(57)【要約】【課題】余剰電力を蓄電池等に蓄えることで省エネルギー化を実現できるとともに、蓄電池等を小型化・低コスト化でき、高効率で蓄電池等を運用でき、且つ短時間の回生電力であっても蓄電池等に蓄電できる多軸モータ駆動装置を提供する。【解決手段】多軸モータ駆動装置１は、直流電源ライン１０と、直流電源ライン１０からの直流電源電圧ＶＤＣを交流電源電圧に変換して交流モータ６０へ供給するためのインバータ回路２１を有する複数のインバータモジュール２０とを備え、複数のインバータモジュール２０のうち一部のインバータモジュール２０の駆動電力出力端２３に、交流モータ６０に代えてコイルユニット４０及び蓄電池５０が接続される。【選択図】図１
2009201260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交流モータを駆動する多軸モータ駆動装置であって、
直流電源ラインと、
前記直流電源ラインからの直流電源電圧を交流電源電圧に変換して各交流モータへ供給するためのインバータ回路を有するＮ個（Ｎは３以上の整数）のインバータモジュールと
を備え、
前記Ｎ個のインバータモジュールのそれぞれは、
前記直流電源ラインと電気的に接続されて前記直流電源電圧を受ける電源入力端と、
各交流モータと電気的に接続されて前記交流電源電圧を該交流モータへ供給する駆動電力出力端と
を有しており、
前記Ｎ個のインバータモジュールのうちＭ個（Ｎ−Ｍ≧２、且つＭは１以上の整数）の前記インバータモジュールの前記駆動電力出力端に、前記交流モータに代えてコイル及び蓄電手段が接続されることを特徴とする、多軸モータ駆動装置。
【請求項２】
前記Ｍ個のインバータモジュールの前記インバータ回路を駆動して前記蓄電手段の充放電を制御する制御部を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項３】
前記Ｎ個のインバータモジュールのそれぞれが、前記インバータ回路を駆動するための集積回路を有しており、
前記Ｍ個のインバータモジュールにおいて、前記制御部が前記集積回路内に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項４】
前記制御部を有する制御モジュールを、前記Ｎ個のインバータモジュールとは別に備えることを特徴とする、請求項２に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項５】
前記インバータモジュールの前記駆動電力出力端に対し着脱可能なコネクタによって前記コイルの一端が前記駆動電力出力端に接続されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項６】
前記Ｎ個のインバータモジュールの各インバータ回路が三相インバータブリッジにより構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項７】
交流電源からの電圧を前記直流電源電圧に変換して前記直流電源ラインに供給する整流器を更に備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多軸モータ駆動装置。
【請求項８】
交流電源からの電圧を前記直流電源電圧に変換して前記直流電源ラインに供給する整流器を前記直流電源ラインに接続するためのコネクタを更に備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多軸モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多軸モータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多軸の交流モータを同時に駆動するために、一つの交流電源から供給された電圧を直流電源電圧に変換し、この直流電源電圧を、各交流モータに対応するインバータ回路によって交流電力に再変換して各交流モータへ供給する方式が用いられている。この方式では、ある交流モータが力行し別の交流モータが回生するとき、直流電源ライン（ＤＣバス）を介してこれらの交流モータの間でエネルギーの授受が行われる。したがって、各インバータ回路へ個別に電源電圧を供給する構成と比較して、電力効率がよく省エネルギー効果が期待できる。しかしながら、従来の装置では、回生エネルギーが力行エネルギーより大きくなる場合にその余剰電力を抵抗器で消費させる方式を採用しており、このような方式は省エネルギー化の観点から好ましくない。
