CN113711486A - 电动机驱动系统及电动机驱动装置 - Google Patents

Abstract

电动机驱动系统(300)具有电动机驱动装置(200a、200b)和控制器(125)。电动机驱动装置(200a)基于由控制部(23)生成的驱动指令对电动机(100a、124)进行驱动。电动机驱动装置(200b)基于由控制部(23)生成的驱动指令对电动机(100b、124)进行驱动。控制器(125)生成电动机控制有效指令，基于电动机控制有效指令对电动机驱动装置(200a、200b)的动作进行控制。控制器(125)将电动机控制有效指令输出至电动机驱动装置(200a、200b)中的某1者，各个控制部(23)在没有接收到电动机控制有效指令的期间，将驱动指令的输出停止。

Description

电动机驱动系统及电动机驱动装置

技术领域

本发明涉及对电动机进行驱动的电动机驱动系统及电动机驱动装置。

背景技术

电动机驱动装置具有对电动机供给交流电力的逆变器电路。逆变器电路构成为具有大于或等于两个支路，该支路是上桥臂开关元件和下桥臂开关元件串联连接而成的。上桥臂是指高电位侧，下桥臂是指低电位侧。

为了对逆变器电路所具有的各开关元件进行控制，需要用于将栅极驱动电压施加于各开关元件的栅极驱动电路。另外，为了使栅极驱动电路进行动作，需要栅极电源。在下述专利文献1中公开了如下栅极驱动电路的结构，为了单独地对逆变器电路的各开关元件进行控制，该栅极驱动电路具有单独的栅极电源(下面称为“单独电源”)。

相对于具有单独电源的栅极驱动电路，也存在共通电源方式的栅极驱动电路，其具有电荷泵电路，该共通电源方式的栅极驱动电路构成为，使得用于对多个上桥臂开关元件进行驱动的上桥臂栅极电源为1个而共通化。在共通电源方式的情况下，电荷泵电路是以每个上桥臂开关元件为单位而设置的。而且，用于对各个上桥臂开关元件进行驱动的栅极驱动电压利用的是充电至电荷泵电路的充电电压。向电荷泵电路的充电是通过使所对应的下桥臂开关元件动作而进行的。

在共通电源方式中，在对上桥臂开关元件进行驱动时，需要在即将对上桥臂开关元件进行驱动之前使对应的下桥臂开关元件动作，完成电荷泵电路的充电。电荷泵电路的充电需要一定程度的时间。因此，就在发出驱动指令后实际进行ON动作或OFF动作的时间而言，在上桥臂开关元件和下桥臂开关元件之间存在波动。另外，由于电荷泵电路的充电时间也存在波动，因此在上桥臂开关元件间，ON动作或OFF动作的时间也会产生波动。因此，在各开关元件进行动作的定时(timing)成为问题的应用中，多数是替代共通电源方式而使用单独电源方式。

另外，如果对由逆变器电路驱动的电动机进行大致区分，则存在转子围绕旋转轴旋转的旋转式电动机、以及没有旋转轴而是进行直线运动的线性电动机。通常的线性电动机的结构是在地面侧配置作为固定部的磁铁对，在可动部侧配置线圈的方式。在该方式中，可动部的线圈由从电动机驱动装置供给的电流驱动。

然而，在线圈处于可动部的方式中，需要使得用于对可动部施加电源电压的电源线缆追随于可动部的线圈的动作而并行移动的机制。或者，需要通过增设非接触供电装置等而对可动部施加电源电压的机制。在追随于可动部的线圈的动作而使电源线缆并行移动的情况下，在如进行环绕那样的运转路径的情况下，存在线缆长度、线缆扭曲这样的限制。另外，在增设非接触供电装置的情况下，存在需要大量费用这样的课题。

针对上述课题，也存在与通常的线性电动机相反的结构的方式，

即，将线圈作为固定部而配置于地面侧，在可动部配置磁铁的方式。该方式称为“移动磁铁方式”或“移动磁铁控制”等。在移动磁铁方式的情况下，由于可动部为磁铁，因此不需要向可动部的电源供给。因此，不会产生在将线圈配置于可动部的方式的线性电动机中成为课题的线缆长度、线缆扭曲这样的限制。另外，在该移动磁铁方式的情况下，还不需要增设非接触供电装置。

专利文献1：日本特开2012-120304号公报

发明内容

但是，在移动磁铁方式中也存在课题。例如，如果可动部的动作范围即行程变长至大于或等于某一定长度，则依靠1组线圈和1台电动机驱动装置无法确保行程，需要准备多组线圈及电动机驱动装置。而且，在对该多个准备好的线圈中的作为励磁对象的线圈进行切换时，需要确保控制的连续性，平滑地进行线圈间的切换的技术。

