特許 7544955 モータ駆動システム

(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】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】モータ駆動システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/12 20060101AFI20240827BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

H02M7/12 H

H02M7/48 M

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023505476

(86)(22)【出願日】2022-03-03

(86)【国際出願番号】 JP2022009070

(87)【国際公開番号】W WO2022191022

(87)【国際公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-10-10

(31)【優先権主張番号】P 2021038164

(32)【優先日】2021-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】村井 英淳

(72)【発明者】

【氏名】堀越 眞一

【審査官】上野 力

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００４６９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５２７５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６８４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４５３８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／１２

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンバータ装置とインバータ装置とをペアリングするモータ駆動システムであって、
前記コンバータ装置と前記インバータ装置とのペアリング用として、前記コンバータ装置および前記インバータ装置のうちの一方の装置が保持する第１識別子を複製した、前記コンバータ装置および前記インバータ装置のうちの他方の装置が読み取り可能なペアリング用識別子を記憶する可搬型機器を備える、モータ駆動システム。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ駆動システムであって、
前記他方の装置は、前記一方の装置と有線または無線で通信する通信回路を有し、
前記通信回路は、前記ペアリング用識別子と、前記他方の装置が保持する第２識別子とを、前記一方の装置に送信する、モータ駆動システム。

【請求項3】

請求項１に記載のモータ駆動システムであって、
前記可搬型機器は、前記一方の装置と無線で通信する通信回路を有し、
前記通信回路は、前記他方の装置の電力を用いて、前記ペアリング用識別子と、前記他方の装置が保持する第２識別子とを、前記一方の装置に送信する、モータ駆動システム。

【請求項4】

請求項２または３に記載のモータ駆動システムであって、
前記他方の装置は、前記可搬型機器から前記ペアリング用識別子を読み取る読取部を有し、
前記通信回路は、前記読取部で読み取られた前記ペアリング用識別子を送信する、モータ駆動システム。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ駆動システムであって、
前記一方の装置は、前記他方の装置の動作条件に基づいて、前記一方の装置と前記他方の装置との間で動作不良が生じ得るか否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記動作不良が生じ得る判定が得られた場合、その旨を通知する通知部と、
を備える、モータ駆動システム。

【請求項6】

請求項５に記載のモータ駆動システムであって、
前記コンバータ装置で変換される直流電力を平滑する平滑コンデンサを備え、
前記動作条件は、前記他方の装置の対応動作電圧、または、前記平滑コンデンサの最大容量を含む、モータ駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１８－１６４３７７号公報には、コンバータ装置およびコンバータ装置に接続されるインバータ装置を含むモータ駆動装置が開示されている。

【発明の概要】

【0003】

ところで、コンバータ装置とインバータ装置とを接続するために、コンバータ装置とインバータ装置とをペアリングするペアリング処理が必要となる場合がある。この場合、オペレータは、複数のペアリング手順に沿ってコンバータ装置およびインバータ装置の双方を操作することが必要となる。このため、コンバータ装置とインバータ装置とをペアリングする場合の使い勝手を向上する要請がある。

【0004】

そこで、本発明は、使い勝手を向上し得るモータ駆動システムを提供することを目的とする。

【0005】

本発明の態様は、コンバータ装置とインバータ装置とをペアリングするモータ駆動システムであって、前記コンバータ装置と前記インバータ装置とのペアリング用として、前記コンバータ装置および前記インバータ装置のうちの一方の装置が保持する第１識別子を複製した、前記コンバータ装置および前記インバータ装置のうちの他方の装置が読み取り可能なペアリング用識別子を記憶する可搬型機器を備える。

【0006】

本発明の態様によれば、他方の装置は、可搬型機器のペアリング用識別子を読み取ることで、一方の装置の第１識別子を認識することができる。したがって、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別なオペレータ操作を他方の装置に行わせることなく、ペアリングを完了させることができる。この結果、使い勝手を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態のモータ駆動システムを示すブロック図である。

