(57)【要約】【課題】モータからの回生エネルギーを抵抗放電により消費する抵抗放電手段を有する保守効率の良いモータ制御装置を実現する。【解決手段】モータ制御装置１は、交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器１１と、整流器１１の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器１２と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段１３−１および１３−２であって、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段１３−１および１３−２と、を備える。【選択図】図１
2014054138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、
前記整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、前記直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、
前記直流リンクにそれぞれ接続され、前記直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各前記抵抗放電手段は、前記直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、前記直流リンクにおける直流電圧値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき前記抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、
前記整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、前記直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、
前記直流リンクにそれぞれ接続され、前記直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各前記抵抗放電手段は、前記直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、前記直流リンクにおける直流電圧値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき前記抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段と、
各前記抵抗放電手段における前記抵抗放電動作の動作状態に関わらず、全ての前記抵抗放電手段に対して前記抵抗放電動作の開始もしくは停止を指令する上位放電動作指令手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
前記上位放電動作指令手段は、前記少なくとも２つの抵抗放電手段の全てが抵抗放電動作をしていない状態から前記少なくとも２つの抵抗放電手段のうちいずれか１つの抵抗放電手段において前記抵抗放電動作が開始したとき、全ての前記抵抗放電手段に対して前記抵抗放電動作の開始を指令する請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記上位放電動作指令手段は、前記少なくとも２つの抵抗放電手段の全てが抵抗放電動作をしている状態から前記少なくとも２つの抵抗放電手段のうちいずれか１つの抵抗放電手段において前記抵抗放電動作が停止したとき、全ての前記抵抗放電手段に対して前記抵抗放電動作の停止を指令する請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器であって、前記整流器の直流出力側である直流リンクにおける直流電圧値を検出する整流器用電圧検出部を有する整流器と、
前記直流リンクに接続され、前記直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、
前記直流リンクにそれぞれ接続され、前記直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各前記抵抗放電手段は、前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合にそれぞれ実行される抵抗放電手段と、
を備え、
各前記抵抗放電手段は、
受信した指令に基づき前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する抵抗放電部と、
前記直流リンクにおける直流電圧値を検出する抵抗放電手段用電圧検出部と、
前記整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値と前記抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値との偏差から、前記抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値を前記整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する電圧補正量演算部と、
前記抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値を前記補正量を用いて補正することにより補正後直流電圧値を生成する電圧補正部と、
前記補正後直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき前記抵抗放電部に対して前記抵抗放電動作の開始を指令し、前記補正後直流電圧値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいと判定したとき前記抵抗放電部に対して前記抵抗放電動作の停止を指令する放電動作判定部と、
をそれぞれ有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
各前記電圧補正量演算部は、モータの駆動を開始する前に前記補正量をそれぞれ演算する請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
各前記電圧補正量演算部は、前記整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値と前記抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値との偏差から、前記補正量をそれぞれ演算する請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、
前記整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、前記直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、
前記直流リンクにそれぞれ接続され、前記直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各前記抵抗放電手段は、前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合にそれぞれ実行される抵抗放電手段と、
を備え、
各前記抵抗放電手段は、
受信した指令に基づき前記直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する抵抗放電部と、
前記直流リンクにおける直流電圧値を検出する電圧検出部と、
前記抵抗放電部における温度を示す温度情報を生成する温度情報生成部と、
前記温度情報に基づいて、抵抗放電動作開始レベルである第１の閾値を設定する放電動作条件設定部と、
前記電圧検出部が検出した直流電圧値が前記第１の閾値より大きいと判定したとき前記抵抗放電部に対して前記抵抗放電動作の開始を指令し、前記電圧検出部が検出した直流電圧値が前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値より小さいと判定したとき前記抵抗放電部に対して前記抵抗放電動作の停止を指令する放電動作判定部と、
をそれぞれ有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
前記放電動作条件設定部は、前記温度情報に基づいて、抵抗放電動作停止レベルである前記第２の閾値を設定する請求項８に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記放電動作条件設定部は、前記温度情報が示す温度が基準温度よりも高いときは、前記温度情報が示す温度が高くなればなるほど、前記第１の閾値のみまたは前記第１の閾値および前記第２の閾値の両方を、より高いレベルに順次変更して再設定する請求項８または９に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記放電動作条件設定部は、前記温度情報が示す温度が下降して前記基準温度に戻ったときは、前記高いレベルに再設定した第１の閾値を、前記基準温度に対応する前記第１の閾値に再設定するか、または前記高いレベルに再設定した第１の閾値および第２の閾値の両方を、前記基準温度に対応する前記第１の閾値および前記第２の閾値にそれぞれ再設定する請求項１０に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記抵抗放電部は、
抵抗と、
前記放電動作判定部から前記抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき前記抵抗を前記直流リンクに接続し、前記放電動作判定部から前記抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき前記抵抗と前記直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子と、
を有する請求項８〜１１のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記抵抗放電部は、前記抵抗および前記スイッチング素子のうちの少なくとも１つの近傍に設けられるサーミスタを有し、
前記温度情報生成部は、前記サーミスタの出力に基づき前記温度情報を生成する請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記温度情報生成部は、前記電圧検出部が検出した直流電圧値および前記放電動作判定部が出力した指令内容に基づき前記温度情報を生成する請求項１２に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流入力側から供給された交流電力を直流電力に変換して出力したのちさらにモータの駆動のための交流電力に変換してモータへ供給するモータ制御装置に関し、特に少なくとも２つの抵抗放電手段を有するモータ制御装置に関する。
【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を駆動するモータ制御装置においては、交流入力側から入力された交流電力を直流電力に一旦変換したのちさらに交流電力に変換し、この交流電力を駆動軸ごとに設けられたモータの駆動電力として用いている。モータ制御装置は、三相交流入力電源のある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、を備え、当該逆変換器の交流出力側に接続されたモータの速度、トルク、もしくは回転子の位置を制御する。
【０００３】
近年、省エネルギー化の要求から、モータ制御装置には、モータ減速時に生じる回生エネルギーを交流入力側に戻すことができる電源回生方式の整流器が多く用いられている。
【０００４】
しかしながら、交流入力側にある三相交流入力電源が発電機である場合や、交流入力側で停電が発生した場合、回生エネルギーを交流入力側に戻すことができない。このような状況に対応するために、既にあるモータ制御装置内の整流器と逆変換器との間にある直流リンクに抵抗放電手段を後付けし、モータ減速時に生じる回生エネルギーを抵抗放電手段内の抵抗（「回生抵抗」とも呼ばれる。）の熱エネルギーとして消費させる対策がとられる。
【０００５】
図１５は、抵抗放電手段を有する一般的なモータ制御装置の構成を示す図である。図１５に示すように、モータ制御装置４０１は、三相交流入力電源３がある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器４１１と、整流器４１１の直流出力側である直流リンクに接続され、この直流リンクの直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器４１２と、直流リンクに接続され、回生エネルギーを抵抗において熱エネルギーに変換する形で消費する抵抗放電手段４１３とを備える。逆変換器４１２は、制御装置（図示せず）からのモータ駆動指令に従い、直流リンクにおける直流電力を変換してモータ駆動のための所望の周波数の交流電力を出力する。モータ２の減速時にモータ２において生じる回生エネルギーは、逆変換器４１２により直流電力に変換され、さらに整流器４１１により交流電力に変換されて三相交流入力電源３がある交流入力側に戻される。
