JP2008048572A - モータ駆動制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させる。
【解決手段】モータ駆動制御装置100は、マイクロコンピュータ1とインバータ2との間に介設された駆動停止回路4を備え、駆動停止回路4は、トリップ信号S6が解放状態である場合にONされるトランジスタ41を備えている。トランジスタ41は、コレクタ41CがRUN信号S5の信号線に接続され、ベース41Bがトリップ信号S6の信号線に接続され、エミッタ41Eが接地されている。また、トランジスタ41のベース41Bは、プルアップ抵抗42を介して所定の電圧(例えば、24V)に設定された直流電源VCCに接続されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、モータの駆動を制御するインバータと、前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得するコントローラと、を有するモータ駆動制御装置に関するものである。特に、三相交流モータを、インバータを介してマイクロコンピュータによって制御するモータ駆動制御装置に関するものである。
三相交流モータを、インバータを介してコントローラにより制御するモータ駆動制御装置が知られている。近年、製造コストを削減する目的で、コントローラとしてマイクロコンピュータを用いることも提案されている。
一方、インバータがトリップした場合には、安全性を確保するために、三相交流モータを強制的に停止させる必要があり、インバータからのトリップ信号に基づいて、コントローラから停止信号が出力されるべく構成されている。
しかしながら、コントローラとしてマイクロコンピュータを用いる場合には、マイクロコンピュータが暴走することも想定され、インバータのトリップと同時にマイクロコンピュータが暴走すると、三相交流モータを強制的に停止させることができない虞がある。この問題に対処するために、インバータからのトリップ信号に基づいて、三相交流モータの電源の供給を停止することが考えられるが、電源が200Vであるために、高価な遮断器を用いる必要がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させることの可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1に記載のモータ駆動制御装置は、三相交流モータの駆動を制御するインバータと、前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得し、マイクロコンピュータからなるコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、前記指示信号が、前記モータを正転又は逆転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力されるRUN信号、及び、前記モータを正転場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力される正転指令信号の少なくとも一方を含み、前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、前記トリップ信号に基づいて、前記RUN信号及び正転指令信号の少なくとも一方をOFFさせる駆動停止回路を備え、前記インバータが、前記トリップ信号を、前記インバータが正常状態では接地状態となり、前記インバータが異常状態では解放状態となるB接点により生成し、前記駆動停止回路は、前記トリップ信号が解放状態である場合にONされるトランジスタを有することを特徴としている。
請求項2に記載のモータ駆動制御装置は、モータの駆動を制御するインバータと、前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得するコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、前記指示信号が、前記モータを正転又は逆転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力されるRUN信号を含み、前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、前記トリップ信号に基づいて前記RUN信号をOFFさせる駆動停止回路を備えることを特徴としている。
請求項3に記載のモータ駆動制御装置は、モータの駆動を制御するインバータと、前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得するコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、前記指示信号が、前記モータを正転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力される正転指令信号を含み、前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、前記トリップ信号に基づいて前記正転指令信号をOFFさせる駆動停止回路を備えることを特徴としている。
請求項4に記載のモータ駆動制御装置は、請求項2又は請求項3に記載のモータ駆動制御装置であって、前記インバータが、前記トリップ信号として、前記インバータが正常状態では接地状態となり、前記インバータが異常状態では解放状態となる信号を生成し、前記駆動停止回路が、前記トリップ信号が解放状態である場合にONされるトランジスタを有することを特徴としている。
請求項5に記載のモータ駆動制御装置は、請求項4に記載のモータ駆動制御装置であって、前記インバータが、B接点を用いて前記トリップ信号を生成することを特徴としている。
