する。
【0061】
ステップＳ２０８において、充電完了判定部１７は、「ステップＳ２０７において電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップＳ２０６において収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値」の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／コンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったか否かを判定する。充電完了判定部１７は、ステップＳ２０８において最新のコンデンサ電圧値に対するコンデンサ電圧値の収束値の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／コンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったと判定したとき、コンデンサ１２の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部１８へ通知してステップＳ２０９へ進む。一方、ステップＳ２０８において最新のコンデンサ電圧値に対するコンデンサ電圧値の収束値の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／コンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったと判定されなかった場合はステップＳ２０７へ戻る。なお、ステップＳ２０８において充電完了判定部１７による予備充電完了判定処理に用いられる上記「所定値」は、電圧検出部１５により検出されるコンデンサ電圧値の振動幅や電圧検出部１５の検出誤差などを考慮し、コンデンサ電圧値の収束値として想定される値の例えば９０パーセント以上の値に設定すればよいが、ここで挙げた数値例はあくまでも一例であり、モータ駆動装置１の運用状況などに応じて上記「所定値」を適宜設定すればよい。
【0062】
ステップＳ２０９において、スイッチ制御部１８は、コンデンサ１２の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ３１は開から閉に切り替えられ、予備充電回路１４による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器１１から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ３１を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器１３及びコンデンサ１２へ向けて流れることになる。
【0063】
続いて第３の形態による予備充電完了判定処理について説明する。
【0064】
第３の形態は、第１の形態及び第２の形態による予備充電完了判定処理の変形例である。第３の形態による予備充電完了判定処理では、複数計算されるコンデンサ１２の収束値のうち最新のコンデンサ１２の収束値に基づき、予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したか否かを判定する。第３の形態を第１の形態の変形例とする場合、収束値計算部１６により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値と、電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったとき、充電完了判定部１７は予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したと判定する。第３の形態を第２の形態の変形例とする場合、電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値に対する収束値計算部１６により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／最新のコンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったとき、充電完了判定部１７は予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したと判定する。ここでは、一例として、第３の形態を第１の形態の変形例とする場合について、図５を参照して説明する。
【0065】
図５は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第３の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【0066】
モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ駆動開始前のステップＳ３０１において、収束値計算部１６は、カウンタ（図示せず）のカウント値ｉをゼロ（０）にセットする。
【0067】
ステップＳ３０２において、スイッチ制御部１８は、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して開指令を出力する。スイッチ３１は、スイッチ制御部１８から開指令を受信して開放（オフ）し、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を介して充電電流としてコンデンサ１２へ流れ込み、コンデンサ１２は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
【0068】
ステップＳ３０３において、電圧検出部１５は、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部１６へ送られる。
【0069】
ステップＳ３０４において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉをインクリメントする。
【0070】
ステップＳ３０５において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉが３以上になったか否かを判定する。カウンタのカウント値ｉが３以上になったと判定された場合はステップＳ３０６へ進み、カウンタのカウント値ｉが３以上になったと判定されなかった場合はステップＳ３０３へ戻る。
