JP2007174729A - 電動機駆動装置とダイナミックブレーキ回路保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＢ（ＤＢ）回路へ新たに専用検出器を追加することなくＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷などを保護できる電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法を提供する。
【解決手段】 ＤＢ制御部は、電動機の速度信号を生成する速度検出部と、ＤＢ回路の抵抗値を設定する抵抗値設定部と、電動機の誘起電圧定数を設定する誘起電圧定数設定部と、速度信号と前記抵抗値と前記誘起電圧定数に基づいて前記ＤＢ抵抗器の消費電力を算出する消費電力算出部と、ＤＢ動作中、前記消費電力を蓄積し、ＤＢ停止中はＤＢ抵抗器の熱時定数で消費エネルギーを放出する消費エネルギー算出部と、消費エネルギーが第１所定エネルギー値を超えた場合、ＤＢ動作を停止するＤＢ保護部とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＢ（ダイナミックブレーキ）回路を搭載した電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法に関する。

電動機による駆動機構を備えたシステムは、異常発生時、非常停止機能により可動部を停止し、機械の損傷防止や安全の確保が図る。非常停止機能として、電動機をＤＢ抵抗器で短絡しブレーキをかけるダイナミックブレーキ（以下ＤＢという）機能があり、その回路をＤＢ回路と呼んでいる。ＤＢ機能は、電動機の運動エネルギーを所定容量のＤＢ抵抗器から成るＤＢ回路により熱エネルギーに変換し放熱することにより処理している。
電動機駆動装置は、年々小形化されており、ＤＢ回路も小形化され熱的に限界に近い状態にある。このため、ＤＢ動作により発生するエネルギー量を逐次監視し、ＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷より確実に保護する必要がある。

ＤＢ回路の保護に関する従来技術には、例えば特許文献１があり、ＤＢ動作が始まった時点の電動機回転速度に基づいてＤＢトルクを近似し、近似したＤＢトルクとＤＢ動作時間からＤＢ消費エネルギーを求め、これが許容エネルギーを超えたとき保護をおこなう方式について開示している。従来技術について図６を用いて説明する。図６において、１０１はインバータ回路、１０２はベースドライブ回路、１０３は制御回路、１０４は電流検出回路、１０５はリレー駆動トランジスタ、１０６はＤＢ抵抗器、１０７はリレー接点、１０８はリレー励磁コイル、１０９は電動機、１１０はエンコーダである。

インバータ回路１０１は、制御回路１０３からベースドライブ回路１０２を介して供給されるゲート駆動信号によりスイッチング動作し、ＰＬ線とＮＬ線の間の直流電圧を３相交流電力に変換し、ＵＬ線とＶＬ線、ＷＬ線の間に３相交流電圧を出力する。ベースドライブ回路１０２と制御回路１０３は線路ＣＳ１を介して相互に所定の信号の授受が得られるように構成されている。１０５はリレー駆動用のトランジスタで、制御回路１０３から線路ＣＳ３を介して供給される制御信号によりオンオフ制御され、オンされたときリレーのコイル１０８に電流を供給する。１０６はＤＢ抵抗で、Ｙ結線された３個の所定の電力容量を持ったＤＢ抵抗器で構成され、リレーの接点１０７が閉じたとき線路ＵＤＹ、ＶＤＹ、ＷＤＹを介してＵＬ線、ＶＬ線、ＷＬ線の間に接続され、ＤＢ回路として働く。電動機１０９の回転速度と回転位置はサーボ電動機内蔵のエンコーダ１１０により検出され、線路ＣＳ４を介して制御回路３にフィードバックされ、電流検出器１０４によりＵＬ線とＷＬ線の電流が検出され、電流検出値が線路ＣＳ２を介して制御回路１０３にフィードバックされ、インバータ回路１０１の制御に反映される。異常時のＤＢによる停止制御は、制御回路１０３によりインバータ回路１０１のスイッチング動作を停止させ、リレー駆動用トランジスタ１０５を、オンからオフにし、リレーコイル１０８の励磁電流を遮断して接点１０７を閉じる。リレーの接点７が閉じたことにより、電動機１０９の誘起電圧による電流がＤＢ抵抗１０６に流れ、ジュール熱として消費され、ＤＢが働き、緊急停止される。

