(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備えるサーボモータにおいて、
前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流す電流制御方法であって、
位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を備え、
前記位相角決定過程では、
前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、
各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、
前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、
当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが、前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、
前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、
前記ｄ軸電流規定過程では、
前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定する
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。
前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
ことを特徴とする電流制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電流制御方法において、
前記最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘは、前記電機子の許容最大電流値をＩｍａｘとしたとき、Ｉ＜Ｉｄｍａｘ≦Ｉｍａｘの関係を満たす
ことを特徴とする電流制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電流制御方法において、
前記最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘは、前記許容最大電流値Ｉｍａｘと等しい
ことを特徴とする電流制御方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電流制御方法において、
前記位相角決定過程では、
前記位相角θの最大値θｍａｘ（０°＜θｍａｘ≦９０°）を設定し、
前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、θ＝{（Ｎ−Ｎｂ）／（Ｎｏ−Ｎｂ）}・θｍａｘとする
ことを特徴とする電流制御方法。
【請求項５】
界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備えるサーボモータに組み込まれたコンピュータにおいて、
前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流す電流制御プログラムであって、
前記コンピュータに、位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を実施させ、
前記位相角決定過程では、
前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、
各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、
前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、
当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが、前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、
前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、
前記ｄ軸電流規定過程では、
前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定する
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。
前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
ことを特徴とする電流制御プログラム。
【請求項６】
請求項５に記載の電流制御プログラムが記録され、サーボモータに組み込まれたコンピュータによって読み取り可能である
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項７】
界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子と、これらを制御する制御部とを備え、
前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流すサーボモータであって、
前記ｄ軸電流の大きさを決定する演算器を備え、
前記演算器は、位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を実施し、
前記位相角決定過程では、
前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、
各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、
前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、
当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが、前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、
前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、
前記ｄ軸電流規定過程では、