【０００６】
抵抗放電手段４１３は、抵抗放電部４２１と、電圧検出部４２２と、放電動作判定部４２３とを備える。
【０００７】
このうち、抵抗放電部４２１は、抵抗Ｒと、放電動作判定部４２３から抵抗放電動作の開始の指令（オン信号）を受信したとき抵抗Ｒを整流器４１１と逆変換器４１２との間の直流リンクに接続し、放電動作判定部４２３から抵抗放電動作の停止の指令（オフ信号）を受信したとき抵抗Ｒと直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子Ｓと、還流ダイオードＤとを備える。
【０００８】
また、電圧検出部４２２は、整流器４１１の直流出力側の電圧（すなわち平滑コンデンサＣの電圧）を検出する。検出された直流電圧値は放電動作判定部４２３へ送出される。抵抗放電手段４１３は、上述のように回生エネルギーを交流入力側に戻すことができない場合に対応すべく、整流器４１１と逆変換器４１２との間の直流リンクに後付けされるものである。このため、既にある整流器４１１などの機器と、後付けされる抵抗放電手段４１３との間に通信インタフェースを設置できない場合があり、あるいは通信インタフェースがあったとしても通信速度が低速である場合がある。したがって、後付けされる抵抗放電手段４１３内には、直流リンクにおける直流電圧を検出するための電圧検出部４２２が設けられる。
【０００９】
また、放電動作判定部４２３は、電圧検出部４２２が検出した直流電圧値に応じて抵抗放電部４２１内のスイッチング素子Ｓをオンオフ制御するための指令（オンオフ信号）を作成する。
【００１０】
抵抗放電部４２１内のスイッチング素子Ｓは、放電動作判定部４２３から受信した指令に従いオンもしくはオフする。これにより抵抗Ｒと直流リンクとが接続もしくはその接続が切断される。モータ２の減速時に生じる回生エネルギーは逆変換器４１２により直流電力に変換されるが、これにより直流リンクにおける直流電圧（すなわち整流器４１１の直流出力側の電圧）が上昇し、ある閾値を超えたところで放電動作判定部４２３はオン信号をスイッチング素子Ｓへ出力する。これにより、スイッチング素子Ｓはオンし、抵抗Ｒが直流リンクに接続され、回生エネルギーが抵抗Ｒにおいて熱エネルギーに変換される形で消費される（抵抗放電動作開始）。この熱エネルギーとしての消費により、直流リンクにおける直流電圧（すなわち整流器４１１の直流出力側の電圧）は下降することになるが、ある閾値を下回ったところで今度は放電動作判定部４２３はオフ信号をスイッチング素子Ｓへ出力する。この結果、スイッチング素子Ｓはオフし、抵抗Ｒと直流リンクとの接続は切断され、回生エネルギーの抵抗Ｒにおける消費は停止する（抵抗放電動作停止）。
【００１１】
交流入力側にある三相交流入力電源が発電機である場合や交流入力側で停電が発生した場合には、回生エネルギーを交流入力側に戻すことができない。これを放置すると、直流リンクにおける直流電圧が整流器４１１および逆変換器４１２の構成素子の耐圧を超え、装置の破損を招く。上述の放電動作手段４１３はこれを防ぐ１つの手段である。
【００１２】
例えば、交流入力側で停電が発生した場合の対応として、エレベータを昇降させる巻上機および電力消費回路を有するインバータ装置を用いて、交流入力側の故障発生時においても、エレベータの制動を継続的に維持し、エレベータかごを最寄りの階床まで導く技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
また例えば、放電抵抗を有するインバータ制御装置において、インバータ動作停止時および停電などにより主電源が切れた場合においてのみ放電制御動作を行い、主回路直流母線間電圧を短時間に低下させる技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
また例えば、順変換器と逆変換器との間の直流リンク部に設けた回生抵抗によりモータからの回生電力を消費させるインバータ装置において、スイッチング素子の短絡故障を検出した時に予備充電接点のオフ制御を行い、予備充電抵抗が溶断することによって回生抵抗を過熱や焼損から保護する技術がある（例えば、特許文献３参照。）。
【００１５】
また例えば、モータが発生するエネルギーを電源に回生する電力回生手段と、熱に変換する熱回生手段とを有するモータ駆動制御システムにおいて、広範囲のモータ回転数でモータの相電流を安定させる技術がある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−１２０９７３号公報
【特許文献２】特開２００３−０８８１４４号公報
【特許文献３】特開２００６−２６２６１６号公報
【特許文献４】特開２００９−２１３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述の抵抗放電手段については、モータ制御装置が駆動するモータの回生エネルギー量に合わせて当該抵抗放電手段の放電容量を決定する必要がある。しかしながら、種々のモータの回生エネルギー量に対応しようとすると、これに合わせた放電容量を有する抵抗放電手段を用意する必要があることから抵抗放電手段のモデル種類が増大してしまい、それに伴い保守性が損なわれる。
【００１８】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、モータからの回生エネルギーを抵抗放電により消費する抵抗放電手段を有する保守効率の良いモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を実現するために、本発明の第１の態様においては、モータ制御装置は、交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各抵抗放電手段は、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段と、を備える。
【００２０】
本発明の第２の態様においては、モータ制御装置は、交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各抵抗放電手段は、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段と、各抵抗放電手段における抵抗放電動作の動作状態に関わらず、全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始もしくは停止を指令する上位放電動作指令手段と、を備える。
【００２１】
上記上位放電動作指令手段は、少なくとも２つの抵抗放電手段の全てが抵抗放電動作をしていない状態から少なくとも２つの抵抗放電手段のうちいずれか１つの抵抗放電手段において抵抗放電動作が開始したとき、全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始を指令するようにしてもよい。
【００２２】
上記上位放電動作指令手段は、少なくとも２つの抵抗放電手段の全てが抵抗放電動作をしている状態から少なくとも２つの抵抗放電手段のうちいずれか１つの抵抗放電手段において抵抗放電動作が停止したとき、全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の停止を指令するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明の第３の態様においては、モータ制御装置は、交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器であって、整流器の直流出力側である直流リンクにおける直流電圧値を検出する整流器用電圧検出部を有する整流器と、直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各抵抗放電手段は、直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合にそれぞれ実行される抵抗放電手段と、を備え、各抵抗放電手段は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する抵抗放電部と、直流リンクにおける直流電圧値を検出する抵抗放電手段用電圧検出部と、整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値と抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値との偏差から、抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値を整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する電圧補正量演算部と、抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値を補正量を用いて補正することにより補正後直流電圧値を生成する電圧補正部と、補正後直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部に対して抵抗放電動作の開始を指令し、補正後直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部に対して抵抗放電動作の停止を指令する放電動作判定部と、をそれぞれ有する。
【００２４】
上記各電圧補正量演算部は、モータの駆動を開始する前に補正量をそれぞれ演算するようにしてもよい。
【００２５】
上記各電圧補正量演算部は、整流器用電圧検出部が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値と抵抗放電手段用電圧検出部が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値との偏差から、補正量をそれぞれ演算するようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明の第４の態様においては、モータ制御装置は、交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器と、整流器の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段であって、各抵抗放電手段は、直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合にそれぞれ実行される抵抗放電手段と、を備え、各抵抗放電手段は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する抵抗放電部と、直流リンクにおける直流電圧値を検出する電圧検出部と、抵抗放電部における温度を示す温度情報を生成する温度情報生成部と、温度情報に基づいて、抵抗放電動作開始レベルである第１の閾値を設定する放電動作条件設定部と、電圧検出部が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部が検出した直流電圧値が第１の閾値よりも小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部に対して抵抗放電動作の停止を指令する放電動作判定部と、をそれぞれ有する。
【００２７】
上記放電動作条件設定部は、温度情報に基づいて、抵抗放電動作停止レベルである第２の閾値を設定するようにしてもよい。
【００２８】
上記放電動作条件設定部は、温度情報が示す温度が基準温度よりも高いときは、温度情報が示す温度が高くなればなるほど、第１の閾値のみまたは第１の閾値および第２の閾値の両方を、より高いレベルに順次変更して再設定するようにしてもよい。
【００２９】
上記放電動作条件設定部は、温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、上記高いレベルに再設定した第１の閾値を、基準温度に対応する第１の閾値に再設定するか、または上記高いレベルに再設定した第１の閾値および第２の閾値の両方を、基準温度に対応する第１の閾値および第２の閾値にそれぞれ再設定するようにしてもよい。
【００３０】
上記抵抗放電部は、抵抗と、放電動作判定部から抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき抵抗を直流リンクに接続し、放電動作判定部から抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき抵抗と直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子と、を有するようにしてもよい。
【００３１】
上記抵抗放電部は、抵抗およびスイッチング素子のうちの少なくとも１つの近傍に設けられるサーミスタを有し、上記温度情報生成部は、サーミスタの出力に基づき温度情報を生成するようにしてもよい。
【００３２】
上記温度情報生成部は、電圧検出部が検出した直流電圧値および放電動作判定部が出力した指令内容に基づき温度情報を生成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の第１〜第４の態様によれば、モータ制御装置において、モータからの回生エネルギーを抵抗放電により消費する抵抗放電手段を少なくとも２つ有する抵抗放電手段であって、電流定格値の小さな素子を用いた抵抗放電手段を、モータ制御装置が駆動するモータの回生エネルギー量に合わせて少なくとも２つ組み合わせて使用することにより、モデル種類を増やすことなくシステムに必要な放電容量を抑えることができ、保守効率の良いモータ制御装置を実現することができる。