ベースドライブ回路１０２は異常検出機能を備え、例えばインバータ回路１０１にスイッチング異常が生じたとき、線路ＣＳ１を介して、異常検出信号を制御回路１０３に出力する。制御回路１０３は、この異常検出信号に応じて、通常はオン状態にあるトランジスタ１０５をオフさせ、ＤＢ動作に入り、この後、エンコーダ１１０の信号によりサーボ電動機１０９の回転速度Ｎを調べ、それが予め設定してあるＤＢ動作解除許容回転速度 以下になったとき、ＤＢ動作を終了させる。このとき、ＤＢ抵抗１０６より消費される電力量に応じて発熱することにより、ＤＢ抵抗１０６の許容消費電力を越えると温度上昇が許容範囲を越え、破壊に至ってしまう。このため、ＤＢ抵抗１０６による電力消費を算定し、ＤＢ回路が保護が必要か判定する。ＤＢ動作が発動され、次に禁止され、次に禁止が解除されること繰り返す。

ＤＢ過負荷異常が検出され、ＤＢ動作が禁止されるまでの間に現れるＤＢ動作をＭ回目のＤＢ動作とする。ここでＭ＝２、３、４、……、ｍ−１とする。１回目のＤＢ動作時でのＤＢ回路の消費エネルギーＥ1 を算出する。エンコーダ１１０の信号で電動機回転速度Ｎを検出し、時間ｔの計測を開始する。ＤＢ動作開始時点での電動機回転速度(開始時点回転速度値)Ｎ1 と、このＤＢ動作開始時からサーボ電動機回転速度ＮがＤＢ動作解除許容回転速度ＮＲＳ以下になるまでに要したＤＢ動作時間ｔＯＮ１により、１回目のＤＢ動作時の消費エネルギーＥ１を式（１）のｍ＝１として算出する。
Ｅｍ＝Ｅｍ−１，ｍ＋ＥＳ／（Ｎｍａｘ×ｔｓ）×Ｎｍ×ｔＯＮｍ ［Ｊ］ （１）
ここで、Ｅｍはｍ回目のＤＢ動作時の蓄積消費エネルギー、Ｅｍ−１，ｍはｍ−１回目終了からｍ回目のＤＢ動作開始時の蓄積消費エネルギー（但し、Ｅ０，１＝０）、ＥＳは電動機の最高回転数ＮｍａｘからＤＢ動作解除許容回転速度ＮＲＳまで減速させたときに発生する電動機軸単体のイナーシャエネルギー、ｔｓは電動機軸単体で最高回転速度Ｎｍａ ｘからＤＢ動作解除許容回転速度ＮＲ まで減速するまでに要したＤＢ動作時間、Ｎｍはｍ回目のＤＢ動作開始時の電動機回転速度、ｔＯＮｍはｍ回目のＤＢ動作開始時から電動機回転速度ＮがＤＢ動作解除許容回転速度ＮＲＳ以下になるまでに要した時間（ＤＢ動作時間)、ｔＯＦＦｍは：ｍ−１回目のＤＢ動作終了後からｍ回目のＤＢ動作開始までのＤＢ動作解除時間である。１回目のＤＢ動作時の消費エネルギーＥ1 とＤＢ過負荷異常レベルＥＴＲと比較し、条件（Ｅ１≦ＥＴＲ）が満たされているか否かを調べる。Ｅ１がＤＢ過負荷異常レベルＥＴＲを越えていたとき（＝Ｅ１＞ＥＴＲ）は、ＤＢ過負荷異常が検出されたものとし、ＤＢ過負荷異常検出処理を行ない、ＤＢ動作を禁止してＤＢ動作の繰り返しによるＤＢ回路の発熱を回避する。ＤＢ動作が禁止されるとエネルギーは式（２）に従って減少する。
Ｅｍ，ｍ＋１＝Ｅｍ×ｅ−ｔ／Ｔ ［Ｊ］ （２）
この蓄積消費エネルギーＥｍ，ｍは、ＤＢ動作停止期間ｔＯＦＦ１にＤＢ抵抗６から放散されるエネルギーを考慮したものである。以後、２回目以降のＤＢ動作が開始される毎に、Ｍを順次２、３、４、・・・、ｍ−１にして、ＤＢ過負荷異常が検出されるまで繰り返えすというものである。
特開２００２−３６９５６４号公報