【０００３】
例えば特許文献１に記載された電動機の駆動装置は、三相交流電源電圧から変換された直流電源電圧を複数の三相交流電動機の各インバータ回路に並列に給電し、各インバータ回路において再び三相交流電圧に変換して三相交流電動機に給電する構成を備えている。そして、上記課題を解決するため、各電動機からインバータ回路を介して直流電源ラインへ回生される電力をバッテリーに充電するようにし、また回生電力が所定値を越えた時に回生電力を三相交流電圧に変換して三相交流電源へ戻している。
【特許文献１】特開２０００−２０１４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記方式においては、一つの交流電源からの交流電源電圧を整流することにより直流電源電圧に変換することが一般的であり、したがって直流電源電圧の大きさは１４０［Ｖ］〜６００［Ｖ］程度と比較的高くなる。このため、特許文献１に記載された構成のように直流電源ラインに蓄電池（バッテリー）を直接接続すると、蓄電池の仕様上の入力電圧上限値を一般的な蓄電池より高くする必要があり、コストの低減や小型化を妨げる要因となる。また、蓄電池の蓄電量が積極的に制御されないため蓄電池の運用を高効率で行うことが難しく、蓄電池の最大容量に十分な余裕を見込む必要がある。更に、蓄電池の端子電圧と直流電源電圧とを互いに近い大きさに設定した場合、余剰電力が急激に大きくなると蓄電池の端子電圧が過大となり蓄電池が故障するおそれがあるので、短時間の回生電力を蓄電池に蓄電することが困難となる。
【０００５】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、余剰電力を蓄電池等に蓄えることで省エネルギー化を実現できるとともに、蓄電池等を小型化・低コスト化でき、高効率で蓄電池等を運用でき、且つ短時間の回生電力であっても蓄電池等に蓄電できる多軸モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明による多軸モータ駆動装置は、複数の交流モータを駆動する多軸モータ駆動装置であって、直流電源ラインと、直流電源ラインからの直流電源電圧を交流電源電圧に変換して複数の交流モータへ供給するためのインバータ回路を有するＮ個（Ｎは３以上の整数）のインバータモジュールとを備え、Ｎ個のインバータモジュールのそれぞれは、直流電源ラインと電気的に接続されて直流電源電圧を受ける電源入力端と、各交流モータと電気的に接続されて交流電源電圧を該交流モータへ供給する駆動電力出力端とを有しており、Ｎ個のインバータモジュールのうちＭ個（Ｎ−Ｍ≧２、且つＭは１以上の整数）のインバータモジュールの駆動電力出力端に、交流モータに代えてコイル及び蓄電手段が接続されることを特徴とする。
【０００７】
交流モータに使用されるインバータ回路は直流−交流変換を行うが、このようなインバータ回路にコイルを接続すれば、直流−直流変換回路を構成することができ、且つインバータ回路を制御することで変換後の直流電圧値を任意に設定できる。上記した多軸モータ駆動装置においては、Ｎ個のインバータモジュールの一部（Ｍ個）のインバータモジュールの駆動電力出力端にコイル及び蓄電手段（蓄電池や容量素子等）を接続することにより、直流電源ラインにおける直流電源電圧値に拘わらず、インバータ回路を制御することで蓄電手段の端子電圧値を任意の大きさに設定することができる。従って、直流電源ラインにおける直流電源電圧が例えば１４０［Ｖ］〜６００［Ｖ］といった比較的高い電圧である場合においても、蓄電手段の仕様上の入力電圧上限値を低く抑えることが可能となり、コストの低減や小型化を実現できる。また、蓄電手段の蓄電量を積極的に制御することが可能となり、蓄電手段の運用を高効率で行うことができる。更に、余剰電力が急激に大きくなったとしても蓄電手段の端子電圧を安定的に保つことができるので、短時間の回生電力を蓄電手段に蓄電することが可能となる。
【０００８】
