WO2023013068A1 - Motor drive system having electricity storage device and electricity storage device control method - Google Patents

Motor drive system having electricity storage device and electricity storage device control method Download PDF

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翔吾 篠田
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ファナック株式会社
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Abstract

This motor drive system comprises: a drive-motor drive device for driving a drive motor that is served as power for a machine; a drive-motor control unit for controlling the drive-motor drive device so that the drive motor operates with the same operation in each cycle; a power supply device for supplying power to the drive-motor drive device to drive the drive motor; an electricity storage device for supplying power to the drive-motor drive device and storing electricity; a power consumption acquiring unit for acquiring the value of power consumption; a power consumption storing unit for storing information about the acquired value of the power consumption; and an electricity storage device control unit for controlling supplying power from and storing electricity to the electricity storage device in accordance with the information about the value of the power consumption stored in the power consumption storing unit.

Description

蓄電装置を有するモータ駆動システム及び蓄電装置の制御方法MOTOR DRIVE SYSTEM HAVING POWER STORAGE DEVICE AND CONTROL METHOD FOR POWER STORAGE DEVICE
　本発明は、蓄電装置を有するモータ駆動システム及び蓄電装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a motor drive system having a power storage device and a control method for the power storage device.
　工作機械やロボットなどの機械の動力になるドライブ用モータの回転を制御するモータ駆動システムは、ドライブ用モータを駆動するドライブ用モータ駆動装置と、ドライブ用モータが所望の動作をするようドライブ用モータ駆動装置を制御するドライブ用モータ制御部と、ドライブ用モータの駆動のためにドライブ用モータ駆動装置に対して電力を供給する電源装置とを備える。電源装置は、例えば、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換して直流リンクへ出力する順変換器を有する。また、ドライブ用モータ駆動装置は、直流リンクの直流電力を交流電力に変換してドライブ用モータへ供給する逆変換器を有する。「直流リンク」とは、順変換器の直流出力側と逆変換器の直流入力側とを電気的に接続する回路部分のことを指し、「直流リンク部」、「ＤＣリンク」、「ＤＣリンク部」、あるいは「直流中間回路」などとも称されることもある。 A motor drive system that controls the rotation of a drive motor that powers machines such as machine tools and robots consists of a drive motor drive device that drives the drive motor, and a drive motor that causes the drive motor to operate as desired. A drive motor control section for controlling the drive device, and a power supply device for supplying power to the drive motor drive device for driving the drive motor. The power supply device has, for example, a forward converter that converts AC power supplied from an AC power supply into DC power and outputs the DC power to a DC link. Further, the drive motor driving device has an inverter that converts the DC power of the DC link into AC power and supplies it to the drive motor. "DC link" refers to the circuit part that electrically connects the DC output side of the rectifier and the DC input side of the inverter. It may also be called "section" or "direct current intermediate circuit".
　モータ駆動システムでドライブ用モータを加速制御また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または回生が要求されるので電力ピークが発生する。電源容量やモータ駆動システムの運用コストが増大したり、交流電源側に停電やフリッカなどの電力障害が発生したりするので、電力ピークを低減するのが望ましい。 When accelerating or decelerating a drive motor in a motor drive system, a power peak occurs because a large amount of AC power is required to be output or regenerated from the AC power supply. It is desirable to reduce power peaks because power supply capacity and operating costs of the motor drive system increase, and power failures such as power failures and flickers occur on the AC power supply side.
　電力ピークを低減するために、電源装置内の順変換器とドライブ用モータ駆動装置内の逆変換器とを接続する直流リンクに直流電力を蓄積し得る蓄電装置を設けて、ドライブ用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、ドライブ用モータの減速時にドライブ用モータから発生する回生電力を蓄電装置に蓄積させたり、蓄積した電力をドライブ用モータの加速時に再利用したりすることで、電力ピークを低減することができる。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、電源装置内の順変換器が有する最大供給電力よりも大きい消費電力を伴うようなドライブ用モータの動作（加減速）に対しても対応可能となる。 In order to reduce power peaks, a power storage device capable of accumulating DC power is provided in the DC link that connects the forward converter in the power supply and the inverter in the drive motor drive device to reduce power consumption by the drive motor. Conventionally, a method of appropriately exchanging the regenerated energy via a DC link has been used. According to this method, power peaks can be reduced by accumulating regenerative electric power generated by the drive motor when the drive motor decelerates in a power storage device and by reusing the accumulated electric power when the drive motor accelerates. can do. By using a power storage device that inputs and outputs power to and from the DC link, the operation (acceleration/deceleration) of the drive motor that involves power consumption greater than the maximum power supply of the rectifier in the power supply device can also be handled.
　一例を挙げると、プレス機は、繰り返し動作を伴うプレスを行う際に発生する最大消費電力が非常に大きく、電源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フライホイール型の蓄電装置を設け、プレス機が大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、小さな容量の電源の下でのプレス機の駆動を可能にしている。例えば、ドライブ用モータの消費電力が少ない時には、フライホイールを結合したバッファ用モータを一定速で回転させておき、ドライブ用モータの加減速等により消費電力が大きくなった際には、バッファ用モータを減速させてバッファ用インバータを介して電力回生を行い、ドライブ用モータを駆動するための直流電力を直流リンクへ供給する。これにより、順変換器の最大変換電力より大きい消費電力を伴うような加減速動作に対しても、回転エネルギーを有するフライホイールを結合したバッファ用モータからの回生電力を用いることで駆動することが可能となる。 For example, the maximum power consumption generated by presses that involve repeated operations is extremely large, and the lack of power supply capacity can be a problem. Therefore, in the motor drive system of the press, a flywheel type power storage device is installed in the DC link, and when the press consumes a large amount of power, power is supplied from the power storage device, so that the press can be operated under a small capacity power source. It allows the machine to run. For example, when the power consumption of the drive motor is low, the buffer motor coupled with the flywheel is rotated at a constant speed. is decelerated, power is regenerated through the buffer inverter, and DC power for driving the drive motor is supplied to the DC link. As a result, even in acceleration/deceleration operations involving power consumption greater than the maximum conversion power of the rectifier, it is possible to drive by using the regenerative power from the buffer motor coupled with the flywheel having rotational energy. It becomes possible.
　例えば、交流電源側の交流電力と直流リンクにおける直流電力との間で電力変換を行うコンバータと、前記直流リンクにおける直流電力とドライブ用サーボモータの駆動電力または回生電力である交流電力との間で電力変換を行うドライブ用インバータと、前記ドライブ用インバータに接続された前記ドライブ用サーボモータを制御するドライブ用モータ制御部と、前記直流リンクへ直流電力を給電しまたは前記直流リンクから直流電力を蓄電する蓄電装置と、前記ドライブ用サーボモータの出力と前記ドライブ用サーボモータにおける巻線損失と前記コンバータにおける損失と前記ドライブ用インバータにおける損失との和として得られる総消費電力の、現時点の値よりも所定時間だけ先の推定値である消費電力推定値を取得する消費電力推定部と、前記消費電力推定値に応じて、前記蓄電装置の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御部と、を備える、モータ駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 For example, between a converter that performs power conversion between AC power on the AC power supply side and DC power on a DC link, and between the DC power on the DC link and AC power that is driving power or regenerative power for a drive servomotor. a drive inverter that performs power conversion; a drive motor control unit that controls the drive servomotor connected to the drive inverter; and supplies DC power to the DC link or stores DC power from the DC link. Total power consumption obtained as the sum of the power storage device, the output of the drive servomotor, the winding loss in the drive servomotor, the loss in the converter, and the loss in the drive inverter than the current value A power consumption estimating unit that acquires an estimated power consumption value that is an estimated value a predetermined time ahead, and a power storage device control unit that controls power supply and power storage of the power storage device according to the estimated power consumption value, A motor drive device is known (see, for example, Patent Document 1).
　例えば、交流電源の電力を直流電力に変換して出力する整流部と、前記整流部の出力に接続された主回路平滑用の平滑コンデンサと、一方の端子が前記平滑コンデンサの一方の電極に接続された回生電力を消費する回生抵抗と、前記整流部が出力する直流電力を、モータの駆動に適した交流電力に変換するインバータ部と、前記モータと前記インバータ部の間に接続され、前記モータのモータ電流を検出する電流検出部と、前記モータのモータ速度を算出する速度算出部と、前記モータ電流をもとに前記モータのトルクまたは推力を算出するトルク算出部と、各種指令情報から前記インバータ部に電圧指令を与えるサーボ制御部と、前記モータ電流、または、前記モータ電流と前記モータ速度に基づいて損失を算出し、前記モータ速度と、前記トルクまたは推力との積から算出されるモータ出力を算出し、前記回生抵抗が通電しているか否かを判定する消費電力算出部と、を備え、前記消費電力算出部は、前記回生抵抗の通電時には、前記損失と前記モータ出力の合計値が０以上であれば単位時間あたりの消費電力を前記合計値で算出し、前記損失と前記モータ出力の前記合計値が負であれば単位時間あたりの前記消費電力を０で算出し、前記回生抵抗の非通電時には、単位時間あたりの前記消費電力を前記損失と前記モータ出力の前記合計値で算出することを特徴とするモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。 For example, a rectifying section that converts the power of an AC power supply into DC power and outputs it, a smoothing capacitor for main circuit smoothing connected to the output of the rectifying section, and one terminal connected to one electrode of the smoothing capacitor. a regenerative resistor that consumes the regenerated power; an inverter unit that converts the DC power output from the rectifying unit into AC power suitable for driving the motor; a current detection unit for detecting the motor current of the motor; a speed calculation unit for calculating the motor speed of the motor; a torque calculation unit for calculating the torque or thrust of the motor based on the motor current; A servo control unit that gives a voltage command to an inverter unit, and a motor that calculates a loss based on the motor current or the motor current and the motor speed and calculates the product of the motor speed and the torque or thrust a power consumption calculator that calculates an output and determines whether or not the regenerative resistor is energized, wherein the power consumption calculator calculates the total value of the loss and the motor output when the regenerative resistor is energized. is 0 or more, the power consumption per unit time is calculated as the total value, and if the total value of the loss and the motor output is negative, the power consumption per unit time is calculated as 0, and the regeneration A motor control device is known in which the power consumption per unit time is calculated from the total value of the loss and the motor output when the resistance is not energized (see, for example, Patent Document 2).
特開２０２０－１８２３７３号公報JP 2020-182373 A 国際公開第２０１４／１８５１２３号WO2014/185123
　電源設備の電力ピークを低減するために蓄電装置が設けられたモータ駆動システムにおいては、ドライブ用モータ、ドライブ用モータ駆動装置、電源装置及びこれらを結ぶ電力線での消費電力の増減に応じて、蓄電装置に対して給電または蓄電が指令される。消費電力に関する情報をリアルタイムに取得して、この情報に基づき蓄電装置に対して給電または蓄電が指令される場合、制御系や蓄電装置などの応答性の悪さに起因して、指令に応答してから蓄電装置が給電動作または蓄電動作を実際に開始するまでに時間的な遅れが発生してしまい、結果的に電力ピークの低減が十分にできないことがある。電力ピークを予定通り低減することができない場合、モータ駆動システム及びこれを含む工作機械が不用意にアラーム停止したり、電源装置が破壊されてしまう可能性がある。 In a motor drive system provided with a power storage device to reduce power peaks of power supply equipment, storage power is stored according to changes in power consumption in the drive motor, the drive motor drive device, the power supply device, and the power line connecting them. Power supply or power storage is commanded to the device. When information about power consumption is obtained in real time and a power storage device is commanded to supply or store power based on this information, it may not be possible to respond to the command due to poor responsiveness of the control system or power storage device. There is a time delay from when the power storage device actually starts the power supply operation or the power storage operation, and as a result, the power peak may not be sufficiently reduced. If the power peaks cannot be reduced as planned, the motor drive system and the machine tool containing it may inadvertently go off alarm, or the power supply may be destroyed.
　例えば、ドライブ用モータの制動時に発生した回生エネルギーについて蓄電装置によるエネルギーの回収（蓄電）が遅れると、電源装置内の順変換器が有する最大回生電力を超えるエネルギーが直流リンク側から順変換器に流入してしまい、順変換器の破損を招く可能性がある。 For example, if there is a delay in recovering (storing) energy generated by the power storage device from the regenerative energy generated during braking of the drive motor, energy exceeding the maximum regenerative power possessed by the rectifier in the power supply will flow from the DC link side to the rectifier. It may flow in and cause damage to the rectifier.
　また例えば、ドライブ用モータに想定外の高負荷がかかることによりドライブ用サモータは通常よりも多くの電力を消費する。蓄電装置の応答遅れにより、電源装置内の順変換器が有する最大供給電力を超える消費電力分を補うだけの電力を、蓄電装置から供給できない事態が発生する場合がある。このような場合、ドライブ用モータを駆動するのに必要な交流電力が不足してモータ駆動システム及びこれを含む工作機械がアラーム停止したり、あるいは、電源装置内の順変換器が有する最大供給電力を超えるエネルギーが交流電源側から順変換器に流入してしまい、順変換器の破損を招く可能性がある。 Also, for example, the drive motor consumes more power than usual due to an unexpectedly high load on the drive motor. Due to the response delay of the power storage device, a situation may occur in which the power storage device cannot supply enough power to compensate for the power consumption exceeding the maximum power supply of the forward converter in the power supply device. In such a case, the AC power required to drive the drive motor is insufficient, causing the motor drive system and the machine tool including the same to stop with an alarm, or the maximum supply power of the rectifier in the power supply device. energy flows from the AC power supply side into the rectifier, possibly causing damage to the rectifier.
　したがって、電源設備の電力ピークを低減するために設けられた蓄電装置を有するモータ駆動装置においては、電力ピークを確実に低減することができる技術が望まれている。 Therefore, there is a demand for a technique that can reliably reduce power peaks in motor drive devices that have power storage devices provided to reduce power peaks in power supply equipment.
　本開示の一態様によれば、モータ駆動システムは、機械の動力になるドライブ用モータを駆動するドライブ用モータ駆動装置と、ドライブ用モータが各サイクルについて同一動作にて動作するようドライブ用モータ駆動装置を制御するドライブ用モータ制御部と、ドライブ用モータの駆動のためにドライブ用モータ駆動装置に対して電力を供給する電源装置と、ドライブ用モータ駆動装置に対する電力の供給、及びドライブ用モータからドライブ用モータ駆動装置を介して戻される電力の蓄電を行う蓄電装置と、ドライブ用モータ、ドライブ用モータ駆動装置、電源装置、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する消費電力取得部と、消費電力取得部により取得された消費電力の値に関する情報を保存する消費電力保存部と、消費電力保存部に保存された消費電力の値に関する情報に応じて、蓄電装置の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御部と、を備える。 According to one aspect of the present disclosure, a motor drive system includes a drive motor drive device that drives a drive motor that powers a machine, and a drive motor drive that causes the drive motor to operate in the same manner in each cycle. a drive motor control unit for controlling the device; a power supply device for supplying power to the drive motor drive device for driving the drive motor; Acquisition of a power consumption value of at least one of a power storage device for storing power returned via a drive motor drive device, a drive motor, a drive motor drive device, a power supply device, and a power line connecting them a power consumption acquisition unit that stores information on the power consumption value acquired by the power consumption acquisition unit; and a power storage device control unit that controls power supply and power storage.
