(57)【要約】【課題】パワーモジュールの熱変動を抑制可能な電力変換装置を提供する。【解決手段】サーボ装置２は、所定のシーケンスにしたがって対象物の位置を制御する。コントローラ１０は、あらかじめ定められた波形を有する位置を指示する位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦを生成するとともに、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと同期したモード制御信号ＭＯＤＥを生成する。電力変換装置１２は、パワーモジュール２２４を含み、通常の第１モードと、パワーモジュールの温度上昇を抑制可能な第２モードと、がモード制御信号ＭＯＤＥに応じて切りかえ可能である。電力変換装置１２は、位置検出値ＰＯＳ＿ＦＢが位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと一致するようにモータ１４を駆動する。【選択図】図１
2014222967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のシーケンスにしたがって対象物の位置を制御するサーボ装置であって、
モータと、
あらかじめ定められた波形を有する位置指令値を生成するコントローラと、
パワーモジュールを含み、現在の位置に応じた位置検出値が位置指令値と一致するように前記モータを駆動するとともに、少なくとも、通常の第１モードと、前記パワーモジュールの温度上昇を抑制可能な第２モードと、が切りかえ可能であり、位置指令値と同期したあらかじめ定められたパターンで第１モードと第２モードが切りかえられる電力変換装置と、
を備えることを特徴とするサーボ装置。
【請求項２】
前記電力変換装置は、前記電力変換装置のモードを指示するモード制御信号に応じて、そのモードが切りかえられることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項３】
前記モータは３相モータであり、
前記電力変換装置は、前記第１モードにおいて、３相変調によりモータを駆動し、前記第２モードにおいて、２相変調によりモータを駆動するよう構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のサーボ装置。
【請求項４】
前記電力変換装置は、前記電力変換装置自身を冷却するための冷却用ファンを含み、
前記第１モードと前記第２モードとで、前記冷却用ファンの回転数が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサーボ装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
ユーザからの前記位置指令値の波形の入力を受け付ける第１ステップと、
前記電力変換装置のモードを指示するモード制御信号を初期値に固定した状態で、入力された前記位置指令値の波形を前記電力変換装置に出力する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて、前記電力変換装置のパワーモジュールに流れる電流波形を測定する第３ステップと、
前記電流波形にもとづいて、前記モード制御信号のパターンを生成する第４ステップと、
を実行することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサーボ装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記第４ステップにおいて、前記電流波形が所定のしきい値より小さいときに第１モード、大きいときに第２モードとなるように、前記モード制御信号を生成することを特徴とする請求項５に記載のサーボ装置。
【請求項７】
前記コントローラは、
ユーザからの前記位置指令値の波形の入力を受け付ける第１ステップと、
前記電力変換装置のモードを指示するモード制御信号を初期値に固定した状態で、入力された前記位置指令値の波形を前記電力変換装置に出力する第２ステップと、
前記第２ステップにおいて、前記電力変換装置のパワーモジュールの温度の波形を測定する第３ステップと、
前記温度の波形にもとづいて、前記モード制御信号のパターンを生成する第４ステップと、
を実行することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサーボ装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記第４ステップにおいて、前記温度の波形が所定のしきい値より小さいときに第１モード、大きいときに第２モードとなるように、前記モード制御信号を生成することを特徴とする請求項７に記載のサーボ装置。
【請求項９】
前記コントローラは、
ユーザからの前記位置指令値の波形の入力を受け付ける第１ステップと、
前記サーボ装置を前記位置指令値にもとづいて動作させたときに前記パワーモジュールに流れるであろう電流波形を計算する第２ステップと、
前記電流波形にもとづいて、前記電力変換装置のモードを指示するモード制御信号のパターンを生成する第３ステップと、
