JP2007318955A - 電気モータの駆動方法及び駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気モータの駆動開始の際に、電気モータの接続ケーブルの接続不良の有無を検出し、被駆動体の作動を安全に維持できる電気モータの駆動方法及び駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 電気モータを停止から駆動に切り換える際に、Ｓ１０１及びＳ１０４において、ブレーキを作動させたままで、励磁コイル３Ｕと３Ｖ間、３Ｖと３Ｗ間に所定の電圧を印加し、次いで、Ｓ１０２及びＳ１０５において、励磁コイル３Ｕと３Ｖ間、３Ｖと３Ｗ間の電流値を検出し、次いで、Ｓ１０３及びＳ１０６において、検出された電流値を予め定められた所定値と比較して結線不良の有無を検出し、結線不良がある場合にはＳ１０９において電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、Ｓ１０９においてブレーキの作動を解除し、Ｓ１０８において前記電気モータを駆動させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、励磁コイルに通電を行って回転軸を回転させる、電気モータの駆動方法及び駆動制御装置に関する。

従来、回転軸と、回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータと、ロータの周囲に沿って間隙を介して配設された複数の励磁コイルと、複数の励磁コイルに交互に電圧を印加して回転軸を回転させる駆動回路と、回転軸の回転を制動するブレーキと、を備えた電気モータが知られている。

そして、前述の電気モータにおいて、駆動回路の異常、駆動回路と励磁コイルとの間の断線や誤配線等による誤作動を防止するために、励磁コイルに流れる電流を電流検出センサによって検出し、この検出した電流を予め定められた閾値と比較して異常の有無を判定し、その判定結果に応じて回転を制御する電気モータの駆動方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９-１７２７９２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電気モータの駆動方法によれば、異常の有無の判定が駆動開始後に行われるので、電気モータに回転駆動のための駆動信号を入力してブレ−キを開放すると、断線等の異常を検出して電気モータを停止させる前に、被駆動体の負荷を受けて回転軸が回転し、誤作動が生じる虞があった。

つまり、電気モータにおいて、駆動回路と励磁コイルとの間の断線や誤配線等が有れば、電気モータの駆動開始の際に、駆動回路を介して回転軸の回転を制御することができず、ブレーキの開放に伴って回転軸の制動が解除され、被駆動体の負荷が回転軸に加えられて回転軸が回転し、異常事態が発生する虞があった。

例えば、入り口を開閉するシートシャッタを上下にスライドさせるための駆動源として電気モータが用いられている場合、電気モータに駆動信号を入力してブレ−キを開放すると、電気モータの回転軸がシートシャッタの自重による回転方向の負荷を受けて回転し、シートシャッタが落下してしまう虞がある。

そこで、本発明は、電気モータの駆動開始の際に、電気モータの接続ケーブルの接続不良の有無を検出し、被駆動体の作動を安全に維持できる電気モータの駆動方法及び駆動制御装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、回転軸と、前記回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータと、前記ロータの周囲に沿って間隙を介して配設された複数の励磁コイルと、前記複数の励磁コイルに交互に電圧を印加して前記回転軸を回転させる駆動回路と、前記駆動モータの回転軸に接続され、該回転軸の回転を制動するブレーキと、を備えた電気モータの駆動方法であって、当該電気モータを停止から駆動に切り換える際に、前記ブレーキを作動させたままで隣接する前記励磁コイル間に所定の電圧を印加する第一ステップと、前記第一ステップにおける電圧印加に基づいて、前記励磁コイル間の電流値を検出する第二ステップと、前記第二ステップにおいて検出された電流値を予め定められた所定値と比較し、前記駆動回路と前記励磁コイルとの間の結線不良を検出する第三ステップと、前記第三ステップの検出結果に基づいて、結線不良がある場合には前記電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、前記ブレーキの作動を解除し、前記励磁コイルに駆動電圧を印加して前記電気モータを駆動させる第四ステップと、を用いることを特徴とする。

