JP6377985B2 - 停電時におけるトルク指令制限機能を備えたモータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置に関し、特に停電時に送り軸を駆動するモータのトルクを制限して減速させるモータ制御装置に関する。

モータを駆動するための電力を供給する電源が停電した場合、工作機械等の送り軸を駆動するモータを緊急停止させる必要がある。このような場合、モータを緊急停止させるために、モータ制御装置に与える速度指令を０にしてモータをフルトルクで強制減速させる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、送り軸を駆動するモータからの回生エネルギーが過大となる場合がある。このように回生エネルギーが過大となる場合、上記の従来技術を採用すると、モータからの回生エネルギーによりアンプに印加されるＤＣリンク電圧が上昇してしまい、アンプ側が過電圧状態となる。その結果、過電圧アラームが発生し、モータの制御が停止してしまう場合がある。

このように、過電圧アラームが発生し、モータの制御が停止すると、減速途中のモータに対してダイナミックブレーキによる減速が開始される。ダイナミックブレーキによる減速の場合、減速時間が長くなってしまうため、送り軸の停止距離が延びてしまい、場合によっては機械に衝突し損傷を生ずるという問題が起こり得る。ここで、ダイナミックブレーキとは、サーボモータの端子間を、抵抗器を介して短絡し、回転エネルギーを熱消費させて速やかに停止させるブレーキ機能をいう。

特開平７−１４３７８０号公報

本発明は、停電後の過電圧アラームの発生を回避しながら、速やかに送り軸を駆動するモータを停止することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施例に係るモータ制御装置は、工作機械の送り軸を駆動するモータの制御装置であって、モータを駆動するための電力を供給する電源の停電を検出する停電検出器と、停電検出時にトルク指令によりモータを強制的に減速させる強制減速部と、モータを駆動するアンプに印加されるＤＣリンク電圧を監視するＤＣリンク電圧監視部と、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えているか否か、またはＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えているか否かを判定する判定器と、判定器の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限するトルク指令制限器と、を有することを特徴とする。

本発明の実施例に係るモータ制御装置によれば、停電後の過電圧アラームを回避しながら、速やかに送り軸を駆動するモータを停止することができる。

本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図である。 本発明の実施例１の他の実施形態に係るモータ制御装置の構成図である。 本発明の実施例１に係るモータ制御装置におけるモータ速度、トルク指令、ＤＣリンク電圧、及びトルク指令制限信号のタイミングチャートである。 本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２に係るモータ制御装置におけるモータ速度、トルク指令、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電圧の変化の割合、及びトルク指令制限信号のタイミングチャートである。 本発明の実施例２に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例３に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例４に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例５に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例６に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例７に係るモータ制御装置の構成図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るモータ制御装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
［実施例１］

まず、本発明の実施例１に係るモータ制御装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図である。本発明の実施例１に係るモータ制御装置１０１は、工作機械の送り軸を駆動するモータ４０の制御装置であって、モータを駆動するための電力を供給する電源５０の停電を検出する停電検出器１と、停電検出時にトルク指令によりモータ４０を強制的に減速させる強制減速部２と、モータ４０を駆動するアンプ１０に印加されるＤＣリンク電圧を監視するＤＣリンク電圧監視部３と、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えているか否か、またはＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えているか否かを判定する判定器４と、判定器４の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限するトルク指令制限器５と、を有することを特徴とする。

電源５０として、例えば三相交流電源を用いることができる。電源５０は電源回生パワー回路３０に交流電力を供給する。電源５０と電源回生パワー回路３０とを接続する配線には電源５０から電源回生パワー回路３０に流れる電流を検出する電流検出器６０が設けられており、検出結果は停電検出器１に送信される。停電検出器１は、電流検出器６０の検出結果に基づいて、モータ４０を駆動するための電力を供給する電源５０の停電を検出する。

停電検出器１が電源５０の停電を検出すると、停電を検出したことを示す停電検出信号が強制減速部２に送られる。強制減速部２は、停電検出信号に基づいて、停電検出時にトルク指令によりモータ４０を強制的に減速させる。

電源回生パワー回路３０は電源５０から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、ＤＣリンクコンデンサ（図示せず）によって直流電圧を平滑化するとともに、モータ４０からの回生エネルギーを電源５０に回生する。アンプ１０に印加されるＤＣリンク電圧の値は、電圧検出器３１により検出され、アンプ１０に内蔵されたＤＣリンク電圧監視部３に送信される。ＤＣリンク電圧監視部３は、アンプ１０に印加されるＤＣリンク電圧を監視する。

