JP5421434B2 - 停電時に消費電力を低減するモータ制御装置 - Google Patents

停電時に消費電力を低減するモータ制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置に関する。
ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械等の機械において、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避（リトラクト）とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行うために、モータを制御するモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献１，２）。
しかしながら、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行う制御のためにモータ制御装置に必要な電力を確保できない場合がある。
一方、停電時の制御装置の電力を無停電電源装置によって確保する制御装置が提案されている（例えば、特許文献３）。しかしながら、無停電電源装置は高価であるので、停電時の制御装置の電力を確保するために無停電電源装置を用いた場合、制御装置を含むシステムが高価になるという不都合がある。
また、モータ制御装置を含むシステムを高価にすることなく停電時のモータ制御装置の電力を確保するために、平滑化コンデンサを有する制御電源を用いるモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献４，５）。
しかしながら、平滑化コンデンサを有する制御電源が停電時に確保することができる電力は、無停電電源装置が確保することができる電力より小さい。したがって、制御電源がモータ制御装置の他にモータの周辺機器（モータ冷却用ファン、モニタ等）に電力を供給する場合、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行う制御のためにモータ制御装置に必要な電力を確保できないことがある。
また、平滑化コンデンサを有する制御電源を用いたモータ制御装置において、パラメータ、動作値等を停電時にメモリに保存するために、モータの周辺機器への電力の供給を停電時に停止することによって制御電源の出力保持時間を延ばすモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献６）。
特開平８−５４９１４号公報 特開２０１１−２０９９３６号公報 特開平５−３３６９６９号公報 特開平１０−２６３９７３号公報 特開２００４−２１６８２９号公報 特開２００７−１８５０１８号公報
パラメータ、動作値等を停電時にメモリに保存するために停電時の制御電源の出力保持時間を延ばす従来のモータ制御装置は、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、モータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止に必要な第２の電力又は第１の電力と第２の電力の和が確保されていない場合でもモータの周辺機器への電力の供給を停電時に停止するものであり、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行うことができるようにするために制御電源の出力保持時間を延ばすことができない。
本発明の目的は、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行うことができるようにするために、制御電源の出力保持時間を延ばすことができるモータ制御装置を提供することである。
本発明によるモータ制御装置は、コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置であって、モータの電流値をサンプリングする電流値サンプリング部と、モータの位置又は速度をサンプリングするモータサンプリング部と、モータに接続された被駆動体の位置又は速度をサンプリングする被駆動体サンプリング部と、モータを駆動するためのＰＷＭ信号を、サンプリングしたモータの電流値、モータの位置又は速度、及びモータに接続された被駆動体の位置又は速度に基づいて生成するＰＷＭ信号生成部と、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力及び制御電源が供給可能な電力に応じて、モータサンプリング部と被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる動作停止部と、を有することを特徴とする。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、モータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止に必要な第２の電力、及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、動作停止部は、モータサンプリング部と被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力、第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力、第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、ＰＷＭ信号生成部は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力以下であるとともに、モータ制御装置が制御するモータに並列に接続した他のモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するための他のモータの停止に必要な第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によってＤＣリンク部に蓄積される減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、動作停止部は、モータサンプリング部と被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力以下であるとともに第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力以下であるとともに第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力とモータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、ＰＷＭ信号生成部は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、モータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止に必要な第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、動作停止部は、モータサンプリング部と被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力、第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力、第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、ＰＷＭ信号生成部は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力以下であるとともに、モータ制御装置が制御するモータに並列に接続した他のモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するための他のモータの停止に必要な第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によってＤＣリンク部に蓄積される減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、動作停止部は、モータサンプリング部と被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力以下であるとともに第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う。
好適には、交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、第１の電力以下であるとともに第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、第１の電力と第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、ＰＷＭ信号生成部は、ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる。
本発明によるモータ制御装置によれば、モータに接続された被駆動体の物体に干渉しない領域までの退避とモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止のうちの少なくとも一方を停電時に行うことができるようにするために、制御電源の出力保持時間を延ばすことができる。
本発明の実施の形態のモータ制御装置を有するシステムのブロック図である。 図１のモータ制御装置のブロック図である。 図１の上位制御装置の動作のフローチャートである。 本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図である。 図４の上位制御装置の動作のフローチャートである。 本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図である。 図６のモータ制御装置のブロック図である。 図６の上位制御装置の動作のフローチャートである。 本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図である。 図９の上位制御装置の動作のフローチャートである。
本発明によるモータ制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明の実施の形態のモータ制御装置を有するシステムのブロック図であり、図２は、図１のモータ制御装置のブロック図である。図１に示すシステムは、ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械において使用される。図１に示すシステムは、交流電源としての三相交流電源１と、コンバータ２と、ＤＣリンク部としての平滑用コンデンサ３と、インバータ４と、モータ５と、被駆動体６と、回転角度検出部７，８と、メモリ９と、モータ制御装置１０と、制御電源１１と、周辺機器としてのモニタ１２と、周辺機器としての冷却用ファン１３と、停電検出部１６と、上位制御装置１７と、スイッチ１８と、を有する。
