(57)【要約】【課題】  モータ制御装置からの１つのモータ駆動指令で複数のインバータ装置を駆動制御して大型モータ等を駆動できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】  モータ制御装置１からは、１つのモータ駆動指令（トルク指令）Ｓが出力される。中継装置３では、該モータ駆動指令Ｓに予め設定されている係数Ａ１〜Ａ４が乗じられて各インバータ装置へのモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ１を求める。各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４は、それぞれモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ１が入力され、これにより１つのモータ２を駆動する。モータ２は各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４から供給される電流の合計により駆動されることになり、大トルクを発生させることができる。モータ制御装置１では１つのモータ駆動指令Ｓを生成する処理、処理部だけですみ、他のモータへのモータ駆動指令を生成し出力でき、他のモータの駆動を可能にする。【選択図】          図１
2005086918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した移動指令に基づいてモータ駆動指令を作成するモータ制御装置と、該モータ制御装置から送付されるモータ駆動指令に基づいてモータに対して駆動電圧を供給するインバータ装置とからなるモータ駆動装置において、前記モータ駆動指令に基づいて複数のインバータ装置へのモータ駆動指令を並列的に供給する中継装置を設けたことを特徴とする前記モータ駆動装置。
【請求項２】
前記中継装置は前記複数のインバータ装置とシリアルに接続され、前記モータ制御装置から送られる同一のモータ駆動指令に基づいて各インバータ装置へのモータ駆動指令を所定時間毎に送信することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記中継装置は前記複数のインバータ装置とパラレルに接続され、前記モータ制御装置から送られる同一のモータ駆動指令に基づいて各インバータ装置へのモータ駆動指令を同時に送信することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記中継装置から前記複数のインバータ装置に送付されるモータ駆動指令は電気的に伝達されることを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記中継装置から前記複数のインバータ装置に送付されるモータ駆動指令は光で伝達されることを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記モータ駆動指令は前記モータ制御装置から送付されるトルク指令であることを特徴とする請求項４又は５のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記モータ駆動指令は前記モータ制御装置から送付されるＰＷＭ指令であることを特徴とする請求項４又は５のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記モータはそれぞれ電気的に独立に駆動される複数組みの各相巻線を有する１つのモータで、前記複数のインバータ装置はいずれかの各組の各相巻線に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項９】
前記モータは１組の巻線で駆動される１つのモータであり、前記複数のインバータ装置によって該１つのモータが駆動されることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１０】
前記複数のインバータ装置は１つの被駆動体を同期して駆動する複数のモータを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１１】
前記モータはリニアモータで構成され、前記複数のインバータ装置は該リニアモータを同期して駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のモータ駆動装置。
【請求項１２】
前記中継装置の筐体を前記モータ制御装置の筐体と前記インバータ装置の筐体と独立して設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載のモータ駆動装置。
【請求項１３】
前記中継装置を前記モータ制御装置の筐体に収容したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載のモータ駆動装置。
【請求項１４】
前記中継装置を前記インバータ装置の筐体に収容したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きなモータ出力トルク発生させるモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のモータをインバータ装置で駆動制御する場合、大容量のインバータ装置を使用する必要があるが、インバータ装置を構成する要素の制約から、大容量の単一のインバータ装置を構成することが難しく、それに代わるものとして、小容量のインバータ装置を複数並列に接続して、この複数のインバータ装置によって等価的に大容量の出力を得て大容量のモータを駆動制御する方法が採用されている。  
