(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置を複数備え、複数の前記インバータ装置が前記直流母線に互いに並列に接続されるモータ駆動システムであって、
各々の前記インバータ装置は、
前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサと、
直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチ素子とが、前記高電位側導体と前記低電位側導体との間に接続される回生回路と、
前記電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路と、
前記状態判別回路による判別結果及び前記直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、前記回生回路の前記半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路と、
を備え、
前記回生制御回路は、
第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい値の第２閾値と、前記第１閾値よりも小さい値の第３閾値を保持し、
前記状態判別回路の判別結果が回生状態である場合には前記第１閾値を出力し、前記状態判別回路の判別結果が回生状態ではない場合には前記第２閾値を出力する切換部と、
前記電圧検出回路の出力が前記切換部の出力値よりも大きい場合に有意を示す信号を出力する第１比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第３閾値よりも小さい場合に有意を示す信号を出力する第２比較部と、
前記第１比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を導通状態にし、且つ、前記第２比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を遮断状態にする回生制御信号を生成する回生制御信号生成部と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動システム。
【請求項２】
高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置を複数備え、複数の前記インバータ装置が前記直流母線に互いに並列に接続されるモータ駆動システムであって、
各々の前記インバータ装置は、
前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサと、
直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチ素子とが、前記高電位側導体と前記低電位側導体との間に接続される回生回路と、
前記電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路と、
前記状態判別回路による判別結果及び前記直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、前記回生回路の前記半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路と、
を備え、
前記回生制御回路は、
第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい値の第２閾値と、前記第１閾値よりも小さい値の第３閾値を保持し、
前記電圧検出回路の出力が前記第１閾値よりも大きいことを示す第１信号を出力する第１比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第３閾値よりも小さいことを示す第２信号を出力する第２比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第２閾値よりも大きいことを示す第３信号を出力する第３比較部と、
前記第１信号と前記第３信号とに基づき、前記状態判別回路の判別結果が回生状態である場合には前記第１信号を出力し、前記状態判別回路の判別結果が回生状態ではない場合には前記第３信号を出力する切換部と、
前記切換部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を導通状態にし、且つ、前記第２比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を遮断状態にする回生制御信号を生成する回生制御信号生成部と、
を備えたことを特徴とするモータ駆動システム。
【請求項３】
前記回生制御信号を前記半導体スイッチ素子が駆動可能な電圧振幅又は電流量にまで増幅して前記半導体スイッチ素子に出力する回生制御信号増幅部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動システム。
【請求項４】
前記回生制御回路は、前記回生制御信号生成部と、前記回生制御信号増幅部との間に回生制御信号マスク部を備え、
前記回生制御信号マスク部は、前記回生制御信号生成部の出力に基づいて、前記半導体スイッチ素子が導通状態になることを禁止して遮断状態を継続させた回生制御信号を、前記回生制御信号増幅部へ出力する
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動システム。
【請求項５】
前記回生制御信号マスク部は、前記回生制御信号生成部の出力に基づき、前記半導体スイッチ素子が導通状態にあるときの時間比率を演算し、演算した前記時間比率が第４閾値よりも大きくなるタイミングから、前記時間比率が前記第４閾値よりも小さな第５閾値よりも小さくなるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動システム。
【請求項６】
前記回生制御信号マスク部は、
前記時間比率を回生負荷率として出力する計数部と、
前記回生負荷率が前記第４閾値よりも大きいことを示す信号を出力する第４比較部と、
前記回生負荷率が前記第５閾値よりも小さいことを示す信号を出力する第５比較部と、
前記第４比較部の出力信号が有意になるタイミングから、前記第５比較部の出力信号が有意になるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持する信号を出力する状態保持部と、
前記状態保持部の出力が有意な期間は、前記回生制御信号生成部の出力を強制的に前記半導体スイッチ素子が遮断状態になるように出力し、前記状態保持部の出力が有意でない期間は、前記回生制御信号生成部の出力をそのまま出力させる第２切換部と、
を備えたことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動システム。
【請求項７】
前記回生制御信号マスク部は、前記半導体スイッチ素子が導通状態にある時間と、前記抵抗器の蓄熱特性とに基づいて、前記抵抗器の温度上昇分を推定し、且つ、前記半導体スイッチ素子が遮断状態にある時間と、前記抵抗器の放熱特性とに基づいて温度下降分を推定して、前記抵抗器の推定温度を算出し、算出した前記推定温度が第６閾値よりも大きくなるタイミングから、前記推定温度が前記第６閾値よりも小さな第７閾値よりも小さくなるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動システム。
【請求項８】
前記回生制御信号マスク部は、
前記推定温度が前記第６閾値よりも大きいことを示す信号を出力する第６比較部と、
前記推定温度が前記第７閾値よりも小さいことを示す信号を出力する第７比較部と、
前記第６比較部の出力が有意になるタイミングから、前記第７比較部の出力が有意になるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持させる信号を出力する状態保持部と、
前記状態保持部の出力が有意な期間は、前記回生制御信号生成部の出力を強制的に前記半導体スイッチ素子が遮断状態になるように出力し、前記状態保持部の出力が有意でない期間は、前記回生制御信号生成部の出力をそのまま出力させる第３切換部と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のモータ駆動システム。
【請求項９】
前記回生制御信号マスク部は、前記回生制御信号生成部の出力に基づき、前記半導体スイッチ素子が導通状態にあるときの時間比率を演算し、演算した前記時間比率が第４閾値よりも大きくなるタイミングから、前記時間比率が前記第４閾値よりも小さな第５閾値よりも小さくなるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持し、
前記半導体スイッチ素子が導通状態にある時間と、前記抵抗器の蓄熱特性とに基づいて、前記抵抗器の温度上昇分を推定し、且つ、前記半導体スイッチ素子が遮断状態にある時間と、前記抵抗器の放熱特性とに基づいて温度下降分を推定して、前記抵抗器の推定温度を算出し、算出した前記推定温度が第６閾値よりも大きくなるタイミングから、前記推定温度が前記第６閾値よりも小さな第７閾値よりも小さくなるタイミングまでの間、前記半導体スイッチ素子を遮断状態に維持する
ことを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動システム。
【請求項１０】
高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線に接続され、前記直流母線に接続される１又は複数の他のインバータ装置と共にモータ駆動システムを構成し、前記直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置であって、
前記インバータ装置は、
前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサと、
直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチ素子とが、前記高電位側導体と前記低電位側導体との間に接続される回生回路と、
前記電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路と、
前記状態判別回路による判別結果及び前記直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、前記回生回路の前記半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路と、
を備え、
前記回生制御回路は、
第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい値の第２閾値と、前記第１閾値よりも小さい値の第３閾値を保持し、
前記状態判別回路の判別結果が回生状態である場合には前記第１閾値を出力し、前記状態判別回路の判別結果が回生状態ではない場合には前記第２閾値を出力する切換部と、
前記電圧検出回路の出力が前記切換部の出力値よりも大きい場合に有意を示す信号を出力する第１比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第３閾値よりも小さい場合に有意を示す信号を出力する第２比較部と、
前記第１比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を導通状態にし、且つ、前記第２比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を遮断状態にする回生制御信号を生成する回生制御信号生成部と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項１１】
高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線に接続され、前記直流母線に接続される１又は複数の他のインバータ装置と共にモータ駆動システムを構成し、前記直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置であって、
前記インバータ装置は、
前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサと、
直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチ素子とが、前記高電位側導体と前記低電位側導体との間に接続される回生回路と、
前記電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路と、
前記状態判別回路による判別結果及び前記直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、前記回生回路の前記半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路と、
を備え、
前記回生制御回路は、
第１閾値と、前記第１閾値よりも大きい値の第２閾値と、前記第１閾値よりも小さい値の第３閾値を保持し、
前記電圧検出回路の出力が前記第１閾値よりも大きいことを示す第１信号を出力する第１比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第３閾値よりも小さいことを示す第２信号を出力する第２比較部と、
前記電圧検出回路の出力が前記第２閾値よりも大きいことを示す第３信号を出力する第３比較部と、
