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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorantriebseinrichtung.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Herkömmlicherweise wurde bei Beginn einer Steuerung eines Motors, der außerhalb einer Motorantriebseinrichtung angeordnet ist, eine Bremse gelöst, indem eine Anweisung von der Motorantriebseinrichtung ausgegeben und ein Bremskreis aktiviert wurde (siehe z. B. Patentliteratur PTL 1).
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ENTGEGENHALTUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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PTL 1 Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2013-226619
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE AUFGABE
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Eine Motorantriebseinrichtung nach PTL 1 umfasst jedoch kein Mittel, das bestimmt, ob sich ein Motor in einem normal steuerbaren Zustand befindet. Dies verursacht ein Problem dahingehend, dass der Bremskreis aktiviert und die Bremse gelöst wird, selbst wenn keine Stromleitung an den Motor angeschlossen ist, oder wenn ein Kurzschluss oder ein Verschleiß der Isolierung an einer Wicklung oder Stromleitung des Motors auftritt, oder selbst wenn es zu einer Unregelmäßigkeit in der Motorantriebseinrichtung kommt.
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Insbesondere falls der Motor dafür gedacht ist, eine Schwerkraftsachse anzutreiben, können Probleme wie das Absenken der Schwerkraftsachse und Überhitzen des Motors oder der Stromleitung auftreten, wenn die Bremse nicht gelöst wird, während der Motor sich in einem normal steuerbaren Zustand befindet.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der zuvor beschriebenen Umstände geschaffen und sieht vor, eine Motorantriebseinrichtung bereitzustellen, die ein Lösen einer Bremse verhindern kann, wenn ein Problem bei einem Motor, einer Stromleitung oder der Motorantriebseinrichtung vorliegt.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen vor.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Motorantriebseinrichtung vor, die Folgendes umfasst: einen Stromdetektor, der einen Stromwert erfasst, der durch eine Stromleitung fließt, die einem mit einer Bremse ausgestatteten Motor Strom zuführt; und eine Steuereinheit, die den mit einer Bremse ausgestatteten Motor basierend auf dem Stromwert steuert, der von dem Stromdetektor erfasst wird. Die Steuereinheit umfasst eine Bestimmungseinheit, die bei Aktivierung des mit einer Bremse ausgestatteten Motors, dessen Bremse sich in einem Bremszustand befindet, Zustände der Stromleitung und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors bestimmt, basierend auf dem Stromwert, der von dem Stromdetektor nach dem Anlegen einer Spannung zwischen den Stromleitungen erfasst wird. Die Steuereinheit gibt ein Lösen-Anweisungssignal zum Lösen der Bremse aus, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Zustände normal sind.
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Gemäß diesem Aspekt bestimmt die Bestimmungseinheit bei Aktivierung des mit einer Bremse ausgestatteten Motors, dessen Bremse sich in einem Bremszustand befindet, Zustände der Stromleitung und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors, basierend auf dem Stromwert, der von dem Stromdetektor nach dem Anlegen einer Spannung zwischen den Stromleitungen erfasst wurde. Wenn nicht bestimmt wird, dass sich die Stromleitung und der mit einer Bremse ausgestattete Motor in einem normalen Zustand befinden, gibt die Steuereinheit kein Anweisungssignal zum Lösen der Bremse aus, und die Bremse bleibt somit angezogen. Daher ist es möglich, ein Lösen der Bremse zu verhindern, wenn ein Problem bei dem Motor oder der Stromleitung vorliegt.
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In dem zuvor genannten Aspekt kann ein Speicher vorgesehen sein, der einen normalen Stromwertbereich speichert, der ein Bereich von Stromwerten bei Anlegen einer vorbestimmten Spannung zwischen den Stromleitungen ist, wenn die Zustände normal sind. Hier kann die Bestimmungseinheit die Zustände durch Vergleichen des Stromwerts, der von dem Stromdetektor erfasst wurde, und des normalen Stromwertbereichs, der in dem Speicher gespeichert ist, bestimmen.
