JP7348028B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動装置に関する。

特許文献１には、抵抗とトランジスタとを直列に接続することによって構成された回生回路が備えられたモータ駆動装置が開示されている。特許文献１では、モータの停止時にトランジスタが導通されることにより、回生電流が抵抗、トランジスタ等を通って流れ、抵抗において電力が消費される。

特開平３－３６９７号公報

しかしながら、特許文献１では、非常停止等が頻繁に行われた場合には、回生回路に大きなダメージが加わってしまう。

本発明の目的は、回生回路等へのダメージを抑制し得るモータ駆動装置を提供することにある。

本発明の一態様によるモータ駆動装置は、交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、前記コンバータから出力される前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサによって平滑化された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータと、前記平滑コンデンサと前記インバータとの間に設けられ、第１抵抗器及び第１スイッチを含み、前記第１スイッチをオン状態にすることにより前記第１抵抗器を介して前記平滑コンデンサの両端を短絡させる回生回路と、非常停止の際、前記第１スイッチをオフ状態に維持する制御部と、を備える。

本発明によれば、回生回路等へのダメージを抑制し得るモータ駆動装置を提供することができる。

一実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。 一実施形態によるモータ駆動装置の動作の例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装置の動作の例を示すタイムチャートである。

本発明によるモータ駆動装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態によるモータ駆動装置について図１～図１６を用いて説明する。図１は、本実施形態によるモータ駆動装置の構成を示す図である。

本実施形態によるモータ駆動装置１０は、モータ１２を駆動させ得る。モータ１２は、例えば３相モータであるが、これに限定されるものではない。

モータ駆動装置１０には、コンバータ１４が備えられている。コンバータ１４は、交流電源１６から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。コンバータ１４は、例えば公知のパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コンバータであるが、これに限定されるものではない。

交流電源１６は、モータ駆動装置１０に交流電力を供給する。交流電源１６は、例えば、３相交流電源であるが、これに限定されるものではない。

モータ駆動装置１０には、平滑コンデンサ２２が更に備えられている。平滑コンデンサ２２は、コンバータ１４と後述するインバータ２８との間に備えられている。平滑コンデンサ２２は、コンバータ１４から出力される直流電圧を平滑化する。コンバータ１４の正極側の出力端子は、配線３８Ｐを介して平滑コンデンサ２２の一端に接続されている。コンバータ１４の負極側の出力端子は、配線３８Ｎを介して平滑コンデンサ２２の他端に電気的に接続されている。

モータ駆動装置１０には、電圧検出部（直流電圧センサ、直流電圧検出器）２６が更に備えられている。電圧検出部２６は、平滑コンデンサ２２の一端と平滑コンデンサ２２の他端との間の直流電圧を検出し得る。電圧検出部２６は、平滑コンデンサ２２の一端と平滑コンデンサ２２の他端との間の直流電圧に応じた信号を、後述する制御装置５４に供給する。

モータ駆動装置１０には、インバータ（インバータ回路）２８が更に備えられている。コンバータ１４から供給される直流電圧が、配線３８Ｐ、３８Ｎを介してインバータ２８に供給される。インバータ２８は、コンバータ１４から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、当該交流電圧をモータ１２に供給することによりモータ１２を駆動させ得る。

モータ駆動装置１０には、電流検出部（電流センサ、電流検出器）４６が更に備えられている。電流検出部４６は、例えば配線３８Ｐに備えられている。電流検出部４６は、交流電源１６側から平滑コンデンサ２２に供給される電流を検出し得る。電流検出部４６は、交流電源１６側から平滑コンデンサ２２に供給される電流に応じた信号を、後述する制御装置５４に供給する。

モータ駆動装置１０には、回生回路（ダイナミックブレーキ回路）４８が更に備えられている。回生回路４８は、平滑コンデンサ２２の両端を後述する第１抵抗器５０によって短絡することにより、平滑コンデンサ２２に蓄えられた電力を熱消費させ得る。これにより、モータ１２をより速やかに停止させることが可能となる。回生回路４８は、配線３８Ｐ、３８Ｎに電気的に接続されている。

