(57)【要約】【課題】駆動装置の部品点数の増加を伴うことなく、突入電流を的確に防止する。【解決手段】主電源部１の電源が投入された後初めてＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上となるまでの間、突入防止回路１１を作動状態とし、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上となった時点で突入防止回路１１を非作動状態に切り替える。突入防止回路１１が一旦非作動状態となった後、主電源部１が非運転準備完了状態であり且つＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１よりも小さい第二閾値Ｖth２を下回った時点で突入防止回路１１を作動状態に切り替える。突入防止回路１１が非作動状態であり且つ主電源部１が運転準備完了状態にある状態で、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２よりも小さい第三閾値Ｖth３を下回る値となったときには、命令に関係なく主電源部１を非運転準備完了状態に切り替え突入防止回路１１を作動状態に切り替える。【選択図】図２
2018107892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータと平滑コンデンサとインバータとを有し、入力される電力を所定の電力に変換して外部機器に供給する主電源部と、
突入電流を抑制する突入防止回路と、
命令にしたがって、前記主電源部を、前記外部機器を駆動制御することの可能な運転準備完了状態及び前記外部機器を駆動制御することの不可能な非運転準備完了状態との間で切り替える主電源制御部と、
前記コンバータと前記インバータとの間に設けられＤＣリンク電圧を検出するＤＣリンク電圧検出部と、
前記ＤＣリンク電圧検出部で検出したＤＣリンク電圧と、前記主電源部が前記運転準備完了状態にあるか否かとに基づいて、前記突入防止回路を制御する突入防止制御部と、
前記主電源部を除く各部に電力供給を行う制御電源部と、
を備え、
前記突入防止制御部は、
前記主電源部の電源が投入された後初めて前記ＤＣリンク電圧が予め設定した第一閾値以上となるまでの間、前記突入防止回路を作動状態とし、
前記ＤＣリンク電圧が前記主電源部の電源が投入された後初めて前記第一閾値以上となり且つ前記主電源部が前記運転準備完了状態となった時点で前記突入防止回路を非作動状態に切り替え、
前記突入防止回路が一旦非作動状態となった後、前記主電源部が前記非運転準備完了状態であり且つ前記ＤＣリンク電圧が前記第一閾値よりも小さい第二閾値以上の値から当該第二閾値を下回った時点で前記突入防止回路を作動状態に切り替え、
さらに、前記突入防止回路が非作動状態であり且つ前記主電源部が前記運転準備完了状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値よりも小さい第三閾値以上の値から当該第三閾値を下回る値となったときには、前記命令に関係なく前記主電源部を前記非運転準備完了状態に切り替え且つ前記突入防止回路を作動状態に切り替えることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記突入防止制御部は、前記主電源部が前記運転準備完了状態にあり前記突入防止回路が非作動状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値以上の値から当該第二閾値を下回る値となったときには、前記突入防止回路を非作動状態に維持することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記突入防止制御部は、前記主電源部が前記運転準備完了状態にあり前記突入防止回路が非作動状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値以上の値から当該第二閾値を下回る値となったときには、前記突入防止回路を非作動状態に維持するとともに警報を発することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記突入防止制御部は、前記突入防止回路が非作動状態であり且つ前記主電源部が前記運転準備完了状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値よりも小さい第三閾値以上の値から当該第三閾値を下回る値となったときには、前記命令に関係なく前記主電源部を前記非運転準備完了状態に切り替え且つ前記突入防止回路を作動状態に切り替え、さらに警報を発することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記突入防止回路の制御に用いる情報を取得する手段として、前記コンバータと前記インバータとの間に設けられた前記ＤＣリンク電圧検出部のみを有し、