前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定する
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。
前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
ことを特徴とするサーボモータ。
【請求項８】
請求項７に記載のサーボモータを備えている
ことを特徴とする射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータにおける電流制御方法、電流制御プログラム、記録媒体、サーボモータおよび射出成形機に関する。詳しくは、ｄｑ変換を施したサーボモータの電機子にｄ軸電流を流すことによって電機子における電圧飽和の発生を防止するための電流制御方法、電流制御プログラム、記録媒体、サーボモータおよび射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボモータの電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を界磁束の方向とするｄｑ変換を施した電機子にｄ軸電流Ｉｄを流すことが行われている（例えば、特許文献１参照）。サーボモータにおいては、ｑ軸電流Ｉｑがトルクを発生させるための有効電流であるのに対して、ｄ軸電流Ｉｄはトルクの発生に寄与しない無効電流である。しかしながら、無効電流であるｄ軸電流Ｉｄを流すことによって、電機子に発生する逆起電力の影響を低減して電圧飽和の発生を防止することができるので、より大きなｑ軸電流Ｉｑを流すことができるようになり、電流・トルク制御を安定して行うことができるようになる。
【０００３】
このことは、特許文献１の図２および図９によく示されている。これらの図は、電機子電圧をｄ軸電圧Ｖｄおよびｑ軸電圧Ｖｑの直交２成分に分けて表示したものである。ｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑとのベクトル和が電機子に印加される総電機子電圧に相当する。同各図中に示されている円はリンク電圧を表しており、総電機子電圧の上限を規定するものである。したがって、総電機子電圧ベクトルの先端がリンク電圧円の内部に入っていれば、同各図の表示に従って所望の電機子電圧を電機子に印加することができるが、逆に、総電機子電圧ベクトルの先端がリンク電圧円の外部に出てしまうと、電圧飽和が発生して同各図の表示に従う所望の電機子電圧が電機子に印加されないため、トルク発生のための所望のｑ軸電流Ｉｑを電機子に流すことができなくなってしまう。
【０００４】
さて、同各図において＋ｑ軸方向のベクトルである逆起電力Ｅは、具体的には、同期型サーボモータに関する公知の式、Ｅ＝ω・Φ、と表される。ここで、ωはサーボモータの回転角速度、Φは電機子巻線に鎖交する総磁束である（以下、特に断らない限り、ω≧０、Φ≧０、との仮定の下で説明する）。
逆起電力Ｅ（＝ω・Φ）は、ωに比例するので、高速回転時ほど大きくなる。同図９において、高速回転時に逆起電力ベクトルＥが大きくなると、その先端がリンク電圧円の周縁に近づくため、大きなｑ軸電流Ｉｑを流すことができなくなってしまう。なぜなら、ｑ軸電流Ｉｑを大きくすると、同図中Ｒ・Ｉｑとして表示される＋ｑ軸方向（Ｅと同方向）の駆動電圧ベクトルが長くなり、Ｅ＋Ｒ・Ｉｑのベクトル和の先端がリンク電圧円の外部に出てしまい、電圧飽和が発生してしまうからである。
【０００５】
しかし、ここで、同図２のように、ｄ軸電流Ｉｄ（≦０）を流せば、不都合は解消する。ｄ軸電流Ｉｄを流すことによって、逆起電力ベクトルＥと逆方向（−ｑ軸方向）の相殺電圧ベクトル−ω・Ｌ・｜Ｉｄ｜を発生することができるからである。−ｑ軸方向の相殺電圧ベクトルが付加されることによって、＋ｑ軸方向の駆動電圧ベクトルＲ・Ｉｑを長くしたとしても、これらのベクトル和としての総電機子電圧ベクトルの先端をリンク電圧円内に留めることが可能になる。したがって、ｄ軸電流Ｉｄを流せば、高速回転時であっても、大きなｑ軸電流Ｉｑを流し続けることができ、安定して大きなトルク（∝Ｉｑ）を発生し続けることができる。
【０００６】
また、ｄ軸電流Ｉｄによって電圧飽和を防止するにあたり、電機子巻線への電圧指令値に基づいてｄ軸電流Ｉｄの大きさを制御し、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく、的確に電圧飽和の発生を防止することができる電流制御方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−８４４００号公報（第２〜第４頁、図２、９）
【特許文献２】特開２００７−１５１２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のサーボモータでは、逆起電力Ｅ（＝ω・Φ）が回転角速度ωに比例することに鑑みて、ｄ軸電流Ｉｄを回転角速度ωのみの１変数関数として定義し、回転角速度ωが大きくなるほど負方向に大きくなるｄ軸電流Ｉｄを流すことによって電圧飽和の発生を防止している（以下、ｄ軸電流Ｉｄは負方向であるものとし、「負方向に大きい」を「大きい」と、「負方向に小さい」を「小さい」と簡略的に記載する）。
【０００９】
特許文献１のサーボモータでは、高速回転時（ω：大）であれば、常に大きなｄ軸電流Ｉｄが流される。しかしながら、高速回転時であっても、例えば、サーボモータにかかる負荷が小さい場合には、発生させるトルクが小さくて済むので、ｑ軸電流Ｉｑ（∝トルク）を小さくすることができる。すると、同図９において、駆動電圧ベクトルＲ・Ｉｑを短くすることができるので、たとえ、高速回転時に逆起電力Ｅが大きくなっても、これらのベクトル和としての総電機子電圧ベクトルの先端をリンク電圧円内に留めることが可能であり、電圧飽和は発生しにくくなる。このため、電圧飽和の発生を防止するための相殺電圧ベクトル−ω・Ｌ・｜Ｉｄ｜も小さくすることができるので、この場合は大きなｄ軸電流Ｉｄを流す必要はない。このように、高速回転時であっても、特許文献１のサーボモータのように電圧飽和の発生を防止するために常に大きなｄ軸電流Ｉｄを流し続ける必要はなく、むしろ、特許文献１のサーボモータでは、本来流す必要がない余分なｄ軸電流Ｉｄを流し続けることによって、本来発生させずに済んだはずの余分な熱が発生され続けてサーボモータの保守管理上追加的な補償措置を講ずる必要が生じたり、サーボモータのエネルギー効率が悪化したりといった様々な問題が生じてしまう。
