(57)【要約】      （修正有）【課題】高速応答性を備えかつ加速性を向上させるモータ制御方法を提供する。【解決手段】モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、モータの加速または減速の開始に基づき、電源からの供給電力の電圧を上げ（Ｓ１、Ｓ２）、モータの加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げる（Ｓ３、Ｓ４）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、
前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記電源からの供給電力の電圧を上げる電圧上昇ステップと、
前記モータの加速または減速の終了に基づき、前記供給電力の電圧を下げる電圧下降ステップと、
を有することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項２】
前記電圧上昇ステップが、前記供給電力の電流が増加した場合に、前記電圧を上げ、
前記電圧下降ステップが、前記供給電力の電流が減少した場合に、前記電圧を下げることを特徴とする請求項１記載のモータ制御方法。
【請求項３】
前記電圧上昇ステップが、前記モータ駆動手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の開始を検出し、
前記電圧下降ステップが、前記モータ駆動手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の終了を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御方法。
【請求項４】
前記電圧上昇ステップが、前記モータ駆動手段に前記モータの動作の指令を出す指令手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の開始を検出し、
前記電圧下降ステップが、前記モータ駆動手段に前記モータの動作の指令を出す指令手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の終了を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ制御方法。
【請求項５】
モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、
前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電源からの供給電力の電圧を変える電圧可変ステップを有することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項６】
モータを駆動するモータ駆動手段に供給する供給電圧の電圧を調節する電圧調節部と、
前記電圧調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記供給電力の電圧を上げる電圧上昇手段と、
前記モータの加速または減速の終了に基づき、前記供給電力の電圧を下げる電圧下降手段と、
を有することを特徴とする電源装置。
【請求項７】
前記制御部が、
前記供給電力の電流が増加した場合に、前記電圧を上げ、前記供給電力の電流が減少した場合に、前記電圧を下げることを特徴とする請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記モータ駆動手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の開始または終了を検出することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記モータ駆動手段に前記モータの動作の指令を出す指令手段からの情報に基づき、前記モータの加速または減速の開始または終了を検出することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項１０】
モータを駆動するモータ駆動手段に供給する供給電力の電圧を調節する電圧調節部と、
前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電圧を変える制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御方法、および、モータ駆動装置の電源装置に関し、特に、部品等を搬送する搬送装置等に使用される駆動用のモータにおけるモータ制御方法、および、モータ駆動装置の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品やワーク等を搬送しながら製品を生産する生産現場では、生産効率を高めるため、モータの加速性の向上が要求される。一般的に、モータに関して、加速性の向上のためにインバータに供給する電圧を上げる昇圧手段が用いられている。例えば、特許文献１には、空気圧縮機に対して、直流電圧を昇圧手段を介してインバータに供給するとともに、インバータのスイッチング素子を所定に駆動してモータをＰＷＭ制御するモータの制御方法において、ＰＷＭ制御のデューティ比が１００％に達した場合に昇圧手段の動作を開始し、昇圧手段の出力直流電圧を上げ、再度ＰＷＭ制御を行ってモータの回転数を制御するようにした制御方法が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３３３４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、空気圧縮機のモータと異なり、小型の精密部品等を搬送するための駆動装置のモータに対しては、位置決めや、その位置に到達するまでの時間等の精度が高度に要求される。