コンバータ２は、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオードによって構成され、三相交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。平滑用コンデンサ３は、コンバータ２の整流ダイオードによって整流された電圧を平滑化するためにコンバータ２に並列に接続される。インバータ４は、平滑用コンデンサ３に並列に接続され、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、後に説明するＰＷＭ信号ＶPWMに基づいてトランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。
モータ５は、平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動される。モータ５としては、工作機械の主軸をボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって重力軸方向（Ｚ軸方向）に駆動する重力軸用サーボモータ、工作機械の主軸に取り付けられた工具を駆動する主軸モータ、ワークが取り付けられた工作機械のテーブルをボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって水平軸方向（例えば、Ｘ軸方向）に駆動する水平軸用サーボモータ等が用いられる。
被駆動体６は、例えば、モータ５が重力軸用サーボモータである場合には工作機械の主軸であり、モータ５が主軸モータである場合には工具であり、モータ５が水平軸用サーボモータである場合には工作機械のテーブルである。
回転角度検出部７は、モータ５の回転角度θ1をモータの位置として検出するロータリーエンコーダによって構成され、回転角度検出部８は、被駆動体６の回転角度θ2を被駆動体の位置として検出するロータリーエンコーダによって構成される。
メモリ９は、上位制御装置１７からモータ制御装置１０に入力されるモータ５に対する速度指令値である回転速度指令ωcomと、後に説明するようにして計算されるモータ５の位置又は速度に対応するモータ５の実回転速度ωと、ｑ軸電流指令値Ｉqcom及びｄ軸電流指令値Ｉdcomとの関係を表すルックアップテーブルを格納する。
モータ制御装置１０は、コンバータ２を介して三相交流電源１に接続した平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動されるモータ５を制御する。このために、モータ制御装置１０は、インバータ４の出力線に設けられた電流検出器４ｕ，４ｖ，４ｗによって検出した三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWのそれぞれの電流値を、モータ５の電流値としてサンプリングし、回転角度θ1，θ2をモータの位置又は速度及び被駆動体の位置又は速度としてそれぞれサンプリングする。そして、モータ制御装置１０は、モータ５を駆動するためのＰＷＭ信号ＶPWMを、サンプリングしたＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWのそれぞれの電流値及び回転角度θ1，θ2に基づいて生成する。ここで、電流検出器４ｕ，４ｖ，４ｗは、例えばホール素子によって構成される。また、モータ制御装置１０は、モータ５を制御するために、モニタ１２及び冷却用ファン１３に電力を供給する制御電源１１から電力が供給される。
また、モータ制御装置１０は、被駆動体６（例えば、工具）の物体（例えば、工作機械のテーブルに取り付けられたワーク）に干渉しない領域への退避と被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の安全な停止（すなわち、モータ５が動くこと（例えば、落下）による被駆動体６の物体への干渉を回避するために回転速度指令ωcomをゼロにすることによるモータ５の停止）のうちの少なくとも一方を三相交流電源１の停電時に行うことができるようにするために、制御電源１１の出力保持時間を延ばすための制御を行う。
モータ制御装置１０は、モータ５の制御及び制御電源１１の出力保持時間を延ばすための制御を行うために、電流値サンプリング部１０ａと、モータサンプリング部１０ｂと、被駆動体サンプリング部１０ｃと、減算器１０ｄと、フィルタ１０ｅと、加算器１０ｆと、ｑ軸電流指令値作成部１０ｇと、ｄ軸電流指令値作成部１０ｈと、減算器１０ｉと、減算器１０ｊと、ＰＩ制御部１０ｋと、ＰＩ制御部１０ｌと、指令電圧作成部１０ｍと、ＰＷＭ信号生成部１０ｎと、動作停止部１０ｐと、を有する。
電流値サンプリング部１０ａは、モータ５に流れる三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの電流値を、モータ制御装置１０に内蔵されたクロック（図示せず）がモータ制御装置１０の各部に出力するクロック信号の１クロック周期（例えば、２５０マイクロ秒）に相当するサンプリング周期（モータ制御装置１０の制御周期）ごとにそれぞれサンプリングし、ｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを、モータ５に流れる三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩW及びモータ５の実回転速度ωに対応する回転角度θに基づいて検出する。このために、電流値サンプリング部１０ａは、回転座標変換及び三相−二相変換を行う座標変換器によって構成される。したがって、電流値サンプリング部１０ａは、静止座標系（ＵＶＷ座標系）の三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWを、静止座標系（αβ座標系）に対して実回転速度ωに対応する回転角度θだけ回転する回転座標系で表される二相のｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdに変換し、ｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを減算器１０ｉ及び減算器１０ｊにそれぞれ出力する。
この場合、三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWは、インバータ４の出力線に設けられた電流検出器４ｕ，４ｖ，４ｗによって検出され、電流検出器４ｕ，４ｖ，４ｗが出力する電流検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器に入力されてデジタルデータに変換される。なお、電流検出器４ｕ，４ｖ，４ｗは、例えばホール素子によって構成される。
図２に示すモータ制御装置１０では、電流値サンプリング部１０ａは、後に説明するサンプリング周期増大指令Ｃgが上位制御装置１７から入力された場合、後に詳細に説明するようにしてＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの電流値のサンプリング周期を増大させる。
モータサンプリング部１０ｂは、回転角度θ1を上記サンプリング周期ごとにサンプリングし、回転角度θ1を時間で微分することによってＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの周波数に相当するモータ５の回転速度ω1をモータ５の速度として演算し、回転速度ω1を減算器１０ｄ及び加算器１０ｆに出力する。
図２に示すモータ制御装置１０では、モータサンプリング部１０ｂは、上記サンプリング周期増大指令Ｃgが上位制御装置１７から入力された場合、後に詳細に説明するようにして回転角度θ1のサンプリング周期を増大させる。
被駆動体サンプリング部１０ｃは、フルクローズド制御を行うために設けられる。このために、被駆動体サンプリング部１０ｃは、回転角度θ2を上記サンプリング周期ごとにサンプリングし、回転角度θ2を時間で微分することによってＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの周波数に相当する被駆動体６の回転速度ω2を被駆動体６の速度として演算し、回転速度ω2を減算器１０ｄに出力する。
図２に示すモータ制御装置１０では、被駆動体サンプリング部１０ｃは、スイッチ１８がオンである間に動作を行い、スイッチ１８がオフである間に動作を停止する。
減算器１０ｄは、モータ５の回転速度ω1が入力される非反転入力部と、被駆動体６の回転速度ω2が入力される反転入力部と、モータ５の回転速度ω1と被駆動体６の回転速度ω2との減算結果である差分Δω1をフィルタ１０ｅに出力する出力部と、を有する。フィルタ１０ｅは、差分Δω1をフィルタ処理し、フィルタ処理した差分Δω2を加算器１０ｆに出力する。加算器１０ｆは、モータ５の回転速度ω1が入力される第１の非反転入力部と、フィルタ処理した差分Δω2が入力される第２の非反転入力部と、モータ５の回転速度ω1とフィルタ処理した差分Δω2との加算結果であるモータ５の実回転速度ωをｑ軸電流指令値作成部１０ｇ及びｄ軸電流指令値作成部１０ｈに出力する出力部と、を有する。
ｑ軸電流指令値作成部１０ｇは、ｑ軸電流指令値Ｉqcomを作成する。このために、ｑ軸電流指令値作成部１０ｇは、モータ５の実回転速度ωが加算器１０ｆから入力され、回転速度指令ωcomが上位制御装置１７から入力され、回転速度指令ωcom及びモータ５の実回転速度ωに対応するｑ軸電流指令値Ｉqcomをメモリ９から読み出し、読み出したｑ軸電流指令値Ｉqcomを減算器１０ｉに出力する。
ｄ軸電流指令値作成部１０ｈは、ｄ軸電流指令値Ｉdcomを作成する。このために、ｄ軸電流指令値作成部１０ｈは、モータ５の実回転速度ωが加算器１０ｆから入力され、回転速度指令ωcomが上位制御装置１７から入力される。回転速度指令ωcom及びモータ５の実回転速度ωに対応するｄ軸電流指令値Ｉdcomをメモリ９から読み出し、読み出したｄ軸電流指令値Ｉdcomを減算器１０ｊに出力する。
減算器１０ｉは、ｑ軸電流指令値Ｉqcomが入力される非反転入力部と、ｑ軸電流Ｉqが入力される反転入力部と、ｑ軸電流指令値Ｉqcomとｑ軸電流Ｉqの値との減算結果である電流偏差ΔＩqを出力する出力部と、を有する。減算器１０ｊは、ｄ軸電流指令値Ｉdcomが入力される非反転入力部と、ｄ軸電流Ｉdが入力される反転入力部と、ｄ軸電流指令値Ｉdcomとｄ軸電流Ｉdの値との減算結果である電流偏差ΔＩdを出力する出力部と、を有する。
