JP2020124093A - 電圧異常検知装置及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３相交流電圧の異常検知の精度を向上させる。【解決手段】電圧異常検知装置（３Ａ）は、３相交流電源の３相のうちの２相間の線間電圧が１次巻線に入力されるメイントランス（Ｔ１）を有し、メイントランス（Ｔ１）の２次巻線から電源電圧を出力するメインコンバータ（６Ａ）と、２相間の線間電圧である第１線間電圧が入力され、第１グランド（Ｇ１）に接続され、第１グランド（Ｇ１）の電位を基準として、第１線間電圧を第１線間電圧検知信号に変換して出力する線間電圧検知信号出力部（７ＲＳ）と、２相間の線間電圧である第２線間電圧が入力され、第２グランド（Ｇ２）に接続され、第２グランド（Ｇ２）の電位を基準として、第２線間電圧を第２線間電圧検知信号に変換して出力する線間電圧検知信号出力部（７ＳＴ）と、を備え、第１グランド（Ｇ１）と第２グランド（Ｇ２）とは電気的に絶縁されている。【選択図】図２

Description

本発明は、３相交流電圧の異常を検知する電圧異常検知装置に関する。

３相交流電源から出力される３相（Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相）の電圧を支障なく利用するために、３相交流電圧の異常を検知することが行われる。

例えば、特許文献１は、３つの基準回路とＦＰＧＡとを備えた電圧異常検出装置を開示している。３つの基準回路の１つであるＲ相の基準回路は、３相交流電圧を分圧し、基準となるＲ相の電圧と、他のＳ相およびＴ相のうちの低い方の電圧との電位差が所定電圧以上のときにパルスを出力する。ＦＰＧＡは、当該パルスを解析して、電圧異常の有無を検知する。

３相交流電源の３相のうちの２相間の線間電圧が複数入力され、その入力された複数の線間電圧によって負荷を駆動する場合、特許文献１に開示された基準回路と同様の回路を複数の線間電圧に対してそれぞれ設けて、電圧異常の有無を検知することが考えられる。

特開２０１４−１１７０８９号公報（２０１４年６月２６日公開）

しかし、上記のように、特許文献１の基準回路と同様の回路を適用して線間電圧の異常を検知する場合、複数の線間電圧に対してそれぞれ設けられた基準回路のグランドは同じであるため、異なる２つの線間電圧が影響し合う。このため、１つの基準回路は、異なる２つの線間電圧が重なった状態を示すパルス信号を出力することになる。したがって、線間電圧の異常を検知するための電圧異常検出装置は、複数の線間電圧をそれぞれ分離した状態で電圧異常の有無を検知することができなかった。

本発明の一態様は、３相交流電圧の異常検知の精度を向上させることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電圧異常検知装置は、３相交流電源の３相のうちの２相間の線間電圧が１次巻線に入力されるメイントランスを有し、当該メイントランスの２次巻線から電源電圧を出力する電源電圧出力部と、前記２相間の線間電圧である第１線間電圧が入力され、第１グランドに接続され、前記第１グランドの電位を基準として、前記第１線間電圧を第１線間電圧検知信号に変換し、当該第１線間電圧検知信号を出力する第１線間電圧検知信号出力部と、前記２相間の線間電圧である前記第１線間電圧と異なる第２線間電圧が入力され、第２グランドに接続され、前記第２グランドの電位を基準として、前記第２線間電圧を第２線間電圧検知信号に変換し、当該第２線間電圧検知信号を出力する第２線間電圧検知信号出力部と、前記メイントランスの２次巻線側に設けられ、前記第１線間電圧検知信号と、前記第２線間電圧検知信号とが入力され、前記電源電圧によって駆動され、前記第１線間電圧検知信号及び前記第２線間電圧検知信号に基づいて前記第１線間電圧及び前記第２線間電圧のそれぞれの値を決定し、前記第１線間電圧及び前記第２線間電圧の異常を検知する異常検知部と、を備え、前記第１グランドと前記第２グランドとは電気的に絶縁されている。

上記構成によれば、第１線間電圧検知部の第１グランドと第２線間電圧検知部の第２グランドとが電気的に絶縁されている。これにより、複数の線間電圧それぞれを分離した状態で電圧異常の有無を検知することができる。