【図2】図２は、変形例１のモータ駆動システムを示すブロック図である。

【図3】図３は、変形例２のモータ駆動システムを示すブロック図である。

【図4】図４は、変形例３のコンバータ装置を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

〔実施形態〕
図１は、実施形態のモータ駆動システム１０を示すブロック図である。モータ駆動システム１０は、コンバータ装置１２と、インバータ装置１４とを備える。コンバータ装置１２とインバータ装置１４とはペアリング処理を実行することで、互いの情報を授受可能に接続される。本実施形態のモータ駆動システム１０では、コンバータ装置１２は、ペアリングのマスターとして設定され、インバータ装置１４は、ペアリングのスレーブとして設定される。

【0009】

コンバータ装置１２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１６と、コンバータ制御部１８と、通信回路２０とを有する。ＡＣ／ＤＣ変換部１６は、外部から供給される交流電力を直流電力に変換する。コンバータ制御部１８は、ＡＣ／ＤＣ変換部１６をスイッチング制御する。

【0010】

インバータ装置１４は、平滑コンデンサ２２と、ＤＣ／ＡＣ変換部２４と、インバータ制御部２６と、通信回路２８とを有する。平滑コンデンサ２２は、ＡＣ／ＤＣ変換部１６で変換される直流電力を平滑する。ＤＣ／ＡＣ変換部２４は、平滑された直流電力を交流電力に変換する。インバータ制御部２６は、ＤＣ／ＡＣ変換部２４をスイッチング制御する。インバータ装置１４は、ＤＣ／ＡＣ変換部２４で変換される交流電力を、モータの駆動電力として出力することで、モータを駆動する。なお、平滑コンデンサ２２は、インバータ装置１４に代えてコンバータ装置１２に搭載されてもよい。

【0011】

コンバータ装置１２の通信回路２０と、インバータ装置１４の通信回路２８とは、有線または無線で接続され、接続される有線または無線を介して、ペアリングに関する情報を授受する。有線は、メタルケーブルであってもよいし、光ケーブルであってもよい。

【0012】

本実施形態のモータ駆動システム１０は、コンバータ装置１２およびインバータ装置１４に加えて、可搬型機器３０をさらに備える。可搬型機器３０は、オペレータによって持ち運び可能な機器である。可搬型機器３０として、例えば、可搬型半導体メモリ、ＩＣタグ、コード付きカード等が挙げられる。可搬型半導体メモリの具体例としてＵＳＢメモリ等がある。

【0013】

可搬型機器３０は、記憶部３２を有する。記憶部３２には、ペアリング用識別子が記憶される。例えば、可搬型機器３０が可搬型半導体メモリまたはＩＣタグである場合、ペアリング用識別子のデータがメモリに記憶される。また、可搬型機器３０がコード付きカードである場合、ペアリング用識別子のコードがカード表面に付される。ペアリング用識別子は、コンバータ装置１２とインバータ装置１４とがペアリング処理を実行するために、コンバータ装置１２が保持する第１識別子を複製した識別子である。

【0014】

また、本実施形態のモータ駆動システム１０には、可搬型機器３０に記憶されるペアリング用識別子を読み取る読取部３４が、インバータ装置１４に設けられる。例えば、可搬型機器３０が可搬型半導体メモリである場合、読取部３４として、メモリインターフェイスが挙げられる。メモリインターフェイスは、可搬型半導体メモリを脱着可能なポートを有し、ポートに装着された半導体メモリの記憶部３２からペアリング用識別子のデータを読み出す。また、可搬型機器３０がＩＣタグである場合、読取部３４として、ＩＣタグリーダが挙げられ、可搬型機器３０がコード付きカードである場合、読取部３４として、コードリーダが挙げられる。

【0015】

読取部３４は、可搬型機器３０からペアリング用識別子を読み取った場合、ペアリング用識別子を登録する。この場合、インバータ装置１４の通信回路２８は、予め登録されたコンバータ装置１２のアクセス情報を用いて、インバータ装置１４が保持する第２識別子を、ペアリング用識別子とともにコンバータ装置１２に送信する。

【0016】

コンバータ装置１２の通信回路２０は、ペアリング用識別子とともに第２識別子を受信した場合、その第２識別子を送信したインバータ装置１４が正規のペアリング相手であると認識し、第２識別子を登録する。この場合、通信回路２０は、通信回路２８と通信する。

