WO2020208980A1 - モータ駆動装置及びサーボｄｃ給電システム - Google Patents

モータ駆動装置及びサーボｄｃ給電システム Download PDF

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power
motor drive
voltage
capacitor
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岳 桐淵
俊行 財津
岳史 蘆田
昌志 土井
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オムロン株式会社
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
    • H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another

Definitions

  • the present invention relates to a motor drive device and a servo DC power supply system.
  • a device in which the converter is removed from the servo driver (hereinafter referred to as a motor drive device) is placed in the vicinity of each servo motor, and power is supplied from one DC power supply to a plurality of motor drive devices by a DC bus. If it is adopted, the above problem can be prevented from occurring.
  • the impedance of the motor drive device is smaller than the impedance of the DC power supply, so the regenerative current from one motor drive device is different from that of the other. The problem of flowing into the motor drive can occur.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and constructs a servo DC power supply system in which an excessive regenerative current does not flow into each motor drive device from another motor drive device, and such a servo DC power supply system. It is an object of the present invention to provide a motor drive device capable of providing a motor drive device.
  • the motor drive device for driving the servo motor includes an inverter circuit that generates AC power to be supplied to the servo motor, a positive power line that supplies DC power from a DC power supply to the inverter circuit, and A portion of the negative power line, a capacitor arranged between the positive power line and the negative power line, and a portion of the positive power line on the DC power supply side of the connection portion of the capacitor, or the negative power line. It includes a switch inserted at a location closer to the DC power supply side than the connection portion of the capacitor, and a control unit that turns off the switch when the voltage between both ends of the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage.
  • the motor drive device has a configuration in which when the voltage between both ends of the capacitor rises due to the inflow of the regenerative current, the switch is turned off and the supply of the regenerative current to the capacitor side is stopped. Therefore, if the motor drive device having the above configuration is used as each motor drive device of the servo DC power supply system in which the DC power from the DC power supply is distributed and supplied to a plurality of motor drive devices in the power supply path, each motor drive is performed. It is possible to construct a system in which an excessive regenerative current does not flow into the device from another motor drive device.
  • the motor drive device may be a device having a configuration in which no other element is arranged between both ends of the switch. However, in order to prevent the regenerative current from being supplied (outflow destination) only to the capacitor, the motor drive device is arranged between both ends of the switch so that the regenerative current from the servomotor becomes a forward current. It is preferable to have a diode.
  • the motor drive device is further provided with a regenerative power absorption circuit arranged between the positive power line and the negative power line, and the control unit has a voltage between both ends of the capacitor having a voltage equal to or higher than the predetermined voltage.
  • the regenerative power absorption circuit is controlled so as to absorb the regenerative power when the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage.
  • a regenerative power absorbing device having the same function as this regenerative power absorbing circuit may be arranged in the power supply path of the servo DC power supply system.
  • a servo DC power feeding system in which an excessive regenerative current does not flow into each motor driving device from another motor driving device, and a motor driving device capable of constructing such a servo DC power feeding system. Can be done.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a servo DC power supply system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the motor drive device in the servo DC power supply system.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a servo DC power supply system including two motor drive devices.
  • FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the servo DC power supply system having the configuration shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a modified example of the servo DC power feeding system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the servo DC power supply system according to the present embodiment
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the motor drive device 10 which is a component of the servo DC power supply system.
  • the DC power supply 30 and a plurality of (three in FIG. 1) motor drive devices 10 are connected by a power supply path 35. It is a system that has been used.
  • the DC power supply 30 is a power supply that outputs a predetermined DC voltage.
  • FIG. 1 shows a device for converting a three-phase AC from a three-phase AC power source 50 into a DC voltage as a DC power supply 30, and the DC power supply 30 is a device for converting a single-phase AC to a DC voltage. You may. Further, the DC power supply 30 may be a rectifier circuit (for example, a full-wave rectifier circuit) in which a diode is combined, or an AC-DC converter using a switching element.