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Dadurch vergleicht die Bestimmungseinheit bei Aktivierung des mit einer Bremse ausgestatteten Motors, dessen Bremse sich in einem Bremszustand befindet, den Stromwert, der von dem Stromdetektor erfasst wird, nachdem die Steuereinheit eine vorbestimmte Spannung zwischen den Stromleitungen anlegt, und den normalen Stromwertbereich, der in dem Speicher gespeichert ist. Wenn der erfasste Stromwert innerhalb des normalen Stromwertbereichs liegt, wird bestimmt, dass sich die Stromleitung und der mit einer Bremse ausgestattete Motor in einem normalen Zustand befinden, und die Bremse wird gelöst.
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In dem zuvor genannten Aspekt kann eine Benachrichtigungseinheit vorgesehen sein, die eine Benachrichtigung der Zustände sendet, die von der Bestimmungseinheit bestimmt wurden.
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Bei Aktivierung des mit einer Bremse ausgestatteten Motors in einem Bremszustand kann der Arbeiter dadurch durch die Benachrichtigungseinheit über den Grund benachrichtigt werden, warum die Bremse nicht gelöst ist.
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In dem zuvor genannten Aspekt kann der Speicher Informationen zu den Zuständen in Zusammenhang mit einem Bereich von Stromwerten speichern, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen den Stromleitungen angelegt wird, und die Benachrichtigungseinheit kann eine Benachrichtigung mit diesen Informationen zu den Zuständen senden.
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Dadurch werden Zustände der Stromleitung und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors in Abhängigkeit von dem Stromwertbereich klassifiziert, wenn eine vorbestimmte Spannung zwischen den Stromleitungen angelegt wird, und durch Senden einer Benachrichtigung mit den klassifizierten Informationen kann der Arbeiter die Zustände der Stromleitung und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors spezifischer erkennen.
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In dem zuvor genannten Aspekt kann eine Identifikationsinformationen-Eingabeeinheit vorgesehen sein, in die Identifikationsinformationen zu dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor eingegeben werden. Der Speicher kann den normalen Stromwertbereich in Zusammenhang mit den Identifikationsinformationen zu dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor speichern, und die Bestimmungseinheit kann die Zustände unter Verwendung des normalen Stromwertbereichs bestimmen, der in dem Speicher in Zusammenhang mit den Identifikationsinformationen gespeichert ist, die in die Identifikationsinformationen-Eingabeeinheit eingegeben sind.
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Dadurch ist es möglich, selbst wenn der mit einer Bremse ausgestattete Motor geändert wird, durch Eingabe der Identifikationsinformationen zu dem geänderten, mit einer Bremse ausgestatteten Motor, die Zustände der Stromleitung und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors unter Verwendung des normalen Stromwertbereichs gemäß dem Typ des mit einer Bremse ausgestatteten Motors zu bestimmen.
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In dem zuvor genannten Aspekt kann die Steuereinheit einen Steuerkreis umfassen, der die Bremse des mit einer Bremse ausgestatteten Motors steuert.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung hat die Wirkung, ein Lösen einer Bremse zu verhindern, wenn ein Problem bei einem Motor oder einer Stromleitung vorliegt.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Motorantriebseinrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist ein Diagramm, das ein Wellenformbeispiel einer Spannung darstellt, die zwischen Stromleitungen anliegt, vor der Aktivierung eines mit einer Bremse ausgestatteten Motors durch die Motorantriebseinrichtung von 1.
- 3 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem sich ein Strom, der durch eine Stromleitung fließt, innerhalb eines normalen Wertebereichs befindet, nach Anlegen der pulsierenden Spannung von 2.
- 4 ist ein Diagramm, das einen Fall darstellt, in dem sich ein Strom, der durch eine Stromleitung fließt, nicht innerhalb des normalen Wertebereichs befindet, nach Anlegen der pulsierenden Spannung von 2.
- 5 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel eines Falls darstellt, in dem sich ein Strom, der durch eine Stromleitung fließt, nicht innerhalb des normalen Wertebereichs befindet, nach Anlegen der pulsierenden Spannung von 2.