図８は、従来から行われている大容量のモータを複数のインバータ装置により制御する場合の制御方式のブロック図である。  
モータ制御装置１で複数のモータ駆動指令を生成して複数（図８では４つ）並列に配置したインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４にそれぞれ出力し、ＰＷＭ制御等を行って大容量のモータ２を、この複数のインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４で同時に駆動する。これによって、個々のインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４の容量は小さいものでも、それが複数集まることによって大容量のモータ２を駆動制御できるようにしたものである。
【０００３】
又、１つのモータで加減速制御等が困難な大型の可動部材を駆動するために、２つのモータによって、該大型可動部材を駆動する方法として、モータ制御装置で生成された１つのトルク指令（電流指令）により２つのモータを駆動するタンデム制御方法も公知である（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数設けたインバータ装置に対してそれぞれモータ駆動指令をモータ制御装置が出力することは、モータ制御装置にインバータ装置の数分のモータ駆動指令生成処理を行わねばならず、複数のモータ駆動指令生成部が１つのモータを駆動するために専有されることになる。その結果、モータ制御装置で他のモータをも駆動制御する場合、駆動制御できる他のモータの数に制約を受けるという問題がある。  
そこで、本発明の目的は、モータ制御装置からの１つのモータ駆動指令だけで複数のインバータ装置を駆動制御して大型モータ等を駆動できる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】
【０００６】
本発明は、入力した移動指令に基づいてモータ駆動指令を作成するモータ制御装置と、該モータ制御装置から送付されるモータ駆動指令に基づいてモータに対して駆動電圧を供給するインバータ装置とからなるモータ駆動装置において、前記モータ駆動指令に基づいて複数のインバータ装置へのモータ駆動指令を並列的に供給する中継装置を設けたことを特徴とするものである。この中継装置は前記複数のインバータ装置とシリアルに接続され、前記モータ制御装置から送られる同一のモータ駆動指令に基づいて各インバータ装置へのモータ駆動指令を所定時間毎に送信するもので構成するか、もしくは、中継装置と前記複数のインバータ装置とをパラレルに接続し、前記モータ制御装置から送られる同一のモータ駆動指令に基づいて各インバータ装置へのモータ駆動指令を同時に送信するように構成する。また、前記中継装置から前記複数のインバータ装置に送付されるモータ駆動指令は電気的に伝達しても、光で伝達してもよい。前記モータ駆動指令は前記モータ制御装置から送付されるトルク指令若しくはＰＷＭ指令である。
【０００７】
また、前記モータはそれぞれ電気的に独立に駆動される複数組みの各相巻線を有する１つのモータとし、前記複数のインバータ装置はいずれかの各組の各相巻線に接続されて該モータを駆動するようにする。又は、前記モータを１組の巻線で駆動される１つのモータとし、前記複数のインバータ装置によって該１つのモータを駆動するようにする。また、前記複数のインバータ装置により１つの被駆動体を同期して駆動する複数のモータを駆動するように構成する。また、前記モータをリニアモータで構成し、前記複数のインバータ装置は該リニアモータを同期して駆動する。また、前記中継装置の筐体を前記モータ制御装置の筐体と前記インバータ装置の筐体とを独立して設けても、前記中継装置を前記モータ制御装置の筐体に収容しても、前記中継装置を前記インバータ装置の筐体に収容してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
モータ制御装置で生成するモータ駆動指令は１つとなるため、モータ制御装置に課せられる処理を低減することができる。また、１つのモータ駆動指令でよいから、従来必要であった複数のモータ駆動指令を他の独立したモータを駆動することに使用することが可能となり、インバータ装置の並列運転におけるモータ駆動指令の数の制約を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態のブロック図である。  
この第１の実施形態では、数値制御装置等のモータ制御装置１がプログラム等により入力された移動指令に基づいてモータ駆動指令Ｓとしてトルク指令（電流指令）を生成し中継装置３に出力する。該中継装置３からは、このモータ制御装置１からのモータ駆動指令Ｓに基づいて複数並列に設置されたインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４（この図１に示す例では４つ）へのモータ駆動指令（トルク指令）を出力し、複数のインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４によって、大容量のモータ２を駆動制御するようにしたものである。  