【００３４】
さらに、本発明の第２の態様によれば、各抵抗放電手段における抵抗放電動作の動作状態に関わらず、全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始もしくは停止を指令する上位放電動作指令手段を備えることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、少なくとも２つの抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【００３５】
さらに、本発明の第３の態様によれば、各抵抗放電手段内に、電圧補正量演算部および電圧補正部をそれぞれ設けることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、少なくとも２つの抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【００３６】
さらに、本発明の第４の態様によれば、各抵抗放電手段内に、温度情報生成部および放電動作条件設定部をそれぞれ設けることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、少なくとも２つの抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す本発明の第１の実施例によるモータ制御装置における、抵抗放電動作のアンバランスを説明する図であって、図２（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図２（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示す本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図４（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図４（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における上位放電動作指令手段による抵抗放電動作の開始の判定を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における上位放電動作指令手段による抵抗放電動作の停止の判定を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図８】図７に示す本発明の第３の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電手段内の電圧補正量演算部および電圧補正部を説明する図である。
【図９】図７に示す本発明の第３の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図９（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図９（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における温度情報生成部による温度情報の生成の第１の具体例を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における温度情報生成部による温度情報の生成の第２の具体例を示す図である。
【図１３】図１０〜図１２に示す本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図１３（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図１３（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。
【図１４】図１０〜図１２に示す本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図１４（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図１４（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。
【図１５】抵抗放電手段を有する一般的なモータ制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明の第１の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。図１に示すモータ制御装置１は、抵抗放電手段を少なくとも２つ備える。すなわち、モータ制御装置１は、三相交流入力電源３がある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する整流器１１と、整流器１１の直流出力側である直流リンクに接続され、直流リンクの直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換する逆変換器１２と、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する少なくとも２つの抵抗放電手段（図中、参照番号１３−１および１３−２で示す。）であって、各抵抗放電手段は、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作をそれぞれ開始し、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき抵抗放電動作をそれぞれ停止する抵抗放電手段と、を備える。なお、図１では一例として抵抗放電手段の個数を２個としたが、実際の運用では、想定される回生エネルギー量に対応するような抵抗放電手段の個数が決定される。
【００３９】
これら抵抗放電手段１３−１および１３−２は、それぞれ固有の抵抗放電部、電圧検出部および放電動作判定部を備える。すなわち、抵抗放電手段１３−１は、抵抗放電部２１−１、電圧検出部２２−１および放電動作判定部２３−１を備え、抵抗放電手段１３−２は、抵抗放電部２１−２、電圧検出部２２−２および放電動作判定部２３−２を備える。抵抗放電部２１−１は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部２２−１は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。放電動作判定部２３−１は、電圧検出部２２−１が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部２１−１に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部２２−１が検出した直流電圧値が第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部２１−１に対して抵抗放電動作の停止を指令する。同様に、抵抗放電部２１−２は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部２２−２は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。放電動作判定部２３−２は、電圧検出部２２−２が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部２１−２に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部２２−２が検出した直流電圧値が第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部２１−２に対して抵抗放電動作の停止を指令する。なお、各抵抗放電部２１−１および２１−２は、図１５を参照して説明したような抵抗（図１では図示せず）と、放電動作判定部２３−１および２３−２から抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき抵抗を直流リンクに接続し、放電動作判定部２３−１および２３−２から抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき抵抗と直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子（図１では図示せず）と、を有する。抵抗放電手段１３−１および１３−２は、それぞれの有する電圧検出部２２−１および２２−２により検出された直流電圧値に基づいて、それぞれ独立に動作するものであり、検出された直流電圧値が第１の閾値より大きくなったときに抵抗放電動作を開始し、その後、検出される直流電圧値は抵抗放電により徐々に減少するが、検出された直流電圧値が第２の閾値より小さくなったときは抵抗放電動作を停止する。なお、第１の閾値については、各部品の耐圧等を考慮して適宜設定すればよい。また、第２の閾値については、逆変換器１２内のスイッチング素子のスイッチング動作により生じる発熱や制御周期等を考慮して適宜設定すればよい。
【００４０】
複数の抵抗放電手段を使用した場合、各抵抗放電手段の電圧検出誤差によって特定の抵抗放電手段に負荷がかかるといった運転状態のアンバランス（偏り）が生じる可能性がある。その結果、負荷が集中した抵抗放電手段は発熱量が大きくなり、複数の抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量を低下させる可能性がある。これについて図２を用いてより詳細に説明すると次の通りである。
【００４１】
図２は、図１に示す本発明の第１の実施例によるモータ制御装置における、抵抗放電動作のアンバランスを説明する図であって、図２（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図２（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。図１の抵抗放電手段１３−１および１３−２について、図２では、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段とそれぞれ表記する。
【００４２】
抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルについて抵抗放電手段間で誤差があり、ここでは一例として、図２（ａ）に示すように、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルが、第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルよりも高い場合について説明する。
【００４３】
第１の抵抗放電手段もしくは第２の抵抗放電手段のうち１つで消費可能な回生エネルギー量がモータ２から回生された場合の抵抗放電動作は次の通りである。まず、モータ２で生じた回生エネルギーが逆変換器１２によって直流電力に変換されると、整流器１１と逆変換器１２との間の直流リンクにおける直流電圧が上昇し始める。直流リンクにおける直流電圧が第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルまで上昇すると、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を開始する。ここでの説明では回生エネルギー量を１つの抵抗放電手段により消費しきれるものとしたので、第１の抵抗放電手段による抵抗放電動作の開始により直流リンクにおける直流電圧は下降に転じる。直流リンクにおける直流電圧が第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベルまで下降すると、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を停止する。このように第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行うが第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行わないといった運転状態のアンバランスが発生する可能性がある。上述の回生エネルギーがモータ２において継続して生成され続けた場合、第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を依然として行わず、第１の抵抗放電手段のみ抵抗放電動作を行うことになるので、第１の抵抗放電手段の発熱量は、第２の抵抗放電手段の発熱量に比べて大きくなる。その結果、２つの抵抗放電手段を設けたとしても、抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルについて抵抗放電手段間で誤差があると、回生エネルギー量が２つの抵抗放電手段により消費しきれるほどのものであるにもかかわらず、特定の抵抗放電手段に負荷が集中して当該抵抗放電手段について許容温度を超えてしまい、複数の抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下する可能性がある。そこで、以下に説明する本発明の第２、第３および第４の実施例では、第１の実施例における各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスの発生の可能性を排除し、各抵抗放電手段の発熱量を平準化するような構成要素が設けられる。