回生回路４８には、第１抵抗器（回生抵抗）５０が備えられている。第１抵抗器５０の一端は、配線３８Ｐに電気的に接続されている。

回生回路４８には、第１スイッチ５２が更に備えられている。第１スイッチ５２は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。第１スイッチ５２の一端は、第１抵抗器５０の他端に電気的に接続されている。第１スイッチ５２の他端は、配線３８Ｎに電気的に接続されている。

第１抵抗器５０に対して並列にダイオード５１が接続されている。ダイオード５１のカソードは、第１抵抗器５０の一端に電気的に接続されている。ダイオード５１のアノードは、第１抵抗器５０の他端に電気的に接続されている。

第１スイッチ５２がオフ状態の場合、即ち、第１スイッチ５２が開いている状態の場合、平滑コンデンサ２２の両端は短絡されていない。第１スイッチ５２がオン状態の場合、即ち、第１スイッチ５２が閉じている状態の場合、平滑コンデンサ２２の両端が第１抵抗器５０を介して短絡される。

モータ駆動装置１０には、スイッチ部３０と第２抵抗器２０とが更に備えられている。スイッチ部３０は、交流電源１６側から供給される電力を平滑コンデンサ２２に供給するか否かを切り換えるためのものである。スイッチ部３０は、第２スイッチ２４と第３スイッチ１８とによって構成されている。第２スイッチ２４は、配線３８Ｐ上に備えられている。第２スイッチ２４の一端は、配線３８Ｐを介してコンバータ１４に電気的に接続されている。第２スイッチ２４の他端は、配線３８Ｐを介して平滑コンデンサ２２の一端に電気的に接続されている。直列に接続された第３スイッチ１８及び第２抵抗器２０が、第２スイッチ２４に対して並列に接続されている。第３スイッチ１８の一端は、第２抵抗器２０の一端に電気的に接続されている。第３スイッチ１８の他端は、第２スイッチ２４の一端に電気的に接続されている。第２抵抗器２０の他端は、第２スイッチ２４の他端に電気的に接続されている。第２スイッチ２４と第３スイッチ１８の両方をオフ状態にすることで、スイッチ部３０がオフ状態となる。

第２スイッチ２４をオフ状態に維持するとともに、第３スイッチ１８をオン状態にすると、コンバータ１４から出力される直流電圧が第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に供給され始める。第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流が供給されるため、平滑コンデンサ２２に大きな突入電流が流入するのを防止することができる。平滑コンデンサ２２に十分な電荷が充電された後、即ち、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなった後には、第２スイッチ２４が閉じられる。第２スイッチ２４をオフに維持した状態で第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に対して充電を行うプロセスは、初期充電プロセスと称される。

モータ駆動装置１０には、制御装置５４が更に備えられている。制御装置５４は、モータ駆動装置１０の全体の制御を司る。制御装置５４には、制御部６０と、記憶部５８とが備えられている。制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。記憶部５８には、例えば、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとが備えられている。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プログラム、データ等が、記憶部５８に記憶され得る。

制御部６０は、第１スイッチ５２、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８の開閉を制御し得る。制御部６０は、非常停止の際、第１スイッチ５２をオフ状態に維持する。

制御部６０は、モータ１２を非常停止させ得る。非常停止の指示がユーザによって為された場合、制御部６０はモータ１２を非常停止させる。非常停止の指示は、例えば不図示の非常停止ボタンを操作することによって行われ得るが、これに限定されるものではない。非常停止の解除の指示がユーザによって為された場合、制御部６０は非常停止を解除する。

なお、ここでは、ユーザによる指示に基づいてモータ１２が非常停止される場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。ユーザによる指示に基づくことなく、所定条件を満たす場合に、モータ１２が非常停止されるようにしてもよい。この場合、所定条件を満たさなくなった際には、非常停止が解除され得る。