請求項１に記載の電気モータの駆動方法によれば、電気モータを停止から駆動に切り換える際に、ブレーキを作動させたままで隣接する励磁コイル間に所定の電圧を印加する第一ステップと、第一ステップにおける電圧印加に基づいて、励磁コイル間の電流値を検出する第二ステップと、第二ステップにおいて検出された電流値を予め定められた所定値と比較し、駆動回路と励磁コイルとの間の結線不良を検出する第三ステップと、第三ステップの検出結果に基づいて、結線不良がある場合には電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、ブレーキの作動を解除し、励磁コイルに駆動電圧を印加して電気モータを駆動させる第四ステップと、を用いているので、駆動回路と励磁コイルとの間に断線や誤配線等が有る際に、駆動モータの駆動を開始することなく、被駆動体の作動を安全に維持できる。

また、請求項１に記載の電気モータの駆動方法は、請求項２に記載の発明のように、前記第一ステップにおいて、前記所定の電圧が、前記ブレーキの作動状態において、前記回転軸が回動しない範囲に設定されていることにより、所定の電圧の印加によって電気モータの回転軸が不要に回転することが無いように制御できる。

また、請求項１又は請求項２に記載の電気モータの駆動方法は、請求項３の記載の発明のように、前記第三ステップにおける前記所定値として上限値と下限値が設定されており、前記検出された電流値が前記上限値よりも大きい場合には、短絡による結線不良として判定し、一方、前記に検出された電流値が前記下限値よりも小さい場合には、断線による結線不良として判定し、前記判定の結果を報知することにより、オペレータが、結線不良を容易に認知できて速やかに対処できる。

次に、請求項４に記載の発明は、回転軸と、前記回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータと、前記ロータの周囲に沿って間隙を介して配設された複数の励磁コイルと、前記複数の励磁コイルに交互に電圧を印加して前記回転軸を回転させる駆動回路と、前記駆動モータの回転軸に接続され、該回転軸の回転を制動するブレーキと、を備えた電気モータの駆動制御装置であって、当該電気モータを停止から駆動に切り換える際に、前記ブレーキを作動させたままで隣接する前記励磁コイル間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段による電圧印加に基づいて、前記励磁コイル間の電流値を検出して予め定められた所定値と比較し、その比較結果に基づいて、前記駆動回路と前記励磁コイルとの間の結線不良を検出する結線不良検出手段と、前記結線不良検出手段による検出結果に基づいて、結線不良の場合には前記電気モータの駆動を中止し、結線不良でない場合には、前記ブレーキの作動を解除し、前記励磁コイルに駆動電圧を印加して前記電気モータを駆動させる安全駆動手段と、を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の電気モータの駆動制御装置によれば、電気モータを停止から駆動に切り換える際に、ブレーキを作動させたままで隣接する励磁コイル間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段による電圧印加に基づいて、励磁コイル間の電流値を検出して予め定められた所定値と比較し、その比較結果に基づいて、駆動回路と励磁コイルとの間の結線不良を検出する結線不良検出手段と、結線不良検出手段による検出結果に基づいて、結線不良の場合には電気モータの駆動を中止し、結線不良でない場合には、ブレーキの作動を解除し、励磁コイルに駆動電圧を印加して電気モータを駆動させる安全駆動手段と、を備えているので、駆動回路と励磁コイルとの間に断線や誤配線等が有る際に、駆動モータの駆動を開始することなく、被駆動体の作動を安全に維持できる。

本発明の電気モータの駆動方法は、電気モータを停止から駆動に切り換える際に、ブレーキを作動させたままで隣接する励磁コイル間に所定の電圧を印加する第一ステップと、第一ステップにおける電圧印加に基づいて、励磁コイル間の電流値を検出する第二ステップと、第二ステップにおいて検出された電流値を予め定められた所定値と比較し、駆動回路と励磁コイルとの間の結線不良を検出する第三ステップと、第三ステップの検出結果に基づいて、結線不良がある場合には電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、ブレーキの作動を解除し、励磁コイルに駆動電圧を印加して電気モータを駆動させる第四ステップと、を用いているので、駆動回路と励磁コイルとの間に断線や誤配線等が有る際に、駆動モータの駆動を開始することなく、被駆動体の作動を安全に維持できる。

また、本発明の電気モータの駆動方法は、第一ステップにおいて、駆動前に電気モータに加えられる所定の電圧が、ブレーキの作動状態において、回転軸が回動することない範囲に設定されているので、この所定の電圧の印加によって回転軸が不要に回転することが無いように維持できる。

