JP2001218476A - 電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のサーボ駆動回路に簡単な外部回路を追
加することにより、電力供給が遮断された場合の、制動
特性を改善し、電動機を速やかに確実に停止させること
が出来る電動機の制御装置の提供。 【解決手段】 交流電源１ａから直流変換した電力を、
第１コンデンサ４２が平滑化し、その平滑化した直流電
力を、制御回路４４がインバータ部４３のスイッチング
素子をオン／オフ制御して変換した交流電力により電動
機３を駆動する電動機の制御装置。制御回路４４の制御
電源回路４５の入力側に並列接続され、第１コンデンサ
４２から電流供給される第２コンデンサ１１と、第２コ
ンデンサ１１から第１コンデンサ４２への逆流を防止す
るダイオード１０と、交流電源１ａの電圧が所定値より
低下したときに、制御回路４４に発電制動の為にスイッ
チング素子のオン／オフ制御を実行させる制御信号回路
７ｂとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の制御装
置、具体的には電力供給遮断時に電動機を発電制動（ダ
イナミックブレーキ動作）させることが出来る制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータでは、電源の供給は、トロ
リー線又は給電線と集電子とによる摺動タイプ又は非接
触給電装置等によるものが多く、接触不良又は電源側の
故障等により停電が起こり易い。リニアモータは、その
特長として高速運転で使用されることが多く、その慣性
エネルギーも大きく、万が一、突然に停電状態に陥った
ときは制御不能となり、惰力で空走することになりかね
ない。従って、事前に確実な停止方法を講じておく必要
がある。

【０００３】図６は、従来の電動機の制御装置の構成例
を示すブロック図である。この電動機の制御装置２ｅ
は、電源１ａから供給された交流電力を、コンバータ５
１により直流電力へ変換し、変換した直流電力をコンデ
ンサ５２により平滑化し、平滑化した直流電力を、スイ
ッチング素子を備えたインバータ部５３により三相交流
電力へ変換し、この変換した三相交流電力により、例え
ばリニアモータ３を駆動する。

【０００４】電圧検出回路５６は、インバータ部５３へ
の入力電圧を検出し、検出した電圧値を制御回路５４へ
与える。インバータ部５３が備えるスイッチング素子を
オン／オフ制御する制御回路５４は、また、電圧検出回
路５６が検出した電圧値が所定値より低下すると、エラ
ー発生のアラームを出力すると共に、その制御動作を停
止する。なお、制御回路５４に電力を供給する制御電源
回路５５は、コンデンサ５２が平滑化した直流電力を与
えられている。コンバータ５１、コンデンサ５２、イン
バータ部５３、制御回路５４、制御電源回路５５及び電
圧検出回路５６は、サーボ駆動回路５を構成している。

【０００５】このような構成の電動機の制御装置２ｅで
は、図７（ａ）のタイミングチャートに示すように、電
力供給が遮断されたときには、インバータ部５３への入
力電圧は、コンデンサ５２の放電により、図７（ｂ）の
タイミングチャートに示すように徐々に低下し、インバ
ータ部５３への入力電圧が所定値（許容最小電圧）より
低下したときは、制御回路５４がその制御動作を停止す
る保護動作を実行する。

【０００６】このようなサーボ駆動回路５では、停電に
なると、インバータ部５３への入力電圧（動力電圧）及
び制御電源回路５５の出力電圧の双方に電圧低下が生
じ、内部回路及び素子の誤動作を生じ易い。その為、こ
のような誤動作を防止する為に、インバータ部５３への
入力電圧が所定値より低下したときは、直ちに制御回路
５４がその制御動作を停止するようにしている。制御電
源回路５５の出力電圧は、図７（ｃ）のタイミングチャ
ートに示すように、電力供給が遮断されたときから、コ
ンデンサ５２の放電により、徐々に低下するので、上述
した保護動作を実行することが出来る。

【０００７】この結果、リニアモータ３は、図７（ｄ）
のタイミングチャートに示すように、フリーラン状態と
なり、惰力で作動した後に停止する。高速運転時にこの
ような状態に陥った場合、特にリニアモータである場合
には、不必要なオーバーランや、衝突による装置への損
傷等が起きる可能性がある。また、復旧や運転再開に手
間が掛かり、直ちに制御動作を停止するのは、必ずしも
好ましい停止方法ではない。この電動機の制御装置２ｅ
では、例えば、重量３５０ｋｇの可動子が２ｍ／ｓで走
行している場合、フリーラン状態で停止させると、停止
距離は３ｍ以上となる。

【０００８】そこで、従来、フリーラン状態とならない
ように、停止時に電動機のコイルを相互に短絡させ、電
動機に発電を行わせて制動力を得る発電制動が採用され
ている。発電制動を行う電動機の制御装置としては、例
えば図８に示すようなリレー１４，１５，１６を用いた
電動機の制御装置がある。この電動機の制御装置２ｆ
は、三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）交流の電源１ａから供給
された交流電力をコンバータ６１により直流電力に変換
し、変換した直流電力をコンデンサ６２により平滑化
し、平滑化した直流電力をインバータ部６３により交流
電力に変換し、この変換した交流電力により、リニアモ
ータ３を駆動する。