  • the motor drive device 10 is a device that controls a servomotor 40 (hereinafter, also simply referred to as a motor 40) in accordance with commands (position commands, speed commands, etc.) from a higher-level device such as a PLC (Programmable Logic Controller) (for details, Will be described later).
  • the power supply path 35 is a power supply path in which a plurality of power cables are combined so that the electric power (current) from the DC power supply 30 can be distributed and supplied to each motor drive device 10 in the servo DC power supply system.
  • the motor drive device 10 includes an inverter circuit 11 and a control unit 12.
  • the inverter circuit 11 is a circuit for converting a DC voltage into a three-phase alternating current for driving the motor 40.
  • the inverter circuit 11 has a configuration in which a U-phase leg, a V-phase leg, and a W-phase leg are connected in parallel between the positive power line 15p and the negative power line 15m, and is a motor drive device.
  • a current sensor 28 for measuring the output current of each leg of the inverter circuit 11 is provided in 10.
  • a capacitor 16 for smoothing the input to the inverter circuit 11 is arranged between the positive power line 15p and the negative power line 15m of the motor drive device 10.
  • a voltage detector 19 for detecting a voltage between both ends of the capacitor 16 (hereinafter, also referred to as a capacitor voltage) is provided in the motor drive device 10.
  • a regenerative power absorption circuit 20 is also arranged between the positive power line 15p and the negative power line 15m of the motor drive device 10.
  • the regenerative power absorption circuit 20 is a circuit in which the regenerative power is absorbed (converted into heat) by the regenerative resistor 21 when the switch 23 (semiconductor switch) is turned on. Is.
  • the diode 22 connected in parallel to the regenerative resistor 21 is a diode for surge absorption.
  • a switch 17 for turning on / off the current is inserted in the portion of the positive power line 15p on the DC power supply 30 side (left side in FIG. 2) of the connection portion of the capacitor 16 and the regenerative power absorption circuit 20. ..
  • the switch 17 in this embodiment is a semiconductor switch, the switch 17 may be a mechanical relay.
  • a diode 18 is arranged between both ends of the switch 17. As shown, the diode 18 is connected between both ends of the switch 17 in a direction in which the regenerative current from the motor 40 becomes a forward current.
  • the control unit 12 is a unit composed of a processor (microcontroller, CPU, etc.) and its peripheral circuits. Signals from each current sensor 28 and signals from an encoder 41 (absolute encoder or incremental encoder) attached to the motor 40 are input to the control unit 12.
  • the control unit 12 controls the inverter circuit 11 by PWM (Pulse Width Modulation) based on those signals according to a command from a host device (PCL or the like).
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the capacitor voltage (voltage between both ends of the capacitor 16) detected by the voltage detector 19 is also input to the control unit 12. Then, the control unit 12, when the capacitor voltage reaches the threshold voltage V TH1 or more, turns off the switch 17, when the capacitor voltage reaches the second threshold voltage V TH2 or more turns on the switch 23 It is configured (programmed) as follows.
  • the second threshold voltage VTH2 is an allowable value of the bus voltage (voltage between the two lines constituting the power supply path 35).
  • the threshold voltage VTH1 is a voltage less than the second threshold voltage VTH2 .
  • the threshold voltage V TH1 for example, a value obtained by multiplying the second threshold voltage V TH 2 by a predetermined proportional coefficient ( ⁇ 1) is used.
  • the control unit 12 when the capacitor voltage is less than the threshold voltage V TH1, turns on the switch 17, when the capacitor voltage is less than the second threshold voltage V TH2, switches 23 Is to turn off.
  • capacitor voltage in the case of a low voltage V smaller than TH3 than the threshold voltage V TH1, the switch 17 is turned on, when the capacitor voltage becomes lower voltage V lower than TH4 than the second threshold voltage V TH2 , The switch 23 may be turned off.
  • FIG. 3 is a block diagram of a servo DC power supply system with two motor drive device 10 1 and 10 2.
  • FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the servo DC power supply system having the configuration shown in FIG.
  • the motor 40 driven by the motor driving device 10 X is referred to as a motor # X.
  • the voltage Vc1 the voltage Vc2. Therefore, when the voltage Vc2 becomes the threshold voltage VTH1 or more, the voltage Vc1 also becomes the threshold voltage VTH1 or more. Therefore, when SW # 2 is turned off, SW # 1 is also turned off, but SW # 1 is provided on the DC power supply 30 side of the capacitor # 1. Therefore, even if SW # 1 is turned off, the voltage Vc1 continues to rise as shown in FIG. Then, the voltage Vc1 when the motor # 1 is stopped before the second threshold voltage V TH2 or more, when the voltage Vc1 becomes less than the threshold voltage V TH1, SW # 1 is returned to the ON state.
  • the switch 23 of the regenerative power absorbing circuit 20 of the motor drive apparatus 10 1 (FIG. 2) is turned on by the control unit # 1.
  • the switch 23 When the switch 23 is turned on, the regenerative power is absorbed by the regenerative power absorption circuit 20 (regenerative resistor 21), so that the voltage Vc1 does not rise any more.
  • a stop or the like by the motor # 1 when the voltage Vc1 becomes less than the threshold voltage V TH1, SW # 1 is returned to the ON state.
  • each motor drive device 10 of the servo DC power supply system when the capacitor voltage becomes the threshold voltage VTH1 or more, the current to the capacitor 16 side is controlled by the switch 17. It has a configuration in which the inflow of Therefore, the servo DC power supply system according to the present embodiment functions as a system in which an excessive regenerative current does not flow into each motor drive device 10 from the other motor drive device 10. Further, the motor drive device 10 includes a regenerative power absorption circuit 20 that functions when the capacitor voltage becomes equal to or higher than the second threshold voltage V TH2 (> threshold voltage V TH1 ). Therefore, according to the servo DC power supply system according to the present embodiment, it is possible to prevent deterioration or destruction of parts of each motor drive device 10 due to an excessive increase in the capacitor voltage.
  • the power supply path 35 has a configuration different from that shown in FIG. 1 as long as the power (current) from the DC power supply 30 can be supplied to all the motor drive devices 10 in the servo DC power supply system. It may be.
  • the motor drive device 10 may be transformed into a device in which a unit for controlling the switch 17 is provided separately from the control unit 12.
  • the diode 18 may be removed from the motor drive device 10. However, without the diode 18, the regenerative current is supplied (outflow destination) only to the capacitor 16. If the diode 18 is provided, the regenerative current can be supplied to the capacitor 16, the power supply path 35, and the DC power supply 30, so that it is preferable to provide the diode 18 in the motor drive device 10.
  • the inrush current limiting circuit in which the switch and the resistor are connected in parallel may be mounted on the motor drive device 10, and the switch of the inrush current limiting circuit may be used as the switch 17.
  • a regenerative power absorption device 45 that functions in the same manner as the regenerative power absorption circuit 20 is provided in the power supply path 35. It may be provided. Note that the function of the regenerated power absorption circuit 20 is that the regenerated power is absorbed when the voltage of the power supply path 35 is equal to or higher than the second threshold voltage VTH2 .
  • the regenerative power absorption device 45 that functions in the same manner as the regenerative power absorption circuit 20 is realized, for example, by combining the regenerative power absorption circuit 20 described above with a control system that controls the switch 23 based on the voltage of the power supply path 35. Can be done.
  • a motor drive device (10) that drives a servomotor (40).
  • An inverter circuit (11) that generates AC power to be supplied to the servomotor (40), and The positive power line (15p) and the negative power line (15m) that supply the DC power from the DC power supply (30) to the inverter circuit (11), and A capacitor (16) arranged between the positive power line (15p) and the negative power line (15m), and The DC power supply (30) side of the positive power line (15p) from the capacitor (16) connection, or the DC power line (15m) from the capacitor (16) connection.
