CN116918235A - 马达系统以及马达驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及马达系统以及马达驱动方法。马达系统具备马达驱动器(21)、多个马达、供给开关部(31)、输出控制部、切换控制部以及驱动力降低抑制部。供给开关部(31)以将马达驱动器(21)供给的电力向一个马达供给的方式切换电路。输出控制部控制马达驱动器(21)。切换控制部以周期性地切换被供给电力的一个马达的方式控制供给开关部(31)。驱动力降低抑制部在向周期性地供给电力的多个马达中的一个马达供给电力的期间,进行抑制其以外的马达产生的驱动力降低的控制。
Description
技术领域
本发明主要涉及马达系统以及马达驱动方法。
背景技术
专利文献1公开了具备线性马达、运算处理装置、驱动器组、线圈列以及FET-SW组的系统。线性马达具备多个可动件。运算处理装置计算与线性马达具备的各个可动件对应的驱动指令值。驱动器具备多个驱动器,线圈列具备多个线圈。运算处理装置选择与当前的可动件的位置对应的驱动器以及线圈。FET-SW组具备多个开关。运算处理装置以向选择出的驱动器以及线圈提供驱动指令值的方式,来切换FET-SW组的开关。通过以上的结构,能够向与当前的可动件的位置对应的驱动器以及线圈提供驱动指令值,驱动可动件。
专利文献1:日本特开2004-159385号公报
在专利文献1所示的结构中,一个可动件与一台驱动器对应。即、虽能够由一台驱动器驱动多个马达,但一台驱动器能够在一个时刻驱动的是单个马达。即、在专利文献1所示的结构中,一台驱动器无法同时驱动多个马达。
发明内容
本发明正是鉴于以上的情况而完成的,其主要目的在于提供一种一台马达驱动器能够同时驱动多个马达的马达系统。
本发明要解决的课题如以上所述,下面对用于解决该课题的手段和其效果进行说明。
根据本发明的第一观点,提供以下结构的马达系统。即、马达系统具备马达驱动器、多个马达、供给开关部、输出控制部、切换控制部以及驱动力降低抑制部。上述马达通过上述马达驱动器供给的电力产生驱动力。上述供给开关部以将上述马达驱动器供给的电力向多个上述马达中的任一个上述马达供给的方式切换电路。上述输出控制部以上述马达驱动器供给与被供给电力的一个上述马达匹配的电力的方式控制该马达驱动器。上述切换控制部以周期性地切换被供给电力的一个上述马达的方式控制上述供给开关部,由此将上述马达驱动器供给的电力分时地向多个上述马达分配。上述驱动力降低抑制部在向周期性地供给电力的多个上述马达中的一个上述马达供给电力的期间,进行抑制其以外的上述马达产生的驱动力的降低的控制。
由此,能够用一台马达驱动器实际上同时驱动多个马达。另外,通过具备驱动力降低抑制部,能够抑制没有供给电力的期间的驱动力的降低,所以各个马达的驱动力不会极端地降低,因此能够产生目标值或者与其接近的驱动力。
在上述马达系统中,优选设为以下的结构。即、上述马达是三相马达。马达系统以马达为单位具备使向该马达供给电力的U相、V相以及W相短路的短路开关部。上述驱动力降低抑制部将与周期性地供给电力的多个上述马达中的没有供给电力的上述马达对应的上述短路开关部关闭而使U相、V相以及W相短路。
由此,通过关闭短路开关部而容易保持电流。因此,能够抑制没有供给电力的期间的电流的降低(即、驱动力的降低)。
在上述马达系统中,优选在连接上述马达驱动器和上述短路开关部的电路设置使从上述马达驱动器通过上述短路开关向上述马达供给的电流减少的负电源或者电阻。
由此,从马达驱动器经由短路开关部而向马达供给的电流被减少,所以能够使由马达驱动器检测的电流稳定,能够用马达驱动器正确地检测马达中流动的电流。
在上述马达系统中,优选设为以下的结构。即、上述马达驱动器具备电位恒定的恒定电位端子。在上述短路开关部关闭的状态下,上述短路的位置与上述恒定电位端子连接。
由此,通过将短路的位置的电位设为恒定,能够稳定地切换上述短路开关部。
在上述马达系统中,优选在将表示为了产生所要求的驱动力而应向上述马达供给的电流的变化的波形称为目标波形时,上述驱动力降低抑制部在上述供给开关部关闭的状态(短路开关部被打开的状态)下,进行用于使比上述目标波形表示的电流大的电流流向该马达的控制。