【０００９】また、この電動機の制御装置２ｆが備える
リレー１４，１５，１６は、励磁回路１４Ｘ，１５Ｘ，
１６Ｘが電源１ａのＲＴ相間に並列接続され、ａ接点１
４ａ，１５ａ，１６ａが、インバータ部６３の出力端子
Ｕ，Ｖ，Ｗ及びリニアモータ３間にそれぞれ接続されて
いる。リレー１４（１５，１６）のｂ接点１４ｂ（１５
ｂ，１６ｂ）は、ａ接点１４ａ（１５ａ，１６ａ）及び
リニアモータ３間の接続節点と、ａ接点１５ａ（１６
ａ，１４ａ）及びリニアモータ３間の接続節点との間に
接続されている。

【００１０】制御回路６４は、インバータ部６３が有す
るスイッチング素子をオン／オフ制御し、制御回路６４
に電力を供給する制御電源回路６５は、コンデンサ６２
が平滑化した直流電力を与えられている。コンバータ６
１、コンデンサ６２、インバータ部６３、制御回路６４
及び制御電源回路６５は、サーボ駆動回路６を構成して
いる。

【００１１】このような構成の電動機の制御装置２ｆで
は、正常に電力供給がなされている場合には、励磁回路
１４Ｘ，１５Ｘ，１６Ｘの何れもが励磁状態であるた
め、何れのａ接点も閉じ、何れのｂ接点も開放されてい
る。電力供給が遮断された場合には、励磁回路１４Ｘ，
１５Ｘ，１６Ｘの何れもが非励磁状態となり、これに伴
い、ａ接点を開放し、ｂ接点を閉じることにより、リニ
アモータ３の端子間を短絡させ、発電制動を行う。

【００１２】しかし、この電動機の制御装置２ｆでは、
ａ接点１４ａ，１５ａ，１６ａ及びｂ接点１４ｂ，１５
ｂ，１６ｂに過大な電流が流れるため、リレー１４，１
５，１６は、接点の電流容量が大きなものでなければな
らず、また、接点の溶着やサーボ駆動回路６の破損事故
に至ることもあり、信頼性及び耐久性に欠けるという問
題があった。

【００１３】そこで、このような問題を解決する為に、
発電制動機能を備えたサーボ駆動回路が販売されてい
る。図９は、本発明者が検討した電動機の制御装置であ
り、このような発電制動機能付きのサーボ駆動回路４を
利用した電動機の制御装置の構成例を示すブロック図で
ある。この電動機の制御装置２ｇは、三相（Ｒ相，Ｓ
相，Ｔ相）交流の電源１ａから供給された交流電力をコ
ンバータ４１により直流電力へ変換し、変換した直流電
力をコンデンサ４２により平滑化し、平滑化した直流電
力を、スイッチング素子を備えたインバータ部４３によ
り三相交流電力へ変換し、この変換した三相交流電力に
より、リニアモータ３を駆動する。

【００１４】インバータ部４３が備えるスイッチング素
子をオン／オフ制御する制御回路４４は、所定信号が入
力されると、リニアモータ３の端子間を短絡させるよう
に制御し、これにより発電制動を行うことが出来る。制
御回路４４へ電力を供給する制御電源回路４５は、コン
デンサ４２の両端電圧がそれぞれ与えられる出力端子
Ｐ，Ｎと、制御電源回路４５への正負の入力端子Ｒ１，
Ｔ１とをそれぞれ接続して、コンデンサ４２の両端電圧
を電源としている。上述したコンバータ４１、コンデン
サ４２、インバータ部４３、制御回路４４及び制御電源
回路４５はサーボ駆動回路４を構成しているが、サーボ
駆動回路４に含まれない電圧検出回路７が、電源１ａの
ＲＴ相間の電圧を検出し、検出した電圧が所定値より低
下したときには電圧低下信号（所定信号）を制御回路４
４へ出力する。

【００１５】このような構成の電動機の制御装置２ｇで
は、電力供給が遮断された場合には、電圧検出回路７
が、検出した電圧が所定値より低下したことを判定し、
電圧低下信号（所定信号）を制御回路４４へ与える。制
御回路４４は、この与えられた電圧低下信号に基づき発
電制動を行う。この電動機の制御装置２ｇでは、例え
ば、重量３５０ｋｇの可動子が２ｍ／ｓで走行している
場合、フリーラン状態で停止させると、停止距離は１．
５ｍ程度となり、電動機の制御装置２ｅの場合に比較し
て、約１／２に短縮することが出来る。

【００１６】しかし、このように接続された状態で電力
供給が遮断された場合には、コンデンサ４２及び制御電
源回路４５は、電力供給の遮断と略同時に放電して両端
電圧が低下する。その為、電力供給遮断時の一瞬には発
電制動を行うが、直ちに制御電源回路４５の出力電圧が
低下し、制御回路４４は、リニアモータ３が停止する前
に制御困難となり、リニアモータ３はフリーラン状態に
なる。従って、比較的に停止距離が長く、また、発電制
動が確実でなく、期待するような制動性能を得ることが
出来ない。

【００１７】図１０は、本発明者が検討した電動機の制
御装置であり、図９で示した電動機の制御装置２ｇと同
様に、サーボ駆動回路４を利用している。但し、この電
動機の制御装置２ｈでは、制御電源回路４５は、サーボ
駆動回路４に含まれない電圧検出回路７と同様に、電源
１ａのＲＴ相間の電圧を電源として与えられている。電
圧検出回路７は、図９で示した電動機の制御装置２ｇと
同様に、電源１ａのＲＴ相間の電圧を検出し、検出した
電圧が所定値より低下したときには電圧低下信号（所定
信号）を制御回路４４へ出力する。