ところが、従来技術は、逐次ＤＢトルクを近似していないため、エネルギー量に誤差が生じ、ＤＢ回路の保護に問題があった。また、電動機が被駆動装置からの力により駆動された場合のＤＢ回路の保護にも問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＤＢ回路へ新たに専用検出器を追加することなくＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷を保護できる電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、電動機の電圧を整流し直流電圧を生成する整流器と前記整流器の直流電圧側の一端に直列に接続されたリレー接点とＤＢ抵抗器と前記リレー励磁コイルを駆動するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するＤＢ（ダイナミックブレーキ）制御部と、電動機を指令どおりに制御し異常時には電動機を停止する電動機制御部とを備え、前記電動機の発電動作により停止動作をおこなうＤＢ回路を搭載した電動機駆動装置において、前記ＤＢ制御部は、 前記電動機の速度信号を生成する速度検出部と、前記ＤＢ回路の抵抗値を設定する抵抗値設定部と、前記電動機の誘起電圧定数を設定する誘起電圧定数設定部と、前記速度信号と前記抵抗値と前記誘起電圧定数に基づいて前記ＤＢ抵抗器の消費電力を算出する消費電力算出部と、ＤＢ動作中、前記消費電力を蓄積し、ＤＢ停止中はＤＢ抵抗器の熱時定数で消費エネルギーを放出する消費エネルギー算出部と、前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を超えた場合、電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷異常を伝送しＤＢ動作を停止させるＤＢ保護部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電動機駆動装置において、前記ＤＢ制御部は、前記ＤＢ回路の抵抗比熱値を与える抵抗比熱値設定部と、前記ＤＢ抵抗器の重量値を与えるＤＢ抵抗器重量設定部と、前記抵抗比熱値と前記抵抗重量値に基づいて熱抵抗と熱容量を算出し、前記消費電力から温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、前記温度上昇値が第１所定温度値を超えた場合、電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送しＤＢ動作を停止させるＤＢ保護部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の電動機駆動装置において、前記ＤＢ制御部は、前記消費エネルギーが第２所定エネルギー値以下になるまで電動機制御装置にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送し、ＤＢ動作を停止させることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の電動機駆動装置において、前記ＤＢ制御部は、前記温度上昇値が第２所定温度値以下になるまで電動機制御装置にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送し、ＤＢ動作を停止させることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の電動機駆動装置において、前記電動機制御部は、前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を越えた回数を累積して記憶し、所定の回数を超えた場合、ＤＢ抵抗器交換の警告を出すことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項２記載の電動機駆動装置において、前記電動機制御部は、前記温度上昇が第１所定温度値を越えた回数を累積して記憶し、所定の回数を超えた場合、ＤＢ抵抗器交換の警告を出すことを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、請求項１記載の電動機駆動装置において、前記電動機制御部は、電源が遮断された場合は、前記消費エネルギーを記憶しておき、再投入時に記憶した遮断時間に基づき新たな消費エネルギーを初期値として設定することを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１記載の電動機駆動装置において、前記電動機制御部は、電源が遮断された場合は、前記温度上昇値を記憶しておき、電源再投入時に記憶した遮断時間に基づき新たな温度上昇値を初期値として設定することを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、電動機の電圧を整流し直流電圧を生成する整流器と前記整流器の直流電圧側の一端に直列に接続されたリレー接点とＤＢ抵抗器と前記リレー励磁コイルを駆動するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するＤＢ制御部と、電動機を指令どおりに制御し異常時には電動機を停止する電動機制御部とを備え、前記電動機の発電動作により停止動作をおこなうＤＢ回路を搭載した電動機駆動装置のＤＢ回路保護方法において、電動機の速度信号を生成するステップと、ＤＢ回路の抵抗値を設定するステップと、電動機の誘起電圧定数を設定するステップと、速度信号と抵抗値と誘起電圧定数に基づいて前記ＤＢ抵抗器の消費電力を算出するステップと、ＤＢ動作中、前記消費電力を蓄積し、ＤＢ停止中はＤＢ抵抗器の熱時定数で消費エネルギーを放出するステップと、前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を超えた場合、前記電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷異常を伝送し、ＤＢ動作を停止させるステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、ＤＢ回路へ新たに専用検出器を追加することなくＤＢ回路における消費エネルギー量と温度上昇値を算出することができ、ＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷などを保護することができる電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法を提供できる。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施例の構成図である。図１において、１はダイオードブリッジ、２はコンデンサ、３はインバータ、４は電流検出器、５は制御部、６はＤＢ回路、７は電動機制御部、８はゲート駆動回路、９はＤＢ制御部、１０は速度検出部、１１は抵抗値設定部、１２は誘起電圧定数設定部、１３は消費電力設定部、１４は消費エネルギー算出部、１５はＤＢ保護部、１６はダイオードブリッジ、１７はリレー、１８はＤＢ抵抗器、１９はトランジスタである。また、２０は電動機、２１はエンコーダである。