前記第１信号と前記第３信号とに基づき、前記状態判別回路の判別結果が回生状態である場合には前記第１信号を出力し、前記状態判別回路の判別結果が回生状態ではない場合には前記第３信号を出力する切換部と、
前記切換部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を導通状態にし、且つ、前記第２比較部の出力が有意になるタイミングで前記半導体スイッチ素子を遮断状態にする回生制御信号を生成する回生制御信号生成部と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項１２】
高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置を複数備え、複数の前記インバータ装置が前記直流母線に互いに並列に接続されるモータ駆動システムであって、
各々の前記インバータ装置は、
前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換回路と、
前記電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサと、
直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、前記抵抗器と前記半導体スイッチ素子とが、前記高電位側導体と前記低電位側導体との間に接続される回生回路と、
前記電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路と、
第１閾値及び前記第１閾値よりも大きい値の第２閾値を保持し、前記状態判別回路の判別結果に基づき、前記半導体スイッチ素子を導通状態にするか否かの判定閾値を前記第１閾値と前記第２閾値との間で切り替え、この切り替えられた判定閾値と前記直流電圧との比較結果に基づいて、前記半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路と、
を備え、
複数の前記インバータ装置の前記回生制御回路において、
前記状態判別回路の判別結果が回生状態であると判定したインバータ装置の前記回生制御回路は、前記第１閾値を判定閾値として使用し、
前記状態判別回路の判別結果が回生状態ではないと判定したインバータ装置の前記回生制御回路は、前記第２閾値を判定閾値として使用し、
前記第１閾値を判定閾値として使用するインバータ装置と、前記第２閾値を判定閾値として使用する別のインバータ装置とが同一の時間に存在する
ことを特徴とするモータ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置、及び当該インバータ装置を複数備えたモータ駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータが減速又は停止する場合に、モータは発電機として動作する。モータが発電した電力は、回生電力と呼ばれる。共通の直流母線に並列に接続されるインバータ装置を複数備えるモータ駆動システムにおいて、各々のインバータ装置は、直流電圧を検出するための電圧検出器と、回生電力を消費する回生回路とを備えている。回生回路は、電圧検出器の検出値に基づいて動作し、回生電力は、回生回路で消費される。なお、電圧検出器の検出値は、各々のインバータ装置間でばらつきが生ずることが知られている。【０００３】
この種のモータ駆動システムにおいて、下記特許文献１には、回生負荷率データ、回生トランジスタ状態データ、及び母線電圧データといった回生に関する情報を、通信インターフェイスを介し、複数の構成機器間で相互に伝送して共有する技術が開示されている。特許文献１では、回生負荷率データが最も小さい構成機器に含まれるインバータ装置の回生回路がオンに制御される。特許文献１によれば、回生電力の消費が１つのインバータ装置に集中するのを回避できるが、各々のインバータ装置間で情報共有が必要となる。【０００４】
下記特許文献２には、各々のインバータ装置が、回生負荷率を演算し、演算した回生負荷率に基づいてオン電圧レベルを変更し、変更したオン電圧レベルに基づいて、回生回路が回生電力を消費する技術が開示されている。特許文献２の技術では、特許文献１と異なり、通信手段を用いずに、回生電力を消費することが可能である。これにより、特許文献２のモータ駆動システムでは、複数のインバータ装置間で情報を共有する必要がなく、システム構成の簡素化が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００１／００２９１８号
【特許文献２】特開２０１０−１１０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のモータ駆動システムでは、回生電力を生じさせているモータを駆動するインバータ装置が、必ずしも、その回生電力を消費する保証はなかった。なぜなら、電圧検出器の検出値のばらつきにより、最も大きな検出値を出力する電圧検出器を具備するインバータ装置は最初に回生電力を消費するが、最初に回生電力を消費するインバータ装置のモータが、必ずしも回生動作をしているとは限らないからである。特許文献２において、最も大きな検出値を出力する電圧検出器は、オン電圧レベルの変更に関わらず、いつも最も大きな検出値を出力する。このため、最初に回生電力を消費するインバータ装置は、特定のインバータ装置に集中していた。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各々のインバータ装置間で情報共有することなく、回生電力を消費するインバータ装置が特定のインバータ装置に集中するのを回避することができるモータ駆動システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、高電位側導体及び低電位側導体を有する直流母線を介して供給される直流電力を交流電力に変換してモータを駆動するインバータ装置を複数備え、複数のインバータ装置が直流母線に互いに並列に接続されるモータ駆動システムである。各々のインバータ装置は、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路、電力変換回路に印加される直流電圧を検出する電圧検出回路、電力変換回路に並列に接続される平滑コンデンサ、直列に接続される抵抗器及び半導体スイッチ素子を有し、抵抗器と半導体スイッチ素子とが、高電位側導体と低電位側導体との間に接続される回生回路、電力変換回路が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路、並びに、状態判別回路による判別結果及び直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、回生回路の半導体スイッチ素子を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各々のインバータ装置間で情報共有することなく、回生電力を消費するインバータ装置が特定のインバータ装置に集中するのを回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る複数のインバータ装置を備えたモータ駆動システムを含む構成図
【図２】実施の形態１におけるインバータ装置の詳細構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１における電力変換回路の詳細構成を示すブロック図
【図４】図３に示すスイッチング回路の構成例を示す回路図
【図５】実施の形態１における回生制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図６】実施の形態１に係るモータ駆動システムの動作説明に供する第１の図
【図７】実施の形態１に係るモータ駆動システムの動作説明に供する第２の図
【図８】実施の形態１に係るモータ駆動システムの動作説明に供する第３の図
【図９】実施の形態１における回生制御回路の変形例の構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態２における回生制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態２における回生制御信号マスク部の詳細構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態２における回生制御回路の動作説明に供する図
【図１３】実施の形態２における回生制御信号マスク部の変形例の構成を示すブロック図
【図１４】実施の形態３における回生制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図１５】実施の形態３における回生制御信号マスク部の詳細構成を示すブロック図
【図１６】実施の形態３における回生制御回路の動作説明に供する図
【図１７】実施の形態３における回生制御信号マスク部の変形例の構成を示すブロック図
【図１８】実施の形態４における回生制御回路の詳細構成を示すブロック図
【図１９】実施の形態４における回生制御信号マスク部の詳細構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るモータ駆動システム及びインバータ装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。添付図面において、同一名称を付したブロック、回路又は信号は、同一の機能を有する。また、以下の説明において、モータは三相モータを例示するが、三相モータ以外のモータを使用してもよい。また、図面に記載の半導体素子は一例であり、他の記号の半導体スイッチ素子を使用してもよい。また、以下の説明では、物理的な接続と電気的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る複数のインバータ装置３ａ〜３ｎを備えたモータ駆動システム５を含む構成図である。モータ駆動システム５は、インバータ装置３ａ〜３ｎを有する。図１において、電源部１は、モータ駆動システム５に電力を供給する電力供給源である。モータ４ａ〜４ｎは、モータ駆動システム５の駆動対象である。インバータ装置３ａ〜３ｎは、複数のインバータ装置の例示である。インバータ装置３ａ〜３ｎの個々の構成は、同一である。このため、インバータ装置３ａ〜３ｎを符号無しで示す場合には「インバータ装置３」と呼ぶ。また、モータ４ａ〜４ｎは、複数のモータの例示である。モータ４ａ〜４ｎの個々の構成は、同一である。このため、モータ４ａ〜４ｎを符号無しで示す場合には、「モータ４」と呼ぶ。
【００１３】
直流母線２は、高電位側導体２ａと、低電位側導体２ｂとを有する。インバータ装置３ａは、直流母線２に接続される。インバータ装置３ａは、直流母線２に接続される他のインバータ装置３ｂ〜３ｎと共にモータ駆動システム５を構成する。電源部１は、直流母線２を介して直流電力をインバータ装置３ａ〜３ｎに給電する。
【００１４】
インバータ装置３は、直流電力を任意の大きさ及び周波数の交流電力に変換する。モータ４には、インバータ装置３から交流電力が給電される。モータ４は、インバータ装置３が生成した交流電力によって駆動される。インバータ装置３ａ〜３ｎは、直流母線２に互いに並列に接続される。１つのインバータ装置３が駆動するモータ４は、一意に定まっている。図１の例であれば、インバータ装置３ａはモータ４ａを駆動し、インバータ装置３ｂはモータ４ｂを駆動し、インバータ装置３ｎはモータ４ｎを駆動する。
【００１５】
モータ４に具備される図示しない回転位置検出回路は、モータ４の回転位置を検出し、位置情報θとしてインバータ装置３へ出力する。位置情報θは、位置情報θａ〜θｎの総称である。位置情報θａは、モータ４ａからインバータ装置３ａへ出力される。位置情報θｂは、モータ４ｂからインバータ装置３ｂへ出力される。位置情報θｎは、モータ４ｎからインバータ装置３ｎへ出力される。回転位置検出回路としては、レゾルバ又はエンコーダが例示される。
【００１６】
図２は、実施の形態１におけるインバータ装置３の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態１におけるインバータ装置３は、図２に示すように、電力変換回路３１と、電圧検出回路３２と、平滑コンデンサ３３と、回生回路３４と、状態判別回路３５と、回生制御回路３６とを有する。
【００１７】
電力変換回路３１、電圧検出回路３２、平滑コンデンサ３３及び回生回路３４は、直流母線２に互いに並列に接続される。
【００１８】
電力変換回路３１は、直流母線２から給電される直流電力を交流電力に変換する。モータ４は、電力変換回路３１が変換した交流電力によって駆動される。電力変換回路３１の詳細は、後述する。
【００１９】
電圧検出回路３２は、電力変換回路３１に印加される直流電圧Ｖｄｃを検出する。電圧検出回路３２によって検出された直流電圧Ｖｄｃは、電力変換回路３１及び回生制御回路３６へ出力される。電圧検出回路３２の一例としては、高電位側導体２ａと低電位側導体２ｂとの間に、高抵抗値の第１抵抗器と低抵抗値の第２抵抗器とを直列接続した回路が例示される。この回路構成の場合、第２抵抗器の両端電圧が測定され、その測定値が直流電圧Ｖｄｃとして使用される。なお、電圧検出回路３２から出力される直流電圧Ｖｄｃは、電圧検出回路３２内でディジタル値に変換してもよいし、伝送先の電力変換回路３１及び回生制御回路３６でディジタル値に変換してもよい。
【００２０】
平滑コンデンサ３３は、直流母線２から給電される直流電力の電圧を平準化する。また、平滑コンデンサ３３は、モータ４から伝送される回生電力を一時的に蓄電する。