制御部６０は、非常停止の際、スイッチ部３０をオン状態に維持して、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給される状態を維持するようにしてもよい。この際、第２スイッチ２４のみをオン状態に維持するようにしてもよいし、第２スイッチ２４と第３スイッチ１８の両方をオン状態に維持するようにしてもよい。平滑コンデンサ２２に電流が供給される状態を維持すれば、非常停止の解除後に初期充電プロセスが不要となるため、モータ１２を迅速に再駆動させることが可能となる。

非常停止の際にコンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給される状態を維持する場合、回生回路４８又はインバータ２８においてショート故障が生じると、コンバータ１４から回生回路４８又はインバータ２８に大きな電流が供給され続ける。このような状態は好ましくないため、制御部６０は、以下のような制御を行う。即ち、非常停止中に電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値以上である場合、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にする。

制御部６０は、非常停止の際、スイッチ部３０をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にしてもよい。即ち、制御部６０は、非常停止の際、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にしてもよい。

非常停止の際にコンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にする場合、制御部６０は、以下のように制御を行い得る。即ち、非常停止が解除された際、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合には、制御部６０は、第２スイッチ２４をオン状態にする。即ち、制御部６０は、初期充電プロセスを実行することなく、第２スイッチ２４をオン状態にする。電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合には、第２スイッチ２４を直ちにオン状態にしても、平滑コンデンサ２２に大きな突入電流が流れ込まないためである。非常停止の解除後に初期充電プロセスが不要であるため、モータ１２を迅速に再駆動させることが可能となる。一方、非常停止が解除された際、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値未満である場合には、制御部６０は、第２スイッチ２４をオフ状態に維持し、第３スイッチ１８をオン状態にして、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流を供給する。即ち、制御部６０は、初期充電プロセスを実行する。電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値未満である場合には、平滑コンデンサ２２に大きな突入電流が流れ込むのを防止すべく、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流を供給することが必要なためである。なお、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなった後、即ち、平滑コンデンサ２２に対する充電が十分に行われた後には、第２スイッチ２４がオン状態にされる。

非常停止の際にコンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にし、且つ、非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した後に非常停止が解除された場合、制御部６０は、以下のような制御を行い得る。即ち、制御部６０は、第２スイッチ２４をオフ状態に維持し、第３スイッチ１８をオン状態にして、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流を供給する。非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した場合には、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が比較的低くなっている。このため、かかる場合には、平滑コンデンサ２２に大きな突入電流が流れ込むのを防止すべく、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流が供給される。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなった後、即ち、平滑コンデンサ２２に対する充電が十分に行われた後には、第２スイッチ２４がオン状態にされる。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったか否かは、電圧検出部２６によって検出された直流電圧に基づいて判定され得るが、これに限定されるものではない。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったか否かは、平滑コンデンサ２２に対する充電が開始されてからの時間に基づいて判定することも可能である。非常停止の際にコンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にし、且つ、非常停止が第１時間閾値ＴＨ１未満継続した後に非常停止が解除された場合には、制御部６０は、上記のような制御を行わない。

スイッチ部３０をオンにした状態で非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合、制御部６０は、以下のような制御を行い得る。即ち、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にし得る。即ち、非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合、制御部６０は、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にする。スイッチ部３０をオフにした状態で非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合、制御部６０は、以下のような制御を行い得る。即ち、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態に維持して、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にし得る。即ち、非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合、制御部６０は、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオフ状態に維持して、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にする。例えば、非常停止の指示がユーザによって行われた後に当該ユーザが立ち去ってしまった場合等においては、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力を放電することが安全に資するためである。

所定のアラームが発せられた際、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にして、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態にするとともに、第１スイッチ５２をオン状態にし得る。所定のアラームが発せられている場合には、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力を放電することが安全に資するためである。

非常停止の際のモータ駆動装置１０の動作の例について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。非常停止の際にスイッチ部３０をオン状態に維持する場合の例が図２には示されている。

ステップＳ１において、制御部６０は、非常停止が発せられたか否かを判定する。非常停止が発せられた場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２に遷移する。非常停止が発せられていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ１が繰り返される。