ダイオードブリッジ１は３相交流電源を整流して直流電源を生成し、コンデンサ２は直流電源の電圧を平滑する。インバータ３は直流電源から３相電源を生成し電動機に加え駆動する。電流検出器４は電動機電流を検出して電流信号を生成し、電動機制御部７へフィードバックする。電動機制御部７は、エンコーダの位置信号を差分して得た速度信号と、速度指令の差をＰＩＤ制御処理してトルク指令を生成し、トルク指令から電流指令を生成し、電流指令と電流検出器の電流信号との差をとりＰＩＤ制御処理をして電圧指令を生成する。次に電動機制御部７は電圧指令をＰＷＭ信号に変換してゲート信号を生成、ゲート信号はゲート駆動回路８で絶縁増幅されインバータのパワー素子を駆動して、電動機を速度指令どおりの回転速度で駆動する。さらに、電動機制御部７は、電源異常時など緊急停止が必要な場合は、インバータのゲート信号をブロックして停止させ、ＤＢ制御部９にＤＢ動作信号を与えて、ＤＢ回路を動作させる。

ＤＢ回路６はＤＢ制御部９からのリレー駆動信号を受けてスイッチングトランジスタ１９をオフにしリレー１７の励磁コイルの駆動を停止する。リレー１７の励磁コイルが駆動されるとリレーの接点が閉じＤＢ回路が動作し、電動機の誘起電圧はダイオードブリッジ１６で直流電圧に整流されて、ＤＢ抵抗器で短絡される。電動機２０の運動エネルギーはＤＢ抵抗器１８で熱エネルギーに変換され消費される。ＤＢ抵抗器１８は熱エネルギーとして発熱するので、温度が規定値以上に上昇しないように保護しないと寿命が縮まり、損傷することになる。そこで、以下のようにしてＤＢ抵抗器１８における消費エネルギー量と温度上昇値を監視し、監視結果に基づいてＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷を保護する。
電動機駆動装置において、ＤＢ制御部９により実行されるＤＢ回路保護について、図２と図３と図４と図５のフローチャートにより説明する。

図２に示す一定間隔ΔＴ毎に実行する処理では、まず処理ステップ１でＤＢ動作中か否かを判定する。判定結果がＹｅｓ、すなわちＤＢ動作している場合、処理ステップ２でＤＢ消費電力を算出する。まず、ＤＢ抵抗へ流れる電流Ｉを式（３）によりもとめる。

ここで、Φは電動機の誘起電圧定数、ω１は電動機速度、Ｒ１は電動機の抵抗値、Ｒ２はＤＢ抵抗器の抵抗値、ω２は電動機の電気角速度、Ｌは電動機のインダクタンス値である。この推定電流値により、ＤＢ消費電力Ｐは、式（２）により算出する。