【００１８】このような構成の電動機の制御装置２ｈで
は、電力供給が遮断された場合には、電圧検出回路７
が、検出した電圧が所定値より低下したことを判定し、
電圧低下信号（所定信号）を制御回路４４へ与える。制
御回路４４は、この与えられた電圧低下信号に基づき発
電制動を行う。

【００１９】しかし、このように接続された状態で電力
供給が遮断された場合には、制御電源回路４５は、電力
供給の遮断と同時に電圧が低下する。その為、電力供給
遮断時の一瞬には発電制動を行うが、瞬時に制御電源回
路４５の出力電圧が低下し、制御回路４４は、リニアモ
ータ３が停止する前に制御困難となり、リニアモータ３
はフリーラン状態になる。従って、図９で示した電動機
の制御装置２ｇより停止距離が長く、また、発電制動が
確実でなく、期待するような制動性能を得ることが出来
ない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
これらの電動機の制御装置２ｅ〜２ｈを用いると、電圧
低下とともに制御が困難となりフリーラン状態に至る結
果となる。この為、正常に電力供給がなされた状態で制
御回路が発電制動を行う場合と比較して、制動距離が長
くなるという問題があり、上述したように、高速運転時
にこのような状態に陥った場合、特に電動機がリニアモ
ータである場合には、不必要なオーバーランや、衝突に
よる装置への損傷等が起きる可能性があるという問題が
ある。

【００２１】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、従来のサーボ駆動回路（サーボドラ
イバ）に簡単な外部回路を追加することにより、電力供
給が遮断された場合の、制動特性を大幅に改善し、電動
機を速やかに確実に停止させることが出来る電動機の制
御装置の提供を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る電動機の
制御装置は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換
するコンバータと、該コンバータが変換した直流電力を
平滑化する第１コンデンサと、該第１コンデンサが平滑
化した直流電力を、制御回路が複数のスイッチング素子
をオン／オフ制御することにより交流電力に変換し、変
換した交流電力により電動機を駆動するインバータ部
と、前記制御回路に電源を供給する制御電源回路とを備
え、前記電動機を発電制動により停止させる為に、前記
制御回路が前記スイッチング素子をオン／オフ制御すべ
くなしてある電動機の制御装置において、前記制御電源
回路の入力側に該制御電源回路と並列接続され、前記第
１コンデンサから電流供給される第２コンデンサと、該
第２コンデンサから前記第１コンデンサへの逆流を防止
する為のダイオードと、前記交流電源の電圧が所定値よ
り低下したときに、前記制御回路に前記発電制動の為の
オン／オフ制御を実行させる制御信号回路とを備え、前
記制御電源回路は、停電時に、前記第２コンデンサの放
電電力により作動すべくなしてあることを特徴とする。

【００２３】この電動機の制御装置では、コンバータが
交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、第１コン
デンサが、その変換した直流電力を平滑化する。インバ
ータ部は、その平滑化した直流電力を、制御回路が複数
のスイッチング素子をオン／オフ制御することにより交
流電力に変換し、変換した交流電力により電動機を駆動
する。制御電源回路は制御回路に電源を供給し、制御回
路は、電動機を発電制動により停止させる為に、スイッ
チング素子をオン／オフ制御する。

【００２４】第２コンデンサが、制御電源回路の入力側
に制御電源回路と並列接続され、第１コンデンサから電
流供給され、ダイオードが、第２コンデンサから第１コ
ンデンサへの逆流を防止する。制御信号回路が、交流電
源の電圧が所定値より低下したときに、制御回路に発電
制動の為のオン／オフ制御を実行させ、制御電源回路
は、停電時に、第２コンデンサの放電電力により作動す
る。これにより、従来のサーボ駆動回路に簡単な外部回
路を追加することにより、電力供給が遮断された場合
の、制動特性を大幅に改善し、電動機を速やかに確実に
停止させることが出来る電動機の制御装置を実現するこ
とが出来る。

【００２５】第２発明に係る電動機の制御装置は、交流
電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ
と、該コンバータが変換した直流電力を平滑化する第１
コンデンサと、該第１コンデンサが平滑化した直流電力
を、制御回路が複数のスイッチング素子をオン／オフ制
御することにより交流電力に変換し、変換した交流電力
により電動機を駆動するインバータ部と、前記制御回路
に電源を供給する制御電源回路とを備え、前記電動機を
発電制動により停止させる為に、前記制御回路が前記ス
イッチング素子をオン／オフ制御すべくなしてある電動
機の制御装置において、前記交流電源からの交流電力を
整流する整流器と、該整流器が整流した直流電力を平滑
化し前記制御電源回路へ与える第２コンデンサと、前記
交流電源の電圧が所定値より低下したときに、前記制御
回路に前記発電制動の為のオン／オフ制御を実行させる
制御信号回路とを備え、前記制御電源回路は、停電時
に、前記第２コンデンサの放電電力により作動すべくな
してあることを特徴とする。