このような精度を出すためには、モータの高速応答も必要とされる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１等の空気圧縮機に対する技術においては、十分、高速応答性等の高精度を考慮したとは言いがたい。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高速応答性を備えかつ加速性を向上させるモータ制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記電源からの供給電力の電圧を上げる電圧上昇ステップと、前記モータの加速または減速の終了に基づき、前記供給電力の電圧を下げる電圧下降ステップと、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項５に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電源からの供給電力の電圧を変える電圧可変ステップを有することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に供給する供給電圧の電圧を調節する電圧調節部と、前記電圧調節部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記供給電力の電圧を上げる電圧上昇手段と、前記モータの加速または減速の終了に基づき、前記供給電力の電圧を下げる電圧下降手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項１０に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に供給する供給電力の電圧を調節する電圧調節部と、前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電圧を変える制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
モータの加速または減速の開始に基づき、電源からの供給電力の電圧を上げ、モータの加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げることにより、加速している間、予め供給電力の電圧を通常の電圧より上げておくことができ、モータのコイルに発生する逆起電力に抗して、モータに電流を流せるようになるため、目標の速度まで、短時間にモータを加速することができる。すなわち、高速応答性を備えかつ加速性を向上させるモータ制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、モータ駆動システム１Ａは、商用電源の電圧を所定の電圧にするための電源装置１０Ａと、電源装置１０Ａからモータを動かすための電力の供給を受けるモータ駆動装置２０Ａと、モータ駆動装置２０Ａを制御する上位コントローラ３０Ａと、モータ駆動装置２０Ａにより動作が制御されて三相交流で駆動するモータ４０と、を備えている。そして、電源装置１０Ａは、モータ駆動装置２０Ａに電力を供給する電源として、モータ駆動装置２０Ａは、モータ４０を駆動するモータ駆動手段として機能する。
【００１５】
電源装置１０Ａは、モータ駆動装置２０Ａに供給する供給電力の電圧を安定するように調節する電圧調節部１１と、電圧調節部１１を制御する制御部１２Ａと、商用電源からの交流を直流に変換する整流部１３と、を有する。
【００１６】
電圧調節部１１は、昇降圧回路を有し、昇降圧回路への入力電流や出力電圧の値等を検出して、制御部１２Ａにより、出力電圧が安定するように電圧を上げたり、下げたりする。
【００１７】
制御部１２Ａは、モータ４０の加速または減速の開始を検出して、供給電力の電圧を上げ、モータ４０の加速または減速の終了を検出して、供給電力の電圧を下げるように機能する。例えば、制御部１２Ａが、供給電力の電流が増加した場合に、電圧を上げ、供給電力の電流が減少した場合に、電圧を下げる。
【００１８】
電圧調節部１１および制御部１２Ａは、モータ４０の加速または減速の開始に基づき、供給電力の電圧を上げる電圧上昇手段、または、モータ４０の加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げる電圧下降手段として機能する。
【００１９】
モータ駆動装置２０Ａは、電源装置１０Ａから供給された電力を三相交流に変換する電力変換部２１と、電力変換部２１を制御する制御部２２Ａと、を有する。
【００２０】
上位コントローラ３０Ａは、手動等で入力した作業の手順を記憶しておく記憶部（図示せず）やモータ駆動装置２０Ａにモータ４０の動作の指令を出す指令手段を有し、作業の手順に従い、モータ駆動装置２０Ａに指令値のパルス信号を送る。
【００２１】
モータ４０は、リニアモータであり、磁気的な作用により互いに相対運動する固定子（図示せず）および可動子（図示せず）とを有し、これらはコイルまたは永久磁石により形成される。モータ４０には、可動子の位置や速度等を検出するセンサ４１が設置されている。
【００２２】
次に、モータ駆動システム１Ａの動作を図に基づき説明する。
【００２３】
図２はモータ駆動システム１Ａにおけるモータ４０の速度および電源装置１０Ａの供給電力の電圧の時間的変化を示す線図である。図３は、電源装置１０Ａの制御部１２Ａの動作例を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、図２に基づき、モータ４０の動作や、電圧の変化の概略を説明する。
【００２５】