【００４４】
図３は、本発明の第２の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。本発明の第２の実施例によるモータ制御装置１０１は、整流器１１１と、逆変換器１１２と、少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２と、上位放電動作指令手段１１４と、を備える。なお、図３では一例として抵抗放電手段の個数を２個としたが、抵抗放電手段の個数は本発明を限定するものではなく、複数個であればその他の個数であってもよい。
【００４５】
整流器１１１は、三相交流入力電源３がある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する。本発明の第２の実施例では、用いられる整流器１１１の実施形態は特に限定されず、例えば１２０度通電型整流回路、あるいはＰＷＭ制御方式の整流回路などがある。
【００４６】
整流器１１１と逆変換器１１２とは、直流リンクを介して接続される。逆変換器１１２は、例えばＰＷＭ逆変換器などのような、内部にスイッチング素子を有する変換回路として構成される。逆変換器１１２は、直流リンクがある直流入力側から入力される直流電力を、上位制御装置（図示せず）から受信したモータ駆動指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、モータ２を駆動のための所望の電圧および所望の周波数の三相交流電力に変換する。モータ２は、供給された電圧可変および周波数可変の三相交流電力に基づいて動作することになる。また、モータ２の減速時には回生電力が発生するが、上位制御装置から受信したモータ駆動指令に基づき、モータ２で発生した回生電力である交流電力を、直流電力へ変換して直流リンクへ戻す。このように、逆変換器１１２は、受信したモータ駆動指令に基づき、直流リンクにおける直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換するものである。なお、ここでは、モータ制御装置１０１で１つのモータ２を駆動制御することを例として取りあげているが、モータの個数は本発明を限定するものではなく、その他の個数であってもよい。モータが複数設けられる場合は各モータごとに逆変換器１１２がそれぞれ設けられる。
【００４７】
モータ制御装置１０１は少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２を有する。各抵抗放電手段１１３−１および１１３−２は、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する。各抵抗放電手段１１３−１および１１３−２は、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より大きいとき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始し、直流リンクにおける直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいとき抵抗放電動作を停止する。
【００４８】
これら抵抗放電手段１１３−１および１１３−２は、それぞれ固有の抵抗放電部、電圧検出部および放電動作判定部を備える。
【００４９】
すなわち、抵抗放電手段１１３−１は、抵抗放電部１２１−１と、電圧検出部１２２−１と、放電動作判定部１２３−１と、を有する。抵抗放電部１２１−１は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部１２２−１は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。放電動作判定部１２３−１は、電圧検出部１２２−１が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部１２１−１に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部１２２−１が検出した直流電圧値が第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部１２１−１に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００５０】
同様に、抵抗放電手段１１３−２は、抵抗放電部１２１−２と、電圧検出部１２２−２と、放電動作判定部１２３−２と、を有する。抵抗放電部１２１−２は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部１２２−２は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。放電動作判定部１２３−２は、電圧検出部１２２−２が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部１２１−２に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部１２２−２が検出した直流電圧値が第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部１２１−２に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００５１】
なお、各抵抗放電部１２１−１および１２１−２は、図１５を参照して説明したような抵抗（図３では図示せず）と、放電動作判定部１２３−１および１２３−２から抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき抵抗を直流リンクに接続し、放電動作判定部１２３−１および１２３−２から抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき抵抗と直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子（図３では図示せず）と、を有する。
【００５２】
上述のように抵抗放電手段は少なくとも２つ設けられるものであるが（図３に示す例では参照番号１１３−１および１１３−２で示される。）、上位放電動作指令手段１１４は、これら抵抗放電手段１１３−１および１１３−２に対して上位に１つ設けられる。上位放電動作指令手段１１４は、各抵抗放電手段１１３−１および１１３−２における抵抗放電動作の動作状態に関わらず、全ての抵抗放電手段１１３−１および１１３−２に対して抵抗放電動作の開始もしくは停止を指令する。上位放電動作指令手段１１４は、少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２の全てが抵抗放電動作をしていない状態から、少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２のうちいずれか１つの抵抗放電手段において抵抗放電動作が開始したとき、全ての抵抗放電手段１１３−１および１１３−２に対して抵抗放電動作の開始を指令する。また、上位放電動作指令手段１１４は、少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２の全てが抵抗放電動作をしている状態から、少なくとも２つの抵抗放電手段１１３−１および１１３−２のうちいずれか１つの抵抗放電手段において抵抗放電動作が停止したとき、全ての抵抗放電手段１１３−１および１１３−２の停止を指令する。
【００５３】
続いて、上位放電動作指令手段１１４の動作について図４を用いて説明する。図４は、図３に示す本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図４（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図４（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。図３の抵抗放電手段１１３−１および１１３−２について、図４では、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段とそれぞれ表記する。
【００５４】
抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルについて抵抗放電手段間で誤差があり、ここでは一例として、図４（ａ）に示すように、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）が、第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）よりも高い場合について説明する。
【００５５】
第１の抵抗放電手段もしくは第２の抵抗放電手段のうち１つで消費可能な回生エネルギー量がモータ２から回生された場合の抵抗放電動作は次の通りである。まず、いずれの抵抗放電手段（図３の抵抗放電手段１１３−１および１１３−２）も抵抗放電動作をしていない状態において、モータ２で生じた回生エネルギーが逆変換器１１２によって直流電力に変換されると、整流器１１１と逆変換器１１２との間の直流リンクにおける直流電圧が上昇し始める。
【００５６】
電圧検出手段により検出された直流リンクにおける直流電圧が第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）まで上昇すると、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を開始する。１つの抵抗放電手段により消費可能な回生エネルギーであるので、図４（ａ）に示すように第１の抵抗放電手段による抵抗放電動作により直流リンクにおける直流電圧は下降に転じる。
【００５７】
第１の抵抗放電手段（図３の抵抗放電手段１１３−１）および第２の抵抗放電手段（図３の抵抗放電手段１１３−２）のうち第１の抵抗放電手段（図３の抵抗放電手段１１３−１）において抵抗放電動作が開始したので、上位放電動作指令手段１１４は、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の全てに対して抵抗放電動作の開始を指令する。なお、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段のうちどの抵抗放電手段が抵抗放電動作を開始したかの判定については、各抵抗放電手段はこれに対応する電圧検出手段が検出した直流電圧が抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）に達すると抵抗放電動作開始の指令をそれぞれ独自にするので、当該指令を上位放電動作指令手段１１４が監視することで抵抗放電動作を開始した抵抗放電手段の有無を検知することができる。
【００５８】
上位放電動作指令手段１１４は、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の全てに対して抵抗放電動作の開始を指令すると、図４（ｂ）に示すように第１の抵抗放電手段のみならず第２の抵抗放電手段も抵抗放電動作を開始することになる。なお、図４（ｂ）に示すように第１の抵抗放電手段よりも遅れて第２の抵抗放電手段が抵抗放電動作を開始しているのは、ここで説明する例では第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作の開始を上位放電動作指令手段１１４が検知した後に、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始の指令をしているので、第２の抵抗放電手段が抵抗放電動作を開始するまで若干の時間的遅延があるからである。このように第１の抵抗放電手段単独の抵抗放電動作に遅れて第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作が実行されるので、図４（ａ）に示すように直流リンクにおける直流電圧の時間的降下率が異なる。
【００５９】
直流リンクにおける直流電圧が降下し続けると、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）に到達する。ここで説明する例では、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）が第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）よりも高いので、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）に先に到達することになる。第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）まで下降すると、第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を停止する。
