CN103869139B - 电压异常检测装置 - Google Patents

Abstract

一种能精度良好地检测出电源电压异常的电压异常检测装置。数控装置包括电压异常检测电路。电压异常检测电路包括基准电路和FPGA。R相基准电路将三相交流电压分压，以R相为基准，当与其它的S相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。S相基准电路将三相交流电压分压，以S相为基准，当与其它的R相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。T相基准电路将三相交流电压分压，以T相为基准，当与其它的R相和S相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。FPGA对基准电路输出的脉冲进行解析，检测是否存在电压异常并检测电压值。因此，数控装置能精度良好地检测三相交流电压是否存在异常。

Description

电压异常检测装置

技术领域

本发明涉及一种电压异常检测装置。

背景技术

电力转换装置根据一定频率的交流电源而不经由直流地直接监视任意频率的交流输出，来进行交流电动机的控制。由于在输入电源电压产生异常时，在输出电压波形中会出现异常，因此，交流电动机很难良好地运转。三相交流电源的电源电压异常具有缺相状态、电源的相序反相的状态等各种状态。缺相状态是三相中只有一相的配线断线的状态。因此，电力转换装置需要设置以某种方法检测出电源电压异常并使运转停止的电源电压异常检测电路。

日本专利特许公开2001年第258151号公报中记载的电源电压异常检测电路能检测出缺相状态和相序反相状态中的任一电源电压异常。电源电压异常检测电路包括电源电压信息生成电路、异常检测用信号生成电路、判断电路。电源电压信息生成电路对基于三相交流电源的RST各相的电压值大小关系的信息进行检测，并将其作为电源电压信息信号输出。异常检测用信号生成电路对基于三相交流电源正常时的RST各相的电压值大小关系的信息予以预先保存，并将其作为异常检测用信号输出。判断电路以一定间隔对电源电压信息信号和异常检测用信号进行比较，在信号不同时输出电源电压异常信号。

上述电源电压异常检测电路仅以一定间隔对电源电压信息信号和异常检测用信号进行比较。因此，电源电压异常检测电路无法精度良好地检测出电源电压异常。电源电压信息信号和异常检测用信号均是基于电压值大小关系的信息，而不是电压值。因此，电源电压异常检测电路无法准确地把握当前的电压值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能精度良好地检测出电源电压异常的电压异常检测装置。

技术方案1的电压异常检测装置是对交流电压的异常进行检测的电压异常检测装置，包括：分压部，该分压部将上述交流电压分压为多个相；脉冲输出部，在以上述分压部分压出的上述多个相分别作为基准相时，当与不同于上述基准相的相之间的电位差达到规定电压以上时，该脉冲输出部输出脉冲；测定部，该测定部针对上述多个相中的每相测定上述脉冲输出部输出的上述脉冲的宽度和周期；以及异常判断部，该异常判断部基于上述测定部针对上述多个相中的每相测定出的上述宽度和上述周期、预先存储于存储装置的基准信息，判断上述交流电压是否存在异常。电压异常检测装置将电源等供给的交流电压分压为多个相，并分别求出在多个相中产生的脉冲，将脉冲的宽度和周期与基准信息进行比较。即，电压异常检测装置不仅判断多个相中的每相是否存在异常，还对在基于以一相为基准时的与其它相的电位差而输出的脉冲中是否存在异常进行判断。脉冲能反映多个相的整体状态。因此，电压异常检测装置能精度良好且简单地检测到交流电压是否存在异常。

在技术方案2的电压异常检测装置中，上述多个相为三相以上，在以上述分压部分压出的上述多个相分别作为上述基准相时，当与不同于上述基准相的相中较低的相之间的电位差达到规定电压以上时，上述脉冲输出部输出脉冲。电压异常检测装置不仅判断多个相中的每相是否存在异常，还对在基于以一相为基准时的与其它相中较低的相之间的电位差而输出的脉冲中是否存在异常进行判断。脉冲能反映多个相的整体状态。因此，电压异常检测装置能精度良好且简单地检测到交流电压是否存在异常。

技术方案3的电压异常检测装置还包括计算部，该计算部根据上述测定部针对上述多个相中的每相测定出的上述宽度和上述周期计算出占空比，上述分压部包括受光元件设备，上述异常判断部将上述计算部针对上述多个相中的每相计算出的上述占空比与上述阈值分别进行比较，来判断上述交流电压是否存在异常。由于分压部包括受光元件设备，因此能绝缘。所以，能不受其它电压影响地仅通过脉冲进行判断。电压异常检测装置计算出占空比并将其与阈值进行比较，因此，能不受到受光元件设备的个体差异的影响地判断出交流电压是否存在异常。