　また、本開示の一態様によれば、機械の動力になるドライブ用モータを駆動するドライブ用モータ駆動装置に対する電力の供給、及びドライブ用モータからドライブ用モータ駆動装置を介して戻される電力の蓄電を行う蓄電装置の制御方法は、ドライブ用モータ、ドライブ用モータ駆動装置、ドライブ用モータの駆動のためにドライブ用モータ駆動装置に対して電力を供給する電源装置、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する消費電力取得ステップと、消費電力取得ステップにおいて取得された消費電力の値に関する情報を保存する消費電力保存ステップと、消費電力保存ステップにおいて保存された消費電力の値に関する情報に応じて、蓄電装置の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御ステップと、を備える。 Further, according to one aspect of the present disclosure, power is supplied to a drive motor driving device that drives a drive motor that powers a machine, and power that is returned from the drive motor via the drive motor drive is stored. A control method for a power storage device that performs a power consumption obtaining step of obtaining a power consumption value for one; a power consumption saving step of saving information about the power consumption value obtained in the power consumption obtaining step; and a power consumption saved in the power consumption saving step. and a power storage device control step of controlling power supply and power storage of the power storage device in accordance with information about the value of the power storage device.
　本開示の一態様によれば、電源設備の電力ピークを低減するために設けられた蓄電装置を有するモータ駆動装置において、電力ピークを確実に低減することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to reliably reduce power peaks in a motor drive device having a power storage device provided to reduce power peaks of power supply equipment.
本開示の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。1 is a block diagram of a motor drive system according to one embodiment of the present disclosure; FIG. フライホイール型の蓄電装置を有する本開示の一実施形態によるモータ駆動装置のブロック図である。1 is a block diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present disclosure having a flywheel type power storage device; FIG. コンデンサ型の蓄電装置を有する本開示の一実施形態によるモータ駆動装置のブロック図である。1 is a block diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present disclosure having a capacitor-type power storage device; FIG. 第１の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の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。1 is a block diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to a first form; FIG. 第２の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の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。FIG. 4 is a block diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to a second form; 本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおけるタイミング基準信号と消費電力と超過電力と蓄電装置に対する指令との関係を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between a timing reference signal, power consumption, excess power, and a command to a power storage device in a motor drive system according to an embodiment of the present disclosure; 本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおける第１の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the first mode in the motor drive system according to the embodiment of the present disclosure; 本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおける第２の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to a second mode in the motor drive system according to the embodiment of the present disclosure; 第１の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムのブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a motor drive system according to a modification of the embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to the first form; 第２の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムのブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a motor drive system according to a modification of the embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to the second form; 本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける消費電力と超過電力と蓄電装置に対する指令との関係を例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between power consumption, excess power, and a command to a power storage device in a motor drive system according to a modification of an embodiment of the present disclosure; 本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける第１の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the first mode in a motor drive system according to a modified example of an embodiment of the present disclosure; 本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける第２の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。9 is a flow chart showing an operation flow of power storage device control processing according to a second mode in a motor drive system according to a modified example of an embodiment of the present disclosure;
　以下図面を参照して、蓄電装置を有するモータ駆動システム及び蓄電装置の制御方法について説明する。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、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。図示される形態は実施をするための１つの例であり、これらの形態に限定されるものではない。また、「ドライブ用モータの出力」には「ドライブ用モータの消費電力」及び「ドライブ用モータの回生電力」が含まれ、「バッファ用モータの出力」には「バッファ用モータの消費電力」及び「バッファ用モータの回生電力」が含まれるものとする。また、消費時の電力を正、回生時の電力を負とする。また、ドライブ用モータ及びバッファ用モータの回転角速度については単に「速度」と称する。また、「電力の値」は、「電流が単位時間あたりにする仕事」すなわち「仕事率」を意味し、単位は「Ｗ（ワット）」である。「エネルギーの値」とは、「電流がする仕事」すなわち「電力量」を意味し、単位は「Ｊ（ジュール）」である。したがって、「エネルギーの値［Ｊ］＝電力の値［Ｗ］×時間［ｓ］」の関係が成り立つ。 A motor drive system having a power storage device and a control method for the power storage device will be described below with reference to the drawings. In each drawing, similar parts are provided with similar reference numerals. Also, to facilitate understanding, the scales of these drawings are appropriately changed. The illustrated forms are examples of implementations and are not limited to these forms. "Output of drive motor" includes "power consumption of drive motor" and "regenerative power of drive motor", and "output of buffer motor" includes "power consumption of buffer motor" and "power consumption of drive motor". It is assumed that "regenerative electric power of the buffer motor" is included. Also, the power during consumption is positive, and the power during regeneration is negative. Further, the rotational angular velocity of the drive motor and the buffer motor is simply referred to as "velocity". Also, "power value" means "work done by current per unit time", ie, "power", and the unit is "W (watt)". "Energy value" means "work done by electric current", that is, "power amount", and the unit is "J (joule)". Therefore, the relationship of "value of energy [J]=value of power [W]×time [s]" holds true.
　図１は、本開示の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。本開示の実施形態によるモータ駆動システム１は、工作機械やロボットなどを含む機械の動力になるドライブ用モータ３が所定の繰り返し動作を行うよう制御する。ドライブ用モータ３が設けられる機械である工作機械には、例えばプレス機、鍛圧機械、射出成形機などが含まれる。ドライブ用モータ３の種類は特に限定されず、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。ドライブ用モータ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。 FIG. 1 is a block diagram of a motor drive system according to one embodiment of the present disclosure. A motor drive system 1 according to an embodiment of the present disclosure controls a drive motor 3 that powers machines including machine tools and robots to perform predetermined repeated operations. Machine tools, which are machines provided with the drive motor 3, include, for example, press machines, forging machines, injection molding machines, and the like. The type of the drive motor 3 is not particularly limited, and may be, for example, an induction motor or a synchronous motor. The number of phases of the drive motor 3 is not particularly limited in this embodiment, and may be, for example, three-phase or single-phase.
　モータ駆動システム１には、交流電源２が接続される。交流電源２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。交流電源２の一例を挙げると、三相交流４００Ｖ電源、三相交流２００Ｖ電源、三相交流６００Ｖ電源、単相交流１００Ｖ電源などがある。 An AC power supply 2 is connected to the motor drive system 1 . The number of phases of the AC power supply 2 is not particularly limited in this embodiment, and may be, for example, three-phase or single-phase. Examples of the AC power supply 2 include a three-phase AC 400V power supply, a three-phase AC 200V power supply, a three-phase AC 600V power supply, a single-phase AC 100V power supply, and the like.
　　まず、モータ駆動システム１の各回路構成要素について説明する。 First, each circuit component of the motor drive system 1 will be described.
　本開示の一実施形態によるモータ駆動システム１は、ドライブ用モータ駆動装置１１と、ドライブ用モータ制御部１２と、電源装置１３と、蓄電装置１４と、消費電力取得部１５と、消費電力保存部１６と、蓄電装置制御部１７とを備える。 A motor drive system 1 according to an embodiment of the present disclosure includes a drive motor drive device 11, a drive motor control unit 12, a power supply device 13, a power storage device 14, a power consumption acquisition unit 15, and a power consumption storage unit. 16 and a power storage device control unit 17 .
　ドライブ用モータ駆動装置１１は、機械の動力になるドライブ用モータ３を駆動するために設けられる。ドライブ用モータ駆動装置１１は、ドライブ用モータ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、ドライブ用モータ駆動装置１１は、例えば逆変換器１２０を有する。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る。逆変換器１２０は、ドライブ用モータ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。逆変換器１２０において、例えばＰＷＭスイッチング制御方式に従って各スイッチング素子がオンオフ制御される。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。 The drive motor driving device 11 is provided to drive the drive motor 3 that powers the machine. In order to drive the drive motor 3, the drive motor drive device 11 converts the DC power in the DC link 4 into AC power and supplies the drive motor 3 with the drive power. For this purpose, the drive motor drive 11 has an inverter 120, for example. The inverter 120 is composed of a switching element and a bridge circuit of diodes connected in anti-parallel to the switching element. The inverter 120 is composed of a three-phase bridge circuit when the drive motor 3 is a three-phase motor, and composed of a single-phase bridge circuit when the drive motor 3 is a single-phase motor. In the inverter 120, each switching element is on/off controlled according to, for example, a PWM switching control method. Examples of switching elements include unipolar transistors such as FETs, bipolar transistors, IGBTs, thyristors, and GTOs. good.
　ドライブ用モータ駆動装置１１内の逆変換器１２０は、ドライブ用モータ制御部１２から受信した駆動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モータ３の駆動電力または回生電力である交流電力との間で電力変換する。より詳細には、逆変換器１２０は、ドライブ用モータ制御部１２から受信した駆動指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、直流リンク４を介して電源装置１３から供給される直流電力を、ドライブ用モータ３を駆動するための所望の電圧及び所望の周波数を有する交流電力に変換する（逆変換動作）。これにより、ドライブ用モータ３は、逆変換器１２０から供給された交流電力に基づいて動作する。また、ドライブ用モータ３の減速時には回生電力が発生するが、ドライブ用モータ制御部１２から受信した駆動指令に基づき内部のスイッチング素子をスイッチング動作させ、ドライブ用モータ３で発生した交流の回生電力を直流電力へ変換して直流リンク４へ戻す（順変換動作）。 In the inverter 120 in the drive motor driving device 11, each switching element is on/off controlled based on the drive command received from the drive motor control unit 12, so that the DC power of the DC link 4 and the drive motor 3 are switched. Power conversion is performed between AC power, which is driving power or regenerative power. More specifically, the inverter 120 switches the internal switching elements based on the drive command received from the drive motor control unit 12, and converts the DC power supplied from the power supply device 13 via the DC link 4 into The power is converted into AC power having a desired voltage and frequency for driving the drive motor 3 (reverse conversion operation). Thereby, the drive motor 3 operates based on the AC power supplied from the inverter 120 . Also, regenerative electric power is generated when the drive motor 3 decelerates, but based on the drive command received from the drive motor control unit 12, the internal switching element is switched, and the AC regenerative electric power generated by the drive motor 3 is regenerated. It is converted to DC power and returned to the DC link 4 (forward conversion operation).
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作（すなわち回転）するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御する。ドライブ用モータ３が設けられた機械の動作内容に応じて、加速、減速、一定速及び停止などが適宜組み合わされることでドライブ用モータ３の動作パターンが構成される。ドライブ用モータ３の同一内容の動作のまとまりを「１サイクル」として規定し、当該１サイクルが繰り返し実行されることで上記「動作パターン」が成立する。ドライブ用モータ３の動作パターンは、ドライブ用モータ３に対する動作プログラムによって規定される。例えばドライブ用モータ３が工作機械に設けられる場合、工作機械のための加工プログラムのうちの１つとして、ドライブ用モータ３に対する動作プログラムが規定される。例えばプレス機では、ワークに対するプレス加工の内容に応じてドライブ用モータ３が繰り返し動作するよう、ドライブ用モータ３に対する動作プログラムが規定されている。また、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルに同期して消費電力の値に関する情報の保存と蓄電装置１４の制御とを行うため、ドライブ用モータ制御部１２は、各サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ周期的に送信する。 The drive motor controller 12 controls the drive motor driving device 11 so that the drive motor 3 operates (ie rotates) in the same manner in each cycle. The operation pattern of the drive motor 3 is configured by appropriately combining acceleration, deceleration, constant speed, stop, etc. according to the operation contents of the machine in which the drive motor 3 is provided. A set of operations of the same content of the drive motor 3 is defined as "one cycle", and the "operation pattern" is established by repeating the one cycle. The operation pattern of the drive motor 3 is defined by an operation program for the drive motor 3. FIG. For example, when the drive motor 3 is provided in a machine tool, an operation program for the drive motor 3 is defined as one of machining programs for the machine tool. For example, in a press machine, an operation program for the drive motor 3 is defined so that the drive motor 3 is repeatedly operated according to the content of press working on the work. In addition, in order to save information on the power consumption value and control the power storage device 14 in synchronization with each cycle of the operation of the drive motor 3, the drive motor controller 12 generates a timing reference signal synchronized with each cycle. is periodically transmitted to the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 .
　このように、ドライブ用モータ３は、ドライブ用モータ駆動装置１１から供給される交流電力に基づいて、速度、トルク及び／または回転子の位置が制御される。つまり、ドライブ用モータ制御部１２によるドライブ用モータ３の制御は、ドライブ用モータ駆動装置１１内の逆変換器１２０の電力変換動作を制御することで実現される。ドライブ用モータ制御部１２は、予め規定された動作プログラムに従い、ドライブ用モータ駆動装置１１内の逆変換器１２０の電力変換を制御することで、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作するよう制御する。ドライブ用モータ制御部１２は、速度検出器（図示せず）によって検出されたドライブ用モータ３の速度（速度フィードバック）、ドライブ用モータ３の巻線に流れる電流（電流フィードバック）、所定のトルク指令、及びドライブ用モータ３の動作プログラムなどに基づいて、ドライブ用モータ３の速度、トルク及び／または回転子の位置を制御するための駆動指令を生成する。ドライブ用モータ制御部１２によって作成された駆動指令に基づいて、ドライブ用モータ駆動装置１１内の逆変換器１２０による電力変換動作が制御される。なお、ここで定義したドライブ用モータ制御部１２の構成はあくまでも一例であって、例えば、位置指令作成部、トルク指令作成部、及びスイッチング指令作成部などの用語を含めてドライブ用モータ制御部１２の構成を規定してもよい。 Thus, the drive motor 3 is controlled in speed, torque and/or rotor position based on the AC power supplied from the drive motor driving device 11 . That is, the control of the drive motor 3 by the drive motor controller 12 is realized by controlling the power conversion operation of the inverter 120 in the drive motor driving device 11 . The drive motor control unit 12 controls the power conversion of the inverter 120 in the drive motor driving device 11 according to a predetermined operation program, so that the drive motor 3 operates in the same operation for each cycle. control to The drive motor control unit 12 controls the speed of the drive motor 3 detected by a speed detector (not shown) (speed feedback), the current flowing through the windings of the drive motor 3 (current feedback), and a predetermined torque command. , and an operation program for the drive motor 3, a drive command for controlling the speed, torque and/or rotor position of the drive motor 3 is generated. The power conversion operation by the inverter 120 in the drive motor driving device 11 is controlled based on the drive command generated by the drive motor control unit 12 . Note that the configuration of the drive motor control unit 12 defined here is merely an example, and terms such as a position command generation unit, a torque command generation unit, and a switching command generation unit are included in the drive motor control unit 12. may be specified.