また、多軸モータ駆動装置は、Ｍ個のインバータモジュールのインバータ回路を駆動して蓄電手段の充放電を制御する制御部を更に備えることを特徴としてもよい。これにより、蓄電手段の端子電圧を任意の大きさに好適に制御できる。この場合、上記Ｎ個のインバータモジュールのそれぞれが、インバータ回路を駆動するための集積回路を有しており、上記Ｍ個のインバータモジュールにおいて、制御部が集積回路内に設けられているとよい。或いは、多軸モータ駆動装置が、制御部を有する制御モジュールを、Ｎ個のインバータモジュールとは別に備えてもよい。
【０００９】
また、多軸モータ駆動装置は、インバータモジュールの駆動電力出力端に対し着脱可能なコネクタによってコイルの一端が駆動電力出力端に接続されることを特徴としてもよい。このようにインバータモジュールに対してコイルを着脱可能とすることにより、交流モータを駆動するためのインバータモジュールを蓄電手段制御に容易に流用できる。例えば、５個の制御軸が必要な加工機械に対して５つの制御軸を有する多軸モジュールを使用し、その後、４つの制御軸が必要な加工機械に当該多軸モータ駆動装置を適用したい場合、余った一つの制御軸を蓄電手段として利用することもできる。
【００１０】
また、多軸モータ駆動装置は、Ｎ個のインバータモジュールの各インバータ回路が三相インバータブリッジにより構成されていることを特徴としてもよい。これにより、Ｎ個のインバータモジュールを、一般的な交流モータである三相交流モータを駆動するために使用しつつ、一部（Ｍ個）のインバータモジュールを蓄電手段制御に使用できるので、低コスト化が可能となる。また、適切な位相制御を行うことにより、コイルの小型化も可能となる。
【００１１】
また、多軸モータ駆動装置は、交流電源からの電圧を直流電源電圧に変換して直流電源ラインに供給する整流器を更に備えることを特徴としてもよい。或いは、多軸モータ駆動装置は、交流電源からの電圧を直流電源電圧に変換して直流電源ラインに供給する整流器を直流電源ラインに接続するためのコネクタを更に備えることを特徴としてもよい。これらのうち何れかの構成によって、直流電源ラインに対して直流電源電圧を好適に供給できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る多軸モータ駆動装置によれば、余剰電力を蓄電池等の蓄電手段に蓄えることで省エネルギー化を実現できるとともに、蓄電手段を小型化・低コスト化でき、高効率で蓄電手段を運用でき、且つ短時間の回生電力であっても蓄電手段に蓄電することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明による多軸モータ駆動装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明に係る多軸モータ駆動装置の一実施形態の構成を示す回路図である。本実施形態の多軸モータ駆動装置１は、複数の交流モータＭを駆動するための装置であって、直流電源ライン１０、直流電源ライン１０と電気的に各々接続されたＮ個（Ｎは３以上の整数）のインバータモジュール２０、および直流電源ライン１０と電気的に接続された電源コンバータモジュール３０を備えている。
【００１５】
直流電源ライン１０は、各インバータモジュール２０に直流電源電圧ＶＤＣを供給するためのＤＣバスである。直流電源ライン１０は、正電圧および負電圧をそれぞれ供給する二本の配線によって構成されている。直流電源ライン１０には、電源コンバータモジュール３０から直流電源電圧ＶＤＣが供給される。電源コンバータモジュール３０は、本実施形態における整流器であり、直列に接続された２つのダイオードからなる組が並列に３組接続されてなる。そして、電源コンバータモジュール３０は、交流電源Ｐからの三相交流電源電圧を直流電源電圧ＶＤＣに変換して直流電源ライン１０に供給する。なお、このような整流器は、本実施形態のように多軸モータ駆動装置１に含まれてもよく、或いは、外部の整流器を直流電源ライン１０に接続するためのコネクタを多軸モータ駆動装置が備える構成であってもよい。
【００１６】
Ｎ個のインバータモジュール２０は、直流電源ライン１０からの直流電源電圧ＶＤＣを三相交流電源電圧に変換して各交流モータ６０へ供給するためのインバータ回路２１をそれぞれ有している。また、Ｎ個のインバータモジュール２０のそれぞれは、直流電源ライン１０と電気的に接続されて直流電源電圧ＶＤＣを受ける電源入力端２２と、各交流モータ６０と電気的に接続されて交流電源電圧を各交流モータ６０へ供給する駆動電力出力端２３とを有している。但し、Ｎ個のインバータモジュール２０のうちＭ個（Ｎ−Ｍ≧２、且つＭは１以上の整数。本実施形態ではＭ＝１）のインバータモジュール２０の駆動電力出力端２３には、交流モータ６０に代えてコイルユニット４０および蓄電池（バッテリー）５０が接続されている。なお、コイルユニット４０および蓄電池５０が接続されたインバータモジュール２０のインバータ回路２１の回路構成は、交流モータ６０が接続された他のインバータモジュール２０のインバータ回路２１の回路構成と基本構成が同じである。