ＤＣリンク電圧監視部３が取得したＤＣリンク電圧のデータは判定器４に送信される。判定器４は、取得したＤＣリンク電圧のデータに基づいて、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えているか否か、またはＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えているか否かを判定する。

判定器４による判定結果は、トルク指令制御器５に送られる。トルク指令制限器５は、判定器４の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限する。ここで、トルク指令制限値の下限値をダイナミックブレーキでモータを減速するときのトルク以上とするようにしてもよい。アンプ１０は、所定のトルク指令制限値に制限されたトルク指令に基づいてモータ４０を制御する。

図１に示した実施例１に係るモータ制御装置１０１においては、強制減速部２、ＤＣリンク電圧監視部３、判定器４、及びトルク指令制限器５がアンプ１０に設置されているが、このような例には限られない。例えば、図２に示す本発明の実施例１の他の実施形態に係るモータ制御装置１０１´のように、アンプ１０を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）２０に、強制減速部２、ＤＣリンク電圧監視部３、判定器４、及びトルク指令制限器５が設置されるようにしてもよい。

次に、本発明の実施例１に係るモータ制御装置によるモータの制御方法について説明する。図３は、本発明の実施例１に係るモータ制御装置におけるモータ速度、トルク指令、ＤＣリンク電圧、及びトルク指令制限信号のタイミングチャートである。

図３に示すように、時刻ｔ₁までは所定のモータ速度でモータが動作していたところ、時刻ｔ₁で電源が停電したものと仮定する。このときモータの回生エネルギーによりＤＣリンク電圧は徐々に増加し、時刻ｔ₂で第１の閾値に達するものとする。従って、時刻ｔ₁からｔ₂の期間においては、ＤＣリンク電圧の値は第１の閾値以下であるため、モータに与えられるトルク指令は制限されず−１００％である。即ち、この期間はフルトルクでモータが減速される。

時刻ｔ₂において、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値に達すると、時刻ｔ₂以降において判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断し、トルク指令制限器５に対してトルク指令を制限するための信号であるトルク指令制限信号を出力する。このとき、トルク指令制限信号はＯＮ状態となっている。トルク指令制限器５は、トルク指令制限信号に基づいて、トルク指令を制限する。

図３に示すように、時刻ｔ₂以降においてＤＣリンク電圧の値は第１の閾値を超えた状態となっているため、トルク指令の制限が継続して行われる。一方、モータ速度は停電が発生したｔ₁以降、徐々に低下し、時刻ｔ₃で停止するものとする。この場合、ＤＣリンク電圧の値は第１の閾値を超えた状態であってもトルク指令は０％となり、トルク指令制限信号もＯＦＦ状態となる。

以上より、トルク指令の制限が行われる期間は時刻ｔ₂からｔ₃までの期間である。図３に示した例では、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えてから再び第１の閾値以下になる時刻ｔ₄の前の時刻である時刻ｔ₃にモータが停止する例を示したが、このような例には限られない。即ち、モータが停止する時刻ｔ₃の前にＤＣリンク電圧の値が第１の閾値以下となった場合には、トルク指令の制限が解除され、再びフルトルクでモータの減速が行われる。

次に、本発明の実施例１に係るモータ制御装置の動作手順について、図４に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１０１において、停電検出器１が電源５０の停電が発生したか否かを判定する。停電が検出されなかった場合は、ステップＳ１０１に戻って停電の検出を継続して行う。

停電が検出された場合は、停電検出器１から強制減速部２に対して停電が発生したことを示す信号が送信され、ステップＳ１０２において、強制減速部２がトルク指令により送り軸を駆動するモータを強制的に減速させる。

次に、ステップＳ１０３において、判定器４が、ＤＣリンク電圧監視部３が検出したＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えているか否かを判定する。判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値以下であると判定した場合は、ステップＳ１０５において、モータ４０が停止したか否かが判断される。モータ４０が停止したか否かの判断は、例えば、モータ４０に設けたエンコーダ（図示せず）からの速度検出値を利用することによって行うことができる。モータ４０が停止していないと判断された場合には、ステップＳ１０２に戻って、トルク指令を制限することなく送り軸を駆動するモータの強制減速を継続して行う。

