JP2003061376A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JP2003061376A JP2003061376A JP2001247824A JP2001247824A JP2003061376A JP 2003061376 A JP2003061376 A JP 2003061376A JP 2001247824 A JP2001247824 A JP 2001247824A JP 2001247824 A JP2001247824 A JP 2001247824A JP 2003061376 A JP2003061376 A JP 2003061376A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源の停電および電源回生機能の故障を検出
して制動動作を行うモータ制御装置を提供する。 【解決手段】 電源回生機能を備えたモータ制御装置に
おいて、モータの回生エネルギーを消費する制動手段１
０と、電源の停電および電源回生機能の故障を検出し、
制動指令を出力する異常検出手段９とを備え、前記制動
手段１０は制動指令に基づいて制動動作を行い、モータ
制御装置１５は前記異常検出信号に基づいて減速停止を
行うことを特徴とするモータ制御装置。
して制動動作を行うモータ制御装置を提供する。 【解決手段】 電源回生機能を備えたモータ制御装置に
おいて、モータの回生エネルギーを消費する制動手段１
０と、電源の停電および電源回生機能の故障を検出し、
制動指令を出力する異常検出手段９とを備え、前記制動
手段１０は制動指令に基づいて制動動作を行い、モータ
制御装置１５は前記異常検出信号に基づいて減速停止を
行うことを特徴とするモータ制御装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回生を行うモ
ータ制御装置に関し、とくに、異常時の処理機能を備え
たモータ制御装置に関する。
ータ制御装置に関し、とくに、異常時の処理機能を備え
たモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電源回生機能を持つモータ制御装
置のシステム図を図４に示す。１はコンバータ部、２、
３、４は上位からの指令に従いそれぞれＭｏｔｏｒ１、
Ｍｏｔｏｒ２、Ｍｏｔｏｒ３を制御するドライブ部を示
す。図４ではコンバータ部１つに対して３つのドライブ
部が直流母線に接続された多軸ドライブのシステムの例
を示している。図４において点線で囲まれた１のブロッ
クは電源回生機能を備えたコンバータ部（以下コンバー
タと略す）を示す。コンバータは電源側からモータへ電
力を供給する電動モードにおいては商用の交流電源を整
流し直流に変換している、またモータが減速停止する回
生モードにおいては直流母線電圧が設定された電圧以上
に上昇すると商用の交流電源へ電力を回生する。ここで
コンバータの異常や電源の停電が発生すると、電源回生
動作を行うことが出来ない。そのため、異常発生時にモ
ータを減速停止させようとするとモータからの回生エネ
ルギーを電源側に返すことが出来ずに直流母線の図４中
の５のコンデンサにエネルギーが蓄積されその結果、直
流母線電圧が上昇して過電圧のアラームや場合によって
は過電流のアラームが発生する。そのため従来は同期電
動機を停止させるためにはドライブ装置からの電流を遮
断し図５に示すようにｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３を閉じて
モータの端子を抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して短絡して
モータの回生エネルギーを消費させるダイナミックブレ
ーキ回路６が用いられてきた。また、インダクションモ
ータではドライブ装置からの電流を遮断しメカロスだけ
で停止させるフリーラン停止を行っていた。
置のシステム図を図４に示す。１はコンバータ部、２、
３、４は上位からの指令に従いそれぞれＭｏｔｏｒ１、
Ｍｏｔｏｒ２、Ｍｏｔｏｒ３を制御するドライブ部を示
す。図４ではコンバータ部１つに対して３つのドライブ
部が直流母線に接続された多軸ドライブのシステムの例
を示している。図４において点線で囲まれた１のブロッ
クは電源回生機能を備えたコンバータ部（以下コンバー
タと略す）を示す。コンバータは電源側からモータへ電
力を供給する電動モードにおいては商用の交流電源を整
流し直流に変換している、またモータが減速停止する回
生モードにおいては直流母線電圧が設定された電圧以上
に上昇すると商用の交流電源へ電力を回生する。ここで
コンバータの異常や電源の停電が発生すると、電源回生