【００１０】
また、特許文献１のサーボモータでは、低速回転時（ω：小）であれば、流されるｄ軸電流Ｉｄは小さい。しかしながら、低速回転時であっても、例えば、サーボモータにかかる負荷が大きい場合には、発生させるトルクを大きくしなければならないので、ｑ軸電流Ｉｑ（∝トルク）を大きくしなければならない。すると、同図９において、駆動電圧ベクトルＲ・Ｉｑが長くなるので、たとえ、低速回転時に逆起電力Ｅが小さくても、これらのベクトル和としての総電機子電圧ベクトルの先端をリンク電圧円内に留めることが困難になり、電圧飽和が発生しやすくなる。この場合、電圧飽和の発生を防止するためには、相殺電圧ベクトル−ω・Ｌ・｜Ｉｄ｜を大きくする必要があるが、特許文献１のサーボモータでは、低速回転時には小さなｄ軸電流Ｉｄしか流されないので、相殺電圧ベクトルは小さく、電圧飽和の発生を防止するのに十分ではない。
【００１１】
以上のように、特許文献１のサーボモータでは、回転角速度ωに応じてｄ軸電流Ｉｄの大きさを決めているために、高速回転時には余分なｄ軸電流Ｉｄを流してしまう恐れがあり、低速回転時には電圧飽和の発生を的確に防止することができない恐れがある。
【００１２】
一方、特許文献２のサーボモータでは、ｄ軸電流Ｉｄ，ｑ軸電流Ｉｑを、電機子を流れる総電流Ｉ，位相角θ（０°≦θ≦９０°）によって、Ｉｄ＝−｜Ｉ｜・ｓｉｎθ，Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ、と規定し、位相角θ を、各相の電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値に基づいて制御する。
【００１３】
このような特許文献２のサーボモータでは、回転角速度ωによらず電圧指令値に基づいてｄ軸電流Ｉｄを規定するので、高速回転時にも余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく電圧飽和を防止できる。
しかしながら、特許文献２では、所定期間内に電圧指令値が電圧指令値閾値Ｖｏを超えた場合、必ずｄ軸電流Ｉｄを流していた。電圧指令値が電圧指令値閾値Ｖｏを超えたからといって、必ずしも電圧飽和が発生するとはいえないため、特許文献２に記載のサーボモータでも、余分なｄ軸電流を流してしまうおそれがあった。
【００１４】
本発明の目的は、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく、的確に電圧飽和の発生を防止することができる電流制御方法、電流制御プログラム、記録媒体、サーボモータおよび射出成形機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電流制御方法は、界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備えるサーボモータにおいて、前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流す電流制御方法であって、位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を備え、前記位相角決定過程では、前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、前記ｄ軸電流規定過程では、前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定することを特徴とする。
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
【００１６】
本発明の電流制御方法では、位相角決定過程およびｄ軸電流規定過程を実施してｄ軸電流Ｉｄを制御する。
ｄ軸電流規定過程では、ｄ軸電流Ｉｄを、前記式（２）によって規定する。
前記式（２）において、θ＝０°のときには、Ｉｄ＝０となってｄ軸電流Ｉｄが流されず、θ≠０°（０°＜θ≦１８０°）のときには、Ｉｄ＜０となってｄ軸電流Ｉｄが流される。そして、θが大きくなれば、ｄ軸電流Ｉｄは（負方向に）大きくなり、電圧飽和の発生を防止するための相殺電圧ベクトルが大きくなる。
【００１７】
一方、位相角決定過程では、各相の電機子巻線に印加する各電圧指令値の過去の値に基づいて位相角θを決定する。
具体的には、各相への各電圧指令値と電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を周期的に行い、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果に基づいて位相角θを制御する。
各回の比較結果は、「各電圧指令値の全てが電圧指令値閾値Ｖｏを超えていない」（電圧飽和が発生する可能性が低い）というものと、「各電圧指令値の少なくとも１つが電圧指令値閾値Ｖｏを超えている」（電圧飽和が発生する可能性が高い）というものとに２分される。
【００１８】
抽出された所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、「各電圧指令値の少なくとも１つが電圧指令値閾値Ｖｏを超えている」（電圧飽和が発生する可能性が高い）という比較結果の数を回数Ｎとする。
位相角決定過程では、この回数Ｎが、所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、位相角θ＝０°とし、回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、回数Ｎが大きいほど位相角θを大きくする。
つまり、回数Ｎが整数Ｎｂ以下であり、各電圧指令値が電圧指令値閾値Ｖｏを超える頻度が小さい場合には、電圧飽和が発生する可能性が低いので、θ＝０°としてｄ軸電流Ｉｄを流さない。
反対に、回数Ｎが整数Ｎｂを超え、各相への各電圧指令値が電圧指令値閾値Ｖｏを超える頻度が高い場合には、電圧飽和が発生する可能性があるので、ｄ軸電流Ｉｄを流す。このとき、回数Ｎが大きいほど電圧飽和が発生しやすいので、回数Ｎに応じて位相角θを大きくする。
【００１９】
