JP2007097399A - モータ駆動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置負荷率及び装置内温度やモータ負荷率およびモータ温度を監視して、未然に装置負荷率及び装置内温度やモータ負荷率およびモータ温度の上昇を防ぐことにより、システム停止することなく、動作継続させることができる。
【解決手段】モータ部と、前記モータ部を制御する制御回路部と、前記モータ部内の温度を検出するアナログ温度検出手段と、指令値を出力する指令出力部とインバータ回路をコントロールして前記モータ部を動作させるゲート回路部を備えた演算装置とを備え、前記制御回路部は、前記アナログ温度検出手段の検出温度値を検出し、前記演算装置で演算・比較し前記モータ部の運転状態を自動可変する。
【選択図】図1
【解決手段】モータ部と、前記モータ部を制御する制御回路部と、前記モータ部内の温度を検出するアナログ温度検出手段と、指令値を出力する指令出力部とインバータ回路をコントロールして前記モータ部を動作させるゲート回路部を備えた演算装置とを備え、前記制御回路部は、前記アナログ温度検出手段の検出温度値を検出し、前記演算装置で演算・比較し前記モータ部の運転状態を自動可変する。
【選択図】図1
Description
本発明は、モータ駆動制御装置に関し、特に、異常な温度上昇によるモータの停止を未然に防ぐためのモータ駆動制御装置に関する。
近年、各種装置の自動化が進むなかで、モータ駆動制御装置は多くの産業機械に搭載され幅広く普及している。自動化を進めるメリットとして、作業効率向上による時間短縮や人件費削減などが挙げられる。しかし、モータ駆動制御装置の多くは安全面及び装置保護を配慮した保護機能を有しており、保護機能が作動した時にはシステムは停止してしまうので、それが作業効率低下の原因の一つとされている。
従来のモータ駆動制御装置においては、温度検出回路にてモータ駆動制御装置の内部温度を検出し、内部温度が所定温度を超えたときに、モータ駆動制御装置の保護を目的として、システムを停止させている(例えば、特許文献1参照。)。
従来のモータ駆動制御装置は上記のように構成され、装置保護を目的としたシステム停止を行っているが、システムを復旧させる為には、オペレータの手によってアラームをリセットする復旧作業が必要である。又、装置を十分に冷却する必要があり、そのための時間がかかるので、作業効率が低下していた。
また、装置内部温度を温度検出回路にて監視した場合には、稼動中の温度分布は確認できない為、精度の高い保護が難しかった。
この発明はかかる問題点を解決する為になされたものであり、装置負荷率および装置内温度を監視して、未然に装置負荷率及び装置内温度の上昇を防ぐことにより、システム停止することなく、動作継続させることを可能にする。また、モータの負荷率およびモータ内の温度を監視して、未然にモータの負荷率およびモータの温度上昇を防ぐことにより、システム停止することなく、動作継続させることを可能にするモータ駆動制御装置を得ることを目的とする。
この発明は、モータ部と、前記モータ部を制御する制御回路部と、前記モータ部内の温度を検出するアナログ温度検出手段と、指令値を出力する指令出力部とインバータ回路をコントロールして前記モータ部を動作させるゲート回路部を備えた演算装置とを備え、前記制御回路部は、前記アナログ温度検出手段の検出温度値を検出し、前記演算装置で演算・比較し前記モータ部の運転状態を自動可変することを特徴とするモータ駆動制御装置である。
この発明は、モータ部と、前記モータ部を制御する制御回路部と、前記モータ部内の温度を検出するアナログ温度検出手段と、指令値を出力する指令出力部とインバータ回路をコントロールして前記モータ部を動作させるゲート回路部を備えた演算装置とを備え、前記制御回路部は、前記アナログ温度検出手段の検出温度値を検出し、前記演算装置で演算・比較し前記モータ部の運転状態を自動可変することを特徴とするモータ駆動制御装置であるので、装置負荷率及び装置内温度やモータ負荷率およびモータ温度を監視して、未然に装置負荷率及び装置内温度やモータ負荷率およびモータ温度の上昇を防ぐことにより、システム停止することなく、動作継続させることができる。
実施の形態1.
