JP3398888B2 - 多軸駆動装置における漏れ電流低減方法 - Google Patents
多軸駆動装置における漏れ電流低減方法Info
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- JP3398888B2 JP3398888B2 JP2000019482A JP2000019482A JP3398888B2 JP 3398888 B2 JP3398888 B2 JP 3398888B2 JP 2000019482 A JP2000019482 A JP 2000019482A JP 2000019482 A JP2000019482 A JP 2000019482A JP 3398888 B2 JP3398888 B2 JP 3398888B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多軸駆動装置にお
ける漏れ電流低減方法に関する。
ける漏れ電流低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータによる駆動部を複数個備えた多軸
駆動装置には、例えば電動式射出成形機がある。電動式
射出成形機には射出装置、型締装置等の駆動部があり、
これらの駆動部にはそれぞれ、射出用のモータ及びスク
リュ回転用のモータ、型締用のモータ等、複数のモータ
が備えられている。そして、これらのモータはそれぞ
れ、インバータ装置のようなパワースイッチング素子を
含む変換回路を通して電源供給を受ける。
駆動装置には、例えば電動式射出成形機がある。電動式
射出成形機には射出装置、型締装置等の駆動部があり、
これらの駆動部にはそれぞれ、射出用のモータ及びスク
リュ回転用のモータ、型締用のモータ等、複数のモータ
が備えられている。そして、これらのモータはそれぞ
れ、インバータ装置のようなパワースイッチング素子を
含む変換回路を通して電源供給を受ける。
【０００３】インバータ装置に代表されるパワースイッ
チング素子のスイッチング機能を利用してモータを駆動
する回路においては、スイッチング動作により電流の遮
断現象があるので、高調波や高周波ノイズが発生し、高
周波の漏れ電流が生ずる。
チング素子のスイッチング機能を利用してモータを駆動
する回路においては、スイッチング動作により電流の遮
断現象があるので、高調波や高周波ノイズが発生し、高
周波の漏れ電流が生ずる。
【０００４】図６は、射出成形機において商用電源６０
からインバータ装置６１を通してモータＭに電源供給を
行う場合の駆動回路の構成を示しており、インバータ装
置６１内のパワースイッチング素子の高速スイッチング
動作により、そのスイッチング周波数に応じた漏れ電流
が発生する。漏れ電流には、インバータ装置６１の対地
浮遊容量に起因する漏れ電流Ｉ６１と、インバータ装置
６１の出力ラインの対地浮遊容量に起因する漏れ電流Ｉ
６２と、モータＭの電機子コイルとフレーム間の浮遊容
量に起因する漏れ電流Ｉ６３とがある。
からインバータ装置６１を通してモータＭに電源供給を
行う場合の駆動回路の構成を示しており、インバータ装
置６１内のパワースイッチング素子の高速スイッチング
動作により、そのスイッチング周波数に応じた漏れ電流
が発生する。漏れ電流には、インバータ装置６１の対地
浮遊容量に起因する漏れ電流Ｉ６１と、インバータ装置
６１の出力ラインの対地浮遊容量に起因する漏れ電流Ｉ
６２と、モータＭの電機子コイルとフレーム間の浮遊容
量に起因する漏れ電流Ｉ６３とがある。
【０００５】図７は、上記の漏れ電流Ｉ６１〜Ｉ６３が
合成された波形の一例を示しており、キャリア周波数が
１０ＫＨｚの場合である。
合成された波形の一例を示しており、キャリア周波数が
１０ＫＨｚの場合である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、上記
のような漏れ電流は、射出成形機において電子回路を持
つ機器の故障、誤動作の原因となることがある。このた
め、漏れ電流の削減対策として、これまでは、機器の入
力または出力ラインに零相リアクトルを設けたり、漏れ
電流キャンセラと呼ばれるフィルタを設置することが行
われている。しかしながら、上記の対策では、装置の大
型化、コストアップが生じてしまう。
のような漏れ電流は、射出成形機において電子回路を持
つ機器の故障、誤動作の原因となることがある。このた
め、漏れ電流の削減対策として、これまでは、機器の入
力または出力ラインに零相リアクトルを設けたり、漏れ
電流キャンセラと呼ばれるフィルタを設置することが行
われている。しかしながら、上記の対策では、装置の大
型化、コストアップが生じてしまう。
【０００７】そこで、本発明の課題は、零相リアクトル
やフィルタ等の部品をより小形化、又は前記部品を追加
することなく、漏れ電流の低減を図ることのできる漏れ
電流低減方法を提供することにある。
やフィルタ等の部品をより小形化、又は前記部品を追加