このように、本発明の電流制御方法では、電機子における電圧飽和の発生と直接的に関係する各相の電機子巻線への各電圧指令値に基づいて、電圧飽和が発生しそうな場合に限って、必要最小限のｄ軸電流Ｉｄを流すことができるので、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく、的確に電圧飽和の発生を防止することができる。
【００２０】
本発明の電流制御方法では、前記最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘは、前記電機子の許容最大電流値をＩｍａｘとしたとき、Ｉ＜Ｉｄｍａｘ≦Ｉｍａｘの関係を満たすことが好ましい。
【００２１】
特許文献２に記載のサーボモータでは、電機子の総電流Ｉに基づいてｄ軸電流Ｉｄを規定するので、総電流Ｉが小さい場合にはｄ軸電流Ｉｄが小さくなり、電圧飽和を防止できない場合があった。
これに対し本発明では、電機子の総電流Ｉより大きい最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘに基づいてｄ軸電流Ｉｄを規定するので、総電流Ｉが小さい場合であっても電圧飽和を防止することができる。
【００２２】
本発明の電流制御方法では、前記最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘは、前記許容最大電流値Ｉｍａｘと等しいことが好ましい。
このような構成によれば、ｄ軸電流を最大で許容最大電流値Ｉｍａｘまで大きくすることができ、ｑ軸電流Ｉｑを大きくして高いトルクを得ることが可能となる。
【００２３】
本発明の電流制御方法において、前記位相角決定過程では、前記位相角θの最大値θｍａｘ（０°＜θｍａｘ≦９０°）を設定し、前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、θ＝{（Ｎ−Ｎｂ）／（Ｎｏ−Ｎｂ）}・θｍａｘとすることが好ましい。
このような構成によれば、回数Ｎが整数Ｎｂ以下のときは位相角θ＝０とし、回数Ｎが整数Ｎｂを超えるときは回数Ｎが大きいほど位相角θを大きくすることができる。
【００２４】
本発明の電流制御プログラムは、界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子とを備えるサーボモータに組み込まれたコンピュータにおいて、前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流す電流制御プログラムであって、前記コンピュータに、位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を実施させ、前記位相角決定過程では、前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが、前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、前記ｄ軸電流規定過程では、前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定することを特徴とする。
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
【００２５】
本発明の記録媒体は、前記電流制御プログラムが記録され、サーボモータに組み込まれたコンピュータによって読み取り可能であることを特徴とする。
【００２６】
以上のような電流制御プログラムおよび記録媒体は、前述した本発明の電流制御方法を実施するために利用されるので、本発明の電流制御方法と同じ各作用・効果を奏することができる。
【００２７】
本発明のサーボモータは、界磁と、多相の電機子巻線を有する電機子と、これらを制御する制御部とを備え、前記界磁によって発生される界磁束と、各相の前記電機子巻線に電機子電圧を印加することによって発生される電機子磁束との相互作用に基づいて、前記界磁および前記電機子の相対回転動力を発生する際に、前記電機子における電圧飽和の発生を防止するために、ｄ軸方向を前記界磁束の方向とするｄｑ変換を施した前記電機子にｄ軸電流を流すサーボモータであって、前記ｄ軸電流の大きさを決定する演算器を備え、前記演算器は、位相角θ（０°≦θ≦９０°）を決定する位相角決定過程と、前記電機子に流す前記ｄ軸電流の大きさを決定するｄ軸電流規定過程と、を実施し、前記位相角決定過程では、前記電機子において電圧飽和を発生させることなく各相の前記電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さい所定の電圧指令値閾値Ｖｏを設定し、各相の前記電機子巻線に印加する電機子電圧の指令値である各電圧指令値と前記電圧指令値閾値Ｖｏとの比較を所定周期で継続的に行い、前記所定周期で継続的に得られる比較結果のうち、時間的に直前の所定回数Ｎｏ回分の比較結果を抽出し、当該所定回数Ｎｏ回分の比較結果のうち、前記各電圧指令値の少なくとも１つが前記電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた回数Ｎが、前記所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、前記位相角θ＝０°とし、前記回数Ｎが前記整数Ｎｂを超えている場合、前記回数Ｎが大きいほど前記位相角θを大きくし、前記ｄ軸電流規定過程では、前記位相角決定過程で決定された位相角θを用いて、ｑ軸電流Ｉｑを下記式（１）、ｄ軸電流Ｉｄを下記式（２）によって規定することを特徴とする。
Ｉｑ＝Ｉ・ｃｏｓθ                  …（１）
Ｉｄ＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
（前記式（１）中、Ｉは、前記ｄ軸電流を流さない場合の前記電機子へのｑ軸電流指令値を表す。前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。）
【００２８】
以上のようなサーボモータは、前述した本発明の電流制御方法を実施するための構成を備えているので、本発明の電流制御方法と同じ各作用・効果を奏することができる。
