JP5319318B2 - モータ駆動制御装置 - Google Patents

Description

交流電源側の電源コンバータ、モータ側のインバータおよび電源コンバータとインバータとを結ぶ直流母線に接続されたエネルギー蓄積装置を含むモータ駆動制御装置に関する。

交流電源側の電源コンバータとモータ側のインバータとを備えたモータ駆動制御装置が広く知られ、かつ多くの産業機械の動力源であるモータの駆動装置として利用されている。ところで、産業機械の中には、常時的に負荷が一定あるいは回転速度が一定であるとは限らず、負荷や回転速度の変動が大きいものがある。また、１工程（サイクル）内に１または複数の負荷一定領域や負荷変動領域を含む場合も多い。

そこで、電源コンバータとインバータとの間の直流回路にエネルギー蓄積装置を配設して、モータの電力変動に対してその交流電源の電力変動を小さくする装置が提案（特許文献１）されている。また、モータの加減速の負荷変動による直流電圧変化を許容するために、加速前に電源コンバータに直流電圧を上げる指令を与え、減速前に直流電圧を下げる指令を与える装置も提案（特許文献２）されている。

これら提案装置によれば、直流電圧を制御してエネルギー蓄積装置の蓄積状態や交流電源への力行／回生状態を調整できるから、交流電流のピーク値抑制や交流電源設備の小型化を図れる。

特開２０００−２３６６７９号公報 特開２００５−２０４３９１号公報

ところで、いずれの提案装置も電源コンバータは常時動作を行なうことを前提としている。適応される産業機械の負荷、回転速度やそれらの変動を含むモータの運転状態が千差万別であること、適応性や汎用性の拡大を目指していること、に起因するものと推察される。

ここに、常時動作方式とすると、電源コンバータの熱定格は常時動作を考慮したものとする必要があるので、冷却フィンサイズなどは常時動作を考慮した大きさとなり、また、常時動作のために損失も発生する。

また、モータ駆動制御装置においても、エネルギー蓄積装置を設けることによる交流電源設備の小型化や低コスト化についての改善だけでは足りない。つまり、モータ駆動制御装置全体、ひいてはこれを採用する産業機械全体として考察すれば、電源コンバータ自体についての小型化等を図ることが重要な課題であると認識する。

本発明の目的は、電源コンバータの小型軽量化および高効率化を図れとともにエネルギー蓄積装置の能力を最大に活かすことができかつ蓄熱容量の最適化を達成できるモータ駆動制御装置を提供することにある。

本発明は、モータの力行時に消費するエネルギーをエネルギー蓄積装置より取出す際および回生時に発生するエネルギーをエネルギー蓄積装置に取り入れる際に、エネルギー蓄積装置から出し入れする電力の依存度が大きくなるように、電源コンバータを動作させない直流電圧区間をもつ、つまり電源コンバータが動作すべき電圧になった時にのみ動作可能に形成したものである。

詳しくは、請求項１の発明に係るモータ駆動制御装置は、交流電源側の電源コンバータ、モータ側のインバータおよび電源コンバータとインバータとを結ぶ直流母線に接続されたエネルギー蓄積装置を含むモータ駆動制御装置において、前記電源コンバータの力行動作電圧を設定する力行動作電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作電圧以下であるときに電源コンバータの力行動作を開始させる力行動作開始制御手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作電圧を超えたときに電源コンバータの力行動作を停止させる力行動作停止制御手段と、前記電源コンバータの回生動作電圧を設定された力行動作電圧よりも高い電圧に設定する回生動作電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作電圧以上であるときに電源コンバータの回生動作を開始させる回生動作開始制御手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作電圧未満のときに電源コンバータの回生動作を停止させる回生動作停止制御手段とを設けたことを特徴とする。請求項２の発明は、前記モータの運転状態に応じて、力行動作電圧を設定変更する力行動作電圧設定変更制御手段および回生動作電圧を設定変更する回生動作電圧設定変更制御手段を設けてある。

請求項３の発明に係るモータ駆動制御装置は、請求項１の場合と同様なモータ駆動制御装置において、前記電源コンバータの力行動作開始電圧を設定する力行動作開始電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作開始電圧に達したことを条件に電源コンバータの力行動作を開始させる力行動作開始制御手段と、前記電源コンバータの力行動作停止電圧を設定された力行動作開始電圧よりも高い電圧に設定する力行動作停止電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作停止電圧に達したことを条件に電源コンバータの力行動作を停止させる力行動作停止制御手段と前記電源コンバータの回生動作開始電圧を設定された回生動作停止電圧よりも高い電圧に設定する回生動作開始電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作開始電圧に達したことを条件に電源コンバータの回生動作を開始させる回生動作開始制御手段と、前記電源コンバータの回生動作停止電圧を設定された力行動作停止電圧よりも高い電圧に設定する回生動作停止電圧設定手段と、前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作停止電圧に達したことを条件に電源コンバータの回生動作を停止させる回生動作停止制御手段とを設けたことを特徴とする。請求項４の発明は、前記モータの運転状態に応じて、力行動作開始電圧および力行動作停止電圧の双方または何れか一方を設定変更する力行動作電圧設定変更制御手段と回生動作開始電圧および回生動作停止電圧の双方または何れか一方を設定変更可能な回生動作電圧設定変更制御手段を設けてある。

請求項５の発明は前記モータの運転状態は、プレス機械のクランク軸の回転角度またはプレス機械の運転パターンである。

請求項６の発明は、電流基準を設定する電流基準設定手段と、検出された前記電源コンバータの負荷電流と設定された電流基準とを比較して検出負荷電流が設定電流基準よりも小さいか否かを判別する電流判別手段と、検出負荷電流が設定電流基準よりも小さいと判別されたことを条件に前記電源コンバータの当該時動作を強制的に停止させる動作強制停止制御手段とを設けてある。

請求項７の発明は、前記電流基準の値がモータ運転状態に対応させて変更可能に形成されている。

請求項８の発明は、前記エネルギー蓄積装置が大容量電解コンデンサおよび電気二重層コンデンサのいずれかまたは両者の組合せである。

請求項９の発明は、前記電源コンバータの変換容量、前記エネルギー蓄積装置の蓄積容量およびモータの運転状態に基づきかつ演算あるいはシミュレーションによって求量した緒元を出力する緒元求量出力手段を設けてある。

請求項１の発明によれば、電源コンバータの小型軽量化および高効率化を図れとともにエネルギー蓄積装置の能力を最大に活かすことができかつ蓄熱容量の最適化を達成できる。請求項２の発明によれば、請求項１の発明の場合に比較してさらなる小型化、高効率化および最適化を図れる。請求項３の発明および請求項４の発明によれば、きめ細かな動作制御ができるので、請求項１および請求項２の場合に比較してそれら効果を一段と向上できる。

請求項５の発明によれば、モータの運転状態をプレス機械の運転状態から正確に把握できる。

請求項６の発明によれば、電源コンバータをきめ細かく動作および動作停止ができるので、請求項１乃至５の各発明の場合に比較して電源コンバータの高効率化を一段と向上できる。請求項７の発明によれば、請求項６の発明の場合に比較してさらなる向上を促進できかつ適応性を拡大できる。

請求項８の発明によれば、エネルギー蓄積装置の具現化が容易である。請求項９の発明によれば、緒元の設定作業を迅速かつ正確に行なえる。

本発明の第１の実施形態に係るモータ駆動制御装置を説明するための回路図である。 同じく、本モータ駆動制御装置を採用するサーボプレスを説明するための概略図である。 同じく、基本制御動作を説明するためのタイミングチャートである。 同じく、基本制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、実施例１を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る基本制御動作を説明するためのタイミングチャートである。 同じく、実施例１を説明するためのタイミングチャートである。 同じく、電圧設定手段および電圧設定動作制御部を説明するためのブロック図である。 本発明の第３の実施形態を説明するための回路図である。 同じく、電源コンバータの強制停止動作等を説明するためのタイミングチャートである。 同じく、電源コンバータの強制停止動作等を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本モータ駆動制御装置３０は、図１〜図４に示す如く、電源コンバータ３１とインバータ４１とを結ぶ直流母線２４に接続されたエネルギー蓄積装置２６を含みサーボモータ（以下、モータと略称する。）１１を駆動制御可能に形成され、力行動作電圧設定手段６５と力行動作開始制御手段９１と力行動作停止制御手段９２とを設け、直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍ以下であるときに電源コンバータ３１の力行動作を開始可能かつ設定された力行動作電圧Ｖｍを超えたときに力行動作を停止可能に形成されるとともに、回生動作電圧設定手段６６と回生動作開始制御手段９５と回生動作停止制御手段９６とを設け、直流電圧Ｖｄが設定された回生動作電圧Ｖｒ以上であるときに電源コンバータ３１の回生動作を開始可能かつ回生動作電圧Ｖｒ未満のときに回生動作を停止可能に形成されている。すなわち、設定力行動作電圧Ｖｍを中心とした力行動作開始・停止と設定回生動作電圧Ｖｒを中心とした回生動作開始・停止とを実行できる。請求項１の発明に対応する。

以下では、本モータ駆動制御装置３０は、比較的に負荷変動が大きな例として選択したサーボプレス１０のモータ１１を駆動制御する場合について説明する。このサーボプレス１０は、モータ１１でスライド駆動機構を駆動し、スライド１６を昇降させつつ加工領域でプレス成形（プレス加工）する産業機械である。

サーボプレス１０の概略構成を示す図２において、モータ１１のモータ軸１１Ｓに接続されたギヤ１２にメインギヤ１３が噛み合わされ、メインギヤ１３にはスライド駆動機構（クランク機構）のクランク軸１４と、コンロッド１５が接続されている。モータ１１を駆動することで、スライド１６を静止側のボルスタ１７に対して昇降しつつ加工領域でプレス成形可能である。クランク軸１４はモータ１１の正転、逆転、速度可変制御により自由に回転駆動されるので、各種スライドモーション（モータの運転状態）を自在に設定でき、これらの組合せや切換使用が可能である。プレス成形品の精度および生産性を向上でき、プレス成形態様に対する適応性が広い。

モータ１１の回転速度（回転位置）は図１に示すエンコーダ４５で検出され、信号Ｄｅｃとして速度制御部４３およびプレス駆動制御部７０に入力される。速度制御部に代え位置制御部（４３）を用いても実施することができる。