図２に示すように、電源装置１０Ａは、電源スイッチが入れられた場合、電圧Ｅ０を出力している。そして、モータ４０の加速を開始した時刻ｔ０のとき、供給電力の電圧を電圧Ｅ１に上げる。電圧Ｅ１の下、モータ４０の速度が目標の速度ｖ１になるまで等加速度でモータ４０を加速する。時刻ｔ０でモータ４０の速度が目標の速度ｖ１に達し、モータ４０の可動子の速度がほぼ等速度になったとき、供給電力の電圧を電圧Ｅ０に戻す。
【００２６】
次に、可動子の位置が目標位置に近づき、減速させる場合、時刻ｔ２のとき供給電力の電圧を再び電圧Ｅ１に上げる。そして、電圧Ｅ１の下、モータ４０の速度が零になるまで等加速度でモータ４０を減速する。時刻ｔ３でモータ４０が停止したら、供給電力の電圧を電圧Ｅ０に戻す。
【００２７】
次に、図２および図３に基づき、制御部１２Ａの動作を説明する。
【００２８】
まず、モータ４０の加速時について説明する。図３に示すように、制御部１２Ａが、整流部１３の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が増加したか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、供給電力の電流がまだ増加していない場合（ステップＳ１；ＮＯ）、制御部１２Ａは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。
【００２９】
次に、モータ４０を加速させ始め、供給電力の電流が増加した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を上げる（ステップＳ２）。図２に示すように、時刻ｔ０のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ０から電圧Ｅ１に上がる。このように、制御部１２Ａが、モータ４０の加速の開始に基づき、電源装置１０Ａからの供給電力の電圧を上げる。例えば、制御部１２Ａが、供給電力の電流が増加した場合に、供給電力の電圧を上げる。
【００３０】
次に、制御部１２Ａが、整流部１３の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が減少したか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、供給電力の電流がまだ減少していない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、制御部１２Ａは、供給電力の電流が減少するまでこの動作を繰り返す。
【００３１】
次に、供給電力の電流が減少した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す（ステップＳ４）。図２に示すように、時刻ｔ１のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ１から電圧Ｅ０に戻る。このように、制御部１２Ａが、モータ４０の加速または減速の終了に基づき、電源装置１０Ａからの供給電力の電圧を下げる。例えば、制御部１２Ａが、供給電力の電流が減少した場合に、供給電力の電圧を下げる。そして、制御部１２Ａが、電源装置１０Ａの電源が切られたか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００３２】
次に、モータ４０の等速時から減速時について説明する。
【００３３】
まず、電源装置１０Ａの電源が切られていない場合（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、制御部１２Ａは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。具体的には、図２に示すように、時刻ｔ１からｔ２の間のモータ４０の可動子がほぼ等速度で動いている状態である。そして、ステップＳ１で、モータ４０を減速させ始め、供給電力の電流が増加した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を上げる（ステップＳ２）。図２に示すように、時刻ｔ２のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ０から電圧Ｅ１に上がる。
【００３４】
次に、制御部１２Ａが、減速時も整流部１３の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が減少したか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、供給電力の電流がまだ減少していない場合（ステップＳ２；ＮＯ）、制御部１２Ａは、供給電力の電流が減少するまでこの動作を繰り返す。
【００３５】
次に、供給電力の電流が減少した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、減速時も電圧調節部１１からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す（ステップＳ４）。図２に示すように、時刻ｔ３のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ１から電圧Ｅ０に戻る。
【００３６】
そして、制御部１２Ａが、電源装置１０Ａの電源が切られたか否かを判定し（ステップＳ５）、電源装置１０Ａの電源が切られた場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、一連の動作を終了する。
【００３７】