なお、制御部としては上述の電流制御プログラムを実施できるコンピュータが挙げられる。また、制御部は、コンピュータに限らず、上述の電流制御方法を実施できるものであればよく、例えば、サーボアンプやサーボコントローラ等であってもよい。
【００２９】
本発明の射出成形機は、上述のサーボモータを備えていることを特徴とする。
【００３０】
このような射出成形機では、上述のサーボモータを備えるので、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく的確に電圧飽和の発生を防止することができる。
したがって、本発明の射出成形機は、低負荷時には消費電力を抑えることができ、高負荷時には電圧飽和を抑制して正常な成形をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
続いて、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態にかかるサーボモータ１の等価回路図である。
サーボモータ１は、永久磁石によって構成される界磁１１と、３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）の電機子巻線を有する電機子１２とを備える３相同期モータである。界磁１１は、ロータとして回転可能に設けられている。ステータとしての電機子１２の各相の電機子巻線に、互いに位相が１２０°ずつ異なる交流電圧（電機子電圧）を印加すると、この交流電圧と同一の周波数で回転する電機子磁束を発生することができる。界磁１１は、この電機子磁束に対して自身の界磁束を平行にしようとする磁気的な力を受けて、当該電機子磁束に追従して回転する（回転角度ψ、回転角速度ω＝ｄψ／ｄｔ。以下、特に断らない限りω≧０（時計回り）、と仮定する）。以上のようにして、サーボモータ１では回転動力が発生される。
なお、図１において、Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは電機子１２の各相の電機子電圧、Ｒは各相共通の抵抗、Ｌ´は各相共通の自己インダクタンス、Ｍ´は各相間の相互インダクタンスである。また、界磁１１の回転角度ψは、界磁束の方向（界磁１１のＮ極とＳ極とを結ぶ方向）が、電機子１２のｕ相の形成方向に対してなす角度として定義される。
【００３２】
図１のサーボモータ１に対してｄｑ変換を施すと、図２の等価回路が得られる。
図２において、ｄ軸は界磁束の方向と一致され、これと直交する方向にｑ軸が形成されている。図１における３相の電機子巻線は、図２において、ｄ相，ｑ相からなる２相の電機子巻線に変換されている。
図２において、Ｖｄ，Ｖｑは各相の電機子電圧、Ｉｄ，Ｉｑは各相の電機子電流、Ｒは各相共通の抵抗、Ｌは各相共通の自己インダクタンス、Φは各相の電機子巻線に鎖交する総磁束である。これらの各量は、同期モータに関して知られている次の式（３）の回路方程式を満たす。
【００３３】
【数１】
0005265962.tif 000002
…（３）
【００３４】
ここで、Ｐは微分演算子ｄ／ｄｔである。この方程式の右辺の第２項は、ｄｑ各相の電機子巻線に誘起される逆起電力を表しており、Φによる逆起電力Ｅ（＝ω・Φ）がｑ相の電機子巻線だけに誘起されることがわかる。
【００３５】
図２において、サーボモータ１のトルクＴを発生させるのは、ｄ軸方向の界磁束と直交するｑ軸電流Ｉｑである（具体的には、Ｔ∝Φ・Ｉｑ）。これに対してｄ軸電流ＩｄはトルクＴの発生に寄与しない無効電流であるが、特許文献１に記載されているように、負のｄ軸電流Ｉｄを流すことによって、逆起電力Ｅを相殺する相殺電圧成分を発生することができ、電機子１２における電圧飽和の発生を防止することができる。
【００３６】
図３は、図１および図２に示されるサーボモータ１のフィードバック制御ブロック線図である。
位置指令器２１は、所定のパートプログラムに従ってサーボモータ１の回転角度（界磁１１の回転角度ψ）の指令値ψ＊を出力する。指令値ψ＊は、位置比較器２２において、位置センサ３１にて測定された実際の回転角度ψと比較され、両者の角度偏差Δψ＝ψ＊−ψが位置制御器２３に入力される。速度指令器としての位置制御器２３は、角度偏差Δψに基づいて所定の演算を行い、サーボモータ１の回転角速度の指令値ω＊を算出して出力する。指令値ω＊は、速度比較器２４において、速度センサ３２によって測定された実際の回転角速度ωと比較され、両者の速度偏差Δω＝ω＊−ωが速度制御器２５に入力される。総電流指令器としての速度制御器２５は、速度偏差Δωに基づいて所定の演算を行い、サーボモータ１における電機子１２の総電流（総電機子電流）の指令値Ｉ＊を算出して演算器２６に出力する。
この指令値Ｉ＊は、ｄ軸電流を流さない場合の電機子１２へのｑ軸電流指令値である。
【００３７】
演算器２６には、速度制御器２５から出力される総電流指令値Ｉ＊とともに、後述する２相／３相変換器２９から出力されるｕ相，ｖ相，ｗ相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が入力される。
演算器２６は、当該各値に基づいて、位相角決定過程およびｄ軸電流規定過程を実施する。
【００３８】
ｄ軸電流規定過程では、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊が下記式（１）、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊が下記式（２）によって規定される。
Ｉｑ＊＝Ｉ＊・ｃｏｓθ                …（１）
Ｉｄ＊＝−｜Ｉｄｍａｘ｜・ｓｉｎθ    …（２）
前記式（２）中、Ｉｄｍａｘは、任意に設定できる最大ｄ軸電流を表す。Ｉｄｍａｘは、Ｉ＜Ｉｄｍａｘ≦Ｉｍａｘの関係を満たすことがより好ましく、Ｉｄｍａｘ＝Ｉｍａｘであることがさらに好ましい。
【００３９】
位相角決定過程では、以下に説明するように、前記式（１）および式（２）の位相角θ（０°≦θ≦９０°）が決定される。
【００４０】
演算器２６には、サーボモータ１の電機子１２において電圧飽和を発生することなくｕ，ｖ，ｗ各相の電機子巻線に印加することが可能な最大電機子電圧Ｖｍａｘの各値と、当該各最大電機子電圧Ｖｍａｘよりも小さく設定された所定の電圧指令値閾値Ｖｏの各値とが、予め格納されている。ここで、最大電機子電圧Ｖｍａｘの値，電圧指令値閾値Ｖｏの値は、ｕ，ｖ，ｗ各相ごとに異なる値であってもよいが、本実施形態では、ｕ，ｖ，ｗ各相の最大電機子電圧Ｖｍａｘの各値を一律に百分率表示で１００％とし、当該百分率表示の下でｕ，ｖ，ｗ各相の電圧指令値閾値Ｖｏの値を一律に９０％と設定している。