  • the switch (17) inserted in the power supply (30) side and A control unit (12) that turns off the switch (17) when the voltage between both ends of the capacitor (16) is equal to or higher than a predetermined voltage.

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Abstract

モータ駆動装置は、サーボモータに供給する交流電力を生成するインバータ回路と、直流電源からの直流電力をインバータ回路に供給する正側電力線及び負側電力線と、両電力線間に配置されたコンデンサと、正側電力線のコンデンサの接続部よりも直流電源側の箇所、又は、負側電力線のコンデンサの接続部よりも直流電源側の箇所に挿入されたスイッチと、コンデンサの両端間の電圧が所定電圧以上である場合にスイッチをオフする制御部と、を備える。これにより、各モータ駆動装置に他のモータ駆動装置から過度の回生電流が流入することがないサーボＤＣ給電システムを構築できる。

Description

モータ駆動装置及びサーボＤＣ給電システム
　本発明は、モータ駆動装置とサーボＤＣ給電システムとに関する。
　工場等では、複数のサーボモータが、離れた場所に配置された複数のサーボドライバにてＰＷＭ駆動されるシステム（ロボットとその制御装置とで構成されたシステム等）が使用されている。そのようなシステムには、サーボモータ・サーボドライバ間の長いケーブルからの放射ノイズを低減するために、スイッチングスピードを速くできない、電動機・サーボドライバ間の接続に多数のケーブルが必要とされる、といった問題がある。
　各サーボモータの近傍に、サーボドライバからコンバータを除去した装置（以下、モータ駆動装置と表記する）を配置し、１つの直流電源からＤＣバスにて複数のモータ駆動装置に電力を供給する構成を採用しておけば、上記問題が発生しないようにすることが出来る。ただし、この構成を採用したシステム（以下、サーボＤＣ給電システムと表記する）では、モータ駆動装置のインピーダンスの方が直流電源のインピーダンスよりも小さいため、或るモータ駆動装置からの回生電流が他のモータ駆動装置に流入するという問題が生じ得る。
特開２００６－５９８１号公報
　本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、各モータ駆動装置に他のモータ駆動装置から過度の回生電流が流入することがないサーボＤＣ給電システムと、そのようなサーボＤＣ給電システムを構築できるモータ駆動装置とを提供することを目的とする。
　本発明の一観点に係る、サーボモータを駆動するモータ駆動装置は、前記サーボモータに供給する交流電力を生成するインバータ回路と、直流電源からの直流電力を前記インバータ回路に供給する正側電力線及び負側電力線と、前記正側電力線と前記負側電力線との間に配置されたコンデンサと、前記正側電力線の前記コンデンサの接続部よりも前記直流電源側の箇所、又は、前記負側電力線の前記コンデンサの接続部よりも前記直流電源側の箇所に挿入されたスイッチと、前記コンデンサの両端間の電圧が所定電圧以上である場合に前記スイッチをオフする制御部と、を備える。
　すなわち、モータ駆動装置は、回生電流の流入によりコンデンサの両端間の電圧が上昇すると、スイッチがオフされて回生電流のコンデンサ側への供給が停止される構成を有している。従って、直流電源からの直流電力を複数のモータ駆動装置に電力供給路にて分配供給されるサーボＤＣ給電システムの各モータ駆動装置として、上記構成のモータ駆動装置を用いておけば、各モータ駆動装置に他のモータ駆動装置から過度の回生電流が流入することがないシステムを構築することが出来る。