一方、ステップＳ１０３において、判定器４が、ＤＣリンク電圧監視部３が検出したＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えていると判断した場合には、トルク指令を制限するための信号を出力し、ステップＳ１０４において、トルク指令制限器５が、判定器４の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限する。なお、トルク指令制限値の下限値をダイナミックブレーキでモータを減速するときのトルク以上とするように、トルク指令制限値を所定の設定値にクランプするようにしてもよい。トルク指令の制限値の下限値をダイナミックブレーキでの減速トルク以上に設定することで、減速時間をダイナミックブレーキ使用時よりも短縮することができる。

次に、ステップＳ１０５において、モータ４０が停止したか否かが判断される。モータ４０が停止していないと判断された場合には、ステップＳ１０２に戻って、制限されたトルク指令に基づいて、送り軸を駆動するモータの強制減速を継続して行う。一方、ステップＳ１０５において、モータ４０が停止したと判断された場合にはモータ制御装置の動作を終了する。

以上のように、本発明の実施例１に係るモータ制御装置によれば、ＤＣリンク電圧を監視しながら、ＤＣリンク電圧の値に応じて送り軸を駆動するモータの減速トルクを制限することで、回生エネルギーを減らし、過電圧状態を回避しつつモータを停止させるように制御することができる。
［実施例２］

次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置について説明する。本発明の実施例２に係るモータ制御装置の構成は図１に示した実施例１に係るモータ制御装置と同様である。実施例２に係るモータ制御装置が、実施例１に係るモータ制御装置と異なっている点は、実施例１に係るモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するためのトルク指令制限信号を出力するのに対して、実施例２に係るモータ制御装置においては、判定器４は、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するためのトルク指令制限信号を出力する点である。実施例２に係るモータ制御装置のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置によるモータの制御方法について説明する。図５は、本発明の実施例２に係るモータ制御装置におけるモータ速度、トルク指令、ＤＣリンク電圧、ＤＣリンク電圧の変化の割合、及びトルク指令制限信号のタイミングチャートである。

図５に示すように、時刻ｔ₅までは所定のモータ速度でモータが動作していたところ、時刻ｔ₅で電源が停電したものと仮定する。このときモータの回生エネルギーによりＤＣリンク電圧は増加し、時刻ｔ₅でＤＣリンク電圧の変化の割合は第２の閾値を超えるものとする。従って、時刻ｔ₅において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えたと判断し、トルク指令を制限するためのトルク指令制限信号を出力し（ＯＮ状態）、トルク指令制限器５が、判定器４の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限する。

時刻ｔ₅以降においてＤＣリンク電圧の変化の割合は徐々に減少し、時刻ｔ₆においてＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値に等しくなるものとする。従って、時刻ｔ₅からｔ₆の期間においては、ＤＣリンク電圧の変化の割合は第２の閾値を超えているため、この期間においてモータに与えられるトルク指令が制限される。

次に、時刻ｔ₆以降において、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値以下となると、判定器４が、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値以下であると判断し、トルク指令制限器５に対して出力していたトルク指令制限信号の出力を停止する（ＯＦＦ状態）。トルク指令制限器５は、トルク指令制限信号が停止されたことに基づいて、トルク指令の制限を解除し、トルク指令を−１００％とする。即ち、この期間はフルトルクでモータが減速される。

図５に示すように、時刻ｔ₆以降においてＤＣリンク電圧の変化の割合は第２の閾値以下の状態となっているため、トルク指令は制限されない状態が継続する。一方、モータ速度は停電が発生したｔ₅以降、徐々に低下し、時刻ｔ₇で停止するものとする。この場合、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値以下の状態であってもトルク指令は０％となる。

以上のように、トルク指令の制限が行われた期間は時刻ｔ₅からｔ₆までの期間である。図５に示した例では、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超え、再び第２の閾値以下になる時刻ｔ₆の後にモータが停止する例を示したが、このような例には限られない。即ち、モータが停止する時刻ｔ₇の前にＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値以下とならなかった場合には、トルク指令の制限が解除されることなく、制限されたトルクでモータの減速が行われる。

次に、本発明の実施例２に係るモータ制御装置の動作手順について、図６に示したフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２０１において、停電検出器１が、電源５０の停電が発生したか否かを判定する。停電が検出されなかった場合は、ステップＳ２０１に戻って停電の検出を継続して行う。