前記突入防止制御部は、前記ＤＣリンク電圧検出部で検出したＤＣリンク電圧及び前記主電源部が前記運転準備完了状態にあるか否かにのみ基づいて、前記突入防止回路を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項６】
前記突入防止回路は、前記主電源部の電力入力側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項７】
前記突入防止回路は、前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項８】
前記外部機器はモータであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項９】
コンバータと平滑コンデンサとインバータとを有し、入力される電力を所定の電力に変換して外部機器に供給する主電源部と、
命令にしたがって、前記主電源部を、前記外部機器を駆動制御することの可能な運転準備完了状態及び前記外部機器を駆動制御することの不可能な非運転準備完了状態との間で切り替える主電源制御部と、
前記主電源部を除く各部に電力供給を行う制御電源部と、
突入防止回路と、
を備えた駆動装置における前記突入防止回路の制御方法であって、
前記突入防止回路の制御に用いる情報として前記コンバータと前記インバータとの間のＤＣリンク電圧のみを検出し、
前記ＤＣリンク電圧が、前記主電源部の電源が投入された後初めて予め設定した第一閾値以上となるまでの間、前記突入防止回路を作動状態とし、前記ＤＣリンク電圧が前記主電源部の電源が投入された後初めて前記第一閾値以上となり且つ前記主電源部が前記運転準備完了状態となった時点で前記突入防止回路を非作動状態に切り替え、前記突入防止回路が一旦非作動状態となった後、前記主電源部が前記非運転準備完了状態であり且つ前記ＤＣリンク電圧が前記第一閾値よりも小さい第二閾値以上の値から当該第二閾値を下回る値となった時点で前記突入防止回路を作動状態に切り替え、さらに、前記突入防止回路が非作動状態であり且つ前記主電源部が前記運転準備完了状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値よりも小さい第三閾値以上の値から当該第三閾値を下回る値となったときに、前記命令に関係なく前記主電源部を前記非運転準備完了状態に切り替え且つ前記突入防止回路を作動状態に切り替えることを特徴とする突入防止回路の制御方法。
【請求項１０】
前記主電源部が前記運転準備完了状態にあり前記突入防止回路が非作動状態にある状態で、前記ＤＣリンク電圧が前記第二閾値以上の値から当該第二閾値を下回る値となったときには、前記突入防止回路を非作動状態に維持することを特徴とする請求項９に記載の突入防止回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置及び突入防止回路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用電源等からの供給電力を所定電力に変換してモータ等の外部機器に供給する駆動装置において、例えば、外部機器への供給電力を生成する主電源部と、主電源部を除く駆動装置各部への電力供給を行う制御電源部とを備えた駆動装置においては、主電源部及び制御電源部の電源投入後にのみ、突入防止抵抗を介して電流を流すことで突入電流を抑制し、その後は突入防止抵抗を短絡スイッチで短絡して余計な損失を減らす構成となっている。
そのため、例えば主電源部及び制御電源部が共に電源オンの状態から主電源部のみを電源オフとし、制御電源部は電源オンのままとした状態から再度主電源部を電源オンとするような使い方をした場合、再度主電源部を電源オンとする段階では突入防止抵抗は短絡された状態のままであるため、主電源部を再度電源オンとすることにより突入電流が生じるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するために、コンバータとインバータとの間にＤＣリンク電圧検出手段を設け、ＤＣリンク電圧に応じて保護レベルを可変とすることで突入電流からパワー素子を保護すると共に、主電源が電源オフされたことを検出する電源電圧監視手段を設け、主電源が電源オフされたことを検出したときに突入防止抵抗の短絡スイッチをオフするようにしたモータ駆動装置等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３６３６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電源電圧監視手段により、主電源部の電源電圧を監視するようにした場合、突入防止抵抗の短絡スイッチを制御するための電源電圧監視手段を新たに設けることになり、これはすなわち駆動装置の部品点数の増加につながる。