　モータ駆動装置は、スイッチの両端間に他の素子が配置されていない構成の装置であっても良い。ただし、回生電流の供給先（流出先）がコンデンサのみとなるのを防ぐために、モータ駆動装置は、前記サーボモータからの回生電流が順方向電流となるように前記スイッチの両端間に配置されたダイオードを備えていることが好ましい。
　モータ駆動装置に、『前記正側電力線と前記負側電力線との間に配置された回生電力吸収回路を、さらに備え、前記制御部は、前記コンデンサの両端間の電圧が前記所定電圧以上の第２所定電圧以上である場合に、回生電力を吸収するように回生電力吸収回路を制御する』構成を採用しておいても良い。また、この回生電力吸収回路と同様の機能を有する回生電力吸収装置をサーボＤＣ給電システムの電力供給路に配置しておいても良い。
　本発明によれば、各モータ駆動装置に他のモータ駆動装置から過度の回生電流が流入することがないサーボＤＣ給電システムと、そのようなサーボＤＣ給電システムを構築できるモータ駆動装置と、を提供することが出来る。
図１は、本発明の一実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの構成の説明図である。 図２は、サーボＤＣ給電システム内のモータ駆動装置の構成の説明図である。 図３は、２つのモータ駆動装置を備えたサーボＤＣ給電システムの構成図である。 図４は、図３に示した構成のサーボＤＣ給電システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、サーボＤＣ給電システムの変形例の説明図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
　まず、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの概要を説明する。なお、図１は、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの構成の説明図であり、図２は、サーボＤＣ給電システムの構成要素であるモータ駆動装置１０の構成の説明図である。
　図１に示してあるように、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムは、直流電源３０と複数（図１では、３つ）のモータ駆動装置１０との間を、電力供給路３５にて接続したシステムである。
　直流電源３０は、所定の直流電圧を出力する電源である。図１には、直流電源３０として、三相交流電源５０からの三相交流を直流電圧に変換する装置を示してあるが、直流電源３０は、単相交流を直流電圧に変換する装置であっても良い。また、直流電源３０は、ダイオードを組み合わせた整流回路（例えば、全波整流回路）であっても、スイッチング素子が用いられたＡＣ－ＤＣコンバータであっても良い。
　モータ駆動装置１０は、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller）等の上位装置からの指令（位置指令、速度指令等）に従って、サーボモータ４０（以下、単に、モータ４０とも表記する）を制御する装置（詳細は後述）である。電力供給路３５は、直流電源３０からの電力（電流）を、サーボＤＣ給電システム内の各モータ駆動装置１０に分配供給できるように複数の電力ケーブルを組み合わせた給電路である。
　図２に示してあるように、モータ駆動装置１０は、インバータ回路１１と制御部１２とを備える。
　インバータ回路１１は、直流電圧を、モータ４０駆動用の三相交流に変換するための回路である。インバータ回路１１は、正側電力線１５ｐと負側電力線１５ｍとの間に、Ｕ相用のレグ、Ｖ相用のレグ及びＷ相用のレグを並列接続した構成を有しており、モータ駆動装置１０には、インバータ回路１１の各レグの出力電流を測定するための電流センサ２８が設けられている。
　モータ駆動装置１０の正側電力線１５ｐと負側電力線１５ｍとの間には、インバータ回路１１への入力を平滑化するためのコンデンサ１６が配置されている。モータ駆動装置１０内には、このコンデンサ１６の両端間の電圧（以下、コンデンサ電圧とも表記する）を検出するための電圧検出器１９が設けられている。
