JP2007124839A - Abnormality detector and motor controller therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの異常を検出する異常検出装置、及びそれを用いたモータ制御装置に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device that detects an abnormality of a motor and a motor control device using the abnormality detection device.
従来から、モータ(電動機)は、家電製品、自動車、医療機器、測定装置等、種々の機器において重要な役目を担っている。これらの機器において、異常な動作が生じると、組み込まれたモータに過大な負荷がかかり、モータに異常が発生する場合がある。また、これらの機器は、モータに異常が発生すると殆どの場合、機能できなくなる。 Conventionally, motors (motors) have played an important role in various devices such as home appliances, automobiles, medical devices, and measuring devices. In these devices, if an abnormal operation occurs, an excessive load is applied to the built-in motor, and the motor may be abnormal. In addition, these devices cannot function in most cases when an abnormality occurs in the motor.
例えば、血液検査等で使用される遠心分離装置は、検体を搭載したロータを回転させるためにモータを備えている。遠心分離装置において、検体の搭載位置が偏った回転バランスが悪い状態でロータを回転させた場合や、検体の搭載量が多すぎたり、少なすぎたりした状態でロータを回転させた場合は、大きな振動が生じることがある。また、洗濯機においては、回転槽内の洗濯物の分布に偏りがあると、脱水運転を行う場合に大きな振動が生じることがある。このような大きな振動が発生した状態で、モータの運転を継続すると、モータに異常が生じてしまう。 For example, a centrifuge used in blood tests or the like includes a motor for rotating a rotor on which a specimen is mounted. In a centrifuge, if the rotor is rotated with the sample mounting position biased and the rotation balance is poor, or if the rotor is rotated with too much or too little sample loaded, Vibration may occur. Further, in a washing machine, if the laundry is unevenly distributed in the rotating tub, a large vibration may occur when performing a dehydration operation. If the operation of the motor is continued in a state where such a large vibration is generated, an abnormality occurs in the motor.
このようなモータの異常を防ぐため、従来から、モータを備えた機器においては、種々の異常検知が行われている。例えば、特許文献1は、洗濯機用のモータをベクトル制御によって駆動する場合において、モータの発生トルクに応じて変動するq軸電流を検出し、検出したq軸電流に基づいて、モータに発生する異常を検知している。
しかしながら、上記特許文献1に記載の異常検知方法を採用する場合は、モータや制御回路等の構成が複雑となってしまい、装置コストの上昇といった問題が生じてしまう。また、上記特許文献1に記載の異常検出方法は、交流モータの場合にしか適用できないという問題もある。 However, when the abnormality detection method described in Patent Document 1 is adopted, the configuration of the motor, the control circuit, and the like becomes complicated, causing a problem such as an increase in device cost. In addition, the abnormality detection method described in Patent Document 1 has a problem that it can be applied only to an AC motor.
本発明の目的は、上記問題を解消し、簡単な構成で、且つ、低コストでモータに生じた異常を検知し得る異常検知装置及びそれを用いたモータ制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an abnormality detection device that solves the above problems, can detect an abnormality occurring in a motor with a simple configuration, and at a low cost, and a motor control device using the abnormality detection device.
上記目的を達成するために本発明における異常検知装置は、スイッチング方式によって回転数が制御されるモータの異常を検知する異常検知装置であって、前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an abnormality detection apparatus according to the present invention is an abnormality detection apparatus for detecting an abnormality of a motor whose rotational speed is controlled by a switching method, and obtains a control pulse signal used for controlling the motor. And a pulse width detector for determining whether or not a pulse width of the control pulse signal exceeds a reference pulse width.
また、上記目的を達成するため本発明におけるモータ制御装置は、スイッチング方式によってモータの回転数を制御するモータ制御装置であって、前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号をスイッチングによって生成するスイッチング部と、前記制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部とを備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a motor control device according to the present invention is a motor control device that controls the number of rotations of a motor by a switching method, and that generates a control pulse signal used for controlling the motor by switching. And a pulse width detector that acquires the control pulse signal and determines whether or not the pulse width of the control pulse signal exceeds a reference pulse width.
以上のように、本発明においては、制御用パルス信号のパルス幅が一定値を超えているかどうかを判断している。このため、本発明によれば、簡単な構成でモータの異常を検出でき、この結果、コストの上昇も抑制できる。 As described above, in the present invention, it is determined whether or not the pulse width of the control pulse signal exceeds a certain value. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect a motor abnormality with a simple configuration, and as a result, it is possible to suppress an increase in cost.