そのため、駆動装置の部品点数の増加を伴うことなく、突入電流を的確に防止することの可能な方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、コンバータと平滑コンデンサとインバータとを有し、入力される電力を所定の電力に変換して外部機器に供給する主電源部と、突入電流を抑制する突入防止回路と、命令にしたがって、主電源部を、外部機器を駆動制御することの可能な運転準備完了状態及び外部機器を駆動制御することの不可能な非運転準備完了状態との間で切り替える主電源制御部と、コンバータとインバータとの間に設けられＤＣリンク電圧を検出するＤＣリンク電圧検出部と、ＤＣリンク電圧検出部で検出したＤＣリンク電圧と、主電源部が運転準備完了状態にあるか否かとに基づいて、突入防止回路を制御する突入防止制御部と、主電源部を除く各部に電力供給を行う制御電源部と、を備え、突入防止制御部は、主電源部の電源が投入された後初めてＤＣリンク電圧が予め設定した第一閾値以上となるまでの間、突入防止回路を作動状態とし、ＤＣリンク電圧が主電源部の電源が投入された後初めて第一閾値以上となり且つ主電源部が運転準備完了状態となった時点で突入防止回路を非作動状態に切り替え、突入防止回路が一旦非作動状態となった後、主電源部が非運転準備完了状態でありＤＣリンク電圧が第一閾値よりも小さい第二閾値以上の値から第二閾値を下回った時点で突入防止回路を作動状態に切り替え、さらに、突入防止回路が非作動状態であり且つ主電源部が運転準備完了状態にある状態で、ＤＣリンク電圧が第二閾値よりも小さい第三閾値以上の値から第三閾値を下回る値となったときには、命令に関係なく主電源部を非運転準備完了状態に切り替え且つ突入防止回路を作動状態に切り替える駆動装置、が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ＤＣリンク電圧と、主電源部が運転準備完了状態にあるか否かとに基づいて、突入防止回路を的確に作動または非作動とすることができ、部品点数等の大幅な増加を伴うことなく信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用したモータ駆動装置の一例を示す構成図である。
【図２】突入防止回路の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の動作説明に供する説明図である。
【図４】突入防止回路の制御手順のその他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施形態が実施できることは明らかである。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動装置の一例を示す構成図であって、モータの駆動制御を行うモータ駆動装置の一例を示したものである。
【００１０】
図１に示すモータ駆動装置１００は、主電源部１と、制御電源部２と、突入防止制御部３と、主電源制御部としてのインバータ制御部４と、ＤＣリンク電圧検出部５と、インバータ制御部４を制御する上位装置６と、を備える。
主電源部１は、スイッチＳＷ１を介して交流電源Ｅ１に接続される。主電源部１は、突入防止回路１１と、コンバータ１２と、ＤＣリンク平滑用の平滑コンデンサ１３と、インバータ１４と、を備え、インバータ１４の出力端が、外部機器としての例えばダイレクトドライブモータ（以下、モータという。）Ｍに接続される。
【００１１】
突入防止回路１１は、交流電源Ｅ１からの単相交流の電源ラインＬ１、Ｌ２のうちの一方、例えば電源ラインＬ１に介挿される突入電流防止用の突入電流防止抵抗１１ａと、突入電流防止抵抗１１ａの両端間に接続される短絡スイッチ１１ｂとを備える。突入防止回路１１は、突入防止制御部３によって制御され、短絡スイッチ１１ｂがオン（導通状態）となることにより突入電流防止抵抗１１ａの両端が短絡されて、突入防止回路１１による損失の低減が図られる。短絡スイッチ１１ｂがオフ（遮断状態）となることにより、交流電源Ｅ１からの供給電力は突入電流防止抵抗１１ａを介して主電源部１に供給されることになり、突入電流が抑制される。
【００１２】
コンバータ１２は例えばダイオード整流回路で構成される。インバータ１４は、例えばスイッチング素子を含んで構成され各スイッチング素子はインバータ制御部４によりＰＷＭ制御される。単相交流からなる交流電源Ｅ１からの供給電圧が、コンバータ１２で整流されて直流電圧に変換され、インバータ１４の各スイッチング素子がインバータ制御部４によりＰＷＭ制御されることによって、コンバータ１２により変換された直流電圧が三相交流に変換されてモータＭに供給される。