停電が検出された場合は、停電検出器１から強制減速部２に対して停電が発生したことを示す信号が送信され、ステップＳ２０２において、強制減速部２がトルク指令により送り軸を駆動するモータを強制的に減速させる。

次に、ステップＳ２０３において、判定器４が、ＤＣリンク電圧監視部３が検出したＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えているか否かを判定する。ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値以下の場合は、ステップＳ２０５において、モータ４０が停止したか否かが判断される。モータ４０が停止したか否かの判断は、モータ４０に設けたエンコーダ（図示せず）からの速度検出値を利用することによって行うことができる。モータ４０が停止していないと判断された場合には、ステップＳ２０２に戻って、トルク指令を制限することなく送り軸を駆動するモータの強制減速を継続して行う。

一方、ステップＳ２０３において、判定器４が、ＤＣリンク電圧監視部３が検出したＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えていると判断した場合には、トルク指令を制限するための信号を出力し、ステップＳ２０４において、トルク指令制限器５が判定器４の判定結果に応じて、トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限する。なお、トルク指令制限値の下限値をダイナミックブレーキでモータを減速するときのトルク以上とするように、トルク指令制限値を所定の設定値にクランプするようにしてもよい。トルク指令の制限値の下限値をダイナミックブレーキでの減速トルク以上に設定することで、減速時間をダイナミックブレーキ使用時よりも短縮することができる。

次に、ステップＳ２０５において、モータ４０が停止したか否かが判断される。モータ４０が停止していないと判断された場合には、ステップＳ２０２に戻って、制限されたトルク指令に基づいて、送り軸を駆動するモータの強制減速を継続して行う。一方、ステップＳ２０５において、モータ４０が停止したと判断された場合にはモータ制御装置の動作を終了する。

以上のように、本発明の実施例２に係るモータ制御装置によれば、ＤＣリンク電圧を監視しながら、ＤＣリンク電圧の変化の割合に応じて送り軸を駆動するモータの減速トルクを制限することで、回生エネルギーを減らし、過電圧状態を回避しつつモータを停止するように制御することができる。
［実施例３］

次に、本発明の実施例３に係るモータ制御装置について説明する。本発明の実施例３に係るモータ制御装置の構成は図１に示した実施例１に係るモータ制御装置と同様である。実施例３に係るモータ制御装置が、実施例１に係るモータ制御装置と異なっている点は、実施例１のモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するためのトルク指令制限信号を出力するのに対して、実施例３のモータ制御装置においては、判定器４が、複数のトルク指令制限値を記憶し、ＤＣリンク電圧の値に応じて、トルク指令制限値を複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換える点である。実施例３に係るモータ制御装置のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

図７に本発明の実施例３に係るモータ制御装置の動作手順を示すフローチャートを示す。図７には、判定器４におけるＤＣリンク電圧の判定手順のみを示している。即ち、図７に示したステップＳ３０１〜Ｓ３０４は、図４に示した実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートのステップＳ１０３及びＳ１０４に対応しており、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５に対応するステップが実施例３に係るモータ制御装置においても同様に実行される。

実施例３に係るモータ制御装置における判定器４は、複数のトルク指令制限値を記憶しており、そのための記憶部（図示せず）を備えていてもよい。ここでは、一例として、記憶したトルク指令制限値をＤ₁、Ｅ₁，Ｆ₁の３種類とする。ここで、トルク指令制限値Ｄ₁、Ｅ₁，Ｆ₁は、０〜１００％の値である。上述したように、実施例３に係るモータ制御装置は、実施例１のモータ制御装置と同様に図４のフローチャートで示したステップＳ１０１及びＳ１０２に対応した動作を実行する。次に、ステップＳ３０１において、ＤＣリンク電圧の値が、所定の値「Ａ₁」未満であるのか、所定の値「Ａ₁」以上、かつ「Ｂ₁」未満であるのか、あるいは、所定の値「Ｂ₁」以上であるのかを判断する。

ステップＳ３０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が所定の値「Ａ₁」未満であると判断した場合には、ステップＳ３０２において、トルク指令制限値を「Ｄ₁」に設定する。一方、ステップＳ３０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が所定の値「Ａ₁」以上、かつ「Ｂ₁」未満であると判断した場合には、ステップＳ３０３において、トルク指令制限値を「Ｅ₁」に設定する。また、ステップＳ３０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が所定の値「Ｂ₁」以上であると判断した場合には、ステップＳ３０４において、トルク指令制限値を「Ｆ₁」に設定する。その後、設定したトルク指令制限値を用いて、モータのトルク指令を制限し、モータの減速を実行する。