本発明における異常検知装置は、スイッチング方式によって回転数が制御されるモータの異常を検知する異常検知装置であって、前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部を備えていることを特徴とする。 An abnormality detection device according to the present invention is an abnormality detection device that detects an abnormality of a motor whose rotation speed is controlled by a switching method, acquires a control pulse signal used for controlling the motor, and obtains the control pulse signal. A pulse width detector for determining whether or not the pulse width exceeds the reference pulse width.
また、本発明におけるモータ制御装置は、スイッチング方式によってモータの回転数を制御するモータ制御装置であって、前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号をスイッチングによって生成するスイッチング部と、前記制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部とを備えていることを特徴とする。 The motor control device according to the present invention is a motor control device that controls the number of rotations of the motor by a switching method, a switching unit that generates a control pulse signal used for controlling the motor by switching, and the control And a pulse width detection unit that acquires a pulse signal and determines whether or not the pulse width of the control pulse signal exceeds a reference pulse width.
上記本発明における異常検知装置及びモータ制御装置においては、前記パルス幅検出部が、積分回路と、コンパレータとを有し、前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、前記コンパレータは、前記比較信号の電圧レベルと基準信号の電圧レベルとを比較し、前記比較信号の電圧レベルが前記基準信号の電圧レベルよりも大きい場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力するのが好ましい。この態様によれば、機器の操作者はモータに過剰な負荷がかかった場合に即座に適切な処置を採ることができる。 In the abnormality detection device and the motor control device according to the present invention, the pulse width detection unit includes an integration circuit and a comparator, and the integration circuit smoothes the control pulse signal and generates a comparison signal. The comparator compares the voltage level of the comparison signal with the voltage level of the reference signal. When the voltage level of the comparison signal is greater than the voltage level of the reference signal, the pulse width of the control pulse signal is It is preferable to output an error signal indicating that the predetermined reference pulse width is exceeded. According to this aspect, the operator of the device can immediately take appropriate measures when an excessive load is applied to the motor.
更に、上記本発明における異常検知装置及びモータ制御装置においては、前記パルス幅検出部が、積分回路と、A/Dコンバータと、演算手段とを有し、前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、前記A/Dコンバータは、前記比較信号をデジタル信号に変換し、前記演算手段は、前記デジタル信号のカウント数と基準カウント数とを比較し、前記デジタル信号のカウント数が前記基準カウント数よりも多い場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力するのも好ましい。この態様においても、機器の操作者はモータに過剰な負荷がかかった場合に即座に適切な処置を採ることができる。 Furthermore, in the abnormality detection device and the motor control device according to the present invention, the pulse width detection unit includes an integration circuit, an A / D converter, and a calculation unit, and the integration circuit includes the control pulse signal. To generate a comparison signal, the A / D converter converts the comparison signal into a digital signal, the arithmetic means compares the count number of the digital signal with a reference count number, and the digital signal It is also preferable to output an error signal indicating that the pulse width of the control pulse signal exceeds the predetermined reference pulse width when the count number is greater than the reference count number. Also in this aspect, the operator of the device can immediately take an appropriate measure when an excessive load is applied to the motor.
また、上記本発明における異常検知装置及びモータ制御装置においては、前記制御用パルス信号のパルスの立上りから立下りまでの時間を測定し、測定された時間が基準時間よりも長い場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力するのも好ましい。この態様においても、機器の操作者はモータに過剰な負荷がかかった場合に即座に適切な処置を採ることができる。 Further, in the abnormality detection device and the motor control device according to the present invention, when the time from the rise to the fall of the pulse of the control pulse signal is measured and the measured time is longer than the reference time, the control It is also preferable to output an error signal indicating that the pulse width of the pulse signal for use exceeds the reference pulse width. Also in this aspect, the operator of the device can immediately take an appropriate measure when an excessive load is applied to the motor.
更に、上記本発明における異常検知装置及びモータ制御装置においては、前記パルス幅検出部が、前記制御用パルス信号のパルス幅が前記基準パルス幅を越えている場合に、前記モータへの前記制御用パルス信号の供給を遮断するのも好ましい。この態様によれば、モータに過剰な負荷がかかった場合に、自動的にモータを停止することができる。 Furthermore, in the abnormality detection device and the motor control device according to the present invention, the pulse width detection unit is configured to control the motor when the pulse width of the control pulse signal exceeds the reference pulse width. It is also preferable to cut off the supply of the pulse signal. According to this aspect, the motor can be automatically stopped when an excessive load is applied to the motor.
