JP2002048657A - モータのトルク異常検出装置 - Google Patents
モータのトルク異常検出装置Info
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- JP2002048657A JP2002048657A JP2000235269A JP2000235269A JP2002048657A JP 2002048657 A JP2002048657 A JP 2002048657A JP 2000235269 A JP2000235269 A JP 2000235269A JP 2000235269 A JP2000235269 A JP 2000235269A JP 2002048657 A JP2002048657 A JP 2002048657A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トルク変化時間が電流の１周期以下の場合で
も確実にトルク異常を検出できるトルク異常検出装置を
提供する。 【解決手段】 ３相交流モータに供給される３相の電流
を同時に検出し、該３相の電流の少なくとも１つの相の
電流値が所定しきい値を越えた時にトルク異常であると
判定し、正常の場合はトルク判定正常信号を出力し、異
常の場合は、正の電流側でのトルク異常を示す第１のト
ルク異常信号と、負の電流側でのトルク異常を示す第２
のトルク異常信号と少なくとも１つを出力する。
も確実にトルク異常を検出できるトルク異常検出装置を
提供する。 【解決手段】 ３相交流モータに供給される３相の電流
を同時に検出し、該３相の電流の少なくとも１つの相の
電流値が所定しきい値を越えた時にトルク異常であると
判定し、正常の場合はトルク判定正常信号を出力し、異
常の場合は、正の電流側でのトルク異常を示す第１のト
ルク異常信号と、負の電流側でのトルク異常を示す第２
のトルク異常信号と少なくとも１つを出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３相交流モータのト
ルク異常検出装置に関する。一般に３相交流モータを使
用して装置や設備の組付や加工をする場合に、モータの
トルク異常を検出することにより組付不良や加工不良を
その原因別に層別する必要がある。ある瞬間におけるモ
ータのトルクは、３相交流モータのそれぞれの相の電流
のその瞬間における値のうちの最大値にほぼ等しいと考
えられる。
ルク異常検出装置に関する。一般に３相交流モータを使
用して装置や設備の組付や加工をする場合に、モータの
トルク異常を検出することにより組付不良や加工不良を
その原因別に層別する必要がある。ある瞬間におけるモ
ータのトルクは、３相交流モータのそれぞれの相の電流
のその瞬間における値のうちの最大値にほぼ等しいと考
えられる。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のトルク異常検出方法を説明
する電流波形図である。同図において、装置や設備の組
付や加工中にモータのトルクが変化した場合は、その変
化時間内における１つの相の電流のピーク値をトルク値
と判断して、そのトルク値が所定のしきい値を越えた場
合にトルク異常と判定していた。
する電流波形図である。同図において、装置や設備の組
付や加工中にモータのトルクが変化した場合は、その変
化時間内における１つの相の電流のピーク値をトルク値
と判断して、そのトルク値が所定のしきい値を越えた場
合にトルク異常と判定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来のトルク異
常検出方法には、次の問題点がある。第１の問題点は、
トルク変化時間内に測定された検出相の電流のピーク値
とトルク変化時間以外の正常時におけるその相の電流の
ピーク値との差が小さい場合には、トルク異常は検出で
きないということである。
常検出方法には、次の問題点がある。第１の問題点は、
トルク変化時間内に測定された検出相の電流のピーク値
とトルク変化時間以外の正常時におけるその相の電流の
ピーク値との差が小さい場合には、トルク異常は検出で
きないということである。
【０００４】第２の問題点は、トルクの変化時間がモー