本発明の一態様によれば、３相交流電圧の異常検知の精度を向上させることができる。

本発明の実施形態１〜３に共通する機械加工システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る電圧異常検知装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係る電圧異常検知装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係る電圧異常検知装置の構成を示すブロック図である。

〔機械加工システム〕
本発明の実施形態１〜３に共通する機械加工システム１００の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、実施形態１〜３に共通する機械加工システム１００の構成を示すブロック図である。

＜機械加工システムの概要＞
機械加工システム１００は、駆動装置１と、駆動対象の一例としての工作機械２とを備えている。

工作機械２は、図示しない主軸機構、主軸移動機構、工具交換装置等を備える。

主軸機構は、主軸モータ２１を備え、工具を装着した主軸を回転する。主軸移動機構は、Ｚ軸モータ２０と、Ｘ軸モータ２２と、Ｙ軸モータ２３とを有し、テーブル上面に支持されたワークに対し相対的に主軸をＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向にそれぞれ移動する。ここで、Ｘ軸方向は工作機械２の左右方向であり、Ｙ軸方向は工作機械２の前後方向であり、Ｚ軸方向は工作機械２の上下方向である。工具交換装置は、マガジンモータ２４を備え、複数の工具を保持する工具マガジン（図示せず）を駆動し、主軸に装着した工具を他の工具と交換する。

Ｚ軸モータ２０はエンコーダ２５を有する。主軸モータ２１はエンコーダ３６を有する。Ｘ軸モータ２２はエンコーダ２７を有する。Ｙ軸モータ２３はエンコーダ２８を有する。マガジンモータ２４はエンコーダ２９を有する。エンコーダ２５〜２９は、それぞれ、駆動装置１の駆動部の一例としての駆動回路１１〜１５によって駆動される。

駆動装置１は、工作機械２を駆動する装置である。駆動装置１は、電圧異常検知装置３と、制御部の一例としての制御回路４と、リレー５と、駆動回路１１〜１５とを有している。

電圧異常検知装置３は、３相交流電源１０の３相のうちの２相間の線間電圧の異常を検知する。線間電圧の異常としては、過電圧又は電圧低下の状態を含む。

制御回路４は、駆動回路１１〜１５及びリレー５の動作を制御する。制御回路４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んでいる。あるいは、制御回路４は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のような制御用のＬＳＩであってもよい。

リレー５は、３相交流電源１０と駆動回路１１〜１５とを電気的に接続及び遮断する。リレー５が３相交流電源１０と駆動回路１１〜１５とを接続することにより、駆動回路１１〜１５には、３相交流電源１０から出力されるＲ相−Ｓ相間の線間電圧と、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧と、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧とが入力される。

電圧異常検知装置３は、電源電圧出力部の一例としてのメインコンバータ６と、線間電圧検知信号出力部７と、駆動電圧出力部８と、異常検知部９とを備えている。

メインコンバータ６は、３相交流電源１０から出力される上記の３つの線間電圧のうちの１つの線間電圧を直流の電源電圧に変換し出力する。この電源電圧は、制御回路４に印加される。メインコンバータ６は、トランス（後述するメイントランスＴ１（図２参照）又はメイントランスＴ１１（図４参照））を含んでおり、トランスの１次側と２次側とで電気的に絶縁されている。

なお、以降の説明では、トランス（メイントランスＴ１，Ｔ１１）の１次巻線Ｎ１側を１次側と称し、トランスの２次巻線Ｎ２側を２次側と称するものとする。

線間電圧検知信号出力部７は、上記の３つの線間電圧が入力され、これらの線間電圧を検知する線間電圧検知信号を出力する。線間電圧検知信号出力部７は、後述する発光ダイオードＬＥＤ及びフォトトランジスタＰＴ（図２参照）を有し、絶縁された１次側と２次側との間を、発光ダイオードＬＥＤとフォトトランジスタＰＴとを用いて、光伝送が行なわれる。

線間電圧検知信号出力部７は、１次側に設けられた発光ダイオードＬＥＤから光を発光させる等を行う必要があるために、駆動電圧が必要となる。そのため、１次側に設けられる駆動電圧出力部８が、線間電圧検知信号出力部７に駆動電圧を出力する。駆動電圧出力部８は、３相交流電源１０から出力される上記の３つの線間電圧のうちの１つの線間電圧を変換し、線間電圧検知信号出力部７を駆動するための直流の駆動電圧を出力する。