また、上記本発明におけるモータ制御装置は、前記制御用パルス信号に基づいて前記スイッチング部によるスイッチングの時間間隔を調整するフィードバック部を更に備える態様とすることができる。 The motor control device according to the present invention may further include a feedback unit that adjusts a switching time interval by the switching unit based on the control pulse signal.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における異常検知装置及びモータ制御装置について、図1〜図6を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態1における異常検知装置及びモータ制御装置の一例を示すブロック図である。図2は、図1に示すモータ制御装置の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。図3は、制御用パルス信号のパルス幅がモータの負荷に応じて変化する様子を示す図である。図4は、パルス幅検出部を構成する積分回路に入力される制御用パルス信号と積分回路から出力された比較信号とを示す図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the abnormality detection device and the motor control device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an abnormality detection device and a motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the motor control device shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating how the pulse width of the control pulse signal changes according to the load of the motor. FIG. 4 is a diagram illustrating a control pulse signal input to the integration circuit constituting the pulse width detection unit and a comparison signal output from the integration circuit.
図1に示すように、本実施の形態1におけるモータ制御装置1は、スイッチング方式やチョッパー方式と呼ばれる方式によって直流モータ(DCモータ)21の回転数を制御する。また、図1に示すように、モータ制御装置1は、DCモータ21の異常を検知するための異常検知装置2を備えている。
As shown in FIG. 1, the motor control device 1 according to the first embodiment controls the rotational speed of a DC motor (DC motor) 21 by a method called a switching method or a chopper method. As shown in FIG. 1, the motor control device 1 includes an
また、モータ制御装置1は、更に、発振部12と、スイッチング部13と、フィードバック部14とを備えている。スイッチング部13には電源12が接続されている。スイッチング部13は、発進部12が生成した入力信号と、電源12からの電力信号とを用い、スイッチングによって、直流モータの回転数の制御に用いられる制御用パルス信号を生成する。スイッチング部13から出力された制御パルス信号は、ダイオード16及びコンデンサ16によって平滑化され、所望の直流電圧となった後、DCモータ21に印加される。
The motor control device 1 further includes an oscillating
本実施の形態1においては、図2に示すように、スイッチング部13は、サイリスタやパワーFET等のスイッチング素子を備えるPWM信号発生回路で構成されており、PWM(Pulse Width Modulation)方式によって制御用パルス信号を生成している。発振部12は、制御用パルス信号のパルス幅(デューティ比)を決定する入力信号を生成し、これを、スイッチング部13のPWM信号発生回路に入力している。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
但し、図2に示すように、発進部12が生成した入力信号は、後述のフィードバック部14によるデューティ比の調整のため、フィードバック部14を介してスイッチング部13に入力される。また、図示していないが、スイッチング部13のPWM信号発生回路には、のこぎり波又は三角波も入力される。
However, as shown in FIG. 2, the input signal generated by the
フィードバック部14は、出力された制御用パルス信号に基づいて、スイッチング部13によるスイッチングの時間間隔の調整を行っている。本実施の形態1においては、フィードバック部14は、DCモータ21に印加される電圧が一定となるように、即ち、DCモータ21の回転数が設定された値となるように、制御用パルス信号のデューティ比を調整している。具体的には、図2に示すように、デューティ比の調整は、発進部12が生成した入力信号の電圧レベルを変更することによって行なわれている。
The
例えば、DCモータ21が遠心分離装置のロータの駆動に用いられている場合において、ロータへの物体の接触や、ロータの回転軸の偏心といった異常が生じると、DCモータ21には、異常が生じていない場合に比べて大きな負荷がかかる。このとき、回転数を一定に保つにはモータ21に供給する電力を増大する必要があるため、フィードバック部14は、図3に示すように、スイッチングの時間間隔を短くし、制御用パルスのデューティ比(パルス幅)を大きくする。一方、負荷が小さいときは、モータに供給する電力は小さくてすむため、フィードバック部14は、図3に示すように、スイッチングの時間間隔を長くし、制御用パルスのデューティ比(パルス幅)を小さくする。
For example, in the case where the
異常検知装置2は、このDCモータ21にかかる負荷に応じて制御用パルス信号のパルス幅が変化するという特性を利用して、DCモータ21の異常の検知を行っている。異常検知装置2は、制御用パルス信号を取得し、且つ、制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部3を備えている。
The
本実施の形態1においては、パルス幅検出部3は、制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えた場合、そのことを示すエラー信号を出力する。なお、以下に示すように、図1及び図2の例では、制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えたかどうかの判定は、比較信号と基準信号との比較によって行なわれている。 In the first embodiment, when the pulse width of the control pulse signal exceeds the reference pulse width, the pulse width detector 3 outputs an error signal indicating the fact. As shown below, in the example of FIGS. 1 and 2, whether or not the pulse width of the control pulse signal exceeds the reference pulse width is determined by comparing the comparison signal with the reference signal.