假设在将目标波形表示的电流向马达供给的情况下,在没有供给电流的期间电流会降低,所以结果是存在无法产生所要求的驱动力的可能性。关于这一点,如上述那样,通过使比目标波形表示的电流大的电流向马达流动,能够产生与目标值接近的驱动力。
在上述马达系统中,优选上述马达是线性马达。
在上述马达系统中,优选上述马达是旋转马达。
据此,在各种结构的系统中能够发挥本发明的效果。
根据本发明的第二观点,提供一种以下的马达驱动方法。即、马达驱动方法重复执行选择工序、切换工序、以及电力控制工序来驱动多个马达。在上述选择工序中,从多个马达中选择供给电力的上述马达。在上述切换工序中,以从马达驱动器向在上述选择工序中选择出的上述马达供给电力的方式,切换连接上述马达驱动器和上述多个马达的开关部。在上述电力控制工序中,以供给与上述选择出的上述马达对应的电力的方式控制上述马达驱动器。在向被供给电力的多个上述马达中的一个上述马达供给电力的期间,进行抑制其以外的上述马达产生的驱动力的降低的驱动力降低抑制工序。
由此,能够用一台马达驱动器实际上同时驱动多个马达。另外,通过具备驱动力降低抑制部,能够抑制没有供给电力的期间的驱动力的降低,所以各个马达的驱动力不会极端地降低,因此能够产生目标值或者与其接近的驱动力。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的马达系统的框图。
图2是表示由马达系统驱动的车辆以及轨道的概要的立体图。
图3是表示在进行了驱动力降低抑制控制的情况下和没有进行的情况下电流的实际的波形的不同的图。
图4是表示从马达驱动器向第一马达供给电流的情况下的电路结构的图。
图5是表示从马达驱动器向第二马达供给电流的情况下的电路结构的图。
图6是表示电流保持控制的流程图。
图7是表示电流补偿控制的内容的图。
图8是表示在电流补偿控制中生成向马达驱动器供给的输出控制信号的处理的流程图。
图9是表示从马达驱动器输出的马达供给电流分支为马达检测电流和分支电流并向马达输出的电路图。
图10是表示通过负电源减少分支电流的电路图。
图11是表示通过电阻减少分支电流的电路图。
具体实施方式
接下来,参照附图来说明本发明的实施方式。图1是本实施方式的马达系统1的框图。
马达系统1是用于控制多个马达的系统。如图1所示,马达系统1具备控制部10、多个马达驱动器21、多个开关部22、多个马达23、以及多个编码器24。另外,马达系统1也可以是仅具备一个马达驱动器21的结构,也可以是仅具备一个开关部22的结构。在图1中,虽例示出了与一个马达23对应地设置有一个编码器24的结构,但也可以是与一个马达23对应地设置有多个编码器24的结构,也可以是与多个马达23对应地设置有一个编码器24的结构。
控制部10是信息处理装置,具备CPU等运算装置;以及HDD、SSD、闪存等存储装置。通过运算装置读出并执行存储于存储装置的程序,控制部10能够进行与马达系统1相关的各种控制。作为控制部10进行的代表性的控制是输出控制、切换控制、位置控制、速度控制、驱动力降低抑制(详细内容将在后述),将进行上述控制的功能性的构件分别称为输出控制部11、切换控制部12、位置控制部13、速度控制部14、驱动力降低抑制部15。此外,控制部10也可以能够执行上述控制以外的控制。包含于控制部10的输出控制部11、切换控制部12、位置控制部13以及速度控制部14的一部分或者全部也可以是设置在马达驱动器21的部件。即、控制部10也可以是作为与马达驱动器21分体的控制装置而设置的部件,也可以是内置在马达驱动器21的部件。另外,驱动力降低抑制部15也可以是设置在与控制部10不同的其它控制装置的部件。
马达驱动器21向马达23供给电力并使马达动作。马达驱动器21例如是伺服放大器或者逆变器。马达驱动器21被控制部10控制。详细而言,控制部10的输出控制部11生成用于决定马达驱动器21供给的电力的输出控制信号,并向马达驱动器21发送。马达驱动器21生成与接收到的输出控制信号对应的波形的电流并向开关部22供给。此外,控制部10能够设定输出控制信号的发送目的地。因此,也能够使多个马达驱动器21供给的电流分别不同。