なお、モータ１１としては、永久磁石を用いた同期モータや、誘導モータ、リラクタンスモータなどが利用できる。ここでは、交流サーボモータ（モータ１１）は同期モータとして説明する。さらに、交流サーボモータでなく直流サーボモータを採用してもよい。また、スライド駆動機構はクランク機構としたが、他の機構（例えば、リンク機構、ボールネジ機構や直動機構）を用いても実施することができる。

図１において、モータ１１を駆動制御するモータ駆動制御装置３０は、交流電源設備２０側の電源コンバータ３１と、モータ側のインバータ４１からなる。２１は交流電路で、２７が駆動側の交流電路である。交流電路２１には、電圧検出器２２および電流検出器２３が設けられ、電源コンバータ３１とインバータ４１とを結ぶ直流母線（直流電路）２４にはエネルギー蓄積装置２６が接続されている。また、交流電路２７には電流検出器２８が設けられている。以下では、交流電源を符号（２０）で示す。なお、図示の電源コンバータ３１の動作上、その交流電源２０側にリアクトルが必要であるが、図では省略している（図９も同様）。

電源コンバータ３１は、図１に示す可制御素子（トランジスタ等）で構成される回生動作可能型のコンバータであり、可制御素子の制御により力行動作の開始、停止および回生動作の開始、停止を行える。

電流制御部３３は、電圧制御部３５から入力される電流制御信号Ｓｃｉを目標値としかつ電流検出器２３で検出された交流電流Ｉａの値をフィードバック信号とするとともに、電圧検出器２２で検出された交流電圧Ｖａの値を参照しつつＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍを生成出力する。電源コンバータ３１は、ＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍにより電流制御する。なお、動作停止信号（例えば、Ｌレベル）Ｓｓｔｐが入力されたとき、電源コンバータ３１は当該時に実行している動作（力行動作あるいは回生動作）を停止（終了）する。

すなわち、電源コンバータ３１の直流電流Ｉｄと交流電流Ｉａとは比例するので、電流制御部３３は交流電源（２０）の交流電流Ｉａの大きさが電圧制御部３５から出力される電流制御信号Ｓｃｉの大きさに比例するように電源コンバータ３１を制御する。また、交流電源（２０）の電流Ｉａを電圧位相に同期させるために、その電圧Ｖａも検出している。この構成を用いると、電源電流（Ｉａ）を正弦波、かつ、力率１になるように制御できる。なお、電流制御部３３に与える電流指令値（Ｓｃｉ）としては力率＝１に制御するだけでなく、無効分制御も併用して、力率＝１以外の制御ができるのは言うまでもない。また、電流値は電源コンバータ３１のモータ側（２４）から検出してもよい。

電圧制御部３５は、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄを所定値にするように動作し、インバータ４１の力行動作、回生動作に伴う所要電力に応じて、エネルギー蓄積装置２６のエネルギー蓄積制御や電源コンバータ３１の電力授受制御を行なう。すなわち、電圧設定動作制御部６０から入力される動作制御信号Ｓｃｃを目標値としかつ電圧検出器２５で検出された直流電圧Ｖｄの値をフィードバック信号として電流制御信号Ｓｃｉを生成出力する。

この電流制御信号Ｓｃｉは、電源コンバータ３１の出力電流（Ｉｄ）に相応する信号である。交流電源（２０）の力率が１のときは、交流電流Ｉａの大きさに相応する信号である。なお、電圧制御部３５からは、直流電圧Ｖｄの大きさによって電源コンバータ３１を動作（力行動作、回生動作）させるか停止させるかの信号Ｓｓｔｐも出力される。上記の通りＬレベルであるときに動作停止信号（Ｓｓｔｐ）として取り扱う。Ｈレベルの場合は動作を許容する。

次に、速度制御部４３は、モータ１１の速度制御、電流制御、ＰＷＭ制御を実施可能である。通常プレス運転中（モータ１１の通常運転中）は速度制御に基づくＰＷＭ制御により電流を制御しつつモータ１１を回転駆動する。つまり、速度制御部４３は、プレス駆動制御部７０からのプレス速度制御指令信号Ｓｐｒｓｃを入力としかつエンコーダ４５からの検出信号Ｄｅｃおよび電流検出器２８からの検出信号Ｄｉをフィードバック信号として、速度制御信号Ｓｓｐｃを生成しかつインバータ４１に出力する。インバータ４１は、速度制御信号Ｓｓｐｃに応じたＰＷＭ制御によりモータ１１の電流制御を行なう。インバータ４１から可変周波、可変電圧の３相交流電圧がモータ１１に出力され、モータ１１はこれ従って運転（回転駆動）される。なお、速度制御部４３をマイナーループに速度制御部をもつ位置制御部に代えてもモータ１１の電流制御を行なえる。この場合、プレス駆動制御部７０からの指令はプレス１０のスライド１６の位置指令またはクランク軸１４の角度指令であることが望ましい。

プレス駆動制御部７０は、演算部７１、メモリ部７２、いずれも図示しない操作部、表示部、インターフェイス等を含み、運転指令制御部８０から送信された選択プレスパターン（つまり、モータ運転パターン）をメモリ部７２に記憶する。また、記憶した選択プレスパターンに基づき、モータ１１を駆動制御するための上記したプレス速度制御指令信号Ｓｐｒｓｃを生成して速度制御部４３に出力する。さらに、動作指令信号Ｓｓｒを生成して電圧設定動作制御部６０に出力する。この動作指令信号Ｓｓｒで、図４の動作制御進行プログラムが起動される。詳細は後記する。

運転指令制御部８０は、演算部８１、メモリ部８２、操作部８３、表示部８４、図示しないインターフェイス等を含み、パターン設定選択部８５を用いてモータ運転パターン、すなわちスライドモーション（プレス工程のプレスパターン）を設定した場合に、当該プレスパターンをメモリ部８２に記憶することができる。また、パターン設定選択部８５を用いて任意のプレスパターンが選択されたときには、メモリ部８２に記憶されている複数の設定済みプレスパターンの中から当該プレスパターンを抽出しかつ抽出された選択プレスパターンをプレス運転制御指令信号Ｓｐｒｓの一部として上記のプレス駆動制御部７０に出力する。

この運転指令制御部８０内に緒元求量出力手段８７（８１，８２，８４）が形成されている。すなわち、緒元求量出力手段８７は、緒元求量出力制御プログラムを格納させたメモリ部８２と当該プログラムを実行する演算部８１と求量した緒元を目視可能に出力する表示部８４とからなる。緒元求量出力制御プログラムは、操作部８３を用いて入力された電源コンバータ３１の変換容量、エネルギー蓄積装置２６の蓄積容量およびパターン設定選択部８５を用いて設定（あるいは選択）されたプレスパターンに基づき演算（あるいは、シミュレーション等）によって緒元を求量可能かつ電圧設定動作制御部６０へ出力可能に構築されている。緒元求量出力手段８７は、プレス駆動制御部７０内に構築してもよい。

ここに緒元とは、設定すべき力行動作電圧Ｖｍ、回生動作電圧Ｖｒや、これらの設定変更時点情報である。求量した緒元が表示部８４に表示出力されるので、緒元を定量的に知ることができる。図１の力行動作電圧設定手段６５で力行動作電圧Ｖｍを設定でき、回生動作電圧設定手段６６で回生動作電圧Ｖｒを設定することができる。かくして、作業者による緒元設定作業を迅速かつ正確に行なえる。

なお、求量された緒元を送信して電圧設定動作制御部６０（メモリ部６２）に自動設定するように形成してもよい。また、作業性との関係から、緒元求量出力手段８７を電圧設定動作制御部６０内に構築してもよい。

因みに、第２の実施の形態における緒元は、力行動作開始電圧Ｖｍｓ、力行動作停止電圧Ｖｍｒ、回生動作開始電圧Ｖｒｓおよび回生動作停止電圧Ｖｒｒである。これらの設定変更時点情報も含まれる。第３の実施形態の場合は、電流基準Ｉａも緒元に入る。

エネルギー蓄積装置２６としては、２次電池、大容量電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどが採用される。これらの組合せでもよい。この実施の形態では、エネルギー蓄積装置２６は直流母線２４に直接接続されている。エネルギー蓄積装置２６と直流母線２４との電圧が相異する場合には、エネルギー蓄積装置２６を双方向に電力授受可能なＤＣ／ＤＣコンバータを介して直流母線２４に接続する構成としてもよい。なお、エネルギー蓄積装置２６をフライホイール装置から形成することも可能である。

かかるエネルギー蓄積装置２６は、加速時やプレス成形時のようにモータ１１が大量の電力を必要とするときに、蓄積した電力エネルギーをモータ１１側に放電（供給）することができる。エネルギー蓄積装置２６から電力を充放電することにより、電源コンバータ３１や交流電源設備２０の設備容量を低減しかつシステム効率を向上させるためにも有効である。

図１の電圧設定動作制御部６０は、演算部６１、メモリ部６２、いずれも図示しない操作部、表示部、インターフェイス等を含み、電圧設定機能、電圧設定変更機能および動作制御機能を有する。

電圧設定機能としては、力行動作電圧設定手段６５を用いて設定された力行動作電圧Ｖｍおよび回生動作電圧設定手段６６を用いて設定された回生動作電圧Ｖｒを、メモリ部６２の格納エリアに記憶保持する。力行動作電圧Ｖｍの設定値および回生動作電圧Ｖｒの設定値は、それぞれに複数種類を設定記憶することができる。回生動作電圧設定手段６６は、電源コンバータの回生動作電圧Ｖｒを力行動作電圧設定手段６５を用いて設定された力行動作電圧Ｖｍよりも高い電圧に（００４８、００６３）設定することができる。

また、記憶された各複数の力行動作電圧Ｖｍ、回生動作電圧Ｖｒの中から、プレス駆動制御部７０から入力された動作指令信号Ｓｓｒ（力行動作電圧Ｖｍの指定信号、回生動作電圧Ｖｒの指定信号を含む。）に対応する力行動作電圧Ｖｍ、回生動作電圧Ｖｒを抽出してメモリ部６２のワークエリアに記憶する。なお、電圧設定変更機能については、詳細後記の力行動作電圧設定変更制御手段９３、回生動作電圧設定変更制御手段９７との関係において、説明する。