ステップＳ２において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオフ状態に維持し、スイッチ部３０をオン状態に維持する。即ち、制御部６０は、第１スイッチ５２が開いている状態に維持し、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８が閉じている状態に維持する。なお、ここでは、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオン状態に維持する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。第２スイッチ２４をオン状態に維持する一方、第３スイッチ１８をオフ状態にするようにしてもよい。この後、ステップＳ３に遷移する。

ステップＳ３において、制御部６０は、電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値以上であるか否かを判定する。電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値以上である場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ４に遷移する。電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値未満である場合（ステップＳ３においてＮＯ）、図２に示す処理が完了する。

ステップＳ４において、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にする。これにより、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態になる。この後、ステップＳ５に遷移する。

ステップＳ５において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオン状態にする。これにより、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力が放電される。こうして、図２に示す処理が完了する。

図３は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図３は、図２に示す動作に対応している。

タイミングｔ０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図３に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態に維持される。

タイミングｔ２は、電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値以上であるか否かが制御部６０によって判定されるタイミングを示している。図３に示す例においては、電流検出部４６によって検出された電流値が電流閾値以上であるため、第１スイッチ５２がオン状態にされ、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８がオフ状態にされる。

非常停止の際のモータ駆動装置１０の動作の他の例について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。非常停止の際にスイッチ部３０をオフ状態にする場合の例が図４には示されている。

ステップＳ１において、制御部６０は、非常停止が発せられたか否かを判定する。非常停止が発せられた場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、ステップＳ２に遷移する。非常停止が発せられていない場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ１が繰り返される。

ステップＳ１１において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオフ状態に維持する。即ち、制御部６０は、第１スイッチ５２が開いている状態に維持する。この後、ステップＳ１２に遷移する。

ステップＳ１２において、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にする。これにより、コンバータ１４から平滑コンデンサ２２に電流が供給されない状態になる。こうして、図４に示す処理が完了する。

図５は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図５は、図４に示す動作に対応している。

タイミングｔ１０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ１０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ１１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図５に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

非常停止が解除された場合のモータ駆動装置１０の動作の例について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。図６に示す例においては、非常停止の際にスイッチ部３０がオフ状態にされている。

ステップＳ２１において、制御部６０は、非常停止が解除されたか否かを判定する。非常停止が解除された場合には（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、ステップＳ２２に遷移する。非常停止が解除されていない場合には（ステップＳ２１においてＮＯ）、ステップＳ２１が繰り返される。

ステップＳ２２において、制御部６０は、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上であるか否かを判定する。電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ステップＳ２５に遷移する。電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値未満である場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、ステップＳ２３に遷移する。

ステップＳ２３において、制御部６０は、第２スイッチ２４をオフ状態に維持するとともに、第３スイッチ１８をオン状態にする。これにより、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流が供給される。この後、ステップＳ２４に遷移する。

ステップＳ２４において、制御部６０は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったか否かを判定する。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなった場合には（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、ステップＳ２５に遷移する。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなっていない場合には（ステップＳ２４においてＮＯ）、ステップＳ２４が繰り返される。

ステップＳ２５において、制御部６０は、第２スイッチ２４をオン状態にする。これにより、第２抵抗器２０を介することなく平滑コンデンサ２２に電流が供給される。第３スイッチ１８については、オフ状態のまま維持してもよいし、オン状態にしてもよい。ここでは、第３スイッチ１８をオン状態にする場合を例に説明する。ステップＳ２５が完了した場合には、図６に示す処理が完了する。

図７は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図７は、図６に示す動作に対応している。非常停止が解除された際の電圧値が電圧閾値以上である場合の例が図７には示されている。

タイミングｔ２０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ２０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ２１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図７に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

タイミングｔ２２は、非常停止が解除されるタイミングを示している。非常停止が解除された際には、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上であるか否かが制御部６０によって判定される。図７に示す例においては、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上であるため、第２スイッチ２４がオン状態にされる。第３スイッチ１８については、上述したように、オン状態にされてもよいし、オフ状態のまま維持されてもよい。図７に示す例においては、第３スイッチ１８がオン状態にされる。

図８は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図８は、図６に示す動作に対応している。非常停止が解除された際の電圧値が電圧閾値未満である場合の例が図８には示されている。