　電源装置１３は、ドライブ用モータ３の駆動のためにドライブ用モータ駆動装置１１に対して電力を供給するために設けられる。電源装置１３とドライブ用モータ駆動装置１１との間は、直流リンク４で接続されており、直流電力の受け渡しが行われる。電源装置１３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、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、１２０度通電型整流回路、及びＰＷＭスイッチング制御方式整流回路などがある。順変換器１１０において、例えば上位制御装置（図示せず）から受信した駆動指令に応じて、ＰＷＭスイッチング制御方式に従って各スイッチング素子がオンオフ制御される。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。 The power supply device 13 is provided to supply electric power to the drive motor drive device 11 for driving the drive motor 3 . A DC link 4 connects between the power supply device 13 and the drive motor driving device 11, and DC power is transferred. The power supply device 13 includes, for example, a forward converter 110 that converts AC power supplied from the AC power supply 2 into DC power and outputs the DC power to the DC link 4 . The forward converter 110 is composed of a switching element and a bridge circuit of diodes connected in anti-parallel to the switching element. The rectifier 110 is composed of a three-phase bridge circuit when three-phase alternating current is supplied from the alternating current power supply 2 and is composed of a single-phase bridge circuit when single-phase alternating current is supplied from the alternating current power supply 2 . Examples of the forward converter 110 include a 120-degree conduction rectifier circuit and a PWM switching control rectifier circuit. In forward converter 110, each switching element is ON/OFF-controlled according to a PWM switching control method according to a drive command received from, for example, a host controller (not shown). Examples of switching elements include unipolar transistors such as FETs, bipolar transistors, IGBTs, thyristors, and GTOs. good.
　また、電源装置１３内の順変換器１１０については、交流電力から直流電力へ電力変換して直流リンク４へ供給可能な最大電力としての「最大供給電力」、及び、直流リンク４における直流電力から交流電力へ電力変換して交流電源２側へ回生可能な最大電力としての「最大回生電力」が規定されている。最大供給電力及び最大回生電力は、順変換器１１０の電力変換容量に関する諸元データとして一般的に規定されるものであり、例えば順変換器１１０の規格表や取扱説明書などに記載されている。以下、本明細書では、順変換器１１０の最大供給電力及び最大回生電力を、併せて「最大変換電力」と称することがある。 Further, regarding the forward converter 110 in the power supply device 13, the "maximum supply power" as the maximum power that can be supplied to the DC link 4 by power conversion from AC power to DC power, and from the DC power in the DC link 4 A “maximum regenerative power” is defined as the maximum power that can be converted to AC power and regenerated to the AC power supply 2 side. The maximum supply power and maximum regenerative power are generally specified as specification data related to the power conversion capacity of the forward converter 110, and are described, for example, in the standard table or instruction manual of the forward converter 110. . Hereinafter, in this specification, the maximum supplied power and the maximum regenerated power of the forward converter 110 may be collectively referred to as "maximum converted power".
　なお、一般的には直流リンク４に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、及び電源装置１３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。 Although the DC link 4 is generally provided with a DC link capacitor (also referred to as a smoothing capacitor), the illustration is omitted here. The DC link capacitor has a function of accumulating DC power in the DC link 4 and a function of suppressing pulsation of the DC output of the forward converter 110 in the power supply device 13 .
　電源装置１３内の順変換器１１０の最大供給電力を超えた出力でドライブ用モータ３を駆動し、電源装置１３内の順変換器１１０の最大回生電力を超えた電力を直流リンク４から交流電源２側へ戻すことできるようにするために、電源装置１３を補助する蓄電装置１４が設けられる。 The drive motor 3 is driven with an output exceeding the maximum power supply of the rectifier 110 in the power supply 13, and the power exceeding the maximum regenerative power of the rectifier 110 in the power supply 13 is supplied from the DC link 4 to the AC power supply. A power storage device 14 is provided to assist the power supply device 13 in order to be able to return to the second side.
　蓄電装置１４は、ドライブ用モータ駆動装置１１に対する電力の供給、及びドライブ用モータ３からドライブ用モータ駆動装置１１を介して戻される電力の蓄電を行う。蓄電装置１４の蓄電及び給電の各動作は、後述する蓄電装置制御部１７により制御される。蓄電装置１４には、例えば図２に示すようなフライホイール型と図３に示すようなコンデンサ型とがある。 The power storage device 14 supplies power to the drive motor drive device 11 and stores power returned from the drive motor 3 via the drive motor drive device 11 . Each operation of power storage and power supply of the power storage device 14 is controlled by a power storage device control unit 17 to be described later. The power storage device 14 includes, for example, a flywheel type as shown in FIG. 2 and a capacitor type as shown in FIG.
　図２は、フライホイール型の蓄電装置を有する本開示の一実施形態によるモータ駆動装置のブロック図である。フライホイール型の蓄電装置１４は、フライホイール３１と、バッファ用モータ３２と、バッファ用モータ駆動装置３３とを備える。 FIG. 2 is a block diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present disclosure having a flywheel type power storage device. The flywheel-type power storage device 14 includes a flywheel 31 , a buffer motor 32 , and a buffer motor driving device 33 .
　フライホイール３１は、回転エネルギーを蓄積し得るものである。 The flywheel 31 can accumulate rotational energy.
　バッファ用モータ３２は、フライホイール３１を回転させるためのものであり、フライホイール３１はバッファ用モータ３２の回転軸に接続される。バッファ用モータ３２を回転させることによってフライホイール３１に回転エネルギーを蓄積することができる。バッファ用モータ３２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。バッファ用モータ３２には速度検出器（図示せず）が設けられており、速度検出器によって検出されたバッファ用モータ３２の（回転子の）速度は、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御に用いられる。 The buffer motor 32 is for rotating the flywheel 31 , and the flywheel 31 is connected to the rotating shaft of the buffer motor 32 . Rotational energy can be accumulated in the flywheel 31 by rotating the buffer motor 32 . The number of phases of the buffer motor 32 is not particularly limited in this embodiment, and may be, for example, three-phase or single-phase. A speed detector (not shown) is provided for the buffer motor 32 , and the speed (of the rotor) of the buffer motor 32 detected by the speed detector is Used for control.
　バッファ用モータ駆動装置３３は、逆変換器１３０を有する。逆変換器１３０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る。逆変換器１３０は、バッファ用モータ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。バッファ用モータ駆動装置３３内の逆変換器１３０は、蓄電装置制御部１７から受信した蓄電指令及び給電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における直流電力とバッファ用モータ３２の駆動電力または回生電力である交流電力との間で電力変換を行う。 The buffer motor drive device 33 has an inverter 130 . The inverter 130 is composed of a switching element and a bridge circuit of diodes connected in antiparallel thereto. The inverter 130 is composed of a three-phase bridge circuit when the buffer motor 32 is a three-phase motor, and composed of a single-phase bridge circuit when the buffer motor 32 is a single-phase motor. Examples of switching elements include unipolar transistors such as FETs, bipolar transistors, IGBTs, thyristors, and GTOs. good. The inverter 130 in the buffer motor driving device 33 is controlled to turn on and off each switching element based on the power storage command and the power supply command received from the power storage device control unit 17 , so that the DC power in the DC link 4 and the buffer motor Power conversion is performed between AC power, which is drive power or regenerative power of 32 .
　蓄電装置制御部１７によりバッファ用モータ駆動装置３３の電力変換が制御されることで、フライホイール３１が接続されたバッファ用モータ３２が加速もしくは減速しながら回転しまたは一定速度で回転し、その結果、蓄電装置１４が蓄電または給電すべき直流電力（蓄電装置１４が直流リンク４に対して出し入れする直流電力）が調整される。より詳細には次の通りである。 By controlling the power conversion of the buffer motor driving device 33 by the power storage device control unit 17, the buffer motor 32 to which the flywheel 31 is connected rotates while accelerating or decelerating, or rotates at a constant speed. , the DC power to be stored or supplied by the power storage device 14 (the DC power that the power storage device 14 transfers to and from the DC link 4) is adjusted. More details are as follows.
　バッファ用モータ駆動装置３３は、蓄電装置１４の蓄電を行う場合、蓄電装置制御部１７から受信した蓄電指令に基づき、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。これにより、直流リンク４からの電気エネルギーがバッファ用モータ３２側へ取り込まれ、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モータ３２が回転する。このようにフライホイール型の蓄電装置１４では、直流リンク４から流入した電気エネルギーが、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。 When storing power in the power storage device 14 , the buffer motor driving device 33 performs a reverse conversion operation to convert DC power in the DC link 4 to AC power based on the power storage command received from the power storage device control unit 17 . As a result, electrical energy from the DC link 4 is taken into the buffer motor 32 side, and this electrical energy rotates the buffer motor 32 to which the flywheel 31 is connected. In this way, in the flywheel-type power storage device 14, the electric energy flowing from the DC link 4 is converted into rotational energy of the flywheel 31 and stored.
　また、バッファ用モータ駆動装置３３は、蓄電装置１４の給電を行う場合、蓄電装置制御部１７から受信した給電指令に基づき、フライホイール３１が接続されたバッファ用モータ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て直流リンク４へ供給される。 Further, when power is supplied to the power storage device 14, the buffer motor drive device 33 decelerates the buffer motor 32 to which the flywheel 31 is connected based on the power supply command received from the power storage device control unit 17, thereby regenerating alternating current. A forward conversion operation is performed to generate power and convert the AC power to DC power. As a result, the rotational energy accumulated in the flywheel 31 is converted into electrical energy and supplied to the DC link 4 .
　図３は、コンデンサ型の蓄電装置を有する本開示の一実施形態によるモータ駆動装置のブロック図である。コンデンサ型の蓄電装置１４は、コンデンサ４１と、直流リンク４における直流電力とコンデンサ４１に蓄積される直流電力との間で電力変換を行うＤＣＤＣコンバータ４２とを備える。 FIG. 3 is a block diagram of a motor drive device according to an embodiment of the present disclosure having a capacitor-type power storage device. The capacitor-type power storage device 14 includes a capacitor 41 and a DCDC converter 42 that performs power conversion between the DC power in the DC link 4 and the DC power stored in the capacitor 41 .
　ＤＣＤＣコンバータ４２の例としては、例えば昇降圧直流チョッパ回路などがある。蓄電装置制御部１７によりＤＣＤＣコンバータ４２の昇圧動作及び降圧動作が制御されることで、蓄電装置１４が蓄電または給電すべき直流電力量（蓄電装置１４が直流リンク４に対して出し入れする直流電力量）が調整される。より詳細には次の通りである。 An example of the DCDC converter 42 is a step-up/step-down DC chopper circuit. By controlling the step-up operation and step-down operation of the DCDC converter 42 by the power storage device control unit 17, the amount of DC power to be stored or supplied by the power storage device 14 (the amount of DC power that the power storage device 14 transfers to and from the DC link 4) is increased. adjusted. More details are as follows.
　ＤＣＤＣコンバータ４２は、蓄電装置１４の蓄電を行う場合、蓄電装置制御部１７から受信した蓄電指令に基づき、蓄電装置制御部１７により直流リンク４側の直流電圧に対してコンデンサ４１側の直流電圧が低くなるよう制御される。これにより、直流リンク４からの電気エネルギーがコンデンサ４１へ流れ込み、蓄電装置１４の蓄電が行われる。 When storing power in the power storage device 14, the DCDC converter 42 converts the DC voltage on the capacitor 41 side from the DC voltage on the DC link 4 side to the DC voltage on the DC link 4 side by the power storage device control unit 17 based on the power storage command received from the power storage device control unit 17. controlled to be low. As a result, electric energy from the DC link 4 flows into the capacitor 41, and the power storage device 14 is charged.
　また、ＤＣＤＣコンバータ４２は、蓄電装置１４の給電を行う場合、蓄電装置制御部１７から受信した給電指令に基づき、蓄電装置制御部１７により直流リンク４側の直流電圧に対してコンデンサ４１側の直流電圧が高くなるよう制御される。これにより、コンデンサ４１からの電気エネルギーが直流リンク４へ流れ込み、蓄電装置１４の給電が行われる。 When power is supplied to the power storage device 14 , the DCDC converter 42 , based on the power supply command received from the power storage device control unit 17 , converts the DC voltage on the DC link 4 side to the DC voltage on the capacitor 41 side by the power storage device control unit 17 . The voltage is controlled to be high. As a result, electric energy from the capacitor 41 flows into the DC link 4, and the power storage device 14 is supplied with power.
　モータ駆動システム１では、上記の動作を行う蓄電装置１４を備えることにより、ドライブ用モータ３の加速時において特に大きな電力を消費する場合は、電源装置１３から供給されるエネルギーに加えて蓄電装置１４に蓄積されたエネルギーがドライブ用モータ３に供給され、ドライブ用モータ３の加速のための動力として利用される。また、ドライブ用モータ３の減速時において特に大きな電力が回生される場合は、ドライブ用モータ３から回生されたエネルギーがドライブ用モータ駆動装置１１を経由して蓄電装置１４に蓄積される。蓄電装置１４に蓄積されたエネルギーは、電源装置１３が供給する電力と併せてドライブ用モータ３の駆動に利用されるので、電源装置１３の最大変換電力を超えた出力でドライブ用モータ３を駆動することでき、電力ピークを低減することができる。電力ピークの低減により、電源容量やモータ駆動システム１の運用コストを抑えることができ、また、交流電源２側の停電やフリッカを回避することができる。 Since the motor drive system 1 is provided with the power storage device 14 that performs the above operation, when a particularly large amount of power is consumed during acceleration of the drive motor 3, the power storage device 14 is used in addition to the energy supplied from the power supply device 13. is supplied to the drive motor 3 and used as power for accelerating the drive motor 3 . When a particularly large amount of electric power is regenerated during deceleration of the drive motor 3 , the energy regenerated from the drive motor 3 is accumulated in the power storage device 14 via the drive motor driving device 11 . Since the energy stored in the power storage device 14 is used to drive the drive motor 3 together with the power supplied by the power supply device 13, the drive motor 3 is driven with an output exceeding the maximum converted power of the power supply device 13. and power peaks can be reduced. By reducing the power peak, it is possible to reduce the power supply capacity and the operation cost of the motor drive system 1, and to avoid power failure and flicker on the AC power supply 2 side.