- 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Abwandlung der Motorantriebseinrichtung von 1 darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Motorantriebseinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Motorantriebseinrichtung 1 der Ausführungsform einen Wandler 2, der eine Wechselspannung von einer Stromquelle 20 in eine Gleichspannung umwandelt, und einen Wechselrichter 4, der die Gleichspannung, die von dem Wandler 2 ausgegeben wird, in eine dreiphasige Wechselspannung umwandelt und die dreiphasige Wechselspannung an einen mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 ausgibt.
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Die Motorantriebseinrichtung 1 umfasst ebenfalls Stromsensoren (Stromdetektoren) 6, die Ströme erfassen, die durch Stromleitungen 5 fließen, die dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 Strom von dem Wechselrichter 4 zuführen, eine Steuereinheit 7, die den Wechselrichter 4 basierend auf Stromwerten steuert, die von den Stromsensoren 6 erfasst werden, und eine Benachrichtigungseinheit 8.
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Außerdem umfasst die Motorantriebseinrichtung 1 eine Bestimmungseinheit 9, die Zustände der Stromleitung 5 und des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 bestimmt, basierend auf den Stromwerten, die von dem Stromsensor 6 erfasst werden. Die Steuereinheit 7 ist ausgestaltet, zu entscheiden, ob ein Lösen-Anweisungssignal zum Lösen einer Bremse 3a des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 ausgegeben wird, gemäß dem Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinheit 9.
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Die Bestimmungseinheit 9 und die Steuereinheit 7 bestehen aus einem Prozessor und einem Datenspeicher.
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Die Benachrichtigungseinheit 8 ist ausgestaltet, eine Anweisung von der Steuereinheit 7 zu empfangen und eine Benachrichtigung der Anweisung zu senden, wenn die Bestimmungseinheit 9 bestimmt, dass sich der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 oder die Stromleitung 5 nicht in einem normalen Zustand befinden.
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Das Lösen-Anweisungssignal von der Steuereinheit 7 wird in einen Bremssteuerkreis (Steuerung, Steuerkreis) 10 eingegeben. Der Bremssteuerkreis 10 ist ausgestaltet, die Bremse 3a des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 zwischen einem Bremszustand und einem gelösten Zustand umzuschalten, in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Lösen-Anweisungssignals.
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Der Stromsensor 6 ist an mindestens zwei der drei Stromleitungen 5 vorgesehen, die einem Motor 3b des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 Strom bestehend aus dreiphasigem Wechselstrom zuführen. Daher können die Stromsensoren 6 Ströme entsprechend allen drei Phasen des dreiphasigen Wechselstroms erfassen.
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Bei Aktivierung des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 aktiviert die Steuereinheit 7 den Wechselrichter 4, sodass eine pulsierende Spannung V0, die eine vorbestimmte zeitliche Breite Δt aufweist, zwischen den Stromleitungen 5 der Phasen angelegt wird, bevor die Bremse 3a gelöst wird.
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Die Bestimmungseinheit 9 weist einen Speicher (Datenspeicher) 11 auf, der einen Bereich (normalen Stromwertbereich) I1 bis I2 eines Stromwerts im Voraus speichert, der durch die Stromleitung 5 nach Verstreichen der Zeit Δt von dem Beginn des Anlegens einer Spannung fließt, wenn die zuvor genannte vorbestimmte pulsierende Spannung V0 angelegt ist, während die Stromleitung 5 in einem normalen Zustand normal an den mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 in einem normalen Zustand angeschlossen ist.
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Die Bestimmungseinheit 9 bestimmt, ob sich die Stromwerte, die von allen Stromsensoren 6 erfasst werden, innerhalb des Bereichs der Stromwerte befinden, die in dem Speicher 11 gespeichert sind. Wenn sich die Stromwerte innerhalb des Bereichs befinden, wie in 3 dargestellt, gibt die Bestimmungseinheit 9 ein Bestimmungsergebnis aus, das der Steuereinheit 7 „Normal“ angibt, und wenn die Stromwerte sich nicht innerhalb des Bereichs befinden, wie in 4 oder 5 dargestellt, gibt die Bestimmungseinheit 9 ein Bestimmungsergebnis aus, das der Steuereinheit 7 „Anormal“ angibt.
