JP2018207753A - 蓄電装置の異常検出部を有するモータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置に異常が発生してもドライブ用サーボモータの効率的な駆動及び安全を確保することができるモータ駆動システムを実現する。【解決手段】モータ駆動システム１は、直流電力を直流リンク４へ供給する電源部１１と、直流リンク４における直流電力を交流電力に変換し、ドライブ用サーボモータ３へ駆動電力として供給するドライブ用サーボアンプ１２と、直流リンク４から直流電力を蓄積しまたは直流リンク４へ直流電力を供給する蓄電装置１３と、蓄電装置１３の異常を検出する異常検出部１４と、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力が、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限されるよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する制御部１５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電装置の異常検出部を有するモータ駆動システムに関する。

工作機械やロボットなどを含む機械に設けられたサーボモータ（以下、「ドライブ用サーボモータ」と称する。）を駆動するモータ駆動システムにおいては、交流電源から供給される交流電力を順変換器にて直流電力に変換して直流リンクへ出力し、さらに逆変換器にて直流リンクの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力をドライブ用サーボモータの駆動電力として用いている。一般に、順変換器は、モータ駆動システムのコストや占有スペースを低減する目的で、複数の逆変換器に対して１つが設けられることが多い。すなわち、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する順変換器を共通の電源部とし、複数のドライブ用サーボアンプ（逆変換器）は、この電源部から出力される直流電力を用いて、各ドライブ用サーボモータを駆動するための交流電力を生成する。

モータ駆動システムでドライブ用サーボモータを加速もしくは減速制御する際には、交流電源に対して大きな交流電力の出力もしくは回生が要求されるので電力ピークが発生する。特に、１つの電源部（順変換器）に対して複数のドライブ用サーボアンプ（逆変換器）が接続されるモータ駆動システムにおいては、発生する電力ピークもより大きなものとなり得る。電力ピークが大きくなるほど、電源部の容量やモータ駆動システムの運用コストが増大するので、電力ピークを低減するのが望ましい。

電力ピークを低減するために、モータ駆動システムの電源部とドライブ用サーボアンプとを接続する直流リンクに直流電力を蓄積し得る蓄積装置を設けて、ドライブ用サーボモータで消費や回生されるエネルギーを直流リンクを介して適宜やり取りする手法が、従来より用いられている。この手法によれば、ドライブ用サーボモータの減速時にドライブ用サーボモータから発生する回生電力を蓄積装置に蓄積させたり、蓄積した電力をドライブ用サーボモータの加速時に再利用したりすることができるので、電力ピークを低減することができる。つまり、直流リンクに対して電力の出し入れを行う蓄電装置を用いることで、電源部の最大出力電力よりも大きい消費電力を伴うようなドライブ用サーボモータの動作（加減速）に対しても対応可能となる。

一例を挙げると、プレス機は、プレス動作を行う際に発生する最大消費電力が非常に大きく、電源部の容量不足が問題になることがある。そこで、プレス機におけるモータ駆動システムでは直流リンクに蓄電装置を設け、プレス機が電力を消費する場合は蓄電装置から電力を供給することで、小さな容量の電源部の下でのプレス機の駆動を可能にしている。

蓄電装置の例としては、回転エネルギーを蓄積し得るフライホイールを用いたものや、大容量のコンデンサを用いたものなどがある。

例えば、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換器と、直流電力をモータの駆動のための交流電力に変換しまたはモータから回生される交流電力を直流電力に変換する直流交流変換器と、前記交流直流変換器の直流側と前記直流交流変換器の直流側とを接続し、直流電力の受け渡しを行うＤＣリンク部と、前記ＤＣリンク部に接続され、直流電力を前記ＤＣリンク部から蓄積しまたは前記ＤＣリンク部へ供給する、少なくとも１つのキャパシタ蓄積部および少なくとも１つのフライホイール蓄積部を有するエネルギー蓄積部と、モータの動作を指令するモータ動作指令に基づき、前記直流交流変換器が所望の交流電力を出力するよう制御するモータ制御部と、前記エネルギー蓄積部が直流電力を前記ＤＣリンク部から蓄積しもしくは前記ＤＣリンク部へ供給するよう制御するエネルギー制御部と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば、産業機械や工作機械の軸を駆動するサーボモータの制御システムであって、軸を駆動するための複数の第１サーボモータと、交流電圧を直流電圧に変換する複数のコンバータと、前記のコンバータから直流電圧を受電して前記複数の第１サーボモータを駆動するための交流電圧に変換し、または、前記の第１サーボモータから回生される交流電力を直流電力に変換する第１インバータを複数と、イナーシャを回転させる第２サーボモータと、前記コンバータから直流電圧を受電し、前記第２サーボモータを駆動するための交流電圧に変換し、または、前記第２サーボモータから回生される交流電力を直流電力に変換する第２インバータを複数と、前記複数の第１サーボモータ及び前記第２サーボモータを制御するサーボモータ制御装置と、を有し、前記第２サーボモータの数は、前記複数の第２インバータの数よりも少なく、前記第２サーボモータのうちの少なくとも１つは複数の独立した巻線を備え、前記複数の第２インバータのうちの少なくとも一部が１つの第２サーボモータに設けられた複数の独立した巻線に接続されている、ことを特徴とするサーボモータ制御システムが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１３−００９５２４号公報 特開２０１６−０４６８３３号公報