开关部22将从马达驱动器21输入的电流向马达23供给。在本实施方式中,马达驱动器21和开关部22设置为一对一地对应。因此,马达驱动器21供给的电力总是被向对应的开关部22输入。此外,马达驱动器21和开关部22也可以不是一对一,而是一对多或者多对一地对应。
开关部22在输入侧连接有马达驱动器21,并且在输出侧连接有多个马达23。开关部22例如是开关基板,构成为包含多个开关(详细内容将在后述)的电路结构。通过切换开关部22所含的开关,来切换电力的供给目的地的马达23。被供给电力的马达23仅是与开关部22连接的多个马达23中的一个马达23。开关部22被控制部10控制。详细而言,控制部10的切换控制部12生成用于切换开关部22的开关的切换信号,并向开关部22发送。开关部22根据接收到的切换信号来切换一个或者多个开关。由此,向控制部10指定的马达23供给电力。此外,控制部10能够设定切换信号的发送目的地。因此,也能够使多个开关部22的开关的开闭状态分别不同。
马达23具备定子和可动件。优选定子和可动件的任一方包含永久磁铁,另一方包含线圈。通过从马达驱动器21向线圈供给电力,线圈成为电磁铁。由此,对定子和可动件之间作用排斥力或者吸引力,其结果是,可动件相对于定子相对运动。本实施方式的马达23是可动件相对于定子进行直线运动(滑动)的线性马达。代替之,马达23也可以是可动件(旋转件、转子)相对于定子(定子)进行旋转运动的旋转马达。
编码器24以马达23为单位而设置,检测马达23的动作状态,详细而言,检测可动件相对于定子的相对位移。在本实施方式中,马达23是线性马达,所以编码器24检测可动件相对于定子的位置(可动件的移动路径上的位置)。编码器24例如是设置在可动件的移动路径上的磁传感器。在马达23是旋转马达的情况下,优选编码器24例如是检测可动件的旋转角度的霍尔元件。编码器24的检测结果被向控制部10发送。
控制部10基于编码器24的检测结果,进行可动件的位置控制以及速度控制。详细而言,控制部10的位置控制部13基于编码器24的检测结果以及其它信息,确定马达系统1具备的多个可动件各自的位置以及移动量等(选择工序)。其它信息例如在将马达系统1用于搬运的情况下,是物品的输送状况(输送指令、物品的输送目的地)等。控制部10的速度控制部14基于编码器24的检测结果以及其它信息,确定马达系统1所具备的多个可动件各自的目标速度。其它信息例如在将马达系统1用于搬运的情况下,是预先决定的设定速度以及上限速度等。
接下来,切换控制部12生成用于向位置控制部13以及速度控制部14确定出的可动件的马达23供给电力的切换信号(换言之,用于开关部22的输出侧与相应的马达23连接的切换信号)。切换控制部12向与相应的马达23对应的开关部22发送切换信号(切换工序)。
接下来,输出控制部11基于位置控制部13以及速度控制部14的计算结果,决定应向相应的马达23供给的电力(详细而言,电力的波形),马达驱动器21生成用于供给该电力的输出控制信号。输出控制部11向与相应的马达23对应的马达驱动器21发送输出控制信号(电力控制工序)。
通过进行以上的控制,能够以适当的方向以及速度驱动相应的马达23。在本实施方式中,由于具备多个马达驱动器21,所以能够同时对多个马达23进行相同的控制。另外,根据状况的变化,来改变被供给电力的马达23。
在本实施方式中,多个马达23与一个马达驱动器21对应,开关部22以分时地向相应的马达23分配电力的方式进行切换。由此,一个马达驱动器21实际上能够同时驱动多个马达23。因此,与以马达23为单位个别地设置马达驱动器21的结构相比,能够减少马达驱动器21的个数。其结果是,能够降低马达系统1的设置成本。
接下来,参照图2简单地说明将本实施方式的马达系统1应用于物品的输送的例子。
车辆40载有未图示的物品。车辆40通过沿着轨道45行驶来输送物品。车辆40具备基座部41、车轮42以及可动件43。基座部41是供构成车辆40的各种部件安装的部分。车轮42安装于基座部41。可动件43安装于基座部41,与基座部41一体地移动。如上所述可动件43包含永久磁铁或者线圈。