を実行することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサーボ装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のサーボ装置を備えることを特徴とする産業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボプレス機、射出成形機、あるいは各種ステージは、対象物をフィードバック制御にもとづいて位置決めするサーボ装置を有する。こうしたサーボ装置は、電気信号を、直線運動あるいは回転運動に変換する交流電動機と、それを駆動するための電力変換装置（インバータ）を備える。
【０００３】
電力変換装置は、主として、交流電動機の各相ごとに設けられた複数のスイッチング素子、交流電動機の目標トルク（あるいは回転数）に応じて変調された制御信号を生成するコントローラ、制御信号にもとづいて複数のスイッチング素子を駆動するドライバ、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８８８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−４８８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サーボプレス機、射出成形機、あるいは各種ステージに使用される電動機は、負荷の状態に応じて、その発生トルクがダイナミックに変動する。したがってそれを駆動する電力変換装置のスイッチング素子に流れる電流も、負荷の状態に応じてダイナミックに変動することになる。
【０００６】
一般的に大容量の電力変換装置には、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのパワーモジュールが用いられる。
【０００７】
パワーモジュールには、それに流れる電流に応じた熱変動が発生する。パワーモジュール内のはんだ、配線、基板等の材料はそれぞれ異なる熱膨張率を有しているため、パワーモジュールの温度変動にともなって熱ストレス（応力ひずみ）が発生する。熱ストレスは、はんだクラックなどの原因となり、パワーモジュールの信頼性に影響を与える。このような、熱ストレスに起因するパワーモジュールの寿命は、パワーサイクル寿命と称される。
【０００８】
サーボ装置を長時間にわたりメンテナンスフリーで運用するためには、パワーサイクル寿命を長くすることが必要であり、そのためには、パワーモジュールにおいて発生する熱変動を抑制することが望まれる。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、パワーモジュールの熱変動を抑制可能な電力変換装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある態様は、所定のシーケンスにしたがって対象物の位置を制御するサーボ装置に関する。サーボ装置は、モータと、電力変換装置と、コントローラと、を備える。電力変換装置は、パワーモジュールを含み、現在の位置に応じた位置検出値が位置指令値と一致するようにモータを駆動するとともに、少なくとも、通常の第１モードと、パワーモジュールの温度上昇を抑制可能な第２モードと、が切りかえ可能に構成される。コントローラは、あらかじめ定められた波形を有する位置指令値を生成する。電力変換装置は、位置指令値と同期したあらかじめ定められたパターンで第１モードと第２モードが切りかえ可能となっている。
【００１１】
位置指令値の波形があらかじめ定まっているサーボ装置では、パワーモジュールに流れる電流は、位置指令値と同期してあらかじめ決まった波形にしたがって変化することになる。この態様によれば、位置指令値と同期したオープンループにて、電流（すなわち発熱量）が小さいときには第１モードとし、電流が大きいときには第２モードとすることで、パワーモジュールの熱変動を抑制できる。
【００１２】
電力変換装置は、電力変換装置のモードを指示するモード制御信号に応じて、そのモードが切りかえられてもよい。
【００１３】
モータは３相モータであってもよい。電力変換装置は、第１モードにおいて、３相変調によりモータを駆動し、第２モードにおいて、２相変調によりモータを駆動するよう構成されてもよい。
【００１４】
ある態様において、電力変換装置は、電力変換装置自身を冷却するための冷却用ファンを含んでもよい。第１モードと第２モードとで、冷却用ファンの回転数が異なってもよい。
【００１５】
コントローラは、ユーザからの位置指令値の波形の入力を受け付ける第１ステップと、モード制御信号を初期値に固定した状態で、入力された位置指令値の波形を電力変換装置に出力する第２ステップと、第２ステップにおいて、電力変換装置のパワーモジュールに流れる電流波形を測定する第３ステップと、電流波形にもとづいて、モード制御信号のパターンを生成する第４ステップと、を実行してもよい。
【００１６】
コントローラは、第４ステップにおいて、電流波形が所定のしきい値より小さいときに第１モード、大きいときに第２モードとなるように、モード制御信号を生成してもよい。
【００１７】
コントローラは、ユーザからの位置指令値の波形の入力を受け付ける第１ステップと、モード制御信号を初期値に固定した状態で、入力された位置指令値の波形を電力変換装置に出力する第２ステップと、第２ステップにおいて、電力変換装置のパワーモジュールの温度の波形を測定する第３ステップと、温度の波形にもとづいて、モード制御信号のパターンを生成する第４ステップと、を実行してもよい。