ＰＩ制御部１０ｋは、電流偏差ΔＩqが入力され、電流偏差ΔＩqの比例積分演算を行うことによってｑ軸電圧指令値Ｖqを作成し、ｑ軸電圧指令値Ｖqを指令電圧作成部１０ｍに出力する。ＰＩ制御部１０ｌは、電流偏差ΔＩdが入力され、電流偏差ΔＩdの比例積分演算を行うことによってｄ軸電圧指令値Ｖdを作成し、ｄ軸電圧指令値Ｖdを指令電圧作成部１０ｍに出力する。
指令電圧作成部１０ｍは、ｑ軸電圧指令値Ｖq及びｄ軸電圧指令値Ｖdに基づいてＵ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWを作成する。このために、指令電圧作成部１０ｍは、回転座標変換及び二相−三相変換を行う座標変換器によって構成される。したがって、指令電圧設定部１０ｍは、静止座標系（αβ座標系）に対してモータ５の実回転速度ωに対応する回転角度θだけ回転する回転座標系で表される二相のｄ軸電圧指令値Ｖd及びｑ軸電圧指令値Ｖqを、三相のＵ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWに変換し、Ｕ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWをＰＷＭ信号生成部１４ｆに出力する。
ＰＷＭ信号生成部１０ｎは、Ｕ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶW、すなわち、サンプリングした三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの電流値及び回転角度θ1，θ2に基づいてＰＷＭ信号ＶPWM（この場合、インバータ４の各トランジスタに対応するＶPWM1，ＶPWM2，ＶPWM3，ＶPWM4，ＶPWM5及びＶPWM6）を生成し、モータ５を駆動するためにＰＷＭ信号ＶPWMをインバータ４に出力する。このために、ＰＷＭ信号生成部１０ｎは、モータ制御装置１０に内蔵されたタイマ（図示せず）の１周期（例えば、２５０マイクロ秒）に相当するキャリア周波数に基づいてＰＷＭ信号ＶPWMを生成する。
図２に示すモータ制御装置１０では、ＰＷＭ信号生成部１０ｎは、後に説明するキャリア周波数増大指令Ｃgが上位制御装置１７から入力された場合、後に詳細に説明するようにしてキャリア周波数を減少させる。
動作停止部１０ｐは、後に説明する動作停止指令Ｃoが上位制御装置１７から入力された場合、スイッチ１８をオフにするためのスイッチング信号Ｓoff’をスイッチ１８に供給し、モータ５の駆動中に動作停止指令Ｃoが上位制御装置１７から入力されない場合、スイッチ１８をオンにするためのスイッチング信号Ｓon’をスイッチ１８に供給する。
制御電源１１は、モータ制御装置１０、モニタ１２及び冷却用ファン１３に電力を供給する。このために、制御電源１１は、コンバータ１１ａと、平滑用コンデンサ１１ｂと、インバータ１１ｃと、を有する。
コンバータ１１ａは、例えば、複数（この場合は２個）の整流ダイオードによって構成され、三相交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。平滑用コンデンサ１１ｂは、平滑用コンデンサ３の容量よりも小さい容量を有し、コンバータ１１ａの整流ダイオードによって整流された電圧を平滑化するためにコンバータ１１ａに並列に接続される。インバータ１１ｃは、平滑用コンデンサ１１ｂに並列に接続され、例えば、複数（この場合は２個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、トランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ１１ａによって変換された直流電力を交流電力に変換する。
モニタ１２は、各種情報を表示し、制御電源１１から電力が供給される。冷却用ファン１３は、モータ５及びモータ制御装置１０を冷却し、制御電源１１から電力が供給される。
停電検出部１６は、三相交流電源１の停電を検出する。このために、停電検出部１６は、三相交流電源１の出力線に設けられた電流検出器１ｕ，１ｖ，１ｗによって検出される三相のＵ相電流ｉU、Ｖ相電流ｉV及びＷ相電流ｉWを整流する複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオードを有する整流回路（図示せず）と、整流回路からの出力信号のレベルと基準レベルとを比較し、当該出力信号のレベルが基準レベルより下である場合には停電検出信号Ｓsを上位制御装置１７に出力するコンパレータ（図示せず）と、を有する。ここで、電流検出器１ｕ，１ｖ，１ｗは、例えばホール素子によって構成される。
図１に示すシステムでは、メモリ９、モータ制御装置１０及び停電検出部１６は、入出力ポート、シリアル通信回路、Ａ／Ｄ変換器、コンパレータ等を備えたプロセッサによって実現され、図示しないメモリに格納された処理プログラムに従って後に説明する処理を実行する。
上位制御装置１７は、ＣＮＣ（数値制御装置）等によって構成され、モータ制御装置１０を制御するために回転速度指令値ωcomをｑ軸電流指令値作成部１０ｇ及びｄ軸電流指令値作成部１０ｈに入力する。また、上位制御装置１７は、停電検出信号Ｓsが入力されたときに平滑用コンデンサ３の電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖc1及び平滑用コンデンサ１１ｂの電圧Ｖc2を検出する。そして、上位制御装置１７は、検出した電圧Ｖc1及び電圧Ｖc2に基づいて、平滑用コンデンサ３に蓄積されているモータ電源供給可能電力Ｐm及び平滑用コンデンサ１１ｂに蓄積されている電力すなわち交流電源１が停電した時に制御電源１１が供給可能な制御電源供給可能電力Ｐcをそれぞれ計算する。
スイッチ１８は、回転角度検出部８から被駆動体サンプリング部１０ｃへの回転角度θ2の供給を行うために、動作停止部１０ｐからのスイッチング信号Ｓon’に従ってオン動作を行い、回転角度検出部８から被駆動体サンプリング部１０ｃへの回転角度θ2の供給を停止するために、動作停止部１０ｐからのスイッチング信号Ｓoff’に従ってオフ動作を行う。
図１に示すシステムでは、上位制御装置１７のメモリ（図示せず）には、被駆動体６が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、交流電源１の停電時に被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の停止に必要な第２の電力及び第１の電力と第２の電力の和のいずれか一つに相当するモータ駆動用電力Ｐsrが、回転速度指令値ωcomと関連付けて予め記憶されている。また、上位制御装置１７のメモリ（図示せず）には、交流電源１の停電時にモニタ１２及び冷却用ファン１３を駆動するのに必要な周辺機器駆動用電力Ｐmfが予め記憶されている。また、上位制御装置１７のメモリ（図示せず）には、交流電源１の停電時にモータ制御装置１０を駆動するのに必要な第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1、交流電源１の停電時にスイッチ１８をオフしたときにモータ制御装置１０を駆動するのに必要な第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2、並びに、交流電源１の停電時に交流電源１の停電時にスイッチ１８をオフするとともに上記サンプリング周期を増大させたときにモータ制御装置１０を駆動するのに必要な第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3が、回転速度指令値ωcomと関連付けて予め記憶されている。
また、上位制御装置１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和より小さい場合、被駆動体サンプリング部１０ｃの動作を停止させるための動作停止指令Ｃoを、動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2の和より小さい場合、上記サンプリング周期を増大させる（例えば、上記サンプリング周期を２倍にする）ためのサンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
さらに、上位制御装置１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3の和より小さい場合、上記キャリア周波数を減少させる（例えば、上記キャリア周波数を１／２倍にする）ためのキャリア周波数減少指令Ｃgを、ＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
図３は、図１の上位制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、モータ５の駆動を開始してからモータ５の駆動を終了し又は三相交流電源１の停電を検出するまでの間に制御周期（例えば、２５０マイクロ秒）ごとに実行され、上位制御装置１７で実行される処理プログラムによって制御される。
先ず、上位制御装置１７は、停電検出信号Ｓsを受信したか否か判断する（ステップＳ１）。停電検出信号Ｓsを受信しない場合、処理フローを終了する。それに対し、停電検出信号Ｓsを受信した場合、上位制御装置１７は、モータ電源供給可能電力Ｐm及び制御電源供給可能電力Ｐcを計算する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の終了後、上位制御装置１７は、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きいか否か判断する（ステップＳ３）。モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsr以下である場合、処理フローを終了する。それに対し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きい場合、上位制御装置１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和以上であるか否か判断する（ステップＳ４）。
制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和より小さい場合、上位制御装置１７は、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する（ステップＳ５）。
動作停止部１０ｐは、上位制御装置１７から動作停止指令Ｃoが入力された場合、スイッチング信号Ｓoff’をスイッチ１８に供給する。したがって、被駆動体サンプリング部１０ｃは動作を停止し、被駆動体サンプリング部１０ｃによって電力が消費されなくなるので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。