請求項6に記載のモータ駆動制御装置は、請求項2〜請求項5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置であって、前記コントローラが、マイクロコンピュータからなることを特徴としている。
請求項7に記載のモータ駆動制御装置は、請求項2〜請求項5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置であって、前記コントローラが、プラントコントローラからなることを特徴としている。
請求項8に記載のモータ駆動制御装置は、請求項2〜請求項7のいずれかに記載のモータ駆動制御装置であって、前記モータが、三相交流モータであることを特徴としている。
請求項1に記載のモータ駆動制御装置によれば、インバータが異常状態となった場合に、駆動停止回路によって、インバータからコントローラに対して出力されるトリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
すなわち、コントローラを介さずに駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、コントローラが暴走等している場合であっても、確実にモータを強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、モータの電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成でモータを強制的に停止させることができるものである。
また、インバータが異常状態となった場合に、駆動停止回路によって、インバータからコントローラに対して出力されるトリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
すなわち、コントローラを介さずに駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、コントローラが暴走等している場合であっても、確実にモータを強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、モータの電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成でモータを強制的に停止させることができるものである。
更に、トリップ信号として、インバータが正常状態では接地状態となり、インバータが異常状態では解放状態となる信号が生成され、トランジスタが、トリップ信号が解放状態である場合にONされることによってRUN信号又は正転指令信号がOFFされるため、更に安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
加えて、B接点を用いてトリップ信号が生成されるため、更に確実にモータを強制的に停止させることができる。また、コントローラがマイクロコンピュータからなるため、更に安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。更に、モータが三相交流モータであるため、安価な構成で確実にモータを強制的に停止させる効果が増大する。
請求項2に記載のモータ駆動制御装置によれば、インバータが異常状態となった場合に、駆動停止回路によって、インバータからコントローラに対して出力されるトリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
すなわち、コントローラを介さずに駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、コントローラが暴走等している場合であっても、確実にモータを強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転又は逆転させる場合にコントローラからインバータに対して出力されるRUN信号がOFFされるため、モータの電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成でモータを強制的に停止させることができるものである。
請求項3に記載のモータ駆動制御装置によれば、インバータが異常状態となった場合に、駆動停止回路によって、インバータからコントローラに対して出力されるトリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、インバータからのトリップ信号に基づいて確実に且つ安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
すなわち、コントローラを介さずに駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、コントローラが暴走等している場合であっても、確実にモータを強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路によって、トリップ信号に基づいて、モータを正転させる場合にコントローラからインバータに対して出力される正転指令信号がOFFされるため、モータの電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成でモータを強制的に停止させることができるものである。
請求項4に記載のモータ駆動制御装置によれば、トリップ信号として、インバータが正常状態では接地状態となり、インバータが異常状態では解放状態となる信号が生成され、トランジスタが、トリップ信号が解放状態である場合にONされることによってRUN信号又は正転指令信号がOFFされるため、更に安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