轨道45沿着车辆40的移动路径而形成。在轨道45上以恒定间隔安装有多个定子46和传感器台座47。定子46如上所述包含永久磁铁或者线圈。传感器台座47是用于安装未图示的磁传感器的部件。通过以上的结构,向适当的线圈供给电力而从线圈产生磁力,以适当的时刻切换供给电力的线圈,由此产生使可动件43相对于定子46移动的力。其结果是,能够使车辆40沿着轨道45行驶。
接下来,对驱动力降低抑制控制进行说明。驱动力是马达23产生的驱动力,在线性马达的情况下,是使可动件直线运动的推力,在旋转马达的情况下是转矩。首先,对驱动力的降低进行说明。如本实施方式那样,在一个马达驱动器21控制多个马达23的系统中,由于无法总是向所有的马达23供给电流,所以没有被供给电流的马达23的驱动力会低于目标值。以下,参照图3具体地说明。
在图3的上侧示出了在没有进行驱动力降低抑制控制的情况下驱动力降低的情况。图3所示的图表,横轴是时间,纵轴是在马达中流动的电流。图3所示的点划线的波形是目标波形。目标波形是表示为了产生被要求的驱动力而应向马达23供给的电流的变化的波形。换言之,在一个马达驱动器21控制一个马达23的情况下,在马达23中流动的电流的波形是目标波形。图3所示的粗线的波形是实际上向马达23流动的电流的波形。虽在某时间段从马达驱动器21向马达23供给电流,但在其它时间段没有从马达驱动器21向马达23供给电流(向其它马达23供给电流)。因此,如图3的上侧的图表所示,电流的值会上下变化。另外,在向马达23供给电流的时间段中,将与目标波形一致的电流向马达23供给。即、向马达23供给与目标波形一致的电流,或供给比其低的电流,其结果是,马达23产生的驱动力低于目标值。
关于这一点,通过进行本实施方式的驱动力降低抑制控制,如图3的下侧的图表所示,抑制电流的降低,并且电流还包含比目标波形高的部分(驱动力降低抑制工序)。其结果是,与没有进行驱动力降低抑制控制的情况相比,马达23的驱动力变高,马达23的驱动力接近目标值。以下,详细地说明驱动力降低抑制控制。驱动力降低抑制控制包含电流保持控制和电流补偿控制。
首先,对电流保持控制进行说明。电流保持控制是在没有向马达23供给电流的时间段中保持电流(抑制电流的降低)的控制。电流保持控制通过控制开关部22来进行。以下,参照图4以及图5,对用于进行电流保持控制的开关部22的结构进行说明。如图4以及图5所示,开关部22具备供给开关部31和短路开关部32。此外,在图4以及图5中,开关部22虽包含多个二极管,但也可以省略上述所有的二极管。
供给开关部31以马达23为单位而设置。供给开关部31的第一侧(图4的左侧)与马达驱动器21连接,供给开关部31的第二侧(图4的右侧)与马达23连接。供给开关部31例如是FET(场效应晶体管),是将开关元件和二极管并联连接的结构。此外,供给开关部31也可以是闸流晶体管或者IGBT。二极管是流动向从马达23朝向马达驱动器21的方向的电流而不流动其相反方向的电流的部件。以下,将关闭开关元件的状态称为传递状态,将打开开关元件的状态称为切断状态。在供给开关部31是传递状态的情况下,能够使电流从马达驱动器21向马达23流动。在供给开关部31是切断状态的情况下,不能使电流从马达驱动器21向马达23流动。另外,马达23是三相马达,所以对U相、V相以及W相的各个设置有开关元件和二极管。
短路开关部32以马达23为单位而设置。供给开关部31的第一侧(图4的右侧)与将供给开关部31和马达23连接的电线连接。与供给开关部31的第二侧(图4的左侧)连接的U相、V相以及W相的电线被分别电连接。短路开关部32例如是FET(场效应晶体管),是将开关元件和二极管并联连接的结构。此外,短路开关部32也可以是闸流晶体管或者IGBT。二极管是流动向从马达驱动器21朝向马达23的方向的电流而不流动向其相反方向的电流的部件。以下,将关闭开关元件的状态称为传递状态,将打开开关元件的状态称为切断状态。在短路开关部32是传递状态的情况下,U相、V相以及W相短路。在短路开关部32是切断状态的情况下,U相、V相以及W相不短路。