タイミングｔ３０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ３０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ３１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図８に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

タイミングｔ３２は、非常停止が解除されるタイミングを示している。非常停止が解除されると、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値以上であるか否かが制御部６０によって判定される。図８に示す例においては、電圧検出部２６によって検出された電圧値が電圧閾値未満であるため、第３スイッチ１８がオン状態にされる。これにより、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流が供給され始める。

タイミングｔ３３は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったタイミングを示している。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなると、第２スイッチ２４がオン状態にされる。

非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続された後に非常停止が解除された場合のモータ駆動装置１０の動作の例について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。図９に示す例においては、非常停止の際にスイッチ部３０がオフ状態にされている。

ステップＳ３１において、制御部６０は、非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した後に非常停止が解除されたか否かを判定する。非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した後に非常停止が解除された場合には（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、ステップＳ３２に遷移する。非常停止が第１時間閾値ＴＨ１未満継続した後に非常停止が解除された場合には（ステップＳ３１においてＮＯ）、図９に示す処理が完了する。

ステップＳ３２において、制御部６０は、第２スイッチ２４をオフ状態に維持するとともに、第３スイッチ１８をオン状態にする。これにより、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に電流が供給される。即ち、第２抵抗器２０を介して平滑コンデンサ２２に充電が行われる。この後、ステップＳ３３に遷移する。

ステップＳ３３において、制御部６０は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったか否かを判定する。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなった場合には（ステップＳ３３においてＹＥＳ）、ステップＳ３４に遷移する。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなっていない場合には（ステップＳ３３においてＮＯ）、ステップＳ３３が繰り返される。

ステップＳ３４において、制御部６０は、第２スイッチ２４をオン状態にする。ステップＳ３４が完了した場合には、図９に示す処理が完了する。

図１０は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図１０は、図９に示す動作に対応している。非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した後に非常停止が解除された場合の動作の例が図１０には示されている。

タイミングｔ４０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ４０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ４１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図１０に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

タイミングｔ４２は、非常停止が開始されてからの経過時間が第１時間閾値ＴＨ１であるタイミングを示している。

タイミングｔ４３は、非常停止が解除されたタイミングを示している。図１０に示す例においては、非常停止が第１時間閾値ＴＨ１以上継続した後に非常停止が解除されるため、第３スイッチ１８がオン状態にされる。

タイミングｔ４４は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなったタイミングを示している。平滑コンデンサ２２の両端の電圧が十分に高くなると、第２スイッチ２４がオン状態にされる。

スイッチ部３０をオンに維持した状態で非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合のモータ駆動装置１０の動作の例について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。

ステップＳ４１において、制御部６０は、非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続したか否かを判定する。非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合には（ステップＳ４１においてＹＥＳ）、ステップＳ４２に遷移する。非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続していない場合には（ステップＳ４１においてＮＯ）、ステップＳ４１が繰り返される。

ステップＳ４２において、制御部６０は、スイッチ部３０をオフ状態にする。即ち、制御部６０は、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオフ状態にする。この後、ステップＳ４３に遷移する。

ステップＳ４３において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオン状態にする。これにより、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力が放電される。こうして、図１１に示す処理が完了する。

図１２は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図１２は、図１１に示す動作に対応している。

タイミングｔ５０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ５０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ５１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図１２に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態に維持される。

タイミングｔ５２は、非常停止が開始されてからの経過時間が第２時間閾値ＴＨ２であるタイミングを示している。図１２に示すように、第１スイッチ５２がオン状態にされ、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８がオフ状態にされる。

スイッチ部３０をオフ状態にした状態で非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合のモータ駆動装置１０の動作の例について図１３を用いて説明する。図１３は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。

ステップＳ４１において、制御部６０は、非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続したか否かを判定する。非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続した場合には（ステップＳ４１においてＹＥＳ）、ステップＳ４３に遷移する。非常停止が第２時間閾値ＴＨ２以上継続していない場合には（ステップＳ４１においてＮＯ）、ステップＳ４１が繰り返される。