動作を行うことが出来ない。そのため、異常発生時にモ
ータを減速停止させようとするとモータからの回生エネ
ルギーを電源側に返すことが出来ずに直流母線の図４中
の５のコンデンサにエネルギーが蓄積されその結果、直
流母線電圧が上昇して過電圧のアラームや場合によって
は過電流のアラームが発生する。そのため従来は同期電
動機を停止させるためにはドライブ装置からの電流を遮
断し図５に示すようにｓｗ１、ｓｗ２、ｓｗ３を閉じて
モータの端子を抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を介して短絡して
モータの回生エネルギーを消費させるダイナミックブレ
ーキ回路６が用いられてきた。また、インダクションモ
ータではドライブ装置からの電流を遮断しメカロスだけ
で停止させるフリーラン停止を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来方法では
減速停止に比べて停止までの惰走距離が延びるまたは停
止時間が延びるなどするため工作機械などの送り軸に適
用すると可動許容値を超えてメカが衝突したり、高速に
回る主軸モータなどではモータが停止するまでに時間が
かかり復旧までに時間を要するなどの問題があった。そ
こで特開平１０−２４３６７５の発明のように外部で停
電を検出して停電を検出して停止指令をドライブ装置へ
与えると共に別置きの抵抗制動ユニットへ制動指令を入
力して停電時にモータの回生エネルギーを消費させる方
法が提案されている。しかし、前記発明では停電検出回
路を別に持つために配線が余分に必要になったり、停電
は検出するが電源回生機能に異常が生じた時には抵抗制
動ユニットを動かせないなどの問題が生じる。本発明
は、電源の停電および電源回生機能の故障を検出して、
制動動作を行うモータ制御装置を提供することを目的と
する。
減速停止に比べて停止までの惰走距離が延びるまたは停
止時間が延びるなどするため工作機械などの送り軸に適
用すると可動許容値を超えてメカが衝突したり、高速に
回る主軸モータなどではモータが停止するまでに時間が
かかり復旧までに時間を要するなどの問題があった。そ
こで特開平１０−２４３６７５の発明のように外部で停
電を検出して停電を検出して停止指令をドライブ装置へ
与えると共に別置きの抵抗制動ユニットへ制動指令を入
力して停電時にモータの回生エネルギーを消費させる方
法が提案されている。しかし、前記発明では停電検出回
路を別に持つために配線が余分に必要になったり、停電
は検出するが電源回生機能に異常が生じた時には抵抗制
動ユニットを動かせないなどの問題が生じる。本発明
は、電源の停電および電源回生機能の故障を検出して、
制動動作を行うモータ制御装置を提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電源回生機能を備えたモータ制御装置において、モータ
の回生エネルギーを制動抵抗で消費させる制動手段と、
電源の停電および電源回生機能の故障を検出し、制動指
令を出力する異常検出手段とを備え、前記制動手段は制
動指令に基づいて制動動作を行うことを特徴とするモー
タ制御装置であり、請求項２記載の発明は、電源回生機
能を備えたモータ制御装置において、モータの回生エネ
ルギーを消費する制動手段と、電源の停電および電源回
生機能の故障を検出し、制動指令を出力する異常検出手
段とを備え、前記制動手段は制動指令に基づいて制動動
作を行い、モータ制御装置は前記異常検出信号に基づい
て減速停止を行うことを特徴とするモータ制御装置であ
る。
電源回生機能を備えたモータ制御装置において、モータ
の回生エネルギーを制動抵抗で消費させる制動手段と、
電源の停電および電源回生機能の故障を検出し、制動指
令を出力する異常検出手段とを備え、前記制動手段は制
動指令に基づいて制動動作を行うことを特徴とするモー
タ制御装置であり、請求項２記載の発明は、電源回生機
能を備えたモータ制御装置において、モータの回生エネ
ルギーを消費する制動手段と、電源の停電および電源回
生機能の故障を検出し、制動指令を出力する異常検出手
段とを備え、前記制動手段は制動指令に基づいて制動動
作を行い、モータ制御装置は前記異常検出信号に基づい
て減速停止を行うことを特徴とするモータ制御装置であ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態について図を参
照しながら説明する。図１に回生コンバータとドライブ
１軸を組合せた場合の実施例を示す。図中、７で示され
る点線部がコンバータ、コンバータは商用の交流電源
（以下交流電源とする）を直流に変換する整流用のダイ
オードおよび交流電源側に電力を回生するためのＩＧＢ
Ｔ・トランジスタなどの半導体スイッチを備え、交流電