　一般に蓄電装置１４は、放電指令や蓄電指令に対する応答性が悪い。蓄電装置１４に対する給電または蓄電の指令に応答してから蓄電装置１４が給電動作または蓄電動作を実際に開始するまでに時間的な遅れが存在する。例えば、蓄電装置１４が図２に示すフライホイール型である場合は、バッファ用モータ３２のイナーシャやバッファ用モータ駆動装置３３の制御性能などに起因して、バッファ用モータ３２に対して加速または減速の指令開始から時間的に遅れて、バッファ用モータ３２は加速または減速を開始する。また例えば蓄電装置１４が図３に示すコンデンサ型である場合は、コンデンサ４１の充放電特性やコンデンサに接続されたＤＣＤＣコンバータ４２の制御性能などに起因して、コンデンサ４１の充電又は放電の指令開始から時間的に遅れて、コンデンサ４１は所望の電圧まで充電または放電される。ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３及びこれらを結ぶ電力線での消費電力が電源装置１３の最大給電電力を超えるタイミングで蓄電装置１４に対して給電を指令しても、給電指令開始から蓄電装置１４が給電動作を実際に開始するまでに時間的な遅れがあるので、消費電力が電源装置１３の最大給電電力を超えてしまう時間帯が発生し、電力ピークを低減することができない。蓄電装置１４の蓄電動作についても同様に、蓄電指令開始から蓄電装置１４が蓄電動作を実際に開始するまでに時間的な遅れがあるので、消費電力が電源装置１３の最大回生電力を超えてしまう時間帯が発生し、電力ピークを低減することができない。一方で、ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御するので、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３及びこれらを結ぶ電力線での消費電力の変化は、各サイクルにおいてほぼ同じであり、再現性が高い。 In general, the power storage device 14 has poor responsiveness to discharge commands and power storage commands. There is a time delay between when power storage device 14 responds to a power supply or power storage command and when power storage device 14 actually starts the power supply operation or power storage operation. For example, when the power storage device 14 is of the flywheel type shown in FIG. , the buffer motor 32 starts accelerating or decelerating. Further, for example, when the power storage device 14 is of the capacitor type shown in FIG. , the capacitor 41 is charged or discharged to the desired voltage. Even if the power storage device 14 is instructed to supply power at the timing when the power consumption of the drive motor 3, the drive motor drive device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them exceeds the maximum power supply of the power supply device 13, Since there is a time delay from the start of the command until the power storage device 14 actually starts the power supply operation, there occurs a time period in which the power consumption exceeds the maximum power supply power of the power supply device 13, and power peaks are reduced. can't Similarly, in the power storage operation of the power storage device 14, there is a time delay from the start of the power storage command until the power storage device 14 actually starts the power storage operation, so power consumption exceeds the maximum regenerative power of the power supply device 13. Time periods occur and power peaks cannot be reduced. On the other hand, the drive motor controller 12 controls the drive motor driving device 11 so that the drive motor 3 operates in the same manner in each cycle. The change in power consumption in the device 13 and the power line connecting them is almost the same in each cycle and has high reproducibility.
　そこで、本開示の一実施形態では、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得して保存し、保存した消費電力の値に関する情報に応じて、蓄電装置１４の給電及び蓄電を制御する。つまり、本開示の一実施形態では、保存した消費電力の値に関する情報に応じて給電指令及び蓄電指令を予め作成しておく。そして、当該保存した消費電力の値を取得した時点に対応するサイクルよりも後のサイクルにおいては、「蓄電装置制御部１７が蓄電装置１４に対し給電または蓄電を指令してから蓄電装置１４が実際に給電または蓄電を開始するまでの時間」である「蓄電装置１４の応答遅れ時間」を考慮し、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４への当該給電指令及び当該蓄電指令の出力を、実際に電力ピークが発生するタイミングよりも早めに行う。蓄電装置制御部１７が蓄電装置１４に対し給電または蓄電を指令してから蓄電装置１４が実際に給電または蓄電を開始するまでの応答遅れ時間については事前に測定しておけばよく、応答遅れ時間の値を蓄電装置制御部１７の制御プログラムに組み込んでおいて蓄電装置１４の制御を行う。 Therefore, in one embodiment of the present disclosure, the power consumption value of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them is acquired, stored, and stored. The power supply and power storage of the power storage device 14 are controlled according to the information on the power consumption value. That is, in an embodiment of the present disclosure, a power supply command and a power storage command are created in advance according to the stored information regarding the value of power consumption. Then, in the cycle after the cycle corresponding to the time when the stored power consumption value is obtained, "after power storage device control unit 17 instructs power storage device 14 to supply or store power, power storage device 14 actually In consideration of the "response delay time of the power storage device 14" which is the "time until the power supply or power storage is started", the output of the power supply command and the power storage command to the power storage device 14 by the power storage device control unit 17 is actually This is done earlier than the timing at which power peaks occur. A response delay time from when power storage device control unit 17 issues a power supply or power storage command to power storage device 14 to when power storage device 14 actually starts power feeding or power storage may be measured in advance. is incorporated into the control program of the power storage device control unit 17, and the power storage device 14 is controlled.
　消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得するためのものである。ドライブ用モータ３の動作の各サイクルにおいて、消費電力取得部１５により取得される消費電力の値は、所定のサンプリング周期で微小時間ごとに逐次取得される。一般に、電源装置１３における損失、ドライブ用モータ駆動装置１１における損失、及び電力線における損失は、ドライブ用モータ３の出力の絶対値に比べて小さいので、ドライブ用モータ３の出力の影響が総消費電力において支配的である。したがって、消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ただし、ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。ドライブ用モータ３の消費電力の値は、ドライブ用モータ３の回転速度とトルクとから求められるモータ出力と、ドライブ用モータ３の巻線損失とに基づいて計算することができる。ドライブ用モータ駆動装置１１の消費電力は、逆変換器１２０内のスイッチング損失などに基づいて計算することができる。電源装置１３の消費電力は、順変換器１１０内のスイッチング損失などに基づいて計算することができる。電力線の損失は、当該電力線における電流と電圧とに基づいて計算することができる。消費電力保存部１６は、モータ駆動システム１内に設けられた演算処理装置にて構成され、これら計算処理を行う。 The power consumption acquisition unit 15 is for acquiring the power consumption value of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. In each cycle of the operation of the drive motor 3, the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 is successively acquired at minute intervals in a predetermined sampling cycle. In general, the loss in the power supply 13, the loss in the drive motor driving device 11, and the loss in the power line are smaller than the absolute value of the output of the drive motor 3, so the output of the drive motor 3 affects the total power consumption. dominant in Therefore, the power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . However, in addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target by the power consumption acquisition unit 15, power storage device control The control accuracy of power storage device 14 by unit 17 is further improved. The power consumption value of the drive motor 3 can be calculated based on the motor output obtained from the rotational speed and torque of the drive motor 3 and the winding loss of the drive motor 3 . The power consumption of the drive motor driving device 11 can be calculated based on the switching loss in the inverter 120 and the like. The power consumption of the power supply device 13 can be calculated based on the switching loss in the forward converter 110 and the like. Power line losses can be calculated based on the current and voltage on the power line. The power consumption saving unit 16 is configured by an arithmetic processing device provided in the motor drive system 1, and performs these calculation processes.
　消費電力保存部１６は、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。上述のように、消費電力取得部１５により取得される消費電力の値は、所定のサンプリング周期で微小時間ごとに逐次取得されるものであるので、消費電力保存部１６は、各微小時間に対応付けられた消費電力の値に関する情報からなる波形データを保存することになる。ただし、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルに同期した消費電力の値に関する情報を保存するため、ドライブ用モータ制御部１２は、各サイクルに同期したタイミング基準信号を消費電力保存部１６へ周期的に送信し、消費電力保存部１６は、タイミング基準信号を目安に、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。なお、消費電力保存部１６に保存される「消費電力の値に関する情報」は、消費電力取得部１５が取得した消費電力の値そのものであってもよく、あるいは、予め規定された給電閾値に対して消費電力の値が上回った分に相当する給電超過電力の値及び予め規定された蓄電閾値に対して消費電力の値が下回った分に相当する蓄電超過電力の値であってもよい。 The power consumption saving unit 16 saves information about the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 . As described above, the value of power consumption acquired by the power consumption acquisition unit 15 is obtained successively at minute intervals in a predetermined sampling cycle. Waveform data consisting of information about the attached power consumption value will be saved. However, in order to store the information on the value of power consumption synchronized with each cycle of the operation of the drive motor 3, the drive motor controller 12 periodically sends the timing reference signal synchronized with each cycle to the power consumption storage unit 16. , and the power consumption saving unit 16 saves the information on the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15, using the timing reference signal as a guideline. The “information on the value of power consumption” stored in the power consumption storage unit 16 may be the power consumption value itself acquired by the power consumption acquisition unit 15, or may be a value of excess power supplied corresponding to the amount by which the power consumption exceeds a predetermined storage threshold, and a value of stored excess power corresponding to an amount by which the power consumption is below a predetermined storage threshold.
　ドライブ用モータ３の動作の各サイクルに同期したタイミング基準信号は、例えばＯＮ信号とＯＦＦ信号とで構成され、あるサイクルとその次のサイクルとの間は、ＯＦＦ信号によって切り分けられる。例えば、ドライブ用モータ制御部１２で生成されるドライブ用モータ３に対する位置指令または速度指令に対応してドライブ用モータ３の出力が変化することから、ドライブ用モータ制御部１２はタイミング基準信号のＯＮ信号を、位置指令または速度指令に対応して蓄電装置制御部１７へ出力する。また例えば、ドライブ用モータ制御部１２から、加工プログラムで規定される給電指令及び蓄電指令の出力開始を指令する信号をタイミング基準信号のＯＮ信号の立ち上がりの目安として用いてもよい。 A timing reference signal synchronized with each cycle of operation of the drive motor 3 is composed of, for example, an ON signal and an OFF signal, and a certain cycle and the next cycle are separated by the OFF signal. For example, since the output of the drive motor 3 changes in accordance with the position command or speed command for the drive motor 3 generated by the drive motor control unit 12, the drive motor control unit 12 turns ON the timing reference signal. A signal is output to power storage device control unit 17 in response to the position command or the speed command. Further, for example, a signal from the drive motor control unit 12 to start outputting the power supply command and the power storage command defined by the machining program may be used as a guideline for the rise of the ON signal of the timing reference signal.
　消費電力保存部１６は、タイミング基準信号のうちのＯＮ信号を受信している期間中における消費電力の値に関する情報を保存する。すなわち、消費電力取得部１５により取得される消費電力の値のうち保存すべき消費電力の値の時間的範囲は、ある１つのサイクルにおいてＯＮ信号が出力される時間期間により画定される。 The power consumption storage unit 16 stores information about the value of power consumption during the period during which the ON signal of the timing reference signal is received. That is, the temporal range of the power consumption values to be stored among the power consumption values acquired by the power consumption acquiring unit 15 is defined by the time period during which the ON signal is output in one cycle.
　蓄電装置制御部１７は、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値に関する情報に応じて給電指令及び蓄電指令を生成し、蓄電装置１４の給電及び蓄電を制御する。 The power storage device control unit 17 generates a power supply command and a power storage command according to the information about the power consumption value stored in the power consumption storage unit 16, and controls the power supply and power storage of the power storage device 14.
　ここで、蓄電装置制御部１７による給電指令及び蓄電指令の生成処理について、図６を参照して説明する。 Here, the generation processing of the power supply command and the power storage command by the power storage device control unit 17 will be described with reference to FIG.
　図６は、本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおけるタイミング基準信号と消費電力と超過電力と蓄電装置に対する指令との関係を例示する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the timing reference signal, power consumption, excess power, and commands to the power storage device in the motor drive system according to the embodiment of the present disclosure.
　蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号のうちのＯＮ信号で画定される期間中に、給電指令及び蓄電指令を出力して蓄電装置１４の制御を行う。図６に示す例では、時刻ｔ1から時刻ｔ6までの間が、タイミング基準信号がＯＮ信号である期間であり、このＯＮ信号発生期間中に消費電力の値に関する情報の保存、並びに、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御が行われる。 The power storage device control unit 17 controls the power storage device 14 by outputting a power supply command and a power storage command during a period defined by the ON signal of the timing reference signal. In the example shown in FIG. 6, the period from time t1 to time t6 is the period during which the timing reference signal is the ON signal. The power storage device 14 is controlled by the device control unit 17 .
　消費電力が電源装置１３内の順変換器１１０の最大供給電力を上回ったことにより蓄電装置１４から直流リンク４へ直流電力が供給されるべき状況にあるか否かを判定するための基準値として、供給閾値が設定される。供給閾値は、電源装置１３内の順変換器１１０の安全確保のため、順変換器１１０の最大供給電力を超えない程度の値に設定される。図６に示す例では、時刻ｔ2から時刻ｔ3までの間で消費電力の値が供給閾値を上回っている。供給閾値に対して消費電力の値が上回った分に相当する電力を、給電超過電力と称する。蓄電装置制御部１７では給電超過電力に対応する給電指令を生成し、当該給電指令を作成した時点のサイクルよりも後のサイクルにおいて、当該給電指令を用いて蓄電装置１４が給電超過電力に対応する給電電力を出力するよう制御する。給電指令は、給電超過電力と同じ大きさの直流電力（給電電力）を蓄電装置１４に出力させることができる大きさに設定される。 As a reference value for determining whether or not DC power should be supplied from the power storage device 14 to the DC link 4 because the power consumption exceeds the maximum power supply of the forward converter 110 in the power supply device 13 , the supply threshold is set. The supply threshold is set to a value that does not exceed the maximum power supply of the forward converter 110 in order to ensure the safety of the forward converter 110 in the power supply device 13 . In the example shown in FIG. 6, the power consumption value exceeds the supply threshold from time t2 to time t3 . The power corresponding to the power consumption exceeding the supply threshold is referred to as excess power. The power storage device control unit 17 generates a power supply command corresponding to the excess power supply, and the power storage device 14 uses the power supply command in a cycle after the cycle at which the power supply command is generated to handle the excess power supply. Control to output power supply. The power supply command is set to a magnitude that allows power storage device 14 to output DC power (power supply) that is the same as the excess power.