【００２６】この電動機の制御装置では、コンバータが
交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、第１コン
デンサが、その変換した直流電力を平滑化する。インバ
ータ部は、その平滑化した直流電力を、制御回路が複数
のスイッチング素子をオン／オフ制御することにより交
流電力に変換し、変換した交流電力により電動機を駆動
する。制御電源回路は制御回路に電源を供給し、制御回
路は、電動機を発電制動により停止させる為に、スイッ
チング素子をオン／オフ制御する。

【００２７】整流器が、交流電源からの交流電力を整流
し、第２コンデンサが、整流器が整流した直流電力を平
滑化し制御電源回路へ与える。制御信号回路は、交流電
源の電圧が所定値より低下したときに、制御回路に発電
制動の為のオン／オフ制御を実行させ、制御電源回路
は、停電時に、第２コンデンサの放電電力により作動す
る。これにより、従来のサーボ駆動回路に簡単な外部回
路を追加することにより、電力供給が遮断された場合
の、制動特性を大幅に改善し、電動機を速やかに確実に
停止させることが出来る電動機の制御装置を実現するこ
とが出来る。

【００２８】第３発明に係る電動機の制御装置は、直流
電源からの直流電力を、制御回路が複数のスイッチング
素子をオン／オフ制御することにより交流電力に変換
し、変換した交流電力により電動機を駆動するインバー
タ部と、前記制御回路に電源を供給する制御電源回路と
を備え、前記電動機を発電制動により停止させる為に、
前記制御回路が前記スイッチング素子をオン／オフ制御
すべくなしてある電動機の制御装置において、前記直流
電源の電圧が所定値より低下したときに、制御信号を出
力する制御信号回路と、該制御信号回路が出力した制御
信号を受信し、所定の条件を満足したときに、前記制御
回路に前記発電制動の為のオン／オフ制御を実行させる
外部制御回路と、該外部制御回路に電源を供給する外部
制御電源回路と、前記直流電源、前記制御電源回路及び
前記外部制御電源回路と並列接続されたコンデンサと、
該コンデンサから前記直流電源への逆流を防止するダイ
オードとを備え、前記制御電源回路及び前記外部制御電
源回路は、停電時に、前記コンデンサの放電電力により
作動すべくなしてあることを特徴とする。

【００２９】この電動機の制御装置では、インバータ部
は、直流電源からの直流電力を、制御回路が複数のスイ
ッチング素子をオン／オフ制御することにより交流電力
に変換し、変換した交流電力により電動機を駆動する。
制御電源回路が制御回路に電源を供給し、制御回路が、
電動機を発電制動により停止させる為に、スイッチング
素子をオン／オフ制御する。

【００３０】制御信号回路が、直流電源の電圧が所定値
より低下したときに、制御信号を出力し、外部制御回路
は、その出力した制御信号を受信し、所定の条件を満足
したときに、制御回路に発電制動の為のオン／オフ制御
を実行させる。外部制御電源回路は外部制御回路に電源
を供給し、コンデンサは、直流電源、制御電源回路及び
外部制御電源回路と並列接続されている。ダイオード
は、コンデンサから直流電源への逆流を防止し、制御電
源回路及び外部制御電源回路は、停電時に、コンデンサ
の放電電力により作動する。これにより、従来のサーボ
駆動回路に簡単な外部回路を追加することにより、電力
供給が遮断された場合の、制動特性を大幅に改善し、電
動機を速やかに確実に停止させることが出来る電動機の
制御装置を実現することが出来る。

【００３１】第４発明に係る電動機の制御装置は、交流
電源からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ
と、該コンバータが変換した直流電力を平滑化する第１
コンデンサと、該第１コンデンサが平滑化した直流電力
を、制御回路が複数のスイッチング素子をオン／オフ制
御することにより交流電力に変換し、変換した交流電力
により電動機を駆動するインバータ部と、該インバータ
部が変換した交流電力を検出する検出回路と、前記制御
回路に電源を供給する制御電源回路とを備え、前記制御
回路は、外部から前記電動機の駆動異常を示す信号を与
えられたときは、前記電動機を発電制動により停止させ
る為に、前記スイッチング素子をオン／オフ制御すべく
なしてある電動機の制御装置において、前記交流電源か
らの交流電力を整流する整流器と、該整流器が整流した
直流電力を平滑化し前記制御電源回路へ与える第２コン
デンサとを備え、前記制御電源回路は、停電時に、前記
第２コンデンサの放電電力により作動すべくなしてある
ことを特徴とする。

【００３２】この電動機の制御装置では、コンバータが
交流電源からの交流電力を直流電力に変換し、第１コン
デンサが、その変換した直流電力を平滑化する。インバ
ータ部は、その平滑化した直流電力を、制御回路が複数
のスイッチング素子をオン／オフ制御することにより交
流電力に変換し、変換した交流電力により電動機を駆動
する。検出回路は、インバータ部が変換した交流電力を
検出し、制御電源回路は、制御回路に電源を供給する。
制御回路は、外部から前記電動機の駆動異常を示す信号
を与えられたときは、電動機を発電制動により停止させ
る為に、スイッチング素子をオン／オフ制御する。