源の電圧レベルや周波数を検知する入力電源監視部８と
交流電源を整流して作られた直流母線電圧、コンバータ
の素子に流れる電流などを検出しそれぞれの検出値やコ
ンバータの動きを制御する回路に異常を検出すると異常
信号１７を発生する異常検出回路９を備えている。１５
で示される点線で囲んだ部分がモータドライブ部を示
し、上位からの位置指令または速度指令に基づいてコン
バータで作られた直流母線電圧から半導体スイッチを駆
動して任意の交流電圧を発生してモータの制御を行う。
また１６はモータドライブの制御部でコンバータから出
力されり異常信号１７を受け取りモータ回転中に前記異
常信号を受け取るとモータを減速停止させる。１０で示
される部分は制動部を示し、直流母線電圧を監視して予
め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ）以上に電圧が
上がると通電指令をオンし、制動抵抗に電流を流し同様
に予め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬ）以下に電
圧が下がると通電指令をオフする制動判断回路１１と、
前記通電指令とコンバータ異常検出回路から出力された
異常信号１７の両方が入力された時に１３の半導体スイ
ッチを通電することで１４の制動抵抗に電流を流してモ
ータからの回生エネルギーを熱に変換する。このシステ
ムにおいて停電が発生した場合のシーケンスを図２を用
いて説明する。図中、Ｖｉｎは３相の交流電源の電圧波
形、Ｓｐｅｅｄはモータの回転速度、ＣＯＮＦＬＴはコ
ンバータから出力される異常信号、Ｖｐｎは直流母線電
圧、Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ・Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬは直流母線電
圧の比較レベル、図１のＡＮＤ回路１２から出力される
Ｂｒａｋｅ＿ｏｎは１３の半導体スイッチ制御信号を示
す。図中Ａ時点で停電が発生し、コンバータ内部の入力
電源監視部８が停電を検出し異常検出回路９へ情報を渡
す、そして異常検出回路９が異常信号１７を発生し、モ
ータドライブ部と制動部へ故障信号を渡す。モータドラ
イブ部は異常信号１７を受け取ると同時にはモータを停
止させる制御を行い、その結果モータは発電機として作
用し電力は直流母線に貯えられ電圧が上昇する、そして
抵抗放電部は直流母線電圧を監視して予め設定されたレ
ベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ）に到達した時点（図中Ｂ点）
で、故障信号も入力されているため半導体スイッチ１３
はオンして制動抵抗１４に電流を流し直流母線電圧に貯
えられた電力は熱となり消費される。そして直流母線電
圧が予め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬ）以下に
電圧が下がると通電指令をオフする。この実施例におい
ては電源が停電になった場合の例で説明したが、電源が
発電機などで作られていて周波数が異常になった場合や
コンバータ内部に異常が発生した場合もコンバータから
異常信号を発生し、モータドライブ部と制動部は同様の
動作を行いモータを速やかに停止する事が出来る。本発
明を用いることにより、コンバータの異常や電源の停電
が発生して、電源回生動作を行うことが出来ない場合で
も過電圧や過電流を発生させることなくモータを減速停
止させることが出来る。また、電源回生機能が正常な場
合は電源側に電力を回生し、電源または電源回生機能が
異常な場合にのみ抵抗を使うので抵抗や半導体スイッチ
を小型にすることが出来る。図３に多軸ドライブへ適用
した場合の実施例を示す。２０は上位コントローラ、２
１はコンバータで図１の７で示す部分のユニットであ
る。２８はコンバータへの電源、２２〜２５はモータド
ライブ装置で図１の１５で示すユニットが４軸分接続さ
れている。２６は制動ユニットで図１の１０で示す部分
である。この実施例では上位コントローラからの各モー
タに対する位置や速度の指令をコンバータが集中して受
け取り各モータドライブ装置へ２７の信号線を通して渡
す構成である。また、この２７の信号線の中にコンバー
タが電源やコンバータ異常時に出力する異常信号も含ま
れておりコンバータ、モータドライブ部、制動部へ接続
されている。また、２９はコンバータで作った直流母線
電圧をモータドライブ部、制動部へ接続する配線を示し
ている。
照しながら説明する。図１に回生コンバータとドライブ
１軸を組合せた場合の実施例を示す。図中、７で示され
る点線部がコンバータ、コンバータは商用の交流電源
（以下交流電源とする）を直流に変換する整流用のダイ