この第１の実施形態では、モータ制御装置１からのモータ駆動指令Ｓはパラレルデータで出力され、中継装置３はこのパラレルデータのモータ駆動指令Ｓを各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４にパラレルデータとして出力するものである。
【００１０】
図６は、このパラレル接続の中継装置３の要部ブロック図である。中継装置３は、レシーバ回路３１、設定回路３２、演算回路３３、インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎの数に対応する数のドライバ回路Ｄ１〜Ｄｎで構成されている。モータ制御装置１からパラレルデータとして出力されたモータ駆動指令（トルク指令）Ｓは、レシーバ回路３１で受信され、演算回路３３で、このモータ駆動指令Ｓにインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎ（図１の例ではｎ＝４）に対応するそれぞれの係数Ａｋ（なお、ｋ＝１〜ｎ）が乗じられて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎへのモータ駆動指令Ｓ×Ａｋとなり、パラレルデータとしてドライバ回路Ｄ１〜Ｄｎを介して各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎに同時に出力される。
【００１１】
即ち、図１の例で、インバータ装置ＩＶ１に対しては、モータ駆動指令Ｓにインバータ装置ＩＶ１に対して設定された係数Ａ１が乗じられた「Ｓ×Ａ１」がモータ駆動指令（トルク指令）としてドライバＤ１を介して出力される。同様に、インバータ装置ＩＶｋ（なお、ｋ＝１〜ｎ）に対しては、モータ駆動指令Ｓにインバータ装置ＩＶｋに対して設定された係数Ａｋが乗じられた「Ｓ×Ａｋ」がモータ駆動指令（トルク指令）としてドライバＤｋを介して出力されることになる。
【００１２】
上述した各係数Ａ１〜Ａｎは、設定回路３２に予め設定されているもので、全ての係数Ａ１〜Ａｎを「１」に設定すれば、モータ２はモータ制御装置から出力されたモータ駆動指令Ｓのｎ倍のモータ駆動指令（トルク指令）で駆動させるとになり大容量の電流でモータ２は駆動することになる。図１の例では、４倍のモータ駆動指令Ｓでモータ２は駆動されることになる。
【００１３】
各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎの仕様、容量が同一であれば、設定する係数Ａ１〜Ａｎは同一の値、例えば「１」でもよいが、仕様やその容量が異なる場合には、それに合わせて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎに対する係数Ａ１〜Ａｎをそれぞれ設定し、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎからの合計出力が大容量のモータ２の容量範囲内で、最適値になるように調整すればよい。よつて、この係数Ａ１〜Ａｎを変えるだけで、モータ２の容量に適したモータ駆動装置を得ることができる。
【００１４】
図２は、第２の実施形態のブロック図で、モータ制御装置１と複数（図２では４つ）のインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４をシリアル接続する場合で、かつ、大容量のモータが４組の各相巻線を有するモータ４としたときの例である。  
モータ制御装置１からはシリアルデータとしてモータ駆動指令（トルク指令）Ｓが出力され、中継装置５は、このシリアルデータのモータ駆動指令Ｓを受けて各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４に対するモータ駆動指令を求めて、シリアルデータで所定時間毎に出力する。各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４は、デイジー・チェン方式で接続され、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４は、自己のモータ駆動指令を受けて作動し、それぞれのインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４に対応する巻線の組みの駆動電圧を制御する。図４に示す例では、モータ４は４組みの巻線を有し、それぞれの組みの各相の巻線に駆動電圧を印加し制御するインバータ装置が４つ設けられている例を示している。
【００１５】
図７は、上述したシリアル接続で使用される中継装置５の要部ブロック図である。  
この中継装置５は、レシーバ回路５１、設定回路５２、シリアル／パラレル変換回路５３、演算回路５４、パラレル／シリアル変換回路５５、ドライバ回路５６で構成されている。モータ制御装置１からシリアルルデータのモータ駆動指令（トルク指令）Ｓが出力されレシーバ回路５１で受信される。シリアル／パラレル変換回路５３は、このシリアルデータをパラレルデータに変換し、演算回路５４で、パラレルデータに変換されたモータ駆動指令Ｓに各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎ毎に設定されている係数Ａ１〜Ａｎ（図２の例ではｎ＝４）を乗じて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎへのモータ駆動指令（トルク指令）Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａｎを算出する。この算出された各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎに対するモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａｎをパラレル／シリアル変換回路５５でシリアルデータに変換し、ドライバ回路５６を介して所定周期毎出力する。各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎは、自己のモータ駆動指令（トルク指令）を読み取りそれに基づいてインバータ制御してモータ４の対応する組みの巻線に駆動電圧を印加し駆動制御する。  