【００４１】
演算器２６は、所定周期（例えば、250μs）で、２相／３相変換器２９から各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を取り込み、当該各値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を前記百分率表示の下での百分率に変換した後、電圧指令値閾値Ｖｏ（＝９０％）と比較する。
【００４２】
比較の結果、各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の全てが電圧指令値閾値Ｖｏを超えていなかった場合、比較結果が『０』であるとして、演算器２６は、当該比較結果『０』を記録する。ここで、比較結果『０』は、各電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の全てが電圧指令値閾値Ｖｏを超えておらず、電圧飽和が発生する可能性が低いということを意味する。
一方、比較の結果、各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の少なくとも１つが電圧指令値閾値Ｖｏを超えていた場合、比較結果が『１』であるとして、演算器２６は、当該比較結果『１』を記録する。ここで、比較結果『１』は、各電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の少なくとも１つが電圧指令値閾値Ｖｏを超えており、電圧飽和が発生する可能性が高いということを意味する。
以上のように、演算器２６は、取り込んだ各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に応じて、『０』または『１』の比較結果を記録する。ここで、演算器２６は、各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を所定周期（例えば、250μs）で取り込んでいるので、『０』または『１』の比較結果も当該所定周期で演算器２６に記録されるようになっている。
【００４３】
演算器２６は、所定周期で記録される比較結果のうち、時間的に直前の少なくとも所定回数Ｎｏ回分の比較結果を記録しておくことができる。
演算器２６は、電圧飽和が発生する可能性が高いということを意味する比較結果『１』の数を回数Ｎとし、回数Ｎが所定回数Ｎｏ未満に設定した整数Ｎｂ以下である場合、位相角θ＝０°とし、回数Ｎが整数Ｎｂを超えている場合、回数Ｎが大きいほど位相角θを大きくする。
具体的には、位相角θの最大値θｍａｘ（０°＜θｍａｘ≦９０°）を設定し、回数Ｎが整数Ｎｂを超えている場合、θ＝{（Ｎ−Ｎｂ）／（Ｎｏ−Ｎｂ）}・θｍａｘとする。
【００４４】
例えば、Ｎｏ＝３２，Ｎｂ＝１６，θｍａｘ＝９０°とした場合、演算器２６は、当該３２回分の比較結果に基づいて、図４に示すような位相角θの制御を行う。
すなわち、演算器２６は、Ｎが１６以下である場合、θ＝０°とし（図４のＡ）、Ｎが１６を超えている場合、θ＝{（Ｎ−Ｎｂ）／（Ｎｏ−Ｎｂ）}・θｍａｘ＝{（Ｎ−１６）／（３２−１６）}・９０°＝（Ｎ／１６）・９０°−９０°とする（図４のＢ）。
【００４５】
ここで、Ｎが１６以下のとき（直前の３２回分の比較結果のうち１６回以上が、電圧飽和が発生する可能性が低いということを意味する『０』であったとき）には、θ＝０°であって、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊は０となり、Ｎが１６を超えるとき（直前の３２回の比較のうち１７回以上において、電圧飽和が発生する可能性が高いということを意味する比較結果『１』が記録されたとき）には、θ≠０°（０°＜θ≦９０°）であって、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊は負の値となる。例えば、直前の３２回の比較のうち２４回において、比較結果『１』が記録されたときには、θ＝４５°であって、Ｉｄ＊＝−｜Ｉｍａｘ｜・（１／√２），Ｉｑ＊＝Ｉ＊・（１／√２）となる。そして、比較結果『１』の数Ｎが大きくなれば、θが大きくなってＩｄ＊（＝−｜Ｉ＊｜・ｓｉｎθ）は（負方向に）大きくなり、Ｎ＝３２（Ｎｏ）となると、θ＝９０°となり、Ｉｄ＊は最大になる。
【００４６】
以上のように、本実施形態では、ｕ，ｖ，ｗ各相の各電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の過去の値（直前の３２回分の比較結果）に基づいて位相角θを制御してｄ軸電流指令Ｉｄ＊の大きさを制御している。なお、本実施形態では、演算器２６が各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を取り込む所定周期で新たな比較結果が得られるようになっており、当該新たな比較結果によって、位相角θの決定に利用される３２回分の比較結果のうち最も古い比較結果が置換されるようになっている。このように、位相角θの決定に利用される直前の３２回分の比較結果が所定周期で順次更新されるので、位相角θも所定周期で順次更新されるようになっている。
【００４７】
演算器２６から出力されたｄｑ各軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、それぞれ、ｄｑ各軸電流比較器２７ｄ，２７ｑにおいて、サーボモータ１の電機子１２に実際に流されているｄｑ各軸電流Ｉｄ，Ｉｑと比較され、ｄｑ各軸電流偏差ΔＩｄ＝Ｉｄ＊−Ｉｄ，ΔＩｑ＝Ｉｑ＊−Ｉｑが電流制御器２８に出力される。ここで、電流比較器２７ｄ，２７ｑに入力されるｄｑ各軸電流Ｉｄ，Ｉｑは、ｄｑ変換前の３相サーボモータ１（図１参照）のｕ，ｖ，ｗ各相の電機子電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを各相ごとに設けられた電流センサ３３ｕ，３３ｖ，３３ｗによって測定し、これらを３相／２相変換器３４によってｄｑ２相のｄｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑに変換することにより得られたものである。