このように本実施形態によれば、モータ４０の加速または減速の開始に基づき、電源装置１０Ａからの供給電力の電圧を上げ、モータ４０の加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げることにより、モータ４０の可動子を加速している間、予め供給電力の電圧を通常の電圧より上げておくことができ、モータのコイルに発生する逆起電力に抗して、モータ４０に電流を流せるようになるため、目標の速度ｖ１まで、短時間にモータ４０の可動子を加速することができる。すなわち、モータ４０の高速応答性かつ加速性を向上させる制御方法を提供できる。そのため、位置や時間における高精度の位置決めが可能となる。また、高速応答性かつ加速性であるため、製造のタクトタイムの向上を図ることができる。
【００３８】
従来の方法おいて、モータの可動子の速度が、図４Ａに示すように、モータ駆動装置の推力―速度特性図における最大推力を出力できる限界の速度ｖ０を過ぎると、モータに発生する逆起電力の増加の影響が無視できなくなり、推力が低下し、最大加速度での加速が不可能となる。図５に示すように、供給電力の電圧が電圧Ｅ０のままであると、モータの可動子の速度が速度ｖ０を過ぎると、目標の速度ｖ１まで同じ加速度で加速できず、加速度が低下する。すなわち、時刻ｔ１までに目標の速度ｖ１に達することができず、到達時間が時刻ｔ４まで遅れる。
【００３９】
しかし、本実施形態のように、モータ４０の可動子を加速する期間、供給電力の電圧を予め一旦、上昇させておくことにより、図４Ｂの矢印ａで示すように、モータ駆動装置２０Ａの推力―速度特性図における最大推力を出力できる限界の速度を上昇させることができる。すなわち、図２に示したような、目標の速度ｖ１まで、最大加速度により、モータ４０の可動子を加速できる。
【００４０】
また、従来の方法では、図５に示すように、減速時の場合も、逆起電力の影響を受けるため、減速の開始時に十分な減速する力を得ることができず、モータの可動子の停止時が時刻ｔ５と遅くなる。
【００４１】
しかし、本実施形態の場合、加速時と同様に、モータ４０の可動子を最大加速度により減速できるため停止時が時刻ｔ３で早くモータ４０の可動子を停止させることができる。
【００４２】
また、電源装置１０Ａからの供給電力の電流が増加した場合に、供給電力の電圧を上げ、電源装置１０Ａからの供給電力の電流が減少した場合に、供給電力の電圧を下げることにより、電源装置１０Ａの制御部１２Ａが加速または減速の開始時と終了時を簡易に検出できる。また、電源装置１０Ａのみで制御ができるので、構成が簡易になる。
【００４３】
次に、第１実施形態の変形例について図に基づき説明する。
【００４４】
図６は、モータ駆動システム１Ａにおけるモータ４０の速度および電源装置１０Ａの供給電力の電圧の時間的変化の変形例を示す線図である。図７は、電源装置１０Ａの動作例の変形例を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、第１実施形態との違い、図６に示すように、モータ４０の可動子の加速が終了し、モータ４０の可動子が等速になった状態で、電源装置１０Ａの供給電力の電圧を電圧Ｅ０より低い、電圧Ｅ２まで下げる。
【００４６】
図７に示すように、変形例では、ステップＳ１からＳ３までは、第１実施形態と同様である。但し、供給電力の電流が減少した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、供給電力の電圧を電圧Ｅ０より低い、電圧Ｅ２まで下げる（ステップＳ１０）。そして、制御部１２Ａが、モータ４０が停止したか否かを判定する（ステップＳ１１）。図６に示すように、時刻ｔ１からｔ２のモータ４０の可動子の速度があまり変化していない間、供給電力の電圧を電圧Ｅ２に保つ。
【００４７】
モータ４０が停止していない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、制御部１２Ａは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。減速時は、ステップＳ２で、制御部１２Ａが、電圧Ｅ２から電圧Ｅ１まで電圧を上げる。モータ４０が停止した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御部１２Ａが、供給電力の電圧を電圧Ｅ０に戻す（ステップＳ１２）。
【００４８】
この変形例の場合、モータ４０の可動子が、時刻ｔ１からｔ２の間、すなわち等速度運動等、すなわち高加速度を必要としないとき、モータ４０から発生する雑音を減少させることができる。特に、磁石がフラットタイプのリニアモータにおいて、構造が開いているので、磁束が外に漏れやすいが、等速度運動等の時の電圧を下げることにより、磁束の漏れを減少させることができる。
【００４９】
なお、電圧を電圧Ｅ２まで下げた場合、図４Ｂの矢印ｂで示すように、モータ駆動装置２０Ａの推力―速度特性図が変化するが、ｖ１において推力を必要としていないため、モータ４０の可動子の動作に影響はない。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。なお、前記第１実施形態と同一または対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成および作用のみを説明する。その他の実施形態および変形例も同様とする。
【００５１】
図８は、本発明の第２実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００５２】
図８に示すように、モータ駆動システム１Ｂは、第１実施形態と異なり、電源装置１０Ｂと、モータ駆動装置２０Ｂと、を備える。
【００５３】
電源装置１０Ｂは、制御部１２Ｂを有し、モータ駆動装置２０Ｂは、制御部２２Ｂを有し、制御部１２Ｂと制御部２２Ｂとは、制御部２２Ｂから制御部１２Ｂへ信号を伝達するライン２６により接続されている。そして、制御部１２Ｂが、ライン２６を介してモータ駆動装置２０Ｂからの情報に基づき、モータ４０の加速または減速の開始または終了を検出する。モータ駆動装置２０Ｂの制御部２２Ｂは、制御部２２Ａと異なり、ライン２６を介して、モータ４０の加速または減速の開始または終了の情報を出力する。