このように、判定器４が、複数のトルク指令制限値を記憶し、ＤＣリンク電圧の値に応じて、トルク指令制限値を複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換えることによって、ＤＣリンク電圧の値に応じて、適切にトルク指令制限値を設定することができる。

以上の実施例３に係るモータ制御装置の説明において、トルク指令制限値を３種類用意し、ＤＣリンク電圧の値に応じて３通りに切り換える例を示したが、これには限られず、２通りに切り換えてもよいし、４通り以上に切り換えるようにしてもよい。
［実施例４］

次に、本発明の実施例４に係るモータ制御装置について説明する。本発明の実施例４に係るモータ制御装置の構成は図１に示した実施例１に係るモータ制御装置と同様である。実施例４に係るモータ制御装置が、実施例１に係るモータ制御装置と異なっている点は、実施例１のモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するための信号を出力するのに対して、実施例４のモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値と第１の閾値との差に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させる点である。実施例４に係るモータ制御装置のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

図８に本発明の実施例４に係るモータ制御装置の動作手順を示すフローチャートを示す。図８には、判定器４におけるＤＣリンク電圧の値に基づくトルク指令制限値の計算手順のみを示している。即ち、図８に示したステップＳ４０１及びＳ４０２は、図４に示した実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートのステップＳ１０３及びＳ１０４に対応しており、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５に対応するステップが実施例４に係るモータ制御装置においても同様に実行される。

上述したように、実施例４に係るモータ制御装置は、実施例１のモータ制御装置と同様に図４のフローチャートで示したステップＳ１０１及びＳ１０２に対応した動作を実行する。次に、ステップＳ４０１において、ＤＣリンク電圧の値と第１の閾値との差「Ｘ」を計算式（Ｘ＝ＤＣリンク電圧値−第１の閾値）に従って算出する。なお、ここではＤＣリンク電圧の値に基づくトルク指令制限値の計算手順を説明するものであって、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えていることが前提である。即ち、ＤＣリンク電圧の値と第１の閾値との差「Ｘ」の値は０以上であることを前提としている。

次に、ステップＳ４０２において、ＤＣリンク電圧の値と第１の閾値との差である「Ｘ」の値に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させる。例えば、トルク指令制限値［％］を以下の式（１）に従って計算する。
トルク指令制限値＝（１−Ｘ／第１の閾値）×１００ （１）
ただし、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値の２倍以上となる場合には、トルク指令制限値を０［％］に設定する。

上記のステップＳ４０１及びＳ４０２をＤＣリンク電圧の値が変化する度に実行することによって、ＤＣリンク電圧の値が変化する度にトルク指令制限値を変化させるようにしてもよい。

このように、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値と第１の閾値との差に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させることによって、ＤＣリンク電圧の値に応じて、きめ細かくトルク指令制限値を設定することができる。

以上の実施例４に係るモータ制御装置の説明において、トルク指令制限値を上記の式（１）に従ってトルク指令制限値を計算する例を示したが、これには限られず、上記の式（１）以外の他の式を用いてトルク指令制限値を計算するようにしてもよい。
［実施例５］

次に、本発明の実施例５に係るモータ制御装置について説明する。本発明の実施例５に係るモータ制御装置の構成は図１に示した実施例１に係るモータ制御装置と同様である。実施例５に係るモータ制御装置が、実施例１に係るモータ制御装置と異なっている点は、実施例１のモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するための信号を出力するのに対して、実施例５のモータ制御装置においては、判定器４が、複数のトルク指令制限値を記憶し、ＤＣリンク電圧の変化の割合に応じて、トルク指令制限値を複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換える点である。実施例５に係るモータ制御装置のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

図９に本発明の実施例５に係るモータ制御装置の動作手順を示すフローチャートを示す。図９には、判定器４におけるＤＣリンク電圧の変化の割合に基づくトルク指令制限値の設定手順のみを示している。即ち、図９に示したステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、図４に示した実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートのステップＳ１０３及びＳ１０４に対応しており、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５に対応するステップが実施例５に係るモータ制御装置においても同様に実行される。