【００２１】
回生回路３４は、抵抗器３４１と、半導体スイッチ素子３４２とが直列接続された直列回路３４ａを有する。図２では、抵抗器３４１が高電位側に接続され、半導体スイッチ素子３４２が低電位側に接続される構成を示しているが、この構成に限定されない。半導体スイッチ素子３４２が高電位側に接続され、抵抗器３４１が低電位側に接続される構成であってもよい。
【００２２】
状態判別回路３５は、電力変換回路３１から出力される電流情報Ｉｏと、モータ４から出力される位置情報θとに基づいて、状態判別信号Ｓｔを生成する。状態判別信号Ｓｔは、電力変換回路３１が回生状態にあるか否かを示す信号である。電流情報Ｉｏは、モータ４に流れるモータ電流のうちの少なくとも１相分の電流情報である。
【００２３】
ここで、本明細書では、説明の簡便化のため、モータ４からインバータ装置３へ電力が伝送される状態を『インバータ装置３は「回生状態」にある』と呼ぶ。また、インバータ装置３が回生状態にない場合を全て、『インバータ装置３は「力行状態」にある』と呼ぶ。なお、インバータ装置３とモータ４との間で電力の授受が無い場合は、「力行状態」に含める。また、力行状態におけるインバータ装置３から伝送されるモータ４への電力を「力行電力」と呼ぶ。
【００２４】
状態判別回路３５が生成した状態判別信号Ｓｔは、回生制御回路３６に出力される。
【００２５】
状態判別信号Ｓｔは、位置情報θ及び電流情報Ｉｏから求めたモータ４のトルクと、電流情報Ｉｏから求めたモータ４の回転角速度との積に基づいて求められる。なお、他の手法を用いてもよいことは言うまでもない。
【００２６】
以下の説明において、電力変換回路３１が回生状態である場合の状態判別信号Ｓｔの状態を「Ｈレベル」と呼ぶ。また、電力変換回路３１が回生状態ではない場合の状態判別信号Ｓｔの状態を「Ｌレベル」と呼ぶ。
【００２７】
回生制御回路３６は、直流電圧Ｖｄｃと、状態判別信号Ｓｔとに基づいて、制御信号ＳＷを生成する。制御信号ＳＷは、回生回路３４へ出力される。制御信号ＳＷは、回生回路３４内の半導体スイッチ素子３４２を導通状態又は遮断状態に制御する。ここで、半導体スイッチ素子３４２を導通状態にする制御信号ＳＷの状態を「オンレベル」と呼ぶ。また、半導体スイッチ素子３４２を遮断状態にする制御信号ＳＷの状態を「オフレベル」と呼ぶ。
【００２８】
制御信号ＳＷがオンレベルの場合には、抵抗器３４１に電流が流れる。一方、制御信号ＳＷがオフレベルの場合には、抵抗器３４１には電流は流れない。回生制御回路３６の詳細は、後述する。
【００２９】
図３は、実施の形態１における電力変換回路３１の詳細構成を示すブロック図である。図４は、図３に示すスイッチング回路３１１の構成例を示す回路図である。
【００３０】
実施の形態１における電力変換回路３１は、図３に示すように、スイッチング回路３１１と、スイッチング回路制御回路３１２と、電流検出回路３１３と、を有する。
【００３１】
図４に示すように、スイッチング回路３１１には、直流母線２から直流電力が給電される。スイッチング回路３１１は、高電位側導体２ａと低電位側導体２ｂとの間に、直列に接続された２個の半導体スイッチ素子３１１ａ，３１１ａの組を３組有する。上側の半導体スイッチ素子３１１ａは、上アームとも呼ばれ、下側の半導体スイッチ素子３１１ａは、下アームとも呼ばれる。また、２個の半導体スイッチ素子３１１ａが直列に接続された組は、上下アームとも呼ばれる。即ち、スイッチング回路３１１は、２個の半導体スイッチ素子３１１ａが直列に接続された上下アームが３組並列に接続される構成である。
【００３２】
上アームの半導体スイッチ素子３１１ａと、下アームの半導体スイッチ素子３１１ａとの接続点３１１ｃは、モータ４を駆動する交流電力を供給する出力端となる。上下アームの接続点３１１ｃは、中点とも呼ばれる。３組の上下アームを構成する各半導体スイッチ素子３１１ａには、逆並列にダイオード３１１ｄが接続される。
【００３３】
上下アーム内の各半導体スイッチ素子３１１ａは、スイッチング回路制御回路３１２からの駆動信号Ｇｔに基づいて、直流電力が流れる経路を切り換えて３相の交流電力を生成する。駆動信号Ｇｔは、各半導体スイッチ素子３１１ａの導通状態を制御する信号である。なお、図３では、６つの駆動信号Ｇｔを纏めて“Ｇｔ”と表記している。
【００３４】
モータ４が、減速又は停止する場合、スイッチング回路３１１のダイオード３１１ｄを介して、モータ４からの回生電力が平滑コンデンサ３３に供給される。
【００３５】
スイッチング回路制御回路３１２は、指令値Ｃｓと、直流電圧Ｖｄｃと、位置情報θとに基づいて、駆動信号Ｇｔを生成する。駆動信号Ｇｔは、公知のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を用いて生成される。指令値Ｃｓは、用途によって種々のものが使用される。指令値Ｃｓとしては、モータ４の時刻変化情報を含んだ所望の回転速度、所望のトルク、又は所望の移動距離が例示される。なお、用途によっては、これらの幾つかを組み合わせた複数の指令値が使用される。
【００３６】
電流検出回路３１３は、上下アームの接続点３１１ｃと、モータ４との間を接続する導体に設置される。電流検出回路３１３は、スイッチング回路３１１の出力の少なくとも１相の電流情報Ｉｏを検出して、出力する。電流情報Ｉｏの検出方法には、種々のものがある。検出方法の一例には、上下アームの中点とモータ４との間を接続する導体に生じる磁界を測定する方法がある。検出方法の他の一例には、上下アームの接続点３１１ｃと、モータ４との間を接続する導体との間に、極めて小さい抵抗値を有する抵抗器を挿入し、その抵抗器の両端電圧を測定する方法がある。
【００３７】
図５は、実施の形態１における回生制御回路３６の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態１における回生制御回路３６は、図５に示すように、第１格納部３６１と、第２格納部３６２と、第３格納部３６３と、切換部３６４と、第１比較部３６５と、第２比較部３６６と、回生制御信号生成部３６７と、回生制御信号増幅部３６８と、を有する。
【００３８】
第１格納部３６１は、予め定められた第１閾値Ｖｔｈ１を格納する。第１閾値Ｖｔｈ１は、電力変換回路３１が回生状態にある場合において、回生回路３４が導通状態を開始する直流電圧Ｖｄｃの判定閾値である。第１閾値Ｖｔｈ１は、切換部３６４へ出力される。
【００３９】
第２格納部３６２は、予め定められた第２閾値Ｖｔｈ２を格納する。第２閾値Ｖｔｈ２は、電力変換回路３１が回生状態にない場合、即ち力行状態にある場合において、回生回路３４が導通状態を開始する直流電圧Ｖｄｃの判定閾値である。第２閾値Ｖｔｈ２は、切換部３６４へ出力される。
【００４０】
第３格納部３６３は、予め定められた第３閾値Ｖｔｈ３を格納する。第３閾値Ｖｔｈ３は、回生回路３４が導通状態を停止する直流電圧Ｖｄｃの判定閾値である。第３閾値Ｖｔｈ３は、第２比較部３６６へ出力される。
【００４１】
なお、第３閾値Ｖｔｈ３は、第１閾値Ｖｔｈ１より小さい値である。また、第１閾値Ｖｔｈ１は、第２閾値Ｖｔｈ２より小さい値である。
【００４２】
切換部３６４は、状態判別信号ＳｔがＨレベルの場合、第１閾値Ｖｔｈ１を回生開始閾値Ｖｔｏとして第１比較部３６５へ出力する。一方、状態判別信号ＳｔがＬレベルの場合、切換部３６４は、第２閾値Ｖｔｈ２を回生開始閾値Ｖｔｏとして第１比較部３６５へ出力する。回生開始閾値Ｖｔｏは、第１比較部３６５へ出力される。
【００４３】
第１比較部３６５は、直流電圧Ｖｄｃと、回生開始閾値Ｖｔｏとを比較する。直流電圧Ｖｄｃが回生開始閾値Ｖｔｏ以上の場合、第１比較部３６５は、有意を示す信号Ｖｏｎを回生制御信号生成部３６７へ出力する。信号Ｖｏｎは、直流電圧Ｖｄｃと、回生開始閾値Ｖｔｏとの比較結果を示す信号である。
【００４４】
ここで、信号Ｖｏｎが有意である場合を「１レベル」と呼ぶ。また、信号Ｖｏｎが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号Ｖｏｎが「１レベル」の状態は、Ｖｄｃ≧Ｖｔｏの状態であり、信号Ｖｏｎが「０レベル」の状態は、Ｖｄｃ＜Ｖｔｏの状態である。なお、ここでは、Ｖｄｃ＝Ｖｔｏの状態を「１レベル」に含めているが、Ｖｄｃ＝Ｖｔｏの状態を「０レベル」に含めてもよい。
【００４５】
第２比較部３６６は、直流電圧Ｖｄｃと、第３閾値Ｖｔｈ３とを比較する。直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３以下の場合、第２比較部３６６は、有意を示す信号Ｖｏｆｆを回生制御信号生成部３６７へ出力する。信号Ｖｏｆｆは、直流電圧Ｖｄｃと、第３閾値Ｖｔｈ３との比較結果を示す信号である。
【００４６】
ここで、信号Ｖｏｆｆが有意である場合を「１レベル」と呼び、信号Ｖｏｆｆが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号Ｖｏｆｆが「１レベル」の状態は、Ｖｄｃ≦Ｖｔｈ３の状態であり、信号Ｖｏｆｆが「０レベル」の状態は、Ｖｄｃ＞Ｖｔｈ３の状態である。なお、ここでは、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ３の状態を「１レベル」に含めているが、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ３の状態を「０レベル」に含めてもよい。
【００４７】
回生制御信号生成部３６７は、信号Ｖｏｎと、信号Ｖｏｆｆとに基づき、信号Ｓｏを生成する。信号Ｓｏは、回生制御信号増幅部３６８へ出力される。回生制御信号生成部３６７は、信号Ｖｏｎが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、信号Ｓｏを「オンレベル」にする。信号Ｖｏｎが「０レベル」から「１レベル」へ変化する直前において、第２比較部３６６からは、有意を示す信号Ｖｏｆｆが出力されているので、信号Ｓｏは「オフレベル」である。このため、信号Ｖｏｎが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングにおいて、信号Ｓｏは、「オンレベル」になる。
【００４８】
また、回生制御信号生成部３６７は、信号Ｖｏｆｆが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、信号Ｓｏを「オフレベル」にする。信号Ｖｏｆｆが「０レベル」から「１レベル」へ変化する直前において、第１比較部３６５からは、有意を示す信号Ｖｏｎが出力されているので、信号Ｓｏは「オンレベル」である。このため、信号Ｖｏｆｆが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングにおいて、信号Ｓｏは、「オフレベル」になる。
【００４９】
なお、信号Ｓｏのオンレベルの意味は、前述した制御信号ＳＷのオンレベルの意味と同じである。また、信号Ｓｏのオフレベルの意味は、前述した制御信号ＳＷのオフレベルの意味と同じである。即ち、半導体スイッチ素子３４２を導通状態にする信号レベルを「オンレベル」と呼び、半導体スイッチ素子３４２を遮断状態にする信号レベルを「オフレベル」と呼ぶ。
【００５０】
回生制御信号増幅部３６８は、信号Ｓｏを半導体スイッチ素子３４２が駆動可能な電圧振幅又は電流量にまで増幅する。増幅した信号は、前述した制御信号ＳＷとして、回生回路３４に出力される。
【００５１】
次に、実施の形態１に係るモータ駆動システムの動作について、図１から図８の図面を適宜参照して説明する。図６は、実施の形態１に係るモータ駆動システム５の動作説明に供する第１の図である。図７は、実施の形態１に係るモータ駆動システム５の動作説明に供する第２の図である。図８は、実施の形態１に係るモータ駆動システム５の動作説明に供する第３の図である。
【００５２】
回生状態にあるインバータ装置３の回生電力の総和が、力行状態にあるインバータ装置３の力行電力の総和に対して、等しいか、又は小さい場合、回生電力は力行電力として消費されて、直流電圧Ｖｄｃは上昇しない。これとは逆に、回生状態にあるインバータ装置３の回生電力の総和が、力行状態にあるインバータ装置３の力行電力の総和に対して大きい場合、直流電圧Ｖｄｃは上昇する。
【００５３】
直流電圧Ｖｄｃの上昇は、回生状態にあるインバータ装置３ａが１つの場合でも生じる。具体例として、インバータ装置３ａが回生状態であり、他の全てのインバータ装置３、即ちインバータ装置３ｂ〜３ｎが力行状態であり、且つ、インバータ装置３ａの回生電力がインバータ装置３ｂ〜３ｎの力行電力の総和より大きい場合を考える。この場合、回生電力から力行電力の総和を差し引いた余剰回生電力は正の値である。このため、余剰回生電力は、モータ駆動システム５に存在する全ての平滑コンデンサ３３に蓄電される。その結果、直流電圧Ｖｄｃは上昇する。このとき、インバータ装置３ａにおける状態判別信号Ｓｔは、Ｈレベルとなる。一方、インバータ装置３ｂ〜３ｎにおける状態判別信号Ｓｔは、Ｌレベルとなる。
【００５４】
直流電圧Ｖｄｃが上昇し、直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１以上になると、回生状態であるインバータ装置３ａにおける制御信号ＳＷは、オンレベルになる。その結果、インバータ装置３ａにおける回生回路３４の半導体スイッチ素子３４２は、導通状態となる。
【００５５】
回生回路３４の半導体スイッチ素子３４２が導通すると、平滑コンデンサ３３に蓄電された電荷が放電するので、直流電圧Ｖｄｃは低下する。直流電圧Ｖｄｃが低下し、第３閾値Ｖｔｈ３以下になると、インバータ装置３ａにおける制御信号ＳＷは、オフレベルに変化する。