また、本発明の電気モータの駆動方法は、第三ステップにおける所定値として上限値と下限値が設定されており、検出された電流値が上限値よりも大きい場合には、短絡による結線不良として判定し、一方、検出された電流値が下限値よりも小さい場合には、断線による結線不良として判定し、判定の結果を報知することにより、オペレータが、結線不良を容易に認知できて速やかに対処できる。

また、本発明の電気モータの駆動制御装置は、電気モータを停止から駆動に切り換える際に、ブレーキを作動させたままで隣接する励磁コイル間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段による電圧印加に基づいて、励磁コイル間の電流値を検出して予め定められた所定値と比較し、その比較結果に基づいて、駆動回路と励磁コイルとの間の結線不良を検出する結線不良検出手段と、結線不良検出手段による検出結果に基づいて、結線不良の場合には電気モータの駆動を中止し、結線不良でない場合には、ブレーキの作動を解除し、励磁コイルに駆動電圧を印加して電気モータを駆動させる安全駆動手段と、を備えているので、駆動回路と励磁コイルとの間に断線や誤配線等が有る際に、駆動モータの駆動を開始することなく、被駆動体の作動を安全に維持できる。

次に、本発明の電気モータの駆動方法の一実施例を図面にもとづいて説明する。図１は、本実施例の電気モータの駆動制御装置の構成を表すブロック図、図２は、同実施例の電気モータの駆動方法を表すフローチャートである。

図１に表したように、本実施例の電気モータの駆動制御装置１は、電気モータ３がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相の励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗを有する三相交流モータであって、直流電源１４に接続され、電気モータ３の駆動を制御するモータ制御部４、電気モータ３の回転軸に当接及び離間し回転軸の回転を制動するブレーキ９、ブレーキ９の作動を制御するブレーキ制御部１０、モータ制御部４と電気モータ３との間に配設され、Ｖ相、Ｗ相の励磁コイル３Ｖ、３Ｗを流れる電流値に応じた電気信号を出力する電流検出センサ１５ａ、１５ｂ、電流検出センサ１５ａ及び電流検出センサ１５ｂから入力された電気信号を電流値に変換する電流検出部１１、電流検出部１１を介して検出された電流値を予め定められた所定値と比較して、その結果をモータ制御部４及び結線不良報知部１３に出力する結線不良検出部１２、結線不良検出部１２で検出された検出結果を液晶表示して報知する結線不良報知部１３、オペレータが指令信号を入力する操作パネル１６等を備えている。また、電気モータ３は、回転軸と、回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータとを備え、ロータの周囲に沿って、間隙を介して複数の励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗが配設され、複数の励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗに交互に電圧を印加して回転軸を回転させるように構成されている。

モータ制御部４は、三相インバータ４ａと駆動回路４ｂとによって構成され、オペレータの指令信号及び電気モータ３の回動に応じて、駆動回路４ｂを介して三相インバータ４ａを制御する。また、三相インバータ４ａは、複数のスイッチング素子が備えられ、三相の直流電圧を、１２０°毎の位相差を有する三相の交流電圧に変換して励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗに印加する。

また、励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗは、コネクタ６、７を介してモータ制御部４に結線されている。

次に、同実施例の駆動制御装置１を用いた電気モータ３の駆動方法を、図２のフローチャートに基づいて記述する。駆動制御装置１には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＣＰＵがＲＯＭ及びＲＡＭと協働し、以下の処理手順を実行する。

まず、この手順は、オペレータが操作パネル１６を介して起動スイッチ１６ａを操作し、起動信号が駆動制御装置１に入力された際にスタートする。また、スタートと同時にＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶されている以前のデータ（電流検出センサ１５ａ、１５ｂを介して検出された電流値）が初期化される。

次いで、Ｓ１０１（Ｓはステップを表す。）において、モータ制御部４を介して励磁コイル３Ｕと励磁コイル３Ｖ間に所定の電圧を印加する。この際の電圧は、予め、ブレーキ９の作動状態において、電気モータ３の回転軸が回動しない範囲に設定されている。