【００１７】
各インバータモジュール２０のインバータ回路２１は、それぞれ三相インバータブリッジによって構成されている。すなわち、各インバータ回路２１は、直列に接続された２つのトランジスタからなる組（ブリッジ）が３組並列に接続されて成り、各トランジスタ組の一端が正電圧側の直流電源ライン１０と接続され、他端が負電圧側の直流電源ライン１０と接続されている。そして、各トランジスタ組におけるトランジスタ同士の接続点は、各交流モータの電源入力端子か、或いはコイルユニット４０の一端と接続されている。また、各トランジスタと並列に、ダイオードが逆方向接続されている。
【００１８】
コイルユニット４０は各相に対応する三つのコイル（リアクトル）から構成されており、各コイルの一端がインバータ回路２１の各相のブリッジにそれぞれ接続されており、各コイルの他端は全て蓄電池５０の一端子に接続されている。本実施形態では、各コイルの一端はインバータモジュール２０の駆動電力出力端２３に対し着脱可能なコネクタによって接続されており、交流モータ６０との置換容易性が確保されている。なお、多軸モータ駆動装置１は、コイルユニット４０に代えて、インバータ回路２１の三相のブリッジすべてと接続された単独のコイルを備えても良い。この構成によれば、充放電の電流の大きさ、蓄電池の容量、電圧に合わせてコイルの容量を自在に変更することができる。したがって運転状況の変化や適用される装置の変更に対応して多軸モータ駆動装置全体を変えなくて済むので、非常に扱いやすい。
【００１９】
蓄電池５０は、本実施形態における蓄電手段である。蓄電池５０としては、例えば２４Ｖ、４８Ｖ、または９６Ｖといった低圧のバッテリーが好適に用いられる。蓄電池５０の一方の端子はコイルユニット４０に接続されており、他方の端子は直流電源ライン１０の負電圧側に接続されている。なお、蓄電手段としては、蓄電池５０に代えて、例えば容量素子（コンデンサ）等の他の電気素子を使用してもよい。
【００２０】
図２は、交流モータ６０が接続されたインバータモジュール２０のインバータ回路２１を制御するための構成の一例を示す図である。多軸モータ駆動装置１は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換器２４、制御用マイコン２５、及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２６を更に備えている。制御用マイコン２５及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２６は、インバータ回路２１を駆動するための集積回路内に設けられており、Ａ／Ｄ変換器２４と共にインバータモジュール２０に実装されている。これらＡ／Ｄ変換器２４、制御用マイコン２５、及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２６は、インバータ回路２１から交流モータ６０への交流電源電圧の供給、および交流モータ６０からインバータ回路２１への電力回生を制御する。
【００２１】
具体的には、Ａ／Ｄ変換器２４は、インバータ回路２１の各相と交流モータ６０との間の電圧値および電流値、並びに直流電源ライン１０における直流電源電圧値を入力する。そして、Ａ／Ｄ変換器２４は、これらの情報をデジタル化して制御用マイコン２５に伝える。制御用マイコン２５は、インバータモジュール２０の外部から入力された操作入力情報とＡ／Ｄ変換器２４からの情報とを基に、力行および回生の何れかを判断してインバータ回路２１へ提供される駆動信号を決定する。モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６は、制御用マイコン２５からの指令に基づいて駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成し、インバータ回路２１の各トランジスタのベースにこの駆動信号を提供する。