ステップＳ５の終了後、上位制御装置１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2の和以上であるか否か判断する（ステップＳ６）。制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2の和より小さい場合、上位制御装置１７は、サンプリング周期増大指令Ｃgを電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する（ステップＳ７）。
電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂは、上位制御装置１７からサンプリング周期増大指令Ｃgが入力された場合、モータ制御装置１０に内蔵されたクロック（図示せず）が出力するクロック信号を２回受信する度にサンプリング処理を行う。したがって、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂは、２クロック周期（例えば、５００マイクロ秒）に相当するサンプリング周期（モータ制御装置１０の制御周期）ごとにそれぞれサンプリング処理を行う。すなわち、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期は、サンプリング周期増大指令Ｃgが入力される前のサンプリング周期の２倍に増大する。
電流値サンプリング部１０ａ、モータサンプリング部１０ｂ及び被駆動体サンプリング部１０ｃのサンプリング周期に相当するモータ制御装置１０の制御周期は、モータ制御装置１０の各部が処理を行う処理期間及びモータ制御装置１０の各部が休止する休止期間からなる。処理期間は、モータ制御装置１０の制御周期の長さに関係なく一定であり、処理期間中にモータ制御装置１０が消費する電力は、休止期間中にモータ制御装置１０が消費する電力より大きい。したがって、モータ制御装置１０が消費する電力は、モータ制御装置１０の制御周期の長さに対する処理期間の割合が減少するに従って減少する。本実施の形態によれば、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期を増大させることによって、モータ制御装置１０の制御周期の長さに対する処理期間の割合が減少するので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。
ステップＳ７の終了後、上位制御装置１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3の和以上であるか否か判断する（ステップＳ８）。制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3の和より小さい場合、上位制御装置１７は、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力し（ステップＳ９）、処理フローを終了する。
ＰＷＭ信号生成部１０ｎは、上位制御装置１７からキャリア周波数減少指令Ｃgが入力された場合、モータ制御装置１０に内蔵されたタイマ（図示せず）の２周期（例えば、５００マイクロ秒）に相当するキャリア周波数を設定し、設定したキャリア周波数に基づいてＰＷＭ信号ＶPWMを生成する。したがって、キャリア周波数は、キャリア周波数減少指令Ｃgが入力される前のキャリア周波数の１／２倍に減少する。
単位時間（例えば、１秒）当たりにＰＷＭ信号ＶPWMが生成される回数は、キャリア周波数が減少するに従って減少し、ＰＷＭ信号生成部１０ｎがＰＷＭ信号ＶPWMを生成するのに必要な電力は、単位時間（例えば、１秒）当たりにＰＷＭ信号ＶPWMが生成される回数が減少するに従って減少する。本実施の形態によれば、キャリア周波数を減少させることによって単位時間（例えば、１秒）当たりにＰＷＭ信号ＶPWMが生成される回数が減少するので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。
モータ５が重力軸用サーボモータである場合、モータ制御装置１０は、被駆動体６の物体に干渉しない領域への退避及び被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の停止を行うためのモータ５の制御を、上位制御装置１７の図２の処理フローの終了時に行う。モータ５が水平軸用サーボモータである場合、モータ制御装置１０は、被駆動体６の物体に干渉しない領域への退避を行うためのモータ５の制御を、上位制御装置１７の図２の処理フローの終了時に行う。モータ５が主軸モータである場合、モータ制御装置１０は、被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の停止を行うためのモータ５の制御を、上位制御装置１７の図２の処理フローの終了時に行う。
図１に示すシステムによれば、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和より小さい場合、被駆動体１０ｃの動作を停止させるので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。したがって、被駆動体６の物体に干渉しない領域への退避及び被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の停止のうちの少なくとも一方を三相交流電源１の停電時に行うことができるようにするために、制御電源１１の出力保持時間を、平滑用コンデンサ１１ｂの容量を大きくすることなく延ばすことができる。
また、三相交流電源１が停電したときに、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2又は第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3の和より小さい場合、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期を増大し、又は、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期を増大させかつＰＷＭ信号ＶPWMのキャリア周波数を減少させることによって、モータ制御装置１０の消費電力を更に減少させることができる。
図４は、本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図である。図４に示すシステムは、ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械において使用される。図４に示すシステムは、図１の上位制御装置１７の代わりに上位制御装置１７’を有し、上位制御装置１７以外の図１に示すシステムの構成要素の他に、インバータ４’と、モータ５’と、被駆動体６’と、回転角度検出部７’，８’と、メモリ９’と、モータ制御装置１０’と、を有する。
インバータ４’は、平滑用コンデンサ３及びモータ５に並列に接続され、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、後に説明するＰＷＭ信号ＶPWM’に基づいてトランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。
モータ５’は、平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動される。図４に示すシステムにおいて、モータ５としては、例えば、ワークが取り付けられた工作機械のテーブルをボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって第１の水平軸方向（例えば、Ｘ軸方向）に駆動する第１の水平軸用サーボモータが用いられ、モータ５’としては、例えば、ワークが取り付けられた工作機械のテーブルをボールねじ／ナット機構等の送りねじ機構によって第１の水平軸方向に直交する第２の水平軸方向（例えば、Ｙ軸方向）に駆動する第２の水平軸用サーボモータが用いられる。
被駆動体６及び被駆動体６’は、例えば、モータ５，５’がそれぞれ第１の水平軸用サーボモータ及び第２の水平軸用サーボモータである場合には同一の工作機械のテーブルである。
回転角度検出部７’は、モータ５’の回転角度θ1’をモータの位置として検出するロータリーエンコーダによって構成され、回転角度検出部８’は、被駆動体６’の回転角度θ2’を被駆動体の位置として検出するロータリーエンコーダによって構成される。
メモリ９’は、上位制御装置１７’からモータ制御装置１０’に入力されるモータ５’対する速度指令値である回転速度指令ωcom’と、モータ５の実回転速度ωと同様にして計算されるモータ５’の位置又は速度に対応するモータ５’の実回転速度ω’と、ｑ軸電流指令値Ｉqcom’及びｄ軸電流指令値Ｉdcom’との関係を表すルックアップテーブルを格納する。
モータ制御装置１０’は、コンバータ２を介して三相交流電源１に接続した平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動されるモータ５’を制御する。このために、モータ制御装置１０’は、インバータ４’の出力線に設けられた電流検出器４ｕ’，４ｖ’，４ｗ’によって検出した三相のＵ相電流ＩU’、Ｖ相電流ＩV’及びＷ相電流ＩW’のそれぞれの電流値を、モータの電流値としてサンプリングし、回転角度θ1’，θ2’を、モータの位置又は速度及び被駆動体の位置又は速度としてそれぞれサンプリングする。そして、モータ制御装置１０’は、モータ５’を駆動するためのＰＷＭ信号ＶPWM’を、サンプリングしたＵ相電流ＩU’、Ｖ相電流ＩV’及びＷ相電流ＩW’のそれぞれの電流値及び回転角度θ1’，θ2’に基づいて生成する。ここで、電流検出器４ｕ’，４ｖ’，４ｗ’は、例えばホール素子によって構成される。また、モータ制御装置１０’は、制御電源１１から電力が供給されるが、制御電源１１からモータ制御装置１０’に電力を供給するための経路は、明瞭のために図４では省略する。さらに、モータ制御装置１０’は、停電検出部１６から停電検出信号Ｓsが入力されたときにモータ５’を停止させるように制御を行い、モータ５’の停止によって平滑用コンデンサ３に蓄積される減速エネルギーＰdを、モータ５’の実回転速度ω’に基づいて計算する。減速エネルギーＰdは、後に説明する停止電力Ｐsr2よりも大きい。そして、モータ制御装置１０’は、計算した減速エネルギーＰdの情報を上位制御装置１７’に提供する。
図４に示すシステムでは、メモリ９’及びモータ制御装置１０’は、入出力ポート、シリアル通信回路、Ａ／Ｄ変換器、コンパレータ等を備えたプロセッサによって実現され、図示しないメモリに格納された処理プログラムに従ってモータ５’を制御するための処理を実行する。