次いで、Ｓ１０２において、電流検出センサ１５ａ及び電流検出部１１を介して、励磁コイル３Ｕ、３Ｖ間に流れる電流値を検出し、その後、Ｓ１０３に移る。

次いで、Ｓ１０３において、検出された電流値が予め定められた所定の範囲で有るか否かを判定し、所定の範囲でない（Ｎｏ）場合にはＳ１０９に移り、所定の範囲である（Ｙｅｓ）場合にはＳ１０４に移る。

次いで、Ｓ１０４において、モータ制御部４を介して励磁コイル３Ｖと励磁コイル３Ｗ間に所定の電圧を印加する。この際の電圧は、予め、ブレーキ９の作動状態において、電気モータ３の回転軸が回動しない範囲に設定されている。

次いで、Ｓ１０５において、電流検出センサ１５ｂ及び電流検出部１１を介して、励磁コイル３Ｖ、３Ｗ間に流れる電流値を検出し、その後、Ｓ１０６に移る。

次いで、Ｓ１０６において、検出された電流値が予め定められた所定の範囲で有るか否かを判定し、所定の範囲ではない（Ｎｏ）場合にはＳ１０９に移り、所定の範囲にある（Ｙｅｓ）場合にはＳ１０７に移る。

次いで、Ｓ１０７において、ブレーキ制御部１０を介して、電気モータ３の回転軸に対するブレーキ９の作動を解除し、Ｓ１０８に移り、Ｓ１０８において、モータ制御部４を介して、駆動指令信号を電気モータ３に入力し、電気モータ３の駆動（指令信号にもとづく回転軸の開始）を開始する。

一方、Ｓ１０３及びＳ１０６においての判定が、「検出された電流が所定の範囲でない」Ｎｏの場合には、Ｓ１０９に移り、モータ制御部４から電気モータ３への駆動信号の入力を中止し、その後Ｓ１１０に移る。

次いで、Ｓ１１０において、検出された電流値が所定の範囲における上限値を超えているか否かを判定し、超えていない（Ｎｏ…即ち、検出された電流が所定の範囲における下限値よりも小さい）場合にはＳ１１１に移り、結線不良報知部１３を介して、断線による異常を報知する。一方、Ｓ１１０において、検出された電流値が所定の範囲における上限値を超えている（Ｙｅｓ）場合には、Ｓ１１２に移り、結線不良報知部１３を介して、短絡による異常を報知する。

尚、本発明における第一ステップが、Ｓ１０１及びＳ１０４によってその機能が発現され、本発明における第二ステップが、Ｓ１０２及びＳ１０５によってその機能が発現され、本発明における第三ステップが、Ｓ１０３及びＳ１０６によってその機能が発現され、本発明における第四ステップが、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９等によってその機能が発現される。

また、本発明における電圧印加手段が、Ｓ１０１及びＳ１０４によってその機能が発現され、本発明における結線不良検出手段が、Ｓ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０３、Ｓ１０６等によってその機能が発現され、本発明における安全駆動手段が、Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９等によってその機能が発現される。

以下に、前記実施例の電気モータの駆動方法及び駆動制御装置１の作用効果を記載する。

本実施例の電気モータの駆動方法は、電気モータ３を停止から駆動に切り換える際に、Ｓ１０１及びＳ１０４において、ブレーキを作動させたままで、複数の励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗ間に所定の電圧を印加し、次いで、Ｓ１０２及びＳ１０５において、励磁コイル３Ｕと３Ｖ間、３Ｖと３Ｗ間の電流値を検出し、次いで、Ｓ１０３及びＳ１０６において、検出された電流値を予め定められた所定値と比較し、その比較結果に基づいて、結線不良の場合にはＳ１０９において電気モータの駆動を中止し、結線不良でない場合には、Ｓ１０９においてブレーキの作動を解除し、Ｓ１０８において励磁コイルに回転軸を回転させる駆動電圧を印加して前記電気モータを駆動させるので、駆動回路４ｂと励磁コイル３Ｕ、３Ｖ、３Ｗとの間に断線や誤配線等が有る際に、駆動モータ４の駆動を開始することなく、被駆動体の作動を安全に維持できる。