ステップＳ４３において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオン状態にする。これにより、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力が放電される。こうして、図１３に示す処理が完了する。

図１４は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図１４は、図１３に示す動作に対応している。

タイミングｔ６０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ６０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ６１は、非常停止の開始のタイミングを示している。図１４に示すように、第１スイッチ５２はオフ状態に維持され、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

タイミングｔ６２は、非常停止が開始されてからの経過時間が第２時間閾値ＴＨ２であるタイミングを示している。図１４に示すように、第１スイッチ５２がオン状態にされ、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８がオフ状態に維持される。

アラームが発せられた場合のモータ駆動装置１０の動作の例について図１５を用いて説明する。図１５は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すフローチャートである。

ステップＳ５１において、制御部６０は、アラームが発せられたか否かを判定する。アラームが発せられた場合には（ステップＳ５１においてＹＥＳ）、ステップＳ５２に遷移する。アラームが発せられていない場合には（ステップＳ５１においてＮＯ）、ステップＳ５１が繰り返される。

ステップＳ５２において、スイッチ部３０をオフ状態にする。即ち、制御部６０は、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８をオフ状態にする。この後、ステップＳ５３に遷移する。

ステップＳ５３において、制御部６０は、第１スイッチ５２をオン状態にする。これにより、平滑コンデンサ２２に蓄積された電力が放電される。こうして、図１５に示す処理が完了する。

図１６は、本実施形態によるモータ駆動装置の動作の例を示すタイムチャートである。図１６は、図１５に示す動作に対応している。

タイミングｔ７０においては、非常停止は発せられていない。タイミングｔ７０においては、第１スイッチ５２はオフ状態になっており、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオン状態になっている。

タイミングｔ７１は、アラームが発せられたタイミングを示している。図１６に示すように、アラームが発せられるとともに、非常停止となる。また、第１スイッチ５２はオン状態にされ、第２スイッチ２４及び第３スイッチ１８はオフ状態にされる。

このように、本実施形態によれば、非常停止の際、第１スイッチ５２がオフ状態に維持される。このため、本実施形態によれば、回生回路４８等にダメージが加わるのを抑制することができる。

［変形実施形態］
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

上記実施形態では、コンバータ１４と平滑コンデンサ２２との間に備えられた第２スイッチ２４と第３スイッチ１８とによってスイッチ部３０が構成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。スイッチ部３０が、交流電源１６とコンバータ１４との間に備えられていてもよい。この場合、スイッチ部３０は、電磁接触器、ブレーカ等によって構成され得る。この場合には、第２抵抗器２０に対して直列に接続される第３スイッチ１８を要しない。即ち、この場合には、配線３８Ｐに備えられた第２スイッチ２４に対して並列に第２抵抗器２０が接続され、交流電源１６とコンバータ１４との間にスイッチ部３０が備えられる。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

モータ駆動装置（１０）は、交流電源（１６）から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ（１４）と、前記コンバータから出力される前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（２２）と、前記平滑コンデンサによって平滑化された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータ（１２）を駆動するインバータ（２８）と、前記平滑コンデンサと前記インバータとの間に設けられ、第１抵抗器（５０）及び第１スイッチ（５２）を含み、前記第１スイッチをオン状態にすることにより前記第１抵抗器を介して前記平滑コンデンサの両端を短絡させる回生回路（４８）と、非常停止の際、前記第１スイッチをオフ状態に維持する制御部（６０）と、を備える。このような構成によれば、非常停止の際、第１スイッチがオフ状態に維持されるため、頻繁に非常停止が行われた場合であっても、回生回路等へのダメージを抑制することができる。

前記交流電源側から供給される電力を前記平滑コンデンサに供給するか否かを切り換えるスイッチ部（３０）を更に備え、前記制御部は、前記非常停止の際、前記スイッチ部をオン状態に維持して、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給される状態を維持するようにしてもよい。このような構成によれば、非常停止の解除後に初期充電プロセスが不要となるため、モータを迅速に再駆動させることが可能となる。また、スイッチ部がオン状態に維持されるため、スイッチ部にダメージが加わるのを抑制することができる。