【００２２】
ここで、図３は、モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６における駆動信号の生成方法を説明するための図である。なお、図３（ａ）に示すグラフＡは周期的な三角波信号を示しており、グラフＢはＰＷＭのデューティ比を決定するための指令値である。また、グラフＣは、インバータ回路２１に含まれるトランジスタのうち正電圧側に接続されたトランジスタ（以下、正側トランジスタ）のベースへ印加される駆動信号の波形を示しており、グラフＤは、負電圧側に接続されたトランジスタ（以下、負側トランジスタ）のベースへ印加される駆動信号の波形を示している。
【００２３】
モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６では、三角波信号（グラフＡ）と指令値（グラフＢ）とを比較し、三角波信号のほうが指令値より大きい場合には正側トランジスタへの駆動信号（グラフＣ）をハイレベルとし、負側トランジスタへの駆動信号（グラフＤ）をローレベルとする。逆に、指令値のほうが三角波信号より大きい場合には正側トランジスタへの駆動信号をローレベルとし、負側トランジスタへの駆動信号をハイレベルとする。そして、モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６に入力される指令値の大きさを変化させることで、駆動信号のデューティ比を制御することができる。なお、正側トランジスタと負側トランジスタとが同時にオンとなることを避けるために、正側トランジスタへの駆動信号（グラフＣ）をハイレベルとする期間と、負側トランジスタへの駆動信号（グラフＤ）をハイレベルとする期間との間に、正側トランジスタへの駆動信号及び負側トランジスタへの駆動信号を共にローレベルとする期間（デッドタイム）を設けるとよい。
【００２４】
また、モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６に入力される指令値は、図３（ｂ）に示すように正弦波状に変動する。したがって、モータ制御用ＰＷＭ発生回路２６は、駆動信号として周期的にデューティ比が変化するＰＷＭ信号（グラフＥ）を生成することとなる。
【００２５】
図４は、コイルユニット４０および蓄電池５０が接続されたインバータモジュール２０のインバータ回路２１を制御するための構成の一例を示す図である。多軸モータ駆動装置１は、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器２７、制御用マイコン２８、及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２９を備えており、これらは図２に示したＡ／Ｄ変換器２４、制御用マイコン２５、及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２６と同種の回路部品によって実現される。すなわち、制御用マイコン２８及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２９は、インバータ回路２１を駆動するための集積回路内に設けられており、Ａ／Ｄ変換器２７と共にインバータモジュール２０に実装されている。また、Ａ／Ｄ変換器２７、制御用マイコン２８、及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２９の接続関係は図２と同様であるが、これらの動作は図２とは異なっており、インバータ回路２１を駆動して、インバータ回路２１から蓄電池５０への直流電力の蓄電、および蓄電池５０からインバータ回路２１への直流電力の放電の制御を行う。なお、制御用マイコン２８及び制御用ＰＷＭ発生回路２９は本実施形態における制御部である。すなわち、制御用マイコンのプログラムを書き換えることにより、基本構成は同じでモータ駆動と蓄電駆動とを切り換えることができる。したがって制御用マイコンに外部コンピュータとの通信を行うための接続部を有していてもよいし、プログラムが異なる同じマイコンを交換してもよい。
【００２６】