【００５６】
また、インバータ装置３ｂ〜３ｎにおける各々の制御信号ＳＷは、直流電圧Ｖｄｃが第２閾値Ｖｔｈ２以上になると、オンレベルになり、直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３以下になるとオフレベルに変化する。
【００５７】
次に、より詳細な動作例について、図６を参照して説明する。図６には、モータ駆動システム５のうちの１つのインバータ装置３ａが回生状態であり、残りのインバータ装置３ｂ〜３ｎが力行状態であり、且つ、インバータ装置３ａの回生電力がインバータ装置３ｂ〜３ｎの力行電力の総和より大きい場合の動作波形が示されている。
【００５８】
図６の上段部には、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間において、回生電力が生起した場合の直流電圧Ｖｄｃの変化が模式的に示されている。図６の中段部には、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷの変化が示されている。図６の下段部には、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎの制御信号ＳＷの変化が示されている。
【００５９】
時刻ｔｏｎ１では、直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１に到達する。このとき、インバータ装置３ａの制御信号ＳＷは、ＬレベルからＨレベルに変化する。但し、実際に半導体スイッチ素子３４２が導通状態になるのは、直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１よりやや高電圧になる点Ｐ０からである。これは、制御信号ＳＷの出力時刻である時刻ｔｏｎ１に対して、半導体スイッチ素子３４２が導通状態になるには、時間遅れが生じるからである。
【００６０】
半導体スイッチ素子３４２が導通すると、平滑コンデンサ３３に蓄えられた電力が抵抗器３４１で消費される。その結果、直流電圧Ｖｄｃは点Ｐ０から降下する。
【００６１】
直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３以下になる時刻ｔｏｆｆ１でインバータ装置３ａの制御信号ＳＷはＨレベルからＬレベルに変化する。但し、実際に半導体スイッチ素子３４２が遮断状態になるのは、直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３よりやや低電圧になる点Ｐ１からである。これは、制御信号ＳＷの出力時刻である時刻ｔｏｆｆ１に対して、半導体スイッチ素子３４２が遮断状態になるには、時間遅れが生じるからである。
【００６２】
半導体スイッチ素子３４２が遮断すると、回生電力は平滑コンデンサ３３に蓄電される。その結果、直流電圧Ｖｄｃは再び上昇する。
【００６３】
時刻ｔｏｆｆ１の後、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷは、時刻ｔｏｎ２、時刻ｔｏｆｆ２、時刻ｔｏｎ３、及び時刻ｔｏｆｆ３において、図示のように変化して行く。それらの変化に合わせ、直流電圧Ｖｄｃも図６のように、点Ｐ２、点Ｐ３、点Ｐ４及び点Ｐ５と変化して行く。
【００６４】
余剰回生電力を消費する制御は、時刻ｔｅで終了する。時刻ｔｅ以降、直流電圧Ｖｄｃは、平滑コンデンサ３３に設けられる図示しない放電抵抗器、又は電圧検出回路３２内に存在する図示しない抵抗器により、徐々に降下して行く。また、時刻ｔｅ以降、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷは、Ｌレベルを継続する。一方、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎの制御信号ＳＷは、直流電圧Ｖｄｃが一度も第２閾値Ｖｔｈ２以上になることが無い。このため、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの間、インバータ装置３ｂ〜３ｎの制御信号ＳＷは、Ｌレベルを維持する。
【００６５】
次に、図６とは異なる動作例について、図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８には、モータ駆動システム５のうちの２つのインバータ装置３ａ，３ｂが回生状態であり、残りのインバータ装置３ｃ〜３ｎが力行状態であり、且つ、インバータ装置３ａ，３ｂの回生電力の総和がインバータ装置３ｃ〜３ｎの力行電力の総和より大きい場合の動作波形が示されている。なお、図１において、インバータ装置３ｃは不図示である。
【００６６】
図７及び図８の各上段部には、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間において、回生電力が生起した場合の直流電圧Ｖｄｃの変化が模式的に示されている。図７及び図８の各中上段部には、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷの変化が示されている。図７及び図８の各中下段部には、回生状態にあるインバータ装置３ｂの制御信号ＳＷの変化が示されている。図７及び図８の各下段部には、力行状態にあるインバータ装置３ｃ〜３ｎの制御信号ＳＷの変化が示されている。
【００６７】
インバータ装置３ａの第１閾値Ｖｔｈ１と、インバータ装置３ｂの第１閾値Ｖｔｈ１とは、同じ値が格納されている。ところが、インバータ装置３ａの電圧検出回路３２とインバータ装置３ｂの電圧検出回路３２との間の電子部品のばらつきなどが原因で、インバータ装置３ａの第１比較部３６５が「１レベル」になる直流電圧Ｖｄｃの真値と、インバータ装置３ｂの第１比較部３６５が「１レベル」になる直流電圧Ｖｄｃの真値とは、通常、異なる。このため、図７及び図８の例では、インバータ装置３ａの第１比較部３６５が「１レベル」になる第１閾値Ｖｔｈ１の見かけ上の閾値を「Ｖｔｈ１_ａ」とし、インバータ装置３ｂの第１比較部３６５が「１レベル」になる第１閾値Ｖｔｈ１の見かけ上の閾値を「Ｖｔｈ１_ｂ」としている。図７及び図８の例では、Ｖｔｈ１_ａとＶｔｈ１_ｂとの間には、Ｖｔｈ１_ａ＜Ｖｔｈ１_ｂの関係があるとしている。従って、Ｖｔｈ３及びＶｔｈ２を含めた関係は、Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ１_ａ＜Ｖｔｈ１_ｂ＜Ｖｔｈ２である。
【００６８】
図７と図８の相違点は、回生状態にあるインバータ装置３ｂの制御信号ＳＷの信号レベルが変化するか否かである。別言すれば、回生状態にあるインバータ装置３ｂの回生回路３４が回生電力の消費を行うか否かである。図７は、インバータ装置３ｂの回生回路３４が回生電力の消費を行わない場合の例であり、図８は、インバータ装置３ｂの回生回路３４が回生電力の消費を行う場合の例である。このような差異が生ずるのは、直流電圧Ｖｄｃが頂点に達する動作点である点Ｐ０、点Ｐ２及び点Ｐ４の位置である。図７のように、点Ｐ０、点Ｐ２及び点Ｐ４がＶｔｈ１_ａと、Ｖｔｈ１_ｂとの間にあれば、インバータ装置３ｂの制御信号ＳＷはＨレベルになることは無い。このため、図７の例は、図６と同じ動作となる。一方、図８のように、点Ｐ０、点Ｐ２及び点Ｐ４がＶｔｈ１_ｂよりも上にあれば、インバータ装置３ｂの制御信号ＳＷもＨレベルになることがあり、図６とは異なる動作となる。
【００６９】
図８の場合、インバータ装置３ｂの制御信号ＳＷがＬレベルからＨレベルに変化する時刻ｔｏｎ１ｂ、時刻ｔｏｎ２ｂ及び時刻ｔｏｎ３ｂが、インバータ装置３ａの制御信号ＳＷがＬレベルからＨレベルに変化する時刻ｔｏｎ１ａ、時刻ｔｏｎ２ａ及び時刻ｔｏｎ３ａの各々よりも遅れる。これにより、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻が、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻より遅れる。その結果、モータ駆動システム５における平滑コンデンサ３３の全てに蓄えられた電力は、以下の期間において、インバータ装置３ａの抵抗器３４１だけで回生電力が消費される。
【００７０】
・インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ１ａから、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ１ｂまでの間
・インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ２ａから、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ２ｂまでの間
・インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ３ａから、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ３ｂまでの間
【００７１】
一方、以下の期間において、モータ駆動システム５における平滑コンデンサ３３の全てに蓄えられた電力は、インバータ装置３ａの抵抗器３４１とインバータ装置３ｂの抵抗器３４１の両方で回生電力が消費される。
【００７２】
・インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ１ｂから、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２及びインバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が共に遮断状態になる時刻ｔｏｆｆ１までの間
・インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ２ｂから、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２及びインバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が共に遮断状態になる時刻ｔｏｆｆ２までの間
・インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が導通状態になる時刻ｔｏｎ３ｂから、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２及びインバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が共に遮断状態になる時刻ｔｏｆｆ３までの間
【００７３】
そして、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２及びインバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が共に遮断状態になる時刻ｔｏｆｆ１及び時刻ｔｏｆｆ２の各々から、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が再度導通状態になる時刻ｔｏｎ２ａ及び時刻ｔｏｎ３ａの各々までとの間は、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２及びインバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２は共に遮断状態とされる。この場合、余剰回生電力は、モータ駆動システム５に存在する全ての平滑コンデンサ３３に蓄電される。
【００７４】
また、力行状態にあるインバータ装置３ｃ〜３ｎの制御信号ＳＷは、直流電圧Ｖｄｃが一度も第２閾値Ｖｔｈ２以上になることがない。このため、時刻ｔｓから時刻ｔｅまで、Ｌレベルを維持する。
【００７５】
また、インバータ装置３ａの電圧検出回路３２とインバータ装置３ｂの電圧検出回路３２とのばらつきにより、電圧検出回路３２の検出結果と第３閾値Ｖｔｈ３との比較結果も、インバータ装置３ａとインバータ装置３ｂとで異なる場合がある。この差異により、インバータ装置３ａの制御信号ＳＷがＨレベルからＬレベルへ変化する時刻と、インバータ装置３ｂの制御信号ＳＷがＨレベルからＬレベルへ変化する時刻とが異なる。その結果、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２が遮断状態になる時刻と、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２が遮断状態になる時刻とは異なる。なお、インバータ装置３ａの半導体スイッチ素子３４２の遮断時刻と、インバータ装置３ｂの半導体スイッチ素子３４２の遮断時刻とが異なる場合の動作は、導通状態の場合の動作から容易に類推することができる。このため、ここでの説明は割愛する。また、第２閾値Ｖｔｈ２に関するばらつきも当然のように生じる可能性があるが、本実施の形態の要旨には直接に関係しないので、ここでの説明は割愛する。
【００７６】
なお、実施の形態１の構成において、電源部１としては、ダイオードによる全波整流器、１パルス回生コンバータ、又は高力率コンバータが例示される。
【００７７】
また、スイッチング回路制御回路３１２及び状態判別回路３５は、マイクロコンピュータでのソフトウエア処理、又はプログラマブルゲートアレイ内に形成される回路で実現することができる。
【００７８】