具体的には、図1及び図2の例では、パルス幅検出部3は、CR積分回路4と、コンパレータ5とを備えている。CR積分回路4は、スイッチング部13に接続されており、CR積分回路4には制御用パルス信号が入力されている。また、図4に示すように、CR積分回路4は、制御用パルス信号が入力されると、これを平滑化して、比較信号を生成する。
Specifically, in the example of FIGS. 1 and 2, the pulse width detection unit 3 includes a CR integration circuit 4 and a
コンパレータ5は、この比較信号の電圧レベルと基準信号(図示せず)の電圧レベルとを比較し、比較信号の電圧レベルが基準信号の電圧レベルよりも大きい場合はエラー信号を出力する。なお、基準信号は、予め設定された電圧信号である。基準信号の電圧レベルは、DCモータ21や電源22の仕様や特性に応じて適宜設定される。
The
また、本実施の形態1では、エラー信号は、モータ制御装置1が組み込まれた機器の制御装置(図示せず)に出力される。エラー信号が出力された場合は、機器の制御装置は、機器の表示画面(図示せず)にDCモータ21に過大な負荷がかかっていることを表示したり、警告ランプを転倒させたり、更には警告ブザーを鳴らしたりする。この結果、機器の操作者は、機器の稼動を停止するなどの適切な処置を即座に採ることができ、DCモータ21が受けるダメージを最小限に留めることができる。
In the first embodiment, the error signal is output to a control device (not shown) of the device in which the motor control device 1 is incorporated. When an error signal is output, the device control device displays that an excessive load is applied to the
このように、本実施の形態1によれば、簡単な回路構成によって、DCモータ21の異常を判断できる。よって、異常検知装置2及びモータ制御装置1のコストの上昇を抑制できる。また、本実施の形態1は、上述したように、DCモータの異常検知に適用することができる。
As described above, according to the first embodiment, the abnormality of the
ところで、モータの異常検知の方法としては、振動センサを用いた方法も考えられる。この方法では、振動センサが一定量の振動を検知したときに、モータに異常が生じていると判定される。しかし、この方法では、機器の異常振動以外の振動、例えば、機器の近傍に位置する他の装置による振動が検知された場合も、モータが異常であると判定されることがある。これに対して、本実施の形態1では、制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を超えた場合にのみ、モータに異常が発生したと判断される。このため、本実施の形態1によれば、振動センサを用いた方法に比べ、異常判定の信頼性を向上させることができる。 By the way, as a method of detecting abnormality of the motor, a method using a vibration sensor is also conceivable. In this method, it is determined that an abnormality has occurred in the motor when the vibration sensor detects a certain amount of vibration. However, in this method, the motor may be determined to be abnormal even when vibration other than abnormal vibration of the device, for example, vibration by another device located in the vicinity of the device is detected. In contrast, in the first embodiment, it is determined that an abnormality has occurred in the motor only when the pulse width of the control pulse signal exceeds the reference pulse width. For this reason, according to this Embodiment 1, the reliability of abnormality determination can be improved compared with the method using a vibration sensor.
更に、モータの異常検知の方法としては、モータの回転数が設定時間内に設定値に達しない場合に、モータに異常が発生していると判定する方法も知られている。しかし、この方法においては、機器にかかる設計負荷値よりも駆動力が大きいモータが使用されている場合に、異常を検知できないという問題がある。これに対して、本実施の形態1では、上述したように制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を超えたかどうかによって異常を判定するため、モータの駆動力の大きさに拘わらず、モータの異常を検知することができる。 Further, as a method for detecting motor abnormality, there is also known a method for determining that an abnormality has occurred in the motor when the rotational speed of the motor does not reach a set value within a set time. However, this method has a problem that an abnormality cannot be detected when a motor having a driving force larger than the design load value applied to the device is used. On the other hand, in the first embodiment, as described above, since abnormality is determined based on whether the pulse width of the control pulse signal exceeds the reference pulse width, the motor is driven regardless of the magnitude of the driving force of the motor. Can be detected.