動作制御機能としては、入力される動作指令信号Ｓｓｒを介して指定された力行動作電圧Ｖｍ、および／または回生動作電圧Ｖｒに対応する動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作開始制御信号Ｓｃｍｓ，力行動作停止制御信号Ｓｃｍｒ、回生動作開始制御信号Ｓｃｒｓ，回生動作停止制御信号Ｓｃｒｒを含む。）を生成し、電圧制御部３５へ出力する。

ここで、本発明（請求項１、請求項３）の特徴である力行動作開始制御手段９１および力行動作停止制御手段９２について説明する。また、力行動作電圧設定変更制御手段９３について説明する。

力行動作開始制御手段９１（６１、６２）は、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが力行動作電圧設定手段６５を用いて設定された力行動作電圧Ｖｍ以下であるときに電源コンバータ３１の力行動作を開始させる手段で、この実施の形態では電圧設定動作制御部６０内の力行動作開始制御信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍ以下であるときに当該プログラムを実行して力行動作開始制御信号Ｓｃｍｓ（動作制御信号Ｓｃｃの一部）を生成・出力する演算部６１から形成され、図４のＳＴ１４で起動される。

検出（ＳＴ１０）された直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍ以下であるか否かは、動作電圧判別手段６７（６１、６２）によって判別（ＳＴ１１）される。わずかなヒステリシスを設けて判別するようにしてもよい。下記する回生動作電圧Ｖｒについての判別についても同様である。

力行動作停止制御手段９２（６１、６２）は、直流電圧Ｖｄが力行動作電圧Ｖｍを超えたときに電源コンバータ３１の力行動作を停止させる手段で、電圧設定動作制御部６０内の力行動作停止制御信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、検出された直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍを超えたときに当該プログラムを実行して力行動作停止制御信号Ｓｃｍｒ（動作制御信号Ｓｃｃの一部）を生成・出力する演算部６１とから形成され、図４のＳＴ１３で起動される。設定力行動作電圧Ｖｍを超えたか否かは、上記の動作電圧判別手段６７によって判別（ＳＴ１１）される。

また、力行動作電圧設定変更制御手段９３（７１、７２、６１、６２）は、モータの運転状態（プレス工程のプレスパターン）に応じて力行動作電圧Ｖｍの値を設定変更する手段で、力行動作電圧変更指令信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたプレス駆動制御部７０内のメモリ部７２と、このプログラムを実行して力行動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｍ（電圧設定変更指令信号Ｓｖｇの一部）を生成・出力する演算部７１と、力行動作電圧設定変更制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、当該プログラムを実行して力行動作電圧Ｖｍの値を力行動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｍに対応する値に設定変更する演算部６１とから形成されている。

つまり、メモリ部６２のワークエリアに記憶されているそれまでの力行動作電圧（例えば、Ｖｍｈ）を、メモリ部６２の格納エリアに記憶されている複数の力行動作電圧Ｖｍの値の中から選択プレス工程（プレスパターン）に対応する新たな力行動作電圧（例えば、Ｖｍｌ）を選択しかつワークエリアの力行動作電圧（Ｖｍｈ）を新たな力行動作電圧（Ｖｍｌ）に書き換えることで設定変更する。力行動作電圧Ｖｍの値を設定変更するときは、いままでの変更タイミングについても力行動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｍで規定された新たな変更タイミングに書き換えられる。なお、図５の実施例１では力行動作電圧Ｖｍの値の設定変更はしていない。

この実施の形態では、各信号（Ｄｅｃ、Ｖｄ，Ｓｃｃ）の処理便宜、電源コンバータ３１に対する整合性などの観点から、プレス駆動制御部７０とは別に電圧設定動作制御部６０を設けているが、電圧設定動作制御部６０はプレス駆動制御部７０内に一体的に形成してもよい。さらに、各制御手段９５、９６、９７等は、大部分をソフトウエア資源により処理する方式とされているが、一部または全部をハードロジック的な処理方式とすることも可能である。以下の各制御手段９５、９６、９７等についても同様である。

次に、本発明（請求項１、請求項３）の特徴である回生動作開始制御手段９５および回生動作停止制御手段９６について説明する。また、回生動作電圧設定変更制御手段９７について説明する。

回生動作開始制御手段９５（６１、６２）は、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが回生動作電圧設定手段６６を用いて設定された回生動作電圧Ｖｒ以上であるときに電源コンバータ３１の回生動作を開始させる手段で、この実施の形態では電圧設定動作制御部６０内の回生動作開始制御信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが回生動作電圧設定手段６６を用いて設定された回生動作電圧Ｖｒ以上であるときに当該プログラムを実行して回生動作開始制御信号Ｓｃｒｓ（動作制御信号Ｓｃｃの一部）を生成・出力する演算部６１とから形成され、図４のＳＴ１２で起動される。検出（ＳＴ１０）された直流電圧Ｖｄが設定された回生動作電圧Ｖｒ以上であるか否かは、上記の動作電圧判別手段６７によって判別（ＳＴ１１）される。

回生動作停止制御手段９６（６１、６２）は、直流電圧Ｖｄが設定された回生動作電圧Ｖｒ未満のときに電源コンバータ３１の回生動作を停止させる手段で、回生動作停止制御信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、検出された直流電圧Ｖｄが設定された回生動作電圧Ｖｒを超えたときに当該プログラムを実行して回生動作停止制御信号Ｓｃｒｒ（動作制御信号Ｓｃｃの一部）を生成・出力する演算部６１とから形成され、図４のＳＴ１３で起動される。検出（ＳＴ１０）された直流電圧Ｖｄが設定された回生動作電圧Ｖｒ未満であるか否かは、上記の動作電圧判別手段６７によって判別（ＳＴ１１）される。

次に、回生動作電圧設定変更制御手段９７（７１、７２、６１、６２）は、モータの運転状態（プレス工程のプレスパターン）に応じて回生動作電圧Ｖｒの値を設定変更する手段で、回生動作電圧変更指令信号用の信号生成出力制御プログラムを格納させたメモリ部７２と、このプログラムを実行して回生動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｒ（電圧設定変更指令信号Ｓｖｇの一部）を生成・出力する演算部７１と、回生動作電圧設定変更制御プログラムを格納させたメモリ部６２と、当該プログラムを実行して回生動作電圧Ｖｒの値を回生動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｒに対応する値に設定変更する演算部６１とからなる。

つまり、メモリ部６２のワークエリアに記憶されているそれまでの回生動作電圧（例えば、Ｖｒｌ）を、メモリ部６２の格納エリアに記憶されている複数の回生動作電圧Ｖｒの値の中から選択プレス工程（プレスパターン）に対応する新たな回生動作電圧（例えば、Ｖｒｈ）を選択しかつワークエリアの回生動作電圧（Ｖｒｌ）を新たな力行動作電圧（Ｖｒｈ）に書き換えることで設定変更する。回生動作電圧Ｖｒの値を設定変更するときは、いままでの変更タイミングについても回生動作電圧設定変更指令信号Ｓｖｇｒで規定された新たな変更タイミングに書き換えられる。なお、図５の実施例１では回生動作電圧Ｖｒの値の設定変更はしていない。

以上の構成によれば、直流母線２４の直流電圧Ｖｄを制御すべき目標値として回生動作電圧Ｖｒと力行動作電圧Ｖｍを設定する。Ｖｒ＞Ｖｍとなるように設定する。電源コンバータ３１は、直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ以上に上昇したときにインバータ４１側から交流電源（２０）側に電力を戻す回生動作を行い、直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ未満になったときは回生動作を停止する。また、直流電圧Ｖｄが力行動作電圧Ｖｍ以下に下降したときに交流電源（２０）からインバータ４１側へ電力を供給する力行動作を行い、直流電圧Ｖｄが力行動作電圧Ｖｍを越えたときは力行動作を停止する。なお、動作開始、動作停止の判断は、その電圧に対してわずかなヒステリシスを設けて判断してもよい。

図３を参照して、時刻ｔ３１における直流電圧Ｖｄは回生動作電圧Ｖｒを下回り、力行動作電圧Ｖｍを上回る場合について、詳しく説明する。

時刻ｔ３１では電源コンバータ３１の動作は停止している。回生運転を行っているモータ１１からの回生エネルギーはエネルギー蓄積装置２６に蓄積されるので、直流電圧Ｖｄは上昇する。直流電圧Ｖｄが上昇しかつ時刻ｔ３２で回生動作電圧（図では回生電圧と略称）Ｖｒ以上になると、回生動作開始制御手段９５を構成する電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（回生動作開始制御信号Ｓｃｒｓ）が出力される。この結果、電源コンバータ３１は、電流制御部３３からのＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍによって回生動作を開始する。モータ１１からの回生電力を交流電源（２０）に戻す。

時刻ｔ３２からｔ３３まで、モータ１１からの回生電力は電源コンバータ３１の回生電力とほぼ等しく、直流電圧Ｖｄは一定に維持される。時刻ｔ３３からｔ３４までは、モータ１１からの回生電力が電源コンバータ３１の回生電力を上回り、直流電圧Ｖｄが上昇する。さらに、時刻ｔ３４からｔ３５まで、モータ１１からの回生電力は電源コンバータ３１の回生電力より小さく、直流電圧Ｖｄは低下する。

このように、時刻ｔ３２からｔ３５までは直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ以上となるから、電源コンバータ３１は回生動作を行なう。そして時刻ｔ３５で直流電圧Ｖｄが回生電圧Ｖｒ未満になると、回生動作停止制御手段９６（電圧設定動作制御部６０）から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（回生動作停止制御信号Ｓｃｒｒ）が出力される。電圧制御部３５から電源コンバータ３１へ動作停止信号Ｓｓｔｐが出力され、回生動作が停止される。

そして、直流電圧Ｖｄが下降し、時刻ｔ３６で直流電圧Ｖｄが力行動作電圧（図では力行電圧と略称）Ｖｍ以下になると、力行動作開始制御手段９１（電圧設定動作制御部６０）から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作開始制御信号Ｓｃｍｓ）が出力される。この結果、電源コンバータ３１は、電流制御部３３からのＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍによって力行動作を開始する。交流電源（２０）からモータ１１側の直流母線２４に電力が供給される。