回生制御回路３６内の切換部３６４、第１比較部３６５、第２比較部３６６及び回生制御信号生成部３６７は、マイクロコンピュータでのソフトウエア処理、プログラマブルゲートアレイ内に形成される回路、又はディスクリート半導体素子の組合せで実現することができる。
【００７９】
回生制御回路３６内の第１格納部３６１、第２格納部３６２及び第３格納部３６３は、マイクロコンピュータの記憶部、プログラマブルゲートアレイ内のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）領域若しくはＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）領域、又は半導体メモリで実現することができる。
【００８０】
回生制御回路３６内の回生制御信号増幅部３６８は、オペアンプ又は半導体素子によるハードウエアによって、電圧又は電流の増幅を実現することができる。
【００８１】
実施の形態１に係るモータ駆動システム５は、上記のように構成され、上記のように動作するので、以下に示す効果を奏する。
【００８２】
回生制御回路３６は、状態判別回路３５の判別結果に基づき、回生回路３４の半導体スイッチ素子３４２を導通状態にするか否かの判定閾値を第１閾値Ｖｔｈ１と、第１閾値Ｖｔｈ１よりも大きな値の第２閾値Ｖｔｈ２との間で切り替える。これにより、電圧検出器の検出値にばらつきがあっても、発生した回生電力は、必ず回生状態のインバータ装置３によって消費される。モータ駆動システム５の動作において、全てのインバータ装置３が同時に回生状態、又は同時に力行状態になることはない。その結果、回生状態又は力行状態であるかは、インバータ装置３間でばらつく。このため、回生処理が特定のインバータ装置３に集中するのを回避できる。これにより、インバータ装置３の長寿命化が図られ、設備更新費用の低減効果も得られる。
【００８３】
また、インバータ装置３は、駆動するモータ４の能力に応じた容量のものが設置される。このため、力行状態にある小電力容量のインバータ装置３によって、回生電力が消費されるといった状況の生起を防止できる。これにより、インバータ装置３の長寿命化が図られ、製品製造コストの低減が期待され、更新費用の低減効果も得られる。
【００８４】
また、前述の通り、インバータ装置３は、単独で回生電力の消費動作を実行する。このため、各々インバータ装置３間で、回生に関する情報を交換して共有する必要がないので、相互の通信機能を省略することができる。これにより、インバータ装置３単体でのコスト低減効果が得られると共に、モータ駆動システム全体の設備導入費用の低減効果も得られる。
【００８５】
また、前述の通り、複数のインバータ装置３間で、相互の通信機能を省略することができる。これにより、故障個所が減少するので、システムの稼働率が高められ、維持費用の低減効果が得られる。
【００８６】
次に、実施の形態１における回生制御回路３６の変形例について、図９を参照して説明する。図９は、図５に示す回生制御回路３６の構成を変形した回生制御回路３６Ａの詳細構成を示すブロック図である。回生制御回路３６Ａは、図９に示すように、第１格納部３６１と、第２格納部３６２と、第３格納部３６３と、切換部３６４ａと、第１比較部３６５ａ、第２比較部３６６と、第３比較部３６５ｂと、回生制御信号生成部３６７と、回生制御信号増幅部３６８と、を有する。
【００８７】
第１格納部３６１、第２格納部３６２及び第３格納部３６３の機能は、図５に示すものと同一又は同等であり、重複する説明は割愛する。第１格納部３６１に保持された第１閾値Ｖｔｈ１は、第１比較部３６５ａへ出力される。第２格納部３６２に保持された第２閾値Ｖｔｈ２は、第３比較部３６５ｂへ出力される。第３格納部３６３に保持された第３閾値Ｖｔｈ３は、第２比較部３６６へ出力される。
【００８８】
第１比較部３６５ａは、直流電圧Ｖｄｃと、第１閾値Ｖｔｈ１とを比較する。直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１以上の場合、第１比較部３６５ａは、有意を示す信号Ｖｏｎ１を切換部３６４ａへ出力する。なお、図５の説明の場合と同様に、信号Ｖｏｎ１が有意の場合を「１レベル」と呼び、信号Ｖｏｎ１が有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。信号Ｖｏｎ２及び信号Ｖｏｆｆについても同様である。
【００８９】
信号Ｖｏｎ１が「１レベル」の状態は、Ｖｄｃ≧Ｖｔｈ１の状態であり、信号Ｖｏｎ１が「０レベル」の状態は、Ｖｄｃ＜Ｖｔｈ１の状態である。なお、ここでは、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ１の状態を「１レベル」に含めているが、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ１の状態を「０レベル」に含めてもよい。
【００９０】
第３比較部３６５ｂは、直流電圧Ｖｄｃと、第２閾値Ｖｔｈ２とを比較する。直流電圧Ｖｄｃが第２閾値Ｖｔｈ２以上の場合、第３比較部３６５ｂは、有意を示す信号Ｖｏｎ２を切換部３６４ａへ出力する。信号Ｖｏｎ２が「１レベル」の状態は、Ｖｄｃ≧Ｖｔｈ２の状態であり、信号Ｖｏｎ２が「０レベル」の状態は、Ｖｄｃ＜Ｖｔｈ２の状態である。なお、ここでは、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ２の状態を「１レベル」に含めているが、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ２の状態を「０レベル」に含めてもよい。
【００９１】
第２比較部３６６は、直流電圧Ｖｄｃと、第３閾値Ｖｔｈ３とを比較する。直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３以下の場合、第２比較部３６６は、有意を示す信号Ｖｏｆｆを回生制御信号生成部３６７へ出力する。信号Ｖｏｆｆが「１レベル」の状態は、Ｖｄｃ≦Ｖｔｈ３の状態であり、信号Ｖｏｆｆが「０レベル」の状態は、Ｖｄｃ＞Ｖｔｈ３の状態である。なお、ここでは、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ３の状態を「１レベル」に含めているが、Ｖｄｃ＝Ｖｔｈ３の状態を「０レベル」に含めてもよい。
【００９２】
なお、信号Ｖｏｎ１と、信号Ｖｏｎ２と、信号Ｖｏｆｆとの間において、これらの信号を符号なしで区別する場合には、信号Ｖｏｎ１を「第１信号」と呼び、信号Ｖｏｆｆを「第２信号」と呼び、信号Ｖｏｎ２を「第３信号」と呼ぶ。
【００９３】
切換部３６４ａは、状態判別信号ＳｔがＨレベルの場合、信号Ｖｏｎ１を回生開始タイミング信号Ｖｔｏ１として出力する。一方、状態判別信号ＳｔがＬレベルの場合、切換部３６４ａは、信号Ｖｏｎ２を回生開始タイミング信号Ｖｔｏ１として出力する。回生開始タイミング信号Ｖｔｏ１は、回生制御信号生成部３６７へ出力される。
【００９４】
回生制御信号生成部３６７は、回生開始タイミング信号Ｖｔｏ１と信号Ｖｏｆｆとに基づき、信号Ｓｏを生成する。信号Ｓｏは、回生制御信号増幅部３６８へ出力される。回生制御信号生成部３６７は、回生開始タイミング信号Ｖｔｏ１が「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、信号Ｓｏを「オンレベル」にする。また、回生制御信号生成部３６７は、信号Ｖｏｆｆが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、信号Ｓｏを「オフレベル」にする。
【００９５】
なお、信号Ｓｏのオンレベルの意味は、前述した制御信号ＳＷのオンレベルの意味と同じである。また、信号Ｓｏのオフレベルの意味は、前述した制御信号ＳＷのオフレベルの意味と同じである。
【００９６】
回生制御信号増幅部３６８は、信号Ｓｏを半導体スイッチ素子３４２が駆動可能な電圧振幅又は電流量にまで増幅する。増幅した信号は、前述した制御信号ＳＷとして、回生回路３４に出力される。
【００９７】
実施の形態１における回生制御回路３６の変形例である回生制御回路３６Ａは、上記のように構成され、基本構成である回生制御回路３６と同一又は同等の制御信号ＳＷを出力する。このため、変形例である回生制御回路３６Ａは、基本構成である回生制御回路３６と同一又は同等の効果を奏する。
【００９８】
実施の形態２．
実施の形態１では、回生状態にあるインバータ装置３が回生電力を消費する形態について説明した。しかしながら、重量物降下の制御、又は高速回転状態からの急停止といった動作が起こる形態では、回生状態にあるインバータ装置３だけでは処理しきれない場合が存在する。回生状態にあるインバータ装置３だけでは処理しきれない場合とは、回生電力が大きく、回生状態にあるインバータ装置３内の抵抗器３４１の定常電力許容値を超える場合である。そこで、実施の形態２以降では、１つのモータ４から発生する回生電力を複数のインバータ装置３で処理するのに適した形態について説明する。
【００９９】
図１０は、実施の形態２における回生制御回路３６Ｂの詳細構成を示すブロック図である。回生制御回路３６Ｂには、図５に示す実施の形態１の回生制御回路３６の構成において、回生制御信号生成部３６７と回生制御信号増幅部３６８との間に、回生制御信号マスク部３６９が挿入されている。なお、その他の構成については、図５の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は割愛する。
【０１００】
図１１は、実施の形態２における回生制御信号マスク部３６９の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態２における回生制御信号マスク部３６９は、図１１に示すように、計数部３６９１と、第４格納部３６９２と、第５格納部３６９３と、第４比較部３６９４と、第５比較部３６９５と、状態保持部３６９６と、第２切換部３６９７と、を有する。
【０１０１】
計数部３６９１は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏのオンレベルの累積時間Ｔｏｎと、オフレベルの累積時間Ｔｏｆｆとを計数する。次いで、計数部３６９１は、累積時間Ｔｏｎと、累積時間Ｔｏｆｆと、後述する状態保持部３６９６が出力するマスク信号Ｇとに基づき、回生負荷率Ｒｒを算出する。回生負荷率Ｒｒは、半導体スイッチ素子が導通状態にあるときの時間比率である。マスク信号Ｇは、有意な状態の時間には論理演算上の「１」を出力し、有意でない状態の時間には論理演算上の「０」を出力する信号である。
【０１０２】
具体的に、計数部３６９１は、以下の（１）式で示す演算を実施して、回生負荷率Ｒｒを生成する。
【０１０３】
Ｒｒ＝（Ｔｏｎ＆！Ｇ）／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）  ……（１）
【０１０４】
上記（１）式において、「＆」は論理積を表す二項演算子である。また、「！Ｇ」は、マスク信号Ｇの反転信号を意味する。マスク信号Ｇの反転信号は、マスク信号Ｇが有意な状態の時間には論理演算上の「０」を意味し、有意でない状態の時間には、論理演算上の「１」を意味する信号である。
【０１０５】
第４格納部３６９２は、第４閾値Ｒｓｐを格納する。第４閾値Ｒｓｐは、第４比較部３６９４に出力される。第４閾値Ｒｓｐは、以下の（２）式を満足する値に選ばれる。
【０１０６】
Ｒｓｐ≦（Ｗｍａｘ・Ｒ）／（Ｖｔｈ１・Ｖｔｈ１）  ……（２）
【０１０７】
上記（２）式において、「Ｗｍａｘ」は、抵抗器３４１の定常電力許容値であり、「Ｒ」は、抵抗器３４１の抵抗値である。
【０１０８】
第５格納部３６９３は、第５閾値Ｒｓｔを格納する。第５閾値Ｒｓｔは、第５比較部３６９５に出力される。第５閾値Ｒｓｔとしては、以下の（３）式を満足する値を選ぶことができる。但し、実際には、Ｒｓｐ／２以下の値で、且つ、０に近い値を採用することが多い。
【０１０９】
０＜Ｒｓｔ＜Ｒｓｐ          ……（３）
【０１１０】
第４比較部３６９４は、回生負荷率Ｒｒと第４閾値Ｒｓｐとを比較する。回生負荷率Ｒｒが第４閾値Ｒｓｐ以上である場合、第４比較部３６９４は、有意を示す信号ＳＰを状態保持部３６９６へ出力する。
【０１１１】
ここで、信号ＳＰが有意な場合を「１レベル」と呼ぶ。また、信号ＳＰが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号ＳＰが「１レベル」の状態は、Ｒｒ≧Ｒｓｐの状態であり、信号ＳＰが「０レベル」の状態は、Ｒｒ＜Ｒｓｐの状態である。なお、ここでは、Ｒｒ＝Ｒｓｐの状態を「１レベル」に含めているが、Ｒｒ＝Ｒｓｐの状態を「０レベル」に含めてもよい。
【０１１２】
第５比較部３６９５は、回生負荷率Ｒｒと第５閾値Ｒｓｔとを比較する。回生負荷率Ｒｒが第５閾値Ｒｓｔ以下である場合、第５比較部３６９５は、有意を示す信号ＲＳを状態保持部３６９６へ出力する。
【０１１３】
ここで、信号ＲＳが有意な場合を「１レベル」と呼ぶ。また、信号ＲＳが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号ＲＳが「１レベル」の状態は、Ｒｒ≦Ｒｓｔの状態であり、信号ＲＳが「０レベル」の状態とは、Ｒｒ＞Ｒｓｔの状態である。なお、ここでは、Ｒｒ＝Ｒｓｔの状態を「１レベル」に含めているが、Ｒｒ＝Ｒｓｔの状態を「０レベル」に含めてもよい。
【０１１４】