一方、判定結果がＮｏ、すなわちＤＢ動作していない場合、処理ステップ３でＤＢ消費電力Ｐは０とする。処理ステップ２、または３で求めたＤＢ消費電力Ｐに基づいて、処理ステップ４でＤＢ消費エネルギーＥを、式（５）により算出する。

ここで、Ｐ０はＤＢ抵抗器により処理可能な電力である。
処理ステップ５で、処理ステップ４で算出したＤＢ消費エネルギーＥがＤＢ抵抗値の許容消費エネルギーから算出される第１所定エネルギー値を超えた場合、処理ステップ６でＤＢ抵抗過負荷異常としてＤＢ抵抗器の保護をおこなう。
図２に示した一連の処理を一定間隔ΔＴ毎に実行することで、ＤＢ消費エネルギーが第１所定エネルギー値よりも数〜数十ジュール小さい値に設定した第２所定エネルギー値を下回るまでＤＢ抵抗過負荷異常を電動機制御部に伝送し続けて、ＤＢ抵抗過負荷異常が解除されないように構成する。
図３に示す一定間隔ΔＴ毎に実行する処理では、まず処理ステップ１でＤＢ動作中か否かを判定する。判定結果がＹｅｓ、すなわちＤＢ動作している場合、処理ステップ２でＤＢ消費電力を算出する。まず、ＤＢ抵抗へ流れる電流Ｉを式（３）により算出する。この推定電流値により、ＤＢ消費電力Ｐは、式（４）により算出する。

次に、処理ステップ２で求めたＤＢ消費電力に基づいて、処理ステップ３でＤＢ抵抗器の温度上昇θを、式（６）により算出する。

ここで、ｃはＤＢ抵抗器の比熱、ｍはＤＢ抵抗器の重量である。一方、処理ステップ１での判定結果がＮｏ、すなわちＤＢ動作していない場合、処理ステップ４でＤＢ消費電力Ｐは０とする。
次に、処理ステップ５で、ＤＢ抵抗器の温度上昇θをθ＝−Θ０とする。Θ０は一定間隔ΔＴ毎のＤＢ抵抗器の温度特性と冷却設備などの環境により定めておくか、あらかじめ測定した熱時定数Ｔｔｈと、周囲温度Θａと、ΔＴごとの周囲温度との差ΔΘ＝θ−Θａを用いてΘ０＝ΔΘ＊（１−ｅｘｐ（−ΔＴ／Ｔｔｈ））を用いる。
次に、処理ステップ６で、処理ステップ３または５で求めたＤＢ抵抗器の温度上昇θに基づいて、処理ステップ６でＤＢ抵抗器の温度上昇値Ｔを、式（７）により算出する。

処理ステップ７で、処理ステップ６で算出したＤＢ抵抗器の温度上昇値ΘがＤＢ抵抗値の抵抗過負荷異常検出値である第１所定温度値を超えた場合、処理ステップ８でＤＢ抵抗過負荷異常としてＤＢ抵抗器の保護をおこなう。
図３に示した一連の処理を一定間隔ΔＴ毎に実行することで、ＤＢ抵抗器の温度上昇値が第１所定温度よりも数度低く設定される第２所定温度値を下回るまでＤＢ抵抗過負荷異常を電動機制御装置に伝送し続け、ＤＢ抵抗過負荷異常が解除されないように構成する。