技术方案4的电压异常检测装置还包括频率确定部，该频率确定部根据上述测定部测定出的上述周期确定上述脉冲的频率，上述基准信息针对各上述频率分别具有上述阈值，上述异常判断部将上述计算部计算出的上述占空比与上述频率确定部确定出的上述频率所对应的上述阈值分别进行比较，来判断上述交流电压是否存在异常。因此，电压异常检测装置能根据交流电压的频率，精度良好地检测出交流电压是否存在异常。

在技术方案5的电压异常检测装置中，在相同的相连续排列时，上述测定部将以上述相同的相连续产生的上述脉冲判断为无效，上述异常判断部基于上述测定部判断为无效的上述脉冲以外的上述脉冲的上述宽度和上述周期，判断上述交流电压是否存在异常。在交流电压为正常时，分别在各相中产生的脉冲为相序。在交流电压不稳定、电压瞬间降低这样的情况下，某一相的脉冲会断开。此时，在同一相中出现脉冲连续的现象。这种现象为噪声。测定部将噪声判断为无效。异常判断部基于测定部判断为无效的脉冲以外的脉冲的宽度和周期，判断交流电压是否存在异常。因此，即便在交流电压暂时不稳定的情况下，电压异常检测装置也能精度良好地检测出交流电压是否存在异常。

在技术方案6的电压异常检测装置中，上述交流电压为三相交流电压，上述分压部将上述三相交流电压分别分压为R相、S相、T相。因此，电压异常检测装置在三相交流电压下能获得技术方案5记载的效果。

技术方案7的电压异常检测装置还包括：电压值计算部，该电压值计算部基于上述测定部测定出的上述宽度，计算出上述交流电压的电压值；以及显示部，在该显示部上显示上述电压值计算部计算出的上述电压值的信息和上述异常判断部的判断结果信息中的至少任一个。电压异常检测装置能将电压值和是否存在异常显示于显示部。因此，使用者能容易地确认当前的电压值和电压是否存在异常。

附图说明

图1是表示数控装置1和机床2的电气结构的框图。

图2是电压异常检测电路15的电路图。

图3是将RST相作为各基准相时的脉冲概念图和三相输入的电压波形图。

图4是电压解析处理的流程图。

图5是脉冲周期和脉冲宽度的说明图。

图6是正常脉冲的概念图。

图7是在中途产生有噪声的脉冲的概念图。

图8是表示50Hz下电压值与脉冲宽度的关系的、将计算值与三相实测值进行比较的图表。

图9是表示60Hz下电压值与脉冲宽度的关系的、将计算值与三相实测值进行比较的图表。

图10是表示脉冲宽度与比率的关系的绘制图(50Hz)。

图11是表示脉冲宽度与比率的关系的绘制图(60Hz)。

图12是计算参数图表91的概念图。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行说明。图1的数控装置1是本发明的电压异常检测装置的一例。数控装置1对机床2进行控制，对保持于工作台(未图示) 上表面的工件进行切削加工。

参照图1，对机床2进行说明。机床2的左右方向、前后方向、上下方向分别为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向。机床2包括未图示的主轴机构、主轴移动机构、工具更换装置等。主轴机构包括主轴马达32，其使安装有工具的主轴旋转。主轴移动机构包括Z轴马达31、X轴马达33、Y轴马达34，使主轴相对于工作台上表面所支撑的工件相对地分别在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上移动。

工具更换装置包括库马达35，其驱动对多个工具进行保持的工具库(未图示)，并使安装于主轴的工具与其它工具进行更换。机床2包括操作面板(未图示)，该操作面板具有输入装置17和显示装置18。输入装置17是用于进行各种输入、设定等的设备。显示装置18是显示各种显示画面、设定画面、电压信息、异常信息等的设备。电压信息是三相交流电源19所供给的当前电压值的信息。异常信息是表示三相交流电源19所供给的电压存在异常(电压异常) 的信息。电压异常包含过电压或电压低下的状态。