　モータ駆動装置１０の正側電力線１５ｐと負側電力線１５ｍとの間には、回生電力吸収回路２０も配置されている。図示してあるように、本実施形態に係る回生電力吸収回路２０は、スイッチ２３（半導体スイッチ）がオンされると、回生電力が、回生抵抗２１によって吸収される（熱に変換される）回路である。なお、回生抵抗２１に並列に接続されているダイオード２２は、サージ吸収用のダイオードである。
　正側電力線１５ｐの、コンデンサ１６、回生電力吸収回路２０の各接続部よりも直流電源３０側（図２における左側）の部分には、電流をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ１７が挿入されている。なお、本実施形態におけるスイッチ１７は、半導体スイッチであるが、スイッチ１７は、メカニカルリレーであっても良い。
　スイッチ１７の両端間には、ダイオード１８が配置されている。図示してあるように、このダイオード１８は、モータ４０からの回生電流が順方向電流となる向きでスイッチ１７の両端間に接続されている。
　制御部１２は、プロセッサ（マイクロコントローラ、ＣＰＵ等）とその周辺回路とから構成されたユニットである。制御部１２には、各電流センサ２８からの信号、モータ４０に取り付けられたエンコーダ４１（アブソリュートエンコーダやインクリメンタルエンコーダ）からの信号が入力されている。制御部１２は、それらの信号を基づき、上位装置（ＰＣＬ等）からの指令に従って、インバータ回路１１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。
　また、制御部１２には、電圧検出器１９により検出されるコンデンサ電圧（コンデンサ１６の両端間の電圧）も入力されている。そして、制御部１２は、コンデンサ電圧が閾値電圧ＶＴＨ１以上となった場合には、スイッチ１７をオフし、コンデンサ電圧が第２閾値電圧ＶＴＨ２以上となった場合には、スイッチ２３をオンするように、構成（プログラミング）されている。ここで、第２閾値電圧ＶＴＨ２とは、バス電圧（電力供給路３５を構成する２線間の電圧）の許容値のことである。この第２閾値電圧ＶＴＨ２としては、各種部品の劣化や破壊を引き起こさないという観点から定めた値が使用される。また、閾値電圧ＶＴＨ１とは、第２閾値電圧ＶＴＨ２未満の電圧のことである。この閾値電圧ＶＴＨ１としては、例えば、第２閾値電圧ＶＴＨ２に所定の比例係数（＜１）を乗じた値が使用される。なお、本実施形態に係る制御部１２は、コンデンサ電圧が閾値電圧ＶＴＨ１未満となった場合に、スイッチ１７をオンし、コンデンサ電圧が第２閾値電圧ＶＴＨ２未満となった場合に、スイッチ２３をオフするものである。ただし、コンデンサ電圧が、閾値電圧ＶＴＨ１よりも低い電圧ＶＴＨ３未満となった場合に、スイッチ１７がオンされ、コンデンサ電圧が第２閾値電圧ＶＴＨ２よりも低い電圧ＶＴＨ４未満となった場合に、スイッチ２３がオフされるようにしておいても良い。
　以下、図３及び図４を用いて、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムについてさらに具体的に説明する。図３は、２つのモータ駆動装置１０１及び１０２を備えたサーボＤＣ給電システムの構成図である。また、図４は、図３に示した構成のサーボＤＣ給電システムの動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、以下の説明では、図３に示してあるように、モータ駆動装置１０Ｘ（Ｘ＝１、２）内のコンデンサ１６、スイッチ１７、ダイオード１８、インバータ回路１１、制御部１２のことを、それぞれ、Ｃ＃Ｘ、ＳＷ＃Ｘ、Ｄ＃Ｘ、インバータ回路＃Ｘ、制御部＃Ｘと表記する。また、モータ駆動装置１０Ｘが駆動するモータ４０のことを、モータ＃Ｘと表記する。
　図３に示してあるサーボＤＣ給電システムのモータ＃１の速度が、図４に示してあるように制御された場合を考える。すなわち、モータ＃１が、加速されてから一定速度で運転された後に減速された場合を考える。なお、モータ＃２は、停止しているものとする。