図４に示すシステムにおいて、後に説明するように、モータ制御装置１０は、被駆動体６，６’の物体に干渉しない領域への退避を三相交流電源１の停電時に行い、モータ制御装置１０’は、モータ５’の停止を三相交流電源１の停電時に行う。
このために、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmが、被駆動体６の退避に必要な第１の電力としての退避電力Ｐsr1以下であるとともにモータ５’の停止に必要な第２の電力としての停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと後に説明する第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合、モータ制御装置１０の動作停止部１０ｐは、スイッチ１８をオフにするためのスイッチング信号Ｓoff’をスイッチ１８に供給することによって被駆動体サンプリング部１０ｃの動作を停止させ、制御電源１１の出力保持時間を延ばすための制御を行う。
上位制御装置１７’は、ＣＮＣ（数値制御装置）等によって構成され、モータ制御装置１０を制御するために回転速度指令値ωcomをモータ制御装置１０のｑ軸電流指令値作成部１０ｇ及びｄ軸電流指令値作成部１０ｈに入力し、モータ制御装置１０’を制御するために回転速度指令値ωcom’をモータ制御装置１０’のｑ軸電流指令値作成部及びｄ軸電流指令値作成部（共に図示せず）に入力する。また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsが入力されたときに平滑用コンデンサ３の電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖc1及び平滑用コンデンサ１１ｂの電圧Ｖc2を検出する。そして、上位制御装置１７’は、検出した電圧Ｖc1及び電圧Ｖc2に基づいて、平滑用コンデンサ３に蓄積されているモータ電源供給可能電力Ｐm及び平滑用コンデンサ１１ｂに蓄積されている電力すなわち交流電源１が停電した時に制御電源１１が供給可能な制御電源供給可能電力Ｐcをそれぞれ計算する。さらに、モータ制御装置１０、モータ制御装置１０’及び上位制御装置１７’との間でシリアル通信を行ってもよい。
図４に示すシステムでは、上位制御装置１７’のメモリ（図示せず）には、退避電力Ｐsr1が回転速度指令値ωcomと関連付けて予め記憶され、停止電力Ｐsr2が回転速度指令値ωcom’と関連付けて予め記憶されている。また、上位制御装置１７’のメモリ（図示せず）には、交流電源１の停電時にモニタ１２及び冷却用ファン１３を駆動するのに必要な周辺機器駆動用電力Ｐmfが予め記憶されている。また、上位制御装置１７のメモリ（図示せず）には、交流電源１の停電時にモータ制御装置１０，１０’を駆動するのに必要な第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’、交流電源１の停電時にスイッチ１８をオフしたときにモータ制御装置１０，１０’を駆動するのに必要な第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’、並びに、交流電源１の停電時に交流電源１の停電時にスイッチ１８をオフするとともに上記サンプリング周期を増大させたときにモータ制御装置１０，１０’を駆動するのに必要な第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’が、回転速度指令値ωcomと関連付けて予め記憶されている。
例えば、モータ５，５’がそれぞれ第１の水平軸用サーボモータ及び第２の水平軸用サーボモータであり、被駆動体６及び被駆動体６’が同一の工作機械のテーブルである場合、上位制御装置１７’は、交流電源１の停電時に被駆動体６，６’が物体に干渉しない領域へ退避するために、モータ５，５’を停止させるか否かを回転速度指令値ωcom，ωcom’に基づいて判断する。
例えば、上位制御装置１７’が、退避のために被駆動体６，６’を第１の水平方向（例えば、Ｘ軸方向）に移動させる必要があるが被駆動体６，６’を第２の水平方向（例えば、Ｙ軸方向）に移動させる必要がないと判断した場合、上位制御装置１７’は、退避のためにモータ５を駆動するようモータ制御装置１０を制御し、モータ５’を停止するようモータ制御装置１０’を制御する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合、動作停止指令Ｃoを、動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合にも、動作停止指令Ｃoを、動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’の和より小さい場合、サンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’の和より小さい場合にも、サンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’の和より小さい場合、キャリア周波数減少指令Ｃgを、ＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
さらに、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’の和より小さい場合にも、キャリア周波数減少指令Ｃgを、ＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
図５は、図４の上位制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、モータ５の駆動を開始してからモータ５の駆動を終了し又は三相交流電源１の停電を検出するまでの間に制御周期（例えば、２５０マイクロ秒）ごとに実行され、上位制御装置１７’で実行される処理プログラムによって制御される。ここでは、被駆動体６，６’の退避を行うためにモータ５を駆動するとともにモータ５’を停止する場合について説明する。
図５のフローチャートでは、ステップＳ２の終了後、上位制御装置１７’は、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1より大きいか否か判断する（ステップＳ２１）。モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下である場合、上位制御装置１７’は、モータ電源供給可能電力Ｐmが停止電力Ｐsr2より大きいか否か判断する（ステップＳ２２）。
モータ電源供給可能電力Ｐmが停止電力Ｐsr2以下である場合、処理フローを終了する。それに対し、モータ電源供給可能電力Ｐmが停止電力Ｐsr2より大きい場合、上位制御装置１７’は、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きいか否か判断する（ステップＳ２３）。モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和以下である場合、処理フローを終了する。
ステップＳ２１でモータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1より大きいと判断された場合、又は、ステップＳ２３でモータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きいと判断された場合、上位制御装置１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和以上であるか否か判断する（ステップＳ２４）。
制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合、上位制御装置１７’は、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する（ステップＳ２５）。
ステップＳ２５の終了後、上位制御装置１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’の和以上であるか否か判断する（ステップＳ２６）。制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’の和より小さい場合、上位制御装置１７’は、サンプリング周期増大指令Ｃgを電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２７の終了後、上位制御装置１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’の和以上であるか否か判断する（ステップＳ２８）。制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’の和以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’の和より小さい場合、上位制御装置１７’は、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力し（ステップＳ２９）、処理フローを終了する。
モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きい場合、モータ制御装置１０’は、モータ５’の停止を行うためのモータ５’の制御を、上位制御装置１７’の図５の処理フローの終了時に行い、モータ５’が停止した後に、モータ制御装置１０は、被駆動体６の被駆動体６が物体に干渉しない領域への退避を行うためのモータ５の制御を行う。
それに対し、モータ５が重力軸用サーボモータであり、モータ５’が主軸モータであり、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和以下である場合、モータ制御装置１０は、被駆動体６が物体に干渉しない領域へ退避するためのモータ５の制御を、上位制御装置１７’の図５の処理フローの終了時又はモータ制御装置１０’によるモータ５’の停止後に行う。すなわち、被駆動体６の退避をモータ５’の停止よりも優先して行う必要がある場合には、被駆動体６の退避を行うためのモータ５の制御を、上位制御装置１７’の図５の処理フローの終了時に行い、それに対し、モータ５’の停止を被駆動体６の退避よりも優先して行う必要がある場合には、被駆動体６の退避を行うためのモータ５の制御を、モータ制御装置１０’によるモータ５’の停止後に行う。