【0017】

なお、コンバータ装置１２の通信回路２０は、第２識別子のみを受信した場合、その第２識別子を送信した装置が非正規のペアリング相手であると認識し、第２識別子を破棄してもよい。この場合、通信回路２０は、通信回路２８との通信を拒否する。

【0018】

以上、本実施形態のモータ駆動システム１０では、ペアリングのマスターであるコンバータ装置１２と、ペアリングのスレーブであるインバータ装置１４とは別に可搬型機器３０が備えられる。可搬型機器３０は、コンバータ装置１２の第１識別子を、インバータ装置１４によって読み取り可能なペアリング用識別子として記憶する。これにより、インバータ装置１４は、可搬型機器３０のペアリング用識別子を読み取ることで、コンバータ装置１２の第１識別子を認識することができる。したがって、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作をオペレータに強要させることなく、コンバータ装置１２のペアリング用識別子をインバータ装置１４に登録させることができる。この結果、使い勝手を向上することができる。

【0019】

また、本実施形態のモータ駆動システム１０では、インバータ装置１４は、コンバータ装置１２と有線または無線で通信する通信回路２８を有する。この通信回路２８は、ペアリング用識別子と、インバータ装置１４の第２識別子とを、コンバータ装置１２に送信する。これにより、コンバータ装置１２は、インバータ装置１４から第２識別子を受信することで、インバータ装置１４の第２識別子を認識することができる。したがって、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作をオペレータに強要させることなく、インバータ装置１４の第２識別子をコンバータ装置１２に登録させることができる。この結果、使い勝手を向上することができる。

【0020】

また、本実施形態のモータ駆動システム１０では、インバータ装置１４は、可搬型機器３０からペアリング用識別子を読み取る読取部３４をさらに有する。通信回路２８は、読取部３４で読み取られたペアリング用識別子を送信する。これにより、インバータ装置１４は、オペレータに送信操作を強要させることなく、ペアリング用識別子を送信することができる。また、インバータ装置１４は、コンバータ装置１２に正規のペアリング相手であることを認識させることができる。

【0021】

〔変形例〕
上記の実施形態は、以下のように変形してもよい。

【0022】

（変形例１）
図２は、変形例１のモータ駆動システム１０を示すブロック図である。図２では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。

【0023】

本変形例のモータ駆動システム１０では、インバータ装置１４が、ペアリングのマスターとして設定され、コンバータ装置１２が、ペアリングのスレーブとして設定される。また、可搬型機器３０の記憶部３２には、インバータ装置１４が保持する第１識別子を複製したペアリング用識別子が記憶される。さらに、可搬型機器３０に記憶されるペアリング用識別子を読み取る読取部３４が、コンバータ装置１２に設けられる。

【0024】

コンバータ装置１２の読取部３４は、可搬型機器３０からペアリング用識別子を読み取った場合、ペアリング用識別子を登録する。この場合、コンバータ装置１２の通信回路２０は、予め登録されたインバータ装置１４のアクセス情報を用いて、コンバータ装置１２が保持する第２識別子を、ペアリング用識別子とともにインバータ装置１４に送信する。

【0025】

インバータ装置１４の通信回路２８は、ペアリング用識別子とともに第２識別子を受信した場合、その第２識別子を送信したコンバータ装置１２が正規のペアリング相手であると認識し、第２識別子を登録する。この場合、通信回路２８は、通信回路２０と通信する。

【0026】

このように本変形例のモータ駆動システム１０では、ペアリングのマスターとなるインバータ装置１４の第１識別子を、ペアリングのスレーブとなるコンバータ装置１２が読み取り可能なペアリング用識別子として記憶する可搬型機器３０が備えられる。これにより、コンバータ装置１２は、可搬型機器３０のペアリング用識別子を読み取ることで、ペアリングのマスターとなるインバータ装置１４の第１識別子を認識することができる。したがって、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作をコンバータ装置１２に行わなくても、コンバータ装置１２に対するペアリングを完了させることができ、この結果、実施形態と同様に、使い勝手を向上することができる。