以下、この発明に係るモータ駆動制御装置について図1および図2を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係るモータ駆動制御装置の概略ブロック図である。図1に示すように、モータ駆動制御装置1は、駆動対象のモータ2(モータ部)およびアナログ温度検出器7'に接続されている。また、モータ駆動制御装置1の筐体内部には、電流検出回路3と、インバータ回路4と、ゲート回路5と、演算装置6と、アナログ温度検出回路7とが設けられている。
この構成において、演算装置6内部の指令出力部8から出力された指令値に対し、ゲート回路5を用いてインバータ回路4をコントロールしてモータ2を動作させている。なお、指令値作成器9、指令出力部8、ゲート回路5およびインバータ回路4は、モータ2を制御する制御回路部を構成している。
以下、この発明に係るモータ駆動制御装置について図1および図2を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係るモータ駆動制御装置の概略ブロック図である。図1に示すように、モータ駆動制御装置1は、駆動対象のモータ2(モータ部)およびアナログ温度検出器7'に接続されている。また、モータ駆動制御装置1の筐体内部には、電流検出回路3と、インバータ回路4と、ゲート回路5と、演算装置6と、アナログ温度検出回路7とが設けられている。
この構成において、演算装置6内部の指令出力部8から出力された指令値に対し、ゲート回路5を用いてインバータ回路4をコントロールしてモータ2を動作させている。なお、指令値作成器9、指令出力部8、ゲート回路5およびインバータ回路4は、モータ2を制御する制御回路部を構成している。
このとき、本実施の形態においては、モータ2に流れる電流値を電流検出回路3にて検出し、演算装置6内部の負荷率変換器13を用い、モータ駆動制御装置1やモータ2の負荷状態を監視している。負荷率変換器13から出力された値を、内部設定値との比較器14にて内部設定値と比較することにより、負荷率変換器13から出力された値がアラーム設定値よりも低く設定されている所定の内部設定値を超えた段階で、負荷状態に応じてモータ2の運転状態を自動可変にして、動作指令値の値を自動的に低く抑えるようにして、未然に負荷状態の上昇を防ぐようにモータ2の制限運転を行う。また、制限運転したにも関わらず、アラーム設定値を超えてしまった場合には、モータ駆動制御装置1やモータ2の保護を目的としたシステム停止を実現している。
なお、負荷率変換器13においては、電流検出回路3にて検出されたモータ2に流れる電流値から、負荷状態だけでなく、装置内の内部温度やモータの温度を推定することができる。従って、負荷率変換器13は、モータ2からのモータ電流によりモータ2やモータ駆動制御装置1の装置負荷状態を監視するための温度を推定する温度推定手段を構成している。
さらに、本実施の形態においては、アナログ温度検出回路7にてモータ駆動制御装置1の内部温度およびアナログ温度検出器7'にてモータ温度を連続して検出し、演算装置6内部の内部設定値との比較器11を用いて、内部温度状態およびモータ温度状態を監視している。アナログ温度検出回路7およびアナログ温度検出器7'においては、アナログ表示であるため、稼働中の温度変化を連続して確認することができる。内部温度やモータ温度が各々のアラーム設定値よりも低く設定されている所定の各々の内部設定値を超えた段階で、内部温度状態やモータ温度状態に応じてモータ2の運転状態を自動可変にして、動作指令値の値を自動的に低く抑えるようにして、未然に内部温度やモータ温度の上昇を防ぐようにモータ2の制限運転を行う。また、制限運転したにも関わらず、各々のアラーム設定値を超えてしまった場合には、モータ駆動制御装置1やモータの保護を目的としたシステム停止を実現している。
本実施の形態においては、このように、各々のアラーム設定値との比較器12および15とは別に、各々の内部設定値と比較するための各々の内部設定値との比較器11および14を設けることにより、比較した情報に基づいて、指令作成器9にて指令値を状況に応じて変化させることが可能となっている。
また、本実施の形態においては、図1に示すように、内部温度分布演算器16が設けられているため、内部温度分布を確認することができる。内部温度分布演算器16は、アナログ温度検出回路7により検出された装置の内部温度に基づいて、稼働後のモータ駆動制御装置1内の温度分布を演算する。また、事前に設置状態に応じた装置内部温度分布プログラムを用意しておき、それに基づいて、寿命部品の交換時期を算出する。
図2にて、装置内部温度及び装置負荷状態監視の流れについて説明する。ステップS20において、まずはじめに、モータ駆動制御装置1の起動信号をONにする。次に、ステップS21で、制限信号がOFFか否かを判定する。OFFの場合は、ステップS22に進み、動作指令値×1倍に設定して、ステップS23において、モータ2を動作させる。次に、ステップS24において、負荷率変換器13により推定された内部温度と、実際にアナログ温度検出回路7により検出された実温度とを比較して、それらの温度差を検出して推定された内部温度を補正する。なお、簡易的に行うには、アナログ温度検出回路7と内部設定値とを比較して、それらの温度差を検出して直接その値を用いても良い。ステップS25で、分布演算のタイミングか否かを判定し、分布演算のタイミングでなければ、ステップS26に進み、補正された装置内温度は内部設定値以上か否かを判定する。内部設定値以上であった場合には、ステップS27に進み、補正された装置内温度がアラーム設定値以上か否かを判定する。アラーム設定値以上だった場合は、ステップS28において、基板過熱保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。