図４に示すシステムにおいて、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合、被駆動体サンプリング部１０ｃの動作を停止させるので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。したがって、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下である場合でも退避を行うことができるようにするために、制御電源１１の出力保持時間を、平滑用コンデンサ１１ｂの容量を大きくすることなく延ばすことができる。
また、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’、第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’又は第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’より小さい場合、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期を増大し、又は、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期を増大させかつＰＷＭ信号ＶPWM’のキャリア周波数を減少させることによって、モータ制御装置１０の消費電力を更に減少させることができる。
図６は、本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図であり、図７は、図６のモータ制御装置のブロック図である。図６に示すシステムは、ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械において使用される。図６に示すシステムは、図１のモータ制御装置１０及び上位制御装置１７の代わりにモータ制御装置１０’及び上位制御装置１１７を有し、図１に示すシステムの構成要素の他にスイッチ１４，１５を有する。また、モータ制御装置１０’は、図２に示すモータ制御装置１０の構成要素の他に電力供給停止部１０ｏを有する。
スイッチ１４は、制御電源１１からモニタ１２への電力供給を行うために、電力供給停止部１０ｏからのスイッチング信号Ｓonに従ってオン動作を行い、制御電源１１からモニタ１２への電力供給を停止するために、電力供給停止部１０ｏからのスイッチング信号Ｓoffに従ってオフ動作を行う。スイッチ１５は、制御電源１１から冷却用ファン１３への電力供給を行うために、電力供給停止部１０ｏからのスイッチング信号Ｓonに従ってオン動作を行い、制御電源１１から冷却用ファン１３への電力供給を停止するために、電力供給停止部１０ｏからのスイッチング信号Ｓoffに従ってオフ動作を行う。
電力供給停止部１０ｏは、後に説明する電力供給停止指令Ｃpが電力供給停止部１０ｏから入力された場合、スイッチ１４，１５をオフにするためのスイッチング信号Ｓoffをスイッチ１４，１５に供給し、モータ５の駆動中に電力供給停止指令Ｃpが電力供給停止部１０ｏから入力されない場合、スイッチ１４，１５をオンにするためのスイッチング信号Ｓonをスイッチ１４，１５に供給する。
上位制御装置１１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2の和より小さい場合、制御電源１１からモニタ１２及び冷却用ファン１３への電力供給を停止するための電力供給停止指令Ｃpを、電力供給停止部１０ｏに出力する。
また、上位制御装置１１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1より小さい場合、動作停止指令Ｃoを、動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2より小さい場合、サンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
さらに、上位制御装置１１７は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3より小さい場合、キャリア周波数減少指令Ｃgを、ＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
図８は、図６の上位制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、モータ５の駆動を開始してからモータ５の駆動を終了し又は三相交流電源１の停電を検出するまでの間に制御周期（例えば、２５０マイクロ秒）ごとに実行され、上位制御装置１１７で実行される処理プログラムによって制御される。
ステップＳ４において制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1の和より小さいと判断された場合、上位制御装置１１７は、電力供給停止指令Ｃpを電力供給停止部１０ｏに出力する（ステップＳ５’）。
ステップＳ５’の終了後、上位制御装置１１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1以上であるか否か判断する（ステップＳ６’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1より小さい場合、上位制御装置１１７は、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する（ステップＳ７’）。
ステップＳ７’の終了後、上位制御装置１１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2以上であるか否か判断する（ステップＳ８’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2より小さい場合、上位制御装置１１７は、サンプリング周期増大指令Ｃgを電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する（ステップＳ９’）。
ステップＳ９’の終了後、上位制御装置１１７は、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3以上であるか否か判断する（ステップＳ１０’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3より小さい場合、上位制御装置１１７は、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力し（ステップＳ１１’）、処理フローを終了する。
図６に示すシステムにおいて、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1より小さい場合、被駆動体１０ｃの動作を停止させるので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。したがって、被駆動体６の物体に干渉しない領域への退避及び被駆動体６の物体への干渉を回避するためのモータ５の停止のうちの少なくとも一方を三相交流電源１の停電時に行うことができるようにするために、制御電源１１の出力保持時間を、平滑用コンデンサ１１ｂの容量を大きくすることなく延ばすことができる。
図９は、本発明の実施の形態のモータ制御装置を有する他のシステムのブロック図である。図９に示すシステムは、ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械において使用される。図９に示すシステムは、図４の上位制御装置１７’の代わりに上位制御装置１１７’を有する。
上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合、電力供給停止指令Ｃpを電力供給停止部１０ｏに出力する。
また、上位制御装置１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合にも、電力供給停止指令Ｃpを電力供給停止部１０ｏに出力する。
また、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’より小さい場合、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さい場合にも、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する。
また、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’より小さい場合、サンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
また、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’より小さい場合にも、サンプリング周期増大指令Ｃgを、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する。
また、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmがモータ駆動用電力Ｐsrより大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’より小さい場合、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
さらに、上位制御装置１１７’は、停電検出信号Ｓsを受信し、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’より小さい場合にも、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力する。
図１０は、図９の上位制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、モータ５の駆動を開始してからモータ５の駆動を終了し又は三相交流電源１の停電を検出するまでの間に制御周期（例えば、２５０マイクロ秒）ごとに実行され、上位制御装置１１７’で実行される処理プログラムによって制御される。
ステップＳ２４において制御電源供給可能電力Ｐcが周辺機器駆動用電力Ｐmfと第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’の和より小さいと判断された場合、上位制御装置１１７’は、電力供給停止指令Ｃpを電力供給停止部１０ｏに出力する（ステップＳ２５’）。
ステップＳ２５’の終了後、上位制御装置１１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’以上であるか否か判断する（ステップＳ２６’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’より小さい場合、上位制御装置１１７’は、動作停止指令Ｃoを動作停止部１０ｐに出力する（ステップＳ２７’）。