另外,除了U相、V相以及W相的输出端子之外,在马达驱动器21还设置有P端子以及N端子(定电位端子)。P端子以及N端子是电位恒定的端子。P端子是马达驱动器21的主电源的输入端子中的正侧的端子,N端子是马达驱动器21的主电源的输入端子中的负侧的端子。短路开关部32的第二侧(图4的左侧)与马达驱动器21的N端子连接。这里,在使U相、V相以及W相短路的情况下,电位变得不稳定。关于这一点,通过将短路开关部32的第二侧(短路的位置)与马达驱动器21的N端子连接,能够使电位稳定。
例如,如图4所示,马达驱动器21能够向两个马达23供给电流,将上述马达23分别称为第一马达23a以及第二马达23b。另外,将与第一马达23a对应的供给开关部31称为第一供给开关部31a,将与第一马达23a对应的短路开关部32称为第一短路开关部32a。同样,第二供给开关部31b和第二短路开关部32b与第二马达23b对应。
在使电流从马达驱动器21向第一马达23a流动的情况下,如图4所示,将第一供给开关部31a设为传递状态,将第一短路开关部32a设为切断状态。而且,将第二供给开关部31b设为切断状态,将第二短路开关部32b设为传递状态。
然后,在切换为使电流从马达驱动器21向第二马达23b流动的情况下,如图5所示,将第一供给开关部31a设为切断状态,将第一短路开关部32a设为传递状态。而且,将第二供给开关部31b设为传递状态,将第二短路开关部32b设为切断状态。这里,通过第一短路开关部32a成为传递状态,容易在该电路内保持电流。因此,能够延迟在第一马达23a中流动的电流的降低,所以能够某种程度地抑制第一马达23a的驱动力的降低。
接下来,参照图6对电流保持控制的流程进行说明。此外,图6所示的各处理的顺序是一个例子,也可以同时执行多个处理,执行处理的顺序也可以与图6不同。例如,也可以大致同时执行图6所示的S101以及S102的处理。另外,也可以大致同时执行S103以及S104的处理。
控制部10以规定时间为单位执行步骤S101~S105的处理。控制部10在每个切换时刻切换供给电流的马达23。在本实施方式中,依次对多个马达23供给电流,实际上同时驱动多个马达23。
首先,控制部10的切换控制部12在新的开关切换周期时刻,将在当前时刻与电流供给中的马达23对应的供给开关部31切换为切断状态(S101)。由此,不从马达驱动器21向马达23供给电流。接下来,控制部10的驱动力降低抑制部15将在当前时刻与电流供给中的马达23对应的短路开关部32切换为传递状态(S102)。由此,如上所述,能够抑制电流的降低。此外,通过在短路开关部32之前切换供给开关部31,能够防止在供给来自马达驱动器21的电流的状态下短路的情况。
接下来,控制部10的驱动力降低抑制部15将与接着进行电流供给的马达23对应的短路开关部32切换为切断状态(S103)。由此,U相、V相以及W相的短路被解除。接下来,控制部10的切换控制部12将与接着进行电流供给的马达23对应的供给开关部31切换为传递状态(S104)。由此,从马达驱动器21向接着进行电流供给的马达23供给电流。此外,通过在供给开关部31之前切换短路开关部32,能够防止在从马达驱动器21供给电流的状态下短路的情况。
接下来,控制部10的输出控制部11以生成与接着进行电流供给的马达23对应的波形的电流的方式来控制切换控制部12(S105)。具体而言,生成与接着进行电流供给的马达23对应的输出控制信号,并向对应的马达驱动器21发送。
控制部10判断是否到达下一个开关切换周期时刻(S106),在判断为到达了下一个开关切换周期时刻的情况下,再次进行步骤S101~S105的处理。在S106的判断是否定的情况下,即在判断为没有到达下一个开关切换周期时刻的情况下,再次执行S105以下的处理。
据此,即使在没有从马达驱动器21向马达23供给电流的时间段中也能够保持电流。通过进行电流保持控制,在保持电流的期间(即、在流经马达23的电流成为零之前)从马达驱动器21供给下一个电流。因此,能够持续驱动而不使多个马达23停止。
接下来,参照图7以及图8对电流补偿控制进行说明。电流补偿控制是预见在没有从马达驱动器21向马达23供给电流的时间段电流会变低的情况,在从马达驱动器21向马达23供给电流的时间段,预先向23供给大电流的控制。即使进行电流保持控制也无法使电流的降低降至零,所以优选进行电流保持控制和电流补偿控制双方。但是,上述控制是独立的,马达系统1也可以是仅进行某一个控制的结构。