一方、ステップS26の判定で、補正された装置内温度が内部設定値以上でなかった場合には、ステップS31に進み、補正された装置内温度と内部設定値との温度差が検出される。次に、ステップS32で、装置負荷状態が内部設定値以上であるか否かの判定が行われ、内部設定値以上であった場合には、ステップS33で、装置負荷状態がアラーム設定値以上であるか否かの判定が行われ、アラーム設定値以上の場合は、ステップS34で、過負荷保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。一方、ステップS32の判定で、装置負荷が内部設定値以上でないと判定された場合は、ステップS22に戻り、動作指令値×1倍で、動作が継続される。また、ステップS33の判定で、装置内負荷状態がアラーム設定値以上でないと判定された場合には、ステップS38に進み、制限信号をOFFからONに切り替えて、ステップS21に戻る。
また、ステップS27の判定で、装置内温度がアラーム設定値以上でないと判定された場合には、ステップS38に進み、制限信号をOFFからONに切り替えて、制限運転モードに切り替えて、ステップS21に戻る。
ステップS21において制限信号がONであると判定された場合は、ステップS29に進み、装置内温度および/または装置負荷状態に基づいて、運転指令値に乗算するための制限乗数を演算する。制限乗数は1未満の正の値である。制限乗数が演算されると、ステップS30に進み、動作指令値に制限乗数を乗算して、制限運転のための新たな動作指令値を演算して、ステップS23においてモータ2を駆動させる。なお、制限乗数は、予め用意された演算式により演算して求めるようにしてもよいが、装置内温度および/または装置負荷状態ごとに制限乗数を定めたテーブルを予め用意しておいて、そのテーブルから制限乗数を求めるようにしてもよい。
また、ステップS25において、分布演算のタイミングであると判定された場合は、ステップS35に進み、装置内部温度分布演算を行う。次に、ステップS36で、平均寿命年数と比較して寿命がきている部品があるか否かを演算により求め、寿命がきている部品があれば、ステップS37で、部品交換を促す表示を行う。一方、寿命がきている部品がなければ、ステップS21に戻る。
なお、本実施の形態において、装置内部温度や装置負荷状態をモータ温度やモータ負荷状態とした場合について説明する。
ある指令値を基にしたモータ動作状態において、ステップS24において、負荷率変換器13により推定されたモータ温度と、実際にアナログ温度検出器7'により検出された実温度とを比較して、それらの温度差を検出して推定されたモータ温度を補正する。なお、簡易的に行うには、アナログ温度検出器7'と内部設定値とを比較して、それらの温度差を検出して直接その値を用いても良い。ステップS26で補正されたモータ温度が内部設定値以上か否かを判定する。内部設定値以上であった場合には、ステップS27に進み、補正されたモータ温度がアラーム設定値以上か否かを判定する。アラーム設定値以上だった場合は、ステップS28において、モータ過熱保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。
一方、ステップS26の判定で、補正されたモータ温度が内部設定値以上でなかった場合には、ステップS31に進み、補正されたモータ温度と内部設定値との温度差が検出される。次に、ステップS32で、モータ負荷状態が内部設定値以上であるか否かの判定が行われ、内部設定値以上であった場合には、ステップS33で、モータ負荷状態がアラーム設定値以上であるか否かの判定が行われ、アラーム設定値以上の場合は、ステップS34で、モータ過負荷保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。
また、ステップS32の判定で、モータ負荷が内部設定値以上でないと判定された場合は、ステップS22に戻り、動作指令値×1倍で、動作が継続される。さらに、ステップS33の判定で、モータ負荷状態がアラーム設定値以上でないと判定された場合には、ステップS38に進み、制限信号をOFFからONに切り替えて、ステップS21に戻る。
ステップS21において制限信号がONであると判定された場合は、ステップS29に進み、モータ温度および/またはモータ負荷状態に基づいて、運転指令値に乗算するための制限乗数を演算する。制限乗数は1未満の正の値である。制限乗数が演算されると、ステップS30に進み、動作指令値に制限乗数を乗算して、制限運転のための新たな動作指令値を演算して、ステップS23においてモータ2を駆動させる。なお、制限乗数は、予め用意された演算式により演算して求めるようにしてもよいが、モータ温度および/またはモータ負荷状態ごとに制限乗数を定めたテーブルを予め用意しておいて、そのテーブルから制限乗数を求めるようにしてもよい。