【００１８】
コントローラは、第４ステップにおいて、温度の波形が所定のしきい値より小さいときに第１モード、大きいときに第２モードとなるように、モード制御信号を生成してもよい。
【００１９】
本発明の別の態様は、産業機械に関する。産業機械は、上述のいずれかのサーボ装置を備えてもよい。
【００２０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、パワーモジュールの熱変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係るサーボ装置を備える産業機械を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、産業機械であるサーボプレス機の正面図および側面図である。
【図３】図２のサーボプレス機の動作を示す波形図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、モード制御信号ＭＯＤＥの生成方法を示すフローチャートである。
【図５】ＸＹステージの動作を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２４】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００２５】
図１は、実施の形態に係るサーボ装置２を備える産業機械１００を示すブロック図である。産業機械１００は、サーボプレス機、射出成形機、各種ステージ（たとえば半導体製造プロセスに使用されるウェハ搬送用のＸＹステージ）などが例示される。かかる産業機械１００に使用されるサーボ装置２は、あらかじめ定められたシーケンスにしたがって、対象物を１回、あるいは複数回繰り返して変位させる。
【００２６】
サーボ装置２は、コントローラ１０、電力変換装置１２、モータ１４、負荷１６、を備える。
【００２７】
モータ１４は、回転モータあるいはリニアモータであり、負荷１６に動力を伝達する。本実施の形態において、モータ１４は３相モータである。負荷１６は、サーボプレス機や射出成形機においては、回転運動を直線運動に変換するクランク機構と、ピストンの組み合わせを含んでもよい。あるいは負荷１６は、リニアモータにより制御されるステージを含んでもよい。
【００２８】
コントローラ１０は、サーボ装置２全体を統括的に制御する。具体的にはコントローラ１０は、対象物の目標位置を示す位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦを生成する。この位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦは、サーボ装置２の動作シーケンスに応じてあらかじめ定められた波形を有している。
【００２９】
コントローラ１０は、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと同期したモード制御信号ＭＯＤＥを生成する。モード制御信号ＭＯＤＥについては後述する。
【００３０】
電力変換装置１２は、パワーモジュール２２２を含む。電力変換装置１２は、現在の位置に応じた位置検出値ＰＯＳ＿ＦＢが位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと一致するようにモータ１４をフィードバック制御する。この電力変換装置１２は、通常の第１モードと、第１モードに比べてパワーモジュール２２２の温度上昇を抑制可能な第２モードと、の少なくとも２つのモードが、コントローラ１０からのモード制御信号ＭＯＤＥに応じて切りかえ可能に構成される。
【００３１】
本実施の形態においてモータ１４は三相モータであり、電力変換装置１２は、第１モードにおいて、モータ１４を３相変調で駆動し、第２モードにおいて、モータ１４を２相変調で駆動する。この観点からいえば、第１モードと第２モードは、第２モードの方が消費電力が小さく、第１モードの方が制御性に優れるという関係にある。
【００３２】
電力変換装置１２は、トルク指令値生成部２０３、パルス変調器２１０、ゲート駆動回路２２２Ｕ〜２２２Ｗ、パワーモジュール２２４Ｕ〜２２４Ｗを備える。
【００３３】
トルク指令値生成部２０３は、コントローラ１０からの位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦを受け、それに応じたトルク指令値Ｓ１を生成する。トルク指令値生成部２０３の構成は特に限定されないが、たとえばトルク指令値生成部２０３は、減算器２０４およびＰＩ（比例・積分）制御部２０６を含む。減算器２０４には、負荷１６の現在の位置（変位量）を示す位置検出信号ＰＯＳ＿ＦＢがフィードバックされる。減算器２０４は、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと位置検出値ＰＯＳ＿ＦＢの偏差を算出する。ＰＩ制御部２０６は、偏差を受け、偏差がゼロとなるように値が制御されるトルク指令値Ｓ１を出力する。ＰＩ制御に代えて、Ｐ制御、ＰＩＤ制御などを用いてもよい。
【００３４】
パワーモジュール２２４Ｕ〜２２４Ｗはそれぞれ、上アームと下アームを含み、たとえばＩＧＢＴやＦＥＴで構成される。ゲート駆動回路２２２Ｕ〜２２２Ｗはそれぞれ、パルス変調器２１０からの駆動信号Ｓ２に応じて、対応するパワーモジュール２２４Ｕ〜２２４Ｗをスイッチングする。