電源部とドライブ用サーボアンプとの間を接続する直流リンクに蓄電装置が設けられたモータ駆動システムにおいて、蓄電装置に何らかの異常（故障）が発生して動作不能に陥った場合、ドライブ用サーボアンプによるドライブ用サーボモータの駆動を通常通り行うと、ドライブ用サーボモータの消費電力もしくは回生電力が電源部の最大出力電力を超えてしまう。その結果、ドライブ用サーボモータの異常動作や破損、電源部及びドライブ用サーボアンプの破損を招く可能性がある。一方で、蓄電装置に異常が発生した場合に一律にドライブ用サーボモータを停止させた場合、ドライブ用サーボモータの異常動作や破損を回避することはできるものの、当該モータ駆動システムが組み込まれた工作機械やロボットなどの機械が停止するので大きな経済的損失が発生する。したがって、このような蓄電装置を有するモータ駆動システムにおいては、蓄電装置に異常が発生した際の対応として、ドライブ用サーボモータの効率的な駆動及び安全を確保することができる技術が望まれている。

本開示の一態様によれば、モータ駆動システムは、直流電力を直流リンクへ供給する電源部と、直流リンクにおける直流電力を交流電力に変換し、ドライブ用サーボモータへ駆動電力として供給するドライブ用サーボアンプと、直流リンクから直流電力を蓄積しまたは直流リンクへ直流電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置の異常を検出する異常検出部と、異常検出部が蓄電装置の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータの出力が、異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限されるよう、ドライブ用サーボアンプの動作を制御する制御部とを備える。

本開示の一態様によれば、電源部とドライブ用サーボアンプとの間を接続する直流リンクに蓄電装置が設けられたモータ駆動システムにおいて、蓄電装置に異常が発生してもドライブ用サーボモータの効率的な駆動及び安全を確保することができる。

一実施形態によるモータ駆動システムのブロック図である。 一実施形態によるモータ駆動システム内の蓄電装置の異常発生時におけるドライブ用サーボモータの出力の制限を説明する図であって、（Ａ）は蓄電装置が正常に動作している場合における各電力を例示し、（Ｂ）は蓄電装置に異常が発生した場合おける各電力及びドライブ用サーボモータの制限された出力を例示する。 一実施形態によるモータ駆動システムにおける蓄電装置をコンデンサとした場合のブロック図である。 一実施形態によるモータ駆動システム内の制御部の動作フローを示すフローチャートである。 一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の正常動作時におけるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。 一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の異常発生時において第１形態により出力が制限されるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。 一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の異常発生時において第２形態及び第３形態により出力が制限されるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。 一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第１の具体例を示すブロック図である。 一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第２の具体例を示すブロック図である。 一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第３の具体例を示すブロック図である。

以下図面を参照して、蓄電装置の異常検出部を有するモータ駆動システムについて説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、「ドライブ用サーボモータの出力」には、「ドライブ用サーボモータの消費電力」及び「ドライブ用サーボモータの回生電力」が含まれるものとする。

図１は、一実施形態によるモータ駆動システムのブロック図である。ここでは、一例として、モータ駆動システム１によりドライブ用サーボモータ３を制御する場合について説明する。また、以下で説明する実施形態では、ドライブ用サーボモータ３の相数は本実施形態を特に限定するものではなく、例えば三相であっても単相であってもよい。また、ドライブ用サーボモータ３の種類についても本実施形態を特に限定するものではなく、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。ここで、ドライブ用サーボモータ３が設けられる機械には、工作機械、ロボット、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、各種電化製品、電車、自動車、航空機などが含まれる。

図１に示すように、一実施形態によるモータ駆動システム１は、電源部１１と、ドライブ用サーボアンプ１２と、蓄電装置１３と、異常検出部１４と、制御部１５と、報知部１６とを備える。

電源部１１は、直流電力を直流リンク４へ供給する。図１では、電源部１１は、例えば交流電源２から供給された交流電力を直流電力に変換して直流リンク４へ出力する順変換器１１０で構成される。順変換器１１０は、交流電源２から三相交流が供給される場合は三相ブリッジ回路で構成され、交流電源２から単相交流が供給される場合は単相ブリッジ回路で構成される。順変換器１１０の例としては、ダイオード整流回路、１２０度通電型整流回路、及びＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路などがある。例えば、順変換器１１０がダイオード整流回路である場合は、交流電源２から供給された交流電流を整流し、直流リンク４に直流電流を出力する。また例えば、順変換器１１０がＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路である場合は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、数値制御装置１０００から受信したスイッチング指令に応じて各スイッチング素子がオンオフ制御されて交直双方向に電力変換を行う。スイッチング素子の例としては、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他のスイッチング素子であってもよい。なお、電源部１１内の順変換器１１０が、ＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路などのような交直双方向に電力変換が可能な装置で構成される場合は、「電源部１１の最大供給電力」には、「電源部１１内の順変換器１１０が電力変換性能として有する「交流電力を直流電力に変換するときの最大電力」及び「直流電力を交流電力に変換するときの最大電力」の両方が含まれる。

なお、電源部１１が順変換器１１０で構成される場合は、直流リンク４には、直流リンクコンデンサ（平滑コンデンサとも称する）が設けられるが、ここでは図示を省略している。直流リンクコンデンサは、直流リンク４において直流電力を蓄積する機能、及び電源部１１内の順変換器１１０の直流出力の脈動分を抑える機能を有する。

また、電源部１１は、例えば１次電池、２次電池あるいは太陽電池で構成されてもよい。

電源部１１には直流リンク４を介してドライブ用サーボアンプ１２が接続される。ドライブ用サーボアンプ１２は、直流リンクにおける直流電力を用いてドライブ用サーボモータ３を駆動するためのものである。一般に、ドライブ用サーボモータ３には１巻線以上の巻線が設けられており、ドライブ用サーボモータ３を駆動するためには、当該ドライブ用サーボモータ３内の１巻線あたり１つのドライブ用サーボアンプ１２が必要である。図１では、一例としてドライブ用サーボモータ３を１巻線タイプとしており、したがって、１つのドライブ用サーボモータ３に対して１つのドライブ用サーボアンプ１２が接続される。