また、本実施の形態1において、パルス幅検出部3の構成は、図1に示す例に限定されるものではない。例えば、パルス幅検出部3として図5または図6に示すものを用いることもできる。図5は、本発明の実施の形態1における異常検知装置及びモータ制御装置の他の例を示すブロック図である。図6は、本発明の実施の形態1における異常検知装置及びモータ制御装置の他の例を示すブロック図である。 In the first embodiment, the configuration of the pulse width detection unit 3 is not limited to the example shown in FIG. For example, the pulse width detector 3 shown in FIG. 5 or 6 can be used. FIG. 5 is a block diagram illustrating another example of the abnormality detection device and the motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 is a block diagram illustrating another example of the abnormality detection device and the motor control device according to Embodiment 1 of the present invention.
図5の例では、パルス幅検出部6は、図1に示したパルス幅検出部3と異なり、コンパレータの代わりに演算手段7を備えている。それ以外の点では、図5に示すモータ制御装置は、図1に示すモータ制御装置と同様に構成されている。 In the example of FIG. 5, the pulse width detector 6 is different from the pulse width detector 3 shown in FIG. 1, and includes a calculation means 7 instead of a comparator. In other respects, the motor control device shown in FIG. 5 is configured similarly to the motor control device shown in FIG.
演算手段7は、図示していないが、A/Dコンバータを備えている。積分回路4で生成された比較信号は、このA/Dコンバータによってデジタル信号に変換される。演算手段7は、デジタル信号のカウント数と基準カウント数とを比較し、デジタル信号のカウント数が基準カウント数よりも多い場合に、エラー信号を出力する。なお、基準カウント数は予め設定されている。基準カウント数も、DCモータ21や電源22の仕様や特性に応じて適宜設定される。
Although not shown, the calculation means 7 includes an A / D converter. The comparison signal generated by the integration circuit 4 is converted into a digital signal by the A / D converter. The computing means 7 compares the count number of the digital signal with the reference count number, and outputs an error signal when the count number of the digital signal is larger than the reference count number. The reference count number is set in advance. The reference count number is also appropriately set according to the specifications and characteristics of the
図6の例では、パルス幅検出部8は、制御用パルス信号のパルスの立上りから立下りまでの時間を測定する。パルス幅検出部8は、測定の結果、測定された時間が基準時間よりも長い場合に、エラー信号を出力する。基準時間も、DCモータ21や電源22の仕様や特性に応じて予め設定されている。
In the example of FIG. 6, the pulse width detector 8 measures the time from the rising edge to the falling edge of the pulse of the control pulse signal. As a result of the measurement, the pulse width detection unit 8 outputs an error signal when the measured time is longer than the reference time. The reference time is also set in advance according to the specifications and characteristics of the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における異常検知装置及びモータ制御装置について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態2おける異常検知装置及びモータ制御装置を示すブロック図である。図8は、図7に示すモータ制御装置の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
(Embodiment 2)
Next, the abnormality detection device and the motor control device according to
図7に示すように、本実施の形態2では、パルス幅検出部9は、制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた基準パルス幅を越えると、DCモータ21への制御用パルス信号の供給を遮断する。それ以外においては、本実施の形態2におけるモータ制御装置は、実施の形態1におけるモータ制御装置と同様のものである。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, the pulse width detector 9 detects the control pulse signal to the
ここで、図8を用いて、図7に示すモータ制御装置の具体的な回路構成の一例を説明する。図8に示すように、パルス幅検出部9は、実施の形態1において図1に示したパルス幅検出部3と同様に、CR積分回路4とコンパレータ5とを備えている。コンパレータ5は、制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた基準パルス幅を越えた場合、つまり、比較信号の電圧レベルが基準信号の電圧レベルを超えると、エラー信号を出力する。