以下,以马达23是三个时为例,对电流补偿控制的详细内容进行说明。在图7中示出了在分时对三个马达23(马达A、马达B以及马达C)供给电流的情况下,与各个马达23对应的电流的目标波形和实际的波形。另外,将能够从马达驱动器21向马达23供给电流的时间段称为供给时间段,将不能够从马达驱动器21向马达23供给电流的时间段称为待机时间段。因此,在马达A处于供给时间段的情况下,马达B以及马达C处于待机时间段。如图7所示,流向各个马达23的电流在供给时间段中增加,而在待机时间段中降低。
在供给时间段中从马达驱动器21向马达23供给的电流根据图8的流程图而决定。此外,图8的流程图是图6的步骤S103的处理的一部分。向控制部10输入流向下一个驱动的马达23的电流的目标波形(S201)。接着,控制部10的驱动力降低抑制部15生成用于使高于目标波形的电流流向马达23的输出控制信号并向马达驱动器21发送(S202)。假设在使与目标波形一致的电流流向马达23的情况下,若认为在待机时间段中电流会降低,则在平均时间中,向马达23供给的电流明显低于目标波形。关于这一点,通过使高于目标波形的电流流向马达23,能够弥补在待机时间段中降低的电流。
此外,高于目标波形的电流是在供给时间段中的一部分或者全部的时间段中,由输出控制信号指示的电流(或者实际流动的电流,以下相同)高于目标波形的电流。当然,也可以遍及供给时间段的整体,由输出控制信号指示的电流比目标波形更高。另外,供给时间段中的由输出控制信号指示的电流的平均值也可以比供给时间段中的目标波形的电流的平均值高。
通过进行以上的电流保持控制和电流补偿控制,如图3的下侧的图表所示,能够使实际的波形与目标波形接近。因此,能够使马达23产生的驱动力与目标值接近。
接下来,参照图9~图11对上述实施方式的变形例进行说明。此外,在以后的说明中,往往对与上述实施方式相同或者类似的部件在附图中标注相同的附图标记,并省略说明。
首先,参照图9对从马达驱动器21向马达23供给的电流(以下,称为马达供给电流)在中途分支的情况进行说明。在图9中,仅示出了向多个马达23中的一个马达23供给电流的电路。而且,在图9中,仅示出了供给三相交流中的一相电流的电路。
在图9中,示出了马达驱动器21的第一开关部21a为切断状态(截止),马达驱动器21的第二开关部21b为传递状态(导通)的状况。第一开关部21a包含与上述P端子连接的开关元件,第二开关部21b包含与上述N端子连接的开关元件。如上所述,在N端子连接有短路开关部32。
而且,在图9中,示出了供给开关部31为传递状态(导通),短路开关部32为切断状态(截止)的状况。在图9所示的状况下,在马达23中流动的电流(以下,称为马达电流)设为从马达驱动器21向马达23的方向流动的电流。
在马达驱动器21中检测的电流(以下,称为马达检测电流)是在马达驱动器21的输出部中流动的电流(换言之,是在供给开关部31中流动的电流)。在向马达23供给电流的状况下,马达检测电流通常与马达电流相同。
这里,短路开关部32是FET。FET在其构造上,不仅包含开关元件还包含二极管(体二极管)。该二极管在电路上与开关元件并联设置。因此,在图9所示的状况下,无论短路开关部32是否处于切断状态,电流(以下,称为分支电流)都通过短路开关部32的二极管而被向马达23供给。
因此,从马达电流减去分支电流之后的电流成为马达检测电流。因此,在马达驱动器21中检测的电流值不稳定。具体而言,检测到在马达23中流动的电流比实际流动的电流小。因此,存在无法使马达23正确动作的可能性。
此外,由马达驱动器21检测的电流不稳定的情况仅在图9所示的状态下产生。这是因为在第一开关部21a为传递状态(导通)而第二开关部21b为切断状态(截止)的状况下,电流不流向短路开关部32。另外,这是因为在电流从马达23朝向马达驱动器21流动的情况下,短路开关部32的二极管切断该电流。