具体的には、Ａ／Ｄ変換器２７は、インバータ回路２１の各相と蓄電池５０との間に流れる電流値、蓄電池５０の端子電圧値、並びに直流電源ライン１０における直流電源電圧値を入力する。そして、Ａ／Ｄ変換器２７は、これらの情報をデジタル化して制御用マイコン２８に伝える。制御用マイコン２８は、インバータモジュール２０の外部から入力された充放電指示情報とＡ／Ｄ変換器２７からの情報とを基に、充電および放電の何れかを判断してインバータ回路２１へ提供される駆動信号を決定する。モータ制御用ＰＷＭ発生回路２９は、制御用マイコン２８からの指令に基づいて駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成し、インバータ回路２１の各トランジスタのベースにこの駆動信号を提供する。
【００２７】
なお、多軸モータ駆動装置１は、上記した制御用マイコン２８及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２９を有する制御モジュールを、インバータモジュール２０とは別に備えてもよい。このような構成であっても、インバータ回路２１から蓄電池５０への直流電力の蓄電、および蓄電池５０からインバータ回路２１への直流電力の放電の制御を好適に行うことができる。
【００２８】
図５は、コイルユニット４０および蓄電池５０が接続されたインバータ回路２１の動作を模式的に示す図である。なお、以下の説明においては、インバータ回路２１を構成する三相のインバータのうち一相について代表して説明するが、他の相についても同様である。
【００２９】
まず、蓄電池５０に電力を充電する際には、インバータ回路２１の負側トランジスタをオフ状態で固定する。このとき、負側トランジスタにはダイオードが並列に逆方向接続されているので、図５（ａ）に示すような回路となる。このような状態で正側トランジスタを或るデューティ比でもって断続的にオン状態とし、コイルユニット４０を通じてその出力を平滑化することにより、当該デューティ比に応じた直流電源電圧が生成され、蓄電池５０が充電される。このとき、正側トランジスタのデューティ比は、蓄電池５０の端子電圧が充電に適した大きさとなるように調整される。
【００３０】
次に、蓄電池５０から電力を放電する際には、インバータ回路２１の正側トランジスタをオフ状態で固定する。このとき、正側トランジスタにもダイオードが並列に逆方向接続されているので、図５（ｂ）に示すような回路となる。このような状態で負側トランジスタを或るデューティ比でもって断続的にオン状態とすることで、コイルユニット４０を含む回路が昇圧回路として働き、蓄電池５０からの電流が上記ダイオードを通じて放電される。
【００３１】
本実施形態の多軸モータ駆動装置１による効果について説明する。通常、交流モータに使用されるインバータ回路は直流−交流変換を行うが、本発明者らは、このようなインバータ回路にコイルを接続すれば、直流−直流変換回路を構成することができ、且つインバータ回路を制御することで変換後の直流電圧値を任意に設定できることに着目した。すなわち、本実施形態の多軸モータ駆動装置１においては、Ｎ個のインバータモジュール２０の一部（Ｍ個。本実施形態ではＭ＝１）のインバータモジュール２０の駆動電力出力端２３にコイルユニット４０及び蓄電池５０を接続することにより、直流電源ライン１０における直流電源電圧ＶＤＣの値に拘わらず、インバータ回路２１を制御することで蓄電池５０の端子電圧値を任意の大きさに設定することができる。従って、直流電源ライン１０における直流電源電圧ＶＤＣが例えば１４０［Ｖ］〜６００［Ｖ］といった比較的高い電圧である場合においても、蓄電池５０の仕様上の入力電圧上限値を低く抑えることが可能となり、例えばＤＣ２４Ｖ、ＤＣ４８Ｖ、またはＤＣ９６Ｖ等の低圧で安価・小型のバッテリーを使用することができる。
【００３２】
また、蓄電池５０の端子電圧を任意に制御することで蓄電池５０の蓄電量を積極的に制御することが可能となり、回生電力を全て蓄電池５０に充電するなど蓄電池５０の運用を高効率で行うことができ、従来の回生用抵抗器を不要とすることができる。更に、余剰電力が急激に大きくなったとしても蓄電池５０の端子電圧を安定的に保つことができるので、短時間の回生電力を蓄電池５０に蓄電することが可能となる。また、蓄電池５０の端子電圧や充放電電流を監視することにより、蓄電池５０の種類に応じた蓄電量の管理や寿命予測を行うことも可能となる。
【００３３】