オードおよび交流電源側に電力を回生するためのＩＧＢ
Ｔ・トランジスタなどの半導体スイッチを備え、交流電
源の電圧レベルや周波数を検知する入力電源監視部８と
交流電源を整流して作られた直流母線電圧、コンバータ
の素子に流れる電流などを検出しそれぞれの検出値やコ
ンバータの動きを制御する回路に異常を検出すると異常
信号１７を発生する異常検出回路９を備えている。１５
で示される点線で囲んだ部分がモータドライブ部を示
し、上位からの位置指令または速度指令に基づいてコン
バータで作られた直流母線電圧から半導体スイッチを駆
動して任意の交流電圧を発生してモータの制御を行う。
また１６はモータドライブの制御部でコンバータから出
力されり異常信号１７を受け取りモータ回転中に前記異
常信号を受け取るとモータを減速停止させる。１０で示
される部分は制動部を示し、直流母線電圧を監視して予
め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ）以上に電圧が
上がると通電指令をオンし、制動抵抗に電流を流し同様
に予め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬ）以下に電
圧が下がると通電指令をオフする制動判断回路１１と、
前記通電指令とコンバータ異常検出回路から出力された
異常信号１７の両方が入力された時に１３の半導体スイ
ッチを通電することで１４の制動抵抗に電流を流してモ
ータからの回生エネルギーを熱に変換する。このシステ
ムにおいて停電が発生した場合のシーケンスを図２を用
いて説明する。図中、Ｖｉｎは３相の交流電源の電圧波
形、Ｓｐｅｅｄはモータの回転速度、ＣＯＮＦＬＴはコ
ンバータから出力される異常信号、Ｖｐｎは直流母線電
圧、Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ・Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬは直流母線電
圧の比較レベル、図１のＡＮＤ回路１２から出力される
Ｂｒａｋｅ＿ｏｎは１３の半導体スイッチ制御信号を示
す。図中Ａ時点で停電が発生し、コンバータ内部の入力
電源監視部８が停電を検出し異常検出回路９へ情報を渡
す、そして異常検出回路９が異常信号１７を発生し、モ
ータドライブ部と制動部へ故障信号を渡す。モータドラ
イブ部は異常信号１７を受け取ると同時にはモータを停
止させる制御を行い、その結果モータは発電機として作
用し電力は直流母線に貯えられ電圧が上昇する、そして
抵抗放電部は直流母線電圧を監視して予め設定されたレ
ベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＨ）に到達した時点（図中Ｂ点）
で、故障信号も入力されているため半導体スイッチ１３
はオンして制動抵抗１４に電流を流し直流母線電圧に貯
えられた電力は熱となり消費される。そして直流母線電
圧が予め設定されたレベル（Ｖｐｎ＿ｄｅｔＬ）以下に
電圧が下がると通電指令をオフする。この実施例におい
ては電源が停電になった場合の例で説明したが、電源が
発電機などで作られていて周波数が異常になった場合や
コンバータ内部に異常が発生した場合もコンバータから
異常信号を発生し、モータドライブ部と制動部は同様の
動作を行いモータを速やかに停止する事が出来る。本発
明を用いることにより、コンバータの異常や電源の停電
が発生して、電源回生動作を行うことが出来ない場合で
も過電圧や過電流を発生させることなくモータを減速停
止させることが出来る。また、電源回生機能が正常な場
合は電源側に電力を回生し、電源または電源回生機能が
異常な場合にのみ抵抗を使うので抵抗や半導体スイッチ
を小型にすることが出来る。図３に多軸ドライブへ適用
した場合の実施例を示す。２０は上位コントローラ、２
１はコンバータで図１の７で示す部分のユニットであ
る。２８はコンバータへの電源、２２〜２５はモータド
ライブ装置で図１の１５で示すユニットが４軸分接続さ
れている。２６は制動ユニットで図１の１０で示す部分
である。この実施例では上位コントローラからの各モー
タに対する位置や速度の指令をコンバータが集中して受
け取り各モータドライブ装置へ２７の信号線を通して渡
す構成である。また、この２７の信号線の中にコンバー
タが電源やコンバータ異常時に出力する異常信号も含ま
れておりコンバータ、モータドライブ部、制動部へ接続
されている。また、２９はコンバータで作った直流母線
電圧をモータドライブ部、制動部へ接続する配線を示し
ている。
【０００６】
【発明の効果】本発明によって簡単な構成の制動回路を
付加することにより、電源の停電ならびにコンバータの
異常時においても過電圧や過電流を発生することなくモ