Z轴马达31、主轴马达32、X轴马达33、Y轴马达34、库马达35分别包括编码器41～45。

下面对数控装置1的电气结构进行说明。数控装置1包括CPU11、ROM12、 RAM13、非易失性存储装置14、电压异常检测电路15、输入输出部16、驱动电路21～25等，其以三相交流电源19作为驱动源。CPU11一并对数控装置1进行控制。ROM12中存储有各种程序。RAM13对执行各种处理过程中的各种数据进行临时存储。非易失性存储装置14对操作者通过输入装置17输入并登记的多个NC程序等进行存储。NC程序由包含各种控制指令的多个模块构成，其是以模块为单位对包括机床2的轴移动、工具更换等在内的各种动作进行控制的程序。

电压异常检测电路15检测三相交流电源19所供给的三相交流电压是否存在异常。驱动电路21与Z轴马达31和编码器41连接。驱动电路22与主轴马达32和编码器42连接。驱动电路23与X轴马达33和编码器43连接。驱动电路24与Y轴马达34和编码器44连接。驱动电路25与库马达35和编码器 45连接。驱动电路21～25从CPU11接收指令信号，并将驱动电流分别输出到对应的各马达31～35。驱动电路21～25从编码器41～45接收反馈信号，来进行位置和速度的反馈控制。输入输出部16分别与输入装置17和显示装置18 连接。

使用者能利用输入装置17从多个NC程序中选择一个NC程序。CPU11将选择好的NC程序显示于显示装置18。CPU11根据显示于显示装置18的NC程序对机床2的动作进行控制。

参照图2，对三相交流电源19进行说明。三相交流电源19是使电流或电压的相位彼此错开的三系统的单向交流组合后得到的交流电源，例如供给200V 的交流电压。第一相是R相，第二相是S相，第三相是T相。图2所示的三相交流电源19采用△连接(三角形连接)。△连接是将三相各相朝向相电压施加的方向连接来形成闭合回路的连接。除了△连接以外，三相交流电源19还可以采用Y形连接或V形连接。

参照图2，对电压异常检测电路15进行说明。电压异常检测电路15检测三相交流电源19所供给的交流电压是否存在异常。电压异常检测电路15包括 R相基准电路51、S相基准电路52、T相基准电路53、FPGA55。将R相基准电路51、S相基准电路52、T相基准电路53统称为基准电路51～53。由于电压异常检测电路15的结构简单，因此，与以往相比，电路面积较小。因此，设计者或操作者容易对电压异常检测电路15进行操作。

R相基准电路51将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以R相为基准，当与其它的S相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。S相基准电路52将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以 S相为基准，当与其它的R相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。T相基准电路53将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以T相为基准，当与其它的R相和S相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。FPGA55执行后述的电压解析处理(参照图4)。电压解析处理是对基准电路51～53输出的脉冲进行解析，解析是否存在电压异常并解析电压值的处理。

R相基准电路51包括电阻61、62、并联稳压器(Shunt regulator)63、光电耦合器64等。电阻61、62将三相交流电源19输出的三相交流电压分别分压到R相、S相、T相。并联稳压器63在以R相为基准、与其它的S相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时接通。并联稳压器63接通时，光电耦合器64亮灯，将脉冲输出到FPGA55。并联稳压器63在以R相为基准、与其它的S相和T相中较低的一个之间的电位差小于规定电压时断开。并联稳压器63断开时，光电耦合器64灭灯。

S相基准电路52包括电阻71、72、并联稳压器73、光电耦合器74等。电阻71、72将三相交流电源19输出的三相交流电压分别分压到R相、S相、T 相。并联稳压器73在以S相为基准、与其它的R相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时接通。并联稳压器73接通时，光电耦合器74亮灯，将脉冲输出到FPGA55。并联稳压器73在以S相为基准、与其它的R相和 T相中较低的一个之间的电位差小于规定电压时断开。并联稳压器73断开时，光电耦合器74灭灯。

T相基准电路53包括电阻81、82、并联稳压器83、光电耦合器84等。电阻81、82将三相交流电源19输出的三相交流电压分别分压到R相、S相、T 相。并联稳压器83在以T相为基准、与其它的R相和S相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时接通。并联稳压器83接通时，光电耦合器84亮灯，将脉冲输出到FPGA55。并联稳压器83在以T相为基准、与其它的R相和 S相中较低的一个之间的电位差小于规定电压时断开。并联稳压器83断开时，光电耦合器84灭灯。

