JP2019080392A - モータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(モータ駆動装置11の構成)
図1は、本実施形態のモータ駆動装置11の構成を例示する単相回路構成図である。モータ2は、例えば3相を有する同期式のモータである。図1では、簡単のために、3相(U相、V相、W相)のうちの2相間(U−V)についての回路を例示している。モータ駆動装置11は、モータ2を駆動する。モータ駆動装置11は、モータ駆動回路3と、ダイナミックブレーキ回路4と、ブレーキ制御回路5(制御回路)とを備える。
モータ駆動回路3がモータ2を駆動しているとき、半導体スイッチSW1および機械式スイッチSW2はオフ状態にあり、かつ、モータ駆動回路3からモータ2に駆動のための交流電流が供給される。
図8は、本実施形態のモータ駆動装置11の一構成を例示する三相の回路構成図である。U相とV相との間に、リレー6と、インピーダンス回路Z1aと、インピーダンス回路Z1bとがこの順序で接続されている。別のリレー6と、インピーダンス回路Z1cとが、W相とノードN(インピーダンス回路Z1aとインピーダンス回路Z1bとの間のノード)との間に接続されている。インピーダンス回路Z1a、Z1b、Z1cのそれぞれのインピーダンスは、第1インピーダンス回路Z1のインピーダンスの半分である。リレー6と、インピーダンス回路Z1a、Z1bとが、ダイナミックブレーキ回路4に対応する。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図2は、本実施形態のモータ駆動装置12の構成を例示する単相回路構成図である。モータ駆動装置12は、モータ2を駆動する。モータ駆動装置12は、モータ駆動回路3と、ダイナミックブレーキ回路9と、ブレーキ制御回路5(制御回路)と、速度測定回路8とを備える。
モータ駆動回路3がモータ2を駆動しているとき、半導体スイッチSW1および機械式スイッチSW2はオフ状態にあり、かつ、モータ駆動回路3からモータ2に駆動のための交流電流が供給される。
図4は、実施形態1のモータ2およびモータ駆動装置11における力率およびモータ電流Idbの変化の概略を例示するグラフである。図4の(a)は、実施形態1のモータ2およびモータ駆動装置11における力率の変化を例示するグラフである。図4の(b)は、実施形態1のモータ2およびモータ駆動装置11におけるモータ電流Idbの変化を例示するグラフである。
図5は、実施形態2のモータ2およびモータ駆動装置12における力率およびモータ電流Idbの変化の概略を例示するグラフである。図5の(a)は、実施形態2のモータ2およびモータ駆動装置12における力率の変化を例示するグラフである。図5の(b)は、実施形態2のモータ2およびモータ駆動装置12におけるモータ電流Idbの変化を例示するグラフである。
図10は、本実施形態のモータ駆動装置12の一構成を例示する三相の回路構成図である。U相とノードNとの間に、リレー7と、並列なインピーダンス回路Z1aおよびインピーダンス回路Z2aとがこの順序で接続されている。V相とノードNとの間に、別のリレー7と、並列なインピーダンス回路Z1bおよびインピーダンス回路Z2bとがこの順序で接続されている。W相とノードNとの間に、さらに別のリレー7と、並列なインピーダンス回路Z1cおよびインピーダンス回路Z2cとがこの順序で接続されている。インピーダンス回路Z1a、Z1b、Z1cのそれぞれのインピーダンスは、第1インピーダンス回路Z1のインピーダンスの半分である。インピーダンス回路Z2a、Z2b、Z2cのそれぞれのインピーダンスは、第2インピーダンス回路Z2のインピーダンスの半分である。リレー7と、インピーダンス回路Z1a、Z1b、Z2a、Z2bとが、ダイナミックブレーキ回路9に対応する。速度測定回路8は、いずれか1相または3相の電流を測定する。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図6は、本実施形態のモータ駆動装置13の構成を例示する単相回路構成図である。モータ駆動装置13は、モータ2を駆動する。モータ駆動装置13は、モータ駆動回路3と、ダイナミックブレーキ回路15と、ブレーキ制御回路5(制御回路)と、速度測定回路8とを備える。
例えば非常停止ボタンがユーザに操作されたとき、または、モータ駆動回路3の一部の回路に異常が生じたとき、モータ駆動回路3はモータ2の非常停止を開始する。モータ駆動回路3は、モータ2への交流電流の供給を停止し、かつ、ブレーキ制御回路5にブレーキ信号を出力する。ブレーキ制御回路5は、モータ2の回転速度に応じて、半導体スイッチSW1および機械式スイッチSW2をオンするタイミングを個別に制御する。ブレーキ信号を受信したブレーキ制御回路5は、まず半導体スイッチSW1のみをオンにする制御信号を、リレー16に出力する。
図7は、実施形態3のモータ2およびモータ駆動装置13における力率およびモータ電流Idbの変化を例示するグラフである。図7の(a)は、実施形態3のモータ2およびモータ駆動装置13における力率の変化を例示するグラフである。図7の(b)は、実施形態3のモータ2およびモータ駆動装置13におけるモータ電流Idb(実線)および機械式スイッチSW2を流れる電流(点線)の変化を例示するグラフである。