如上所述，在上述专利文献1那样的单独电源方式的栅极驱动电路的情况下，与共通电源方式相比，能够减小各开关元件的动作定时的波动。但是，就上述移动磁铁方式中的平滑地进行多个线圈间的切换这样的课题而言，仅通过使用单独电源方式的栅极驱动电路是无法解决的。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到在对作为励磁对象的线圈进行切换时，能够平滑地进行线圈间的切换的电动机驱动系统。

为了解决上述问题，达成目的，本发明涉及的电动机驱动系统具有第1及第2电动机驱动装置、上级控制装置。第1电动机驱动装置具有第1控制部，该第1电动机驱动装置基于由第1控制部生成的驱动指令对第1电动机进行驱动。第2电动机驱动装置具有第2控制部，该第2电动机驱动装置基于由第2控制部生成的驱动指令对第2电动机进行驱动。上级控制装置生成电动机控制有效指令，基于电动机控制有效指令对第1及第2电动机驱动装置的动作进行控制。上级控制装置将电动机控制有效指令输出至第1及第2电动机驱动装置中的某1者，第1及第2控制部在没有接收到电动机控制有效指令的期间，将驱动指令的输出停止。

发明的效果

根据本发明涉及的电动机驱动系统，取得在对作为励磁对象的线圈进行切换时，能够平滑地进行线圈间的切换这样的效果。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的电动机驱动系统所使用的电动机驱动装置的结构的框图。

图2是表示图1所示的逆变器电路的详细结构的电路图。

图3是用于说明实施方式1中的栅极驱动电路的结构的电路图。

图4是实施方式1涉及的电动机驱动系统的系统结构图，该电动机驱动系统使用了图1所示的电动机驱动装置。

图5是在图4中示出即将从第1线圈切换为第2线圈前的动作状态的图。

图6是在图4中示出刚切换为第2线圈后的动作状态的图。

图7是用于说明图4所示的电动机驱动系统的动作的时序图。

图8是表示实施方式2涉及的电动机驱动系统的结构例的框图。

图9是用于说明图8所示的电动机驱动系统的动作的时序图。

图10是用于说明实施方式3涉及的电动机驱动系统的动作的时序图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的电动机驱动系统及电动机驱动装置进行详细说明。此外，本发明并不限于下面的实施方式。

实施方式1.

图1是表示实施方式1涉及的电动机驱动系统所使用的电动机驱动装置200的结构的框图。如图1所示，电动机驱动装置200是使用从交流电源26供给的电力，对负载即电动机150进行驱动的驱动装置。电动机驱动装置200具有转换器电路18、逆变器电路20、平滑电容器22、控制部23、栅极驱动电路24。

转换器电路18对从交流电源26施加的交流电压进行整流而变换为直流电压。转换器电路18的一个例子是由二极管电桥构成的全波整流电路。在转换器电路18的输出端连接逆变器电路20。转换器电路18和逆变器电路20由高电位侧的直流母线27和低电位侧的直流母线28连接。在直流母线27和直流母线28之间配置平滑电容器22。直流母线27和直流母线28之间的电压被称为“母线电压”。平滑电容器22承担对母线电压进行平滑而使母线电压稳定化的作用。

逆变器电路20将通过平滑电容器22平滑后的直流电压变换为交流电压而施加于电动机150。电动机150由从逆变器电路20供给的交流电力驱动。在电动机150设置有位置传感器130。位置传感器130对电动机150中的未图示的转子的旋转位置进行检测。由位置传感器130检测出的位置传感器信号132被输入至控制部23。

控制部23具有处理器23a、存储器23b。处理器23a基于位置传感器信号132，生成用于对逆变器电路20的开关元件21进行控制的驱动指令30。栅极驱动电路24基于驱动指令30产生驱动电压32。驱动电压32是用于对逆变器电路20的开关元件21进行驱动的栅极驱动电压。

处理器23a也可以是称为微处理器、微型控制器、微型计算机、CPU(CentralProcessing Unit)或DSP(Digital Signal Processor)的构件。

在存储器23b中，保存由处理器23a读取的程序、由处理器23a参照的参数、通过处理器23a的处理得到的数据等。存储器23b也被用作处理器23a进行运算处理时的工作区域。存储器23b通常为RAM(Random Access Memory)、闪存、EPROM(Erasable ProgrammableROM)、EEPROM(注册商标)(Electrically EPROM)这样的非易失性或易失性半导体存储器。

此外，在图1中，将交流电源26设为三相电源，但并不限于此。交流电源26也可以为单相电源。在交流电源26为单相电源的情况下，转换器电路18为与单相电源相匹配的结构。电动机150的一个例子为三相电动机。在电动机150为三相电动机的情况下，逆变器电路20也为三相的电路结构。