なお、このシリアル接続で使用される中継装置５においても、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶｎに対する係数Ａ１〜Ａｎは設定回路５２に任意に設定するものであり、この点は図６に示したパラレル接続時に使用される中継装置３と同一である。
【００１６】
図３は、本発明の第３の実施形態のブロック図である。  
この第３の実施形態は図２に示したモータ制御装置１とインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４がシリアル接続されるとき、各巻線の組みが１組しかない大容量のモータ２を駆動制御する例である。シリアル接続に使用する中継装置５を用いて、モータ制御装置１から出力されるシリアルデータのモータ駆動指令Ｓをから各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４へのモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４を生成して出力するまでは、図２に示した第２の実施形態と同一である。相違する点は、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４は１組の各相の巻線を同時に駆動制御する点（この点は図１に示す第１の実施形態と同一）のみである。
【００１７】
なお、図１に示した第１の実施形態において、複数の巻線の組みがあるモータ、例えば図２に示すような各相巻線の組み４つ有するモータ４を駆動することもできることはもちろんであり、この場合、図１において、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４からの出力線はそれぞれの組みの巻線に接続されることになる。なお、各相巻線の組みとインバータ装置は、必ずしも図２に示すように１対１に対応しなくてもよい。１つの巻線の組みに対して複数のインバータ装置で駆動するようにしてもよい。
【００１８】
図４は、本発明の第４の実施形態のブロック図である。  
この第４の実施形態は、図１に示した第１の実施形態における大容量のモータ２の代わりに複数（４つ）のモータ６１〜６４を設けて、該モータ６１〜６４で１つの被駆動体７を駆動するようにしたものである。  
モータ制御装置１からは、１つのモータ駆動指令（トルク指令）Ｓがパラレルデータとして出力され、パラレル接続用の図６に示す中継装置３により、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４に対するモータ駆動指令（トルク指令）Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４を求めて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４を駆動するまでは第１の実施形態と同一であるので、詳細は省略する。そして、この第４の実施形態と第１の実施形態の相違点は、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４によりそれぞれのモータ６１〜６４を駆動し、この複数のモータの出力によって被駆動体７を駆動する点である。
【００１９】
１つのモータ駆動指令Ｓに対して、それに比例するモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４が各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４に同時に入力され、それぞれのインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４によって各モータ６１〜６４でが駆動されるから、モータは同期して駆動されることになり、被駆動体７は、複数（４つ）のモータ６１〜６４の合計トルクで駆動されることになる。
【００２０】
なお、この第４の実施形態ではモータ制御装置１とインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４がパラレル接続される場合の例であるが、図２に示すようなシリアル接続される場合においても同様に、複数のモータを駆動し、１つの被駆動体７を駆動するようにしてもよい。即ち、図２において、モータ４の代わりに、４つのモータを設け、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４と各モータを接続して、全てのモータで被駆動体７を駆動するようにする。
【００２１】
図５は、本発明の第５の実施形態のブロック図である。  