前記コンバータから前記平滑コンデンサに供給される電流を検出する電流検出部（４６）を更に備え、前記非常停止中に前記電流検出部によって検出された電流値が電流閾値以上である場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にするようにしてもよい。このような構成によれば、回生回路又はインバータにおいてショート故障が生じた場合に、コンバータから回生回路又はインバータに大きな電流が供給され続けるのを防止することができる。

前記交流電源側から供給される電流を前記平滑コンデンサに供給するか否かを切り換えるスイッチ部を更に備え、前記制御部は、前記非常停止の際、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするようにしてもよい。

前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２スイッチ（２４）と、前記第２スイッチに対して並列に接続され、前記平滑コンデンサに流入する電流を抑制する第２抵抗器（２０）と、前記平滑コンデンサの両端の電圧を検出する電圧検出部（２６）とを更に備え、前記非常停止が解除された際、前記制御部は、前記電圧検出部によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合には、前記第２スイッチをオン状態にして、前記第２抵抗器を介することなく前記平滑コンデンサに電流を供給し、前記電圧検出部によって検出された前記電圧値が前記電圧閾値未満である場合には、前記第２スイッチをオフ状態に維持して、前記第２抵抗器を介して前記平滑コンデンサに電流を供給するようにしてもよい。このような構成によれば、電圧検出部によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合には、初期充電プロセスが省略されるため、モータを迅速に再駆動させることが可能となる。

前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２スイッチと、前記第２スイッチに対して並列に接続され、前記平滑コンデンサに流入する電流を抑制する第２抵抗器とを更に備え、前記非常停止が第１時間閾値（ＴＨ１）以上継続した後に前記非常停止が解除された場合、前記制御部は、前記第２スイッチをオフ状態に維持して、前記第２抵抗器を介して前記平滑コンデンサに電流を供給し、前記平滑コンデンサに対する充電が前記第２抵抗器を介して行われた後に、前記第２スイッチをオン状態にして、前記第２抵抗器を介することなく前記平滑コンデンサに電流を供給するようにしてもよい。

前記非常停止が第２時間閾値（ＴＨ２）以上継続した場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にするようにしてもよい。このような構成によれば、非常停止ボタンを押した後にユーザが立ち去ってしまった場合等において、平滑コンデンサに蓄積された電力が放電されるため、安全に資することができる。

前記非常停止が第２時間閾値以上継続した場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態に維持して、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態を維持するとともに、前記第１スイッチをオン状態にするようにしてもよい。このような構成によれば、非常停止ボタンを押した後にユーザが立ち去ってしまった場合等に平滑コンデンサに蓄積された電力が放電されるため、安全に資することができる。

所定のアラームが発せられた際、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にするようにしてもよい。このような構成によれば、所定のアラームが発せられた際に平滑コンデンサに蓄積された電力が放電されるため、安全に資することができる。

１０：モータ駆動装置 １２：モータ
１４：コンバータ １６：交流電源
１８：第３スイッチ ２０：第２抵抗器
２２：平滑コンデンサ ２４：第２スイッチ
２６：電圧検出部 ２８：インバータ
３０：スイッチ部 ３８Ｎ、３８Ｐ：配線
４６：電流検出部 ４８：回生回路
５０：第１抵抗器 ５１：ダイオード
５２：第１スイッチ ５４：制御装置
５８：記憶部 ６０：制御部

Claims (9)