图2是表示图1所示的逆变器电路20的详细结构的电路图。如图2所示，逆变器电路20具有支路21A、支路21B及支路21C。支路21A、支路21B及支路21C在直流母线27和直流母线28之间彼此并联连接。支路21A是U相的上桥臂开关元件21UP和下桥臂开关元件21UN串联连接后的电路部。支路21B是V相的上桥臂开关元件21VP和下桥臂开关元件21VN串联连接后的电路部。支路21C是W相的上桥臂开关元件21WP和下桥臂开关元件21WN串联连接后的电路部。

此外，在图2中，例示出上桥臂开关元件21UP、21VP、21WP及下桥臂开关元件21UN、21VN、21WN为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor：MOSFET)的情况，但并不限于此。也可以替代MOSFET而使用绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor：IGBT)。

另外，也可以具有与各开关元件逆并联连接的二极管。在开关元件为MOSFET的情况下，也可以使用MOSFET本身在内部具有的寄生二极管。寄生二极管也称为体二极管。

图3是用于说明实施方式1中的栅极驱动电路24的结构的电路图。在图3中，示出在图1所示的处理器23a和逆变器电路20之间配置的栅极驱动电路24的详细的连接关系。实施方式1中的栅极驱动电路24为单独电源方式的栅极驱动电路。

如图3所示，实施方式1中的栅极驱动电路24具有栅极电源电路24a、24b、24c、24d。栅极电源电路24a、24b、24c为上桥臂开关元件用的栅极电源电路。栅极电源电路24a具有电阻241、信号传输单元及绝缘单元即光电耦合器242、直流电源243。栅极电源电路24b、24c也与栅极电源电路24a同样地构成。

另外，栅极电源电路24d为下桥臂开关元件用的栅极电源电路。针对每个下桥臂开关元件而单独地具有电阻241及光电耦合器242的结构与上桥臂开关元件用的栅极电源电路24a、24b、24c相同。

另外，图3所示的栅极电源电路24d呈将下桥臂栅极电源共通化而具有1个直流电源244的结构。原因在于，在逆变器电路20中，下桥臂开关元件的源极端子彼此连接而为相同电位，能够以该电位为栅极电源电路24d的基准电位。因此，栅极驱动电路是单独电源方式还是共通电源方式由上桥臂栅极电源是否被共通化来决定。此外，当然也可以不使下桥臂栅极电源共通化而是使用3个直流电源来构成。

如果从处理器23a发出驱动指令30，则通过驱动指令30使光电耦合器242导通。例如，在驱动指令30是将U相的上桥臂开关元件21UP设为ON的驱动指令的情况下，栅极电源电路24a的光电耦合器242导通，对上桥臂开关元件21UP施加驱动电压32。由此，上桥臂开关元件21UP变为ON。其它开关元件也同样地被驱动。另外，如果光电耦合器242的导通被断开，则开关元件变为OFF。

如上所述，单独电源方式的栅极驱动电路24能够减小在发出驱动指令30后开关元件实际变为ON或OFF的时间的波动。由此，能够适用于下述的实施方式1的应用例。

接下来，对上面说明过的电动机驱动装置200的应用例进行说明。图4是表示实施方式1涉及的电动机驱动系统300的结构例的图，该电动机驱动系统300使用了图1所示的电动机驱动装置200。图4所示的电动机驱动系统300的驱动对象为移动磁铁方式的线性电动机。在移动磁铁方式的线性电动机中，在构成于地面侧的固定部配置多个线圈，在可动部配置多个磁铁对。

在图4中，在地面侧，作为多个线圈的例示，沿第1方向即x1的正方向依次配置有3个线圈100a、100b、100c。另外，作为多个磁铁对的例示，在构成可动部的可动台车124搭载有3个磁铁对120。通过线圈100a、100b、100c、搭载于可动台车124的3个磁铁对120构成线性电动机。

磁铁对120的磁极方向为第2方向即y1方向。y1为与x1正交的方向。3个磁铁对120被连结起来，相邻的磁铁对彼此的磁极的NS反转180°。由此，在可动台车124沿第1方向移动时，从线圈侧参照的磁铁对120的磁极的N极和S极交替地出现。

将1个线圈的x1方向上的长度设为L1，将3个磁铁对120整体的x1方向上的长度设为L2。在图4的例子的情况下，在这些L1、L2之间，存在L1<L2<2×L1的关系。L1＜L2＜2×L1的关系是指在由多个线圈构成的线圈组的两端之外，3个磁铁对120为横跨2个线圈的状态，并且不存在横跨大于或等于3个线圈的状态。此外，根据系统的规格，有时也可以允许横跨大于或等于3个线圈的状态。另外，根据系统的规格，有时成为L1>L2。