また、本実施例の電気モータの駆動方法は、Ｓ１０１及びＳ１０４において、電気モータに加えられる所定の電圧が、ブレーキの作動状態において、電気モータの回転軸が回動することない範囲に設定されているので、この所定の電圧の印加によって回転軸が不要に回転することが無いように維持できる。

また、本実施例の電気モータの駆動方法は、第二ステップにおける所定値として上限値と下限値が設定されており、Ｓ１１０において、検出された電流値が上限値よりも大きい場合には、短絡による結線不良として判定し、一方、検出された電流値が下限値よりも小さい場合には、断線による結線不良として判定し、判定の結果をＳ１１１及びＳ１１２において報知することにより、オペレータが、結線不良を容易に認知できて速やかに対処できる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、種各の態様を取ることができる。

本実施例の電気モータの駆動制御装置の構成を表すブロック図である。 同実施例の電気モータの駆動方法を表すフローチャートである。

符号の説明

１…電気モータの駆動制御装置、３…電気モータ、３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ…励磁コイル、４…モータ制御部、４ａ…三相インバータ、４ｂ…駆動回路、６，７…コネクタ、９…ブレーキ、１０…ブレーキ制御部、１１…電流検出部、１２…結線不良検出部、１３…結線不良報知部、１４…直流電源、１５ａ，１５ｂ…電流検出センサ、１６…操作パネル、１６ａ…起動スイッチ。

Claims (4)

1. 回転軸と、
   前記回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータと、
   前記ロータの周囲に沿って間隙を介して配設された複数の励磁コイルと、
   前記複数の励磁コイルに交互に電圧を印加して前記回転軸を回転させる駆動回路と、
   前記駆動モータの回転軸に接続され、該回転軸の回転を制動するブレーキと、
   を備えた電気モータの駆動方法であって、
   当該電気モータを停止から駆動に切り換える際に、
   前記ブレーキを作動させたままで隣接する前記励磁コイル間に所定の電圧を印加する第一ステップと、
   前記第一ステップにおける電圧印加に基づいて、前記励磁コイル間の電流値を検出する第二ステップと、
   前記第二ステップにおいて検出された電流値を予め定められた所定値と比較し、前記駆動回路と前記励磁コイルとの間の結線不良を検出する第三ステップと、
   前記第三ステップの検出結果に基づいて、結線不良がある場合には前記電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、前記ブレーキの作動を解除し、前記励磁コイルに駆動電圧を印加して前記電気モータを駆動させる第四ステップと、
   を用いることを特徴とする電気モータの駆動方法。
2. 前記第一ステップにおいて、前記所定の電圧が、前記ブレーキの作動状態において、前記回転軸が回動しない範囲に設定されている、
   請求項１に記載の電気モータの駆動方法。
3. 前記第三ステップにおける前記所定値として上限値と下限値が設定されており、
   前記検出された電流値が前記上限値よりも大きい場合には、短絡による結線不良として判定し、
   一方、前記に検出された電流値が前記下限値よりも小さい場合には、断線による結線不良として判定し、
   前記判定の結果を報知する、
   請求項１又は請求項２に記載の電気モータの駆動方法。
4. 回転軸と、
   前記回転軸の同軸状に接続され、その周面に複数の磁極が並設されたロータと、
   前記ロータの周囲に沿って間隙を介して配設された複数の励磁コイルと、
   前記複数の励磁コイルに交互に電圧を印加して前記回転軸を回転させる駆動回路と、
   前記駆動モータの回転軸に接続され、該回転軸の回転を制動するブレーキと、
   を備えた電気モータの駆動制御装置であって、
   当該電気モータを停止から駆動に切り換える際に、
   前記ブレーキを作動させたままで隣接する前記励磁コイル間に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段による電圧印加に基づいて、前記励磁コイル間の電流値を検出して予め定められた所定値と比較し、その比較結果に基づいて、前記駆動回路と前記励磁コイルとの間の結線不良を検出する結線不良検出手段と、
   前記結線不良検出手段による検出結果に基づいて、結線不良がある場合には前記電気モータの駆動を中止し、結線不良がない場合には、前記ブレーキの作動を解除し、前記励磁コイルに駆動電圧を印加して前記電気モータを駆動させる安全駆動手段と、
   を備えることを特徴とする電気モータの駆動制御装置。

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