JP2004159394A

JP2004159394A - トリップ処理方法

Info

Publication number: JP2004159394A
Application number: JP2002320888A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hamada; 裕二濱田; Satoshi Yamashita; 智山下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: JP4155000B2

Abstract

【課題】平滑コンデンサ容量を増やすことなく、モータ駆動に必要な電源電圧を安定確保でき、必要以上にトリップしないモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】あらかじめモータ駆動装置のマイコンに基準電圧値Ｖ２を設定する。次に、モータ７を駆動して直流電圧検出値Ｖ１を検出すると同時に、モータ駆動状態に応じた演算電圧値Ｖ３を求め、基準電圧値Ｖ２と比較する。演算電圧値Ｖ３＜基準電圧値Ｖ２のときには、直流電圧検出値Ｖ１と演算電圧値Ｖ３とを比較し、直流電圧検出値Ｖ１＜基準電圧値Ｖ３のときのみトリップ処理を行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動装置のトリップ処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、交流電源をコンバータにて直流電圧に整流し、インバータにより任意の周波数に変換することでサーボモータを駆動している。そして、モータと駆動機器の安全を確保するため、最大出力時に必要な基準電圧（設定値）より低下すると、異常と見なしてトリップ処理を行い、モータへの電力供給を遮断する。
【０００３】
また、過剰なトルク伝達を防止するため、トルクリミッタを設けて必要以上のトルクが機器に伝達しないようにしている。
【０００４】
一方、瞬時停電などで瞬間的に直流電圧が設定値より低下してもトリップするため、平滑用コンデンサの容量を大きくする必要があった。
【０００５】
これに対して、平滑用コンデンサの容量を増やすことなく瞬時停電時の保護、動作の断続を行うモータ駆動装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
以下、従来のモータ駆動装置について説明する。図４において、交流電源４１をコンバータ４２にて直流電圧に整流し、分圧抵抗器４４ａから分圧抵抗器４４ｄを用いて、瞬時停電検出レベルとモータ駆動用直流電圧との比較をコンパレータ４５ａで行い、モータ駆動信号Ａをオフすることでインバータ４６はモータ４７への電力供給を遮断する。コンパレータ４５ａはモータ駆動用直流電圧Ｖ１の復帰とともにモータ４７への電力供給を再開する。これにより、平滑用コンデンサ４３の容量を大きくする必要がなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０６−３０５９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のトリップ検出レベルは、サーボモータの最大回転速度・最大出力トルク時（駆動に必要な一番高い電圧）に設定された固定値であり、瞬時停電のように瞬間的にトリップ検出レベルを割込みすぐに上昇復帰する場合には有効であった。
【０００９】
しかしながら、モータは常に最大回転速度・最大出力トルクで駆動されるわけではなく、低速回転・低出力時のモータ駆動に必要な電圧に対しては、トリップ検出レベルの設定が高すぎるため、必要以上に電源遮断が発生しやすかった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、平滑コンデンサ容量を増やすことなく、モータ駆動に必要な電源電圧を安定確保でき、必要以上にトリップしないモータ駆動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明は、モータ駆動後に回転速度と出力トルクに応じてモータ駆動に必要な電圧値を演算により求めた演算電圧値（Ｖ３）と、インバータ部に印加される直流電圧検出値（Ｖ１）とを比較し、直流電圧検出値（Ｖ１）が演算電圧値（Ｖ３）より小さいときにトリップ処理を実行するものであり、モータ駆動状態に応じて必要な電源電圧を安定確保でき、必要以上にトリップが発生するのを抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するため請求項１記載のトリップ処理方法は、モータ駆動後に回転速度と出力トルクに応じてモータ駆動に必要な電圧値を演算により求めた演算電圧値（Ｖ３）と、インバータ部に印加される直流電圧検出値（Ｖ１）とを比較し、直流電圧検出値（Ｖ１）が演算電圧値（Ｖ３）より小さいときにトリップ処理を実行するものであり、モータ駆動状態に応じて演算電圧値が変化するため、演算電圧値がインバータ部に印加される直流電圧検出値より小さければ、トリップすることはない。
【００１３】
また、請求項２記載のトリップ処理方法は、モータの回転速度と出力トルクに応じてモータ駆動に必要な電圧値を演算により求めた演算電圧値（Ｖ３）と、あらかじめ設定した最大出力を検出するための基準電圧値（Ｖ２）とを比較する第１ステップと、第１ステップの比較結果によって前記演算電圧値（Ｖ３）あるいは基準電圧値（Ｖ２）とインバータ部に印加される直流電圧検出値（Ｖ１）とを比較する第２ステップとを備え、第２ステップにおいて直流電圧検出値（Ｖ１）が演算電圧値（Ｖ３）あるいは基準電圧値（Ｖ２）より小さいときにトリップ処理を実行するもので、モータ駆動に応じた演算電圧値を用いることで必要以上にトリップすることなく、あらかじめ設定した最大出力を検出するための基準電圧値を設けたので平滑用コンデンサの容量を増やす必要もない。