ある指令値を基にしたモータ動作状態において、ステップS24において、負荷率変換器13により推定されたモータ温度と、実際にアナログ温度検出器7'により検出された実温度とを比較して、それらの温度差を検出して推定されたモータ温度を補正する。なお、簡易的に行うには、アナログ温度検出器7'と内部設定値とを比較して、それらの温度差を検出して直接その値を用いても良い。ステップS26で補正されたモータ温度が内部設定値以上か否かを判定する。内部設定値以上であった場合には、ステップS27に進み、補正されたモータ温度がアラーム設定値以上か否かを判定する。アラーム設定値以上だった場合は、ステップS28において、モータ過熱保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。
一方、ステップS26の判定で、補正されたモータ温度が内部設定値以上でなかった場合には、ステップS31に進み、補正されたモータ温度と内部設定値との温度差が検出される。次に、ステップS32で、モータ負荷状態が内部設定値以上であるか否かの判定が行われ、内部設定値以上であった場合には、ステップS33で、モータ負荷状態がアラーム設定値以上であるか否かの判定が行われ、アラーム設定値以上の場合は、ステップS34で、モータ過負荷保護アラームを発生させて、モータ2を停止する。
また、ステップS32の判定で、モータ負荷が内部設定値以上でないと判定された場合は、ステップS22に戻り、動作指令値×1倍で、動作が継続される。さらに、ステップS33の判定で、モータ負荷状態がアラーム設定値以上でないと判定された場合には、ステップS38に進み、制限信号をOFFからONに切り替えて、ステップS21に戻る。
ステップS21において制限信号がONであると判定された場合は、ステップS29に進み、モータ温度および/またはモータ負荷状態に基づいて、運転指令値に乗算するための制限乗数を演算する。制限乗数は1未満の正の値である。制限乗数が演算されると、ステップS30に進み、動作指令値に制限乗数を乗算して、制限運転のための新たな動作指令値を演算して、ステップS23においてモータ2を駆動させる。なお、制限乗数は、予め用意された演算式により演算して求めるようにしてもよいが、モータ温度および/またはモータ負荷状態ごとに制限乗数を定めたテーブルを予め用意しておいて、そのテーブルから制限乗数を求めるようにしてもよい。
このようにして、ステップS29にて制限乗数を可変し、モータ速度や加減速時定数を遅くすることにより、モータ2の動作停止することなく装置内部温度及び装置負荷状態の上昇を未然に防ぐことが可能となる。また、ステップS24およびステップS31にて検出した温度差により、ステップS29で制限乗数を可変することにより、状況に応じた動作指令値を作成し動作することが可能である。
なお、モータ速度や加減速時定数を遅くすることにより、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態が改善された場合は、ステップS38の制限信号はOFFとなり、ステップS21で制限信号がOFFであることを確認し、ステップS22で動作指令×1倍の指令値を出力し通常動作へ自動復帰する。
装置異常などにより、指令値を可変させた場合でも装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態が改善されない場合は、ステップS27およびステップS33にてアラーム値との比較により動作停止が可能である。ステップS26およびステップS32にて、内部設定値との比較を行い、さらに、ステップS27およびステップS33にてアラーム値との比較を実施することにより、異常な場合において安全面及び装置保護を配慮した精度の高い保護を保持することが可能である。
このように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置1においては、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態を監視し、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態に応じた制限動作用の動作指令値を作成することにより、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態の上昇を未然に防ぐことができ、システムを停止することなく、動作を継続させることが可能である。
図3は、減速ギア機構を持たない、自動ドア引戸形の開閉機構である。図3(a)が平面図、図3(b)が正面図である。図3において、建物の出入り口の上方に配設された取付台19と無目20の内部にドア駆動装置を格納している。取付台19には、図3(a)に示すように、DCブラシレスモータ2A、モータ駆動制御装置1A、および、従動プーリ23が設けられている。さらに、取付台19には、図3(b)に示すように、スライドレール27が取付けられている。また、DCブラシレスモータ2Aのシャフトには駆動プーリ21が設けられており、DCブラシレスモータ2Aがモータ制御装置1Aにより駆動されると、駆動プーリ21が回転する。駆動プーリ21と従動プーリ23との間には、無端のドア開閉用の駆動タイミングベルト24が掛け回されている。図示の例では自動ドアは2枚のドア17および18を備えており、これら17および18は、それぞれ一対の戸車22によってスライドレール27から吊り下げられていて、スライドレール27上を走行して建物の出入り口を開閉できるようにしてある。