【００６０】
このように第２の抵抗放電手段において抵抗放電動作が停止したので、上位放電動作指令手段１１４は、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の全てに対して抵抗放電動作の停止を指令する。なお、各抵抗放電手段はこれに対応する電圧検出手段が検出した直流電圧が抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）に達すると抵抗放電動作停止の指令をそれぞれ独自にするので、当該指令を上位放電動作指令手段１１４が監視することで抵抗放電動作を停止した抵抗放電手段の有無を検知することができ、すなわち、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段のうちどの抵抗放電手段が抵抗放電動作を停止したかを判定することができる。
【００６１】
上位放電動作指令手段１１４は、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の全てに対して抵抗放電動作の停止を指令すると、図４（ｂ）に示すように第２の抵抗放電手段に加えて第１の抵抗放電手段も抵抗放電動作を停止することになる。なお、図４（ｂ）に示すように第２の抵抗放電手段よりも遅れて第１の抵抗放電手段が抵抗放電動作を停止しているのは、ここで説明する例では第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作の停止を上位放電動作指令手段１１４が検知した後に、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の停止の指令をしているので、第１の抵抗放電手段が抵抗放電動作を停止するまで若干の時間的遅延があるからである。このように第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作の単独停止に遅れて第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作の停止が実現されるので、図４（ａ）に示すように直流リンクにおける直流電圧の降下の時間的降下率が異なる。
【００６２】
上述の回生エネルギーがモータ２において継続して生成され続けた場合、上述の処理がなされて第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段どちらも抵抗放電動作が実行されるので、いずれかの抵抗放電手段の抵抗放電動作が行われないといった運転状態のアンバランスは解消される。このように、本発明の第２の実施例によれば、各抵抗放電手段における抵抗放電動作の動作状態に関わらず、全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始もしくは停止を指令する上位放電動作指令手段を備えることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、複数の抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【００６３】
次に、上述した上位放電動作指令手段１１４による少なくとも２つの抵抗放電手段のうちどの抵抗放電手段が抵抗放電動作を開始もしくは停止したかの判定について、具体的な判定方法の一例について説明する。図５は、本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における上位放電動作指令手段による抵抗放電動作の開始の判定を説明する図である。また、図６は、本発明の第２の実施例によるモータ制御装置における上位放電動作指令手段による抵抗放電動作の停止の判定を説明する図である。
【００６４】
図５および図６において、抵抗放電手段における抵抗放電動作の運転状態に関しては、実行中（もしくは開始）を「１（真）」とし、停止中を「０（偽）」として表す。また、上位放電動作指令手段１１４による判定結果に関しては、全ての抵抗放電手段に対する抵抗放電動作の開始について「１（真）」のときは指令し、「０（偽）」のときは指令しないものとする。同様に、全ての抵抗放電手段に対する抵抗放電動作の停止について「０（偽）」のときは指令し、「１（真）」のときは指令しないものとする。
【００６５】
上位放電動作指令手段１１４による少なくも２つの抵抗放電手段のうちどの抵抗放電手段が抵抗放電動作を開始したかの判定について説明すると次の通りである。上位放電動作指令手段１１４は、全ての抵抗放電手段に対する抵抗放電動作の開始指令の要否を、全ての抵抗放電手段の運転状態の論理和を演算することによって判定する。すなわち、いずれの抵抗放電手段も抵抗放電動作をしていない場合は、これら抵抗放電手段の運転状態の論理和は「０（偽）」であるが、いずれか１つでも抵抗放電動作を開始すると当該運転動作を開始した抵抗放電手段の運転状態は「１（真）」となり、このとき複数の抵抗放電手段の運転状態の論理和をとると「１（真）」となる。すなわち、図５に示すように、複数の抵抗放電手段の運転状態のうち少なくとも１つが「１（真）」であれば、その論理和は「１（真）」となるので、上位放電動作指令手段１１４は論理和が「０（偽）」の状態から「１（真）」に切り替わった判定したとき、上位放電動作指令手段１１４は全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の開始を指令する。これにより、全ての抵抗放電手段が抵抗放電動作をすることになり、各抵抗放電手段の運転状態はそれぞれ「１（真）」を示す。一方、複数の抵抗放電手段の全ての運転状態が「０（偽）」であれば、その論理和は「０（偽）」となるので上位放電動作指令手段１１４は抵抗放電動作の開始を指令しない。
【００６６】
上位放電動作指令手段１１４による少なくとも２つの抵抗放電手段のうちどの抵抗放電手段が抵抗放電動作を停止したかの判定について説明すると次の通りである。上位放電動作指令手段１１４は、全ての抵抗放電手段に対する抵抗放電動作の停止指令の要否を、全ての抵抗放電手段の運転状態の論理積を演算することによって判定する。全ての抵抗放電手段が抵抗放電動作をしているとき、各抵抗放電手段の運転状態は「１（真）」である。このとき、いずれか１つでも抵抗放電動作を停止すると当該運転動作を停止した抵抗放電手段の運転状態は「０（偽）」となり、複数の抵抗放電手段の運転状態の論理積をとると「０（偽）」となる。すなわち、図６に示すように、複数の抵抗放電手段の運転状態のうち少なくとも１つが「０（偽）」であれば、その論理積は「０（偽）」となるので、上位放電動作指令手段１１４は論理積が「１（真）」の状態から「０（偽）」に切り替わった判定したとき、上位放電動作指令手段１１４は全ての抵抗放電手段に対して抵抗放電動作の停止を指令する。これにより、全ての抵抗放電手段の抵抗放電動作が停止することになり、各抵抗放電手段の運転状態はそれぞれ「０（偽）」を示す。一方、複数の抵抗放電手段の全ての運転状態が「１（真）」のままであれば、その論理積は「１（真）」となるので上位放電動作指令手段１１４は抵抗放電動作の停止を指令しない。
【００６７】
続いて、本発明の第３の実施例によるモータ制御装置について図７〜図９を用いて説明する。図７は、本発明の第３の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。本発明の第３の実施例によるモータ制御装置２０１は、整流器２１１と、逆変換器２１２と、少なくとも２つの抵抗放電手段２１３−１および２１３−２と、を備える。なお、図７では一例として抵抗放電手段の個数を２個としたが、抵抗放電手段の個数は本発明を限定するものではなく、複数個であればその他の個数であってもよい。
【００６８】
整流器２１１は、三相交流入力電源３がある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する。また、整流器２１１は、整流器２１１の直流出力側である直流リンクにおける直流電圧値を検出する整流器用電圧検出部２２０を有する。本発明の第３の実施例では、用いられる整流器２１１の実施形態は特に限定されず、例えば１２０度通電型整流回路、あるいはＰＷＭ制御方式の整流回路などがある。
【００６９】
整流器２１１と逆変換器２１２とは、直流リンクを介して接続される。逆変換器２１２は、例えばＰＷＭ逆変換器などのような、内部にスイッチング素子を有する変換回路として構成される。逆変換器２１２は、直流リンクがある直流入力側から入力される直流電力を、上位制御装置（図示せず）から受信したモータ駆動指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、モータ２を駆動のための所望の電圧および所望の周波数の三相交流電力に変換する。モータ２は、供給された電圧可変および周波数可変の三相交流電力に基づいて動作することになる。また、モータ２の制動時には回生電力が発生するが、上位制御装置から受信したモータ駆動指令に基づき、モータ２で発生した回生電力である交流電力を、直流電力へ変換して直流リンクへ戻す。このように、逆変換器２１２は、受信したモータ駆動指令に基づき、直流リンクにおける直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換するものである。なお、ここでは、モータ制御装置２０１で１個のモータ２を駆動制御することを例として取りあげているが、モータの個数は本発明を限定するものではなく、その他の個数であってもよい。モータ２が複数設けられる場合は各モータ２ごとに逆変換器２１２がそれぞれ設けられる。
【００７０】
モータ制御装置２０１は少なくとも２つの抵抗放電手段２１３−１および２１３−２を有する。各抵抗放電手段２１３−１および２１３−２は、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する。各抵抗放電手段２１３−１および２１３−２は、直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合に実行される。
【００７１】
これら抵抗放電手段２１３−１および２１３−２は、それぞれ固有の抵抗放電部、抵抗放電手段用電圧検出部、放電動作判定部、電圧補正量演算部および電圧補正部を備える。
【００７２】
すなわち、抵抗放電手段２１３−１は、抵抗放電部２２１−１と、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１と、放電動作判定部２２３−１と、電圧補正量演算部２２４−１と、電圧補正部２２５−１と、を備える。抵抗放電部２２１−１は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。電圧補正量演算部２２４−１は、整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値と抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値との偏差から、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値を整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する。電圧補正部２２５−１は、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値を、補正量を用いて補正することにより、補正後直流電圧値を生成する。放電動作判定部２２３−１は、補正後直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部２２１−１に対して抵抗放電動作の開始を指令し、補正後直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部２２１−１に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００７３】
同様に、抵抗放電手段２１３−２は、抵抗放電部２２１−２と、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２と、放電動作判定部２２３−２と、電圧補正量演算部２２４−２と、電圧補正部２２５−２と、を有する。抵抗放電部２２１−２は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。電圧補正量演算部２２４−２は、整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値と抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値との偏差から、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値を整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する。電圧補正部２２５−２は、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値を、補正量を用いて補正することにより、補正後直流電圧値を生成する。放電動作判定部２２３−２は、補正後直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部２２１−２に対して抵抗放電動作の開始を指令し、補正後直流電圧値が第１の閾値より小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部２２１−２に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００７４】