参照图2、图3，对R相基准电路51的作用进行说明。图3最下方的波形是将RST的三相输入后的电压曲线。各电压曲线均为正弦曲线，分别错开120 度相位。图3上侧的三个波形从上方依次为以R相为基准、以S相为基准、以 T相为基准时的各脉冲波形的概念图。各概念图表示电位差处于规定电压以上 (例如152.5V以上)的脉冲波形。电位差小于规定电压时，脉冲电压为零。

如上所述，R相基准电路51在以R相为基准、其它的S相和T相中较低的一个与R相之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。例如请观察图3 所示由双点划线围起的框内。在t1时，S相的电压比T相的电压低，R相的电位与S相的电位相同。当S相的电压比T相的电压低时，在R相基准电路51 中，电压朝虚线的箭头A方向(参照图2)施加。在越过t1之后，在R相与S 相之间逐渐产生电位差，在t2达到规定电压以上。并联稳压器63接通。在并联稳压器63的K端子(阴极端子)与A端子(阳极端子)之间有电流流过。光电耦合器64亮灯，朝FPGA55输出脉冲。脉冲从t2开始上升，并达到一定值。R 相与S相之间的电位差逐渐减小。

在t3时，S相与T相翻转。脉冲在t3时稍微降低。在越过t3之后，由于T相的电压比S相的电压低，因此，在R相基准电路51中，电压朝双点划线的箭头B方向(参照图2)施加。在越过t3之后，在R相与T相之间产生规定电压以上的电位差，因此，脉冲再次上升并达到一定值。R相与T相之间的电位差逐渐减小，在t4时小于规定电压。并联稳压器63断开。光电耦合器64 灭灯。脉冲在t4时为零。R相基准电路51输出的脉冲每隔一定周期重复t2～ t4的波形。

S相基准电路52和T相基准电路53与R相基准电路51同样地动作。如图3所示，S相和T相的各脉冲波形相对于R相脉冲波形，它们的相位是错开的。R相脉冲、S相脉冲、T相脉冲按照RST的相序分别输出到FPGA55。FPGA55 执行基准电路51～53输出的各脉冲的电压解析处理。

参照图4，对电压解析处理进行说明。电压解析处理由FPGA55执行。首先，FPGA55接收RST相的脉冲信息(S10)。脉冲信息是R相基准电路51、S相基准电路52、T相基准电路53分别输出的脉冲的信息。

FPGA55根据脉冲信息，对各相测定脉冲宽度和脉冲周期(S11)。如图5所示，脉冲每隔一定周期重复出现。t7是脉冲从基准电压开始上升的时间。基准电压例如是152.5V这样的一定电压。t8是脉冲达到最高电压的时间。t9是脉冲开始从最高电压下降的时间。t10是脉冲下降到基准电压的时间。t11是下一脉冲从基准电压开始上升的时间。脉冲宽度是t7～t10之间的时间。脉冲周期是t7～t11之间的时间。脉冲宽度也可以是t8～t9之间的时间。t7～t11 是脉冲的稳定时间。因此，FPGA55能准确地测定脉冲宽度和脉冲周期。

光电耦合器一般包括发光元件和受光元件这两个元件。各元件的发光条件、受光灵敏度等不同。发光条件、受光灵敏度的关系称为CTR(转换效率)，以％表示。CTR有个体差异，且有时会因经时变化而变差。CTR的不均主要会对FALL时间产生较大的影响。FPGA55也可以考虑各元件的不均，使用脉冲的 RISE时间和FALL时间对脉冲宽度进行修正。RISE时间是t7～t8之间的时间。 FALL时间是t9～t10之间的时间。FPGA55也可以对RISE时间和FALL时间进行测定，并从t7～t11之间的脉冲宽度中分别减去各时间的一半宽度。在将脉冲宽度设为t8～t9之间的时间时，FPGA55只需在脉冲宽度上分别加上RISE 时间和FALL时间的一半宽度即可。

FPGA55计算出频率(S12)。FPGA55基于各相测定的脉冲周期，判断三相交流电源19的频率是50Hz、60Hz还是其它的频率。FPGA55将判断结果存储于存储装置56。

FPGA55执行脉冲检查处理(S13)。脉冲检查处理是检测R相基准电路51、 S相基准电路52、T相基准电路53输出的各脉冲是否存在异常，并使存在异常的脉冲无效的处理。图6是表示正常时的脉冲。脉冲的一个周期是t15～t16 之间的时间。t15、t16是产生脉冲的时间。若RST相的各脉冲正常，则如图3 所示，按照RST的相序出现。