　上記場合、モータ＃１の減速時に回生電流（回生電力）が発生する。そのため、図４に示してあるように、モータ＃１の減速が開始されると、モータ駆動装置１０１内の正側電力線１５ｐを直流電源３０方向に電流が流れる状態（インバータ回路＃１への電流ｉ１が負となる状態）が形成される。そして、モータ駆動装置１０１の入力端子とモータ駆動装置１０２の入力端子との間が接続されているため、モータ＃１の減速が開始されると、Ｃ＃１の両端間の電圧Ｖｃ１とＣ＃２の両端間の電圧Ｖｃ２とが上昇し始める。
　電圧Ｖｃ２が閾値電圧ＶＴＨ１以上となると、制御部＃２により制御信号ＣＳ２のレベルが変更されてＳＷ＃２がオフされる。そのため、モータ駆動装置１０１側からモータ駆動装置１０２側への回生電流の流入が停止され、その結果として、電圧Ｖｃ２の上昇も停止する。そして、モータ＃２の運転開始等により、電圧Ｖｃ２が閾値電圧ＶＴＨ１未満となったときに、ＳＷ＃２がオン状態に戻される。
　また、ＳＷ＃１，ＳＷ＃２の双方がオンである場合、電圧Ｖｃ１＝電圧Ｖｃ２となるため、電圧Ｖｃ２が閾値電圧ＶＴＨ１以上となると、電圧Ｖｃ１も閾値電圧ＶＴＨ１以上となる。従って、ＳＷ＃２のオフ時には、ＳＷ＃１もオフされるが、ＳＷ＃１は、コンデンサ＃１よりも直流電源３０側に設けられている。そのため、ＳＷ＃１がオフされても、図４に示してあるように、電圧Ｖｃ１は上昇し続ける。そして、電圧Ｖｃ１が第２閾値電圧ＶＴＨ２以上となる前にモータ＃１が停止した場合には、電圧Ｖｃ１が閾値電圧ＶＴＨ１未満となったときに、ＳＷ＃１がオン状態に戻される。
　一方、電圧Ｖｃ１が第２閾値電圧ＶＴＨ２以上となった場合には、モータ駆動装置１０１内の回生電力吸収回路２０のスイッチ２３（図２）が制御部＃１によりオンされる。スイッチ２３がオンされると回生電力吸収回路２０（回生抵抗２１）により回生電力が吸収されるため、電圧Ｖｃ１がそれ以上上昇しなくなる。そして、モータ＃１の停止等により、電圧Ｖｃ１が閾値電圧ＶＴＨ１未満となったときに、ＳＷ＃１がオン状態に戻される。
　以上、説明したように、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムの各モータ駆動装置１０は、コンデンサ電圧が閾値電圧ＶＴＨ１以上となったときに、スイッチ１７の制御により、コンデンサ１６側への電流の流入が停止される構成を有している。従って、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムは、各モータ駆動装置１０に他のモータ駆動装置１０から過度の回生電流が流入することがないシステムとして機能する。また、モータ駆動装置１０は、コンデンサ電圧が第２閾値電圧ＶＴＨ２（＞閾値電圧ＶＴＨ１）以上となったときに機能する回生電力吸収回路２０を備えている。従って、本実施形態に係るサーボＤＣ給電システムによれば、コンデンサ電圧の過度の上昇により各モータ駆動装置１０の部品の劣化や破壊が生ずることも防止することが出来る。
　《変形形態》
　上記したサーボＤＣ給電システム、モータ駆動装置１０は、各種の変形が可能なものである。例えば、電力供給路３５は、直流電源３０からの電力（電流）を、サーボＤＣ給電システム内の全モータ駆動装置１０に供給できるものであれば、図１に示したものとは異なる構成のものであっても良い。また、モータ駆動装置１０を、スイッチ１７の制御を行うユニットを制御部１２とは別に備えた装置に変形しても良い。モータ駆動装置１０から、ダイオード１８を除去しても良い。ただし、ダイオード１８がないと、回生電流の供給先（流出先）がコンデンサ１６のみとなる。ダイオード１８があれば、回生電流の供給先をコンデンサ１６、電力供給路３５及び直流電源３０とすることが出来るので、モータ駆動装置１０には、ダイオード１８を設けておくことが好ましい。
　モータ駆動装置１０に、スイッチと抵抗とを並列接続した突入電流制限回路を搭載し、当該突入電流制限回路のスイッチを、スイッチ１７として利用しても良い。