Here, an example of a specific circuit configuration of the motor control device shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the pulse width detection unit 9 includes a CR integration circuit 4 and a
また、本実施の形態2においては、パルス幅検出部9は、リレー10も備えている。リレー10は電源22とスイッチング部13とを接続する電源ラインの一部を構成している。リレー10を構成するコイルはコンパレータ5と接続されている。このため、エラー信号が出力されると、リレー10は開状態となって、電源ラインを遮断する。なお、エラー信号以外の信号がコンパレータ5から出力されている場合は、リレー10は閉状態となり、電源ラインを介してスイッチング部13に電力が供給される。
In the second embodiment, the pulse width detection unit 9 also includes a
なお、電源ラインを遮断するための手段は、リレー10に限定されるものではない。リレー10の代わりに、トランジスタ等のスイッチング素子を用いることもできる。
Note that the means for interrupting the power supply line is not limited to the
このように、本実施の形態2によれば、DCモータ21に過剰な負荷がかかった場合に、自動的にDCモータ21を停止することができる。よって、実施の形態1のように機器の操作者が適切な処置をしなくても、DCモータ21が受けるダメージを最小限に留めることができる。また、本実施の形態2においても、実施の形態1で述べた効果を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, when an excessive load is applied to the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における異常検知装置及びモータ制御装置について、図9を参照しながら説明する。図9は、本発明の実施の形態3おける異常検知装置及びモータ制御装置を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
Next, an abnormality detection device and a motor control device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing an abnormality detection device and a motor control device according to Embodiment 3 of the present invention.
図9に示すように、本実施の形態3においても、スイッチング方式によってモータの回転数が制御される。但し、本実施の形態3では、制御対象となるモータは交流モータ(ACモータ)23である。また、モータ制御装置20は、図1で示したスイッチング部の代わりに、複数個のスイッチング素子で構成されたインバータ11を備えている。ACモータ23は、インバータ11で生成された制御用パルス信号によって駆動される。
As shown in FIG. 9, also in the third embodiment, the rotational speed of the motor is controlled by the switching method. However, in the third embodiment, the motor to be controlled is an AC motor (AC motor) 23. Further, the motor control device 20 includes an
また、本実施の形態3においては、インバータ11はPWMインバータであり、発進部12は、入力信号を生成し、これをインバータ11に入力している。フィードバック部14は、インバータ11から出力された制御用パルス信号に基づいて、ACモータ23の回転数が一定となるように、インバータ11が生成する制御用パルス信号のデューティ比(パルス幅)を調整している。なお、本実施の形態3においても、デューティ比の調整は、発進部12が生成した入力信号の電圧レベルを変更することによって行なわれている。
In the third embodiment, the
異常検知装置2は、実施の形態1において図1で示したものと同様のものであり、CR積分回路4とコンパレータ5とを備えたパルス幅検出部3を有している。本実施の形態3においては、インバータ11が生成するパルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えると、そのことを示すエラー信号が出力される。
The
このように、本実施の形態3においても、モータ制御装置20が組み込まれた機器の操作者は、ACモータ23に異常が発生すると、機器の稼動を停止するなどの適切な処置を即座に採ることができ、ACモータ23が受けるダメージを最小限に留めることができる。また、本実施の形態3によれば、ACモータに対しても、簡単な構成で異常検知を行うことができる。更に、本実施の形態3においても、実施の形態1で述べた効果を得ることができる。
As described above, also in the third embodiment, when an abnormality occurs in the
以上のように、本発明の異常検知装置及びモータ制御装置によれば、家電製品、自動車、医療機器、測定装置等に搭載されたモータの異常検知を行うことができる。よって、本発明の異常検知装置及びモータ制御装置が搭載された機器においては、機器自体の信頼性及び耐久性の向上が図られる。本発明の異常検知装置及びモータ制御装置は、産業上の利用可能性を有している。 As described above, according to the abnormality detection device and the motor control device of the present invention, it is possible to detect abnormality of a motor mounted on a home appliance, an automobile, a medical device, a measurement device, or the like. Therefore, in the device equipped with the abnormality detection device and the motor control device of the present invention, the reliability and durability of the device itself can be improved. The abnormality detection device and motor control device of the present invention have industrial applicability.