タの電流周期以下である場合は、検出している電流相に
おけるピーク値よりも他の電流相におけるピーク値が大
きくなることがある。その場合は、検出している電流相
におけるピーク値はトルク値を示していない。換言すれ
ば、電流のピーク時刻とトルクのピーク時刻が異なるこ
とがあり、この場合は、トルク異常の検出精度が悪いと
いうことである。この問題点を図２によりさらに詳細に
説明する。
タの電流周期以下である場合は、検出している電流相に
おけるピーク値よりも他の電流相におけるピーク値が大
きくなることがある。その場合は、検出している電流相
におけるピーク値はトルク値を示していない。換言すれ
ば、電流のピーク時刻とトルクのピーク時刻が異なるこ
とがあり、この場合は、トルク異常の検出精度が悪いと
いうことである。この問題点を図２によりさらに詳細に
説明する。
【０００５】図２は、トルクの変化時間がモータの電流
周期以下である場合の問題点を説明するための電流波形
図である。同図において、トルク変化時間がモータに供
給される電流の１周期以下である場合は、そのトルク変
化時間における検出相の電流の正のピーク値ＰＵ１は、
他の相の正電流のピーク値ＰＵ２よりも小さい可能性が
ある。また、そのトルク変化時間における検出相の電流
の負のピーク値ＰＬ１は、他の相の正電流のピーク値Ｐ
Ｌ２よりも大きい可能性がある。このように他の相のピ
ーク値の絶対値が大きい場合には、当該他の相における
ピーク値がトルク値となるべきであるが、当該他の相の
電流値は検出していないので、図示のように検出された
電流値（電流モニタ）は実際のトルクより小さく、した
がって正確にトルク異常を検出できないという問題があ
る。
周期以下である場合の問題点を説明するための電流波形
図である。同図において、トルク変化時間がモータに供
給される電流の１周期以下である場合は、そのトルク変
化時間における検出相の電流の正のピーク値ＰＵ１は、
他の相の正電流のピーク値ＰＵ２よりも小さい可能性が
ある。また、そのトルク変化時間における検出相の電流
の負のピーク値ＰＬ１は、他の相の正電流のピーク値Ｐ
Ｌ２よりも大きい可能性がある。このように他の相のピ
ーク値の絶対値が大きい場合には、当該他の相における
ピーク値がトルク値となるべきであるが、当該他の相の
電流値は検出していないので、図示のように検出された
電流値（電流モニタ）は実際のトルクより小さく、した
がって正確にトルク異常を検出できないという問題があ
る。
【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における問
題に鑑み、３相の電流を同時にモニタするという構想に
基づき、たとえ１つの相における電流のピーク値とトル
ク変化時間以外の正常時における電流のピーク値との差
が小さくても、他の相における電流のピーク値とトルク
変化時間以外の正常時における電流のピーク値との差が
所定値以上であればトルク異常として確実に検出でき、
且つ、トルク変化時間が電流の１周期以下の場合でも確
実にトルク異常を検出できるトルク異常検出装置を提供
することにある。
題に鑑み、３相の電流を同時にモニタするという構想に
基づき、たとえ１つの相における電流のピーク値とトル
ク変化時間以外の正常時における電流のピーク値との差
が小さくても、他の相における電流のピーク値とトルク
変化時間以外の正常時における電流のピーク値との差が
所定値以上であればトルク異常として確実に検出でき、
且つ、トルク変化時間が電流の１周期以下の場合でも確
実にトルク異常を検出できるトルク異常検出装置を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一態様によりにより提供されるものは、
３相交流モータに供給される３相の電流を同時に検出す
る電流検出部と、該３相の電流の少なくとも１つの相の
電流値が所定しきい値を越えた時にトルク異常であると
判定する判定部とを備えることを特徴とするモータのト
ルク異常検出装置である。
めに、本発明の一態様によりにより提供されるものは、
３相交流モータに供給される３相の電流を同時に検出す
る電流検出部と、該３相の電流の少なくとも１つの相の
電流値が所定しきい値を越えた時にトルク異常であると
判定する判定部とを備えることを特徴とするモータのト