することなく、漏れ電流の低減を図ることのできる漏れ
電流低減方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による漏れ電流低
減方法は、モータによる駆動部と半導体スイッチング素
子を含んで前記駆動部を制御するための変換回路とから
成る駆動回路を複数組備え、前記各組の変換回路におけ
る前記半導体スイッチング素子のスイッチングタイミン
グを制御する制御装置を備えた多軸駆動装置において、
前記各組の駆動回路において生ずる漏れ電流のパターン
をあらかじめ個別に測定し、測定された複数の漏れ電流
パターンのうち、タイミングをずらすことで互いに相殺
しあうことが可能な漏れ電流パターンの組合わせをあら
かじめ選び出し、前記制御装置は、選び出された組合わ
せの漏れ電流パターンが互いに相殺し合うように前記変
換回路におけるスイッチング素子のスイッチングタイミ
ングを制御することを特徴とする。
減方法は、モータによる駆動部と半導体スイッチング素
子を含んで前記駆動部を制御するための変換回路とから
成る駆動回路を複数組備え、前記各組の変換回路におけ
る前記半導体スイッチング素子のスイッチングタイミン
グを制御する制御装置を備えた多軸駆動装置において、
前記各組の駆動回路において生ずる漏れ電流のパターン
をあらかじめ個別に測定し、測定された複数の漏れ電流
パターンのうち、タイミングをずらすことで互いに相殺
しあうことが可能な漏れ電流パターンの組合わせをあら
かじめ選び出し、前記制御装置は、選び出された組合わ
せの漏れ電流パターンが互いに相殺し合うように前記変
換回路におけるスイッチング素子のスイッチングタイミ
ングを制御することを特徴とする。
【０００９】なお、前記漏れ電流は、前記スイッチング
素子のスイッチング動作に起因して発生する高周波の漏
れ電流であって正及び負のパターンを持つ。
素子のスイッチング動作に起因して発生する高周波の漏
れ電流であって正及び負のパターンを持つ。
【００１０】また、前記タイミングをずらすことで互い
に相殺しあうことが可能な漏れ電流パターンの組合わせ
は、１つの駆動回路における漏れ電流パターンに対して
２つ以上の組の駆動回路の漏れ電流パターンを組合わせ
ることで実現されても良い。
に相殺しあうことが可能な漏れ電流パターンの組合わせ
は、１つの駆動回路における漏れ電流パターンに対して
２つ以上の組の駆動回路の漏れ電流パターンを組合わせ
ることで実現されても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１、図２を参照して、本発明に
よる漏れ電流低減方法の原理について説明する。共通の
３相商用電源１０から、インバータ装置１１とモータＭ
１とから成る駆動回路と、インバータ装置１２とモータ
Ｍ２とから成る駆動回路に電源を供給する場合を想定す
る。インバータ装置１１、１２は、制御装置２０により
個別に制御される。すなわち、インバータ装置１１、１
２内の３相分のパワースイッチング素子が個別にオン、
オフ制御される。この時、インバータ装置１１における
パワースイッチング素子の正側のスイッチング動作に起
因して発生する漏れ電流パターンが図２（ａ）に示され
るＩ１１であり、インバータ装置１２におけるパワース
イッチング素子の負側のスイッチング動作に起因して発
生する漏れ電流パターンが図２（ｂ）に示されるＩ１２
であるとする。このような漏れ電流パターンは、インバ
ータ装置に起因して生ずるものであるので、駆動回路に
固有のパターンとなり、時間的に変化するというような
ことはない。図２（ａ）、（ｂ）のように、漏れ電流パ
ターンＩ１１、Ｉ１２が０を軸とする対称波形で、しか
も同期していると、これらの漏れ電流は互いに相殺し合
うことになり、商用電源１０側のラインに流れる漏れ電
流は図２（ｃ）に示されるようにほぼ０に近くなる。
よる漏れ電流低減方法の原理について説明する。共通の
３相商用電源１０から、インバータ装置１１とモータＭ
１とから成る駆動回路と、インバータ装置１２とモータ
Ｍ２とから成る駆動回路に電源を供給する場合を想定す
る。インバータ装置１１、１２は、制御装置２０により
個別に制御される。すなわち、インバータ装置１１、１
２内の３相分のパワースイッチング素子が個別にオン、
オフ制御される。この時、インバータ装置１１における
パワースイッチング素子の正側のスイッチング動作に起
因して発生する漏れ電流パターンが図２（ａ）に示され
るＩ１１であり、インバータ装置１２におけるパワース
イッチング素子の負側のスイッチング動作に起因して発
生する漏れ電流パターンが図２（ｂ）に示されるＩ１２
であるとする。このような漏れ電流パターンは、インバ
ータ装置に起因して生ずるものであるので、駆動回路に
固有のパターンとなり、時間的に変化するというような
ことはない。図２（ａ）、（ｂ）のように、漏れ電流パ
ターンＩ１１、Ｉ１２が０を軸とする対称波形で、しか
も同期していると、これらの漏れ電流は互いに相殺し合