状態保持部３６９６は、信号ＳＰと、信号ＲＳとに基づき、マスク信号Ｇを生成する。マスク信号Ｇは、回生回路３４の半導体スイッチ素子３４２が導通状態になることを禁止する信号である。別言すれば、マスク信号Ｇは、回生回路３４の半導体スイッチ素子３４２が強制的に遮断状態になるように制御する信号である。マスク信号Ｇは、計数部３６９１と、第２切換部３６９７とに出力される。状態保持部３６９６は、信号ＳＰが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、マスク信号Ｇを論理１に設定する。また、状態保持部３６９６は、信号ＲＳが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングで、マスク信号Ｇを論理０に設定する。なお、上記以外のタイミングでは、そのときの信号レベルを維持する。
【０１１５】
第２切換部３６９７は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏと、マスク信号Ｇとに基づいて、信号Ｓｍを生成する。信号Ｓｍは、回生制御信号増幅部３６８へ出力される。第２切換部３６９７は、マスク信号Ｇが論理１の期間は、信号Ｓｍをオフレベルに固定し、且つ、マスク信号Ｇが論理０の期間は、信号Ｓｏのオンレベル及びオフレベルをそのまま信号Ｓｍへ伝達する。即ち、第２切換部３６９７は、マスク信号Ｇが論理０の期間は、信号Ｓｏをそのまま信号Ｓｍへ通過させ、マスク信号Ｇが論理１の期間は、オフレベルを出力し続ける。
【０１１６】
次に、実施の形態２における回生制御回路３６Ｂの動作について、図１０から図１２の図面を適宜参照して説明する。図１２は、実施の形態２における回生制御回路３６Ｂの動作説明に供する図である。
【０１１７】
実施の形態２の動作説明では、モータ駆動システム５のうちの１つのインバータ装置３ａが回生状態にあり、他のインバータ装置３ｂ〜３ｎが力行状態にあり、且つ、インバータ装置３ａの回生電力がインバータ装置３ｂ〜３ｎの力行電力の総和より大きい場合を考える。
【０１１８】
図１２には、同一の時刻軸において、最上段から最下段に向け、以下の波形が示されている。
【０１１９】
（１）直流電圧Ｖｄｃ
（２）インバータ装置３ａの信号Ｓｏ
（３）インバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒ
（４）インバータ装置３ａのマスク信号Ｇ
（５）インバータ装置３ａの制御信号ＳＷ
（６）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの信号Ｓｏ
（７）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの回生負荷率Ｒｒ
（８）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎのマスク信号Ｇ
（９）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの制御信号ＳＷ
【０１２０】
図１２（１）には、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間において、回生電力が生起した場合の直流電圧Ｖｄｃの変化が模式的に示されている。図１２（１）に示すように、回生電力が生起すると直流電圧Ｖｄｃは上昇する。
【０１２１】
回生状態にあるインバータ装置３ａにおいて、直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１より大きくなると、図１２（２）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの信号ＳｏがＨレベルへ変化する。このとき、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１には、電流が流れる。
【０１２２】
回生状態にあるインバータ装置３ａの計数部３６９１によって演算される回生負荷率Ｒｒは、図１２（３）に示すように増加する。しかしながら、回生負荷率Ｒｒは、未だ第４閾値Ｒｓｐに達していない。このため、図１２（４）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは０のままである。よって、図１２（５）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷは、信号Ｓｏと同一な波形が出力される。これにより、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４は、回生処理を継続する。回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４による回生処理により、図１２（１）に示すように、直流電圧Ｖｄｃは、第３閾値Ｖｔｈ３に向けて降下する。
【０１２３】
直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３より小さくなると、図１２（２）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの信号ＳｏがＬレベルへ変化して、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１に流れる電流が停止する。回生状態にあるインバータ装置３ａの計数部３６９１によって演算される回生負荷率Ｒｒは、図１２（３）に示すように、減少する。
【０１２４】
上記の動作は、３回繰り返される。そして、４回目の動作の途中において、図１２（３）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒは、第４閾値Ｒｓｐに達する。
【０１２５】
回生状態にあるインバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒが第４閾値Ｒｓｐになる時刻ｔｇ１に達すると、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは論理１になる。時刻ｔｇ１以降、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷはＬレベルに変化する。その後、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１に流れる電流は、停止する。その一方で、直流電圧Ｖｄｃは上昇を続け、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎにおいては、直流電圧Ｖｄｃが第２閾値Ｖｔｈ２に到達する。
【０１２６】
以後、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎは、直流電圧Ｖｄｃを第２閾値Ｖｔｈ２と第３閾値Ｖｔｈ３との間で変化させながら、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎ内の回生回路３４の抵抗器３４１で回生電力を消費させ続ける。力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎの抵抗器３４１が回生電力を消費している期間、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒは、図１２（３）に示すように、減少を続ける。
【０１２７】
その後、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒは、第５閾値Ｒｓｔに達する。回生状態にあるインバータ装置３ａの回生負荷率Ｒｒが第５閾値Ｒｓｔに達すると、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは論理０になる。回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇが論理０になると、回生状態にあるインバータ装置３ａは、再び回生電力を消費できるようになる。
【０１２８】
なお、実施の形態２の計数部３６９１、第４比較部３６９４、第５比較部３６９５、状態保持部３６９６及び第２切換部３６９７は、マイクロコンピュータでのソフトウエア処理、プログラマブルゲートアレイ内に形成される回路、又はディスクリート半導体素子の組合せで実現することができる。
【０１２９】
また、第４格納部３６９２及び第５格納部３６９３は、マイクロコンピュータの記憶部、プログラマブルゲートアレイ内のＲＡＭ領域若しくはＲＯＭ領域、又は半導体メモリで実現することができる。
【０１３０】
以上、実施の形態２では、回生状態にあるインバータ装置３が１つの場合について説明した。なお、回生状態にあるインバータ装置３が複数の場合は、実施の形態１で説明した動作が実行されることは明らかである。
【０１３１】
また、力行状態にあるインバータ装置３において、実施の形態１で説明したように、電圧検出回路３２にばらつきが有ることは自明である。直流電圧Ｖｄｃが第２閾値Ｖｔｈ２に到達する場合の動作は、実施の形態１での直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１に到達する場合と同様な場合分けが存在することは、容易に考えられるところである。
【０１３２】
また、実施の形態２における回生制御回路３６Ｂの回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにおいて、オンレベルの累積時間Ｔｏｎ及びオフレベルの累積時間Ｔｏｆｆの各初期化インターバルは、抵抗器３４１の瞬時許容電力と定常許容電力との関係で決定されるが、本発明の構成を左右する事項ではないので、ここでの説明は省略する。ここで、累積時間Ｔｏｎ及び累積時間Ｔｏｆｆの各初期化インターバルとは、累積時間Ｔｏｎ及び累積時間Ｔｏｆｆの各計数の期間を意味する。なお、初期化動作としては、一連の動作スケジュールの区切り毎の初期化、又は単純に時間間隔１秒毎の初期化といった例が挙げられる。
【０１３３】
実施の形態２に係るモータ駆動システム５は、上記のように構成され、上記のように動作するので、実施の形態１の効果に加え、以下に示す効果を奏する。
【０１３４】
まず、インバータ装置３が想定している回生電力よりも大きな回生電力が生起した場合において、回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４へ、回生電力の消費を振り分けることができる。これにより、大きな回生電力を消費するための蓄電装置の設備増強が省略でき、モータ駆動システム全体の設備導入費用の低減効果が得られる。
【０１３５】
また、回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から、力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４へ、回生電力の消費を連続的に実施することができる。これにより、作業中断又は製品製造の中断がなくなるため、製造コストの低減効果が得られる。
【０１３６】
また、回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４への回生電力の消費の移行を、インバータ装置３相互の通信機能を必要とせずに実施することができる。これにより、インバータ装置３相互の通信機能を省略することができる。これにより、故障個所の減少を通じて、システムの稼働率が高められ、維持費用の低減効果が得られる。
【０１３７】
次に、実施の形態２における回生制御信号マスク部３６９の変形例について、図１３を参照して説明する。図１３は、図１１に示す回生制御信号マスク部３６９の構成を変形した回生制御信号マスク部３６９Ａの詳細構成を示すブロック図である。回生制御信号マスク部３６９Ａは、図１３に示すように、計数部３６９１ａと、第４格納部３６９２と、第５格納部３６９３と、第４比較部３６９４と、第５比較部３６９５と、状態保持部３６９６と、第２切換部３６９７と、を有する。
【０１３８】
第４格納部３６９２、第５格納部３６９３、第４比較部３６９４、第５比較部３６９５、状態保持部３６９６及び第２切換部３６９７の機能は、図１１に示すものと同一又は同等であり、重複する説明は割愛する。
【０１３９】
計数部３６９１ａにおいて、図１３では、図１１の構成から、以下の点が変更されている。
・計数部３６９１ａの入力信号は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏから、第２切換部３６９７が出力する信号Ｓｍに変更されている。
・計数部３６９１ａには、選択信号であるマスク信号Ｇの入力がない。
【０１４０】
計数部３６９１ａは、以下の（４）式で示す演算を実施して、回生負荷率Ｒｒを生成する。
【０１４１】
Ｒｒ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）  ……（４）
【０１４２】
上記（４）式のＴｏｎは、第２切換部３６９７において、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにマスクされたオンレベルの累積時間である。また、上記（４）式のＴｏｆｆは、第２切換部３６９７において、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにマスクされたオフレベルの累積時間である。
【０１４３】
実施の形態２における回生制御信号マスク部３６９の変形例である回生制御信号マスク部３６９Ａは、上記のように構成され、基本構成である回生制御信号マスク部３６９と同一又は同等の信号Ｓｍを出力する。このため、変形例である回生制御信号マスク部３６９Ａは、基本構成である回生制御信号マスク部３６９と同一又は同等の効果を奏する。