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Bei Empfang eines Bestimmungsergebnisses von der Bestimmungseinheit 9, das „Normal“ angibt, gibt die Steuereinheit 7 ein Lösen-Anweisungssignal zum Lösen der Bremse 3a an den Bremsstromkreis 10 aus. Andernfalls, bei Empfang eines Bestimmungsergebnisses von der Bestimmungseinheit 9, das „Anormal“ angibt, gibt die Steuereinheit 7 keine Lösen-Anweisungssignale an den Bremsstromkreis 10 aus, sondern bringt die Benachrichtigungseinheit 8 dazu, eine Benachrichtigung zu senden, dass zu dem Bestimmungsergebnis mit der Angabe „Anormal“ gekommen wurde.
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Ein Betrieb der Motorantriebseinrichtung 1 der auf diese Weise ausgestalteten Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
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Um den mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 unter Verwendung der Motorantriebseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform anzutreiben, legt die Steuereinheit 7 eine vorbestimmte pulsierende Spannung zwischen den Stromleitungen 5 an, bevor der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3, dessen Bremse 3a sich in einem Bremszustand befindet, angetrieben wird, und der Stromsensor 6 erfasst den Stromwert, der durch die Stromleitung 5 fließt.
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Die Bestimmungseinheit 9 vergleicht den Stromwert, der von dem Stromsensor 6 erfasst wird, mit dem normalen Stromwertbereich, der in dem Speicher 11 gespeichert ist. Wenn der Stromwert außerhalb des normalen Stromwertbereichs liegt, wird er als „Anormal“ bestimmt, und die Steuereinheit 7 bringt die Benachrichtigungseinheit 8 dazu, eine Benachrichtigung zu senden, die angibt, dass der Zustand „Anormal“ ist, ohne Lösen-Anweisungssignale an den Bremssteuerkreis 10 auszugeben.
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Daher ist es möglich, das Lösen der Bremse 3a vorteilhaft zu verhindern, während Probleme mit der Stromleitung 5, dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3, dem Stromsensor 6 oder dem Wechselrichter 4 vorliegen. Insbesondere ist es in einem Fall, in dem der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 in einer Schwerkraftsachse eines Roboters oder Ähnlichem platziert ist, vorteilhafterweise möglich, ein Lösen der Bremse 3a und ein Absenken der Schwerkraftsachse zu verhindern, wenn beispielsweise der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 nicht normal gesteuert werden kann oder wenn die Stromleitung 5 nicht angeschlossen ist. Außerdem ist es möglich, den Arbeiter durch Senden einer Benachrichtigung, die den anormalen Zustand angibt, zu veranlassen, den mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 und die Stromleitung 5 zu prüfen.
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Andernfalls, wenn die Bestimmungseinheit 9 bestimmt, dass sich der Stromwert, der von dem Stromsensor 6 erfasst wird, innerhalb des normalen Stromwertbereichs befindet, der in dem Speicher 11 gespeichert ist, gibt die Steuereinheit 7 ein Lösen-Anweisungssignal der Bremse 3a an den Bremssteuerkreis 10 aus. Dann wird der Bremszustand der Bremse 3a des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 gelöst, und der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 wird normal unter Spannungssteuerung durch den Wechselrichter 4 betrieben, der ein Anweisungssignal von der Steuereinheit 7 befolgt.
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Daher weist die Motorantriebseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform einen Vorteil des sicheren Verhinderns des Lösens der Bremse 3a auf, wenn ein Problem bei dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3, der Stromleitung 5, dem Stromsensor 6 oder dem Wechselrichter vorliegt.
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Es ist zu beachten, dass, obwohl die Motorantriebseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform derart ausgestaltet ist, dass die Bestimmungseinheit 9 die normalen und anormalen Zustände danach bestimmt, ob sich die Stromwerte innerhalb des normalen Stromwertbereichs befinden, die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Stattdessen können Probleme gemäß der Größenordnung des Stromwerts klassifiziert werden und die Benachrichtigungseinheit 8 kann eine Benachrichtigung senden, die Informationen zu dem Zustand der Stromleitung 5 oder dem mit einer Bremse ausgestatteten Motor 3 angibt.