在图10所示的第一变形例中,为了应对由马达驱动器21检测的电流不稳定的情况,在连接马达驱动器21和短路开关部32的电路设置有负电源34。负电源34向抵消从马达驱动器21流向马达23的电流的朝向、换言之使电流从马达23向马达驱动器21流动的朝向施加电压。通过设置负电源34,减少分支电流,所以能够使由马达驱动器21检测的电流稳定。在本说明书中减少分支电流的情况不仅包含分支电流的电流值变小并成为大于零的值的情况还包含分支电流的电流值变小并成为零的情况(即、不流动分支电流的情况)。此外,短路开关部32的二极管切断从马达23朝向马达驱动器21的电流,所以由负电源34引起的不需要的电流不会流动。
在图11所示的第二变形例中,为了应对由马达驱动器21检测的电流不稳定的情况,在连接马达驱动器21和短路开关部32的电路设置有电阻35。通过设置电阻35,减少分支电流,所以能够使由马达驱动器21检测的电流稳定。
如以上说明的那样,上述实施方式的马达系统1具备马达驱动器21、多个马达23、供给开关部31、输出控制部11、切换控制部12以及驱动力降低抑制部15。通过马达驱动器21供给的电力使马达23产生驱动力。供给开关部31以将马达驱动器21供给的电力供给给多个马达23中的任一个马达23的方式切换电路。输出控制部11以马达驱动器21供给与被供给电力的一个马达23相匹配的电力的方式控制该马达驱动器21。切换控制部12以周期性地切换被供给电力的一个马达23的方式控制供给开关部31,由此分时将马达驱动器21供给的电力向多个马达23分配。驱动力降低抑制部15在向周期性地供给电力的多个马达23中的一个马达23供给电力的期间,进行抑制其以外的马达23产生的驱动力的降低的控制。
由此,能够用一台马达驱动器21实际上同时驱动多个马达23。另外,通过具备驱动力降低抑制部15,能够抑制在没有供给电力的期间的驱动力的降低,所以各个马达23的驱动力不会极端地降低,因此能够产生目标值或者与其接近的驱动力。
另外,在上述实施方式的马达系统1中,马达23是三相马达。马达系统1以马达23为单位具备使向该马达23供给电力的U相、V相以及W相短路的短路开关部32。驱动力降低抑制部15将与周期性地供给电力的多个马达23中的没有供给电力的马达23对应的短路开关部32关闭而使U相、V相以及W相短路。
由此,通过关闭短路开关部32而容易保持电流。因此,能够抑制没有供给电力的期间的电流的降低(即、驱动力的降低)。
另外,在上述变形例的马达系统1中,在连接马达驱动器21和短路开关部32的电路设置减少从马达驱动器21通过短路开关部32向马达23供给的电流(分支电流)的负电源34或者电阻35。
由此,分支电流被减少,所以能够使由马达驱动器21检测的电流稳定,能够通过马达驱动器21正确地检测流向马达23的电流。
另外,在上述实施方式的马达系统1中,马达驱动器21具备电位恒定的恒定电位端子。在短路开关部32关闭的状态下,使短路后的位置与恒定电位端子连接。
由此,能够将短路的位置的电位设为恒定,从而能够稳定地切换上述短路开关部。
另外,在上述实施方式的马达系统1中,在将表示为了产生所要求的驱动力而应向马达23供给的电流的变化的波形称为目标波形时,驱动力降低抑制部15在供给开关部31关闭的状态(短路开关部32被打开的状态)下,进行用于使比目标波形表示的电流大的电流向该马达23流动的控制。
假设在将目标波形表示的电流向马达23供给的情况下,在没有供给电流的期间电流会降低,所以结果是存在无法产生所要求的驱动力的可能性。关于这一点,如上述那样,通过使比目标波形表示的电流大的电流向马达23流动,能够产生与目标值接近的驱动力。
另外,在上述实施方式的马达系统1中,马达23是线性马达。
代替之,马达23也可以是旋转马达。
以上,能够在各种结构的系统中,发挥本发明的效果。
上述实施方式的马达驱动方法反复执行选择工序、切换工序以及电力控制工序来驱动多个马达23。在选择工序中,从多个马达23中选择供给电力的马达23。在切换工序中,以从马达驱动器21向在选择工序中选择出的马达23供给电力的方式,切换连接马达驱动器21和多个马达23的开关部。在电力控制工序中,以供给与选择出的马达23对应的电力的方式来控制马达驱动器21。在向被供给电力的多个马达23中的一个马达23供给电力的期间,进行抑制其以外的马达23产生的驱动力的降低的驱动力降低抑制工序。