在地面侧载置有电动机驱动装置200a、200b、200c。电动机驱动装置200a、200b、200c与线圈100a、100b、100c各自一对一地连接。线圈100a由电动机驱动装置200a输出的电流进行励磁。由此，线圈100a变为电磁铁，与配置于可动台车124的磁铁对120之间产生引力或斥力，可动台车124在x1的正方向上行进。

另外，在线圈100a、100b、100c分别配置有传感器130a、130b、130c。传感器130a、130b、130c的一个例子为光学传感器，光学传感器的具体例为条形码读取器。在可动台车124粘贴有作为位置标识符的条形码123，该条形码123能够由条形码读取器即传感器130a、130b、130c读取。此外，在图4中，示出线圈100a、100b、100c的一部分，线圈的数量根据系统的规模而决定。另外，在图4中，无间隙地配置各线圈，但各线圈也可以隔开间隙地配置。另外，传感器130a、130b、130c也可以为磁传感器。

电动机驱动装置200a通过通信线106与电动机驱动装置200b连接，电动机驱动装置200b通过通信线106与电动机驱动装置200c连接。即，电动机驱动装置200a、200b、200c通过通信线106串联连接。电动机驱动装置200a还通过通信线106与上级控制装置即控制器125连接。

控制器125生成控制指令140。控制指令140通过通信线106传输至电动机驱动装置200a。控制指令140包含运转指令、位置指令、速度指令及电动机控制有效指令。运转指令是用于决定使可动部即可动台车124进行动作还是停止的指令值或指令信号。位置指令是用于对可动台车124的位置进行指示的指令值或指令信号。速度指令是用于对可动台车124的速度进行指示的指令值或指令信号。电动机控制有效指令会在后面进行叙述。

电动机驱动装置200a将接收到的控制指令140传输至电动机驱动装置200b。电动机驱动装置200b将接收到的控制指令140传输至电动机驱动装置200c。此外，图4的连接例只是一个例子，并不限于此。只要能够将由控制器125生成的控制指令140传输至电动机驱动装置200a、200b、200c即可，可以是任意连接方式。另外，在图4中是以有线方式连接的，但也可以以无线方式连接。

接下来，针对图4所示的电动机驱动系统300的动作，除了图4之外，进一步参照图5至图7的附图进行说明。图5是在图4中示出将电动机控制设为有效的线圈即将被从第1线圈切换为第2线圈前的动作状态的图。图6是在图4中示出将电动机控制设为有效的线圈刚被切换为第2线圈后的动作状态的图。图7是用于说明图4所示的电动机驱动系统300的动作的时序图。如果对附图进行补充说明，则在图4中示出了将电动机控制设为有效的线圈为第1线圈的情况下的动作的情形。另外，在图7中示出了将电动机控制设为有效的线圈被从第1线圈切换为第2线圈时的动作。

在图7中，首先，在时刻t1，通过控制器125对电动机驱动装置200a输出位置指令(参照图7(d))，对电动机驱动装置200a输出电动机控制有效指令(参照图7(f))。在图7(f)、(g)中，用“ON”表示接收到电动机控制有效指令、电动机控制为有效的状态，用“OFF”表示没有接收到电动机控制有效指令、电动机控制并非为有效的状态。电动机驱动装置200a的动作状态从OFF切换为ON，开始动作。在电动机驱动装置200a为ON状态时，电动机驱动装置200a将线圈100a励磁，因此可动台车124被驱动而移动，可动台车124的位置产生变化(参照图7(a))。在图7(b)中，示出由传感器130a检测的可动台车124的位置信息。位置信息经由电动机驱动装置200a传输至控制器125。此外，在图7中，在与对电动机驱动装置200a输出位置指令的时刻t1相同的时刻，可动台车124的位置产生变化，但实际上，由于控制的时间滞后，可动台车124的位置的变化与位置指令的变化相比当然是延迟产生的。

另一方面，在时刻t1时，没有对电动机驱动装置200b输出电动机控制有效指令，电动机驱动装置200b的动作状态保持OFF(参照图7(g))。这里，对电动机控制有效指令进行补充说明。如上所述，电动机控制有效指令为从控制器125输出的控制指令140之一。控制器125在输出电动机控制有效指令时，对将电动机控制设为有效的1个电动机驱动装置进行指定。此外，不对1台可动台车124同时指定多个电动机驱动装置。

返回图7的说明，针对电动机驱动装置200a的位置指令超过时刻t3而持续至时刻t12为止，针对电动机驱动装置200b的位置指令从时刻t3之前的时刻t11开始。即，针对电动机驱动装置200a、200b的位置指令在时刻t11、t12之间重叠。另一方面，针对电动机驱动装置200a的电动机控制有效指令、针对电动机驱动装置200b的电动机控制有效指令以不重叠的方式在时刻t3进行转换(参照图7(f)、(g))。图5示出时刻t11的状态，图6示出时刻t12的状态。