　また、消費電力が電源装置１３内の順変換器１１０の最大回生電力を下回ったことにより直流リンク４からの直流電力を蓄電装置１４へ蓄電すべき状況にあるか否かを判定するための基準値として、蓄電閾値が設定される。蓄電閾値は、電源装置１３内の順変換器１１０の安全確保のため、順変換器１１０の最大回生電力を超えない程度の値に設定される。図６に示す例では、時刻ｔ4から時刻ｔ5までの間で消費電力の値が蓄電閾値を下回っている。蓄電閾値に対して消費電力の値が下回った分に相当する電力を、蓄電超過電力と称する。蓄電装置制御部１７では蓄電超過電力に対応する蓄電指令を生成し、当該蓄電指令を作成した時点のサイクルよりも後のサイクルにおいて、当該蓄電指令を用いて蓄電装置１４が蓄電超過電力に対応する蓄電電力を回収（蓄電）するよう制御する。蓄電指令は、蓄電超過電力と同じ大きさの直流電力（蓄電電力）を蓄電装置１４に回収（蓄電）させることができる大きさに設定される。 Also, it is a criterion for determining whether the DC power from the DC link 4 should be stored in the power storage device 14 because the power consumption has fallen below the maximum regenerated power of the forward converter 110 in the power supply device 13. A power storage threshold is set as the value. The power storage threshold is set to a value that does not exceed the maximum regenerative electric power of the forward converter 110 in order to ensure the safety of the forward converter 110 in the power supply device 13 . In the example shown in FIG. 6, the power consumption value is below the power storage threshold from time t4 to time t5 . The power corresponding to the amount of power consumption that is less than the power storage threshold is referred to as excess power storage. The power storage device control unit 17 generates a power storage command corresponding to the excess power storage, and the power storage device 14 responds to the excess power storage using the power storage command in a cycle after the cycle at which the power storage command is generated. Control to recover (store) the stored power. The power storage command is set to a magnitude that allows the power storage device 14 to recover (store) DC power (stored power) of the same magnitude as the excess stored power.
　蓄電装置制御部１７により生成された給電指令及び蓄電指令は、当該給電指令及び当該蓄電指令の生成の際に用いられた消費電力の値を取得した時点に対応するサイクルよりも後のサイクルにおいて、蓄電装置１４へ出力され、蓄電装置１４を制御するために用いられる。つまり、あるサイクルにおいて蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御に用いられる給電指令及び蓄電指令は、当該給電指令及び当該蓄電指令が用いられている時点に対応するサイクルよりも前のサイクルにおいて生成されたものである。蓄電装置制御部１７は、あるサイクルにおいて、電力ピークの低減が必要となるタイミング（すなわち、消費電力が給電閾値を上回るタイミング及び消費電力が蓄電閾値を下回るタイミング）よりも、「蓄電装置１４の応答遅れ時間」に相当する時間だけ早く、蓄電装置１４へ給電指令及び蓄電指令をそれぞれ出力することで、蓄電装置１４を制御する。ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御するので、１つサイクルにおける給電超過電力及び蓄電超過電力が発生するタイミングは、各サイクルにおいてほぼ同じであり、再現性が高い。そこで、蓄電装置制御部１７は、消費電力保存部１６が保存した消費電力の値に関する情報から、１つサイクルにおける給電超過電力及び蓄電超過電力する発生するタイミングをドライブ用モータ３の動作プログラムやドライブ用モータ３に対する駆動指令に基づいて取得し、当該タイミングから「蓄電装置１４の応答遅れ時間」に相当する時間だけ早くしたタイミングを、給電指令及び蓄電指令の出力開始のタイミングとして用いる。蓄電装置制御部１７のこのような動作は、例えば予め規定された動作プログラムに規定しておけばよい。 The power supply command and the power storage command generated by the power storage device control unit 17 are generated in a cycle after the cycle corresponding to the point in time when the power consumption value used in generating the power supply command and the power storage command is obtained. It is output to power storage device 14 and used to control power storage device 14 . That is, the power supply command and the power storage command used by the power storage device control unit 17 to control the power storage device 14 in a certain cycle are generated in the cycle prior to the cycle corresponding to the point in time when the power supply command and the power storage command are used. It is what was done. In a certain cycle, the power storage device control unit 17 controls the “response of the power storage device 14” rather than the timing at which the power peak needs to be reduced (that is, the timing at which the power consumption exceeds the power supply threshold and the timing at which the power consumption falls below the power storage threshold). The power storage device 14 is controlled by outputting a power supply command and a power storage command to the power storage device 14 earlier by a time corresponding to the "delay time". The drive motor control unit 12 controls the drive motor driving device 11 so that the drive motor 3 operates in the same manner in each cycle. , is almost the same in each cycle and is highly reproducible. Therefore, the power storage device control unit 17 determines the timing of occurrence of excess power supply and excess power storage in one cycle based on the information about the value of power consumption stored in the power consumption storage unit 16. The timing acquired based on the drive command for the electric motor 3 and advanced by the time corresponding to the "response delay time of the power storage device 14" is used as the timing to start outputting the power supply command and the power storage command. Such an operation of the power storage device control unit 17 may be defined in a predetermined operation program, for example.
　続いて、蓄電装置制御部１７の構成例について、いくつか列記する。消費電力保存部１６に保存される消費電力の値に関する情報が消費電力取得部１５が取得した消費電力の値そのものである場合は、第１の形態による蓄電装置制御部１７が採用され、消費電力保存部１６に保存される消費電力の値に関する情報が給電超過電力の値及び蓄電超過電力の値である場合は、第２の形態による蓄電装置制御部１７が採用される。 Next, some configuration examples of the power storage device control unit 17 will be listed. When the information related to the power consumption value stored in the power consumption storage unit 16 is the power consumption value itself acquired by the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 according to the first embodiment is adopted, and the power consumption value is When the information on the power consumption value stored in the storage unit 16 is the value of the excess power supplied and the value of the excess power stored, the power storage device control unit 17 according to the second mode is adopted.
　まず、第１の形態による蓄電装置制御部１７について説明する。図４は、第１の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の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。 First, the power storage device control unit 17 according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to the first form.
　第１の形態による蓄電装置制御部１７は、比較部２１及び指令生成部２２を有する。 The power storage device control unit 17 according to the first mode has a comparison unit 21 and a command generation unit 22 .
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルに同期したタイミング基準信号を消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ周期的に送信し、消費電力保存部１６は、あるサイクルにおいて、タイミング基準信号のＯＮ信号を受信している間に消費電力取得部１５により取得された消費電力の値そのものを保存する。 The drive motor control unit 12 periodically transmits a timing reference signal synchronized with each cycle of the operation of the drive motor 3 to the power consumption storage unit 16 and the power storage device control unit 17. In the cycle, the value itself of the power consumption acquired by the power consumption acquisition unit 15 while the ON signal of the timing reference signal is being received is saved.
　比較部２１は、タイミング基準信号のＯＮ信号を受信している間、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値を読み出し、この消費電力の値と予め規定された給電閾値及び予め規定された蓄電閾値とを比較する。比較結果は、指令生成部２２に送られる。 While receiving the ON signal of the timing reference signal, the comparison unit 21 reads the power consumption value stored in the power consumption storage unit 16, and compares the power consumption value with the predetermined power supply threshold and the predetermined power supply threshold. and the stored power threshold. A comparison result is sent to the command generation unit 22 .
　指令生成部２２は、比較部２１による比較結果に基づき、給電閾値に対して消費電力の値が上回った分に相当する給電超過電力の値に応じて、蓄電装置１４に対する給電指令を生成する。また、指令生成部２２は、比較部２１の比較結果に基づき、蓄電閾値に対して消費電力の値が下回った分に相当する蓄電超過電力の値に応じて蓄電装置１４に対する蓄電指令を生成する。 The command generation unit 22 generates a power supply command for the power storage device 14 based on the result of the comparison by the comparison unit 21, according to the value of the excess power supply corresponding to the power consumption exceeding the power supply threshold. In addition, based on the comparison result of the comparison unit 21, the command generation unit 22 generates a power storage command for the power storage device 14 in accordance with the value of the excess stored power corresponding to the power consumption value falling below the power storage threshold. .
　続いて、第２の形態による蓄電装置制御部１７について説明する。図５は、第２の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の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。 Next, the power storage device control unit 17 according to the second form will be described. FIG. 5 is a block diagram of a motor drive system according to an embodiment of the present disclosure having a power storage device control unit according to a second form.
　第２の形態による蓄電装置制御部１７は、指令生成部２３を有する。 The power storage device control unit 17 according to the second mode has a command generation unit 23 .
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルに同期したタイミング基準信号を消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ周期的に送信する。消費電力保存部１６は、タイミング基準信号のＯＮ信号を受信している間、微小時間ごとに、予め規定された給電閾値に対して消費電力の値が上回った分に相当する給電超過電力の値を保存し、予め規定された蓄電閾値に対して消費電力の値が下回った分に相当する蓄電超過電力の値を保存する。消費電力取得部１５により取得される消費電力の値は、微小時間ごとに逐次取得されるものであるので、消費電力保存部１６は、各微小時間に対応付けられた給電超過電力の値及び蓄電超過電力の値からなる波形データを保存することになる。 The drive motor control unit 12 periodically transmits a timing reference signal synchronized with each cycle of the operation of the drive motor 3 to the power consumption storage unit 16 and the power storage device control unit 17 . While receiving the ON signal of the timing reference signal, the power consumption saving unit 16 stores, at minute intervals, a value of excess power supply corresponding to the amount by which the power consumption exceeds a predetermined power supply threshold. is stored, and the stored excess power value corresponding to the power consumption value falling below a predetermined storage threshold value is stored. Since the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 is sequentially acquired for each minute time, the power consumption saving unit 16 stores the value of the excess power supply and the stored power associated with each minute time. Waveform data consisting of excess power values will be saved.
　指令生成部２３は、消費電力保存部１６に保存された給電超過電力の値及び蓄電超過電力の値を読み出し、給電超過電力の値に応じて蓄電装置１４に対する給電指令を生成し、蓄電超過電力の値に応じて蓄電装置１４に対する蓄電指令を生成する。 The command generation unit 23 reads the value of the excess power supply and the value of the excess stored power stored in the power consumption storage unit 16, generates a power supply command for the power storage device 14 according to the value of the excess power supply, and stores the excess power storage. A power storage command for the power storage device 14 is generated according to the value of .
　本開示の一実施形態によれば、機械の動力になるドライブ用モータ３を駆動するドライブ用モータ駆動装置１１に対する電力の供給、及びドライブ用モータ３からドライブ用モータ駆動装置１１を介して戻される電力の蓄電を行う蓄電装置１４の制御方法は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、ドライブ用モータ３の駆動のためにドライブ用モータ駆動装置１１に対して電力を供給する電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する消費電力取得ステップと、消費電力取得ステップにおいて取得された消費電力の値に関する情報を保存する消費電力保存ステップと、消費電力保存ステップにおいて保存された消費電力の値に関する情報に応じて、蓄電装置１４の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御ステップと、を備える。 According to one embodiment of the present disclosure, power is supplied to and returned from the drive motor 3 via the drive motor drive 11 to drive the drive motor 3 that powers the machine. The control method of the power storage device 14 that stores electric power includes the drive motor 3, the drive motor drive device 11, and the power supply device 13 that supplies power to the drive motor drive device 11 to drive the drive motor 3. , and power lines connecting them; a power consumption obtaining step of obtaining a power consumption value; a power consumption saving step of saving information about the power consumption value obtained in the power consumption obtaining step; and a power storage device control step of controlling power supply and power storage of the power storage device 14 according to the information about the value of power consumption saved in the power saving step.
　ここで、蓄電装置制御部１７による給電指令及び蓄電指令を用いた蓄電装置制御処理の例について、いくつか列記する。 Here, some examples of power storage device control processing using the power supply command and the power storage command by the power storage device control unit 17 will be listed.
　第１の形態による蓄電装置制御処理は、消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成をドライブ用モータ３の動作の各サイクルの都度行うものである。図７は、本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおける第１の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。 The power storage device control process according to the first embodiment acquires and stores the value of power consumption and generates a power supply command and a power storage command each time the drive motor 3 operates. FIG. 7 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the first mode in the motor drive system according to the embodiment of the present disclosure.
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作（すなわち回転）するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御している場合において、ドライブ用モータ制御部１２は、各サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。 When the drive motor control unit 12 controls the drive motor drive device 11 so that the drive motor 3 operates (that is, rotates) in the same operation in each cycle, the drive motor control unit 12 controls each cycle. A timing reference signal synchronized with the cycle is transmitted to the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 .
　ステップＳ１０１において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S101, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an ON signal.
　タイミング基準信号がＯＮ信号である場合、ステップＳ１０２において、消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する。消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。 When the timing reference signal is the ON signal, in step S102, the power consumption acquisition unit 15 determines the power consumption of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. Get the power value. The power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . In addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target of the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 The control accuracy of the power storage device 14 is further improved.
　ステップＳ１０３において、消費電力保存部１６は、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。 In step S<b>103 , the power consumption saving unit 16 saves the information on the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 .
　ステップＳ１０４において、蓄電装置制御部１７は、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値に関する情報に応じて、現在のサイクルのその次のサイクル（すなわち現在のサイクルよりも１つ後のサイクル）の給電指令及び蓄電指令を生成する。この段階で生成された給電指令及び蓄電指令は、当該給電指令及び当該蓄電指令の生成の際に用いられた消費電力の値を取得した時点である現在のサイクルのその次のサイクル（すなわち現在のサイクルよりも１つ後のサイクル）において蓄電装置１４へ出力されて蓄電装置１４を制御するために用いられる。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおいて生成された給電指令及び蓄電指令については、当該最初の１サイクルにおいて蓄電装置１４へ出力されて蓄電装置１４を制御するためにも用いられる。 In step S<b>104 , the power storage device control unit 17 controls the next cycle of the current cycle (that is, the ) to generate a power supply command and a power storage command. The power supply command and the power storage command generated at this stage are the next cycle of the current cycle at the time when the power consumption value used in the generation of the power supply command and the power storage command was obtained (i.e., the current cycle). The output is output to power storage device 14 in the next cycle) and used to control power storage device 14 . However, the power supply command and the power storage command generated in the first cycle immediately after the start of operation of the drive motor 3 are also output to the power storage device 14 and used to control the power storage device 14 in the first cycle. be done.
　ステップＳ１０５において、蓄電装置制御部１７は、現在のサイクルよりも１つ前のサイクルで生成された給電指令及び蓄電指令を、電力ピークの低減が必要となるタイミング（すなわち、消費電力が給電閾値を上回るタイミング及び消費電力が蓄電閾値を下回るタイミング）よりも、「蓄電装置１４の応答遅れ時間」に相当する時間だけ早く、蓄電装置１４へ出力し、蓄電装置１４を制御する。 In step S105, the power storage device control unit 17 sets the power supply command and the power storage command generated in the cycle immediately before the current cycle to the timing when the power peak needs to be reduced (that is, when the power consumption exceeds the power supply threshold). The power storage device 14 is output to the power storage device 14 to control the power storage device 14 earlier than the timing when the power consumption exceeds the power storage threshold and the timing when the power consumption falls below the power storage threshold by a time corresponding to the "response delay time of the power storage device 14".