異常検知部９は、線間電圧検知信号出力部７から出力される線間電圧検知信号によって上記の３つの線間電圧の異常を検知する。異常検知部９は、線間電圧検知信号から、３つの線間電圧の電圧値をそれぞれ算出し、算出した電圧値と正常な電圧値とを比較することで３つの線間電圧の異常を検知する。異常検知部９は、異常を検知した線間電圧の駆動回路１１〜１５への入力を停止させる停止信号をリレー５に出力する。異常検知部９は、異常検知のために演算処理を行なうことから、制御回路４内に設けられている。

リレー５、駆動電圧出力部８及び駆動回路１１〜１５は、１次側に設けられている。また、制御回路４は２次側に設けられている。

後述する実施形態１から３で説明するように、３つの線間電圧が互いに影響しないように、線間電圧検知信号出力部７が線間電圧検知信号を出力している。異常検知部９は、互いに影響を受けない線間電圧の値をそれぞれ決定してそれぞれの異常を検知する。これにより、電圧異常の誤検知が抑制されるので、駆動回路１１〜１５への入力を誤って停止させるという誤動作を抑制することができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について、図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図２は、本実施形態に係る電圧異常検知装置３Ａの構成を示すブロック図である。

電圧異常検知装置３Ａは、上述した電圧異常検知装置３として駆動装置１に設けられている。図２に示すように、電圧異常検知装置３Ａは、メインコンバータ６Ａと、３つの線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲと、駆動電圧出力部８Ａとを備えている。

＜メインコンバータの構成＞
メインコンバータ６Ａは、上述したメインコンバータ６として電圧異常検知装置３Ａに設けられている。メインコンバータ６Ａは、１次側整流平滑回路６１と、スイッチング制御部６２と、２次側整流平滑回路６３と、スイッチングトランジスタＱ１と、メイントランスＴ１とを有している。

１次側整流平滑回路６１は、全波整流回路及び平滑コンデンサによって、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を整流かつ平滑することにより直流に変換する。１次側整流平滑回路６１が直流に変換する線間電圧としては、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧に限らず、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧又はＴ相−Ｒ相間の線間電圧であってもよい。メイントランスＴ１の１次巻線Ｎ１には、１次側整流平滑回路６１から出力される線間電圧が入力される。

スイッチングトランジスタＱ１は、一定の周期でオンオフ動作することにより、メイントランスＴ１の１次巻線に入力される電圧を断続的な交流（高周波数の矩形波）にする。これにより、メイントランスＴ１の１次側が発振して、メイントランスＴ１の２次巻線Ｎ２に電圧を誘起する。

スイッチング制御部６２は、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチング動作を制御するためのスイッチング制御信号をスイッチングトランジスタＱ１のゲートに出力する。スイッチング制御部６２は、図示しない出力電圧検出回路によって検知されたメインコンバータ６Ａの出力電圧が目標電圧になるように、スイッチング制御信号のデューティ比を調整する。出力電圧検出回路（２次側）からスイッチング制御部６２（１次側）への電圧検出信号の伝送は、図示しないフォトカプラを介して行なわれる。

２次側整流平滑回路６３は、ダイオード及びコンデンサによって、メイントランスＴ１の２次巻線Ｎ２に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の電源電圧を出力する。