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Wie beispielsweise in 4 dargestellt, ist es denkbar, dass, wenn der Stromwert, der von dem Stromsensor 6 erfasst wird, den normalen Stromwertbereich übersteigt, ein Kurzschluss oder ein Verschleiß der Isolierung an einer Wicklung des Motors aufgetreten ist. Wie in 5 dargestellt, ist es ebenfalls denkbar, dass, wenn der Stromwert, der von dem Stromsensor 6 erfasst wird, ein übermäßig kleiner Stromwert ist, der den normalen Stromwertbereich nicht erreicht, der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 oder die Stromleitung 5 verschlissen sind oder eine Unregelmäßigkeit wie eine Verstärkungsverringerung des Stromsensors 6 aufgetreten ist. Wenn der Stromwert, der durch den Stromsensor 6 erfasst wird, null ist, ist es auch denkbar, dass die Stromleitung 5 nicht an den Motor 3b angeschlossen ist, eine Unregelmäßigkeit in dem Stromsensor 6 aufgetreten ist oder der Wechselrichter 4 nicht normal gemäß der Anweisung an den Wechselrichter 4 arbeitet.
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Wenn sich der Stromwert, der von dem Stromsensor 6 erfasst wird, außerhalb des normalen Stromwertbereichs befindet, ist es möglich, den Arbeiter über einen detaillierteren Zustand der Stromleitung 5, des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3, des Stromsensors 6 oder des Wechselrichters 4 zu benachrichtigen, durch Veranlassen der Benachrichtigungseinheit 8 eine Benachrichtigung zu senden, die eine der zuvor genannten Informationen angibt.
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Da der normale Stromwertbereich durch einzelne Unterschiede des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 schwankt, kann der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 zudem, wie in 6 dargestellt, einen ID-Speicher 12 umfassen, der Identifikationsinformationen speichert. Ein Lesegerät (Identifikationsinformationen-Eingabeeinheit) 13, das die Identifikationsinformationen in dem ID-Speicher 12 liest, kann vorgesehen sein, und ein normaler Stromwertbereich, der den Identifikationsinformationen zugeordnet ist, kann in dem Speicher 11 gespeichert sein. Wenn der mit einer Bremse ausgestattete Motor 3 ausgetauscht wird, ist es möglich, den normalen oder anormalen Zustand zu bestimmen, unabhängig von dem einzelnen Unterschied, indem die Identifikationsinformationen in dem ID-Speicher 12 durch das Lesegerät 13 gelesen werden und indem ein zugeordneter normaler Stromwertbereich aus dem Speicher 11 durch die Bestimmungseinheit 9 gelesen und damit eine Bestimmung vorgenommen wird. Anstatt das Lesegerät 13 bereitzustellen, können Identifikationsinformationen von Hand eingegeben werden.
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Obwohl ein Bereich von Stromwerten, der zuvor in einem normalen Zustand gemessen wurde, als ein normaler Stromwertbereich gespeichert ist, kann ein normaler Stromwertbereich außerdem erhalten werden, indem eine Zeitkonstante aus dem Spannungswert der Gleichspannung, die von dem Wandler 2 ausgegeben wird, und eine Induktanz und ein Widerstand des mit einer Bremse ausgestatteten Motors 3 berechnet werden.
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Dies ist insofern vorteilhaft, als ein genauerer normaler Stromwertbereich eingestellt werden kann, sodass das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Problems genauer bestimmt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motorantriebseinrichtung
- 3
- mit einer Bremse ausgestatteter Motor
- 6
- Stromsensor (Stromdetektor)
- 7
- Steuereinheit
- 9
- Bestimmungseinheit
- 10
- Bremssteuerkreis (Steuerung, Steuerkreis)
- 11
- Speicher
- 13
- Lesegerät (Identifikationsinformationen-Eingabeeinheit)