図４に示す一定間隔ΔＴ毎に実行する処理では、まず処理ステップ１でＤＢ動作中か否かを判定する。判定結果がＹｅｓ、すなわちＤＢ動作している場合、処理ステップ２で以下処理によりＤＢ消費電力を算出する。まず、ＤＢ抵抗器へ流れる電流Ｉを式（２）により推定する。推定電流値により、ＤＢ消費電力Ｐは、式（４）により算出できる。
次に、処理ステップ２で求めたＤＢ消費電力に基づいて、処理ステップ３でＤＢ抵抗器の温度上昇θを、式（６）により算出する。
一方、処理ステップ１での判定結果がＮｏ、すなわちＤＢ動作していない場合、処理ステップ４でＤＢ消費電力Ｐは０とする。
次に、処理ステップ５でＤＢ抵抗器の温度上昇θをθ＝−Θ０とする。Θ０は一定間隔ΔＴ毎のＤＢ抵抗器の温度特性と冷却条件などにより定める。
処理ステップ６では、後述するＤＢ抵抗器の温度上昇基準値を超えたことを記憶済か否かを示す情報ｆをクリアする。
処理ステップ３、または５で求めたＤＢ抵抗器の温度上昇θに基づいて、処理ステップ７でＤＢ抵抗器の温度上昇値Ｔを、式（７）により算出する。
処理ステップ８では、処理ステップ７で算出した温度上昇値Θが第１所定温度値を超えて、かつ、ＤＢ動作が解除されることなく、ＤＢ抵抗器の温度上昇基準値を超えたことが記憶されていないか否かを判定する。
判定結果がＹｅｓ、すなわち温度上昇値Θが抵抗温度上昇基準値を超えて、かつ、ＤＢ動作が解除されることなく、第１所定温度値を超えたことが記憶されていない場合、処理ステップ９で温度上昇基準値超過回数ｎをインクリメント（＋１）し、記憶するとともに、記憶したことを示す情報ｆをセットする。情報ｆをセットすることで、ＤＢ動作が解除されない限り、温度上昇基準値超過回数ｎがインクリメントされないように構成する。
処理ステップ１０で、温度上昇基準値超過回数ｎが劣化を起す所定回数を超えた場合、処理ステップ１１でＤＢ抵抗交換の警告を外部に出力してＤＢ抵抗器の交換を促す。

図４に示した一連の処理では、ＤＢ抵抗器の温度上昇値が温度上昇基準値の第１所定温度値を許容回数を超え、抵抗が劣化している。そのため、ＤＢ抵抗器が交換されるまで、ＤＢ抵抗過負荷異常が解除されないように構成する。
図５に示す処理は、電動機駆動装置へ電源が供給されたときのみ実行される処理であり、まず処理ステップ１でＤＢ過負荷異常が発生したか否かを判定する。判定結果がＹｅｓ、すなわちＤＢ過負荷異常が発生していた場合、処理ステップ２でＤＢ消費エネルギーＥに一定のエネルギー値Ｅ１を設定し、ＤＢ抵抗温度上昇Θにも一定の温度上昇値Θ１を設定する。さらに、処理ステップ３でＤＢ過負荷異常が発生していたことを示す記憶情報をクリアする。
判定結果がＮｏ、すなわちＤＢ過負荷異常が発生していなかった場合、処理ステップ４でＤＢ消費エネルギーＥと、ＤＢ抵抗温度上昇Θは０にする。
図５に示した一連の処理により、ＤＢ過負荷異常直後のＤＢ動作においては、ＤＢ抵抗器が放熱できていない場合もあるため、一定値を初期設定することで、保護機能が働きやすくする。

本発明の電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法は、ＤＢ回路へ新たに専用検出器を追加することなくＤＢ回路のＤＢ抵抗過負荷による低寿命化と損傷を保護できる電動機駆動装置とＤＢ回路保護方法を提供できるので、一般産業機械駆動用途をはじめとして幅広い分野への適用が期待できる。

本発明の一実施例の構成図である。 本発明の一実施形態における動作フローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態における動作フローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態における動作フローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態における動作フローチャートを示す図である。 従来例の構成図

符号の説明

１ ダイオードブリッジ
２ コンデンサ
３ インバータ
４ 電流検出器
５ 制御部
６ ＤＢ回路
７ 電動機制御部
８ ゲート駆動回路
９ ＤＢ制御部
１０ 速度検出部
１１ 抵抗値設定部
１２ 誘起電圧定数設定部
１３ 消費電力設定部
１４ 消費エネルギー算出部
１５ ＤＢ保護部
１６ ダイオードブリッジ
１７ リレー
１８ ＤＢ抵抗器
１９ トランジスタ
２０ 電動機
２１ エンコーダ

Claims (9)