図12は、本実施形態のモータ駆動装置13の一構成を例示する三相の回路構成図である。U相とV相との間に、リレー16と、インピーダンス回路Z1aと、インピーダンス回路Z1bとがこの順序で接続されている。別のリレー16と、インピーダンス回路Z1cとが、W相とノードN(インピーダンス回路Z1aとインピーダンス回路Z1bとの間のノード)との間に接続されている。インピーダンス回路Z1a、Z1b、Z1cのそれぞれのインピーダンスは、第1インピーダンス回路Z1のインピーダンスの半分である。リレー16と、インピーダンス回路Z1a、Z1bとが、ダイナミックブレーキ回路15に対応する。
3 モータ駆動回路
4、9、15 ダイナミックブレーキ回路
5 ブレーキ制御回路(制御回路)
6、7、16 リレー
6a 第1制御回路
6b 第2制御回路
8 速度測定回路
11、12、13 モータ駆動装置
SW1 半導体スイッチ
SW2 機械式スイッチ
Z1 第1インピーダンス回路
Z2 第2インピーダンス回路
Claims (13)
- モータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記モータを駆動するために、前記モータに交流電流を供給するモータ駆動回路と、
前記モータの2相間に設けられたダイナミックブレーキ回路とを備え、
前記ダイナミックブレーキ回路は、
前記2相間を短絡する機械式スイッチと、
前記2相間を短絡し、かつ前記機械式スイッチと並列に接続された半導体スイッチと、
前記半導体スイッチと直列に接続された第1インピーダンス回路とを備えることを特徴とするモータ駆動装置。 - 前記第1インピーダンス回路は、前記半導体スイッチと直列に接続された抵抗器を含んでいることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
- 前記第1インピーダンス回路は、前記抵抗器と並列に接続された容量素子を含んでいることを特徴とする請求項2に記載のモータ駆動装置。
- 前記半導体スイッチおよび前記機械式スイッチのオン/オフを制御する制御回路を備え、
ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記半導体スイッチをオンにした後、前記機械式スイッチをオンにすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 - ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記半導体スイッチをオンにした後、一定期間後に前記機械式スイッチをオンにすることを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動装置。
- 前記モータの回転速度を測定する速度測定回路を備え、
ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記半導体スイッチをオンにした後、測定された前記回転速度が所定値以下になると、前記機械式スイッチをオンにすることを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動装置。 - 前記速度測定回路は、前記モータに流れるモータ電流を測定するものであり、
ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記半導体スイッチをオンにしてから前記機械式スイッチをオンにするまでにおける前記モータ電流の最大値よりも、前記機械式スイッチをオンにした後における前記モータ電流の最大値が小さくなるようなタイミングで、前記機械式スイッチをオンにすることを特徴とする請求項6に記載のモータ駆動装置。 - ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記機械式スイッチをオンにした後、
早くとも、前記モータに流れるモータ電流が、前記機械式スイッチをオンにした後に前記機械式スイッチを流れる電流の最大値以下になるまで、前記半導体スイッチをオンのままにし続けることを特徴とする請求項4から7のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 - ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記機械式スイッチをオンにした後、前記モータが停止するまで、前記半導体スイッチをオンのままにし続けることを特徴とする請求項4から8のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
- ダイナミックブレーキ動作時において、前記制御回路は、前記機械式スイッチをオンにする直前の力率より、前記機械式スイッチをオンにした直後の力率が大きくなるようなタイミングで、前記機械式スイッチをオンにすることを特徴とする請求項4から8のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
- 前記ダイナミックブレーキ回路は、前記機械式スイッチと直列に接続されている第2インピーダンス回路を備え、
前記半導体スイッチおよび前記第1インピーダンス回路と、前記機械式スイッチおよび前記第2インピーダンス回路とは、互いに並列に接続されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。 - 前記第1インピーダンス回路のインピーダンスと、前記第2インピーダンス回路のインピーダンスとは、互いに異なることを特徴とする請求項11に記載のモータ駆動装置。
- 前記機械式スイッチは、前記第1インピーダンス回路と直列に接続されていることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
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