突入防止制御部３は、ＤＣリンク電圧検出部５で検出されるＤＣリンク電圧Ｖを入力し、ＤＣリンク電圧Ｖと、インバータ制御部４から通知される主電源部１がモータを運転することの可能な運転準備完了状態であるか否かを表すサーボオン状態（運転準備完了状態）／サーボオフ状態（非運転準備完了状態）と、短絡スイッチ１１ｂの制御に用いる予め設定した第一閾値Ｖth１〜第三閾値Ｖth３とに基づき突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂを制御する。
【００１３】
インバータ制御部４は、上位装置６からの指令に応じてインバータ１４の各スイッチング素子をＰＷＭ制御する。また、インバータ制御部４はインバータ１４がサーボオン状態にあるか否か等といったインバータ１４の状態を突入防止制御部３に通知する。
ＤＣリンク電圧検出部５は、平滑コンデンサ１３と並列に接続され、ＤＣリンク電圧Ｖを検出し、検出情報を突入防止制御部３に出力する。
上位装置６は、例えばユーザの操作や、処理プログラム等にしたがって、インバータ制御部４を駆動制御する。
【００１４】
一方、制御電源部２は、交流電源Ｅ２とスイッチＳＷ２を介して接続され、主電源部１を除く、モータ駆動装置１００の各部に電力供給を行う。
次に、突入防止制御部３における、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂの制御方法を説明する。
ここで、サーボオン状態／サーボオフ状態の切り替えは、例えば上位装置６でのユーザの操作によって入力される命令にしたがってインバータ制御部４により行われる。なお、必ずしもユーザ操作により入力される命令によるものに限らず、外部機器等からの情報に基づいて上位装置６から入力される命令であってもよい。
【００１５】
上位装置６を操作し、ユーザがサーボオン命令を入力すると、インバータ制御部４はサーボオン命令入力時の所定の処理を行って、主電源部１をサーボオン状態に制御する。具体的には、突入防止制御部３を介して突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオン状態にし、インバータ制御部４を介してインバータ１４でのＰＷＭスイッチング動作を開始させる。サーボオン命令が入力された後、サーボオフ命令が入力されるまでの間をサーボオン状態といい、サーボオフ命令が入力された後、サーボオン命令が入力されるまでの間をサーボオフ状態という。インバータ制御部４では、サーボオン命令に続いて、上位装置６でのユーザ操作によってモータ運転命令が入力されたとき、その命令にしたがったモータの駆動を開始する。
【００１６】
一方、ユーザがサーボオフ命令を入力すると、インバータ制御部４はモータ運転準備完了状態を解除する。具体的には、インバータ制御部４は、インバータ１４におけるＰＷＭスイッチング動作を停止する。これによって、主電源部１はサーボオフ状態に切り替わる。
突入防止制御部３で用いられる第一閾値Ｖth１〜第三閾値Ｖth３は、第一閾値Ｖth１＞第二閾値Ｖth２＞第三閾値Ｖth３を満足する。
第一閾値Ｖth１は、スイッチＳＷ１がオン状態であり、主電源部１への電力供給が行われているか否かを判断するための閾値である。第一閾値Ｖth１は、例えば主電源部１への電力供給が安定して行われている状態におけるＤＣリンク電圧Ｖの９０％程度に設定される。
例えば、主電源部１への電力供給が安定して行われている状態におけるＤＣリンク電圧Ｖが２５４ＶＤＣ（＝１８０ＶＡＣ×２１／２）である場合には、第一閾値Ｖth１は２２８ＶＤＣ（＝２５４ＶＤＣ×０．９）程度に設定される。第一閾値Ｖth１は、Ｖth１＞Ｖth２を満足すればこれに限らない。
【００１７】
突入防止制御部３では、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上であるとき、スイッチＳＷ１がオン状態であり主電源部１への電力供給が行われていると判断する。突入防止制御部３では、スイッチＳＷ１をオン状態に切り替えた時点から、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１未満である間は、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に維持する。つまり、電流が突入電流防止抵抗１１ａを経由することによって突入電流が抑制されるようにすることで、突入防止回路１１を作動状態にする。例えば、短絡スイッチ１１ｂを常開接点で構成し、突入防止制御部３への電力供給が行われていないときには短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に維持することで、スイッチＳＷ１がオン状態に切り替わった時点から短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に維持するように構成する。又は、突入防止制御部３への電力供給と主電源部１への電力供給とは独立して行われるため、例えば、突入防止制御部３が立ち上がっており短絡スイッチ１１ｂのオンオフ制御を行うことのできる状態となった時点で主電源部１への電力供給が開始されるように構成し、突入防止制御部３が、起動後、初期設定処理として短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に制御した後に、主電源部１への電力供給を開始するように構成してもよい。