【0027】

また、本実施形態のモータ駆動システム１０では、コンバータ装置１２が、インバータ装置１４と有線または無線で通信する通信回路２０を有する。この通信回路２０は、ペアリング用識別子と、コンバータ装置１２の第２識別子とを、インバータ装置１４に送信する。これにより、インバータ装置１４は、コンバータ装置１２から第２識別子を受信することで、コンバータ装置１２の第２識別子を認識することができる。したがって、オペレータに対して、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作をインバータ装置１４に行わせることなく、インバータ装置１４に対するペアリングを完了させることができ、この結果、使い勝手を向上することができる。

【0028】

（変形例２）
図３は、変形例２のモータ駆動システム１０を示すブロック図である。図３では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。

【0029】

本変形例のモータ駆動システム１０では、インバータ装置１４の通信回路２８が設けられていない代わりに、可搬型機器３０に通信回路２８が設けられる。また、本変形例のモータ駆動システム１０では、コンバータ装置１２の通信回路２０と、可搬型機器３０の通信回路２８とは無線で接続される。通信回路２０と、通信回路２８とは、無線を介して、ペアリングに関する情報を授受する。

【0030】

可搬型機器３０は、読取部３４を介してインバータ装置１４の電力を取得し、取得した電力を用いて起動する。可搬型機器３０は、起動すると、読取部３４を介して、インバータ装置１４が保持する第２識別子を取得するとともに記憶部３２に記憶されたペアリング用識別子をインバータ装置１４に送る。通信回路２８は、インバータ装置１４の電力を用いて起動する。通信回路２８は、予め登録されたインバータ装置１４のアクセス情報を用いて、インバータ装置１４から取得された第２識別子と、記憶部３２に記憶されたペアリング用識別子とを、コンバータ装置１２に送信する。

【0031】

以上、本変形例のモータ駆動システム１０では、可搬型機器３０に設けられる通信回路２８が、インバータ装置１４の電力を用いて、ペアリング用識別子と、インバータ装置１４が保持する第２識別子とを、コンバータ装置１２に送信する。これにより、インバータ装置１４に通信回路２８を設けることなく、インバータ装置１４の第２識別子を、可搬型機器３０のペアリング用識別子とともにコンバータ装置１２に送信することができる。したがって、インバータ装置１４に通信回路２８を設ける場合に比べて、インバータ装置１４を小型化することができる。

【0032】

（変形例３）
図４は、変形例３のコンバータ装置１２を示すブロック図である。図４では、実施形態において説明した構成と同等の構成には同一の符号が付されている。なお、本変形例では、実施形態と重複する説明は割愛する。

【0033】

本変形例のモータ駆動システム１０では、コンバータ装置１２に判定部３６および通知部３８が新たに設けられる。

【0034】

判定部３６は、インバータ装置１４の動作条件に基づいて、インバータ装置１４と動作不良が生じるか否かを判定する。動作条件として、例えば、インバータ装置１４に接続されるモータが対応し得る動作電圧（対応動作電圧）が挙げられる。別の動作条件の例として、平滑コンデンサ２２の最大容量が挙げられる。

【0035】

判定部３６は、インバータ装置１４の第２識別子が登録された以降に、インバータ装置１４の動作条件を取得する。なお、判定部３６は、通信回路２０を用いて、インバータ装置１４から送信されるインバータ装置１４の動作条件を取得してもよい。また、判定部３６は、インバータ装置１４の種類と動作条件とを対応付けたテーブルを用いて、インバータ装置１４の第２識別子に対応する種類の動作条件を取得してもよい。

【0036】

判定部３６は、動作条件を取得すると、取得した動作条件に基づいて、インバータ装置１４に接続されるモータの出力が、コンバータ装置１２により供給可能な電力を超えるか否かを認識する。ここで、インバータ装置１４に接続されるモータの出力がコンバータ装置１２により供給可能な電力を超える場合、判定部３６は、コンバータ装置１２とインバータ装置１４との間で動作不良が生じ得ると判定する。一方、インバータ装置１４に接続されるモータの出力がコンバータ装置１２により供給可能な電力以下である場合、判定部３６は、コンバータ装置１２とインバータ装置１４との間で動作不良が生じ得ないと判定する。