1. 電動機の電圧を整流し直流電圧を生成する整流器と前記整流器の直流電圧側の一端に直列に接続されたリレー接点とＤＢ抵抗器と前記リレー励磁コイルを駆動するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するＤＢ（ダイナミックブレーキ）制御部と、電動機を指令どおりに制御し異常時には電動機を停止する電動機制御部とを備え、前記電動機の発電動作により停止動作をおこなうＤＢ回路を搭載した電動機駆動装置において、
   前記ＤＢ制御部は、
   前記電動機の速度信号を生成する速度検出部と、
   前記ＤＢ回路の抵抗値を設定する抵抗値設定部と、
   前記電動機の誘起電圧定数を設定する誘起電圧定数設定部と、
   前記速度信号と前記抵抗値と前記誘起電圧定数に基づいて前記ＤＢ抵抗器の消費電力を算出する消費電力算出部と、
   ＤＢ動作中、前記消費電力を蓄積し、ＤＢ停止中はＤＢ抵抗器の熱時定数で消費エネルギーを放出する消費エネルギー算出部と、
   前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を超えた場合、電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷異常を伝送しＤＢ動作を停止させるＤＢ保護部と、
   を備えることを特徴とする電動機駆動装置。
2. 前記ＤＢ制御部は、
   前記ＤＢ回路の抵抗比熱値を与える抵抗比熱値設定部と、
   前記ＤＢ抵抗器の重量値を与えるＤＢ抵抗器重量設定部と、
   前記抵抗比熱値と前記抵抗重量値に基づいて熱抵抗と熱容量を算出し、前記消費電力から温度上昇値を算出する温度上昇値算出部と、
   前記温度上昇値が第１所定温度値を超えた場合、電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送しＤＢ動作を停止させるＤＢ保護部と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
3. 前記ＤＢ制御部は、前記消費エネルギーが第２所定エネルギー値以下になるまで電動機制御装置にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送し、ＤＢ動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
4. 前記ＤＢ制御部は、前記温度上昇値が第２所定温度値以下になるまで電動機制御装置にＤＢ抵抗過負荷情報を伝送し、ＤＢ動作を停止させることを特徴とする請求項２記載の電動機駆動装置。
5. 前記電動機制御部は、前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を越えた回数を累積して記憶し、所定の回数を超えた場合、ＤＢ抵抗器交換の警告を出すことを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
6. 前記電動機制御部は、前記温度上昇が第１所定温度値を越えた回数を累積して記憶し、所定の回数を超えた場合、ＤＢ抵抗器交換の警告を出すことを特徴とする請求項２記載の電動機駆動装置。
7. 前記電動機制御部は、電源が遮断された場合は、前記消費エネルギーを記憶しておき、再投入時に記憶した遮断時間に基づき新たな消費エネルギーを初期値として設定することを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
8. 前記電動機制御部は、電源が遮断された場合は、前記温度上昇値を記憶しておき、電源再投入時に記憶した遮断時間に基づき新たな温度上昇値を初期値として設定することを特徴とする請求項１記載の電動機駆動装置。
9. 電動機の電圧を整流し直流電圧を生成する整流器と前記整流器の直流電圧側の一端に直列に接続されたリレー接点とＤＢ抵抗器と前記リレー励磁コイルを駆動するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するＤＢ制御部と、電動機を指令どおりに制御し異常時には電動機を停止する電動機制御部とを備え、前記電動機の発電動作により停止動作をおこなうＤＢ回路を搭載した電動機駆動装置のＤＢ保護方法において、
   電動機の速度信号を生成するステップと
   ＤＢ回路の抵抗値を設定するステップと、
   電動機の誘起電圧定数を設定するステップと、
   速度信号と抵抗値と誘起電圧定数に基づいて前記ＤＢ抵抗器の消費電力を算出するステップと、
   ＤＢ動作中、前記消費電力を蓄積し、ＤＢ停止中はＤＢ抵抗器の熱時定数で消費エネルギーを放出するステップと、
   前記消費エネルギーが第１所定エネルギー値を超えた場合、前記電動機制御部にＤＢ抵抗過負荷異常を伝送し、ＤＢ動作を停止させるステップと、
   を備えることを特徴とする電動機駆動装置のＤＢ回路保護方法。