また、複数の交流モータ６０の多くが力行する際には蓄電池５０から直流電源ライン１０へ直流電力を供給することにより、交流電源Ｐの最大負荷を低減することができる。したがって、交流電源Ｐの機器選定の際に最大負荷ではなく実効負荷を考慮すれば足り、交流電源Ｐの小型化も可能となる。更に、停電時においても蓄電池５０からの電力供給により交流モータ６０の継続運転が可能となる。
【００３４】
また、本実施形態のように、多軸モータ駆動装置１は、コイルユニット４０及び蓄電池５０が接続されたインバータモジュール２０のインバータ回路２１を駆動して蓄電池５０の充放電を制御する制御部（制御用マイコン２８及びモータ制御用ＰＷＭ発生回路２９）を備えることが好ましい。これにより、蓄電池５０の端子電圧を任意の大きさに好適に制御できる。
【００３５】
また、本実施形態のように、インバータモジュール２０の駆動電力出力端２３に対し着脱可能なコネクタによってコイルユニット４０の一端が駆動電力出力端２３に接続されることが好ましい。このようにインバータモジュール２０に対してコイルユニット４０を着脱可能とすることにより、交流モータ６０を駆動するためのインバータモジュール２０を蓄電池５０の充放電制御に容易に流用できる。
【００３６】
また、本実施形態のように、インバータモジュール２０の各インバータ回路２１が三相インバータブリッジにより構成されていると良い。これにより、Ｎ個のインバータモジュール２０を、一般的な交流モータである三相交流モータを駆動するために使用しつつ、一部（Ｍ個）のインバータモジュール２０を蓄電池５０の充放電制御に使用できるので、低コスト化が可能となる。また、適切な位相制御を行うことにより、コイルユニット４０の小型化も可能となる。
【００３７】
また、本実施形態のように、多軸モータ駆動装置１は、交流電源Ｐからの電圧を直流電源電圧ＶＤＣに変換して直流電源ライン１０に供給する電源コンバータモジュール３０を備えると良い。或いは、多軸モータ駆動装置１は、交流電源Ｐからの電圧を直流電源電圧ＶＤＣに変換して直流電源ライン１０に供給する整流器を直流電源ライン１０に接続するためのコネクタを備えても良い。これらのうち何れかの構成によって、直流電源ライン１０に対して直流電源電圧ＶＤＣを好適に供給できる。
【００３８】
本発明による多軸モータ駆動装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態ではインバータ回路として三相インバータブリッジを例示したが、本発明のインバータ回路は、これに限らず例えば一相で駆動してもよく、或いは三相より多くの相で駆動してもよい。本発明は、ロボット、工作機械、ステージ、建設機械、特殊車両のような多軸制御が必要なものを対象に適用可能である。さらに工場の電源装置としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る多軸モータ駆動装置の一実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】交流モータが接続されたインバータモジュールのインバータ回路を制御するための構成の一例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）モータ制御用ＰＷＭ発生回路における駆動信号の生成方法を説明するための図である。
【図４】コイルユニットおよび蓄電池が接続されたインバータモジュールのインバータ回路を制御するための構成の一例を示す図である。
【図５】コイルユニットおよび蓄電池が接続されたインバータ回路の（ａ）充電動作および（ｂ）放電動作を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…多軸モータ駆動装置、１０…直流電源ライン、２０…インバータモジュール、２１…インバータ回路、２２…電源入力端、２３…駆動電力出力端、２４，２７…Ａ／Ｄ変換器、２５，２８…制御用マイコン、２６，２９…昇降圧用ＰＷＭ発生回路、３０…電源コンバータモジュール、４０…コイルユニット、５０…蓄電池、６０…交流モータ、Ｐ…交流電源。
【図１】
2009201260.tif 000003
【図２】
2009201260.tif 000004
【図３】
2009201260.tif 000005
【図４】
2009201260.tif 000006
【図５】
2009201260.tif 000007