なお、各抵抗放電部２２１−１および２２１−２は、図１５を参照して説明したように、抵抗（図７では図示せず）と、放電動作判定部２２３−１および２２３−２から抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき抵抗を直流リンクに接続し、放電動作判定部２２３−１および２２３−２から抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき抵抗と直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子（図７では図示せず）と、を有する。
【００７５】
また、既に説明したように、既にある整流器２１１などの機器と、後付けされる抵抗放電手段２１３−１および２１３−２との間にある通信インタフェースは通信速度が低速である。したがって、各電圧補正量演算部２２４−１および２２４−２による補正量の演算は、例えばモータの駆動を開始する前に実行するのが好ましい。
【００７６】
続いて、抵抗放電手段２１３−１および２１３−２の動作について図８および図９を用いて説明する。図８は、図７に示す本発明の第３の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電手段内の電圧補正量演算部および電圧補正部を説明する図である。また、図９は、図７に示す本発明の第３の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図９（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図９（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。図７の抵抗放電手段２１３−１および２１３−２について、図８および図９では、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段とそれぞれ表記する。
【００７７】
直流リンクにおける直流電圧の検出値について、整流器用電圧検出部２２０ならびに抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１および２２２−２間で誤差があり、ここでは一例として、図８に示すように、第２の抵抗放電手段（図７の抵抗放電手段２１３−２）内の抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２による直流電圧の検出値が、整流器用電圧検出部２２０による直流電圧の検出値よりも大きく、第１の抵抗放電手段（図７の抵抗放電手段２１３−１）内の抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１による直流電圧の検出値が、整流器用電圧検出部２２０による直流電圧の検出値よりも小さい場合について説明する。
【００７８】
この場合、第２の抵抗放電手段においては、図８に示すように、電圧補正量演算部２２４−２は、整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値と抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値との偏差から、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値を整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する。電圧補正部２２５−２は、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−２が検出した直流電圧値を、電圧補正量演算部２２４−２により生成された補正量を用いて補正することにより、補正後直流電圧値を生成する。
【００７９】
同様に、第１の抵抗放電手段においては、図８に示すように、電圧補正量演算部２２４−１は、整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値と抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値との偏差から、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値を整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値に一致させるための補正量を演算する。電圧補正部２２５−１は、抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１が検出した直流電圧値を、電圧補正量演算部２２４−１により生成された補正量を用いて補正することにより、補正後直流電圧値を生成する。
【００８０】
このように、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段内の各電圧補正部２２５−１および２２５−２は、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段内の各抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１および２２２−２−が検出した直流電圧値を、整流器用電圧検出部２２０による直流電源電圧検出値に一致させるように補正している。
【００８１】
このように補正することにより図９に示すように、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消される。すなわち、第１の抵抗放電手段もしくは第２の抵抗放電手段のうち１つで消費可能な回生エネルギー量がモータ２から回生された場合の抵抗放電動作は次の通りである。
【００８２】
まず、モータ２で生じた回生エネルギーが逆変換器２１２によって直流電力に変換されると、図９（ａ）に示すように整流器２１１と逆変換器２１２との間の直流リンクにおける直流電圧が上昇し始める。第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段内の各電圧補正量演算部２２４−１および２２４−２ならびに各電圧補正部２２５−１および２２５−２が動作することにより、直流電圧の検出誤差がなくなる。すなわち、図９（ａ）に示すように、生成される補正後直流電圧値は各電圧補正部２２５−１および２２５−２間で一致する。
【００８３】
図９（ａ）に示すように、各電圧補正部２２５−１および２２５−２により生成された同一値の補正後直流電圧値が第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）まで上昇すると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を同時に開始する（図９（ｂ））。
【００８４】
第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段による抵抗放電動作の開始により、図９（ａ）に示すように直流リンクにおける直流電圧は下降に転じる。
【００８５】
直流リンクにおける直流電圧が降下し続けると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）に到達する。第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）まで下降すると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を同時に停止する。
【００８６】
上述の回生エネルギーがモータ２において継続して生成され続けた場合、上述の処理がなされて抵抗放電動作の開始および停止が第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段で同時に実行されるので、いずれかの抵抗放電手段の抵抗放電動作が行われないといった運転状態のアンバランスは解消される。このように、本発明の第３の実施例によれば、各抵抗放電手段２１３−１および２１３−２内に、電圧補正量演算部２２４−１および２２４−２ならびに電圧補正部２２５−１および２２５−２をそれぞれ設けることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、複数の抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【００８７】
なお、モータ制御装置２０１の定常運転中においては、モータ２の動作状態に応じて直流リンクにおける直流電圧は変動する。一方で、モータ制御装置２０１の駆動開始前であれば、直流リンクの直流電圧は、整流器２１１の交流入力側の三相交流に依存するのみで上記のような変動はなく一定値を示すため、各電圧補正量演算部２２４−１および２２４−２による補正量の演算は、例えばモータの駆動を開始する前に実行するのが好ましい。
【００８８】
また、整流器用電圧検出部２２０および抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１および２２２−２が検出した直流電圧値にフィルタをかけることにより高調波成分を除去した直流分（平均値）を得ることもできる。したがって、各電圧補正量演算部２２４−１および２２４−２は、整流器用電圧検出部２２０が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値と抵抗放電手段用電圧検出部２２２−１および２２２−２が検出した直流電圧値から高調波成分を除去した値との偏差から、補正量をそれぞれ演算するようにしてもよく、これにより、上述のモータ２の駆動開始直後の直流リンクにおける直流電圧の変動やモータ制御装置の定常運転中のモータ２の動作状態に依存する直流リンクにおける直流電圧の変動の影響を除去することができる。
【００８９】
続いて、本発明の第４の実施例によるモータ制御装置について図１０〜図１４を用いて説明する。図１０は、本発明の第４の実施例によるモータ制御装置の構成を示す図である。本発明の第４の実施例によるモータ制御装置３０１は、整流器３１１と、逆変換器３１２と、少なくとも２つの抵抗放電手段３１３−１および３１３−２と、を備える。なお、図１０では一例として抵抗放電手段の個数を２個としたが、抵抗放電手段の個数は本発明を限定するものではなく、複数個であればその他の個数であってもよい。
【００９０】
整流器３１１は、三相交流入力電源３がある交流入力側から供給された交流電力を整流して直流電力を出力する。本発明の第４の実施例では、用いられる整流器３１１の実施形態は特に限定されず、例えば１２０度通電型整流回路、あるいはＰＷＭ制御方式の整流回路などがある。
【００９１】
整流器３１１と逆変換器３１２とは、直流リンクを介して接続される。逆変換器３１２は、例えばＰＷＭ逆変換器などのような、内部にスイッチング素子を有する変換回路として構成される。逆変換器３１２は、直流リンクの直流入力側から入力される直流電力を、上位制御装置（図示せず）から受信したモータ駆動指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、モータ２を駆動のための所望の電圧および所望の周波数の三相交流電力に変換する。モータ２は、供給された電圧可変および周波数可変の三相交流電力に基づいて動作することになる。また、モータ２の減速時には回生電力が発生するが、上位制御装置から受信したモータ駆動指令に基づき、モータ２で発生した回生電力である交流電力を、直流電力へ変換して直流リンクへ戻す。このように、逆変換器３１２は、受信したモータ駆動指令に基づき、直流リンクにおける直流電力とモータ２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力とを相互電力変換するものである。なお、ここでは、モータ制御装置３０１で１個のモータ２を駆動制御することを例として取りあげているが、モータの個数は本発明を限定するものではなく、その他の個数であってもよい。モータ２が複数設けられる場合は各モータ２ごとに逆変換器３１２がそれぞれ設けられる。
【００９２】
モータ制御装置３０１は少なくとも２つの抵抗放電手段３１３−１および３１３−２を有する。各抵抗放電手段３１３−１および３１３−２は、直流リンクにそれぞれ接続され、直流リンクの直流電力をそれぞれが分担して抵抗放電する。各抵抗放電手段３１３−１および３１３−２は、直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作が、所定の条件を満たす場合に実行される。
【００９３】
これら抵抗放電手段３１３−１および３１３−２は、それぞれ固有の抵抗放電部、電圧検出部、放電動作判定部、温度情報生成部および放電動作条件設定部を備える。
【００９４】