　このように、ステップＳ１０４においては、消費電力の値を取得した時点に対応する現在のサイクルの次のサイクル（すなわち現在のサイクルよりも１つ後のサイクル）で用いられる給電指令及び蓄電指令を生成し、ステップＳ１０５においては、消費電力の値を取得した時点に対応する現在のサイクルよりも１つ前のサイクルで生成された給電指令及び蓄電指令を用いて蓄電装置１４が制御される。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおいては、ステップＳ１０５では、当該最初の１サイクルにおけるステップＳ１０４で生成された給電指令及び蓄電指令を用いてリアルタイムで蓄電装置１４が制御される。 Thus, in step S104, the power supply command and the power storage command to be used in the next cycle of the current cycle (that is, the cycle after the current cycle) corresponding to the time when the power consumption value was obtained are generated. Then, in step S105, the power storage device 14 is controlled using the power supply command and the power storage command generated in the cycle immediately preceding the current cycle corresponding to the time at which the power consumption value was acquired. However, in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, in step S105, the power storage device 14 is controlled in real time using the power supply command and the power storage command generated in step S104 in the first cycle. be.
　ステップＳ１０６において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ１０２へ戻り、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、現在のサイクルにおける消費電力取得部１５、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７における各処理を終了する。処理終了後は、再びステップＳ１０１へ戻り、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始される。 In step S106, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S102, and if it is determined that the timing reference signal is an OFF signal, power consumption acquisition unit 15 and power consumption storage unit 16 in the current cycle. And each process in the power storage device control unit 17 ends. After completion of the process, the process returns to step S101 and a new cycle of the drive motor 3 is started.
　上述の第１の形態による蓄電装置制御処理によれば、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルにおいて消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成が行われるので、モータ駆動システム１の動作環境（周囲温度など）の変化に対する微妙な変化に対応することができ、蓄電装置１４を高精度かつ確実に制御することができる。 According to the power storage device control process according to the first embodiment described above, the power consumption value is obtained and stored, and the power supply command and the power storage command are generated in each cycle of the operation of the drive motor 3. Therefore, the motor drive system 1 It is possible to respond to subtle changes in the operating environment (ambient temperature, etc.), and to control the power storage device 14 with high precision and reliability.
　第２の形態による蓄電装置制御処理は、消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成をドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルのみで行い、その後のサイクルでは同じ給電指令及び蓄電指令に基づいて蓄電装置を制御するものである。図８は、本開示の一実施形態によるモータ駆動システムにおける第２の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。 In the power storage device control process according to the second mode, the acquisition and storage of the power consumption value and the generation of the power supply command and the power storage command are performed only in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating. The power storage device is controlled based on the power supply command and the power storage command. FIG. 8 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the second mode in the motor drive system according to the embodiment of the present disclosure.
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作（すなわち回転）するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御する処理を開始した場合において、ドライブ用モータ制御部１２は、当該サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。ステップＳ２０１～Ｓ２０６は、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルのみで実行され、ステップＳ２０７～Ｓ２０９は、当該最初の１サイクルよりも後のサイクルで実行される。 When the drive motor control unit 12 starts the process of controlling the drive motor drive device 11 so that the drive motor 3 operates (that is, rotates) in the same operation in each cycle, the drive motor control unit 12 , the timing reference signal synchronized with the cycle is transmitted to the power consumption storage unit 16 and the power storage device control unit 17 . Steps S201 to S206 are executed only in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, and steps S207 to S209 are executed in cycles after the first cycle.
　ステップＳ２０１において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S201, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether or not the timing reference signal is an ON signal.
　タイミング基準信号がＯＮ信号である場合、ステップＳ２０２において、消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する。消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。 When the timing reference signal is the ON signal, in step S202, the power consumption acquisition unit 15 determines the power consumption of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. Get the power value. The power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . In addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target of the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 The control accuracy of the power storage device 14 is further improved.
　ステップＳ２０３において、消費電力保存部１６は、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。 In step S<b>203 , the power consumption saving unit 16 saves the information on the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 .
　ステップＳ２０４において、蓄電装置制御部１７は、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値に関する情報に応じて給電指令及び蓄電指令を生成し、ステップＳ２０５において、蓄電装置制御部１７は、給電指令及び蓄電指令を用いてリアルタイムで蓄電装置１４を制御する。なお、この段階で生成された給電指令及び蓄電指令は、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおける蓄電装置１４の制御（ステップＳ２０５）及び当該最初の１サイクルよりも後のサイクルにおける蓄電装置１４の制御（ステップＳ２０８）に共通して用いられる。 In step S204, the power storage device control unit 17 generates a power supply command and a power storage command according to the information about the power consumption value stored in the power consumption storage unit 16. The power storage device 14 is controlled in real time using the command and the power storage command. Note that the power supply command and the power storage command generated at this stage are used to control the power storage device 14 in the first cycle immediately after the start of operation of the drive motor 3 (step S205) and in cycles after the first cycle. It is commonly used for control of power storage device 14 (step S208).
　ステップＳ２０６において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ２０２へ戻る。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、ステップＳ２０７へ進み、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始され、ドライブ用モータ制御部１２は、当該サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。 In step S206, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S202. If it is determined that the timing reference signal is an OFF signal, the process proceeds to step S207, a new cycle of the drive motor 3 is started, and the drive motor controller 12 outputs the timing reference signal synchronized with the cycle. It is transmitted to the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 .
　ステップＳ２０７において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S207, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether or not the timing reference signal is the ON signal.
　ステップＳ２０８において、蓄電装置制御部１７は、電力ピークの低減が必要となるタイミング（すなわち、消費電力が給電閾値を上回るタイミング及び消費電力が蓄電閾値を下回るタイミング）よりも、「蓄電装置１４の応答遅れ時間」に相当する時間だけ早く給電指令及び蓄電指令を蓄電装置１４へ出力し、蓄電装置１４を制御する。この段階で用いられる給電指令及び蓄電指令は、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおけるステップＳ２０４で生成されたものである。 In step S<b>208 , the power storage device control unit 17 controls the “response of the power storage device 14 A power supply command and a power storage command are output to the power storage device 14 earlier by a time corresponding to the "delay time", and the power storage device 14 is controlled. The power supply command and power storage command used at this stage are generated in step S204 in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating.
　ステップＳ２０９において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ２０８へ戻る。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、ステップＳ２０７へ戻り、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始される。 In step S209, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether or not the timing reference signal is the OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S208. If it is determined that the timing reference signal is an OFF signal, the process returns to step S207 and a new cycle of the drive motor 3 is started.
　上述の第２の形態による蓄電装置制御処理によれば、ドライブ用モータ３の最初の１サイクルよりも後のサイクルでは同一の給電指令及び蓄電指令を用いて蓄電装置１４が制御されるので、モータ駆動システム１内の演算処理装置の処理負担を軽減することができる。 According to the power storage device control process according to the above-described second embodiment, the same power supply command and power storage command are used to control the power storage device 14 in cycles after the first cycle of the drive motor 3. The processing load of the arithmetic processing unit in the drive system 1 can be reduced.
　以上説明した第１の形態及び第２の形態による蓄電装置制御部１７の構成と第１の形態及び第２の形態による蓄電装置制御処理とは、適宜組み合わせて実施され得る。 The configuration of the power storage device control unit 17 according to the first and second embodiments described above and the power storage device control processing according to the first and second embodiments can be appropriately combined and implemented.
　本開示の一実施形態によるモータ駆動システムの変形例について、図９～図１３を参照して説明する。 A modified example of the motor drive system according to one embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 9 to 13. FIG.
　上述したように、給電指令は、給電超過電力と同じ大きさの直流電力（給電電力）を蓄電装置１４に出力させることができる大きさに設定され、蓄電指令は、蓄電超過電力と同じ大きさの直流電力（蓄電電力）を蓄電装置１４に回収（蓄電）させることができる大きさに設定される。しかしながら、蓄電装置１４内に存在する損失や蓄電装置制御部１７の制御遅れなどの影響により、実際に蓄電装置１４から出力されるべき給電電力及び蓄電装置に回収（蓄電）されるべき蓄電電力が、給電指令及び蓄電指令に追従できず、出力及び回収に時間的な遅れが発生することがある。このような時間的な遅れがあると、実際の給電電力の値と給電指令との間に電力偏差が発生し、実際の蓄電電力と蓄電指令との間に電力偏差が発生する、本変形例では、このような電力偏差を減らすよう給電指令及び蓄電指令を補正する処理を行う。 As described above, the power supply command is set to a magnitude that allows the power storage device 14 to output DC power (supplied power) of the same magnitude as the excess power, and the power storage command is set to the same magnitude as the excess power. DC power (accumulated power) is set to a magnitude that can be recovered (accumulated) in the electricity storage device 14 . However, due to the effects of losses in the power storage device 14 and control delays of the power storage device control unit 17, the power that should actually be supplied from the power storage device 14 and the stored power that should be collected (stored) in the power storage device may vary. , the power supply command and the power storage command cannot be followed, and a time delay may occur in output and recovery. If there is such a time delay, a power deviation occurs between the actual power supply value and the power supply command, and a power deviation occurs between the actual stored power and the power storage command. Then, a process of correcting the power supply command and the power storage command is performed so as to reduce such power deviation.
　図１１は、本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける消費電力と超過電力と蓄電装置に対する指令との関係を例示する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the power consumption, the excess power, and the command to the power storage device in the motor drive system according to the modified example of the embodiment of the present disclosure.
　図１１では、一例として、現在サイクルにおいて、時刻ｔ11から時刻ｔ12までの間に給電超過電力が発生し、時刻ｔ13から時刻ｔ14までの間に蓄電超過電力が発生しており、これに基づいて給電指令及び蓄電指令が生成される。ドライブ用モータ３は各サイクルについて同一動作にて動作するよう制御されるので、電力ピークの低減が必要となるタイミング（すなわち、消費電力が給電閾値を上回るタイミング及び消費電力が蓄電閾値を下回るタイミング）は各サイクルにおいて同一のタイミングで発生するはずである。しかしながら、蓄電装置１４内に存在する損失や蓄電装置制御部１７の制御遅れなどの影響により、現在のサイクルにおいて、実際に蓄電装置１４から給電電力が出力され始める時刻が時刻ｔ11から遅れ、実際に蓄電装置１４に蓄電電力が回収され始める時刻が時刻ｔ12から遅れることがあると、現在のサイクルにおける実際の給電電力の値と給電指令との間、及び現在のサイクルにおける実際の蓄電電力と蓄電指令との間に、電力偏差が発生する。電力偏差は、給電指令に対する実際の給電電力の不足分及び蓄電指令に対する蓄電指令に対する実際の蓄電電力の不足分に対応することから、本変形例では、上記不足分を減らすため、電力偏差に基づいて補正量を生成し、この補正量を、現在のサイクルで生成された給電指令及び蓄電指令のそれぞれに加算することで、現在のサイクルの次のサイクルで用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する。なお、電力偏差と補正量とは必ずしも一致している必要はなく、電力偏差に所定の割合を掛けた値を補正量として用いてもよい。 In FIG. 11, as an example, in the current cycle, excess power supplied occurs between time t11 and time t12 , and excess stored power occurs between time t13 and time t14 . A power supply command and a power storage command are generated based on. Since the drive motor 3 is controlled to operate in the same manner in each cycle, the timing at which the power peak needs to be reduced (that is, the timing at which the power consumption exceeds the power supply threshold and the timing at which the power consumption falls below the storage threshold). should occur at the same timing in each cycle. However, due to the effects of losses in power storage device 14 and control delays of power storage device control unit 17, the time at which power actually starts to be supplied from power storage device 14 is delayed from time t11 in the current cycle. If the time when the stored power starts to be collected in the power storage device 14 may be delayed from the time t12 , the actual stored power value and the power supply command in the current cycle, and the actual stored power in the current cycle. A power deviation occurs between the power storage command and the power storage command. The power deviation corresponds to the shortage of the actual supplied power to the power supply command and the shortage of the actual stored power to the storage command to the storage command. By adding this correction amount to each of the power supply command and the power storage command generated in the current cycle, a new power supply command and a new power storage command to be used in the next cycle of the current cycle Generate directives. Note that the power deviation and the correction amount do not necessarily have to match, and a value obtained by multiplying the power deviation by a predetermined ratio may be used as the correction amount.
　上述の補正処理が実行される本変形例による蓄電装置制御部１７の構成例について、図９及び図１０を参照して説明する。 A configuration example of the power storage device control unit 17 according to this modified example in which the above-described correction processing is executed will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.
　図９は、第１の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムのブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram of a motor drive system according to a modification of one embodiment of the present disclosure, which has a power storage device control unit according to the first form.
　図９に示すように、本変形例による第１の形態による蓄電装置制御部１７は、図４を参照して説明した比較部２１及び指令生成部２２に加えて、電力偏差計算部２４及び補正量計算部２５をさらに有する。 As shown in FIG. 9, the power storage device control unit 17 according to the first mode according to this modification includes the comparison unit 21 and the command generation unit 22 described with reference to FIG. It further has a quantity calculator 25 .
　比較部２１については、図４を参照して説明した通りである。 The comparison unit 21 is as described with reference to FIG.
　電力偏差計算部２４は、あるサイクルにおいて、タイミング基準信号を受信している間、蓄電装置１４から出力される実際の給電電力の値から給電指令を減算した値と蓄電装置１４へ回収される実際の蓄電電力から蓄電指令を減算した値とで規定される電力偏差を計算する。 In a certain cycle, while receiving the timing reference signal, the power deviation calculation unit 24 calculates the value obtained by subtracting the power supply command from the value of the actual power supply output from the power storage device 14 and the actual power recovered to the power storage device 14 . Calculate the power deviation defined by the value obtained by subtracting the power storage command from the stored power.
　補正量計算部２５は、電力偏差計算部２４により計算された電力偏差に応じた補正量を計算する。 The correction amount calculator 25 calculates a correction amount according to the power deviation calculated by the power deviation calculator 24 .
　指令生成部２２は、電力偏差の計算の際に用いられた給電指令及び蓄電指令に、当該電力偏差に応じた補正量を加算することで、当該電力偏差の計算の際に用いられた消費電力の値を取得した時点に対応するサイクルの次のサイクルにおいて用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する。 The command generation unit 22 adds a correction amount according to the power deviation to the power supply command and the power storage command used when calculating the power deviation, thereby reducing the power consumption used when calculating the power deviation. A new power supply command and a new power storage command to be used in the cycle next to the cycle corresponding to the time when the value of is acquired are generated.
　本変形例による第１の形態による蓄電装置制御部１７に関し、指令生成部２２、電力偏差計算部２４及び補正量計算部２５以外の構成については、図４を参照して説明した通りである。 Regarding the power storage device control unit 17 according to the first mode according to this modified example, the configuration other than the command generation unit 22, the power deviation calculation unit 24, and the correction amount calculation unit 25 is as described with reference to FIG.