【0071】
ステップＳ３０１、Ｓ３０４及びＳ３０５のカウンタを用いたカウント処理を設けることにより、電圧検出部１５は、少なくとも３つ以上の異なるタイミングにてコンデンサ電圧値を検出することになる。また、ステップＳ３０３からステップＳ３０５までの一連の処理は、一定の周期（すなわち上述の間隔Δｔ）で、３回以上繰り返し実行される。
【0072】
ステップＳ３０５においてカウンタのカウント値ｉが３以上になったと判定された場合は、ステップＳ３０６において、収束値計算部１６は、一定間隔Δｔを有する直近の３つのタイミングにて電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式７に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。ステップＳ３０６において収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、その時点で予測計算される最新の値である。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値（最新の収束値）は、充電完了判定部１７に送られる。
【0073】
ステップＳ３０７において、充電完了判定部１７は、ステップＳ３０６において収束値計算部１６により計算されたコンデンサ１２の収束値に基づき、予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したか否かを判定する。図５に示す第３の形態は第１の形態の変形例としたので、ステップＳ３０７では、充電完了判定部１７は、ステップＳ３０６において収束値計算部１６により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値と、ステップＳ３０３において電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値と、の差が所定範囲内に収まったか否かを判定する。充電完了判定部１７は、ステップＳ３０７においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定したとき、コンデンサ１２の予備充電が完了したと判定し、この判定結果をスイッチ制御部１８へ通知してステップＳ３０８へ進む。一方、ステップＳ３０７においてコンデンサ電圧値の収束値と最新のコンデンサ電圧値との差が所定範囲内に収まったと判定されなかった場合はステップＳ３０３へ戻る。このようにステップＳ３０３からステップＳ３０７までの一連の処理が一定の周期（すなわち上述の間隔Δｔ）で繰り返し実行されることで、最新のコンデンサ１２の収束値に基づき、予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したか否かが判定されることになる。このため、収束値計算部１６は、充電完了判定部１７によりコンデンサ１２の予備充電が完了したと判定されるまで、収束値を計算することになる。
【0074】
ステップＳ３０８において、スイッチ制御部１８は、コンデンサ１２の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ３１は開から閉に切り替えられ、予備充電回路１４による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器１１から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ３１を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器１３及びコンデンサ１２へ向けて流れることになる。
【0075】
なお、図５に示す第３の形態は第１の形態の変形例としたが、第２の形態の変形例とする場合は、ステップＳ３０７において、充電完了判定部１７は、「ステップＳ３０３において電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップＳ３０６において収束値計算部１６により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値」の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／最新のコンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったか否かを判定する。この場合、充電完了判定部１７は、「ステップＳ３０３において電圧検出部１５により検出された最新のコンデンサ電圧値」に対する「ステップＳ３０６において収束値計算部１６により計算された最新のコンデンサ電圧値の収束値」の割合（すなわち、最新のコンデンサ電圧値／最新のコンデンサ電圧値の収束値）が所定値以上になったとき、充電完了判定部１７は予備充電回路１４によるコンデンサ１２に対する予備充電が完了したと判定し、ステップＳ３０８へ進む。
【0076】
続いて第４の形態による予備充電完了判定処理について説明する。
【0077】
第４の形態では、充電完了判定部は、電圧検出部により検出されるコンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部を有し、予測時間計算部により計算された予測時間が経過したとき、コンデンサの予備充電が完了したと判定する。
【0078】
図６は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第４の形態による予備充電完了判定処理を用いたモータ駆動装置を示す図である。
【0079】