請求項5に記載のモータ駆動制御装置によれば、B接点を用いてトリップ信号が生成されるため、更に確実にモータを強制的に停止させることができる。
請求項6に記載のモータ駆動制御装置によれば、コントローラがマイクロコンピュータからなるため、更に安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。
請求項7に記載のモータ駆動制御装置によれば、コントローラがプラントコントローラからなるため、更に確実にモータを強制的に停止させることができる。
請求項8に記載のモータ駆動制御装置によれば、モータが三相交流モータであるため、安価な構成で確実にモータを強制的に停止させる効果が増大する。
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るモータ駆動制御装置の一例を示す構成図であり、図2は、従来のモータ駆動制御装置の一例を示す構成図である。まず、図2を用いて、従来のモータ駆動制御装置の構成及び動作について説明する。
図2に示す従来のモータ駆動制御装置200は、マイクロコンピュータ1、及び、インバータ2を備えている。インバータ2は、三相交流モータ3(モータに相当する)の駆動を制御するものであって、例えば、三菱電機社製 FR−E520シリーズ等から構成されている。具体的には、インバータ2は、マイクロコンピュータ1から、正転指令信号S1、逆転指令信号S2、速度制御信号S3、インバータリセット信号S4、及び、RUN信号S5等を受け付け、受け付けた信号に従って三相交流モータ3の駆動を制御するものである。また、インバータ2は、マイクロコンピュータ1に対して、トリップ信号S6等を出力するものである。更に、マイクロコンピュータ1(コントローラに相当する)は、インバータ2からトリップ信号S6を受け付けた場合には、正転指令信号S1、逆転指令信号S2及びRUN信号S5を強制的にOFFに設定するものである。
正転指令信号S1は、三相交流モータ3を正転駆動させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される信号である。逆転指令信号S2は、三相交流モータ3を逆転駆動させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される信号である。
速度制御信号S3は、三相交流モータ3の回転速度を設定(又は変更)する場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される信号である。インバータリセット信号S4は、インバータ2をリセットする(=初期状態に戻す)場合に、マイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される信号である。
RUN信号S5は、三相交流モータ3を正転又は逆転駆動させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される信号である。トリップ信号S6は、インバータ2が制御異常を検出した場合にインバータ2からマイクロコンピュータ1対して出力される信号である。
正転指令信号S1、逆転指令信号S2、インバータリセット信号S4、及び、RUN信号S5は、ここでは、ONの場合に24Vに設定され、OFFの場合に0V(=接地状態)に設定される信号である。また、速度制御信号S3は、設定する速度に応じた電圧に設定される(例えば、回転速度が0rpmの場合に0V、回転速度が6000rpmの場合に24Vに設定される)信号である。更に、トリップ信号S6は、インバータ2が正常状態では接地状態(0V)となり、インバータ2が異常状態では解放状態となる信号であって、インバータ2に配設されたB接点により生成される信号である。
このように構成されたモータ駆動制御装置200の動作について説明する。マイクロコンピュータ1及びインバータ2が正常に動作している場合には、マイクロコンピュータ1からの正転指令信号S1、逆転指令信号S2、速度制御信号S3、インバータリセット信号S4、及び、RUN信号S5に従ってインバータ2が三相交流モータ3の駆動を制御する。
例えば、三相交流モータ3を所定の回転速度(例えば、1000rpm)で正転駆動する場合には、マイクロコンピュータ1から、インバータ2に対して、正転指令信号S1及びRUN信号S5がONされ、所定の回転速度(例えば、1000rpm)に対応する速度制御信号S3が出力され、インバータ2は、これらの信号に従って、三相交流モータ3を所定の回転速度(例えば、1000rpm)で正転駆動するべく駆動制御する。
一方、インバータ2が異常状態を検出した場合には、インバータ2からトリップ信号S6がマイクロコンピュータ1に対して出力される。そして、マイクロコンピュータ1は、トリップ信号S6を受け付けて、正転指令信号S1、逆転指令信号S2及びRUN信号S5を強制的にOFFに設定し、インバータ2は、これらの信号に従って、三相交流モータ3を停止させる。
このようにして、三相交流モータ3がトリップした場合には、インバータ2から出力されるトリップ信号S6に基づいて三相交流モータ3が強制的に停止されるのである。しかしながら、モータ駆動制御装置200において、インバータ2からトリップ信号S6が出力された際に、マイクロコンピュータ1が暴走状態(又はビジー状態)等である場合には、正転指令信号S1、逆転指令信号S2及びRUN信号S5を強制的にOFFに設定することができないことになり、三相交流モータ3を強制的に停止させることができない。