【００５４】
次に、モータ駆動システム１Ｂの動作を図に基づき説明する。
【００５５】
図９は、電源装置１０Ｂの制御部１２Ｂの動作例を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、電源装置１０Ｂの制御部１２Ｂは、モータ駆動装置２０Ｂの制御部２２Ｂからの情報に基づき、モータ４０の加速を開始するか否かを判定する（ステップＳ２０）。なお、制御部２２Ｂは、上位コントローラ３０Ａからの指令や電力変換部２１から情報やセンサ４１からの情報に基づき、モータ４０の加速の開始や加速の終了や停止の情報を、制御部１２Ｂに出力する。そして、モータ４０が加速を開始しない場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、制御部１２Ｂは、モータ４０が加速を開始するまでこの動作を繰り返す。
【００５７】
次に、モータ４０が加速を開始する場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）。制御部１２Ｂが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を上げる（ステップＳ２１）。図２に示すように、時刻ｔ０のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ０から電圧Ｅ１に上がる。このように、制御部１２Ｂが、モータ駆動装置２０Ａからの情報に基づき、前記モータ４０の加速の開始を検出し、電源装置１０Ａからの供給電力の電圧を上げる。
【００５８】
次に、制御部１２Ｂが、モータ駆動装置２０Ａからの情報に基づき、モータ４０の可動子の加速が終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。そして、モータ４０の可動子の加速が終了していない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、制御部１２Ｂは、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。
【００５９】
次に、モータ４０の可動子の加速が終了した場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、制御部１２Ｂが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す（ステップＳ２３）。図２に示すように、時刻ｔ１のとき、供給電力の電圧が電圧Ｅ１から電圧Ｅ０に戻る。このように、制御部１２Ｂが、モータ駆動装置２０Ａからの情報に基づき、モータ４０の加速の終了を検出する。
【００６０】
次に、制御部１２Ｂが、モータ駆動装置２０Ａからの情報に基づき、モータ４０の可動子が停止したか否かを判定する（ステップＳ２４）。モータ４０の可動子が停止していない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、ステップＳ２０に戻り、制御部１２Ｂは、減速時における加速までこの動作を繰り返す。なお、減速時も、加速時の場合とほぼ同じである。
【００６１】
モータ４０の可動子が、時刻ｔ３で停止した場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、制御部１２Ｂは、一連の動作を終了する。
【００６２】
このように本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、モータ４０はモータ駆動装置２０Ｂにより駆動されているので、モータ駆動装置２０Ｂからの情報により、モータ４０の加速または減速の開始や終了を早めに検出できるため、より一段と高速応答性でかつ加速性を向上させる制御方法を提供できる。
【００６３】
なお、本実施形態においても、第１実施形態の変形例のように、モータ４０の可動子がほぼ等速になった状態で、電源装置１０Ｂの供給電力の電圧を電圧Ｅ０より低い、電圧Ｅ２まで下げてもよい。この場合も、第１実施形態の変形例と同様の効果を得ることができる。また、以下で説明する実施形態についても第１実施形態の変形例を適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００６４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
【００６５】
図１０は、本発明の第３実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００６６】
図１０に示すように、モータ駆動システム１Ｃは、第１実施形態と異なり、電源装置１０Ｃと、上位コントローラ３０Ｃと、を備える。
【００６７】
電源装置１０Ｃは、制御部１２Ｃを有し、制御部１２Ｃと上位コントローラ３０Ｃとは、上位コントローラ３０Ｃから制御部１２Ｃへ信号を伝達するライン３６により接続されている。上位コントローラ３０Ｃは、上位コントローラ３０Ａと異なり、モータ駆動装置２０Ａに出力するモータ４０の動作の指令を、ライン３６を介して、電源装置１０Ｃの制御部１２Ｃにも出力する。
【００６８】
制御部１２Ｃは、上位コントローラ３０Ｃからの情報に基づき、モータ４０の加速または減速の開始を検出したり、モータ４０の加速または減速の終了を検出したりする。
【００６９】
次に、モータ駆動システム１Ｃの動作を図に基づき説明する。
【００７０】