【００１８】
突入防止制御部３では、主電源部１への電力供給開始後、ＤＣリンク電圧Ｖが初めて第一閾値Ｖth１以上となり、且つサーボオン状態であるとき、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオン状態に切り替え、突入電流防止抵抗１１ａを短絡させる。つまり、突入電流防止抵抗１１ａを非作動とする。そして、以後、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上であり、且つサーボオン状態である間は、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオン状態に維持する。
第二閾値Ｖth２は、スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替わったか否かを判断するための閾値であって、例えば第一閾値Ｖth１の９０％程度に設定される。
【００１９】
突入防止制御部３では、突入防止回路１１を一旦オン状態に制御した後、ＤＣリンク電圧Ｖが、第二閾値Ｖth２以上の値から第二閾値Ｖth２を下回り且つサーボオフ状態であるときに、主電源部１のスイッチＳＷ１がオフ状態に切り替わったと判断し、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に切り替え、突入防止回路１１を作動状態とする。
突入防止制御部３は、以後、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２よりも小さく且つサーボオフ状態であるときには、短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に維持する。
サーボオン状態であるときでも、モータ駆動中は電流を出力するため主電源部１のスイッチＳＷ１をオフしていないにも関わらず、ＤＣリンク電圧Ｖが低下し第二閾値Ｖth２を下回ることがある。そのため、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回る場合でも、サーボオン状態にあるときには、短絡スイッチ１１ｂをオン状態に維持する。
【００２０】
なお、第二閾値Ｖth２は、Ｖth１＞Ｖth２＞Ｖth３を満足する値であればよいが、第二閾値Ｖth２が低いと、主電源部１のスイッチＳＷ１をオフ状態にした後、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回る前にスイッチＳＷ１を再投入した場合に、短絡スイッチ１１ｂがオフ状態に切り替えられる前にスイッチＳＷ１が再投入されることになって突入電流が主電源部１に流れる可能性がある。そのため、これを考慮して第二閾値Ｖth２を設定する必要がある。
第三閾値Ｖth３は、モータＭを駆動するために充分なＤＣリンク電圧Ｖが確保されていないと判断するための閾値である。第三閾値Ｖth３は、モータ駆動装置１００の仕様に応じて設定され、例えば５０ＶＤＣ以上１００ＶＤＣ程度に設定される。
突入防止制御部３では、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３以上の値から、第三閾値Ｖth３を下回り、且つサーボオン状態であるときに、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオフ状態に切り替える。また、突入防止制御部３は、サーボオフ命令を受信したか否かに関係なくサーボオフ状態に切り替える。
【００２１】
図２は、突入防止制御部３の処理手順の一例を示すフローチャートである。
なお、インバータ制御部４では、サーボオン状態であり且つモータ起動指令が入力されたときモータＭの駆動制御を行い、サーボオン状態である間モータＭを駆動制御する。また、インバータ制御部４では、モータＭを駆動制御中、サーボオン状態からサーボオフ状態に切り替わったときにはモータＭを停止させる。さらに、サーボオフ状態であるときにはモータ起動指令が入力されてもモータの駆動制御は行わない。
また、短絡スイッチ１１ｂは常開接点等で構成され主電源部１への電力供給開始時には短絡スイッチ１１ｂはオフ状態に維持されているものとする。
【００２２】