【０１４４】
実施の形態３．
実施の形態２では、回生電力が大きく、回生状態にあるインバータ装置３内の抵抗器３４１の定常電力許容値Ｗｍａｘを超える場合の形態について説明した。しかしながら、抵抗器３４１の制約には、発熱の許容値である定常許容温度も存在する。そこで、実施の形態３では、回生電力が大きく、回生状態にあるインバータ装置３内の抵抗器３４１の定常許容温度を超える場合に適した形態について説明する。
【０１４５】
図１４は、実施の形態３における回生制御回路３６Ｃの詳細構成を示すブロック図である。回生制御回路３６Ｃには、図５に示す実施の形態１の回生制御回路３６の構成において、回生制御信号生成部３６７と回生制御信号増幅部３６８との間に、回生制御信号マスク部３７０が挿入されている。なお、その他の構成については、図５の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は割愛する。
【０１４６】
図１５は、実施の形態３における回生制御信号マスク部３７０の詳細構成を示すブロック図である。実施の形態３における回生制御信号マスク部３７０は、図１５に示すように、蓄熱推定部３７０１と、第６格納部３７０２と、第７格納部３７０３と、第６比較部３７０４と、第７比較部３７０５と、第２状態保持部３７０６と、第３切換部３７０７と、を有する。
【０１４７】
蓄熱推定部３７０１は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏのオンレベルの累積時間Ｔｏｎと、オフレベルの累積時間Ｔｏｆｆとを計数する。次いで、蓄熱推定部３７０１は、累積時間Ｔｏｎと、累積時間Ｔｏｆｆと、第２状態保持部３７０６が出力するマスク信号Ｇとに基づいて、抵抗器３４１の推定温度Ｋｒを算出する。
【０１４８】
具体的に、蓄熱推定部３７０１は、以下の（５）式で示す演算を実施して、推定温度Ｋｒを推定する。
【０１４９】
Ｋｒ＝Ａ・（Ｔｏｎ＆！Ｇ）−Ｂ・｛（Ｔｏｎ＆Ｇ）＋Ｔｏｆｆ｝……（５）
【０１５０】
上記（５）式において、「＆」は論理積を表す二項演算子である。また、「！Ｇ」は、マスク信号Ｇの反転信号である。なお、マスク信号Ｇの反転信号の意味は、実施の形態１と同一である。
【０１５１】
上記（５）式における「Ａ」は、インバータ装置３における抵抗器３４１の発熱及び蓄熱特性係数である。発熱及び蓄熱特性係数は、抵抗器３４１が単位時間あたり、（Ｖｔｈ１・Ｖｔｈ１）／Ｒだけの電力を消費した場合の上昇温度を表す定数である。「Ｒ」は抵抗器３４１の抵抗値である。また、上記（５）式における「Ｂ」は、インバータ装置３における抵抗器３４１の放熱特性係数である。放熱特性係数は、抵抗器３４１が単位時間だけ電流を流さない場合の下降温度を表す定数である。Ａ及びＢ共に、単位時間は秒単位とするのが一般的である。Ａ及びＢは、インバータ装置３の設計時もしくは製造後の測定で決定することが可能である。
【０１５２】
上記（５）式において、第１項は、インバータ装置３における抵抗器３４１の温度上昇分を推定する項である。また、第２項は、インバータ装置３における抵抗器３４１の温度下降分を推定する項である。
【０１５３】
蓄熱推定部３７０１が算出した推定温度Ｋｒは、第６比較部３７０４と、第７比較部３７０５とに出力される。
【０１５４】
第６格納部３７０２は、第６閾値Ｋｕを格納する。第６閾値Ｋｕは、第６比較部３７０４に出力される。第６閾値Ｋｕは、抵抗器３４１の定常許容温度Ｋｍａｘ、或いは、定常許容温度Ｋｍａｘより少し低い値に選ばれる。定常許容温度Ｋｍａｘは、抵抗器３４１における電力発熱許容値である。
【０１５５】
第７格納部３７０３は、第７閾値Ｋｄを格納する。第７閾値Ｋｄは、第７比較部３７０５に出力される。第７閾値Ｋｄとしては、以下の（６）式を満足する値を選ぶことができる。但し、実際には、インバータ装置３の使用温度の上限値に近い値、或いは、インバータ装置３が回生電力を消費する直前の雰囲気温度を採用することが多い。
【０１５６】
０＜Ｋｄ＜Ｋｕ      ……（６）
【０１５７】
第６比較部３７０４は、推定温度Ｋｒと第６閾値Ｋｕとを比較する。推定温度Ｋｒが第６閾値Ｋｕ以上である場合、第６比較部３７０４は、有意を示す信号ＫＰを第２状態保持部３７０６へ出力する。
【０１５８】
ここで、信号ＫＰが有意な場合を「１レベル」と呼ぶ。また、信号ＫＰが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号ＫＰが「１レベル」の状態は、Ｋｒ≧Ｋｕの状態であり、信号ＫＰが「０レベル」の状態は、Ｋｒ＜Ｋｕの状態である。なお、ここでは、Ｋｒ＝Ｋｕの状態を「１レベル」に含めているが、Ｋｒ＝Ｋｕの状態を「０レベル」に含めてもよい。
【０１５９】
第７比較部３７０５は、推定温度Ｋｒと第７閾値Ｋｄとを比較する。推定温度Ｋｒが第７閾値Ｋｄ以下である場合、第７比較部３７０５は、有意を示す信号ＫＳを第２状態保持部３７０６へ出力する。信号ＫＳが有意な場合を「１レベル」と呼ぶ。また、信号ＫＳが有意でない場合を「０レベル」と呼ぶ。即ち、信号ＫＳが「１レベル」の状態は、Ｋｒ≦Ｋｄの状態であり、信号ＫＳが「０レベル」の状態は、Ｋｒ＞Ｋｄの状態である。なお、ここでは、Ｋｒ＝Ｋｄの状態を「１レベル」に含めているが、Ｋｒ＝Ｋｄの状態を「０レベル」に含めてもよい。
【０１６０】
第２状態保持部３７０６は、信号ＫＰと、信号ＫＳとに基づき、マスク信号Ｇを生成する。マスク信号Ｇは、蓄熱推定部３７０１と、第３切換部３７０７とに出力される。第２状態保持部３７０６は、信号ＫＰが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングでマスク信号Ｇを論理１に設定する。また、第２状態保持部３７０６は、信号ＫＳが「０レベル」から「１レベル」へ変化するタイミングでマスク信号Ｇを論理０に設定する。
【０１６１】
第３切換部３７０７は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏと、マスク信号Ｇとに基づいて、信号Ｓｍを生成する。信号Ｓｍは、回生制御信号増幅部３６８へ出力される。第３切換部３７０７は、マスク信号Ｇが論理１の期間は、信号Ｓｍをオフレベルに固定し、且つ、マスク信号Ｇが論理０の期間は、信号Ｓｏのオンレベル及びオフレベルをそのまま信号Ｓｍへ伝達する。即ち、第３切換部３７０７は、マスク信号Ｇが論理０の期間は信号Ｓｏをそのまま信号Ｓｍへ通過させ、マスク信号Ｇが論理１の期間はオフレベルを出力し続ける。
【０１６２】
次に、実施の形態３における回生制御回路３６Ｃの動作について、図１４から図１６の図面を適宜参照して説明する。図１６は、実施の形態３における回生制御回路３６Ｃの動作説明に供する図である。
【０１６３】
実施の形態３の動作説明では、モータ駆動システム５のうちの１つのインバータ装置３ａが回生状態にあり、他のインバータ装置３ｂ〜３ｎが力行状態にあり、且つ、インバータ装置３ａの回生電力がインバータ装置３ｂ〜３ｎの力行電力の総和より大きい場合を考える。
【０１６４】
図１６には、同一の時刻軸において、最上段から最下段に向け、以下の波形が示されている。
【０１６５】
（１）直流電圧Ｖｄｃ
（２）インバータ装置３ａの信号Ｓｏ
（３）インバータ装置３ａの推定温度Ｋｒ
（４）インバータ装置３ａのマスク信号Ｇ
（５）インバータ装置３ａの制御信号ＳＷ
（６）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの信号Ｓｏ
（７）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの推定温度Ｋｒ
（８）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎのマスク信号Ｇ
（９）他のインバータ装置３ｂ〜３ｎの制御信号ＳＷ
【０１６６】
図１６（１）には、時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの期間において、回生電力が生起した場合の直流電圧Ｖｄｃの変化が模式的に示されている。図１６（１）に示すように、回生電力が生起すると直流電圧Ｖｄｃは上昇する。
【０１６７】
直流電圧Ｖｄｃが回生状態にあるインバータ装置３ａの第１閾値Ｖｔｈ１に達すると、図１６（２）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの信号ＳｏがＨレベルへ変化する。このとき、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１には、電流が流れる。
【０１６８】
回生状態にあるインバータ装置３ａの蓄熱推定部３７０１によって演算される推定温度Ｋｒは、図１６（３）に示すように増加する。しかしながら、推定温度Ｋｒは、未だ第６閾値Ｋｕに達していない。このため、図１６（４）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは０のままである。よって、図１６（５）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷは、信号Ｓｏと同一な波形が出力される。これにより、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４は、回生処理を継続する。回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４による回生処理により、図１６（１）に示すように、直流電圧Ｖｄｃは第３閾値Ｖｔｈ３に向けて降下する。
【０１６９】
直流電圧Ｖｄｃが第３閾値Ｖｔｈ３より小さくなると、図１６（２）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの信号ＳｏがＬレベルへ変化して、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１に流れる電流が停止する。回生状態にあるインバータ装置３ａの蓄熱推定部３７０１によって演算される推定温度Ｋｒは、図１６（３）に示すように減少する。
【０１７０】
上記の動作は、３回繰り返される。そして、４回目の動作の途中において、図１６（３）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒは、第６閾値Ｋｕに達する。
【０１７１】
回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒが第６閾値Ｋｕになる時刻ｔｇ２に達すると、図１６（４）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは論理１になる。時刻ｔｇ２以降、図１６（５）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａの制御信号ＳＷはＬレベルに変化する。その後、回生状態にあるインバータ装置３ａの回生回路３４内の抵抗器３４１に流れる電流は、停止する。その一方で、直流電圧Ｖｄｃは上昇を続け、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎは、第２閾値Ｖｔｈ２に到達する。
【０１７２】
以後、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎは、直流電圧Ｖｄｃを第２閾値Ｖｔｈ２と第３閾値Ｖｔｈ３との間で変化させながら、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎ内の回生回路３４の抵抗器３４１で回生電力を消費させ続ける。力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎの抵抗器３４１が回生電力を消費している期間、回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒは、図１６（３）に示すように、減少を続ける。
【０１７３】
その後、回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒは、第７閾値Ｋｄに達する。回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒが第７閾値Ｋｄに達すると、図１６（４）に示すように、回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇは論理０になる。回生状態にあるインバータ装置３ａのマスク信号Ｇが論理０になると、回生状態にあるインバータ装置３ａは、再び回生電力を消費できるようになる。
【０１７４】
以後、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎは、直流電圧Ｖｄｃを第２閾値Ｖｔｈ２と第３閾値Ｖｔｈ３との間で変化させながら、力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎ内の回生回路３４の抵抗器３４１で回生電力を消費させ続ける。力行状態にあるインバータ装置３ｂ〜３ｎの抵抗器３４１が回生電力を消費している期間、回生状態にあるインバータ装置３ａの推定温度Ｋｒは、図１６（３）に示すように、減少を続ける。
【０１７５】
なお、実施の形態３の蓄熱推定部３７０１、第６比較部３７０４、第７比較部３７０５、第２状態保持部３７０６及び第３切換部３７０７は、マイクロコンピュータでのソフトウエア処理、プログラマブルゲートアレイ内に形成される回路、又はディスクリート半導体素子の組合せで実現することができる。