時刻ｔ３６からｔ３７まで、プレス負荷つまりモータ所要電力は電源コンバータ３１の供給電力とほぼ等しく、直流電圧Ｖｄは一定に維持され、時刻ｔ３７からｔ３８まではモータ所要電力が電源コンバータ３１の供給電力を上回り、直流電圧Ｖｄは低下し、さらに、時刻ｔ３８からｔ３９までモータ１１の所要電力は電源コンバータ３１の供給電力より小さいから直流電圧Ｖｄは上昇する。

このように、直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍ以下になると電源コンバータ３１は力行動作を行なうが、時刻ｔ３９で直流電圧Ｖｄが力行電圧Ｖｍを越えると、今度は力行動作停止制御手段９２（電圧設定動作制御部６０）から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作停止制御信号Ｓｃｍｒ）が出力される。したがって、電圧制御部３５から電源コンバータ３１へ動作停止信号Ｓｓｔｐが出力され、力行動作が停止される。

ここに、図４に示す動作制御進行プログラム（ＳＴ１０〜ＳＴ１４）は、動作制御進行手段６８（６１、６２）により進行される。この動作制御進行手段６８は、動作制御進行プログラムを格納させたメモリ部６２と当該プログラムを実行する演算部６１とから形成され、プレス駆動制御部７０から動作指令信号Ｓｓｒを受信したことを条件に起動（スタート）される。

図４において、直流電圧読込手段（６１、６２）が電圧検出器２５で検出した電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄを読込み検出（ＳＴ１０）する。動作電圧判別手段６７は、その電圧がどの範囲にあるかを判定する（ＳＴ１１）。直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ以上のとき（ＳＴ１１で、Ｖｄ≧Ｖｒ）は、回生動作開始制御手段９５が働き直流電圧Ｖｄが目標値である回生動作電圧Ｖｒとなるように、電源コンバータ３１を回生動作させ（ＳＴ１２）、ＳＴ１０に戻る。

直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒより小さく（回生動作電圧Ｖｒ未満で）かつ力行動作電圧Ｖｍより大きい（力行動作電圧Ｖｍを超えている。）と判別（ＳＴ１１で、Ｖｒ＞Ｖｄ＞Ｖｍ）されると、回生動作停止制御手段９６が働き電源コンバータ４１の回生動作を停止し（ＳＴ１３）、ＳＴ１０に戻る。

直流電圧Ｖｄが設定された力行動作電圧Ｖｍ以下であると判別（ＳＴ１１でＶｍ≧Ｖｄ）されると、電源コンバータ３１を力行動作させるべきときなので、力行動作開始制御手段９１が働き電源コンバータ３１は直流電圧Ｖｄが目標値の力行動作電圧Ｖｍとなるように力行動作を行なう（ＳＴ１４）、ＳＴ１０に戻る。

この力行動作中に、動作電圧判別手段６７により直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ未満でかつ力行動作電圧Ｖｍを超えていると判別（ＳＴ１１で、Ｖｒ＞Ｖｄ＞Ｖｍ）されると、力行動作停止制御手段９２が働き電源コンバータ４１の力行動作を停止し（ＳＴ１３）、ＳＴ１０に戻る。

（実施例１）
この実施例１は、プレス工程が図５（ａ）に示すモータ回転数で表わされたプレスパターン（モータの運転状態）が選択されかつプレス加工領域（時刻ｔ５３〜ｔ５４）において大きなプレス負荷（モータ負荷）が掛かる場合である。

図５において、（ａ）はモータ１１の回転数、（ｂ）はモータ１１のトルク、（ｃ）は必要なモータ入力電力、（ｄ）は直流母線２４の直流電圧Ｖｄおよび回生動作電圧（図では回生電圧と略称）Ｖｒ、力行動作電圧（図では力行電圧と略称）Ｖｍの設定値、（ｅ）は電源コンバータ３１の入力電力（実線）とエネルギー蓄積装置２６の出力電力（破線）を示す。

この実施例に係るサーボプレス１０での作業は同じ金型で、同じ部品をプレス加工し、同じ生産性で作業をするとき、基本的に同じ負荷の繰返しであり、図示の例では時刻ｔ５１〜ｔ５７までのプレス工程（プレスパターン）を繰り返す。時刻ｔ５１からｔ５２は加速、時刻ｔ５２からｔ５５は一定速、途中の時刻ｔ５３からｔ５４ではプレス負荷が掛かる。さらに、時刻ｔ５５からｔ５６では減速、時刻ｔ５６でゼロ速度となり、時刻ｔ５６からｔ５７では停止待機を示す。

さて、モータ１１の所要トルクは、図５（ｂ）のように、時刻ｔ５１からｔ５２まで加速トルク、時刻ｔ５３からｔ５４まで負荷トルク、時刻ｔ５５からｔ５６まで減速トルクが必要である。モータ入力電力は回転数とトルクの積（回転数×トルク）で与えられるので、（ｃ）で示す電力が必要となる。（ｃ）のモータ入力電力は、（ｅ）のように［電源コンバータ３１の入力電力（実線）＋エネルギー蓄積装置２６の出力電力（破線）］として供給される。

時刻ｔ５１では電源コンバータ３１が停止しているので、（ｃ）のモータ入力電力はエネルギー蓄積装置２６から供給される。このため、直流電圧Ｖｄは（ｄ）のように低下する。時刻ｔ５０１で直流電圧Ｖｄが力行電圧Ｖｍ以下になると、電源コンバータ３１は力行動作を開始する（力行開始）。そして、モータ１１の加速が終了する時刻ｔ５２まで、直流電圧Ｖｄはこの値に制御される。すなわち、モータ１１への所要電力は、エネルギー蓄積装置２６からの電力供給はゼロであり、電源コンバータ３１から供給される。

加速終了後にモータ入力電力がゼロとなるので直流電圧Ｖｄがわずかに上昇する。つまり、時刻ｔ５２の直後の時刻ｔ５０２において電源コンバータ３１の力行動作を停止する（力行終了）。この後もモータ側の所要電力はゼロなので、この直流電圧Ｖｄの値が維持される。時刻ｔ５３で負荷トルクが加わると、直流母線２４側からモータ１１に電力を供給するので直流電圧Ｖｄは低下し、この直流電圧Ｖｄは力行電圧Ｖｍを下回る。直後の時刻ｔ５０３で電源コンバータ３１は力行動作を開始する（力行開始）。

この実施例１では、モータ１１の所要電力は電源コンバータ３１からの供給電力だけでは不足するものとされているので、エネルギー蓄積装置２６からも供給される。つまり、図示の例では必要電力を５０％ずつ負担している。時刻ｔ５４まで直流電圧Ｖｄは低下が続く。時刻ｔ５４において負荷がなくなると、電源コンバータ３１からの電力は、エネルギー蓄積装置２６だけに供給される。時刻ｔ５４以後、直流電圧Ｖｄは上昇する。時刻ｔ５０４で直流電圧Ｖｄが力行電圧Ｖｍを超えると、力行動作を停止する（力行終了）。

そして、電源コンバータ３１が停止している時刻ｔ５５で減速が開始されると、モータ１１からの回生エネルギーはエネルギー蓄積装置２６に供給される。このため直流電圧Ｖｄは上昇する。時刻ｔ５０５で回生電圧Ｖｒ以上になると回生動作が始まる（回生開始）。時刻ｔ５０５から直流電圧Ｖｄは一定に制御され、モータ１１からの回生電力は電源コンバータ３１から交流電源（２０）に回生される。

時刻ｔ５５から減速されたモータ１１が時刻ｔ５６で停止すると、直流電圧Ｖｄがわずかに低下するので、時刻ｔ５０６で電源コンバータ３１の動作が停止（回生終了）する。時刻ｔ５６以後、モータ側の所要電力はゼロなので、この直流電圧Ｖｄの値が維持される。

このように、一連のモータ１１の運転に対するモータ所要電力は、電源コンバータ３１とエネルギー蓄積装置２６とから供給される。そして、エネルギー蓄積装置２６がモータ所要電力の授受に積極的に関与し、電源コンバータ３１は直流電圧Ｖｄの動作条件が満たされた［（ｅ）に示すグレー色部分］ときだけ動作させればよくなる。

すなわち、電源コンバータ３１は、直流電圧（Ｖｄ）の設定値（Ｖｍ，Ｖｒ）に応じて動作、停止を繰り返し、エネルギーが必要とされる（条件が満たされる。）ところだけで運転動作を行なえばよいので、電源コンバータ３１のパワー素子などの熱発生を少なくでき、その分だけパワー素子を冷却するフィンなどの小型化を図れる。逆に言えば、同一の電源コンバータ３１であれば、連続定格を大きくできる。また、停止のときに損失が発生しないので、全体としての電源コンバータ３１の運転効率が向上する。

なお、上記説明では電源コンバータ３１、インバータ４１、エネルギー蓄積装置２６の動作損失はゼロとしているが、実際には動作損失があるので、電力授受はこれを考慮して行われるのは言うまでもない。

もとより、モータ運転の途中において、力行動作電圧設定変更制御手段９３の働きにより力行電圧Ｖｍの設定値を変更し、回生動作電圧設定変更制御手段９７の働きにより回生電圧Ｖｒの設定値を変更することも可能である。この場合、設定変更時点（切換タイミング）は、当該モータの運転状態（サーボプレス１０の特性、運転態様）との関係から求めることができる。つまり、モータの運転状態をプレス機械の運転状態から正確に把握することができるわけである。また、モータ１１の所要電力を事前（運転前）に知ることができる。そして、電源コンバータ３１の変換容量とエネルギー蓄積装置２６の容量から、電圧設定値をどのような値とするか、また、どの時点（時刻）で電圧設定値を変更すれば最適であるかを事前に演算（計算）やシミュレーションで把握できる。

これらの結果から、電圧（Ｖｍ、Ｖｒ）の値を設定し、クランク軸１４の回転角度（または、これに相応する角度）から変更時点を事前に定め、運転中にその角度（または、角度指令、時刻あるいはこれに相当する値）になったら電圧設定値を変更するようにすればよい。さらに、電圧設定値やその変更時点は、プレスの試打時に確認し、修正してもよい。

この実施の形態では、上記した緒元求量出力手段８７により自動的に求めることができ、求めた電圧設定値やその変更時点は、力行動作電圧設定変更制御手段９３および回生動作電圧設定変更制御手段９７が生成する電圧設定変更指令信号Ｓｖｇ（ＳｖｇｍおよびＳｖｇｒ）に含ませて電圧設定動作制御部６０へ出力できる。