ステップＳ２７’の終了後、上位制御装置１１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’以上であるか否か判断する（ステップＳ２８’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2’より小さい場合、上位制御装置１１７’は、サンプリング周期増大指令Ｃgを電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂにそれぞれ出力する（ステップＳ２９’）。
ステップＳ２９’の終了後、上位制御装置１１７’は、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’以上であるか否か判断する（ステップＳ１０’）。制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3’以上である場合、処理フローを終了する。それに対し、制御電源供給可能電力Ｐcが第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3より小さい場合、上位制御装置１１７’は、キャリア周波数減少指令ＣgをＰＷＭ信号生成部１０ｎに出力し（ステップＳ１１’）、処理フローを終了する。
図９に示すシステムにおいて、三相交流電源１が停電した時に、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下であるとともに停止電力Ｐsr2よりも大きく、モータ電源供給可能電力Ｐmと減速エネルギーＰdとの和が、退避電力Ｐsr1と停止電力Ｐsr2との和より大きく、かつ、制御電源供給可能電力Ｐcが第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1’より小さい場合、被駆動体サンプリング部１０ｃの動作を停止させるので、モータ制御装置１０の消費電力を減少させることができる。したがって、モータ電源供給可能電力Ｐmが退避電力Ｐsr1以下である場合でも退避を行うことができるようにするために、制御電源１１の出力保持時間を、平滑用コンデンサ１１ｂの容量を大きくすることなく延ばすことができる。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、本発明によるモータ制御装置を、ワークと工具とを常に同期して運転する必要がある工作機械以外の機械で用いることができる。
また、本発明によるモータ制御装置は、停電時に周辺機器への電力供給の停止を行わない場合には、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源とは別の電源から電力が供給されてもよい。
また、上記実施の形態において、交流電源として三相交流電源１を用いたが、三相以外の多相交流電源を電源として用いることもできる。また、本発明によるモータ制御装置を、電源回生を行うシステムにおいても適用することができる。この場合、三相交流電源１と電流検出部１ｕ，１ｖ，１ｗとの間にリアクトルを配置し、コンバータ２を、複数の整流ダイオード及び整流ダイオードの個数と同数のトランジスタによって構成する。
また、回転角度検出部７，８を、ロータリーエンコーダ以外の部品（例えば、ホール素子又はレゾルバ）によって構成することができる。また、モータサンプリング部１０ｂ及び被駆動体サンプリング部１０ｃをモータ制御装置１０の外部に設けることもできる。また、回転角度検出部７を省略し、モータ５に供給される交流電流及び交流電圧に基づいて回転角度θ1及び回転速度ω1を演算することもできる。
また、周辺機器としてモニタ１２及び冷却用ファン１３を用いる場合について説明したが、モニタ１２と冷却用ファン１３のうちのいずれか一方又はモニタ１２及び冷却用ファン１３以外の周辺機器を用いることもできる。
また、回転角度θ1，θ2をサンプリングする場合について説明したが、モータ５の位置及び被駆動体６の位置としての回転角度θ1，θ2の代わりにモータ５の速度及び被駆動体６の速度としての回転速度ω1，ω2をサンプリングすることもできる。
また、メモリ９をプロセッサの一部として説明したが、メモリ９をプロセッサ外の部品として構成することもできる。また、メモリ９をｑ軸電流指令値作成部１０ｇ又はｄ軸電流指令値設定部１０ｈ内に設けることもできる。
また、停電検出部１６が三相交流電源１の電流を検出し、検出した電流に対応する出力信号のレベルと基準レベルを比較する場合について説明したが、停電検出部１６が三相交流電源１の電圧を検出し、検出した電圧に対応する出力信号のレベルと基準レベルを比較することもできる。
また、停電検出部１６が停電検出信号Ｓsを上位制御装置１７，１７’に出力する場合について説明したが、停電検出部１６が停電検出信号Ｓsをｑ軸電流指令値作成部１０ｇ及びｄ軸電流指令値作成部１０ｈに出力し、ｑ軸電流指令値作成部１０ｇ及びｄ軸電流指令値作成部１０ｈが三相交流電源１の停電の検出の有無を判断することもできる。
また、電流値サンプリング部１０ａ及びモータサンプリング部１０ｂのサンプリング周期（モータ制御装置１０の制御周期）を２倍に増大する場合について説明したが、モータ制御装置１０に内蔵されたクロック（図示せず）が出力する３以上の任意の回数のクロック信号を受信する度にサンプリング処理を行うことによって、サンプリング周期を３以上の任意の整数倍に増大することもできる。また、サンプリング周期を増大するために、モータ制御装置１０に内蔵されたクロック（図示せず）がモータ制御装置１０の各部に出力するクロック信号の周波数を増大させるためのクロック制御部をモータ制御装置１０内に設けることもできる。
また、ＰＷＭ信号ＶPWMのキャリア周波数を１／２倍に減少する場合について説明したが、モータ制御装置１０に内蔵されたタイマ（図示せず）の３以上の任意の数の周期に相当するキャリア周波数を設定することによって、ＰＷＭ信号ＶPWMのキャリア周波数を３以上の任意の整数の逆数倍に減少させることもできる。また、ＰＷＭ信号ＶPWMのキャリア周波数を減少させるために、モータ制御装置１０に内蔵されたタイマ（図示せず）の計数値を減少させるためのタイマ制御部をモータ制御装置１０内に設けることもできる。
また、モータ制御装置１０の消費電力を減少させるために、被駆動体サンプリング部１０ｃの動作の停止のみ、又は被駆動体サンプリング部１０ｃの動作の停止とサンプリング周期の増大と両方を行うこともできる。
また、平滑用コンデンサ３の電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖc1及び平滑用コンデンサ１１ｂの電圧Ｖc2の検出並びにモータ電源供給可能電力Ｐm及び制御電源供給可能電力Ｐcの計算を上位制御装置１７，１７’で行う場合について説明したが、平滑用コンデンサ３の電圧（ＤＣリンク電圧）Ｖc1を検出する第１の電圧検出部、平滑用コンデンサ１１ｂの電圧Ｖc2を検出する第２の検出部並びにモータ電源供給可能電力Ｐm及び制御電源供給可能電力Ｐcを計算する計算部をモータ制御装置１０に設けることもできる。
また、モータ駆動用電力Ｐsrと、周辺機器駆動用電力Ｐmfと、回転速度指令値ωcomと関連付けられた第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1、第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2、第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3及び第４のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc4と、を上位制御装置１７，１７’のメモリ（図示せず）に予め記憶させる場合について説明したが、モータ駆動用電力Ｐsrと、周辺機器駆動用電力Ｐmfと、回転速度指令値ωcomと関連付けられた第１のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc1、第２のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc2、第３のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc3及び第４のモータ制御装置駆動用電力Ｐmc4と、を記憶した記憶部を、モータ制御装置１０に設けることもできる。
さらに、モータ制御装置１０の消費電力を減少させるために、被駆動体サンプリング部１０ｃの動作を停止させる代わりにモータサンプリング部１０ｂの動作を停止させることもできる。
１ 三相交流電源
１ｕ，１ｖ，１ｗ，４ｕ，４ｖ，４ｗ，４ｕ’，４ｖ’，４ｗ’ 電流検出部
２，１１ａ コンバータ
３，１１ｂ 平滑用コンデンサ
４，４’，１１ｃ インバータ
５，５’ モータ
６，６’ 被駆動体
７，７’，８，８’ 回転角度検出部
９，９’ メモリ
１０，１０’ モータ制御装置
１０ａ 電流値サンプリング部
１０ｂ モータサンプリング部
１０ｃ 被駆動体サンプリング部
１０ｄ，１０ｉ，１０ｊ 減算器
１０ｅ フィルタ
１０ｆ 加算器
１０ｇ ｑ軸電流指令値作成部
１０ｈ ｄ軸電流指令値作成部
１０ｋ，１０ｌ ＰＩ制御部
１０ｍ 指令電圧作成部
１０ｎ ＰＷＭ信号生成部
１０ｏ 電力供給停止部
１０ｐ 動作停止部
１１ 制御電源
１２ モニタ
１３ 冷却用ファン
１４，１５，１８ スイッチ
１６ 停電検出部
１７，１７’，１１７，１１７’ 上位制御装置
Ｃg キャリア周波数減少指令
Ｃo 動作停止指令
Ｃp 電力供給停止指令
Ｃg サンプリング周期増大指令
Ｉd ｄ軸電流
Ｉdcom，Ｉdcom’ ｄ軸電流指令値
Ｉq ｑ軸電流
Ｉqcom，Ｉqcom’ ｑ軸電流指令値
ｉU，ＩU，ＩU’ Ｕ相電流
ｉV，ＩV，ＩV’ Ｖ相電流
ｉW，ＩW，ＩW’ Ｗ相電流
Ｐd 減速エネルギー
Ｓon，Ｓoff，Ｓon’，Ｓoff’ スイッチング信号
Ｓs 停電検出信号
Ｖc1，Ｖc2 電圧
Ｖd ｄ軸電圧指令値
Ｖq ｑ軸電圧指令値
ＶU Ｕ相電圧指令値
ＶV Ｖ相電圧指令値
ＶW Ｗ相電圧指令値
ＶPWM，ＶPWM’ ＰＷＭ信号
ΔＩd，ΔＩq 電流偏差
θ1，θ2，θ1’，θ2’ 回転角度
ω，ω1，ω2 回転速度
Δω1，Δω2 回転速度偏差
ωcom，ωcom’ 回転速度指令値

Claims (12)

  1. コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置であって、
    モータの電流値をサンプリングする電流値サンプリング部と、
    モータの位置又は速度をサンプリングするモータサンプリング部と、
    モータに接続された被駆動体の位置又は速度をサンプリングする被駆動体サンプリング部と、
