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公開番号2025053797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023162851
出願日2023-09-26
発明の名称モータ駆動回路およびそれを備えた射出成形機、ならびに、モータ駆動回路の制御方法
出願人株式会社日本製鋼所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250331BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】共通の電源に複数の交流モータが並列接続されたモータ駆動回路において、装置の大型化を抑制しつつコモンモード電圧を低減する。
【解決手段】モータ駆動回路10は、コンバータ220と、サーボアンプ161,162と、サーボモータ151,152と、電圧検出回路230と、補償回路240と、切換回路250とを備える。コンバータ220は、系統電源20からの入力交流電圧を直流電圧に変換する。各インバータは、変換された直流電圧から三相の出力交流電圧を生成する。サーボモータ151,152は、それぞれサーボアンプ161,162からの出力交流電圧を用いて駆動される。電圧検出回路230は、入力交流電圧におけるコモンモード電圧を検出する。補償回路240は、電圧検出回路230で検出されたコモンモード電圧を相殺するための補償信号を生成する。切換回路250は、サーボモータ151,152のうち、補償信号を供給するモータを切換える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
三相交流電源からの入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
前記直流電圧を変換して三相の出力交流電圧を生成する第１インバータおよび第２インバータと、
前記第１インバータからの出力交流電圧を用いて駆動される第１モータと、
前記第２インバータからの出力交流電圧を用いて駆動される第２モータと、
前記入力交流電圧におけるコモンモード電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路で検出された前記コモンモード電圧を相殺するための補償信号を生成する補償回路と、
前記第１モータおよび前記第２モータのうち、前記補償信号を供給するモータを切換える切換回路とを備えた、モータ駆動回路。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記切換回路を制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記コモンモード電圧と、前記第１モータおよび前記第２モータの動作状態とに基づいて前記切換回路を切換える、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記制御装置は、前記コモンモード電圧が発生した場合に、前記第１モータおよび前記第２モータのうち動作中のモータに前記補償信号を供給するように前記切換回路を制御する、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記第１モータおよび前記第２モータの各々は、接地電圧に接続された中性点を有し、
前記補償信号は、前記切換回路によって選択されたモータの中性点に供給される、請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記第１インバータから前記第１モータへの給電線路に配置された第１コモンモードトランスと、
前記第２インバータから前記第２モータへの給電線路に配置された第２コモンモードトランスとをさらに備え、
前記補償信号は、前記切換回路によって選択されたモータのコモンモードトランスに供給される、請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項６】
前記電圧検出回路は、コモンモードトランスである、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ駆動回路。
【請求項７】
前記電圧検出回路は、三相交流電源にスター結線された第１～第３キャパシタを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ駆動回路。
【請求項８】
請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ駆動回路を搭載した、射出成形機。
【請求項９】
以下のステップを含む、モータ駆動回路の制御方法：
前記モータ駆動回路は、
三相交流電源からの入力交流電圧を直流電圧に変換するコンバータと、
前記直流電圧を変換して三相の出力交流電圧を生成する第１インバータおよび第２インバータと、
前記第１インバータからの出力交流電圧を用いて駆動される第１モータと、
前記第２インバータからの出力交流電圧を用いて駆動される第２モータと、
前記三相交流電源に接続された電圧検出回路と、
補償回路と、
切換回路とを備え、
（ａ）前記電圧検出回路によって前記入力交流電圧におけるコモンモード電圧を検出するステップ；
（ｂ）前記補償回路によって前記コモンモード電圧を相殺するための補償信号を生成するステップ；
（ｃ）前記コモンモード電圧と、前記第１モータおよび前記第２モータの動作状態とに基づいて前記切換回路を切換えるステップ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータ駆動回路およびそれを備えた射出成形機、ならびに、モータ駆動回路の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開平１０－９４２４４号公報（特許文献１）には、電圧形ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータにより誘導電動機を駆動するシステムの主回路に、アクティブコモンモードキャンセラ（ＡＣＣ：Active Common mode noise Canceller）を適用した構成が開示されている。特開平１０－９４２４４号公報（特許文献１）のシステムにおいては、インバータなどの電力変換装置における電力用半導体素子のスイッチング時に発生するコモンモード電圧を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－９４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
射出成形機を含む産業機械においては、１つの機器内に駆動用のアクチュエータとして複数の交流モータが備えられている場合がある。このような機器において、各交流モータを駆動するための駆動装置（インバータ）が、共通のコンバータによって変換された直流電圧を用いて駆動される場合がある。
【０００５】
ここで、交流モータの中性点が接地されている場合には、インバータに含まれる電力用半導体のスイッチングに起因したコモンモード電圧により、当該中性点の電位が変化し得る。そうすると、モータ内の静電容量によって、モータの主軸を支持する軸受の内輪と外輪との間に電位差が生じる。軸受におけるグリースの油膜厚さは非常に薄いため、当該電位差によってグリースの絶縁破壊が生じ、内輪と外輪との間で放電が発生し得る。この放電電流によって、軸受の転動面の金属表面が損傷を受ける電食が生じたり、放電電流に起因する放射ノイズによって電子機器への悪影響が生じたりする可能性がある。
【０００６】
このようなコモンモード電圧は、上記の特許文献１に記載されたＡＣＣを用いることによって低減することが可能である。しかしながら、共通の電源に対して複数のモータが並列に接続された構成に特許文献１の構成を適用すると、各モータに対してＡＣＣを個別に設けることが必要となるため、モータ駆動回路の大型化の要因になり得る。
【０００７】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、共通の電源に複数の交流モータが並列接続されたモータ駆動回路において、装置の大型化を抑制しつつコモンモード電圧を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のある局面に係るモータ駆動回路は、コンバータと、複数のインバータと、当該インバータによって駆動される複数のモータと、電圧検出回路と、補償回路と、切換回路とを備える。複数のインバータの各々は、コンバータによって入力交流電圧から変換された直流電圧を出力交流電圧に変換して、対応するモータを駆動する。電圧検出回路は、入力交流電圧においてコモンモード電圧を検出する。補償回路は、検出されたコモンモード電圧を相殺するための補償信号を生成する。切換回路は、複数のモータのうち、補償信号を供給するモータを切換える。
【０００９】
本開示の他の局面に係るモータ駆動回路の制御方法は、コンバータによって変換された直流電圧を用いて複数のモータを駆動する駆動回路の制御方法に関する。制御方法は、（ａ）電圧検出回路によってコンバータの入力交流電圧におけるコモンモード電圧を検出するステップと、（ｂ）補償回路によってコモンモード電圧を相殺するための補償信号を生成するステップと、（ｃ）コモンモード電圧と複数のモータの動作状態とに基づいて、補償信号を供給するモータを切換回路によって切換えるステップとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によるモータ駆動回路においては、共通の電源に複数のモータが並列接続された構成において、電源側で検出したコモンモード電圧を相殺するための補償信号の供給対象モータを、切換回路により切換えることができる。これにより、装置の大型化を抑制しつつ適切にコモンモード電圧を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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