　また、図１０は、第２の形態による蓄電装置制御部を有する本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムのブロック図である。 Also, FIG. 10 is a block diagram of a motor drive system according to a modification of the embodiment of the present disclosure, which has a power storage device control unit according to the second form.
　図１０に示すように、本変形例による第２の形態による蓄電装置制御部１７は、図５を参照して説明した指令生成部２３に加えて、電力偏差計算部２４及び補正量計算部２５をさらに有する。 As shown in FIG. 10, the power storage device control unit 17 according to the second mode according to the modification includes the command generation unit 23 described with reference to FIG. further has
　電力偏差計算部２４は、タイミング基準信号を受信している間、蓄電装置１４から出力される実際の給電電力の値から給電指令を減算した値と蓄電装置１４へ回収される実際の蓄電電力から蓄電指令を減算した値とで規定される電力偏差を計算する。 While receiving the timing reference signal, the power deviation calculation unit 24 calculates a value obtained by subtracting the power supply command from the value of the actual power supply output from the power storage device 14 and the actual power stored in the power storage device 14. Calculate the power deviation defined by the value obtained by subtracting the power storage command.
　補正量計算部２５は、電力偏差計算部２４により計算された電力偏差に応じた補正量を計算する。 The correction amount calculator 25 calculates a correction amount according to the power deviation calculated by the power deviation calculator 24 .
　指令生成部２３は、電力偏差の計算の際に用いられた給電指令及び蓄電指令に、当該電力偏差に応じた補正量を加算することで、当該電力偏差の計算の際に用いられた消費電力の値を取得した時点に対応するサイクルの次のサイクルにおいて用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する。 The command generation unit 23 adds a correction amount according to the power deviation to the power supply command and the power storage command used when calculating the power deviation, thereby reducing the power consumption used when calculating the power deviation. A new power supply command and a new power storage command to be used in the cycle next to the cycle corresponding to the time when the value of is acquired are generated.
　本変形例による第２の形態による蓄電装置制御部１７に関し、指令生成部２３、電力偏差計算部２４及び補正量計算部２５以外の構成については、図５を参照して説明した通りである。 Regarding the power storage device control unit 17 according to the second mode according to this modified example, the configuration other than the command generation unit 23, the power deviation calculation unit 24, and the correction amount calculation unit 25 is as described with reference to FIG.
　続いて、本変形例における蓄電装置制御部１７による給電指令及び蓄電指令を用いた蓄電装置制御処理の例について、いくつか列記する。 Next, some examples of power storage device control processing using the power supply command and the power storage command by the power storage device control unit 17 in this modified example will be listed.
　本変形例における第１の形態による蓄電装置制御処理は、消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成をドライブ用モータ３の動作の各サイクルの都度行うものである。図１２は、本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける第１の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。 The power storage device control process according to the first form of the present modification acquires and stores the power consumption value, and generates a power supply command and a power storage command for each cycle of the operation of the drive motor 3 . FIG. 12 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the first mode in the motor drive system according to the modified example of the embodiment of the present disclosure.
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作（すなわち回転）するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御している場合において、ドライブ用モータ制御部１２は、各サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。 When the drive motor control unit 12 controls the drive motor drive device 11 so that the drive motor 3 operates (that is, rotates) in the same operation in each cycle, the drive motor control unit 12 controls each cycle. A timing reference signal synchronized with the cycle is transmitted to the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 .
　ステップＳ３０１において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S301, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an ON signal.
　タイミング基準信号がＯＮ信号である場合、ステップＳ３０２において、消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する。消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。 When the timing reference signal is the ON signal, in step S302, the power consumption acquisition unit 15 determines the power consumption of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. Get the power value. The power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . In addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target of the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 The control accuracy of the power storage device 14 is further improved.
　ステップＳ３０３において、消費電力保存部１６は、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。 In step S<b>303 , the power consumption saving unit 16 saves the information on the power consumption value acquired by the power consumption acquiring unit 15 .
　ステップＳ３０４において、電力偏差計算部２４は、現在のサイクルにおいて蓄電装置１４から出力される実際の給電電力の値から給電指令を減算した値と蓄電装置１４へ回収される実際の蓄電電力から蓄電指令を減算した値とで規定される電力偏差を計算する。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおいては、ステップＳ３０４の処理は省略される。 In step S304, the power deviation calculation unit 24 subtracts the power supply command from the value of the actual power supplied from the power storage device 14 in the current cycle, and calculates the power storage command from the actual power stored in the power storage device 14. and the power deviation specified by However, in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, the process of step S304 is omitted.
　ステップＳ３０５において、補正量計算部２５は、電力偏差計算部２４により計算された電力偏差に応じた補正量を計算する。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおいては、ステップＳ３０５の処理は省略される。 In step S305, the correction amount calculation unit 25 calculates a correction amount according to the power deviation calculated by the power deviation calculation unit 24. However, the process of step S305 is omitted in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating.
　ステップＳ３０６において、指令生成部２３は、電力偏差の計算の際に用いられた給電指令及び蓄電指令に、当該電力偏差に応じた補正量を加算することで、現在のサイクルの次のサイクル（すなわち現在のサイクルよりも１つ後のサイクル）において用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおけるステップＳ３０６では、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値に関する情報に応じて給電指令及び蓄電指令を生成する。 In step S306, the command generation unit 23 adds a correction amount according to the power deviation to the power supply command and the power storage command used in calculating the power deviation, thereby generating the next cycle of the current cycle (that is, A new power supply command and a new power storage command to be used in the cycle after the current cycle) are generated. However, in step S<b>306 in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, the power supply command and the power storage command are generated according to the information on the power consumption value saved in the power consumption saving unit 16 .
　ステップＳ３０７において、蓄電装置制御部１７は、現在のサイクルよりも１つ前のサイクルで生成された給電指令及び蓄電指令を、蓄電装置１４へ出力し、蓄電装置１４を制御する。ただし、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルにおいては、ステップＳ３０７では、当該最初の１サイクルにおけるステップＳ３０６で生成された給電指令及び蓄電指令を用いてリアルタイムで蓄電装置１４が制御される。 In step S<b>307 , the power storage device control unit 17 outputs to the power storage device 14 the power supply command and the power storage command generated in the cycle immediately preceding the current cycle, and controls the power storage device 14 . However, in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, in step S307, the power storage device 14 is controlled in real time using the power supply command and the power storage command generated in step S306 in the first cycle. be.
　ステップＳ３０８において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ３０２へ戻り、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、現在のサイクルにおける消費電力取得部１５、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７における各処理を終了する。処理終了後は、再びステップＳ３０１へ戻り、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始される。 In step S308, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is the OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S302, and if the timing reference signal is determined to be an OFF signal, the power consumption acquisition unit 15 and the power consumption storage unit 16 in the current cycle. And each process in the power storage device control unit 17 ends. After completion of the processing, the process returns to step S301 and a new cycle of the drive motor 3 is started.
　上述の本変形例における第１の形態による蓄電装置制御処理によれば、ドライブ用モータ３の動作の各サイクルにおいて消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成が行われるので、モータ駆動システム１の動作環境（周囲温度など）の変化に対する微妙な変化に対応することができ、蓄電装置１４を高精度かつ確実に制御することができる。また、給電指令に対する実際の給電電力の不足分及び蓄電指令に対する蓄電指令に対する実際の蓄電電力の不足分に相当する電力偏差を減らす給電指令及び蓄電指令を補正するので、より確実に電力ピークの低減を実現することができる。 According to the power storage device control process according to the first embodiment of the modification described above, the power consumption value is obtained and stored, and the power supply command and power storage command are generated in each cycle of the operation of the drive motor 3. Subtle changes in the operating environment (ambient temperature, etc.) of the motor drive system 1 can be dealt with, and the power storage device 14 can be controlled with high accuracy and reliability. In addition, since the power supply command and the storage command are corrected to reduce the power deviation corresponding to the shortage of the actual supplied power with respect to the power supply command and the shortage of the actual stored power with respect to the storage command with respect to the storage command, the power peak can be reduced more reliably. can be realized.
　本変形例における第２の形態による蓄電装置制御処理は、消費電力の値の取得及び保存並びに給電指令及び蓄電指令の生成をドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルのみで行い、その後のサイクルでは同じ給電指令及び蓄電指令に基づいて蓄電装置を制御するものである。図１３は、本開示の一実施形態の変形例によるモータ駆動システムにおける第２の形態による蓄電装置制御処理の動作フローを示すフローチャートである。 In the power storage device control process according to the second mode of the present modification, the acquisition and storage of the power consumption value and the generation of the power supply command and the power storage command are performed only in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating. In the cycle 2, the power storage device is controlled based on the same power supply command and power storage command. FIG. 13 is a flowchart showing an operation flow of power storage device control processing according to the second mode in the motor drive system according to the modified example of the embodiment of the present disclosure.
　ドライブ用モータ制御部１２は、ドライブ用モータ３が各サイクルについて同一動作にて動作（すなわち回転）するようドライブ用モータ駆動装置１１を制御する処理を開始した場合において、ドライブ用モータ制御部１２は、当該サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。ステップＳ４０１～Ｓ４０６は、ドライブ用モータ３の動作開始直後の最初の１サイクルのみで実行され、ステップＳ４０７～Ｓ４１２は、当該最初の１サイクルよりも後のサイクルで実行される。 When the drive motor control unit 12 starts the process of controlling the drive motor drive device 11 so that the drive motor 3 operates (that is, rotates) in the same operation in each cycle, the drive motor control unit 12 , the timing reference signal synchronized with the cycle is transmitted to the power consumption storage unit 16 and the power storage device control unit 17 . Steps S401 to S406 are executed only in the first cycle immediately after the drive motor 3 starts operating, and steps S407 to S412 are executed in cycles after the first cycle.
　ステップＳ４０１において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S401, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an ON signal.
　タイミング基準信号がＯＮ信号である場合、ステップＳ４０２において、消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する。消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。 When the timing reference signal is the ON signal, in step S402, the power consumption acquisition unit 15 determines the power consumption of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. Get the power value. The power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . In addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target of the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 The control accuracy of the power storage device 14 is further improved.
　ステップＳ４０３において、消費電力保存部１６は、消費電力取得部１５により取得された消費電力の値に関する情報を保存する。 In step S403, the power consumption saving unit 16 saves the information on the power consumption value acquired by the power consumption acquisition unit 15.
　ステップＳ４０４において、蓄電装置制御部１７は、消費電力保存部１６に保存された消費電力の値に関する情報に応じて給電指令及び蓄電指令を生成し、ステップＳ４０５において、蓄電装置制御部１７は、給電指令及び蓄電指令を用いてリアルタイムで蓄電装置１４を制御する。 In step S404, the power storage device control unit 17 generates a power supply command and a power storage command according to the information about the power consumption value stored in the power consumption storage unit 16. The power storage device 14 is controlled in real time using the command and the power storage command.
　ステップＳ４０６において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ４０２へ戻る。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、ステップＳ４０７へ進み、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始され、ドライブ用モータ制御部１２は、当該サイクルに同期したタイミング基準信号を、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７へ送信する。 In step S406, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether the timing reference signal is an OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S402. If it is determined that the timing reference signal is an OFF signal, the process proceeds to step S407, a new cycle of the drive motor 3 is started, and the drive motor controller 12 outputs the timing reference signal synchronized with the cycle. It is transmitted to the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 .
　ステップＳ４０７において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＮ信号であるか否かを判定する。 In step S407, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether or not the timing reference signal is the ON signal.
　タイミング基準信号がＯＮ信号である場合、ステップＳ４０８において、消費電力取得部１５は、ドライブ用モータ３、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する。消費電力取得部１５は、少なくともドライブ用モータ３の消費電力の値については取得すべきである。ドライブ用モータ３に加え、ドライブ用モータ駆動装置１１、電源装置１３、及び／またはこれらを結ぶ電力線についての消費電力の値も、消費電力取得部１５による取得対象に含めれば、蓄電装置制御部１７による蓄電装置１４の制御精度がより一層向上する。 If the timing reference signal is the ON signal, in step S408, the power consumption acquisition unit 15 determines the power consumption of at least one of the drive motor 3, the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and the power line connecting them. Get the power value. The power consumption acquisition unit 15 should acquire at least the power consumption value of the drive motor 3 . In addition to the drive motor 3, if the power consumption value of the drive motor driving device 11, the power supply device 13, and/or the power line connecting them is also included in the acquisition target of the power consumption acquisition unit 15, the power storage device control unit 17 The control accuracy of the power storage device 14 is further improved.
　ステップＳ４０８において、電力偏差計算部２４は、現在のサイクルにおいて蓄電装置１４から出力される給電電力の値から給電指令を減算した値と蓄電装置１４へ回収される蓄電電力から蓄電指令を減算した値とで規定される電力偏差を計算する。 In step S408, the power deviation calculation unit 24 calculates a value obtained by subtracting the power supply command from the value of the power supplied from the power storage device 14 in the current cycle and a value obtained by subtracting the power storage command from the stored power recovered to the power storage device 14. Calculate the power deviation specified by
　ステップＳ４０９において、補正量計算部２５は、電力偏差計算部２４により計算された電力偏差に応じた補正量を計算する。 In step S409, the correction amount calculation unit 25 calculates a correction amount according to the power deviation calculated by the power deviation calculation unit 24.
　ステップＳ４１０において、指令生成部２３は、現在のサイクルで用いられた給電指令及び蓄電指令に、当該電力偏差に応じた補正量を加算することで、現在のサイクルの次のサイクル（すなわち現在のサイクルよりも１つ後のサイクル）において用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する。 In step S410, the command generation unit 23 adds a correction amount according to the power deviation to the power supply command and the power storage command used in the current cycle, so that the next cycle of the current cycle (that is, the current cycle A new power supply command and a new power storage command to be used in the cycle after one cycle) are generated.
　ステップＳ４１１において、蓄電装置制御部１７は、現在のサイクルよりも１つ前のサイクルで生成された給電指令及び蓄電指令を、蓄電装置１４へ出力し、蓄電装置１４を制御する。 In step S411, the power storage device control unit 17 outputs to the power storage device 14 the power supply command and the power storage command generated in the cycle immediately preceding the current cycle, and controls the power storage device 14.
　ステップＳ４１２において、消費電力保存部１６及び蓄電装置制御部１７は、タイミング基準信号がＯＦＦ信号であるか否かを判定する。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定されなかった場合はステップＳ４０８へ戻る。タイミング基準信号がＯＦＦ信号であると判定された場合は、ステップＳ４０７へ戻り、ドライブ用モータ３の新たなるサイクルが開始される。 In step S412, the power consumption saving unit 16 and the power storage device control unit 17 determine whether or not the timing reference signal is the OFF signal. If the timing reference signal is not determined to be an OFF signal, the process returns to step S408. If it is determined that the timing reference signal is an OFF signal, the process returns to step S407 and a new cycle of the drive motor 3 is started.