1、20 モータ制御装置
2 異常検知装置
3、6、8、9 パルス幅検出部
4 CR積分回路
5 コンパレータ
7 演算手段
10 リレー
11 インバータ
12 発振部
13 スイッチング部
14 フィードバック部
15 ダイオード
16 コンデンサ
21 DCモータ
22 電源
23 ACモータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20
Claims (11)
前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部を備えていることを特徴とする異常検知装置。 An abnormality detection device for detecting an abnormality of a motor whose rotation speed is controlled by a switching method,
An abnormality detection comprising a pulse width detection unit that acquires a control pulse signal used for controlling the motor and determines whether a pulse width of the control pulse signal exceeds a reference pulse width apparatus.
前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、
前記コンパレータは、前記比較信号の電圧レベルと基準信号の電圧レベルとを比較し、前記比較信号の電圧レベルが前記基準信号の電圧レベルよりも大きい場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力する請求項1に記載の異常検知装置。 The pulse width detection unit has an integration circuit and a comparator,
The integration circuit generates a comparison signal by smoothing the control pulse signal,
The comparator compares the voltage level of the comparison signal with the voltage level of the reference signal, and when the voltage level of the comparison signal is greater than the voltage level of the reference signal, the pulse width of the control pulse signal is previously set. The abnormality detection apparatus according to claim 1, wherein an error signal indicating that the predetermined reference pulse width is exceeded is output.
前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、
前記A/Dコンバータは、前記比較信号をデジタル信号に変換し、
前記演算手段は、前記デジタル信号のカウント数と基準カウント数とを比較し、前記デジタル信号のカウント数が前記基準カウント数よりも多い場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力する請求項1に記載の異常検知装置。 The pulse width detection unit includes an integration circuit, an A / D converter, and an arithmetic means.
The integration circuit generates a comparison signal by smoothing the control pulse signal,
The A / D converter converts the comparison signal into a digital signal;
The arithmetic means compares the count number of the digital signal with a reference count number, and when the count number of the digital signal is larger than the reference count number, the pulse width of the control pulse signal is predetermined. The abnormality detection device according to claim 1, wherein an error signal indicating that the reference pulse width is exceeded is output.
前記モータの制御に用いられる制御用パルス信号をスイッチングによって生成するスイッチング部と、前記制御用パルス信号を取得し、前記制御用パルス信号のパルス幅が基準パルス幅を越えているかどうかを判定するパルス幅検出部とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that controls the rotation speed of a motor by a switching method,
A switching unit that generates a control pulse signal used for controlling the motor by switching, and a pulse that acquires the control pulse signal and determines whether the pulse width of the control pulse signal exceeds a reference pulse width A motor control device comprising: a width detection unit.
前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、
前記コンパレータは、前記比較信号の電圧レベルと基準信号の電圧レベルとを比較し、前記比較信号の電圧レベルが前記基準信号の電圧レベルよりも大きい場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力する請求項6または7に記載のモータ制御装置。 The pulse width detection unit has an integration circuit and a comparator,
The integration circuit generates a comparison signal by smoothing the control pulse signal,
The comparator compares the voltage level of the comparison signal with the voltage level of the reference signal, and when the voltage level of the comparison signal is greater than the voltage level of the reference signal, the pulse width of the control pulse signal is previously set. 8. The motor control device according to claim 6, wherein an error signal indicating that the predetermined reference pulse width is exceeded is output.
前記積分回路は、前記制御用パルス信号を平滑化して比較信号を生成し、
前記A/Dコンバータは、前記比較信号をデジタル信号に変換し、
前記演算手段は、前記デジタル信号のカウント数と基準カウント数とを比較し、前記デジタル信号のカウント数が前記基準カウント数よりも多い場合に、前記制御用パルス信号のパルス幅が予め定められた前記基準パルス幅を越えていることを示すエラー信号を出力する請求項6または7に記載のモータ制御装置。 The pulse width detection unit includes an integration circuit, an A / D converter, and an arithmetic means.
The integration circuit generates a comparison signal by smoothing the control pulse signal,
The A / D converter converts the comparison signal into a digital signal;
The arithmetic means compares the count number of the digital signal with a reference count number, and when the count number of the digital signal is larger than the reference count number, the pulse width of the control pulse signal is predetermined. The motor control device according to claim 6 or 7, wherein an error signal indicating that the reference pulse width is exceeded is output.
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CN109286354A (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-29 | 东元电机股份有限公司 | Motor driving control system and its method |
CN115208305A (en) * | 2022-09-14 | 2022-10-18 | 国家电投集团沧州新能源发电有限公司 | Stable photovoltaic power generation intelligent power supply system |
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