以上虽说明了本发明的优选实施方式,但上述结构例如能够以下那样来改变。
在上述实施方式中,马达驱动器21和开关部22虽是独立的装置,但也可以代替之,将具有马达驱动器21和开关部22双方的功能的一个装置设置在马达系统1。
在上述实施方式中,说明了马达23是线性马达,作为搬运用的车辆40的驱动系统应用马达系统1的例子。但也可以代替之,将线性马达应用于其它的装置(例如,具有直线运动的部分的加工设备、计测设备)。另外,在马达23是旋转马达的情况下,也可以将马达系统1应用于车辆的驱动系统,也可以应用于具有旋转运动的部分的加工设备、计测设备。
在上述实施方式中示出的流程图是一个例子,也可以省略一部分的处理,或改变一部分的处理的内容,或增加新的处理。例如在图6的流程图中,也可以在步骤S102与步骤S103之间,增加确认开关部的切换是否结束的处理。
在上述实施方式中,将短路的位置与马达驱动器21的N端子连接。然而,该结构不是必须的,也可以将短路的位置与其它的位置连接。
附图标记的说明
1…马达系统
10…控制部
11…输出控制部
12…切换控制部
13…位置控制部
14…速度控制部
15…驱动力降低抑制部
21…马达驱动器
22…开关部
23…马达
24…编码器
31…供给开关部
32…短路开关部。
Claims (8)
1.一种马达系统,其特征在于,具备:
马达驱动器;
多个马达,其通过上述马达驱动器供给的电力产生驱动力;
供给开关部,其以将上述马达驱动器供给的电力向多个上述马达中的任一个上述马达供给的方式切换电路;
输出控制部,其以上述马达驱动器供给与被供给电力的一个上述马达匹配的电力的方式控制该马达驱动器;
切换控制部,其以周期性地切换被供给电力的一个上述马达的方式控制上述供给开关部,由此将上述马达驱动器供给的电力分时地向多个上述马达分配;以及
驱动力降低抑制部,其在向周期性地供给电力的多个上述马达中的一个上述马达供给电力的期间,进行抑制其以外的上述马达产生的驱动力的降低的控制。
2.根据权利要求1所述的马达系统,其特征在于,
上述马达是三相马达,
以马达为单位具备使向该马达供给电力的U相、V相以及W相短路的短路开关部,
上述驱动力降低抑制部将与周期性地供给电力的多个上述马达中的没有供给电力的上述马达对应的上述短路开关部关闭而使U相、V相以及W相短路。
3.根据权利要求2所述的马达系统,其特征在于,
在连接上述马达驱动器和上述短路开关部的电路设置使从上述马达驱动器通过上述短路开关向上述马达供给的电流减少的负电源或者电阻。
4.根据权利要求2或3所述的马达系统,其特征在于,
上述马达驱动器具备电位恒定的恒定电位端子,
在上述短路开关部关闭的状态下,短路的位置与上述恒定电位端子连接。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的马达系统,其特征在于,
在将表示为了产生所要求的驱动力而应向上述马达供给的电流的变化的波形称为目标波形时,上述驱动力降低抑制部在上述供给开关部关闭的状态下,进行用于使比上述目标波形表示的电流大的电流流向该马达的控制。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的马达系统,其特征在于,
上述马达是线性马达。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的马达系统,其特征在于,
上述马达是旋转马达。
8.一种马达驱动方法,是重复进行以下工序来驱动多个马达的马达驱动方法,
选择工序,选择多个马达中的供给电力的上述马达;
切换工序,以从马达驱动器向在上述选择工序中选择出的上述马达供给电力的方式,切换连接上述马达驱动器和上述多个马达的开关部;以及
电力控制工序,以供给与上述选择出的上述马达对应的电力的方式控制上述马达驱动器,
所述马达驱动方法,其特征在于,
在向被供给电力的多个上述马达中的一个上述马达供给电力的期间,进行抑制其以外的上述马达产生的驱动力的降低的驱动力降低抑制工序。
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