    モータを駆動するためのＰＷＭ信号を、サンプリングしたモータの電流値、モータの位置又は速度、及びモータに接続された被駆動体の位置又は速度に基づいて生成するＰＷＭ信号生成部と、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力及び制御電源が供給可能な電力に応じて、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる動作停止部と、
    を有し、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、モータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止に必要な第２の電力、及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、前記動作停止部は、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力、前記第２の電力及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、前記電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、前記モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と前記被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う、請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力、前記第２の電力及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる、請求項２に記載のモータ制御装置。
  4. コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置であって、
    モータの電流値をサンプリングする電流値サンプリング部と、
    モータの位置又は速度をサンプリングするモータサンプリング部と、
    モータに接続された被駆動体の位置又は速度をサンプリングする被駆動体サンプリング部と、
    モータを駆動するためのＰＷＭ信号を、サンプリングしたモータの電流値、モータの位置又は速度、及びモータに接続された被駆動体の位置又は速度に基づいて生成するＰＷＭ信号生成部と、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力及び制御電源が供給可能な電力に応じて、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる動作停止部と、
    を有し、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力以下であるとともに、前記モータ制御装置が制御するモータに並列に接続した他のモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するための他のモータの停止に必要な第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によってＤＣリンク部に蓄積される減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、動作停止部は、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させることを特徴とするモータ制御装置。
  5. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力以下であるとともに前記第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、前記電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、前記モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と前記被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う、請求項４に記載のモータ制御装置。
  6. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力以下であるとともに前記第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、周辺機器の駆動に必要な電力と前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力との和より小さい場合、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる、請求項５に記載のモータ制御装置。
  7. コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置であって、
    モータの電流値をサンプリングする電流値サンプリング部と、
    モータの位置又は速度をサンプリングするモータサンプリング部と、
    モータに接続された被駆動体の位置又は速度をサンプリングする被駆動体サンプリング部と、
    モータを駆動するためのＰＷＭ信号を、サンプリングしたモータの電流値、モータの位置又は速度、及びモータに接続された被駆動体の位置又は速度に基づいて生成するＰＷＭ信号生成部と、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力及び制御電源が供給可能な電力に応じて、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる動作停止部と、
    を有し、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力、モータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するためのモータの停止に必要な第２の電力及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、前記動作停止部は、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させることを特徴とするモータ制御装置。
  8. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力、前記第２の電力及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、前記電流値サンプリング部は、前記電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、前記モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と前記被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う、請求項７に記載のモータ制御装置。
  9. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力、前記第２の電力及び前記第１の電力と前記第２の電力の和のいずれかよりも大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる、請求項８に記載のモータ制御装置。
  10. コンバータを介して交流電源に接続したＤＣリンク部に蓄積されている電力で駆動されるモータを制御するために、モータの周辺機器に電力を供給する制御電源から電力が供給されるモータ制御装置であって、
    モータの電流値をサンプリングする電流値サンプリング部と、
    モータの位置又は速度をサンプリングするモータサンプリング部と、
    モータに接続された被駆動体の位置又は速度をサンプリングする被駆動体サンプリング部と、
    モータを駆動するためのＰＷＭ信号を、サンプリングしたモータの電流値、モータの位置又は速度、及びモータに接続された被駆動体の位置又は速度に基づいて生成するＰＷＭ信号生成部と、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力及び制御電源が供給可能な電力に応じて、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させる動作停止部と、
    を有し、
    交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、モータに接続された被駆動体が物体に干渉しない領域へ退避するために必要な第１の電力以下であるとともに、前記モータ制御装置が制御するモータに並列に接続した他のモータに接続された被駆動体の物体への干渉を回避するための他のモータの停止に必要な第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によってＤＣリンク部に蓄積される減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、動作停止部は、前記モータサンプリング部と前記被駆動体サンプリング部のうちの一方の動作を停止させることを特徴とするモータ制御装置。
  11. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力以下であるとともに前記第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、前記電流値サンプリング部は、モータの電流値のサンプリング周期を増大し、かつ、前記モータサンプリング部によるモータの位置又は速度のサンプリング周期の増大と前記被駆動体サンプリング部による被駆動体の位置又は速度のサンプリング周期の増大のいずれかを行う、請求項１０に記載のモータ制御装置。
  12. 交流電源が停電した時に、ＤＣリンク部に蓄積されている電力が、前記第１の電力以下であるとともに前記第２の電力よりも大きく、ＤＣリンク部に蓄積されている電力と他のモータの停止によって生じた減速エネルギーとの和が、前記第１の電力と前記第２の電力との和より大きく、かつ、制御電源が供給可能な電力が、前記モータ制御装置及び他のモータのモータ制御装置の駆動に必要な電力より小さい場合、前記ＰＷＭ信号生成部は、前記ＰＷＭ信号のキャリア周波数を減少させる、請求項１１に記載のモータ制御装置。
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