【００３５】
パルス変調器２１０は、トルク指令値Ｓ１に応じてパルス変調された駆動信号Ｓ２を生成する。その結果、電力変換装置１２は、トルク指令値Ｓ１に応じた電力を、モータ１４に供給する。
【００３６】
たとえばパルス変調器２１０は、第１モードにおいて３相変調により駆動信号Ｓ２＿１を生成し、第２モードにおいて２相変調により駆動信号Ｓ２＿２を生成する。
【００３７】
２相変調は、３相変調に比べて、制御性、応答性、静音性の観点で劣るが、インバータのスイッチング素子のスイッチング回数が少ないため、スイッチング損失が小さく、省エネ性に優れる。そこで変調方式を切りかえることにより、制御性が優先される第１モードと、パワーモジュール２２４の発熱量の抑制が優先される第２モードを切りかえることができる。
【００３８】
また電力変換装置１２は、冷却ファン２２６を備える。冷却ファン２２６の回転数は、第１モードと第２モードとで異なっており、具体的には、第１モードに比べて第２モードの回転数は高く設定される。なお、第１モードにおいて、冷却ファン２２６の回転数はゼロ、つまり冷却ファン２２６は停止していてもよい。
【００３９】
第２モードでは冷却ファン２２６の回転数が高まることにより、パワーモジュール２２４が強く冷却されるため、そのパワーモジュール２２４の温度上昇は、第１モードに比べて抑制される。反対に第１モードでは冷却ファン２２６の回転数を低下させることにより、冷却ファン２２６ひいてはサーボ装置２全体の消費電力を低減できる。
【００４０】
モード制御部２６０は、コントローラ１０からのモード制御信号ＭＯＤＥに応じて、電力変換装置１２の動作モード、つまりパルス変調器２１０および冷却ファン２２６それぞれの動作モードを切りかえる。
【００４１】
続いて、モード制御信号ＭＯＤＥについて説明する。
【００４２】
上述のように、サーボプレス機におけるプレス動作や、射出成形機の型締め動作では、あらかじめ定められた動作シーケンスが実行され、したがってコントローラ１０が生成する位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦは、あらかじめ定められた波形を有している。半導体製造プロセスに使用されるＸＹステージでも、ウェハは同じ経路を繰り返し搬送されるため、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦはあらかじめ定められた波形を有している。位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形は、サーボ装置２のユーザにより、その用途に応じて規定される。
【００４３】
かかる状況においては、モータ１４をあるシーケンスにしたがった位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦに応じて駆動したとき、パワーモジュール２２４の発熱量は、所定の波形を有することになる。つまり、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの１サイクルの波形と、パワーモジュール２２４の温度の波形は、１：１で対応づけることができる。コントローラ１０は、パワーモジュール２２４の発熱量が相対的に小さいときには、第１モードを指示し、パワーモジュール２２４の発熱量が相対的に大きいときには、第２モードを指示する。
【００４４】
以上がサーボ装置２を備える産業機械１００の構成である。
【００４５】
続いて産業機械１００の具体的な構成例とその動作を説明する。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）は、産業機械１００であるサーボプレス機（鍛造プレス機械）の正面図および側面図である。
【００４７】
閉塞鍛造は、上下金型とパンチを用い、上下金型を型締めして素材を型空間に閉じ込めた後、素材にパンチを押し込んで型空間を埋め尽くして成形する方法である。この閉塞鍛造には複動鍛造プレスが用いられ、複数の加圧装置で上下金型とパンチとを別々のタイミングで加圧するようになっている。
【００４８】
鍛造プレスとして、コンロッド式、ナックル式、リンク式等の機械式のものがある。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、一般的なコンロッドプレスは、エキセン軸８０１と、エキセン軸８０１の偏心部に回転自在に嵌め込まれたコンロッド８０２が用いられ、コンロッド８０２の下端にスライド８０３が揺動自在に取り付けられた構造を有している。このため、エキセン軸８０１を回転させるとコンロッド８０２が揺動し、スライド８０３を上下に昇降させることができる。
【００４９】
コンロッドプレス等の機械式プレスはシンプルな回転運動と直線運動だけでスライド駆動ができるので、液圧式プレスに比べて高速かつ精度の良い運転ができる。
【００５０】
鍛造プレス機械において、エキセン軸８０１には、減速機等を介してサーボモータ等の駆動機構が連結されている。図１の負荷１６は、図２１（ａ）、（ｂ）のエキセン軸８０１、コンロッド８０２、スライド８０３および図示しない減速機に相当する。
【００５１】