戸車22によって吊り下げられたドア17および18のうちの一方のドア17は、連結金具25によって駆動ベルト24の上部走行部に連結され、他方のドア18は、連結金具26によって駆動ベルト24の下部走行部に連結されている。DCブラシレスモータ2Aが駆動されて駆動プーリ21が駆動ベルト24を矢印A方向(反時計方向)に駆動させると、ドア17は左方向に移動し、ドア18は右方向に移動して出入り口が開放される。逆に、駆動ベルト24を時計方向に駆動させると、ドア17は右方向に移動し、ドア18は左方向に移動して出入り口が閉鎖される。ドア開放時は開放端手前の位置で停止し、閉鎖時は左右2枚のドアに隙間が開かない位置(閉鎖端)で停止させている。
このように構成された自動ドア引戸形の開閉機構のモータ駆動制御装置1Aに、図1に示したモータ駆動制御装置1を適用すると、装置内部温度及び装置負荷状態に応じた動作指令値を作成することにより、装置内部温度及び装置負荷状態の上昇を未然に防ぐことができ、システムを停止することなく、動作を継続させることが可能である。そのため、メンテナンスする人間が常に居ないような場合やメンテナンスを滅多に行わないような場合でも、自動ドアのシステムが停止して普通のドアとなってしまって自動ドアのメリットを失うような事態になることを未然に防ぐことができる。
以上のように、本実施の形態によれば、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態を監視し、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態に応じた動作指令値を作成することにより、装置内部温度及び/または装置負荷状態やモータ温度および/またはモータ負荷状態の上昇を未然に防ぐことができるので、システムを停止することなく、動作継続させることが可能である。また、アラームを発生させてシステムを停止する機能も有しているため、万一、異常が発生した場合においては、安全面及び装置やモータ保護を配慮した精度の高い保護を保持することも可能である。さらにまた、温度分布を作成することにより、寿命部品の交換時期が事前に判ることにより予防保全が可能となる。
システムが停止することを出来るだけ未然に防ぐことが望ましい、例えば、自動ドア駆動装置等に本発明を用いることにより最適なモータ駆動制御を行うことが可能である。なお、本発明を工場内で使用されている産業機械等に適用した場合においても、システムを停止させる前に制限運転を行って温度上昇や負荷上昇を未然に抑えることができるので、作業効率低下を防止できることは言うまでもない。
1,1A モータ駆動制御装置、2 モータ、2A DCブラシレスモータ、3 電流検出回路、4 インバータ回路、5 ゲート回路、6 演算装置、7 アナログ温度検出回路、8 指令出力部、9 指令値作成器、10 温度変換器、11 内部設定値との比較器、12 基板過熱アラーム値との比較器、13 負荷率変換器、14 内部設定値との比較器、15 過負荷アラーム値との比較器、16 内部温度分布演算器。
Claims (1)
- モータ部と、
前記モータ部を制御する制御回路部と、
前記モータ部内の温度を検出するアナログ温度検出手段と、
指令値を出力する指令出力部とインバータ回路をコントロールして前記モータ部を動作させるゲート回路部を備えた演算装置と
を備え、
前記制御回路部は、前記アナログ温度検出手段の検出温度値を検出し、前記演算装置で演算・比較し前記モータ部の運転状態を自動可変することを特徴とするモータ駆動制御装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007004805A JP2007097399A (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | モータ駆動制御装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7859149B2 (en) | 2005-09-29 | 2010-12-28 | Mitsuba Corporation | Electric motor and method of manufacturing the same |
-
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- 2007-01-12 JP JP2007004805A patent/JP2007097399A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7859149B2 (en) | 2005-09-29 | 2010-12-28 | Mitsuba Corporation | Electric motor and method of manufacturing the same |
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