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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- 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
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- Inverter Devices (AREA)
Description
ける漏れ電流低減方法に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
した図である。
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。
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。
いて発生する漏れ電流を説明するための回路図である。
示した波形図である。
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。
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Publications (2)
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