ルク異常検出装置である。
【０００８】３相交流モータに供給される３相の電流を
同時に検出することにより、たとえ１つの相におけるト
ルク変化時間内の電流のピーク値とトルク変化時間以外
の正常時における電流のピーク値との差が小さくても、
他の相におけるトルク変化時間内の電流のピーク値とト
ルク変化時間以外の正常時における電流のピーク値との
差が所定値以上であればトルク異常として確実に検出で
き、且つ、トルク計測時間が電流の１周期よりも短く
て、１つの相の電流のピーク値の絶対値が他の相の電流
のピーク値の絶対値より小さくても、その計測時間内に
他の２相の電流の少なくとも１つの相の電流のピーク値
を検出でき、そのピーク値をトルク値とすればよいの
で、確実にトルク異常を検出することができる。
同時に検出することにより、たとえ１つの相におけるト
ルク変化時間内の電流のピーク値とトルク変化時間以外
の正常時における電流のピーク値との差が小さくても、
他の相におけるトルク変化時間内の電流のピーク値とト
ルク変化時間以外の正常時における電流のピーク値との
差が所定値以上であればトルク異常として確実に検出で
き、且つ、トルク計測時間が電流の１周期よりも短く
て、１つの相の電流のピーク値の絶対値が他の相の電流
のピーク値の絶対値より小さくても、その計測時間内に
他の２相の電流の少なくとも１つの相の電流のピーク値
を検出でき、そのピーク値をトルク値とすればよいの
で、確実にトルク異常を検出することができる。
【０００９】本発明の他の態様により、上記判定部は、
トルク計測時間内で、３相の電流値が正常トルク範囲に
ある場合に、トルクは正常であることを示す判定正常信
号を出力し、３相の電流値の少なくとも１つが正常トル
ク範囲の上限を越えた場合にトルクが異常であることを
示す第１のトルク異常信号を出力し、３相の電流値の少
なくとも１つが正常トルク範囲の下限以下となった場合
にトルクが異常であることを示す第２のトルク異常信号
を出力する。
トルク計測時間内で、３相の電流値が正常トルク範囲に
ある場合に、トルクは正常であることを示す判定正常信
号を出力し、３相の電流値の少なくとも１つが正常トル
ク範囲の上限を越えた場合にトルクが異常であることを
示す第１のトルク異常信号を出力し、３相の電流値の少
なくとも１つが正常トルク範囲の下限以下となった場合
にトルクが異常であることを示す第２のトルク異常信号
を出力する。
【００１０】判定正常信号が出力されているかどうかに
より、トルクが正常であるか異常であるかが判別でき、
トルク異常の場合には、第１のトルク異常信号と第２の
トルク異常信号のいずれが出力されているかにより、電
流が正の方向に過大なのか、負の方向に過大なのかを層
別できる。
より、トルクが正常であるか異常であるかが判別でき、
トルク異常の場合には、第１のトルク異常信号と第２の
トルク異常信号のいずれが出力されているかにより、電
流が正の方向に過大なのか、負の方向に過大なのかを層
別できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り説明する。図３は本発明の一実施例によるモータのト
ルク異常検出装置を含むシステム構成を示すブロック図
である。同図において、１はＡＣサーボモータ、２はモ
ータ動力ケーブル、３は電流検出器、４はサーボドライ
バ等の駆動装置、５は本発明によるトルク異常検出装
置、６は制御装置、７はモニタ電流値を示すアナログ信
号線、８はモータ起動／停止タイミング信号のための
線、９は検出タイミング、判定結果信号線である。
り説明する。図３は本発明の一実施例によるモータのト
ルク異常検出装置を含むシステム構成を示すブロック図
である。同図において、１はＡＣサーボモータ、２はモ
ータ動力ケーブル、３は電流検出器、４はサーボドライ
バ等の駆動装置、５は本発明によるトルク異常検出装
置、６は制御装置、７はモニタ電流値を示すアナログ信
号線、８はモータ起動／停止タイミング信号のための
線、９は検出タイミング、判定結果信号線である。
【００１２】図示のように、電流検出器３はモータ動力
ケーブル２内の３相の電流を同時に検出するように構成
されており、電流検出器３の出力はトルク異常検出装置
５に入力される。図４は図３におけるトルク異常検出装
置５の構成例を示すブロック図である。図示のように、