【００４８】
ｄｑ各軸電流偏差ΔＩｄ，ΔＩｑが入力された電流制御器２８は、これらに基づいて所定の演算を行い、ｄｑ各軸電圧指令Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を算出して出力する。
【００４９】
２相／３相変換器２９は、ｄｑ各軸電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊の入力に基づいて所定の演算を行い、ｕｖｗ３相電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出して電力変換器３０に出力する。なお、前述したように、２相／３相変換器２９から出力される各相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、所定周期で演算器２６に取り込まれ、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊の大きさを規定する位相角θの演算に用いられるようにもなっている。
【００５０】
電力変換器３０は、図示しない電源装置によって、２相／３相変換器２９から入力された３相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づく電機子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗをｕ，ｖ，ｗ各相の電機子巻線に印加し、当該各電機子電圧に対応する３相の電機子電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを当該各相の電機子巻線に流す。
【００５１】
以上のように、サーボモータ１では、制御部としてのコンピュータが、図３に示されるフィードバックループを実施することによって、位置，速度，電圧または電流が適切に制御されるようになっている。
【００５２】
［第１実施形態の作用効果］
以上のように、本実施形態では、電機子における電圧飽和の発生と直接的に関係する各相の電機子巻線への各電圧指令値に基づいて、電圧飽和が発生しそうな場合に限って、必要最小限のｄ軸電流Ｉｄを流すことができるので、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく、的確に電圧飽和の発生を防止することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、電機子の総電流Ｉより大きい最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘに基づいてｄ軸電流指令Ｉｄ＊を規定するので、特許文献２に記載のサーボモータと異なり、総電流Ｉが小さい場合であっても電圧飽和を防止することができる。
特に、最大ｄ軸電流Ｉｄｍａｘを許容最大電流値Ｉｍａｘと等しくすれば、ｑ軸電流Ｉｑを最大限に大きくして高いトルクを得ることが可能になるとともに、良好なＴＮ特性を得ることができる。
【００５４】
さらに、予め設定した整数Ｎｂと回数Ｎとの大小関係に基づいて位相角θを決定することとしたので、回数Ｎが小さく、電圧飽和が発生する可能性が低いときには、ｄ軸電流Ｉｄを流さずに消費電力を抑えることができ、回数Ｎが大きく、電圧飽和が発生する可能性があるときには、ｄ軸電流Ｉｄを流して電圧飽和を防止することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
本実施形態は、上述のサーボモータ１を動力源として備えた射出成形機である。
本実施形態の射出成形機は、サーボモータ１とサーボモータ１を制御するコンピュータとを備え、このコンピュータには、本発明の電流制御方法を実施するための電流制御プログラムが読み込まれている。
電流制御プログラムの読み込み方法は特に限定されないが、例えば、電流制御プログラムが記録された記録媒体から読み込むことができる。
【００５６】
このような射出成形機は、上述のサーボモータを備えるので、余分なｄ軸電流Ｉｄを流すことなく的確に電圧飽和の発生を防止することができ、しかも、良好なＴＮ特性を示す。
したがって、本発明の射出成形機は、低負荷時には消費電力を抑えることができ、高負荷時には電圧飽和を抑制して正常な成形をすることができる。
【００５７】
［変形例］
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
上述の各実施形態において、電圧指令値閾値Ｖｏを最大電機子電圧Ｖｍａｘの９０％とし、Ｎｏ＝３２，Ｎｂ＝１６，θｍａｘ＝９０°としたが、これらの数値に限定されず、任意に設定することができる。
例えば、θｍａｘは、以下のように、必要とされるｄ軸電流Ｉｄの大きさから逆算してもよい。
【００５８】
各相の電機子電圧Ｖｄ，Ｖｑの合成電圧Ｖ＝√(Ｖｄ２＋Ｖｑ２)は、最大電機子電圧Ｖｍａｘの１／√２倍まで大きくなる。つまり、Ｖ＝Ｖｍａｘ／√２になると電圧飽和となる。
使いたいモータの最大性能（モータの回転数ωとそのときのトルクＴ）が決まれば、上記回路方程式と、Ｔ＝Ｋｔ×Ｉｑから、必要なｑ軸電流Ｉｑが求められる。
このような合成電圧Ｖとｑ軸電流Ｉｑに加え、モータ固有の抵抗Ｒ、自己インダクタンスＬ、電機子巻線に鎖交する総磁束Φ、トルク定数Ｋｔ、使いたい回転数ωを、前記式（３）の回路方程式に代入することにより、必要なｄ軸電流Ｉｄが求められる。
必要なｄ軸電流Ｉｄが決まれば、前記式（２）からθｍａｘを決定することができる。
このようなθｍａｘが設定されていれば、上記の最大性能でモータを動作させた場合にも電圧飽和を防止することができる。
【００５９】
また、例えば、電圧指令値閾値Ｖｏについて、通常の電流制御では、電機子に印加できる電圧は、最大電機子電圧Ｖｍａｘの√３／２倍までとなることから、電圧指令値閾値Ｖｏ＝Ｖｍａｘ×√３／２としてもよい。
【００６０】
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。
【００６１】
［実施例１］
上述の第２実施形態の射出成形機を用いてポリカーボネート製のバッテリーケースを成形した。射出速度は３００ｍｍ／ｓｅｃである。
このときのｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を図５に示す。図５において、縦軸は電圧（Ｖ）、横軸は時間（ｓｅｃ）である。速度は、１Ｖあたり６３．８ｍｍ／ｓｅｃ、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊は、１Ｖあたり４０．８２Ａである。
なお、本実施例および以下の実施例、比較例では、複数回の射出における各データの平均値をグラフ化している。
図５から、０．０５ｓｅｃ付近からｄ軸電流指令Ｉｄ＊が負方向に変化し、ｄ軸電流Ｉｄが流されていることがわかる。波形が乱れているのは、各電圧指令値が電圧指令値閾値Ｖｏを超える頻度（回数Ｎ）にもとづいてθを制御しているためである。
そして、図５中、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊が±６Ｖの範囲にあり、電圧飽和を発生させることなくｑ軸電流Ｉｑを制御できていることがわかる。
射出軸の速度も滑らかに推移しており、バリやヒケのない良好なバッテリーケースが得られた。
【００６２】
［比較例１］
ｄ軸電流Ｉｄを流さないこと以外は、実施例１と同様にしてバッテリーケースの成形を実施した。
図６に、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を示す。単位等は図５と同様である。
ｄ軸電流Ｉｄを流さないので、図６において、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊は０のままである。このため、０．１ｓｅｃから０．１３ｓｅｃの間において、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊が±６Ｖの範囲を超え、電圧飽和が発生している。
電圧飽和のため射出軸の速度を適切に制御することができず、０．１ｓｅｃから０．１５ｓｅｃの間の速度に乱れが見られた。
成形したバッテリーケースにはバリやヒケが発生していた。
【００６３】
［実施例２］
ポリプロピレンを第２実施形態の射出成形機のバレル内に充填し、これを射出して少量のポリプロピレンがバレル内に残るようにした。この少量のポリプロピレンを潤滑剤として、いわゆる空射ちを実施し、高速で低負荷の場合の電流制御を評価した。射出速度は３２５ｍｍ／ｓｅｃである。
このときのｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を図７に示す。単位等は図５と同様である。
図７から、実施例１の場合と同様に電圧飽和が適切に防止されていることがわかる。また、図５と図７のｄ軸電流指令Ｉｄ＊を比較すると、空射ちの実施例２では、不要なｄ軸電流指令Ｉｄ＊を小さくしていることがわかる。
【００６４】
［比較例２］
速度に応じたｄ軸電流Ｉｄを流す特許文献１に記載の電流制御を実施した以外は、実施例２と同様にして空射ちを実施した。
このときのｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を図８に示す。単位等は図５と同様である。
図８から、電圧飽和が防止されていることがわかるが、図７と比較すると、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊が大きく、実施例２に比べて無駄なｄ軸電流Ｉｄを流していることがわかる。
【００６５】
図９に、実施例２および比較例２における電力の変化を示す。図９において、縦軸は電力（Ｗ）、横軸は時間（ｓｅｃ）である。
図９から、ｄ軸電流Ｉｄの小さい実施例２は、比較例２にくらべ消費電力が小さいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、サーボモータにおける電流制御方法、電流制御プログラム、記録媒体、サーボモータおよび射出成形機として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるサーボモータの等価回路図である。
【図２】前記第１実施形態にかかるサーボモータに対してｄｑ変換を施して得られる等価回路図である。
【図３】前記第１実施形態にかかるサーボモータのフィードバック制御ブロック線図である。
【図４】前記第１実施形態の位相角決定過程における位相角θの制御を示すグラフである。
【図５】実施例１におけるｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を示すグラフである。
【図６】比較例１におけるｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を示すグラフである。
【図７】実施例２におけるｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を示すグラフである。
【図８】比較例２におけるｄ軸電流指令Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊および射出軸の速度を示すグラフである。
【図９】実施例２および比較例２における電力の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１…サーボモータ
１１…界磁
１２…電機子
２１…位置指令器
２３…位置制御器
２５…速度制御器
２６…演算器
２８…電流制御器
２９…２相／３相変換器
３０…電力変換器
３１…位置センサ
３２…速度センサ
３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ…電流センサ
３４…３相／２相変換器
【図１】
0005265962.tif 000003
【図２】
0005265962.tif 000004
【図３】
0005265962.tif 000005
【図４】
0005265962.tif 000006
【図５】
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【図６】
0005265962.tif 000008
【図７】
0005265962.tif 000009
【図８】
0005265962.tif 000010
【図９】
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