実施例５に係るモータ制御装置における判定器４は、複数のトルク指令制限値を記憶しており、そのための記憶部（図示せず）を備えていてもよい。ここでは、一例として、記憶したトルク指令制限値をＤ₂、Ｅ₂，Ｆ₂の３種類とする。ここで、トルク指令制限値Ｄ₂、Ｅ₂，Ｆ₂は、０〜１００％の値である。上述したように、実施例５に係るモータ制御装置は、実施例１のモータ制御装置と同様に図４のフローチャートで示したステップＳ１０１及びＳ１０２に対応した動作を実行する。次に、ステップＳ５０１において、ＤＣリンク電圧の変化の割合ΔＶ_DCが、所定の値「Ａ₂」未満であるのか、所定の値「Ａ₂」以上、かつ「Ｂ₂」未満であるのか、あるいは、所定の値「Ｂ₂」以上であるのかを判断する。

ステップＳ５０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の割合（ΔＶ_DC）が所定の値「Ａ₂」未満であると判断した場合には、ステップＳ５０２において、トルク指令制限値を「Ｄ₂」に設定する。一方、ステップＳ５０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の割合（ΔＶ_DC）が所定の値「Ａ₂」以上、かつ「Ｂ₂」未満であると判断した場合には、ステップＳ５０３において、トルク指令制限値を「Ｅ₂」に設定する。また、ステップＳ５０１において、判定器４が、ＤＣリンク電圧の割合（ΔＶ_DC）が所定の値「Ｂ₂」以上であると判断した場合には、ステップＳ５０４において、トルク指令制限値を「Ｆ₂」に設定する。その後、設定したトルク指令制限値を用いて、モータのトルク指令を制限し、モータの減速を実行する。

このように、判定器４が、複数のトルク指令制限値を記憶し、ＤＣリンク電圧の割合に応じて、トルク指令制限値を複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換えることによって、ＤＣリンク電圧の割合に応じて、適切にトルク指令制限値を設定することができる。

以上の実施例５に係るモータ制御装置の説明において、トルク指令制限値を３種類用意し、ＤＣリンク電圧の割合に応じて３通りに切り換える例を示したがこれには限られず、２通りに切り換えてもよいし、４通り以上に切り換えるようにしてもよい。
［実施例６］

次に、本発明の実施例６に係るモータ制御装置について説明する。本発明の実施例６に係るモータ制御装置の構成は図１に示した実施例１に係るモータ制御装置と同様である。実施例６に係るモータ制御装置が、実施例１に係るモータ制御装置と異なっている点は、実施例１に係るモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えたと判断した場合に、トルク指令を制限するためのトルク指令制限信号を出力するのに対して、実施例６に係るモータ制御装置においては、判定器４が、ＤＣリンク電圧の割合と第２の閾値との差に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させる点である。実施例６に係るモータ制御装置のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

図１０に本発明の実施例６に係るモータ制御装置の動作手順を示すフローチャートを示す。図１０には、判定器４におけるＤＣリンク電圧の変化の割合に基づくトルク指令制限値の計算手順のみを示している。即ち、図１０に示したステップＳ６０１及びＳ６０２は、図４に示した実施例１に係るモータ制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートのステップＳ１０３及びＳ１０４に対応しており、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０５に対応するステップが実施例６に係るモータ制御装置においても同様に実行される。

上述したように、実施例６に係るモータ制御装置は、実施例１のモータ制御装置と同様に図４のフローチャートで示したステップＳ１０１及びＳ１０２に対応した動作を実行する。次に、ステップＳ６０１において、ＤＣリンク電圧の変化の割合と第２の閾値との差「Ｙ」を計算式（Ｙ＝ＤＣリンク電圧の変化の割合−第２の閾値）に従って算出する。なお、ここではトルク指令を制限する手順を説明するものであって、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えていることが前提である。即ち、ＤＣリンク電圧の変化の割合と第２の閾値との差「Ｙ」の値は０以上であることを前提としている。

次に、ステップＳ６０２において、ＤＣリンク電圧の変化の割合と第２の閾値との差である「Ｙ」の値に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させる。例えば、トルク指令制限値［％］を以下の式（２）に従って計算する。
トルク指令制限値＝（１−Ｙ／第２の閾値）×１００ （２）
ただし、ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値の２倍以上となる場合には、トルク指令制限値を０［％］に設定する。