図６に示すように、充電完了判定部１７は、電圧検出部１６により検出されるコンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する予測時間計算部２１を有する。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧の収束値は、充電完了判定部１７内の予測時間計算部２１へ送られる。予測時間計算部２１は、コンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する。例えば、「コンデンサ電圧値の収束値」と「コンデンサ電圧値がその収束値に到達するまでに要する時間」との関係を表すテーブル（表）を実験等により事前に取得して予測時間計算部２１内のメモリに保持しておき、予測時間計算部２１では、このテーブルから、収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧の収束値に対応する時間を読み出してこれを「予測時間」として出力するようにしてもよい。充電完了判定部１７は、予測時間計算部２１により計算された予測時間が経過したとき、コンデンサ１２の予備充電が完了したと判定する。充電完了判定部１７によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部１８は、スイッチ３１に対して閉指令を出力する。また、充電完了判定部１７によりコンデンサの予備充電が完了したと判定されると、スイッチ制御部１８は、モータ制御部２０に対し、スイッチ３１に対して閉指令を出力したことを通知する。これ以外の構成については図１を参照して説明した構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
【0080】
図７は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置において第４の形態による予備充電完了判定処理を用いた予備充電の動作フローを示すフローチャートである。
【0081】
モータ駆動装置１の起動直後（電源投入直後）からモータ駆動開始前のステップＳ４０１において、収束値計算部１６は、カウンタ（図示せず）のカウント値ｉをゼロ（０）にセットする。
【0082】
ステップＳ４０２において、スイッチ制御部１８は、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して開指令を出力する。スイッチ３１は、スイッチ制御部１８から開指令を受信して開放（オフ）し、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を介して充電電流としてコンデンサ１２へ流れ込み、コンデンサ１２は徐々に上昇する。予備充電期間中は、順変換器１１から出力される電流は充電抵抗３２を流れるので、突入電流の発生を防ぐことができる。
【0083】
ステップＳ４０３において、電圧検出部１５は、コンデンサ１２の両端の電位差であるコンデンサ電圧値を検出する。電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値は、収束値計算部１６へ送られる。
【0084】
ステップＳ４０４において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉをインクリメントする。
【0085】
ステップＳ４０５において、収束値計算部１６は、カウンタのカウント値ｉが３になったか否かを判定する。カウンタのカウント値ｉが３になったと判定された場合はステップＳ４０６へ進み、カウンタのカウント値ｉが３になったと判定されなかった場合はステップＳ４０３へ戻る。
【0086】
ステップＳ４０５においてカウンタのカウント値ｉが３になったと判定された場合は、ステップＳ４０６において、収束値計算部１６は、一定間隔Δｔを有する３つのタイミングにて電圧検出部１５により検出されたコンデンサ電圧値を用いて、式７に従ってコンデンサ電圧値の収束値を計算する。収束値計算部１６により計算されたコンデンサ電圧値の収束値は、充電完了判定部１７内の予測時間計算部２１に送られる。
【0087】
ステップＳ４０７において、予測時間計算部２１は、コンデンサ電圧値が収束値に到達するまでの予測時間を計算する。
【0088】
ステップＳ４０８において、充電完了判定部１７は、予測時間計算部２１により計算された予測時間が経過したか否かを判定する。予測時間が経過したと判定された場合はステップＳ４０９へ進み、予測時間が経過したと判定されなかった場合はステップＳ４０８へ戻る。
【0089】
ステップＳ４０９において、スイッチ制御部１８は、コンデンサ１２の予備充電が完了したとの通知を受けて、予備充電回路１４内のスイッチ３１に対して閉指令を出力する。これを受けてスイッチ３１は開から閉に切り替えられ、予備充電回路１４による予備充電を完了する。予備充電完了後は、順変換器１１から出力される電流は、閉状態にあるスイッチ３１を通じて、直流リンク部に接続された逆変換器１３及びコンデンサ１２へ向けて流れることになる。
【0090】
以上説明したように、本開示の実施形態によれば、従来のように順変換器の直流出力電圧値及びコンデンサ電圧値をそれぞれ検出するために２つの電圧検出回路を設けて曜日充電完了を行う必要はなく、１つの電圧検出部１５のみで予備充電完了判定を容易に行うことができ、低コストである。
【0091】
上述の第１から第４の形態の変形例として、収束値計算部１６により計算（予測計算）された収束値を、モータ駆動装置１で発生する異常の検出に用いてもよい。図８は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置の変形例を示す図である。
【0092】
図８に示すように、モータ駆動装置１は、第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３をさらに備える。
【0093】
第１のアラーム出力部２２は、収束値計算部１６により計算された収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、第１のアラームを出力する。例えば、何らかの原因で順変換器１１から直流リンク部に定格を超える電圧が出力された場合、予備充電期間中に収束値計算部１６により計算された収束値が上限値を上回る。したがって、予備充電期間中、収束値計算部１６により計算された収束値が、予め規定された上限値を上回った場合、は「順変換器１１から定格を超える電圧が出力されている」という異常が発生している可能性があるので、第１のアラーム出力部２２は第１のアラームを出力する。なお、第１のアラーム出力部２２のアラーム出力処理に用いられる上限値は、正常時に想定されるコンデンサ電圧値の収束値よりも大きい値に設定しておけばよい。
【0094】
第２のアラーム出力部２３は、収束値計算部１６により計算された収束値が、予め規定された下限値を下回った場合、第２のアラームを出力する。例えば、コンデンサ１２が短絡故障していた場合、予備充電回路１４により予備充電してもコンデンサ電圧値は上昇しない。したがって、予備充電期間中、収束値計算部１６により計算された収束値が、予め規定された下限値を下回った場合は、コンデンサ１２が短絡故障している可能性があるので、第２のアラーム出力部２３は第２のアラームを出力する。第２のアラーム出力部２３のアラーム出力処理に用いられる下限値は、コンデンサ１２の短絡故障の発生を検出できればよいので、正常時のコンデンサ電圧値よりも十分に小さい値に設定しておけばよい。