　上述の本変形例における第２の形態による蓄電装置制御処理によれば、ドライブ用モータ３の最初の１サイクルよりも後のサイクルでは同一の給電指令及び蓄電指令を用いて蓄電装置１４が制御されるので、モータ駆動システム１内の演算処理装置の処理負担を軽減することができる。また、給電指令に対する実際の給電電力の不足分及び蓄電指令に対する蓄電指令に対する実際の蓄電電力の不足分に相当する電力偏差を減らす給電指令及び蓄電指令を補正するので、より確実に電力ピークの低減を実現することができる。 According to the power storage device control process according to the second embodiment of the present modification described above, the power storage device 14 is controlled using the same power supply command and power storage command in cycles after the first cycle of the drive motor 3. Therefore, the processing load on the arithmetic processing unit in the motor drive system 1 can be reduced. In addition, since the power supply command and the storage command are corrected to reduce the power deviation corresponding to the shortage of the actual supplied power with respect to the power supply command and the shortage of the actual stored power with respect to the storage command with respect to the storage command, the power peak can be reduced more reliably. can be realized.
　以上説明した本変形例による第１の形態及び第２の形態による蓄電装置制御部１７の構成と本変形例による第１の形態及び第２の形態による蓄電装置制御処理とは、適宜組み合わせて実施され得る。 The configuration of the power storage device control unit 17 according to the first and second embodiments according to the modification described above and the power storage device control processing according to the first and second embodiments according to the modification are appropriately combined and executed. can be
　以上説明したモータ駆動システム１内には、演算処理装置（プロセッサ）が設けられる。演算処理装置としては、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰなどがある。この演算処理装置は、ドライブ用モータ制御部１２と、消費電力取得部１５と、蓄電装置制御部１７とを有する。演算処理装置が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。例えば、ドライブ用モータ制御部１２、消費電力取得部１５、及び蓄電装置制御部１７をコンピュータプログラム形式で構築する場合は、演算処理装置をこのコンピュータプログラムに従って動作させることで、各部の機能を実現することができる。ドライブ用モータ制御部１２、消費電力取得部１５、及び蓄電装置制御部１７の各処理を実行するためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。またあるいは、ドライブ用モータ制御部１２、消費電力取得部１５、及び蓄電装置制御部１７を、各部の機能を実現するコンピュータプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。また、消費電力保存部１６は、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのような電気的に消去可能及び記録可能な不揮発性メモリ、または、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのような高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリなどで構成されてもよい。 An arithmetic processing unit (processor) is provided in the motor drive system 1 described above. Examples of arithmetic processing units include ICs, LSIs, CPUs, MPUs, and DSPs. This arithmetic processing unit has a drive motor control unit 12 , a power consumption acquisition unit 15 , and a power storage device control unit 17 . Each of these units of the arithmetic processing unit is, for example, a functional module realized by a computer program executed on the processor. For example, when the drive motor control unit 12, the power consumption acquisition unit 15, and the power storage device control unit 17 are constructed in the form of a computer program, the functions of each unit are realized by operating the arithmetic processing unit according to the computer program. be able to. A computer program for executing each process of the drive motor control unit 12, the power consumption acquisition unit 15, and the power storage device control unit 17 is stored in a computer-readable recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic recording medium, or an optical recording medium. May be provided in recorded form. Alternatively, the drive motor control unit 12, the power consumption acquisition unit 15, and the power storage device control unit 17 may be realized as a semiconductor integrated circuit in which a computer program that implements the functions of each unit is written. In addition, the power consumption storage unit 16 may be electrically erasable and recordable nonvolatile memory such as EEPROM (registered trademark), or random access memory such as DRAM or SRAM that can be read and written at high speed. and so on.
　１　　モータ駆動システム
　２　　交流電源
　３　　ドライブ用モータ
　４　　直流リンク
　１１　　ドライブ用モータ駆動装置
　１２　　ドライブ用モータ制御部
　１３　　電源装置
　１４　　蓄電装置
　１５　　消費電力取得部
　１６　　消費電力保存部
　１７　　蓄電装置制御部
　２１　　比較部
　２２、２３　　指令生成部
　２４　　電力偏差計算部
　２５　　補正量計算部
　３１　　フライホイール
　３２　　バッファ用モータ
　３３　　バッファ用モータ駆動装置
　４１　　コンデンサ
　４２　　ＤＣＤＣコンバータ
　１１０　　順変換器
　１２０、１３０　　逆変換器 1 Motor Drive System 2 AC Power Supply 3 Drive Motor 4 DC Link 11 Drive Motor Drive Device 12 Drive Motor Control Section 13 Power Supply Device 14 Power Storage Device 15 Power Consumption Acquisition Section 16 Power Consumption Storage Section 17 Power Storage Device Control Section 21 Comparison Section 22, 23 command generator 24 power deviation calculator 25 correction amount calculator 31 flywheel 32 buffer motor 33 buffer motor drive device 41 capacitor 42 DCDC converter 110 forward converter 120, 130 inverter

Claims (10)

  1. 　機械の動力になるドライブ用モータを駆動するドライブ用モータ駆動装置と、
    　前記ドライブ用モータが各サイクルについて同一動作にて動作するよう前記ドライブ用モータ駆動装置を制御するドライブ用モータ制御部と、
    　前記ドライブ用モータの駆動のために前記ドライブ用モータ駆動装置に対して電力を供給する電源装置と、
    　前記ドライブ用モータ駆動装置に対する電力の供給、及び前記ドライブ用モータから前記ドライブ用モータ駆動装置を介して戻される電力の蓄電を行う蓄電装置と、
    　前記ドライブ用モータ、前記ドライブ用モータ駆動装置、前記電源装置、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する消費電力取得部と、
    　前記消費電力取得部により取得された前記消費電力の値に関する情報を保存する消費電力保存部と、
    　前記消費電力保存部に保存された前記消費電力の値に関する情報に応じて、前記蓄電装置の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御部と、
    を備える、モータ駆動システム。     a drive motor driving device for driving a drive motor that powers the machine;
    a drive motor control unit for controlling the drive motor driving device so that the drive motor operates in the same manner in each cycle;
    a power supply device that supplies electric power to the drive motor driving device for driving the drive motor;
    a power storage device that supplies electric power to the drive motor driving device and stores electric power that is returned from the drive motor via the drive motor driving device;
    a power consumption acquisition unit configured to acquire a power consumption value of at least one of the drive motor, the drive motor driving device, the power supply device, and a power line connecting them;
    a power consumption storage unit that stores information about the power consumption value acquired by the power consumption acquisition unit;
    a power storage device control unit that controls power supply and power storage of the power storage device according to information about the power consumption value stored in the power consumption storage unit;
    A motor drive system comprising:
  2. 　前記ドライブ用モータ制御部は、各前記サイクルに同期したタイミング基準信号を前記消費電力保存部へ周期的に送信し、
    　前記消費電力保存部は、前記タイミング基準信号を受信している間、前記消費電力取得部により取得された前記消費電力の値を保存する、請求項１に記載のモータ駆動システム。     The drive motor control unit periodically transmits a timing reference signal synchronized with each cycle to the power consumption storage unit,
    2. The motor drive system according to claim 1, wherein said power consumption storage unit stores said power consumption value acquired by said power consumption acquisition unit while said timing reference signal is being received.
  3. 　前記蓄電装置制御部は、
    　前記消費電力保存部に保存された前記消費電力の値と予め規定された給電閾値及び予め規定された蓄電閾値とを比較する比較部と、
    　前記比較部による比較結果に基づき、前記給電閾値に対して前記消費電力の値が上回った分に相当する給電超過電力の値に応じて前記蓄電装置に対する給電指令を生成し、前記蓄電閾値に対して前記消費電力の値が下回った分に相当する蓄電超過電力の値に応じて前記蓄電装置に対する蓄電指令を生成する指令生成部と、
    を有する、請求項２に記載のモータ駆動システム。     The power storage device control unit
    a comparison unit that compares the power consumption value stored in the power consumption storage unit with a predetermined power supply threshold and a predetermined power storage threshold;
    Based on the result of comparison by the comparison unit, a power supply command for the power storage device is generated according to a value of excess power supply corresponding to the amount by which the value of power consumption exceeds the power supply threshold, a command generation unit that generates a power storage command for the power storage device according to the value of the excess stored power corresponding to the amount by which the value of the power consumption falls below;
    3. The motor drive system of claim 2, comprising:
  4. 　前記ドライブ用モータ制御部は、各前記サイクルに同期したタイミング基準信号を前記消費電力保存部へ周期的に送信し、
    　前記消費電力保存部は、前記タイミング基準信号を受信している間、予め規定された給電閾値に対して前記消費電力の値が上回った分に相当する給電超過電力の値を保存し、予め規定された蓄電閾値に対して前記消費電力の値が下回った分に相当する蓄電超過電力の値を保存する、請求項１に記載のモータ駆動システム。     The drive motor control unit periodically transmits a timing reference signal synchronized with each cycle to the power consumption storage unit,
    The power consumption storage unit stores, while receiving the timing reference signal, a value of excess power supply corresponding to the power consumption value exceeding a predetermined power supply threshold value. 2. The motor drive system according to claim 1, wherein a value of stored excess power corresponding to the amount by which the value of power consumption falls below the set storage threshold is saved.
  5. 　前記蓄電装置制御部は、前記消費電力保存部に保存された前記給電超過電力の値に応じて前記蓄電装置に対する給電指令を生成し、前記消費電力保存部に保存された前記蓄電超過電力の値に応じて前記蓄電装置に対する蓄電指令を生成する指令生成部を備える、請求項４に記載のモータ駆動システム。 The power storage device control unit generates a power supply command for the power storage device according to the value of the excess power supply stored in the power consumption storage unit, and the value of the stored excess power stored in the power consumption storage unit. 5. The motor drive system according to claim 4, further comprising a command generation unit that generates a power storage command for said power storage device in response to .
  6. 　前記蓄電装置制御部は、
    　前記タイミング基準信号を受信している間、前記蓄電装置から出力される給電電力の値から前記給電指令を減算した値と前記蓄電装置へ回収される蓄電電力から前記蓄電指令を減算した値とで規定される電力偏差を計算する電力偏差計算部と、
    　前記電力偏差計算部により計算された前記電力偏差に応じた補正量を計算する補正量計算部と、
    を有し、
    　前記指令生成部は、前記電力偏差の計算の際に用いられた前記給電指令及び前記蓄電指令に、当該電力偏差に応じた前記補正量を加算することで、当該電力偏差の計算の際に用いられた前記消費電力の値を取得した時点に対応する前記サイクルの次のサイクルにおいて用いられる新たなる給電指令及び新たなる蓄電指令を生成する、請求項３または５に記載のモータ駆動システム。     The power storage device control unit
    While the timing reference signal is being received, a value obtained by subtracting the power supply command from the value of the power supplied from the power storage device and a value obtained by subtracting the power storage command from the power stored in the power storage device a power deviation calculator that calculates a specified power deviation;
    a correction amount calculation unit that calculates a correction amount according to the power deviation calculated by the power deviation calculation unit;
    has
    The command generation unit adds the correction amount according to the power deviation to the power supply command and the power storage command used when calculating the power deviation, thereby obtaining the power deviation. 6. The motor drive system according to claim 3, wherein a new power supply command and a new power storage command are generated for use in a cycle next to the cycle corresponding to the time when the value of the power consumption obtained from the calculated value is acquired.
  7. 　前記蓄電装置制御部は、前記指令生成部による前記給電指令及び前記蓄電指令の生成の際に用いられた前記消費電力の値を取得した時点に対応する前記サイクルよりも後のサイクルにおいて、当該給電指令及び当該蓄電指令を用いて前記蓄電装置の給電及び蓄電を制御する、請求項３、５または６のいずれか一項に記載のモータ駆動システム。 The power storage device control unit controls the power supply in a cycle after the cycle corresponding to the time when the power consumption value used in generating the power supply command and the power storage command by the command generation unit is acquired. 7. The motor drive system according to any one of claims 3, 5, or 6, wherein the power supply and power storage of the power storage device are controlled using the command and the power storage command.
  8. 　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が結合した回転軸を有するバッファ用モータと、
    　前記ドライブ用モータ駆動装置に対する電力の供給、及び前記ドライブ用モータから前記ドライブ用モータ駆動装置を介して戻される電力の蓄電を行うよう、前記バッファ用モータを駆動するバッファ用モータ駆動装置と、
    を有する、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。     The power storage device is
    a buffer motor having a rotating shaft coupled with a flywheel capable of storing rotational energy;
    a buffer motor driving device for driving the buffer motor so as to supply electric power to the drive motor driving device and store electric power returned from the drive motor via the drive motor driving device;
    The motor drive system according to any one of claims 1 to 7, comprising:
  9. 　前記蓄電装置は、コンデンサを有する、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。 The motor drive system according to any one of claims 1 to 7, wherein said power storage device has a capacitor.
  10. 　機械の動力になるドライブ用モータを駆動するドライブ用モータ駆動装置に対する電力の供給、及び前記ドライブ用モータから前記ドライブ用モータ駆動装置を介して戻される電力の蓄電を行う蓄電装置の制御方法であって、
    　前記ドライブ用モータ、前記ドライブ用モータ駆動装置、前記ドライブ用モータの駆動のために前記ドライブ用モータ駆動装置に対して電力を供給する電源装置、及びこれらを結ぶ電力線のうち少なくとも１つについての消費電力の値を取得する消費電力取得ステップと、
    　前記消費電力取得ステップにおいて取得された前記消費電力の値に関する情報を保存する消費電力保存ステップと、
    　前記消費電力保存ステップにおいて保存された前記消費電力の値に関する情報に応じて、前記蓄電装置の給電及び蓄電を制御する蓄電装置制御ステップと、
    を備える、蓄電装置の制御方法。     A control method for a power storage device that supplies electric power to a drive motor driving device that drives a drive motor that powers a machine, and stores electric power that is returned from the drive motor via the drive motor drive device. hand,
    Consumption of at least one of the drive motor, the drive motor drive device, a power supply device for supplying power to the drive motor drive device for driving the drive motor, and a power line connecting these a power consumption obtaining step of obtaining a power value;
    a power consumption saving step of saving information about the power consumption value obtained in the power consumption obtaining step;
    a power storage device control step of controlling power supply and power storage of the power storage device according to the information about the power consumption value saved in the power consumption saving step;
    A control method for a power storage device, comprising:
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