上記のステップＳ６０１及びＳ６０２をＤＣリンク電圧の変化の割合が変化する度に実行することによって、ＤＣリンク電圧の変化の割合が変化する度にトルク指令制限値を変化させるようにしてもよい。

このように、判定器４が、ＤＣリンク電圧の変化の割合と第２の閾値との差に応じて、トルク指令制限値を連続的に変化させることによって、ＤＣリンク電圧の変化の割合に応じて、きめ細かくトルク指令制限値を設定することができる。

以上の実施例６に係るモータ制御装置の説明において、トルク指令制限値を上記の式（２）に従ってトルク指令制限値を計算する例を示したが、これには限られず、上記の式（２）以外の他の式を用いてトルク指令制限値を計算するようにしてもよい。
［実施例７］

次に、本発明の実施例７に係るモータ制御装置について説明する。図１１に本発明の実施例７に係るモータ制御装置の構成図を示す。実施例７に係るモータ制御装置１０２が、実施例１に係るモータ制御装置１０１と異なっている点は、モータ制御装置１０２が送り軸を駆動するモータ４０を制御すると共に、工作機械に備えられた主軸を駆動するモータ４１を制御し、停電検出時には、主軸を駆動するモータ４１に対して加速するよう指令を与える強制加速部１２をさらに有する点である。実施例７に係るモータ制御装置１０２のその他の構成は、実施例１に係るモータ制御装置１０１の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

実施例７に係るモータ制御装置においては、停電時の回生エネルギーの上昇を避けるため、停電と同時に主軸を駆動するモータ４１を加速させてエネルギーを消費している。本発明をこのようなモータ制御装置に適用することにより、主軸を駆動するモータの加速エネルギーが十分でなく、ＤＣリンク電圧が上昇し、過電圧アラームが発生する可能性があるような場合であっても、ＤＣリンク電圧の上昇を抑制することができる。

１ 停電検出器
２ 強制減速部
３ ＤＣリンク電圧監視部
４ 判定器
５ トルク指令制限器
１０ アンプ
２０ 数値制御装置
３０ 電源回生パワー回路
３１ 電圧検出器
４０ モータ
５０ 電源
６０ 電流検出器

Claims (9)

1. 工作機械の送り軸を駆動するモータの制御装置であって、
   モータを駆動するための電力を供給する電源の停電を検出する停電検出器と、
   停電検出時にトルク指令によりモータを強制的に減速させる強制減速部と、
   モータを駆動するアンプに印加されるＤＣリンク電圧を監視するＤＣリンク電圧監視部と、
   前記ＤＣリンク電圧の値が第１の閾値を超えているか否か、または前記ＤＣリンク電圧の変化の割合が第２の閾値を超えているか否かを判定する判定器と、
   前記判定器の判定結果に応じて、前記トルク指令を所定のトルク指令制限値に制限するトルク指令制限器と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記判定器は、前記ＤＣリンク電圧の値が前記第１の閾値を超えたと判断した場合に、前記トルク指令を制限するための信号を出力する、請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記判定器は、前記ＤＣリンク電圧の変化の割合が前記第２の閾値を超えたと判断した場合に、前記トルク指令を制限するための信号を出力する、請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 前記判定器は、複数のトルク指令制限値を記憶し、前記ＤＣリンク電圧の値に応じて、前記トルク指令制限値を前記複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
5. 前記判定器は、前記ＤＣリンク電圧の値と前記第１の閾値との差に応じて、前記トルク指令制限値を連続的に変化させる、請求項２に記載のモータ制御装置。
6. 前記判定器は、複数のトルク指令制限値を記憶し、前記ＤＣリンク電圧の変化の割合に応じて、前記トルク指令制限値を前記複数のトルク指令制限値のうちのいずれかに切り換える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記判定器は、前記ＤＣリンク電圧の変化の割合と前記第２の閾値との差に応じて、前記トルク指令制限値を連続的に変化させる、請求項３に記載のモータ制御装置。
8. 前記トルク指令制限値の下限値が、ダイナミックブレーキでモータを減速するときのトルク以上である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
9. 送り軸を駆動するモータを制御すると共に、工作機械に備えられた主軸を駆動するモータを制御し、
   停電検出時には、主軸を駆動するモータに対して加速するよう指令を与える強制加速部をさらに有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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