図３は、図２のサーボプレス機の動作を示す波形図である。位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦは、エキセン軸８０１の回転角（０〜３６０°）を指示する。たとえばＰＯＳ＿ＲＥＦ＝０°（３６０°）は、スライド８０３がもっとも上に引き上げられた状態に対応し、ＰＯＳ＿ＲＥＦ＝１８０°は、スライド８０３がもっとも下に押し下げられた状態に対応する。
【００５２】
たとえばプレス機械において、コントローラ１０は、図３に示すような波形を有する位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦを繰り返し生成する。ＰＯＳ＿ＲＥＦ＝１８０°の状態は、プレス動作に対応するため、モータ１４の発生トルクが最も高くなる。したがって、パワーモジュール２２４に流れる電流ＩＰＭは、ＰＯＳ＿ＲＥＦ＝１８０°のときに大きくなり、したがってパワーモジュール２２４の発熱量もこのときが最も大きくなる。
【００５３】
そこでコントローラ１０は、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦと同期して、オープンループでモード制御信号ＭＯＤＥを生成する。具体的には、各時刻における位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの値に応じて、パワーモジュール２２４の発熱量が定まり、その発熱量に応じて、各時刻（いいかえれば位置指令値の値）ごとのモードが定められる。図３の例では、プレス動作中の状態φ２において第２モードとなり、その他の状態φ１では第１モードとなる。
【００５４】
以上がサーボプレス機の動作である。
実施の形態に係るサーボ装置２によれば、その動作中にパワーモジュール２２４の温度やパワーモジュール２２４に流れる電流を検出せずに、位置指令値にもとづいてオープンループ制御にてパワーモジュール２２４の発熱量を制御する。
従来技術に開示されるような、温度や電流検出をともなうフィードバック制御（クローズドループ制御）では、フィードバックループによる応答遅れが発生する。この応答遅れにより、本来第２モードで動作すべき期間に第１モードで動作し、これによりパワーモジュール２２４が意図しない温度まで上昇したり、反対に、第１モードで動作すべき期間に、第２モードで動作し、これにより制御特性が劣化したりする可能性がある。
【００５５】
実施の形態にかかるサーボ装置２によれば、フィードバックループの応答遅れの影響を受けずに、パワーモジュール２２４の発熱量を制御し、その熱変動を抑制可能することができる。これにより、パワーモジュール２２４のパワーサイクル寿命を延ばすことができ、長期間、メンテナンスフリーでサーボ装置２を運用することができる。
【００５６】
続いて、コントローラ１０による、モード制御信号ＭＯＤＥの生成方法を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、モード制御信号ＭＯＤＥの生成方法を示すフローチャートである。
【００５７】
（第１の生成方法）
図４（ａ）は、モード制御信号ＭＯＤＥの第１の生成方法を示す。
コントローラ１０は、ユーザから、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形の入力を受け付ける（Ｓ１００）。
続いて、モード制御信号ＭＯＤＥを初期値（第１モード）に固定した状態で、入力された位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形を電力変換装置１２に出力し、サーボ装置２を仮運転動作させる（Ｓ１０２）。
続いて、このときに電力変換装置１２のパワーモジュール２２４に流れる電流波形ＩＰＭを測定する（Ｓ１０４）。
そして、電流波形ＩＰＭにもとづいて、モード制御信号ＭＯＤＥのパターンを決定する（Ｓ１０６）。たとえばコントローラ１０は、電流波形ＩＰＭを所定のしきい値ＩＴＨと比較し、ＩＰＭ＜ＩＴＨのとき第１モードに、ＩＰＭ＞ＩＴＨのとき第２モードに設定する。
【００５８】
（第２の生成方法）
図４（ｂ）は、モード制御信号ＭＯＤＥの第２の生成方法を示す。
コントローラ１０は、ユーザから、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形の入力を受け付ける（Ｓ２００）。
続いて、モード制御信号ＭＯＤＥを初期値（第１モード）に固定した状態で、入力された位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形を電力変換装置１２に出力し、電力変換装置１２を動作させる（Ｓ２０２）。
続いて、このときに電力変換装置１２のパワーモジュール２２４の温度ＴＰＭを測定する（Ｓ２０４）。
そして温度の波形ＴＰＭにもとづいて、モード制御信号ＭＯＤＥのパターンを決定する（Ｓ２０６）。たとえばコントローラ１０は、温度波形ＴＰＭを所定のしきい値ＴＴＨと比較し、ＴＰＭ＜ＴＴＨのとき第１モードに、ＴＰＭ＞ＴＴＨのとき第２モードに設定する。
【００５９】
（第３の生成方法）
図４（ｃ）は、モード制御信号ＭＯＤＥの第３の生成方法を示す。
コントローラ１０は、ユーザから、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形の入力を受け付ける（Ｓ３００）。
【００６０】