在图5及图6的情况下，由于传感器130a、130b这两者相对于条形码123处于能够读取的位置关系，因此传感器130a、130b这两者检测出位置信息(参照图7(b)、(c))。此外，虽然未图示，但时刻t2是条形码123的右端到达传感器130b的时刻，时刻t4是条形码123的左端离开传感器130a的时刻。

在移动磁铁方式的线性电动机的情况下，搭载于可动台车124的磁铁对120为有限长度，仅通过1个线圈，无法使可动台车124在整个区域进行动作。因此，如图5及图6所示，可动台车124行进一定程度，就与磁铁对120相对的长度而言，在与第1线圈即线圈100a相比第2线圈即线圈100b更长的定时，对电动机控制的有效进行切换。从线圈100b向线圈100c的切换也能够同样地进行。在从线圈100b向线圈100c切换的情况下，线圈100b成为第1线圈，线圈100c成为第2线圈。另外，在将对第1线圈进行励磁的电动机驱动装置设为第1电动机驱动装置，将对第2线圈进行励磁的电动机驱动装置设为第2电动机驱动装置时，对线圈100b进行驱动的电动机驱动装置200b为第1电动机驱动装置，对线圈100c进行驱动的电动机驱动装置200c为第2电动机驱动装置。

此外，在上述说明中，说明了进行动作的可动台车124的台数为1台的情况，但并不限于此。进行动作的可动台车124的台数也可以为多个。在进行动作的可动台车124的台数为多个的情况下，对可动台车124的每一者指定第1电动机驱动装置。另外，针对各个可动台车124，进行上述线圈及电动机驱动装置的切换。

另外，在图4至图6的例子中，说明了可动台车124在x1的正方向上行进，但可动台车124也可以在x1的负方向上行进。在可动台车124在x1的负方向上行进的情况下，进行从线圈100b向线圈100a的切换。在该情况下，第1线圈从线圈100c切换为线圈100b，第2线圈从线圈100b切换为线圈100a。另外，第1电动机驱动装置从电动机驱动装置200c切换为电动机驱动装置200b，第2电动机驱动装置从电动机驱动装置200b切换为电动机驱动装置200a。

另外，在图5及图6的例子中，说明了基于与磁铁对120相对的长度的长短对电动机控制的有效进行切换的例子，但并不限于该例子。线圈切换的方法是各种各样的，也可以使用其它方法。如果举出一个例子，则想到基于位置传感器信号132的检测电平(level)对电动机控制的有效进行切换。

在由电荷泵电路构成的栅极驱动电路的情况下，即使是不需要电动机控制的情况，为了确保上桥臂栅极电源，也需要持续进行下桥臂开关元件的通断。在持续继续下桥臂开关元件的通断的情况下，由于动态制动而流过制动电流，有可能对电动机产生制动力而使电动机减速。另一方面，在实施方式1中，由于使用了单独电源方式的栅极驱动电路，因此不需要用于确保上桥臂栅极电源的控制。由此，能够抑制确保上桥臂栅极电源时的动态制动的产生，因此能够进行高效的电动机控制。

另外，在移动磁铁方式的线性电动机的情况下，如图4所示，在磁铁对120从第1线圈切换为第2线圈的过程中，第1线圈及第2线圈这两者存在与磁铁对重叠的情形。另一方面，在实施方式1的方法中，在电动机控制并非是有效的情况下，不将开关元件控制为ON。因此，能够对由动态制动导致的干扰或冲击的产生进行抑制，能够在线圈彼此连接的部位处，平滑地进行线圈间的切换。

另外，在实施方式1的方法中，针对第1及第2电动机驱动装置的位置指令是以重叠的方式输出的。因此，在从第1线圈切换为第2线圈的过程中，用于对第1及第2线圈进行驱动的控制运算是并行地实施的。因此，即使在刚切换后也能够快速地对第2线圈进行励磁。由此，能够在线圈彼此连接的部位处，快速地进行线圈间的切换。另外，通过使位置指令重叠，从而在未图示的控制系统中的控制模型的积分项的累积后进行多个线圈间的切换。由此，能够在对作为励磁对象的线圈进行切换时，平滑地进行线圈间的切换。

如以上说明所述，根据实施方式1涉及的电动机驱动系统，上级控制装置将电动机控制有效指令输出至第1及第2电动机驱动装置中的某1者，第1及第2控制部在没有接收到电动机控制有效指令的期间，将驱动指令的输出停止。由此，在对通过第1电动机驱动装置励磁的第1线圈、通过第2电动机驱动装置励磁的第2线圈进行切换时，能够平滑地进行线圈间的切换。