ドライブ用サーボアンプ１２は、ドライブ用サーボモータ３を駆動するために、直流リンク４における直流電力を交流電力に変換し、ドライブ用サーボモータ３へ駆動電力として供給する。このため、ドライブ用サーボアンプ１２は、例えば逆変換器１２０を有する。ドライブ用サーボアンプ１２内の逆変換器１２０は、数値制御装置１０００から受信したスイッチング指令に基づき各スイッチング素子がオンオフ制御されることにより、直流リンク４の直流電力とドライブ用サーボモータ３の駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で電力変換する。逆変換器１２０は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、例えばＰＷＭスイッチング制御方式に基づいて各スイッチング素子がオンオフ制御される。逆変換器１２０は、ドライブ用サーボモータ３が三相モータである場合は三相ブリッジ回路で構成され、ドライブ用サーボモータ３が単相モータである場合は単相ブリッジ回路で構成される。スイッチング素子の例としては、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他のスイッチング素子であってもよい。

蓄電装置１３は、直流リンク４から直流電力を蓄積しまたは直流リンク４へ直流電力を供給する。図１に示す実施形態では、蓄電装置１３は、回転エネルギーを蓄積し得るフライホイール３１と、フライホイール３１が結合した回転軸を有するバッファ用サーボモータ３２と、直流リンク４における直流電力とバッファ用サーボモータ３２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で変換を行うバッファ用サーボアンプ３３と、を有する。

バッファ用サーボアンプ３３は、例えば逆変換器３３０を有する。バッファ用サーボアンプ３３内の逆変換器３３０は、数値制御装置１０００から受信したスイッチング指令に基づき各スイッチング素子がオンオフ制御されることにより、直流リンク４の直流電力とバッファ用サーボモータ３２の駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で電力変換する。逆変換器３３０は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、例えばＰＷＭスイッチング制御方式に基づいて各スイッチング素子がオンオフ制御される。逆変換器３３０は、バッファ用サーボモータ３２が三相モータである場合は三相ブリッジ回路で構成され、バッファ用サーボモータ３２が単相モータである場合は単相ブリッジ回路で構成される。スイッチング素子の例としては、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどがあるが、スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他のスイッチング素子であってもよい。

蓄電装置１３が蓄積もしくは供給すべき直流電力量は、数値制御装置１０００により制御される。すなわち、数値制御装置１０００は、蓄電装置１３が蓄積もしくは供給すべき直流電力量を制御する指令（バッファ用サーボアンプ３３内の逆変換器３３０に対してはスイッチング指令）をバッファ用サーボアンプ３３へ出力する。バッファ用サーボアンプ３３は、数値制御装置１０００から受信した指令が蓄電装置１３による直流電力の蓄積を示すものである場合には、直流リンク４における直流電力を交流電力へ変換する逆変換動作を行うことで、直流リンク４からの電気エネルギーをバッファ用サーボモータ３２側へ取り込み、この電気エネルギーにより、フライホイール３１が接続されたバッファ用サーボモータ３２が回転するようにする。これにより、直流リンク４から流入した電気エネルギーは、フライホイール３１の回転エネルギーに変換されて蓄積されるようになる。また、バッファ用サーボアンプ３３は、数値制御装置１０００から受信した指令が蓄電装置１３による直流電力の供給を示すものである場合には、フライホイール３１が接続されたバッファ用サーボモータ３２を減速させて交流の回生電力を発生させ、この交流電力を直流電力へ変換する順変換動作を行う。これにより、フライホイール３１に蓄積された回転エネルギーは、電気エネルギーに変換され、直流リンク４へ供給されるようになる。上記の動作を行う蓄電装置１３を備えることにより、ドライブ用サーボモータ３の加速時には、電源部１１からのエネルギーに加えて蓄電装置１３に蓄積されたエネルギーがドライブ用サーボモータ３に供給されてドライブ用サーボモータ３の加速のための動力として利用され、ドライブ用サーボモータ３の減速時には、ドライブ用サーボモータ３から回生されたエネルギーが蓄電装置１３へ流れて蓄積される。蓄電装置１３に蓄積された電力は、電源部１１が供給する電力と併せてドライブ用サーボモータ３の駆動に利用されるので、電源部１１の最大供給電力を超えた出力でドライブ用サーボモータ３を駆動することできる。

なお、蓄電装置１３は、例えば大容量のコンデンサで構成されてもよい。コンデンサで蓄電装置１３を構成する場合については図３を参照して後述する。

異常検出部１４は、蓄電装置１３の異常を検出する。蓄電装置１３に発生し得る異常としては、例えば、フライホイール３１の破損、バッファ用サーボモータ３２及びバッファ用サーボアンプ３３の破損やオーバーヒート、蓄電装置１３内の電力線や信号線の断線や短絡、直流リンク４と蓄電装置１３との間の電力線の断線などがある。なお、蓄電装置１３に異常が発生したことを示す信号は、通常、数値制御装置１０００に送られてくるので、数値制御装置１０００内に設けられる異常検出部１４はこの信号を利用して蓄電装置１３の異常を検出すればよい。

制御部１５は、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力が、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限されるよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する。ただし、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合における制御部１５の上記制御は、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えないようにして行われる。