次に、図1に示す本発明に係るモータ駆動制御装置100の構成及び動作について説明する。モータ駆動制御装置100は、従来のモータ駆動制御装置200と比較して、マイクロコンピュータ1とインバータ2との間に介設された駆動停止回路4を備える点で相違しており、その他の構成は従来のモータ駆動制御装置200と同一である。以下の説明においては、モータ駆動制御装置200と相違している構成についてのみ説明し、モータ駆動制御装置200と同一の構成については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
駆動停止回路4は、トリップ信号S6が解放状態である場合にONされるトランジスタ41を備えている。トランジスタ41は、コレクタ41CがRUN信号S5の信号線に接続され、ベース41Bがトリップ信号S6の信号線に接続され、エミッタ41Eが接地されている。また、トランジスタ41のベース41Bは、プルアップ抵抗42を介して所定の電圧(例えば、24V)に設定された直流電源VCCに接続されている。
上述のように、トリップ信号S6は、インバータ2が正常状態では接地状態(0V)となり、インバータ2が異常状態では解放状態となる信号である。そこで、インバータ2が正常状態では、トリップ信号S6は接地状態(0V)であるため、ベース41Bとエミッタ41Eとが同電位となり、トランジスタ41はOFFしている。従って、RUN信号S5は駆動停止回路4の影響を受けることはなく、モータ駆動制御装置100は、従来のモータ駆動制御装置200と同様の動作を行う。
一方、インバータ2が異常状態では、トリップ信号S6は解放状態であるため、ベース41Bは、エミッタ41Eに対して高電位(ここでは、24V)となり、トランジスタ41はONする。トランジスタ41がONすると、コレクタ41Cの電位が略0Vとなり、RUN信号S5が強制的にOFFとなる。そこで、インバータ2は、三相交流モータ3を停止させる。
すなわち、マイクロコンピュータ1を介することなく、駆動停止回路4によってRUN信号S5が強制的にOFFされるため、マイクロコンピュータ1が暴走状態(又はビジー状態)等である場合であっても、三相交流モータ3のトリップを解消することができるのである。
このようにして、インバータ2が異常状態となった場合に、駆動停止回路4によって、インバータ2からマイクロコンピュータ1に対して出力されるトリップ信号S6に基づいて、三相交流モータ3を正転又は逆転させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力されるRUN信号S5がOFFされるため、インバータ2からのトリップ信号S6に基づいて確実に且つ安価な構成で三相交流モータ3を強制的に停止させることができる。
すなわち、マイクロコンピュータ1を介さずに駆動停止回路4によって、トリップ信号S6に基づいて、三相交流モータ3を正転又は逆転させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力されるRUN信号S5がOFFされるため、マイクロコンピュータ1が暴走等している場合であっても、確実に三相交流モータ3を強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路4によって、トリップ信号S6に基づいて、三相交流モータ3を正転又は逆転させる場合にマイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力されるRUN信号S5がOFFされるため、三相交流モータ3の電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成で三相交流モータ3を強制的に停止させることができるものである。
更に、トリップ信号S6として、インバータ2が正常状態では接地状態となり、インバータ2が異常状態では解放状態となる信号が生成され、トランジスタ41が、トリップ信号S6が解放状態である場合にONされることによってRUN信号S5がOFFされるため、更に安価な構成で三相交流モータ3を強制的に停止させることができる。
加えて、B接点を用いてトリップ信号S6が生成されるため、更に確実に三相交流モータ3を強制的に停止させることができる。また、コントローラがマイクロコンピュータ1からなるため、更に安価な構成でモータを強制的に停止させることができる。更に、モータが三相交流モータ3であるため、安価な構成で確実にモータを強制的に停止させる効果が増大する。
なお、本発明は、以下の形態にも適用可能である。
(A)本実施形態では、駆動停止回路4がトリップ信号S6に基づいて、RUN信号S5をOFFさせる場合について説明したが、駆動停止回路4がトリップ信号S6に基づいて、正転指令信号S1及び逆転指令信号S2をOFFさせる形態でもよい。この場合には、インバータ2が異常状態となった場合に、駆動停止回路4によって、インバータ2からマイクロコンピュータ1に対して出力されるトリップ信号S6に基づいて、三相交流モータ3を正転及び逆転させる場合に、それそれ、マイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される正転指令信号S1及び逆転指令信号S2がOFFされるため、インバータ2からのトリップ信号S6に基づいて確実に且つ安価な構成で三相交流モータ3を強制的に停止させることができる。
すなわち、マイクロコンピュータ1を介さずに駆動停止回路4によって、トリップ信号S6に基づいて、モータを正転及び逆転させる場合に、それぞれ、マイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される正転指令信号S1及び逆転指令信号S2がOFFされるため、マイクロコンピュータ1が暴走等している場合であっても、確実に三相交流モータ3を強制的に停止させることができるのである。また、駆動停止回路4によって、トリップ信号S6に基づいて、三相交流モータ3を正転及び逆転させる場合に、それぞれ、マイクロコンピュータ1からインバータ2に対して出力される正転指令信号S1及び逆転指令信号S2がOFFされるため、三相交流モータ3の電源の供給を停止する遮断器を配設する必要がないので、安価な構成で三相交流モータ3を強制的に停止させることができるものである。