【００３３】整流器が交流電源からの交流電力を整流
し、第２コンデンサは、その整流した直流電力を平滑化
し制御電源回路へ与える。制御電源回路は、停電時に、
第２コンデンサの放電電力により作動する。これによ
り、従来のサーボ駆動回路に簡単な外部回路を追加する
ことにより、電力供給が遮断された場合の、制動特性を
大幅に改善し、電動機を速やかに確実に停止させること
が出来る電動機の制御装置を実現することが出来る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づき説明する。 実施の形態１．図１は、本発明に係る電動機の制御装置
の実施の形態１の構成を示すブロック図である。この電
動機の制御装置２ａは、同期型のリニアモータ３を駆動
制御しており、三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）交流の電源１
ａから供給された交流電力をコンバータ４１により直流
電力へ変換し、変換した直流電力をコンデンサ４２によ
り平滑化し、平滑化した直流電力を、スイッチング素子
を備えたインバータ部４３により三相交流電力へ変換
し、この変換した三相交流電力により、リニアモータ３
を駆動する。

【００３５】インバータ部４３が備えるスイッチング素
子をオン／オフ制御する制御回路４４は、所定信号が入
力されると、リニアモータ３の端子間を短絡させるよう
に制御し、これにより発電制動（ダイナミックブレーキ
動作）を行うことが出来る。コンデンサ４２の正極側電
圧が与えられる出力端子Ｐに、ダイオード１０のアノー
ドが接続され、ダイオード１０のカソードが、制御回路
４４へ電力を供給する制御電源回路４５への正極側入力
端子Ｒ１に接続され、コンデンサ４２の負極側電圧が与
えられる出力端子Ｎに、制御電源回路４５への負極側入
力端子Ｔ１が接続され、入力端子Ｒ１，Ｔ１間にコンデ
ンサ１１が接続されている。上述したコンバータ４１、
コンデンサ４２、インバータ部４３、制御回路４４及び
制御電源回路４５はサーボ駆動回路４を構成している
が、サーボ駆動回路４に含まれない、リレーを備えた制
御信号回路７ｂが、電源１ａのＲＴ相間の電圧が所定値
より低下したときには制御信号（所定信号）を制御回路
４４へ出力する。

【００３６】以下に、このような構成の電動機の制御装
置２ａの動作を説明する。電源１ａから供給された交流
電力がコンバータ４１により直流電力へ変換され、この
変換された直流電力がコンデンサ４２により平滑化され
る。インバータ部４３は、この平滑化された直流電力
を、制御回路４４から複数のスイッチング素子をオン／
オフ制御されることにより、交流電力へ変換し、この変
換した交流電力によりリニアモータ３を駆動制御する。

【００３７】また、コンデンサ４２からダイオード１０
を通じて供給された直流電力が、コンデンサ１１に蓄え
られ、この蓄えられた直流電力が制御電源回路４５によ
って所定の直流電圧に変換され、この変換された直流電
圧が制御回路４４へ供給される。制御回路４４は、イン
バータ部４３が備えるスイッチング素子を制御し、イン
バータ部４３が出力する交流電力の周波数を変化させる
ことにより、リニアモータ３の速度制御を行う。特に、
電力供給が正常である状態では、制御回路４４は、図示
しない操作部から入力されたブレーキ信号に基づいて、
インバータ部４３が備えるスイッチング素子を、リニア
モータ３の端子間を短絡させるように、制御することに
より発電制動を行う。

【００３８】一方、図２（ａ）のタイミングチャートに
示すように、電源１ａからの電力供給が遮断された場
合、制御信号回路７ｂは、遮断に伴う電圧低下を受け
て、図２（ｄ）のタイミングチャートに示すように、制
御信号により制御回路４４へ通知する。この制御信号を
受けた制御回路４４は、インバータ部４３が備えるスイ
ッチング素子を、リニアモータ３の端子間を短絡させる
ように、制御することにより、図２（ｅ）のタイミング
チャートに示すように、発電制動を行う。

【００３９】このように電力供給が遮断された場合、制
御電源回路４５は、コンデンサ１１からの放電電流によ
り、図２（ｃ）のタイミングチャートに示すように、制
御回路４４へ電力を引き続き供給することができ、さら
に、コンデンサ１１の容量を予め適当に選定しておくこ
とにより、リニアモータ３が停止するまでの間、必要な
電力量を維持することができる。

【００４０】また、電力供給が遮断された場合、コンデ
ンサ４２の両端電圧は、図２（ｂ）のタイミングチャー
トに示すように、コンデンサ１１の両端電圧（図２
（ｃ））より速く低下して行くが、ダイオード１０によ
り、コンデンサ１１からコンデンサ４２へ電流が逆流す
るのを防止している。なお、サーボ駆動回路４はパッケ
ージになって市販されている為、コンデンサ４２の容量
を変更するには、煩雑な取替作業が必要となる。この電
動機の制御装置２ａでは、例えば、重量３５０ｋｇの可
動子が２ｍ／ｓで走行している場合、停電時の停止距離
は０．６５ｍとなり、従来例と比較して、大幅に短縮す
ることが出来る。正常な電源状態でブレーキ指令を与え
て発電制動を実行させた場合、停止距離０．６５ｍ、停
止時間０．８ｓであり、これと遜色ない結果を得ること
が出来た。