図２は、一実施形態によるモータ駆動システム内の蓄電装置の異常発生時におけるドライブ用サーボモータの出力の制限を説明する図であって、（Ａ）は蓄電装置が正常に動作している場合における各電力を例示し、（Ｂ）は蓄電装置に異常が発生した場合おける各電力及びドライブ用サーボモータの制限された出力を例示する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）において、実線はドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力を示し、一点鎖線は、電源部１１の最大供給電力を示す。図２（Ａ）に示すように、蓄電装置１３が正常に動作している場合においては、ドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力のうちの、電源部１１の最大供給電力を超える分（図中、斜線で示す領域）については、蓄電装置１３から直流リンク４へ供給される電力によって補われる。本実施形態では、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、制御部１５は、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御して、図２（Ｂ）の破線に示すような、ドライブ用サーボモータ３の出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値であって、なおかつドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えないような値に制限する。制御部１５によるドライブ用サーボモータ３の出力を制限する手法の形態については、後述する。

また、本実施形態の変形例として、制御部１５は、異常検出部１５が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力の絶対値が、電源部１１の最大供給電力の絶対値よりも小さい値に設定された制限値を超えないよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御してもよい。ここで、制限値は、電源部１１の安全性を考慮して、多少の余裕を持って、電源部１１の最大供給電力の絶対値よりも小さい値に設定すればよい。

また、本実施形態の変形例として、制御部１５は、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限しながら最終的にはドライブ用サーボモータ３を停止するよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御してもよい。このように蓄電装置１３の異常発生時にドライブ用サーボモータ３を停止させることで、ドライブ用サーボモータの異常動作や破損、電源部１１及びドライブ用サーボアンプ１２の破損を回避することができ、さらなる安全性が確保される。ただし、蓄電装置１３の異常が軽微なものでありドライブ用サーボモータ３の出力を下げたまま駆動しても何ら支障がない場合には、ドライブ用サーボモータ３を停止する必要はない。例えば、ドライブ用サーボモータ３を出力を下げたまま駆動し、その間、蓄電装置１３の異常を除去する作業を行い、蓄電装置１３が正常に戻った後、ドライブ用サーボモータ３の通常動作を復帰させれば、当該モータ駆動システムが組み込まれた工作機械やロボットなどの機械は停止しないので、経済的損失を最小限に抑えることができる。

報知部１６は、異常検出部１４が検出した異常の内容を報知する。図示の実施形態では、報知部１６は、数値制御装置１０００内に設けられ、例えば数値制御装置１０００に付属のディスプレイとして実現される。また例えば、報知部１６を、パソコン、携帯端末、タッチパネルなどのディスプレイとして実現してもよい。報知部１６としてのディスプレイには、異常検出部１４が検出した異常の内容が、文字や絵柄で表示される。また例えば、報知部１６を、音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発する音響機器にて実現してもよく、異常検出部１４が検出した異常の内容を音により報知する。また例えば、報知部１６について、プリンタを用いて紙面等にプリントアウトして表示させる形態をとってもよい。またあるいは、これらを適宜組み合わせて報知部１６を実現してもよい。またさらに、異常検出部１４が検出した異常の内容に関するデータを、記憶装置に格納し、当該データをさらなる用途に用いてもよい。

図３は、一実施形態によるモータ駆動システムにおける蓄電装置をコンデンサとした場合のブロック図である。蓄電装置１３を大容量のコンデンサ２１で構成する場合、コンデンサ２１は例えばＤＣ−ＤＣコンバータ（図示せず）を介して直流リンク４に接続される。蓄電装置１３内のコンデンサ２１が蓄積もしくは供給すべき直流電力量は、数値制御装置１０００により制御される。すなわち、数値制御装置１０００は、コンデンサ２１が蓄積（充電）もしくは供給（放電）すべき直流電力量を制御する指令をＤＣ−ＤＣコンバータへ出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、数値制御装置１０００から受信した指令がコンデンサ２１による直流電力の供給（放電）を示すものである場合にはコンデンサ２１が接続された側の直流電圧が直流リンク４が接続された側の直流電圧よりも大きくなるような動作を行うことで、コンデンサ２１に蓄積されたエネルギーが直流リンク４側へ流れるようにする。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、数値制御装置１０００から受信した指令がコンデンサ２１による直流電力の蓄積（充電）を示すものである場合にはコンデンサ２１が接続された側の直流電圧が直流リンク４が接続された側の直流電圧よりも小さくなるような動作を行うことで、直流リンク４からのエネルギーがコンデンサ２１側へ流れるようにして該エネルギーがコンデンサ２１に蓄積されるようにする。図３において、コンデンサ２１で構成される蓄電装置１３以外の構成要素については図１に示す構成要素と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付して当該構成要素についての詳細な説明は省略する。

以上説明した異常検出部１４及び制御部１５は、例えばソフトウェアプログラム形式で構築されてもよく、あるいは各種電子回路とソフトウェアプログラムとの組み合わせで構築されてもよい。図１及び図３に示した実施形態では、異常検出部１４及び制御部１５をソフトウェアプログラム形式で構築し、数値制御装置１０００内の演算処理装置にこのソフトウェアプログラムを動作させて各部の機能を実現している。ここで、数値制御装置１０００内の制御部１５は、数値制御装置１０００が本来的に実行する数値制御処理を実行する制御系そのものを示すものではなく、あくまでも、蓄電装置１３の異常発生時にドライブ用サーボモータ３の出力を制限する処理を実行するためのものと解釈されるべきである。

また、異常検出部１４及び制御部１５の機能を実現するソフトウェアプログラム媒体に従って動作するコンピュータを、数値制御装置１０００とは別個に設けてもよい。またあるいは、異常検出部１４及び制御部１５を、各部の機能を実現するソフトウェアプログラム媒体を書き込んだ半導体集積回路として実現してもよく、この場合は、当該半導体集積回路を例えば既存の数値制御装置に取り付けることによって、各部の機能が実現される。