ここに、回生電圧Ｖｒと力行電圧Ｖｍの電圧設定値を設定変更すれば、エネルギー蓄積装置２６の容量の最適化を一段と向上できる。すなわち、エネルギー蓄積装置２６の蓄積容量を最大限に活かしつつ蓄積量を適宜な量に制御することができる。特に、エネルギー蓄積量が直流電圧Ｖｄにより大きく関係するエネルギー蓄積装置２６として、大容量電解コンデンサや電気二重層コンデンサなどの大容量コンデンサを単体であるいは組合せて用いたときに有効である。

なお、回生電圧Ｖｒを下げると電源回生の動作時刻を早めることができ、モータ１１からの回生電力が大きいとき、あるいはエネルギー蓄積装置２６の容量が小さいときに有効である。

しかして、第１の実施の形態によれば、力行動作電圧設定手段６５と力行動作開始制御手段９１と力行動作停止制御手段９２とを設け、直流電圧Ｖｄが設定力行動作電圧Ｖｍ以下で電源コンバータ３１の力行動作を開始させ、設定力行動作電圧Ｖｍを超えると力行動作を停止させるので、電源コンバータ３１の小型軽量化およびその損失を小さくして高効率化を図れるとともに、回生動作電圧設定手段６６と回生動作開始制御手段９５と回生動作停止制御手段９６とを設け、直流電圧Ｖｄが回生動作電圧Ｖｒ以上で電源コンバータ３１の回生動作を開始させかつ回生動作電圧Ｖｒ未満のときに回生動作を停止させるので、エネルギー蓄積装置２６の能力を最大に活かすことができかつ蓄熱容量の最適化を図れる。

しかも、電源コンバータ３１を常時動作させる従来例に比較して熱定格を小さくできる。すなわち、電源コンバータ３１のパワー素子を冷却する冷却フィンサイズなどを小さくでき、パワー素子やその周辺回路のスイッチング損失を軽減できる。

また、力行動作用の手段（６５、９２、９３）および回生動作用の手段（６６、９６、９７）を併用して電源コンバータ３１の力行動作および回生動作を開始・停止可能に形成されているので、電源コンバータ３１の小型軽量化、高効率化およびエネルギー蓄積装置容量２６の最適化を一挙に向上できる。このことは、モータ駆動制御装置３０の全体的小型化、低コスト化を促進できる。

さらに、力行動作電圧設定変更制御手段９３（７１、７２、６１、６２）を設け、モータの運転状態（プレス工程のプレスパターン）やモータ負荷に応じて力行目標電圧Ｖｍｒ、力行開始電圧Ｖｍｓの設定値を変更可能に形成されているので、モータ１１の所要電力に応じてきめ細かく電源コンバータ３１の動作、不動作を制御できる。さらに電源コンバータ３１を一段と小型化でき、より効率のよい運転が行なえる。回生動作電圧設定変更制御手段９７の場合も同様である。エネルギー蓄積装置容量の一層の最適化ができる。

さらに、エネルギー蓄積装置２６が、エネルギー蓄積量が直流電圧Ｖｄにより大きく関係する大容量電解コンデンサ、電気二重層コンデンサから形成されているので、エネルギー蓄積装置２６の具現化が容易で、一段と性能を向上できる。

さらにまた、緒元求量出力手段８７を設け、操作部８３を用いて入力された電源コンバータ３１の変換容量、エネルギー蓄積装置２６の蓄積容量およびパターン設定選択部８５を用いて設定（あるいは、選択）されたプレスパターンに基づき、緒元（力行動作電圧Ｖｍ、回生動作電圧Ｖｒやこれら電圧の設定変更時点情報）を演算（あるいは、シミュレーション等）により自動的に求量可能に形成されているので、一般的な作業員にとっても取り扱いが容易である。

また、求量された緒元が表示部８４に表示出力されるので、緒元を定量的に知ることができる。力行動作電圧Ｖｍや回生動作電圧Ｖｒの設定作業を迅速かつ正確に行なえる。さらに、求量された緒元を自動設定するように形成しておけば、一段と作業性を向上できかつ無人化も可能である。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図６〜図８に示される。この実施の形態における基本的な構成・機能は第１の実施態の場合（図１、図２の大部分、図３の一部、図４）と同様であるが、この実施の形態では力行動作電圧Ｖｍを力行動作開始電圧Ｖｍｓと力行動作停止電圧Ｖｍｒとの２つに分けかつ回生動作電圧Ｖｒを回生動作開始電圧Ｖｒｓと回生動作停止電圧Ｖｒｒとの２つに分け、きめ細かに駆動制御可能に形成されている。因みに、この実施の形態は、請求項３に対応する。

図８において、電圧設定動作制御部６０は、第１の実施形態の場合（図１）と同様に、演算部６１、メモリ部６２、いずれも図示しない操作部、表示部、インターフェイス等を含み、電圧設定機能および動作制御機能を有する。

力行動作電圧設定手段６５は力行動作開始電圧設定部（力行動作開始電圧設定手段）６５Ｓと力行動作停止電圧設定部（力行動作停止電圧設定手段）６５Ｒとからなり、回生動作電圧設定手段６６は回生動作開始電圧設定部（回生動作開始電圧設定手段）６６Ｓと回生動作停止電圧設定部（回生動作停止電圧設定手段）６６Ｒとからなる。

電圧設定機能としては、力行動作開始電圧設定部６５Ｓを用いて図６に示す力行動作開始電圧（図では力行開始電圧と略称）Ｖｍｓを設定し、力行動作停止電圧設定部６５Ｒを用いて設定された力行動作開始電圧よりも高い力行動作停止電圧（図では力行目標電圧と略称）Ｖｍｒを設定することができる。また、回生動作開始電圧設定部６６Ｓを用いて設定された回生動作停止電圧Ｖｒｒよりも高い回生動作開始電圧（図では回生開始電圧と略称）Ｖｒｓを設定し、回生動作停止電圧設定部６６Ｒを用いて設定された力行動作停止電圧Ｖｍｒよりも高い回生動作停止電圧（図では回生目標電圧と略称）Ｖｒｒを設定することができ、これら設定値はメモリ部６２の格納エリアに保持する。設定値Ｖｒｓ、Ｖｒｒ、Ｖｍｒ、Ｖｍｓは、それぞれに複数種類を設定することができる。すなわち、各設定値の大小関係は、図６、図７に示すように、Ｖｒｓ＞Ｖｒｒ＞Ｖｍｒ＞Ｖｍｓとする。

また、記憶された各複数の力行動作開始電圧Ｖｍｓ、力行動作停止電圧Ｖｍｒ、回生動作開始電圧Ｖｒｓおよび回生動作停止電圧Ｖｒｒの中から、プレス駆動制御部７０から入力された動作指令信号Ｓｓｒ（力行動作開始電圧Ｖｍｓ、力行動作停止電圧Ｖｍｒ、回生動作開始電圧Ｖｒｓおよび回生動作停止電圧Ｖｒｒの各指定信号を含む。）に対応する値の電圧（Ｖｍｓ、Ｖｍｒ、Ｖｒｓ、Ｖｒｒ）を抽出し、メモリ部６２のワークエリアに記憶される。

ここに、力行動作開始制御手段９１は、第１の実施形態の場合と構成は同じであるが機能が若干異なる。すなわち、力行動作開始制御手段９１は、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが力行動作電圧設定手段６５を用いて設定された力行動作開始電圧Ｖｍｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を開始させる。検出された直流電圧Ｖｄが設定された力行動作開始電圧Ｖｍｓに達したか否かは、動作電圧判別手段６７によって判別（図４のＳＴ１１の場合と同様）される。

同様に、力行動作停止制御手段９２は、直流電圧Ｖｄが力行動作停止電圧Ｖｍｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を停止させる。力行動作停止電圧Ｖｍｒに達したか否かは、動作電圧判別手段６７によって判別（図４のＳＴ１１の場合と同様）される。

なお、力行動作開始電圧Ｖｍｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を開始させるには、開始後は力行動作停止電圧Ｖｍｒに達するまで当該力行動作を継続して行なわせる意味も含まれる。また、力行動作停止電圧Ｖｍｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を停止させるには、停止後は力行動作開始電圧Ｖｍｓに達するまで当該力行動作の停止状態を継続維持させる意味も含まれる。

力行動作電圧設定変更制御手段９３は、モータ１１の運転状態（プレス工程のプレスパターン）に応じて力行動作開始電圧Ｖｍｓおよび力行動作停止電圧Ｖｍｒの双方またはいずれか一方を設定変更することができる。構成は第１の実施形態の場合と同じである。

次に、回生動作開始制御手段９５は、第１の実施形態の場合と構成は同じであるが機能が若干異なる。すなわち、回生動作開始制御手段９５は、電源コンバータ３１の直流電圧Ｖｄが回生動作電圧設定手段６６を用いて設定された回生動作開始電圧Ｖｒｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を開始させる。検出された直流電圧Ｖｄが設定された回生動作開始電圧Ｖｒｓに達したか否かは、動作電圧判別手段６７によって判別（ＳＴ１１）される。

同様に、回生動作停止制御手段９６は、直流電圧Ｖｄが設定された回生動作停止電圧Ｖｒｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を停止させる。検出された直流電圧Ｖｄが設定された回生動作停止電圧Ｖｒｒに達したか否かは、上記の動作電圧判別手段６７によって判別（ＳＴ１１）される。

なお、回生動作開始電圧Ｖｒｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を開始させるには、開始後は回生動作停止電圧Ｖｒｒに達するまで当該回生動作を継続して行なわせる意味も含まれる。また、回生動作停止電圧Ｖｒｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を停止させるには、停止後は回生動作開始電圧Ｖｒｓに達するまで当該回生動作の停止状態を継続維持させる意味も含まれる。

回生動作電圧設定変更制御手段９７は、モータ１１の運転状態（プレス工程のプレスパターン）に応じて回生動作開始電圧Ｖｒｓおよび回生動作停止電圧Ｖｒｒの双方またはいずれか一方を設定変更することができる。構成は第１の実施形態の場合と同じである。