図１１は、電源装置１０Ｃの制御部１２Ｃの動作例を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、電源装置１０Ｃの制御部１２Ｃは、上位コントローラ３０Ｃからの情報に基づき、モータ４０への加速の指令が出力されたか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、モータ４０に指令が出力されていない場合（ステップＳ３０；ＮＯ）、制御部１２Ｃは、加速の指令の出力がされるまでこの動作を繰り返す。
【００７２】
次に、モータ４０に加速の指令が出力された場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）、制御部１２Ｃが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を電圧Ｅ１に上げる（ステップＳ３１）。このように、制御部１２Ｃが、モータ駆動装置２０Ａにモータ４０の動作の指令を出す上位コントローラ３０Ｃからの情報に基づき、モータ４０の加速の開始を検出し、電源装置１０Ａからの供給電力の電圧を上げる。
【００７３】
次に、制御部１２Ｃが、上位コントローラ３０Ｃからの情報に基づき、モータ４０の可動子の加速が終了したか否かを判定する（ステップＳ３２）。そして、モータ４０の可動子の加速が終了していない場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。なお、上位コントローラ３０Ｃは、通常、予め記憶してある作業の手順に従い、加速終了時間や、減速開始や減速終了時間等を算出し、電源装置１０Ｃの制御部１２Ｃに指令を出す。
【００７４】
次に、モータ４０の可動子の加速が終了した場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）、制御部１２Ｃが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を元の電圧Ｅ０に戻す（ステップＳ３３）。このように、制御部１２Ｃが、モータ駆動装置２０Ａにモータ４０の動作の指令を出す上位コントローラ３０Ｃからの情報に基づき、モータ４０の加速の終了を検出する。
【００７５】
次に、制御部１２Ｃが、電源装置１０Ｃの電源が切られたか否かを判定する（ステップＳ３４）。電源装置１０Ｃの電源が切られていない場合（ステップＳ３４；ＮＯ）、ステップＳ３０に戻り、制御部１２Ｃは、減速の指令までこの動作を繰り返す。なお、減速時も、加速の場合とほぼ同じである。
【００７６】
電源装置１０Ｃの電源が切られた場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、制御部１２Ｃは、一連の動作を終了する。
【００７７】
このように本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加えて、モータ駆動装置２０Ａは、上位コントローラ３０Ｃの指令に基づき、動作しているので、電源装置１０Ｃの制御部１２Ｃが、上位コントローラ３０Ｃからの情報により加速または減速の開始時等がより一段と的確に判断できる。特に減速開始時を的確に判定でき、短い時間で減速できる。
【００７８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
【００７９】
図１２は、本発明の第４実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００８０】
図１２に示すように、モータ駆動システム１Ｄは、第１実施形態と異なり、電源装置１０Ｄと、モータ駆動装置２０Ｄと、を備える。
【００８１】
電源装置１０Ｄは、制御部１２Ｄを有し、モータ駆動装置２０Ｄは、制御部２２Ｄを有する。制御部２２Ｄは、モータ４０のコイルに発生する逆起電力を検出する逆起電力検出手段２３を有する。そして、電源装置１０Ｄの制御部１２Ｄと、モータ駆動装置２０Ｄの制御部２２Ｄとは、ライン２６により接続されている。
【００８２】
逆起電力検出手段２３は、逆起電力の大きさをセンサ４１からの情報に基づき、モータ４０の速度により算出する。
【００８３】
電源装置１０Ｄの制御部１２Ｄは、モータ駆動装置２０Ｄの制御部２２Ｄからライン２６を介して、モータ４０の動作により発生する逆起電力の大きさの情報を取得し、この逆起電力の大きさに基づき、供給電力の電圧を変える制御を行う。すなわち、モータ４０の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置１０Ｄからの供給電力の電圧を変える電圧可変手段として機能する。
【００８４】
次に、モータ駆動システム１Ｄの動作を図に基づき説明する。
【００８５】
図１３は、電源装置１０Ｄの制御部１２Ｄの動作例を示すフローチャートである。
【００８６】
まず、電源装置１０Ｄの制御部１２Ｄは、モータ駆動装置２０Ｄの制御部２２Ｄからの逆起電力の大きさの情報に基づき、逆起電力が増加してある閾値を越えたか否かを判定する（ステップＳ４０）。閾値は、モータ４０が加速され、図５に示すように、モータ４０の可動子の速度が速度ｖ０に達して加速に影響が出始めるまえに、供給電力の電圧を上げることができるように、設定される。そして、逆起電力がある閾値を越えていない場合（ステップＳ４０；ＮＯ）、制御部１２Ｄは、逆起電力がある閾値を越えるまでこの動作を繰り返す。
【００８７】
次に、逆起電力がある閾値を越えた場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）、制御部１２Ｄが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を電圧Ｅ０から電圧Ｅ１に上げる（ステップＳ４１）。このように、制御部１２Ｄが、モータ４０の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置１０Ｄからの供給電力の電圧を変える。逆起電力の大きさはモータ４０の速度に依存するので、モータ４０の速度により算出される。