トルク異常検出装置５内においては、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）５１と、ＲＡＭ５２と、ＲＯＭ５３と、電流検出
器インターフェイス５４と、制御装置インターフェイス
５５とが、バス５６を介して接続されている。
ケーブル２内の３相の電流を同時に検出するように構成
されており、電流検出器３の出力はトルク異常検出装置
５に入力される。図４は図３におけるトルク異常検出装
置５の構成例を示すブロック図である。図示のように、
トルク異常検出装置５内においては、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）５１と、ＲＡＭ５２と、ＲＯＭ５３と、電流検出
器インターフェイス５４と、制御装置インターフェイス
５５とが、バス５６を介して接続されている。
【００１３】図５はトルク異常検出装置５の動作を概略
的に説明するための電流波形図である。図示のように、
電流検出器３はモータ動力ケーブル内の３相の電流を同
時に常時検出している。３相の電流のすべてを検出して
いるので、１つの相におけるトルク変化時間内とトルク
変化時間外の電流ピーク値の差が小さくても、他の相に
おいてその差が所定値以上であればトルク異常として確
実に検出できる。また、トルク変化時間が電流の１周期
以下であっても、３相の電流値のピーク値のそれぞれの
中の最大値及び最小値をトルク値とすることにより、実
際のトルク値とほぼ等しい電流値を得ることができる。
図示の場合は、太線の曲線で示される相ａの電流の正の
ピーク値と、太線の曲線で示される相ｂの電流の負のピ
ーク値とがトルクとして検出されており、細線の曲線で
示される相ｃの電流のピーク値の絶対値は、トルク変化
時間内では他の相のピーク値の絶対値より小さいので、
トルクとしては検出されない。曲線ａの電流のピーク値
は、トルク変化時間において３相の中で最大のピーク値
であるので実際のトルクにほぼ等しく、従って誤差は小
さい。同様に曲線ｂの電流のピーク値は、トルク変化時
間において３相の中で最小のピーク値であるので実際の
トルクにほぼ等しく、やはり誤差は小さい。
的に説明するための電流波形図である。図示のように、
電流検出器３はモータ動力ケーブル内の３相の電流を同
時に常時検出している。３相の電流のすべてを検出して
いるので、１つの相におけるトルク変化時間内とトルク
変化時間外の電流ピーク値の差が小さくても、他の相に
おいてその差が所定値以上であればトルク異常として確
実に検出できる。また、トルク変化時間が電流の１周期
以下であっても、３相の電流値のピーク値のそれぞれの
中の最大値及び最小値をトルク値とすることにより、実
際のトルク値とほぼ等しい電流値を得ることができる。
図示の場合は、太線の曲線で示される相ａの電流の正の
ピーク値と、太線の曲線で示される相ｂの電流の負のピ
ーク値とがトルクとして検出されており、細線の曲線で
示される相ｃの電流のピーク値の絶対値は、トルク変化
時間内では他の相のピーク値の絶対値より小さいので、
トルクとしては検出されない。曲線ａの電流のピーク値
は、トルク変化時間において３相の中で最大のピーク値
であるので実際のトルクにほぼ等しく、従って誤差は小
さい。同様に曲線ｂの電流のピーク値は、トルク変化時
間において３相の中で最小のピーク値であるので実際の
トルクにほぼ等しく、やはり誤差は小さい。
【００１４】これに対して、従来のように例えば曲線ｃ
の相のみの電流を測定していた場合には、トルク変化時
間における曲線ｃの電流のピーク値は実際のトルクを示
す曲線ａの正側のピーク値より低いので誤差が大きく、
また、トルク変化時間における曲線ｃの電流のピーク値
は実際のトルクを示す曲線ｂの負側のピーク値より大き
いので、やはり誤差が大きかった。
の相のみの電流を測定していた場合には、トルク変化時
間における曲線ｃの電流のピーク値は実際のトルクを示
す曲線ａの正側のピーク値より低いので誤差が大きく、
また、トルク変化時間における曲線ｃの電流のピーク値
は実際のトルクを示す曲線ｂの負側のピーク値より大き
いので、やはり誤差が大きかった。
【００１５】図６は、図５に示した装置において、本発
明の他の実施例により、検出したトルクが所定しきい値