第１の実施形態の場合（図３）に対応する表現とされている図６において、第１の実施形態の場合（図３）と異なり電源コンバータを動作させる信号として、回生開始電圧Ｖｒｓ、回生目標電圧Ｖｒｒ、力行目標電圧Ｖｍｒ、力行開始電圧Ｖｍｓがあり、Ｖｒｓ≧Ｖｒｒ＞Ｖｍｒ≧Ｖｍｓのように設定される。

電源コンバータ３１は直流母線２４の直流電圧Ｖｄが上昇して回生開始電圧（回生動作開始電圧）Ｖｒｓに到達したときに交流電源（２０）に電力を戻す回生動作を開始し、直流電圧Ｖｄが回生目標電圧（回生動作停止電圧）Ｖｒｒに達したときに回生動作を停止する。また、直流電圧Ｖｄが下降して力行開始電圧（力行動作開始電圧）Ｖｍｓに達したときに交流電源（２０）から電力を受けとる力行動作を開始し、力行目標電圧（力行動作停止電圧）Ｖｍｒに達したとき力行動作を停止する。なお、運用の実際上は、「達した」か否かの判別は、わずかなヒステリシスを設けて判別するようにしてもよい。

詳しくは、図６の（１）のように、時刻ｔ６１１で直流電圧Ｖｄが回生目標電圧Ｖｒｒを下回っている場合を検討する。

時刻ｔ６１１において、電源コンバータ３１の動作は停止しており、モータ１１が回生運転を行っている。このモータ１１からの回生エネルギーはエネルギー蓄積装置２６に蓄積されるので、直流電圧Ｖｄは上昇をする。直流電圧Ｖｄが時刻ｔ６１２で回生開始電圧Ｖｒｓに達すると、回生動作開始制御手段９５を構成する電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（回生動作開始制御信号Ｓｃｒｓ）が出力される。

この結果、電源コンバータ３１は、電流制御部３３からのＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍによって回生動作を開始する。モータ１１からの回生電力を交流電源（２０）に戻す。このために直流電圧Ｖｄが下降しはじめ、時刻ｔ６１３でほぼ回生目標電圧Ｖｒｒに到達する。電圧制御部３５はこの電圧（Ｖｄ）が維持されるように電流制御部３３を制御する。

さらに時刻ｔ６１４で直流電圧Ｖｄが回生目標電圧Ｖｒｒよりわずかに低下すると、回生動作停止制御手段９６（電圧設定動作制御部６０）から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（回生動作停止制御信号Ｓｃｒｒ）が出力され、電圧制御部３５から電源コンバータ３１に動作停止信号Ｓｓｔｐが出力される。電源コンバータ２１の回生動作が停止する。時刻ｔ６１２からｔ６１４の間で電源コンバータ３１が回生動作をし、他の期間では動作停止している。モータ１１の所用電力に応じてエネルギー蓄積装置２６からモータ１１に電力が供給される。

なお、時刻ｔ６１４以後、モータ１１は力行動作後、回生動作をするため、直流電圧Ｖｄが下降後、上昇するであろう。

次に（２）のように時刻ｔ６２１で、直流電圧Ｖｄが回生目標電圧Ｖｒｒを下回っており、電源コンバータ３１が動作停止している状態で、モータ１１が回生運転をしている場合を考える。

この状態では、直流電圧Ｖｄが上昇する。そして、直流電圧Ｖｄが時刻ｔ６２２で回生開始電圧Ｖｒｓに達すると、回生動作開始制御手段９５が働き電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（回生動作開始制御信号Ｓｃｒｓ）が出力される。電源コンバータ３１は回生動作を開始する。電源コンバータ３１はモータ１１からの回生電力を交流電源（２０）に戻す。しかし、モータ１１からの回生電力が電源コンバータ３１によって交流電源（２０）に戻される回生電力よりも大きいため、その差分電力はエネルギー蓄積装置２６が吸収し、直流電圧Ｖｄは上昇を続ける。このような状態でも、直流電圧Ｖｄが回生開始電圧Ｖｒｓを越えているので、電源コンバータ３１は回生動作を実行する。

さらに（３）のように時刻ｔ６３１で、直流電圧Ｖｄは力行目標電圧Ｖｍｒより高い場合を考える。このとき、モータ１１が力行運転をしており、電源コンバータ３１の動作が停止している。この状態では、モータ１１の所要電力はエネルギー蓄積装置２６から供給されるので、直流電圧Ｖｄが低下をする。さらに直流電圧Ｖｄが下降し、時刻ｔ６３２で力行開始電圧Ｖｍｓに達すると力行動作開始制御手段９１が働き電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作開始制御信号Ｓｃｍｓ）が出力される。電圧制御部３５は電源コンバータ３１に力行動作を開始させるための電流制御信号Ｓｃｉを電流制御部３３に出力する。電流制御部３３がＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍを出力する。

この結果、電源コンバータ３１は力行動作を開始し、交流電源（２０）からの電力をモータ側に送る。これにより直流電圧Ｖｄが上昇しはじめ、時刻ｔ６３３でほぼ力行目標電圧Ｖｍｒに到達する。電圧制御部３５はこの電圧（Ｖｄ）が維持されるように電源コンバータ３１を制御する。

さらに、時刻ｔ６３４で直流電圧Ｖｄが力行目標電圧Ｖｍｒよりわずかに上昇すると、力行動作停止制御手段９２が働き電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作停止制御信号Ｓｃｍｒ）を出力し、電圧制御部３５から電源コンバータ３１に動作停止信号Ｓｓｔｐが出力される。時刻ｔ６３４以後は、モータ１１の所用電力に応じてエネルギー蓄積装置２６からモータ１１に電力が供給される。すなわち、この例では、時刻ｔ６３２からｔ６３４までの間で電源コンバータ３１が力行動作をし、他の期間では動作停止している。

なお、時刻ｔ６３４以後、モータ１１は回生動作後、力行動作をするため、直流電圧Ｖｄが上昇後、下降する。

さらにまた、（４）のように時刻ｔ６４１で、直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓを下回っている場合を考える。この場合も、条件（直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓに達した。）を満たすので、力行動作開始制御手段９１が働き電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作開始制御信号Ｓｃｍｓ）が出力される。電圧制御部３５は電源コンバータ３１に力行動作を開始させるための電流制御信号Ｓｃｉを電流制御部３３に出力する。電流制御部３３がＰＷＭ制御信号Ｓｐｗｍを出力する。これにより、電源コンバータ３１は力行動作をして、交流電源（２０）からの電力をモータ側に送る。

この例では、モータ１１の消費電力が電源コンバータ３１から供給する電力より大きいため、この差分電力はエネルギー蓄積装置２６から供給される。したがって、直流電圧Ｖｄは下降し続ける。時刻ｔ６４２でモータ１１の消費電力が小さくなり、電源コンバータ３１から供給する電力がモータ消費電力より上回って直流電圧Ｖｄは上昇しはじめる。

そして、時刻ｔ６４３で直流電圧Ｖｄが力行目標電圧Ｖｍｒに達すると、力行動作停止制御手段９２が働き電圧設定動作制御部６０から電圧制御部３５に動作制御信号Ｓｃｃ（力行動作停止制御信号Ｓｃｍｒ）を出力する。電圧制御部３５から動作停止信号Ｓｓｔｐが出力される。電源コンバータ３１の力行動作は停止する。時刻ｔ６４３以後は、モータ１１の所用電力に応じてエネルギー蓄積装置２６からモータ１１に電力が供給される。この例では、時刻ｔ６４１からｔ６４３の間で電源コンバータ３１は力行動作をし、時刻ｔ６４３以後は動作停止している。

以上のように、電源コンバータ３１は直流母線２４の直流電圧Ｖｄが回生開始電圧Ｖｒｓより上昇したときに回生動作を開始し、直流電圧Ｖｄが回生目標電圧Ｖｒｒに達したときに回生動作を停止する。また、直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓより低下したときに力行動作を開始し、力行目標電圧Ｖｍｒに達したとき力行動作を停止する。すなわち、図７に示す時間領域（グレーの色付部分）で動作をし、これ以外では動作を停止する。

このように直流電圧Ｖｄの値に応じて、第１の実施形態の場合（図３）に比較してきめ細かく電源コンバータ３１は運転、停止を繰り返し、エネルギーが必要なところだけで運転動作を行なう。かくして、第１の実施形態の場合に比較して一段と、電源コンバータ３１のパワー素子などの熱発生が少なくでき、フィンなどの小型化が図れるとともに、エネルギー蓄積装置２６の容量の適正化を図ることができる。

なお、モータ１１からの回生電力が小さく、エネルギー蓄積装置２６でこの電力が吸収できるときは、第１の実施形態の場合と同様に、回生動作開始電圧Ｖｒｓと回生動作停止電圧Ｖｒｒを設定せず、力行動作停止電圧Ｖｍｒと力行動作開始電圧Ｖｍｓだけを設定してもよい。この場合、電源コンバータ３１の構成は交流を直流に変換する機能だけをもつものとすることができる。

（実施例１）
次に、図７を参照して、プレス工程が（ａ）に示すモータ回転数で表わされるプレスパターン［モータ回転パターン（モータ運転状態）］が選択されかつプレス加工領域（時刻ｔ７３〜ｔ７４）において大きなプレス負荷が掛かる場合について詳しく説明する。

図７において、（ａ）はモータ１１の回転数、（ｂ）はモータ１１のトルク、（ｃ）は必要なモータ入力電力、（ｄ）は直流母線２４の直流電圧ｖｄおよび回生動作開始電圧（図では回生開始電圧と略称）、回生動作停止電圧（図では回生目標電圧と略称）、力行動作開始電圧（図では力行開始電圧と略称）、力行動作停止電圧（図では力行目標電圧と略称）の設定値Ｖｒｓ，Ｖｒｒ，Ｖｍｓ，Ｖｍｒ、（ｅ）は電源コンバータ３１の入力電力（実線）とエネルギー蓄積装置２６の出力電力（破線）を示す。

時刻ｔ７１からｔ７２は加速、時刻ｔ７２からｔ７５は一定速、この間、時刻ｔ７３からｔ７４ではプレス（モータ）負荷が加わり、時刻ｔ７５からｔ７６では減速、時刻ｔ７６でゼロ速度となる。時刻ｔ７６からｔ７７では停止待機で、時刻ｔ７７で１プレス工程が終了する。