【００４１】実施の形態２．図３は、本発明に係る電動
機の制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図で
ある。この電動機の制御装置２ｂは、同期型のリニアモ
ータ３を駆動制御しており、三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）
交流の電源１ａにコンバータ４１が接続され、コンバー
タ４１の出力側にスイッチング素子を備えたインバータ
部４３が接続され、コンバータ４１とインバータ部４３
との間にコンデンサ４２が並列接続されている。

【００４２】また、この電動機の制御装置２ｂは、電源
１ａのＲＴ相間に整流器９が接続され、整流器９の出力
側は制御電源回路４５に接続され、整流器９と制御電源
回路４５との間にはコンデンサ８が並列接続されてい
る。制御電源回路４５の出力側は制御回路４４に接続さ
れ、電源１ａのＲＴ相間には、リレーを備えた制御信号
回路７ｂが接続され、制御信号回路７ｂの出力側に制御
回路４４が接続されている。上述したコンバータ４１、
コンデンサ４２、インバータ部４３、制御回路４４及び
制御電源回路４５はサーボ駆動回路４を構成している
が、サーボ駆動回路４に含まれない制御信号回路７ｂ
が、電源１ａのＲＴ相間の電圧が所定値より低下したと
きには制御信号（所定信号）を制御回路４４へ出力す
る。

【００４３】以下に、このような構成の電動機の制御装
置２ｂの動作について説明する。電源１ａから供給され
た交流電力が整流器９によって直流電力へ変換され、こ
の変換された直流電力は、コンデンサ８に蓄えられると
ともにコンデンサ８によって平滑化される。これらの蓄
えられた直流電力及び平滑化された直流電力は、制御電
源回路４５によって所定の直流電圧に変換され、この変
換された直流電圧が制御回路４４へ供給される。制御回
路４４は、インバータ部４３が備えるスイッチング素子
をオン／オフ制御し、インバータ部４３が出力する交流
電力の周波数を変化させることにより、リニアモータ３
の速度制御を行う。特に、電力供給が正常である状態で
は、制御回路４４は、図示しない操作部から入力された
ブレーキ信号に基づき、インバータ部４３が備えるスイ
ッチング素子を、リニアモータ３の端子間を短絡させる
ように、制御することにより発電制動を行う。

【００４４】一方、制御信号回路７ｂは、電源１ａから
の電力供給が遮断された場合、遮断に伴う電圧低下を受
けて、制御信号により制御回路４４へ通知する。この制
御信号を受けた制御回路４４は、インバータ部４３が備
えるスイッチング素子を、リニアモータ３の端子間を短
絡させるように、制御することにより発電制動を行う。

【００４５】このように電力供給が遮断された場合、制
御電源回路４５は、コンデンサ８からの放電電流によ
り、制御回路４４へ電力を引き続き供給することが出来
る。さらに、コンデンサ８の容量を予め適当に選定して
おくことにより、リニアモータ３が停止するまでの間、
必要な電力量を維持することが出来る。この電動機の制
御装置２ｂでは、例えば、重量３５０ｋｇの可動子が２
ｍ／ｓで走行している場合、停電時に、停止距離は０．
６５ｍとなり、従来例と比較して、大幅に短縮すること
が出来る。正常な電源状態でブレーキ指令を与えて発電
制動を実行させた場合、停止距離０．６５ｍ、停止時間
０．８ｓであり、これと遜色ない結果を得ることが出来
た。その他の動作は、実施の形態１において説明した電
動機の制御装置２ａの動作と同様であるので、説明を省
略する。尚、制御信号回路７ｂは、電源１ａからの電圧
を検出し、検出した電圧が所定値より低いときに、制御
信号を出力する電圧検出回路を含むものである。

【００４６】実施の形態３．図４は、本発明に係る電動
機の制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図で
ある。この電動機の制御装置２ｃは、電源１ｂにより直
流電力が供給され、コンデンサ１１が電源１ｂ、制御電
源回路４５及び外部制御電源回路１３にそれぞれ並列接
続され、ダイオード１０が電源１ｂ及びコンデンサ１１
の正極側端子間に順接続されている。外部制御電源回路
１３は外部制御回路１２に電源を供給し、外部制御回路
１２は制御回路４４へ所定信号を与える。電源１ｂの両
端電圧を検出する為に、リレーを備えた制御信号回路７
ａが接続され、制御信号回路７ａの出力側に外部制御回
路１２が接続されている。その他の構成については、実
施の形態２において説明した電動機の制御装置２ｂの構
成と同様であるので、同様箇所には同一符号を付して、
説明を省略する。

【００４７】以下に、このような構成の電動機の制御装
置２ｃの動作を説明する。電源１ｂからの電力供給が遮
断された場合、制御信号回路７ａはリレーの接点出力を
外部制御回路１２に与える。外部制御回路１２は、制御
信号回路７ａから接点出力を与えられた後、所定の動作
条件を満足したときに、ブレーキ指令信号（所定信号）
を制御回路４４へ与える。制御回路４４は、与えられた
ブレーキ指令信号に基づき、インバータ部４３が備える
スイッチング素子を、リニアモータ３の端子間を短絡さ
せるように、オン／オフ制御することにより発電制動を
行う。