　各モータ駆動装置１０内に回生電力吸収回路２０が設ける代わりに、図５に模式的に示したように、電力供給路３５に、回生電力吸収回路２０と同様に機能する回生電力吸収装置４５を設けても良い。なお、回生電力吸収回路２０と同様に機能するとは、電力供給路３５の電圧が第２閾値電圧ＶＴＨ２以上である場合に、回生電力を吸収するということである。回生電力吸収回路２０と同様に機能する回生電力吸収装置４５は、例えば、上記した回生電力吸収回路２０に、スイッチ２３を電力供給路３５の電圧に基づき制御する制御系を組み合わせることで実現することが出来る。
　《付記１》
　サーボモータ（４０）を駆動するモータ駆動装置（１０）であって、
　前記サーボモータ（４０）に供給する交流電力を生成するインバータ回路（１１）と、
　直流電源（３０）からの直流電力を前記インバータ回路（１１）に供給する正側電力線（１５ｐ）及び負側電力線（１５ｍ）と、
　前記正側電力線（１５ｐ）と前記負側電力線（１５ｍ）との間に配置されたコンデンサ（１６）と、
　前記正側電力線（１５ｐ）の前記コンデンサ（１６）の接続部よりも前記直流電源（３０）側の箇所、又は、前記負側電力線（１５ｍ）の前記コンデンサ（１６）の接続部よりも前記直流電源（３０）側の箇所に挿入されたスイッチ（１７）と、
　前記コンデンサ（１６）の両端間の電圧が所定電圧以上である場合に前記スイッチ（１７）をオフする制御部（１２）と、
　を備えることを特徴とするモータ駆動装置（１０）。
　１０　　モータ駆動装置
　１１　　インバータ回路
　１２　　制御部
　１５ｐ　　正側電力線
　１５ｍ　　負側電力線
　１６　　コンデンサ
　１７　　スイッチ
　１８　　ダイオード
　１９　　電圧検出器
　２８　　電流センサ
　３０　　直流電源
　３５　　電力供給路
　４０　　サーボモータ
　４１　　エンコーダ
　５０　　三相交流電源

Claims (5)

  1. 　サーボモータを駆動するモータ駆動装置であって、
    　前記サーボモータに供給する交流電力を生成するインバータ回路と、
    　直流電源からの直流電力を前記インバータ回路に供給する正側電力線及び負側電力線と、
    　前記正側電力線と前記負側電力線との間に配置されたコンデンサと、
    　前記正側電力線の前記コンデンサの接続部よりも前記直流電源側の箇所、又は、前記負側電力線の前記コンデンサの接続部よりも前記直流電源側の箇所に挿入されたスイッチと、
    　前記コンデンサの両端間の電圧が所定電圧以上である場合に前記スイッチをオフする制御部と、
    　を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
  2. 　前記サーボモータからの回生電流が順方向電流となるように前記スイッチの両端間に配置されたダイオードを、さらに備える、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
  3. 　前記正側電力線と前記負側電力線との間に配置された回生電力吸収回路を、さらに備え、
    　前記制御部は、前記コンデンサの両端間の電圧が前記所定電圧以上の第２所定電圧以上である場合に、回生電力を吸収するように回生電力吸収回路を制御する、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の複数のモータ駆動装置と、
    　直流電源と、
    　前記直流電源からの直流電力を前記複数のモータ駆動装置に分配供給する電力供給路と、
    　を備えることを特徴とするサーボＤＣ給電システム。
  5. 　請求項１又は２に記載の複数のモータ駆動装置と、
    　直流電源と、
    　前記直流電源からの直流電力を前記複数のモータ駆動装置に分配供給する電力供給路と、
    　前記電力供給路の電圧が前記所定電圧以上の第２所定電圧以上である場合に、前記電力供給路を流れる回生電力を吸収する回生電力吸収装置と、
    　を備えることを特徴とするサーボＤＣ給電システム。
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