突入防止制御部３では、予め設定した所定周期で、ＤＣリンク電圧検出部５で検出されるＤＣリンク電圧Ｖを読み込み（ステップＳ１）、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上であるかを判断する（ステップＳ２）。Ｖ≧Ｖth１であるときにはステップＳ３に移行し、このときサーボオン状態でなければそのまま処理を終了する。一方、Ｖ≧Ｖth１であり且つサーボオン状態である場合には、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオン状態にする（ステップＳ４）。つまり、短絡スイッチ１１ｂがオフ状態のときにはオン状態に切り替え、既にオン状態である場合にはそのままオン状態を維持する。そして、処理を終了する。
【００２３】
一方、ステップＳ２で、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１よりも小さいときにはステップＳ１１に移行し、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３よりも小さいときにはステップＳ１２に移行し、このときサーボオン状態でない場合にはそのまま処理を終了するが、サーボオン状態である場合には、短絡スイッチ１１ｂをオフ状態にし（ステップＳ１３）、さらに、ユーザからのモータオフ命令に関係なく主電源部１をサーボオフ状態に制御し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
また、ステップＳ１１で、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３以上である場合には、ステップＳ２１に移行し、次にＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２より小さいか否かを判定する。ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２以上であるときにはそのまま処理を終了する。ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２より小さいときにはステップＳ２２に移行し、このときサーボオフ状態でなければそのまま処理を終了するが、サーボオフ状態であるときには、ステップＳ２３に移行し、短絡スイッチ１１ｂをオフ状態にした後、処理を終了する。
【００２４】
次に、上記実施形態の動作を、図３を伴って説明する。
図３において、横軸は経過時間、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖである。
時点ｔ１で主電源部１のスイッチＳＷ１及び制御電源部２のスイッチＳＷ２が投入されると、交流電源Ｅ１、Ｅ２から主電源部１及び制御電源部２に電力供給が行われ、制御電源部２から突入防止制御部３やインバータ制御部４等、モータ駆動装置１００の各部に電力供給が行われる。
このとき、短絡スイッチ１１ｂは、例えば常開接点を有しているため、短絡スイッチ１１ｂは開状態を維持する。そのため、主電源部１のスイッチＳＷ１をオン状態に切り替えた時点で突入電流防止抵抗１１ａは作動状態であるため、突入電流が生じたとしても突入電流防止抵抗１１ａによって抑制される。
【００２５】
ＤＣリンク電圧Ｖは、スイッチＳＷ１を投入すると、図３に示すように、電源投入時点ｔ１からの経過時間の増加に比例して増加し、第一閾値Ｖth１よりも大きい規定電圧に達して安定する。
時点ｔ１から時点ｔ２までの間は、主電源部１はサーボオフ状態であり、モータＭの運転も行われず、短絡スイッチ１１ｂはオフ状態を維持する。
この状態から、時点ｔ２でユーザによりサーボオン命令が入力されると、インバータ制御部４により主電源部１がモータ準備完了状態に制御され、サーボオン状態に切り替わる。ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上であり、且つサーボオン状態に切り替わったことから、突入防止制御部３では、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオン状態に切り替える。これによって、突入電流防止抵抗１１ａの両端が短絡され突入防止回路１１は非作動状態となる（ステップＳ１〜ステップＳ４）。ＤＣリンク電圧Ｖが規定電圧に安定した状態では、突入電流は生じないため、突入電流防止抵抗１１ａの両端を短絡しても問題はなく、逆に突入電流防止抵抗１１ａにより余計な損失が生じることを回避することができる。
【００２６】