【００４８】この場合、外部制御電源回路１３及び制御
電源回路４５は、コンデンサ１１からの放電電流によ
り、外部制御回路１２及び制御回路４４へ電力を引き続
き供給することができ、コンデンサ１１の容量を予め適
当に選定しておくことにより、リニアモータ３が停止す
るまでの間、必要な電力量を維持することができる。ま
た、電力供給が遮断された場合、当然、電源１ｂの両端
電圧は、コンデンサ１１の両端電圧より速く低下する
が、ダイオード１０により、コンデンサ１１から電源１
ｂへ電流が逆流するのを防止している。その他の動作
は、実施の形態１において説明した電動機の制御装置２
ａの動作と同様であるので、説明を省略する。尚、制御
信号回路７ａは、電源１ｂからの電圧を検出し、検出し
た電圧が所定値より低いときに、制御信号を出力する電
圧検出回路を含むものである。

【００４９】実施の形態４．図５は、本発明に係る電動
機の制御装置の実施の形態４の構成を示すブロック図で
ある。この電動機の制御装置２ｄは、同期型のリニアモ
ータ３を駆動制御しており、三相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）
交流の電源１ａにはコンバータ５１が接続され、コンバ
ータ５１の出力側にスイッチング素子を備えたインバー
タ部５３が接続され、コンバータ５１とインバータ部５
３との間にコンデンサ５２が並列接続されている。

【００５０】また、電源１ａのＲＴ相間には整流器９が
接続され、整流器９の出力側に制御電源回路５５が接続
され、整流器９と制御電源回路５５との間にコンデンサ
８が並列接続され、制御電源回路５５の出力側に制御回
路５４ａが接続されている。制御回路５４ａは、停電時
に発生する二次的な現象、例えば、動力電源の低下によ
り、リニアモータ３の推力が低下し、指令値に追従出来
なくなり、速度偏差や位置偏差が異常となったことを通
知する外部信号を受けて、インバータ部５３が備えるス
イッチング素子を、リニアモータ３の端子間を短絡させ
るように、制御することにより発電制動を行う。上述し
たコンバータ５１、コンデンサ５２、インバータ部５
３、制御回路５４ａ及び制御電源回路５５はサーボ駆動
回路５ａを構成している。

【００５１】以下に、このような構成の電動機の制御装
置２ｄの動作について説明する。電源１ａから供給され
た交流電力が、コンバータ５１により直流電力へ変換さ
れ、変換された直流電力がコンデンサ５２により平滑化
され、インバータ部５３は、この平滑化された直流電力
を交流電力へ変換し、この変換した交流電力によりリニ
アモータ３を駆動制御する。また、電源１ａから供給さ
れた交流電力が整流器９によって直流電力へ変換され、
この変換された直流電力がコンデンサ８に蓄えられると
共に、コンデンサ８によって平滑化され、これらの蓄え
られた直流電力及び平滑化された直流電力が、制御電源
回路５５により所定の直流電圧に変換され、この変換さ
れた直流電圧が制御回路５４ａへ供給される。

【００５２】制御回路５４ａは、インバータ部５３が備
えるスイッチング素子をオン／オフ制御し、インバータ
部５３が出力する交流電力の周波数を変化させることに
より、リニアモータ３の速度制御を行う。特に、電力供
給が正常である状態では、制御回路５４ａは、図示しな
い操作部から入力されたブレーキ信号に基づいて、イン
バータ部５３が備えるスイッチング素子を、リニアモー
タ３の端子間を短絡させるように、制御することにより
発電制動を行う。

【００５３】一方、電源１ａからの電力供給が遮断され
た場合、この遮断に伴う電圧低下によりリニアモータ３
の推力が低下して制御量に偏差が生じたことを制御回路
５４ａが検知すると、制御回路５４ａは、インバータ部
５３に備えられたスイッチング素子を、リニアモータ３
の端子間を短絡させるように、制御することにより発電
制動を行う。

【００５４】このように電力供給が遮断された場合、制
御電源回路５５は、コンデンサ８からの放電電流によ
り、制御回路５４ａへ電力を引き続き供給することが出
来、さらに、コンデンサ８の容量を予め適当に選定して
おくことにより、リニアモータ３が停止するまでの間、
必要な電力量を維持することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明に係る電動機の制御装置によれ
ば、従来のサーボ駆動回路（サーボドライバ）に簡単な
外部回路を追加することにより、電力供給が遮断された
場合の、制動特性を大幅に改善し、電動機を速やかに確
実に停止させることが出来る電動機の制御装置を実現す
ることが出来る。

【００５６】また、非接触給電装置、摺動式給電線又は
スリップリング等を介して電源を供給されるリニアモー
タの可動側に、モータコイル、サーブドライバ及びこれ
らの制御装置を搭載する場合、そのスペース及び重量が
制限されるが、本発明に係る電動機の制御装置によれ
ば、少ない部品点数で安価に、また小さな占有スペース
で、電力供給が遮断された場合の、制動特性を大幅に改
善し、電動機を速やかに確実に停止させることが出来る
電動機の制御装置を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動機の制御装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る電動機の制御装置の実施の形態の
動作を示すタイミングチャートである。

【図３】本発明に係る電動機の制御装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図４】本発明に係る電動機の制御装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る電動機の制御装置の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図６】従来の電動機の制御装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図７】従来の電動機の制御装置の動作を示すタイミン
グチャートである。

【図８】従来の電動機の制御装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図９】本発明者が検討した電動機の制御装置の構成例
を示すブロック図である。