另外，实施方式1涉及的电动机驱动系统能够应用于如下线性电动机，在该线性电动机中，第1电动机由在固定部配置的第1线圈、以及在构成为能够向第1方向的正侧及负侧移动的可动部配置的多个磁铁对构成，第2电动机由配置于固定部且在第1方向的正侧与第1线圈相邻的第2线圈和多个所述磁铁对构成。此时，由第1电动机驱动装置励磁的第1线圈、由第2电动机驱动装置励磁的第2线圈与可动部的移动相伴地，依次不断切换为在第1方向的正侧或负侧相邻的线圈。而且，上级控制装置将电动机控制有效指令输出至第1及第2电动机驱动装置中的某1者，第1及第2控制部在没有接收到电动机控制有效指令的期间，将驱动指令的输出停止。由此，即使存在第1及第2线圈这两者与磁铁对重叠的期间，第1及第2线圈这两者也不会同时被励磁。由此，能够对动态制动的产生进行抑制。另外，在对由第1电动机驱动装置励磁的第1线圈、由第2电动机驱动装置励磁的第2线圈进行切换时，能够平滑地进行线圈间的切换。

另外，为了瞬时地对电动机控制是否为有效进行判断，也可以将从上级控制装置传输的电动机控制有效指令的信息作为参数，存储于存储器23b。这样，现有的功能和新功能的共存变得容易，能够削减系统构建的成本。此外，下面，示出参数的使用方法的一个例子。

(1)在通常的电动机控制的情况下

·将参数设定为“0”。

·在参数为“0”的情况下，与电动机控制有效指令的有无无关地将警报设为始终有效。

(2)在移动磁铁控制的情况下，

·将参数设定为“1”。

·在参数为“1”的情况下，仅在输出电动机控制有效指令时将警报设为有效。

实施方式2.

在实施方式2中，说明针对由通常的旋转型电动机和电动机驱动装置构成的多个组，以每个组为单位进行切换的电动机驱动系统。作为实施方式2的电动机驱动系统的应用例之一，可以举出工作机械中的主轴驱动用的电动机驱动装置和电动机的组合。在如工作机械的主轴那样，以高速且高转矩对钻头、立铣刀这样的刀具进行驱动的情况下，依靠1个电动机，在电动机绕组的构造上，有时难以同时兼顾地实现高速性和高转矩性。在这样的情况下，实施方式2涉及的电动机驱动系统是有用的。

图8是表示实施方式2涉及的电动机驱动系统300A的结构例的框图。如图8所示，实施方式2涉及的电动机驱动系统300A具有电动机驱动装置200a、200b、电动机150a、150b、控制器125、开闭器126。

在图8中，第1电动机即电动机150a为主要在低速区域进行动作的电动机。另外，第2电动机即电动机150b为主要在高速区域进行动作的电动机。下面，为了方便起见，将在低速区域进行动作的电动机称为“低速电动机”，将在高速区域进行动作的电动机称为“高速电动机”。

电动机150a的旋转轴152的轴端部和电动机150b的旋转轴153的轴端部通过连结器155连接。电动机驱动装置200a对电动机150a进行驱动，电动机驱动装置200b对电动机150b进行驱动。开闭器126配置于电动机150a和电动机驱动装置200a之间。开闭器126对电动机150a和电动机驱动装置200a之间的电连接进行开闭。

电动机驱动装置200a和电动机驱动装置200b通过通信线106连接。电动机驱动装置200a还通过通信线106与上级控制装置即控制器125连接。控制器125生成控制指令140，将生成的控制指令140通过通信线106传输至电动机驱动装置200a。控制指令140包含运转指令、位置指令、速度指令及电动机控制有效指令。

接下来，针对实施方式2涉及的电动机驱动系统300A的动作，除了图8之外，进一步参照图9的附图进行说明。图9是用于说明图8所示的电动机驱动系统300A的动作的时序图。

在图9中，在时刻t41，通过控制器125，对电动机驱动装置200a输出速度指令(参照图9(b))，对电动机驱动装置200a输出电动机控制有效指令(参照图9(e))。在图9(e)、(f)中，用“ON”表示接收到电动机控制有效指令、电动机控制为有效的状态，用“OFF”表示没有输出电动机控制有效指令、电动机控制并非为有效的状态。电动机驱动装置200a的动作状态从OFF切换为ON，开始动作。在电动机驱动装置200a为ON状态时，电动机驱动装置200a对电动机150a进行驱动，因此电动机150a旋转，旋转轴152的速度即主轴速度不断增加(参照图9(a))。此外，在图9中，在与对电动机驱动装置200a输出速度指令的时刻t41相同的时刻，主轴速度产生变化，但实际上，由于控制的时间滞后，主轴速度的变化与速度指令的变化相比当然是延迟产生的。