図４は、一実施形態によるモータ駆動システム内の制御部の動作フローを示すフローチャートである。

ドライブ用サーボアンプ１２は、数値制御装置１０００の指令により、電源部１１から供給される直流電力を用いて、ドライブ用サーボモータ３を駆動する（ステップＳ１０１）。この間、異常検出部１４は、蓄電装置１３の動作を常に監視している。蓄電装置１３が正常に動作している場合においては、ドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力のうちの、電源部１１の最大供給電力を超える分については、蓄電装置１３から直流リンク４へ供給される電力によって補われる。

ステップＳ１０２において、異常検出部１４は、蓄電装置１３に異常が発生したか否かを判定する。異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合はステップＳ１０３へ進み、そうでない場合（すなわち蓄電装置１３が正常である場合）はステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０３では、制御部１５は、ドライブ用サーボモータ３の出力が、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限されるよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する。

続いて、制御部１５によるドライブ用サーボモータ３の出力を制限する手法について、いくつか列挙する。これに先立ち、蓄電装置１３が正常に動作している場合における、一実施形態によるモータ駆動システム１により駆動されるドライブ用サーボモータ３の動作例について、図５を参照して説明する。

図５は、一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の正常動作時におけるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。図５並びに後述する図６及び図７においては、一例として、ドライブ用サーボモータ３を、時刻０から時刻ｔ₁までの間は加速、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間は一定速度、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの間は減速、時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの間は一定速度、時刻ｔ₄以降は減速にてそれぞれ駆動する場合を考える。電源部１１の最大供給電力は、一点鎖線で示す。

蓄電装置１３が正常に動作している場合において、時刻０から時刻ｔ₁までの間、ドライブ用サーボアンプ１２によりドライブ用サーボモータ３を加速させると、ドライブ用サーボモータ３は、正のトルク（図５（Ｃ））にて回転速度が上昇する（図５（Ｂ））。ドライブ用サーボモータ３の出力（すなわちドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力）は、「トルク×回転速度」によって定まるので、図５（Ａ）に示すように上昇する。ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力（一点鎖線で示す。）を超えると、ドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力のうち、電源部１１の最大供給電力を超える分については、蓄電装置１３から直流リンク４へ供給される電力によって補われる。一般に、ドライブ用サーボモータ３を一定速度で駆動するのに必要な電力は、電源部１１の最大供給電力を超えない範囲に設定される。時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間において、ドライブ用サーボアンプ１２によりドライブ用サーボモータ３を一定速度で駆動すると、ドライブ用サーボモータ３の出力は、電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で一定となる。時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの間において、ドライブ用サーボアンプ１２によりドライブ用サーボモータ３を減速させると、ドライブ用サーボモータ３は、負のトルク（図５（Ｃ））にて回転速度が下降し（図５（Ｂ））、ドライブ用サーボモータ３の出力は図５（Ａ）に示すように負となり、電力回生する。時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの間において、ドライブ用サーボアンプ１２によりドライブ用サーボモータ３を再び一定速度で駆動すると、ドライブ用サーボモータ３の出力は、電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で一定となる。時刻ｔ₄以降、ドライブ用サーボアンプ１２により、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの間のときよりもより大きな負のトルク（図５（Ｃ））にてドライブ用サーボモータ３を再び減速させると、ドライブ用サーボモータ３の回転速度は図５（Ｂ）に示すように下降し、ドライブ用サーボモータ３の出力は図５（Ａ）に示すように負となり、電力回生する。ドライブ用サーボモータ３から回生される電力が、電源部１１内の順変換器１１の最大回生電力を超えると、当該超えた電力については、直流電力として蓄電装置１３に蓄積される。

制御部１５によるドライブ用サーボモータ３の出力を制限する手法の第１形態では、速度指令に対するオーバーライドを、異常検出部１４による異常検出前に設定されていた値よりも小さい値に変更することで、ドライブ用サーボモータ３の出力を制限する。図６は、一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の異常発生時において第１形態により出力が制限されるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。

第１形態では、制御部１５は、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で、速度指令に対するオーバーライドを、異常検出部１４による異常検出前に設定されていた値よりも小さい値に変更した上で、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する。一般に、数値制御装置１０００においては、ドライブ用サーボモータ３に対する速度指令に対して「オーバーライド」と称される倍率をかけて回転速度を修正することができる。速度指令に対して例えば０〜２００％のオーバーライドを設定することができ、数値制御装置１０００にはオーバーライドを設定するためのダイヤルが設けられているのが一般的である。第１形態では、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ダイヤルの設定によらずに、制御部１５が自動的にオーバーライドを異常検出部１４による異常検出前に設定されていた値よりも小さい値に変更する。オーバーライドを下げると、図６（Ｂ）に示すようにドライブ用サーボモータ３の回転速度が全体として低下する。また、オーバーライドを下げるとドライブ用サーボモータ３の目標回転速度が下がるので、目標回転速度に実際の回転速度が達するまでの加速度及び減速度も減少し、図６（Ｃ）に示すように加速時及び減速時のトルクも低下する。この結果、図６（Ａ）に示すように、ドライブ用サーボモータ３の出力（すなわちドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力）も低下する。第１形態では、蓄電装置１３の異常発生時に用いられるオーバーライドを、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない程度の値（図６（Ａ））に設定する。蓄電装置１３の異常発生時に用いられるオーバーライドの設定の具体的なやり方としては、例えば、蓄電装置１３の異常発生を模擬するためにモータ駆動システム１から蓄電装置１３を取り外し、ドライブ用サーボモータ３を加速させてそのときのドライブ用サーボモータ３の出力を計測もしくは計算により求め、求められた出力が電源部１１の最大供給電力を超えないようなオーバーライドを見つけ出す方法が考えられる。