【図１０】本発明者が検討した電動機の制御装置の構成
例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ａ （三相交流）電源 １ｂ （直流）電源 ２ａ〜２ｄ 電動機の制御装置 ３ リニアモータ（電動機） ４，５ａ サーボ駆動回路（サーボドライバ） ７ａ，７ｂ 制御信号回路（電圧検出回路） ８，１１ コンデンサ（第２コンデンサ） ９ 整流器 １０ ダイオード １２ 外部制御回路 １３ 外部制御電源回路 ４１，５１ コンバータ ４２，５２ コンデンサ（第１コンデンサ） ４３，５３ インバータ部 ４４，５４ａ 制御回路 ４５，５５ 制御電源回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 究 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内 Ｆターム(参考） 5H007 AA06 BB06 CB02 DA03 DB09 DC05 FA02 FA13 FA16 GA08 5H530 AA06 AA30 BB32 CC26 CD34 CE16 DD03 DD12 DD24 DD28 DD29 EE08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換するコンバータと、該コンバータが変換した直流電力
   を平滑化する第１コンデンサと、該第１コンデンサが平
   滑化した直流電力を、制御回路が複数のスイッチング素
   子をオン／オフ制御することにより交流電力に変換し、
   変換した交流電力により電動機を駆動するインバータ部
   と、前記制御回路に電源を供給する制御電源回路とを備
   え、前記電動機を発電制動により停止させる為に、前記
   制御回路が前記スイッチング素子をオン／オフ制御すべ
   くなしてある電動機の制御装置において、 前記制御電源回路の入力側に該制御電源回路と並列接続
   され、前記第１コンデンサから電流供給される第２コン
   デンサと、該第２コンデンサから前記第１コンデンサへ
   の逆流を防止する為のダイオードと、前記交流電源の電
   圧が所定値より低下したときに、前記制御回路に前記発
   電制動の為のオン／オフ制御を実行させる制御信号回路
   とを備え、前記制御電源回路は、停電時に、前記第２コ
   ンデンサの放電電力により作動すべくなしてあることを
   特徴とする電動機の制御装置。
2. 【請求項２】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換するコンバータと、該コンバータが変換した直流電力
   を平滑化する第１コンデンサと、該第１コンデンサが平
   滑化した直流電力を、制御回路が複数のスイッチング素
   子をオン／オフ制御することにより交流電力に変換し、
   変換した交流電力により電動機を駆動するインバータ部
   と、前記制御回路に電源を供給する制御電源回路とを備
   え、前記電動機を発電制動により停止させる為に、前記
   制御回路が前記スイッチング素子をオン／オフ制御すべ
   くなしてある電動機の制御装置において、 前記交流電源からの交流電力を整流する整流器と、該整
   流器が整流した直流電力を平滑化し前記制御電源回路へ
   与える第２コンデンサと、前記交流電源の電圧が所定値
   より低下したときに、前記制御回路に前記発電制動の為
   のオン／オフ制御を実行させる制御信号回路とを備え、
   前記制御電源回路は、停電時に、前記第２コンデンサの
   放電電力により作動すべくなしてあることを特徴とする
   電動機の制御装置。
3. 【請求項３】 直流電源からの直流電力を、制御回路が
   複数のスイッチング素子をオン／オフ制御することによ
   り交流電力に変換し、変換した交流電力により電動機を
   駆動するインバータ部と、前記制御回路に電源を供給す
   る制御電源回路とを備え、前記電動機を発電制動により
   停止させる為に、前記制御回路が前記スイッチング素子
   をオン／オフ制御すべくなしてある電動機の制御装置に
   おいて、 前記直流電源の電圧が所定値より低下したときに、制御
   信号を出力する制御信号回路と、該制御信号回路が出力
   した制御信号を受信し、所定の条件を満足したときに、
   前記制御回路に前記発電制動の為のオン／オフ制御を実
   行させる外部制御回路と、該外部制御回路に電源を供給
   する外部制御電源回路と、前記直流電源、前記制御電源
   回路及び前記外部制御電源回路と並列接続されたコンデ
   ンサと、該コンデンサから前記直流電源への逆流を防止
   するダイオードとを備え、前記制御電源回路及び前記外
   部制御電源回路は、停電時に、前記コンデンサの放電電
   力により作動すべくなしてあることを特徴とする電動機
   の制御装置。
4. 【請求項４】 交流電源からの交流電力を直流電力に変
   換するコンバータと、該コンバータが変換した直流電力
   を平滑化する第１コンデンサと、該第１コンデンサが平
   滑化した直流電力を、制御回路が複数のスイッチング素
   子をオン／オフ制御することにより交流電力に変換し、
   変換した交流電力により電動機を駆動するインバータ部
   と、前記制御回路に電源を供給する制御電源回路とを備
   え、前記制御回路は、外部から前記電動機の駆動異常を
   示す信号を与えられたときは、前記電動機を発電制動に
   より停止させる為に、前記スイッチング素子をオン／オ
   フ制御すべくなしてある電動機の制御装置において、 前記交流電源からの交流電力を整流する整流器と、該整
   流器が整流した直流電力を平滑化し前記制御電源回路へ
   与える第２コンデンサとを備え、前記制御電源回路は、
   停電時に、前記第２コンデンサの放電電力により作動す
   べくなしてあることを特徴とする電動機の制御装置。