【0037】

通知部３８は、判定部３６で動作不良が生じ得る判定がされると、コンバータ装置１２とインバータ装置１４との間で動作不良が生じ得ることを通知する。表示部、スピーカおよび発光部の少なくとも１つがコンバータ装置１２に備えられている場合、通知部３８は、表示部、スピーカおよび発光部の少なくとも１つを用いて通知を行ってもよい。また、表示部、スピーカおよび発光部の少なくとも１つを備えた外部装置がコンバータ装置１２に接続される場合、通知部３８は、当該外部装置に作動信号を送信することで、通知を行ってもよい。

【0038】

以上、本変形例のモータ駆動システム１０は、インバータ装置１４の動作条件に基づいて、コンバータ装置１２とインバータ装置１４との間で動作不良が生じ得るか否かを判定する。また、モータ駆動システム１０は、動作不良が生じ得る判定が得られた場合にはその旨を通知する。これにより、コンバータ装置１２が過負荷状態になることを回避することができる。

【0039】

（変形例４）
上記の実施形態および変形例１～３は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

【0040】

〔実施形態および変形例から把握し得る発明〕
本発明は、コンバータ装置（１２）とインバータ装置（１４）とをペアリングするモータ駆動システム（１０）である。モータ駆動システムは、コンバータ装置とインバータ装置とのペアリング用として、コンバータ装置およびインバータ装置のうちの一方の装置が保持する第１識別子を複製した、コンバータ装置およびインバータ装置のうちの他方の装置が読み取り可能なペアリング用識別子を記憶する可搬型機器（３０）を備える。
これにより、他方の装置は、可搬型機器のペアリング用識別子を読み取ることで、一方の装置の第１識別子を認識することができる。したがって、オペレータに対して、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作を他方の装置に行わせることなく、他方の装置に対するペアリングを完了させることができ、この結果、使い勝手を向上することができる。

【0041】

他方の装置は、一方の装置と有線または無線で通信する通信回路（２０または２８）を有し、通信回路は、ペアリング用識別子と、他方の装置が保持する第２識別子とを、一方の装置に送信してもよい。
これにより、一方の装置は、他方の装置から第２識別子を受信することで、他方の装置の第２識別子を認識することができる。したがって、オペレータに対して、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作を一方の装置に行わせることなく、一方の装置に対するペアリングを完了させることができ、この結果、使い勝手を向上することができる。

【0042】

可搬型機器は、一方の装置と無線で通信する通信回路を有し、通信回路は、他方の装置の電力を用いて、ペアリング用識別子と、他方の装置が保持する第２識別子とを、一方の装置に送信してもよい。
これにより、一方の装置は、他方の装置から第２識別子を受信することで、他方の装置の第２識別子を認識することができる。したがって、オペレータに対して、操作マニュアル等を用いてペアリングに関する特別な操作を一方の装置に行わせることなく、一方の装置に対するペアリングを完了させることができ、この結果、使い勝手を向上することができる。
また、他方の装置に通信回路を設ける場合に比べて、他方の装置を小型化することができる。

【0043】

他方の装置は、可搬型機器からペアリング用識別子を読み取る読取部（３４）を有し、通信回路は、読取部で読み取られたペアリング用識別子を送信してもよい。
これにより、オペレータに対して、送信操作を行わせることなく、ペアリング用識別子を送信することができ、また、ペアリング用識別子を送信することで、一方の装置に対して正規のペアリング相手であることを認識させることができる。

【0044】

一方の装置は、他方の装置の動作条件に基づいて、一方の装置と他方の装置との間で動作不良が生じ得るか否かを判定する判定部（３６）と、判定部で動作不良が生じ得る判定が得られた場合には、その旨を通知する通知部（３８）と、を備えてもよい。
これにより、一方の装置が過負荷状態になることを回避することができる。

【0045】

モータ駆動システムは、コンバータ装置で変換される直流電力を平滑する平滑コンデンサ（２２）を備え、動作条件は、他方の装置の対応動作電圧、または、平滑コンデンサの最大容量を含んでもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】