制御部１５によるドライブ用サーボモータ３の出力を制限する手法の第２形態では、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で、トルク指令を、異常検出部１４による異常検出前のトルク指令よりも小さい値に制限することで、ドライブ用サーボモータ３の出力を制限する。また、制御部１５によるドライブ用サーボモータ３の出力を制限する手法の第３形態では、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で、異常検出部１４による異常検出前の加速度及び減速度よりも小さい値に制限された加速度及び減速度にてドライブ用サーボモータを加速及び減速させることで、ドライブ用サーボモータ３の出力を制限する。第２形態及び第３形態については、ともに図７を参照して説明する。

図７は、一実施形態によるモータ駆動システムにより駆動される、蓄電装置の異常発生時において第２形態及び第３形態により出力が制限されるドライブ用サーボモータの動作を例示する図であって、（Ａ）はドライブ用サーボモータの出力を示し、（Ｂ）はドライブ用サーボモータの回転速度を示し、（Ｃ）はドライブ用サーボモータのトルクを示す。

第２形態では、制御部１５は、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で、異常検出部１４による異常検出前のトルク指令よりも小さい値に制限されたトルク指令に基づいて、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する。トルク指令を下げると、図７（Ｃ）に示すようにドライブ用サーボモータ３のトルクの絶対値が全体として小さくなる。また、ドライブ用サーボモータ３の出力（すなわちドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力）は、「トルク×回転速度」によって定まるので、図７（Ａ）に示すように低下する。第２形態では、蓄電装置１３の異常発生時に用いられるトルク指令を、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない程度の値（図７（Ａ））に設定する。蓄電装置１３の異常発生時に用いられるトルク指令の設定の具体的なやり方としては、例えば、蓄電装置１３の異常発生を模擬するためにモータ駆動システム１から蓄電装置１３を取り外し、ドライブ用サーボモータ３を様々なトルク指令に基づいて動作させてそのときドライブ用サーボモータ３の出力を計測もしくは計算により求め、求められた出力が電源部１１の最大供給電力を超えないようなトルク指令を見つけ出す方法が考えられる。

第３形態では、制御部１５は、異常検出部１４が蓄電装置１３の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない範囲で、異常検出部１４による異常検出前の加速度及び減速度よりも小さい値に制限された加速度及び減速度にてドライブ用サーボモータ３が加速及び減速するよう、ドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御する。ドライブ用サーボモータ３の加速度及び減速度を下げると（図７（Ｂ））、ドライブ用サーボモータ３の出力（すなわちドライブ用サーボモータ３の駆動に必要な電力）は、図７（Ａ）に示すように低下する。第３形態では、蓄電装置１３の異常発生時におけるドライブ用サーボモータ３の加速度及び減速度を、ドライブ用サーボモータ３の出力が電源部１１の最大供給電力を超えない程度の値（図７（Ａ））に設定する。蓄電装置１３の異常発生時に用いられるドライブ用サーボモータ３の加速度及び減速度の設定の具体的なやり方としては、例えば、蓄電装置１３の異常発生を模擬するためにモータ駆動システム１から蓄電装置１３を取り外し、ドライブ用サーボモータ３を様々な加速度及び減速度に基づいて動作させてそのときのドライブ用サーボモータ３の出力を計測もしくは計算により求め、求められた出力が電源部１１の最大供給電力を超えないような加速度及び減速度を見つけ出す方法が考えられる。

図１及び図３に示した一実施形態によるモータ駆動システム１では、ドライブ用サーボアンプ１２の数を一例として２つとしたが、１つあるいは３つ以上であってもよい。ドライブ用サーボアンプ１２が１つの場合は、制御部１５は、蓄電装置１３の異常発生時に、当該１つのドライブ用サーボアンプ１２の動作を制御することにより、当該１つのドライブ用サーボアンプ１２に接続されたドライブ用サーボモータ３の出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する。また、複数のドライブ用サーボモータ３に対応して複数のドライブ用サーボアンプ１２が設けられる場合には、制御部１５は、蓄電装置１３の異常発生時に、複数のドライブ用サーボアンプ１２のうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータ３の出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する。例えば、図１及び図３に示した例でいえば、制御部１５は、蓄電装置１３の異常発生時に、１つのドライブ用サーボアンプ１２に対して制御してもよく、あるいは２つのドライブ用サーボアンプ１２に対して制御してもよく、あるいは、１つずつ交互にドライブ用サーボアンプ１２を制御してもよい。

また、工作機械やロボットにおいては、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する場合がある。一実施形態によるモータ駆動システムは、このような電源部及び蓄電装置が複数設けられる場合にも適用可能である。これについて、いくつか具体例を挙げて説明する。

図８は、一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第１の具体例を示すブロック図である。また、図９は、一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第２の具体例を示すブロック図である。また、図１０は、一実施形態によるモータ駆動システムにおいて、複数の蓄電装置及び複数の電源部が設けられ、１つの数値制御装置にて複数のドライブ用サーボアンプを制御する第３の具体例を示すブロック図である。

図８〜図１０に示すように、１つの数値制御装置１０００に対して、複数の蓄電装置１３Ａ及び１３Ｂ及び複数の電源部１１Ａ及び１１Ｂが設けられる。電源部１１Ａが直流電力を供給する直流リンク４Ａには、ドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１及び１２Ａ−２並びに蓄電装置１３Ａが接続される。蓄電装置１３Ａは、フライホイール３１Ａと、バッファ用サーボモータ３２Ａと、バッファ用サーボアンプ３３Ａとを有する。電源部１１Ｂが直流電力を供給する直流リンク４Ｂには、ドライブ用サーボアンプ１２Ｂ−１及び１２Ｂ−２並びに蓄電装置１３Ｂが接続される。蓄電装置１３Ｂは、フライホイール３１Ｂと、バッファ用サーボモータ３２Ｂと、バッファ用サーボアンプ３３Ｂとを有する。なお、図８〜図１０に示す第１〜第３の具体例で蓄電装置及び電源部の数を２つとしたが、３つ以上であってもよい。また、図８〜図１０においては、電源部内の順変換器及び各サーボアンプ内の逆変換器については図示を省略している。