コントローラ１０は、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形から、パワーモジュール２２４に流れる電流ＩＰＭの波形を計算する。モータ１４の特性、負荷１６の構造が既知であれば、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形から電流ＩＰＭを計算することは可能である（Ｓ３０２）。
【００６１】
コントローラ１０は、計算された電流波形ＩＰＭにもとづき、モード制御信号ＭＯＤＥのパターンを決定する（Ｓ３０４）。たとえばコントローラ１０は、電流波形ＩＰＭを所定のしきい値ＩＴＨと比較し、ＩＰＭ＜ＩＴＨのとき第１モードに、ＩＰＭ＞ＩＴＨのとき第２モードに設定する。
【００６２】
あるいはコントローラ１０は、低減率ｋ、電流しきい値ＩＴＨ２、負荷しきい値ＬｏａｄＴＨの３つのパラメータを定めておき、式（１）、（２）により、各サイクルｉにおける負荷Ｌｏａｄｉを順次算出していき、Ｌｏａｄｉ＜ＬｏａｄＴＨのとき第１モードに、Ｌｏａｄｉ＞ＬｏａｄＴＨのとき第２モードに設定してもよい。
ＩＰＭ＞ＩＴＨ２のとき、Ｌｏａｄｉ＋１＝Ｌｏａｄｉ＋（ＩＰＭ−ＩＴＨ２）２  …（１）
ＩＰＭ＜ＩＴＨ２のとき、Ｌｏａｄｉ＋１＝Ｌｏａｄｉ−ｋ（ＩＰＭ−ＩＴＨ２）２  …（２）
なお式（１）は過熱状態、式（２）は冷却状態を記述するものであるが、（ＩＰＭ−ＩＴＨ２）が同じ値であっても、過熱と冷却で温度変化幅が異なることも想定される。そこで冷却効率が過熱効率と同等な系では、低減率ｋ＝１とし、冷却効率が過熱効率より低い系では、その値を適切な値（＜ｋ）に設定することにより、系の過熱、冷却プロセスをより正確に記述することが可能となる。
【００６３】
実施の形態に係るサーボ装置２によれば、ユーザが位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦの波形を入力すると、その波形に応じて、コントローラ１０が自動的にモード制御信号ＭＯＤＥを生成することができる。
【００６４】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。
【００６５】
（変形例１）
実施の形態では、第１モードと第２モードで、変調方式の制御と、冷却ファンの回転数の制御を併用する場合を説明したが、いずれか一方のみを用いてもよい。つまり、冷却ファンの回転数はモードとは無関係に固定してもよい。あるいは、変調方式はモードとは無関係に固定してもよい。
【００６６】
（変形例２）
モードに応じて、変調方式を制御することに代えて、あるいはそれに加えて、変調周波数（キャリア周波数）を制御してもよい。変調周波数を低下させると、制御特性が低下する反面、消費電力が小さくなる。したがって、第２モードの周波数を、第１モードの変調周波数より低く設定することで、実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
（変形例３）
あるいは、第１モード、第２モードに加えて、さらに別のモードを用意し、３つ以上のモードを切りかえてもよい。
【００６８】
（変形例４）
実施の形態では、産業機械１００の動作について、サーボプレス機を説明したが本発明はそれには限定されない。たとえば射出成形機の場合も、サーボプレス機と同様にモード制御を行えばよい。
【００６９】
（変形例５）
上述のように産業機械１００は、ステージであってもよい。図５は、ＸＹステージの動作を示す波形図である。位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦは、ステージのＸ方向の座標を指示する。
【００７０】
ＸＹステージの場合、ステージを加速、あるいは減速させるときにパワーモジュールに大きな電流が流れる。したがって、加速、減速のタイミングに応じて、モードを切りかえてもよい。ステージの場合であっても、図４（ａ）〜（ｃ）のフローチャートにしたがってモード制御信号ＭＯＤＥを生成することができる。
【００７１】
（変形例６）
実施の形態では、コントローラ１０が、位置指令値の生成（位置制御）と、モード制御信号の生成（モード制御）を行う場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば、電力変換装置１２のモード制御部２６０が位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦを受け、それにもとづいてモード制御信号ＭＯＤＥを生成し、モードを切りかえてもよい。この場合、モード制御部２６０は、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦとモード制御信号ＭＯＤＥを対応づけるテーブルを含んでもよいし、位置指令値ＰＯＳ＿ＲＥＦからモード制御信号ＭＯＤＥを算出する演算部を含んでもよい。
【符号の説明】
【００７２】
２…サーボ装置、１０…コントローラ、１２…電力変換装置、１４…モータ、１６…負荷、４…コントローラ、２０２…コントローラ、２０３…トルク指令値生成部、２０４…減算器、２０６…ＰＩ制御部、２１０…パルス変調器、２２０…インバータ、２２２…ゲート駆動回路、２２４…パワーモジュール、２２６…冷却ファン、２６０…モード制御部、１００…産業機械。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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