1. 交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力される前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサによって平滑化された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータと、
   前記平滑コンデンサと前記インバータとの間に設けられ、第１抵抗器及び第１スイッチを含み、前記第１スイッチをオン状態にすることにより前記第１抵抗器を介して前記平滑コンデンサの両端を短絡させる回生回路と、
   非常停止の際、前記第１スイッチをオフ状態に維持する制御部と、
   前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記平滑コンデンサの両端の電圧に基づいて、前記平滑コンデンサに流入する電流を抑制する第２抵抗器と、
   前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２スイッチと、
   を備え、
   前記第２抵抗器は、前記第２スイッチに対して並列に接続され、第３スイッチと直列に接続されており、
   前記制御部は、前記第２抵抗器を介して、又は、前記第２抵抗器を介することなく、前記平滑コンデンサに前記電流を供給する、モータ駆動装置。
2. 交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力される前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサによって平滑化された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータと、
   前記平滑コンデンサと前記インバータとの間に設けられ、第１抵抗器及び第１スイッチを含み、前記第１スイッチをオン状態にすることにより前記第１抵抗器を介して前記平滑コンデンサの両端を短絡させる回生回路と、
   非常停止の際、前記第１スイッチをオフ状態に維持する制御部と、
   を備え、
   前記交流電源側から供給される電力を前記平滑コンデンサに供給するか否かを切り換えるスイッチ部を更に備え、
   前記制御部は、前記非常停止の際、前記スイッチ部をオン状態に維持して、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給される状態を維持する、モータ駆動装置。
3. 請求項２に記載のモータ駆動装置において、
   前記コンバータから前記平滑コンデンサに供給される電流を検出する電流検出部を更に備え、
   前記非常停止中に前記電流検出部によって検出された電流値が電流閾値以上である場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にする、モータ駆動装置。
4. 交流電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
   前記コンバータから出力される前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサによって平滑化された前記直流電圧を交流電圧に変換してモータを駆動するインバータと、
   前記平滑コンデンサと前記インバータとの間に設けられ、第１抵抗器及び第１スイッチを含み、前記第１スイッチをオン状態にすることにより前記第１抵抗器を介して前記平滑コンデンサの両端を短絡させる回生回路と、
   非常停止の際、前記第１スイッチをオフ状態に維持する制御部と、
   を備え、
   前記交流電源側から供給される電流を前記平滑コンデンサに供給するか否かを切り換えるスイッチ部を更に備え、
   前記制御部は、前記非常停止の際、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にする、モータ駆動装置。
5. 請求項４に記載のモータ駆動装置において、
   前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２スイッチと、
   前記第２スイッチに対して並列に接続され、前記平滑コンデンサに流入する電流を抑制する第２抵抗器と、
   前記平滑コンデンサの両端の電圧を検出する電圧検出部とを更に備え、
   前記非常停止が解除された際、前記制御部は、前記電圧検出部によって検出された電圧値が電圧閾値以上である場合には、前記第２スイッチをオン状態にして、前記第２抵抗器を介することなく前記平滑コンデンサに電流を供給し、前記電圧検出部によって検出された前記電圧値が前記電圧閾値未満である場合には、前記第２スイッチをオフ状態に維持して、前記第２抵抗器を介して前記平滑コンデンサに電流を供給する、モータ駆動装置。
6. 請求項４に記載のモータ駆動装置において、
   前記コンバータと前記平滑コンデンサとの間に設けられた第２スイッチと、
   前記第２スイッチに対して並列に接続され、前記平滑コンデンサに流入する電流を抑制する第２抵抗器とを更に備え、
   前記非常停止が第１時間閾値以上継続した後に前記非常停止が解除された場合、前記制御部は、前記第２スイッチをオフ状態に維持して、前記第２抵抗器を介して前記平滑コンデンサに電流を供給し、前記平滑コンデンサに対する充電が前記第２抵抗器を介して行われた後に、前記第２スイッチをオン状態にして、前記第２抵抗器を介することなく前記平滑コンデンサに電流を供給する、モータ駆動装置。
7. 請求項２又は３に記載のモータ駆動装置において、
   前記非常停止が第２時間閾値以上継続した場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にする、モータ駆動装置。
8. 請求項４～６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置において、
   前記非常停止が第２時間閾値以上継続した場合、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態に維持して、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態を維持するとともに、前記第１スイッチをオン状態にする、モータ駆動装置。
9. 請求項２～８のいずれか１項に記載のモータ駆動装置において、
   所定のアラームが発せられた際、前記制御部は、前記スイッチ部をオフ状態にして、前記コンバータから前記平滑コンデンサに電流が供給されない状態にするとともに、前記第１スイッチをオン状態にする、モータ駆動装置。

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