图7表示在中途产生有噪声的脉冲。若是正常的，则脉冲的一个周期是 t17～t19之间的时间。电压有时例如会因区域的电力情况等而瞬间降低。脉冲输出过程中的瞬间电压降低成为噪声。在脉冲输出过程中产生噪声时，脉冲中断而形成两个波峰。因此，脉冲会在t17、t18、t19处产生。脉冲周期是t17～ t18之间的周期和t18～t19之间的周期这两个周期。在R相的脉冲中产生图7 所示的异常时，R相的脉冲以相同的相连续产生。FPGA55按照RRST的顺序检测各脉冲。在脉冲以相同相连续更新时，脉冲是异常的。FPGA55判断连续的脉冲是无效的。因此，FPGA55能仅抽出正常的脉冲，来判断异常。

FPGA55执行相序检查处理(S14)。相序检查处理根据基准电路51～53输出的各脉冲，检查交流电压是否为相序。交流电压不是相序的状态为异常状态。异常状态例如是缺损状态或反相状态。缺损状态是三相中只有一相的配线断线的状态。反相状态是RST相的相序相反的状态。FPGA55在检测到缺损状态或反相状态时，将其作为异常信息存储于存储装置56。

FPGA55执行异常检测处理(S15)。异常检测处理是分别检测三相交流电源 19的过电压和电压低下的处理。在异常检测处理中，FPGA55计算出RST各相的脉冲宽度与脉冲周期的占空比。FPGA55不使用在脉冲检查处理中判断为无效的脉冲。占空比是脉冲宽度与脉冲周期的比例。存储装置56预先存储有与多个频率(例如50Hz和60Hz)分别对应的第一阈值和第二阈值。第一阈值是用于判断过电压的阈值。第二阈值是用于判断电压低下的阈值。第一阈值和第二阈值也可以是根据试验结果的实测值求出的值。例如，在50Hz的频率下，能将第一阈值设定为57.19％，将第二阈值设定为46.62％。若占空比处于第一阈值以上，则FPGA55判断为过电压，若占空比处于第二阈值以下，则FPGA55判断为电压低下。FPGA55将判断结果作为异常信息存储于存储装置56。FPGA55 还可以根据比第二阈值低的第三阈值来检测停电。第一阈值和第二阈值是本发明的基准信息的一例。

FPGA55使用BIT移位除法和加法器，根据脉冲周期以近似值计算出脉冲宽度的上限和下限的判断基准值，并对近似值和脉冲宽度进行比较。例如，50Hz 下的脉冲周期为20ms时，FPGA55的内部计数器为1个计数＝2μs单位、BIT 长度为14bit，计数值为大约10000。BIT移位除法是在每次移位时除以2。因此，FPGA55进行13次BIT移位，仅对第1、4、7、10、11、13次进行加法，根据脉冲周期计算出第一阈值即57.19％的脉冲宽度的上限值。具体而言，第一次BIT移位为50％、第四次BIT移位为6.25％、第七次BIT移位为0.78％、第十次BIT移位为0.1％、第十一次BIT移位为0.05％、第十三次BIT移位为 0.01％，总计为57.19％。FPGA55能对上限值和脉冲宽度进行比较，在脉冲宽度超过上限值时判断为过电压。

FPGA55执行电压值计算处理(S16)。电压值计算处理是使用脉冲宽度、脉冲周期和频率计算出RST的三相电压值的处理。计算单相电压值的一般运算式如下所示。VIN是输入电压。VE是电压检测阈值，其是光电耦合器导通的电压。 f是频率。

VIN=VE/(cos(2π×f×(脉冲宽度/2)) (1)

图8的图表表示在50Hz的频率下使用(1)式计算出的电压值和脉冲宽度的关系。下方的曲线P1是计算值，上方的曲线P2是三相实测值。计算值是使用 (1)式计算出的脉冲宽度。三相实测值是使用FPGA55测定到的电压值的脉冲宽度。曲线P1的脉冲宽度是曲线P2的脉冲宽度的大约0.6倍。因此，以单相为对象的(1)式无法用于对50Hz频率下三相交流电源19的电压值进行计算。

在60Hz的频率下使用(1)式计算出的电压值和脉冲宽度的关系如图9的图表所示。下方的曲线Q1是计算值，上方的曲线Q2是三相实测值。可知曲线Q1 的脉冲宽度是曲线Q2的脉冲宽度的大约0.6倍。因此，以单相为对象的(1)式无法用于对60Hz频率下三相交流电源19的电压值进行计算。