另一方面，在时刻t41时，没有对电动机驱动装置200b输出电动机控制有效指令，电动机驱动装置200b的动作状态保持OFF(参照图9(f))。控制器125在输出电动机控制有效指令时，对将电动机控制设为有效的1个电动机驱动装置进行指定。此外，不同时指定多个电动机驱动装置。

针对电动机驱动装置200a的速度指令超过时刻t43而持续至时刻t44为止，针对电动机驱动装置200b的速度指令从时刻t43之前的时刻t42开始。即，针对电动机驱动装置200a、200b的速度指令在时刻t42、t44之间重叠。另一方面，针对电动机驱动装置200a的电动机控制有效指令、针对电动机驱动装置200b的电动机控制有效指令以不重叠的方式在时刻t43进行转换(参照图9(e)、(f))。

另外，在时刻t43，将开闭器126控制为OFF，断开电动机150a和电动机驱动装置200a之间的电连接。其理由会在后面进行叙述。

上述动作是使主轴速度加速时的动作，但使主轴速度减速时也是相同的动作。具体而言，如下所述。

在使主轴速度减速时，首先，在时刻t45，通过控制器125对电动机驱动装置200a输出速度指令(参照图9(b))。此时，没有输出电动机控制有效指令(参照图9(e))，开闭器126也为OFF，即“断开”的状态。在时刻t46，对电动机驱动装置200a输出电动机控制有效指令(参照图9(e))，将此前对电动机驱动装置200b输出的电动机控制有效指令停止(参照图9(f))。另外，此前对电动机驱动装置200a输出的速度指令在时刻t47停止(参照图9(c))。

如上所述，如果由于动态制动而流过制动电流，则会对电动机产生制动力而使电动机减速。另一方面，在实施方式2的方法中，在将针对低速电动机即电动机150a的电动机控制从有效切换为无效时，使开闭器126断开，断开电动机150a和电动机驱动装置200a之间的电连接。由此，对动态制动的产生进行抑制，因此能够对由动态制动导致的干扰或冲击的产生进行抑制。另外，由于对动态制动的产生进行抑制，因此能够平滑地进行电动机的切换。

另外，在实施方式2的结构中，在针对低速电动机即电动机150a的电动机控制并非为有效、且针对高速电动机即电动机150b的电动机控制为有效的情况下，低速电动机即电动机150a的转速高于能够自主地控制的转速。由此，设想出与电动机驱动装置200a中的母线电压相比，低速电动机即电动机150a的感应电压高。因此，作为阻止从电动机150a的感应电压向电动机驱动装置200a的电流的机制，设置有开闭器126。此外，对于高速电动机即电动机150b，由于电动机150b的感应电压没有成为大于或等于电动机驱动装置200b的母线电压的电压，因此不需要设置开闭器。

如以上说明所述，根据实施方式2涉及的电动机驱动系统，第1电动机、与第1电动机相比能够高速运转的第2电动机各自的旋转轴经由连结器连接，在第1电动机和第1电动机驱动装置之间配置有对电连接进行开闭的开闭器。而且，在将针对低速电动机即第1电动机的电动机控制从有效切换为无效时，使开闭器断开，断开第1电动机和电动机驱动装置之间的电连接。由此，能够对由动态制动导致的干扰或冲击的产生进行抑制，能够平滑地进行电动机的切换。

另外，根据实施方式2涉及的电动机驱动系统，针对第1及第2电动机驱动装置的速度指令是以重叠的方式输出的。通过使速度指令重叠，从而在未图示的控制系统中的控制模型的积分项的累积后进行第1电动机和第2电动机之间的切换。由此，能够平滑地进行电动机间的切换。

此外，在实施方式2中，从容易理解的观点出发，例示地说明了第1电动机的旋转轴的轴端部与第2电动机的旋转轴的轴端部通过连结器连接的情况，但并不限于此。只要是依次不断切换电动机驱动装置和电动机的组的电动机驱动系统就能够应用实施方式2的方法，能够得到上述实施方式2涉及的效果。

实施方式3.

如实施方式1及实施方式2那样，在电动机进行动作的过程中对控制对象进行切换的系统的结构中，例如需要对高速旋转中的电动机开始电动机控制。在以往的电动机驱动装置中，没有设想这样的状况。因此，在以往的保护功能的情况下，尽管不是异常，也会发出位置偏差异常、速度检测异常、位置检测异常、速度指令异常等警报。因此，在实施方式3中提出如下控制方法，即，利用在实施方式1及实施方式2中说明过的电动机控制有效指令，对警报的误检测进行抑制。