【００８８】
次に、制御部１２Ｄが、モータ駆動装置２０Ｄからの情報に基づき、モータ４０の可動子の加速が終了したか否かを判定する（ステップＳ４２）。そして、モータ４０の可動子の加速が終了していない場合（ステップＳ４２；ＮＯ）、制御部１２Ｄは、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。
【００８９】
次に、モータ４０の可動子の加速が終了した場合（ステップＳ４２；ＹＥＳ）、制御部１２Ｄが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を元の電圧Ｅ０に戻す（ステップＳ４３）。
【００９０】
次に、制御部１２Ｄは、モータ駆動装置２０Ｄからの情報に基づき、モータ４０の減速を開始するか否かを判定する（ステップＳ４４）。そして、モータ４０が減速を開始しない場合（ステップＳ４４；ＮＯ）、制御部１２Ｄは、モータ４０が減速を開始するまでこの動作を繰り返す。そして、モータ４０が減速を開始する場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）。制御部１２Ｄが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を上げる（ステップＳ４５）。
【００９１】
次に、制御部１２Ｄは、制御部２２Ｄからの逆起電力の大きさの情報に基づき、逆起電力が減少してある閾値より下がったか否かを判定する（ステップＳ４６）。そして、逆起電力がある閾値より下がっていない場合（ステップＳ４６；ＮＯ）、制御部１２Ｄは、逆起電力がある閾値より下がるまでこの動作を繰り返す。
【００９２】
次に、逆起電力がある閾値より下がった場合（ステップＳ４６；ＹＥＳ）、制御部１２Ｄが、電圧調節部１１からの供給電力の電圧を電圧Ｅ０に戻す（ステップＳ４７）。このように、制御部１２Ｄが、モータ４０の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置１０Ｄからの供給電力の電圧を変える。
【００９３】
このように本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加え、モータ４０の動作により発生する逆起電力の大きさに基づくので、供給電力の電圧の上昇を必要なタイミングで的確に判別できる。そして、逆起電力の大きさに基づき、電源装置１０Ｄからの供給電力の電圧を変えることにより、高加速度で、高速に応答できるモータの制御を実現できる。
【００９４】
なお、第１から第４実施形態において、モータ４０が回転モータである場合、センサ４１は、回転モータの回転子の回転数等を検出する。回転モータを目標の回転数にまで高加速度で加速させる場合や減速させる場合において、リニアモータと同様の効果を得ることができる。
【００９５】
また、上記実施形態におけるモータ４０は、直流モータでもよい。直流モータでも、高応答性および高加速度性が必要とされる場合、上記実施形態の制御方法等を適用できる。
また、モータ駆動装置に電源装置を組み込んだモータの駆動装置でもよい。この場合、上記実施形態の制御方法等を取り入れたモータ駆動装置として一体型にすることができる。
【００９６】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１のモータ駆動システムにおけるモータの速度および電源装置の出力電圧の時間的変化を示す線図である。
【図３】図１の電源装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４Ａ】従来のモータ駆動システムにおける推力と速度との関係を示す特性図である。
【図４Ｂ】図１のモータ駆動システムにおける推力と速度との関係を示す特性図である。
【図５】従来のモータ駆動システムにおけるモータの速度および電源装置の出力電圧を示す線図である。
【図６】図１のモータ駆動システムにおけるモータの速度および電源装置の出力電圧の時間的変化の変形例を示す線図である。
【図７】図１の電源装置の動作例の変形例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８の電源装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の電源装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１２の電源装置の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・電源装置（電源）、  １１・・・電圧調節部（電圧上昇手段、電圧下降手段）、  １２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ・・・制御部（制御部、電圧上昇手段、電圧下降手段）  ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｄ  モータ駆動装置（モータ駆動手段）、  ２１・・・電力変換部、  ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｄ・・・制御部、  ２３・・・逆起電力検出手段、  ３０Ａ、３０Ｃ・・・上位コントローラ（指令手段）、  ４０・・・モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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