根据上述研究，为了根据测定到的脉冲宽度计算出三相交流电源19的电压值，对(1)式进行改进。只需对代入(1)式的脉冲宽度进行修正，直接导出三相实测值即可。图10是50Hz频率下针对各脉冲宽度对计算值与三相实测值的比率进行计算、绘制得到的图表。横轴表示FPGA55测定到的脉冲宽度。纵轴表示比率。比率是对FPGA55测定到的脉冲宽度进行修正的修正值。这些绘制数据的近似式如下所示。

y=-0.0005510245x4+0.0203099438x3-0.2793184179x2+1.7165523815x-3.3316034929 (2)

图11是60Hz频率下针对各脉冲宽度对计算值与三相实测值的比率进行计算、绘制得到的图表。横轴表示FPGA55测定到的脉冲宽度，纵轴表示比率。比率是对FPGA55测定到的脉冲宽度进行修正的修正值。这些绘制数据的近似式如下所示。

y=0.0137540330x4-0.4256553089x3+4.9038648653x2-24.8943800941x+47.6117061713 (3)

根据FPGA55测定到的脉冲宽度对三相交流电源19的电压值进行计算的计算式和计算参数如下所示。对于各频率设定计算参数。

·VE：电压检测阈值(本实施方式中为152.5V)

·ActPW：实测脉冲宽度(ms)

·F：频率

·ApP1～ApP5：由(2)式和(3)式求出的近似式参数

存储装置56存储有图12的计算参数图表91。计算参数图表91分别设定上述的计算参数。ApP1～ApP5的近似式参数只需根据上述评价结果进行变更即可。因此，FPGA55将计算参数图表91中的、根据测定的脉冲周期得到的频率的近似式参数应用于(4)式，并将实测脉冲宽度代入ActPW，从而能计算出三相交流电源19的电压值。FPGA55将计算出的电压值作为电压信息存储于存储装置56。

FPGA55将存储于存储装置56的异常信息和电压信息输出到CPU11(S17)。 CPU11将输出的异常信息和电压信息存储于RAM13并将其显示于显示装置18。操作者通过确认显示于显示装置18的异常信息和电压信息，能识别出三相交流电压是正常还是异常。因此，操作者能迅速地应对异常部位的修理更换等。由于操作者不仅能确认异常信息还能确认电压信息，因此，始终能确认三相交流电压是否正常。

基准电路51～53是本发明的分压部和脉冲输出部的一例。执行图4的 S11、S13处理的FPGA55是本发明的测定部的一例。执行S12处理的FPGA55 是本发明的频率确定部的一例。执行S15处理的FPGA55是本发明的异常判断部的一例。在显示装置18中显示电压信息和异常信息的CPU11是本发明的显示部的一例。

如以上说明所述，本实施方式的数控装置1包括电压异常检测电路15。电压异常检测电路15检测三相交流电源19是否存在异常。电压异常检测电路 15包括R相基准电路51、S相基准电路52、T相基准电路53、FPGA55。R相基准电路51将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以R相为基准，当与其它的S相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。 S相基准电路52将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以S相为基准，当与其它的R相和T相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。T相基准电路53将三相交流电源19输出的三相交流电压分压，以T相为基准，当与其它的R相和S相中较低的一个之间的电位差达到规定电压以上时，输出脉冲。FPGA55对基准电路51～53输出的脉冲进行解析，实时地检测是否存在电压异常并检测电压值。FPGA55不仅判断三相交流电压的各相是否存在异常，还对在基于以一相为基准时的其它两相的电位差而输出的脉冲中是否存在异常进行判断。因此，数控装置1能精度良好地检测到三相交流电压是否存在异常。

FPGA55根据对多相中的每相测定出的脉冲宽度和脉冲周期计算出占空比。FPGA55使计算出的占空比与第一阈值、第二阈值进行比较，从而能分别检测到三相交流电源19的过电压和电压低下。由于FPGA55以占空比进行比较，因此，能减少光电耦合器的个体差别的影响。由于各基准电路51～53具有受光元件设备即光电耦合器，因此，能使电路内绝缘。所以，FPGA55不会受到其它电压的影响，能仅通过脉冲信息计算出电压值。