の範囲内かどうかを示す判定信号を生成する場合の生成
タイミングを示す図である。同図において、正常トルク
範囲は正側のしきい値ＴＨ１と負側のしきい値ＴＨ２の
間にあるとし、時刻ｔ１とｔ５の間がトルクの計測時間
であるとする。計測開始時刻ｔ１ではトルクはしきい値
ＴＨ１とＴＨ２の間にあるので、検出されたトルクは正
常であることを示す判定ＯＫの信号（判定正常信号）が
時刻ｔ２で立ち上がり、ハイレベルにホールドされる。
時刻ｔ３では１つの相ｂの電流値が負側のしきい値ＴＨ
２を下回るので判定ＯＫの信号は立ち下がり、同時に、
検出されたトルクは負の電流で異常であることを示す判
定−ＮＧの信号（第２のトルク異常信号）が立ち上が
り、ハイレベルにホールドされる。時刻ｔ４では、他の
相ａの電流値が正の側でしきい値ＴＨ１を越えるので、
検出されたトルクは正の電流で異常であることを示す判
定＋ＮＧ信号（第１のトルク異常信号）が立ち上がり、
ハイレベルにホールドされる。このようにして、判定Ｏ
Ｋ信号、判定−ＮＧ信号、及び判定＋ＮＧ信号が得られ
る。以上の各判定は、トルク異常検出装置５内のＣＰＵ
５１（判定部）が行う。
明の他の実施例により、検出したトルクが所定しきい値
の範囲内かどうかを示す判定信号を生成する場合の生成
タイミングを示す図である。同図において、正常トルク
範囲は正側のしきい値ＴＨ１と負側のしきい値ＴＨ２の
間にあるとし、時刻ｔ１とｔ５の間がトルクの計測時間
であるとする。計測開始時刻ｔ１ではトルクはしきい値
ＴＨ１とＴＨ２の間にあるので、検出されたトルクは正
常であることを示す判定ＯＫの信号（判定正常信号）が
時刻ｔ２で立ち上がり、ハイレベルにホールドされる。
時刻ｔ３では１つの相ｂの電流値が負側のしきい値ＴＨ
２を下回るので判定ＯＫの信号は立ち下がり、同時に、
検出されたトルクは負の電流で異常であることを示す判
定−ＮＧの信号（第２のトルク異常信号）が立ち上が
り、ハイレベルにホールドされる。時刻ｔ４では、他の
相ａの電流値が正の側でしきい値ＴＨ１を越えるので、
検出されたトルクは正の電流で異常であることを示す判
定＋ＮＧ信号（第１のトルク異常信号）が立ち上がり、
ハイレベルにホールドされる。このようにして、判定Ｏ
Ｋ信号、判定−ＮＧ信号、及び判定＋ＮＧ信号が得られ
る。以上の各判定は、トルク異常検出装置５内のＣＰＵ
５１（判定部）が行う。
【００１６】時刻ｔ５で制御装置６からトルク異常検出
装置５に供給される計測開始信号が立ち下がると、それ
に応答して、判定−ＮＧ信号及び判定＋ＮＧ信号が時刻
ｔ６で立ち下がる。時刻ｔ５の計測開始信号の立ち下が
りの時点で判定ＯＫ信号がハイレベルにホールドされて
いる場合には、時刻ｔ５の計測開始時間の立ち下がりに
応答して判定ＯＫ信号が立ち下がる。
装置５に供給される計測開始信号が立ち下がると、それ
に応答して、判定−ＮＧ信号及び判定＋ＮＧ信号が時刻
ｔ６で立ち下がる。時刻ｔ５の計測開始信号の立ち下が
りの時点で判定ＯＫ信号がハイレベルにホールドされて
いる場合には、時刻ｔ５の計測開始時間の立ち下がりに
応答して判定ＯＫ信号が立ち下がる。
【００１７】尚、しきい値ＴＨ１及びＴＨ２は図４にお
けるＲＡＭ５２又はＲＯＭ５３に予め格納されている。
計測開始信号は制御装置６から本発明によるトルク異常
検出装置５に与えられる。判定ＯＫ信号、判定−ＮＧ信
号、及び判定＋ＮＧ信号はトルク異常検出相５内のＣＰ
Ｕ５１により生成される。生成された信号はＲＡＭ５２
に保持される。
けるＲＡＭ５２又はＲＯＭ５３に予め格納されている。
計測開始信号は制御装置６から本発明によるトルク異常
検出装置５に与えられる。判定ＯＫ信号、判定−ＮＧ信
号、及び判定＋ＮＧ信号はトルク異常検出相５内のＣＰ
Ｕ５１により生成される。生成された信号はＲＡＭ５２
に保持される。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、トルク異常検出装置において、３相の電流を
同時にモニタすることにより、たとえ１つの相における
電流のピーク値とトルク変化時間以外の正常時における
電流のピーク値との差が小さくても、他の相における電
流のピーク値とトルク変化時間以外の正常時における電
流のピーク値との差が所定値以上であればトルク異常と
して確実に検出できるという効果が得られ、且つ、トル