【０１７６】
また、第６格納部３７０２及び第７格納部３７０３は、マイクロコンピュータの記憶部、プログラマブルゲートアレイ内のＲＡＭ領域若しくはＲＯＭ領域、又は半導体メモリで実現することができる。
【０１７７】
以上、実施の形態３では、回生状態にあるインバータ装置３が１つの場合について説明した。なお、回生状態にあるインバータ装置３が複数の場合は、実施の形態１で説明した場合の動作が実行されることは明らかである。
【０１７８】
また、力行状態にあるインバータ装置３において、実施の形態１で説明したように、電圧検出回路３２にばらつきが有ることは自明である。直流電圧Ｖｄｃが第２閾値Ｖｔｈ２に到達する場合の動作は、実施の形態１での直流電圧Ｖｄｃが第１閾値Ｖｔｈ１に到達する場合と同様な場合分けが存在することは、容易に考えられるところである。
【０１７９】
また、実施の形態３における回生制御回路３６Ｃの回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにおいて、オンレベルの累積時間Ｔｏｎ及びオフレベルの累積時間Ｔｏｆｆの各初期化インターバルは、抵抗器３４１の瞬時許容温度と定常許容温度との関係で決定されるが、本発明の構成を左右する事項ではないので、ここでの説明は省略する。ここで、累積時間Ｔｏｎ及び累積時間Ｔｏｆｆの各初期化インターバルとは、累積時間Ｔｏｎ及び累積時間Ｔｏｆｆの各計数の期間を意味する。なお、初期化動作としては、一連の動作スケジュールの区切り毎の初期化、又は単純に時間間隔１秒毎の初期化といった例が挙げられる。
【０１８０】
実施の形態３に係るモータ駆動システム５は、上記のように構成され、上記のように動作するので、実施の形態１の効果に加え、以下に示す効果を奏する。
【０１８１】
まず、インバータ装置３が想定している発熱よりも大きな発熱が生起した場合において、回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４へ、回生電力の消費を振り分けることができる。これにより、大きな回生電力を消費するための放熱装置の増強が省略でき、モータ駆動システム全体の設備導入費用の低減効果が得られる。
【０１８２】
また、回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から、力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４へ、回生電力の消費を連続的に実施することができる。これにより、作業中断又は製品製造の中断がなくなるため、製造コストの低減効果が得られる。
【０１８３】
回生状態にあるインバータ装置３の回生回路３４から、力行状態にあるインバータ装置３の回生回路３４への回生電力の消費の移行を、インバータ装置３相互の通信機能を必要とせずに実施することができる。これにより、インバータ装置３相互の通信機能を省略することができる。これにより、故障個所の減少を通じて、システムの稼働率が高められ、維持費用の低減効果が得られる。
【０１８４】
次に、実施の形態３における回生制御信号マスク部３７０の変形例について、図１７を参照して説明する。図１７は、図１５に示す回生制御信号マスク部３７０の構成を変形した回生制御信号マスク部３７０Ａの詳細構成を示すブロック図である。回生制御信号マスク部３７０Ａは、図１７に示すように、蓄熱推定部３７０１ａと、第６格納部３７０２と、第７格納部３７０３と、第６比較部３７０４と、第７比較部３７０５と、第２状態保持部３７０６と、第３切換部３７０７と、を有する。
【０１８５】
第６格納部３７０２、第７格納部３７０３、第６比較部３７０４、第７比較部３７０５、第２状態保持部３７０６及び第３切換部３７０７の機能は、図１５に示すものと同一又は同等であり、重複する説明は割愛する。
【０１８６】
蓄熱推定部３７０１ａにおいて、図１７では、図１５の構成から、以下の点が変更されている。
・蓄熱推定部３７０１ａの入力信号は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏから、第３切換部３７０７が出力する信号Ｓｍに変更されている。
・蓄熱推定部３７０１ａには、選択信号であるマスク信号Ｇの入力がない。
【０１８７】
蓄熱推定部３７０１ａは、以下の（７）式で示す演算を実施して、推定温度Ｋｒを推定する。
【０１８８】
Ｋｒ＝Ａ・Ｔｏｎ−Ｂ・Ｔｏｆｆ  ……（７）
【０１８９】
上記（７）式のＴｏｎは、第３切換部３７０７において、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにマスクされたオンレベルの累積時間である。また、上記（７）式のＴｏｆｆは、第３切換部３７０７において、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏにマスクされたオフレベルの累積時間である。
【０１９０】
実施の形態３における回生制御信号マスク部３７０の変形例である回生制御信号マスク部３７０Ａは、上記のように構成され、基本構成である回生制御信号マスク部３７０と同一又は同等の信号Ｓｍを出力する。このため、変形例である回生制御信号マスク部３７０Ａは、基本構成である回生制御信号マスク部３７０と同一又は同等の効果を奏する。
【０１９１】
実施の形態４．
実施の形態２では、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常電力許容値Ｗｍａｘ以上となる回生電力が生起した場合に、力行状態にあるインバータ装置３が回生電力の消費を分担する技術について説明した。また、実施の形態３では、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常許容温度以上となる回生電力が生起した場合に、力行状態にあるインバータ装置３が回生電力の消費を分担する技術について説明した。
【０１９２】
一方、回生電力によって、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常電力許容値Ｗｍａｘ以上になることと、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常許容温度以上になることとは、インバータ装置３の雰囲気温度の関係もあり、独立に生起する事象である。
【０１９３】
そこで、実施の形態４では、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常電力許容値Ｗｍａｘ以上になる場合と、回生状態にあるインバータ装置３の抵抗器３４１が定常許容温度以上になる場合との、両方の事象に対応できるモータ駆動システムについて説明する。
【０１９４】
図１８は、実施の形態４における回生制御回路３６Ｄの詳細構成を示すブロック図である。回生制御回路３６Ｄには、図１０に示す実施の形態２の回生制御回路３６Ｂにおける回生制御信号マスク部３６９が回生制御信号マスク部３６９Ｂに置き換えられている。なお、その他の構成については、図１０の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は割愛する。
【０１９５】
図１９は、実施の形態４における回生制御信号マスク部３６９Ｂの詳細構成を示すブロック図である。実施の形態４における回生制御信号マスク部３６９Ｂは、図１９に示すように、計数部３６９１と、第４格納部３６９２と、第５格納部３６９３と、第４比較部３６９４と、第５比較部３６９５と、状態保持部３６９６と、第２切換部３６９７と、蓄熱推定部３７０１と、第６格納部３７０２と、第７格納部３７０３と、第６比較部３７０４と、第７比較部３７０５と、第２状態保持部３７０６と、第３切換部３７０７と、を有する。なお、図１９において、実施の形態１〜３に示す構成部と同一又は同等のものには、同一の符号を付している。
【０１９６】
計数部３６９１は、回生制御信号生成部３６７が出力する信号Ｓｏと、状態保持部３６９６の出力である第１マスク信号Ｇ１とに基づき、実施の形態２で説明した回生負荷率Ｒｒを算出する。算出された回生負荷率Ｒｒは、第４比較部３６９４と、第５比較部３６９５とに出力される。
【０１９７】
第４格納部３６９２、第５格納部３６９３、第４比較部３６９４及び第５比較部３６９５は、実施の形態２と同一機能であり、動作も同一である。
【０１９８】
状態保持部３６９６は、出力信号の名称が第１マスク信号Ｇ１に変更されているだけであり、機能及び動作も実施の形態２のものと同一である。
【０１９９】
第２切換部３６９７は、回生制御信号生成部３６７の出力である信号Ｓｏと、第１マスク信号Ｇ１とに基づいて、実施の形態２と同一の動作を行う。なお、図１９において、第２切換部３６９７の出力表記は「Ｓｏ１」に変更されている。
【０２００】
蓄熱推定部３７０１には、第２切換部３６９７が出力する信号Ｓｏ１が入力される。蓄熱推定部３７０１は、信号Ｓｏ１と、第２状態保持部３７０６が出力する第２マスク信号Ｇ２とに基づき、実施の形態３で説明した推定温度Ｋｒを算出する。算出された推定温度Ｋｒは、第６比較部３７０４と、第７比較部３７０５とに出力される。
【０２０１】
第６格納部３７０２、第７格納部３７０３、第６比較部３７０４及び第７比較部３７０５は、実施の形態３と同一機能であり、動作も同一である。
【０２０２】
第２状態保持部３７０６は、出力信号の名称が第２マスク信号Ｇ２に変更されているだけであり、機能及び動作も実施の形態３のものと同一である。
【０２０３】
第３切換部３７０７は、第２切換部３６９７の出力である信号Ｓｏ１と、第２マスク信号Ｇ２とに基づいて、信号Ｓｍを生成する。信号Ｓｍは、回生制御信号増幅部３６８へ出力される。第３切換部３７０７は、第２マスク信号Ｇ２が論理１の期間は、信号Ｓｍをオフレベルに固定し、且つ、第２マスク信号Ｇ２が論理０の期間は、信号Ｓｏ１のオンレベル及びオフレベルをそのまま信号Ｓｍへ伝達する。即ち、第３切換部３７０７は、第２マスク信号Ｇ２が論理０の期間は、信号Ｓｏ１をそのまま信号Ｓｍへ通過させ、第２マスク信号Ｇ２が論理１の期間は、オフレベルを出力し続ける。
【０２０４】
以上の説明のように、実施の形態４における回生制御信号マスク部３６９Ｂは、実施の形態２の回生制御信号マスク部３６９と実施の形態３の回生制御信号マスク部３７０とをシリーズに接続したものである。なお、この接続順序は逆であってもよく、同一の効果を奏することは明らかである。
【０２０５】
実施の形態４に係るモータ駆動システムは、上記のように構成され、上記のように動作するので、実施の形態１の効果に加え、実施の形態２の効果と実施の形態３の効果とを合わせた効果を奏する。
【０２０６】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０２０７】
１  電源部、２  直流母線、２ａ  高電位側導体、２ｂ  低電位側導体、３，３ａ，３ｂ〜３ｎ  インバータ装置、４，４ａ，４ｂ〜４ｎ  モータ、５  モータ駆動システム、３１  電力変換回路、３２  電圧検出回路、３３  平滑コンデンサ、３４  回生回路、３４ａ  直列回路、３５  状態判別回路、３６，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ  回生制御回路、３１１  スイッチング回路、３１１ａ，３４２  半導体スイッチ素子、３１１ｃ  接続点、３１１ｄ  ダイオード、３１２  スイッチング回路制御回路、３１３  電流検出回路、３４１  抵抗器、３６１  第１格納部、３６２  第２格納部、３６３  第３格納部、３６４，３６４ａ  切換部、３６５，３６５ａ  第１比較部、３６６  第２比較部、３６５ｂ  第３比較部、３６７  回生制御信号生成部、３６８  回生制御信号増幅部、３６９，３６９Ａ，３６９Ｂ，３７０，３７０Ａ  回生制御信号マスク部、３６９１，３６９１ａ  計数部、３６９２  第４格納部、３６９３  第５格納部、３６９４  第４比較部、３６９５  第５比較部、３６９６  状態保持部、３６９７  第２切換部、３７０１，３７０１ａ  蓄熱推定部、３７０２  第６格納部、３７０３  第７格納部、３７０４  第６比較部、３７０５  第７比較部、３７０６  第２状態保持部、３７０７  第３切換部。
【要約】
モータ駆動システム（５）は、直流母線（２）に互いに並列に接続される複数のインバータ装置（３ａ）〜（３ｎ）を備える。各々のインバータ装置（３）は、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路（３１）、直流電圧（Ｖｄｃ）を検出する電圧検出回路（３２）、電力変換回路（３１）に並列に接続される平滑コンデンサ（３３）、抵抗器（３４１）及び半導体スイッチ素子（３４２）を有する回生回路（３４）、電力変換回路（３１）が回生状態にあるか否かを判別する状態判別回路（３５）、並びに、状態判別回路（３５）による判別結果及び直流電圧と判定閾値との比較結果に基づいて、半導体スイッチ素子（３４２）を導通状態又は遮断状態に制御する回生制御回路（３６）を備える。【図１】
0006513293.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006513293.tif 000009
【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】
0006513293.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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