次に、時点ｔ３で上位装置６でのユーザ操作によりモータ運転命令が入力されると、インバータ制御部４によりモータＭの駆動制御が開始される。モータＭの駆動制御に伴い電流を出力するため、ＤＣリンク電圧Ｖが低下し、ＤＣリンク電圧Ｖが、主電源部１のスイッチＳＷ１がオフ状態に切り替わったか否かを判断するための第二閾値Ｖth２を下回ることがある。しかしながら、サーボオン状態のときには、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回ったとしても、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂはオン状態を維持する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。
【００２７】
そして、時点ｔ４でモータＭの駆動制御が終了すると、ＤＣリンク電圧Ｖは安定した規定電圧となる。
続いて、時点ｔ５で主電源部１へのスイッチＳＷ１のみがユーザにより一時的にオフ状態に切り替えられると、ＤＣリンク電圧Ｖは低下する。
サーボオン状態のとき又はモータ運転中の場合には、ＤＣリンク電圧Ｖは速やかに降下する。
そして、時点ｔ６でＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３を下回ったとき、この時点ではサーボオン状態であるため、モータＭを駆動制御するために充分なＤＣリンク電圧Ｖが確保されていないと判断され、突入防止制御部３により突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂがオフ状態に切り替えられる。また、主電源部１が突入防止制御部３によりサーボオフ状態に切り替えられる（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。
【００２８】
そして、時点ｔ７でユーザにより主電源部１へのスイッチＳＷ１が再びオン状態に切り替えられると、ＤＣリンク電圧Ｖが増加し規定電圧で安定する。この時点で、短絡スイッチ１１ｂはオフ状態であるため、スイッチＳＷ１をオン状態に切り替えることに伴い突入電流が生じたとしても突入電流防止抵抗１１ａによって抑制される。
次いで、時点ｔ８でユーザによりサーボオン命令が入力されると、インバータ制御部４により主電源部１が制御されて、主電源部１はモータ準備完了状態に移行しサーボオン状態に切り替わる。また、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１を上回り、且つサーボオン状態であることから、突入防止制御部３により突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂがオン状態に切り替えられる（ステップＳ２〜ステップＳ４）。これによって、突入電流防止抵抗１１ａの両端が短絡され、不要な損失の低減が図られる。
【００２９】
次いで、時点ｔ９でユーザによりサーボオフ命令が入力されると、インバータ制御部４によりモータ運転準備完了状態が解除されて、主電源部１はサーボオフ状態に移行する。
そして、時点ｔ１０で主電源部１へのスイッチＳＷ１がユーザによりオフ状態に切り替えられると、ＤＣリンク電圧Ｖは降下し、時点ｔ１１でＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回ったとき、スイッチＳＷ１がオフ状態に切り替わったことが突入防止制御部３により検出され、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂがオフ状態に切り替えられる（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）。
【００３０】
このように、第一実施形態では、ＤＣリンク電圧Ｖと、第一閾値Ｖth１〜第三閾値Ｖth３と、サーボオン状態／サーボオフ状態とに基づき、スイッチＳＷ１のオン状態／オフ状態を予測し、これらに基づき短絡スイッチ１１ｂを制御するため、電圧監視手段等を別途設ける必要がない。つまり、部品点数の増加を伴うことなく、スイッチＳＷ１のオンオフ状態を的確に検出することができる。
また、ＤＣリンク電圧Ｖと、サーボオン状態／サーボオフ状態とに基づいて短絡スイッチ１１ｂを制御しているため、単にスイッチＳＷ１のオンオフ状態だけでなく、突入電流が生じる可能性がある状態であるか否かに応じて短絡スイッチ１１ｂを制御することができ、すなわちより細やかに短絡スイッチ１１ｂをオンオフ制御することができる。
なお、上記実施形態においては、突入防止回路１１を交流電源Ｅ１とコンバータ１２との間に設けた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、突入防止回路１１を、コンバータ１２と平滑コンデンサ１３との間に設けてもよい。
【００３１】
次に、本発明の一実施形態を表す第二実施形態を説明する。
第二実施形態におけるモータ駆動装置１００は、第一実施形態において、ＤＣリンク電圧Ｖの値に基づき警報を発するようにしたものであり、同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