図８に示す第１の具体例は、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１、３Ａ−２、３Ｂ−１及び３Ｂ−２が、その動作に関していずれも独立している場合におけるモータ駆動システム１の動作を示す。

制御部１５は、異常検出部１４が複数の蓄電装置１３Ａ及び１３Ｂのうちのいずれか１つの蓄電装置の異常を検出した場合、当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクに接続されている複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する。ただし、異常検出部１４が蓄電装置の異常を検出した場合における制御部１５の上記制御は、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力が、当該制御されるドライブ用サーボアンプが接続されている電源部の最大供給電力を超えないようにして行われる。例えば、異常検出部１４が蓄電装置１３Ａの異常を検出した場合、制御部１５は、当該異常のある蓄電装置１３Ａが接続された直流リンク４Ａに接続されている複数のドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１及び１２Ｂ−１のうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１及び１２Ｂ−１の動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、「異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値」であって、なおかつ「当該ドライブ用サーボモータの出力が、当該制御されるドライブ用サーボアンプが接続されている電源部の最大供給電力を超えないような値」に制限する。例えば、制御部１５は、蓄電装置１３Ａの異常発生時に、ドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１を制御してドライブ用サーボモータ３Ａ−１の出力を制限してもよく、あるいはドライブ用サーボアンプ１２Ａ−２を制御してドライブ用サーボモータ３Ａ−２の出力を制限してもよく、あるいはこれらを交互に行ってもよく、あるいはドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１及び１２Ａ−２の両方を制御してドライブ用サーボモータ３Ａ−１及び３Ａ−２の両方の出力を制限してもよい。

図９に示す第２の具体例は、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１及び３Ｂ−１が、その動作に関して同期している場合におけるモータ駆動システム１の動作を示す。例えば、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１の駆動軸とドライブ用サーボモータ３Ｂ−１の駆動軸とが何からの機構や部材を介して物理的に結合している場合がこれに相当する。

制御部１５は、異常検出部１４が複数の蓄電装置１３Ａ及び１３Ｂのうちのいずれか１つの蓄電装置の異常を検出した場合、当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクに接続されている複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作と、当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクとは異なる直流リンクに接続されている複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作とを制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する。ただし、異常検出部１４が蓄電装置の異常を検出した場合における制御部１５の上記制御は、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力が、当該制御されるドライブ用サーボアンプが接続されている電源部の最大供給電力を超えないようにして行われる。例えば、異常検出部１４が蓄電装置１３Ａの異常を検出した場合、制御部１５は、当該異常のある蓄電装置１３Ａが接続された直流リンク４Ａに接続されているドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１を制御してドライブ用サーボモータ３Ａ−１の出力を制限するとともに、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１と同期するドライブ用サーボモータ３Ｂ−１についても出力が制限されるよう、ドライブ用サーボアンプ１２Ｂ−１の動作も制御する。すなわち、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１の出力については、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値であって、なおかつドライブ用サーボモータ３Ａ−１の出力が電源部１１Ａの最大供給電力を超えないような値に制限され、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１と同期するドライブ用サーボモータ３Ｂ−１の出力については、異常検出部１４による異常検出前における出力よりも小さい値であって、なおかつドライブ用サーボモータ３Ｂ−１の出力が電源部１１Ｂの最大供給電力を超えないような値」に制限される。このように、制御部１５が、当該異常のある蓄電装置１３Ａが接続された直流リンク４Ａに接続されているドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１した場合に、直流リンク４Ａとは異なる直流リンク４Ｂに接続されているドライブ用サーボアンプ１２Ｂ−１についても制御するのは、同期したドライブ用サーボモータ３Ａ−１及びドライブ用サーボモータ３Ｂ−１は同様の動作をする必要があり、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１とドライブ用サーボモータ３Ｂ−１とが別個の動作をするとドライブ用サーボモータ３Ａ−１の駆動軸とドライブ用サーボモータ３Ｂ−１の駆動軸とを結合する機構や部材が破損するからである。一方で、ドライブ用サーボモータ３Ａ−２及び３Ｂ−２はその動作に関して互いに独立しているので、制御部１５は、例えば、当該異常のある蓄電装置１３Ａが接続された直流リンク４Ａに接続されているドライブ用サーボアンプ１２Ａ−２を制御してドライブ用サーボモータ３Ａ−２の出力を制限する場合は、独立に動作するドライブ用サーボモータ３Ｂ−２については出力を制限する必要はないので、ドライブ用サーボアンプ１２Ｂ−２については制御しない。

図１０に示す第３の具体例は、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１、３Ｂ−１、３Ａ−２及び３Ｂ−２が、その動作に関して同期している場合におけるモータ駆動システム１の動作を示す。例えば、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１の駆動軸と、ドライブ用サーボモータ３Ａ−２の駆動軸と、ドライブ用サーボモータ３Ｂ−１の駆動軸と、ドライブ用サーボモータ３Ｂ−２の駆動軸とが、何からの機構や部材を介して物理的に結合している場合がこれに相当する。