さて、モータ１１は（ａ）で示すような速度で運転されるが、モータ１１の所要トルクは（ｂ）のように、時刻ｔ７１からｔ７２まで加速トルク、時刻ｔ７３からｔ７４で負荷トルク、時刻ｔ７５からｔ７６まで減速トルクが掛かる。モータ入力電力は回転数とトルクの積（回転数×トルク）で与えられるので、（ｃ）で示す電力が必要となる。（ｃ）のモータ入力電力、すなわち、モータ所要電力は（ｅ）のように［電源コンバータ３１の入力電力（実線）＋エネルギー蓄積装置２６の出力電力（破線）］として供給される。

時刻ｔ７１では電源コンバータ３１は停止しているので、（ｃ）のモータ入力電力はエネルギー蓄積装置２６から供給される。このため、直流電圧Ｖｄは（ｄ）のように低下する。時刻ｔ７０１で力行開始電圧Ｖｍｓに達すると、電源コンバータ３１は力行動作を開始する（力行開始）。直流電圧Ｖｄは上昇する。モータ１１の加速が終了する時刻７２では直流電圧Ｖｄが力行目標電圧Ｖｍｒに達していないので、電源コンバータ３１の力行動作は続行される。その後の時刻ｔ７０２で、直流電圧Ｖｄが力行目標電圧Ｖｍｒに達すると、力行動作は停止される（力行終了）。この後モータ１１の所要電力はゼロなのでこの電圧（Ｖｄ）が維持される。

電源コンバータ３１が動作停止している時刻ｔ７３において負荷トルクが加わると、モータ１１に必要な電力は（ｅ）のようにエネルギー蓄積装置２６から供給される。（ｄ）のように直流電圧Ｖｄが低下する。時刻ｔ７０３で直流電圧Ｖｄが再び力行開始電圧Ｖｍｓｈを下回る（達する）と、電源コンバータ３１は力行動作を開始する（力行開始）。この例では、モータ１１の所要電力は電源コンバータ３１からの供給電力だけでは不足するので、エネルギー蓄積装置２６からも供給される。

このためプレス負荷が終了する時刻ｔ７４まで直流電圧Ｖｄの低下が続く。時刻ｔ７４でプレス負荷がなくなると、電源コンバータ３１からの電力はエネルギー蓄積装置２６に供給され、時刻ｔ７０４まで直流電圧Ｖｄは上昇する。

時刻ｔ７０４で直流電圧Ｖｄが力行目標電圧Ｖｍｒに達すると、電源コンバータ３１は力行動作を停止する（力行終了）。そして、時刻ｔ７５で減速が開始される。このとき電源コンバータ３１が停止しているので、モータ１１からの回生エネルギーはエネルギー蓄積装置２６に供給される。このため直流電圧Ｖｄは上昇する。

時刻ｔ７０５で直流電圧Ｖｄが回生開始電圧Ｖｒｓに達すると回生動作が始まる（回生開始）。したがって、直流電圧Ｖｄは低下し、この例では時刻ｔ７０６（この例では、ちょうど時刻ｔ７６と同じ。）で直流電圧Ｖｄが回生目標電圧Ｖｒｒに達するから回生動作が停止する（回生終了）。時刻ｔ７６以後はモータ側の所要電力はゼロなので、この直流電圧Ｖｄが維持される。

このように、一連のモータ１１の動作に対するモータ所要電力は、電源コンバータ３１とエネルギー蓄積装置２６から供給される。エネルギー蓄積装置２６がモータ所要電力の授受に積極的に関与し、電源コンバータ３１は直流電圧Ｖｄの動作条件が満たされたときだけ動作し、エネルギー授受する。図７の例では、（ｅ）に示すグレー色部分だけで動作する。

かくして、この実施の形態の場合は、第１の実施の形態の場合（図３、図５）より、さらに細かく調整できるから、エネルギー蓄積装置２６の蓄積能力を一段と有効に活かすことができる。すなわち、エネルギー蓄積装置２６がモータ所要電力の授受に一層積極的に関与できる。

なお、図７のモータ運転状態においては、力行開始電圧Ｖｍｓ、力行目標電圧Ｖｍｒ、回生開始電圧Ｖｒｓ、回生目標電圧Ｖｒｒのいずれもモータ運転途中に変更しない場合について説明したが、他のモータ運転状態においては、電圧のいずれか、任意の複数、あるいは全部を設定変更して実施することができる。かかる場合の電圧の設定値や変更点は、第１の実施形態の場合と同様に、演算（計算）やシミュレーションで把握できる。また、電圧設定値やその変更点は、プレスの試打時に確認し、修正してもよい。

しかして、この実施の形態によれば、直流電圧Ｖｄが設定された力行動作開始電圧Ｖｍｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を開始させ、直流電圧Ｖｄが力行動作停止電圧Ｖｍｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の力行動作を停止させるとともに直流電圧Ｖｄが設定された回生動作開始電圧Ｖｒｓに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を開始させ、直流電圧Ｖｄが回生動作停止電圧Ｖｒｒに達したことを条件に電源コンバータ３１の回生動作を停止させように形成されているので、第１の実施形態の場合に比較してきめ細かな動作制御ができる。また、第１の実施形態の場合に比較して電源コンバータ３１のさらなる小型軽量化および高効率化を図れかつエネルギー蓄積装置２６のさらなる最適化ができる。

さらに、力行動作用の手段（６５、９１、９２）および回生動作用の手段（６６、９５、９６、）を併用して電源コンバータ３１の力行動作および回生動作を開始・停止可能に形成されているので、第１の実施形態の場合に比較して、電源コンバータ３１の一段の小型軽量化、高効率化およびエネルギー蓄積装置容量２６の一層の最適化を図れる。

さらに、力行動作電圧設定変更制御手段９３（７１、７２、６１、６２）を設け、モータの運転状態（プレス工程のプレスパターン）に応じて力行目標電圧Ｖｍｒ、力行開始電圧Ｖｍｓの設定値を変更可能に形成されているので、きめ細かく電源コンバータ３１の動作、不動作を制御できる。回生動作電圧設定変更制御手段９７の場合も同様である。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は、図９〜図１１に示される。基本的な構成・機能が第２の実施の形態の場合（図１、図２、図７、図８）と同様であるが、さらに電流基準設定手段９８と電流判別手段９９と動作強制停止制御手段１００とを設け、検出負荷電流Ｉａが設定電流基準Ｉｓよりも小さいと判別されたことを条件に電源コンバータ３１の当該時動作を強制的に停止可能に形成されている。すなわち、この実施の形態は、電源コンバータ３１が力行動作中または回生動作中のときに目標電圧（Ｖｒｒ、Ｖｍｒ）に到達したときの動作に特徴がある。請求項６に対応する。

図９の電流設定判別制御部５０は、演算部５１、メモリ部５２、いずれも図示しない操作部、表示部、インターフェイス等を含み、上記各手段９９、１００、１０１（後述）を形成する。

電流基準設定手段９８（５５）は、図９の電流設定部５５から形成され、電流比較判別のための電流基準Ｉｓを設定することができる。設定された１または複数の電流基準Ｉｓはメモリ部５２に記憶される。電源コンバータ３１の動作中に利用する電流基準Ｉｓの値は、電流基準変更指令信号（変更すべき電流基準Ｉｓの値を含む。）Ｓｉｇに基づき変更可能である。この電流基準変更指令信号Ｓｉｇは、電流基準変更指令手段７８（７１、７２）によって現在進行中のプレスパターン（モータ運転状態）に対応するものとして生成される。

変更すべきタイミングは、変更タイミング信号発生手段７７（７１、７２）が現在進行中のプレスパターンを評価して生成した変更タイミング信号Ｓｔｍｇで決まる。この変更タイミング信号Ｓｔｍｇは電流設定判別制御部５０に入力される。

電流設定判別制御部５０内の基準値変更実行手段７９（５１、５２）は、変更タイミング信号Ｓｔｍｇに基づくタイミングで、メモリ部５２に記憶されている複数の設定電流基準値Ｉｓの中から基準値変更指令信号Ｓｉｇで指定された値（Ｉｓ）と同じ値の電流基準値Ｉｓを抽出し、これを当該運転に用いる電流基準とする。すなわち、電流基準値Ｉｓをモータ運転状態（プレスパターン）に対応させて変更可能である。

なお、電流基準変更指令手段７８（７１、７２）と変更タイミング信号発生手段７７（７１、７２）を一体的に形成し、両信号Ｓｔｍｇ、Ｓｉｇを組合せて出力するようにしてもよい。

電流判別手段９９（５１、５２）は、電圧検出器２２で検出された直流電圧Ｖｄの値が当該動作中の目標値（Ｖｒｒ、Ｖｍｒ）にほぼ到達した場合に働く。すなわち、電流検出器２３で検出された電源コンバータ３１の負荷電流Ｉａと設定されあるいは設定変更後の電流基準Ｉｓとを比較して、検出負荷電流Ｉａが設定電流基準Ｉｓよりも小さいか否かを判別する（図１１のＳＴ２４）。

動作強制停止制御手段１００（５１、５２）は、検出負荷電流Ｉａが設定電流基準Ｉｓよりも小さいと判別されたことを条件（ＳＴ２４でＹＥＳ）に電源コンバータ３１の当該時動作を強制的に停止させる（ＳＴ２５）。電流設定判別制御部５０から電圧制御部３５に電流判別信号Ｓｇｊが出力され、この電圧制御部３５から電源コンバータ３１に動作停止信号Ｓｓｔｐを入力することにより停止する。なお、直流電圧Ｖｄの値が当該動作中の目標値（Ｖｒｒ、Ｖｍｒ）に十分に到達しているとき（ＳＴ２２）は、当然に当該動作は停止（ＳＴ２５）される。この場合も、動作停止信号Ｓｓｔｐを利用して停止させる。

検出負荷電流Ｉａが設定電流基準Ｉｓよりも大きい判別されたとき（ＳＴ２４でＮＯ）は、動作継続制御手段１０１（５１、５２）が働き、電源コンバータ３１の当該時動作を継続させる。つまり、図１１ではＳＴ２１に戻す。