図４は、第二実施形態における突入防止制御部３の処理手順の一例を示すフローチャートである。
突入防止制御部３は、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３よりも小さく（ステップＳ１１）、サーボオン状態であるときには（ステップＳ１２）、モータＭを駆動するために充分なＤＣリンク電圧Ｖを確保されていないと判断して、突入防止回路１１の短絡スイッチ１１ｂをオフ状態にし（ステップＳ１３）、主電源部１をサーボオフ状態に切り替える（ステップＳ１４）。さらに、突入防止制御部３は、ＤＣリンク電圧Ｖが低電圧であることを通知するための警報手段を作動させ（ステップＳ１５）、ユーザに対して、ＤＣリンク電圧Ｖが低電圧であることを通知する。警報手段は、例えば音声、文字表示、警報ランプの点灯等によって通知する。
【００３２】
この警報手段は、主電源部１のスイッチＳＷ１がオフ状態であること、又はＤＣリンク電圧Ｖが不安定又は低下していることによって、モータＭを駆動するための電圧を確保できないため、モータＭの駆動を停止する旨をユーザに通知するためのものである。
また、突入防止制御部３は、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３以上であり且つ第二閾値Ｖth２より小さい場合（ステップＳ２１）、サーボオフ状態であるときには短絡スイッチ１１ｂをオフ状態にする（ステップＳ２３）。さらに、突入防止制御部３は、ＤＣリンク電圧Ｖが低下していることを通知するための警報手段を作動させ（ステップＳ２４）、ユーザに対して、ＤＣリンク電圧Ｖが低下していることを通知する。
【００３３】
なお、ステップＳ１５での警報の発生に用いる警報手段と、ステップＳ２４での警報の発生に用いる警報手段とは共通の警報手段を用いてもよく、その場合ステップＳ１５で発生させる警報と、ステップＳ２４で発生させる警報とで、警報の音程、警報のパターン等警報の種類を異ならせることによって、ステップＳ１５及びステップＳ２４のいずれで発生された警報であるのかを通知するようにしてもよい。
また、ステップＳ２４でのＤＣリンク電圧Ｖが低下していることを通知するための警報手段としてＬＥＤランプを用い、ＤＣリンク電圧Ｖが第一閾値Ｖth１以上となったときに例えば緑のＬＥＤランプを点灯させておき、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回り第三閾値Ｖth３以上の電圧となり且つサーボオフ状態となったときに、緑のＬＥＤランプに代えて例えば黄色のＬＥＤランプを点灯させることで、ＤＣリンク電圧Ｖが低下していることをユーザに視覚的に通知するようにしてもよい。
【００３４】
このように、モータＭを駆動するための電圧を確保できないため、モータＭの駆動を停止する旨をユーザに通知する警報手段と、モータＭを駆動することはできるが、ＤＣリンク電圧Ｖが規定電圧よりも低下していることをユーザに通知する警報手段とを設けたため、ユーザに対してＤＣリンク電圧Ｖの状態を容易に認識させることができる。特に、主電源部１を突入防止制御部３によってユーザからのサーボオフ命令に関係なく自動的にサーボオフ状態に切り替えたときには、警報手段によりアラーム等が発生されるため、ユーザはモータＭを駆動するための電圧を確保できないため、モータＭの駆動が自動的に停止されたことを容易に認識することができる。
【００３５】
なお、第二実施形態においては、スイッチＳＷ１はオン状態であるが、ＤＣリンク電圧Ｖが第二閾値Ｖth２を下回る状態であるとき、また、ＤＣリンク電圧Ｖが第三閾値Ｖth３を下回りスイッチＳＷ１がオフ又は、ＤＣリンク電圧Ｖが不安定又は低下していると予測される状態であるときに警報を発するようにしているが、いずれか一方の状態のときにのみ警報を発するようにしてもよい。
また、上記第一及び第二実施形態においては、モータ駆動装置１００に突入防止回路１１を設けた場合について説明したがこれに限るものではなく、モータ以外の機器を駆動する駆動装置に適用することも可能である。
【００３６】
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。
【符号の説明】
【００３７】
１  主電源部
２  制御電源部
３  突入防止制御部
４  インバータ制御部
５  ＤＣリンク電圧検出部
６  上位装置
１１  突入防止回路
１１ａ  突入電流防止抵抗
１１ｂ  短絡スイッチ
１２  コンバータ
１３  平滑コンデンサ
１４  インバータ
Ｍ  モータ
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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