FPGA55根据脉冲周期确定频率。FPGA55使与确定出的频率对应的阈值和占空比进行比较。因此，数控装置1能根据交流电压的频率，精度良好地检测出交流电压是否存在异常。

FPGA55在分别产生于多个相的脉冲以相同的相连续排列时，将以相同的相连续产生的脉冲判断为无效。因此，数控装置1能在电压的瞬间低下等所引起的噪声产生于脉冲中途时，使脉冲无效，所以能仅抽出正常的脉冲来判断电压异常。

CPU11将电压信息和异常信息显示于显示装置18。因此，使用者能容易地监视当前的电压值和是否存在异常。CPU11也可以将电压信息和异常信息中的至少任一个显示于显示装置18。

本发明除上述实施方式以外，还可进行各种变形。在上述实施方式中，对三相交流电源19供给的三相交流电压的异常进行检测，但也可以检测两相或比三相多的相。例如在交流电源为两相的情况下，基准电路以两相分别作为基准相，在与不同于基准相的相之间的电位差达到规定电压以上时，产生脉冲。

各基准电路51～53包括光电耦合器64、74、84，但只要是受光元件设备即可，例如也可以是光MOSFET。

CPU11将FPGA55输出的异常信息显示于显示装置18。CPU11也可以基于异常信息进行使机床2的动作停止的控制。例如，在检测到过电压或电压低下时，CPU11也可以停止机床2的动作。FPGA55通过与第一阈值和第二阈值进行比较来检测到过电压和电压低下，但也可以使用多个阈值，多阶段地检测过电压和电压低下。此时，FPGA55能检测出过电压和电压低下的程度。CPU11也可以根据过电压或电压低下的程度，利用显示装置18进行异常通知，并使机床2 的动作强制停止。

本发明的电压异常检测装置也可以是独立于数控装置1的电压异常检测装置。

FPGA55根据脉冲宽度和脉冲周期计算出占空比，并使占空比与第一阈值和第二阈值进行比较来判断异常，但也可以仅通过脉冲宽度来判断异常。

Claims (3)

1.一种电压异常检测装置，是对交流电压的异常进行检测的电压异常检测装置，其特征在于，包括：

分压部，该分压部将所述交流电压分压为多个相；

脉冲输出部，在以所述分压部分压出的所述多个相分别作为基准相时，当与不同于所述基准相的相之间的电位差达到规定电压以上时，该脉冲输出部输出脉冲；

测定部，该测定部针对所述多个相中的每相测定所述脉冲输出部输出的所述脉冲的宽度和周期；以及

异常判断部，该异常判断部基于所述测定部针对所述多个相中的每相测定出的所述宽度和所述周期、预先存储于存储装置的基准信息，判断所述交流电压是否存在异常，

所述多个相为三相以上，

在以所述分压部分压出的所述多个相分别作为所述基准相时，当与不同于所述基准相的相中较低的相之间的电位差达到规定电压以上时，所述脉冲输出部输出脉冲，

所述电压异常检测装置还包括计算部，该计算部根据所述测定部针对所述多个相中的每相测定出的所述宽度和所述周期计算出占空比，

所述分压部包括受光元件设备，

所述异常判断部将所述计算部针对所述多个相中的每相计算出的所述占空比与所述基准信息分别进行比较，来判断所述交流电压是否存在异常，

所述电压异常检测装置还包括频率确定部，该频率确定部根据所述测定部测定出的所述周期确定所述脉冲的频率，

所述基准信息针对各所述频率分别具有阈值，

所述异常判断部将所述计算部计算出的所述占空比与所述频率确定部确定出的所述频率所对应的所述阈值分别进行比较，来判断所述交流电压是否存在异常，

在相同的相连续排列时，所述测定部将以所述相同的相连续产生的所述脉冲判断为无效，

所述异常判断部基于所述测定部判断为无效的所述脉冲以外的所述脉冲的所述宽度和所述周期，判断所述交流电压是否存在异常。

2.如权利要求1所述的电压异常检测装置，其特征在于，

所述交流电压为三相交流电压，

所述分压部将所述三相交流电压分别分压为R相、S相、T相。

3.如权利要求1或2所述的电压异常检测装置，其特征在于，还包括：

电压值计算部，该电压值计算部基于所述测定部测定出的所述宽度，计算出所述交流电压的电压值；以及

显示部，在该显示部上显示所述电压值计算部计算出的所述电压值的信息和所述异常判断部的判断结果信息中的至少一个。