ク変化時間が電流の１周期以下の場合でも確実にトルク
異常を検出できるという効果が得られる。
によれば、トルク異常検出装置において、３相の電流を
同時にモニタすることにより、たとえ１つの相における
電流のピーク値とトルク変化時間以外の正常時における
電流のピーク値との差が小さくても、他の相における電
流のピーク値とトルク変化時間以外の正常時における電
流のピーク値との差が所定値以上であればトルク異常と
して確実に検出できるという効果が得られ、且つ、トル
ク変化時間が電流の１周期以下の場合でも確実にトルク
異常を検出できるという効果が得られる。
【図１】従来の検出方法を説明する電流波形図である。
【図２】トルクの変化時間がモータの電流周期以下であ
る場合の問題点を説明するための電流波形図である。
る場合の問題点を説明するための電流波形図である。
【図３】本発明の一実施例によるモータのトルク異常検
出装置を含むシステム構成を示すブロック図である。
出装置を含むシステム構成を示すブロック図である。
【図４】図３におけるトルク異常検出装置５の構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】トルク異常検出装置５の動作を概略的に説明す
るための電流波形図である。
るための電流波形図である。
【図６】検出したトルクが所定しきい値の範囲内かどう
かを示す判定信号を生成する場合の生成タイミングを示
す図である。
かを示す判定信号を生成する場合の生成タイミングを示
す図である。
１…３相交流モータ ３…電流検出器 ５…トルク異常検出装置 ５１…ＣＰＵ（判定部）
Claims (2)
- 【請求項１】 ３相交流モータに供給される３相の電流
を同時に検出する電流検出器と、該３相の電流の少なく
とも１つの相の電流値が所定しきい値を越えた時にトル
ク異常であると判定する判定部とを備えることを特徴と
するモータのトルク異常検出装置。 - 【請求項２】 前記判定部は、トルク計測時間内で、前
記３相の電流値が正常トルク範囲にある場合に、トルク
は正常であることを示す判定正常信号を出力し、前記３
相の電流値の少なくとも１つが前記正常トルク範囲の上
限を越えた場合にトルクが異常であることを示す第１の
トルク異常信号を出力し、前記３相の電流値の少なくと
も１つが前記正常トルク範囲の下限以下となった場合に
トルクが異常であることを示す第２のトルク異常信号を
出力することを特徴とする請求項１記載のトルク異常検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000235269A JP2002048657A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | モータのトルク異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000235269A JP2002048657A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | モータのトルク異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048657A true JP2002048657A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18727508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000235269A Pending JP2002048657A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | モータのトルク異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002048657A (ja) |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000235269A patent/JP2002048657A/ja active Pending
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