うことになり、商用電源１０側のラインに流れる漏れ電
流は図２（ｃ）に示されるようにほぼ０に近くなる。
【００１２】しかしながら、上記の想定はあくまでも理
想状態であり、実際には漏れ電流パターンはインバータ
装置毎に異なり、タイミング的にもずれていることが多
いことは言うまでもない。
想状態であり、実際には漏れ電流パターンはインバータ
装置毎に異なり、タイミング的にもずれていることが多
いことは言うまでもない。
【００１３】そこで、本発明では、複数の駆動回路にお
いて生ずる漏れ電流パターンをあらかじめ個別に測定
し、測定された複数の漏れ電流パターンのうち、タイミ
ングをずらすことで互いに相殺しあうことが可能な漏れ
電流パターンの組合わせをあらかじめ選び出しておく。
そして、制御装置は、選び出された組合わせの漏れ電流
パターンが互いに相殺し合うようにインバータ装置にお
けるパワースイッチング素子のスイッチングタイミング
を制御するようにしたものである。
いて生ずる漏れ電流パターンをあらかじめ個別に測定
し、測定された複数の漏れ電流パターンのうち、タイミ
ングをずらすことで互いに相殺しあうことが可能な漏れ
電流パターンの組合わせをあらかじめ選び出しておく。
そして、制御装置は、選び出された組合わせの漏れ電流
パターンが互いに相殺し合うようにインバータ装置にお
けるパワースイッチング素子のスイッチングタイミング
を制御するようにしたものである。
【００１４】図３を参照して、共通の商用電源３０に、
第１のインバータ装置３１とモータＭ３１とによる第１
の駆動回路、第２のインバータ装置３２とモータＭ３２
とによる第２の駆動回路、第３のインバータ装置３３と
モータＭ３３とによる第３の駆動回路、第４のインバー
タ装置３４とモータＭ３４とによる第４の駆動回路が接
続されている場合の多軸駆動装置について説明する。第
１〜第４のインバータ装置３１〜３４内のパワースイッ
チング素子は、制御装置４０により個別に制御される。
第１のインバータ装置３１とモータＭ３１とによる第１
の駆動回路、第２のインバータ装置３２とモータＭ３２
とによる第２の駆動回路、第３のインバータ装置３３と
モータＭ３３とによる第３の駆動回路、第４のインバー
タ装置３４とモータＭ３４とによる第４の駆動回路が接
続されている場合の多軸駆動装置について説明する。第
１〜第４のインバータ装置３１〜３４内のパワースイッ
チング素子は、制御装置４０により個別に制御される。
【００１５】はじめに、あらかじめ第１〜第４の駆動回
路において生ずる漏れ電流パターンが個別に測定され
る。
路において生ずる漏れ電流パターンが個別に測定され
る。
【００１６】図４（ａ）は、第１〜第４の駆動回路にお
いて測定された漏れ電流パターンＩ３１〜Ｉ３４を示
す。これらの漏れ電流は、本発明が適用されないものと
すると、図４（ｂ）に示すような合成パターンとなり、
他の機器に対して故障発生、誤動作等の原因となる。
いて測定された漏れ電流パターンＩ３１〜Ｉ３４を示
す。これらの漏れ電流は、本発明が適用されないものと
すると、図４（ｂ）に示すような合成パターンとなり、
他の機器に対して故障発生、誤動作等の原因となる。
【００１７】次に、測定された第１〜第４の漏れ電流パ
ターンＩ３１〜Ｉ３４のうち、タイミングをずらすこと
で互いに相殺しあうことが可能な漏れ電流パターンの組
合わせが選び出される。ここでは、漏れ電流パターンＩ
３１とＩ３２とが類似しており、漏れ電流パターンＩ３
３とＩ３４とが類似している。
ターンＩ３１〜Ｉ３４のうち、タイミングをずらすこと
で互いに相殺しあうことが可能な漏れ電流パターンの組
合わせが選び出される。ここでは、漏れ電流パターンＩ
３１とＩ３２とが類似しており、漏れ電流パターンＩ３
３とＩ３４とが類似している。
【００１８】このような前提の基に、制御装置４０は、
第２のインバータ装置３２におけるパワースイッチング
素子のスイッチングタイミングをずらして、第１のイン
バータ装置３１におけるパワースイッチング素子のスイ
ッチングタイミングと同期させる。制御装置４０はま
た、第４のインバータ装置３４におけるパワースイッチ
ング素子のスイッチングタイミングをずらして、第３の
インバータ装置３３におけるパワースイッチング素子の
スイッチングタイミングと同期させる。その結果、漏れ
電流パターンパターンは図５（ａ）に示すようになる。
すなわち、あるタイミングにおいて漏れ電流パターンＩ
３１の負側が現れている時に、漏れ電流パターンＩ３２
の正側が現れるようになる。一方、漏れ電流パターンＩ
３３の正側が現れている時に、漏れ電流パターンＩ３４
の負側が現れるようになる。これらの漏れ電流パターン
は、漏れ電流パターンＩ３１とＩ３２とが相殺し合い、
漏れ電流パターンＩ３３とＩ３４とが相殺し合あう。そ
の結果、合成パターンは図４（ｂ）に示されるようにほ
ぼ０に近いパターンとなる。この場合、第２、第４のイ
ンバータ装置３２、３４におけるスイッチングタイミン