この第５の実施形態は、本発明をリニアモータに適用したものであり、図４に示す第４の実施形態と相違する点は、モータ６の代わりにリニアモータ８１〜８４が用いられている点で相違するのみである。  
モータ制御装置１からは、１つのモータ駆動指令（トルク指令）Ｓがパラレルデータとして出力され、パラレル接続用の図６に示す中継装置３により、インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４に対するモータ駆動指令（トルク指令）Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４を求めて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４を駆動するまでは、第１、第４の実施形態と同一であるので、詳細は省略する。そして、各インバータ装置によってそれぞれリニアモータ８１〜８４を駆動するものである。リニアモータ８１〜８４の摺動子には、被駆動体が接続され、複数（４つ）のリニアモータ８１〜８４の合計出力トルクによってこの被駆動体は駆動されることになる。
【００２２】
なお、この第５の実施形態においては、インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４はパラレル接続されるようになっており、中継装置も図６に示したパラレル接続用の中継装置３を用いたが、シリアル接続にしてもよく、図２に示したように、モータ制御装置１とインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４はシリアル接続し、中継装置も図７に示したシリアル接続用中継装置３を用いてシリアル接続にしてもよい。
【００２３】
又、中継装置として、パラレル接続用の中継装置３とシリアル接続用の中継装置５を説明したが、モータ制御装置１からのシリアルデータのモータ駆動指令Ｓを受けて、各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４にはパラレルデータのモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４を出力するような中継装置を構成してもよい。即ち、図７において、パラレル／シリアル変換回路５５，ドライバ回路５６を削除し、図６に示したドライバ回路Ｄ１〜Ｄｎを設けて、演算回路５４で求められたインバータ装置へのモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４をパラレル出力する中継装置を構成し、モータ制御装置１からのシリアルデータのモータ駆動指令Ｓを複数の並列に配置されたインバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４にパラレルに出力するようにしてもよい。
【００２４】
さらには、逆にパラレルデータのモータ駆動指令Ｓを入力しシリアルデータに変換して各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４にシリアルデータのモータ駆動指令Ｓ×Ａ１〜Ｓ×Ａ４を出力するような中継装置を構成し、モータ制御装置１からパラレルデータのモータ駆動指令Ｓをこの中継装置でシリアルデータの各インバータ装置ＩＶ１〜ＩＶ４のモータ駆動指令に変換して図２に示したようなデイジー・チェン方式で接続されたインバータ装置にこのモータ駆動指令を出力するようにしてもよい。
【００２５】
なお、上述した各実施形態では、モータ制御装置１からモータ駆動指令Ｓとしてトルク指令（電流指令）を出力するようにしたが、モータ制御装置１側でＰＷＭ指令を作成し、このＰＷＭ指令をモータ駆動指令Ｓとして出力するようにしてもよい。この場合、各インバータ装置には、ＰＷＭ信号発生回路を設ける必要がない。
【００２６】
又、中継装置３，５は、モータ制御装置１の筐体内に設けても、モータ制御装置１とは別に独立して設けても、さらには、いずれかのインバータ装置の筐体内に設けてもよい。また、中継装置３，５と各インバータ装置間のモータ駆動指令は、電気的に伝達しても、光で電圧してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態のブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【図６】本発明の実施形態におけるパラレル接続用の中継装置の要部ブロック図である。
【図７】本発明の実施形態におけるシリアル接続用の中継装置の要部ブロック図である。
【図８】従来から行われている複数のインバータ装置により制御する場合の制御方式のブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  モータ制御装置
２  モータ
３  パラレル接続用の中継装置
４  ４組の巻線を有するモータ
５  シリアル接続用の中継装置
ＩＶ１〜ＩＶｎ  インバータ装置
６１〜６４  モータ
７  被駆動体
８１〜８４  リニアモータ
【図１】
2005086918.tif 000003
【図２】
2005086918.tif 000004
【図３】
2005086918.tif 000005
【図４】
2005086918.tif 000006
【図５】
2005086918.tif 000007
【図６】
2005086918.tif 000008
【図７】
2005086918.tif 000009
【図８】
2005086918.tif 000010