【００１４】
さらに、上記のトリップ処理方法を用いることで、平滑コンデンサ容量を増やすことなく、モータ駆動に必要な電源電圧を確保できるため、必要以上にトリップしないモータ駆動装置が得られる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。
【００１６】
図１において、１は交流電源、２はコンバータ、３は平滑コンデンサ、４ａ、４ｂは分圧抵抗器、５ａは電流検出器、６はインバータ部、７はモータ、８はロータリーエンコーダ、９はマイコンである。
【００１７】
あらかじめ従来と同様に不足電圧を検出するための基準電圧値Ｖ２（固定値）を設定する。直流電圧検出値Ｖ１は、インバータ部６に印加される直流電圧で分圧抵抗器４ａ，４ｂの両端から得られ、駆動状態や電源事情により変化する。
【００１８】
モータ駆動後に、実際のモータ駆動状態に応じて必要な直流電圧を演算により求める。モータ７の出力（電流検出器５ａおよびロータリーエンコーダ８）をマイコン９に入力し、マイコン９で演算処理して演算電圧値Ｖ３を得る。
【００１９】
ここで、演算電圧値Ｖ３の求め方について説明すると、
Ｖ３＝Ｖｅｍｆ＋Ｉ＊Ｒ（式１）
で表すことができる。Ｖｅｍｆはモータ誘起電圧であり、モータ７の回転速度に比例する。Ｉはモータ電流でありモータ出力トルクに比例する。Ｒはモータ巻線の抵抗値である。
【００２０】
このように、演算電圧値Ｖ３は、式１の第一項の回転速度と第二項の出力トルクにより変化し、駆動状態に必要な直流電圧となる。例えば、モータ７の駆動状態が低速回転・低出力トルク域では、演算電圧値Ｖ３は小さくなり、交流電源１が仮に瞬時停電して基準電圧値Ｖ２を割込んだ場合でも、直流電圧検出値Ｖ１が演算電圧値Ｖ３よりも高ければトリップ処理をする必要がなく、モータ７を駆動できる。
【００２１】
ここで、トリップ処理について図２を用いて説明する。
【００２２】
あらかじめモータ駆動装置のマイコン９に基準電圧値Ｖ２を設定する。次に、モータ７を駆動して直流電圧検出値Ｖ１を検出すると同時に、モータ駆動状態に応じた演算電圧値Ｖ３を求め、基準電圧値Ｖ２と比較する。
【００２３】
演算電圧値Ｖ３＜基準電圧値Ｖ２のときには、直流電圧検出値Ｖ１と演算電圧値Ｖ３とを比較し、直流電圧検出値Ｖ１＜演算電圧値Ｖ３のときのみトリップ処理を行う。
【００２４】
また、演算電圧値Ｖ３＞基準電圧値Ｖ２のときには、直流電圧検出値Ｖ１と基準電圧値Ｖ２とを比較し、直流電圧検出値Ｖ１＜基準電圧値Ｖ２のときのみトリップ処理を行う。
【００２５】
図３は、この直流電圧検出値Ｖ１、基準電圧値Ｖ２、演算電圧値Ｖ３の関係を表したもので、直流電圧検出値Ｖ１と演算電圧値Ｖ３は変化し、基準電圧値Ｖ２は最大出力を検出する固定値である。
【００２６】
このため、交流電源の状態に変化（例えば瞬時停電）が起きて直流電圧検出値Ｖ１が基準電圧値Ｖ２を割込んでも、基準電圧値Ｖ２と最大出力時の演算電圧値Ｖ３との交点の回転速度Ｐよりも低速域であれば、演算電圧値Ｖ３によってトリップ処理するかどうかが決まる。
【００２７】
このように、最大出力を検出する基準電圧値Ｖ２を従来と同じに設定することで、平滑用コンデンサの容量を増やす必要がなく、駆動状況に応じて必要な直流電圧を演算により求めた演算電圧値Ｖ３と直流電圧検出値Ｖ１とを比較するので、必要以上にトリップすることのないモータ駆動装置となる。
【００２８】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、本発明によれば、平滑コンデンサの容量を増やすことなく、必要以上にトリップすることのないモータ駆動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるモータ駆動装置の回路構成図
【図２】本発明の実施例におけるトリップ処理のフローチャート
【図３】本発明の実施例における直流電圧検出値Ｖ１、基準電圧値Ｖ２、演算電圧値Ｖ３の関係を説明する図
【図４】従来のモータ駆動装置の回路構成図
【符号の説明】
３平滑コンデンサ
４ａ、４ｂ分圧抵抗器（直流電圧検出用）
５ａ電流検出器（出力トルク）
６インバータ部
７モータ
８ロータリーエンコーダ（回転速度）
９マイコン（演算）
Ｖ１直流電圧検出値
Ｖ２基準電圧値
Ｖ３演算電圧値

Claims

モータ駆動後に回転速度と出力トルクに応じてモータ駆動に必要な電圧値を演算により求めた演算電圧値（Ｖ３）と、インバータ部に印加される直流電圧検出値（Ｖ１）とを比較し、直流電圧検出値（Ｖ１）が演算電圧値（Ｖ３）より小さいときにトリップ処理を実行するトリップ処理方法。
モータの回転速度と出力トルクに応じてモータ駆動に必要な電圧値を演算により求めた演算電圧値（Ｖ３）と、あらかじめ設定した最大出力を検出するための基準電圧値（Ｖ２）とを比較する第１ステップと、第１ステップの比較結果によって前記演算電圧値（Ｖ３）あるいは基準電圧値（Ｖ２）とインバータ部に印加される直流電圧検出値（Ｖ１）とを比較する第２ステップとを備え、第２ステップにおいて直流電圧検出値（Ｖ１）が演算電圧値（Ｖ３）あるいは基準電圧値（Ｖ２）より小さいときにトリップ処理を実行するトリップ処理方法。
請求項１または請求項２に記載のトリップ処理方法を用いたモータ駆動装置。