グがずらされることになるが、このずれ量は時間的に非
常に短いので制御上において問題となることはない。
第２のインバータ装置３２におけるパワースイッチング
素子のスイッチングタイミングをずらして、第１のイン
バータ装置３１におけるパワースイッチング素子のスイ
ッチングタイミングと同期させる。制御装置４０はま
た、第４のインバータ装置３４におけるパワースイッチ
ング素子のスイッチングタイミングをずらして、第３の
インバータ装置３３におけるパワースイッチング素子の
スイッチングタイミングと同期させる。その結果、漏れ
電流パターンパターンは図５（ａ）に示すようになる。
すなわち、あるタイミングにおいて漏れ電流パターンＩ
３１の負側が現れている時に、漏れ電流パターンＩ３２
の正側が現れるようになる。一方、漏れ電流パターンＩ
３３の正側が現れている時に、漏れ電流パターンＩ３４
の負側が現れるようになる。これらの漏れ電流パターン
は、漏れ電流パターンＩ３１とＩ３２とが相殺し合い、
漏れ電流パターンＩ３３とＩ３４とが相殺し合あう。そ
の結果、合成パターンは図４（ｂ）に示されるようにほ
ぼ０に近いパターンとなる。この場合、第２、第４のイ
ンバータ装置３２、３４におけるスイッチングタイミン
グがずらされることになるが、このずれ量は時間的に非
常に短いので制御上において問題となることはない。
【００１９】なお、上記の例では、類似の漏れ電流パタ
ーンが１対１の関係で２組存在する場合について説明し
たが、複数の漏れ電流パターンが必ずしもこのような関
係で存在するとは限らない。このような場合には、例え
ばある１つの駆動回路における漏れ電流パターンに対し
て、２つ以上の駆動回路における漏れ電流パターンを組
合わせることで上記の１つの駆動回路における漏れ電流
パターンに類似のパターンを作り出し、これらを相殺し
合うようにスイッチングタイミングを制御するようにす
れば良い。いずれにしても、複数の漏れ電流パターンに
は様々なパターンが考えられるので、これらを相殺する
ような組合わせも様々な組合わせが考えられる。また、
上記の形態では、変換装置がインバータ装置の場合につ
いて説明したが、パワースイッチング素子を持つ変換装
置すべてに適用できることは言うまでもない。更に、多
軸駆動装置の例として射出成形機をあげたが、これに限
定されるものではない。
ーンが１対１の関係で２組存在する場合について説明し
たが、複数の漏れ電流パターンが必ずしもこのような関
係で存在するとは限らない。このような場合には、例え
ばある１つの駆動回路における漏れ電流パターンに対し
て、２つ以上の駆動回路における漏れ電流パターンを組
合わせることで上記の１つの駆動回路における漏れ電流
パターンに類似のパターンを作り出し、これらを相殺し
合うようにスイッチングタイミングを制御するようにす
れば良い。いずれにしても、複数の漏れ電流パターンに
は様々なパターンが考えられるので、これらを相殺する
ような組合わせも様々な組合わせが考えられる。また、
上記の形態では、変換装置がインバータ装置の場合につ
いて説明したが、パワースイッチング素子を持つ変換装
置すべてに適用できることは言うまでもない。更に、多
軸駆動装置の例として射出成形機をあげたが、これに限
定されるものではない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、零相リアクトルやフィルタ等の部品をより小形化、
又は前記部品を追加することなく、漏れ電流の低減を図
ることができ、漏れ電流に起因する故障や誤動作を防止
することができる。
ば、零相リアクトルやフィルタ等の部品をより小形化、
又は前記部品を追加することなく、漏れ電流の低減を図
ることができ、漏れ電流に起因する故障や誤動作を防止
することができる。
【図１】本発明による漏れ電流低減方法の原理を説明す
るために２組の駆動回路を想定した多軸駆動装置の構成
図である。
るために２組の駆動回路を想定した多軸駆動装置の構成
図である。
【図２】図１の駆動回路において発生する漏れ電流パタ
ーンの例及び図１の原理で低減された電流パターンの例
を示した波形図である。
ーンの例及び図１の原理で低減された電流パターンの例
を示した波形図である。
【図３】本発明が適用される多軸駆動装置の構成例を示
した図である。
した図である。
【図４】図３の各駆動回路において発生する漏れ電流パ
ターンの例及びそれらの合成パターンの例を示した波形
図である。
ターンの例及びそれらの合成パターンの例を示した波形
図である。
【図５】本発明による方法を適用して図４に示された漏
れ電流パターンのタイミングをずらした場合の例及びそ
れにより低減された電流パターンの例を示した波形図で
ある。
れ電流パターンのタイミングをずらした場合の例及びそ
れにより低減された電流パターンの例を示した波形図で
ある。
【図６】インバータ装置とモータから成る駆動回路にお
いて発生する漏れ電流を説明するための回路図である。
いて発生する漏れ電流を説明するための回路図である。