(B)本実施形態では、三相交流モータ3が正転及び逆転駆動される場合について説明したが、三相交流モータ3が正転のみされる形態でもよい。この場合には、駆動停止回路4がトリップ信号S6に基づいて、正転指令信号S1及びRUN信号S5の少なくとも一方をOFFさせる形態でもよい。
(C)本実施形態では、コントローラがマイクロコンピュータ1である場合について説明したが、コントローラがプラントコントローラである形態でもよい。この場合には、駆動停止回路4をプラントコントローラとインバータ2との間に介設する必要がある。
(D)本実施形態では、モータが三相交流モータ3である場合について説明したが、その他の種類のモータ(例えば、二相交流モータ)である形態でもよい。
は、本発明に係るモータ駆動制御装置の一例を示す構成図である。 は、従来のモータ駆動制御装置の一例を示す構成図である。
符号の説明
100 モータ駆動制御装置
1 マイクロコンピュータ(コントローラ)
2 インバータ
3 三相交流モータ(モータ)
4 駆動停止回路
41 トランジスタ
41B ベース
41C コレクタ
41E エミッタ
42 プルアップ抵抗

Claims (8)

  1. 三相交流モータの駆動を制御するインバータと、
    前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得し、マイクロコンピュータからなるコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、
    前記指示信号が、前記モータを正転又は逆転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力されるRUN信号、及び、前記モータを正転場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力される正転指令信号の少なくとも一方を含み、
    前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、
    前記トリップ信号に基づいて、前記RUN信号及び正転指令信号の少なくとも一方をOFFさせる駆動停止回路を備え、
    前記インバータは、前記トリップ信号を、前記インバータが正常状態では接地状態となり、前記インバータが異常状態では解放状態となるB接点により生成し、
    前記駆動停止回路は、前記トリップ信号が解放状態である場合にONされるトランジスタを有することを特徴とするモータ駆動制御装置。
  2. モータの駆動を制御するインバータと、
    前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得するコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、
    前記指示信号が、前記モータを正転又は逆転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力されるRUN信号を含み、
    前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、
    前記トリップ信号に基づいて前記RUN信号をOFFさせる駆動停止回路を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
  3. モータの駆動を制御するインバータと、
    前記インバータに対して指示信号を出力すると共に、前記インバータから検出信号を取得するコントローラと、を有するモータ駆動制御装置であって、
    前記指示信号が、前記モータを正転させる場合に前記コントローラから前記インバータに対して出力される正転指令信号を含み、
    前記検出信号が、前記インバータが異常状態となった場合に、前記インバータから前記コントローラに対して出力されるトリップ信号を含み、
    前記トリップ信号に基づいて前記正転指令信号をOFFさせる駆動停止回路を備えることを特徴とするモータ駆動制御装置。
  4. 前記インバータは、前記トリップ信号として、前記インバータが正常状態では接地状態となり、前記インバータが異常状態では解放状態となる信号を生成し、
    前記駆動停止回路は、前記トリップ信号が解放状態である場合にONされるトランジスタを有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のモータ駆動制御装置。
  5. 前記インバータは、B接点を用いて前記トリップ信号を生成することを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動制御装置。
  6. 前記コントローラは、マイクロコンピュータからなることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
  7. 前記コントローラは、プラントコントローラからなることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
  8. 前記モータは、三相交流モータであることを特徴とする請求項2〜請求項7のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
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