なお、直流電圧Ｖｄの値が当該動作中の目標値（Ｖｒｒ、Ｖｍｒ）に未だ到達していない場合（ＳＴ２２）は、当該動作を続行させる。つまり、ＳＴ２１に戻す。

次に、図１１を参照して、一連の動作を説明する。電源コンバータ３１が動作中に、図１１の目標到達時動作処理プログラムが起動される。まず直流電圧Ｖｄを検出し（ＳＴ２１）、直流電圧Ｖｄが目標値（回生目標電圧Ｖｒｒまたは力行目標電圧Ｖｍｒ）に到達したかを判定する（ＳＴ２２）。十分に到達している場合（ＳＴ２２で十分に到達）は、目的を達成しているので、電源コンバータ３１の動作を停止（ＳＴ２５）して終了する。「十分に到達」とは、回生運転のときは目標値（Ｖｒｒ）を十分に下回る場合で、力行運転のときは目標値（Ｖｍｒ）を十分に上回る場合である。

直流電圧Ｖｄが目標値（ＶｒｒまたはＶｍｒ）にほぼ到達している場合（ＳＴ２２でほぼ到達）は、このときの交流電流値Ｉａを検出する（ＳＴ２３）。電流値Ｉａが設定電流基準値Ｉｓより小さい場合（ＳＴ２４でＹＥＳ）は電源コンバータ３１の動作停止、すなわち、回生動作または力行動作を停止（ＳＴ２５）して終了する。ＳＴ２２で直流電圧Ｖｄが目標値（ＶｒｒまたはＶｍｒ）に到達していない場合（ＳＴ２２で未到達）またはＳＴ２３で電流が設定値より大きい場合（ＳＴ２４でＮＯ）はＳＴ２１に戻る。

このように、目標値（ＶｒｒまたはＶｍｒ）にほぼ到達したときにその時点（時刻）またはその少し後の交流電流値Ｉａが設定値Ｉｓより大きいか小さいかを判定して、電源コンバータ３１の動作を続行するか否かを決める。設定値より小さいときはモータ負荷が小さいので交流電流Ｉａが小さくなり、電源コンバータ３１の動作を停止させる。一方、設定値より大きいときはモータ負荷が大きく、交流電源（２０）への電力回生または交流電源（２０）からの電力供給を続けた方がよいので、電源コンバータ３１の動作を続行する。

図１０の（１）は、電源コンバータ３１が力行状態で動作中に力行目標電圧（Ｖｍｒ）にほぼ到達したとき（図１１のＳＴ２２で、ほぼ到達）の動作を示す。時刻ｔ１０１で直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓに到達したので、電源コンバータ３１は力行動作を開始し、時刻ｔ１０２で力行目標電圧Ｖｍｒにほぼ到達する。この時点（時刻ｔ１０２）の電流値Ｉａは、ほぼゼロに近く、設定値Ｉｓより小さい。力行動作は強制的に停止される。力行動作が停止したので、直流電圧Ｖｄは徐々に低下する。そして時刻ｔ１０３で直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓに到達すると、再び電源コンバータ３１は力行動作を開始する。以後は上記説明と同じ動作をする。

図１０の（２）の場合、時刻ｔ１０６で直流電圧Ｖｄが力行開始電圧Ｖｍｓに到達したので、電源コンバータ３１は力行動作を開始し、時刻ｔ１０７で力行目標電圧Ｖｍｒにほぼ到達する。この時点（時刻ｔ１０７）の実線（グレー色部分）で示す電流値Ｉａは、図示のように破線で示す設定値Ｉｓより大きいので、電源コンバータ３１の力行動作を継続し、ほぼ目標値Ｖｍｒの値を維持するように電源コンバータ３１は電流Ｉａを供給する。

なお、図１０（１）、（２）の例では、力行目標電圧Ｖｍｒについて説明したが、回生目標電圧Ｖｒｒに到達するときも同様な制御ができる。

以上のように、目標値Ｖｍｒ（または、Ｖｒｒ）にほぼ到達した時点の電流値Ｉａによって電源コンバータ３１の運転継続、運転停止を決めるので、負荷がエネルギーを必要としないときは非動作とし、エネルギーが必要なときは動作を継続する。すなわち、エネルギーの必要状況に応じて、電源コンバータ３１の動作、動作停止がきめ細かに選択できる。したがって、電源コンバータ３１のパワー素子などの熱発生を一段と少なくでき、また、直流電圧Ｖｄの目標値Ｖｍｒ（または、Ｖｒｒ）からの偏差を小さくできる。

しかして、この実施の形態によれば、第２の実施の形態に係る構成に加え電流基準設定手段９８と電流判別手段９９と動作強制停止制御手段１００とを設け、検出負荷電流Ｉａが設定電流基準Ｉｓよりも小さいと判別されたことを条件に電源コンバータ３１の当該時動作を強制的に停止可能に形成されているので、第２の実施形態の場合と同じ効果を奏することができる上に、さらに電源コンバータ３１をきめ細かく動作と動作停止できる。よって、電源コンバータ３１の小型軽量化および高効率化を一段と大幅に向上できる。

また、電流基準値がモータ運転状態（プレス運転状態）に対応させて変更可能であるから、電源コンバータ３１の小型軽量化および高効率化をより向上できかつ適応性が広がる。

以上では、電流値検出（ＳＴ２３）は交流電源電流Ｉａについて説明したが、交流電源電流Ｉａではなく電源コンバータ４１の出力電流Ｉｄとしてもよい。また、電流設定値の判定（ＳＴ２４）における電流の設定値は電圧目標値（Ｖｒｒ，Ｖｍｒ）に応じて適切に変更してもよく、この場合はさらにきめ細かく電源コンバータ３１の動作、不動作を制御できる。

なお、図１１に示す目標到達時動作処理プログラム（フローチャート）は、第１の実施の形態においても適用可能である。電圧目標値到達の判定（ＳＴ２２）は目標値に適当な判定幅を設けることで可能になる。

また、以上の第１〜第３の実施形態では、サーボプレスのモータ駆動装置として利用する場合について説明したが、本モータ駆動制御装置３０は、この例に限らず、射出成形機、ロボット、工作機械、繊維機械や、荷役機械、昇降装置、建設機械、鉄鋼圧延装置などの回転速度変動や付加トルク変動のあるモータの駆動装置としても利用・適用できる。

本発明は、あらゆる産業機械の駆動装置として極めて有効である。

１０ サーボプレス
１１ モータ
２０ 交流電源設備（交流電源）
２６ エネルギー蓄積装置
３０ モータ駆動制御装置
３１ 電源コンバータ
３３ 電流制御部
３５ 電圧制御部
４１ インバータ
５０ 電流設定判別制御部
５５ 電流設定部
６０ 電圧設定動作制御部
６５ 力行電圧設定手段
６６ 回生電圧設定手段
８０ 運転指令制御部
８５ パターン設定選択部

Claims (9)

1. 交流電源側の電源コンバータ、モータ側のインバータおよび電源コンバータとインバータとを結ぶ直流母線に接続されたエネルギー蓄積装置を含むモータ駆動制御装置において、
   前記電源コンバータの力行動作電圧を設定する力行動作電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作電圧以下であるときに電源コンバータの力行動作を開始させる力行動作開始制御手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作電圧を超えたときに電源コンバータの力行動作を停止させる力行動作停止制御手段と、
   前記電源コンバータの回生動作電圧を設定された力行動作電圧よりも高い電圧に設定する回生動作電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作電圧以上であるときに電源コンバータの回生動作を開始させる回生動作開始制御手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作電圧未満のときに電源コンバータの回生動作を停止させる回生動作停止制御手段と、を設けたモータ駆動制御装置。
2. 前記モータの運転状態に応じて、力行動作電圧を設定変更する力行動作電圧設定変更制御手段および回生動作電圧を設定変更する回生動作電圧設定変更制御手段を設けた請求項１記載のモータ駆動制御装置。
3. 交流電源側の電源コンバータ、モータ側のインバータおよび電源コンバータとインバータとを結ぶ直流母線に接続されたエネルギー蓄積装置を含むモータ駆動制御装置において、
   前記電源コンバータの力行動作開始電圧を設定する力行動作開始電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作開始電圧に達したことを条件に電源コンバータの力行動作を開始させる力行動作開始制御手段と、
   前記電源コンバータの力行動作停止電圧を設定された力行動作開始電圧よりも高い電圧に設定する力行動作停止電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された力行動作停止電圧に達したことを条件に電源コンバータの力行動作を停止させる力行動作停止制御手段と、
   前記電源コンバータの回生動作開始電圧を設定された回生動作停止電圧よりも高い電圧に設定する回生動作開始電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作開始電圧に達したことを条件に電源コンバータの回生動作を開始させる回生動作開始制御手段と、
   前記電源コンバータの回生動作停止電圧を設定された力行動作停止電圧よりも高い電圧に設定する回生動作停止電圧設定手段と、
   前記電源コンバータの直流電圧が設定された回生動作停止電圧に達したことを条件に電源コンバータの回生動作を停止させる回生動作停止制御手段と、を設けたモータ駆動制御装置。
4. 前記モータの運転状態に応じて、力行動作開始電圧および力行動作停止電圧の双方または何れか一方を設定変更する力行動作電圧設定変更制御手段と回生動作開始電圧および回生動作停止電圧の双方または何れか一方を設定変更可能な回生動作電圧設定変更制御手段とを設けた請求項３記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記モータの運転状態は、プレス機械のクランク軸の回転角度またはプレス機械の運転パターンである、請求項２または請求項４記載のモータ駆動制御装置。
6. 電流基準を設定する電流基準設定手段と、検出された前記電源コンバータの負荷電流と設定された電流基準とを比較して検出負荷電流が設定電流基準よりも小さいか否かを判別する電流判別手段と、検出負荷電流が設定電流基準よりも小さいと判別されたことを条件に前記電源コンバータの当該時動作を強制的に停止させる動作強制停止制御手段とを設けた、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたモータ駆動制御装置。
7. 前記電流基準の値がモータ運転状態に対応させて変更可能に形成されている、請求項６記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記エネルギー蓄積装置が大容量電解コンデンサおよび電気二重層コンデンサのいずれかまたは両者の組合せである、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたモータ駆動制御装置。
9. 前記電源コンバータの変換容量、前記エネルギー蓄積装置の蓄積容量およびモータの運転状態に基づきかつ演算あるいはシミュレーションによって求量した緒元を出力する緒元求量出力手段を設けた、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載されたモータ駆動制御装置。