【図７】図６に示された漏れ電流の合成パターンの例を
示した波形図である。
示した波形図である。
１０、３０、６０ 商用電源
１１、１２、３１〜３４、６１ インバータ装置
２０、４０ 制御装置
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３１〜Ｍ３４ モータ
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
H02P 7/74
Claims (3)
- 【請求項１】 モータによる駆動部と半導体スイッチン
グ素子を含んで前記駆動部を制御するための変換回路と
から成る駆動回路を複数組備え、前記各組の変換回路に
おける前記半導体スイッチング素子のスイッチングタイ
ミングを制御する制御装置を備えた多軸駆動装置におい
て、 前記各組の駆動回路において生ずる漏れ電流のパターン
をあらかじめ個別に測定し、 測定された複数の漏れ電流パターンのうち、タイミング
をずらすことで互いに相殺しあうことが可能な漏れ電流
パターンの組合わせをあらかじめ選び出し、 前記制御装置は、選び出された組合わせの漏れ電流パタ
ーンが互いに相殺し合うように前記変換回路におけるス
イッチング素子のスイッチングタイミングを制御するこ
とを特徴とする多軸駆動装置における漏れ電流低減方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の漏れ電流低減方法におい
て、前記漏れ電流は、前記スイッチング素子のスイッチ
ング動作に起因して発生する高周波の漏れ電流であって
正及び負のパターンを持つことを特徴とする多軸駆動装
置における漏れ電流低減方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の漏れ電流低減方法におい
て、前記タイミングをずらすことで互いに相殺しあうこ
とが可能な漏れ電流パターンの組合わせは、１つの駆動
回路における漏れ電流パターンに対して２つ以上の組の
駆動回路の漏れ電流パターンを組合わせることで実現さ
れることを特徴とする多軸駆動装置における漏れ電流低
減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019482A JP3398888B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 多軸駆動装置における漏れ電流低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019482A JP3398888B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 多軸駆動装置における漏れ電流低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211653A JP2001211653A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3398888B2 true JP3398888B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18546170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019482A Expired - Fee Related JP3398888B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 多軸駆動装置における漏れ電流低減方法 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3398888B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008109727A (ja) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Nippon Soken Inc | インバータ装置 |
| JP6431132B1 (ja) | 2017-05-30 | 2018-11-28 | ファナック株式会社 | 漏れ電流の大きい逆変換器を検知するモータ駆動装置 |
| JP6878162B2 (ja) * | 2017-06-15 | 2021-05-26 | パナソニック株式会社 | 電気機器 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000019482A patent/JP3398888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001211653A (ja) | 2001-08-03 |
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