すなわち、抵抗放電手段３１３−１は、抵抗放電部３２１−１と、電圧検出部３２２−１と、放電動作判定部３２３−１と、温度情報生成部３２４−１と、放電動作条件設定部３２５−１と、を備える。抵抗放電部３２１−１は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部３２２−１は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。温度情報生成部３２４−１は、抵抗放電部３２１−１における温度を示す温度情報を生成する。放電動作条件設定部３２５−１は、温度情報に基づいて、抵抗放電動作開始レベルである第１の閾値を設定する。また、放電動作条件設定部３２５−１は、温度情報に基づいて、抵抗放電動作停止レベルである第２の閾値を設定する。放電動作判定部３２３−１は、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部３２１−１に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値が第１の閾値よりも小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部３２１−１に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００９５】
同様に、抵抗放電手段３１３−２は、抵抗放電部３２１−２と、電圧検出部３２２−２と、放電動作判定部３２３−２と、温度情報生成部３２４−２と、放電動作条件設定部３２５−２と、を備える。抵抗放電部３２１−２は、受信した指令に基づき直流リンクの直流電力を抵抗放電する抵抗放電動作を開始もしくは停止する。電圧検出部３２２−２は、直流リンクにおける直流電圧値を検出する。温度情報生成部３２４−２は、抵抗放電部３２１−２における温度を示す温度情報を生成する。放電動作条件設定部３２５−２は、温度情報に基づいて、抵抗放電動作開始レベルである第１の閾値を設定する。また、放電動作条件設定部３２５−２は、温度情報に基づいて、抵抗放電動作停止レベルである第２の閾値を設定する。放電動作判定部３２３−２は、電圧検出部３２２−２が検出した直流電圧値が第１の閾値より大きいと判定したとき抵抗放電部３２１−２に対して抵抗放電動作の開始を指令し、電圧検出部３２２−２が検出した直流電圧値が第１の閾値よりも小さい第２の閾値より小さいと判定したとき抵抗放電部３２１−２に対して抵抗放電動作の停止を指令する。
【００９６】
放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２には、所定の基準温度が予め設定されている。放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２は、温度情報が示す温度が基準温度よりも高くなったときは、基準温度に対応する第１の閾値および第２の閾値をより高いレベルに設定を変更し、温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、高いレベルに設定した第１の閾値および第２の閾値を基準温度に対応する第１の閾値および第２の閾値に再設定する。この動作の詳細については後述する。
【００９７】
続いて、抵抗放電手段内の温度情報生成部による温度情報の生成の具体例について図１１および図１２を用いて説明する。ここでは、第１および第２の具体例ともに、特に抵抗放電手段３１３−１に関して説明するが、抵抗放電手段３１３−２についても構成は同様であるので説明は省略する。
【００９８】
図１１は、本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における温度情報生成部による温度情報の生成の第１の具体例を示す図である。図１１に示すように、抵抗放電部３２１−１は、抵抗Ｒと、放電動作判定部３２３−１から抵抗放電動作の開始の指令を受信したとき抵抗Ｒを直流リンクに接続し、放電動作判定部３２３−１から抵抗放電動作の停止の指令を受信したとき抵抗Ｒと直流リンクとの接続を切断するスイッチング素子Ｓと、還流ダイオードＤとを有する。抵抗放電部３２１−１の構成要素の中で発熱が大きいのは抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓである。
【００９９】
そこで、第１の具体例では、図１１に示すように、抵抗放電部３２１−１内の抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓのうちの少なくとも１つの近傍にサーミスタ３１を設けて、サーミスタ３１が設けられた当該抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓのうちの少なくとも１つの温度を測定し、このサーミスタ３１の出力に基づき、温度情報生成部は温度情報の生成を行う。図１１では、一例として抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓの両方にサーミスタ３１が設けられる場合を示している。
【０１００】
温度情報生成部３２４−１は、サーミスタ３１の出力に基づき温度情報を生成する。サーミスタ３１が抵抗Ｒもしくはスイッチング素子Ｓのいずれか一方の近傍に設けられる場合は、温度情報生成部３２４−１は、当該サーミスタ３１の出力に基づき当該サーミスタ３１が設けられた素子の温度を示す温度情報を生成する。また、図１１に示すように、抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓの両方にサーミスタ３１が設けられる場合は、温度情報生成部３２４−１は、２つのサーミスタ３１からの出力を獲得することになるが、この場合は例えば２つのサーミスタ３１の出力のうち、温度を測定している素子の許容温度により近い方の出力、もしくは、より高い方の温度を示す出力に基づいて、当該温度を測定している素子の温度を示す温度情報を生成する。
【０１０１】
図１２は、本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における温度情報生成部による温度情報の生成の第２の具体例を示す図である。第２の具体例では、温度情報生成部３２４−１は、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値および放電動作判定部３２３−１が出力した指令内容に基づき抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓのいずれか一方の温度、または抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓの両方の温度を推定することで温度情報を生成する。すなわち、第２の具体例では、第１の具体例のようなサーミスタ３１を設けずに、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値および放電動作判定部３２３−１が出力した指令内容に基づいた温度推定により、温度情報生成部３２４−１は温度情報の生成を行う。温度推定の一例を説明すると次の通りである。
【０１０２】
放電抵抗部３２１−１内の抵抗Ｒの損失ＰR［Ｗ］は、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値をＶ［Ｖ］、抵抗Ｒの抵抗値をＲ［Ω］としたとき、放電動作判定部３２３−１がオン指令（すなわち抵抗放電動作の開始もしくは実行の指令）を出力する場合および放電動作判定部３２３−１がオフ指令（すなわち抵抗放電動作の停止の指令）を出力する場合においてそれぞれ式１のように表わせる。
【０１０３】
【数１】
2014054138.tif 000003
【０１０４】
一方、放電抵抗部３２１−１内のスイッチング素子Ｓの損失ＰS［Ｗ］は、スイッチング素子Ｓを例えばＩＧＢＴとした場合のコレクタ−エミッタ間の電圧をＶce［Ｖ］としたとき、放電動作判定部３２３−１がオン指令（すなわち抵抗放電動作の開始もしくは実行の指令）を出力する場合および放電動作判定部３２３−１がオフ指令（すなわち抵抗放電動作の停止の指令）を出力する場合においてそれぞれ式２のように表わせる。
【０１０５】
【数２】
2014054138.tif 000004
【０１０６】
なお、スイッチング素子Ｓの損失ＰSは定常損失であるため、上記損失ＰSにさらにスイッチング損失を加えたものをスイッチング素子Ｓの損失ＰSとして定義してもよい。
【０１０７】
温度を推定する素子の損失をＰ［Ｗ］、熱抵抗をＫ［℃／Ｗ］、熱時定数をτ［秒］とすると、当該温度を推定する素子の温度変化分ΔＴは、周波数領域における伝達関数を用いて表すと式３のようになるので、時刻ｔにおける温度を推定することができる。ここで、Ｐ（ｓ）は、温度を推定する素子が抵抗Ｒである場合は式１に示すＰRであり、スイッチング素子Ｓである場合は式２に示すＰSである。
【０１０８】
【数３】
2014054138.tif 000005
【０１０９】
このように、温度情報生成部３２４−１は、抵抗Ｒもしくはスイッチング素子Ｓのいずれか一方の温度、または抵抗Ｒおよびスイッチング素子Ｓの両方の温度を式１〜式３に従って推定し、温度推定値が複数の場合は、温度を推定している素子の許容温度により近い温度推定値、もしくはより高い方の温度を示す温度推定値に基づいて、当該温度を推定している素子の温度を示す温度情報を生成する。
【０１１０】
続いて、抵抗放電手段３１３−１および３１３−２の動作について図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、図１０〜図１２に示す本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図１３（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図１３（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。また、図１４は、図１０〜図１２に示す本発明の第４の実施例によるモータ制御装置における抵抗放電動作を説明する図であって、図１４（ａ）は抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルと直流リンクにおける直流電圧との関係を示し、図１４（ｂ）は抵抗放電動作の実行および停止を示す図である。図１０〜図１２の抵抗放電手段３１３−１および３１３−２について、図１３および図１４では、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段とそれぞれ表記する。
【０１１１】
放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２は、温度情報が示す温度が基準温度よりも高いときは、温度情報が示す温度が高くなればなるほど、第１の閾値のみまたは第１の閾値および第２の閾値の両方を、より高いものに順次変更して再設定する。ここで、第１の閾値のみを順次変更する場合は、放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２は、温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、上記高いレベルに再設定した第１の閾値を、基準温度に対応する第１の閾値に再設定する。また、第１の閾値および第２の閾値の両方を順次変更する場合は、放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２は、温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、上記高いレベルに再設定した第１の閾値および第２の閾値の両方を、基準温度に対応する第１の閾値および第２の閾値の両方に再設定する。
【０１１２】
第１の抵抗放電手段もしくは第２の抵抗放電手段のうち１つで消費しきれる量の回生エネルギーがモータ２から回生された場合の抵抗放電動作は次の通りである。
【０１１３】
抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルについて抵抗放電手段間で誤差があり、初期状態として、既に説明した図２（ａ）に示すように、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）が、第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）よりも高い場合について説明する。抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）が図２（ａ）に示すレベルあるときの温度を「基準温度」とする。図２（ａ）の場合、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行うが第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行わないといったアンバランスな運転状態となる。したがって、この場合、第１の抵抗放電手段の発熱量は、第２の抵抗放電手段の発熱量に比べて大きくなり、第１の抵抗放電手段の温度が上昇する。
【０１１４】