【0095】
上述した第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。この場合、モータ制御装置１内にある例えばＤＳＰやＦＰＧＡなどの演算処理装置にこのソフトウェアプログラムを動作させて各部の機能を実現することができる。あるいは、第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。また、第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３はモータ制御部２０内に設けてもよい。
【0096】
第１のアラーム出力部２２から出力される第１のアラーム及び第２のアラーム出力部２３から出力される第２のアラームを用いて、ユーザに以上の発生を報知させるための報知部（図示せず）を設けてもよい。報知部の手段の例としては、モータ駆動装置１やその上位制御装置に付属のディスプレイ、パソコン、携帯端末及びタッチパネルなどのディスプレイなどがある。例えば「異常発生」といった表示をディスプレイに映し出してもよい。また例えば、報知部を、音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発する音響機器にて実現してもよい。またあるいは、プリンタを用いて紙面等にプリントアウトして表示させる形態をとってもよい。またあるいは、これらを適宜組み合わせて実現してもよい。
【0097】
また、第１のアラーム出力部２２または第２のアラーム出力部２３から第１のアラームまたは第２のアラームが出力された場合、モータ制御部２０がモータ駆動装置１に対して起動できないように制御をかけるようにしてもよい。また、第１のアラーム出力部２２または第２のアラーム出力部２３から第１のアラームまたは第２のアラームが出力された場合、交流電源２から順変換器１１への交流電力の入力を遮断するかまたは順変換器１１の電力変換動作を停止させることによって、順変換器１１から直流リンク部へ電圧を出力しないようにしてもよい。
【0098】
なお、図８では第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３の両方を備える例について示したが、いずれか一方のみのアラーム出力部を備えるようにしてもよい。
【0099】
【0100】
本変形例におけるステップＳ１０１からＳ１０９までの処理は、図３を参照して説明した通りであるので説明は省略する。
【0101】
ステップＳ１０６において収束値計算部１６により収束値を計算した後、ステップＳ５０１において、第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３は、所定のアラーム出力要件を満たすか否かを判定する。すなわち、第１のアラーム出力部２２は収束値計算部１６により計算された収束値が上限値を上回ったか否かを判定し、第２のアラーム出力部２３は収束値計算部１６により計算された収束値が下限値を下回ったか否かを判定する。収束値が上限値を上回ったと判定された場合または収束値が下限値を下回ったと判定された場合はステップＳ５０２へ進み、それ以外の場合はステップＳ１０７へ進む。
【0102】
ステップＳ５０２では、第１のアラーム出力部２２または第２のアラーム出力部２３は、第１のアラームまたは第２のアラームを出力する。すなわち、ステップＳ５０１において収束値が上限値を上回ったと判定された場合は第１のアラーム出力部２２は第１のアラームを出力し、ステップＳ５０１において収束値が下限値を下回ったと判定された場合は第２のアラーム出力部２３は第２のアラームを出力する。
【0103】
なお、図９では第１のアラーム出力部２２及び第２のアラーム出力部２３の両方を備える例について示したが、いずれか一方のみのアラーム出力部を備えるようにした場合は、ステップＳ５０１及びＳ５０２では、当該アラーム出力部の処理が実行されることになる。
【0104】
また、図９一例として、図３を参照して説明した第１の形態にアラーム出力処理を設けた場合について説明したが、図４を参照して説明した第２の形態、図５を参照して説明した第３の形態、または図７を参照して説明した第４の形態に、アラーム出力処理を設けてもよい。図４を参照して説明した第２の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップＳ２０６において収束値計算部１６により収束値を計算した後に、ステップＳ５０１及びＳ５０２の処理を実行すればよい。図５を参照して説明した第３の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップＳ３０６において収束値計算部１６により収束値を計算した後に、ステップＳ５０１及びＳ５０２の処理を実行すればよい。図７を参照して説明した第４の形態にアラーム出力処理を設ける場合、ステップＳ４０６において収束値計算部１６により収束値を計算した後に、ステップＳ５０１及びＳ５０２の処理を実行すればよい。
【0105】
上述の変形例のように、収束値計算部１６により計算（予測計算）された収束値を、モータ駆動装置１で発生する異常の検出に用いることで、コンデンサの予備充電期間中におけるコンデンサ電圧値の挙動を事前に把握することができ、モータ駆動装置の異常発生を未然に防ぐことができる。
【符号の説明】
【0106】
１ モータ駆動装置
２ 交流電源
３ モータ
１１ 順変換器
１２ コンデンサ
１３ 逆変換器
１４ 予備充電回路
１５ 電圧検出部
１６ 収束値計算部
１７ 充電完了判定部
１８ スイッチ制御部
１９ 電流検出部
２０ モータ制御部
２１ 予測時間計算部
２２ 第１のアラーム出力部
２３ 第２のアラーム出力部
３１ スイッチ
３２ 充電抵抗
４１ 速度検出部
２ 交流電源
３ モータ
１１ 順変換器
１２ コンデンサ
１３ 逆変換器
１４ 予備充電回路
１５ 電圧検出部
１６ 収束値計算部
１７ 充電完了判定部
１８ スイッチ制御部
１９ 電流検出部
２０ モータ制御部
２１ 予測時間計算部
２２ 第１のアラーム出力部
２３ 第２のアラーム出力部
３１ スイッチ
３２ 充電抵抗
４１ 速度検出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】