ドライブ用サーボモータ３Ａ−１、３Ｂ−１、３Ａ−２及び３Ｂ−２の全てが同期しているので、異常検出部１４が蓄電装置１３Ａまたは１３Ｂのいずれかの異常を検出した場合、制御部１５は、ドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１、１２Ｂ−１、１２Ｂ−１、１２Ｂ−２の全てについてその動作を制御することにより、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１、３Ｂ−１、３Ａ−２及び３Ｂ−２の出力を、異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する。ただし、異常検出部１４が蓄電装置の異常を検出した場合における制御部１５の上記制御は、ドライブ用サーボモータ３Ａ−１及び３Ａ−２の出力が電源部１１Ａの最大供給電力を超えないように、なおかつドライブ用サーボモータ３Ｂ−１及び３Ｂ−２の出力が電源部１１Ｂの最大供給電力を超えないようにして行われる。このように、制御部１５が、当該異常のある蓄電装置１３Ａが接続された直流リンク４Ａに接続されているドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１及び／または１２Ａ−２ではなく、ドライブ用サーボアンプ１２Ａ−１、１２Ａ−２、１２Ｂ−１及び１２Ｂ−２の全てについて制御するのは、同期したドライブ用サーボモータ３Ａ−１、３Ａ−２、３Ｂ−１及び３Ｂ−２は全て同様の動作をする必要があり、これらのうち１つでも別個の動作をすると各駆動軸を結合する機構や部材が破損するからである。

上述の第１〜第３の具体例において、報知部１６は、複数の蓄電装置１３Ａ及び１３Ｂのうちいずれの蓄電装置に異常が発生したかを示す識別情報及びその異常の内容を報知してもよい。

また、上述の第１〜第３の具体例については、蓄電装置１３Ａ及び１３Ｂとしてフライホールを用いたものを示したが、コンデンサを用いたものにも同様に適用可能であり、あるいはフライホール及びコンデンサが混在したものにも同様に適用可能である。

１ モータ駆動システム
２ 交流電源
３ ドライブ用サーボモータ
４、４Ａ、４Ｂ 直流リンク
１１、１１Ａ、１１Ｂ 電源部
１２、１２Ａ−１、１２Ａ−２、１２Ｂ−１、１２Ｂ−２ ドライブ用サーボアンプ
１３、１３Ａ、１３Ｂ 蓄電装置
１４ 異常検出部
１５ 制御部
１６ 報知部
２１ コンデンサ
３１、３１Ａ、３１Ｂ フライホイール
３２、３２Ａ、３２Ｂ バッファ用サーボモータ
３３、３３Ａ、３３Ｂ バッファ用サーボアンプ
１１０ 順変換器
１２０ 逆変換器
１０００ 数値制御装置

Claims (14)

1. 直流電力を直流リンクへ供給する電源部と、
   直流リンクにおける直流電力を交流電力に変換し、ドライブ用サーボモータへ駆動電力として供給するドライブ用サーボアンプと、
   直流リンクから直流電力を蓄積しまたは直流リンクへ直流電力を供給する蓄電装置と、
   前記蓄電装置の異常を検出する異常検出部と、
   前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータの出力が、前記異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限されるよう、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する制御部と、
   を備える、モータ駆動システム。
2. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータの出力が前記電源部の最大供給電力を超えないよう、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１に記載のモータ駆動システム。
3. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータの出力の絶対値が、前記電源部の最大供給電力の絶対値よりも小さい値に設定された制限値を超えないよう、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１に記載のモータ駆動システム。
4. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、速度指令に対するオーバーライドを、前記異常検出部による異常検出前に設定されていた値よりも小さい値に変更し、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
5. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、前記異常検出部による異常検出前のトルク指令よりも小さい値に制限されたトルク指令に基づいて、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
6. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、前記異常検出部による異常検出前の加速度及び減速度よりも小さい値に制限された加速度及び減速度にてドライブ用サーボモータが加速及び減速するよう、前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
7. 前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、ドライブ用サーボモータの出力を前記異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限しながら、ドライブ用サーボモータが停止するよう前記ドライブ用サーボアンプの動作を制御する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
8. 複数のドライブ用サーボモータに対応して複数の前記ドライブ用サーボアンプが設けられ、
   前記制御部は、前記異常検出部が前記蓄電装置の異常を検出した場合、前記複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、前記異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
9. 接続されている直流リンクへ直流電力を供給する前記電源部が複数設けられ、
   各前記電源部に対応する直流リンクそれぞれに、前記蓄電装置が接続され、
   前記制御部は、前記異常検出部が複数の前記蓄電装置のうちのいずれか１つの蓄電装置の異常を検出した場合、当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクに接続されている前記複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、前記異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する、請求項８に記載のモータ駆動システム。
10. 前記制御部は、前記異常検出部が前記複数の蓄電装置のうちのいずれか１つの蓄電装置の異常を検出した場合、当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクに接続されている前記複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作及び当該異常のある蓄電装置が接続された直流リンクとは異なる直流リンクに接続されている前記複数のドライブ用サーボアンプのうちの少なくとも１つのドライブ用サーボアンプの動作を制御することにより、当該制御されるドライブ用サーボアンプに対応するドライブ用サーボモータの出力を、前記異常検出部による異常検出前における出力よりも小さい値に制限する、請求項９に記載のモータ駆動システム。
11. 前記異常検出部が検出した異常の内容を報知する報知部をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
12. 前記電源部は、交流電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する順変換器である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
13. 前記蓄電装置は、コンデンサである、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。
14. 前記蓄電装置は、
    回転エネルギーを蓄積し得るフライホイールと、
    前記フライホイールが結合した回転軸を有するバッファ用サーボモータと、
    直流リンクにおける直流電力と前記バッファ用サーボモータの駆動電力もしくは回生電力である交流電力との間で変換を行うバッファ用サーボアンプと、
    を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。

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