ータを減速停止することが可能になる。
付加することにより、電源の停電ならびにコンバータの
異常時においても過電圧や過電流を発生することなくモ
ータを減速停止することが可能になる。
【図１】回生コンバータとドライブ１軸に制動回路を組
合せた場合の実施例
合せた場合の実施例
【図２】停電が発生した場合のシーケンス図
【図３】多軸ドライブ実施例
【図４】電源回生機能を持つモータ制御装置のシステム
図
図
【図５】ダイナミックブレーキ停止回路
１ コンバータ部
２、３、４ ドライブ部
５ コンデンサ
６ ダイナミックブレーキ回路
７ コンバータ
８ 入力電源監視部
９ 異常検出回路
１０ 制動部
１１ 制動判断回路
１２ ＡＮＤ回路
１３ 半導体スイッチ
１４ 制動抵抗
１５ モータドライブ回路
１６ モータドライブの制御部
１７ 異常信号
２０ 上位コントローラ
２１ コンバータ
２２、２３、２４、２５ モータドライブ装置
２６ 制動ユニット
２７ 信号線
２８ 電源
２９ 配線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】 電源回生機能を備えたモータ制御装置に
おいて、モータの回生エネルギーを制動抵抗で消費させ
る制動手段と、電源の停電および電源回生機能の故障を
検出し、制動指令を出力する異常検出手段とを備え、前
記制動手段は制動指令に基づいて制動動作を行うことを
特徴とするモータ制御装置。 - 【請求項２】 前記モータ制御装置は前記異常検出手段
からの異常検出信号に基づいて減速停止を行うことを特
徴とする請求項１記載のモータ制御装置。 - 【請求項３】 前記制動手段は制動開始のための基準電
圧とＤＣ母線電圧とを比較する比較手段を備えたことを
特徴とする請求項１または２記載のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247824A JP2003061376A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247824A JP2003061376A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003061376A true JP2003061376A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19077078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001247824A Pending JP2003061376A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003061376A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354959A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-02-15 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种功率器件过压保护系统及其方法 |
| KR101443725B1 (ko) | 2011-11-08 | 2014-09-23 | 히라따기꼬오 가부시키가이샤 | 제어 방법 및 제어 장치 |
| JP2021044994A (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | 株式会社アイエイアイ | アクチュエータ及びアクチュエータシステム |
-
2001
- 2001-08-17 JP JP2001247824A patent/JP2003061376A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354959A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-02-15 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种功率器件过压保护系统及其方法 |
| KR101443725B1 (ko) | 2011-11-08 | 2014-09-23 | 히라따기꼬오 가부시키가이샤 | 제어 방법 및 제어 장치 |
| JP2021044994A (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | 株式会社アイエイアイ | アクチュエータ及びアクチュエータシステム |
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