图10是用于说明实施方式3涉及的电动机驱动系统的动作的时序图。在图10中，(a)～(g)的波形与图7所示的相同。在实施方式3中，为了对警报的误检测进行抑制，设定有将警报检测设为有效的期间(参照图10(h)、(i))。具体地说，在从时刻t21至时刻t22的期间，对电动机驱动装置200a设定了警报检测有效期间。该警报检测有效期间由控制器125设定。此外，在图10中，警报检测有效期间为比输出电动机控制有效指令的期间短的期间，但也可以为与输出电动机控制有效指令的期间相同的期间。如果设为相同的期间，则时间管理变得容易，控制变得简易。

根据实施方式3涉及的电动机驱动系统，由于基于电动机控制有效指令来设定警报检测有效期间，因此能够对由于在电动机控制并非为有效的期间进行的意外动作而发出警报进行抑制。

另外，根据实施方式3涉及的电动机驱动系统，由于设定了比将电动机控制设为有效的期间短的警报检测有效期间，因此能够减小由于误检测而发出警报的可能性。

此外，以上实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也可以与其它的公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也可以省略、变更结构的一部分。

标号的说明

18转换器电路，20逆变器电路，21开关元件，21UP、21VP、21WP上桥臂开关元件，21UN、21VN、21WN下桥臂开关元件，21A、21B、21C支路，22平滑电容器，23控制部，23a处理器，23b存储器，24栅极驱动电路，24a、24b、24c、24d栅极电源电路，26交流电源，27、28直流母线，30驱动指令，32驱动电压，100a、100b、100c线圈，106通信线，120磁铁对，123条形码，124可动台车，125控制器，126开闭器，130位置传感器，130a、130b、130c传感器，132位置传感器信号，140控制指令，150、150a、150b电动机，152、153旋转轴，155连结器，200、200a、200b、200c电动机驱动装置，241电阻，242光电耦合器，243、244直流电源，300、300A电动机驱动系统。

Claims (9)

1.一种电动机驱动系统，其特征在于，具有：

第1电动机驱动装置，其具有第1控制部，该第1电动机驱动装置基于由所述第1控制部生成的驱动指令对第1电动机进行驱动；

第2电动机驱动装置，其具有第2控制部，该第2电动机驱动装置基于由所述第2控制部生成的驱动指令对第2电动机进行驱动；以及

上级控制装置，其生成电动机控制有效指令，该上级控制装置基于所述电动机控制有效指令对所述第1及第2电动机驱动装置的动作进行控制，

所述上级控制装置将所述电动机控制有效指令输出至所述第1及第2电动机驱动装置中的某1者，

所述第1及第2控制部在没有接收到所述电动机控制有效指令的期间，将所述驱动指令的输出停止。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述第1及第2电动机驱动装置具有逆变器电路，

所述逆变器电路的上桥臂开关元件由具有单独电源的栅极驱动电路驱动。

3.根据权利要求1或2所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述第1及第2控制部在所述电动机控制有效指令的接收期间内检测出作为驱动对象的电动机的异常的情况下发出警报。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述第1电动机由配置于固定部的第1线圈、以及在构成为能够向第1方向的正侧及负侧移动的可动部配置的多个磁铁对构成，

所述第2电动机由配置于所述固定部且在所述第1方向的正侧与所述第1线圈相邻的第2线圈、以及多个所述磁铁对构成，

所述第1及第2线圈与所述可动部的移动相伴地依次切换为在所述第1方向的正侧或负侧相邻的线圈。

5.根据权利要求4所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述上级控制装置生成用于对所述第1及第2电动机的可动部的位置进行指示的位置指令，输出至所述第1及第2电动机驱动装置的每一者，

针对各个电动机驱动装置的所述位置指令在各个所述电动机控制有效指令被设为有效前输出，并且在各个所述电动机控制有效指令被设为无效后停止输出。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述第2电动机为与所述第1电动机相比能够高速运转的电动机，

所述第1及第2电动机各自的旋转轴经由连结器连接，

在所述第1电动机和所述第1电动机驱动装置之间配置有对电连接进行开闭的开闭器。

7.根据权利要求6所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述上级控制装置生成用于对所述第1及第2电动机的旋转轴的速度进行指示的速度指令，输出至所述第1及第2电动机驱动装置的每一者，

针对各个电动机驱动装置的所述速度指令在各个所述电动机控制有效指令被设为有效前输出，并且在各个所述电动机控制有效指令被设为无效后停止输出。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动机驱动系统，其特征在于，

所述第1及第2控制部具有存储器，

在所述存储器中，作为参数写入有从所述上级控制装置输出的所述电动机控制有效指令的信息，

所述第1及第2控制部基于所述参数，判断是与所述电动机控制有效指令的有无无关地将警报设为始终有效，还是仅在输出所述电动机控制有效指令时将警报设为有效。

9.一种电动机驱动装置，其是权利要求1至8中任一项所述的电动机驱动系统所使用的电动机驱动装置。

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