第１の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−１は、抵抗放電部３２１−１における温度を示す温度情報を生成し、第２の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−２は、抵抗放電部３２１−２における温度を示す温度情報を生成するが、上記の通り第１の抵抗放電手段のみ抵抗放電動作を行うので、第１の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−１が生成する温度情報は、抵抗放電部３２１−１における温度が徐々に上昇していることを示すものとなる。一方、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行わないので、第２の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−２が生成する温度情報は、抵抗放電部３２１−２の温度上昇を示すものとはならない。
【０１１５】
第１の抵抗放電手段内の放電動作条件設定部３２５−１は、温度情報が示す温度が基準温度よりも高くなったときは、図２（ａ）に示す基準温度に対応する抵抗放電動作開始レベルである第１の閾値および抵抗放電動作停止レベルである第２の閾値を、より高いレベルに設定を変更する。一方、第２の抵抗放電手段内の放電動作条件設定部３２５−２は、上記の通り第２の抵抗放電手段で温度上昇がないことから、抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルは変更されない。
【０１１６】
放電動作条件設定部３２５−１は、温度上昇が続くとそれにつれて抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルをより高いものに順次設定変更していく。図１３（ａ）に示すように、第１の抵抗放電手段における抵抗放電動作開始レベルが、設定変更のない第２の抵抗放電手段における抵抗放電動作開始レベルよりも高くなったときにおいてもなお、回生エネルギーがモータ２において継続して生成され続けた場合は、直流リンクにおける直流電圧も上昇していくが、この直流電圧が第２の抵抗放電手段における抵抗放電動作開始レベルに達すると、第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を開始する（図１３（ｂ））。
【０１１７】
第２の抵抗放電手段による抵抗放電動作の開始により、図１３（ａ）に示すように直流リンクにおける直流電圧は下降に転じる。
【０１１８】
直流リンクにおける直流電圧が降下し続けると、第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）に到達する。第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）まで下降すると、第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を停止する。温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、高いレベルに再設定した抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）の両方を、基準温度に対応する抵抗放電動作開始レベル（第１の閾値）および抵抗放電動作停止レベル（第２の閾値）にそれぞれ再設定する。
【０１１９】
このように、本発明の第４の実施例によれば、図２を参照して説明した場合とは異なり、第２の抵抗放電手段が抵抗放電動作を行い、第１の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行わない状態となる。第２の抵抗放電手段のみ抵抗放電動作を行うので、第２の抵抗放電手段の発熱が大きくなり、第２の抵抗放電手段の温度が上昇していく。第２の抵抗放電手段の温度上昇が継続すると、第２の抵抗放電手段内の放電動作条件設定部３２５−２により第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルがより高いものに設定変更されていき、第２の抵抗放電手段における抵抗放電動作開始レベルが第１の抵抗放電手段における抵抗放電動作開始レベルよりも高い図２（ａ）の状態に戻る。温度情報が示す温度が下降して基準温度に戻ったときは、高いレベルに再設定した抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルの両方を、基準温度に対応する抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルにそれぞれ再設定する。上述のような抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルの設定変更を、第１の抵抗放電手段と第２の抵抗放電手段とで交互に繰り返すことにより、中長期的な時間平均でみれば第１の抵抗放電手段と第２の抵抗放電手段とが同じ発熱量となる。
【０１２０】
また、図１４（ａ）に示すように、第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルもしくは第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルを高く設定変更した際に、これら２つの抵抗放電動作開始レベルが一致する状況が生じることがある。この場合は第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段は次のように動作する。
【０１２１】
すなわち、図１４（ａ）に示すように第１の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルと第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルとが一致した場合において、回生エネルギーがモータ２において継続して生成され続けた場合は、直流リンクにおける直流電圧も上昇していく。第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作開始レベルまで上昇すると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を同時に開始する（図１４（ｂ））。
【０１２２】
第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段による抵抗放電動作の開始により、図１４（ａ）に示すように直流リンクにおける直流電圧は下降に転じる。
【０１２３】
直流リンクにおける直流電圧が降下し続けると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベルに到達する。第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段の抵抗放電動作停止レベルまで下降すると、第１の抵抗放電手段および第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を同時に停止する。
【０１２４】
このように、本発明の第４の実施例によれば、各抵抗放電手段３１３−１および３１３−２内に、温度情報生成部３２４−１および３２４−２ならびに放電動作条件設定部３２５−１および３２５−２をそれぞれ設けることによって、各抵抗放電手段の放電動作のアンバランスが解消され、各抵抗放電手段の発熱量を平準化される。その結果、１つの抵抗放電手段だけが許容温度を超えるといったことはなくなり、複数の抵抗放電手段を有するシステム全体の放電容量が低下することを防止することができる。
【０１２５】
なお、上述の例では、抵抗放電動作開始レベルおよび抵抗放電動作停止レベルの両方を設定変更するようにしたが、抵抗放電動作開始レベルのみ設定変更するようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、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を駆動するモータ制御装置として、入力された交流を直流に変換する整流器と、直流変換部から出力された直流を各モータの駆動電力としてそれぞれ供給される交流に変換する逆変換器とを有するものにおいて、整流器と逆変換器との間にある直流リンクに少なくとも２つの抵抗放電手段が設けられ、モータ減速時に生じる回生エネルギーを抵抗放電手段内の抵抗の熱エネルギーとして消費させるモータ制御装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１    モータ制御装置
１１    整流器
１２    逆変換器
１３−１、１３−２    抵抗放電手段
２１−１、２１−２    抵抗放電部
２２−１、２２−２    電圧検出部
２３−１、２３−２    放電動作判定部
３１    サーミスタ
１０１    モータ制御装置
１１１    整流器
１１２    逆変換器
１１３−１、１１３−２    抵抗放電手段
１１４    上位放電動作指令手段
１２１−１、１２１−２    抵抗放電部
１２２−１、１２２−２    電圧検出部
１２３−１、１２３−２    放電動作判定部
２０１    モータ制御装置
２１１    整流器
２１２    逆変換器
２１３−１、２１３−２    抵抗放電手段
２２０    整流器用電圧検出器
２２１−１、２２１−２    抵抗放電部
２２２−１、２２２−２    抵抗放電手段用電圧検出部
２２３−１、２２３−２    放電動作判定部
２２４−１、２２４−２    電圧補正量演算部
２２５−１、２２５−２    電圧補正部
３０１    モータ制御装置
３１１    整流器
３１２    逆変換器
３１３−１、３１３−２    抵抗放電手段
３２１−１、３２１−２    抵抗放電部
３２２−１、３２２−２    電圧検出部
３２３−１、３２３−２    放電動作判定部
３２４−１、３２４−２    温度情報生成部
３２５−１、３２５−２    放電動作条件設定部
Ｄ    還流ダイオード
Ｒ    抵抗
Ｓ    スイッチング素子
【図１】
2014054138.tif 000006
【図２】
2014054138.tif 000007
【図３】
2014054138.tif 000008
【図４】
2014054138.tif 000009
【図５】
2014054138.tif 000010
【図６】
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【図７】
2014054138.tif 000012
【図８】
2014054138.tif 000013
【図９】
2014054138.tif 000014
【図１０】
2014054138.tif 000015
【図１１】
2014054138.tif 000016
【図１２】
2014054138.tif 000017
【図１３】
2014054138.tif 000018
【図１４】
2014054138.tif 000019
【図１５】
2014054138.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月7日(2013.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
抵抗放電部３２１−１内の抵抗Ｒの損失ＰR［Ｗ］は、電圧検出部３２２−１が検出した直流電圧値をＶ［Ｖ］、抵抗Ｒの抵抗値をＲ［Ω］としたとき、放電動作判定部３２３−１がオン指令（すなわち抵抗放電動作の開始もしくは実行の指令）を出力する場合および放電動作判定部３２３−１がオフ指令（すなわち抵抗放電動作の停止の指令）を出力する場合においてそれぞれ式１のように表わせる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
一方、抵抗放電部３２１−１内のスイッチング素子Ｓの損失ＰS［Ｗ］は、スイッチング素子Ｓを例えばＩＧＢＴとした場合のコレクタ−エミッタ間の電圧をＶce［Ｖ］としたとき、放電動作判定部３２３−１がオン指令（すなわち抵抗放電動作の開始もしくは実行の指令）を出力する場合および放電動作判定部３２３−１がオフ指令（すなわち抵抗放電動作の停止の指令）を出力する場合においてそれぞれ式２のように表わせる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
第１の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−１は、抵抗放電部３２１−１における温度を示す温度情報を生成し、第２の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−２は、抵抗放電部３２１−２における温度を示す温度情報を生成するが、上記の通り第１の抵抗放電手段のみ抵抗放電動作を行うので、第１の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−１が生成する温度情報は、抵抗放電部３２１−１における温度が徐々に上昇していることを示すものとなる。一方、第２の抵抗放電手段は抵抗放電動作を行わないので、第２の抵抗放電手段内の温度情報生成部３２４−２が生成する温度情報は、抵抗放電部３２１−２の温度上昇を示すものとはならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2014054138.tif 000022