＜線間電圧検知信号出力部の構成＞
線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を検知する線間電圧検知信号を異常検知部９に出力する。線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を検知する線間電圧検知信号を異常検知部９に出力する。線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を検知する線間電圧検知信号を異常検知部９に出力する。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲは、それぞれ、全波整流回路７１と、分圧回路７２と、比較電圧生成回路７３と、比較器７４と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、発光ダイオードＬＥＤと、フォトトランジスタＰＴとを有している。全波整流回路７１の一部である、分圧回路７２、比較電圧生成回路７３、比較器７４、抵抗Ｒ１及び発光ダイオードＬＥＤは、１次側に設けられている。これに対し、抵抗Ｒ２及びフォトトランジスタＰＴは、２次側に設けられている。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳにおける全波整流回路７１、分圧回路７２、比較電圧生成回路７３、比較器７４、抵抗Ｒ１及び発光ダイオードＬＥＤは、グランドＧ１に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＳＴにおける全波整流回路７１、分圧回路７２、比較電圧生成回路７３、比較器７４、抵抗Ｒ１及び発光ダイオードＬＥＤは、グランドＧ２に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＴＲにおける全波整流回路７１、分圧回路７２、比較電圧生成回路７３、比較器７４、抵抗Ｒ１及び発光ダイオードＬＥＤは、グランドＧ３に接続されている。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳには、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧が入力される。線間電圧検知信号出力部７ＲＳにおける全波整流回路７１は、入力されたＲ相−Ｓ相間の線間電圧を全波整流する。線間電圧検知信号出力部７ＳＴ，７ＴＲには、Ｓ相−Ｔ相間、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧がそれぞれ入力される。線間電圧検知信号出力部７ＳＴ，７ＴＲにそれぞれ設けられた全波整流回路７１は、入力された線間電圧をそれぞれ全波整流する。

分圧回路７２は、全波整流回路７１から出力される電圧を抵抗によって分圧する。

比較電圧生成回路７３は、比較器７４に入力する三角波の比較電圧を生成する。比較電圧の周期は、短いほど好ましく、例えば線間電圧の半周期の１／２５程度に設定される。

比較器７４の非反転入力端子には、全波整流回路７１からの整流電圧が入力される。比較器７４の反転入力端子には、比較電圧生成回路７３からの比較電圧が入力される。

比較器７４は、整流電圧を比較電圧と比較する。比較器７４の出力は、分圧回路７２からの電圧が比較電圧以上であるときにＨレベルとなり、分圧回路７２からの電圧が比較電圧より低いときにＬレベルとなる。また、比較器７４は、発光ダイオードＬＥＤが発光するための電流として出力信号を出力する。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳに設けられた比較器７４は、グランドＧ１に接続され、整流電圧を比較電圧と比較する際、グランドＧ１を基準として比較する。線間電圧検知信号出力部７ＳＴに設けられた比較器７４は、グランドＧ２に接続され、整流電圧を比較電圧と比較する際、グランドＧ２を基準として比較する。線間電圧検知信号出力部７ＴＲに設けられた比較器７４は、グランドＧ３に接続され、整流電圧を比較電圧と比較する際、グランドＧ３を基準として比較する。

比較電圧の周期が線間電圧の半周期よりも十分に短く設定されることから、比較器７４の出力がＨレベルとなる期間は整流電圧の値に比例する。これにより、比較器７４は、整流電圧の値に比例するパルス幅を有するパルス信号を出力する。

抵抗Ｒ１の一端は、比較器７４の出力端子に接続されている。また、抵抗Ｒ１の他端は、発光ダイオードＬＥＤのアノードに接続されている。抵抗Ｒ２の一端には、メインコンバータ６Ａからの電源電圧が入力される。抵抗Ｒ２の他端は、フォトトランジスタＰＴのコレクタに接続されている。フォトトランジスタＰＴのエミッタは、２次側のグランドに接続されている。

発光ダイオードＬＥＤ及びフォトトランジスタＰＴは、フォトカプラを構成しており、１次側で発生した比較器７４のパルス信号を２次側に光伝送する。これにより、抵抗Ｒ２とフォトトランジスタＰＴのコレクタとの接続点には、線間電圧検知信号（図中「検知信号」）が現れる。

ここで、線間電圧検知信号出力部７ＲＳにおいて、比較器７４の電源端子には駆動電圧Ｖｄｄ１が入力され、比較器７４のグランド端子には１次側のグランドＧ１が接続されている。また、全波整流回路７１の負極出力端子、及び比較電圧生成回路７３のグランド端子も、グランドＧ１に接続されている。

線間電圧検知信号出力部７ＳＴにおいて、比較器７４の電源端子には駆動電圧Ｖｄｄ２が入力され、比較器７４のグランド端子には１次側のグランドＧ２が接続されている。また、全波整流回路７１の負極出力端子、及び比較電圧生成回路７３のグランド端子も、グランドＧ２に接続されている。

線間電圧検知信号出力部７ＴＲにおいて、比較器７４の電源端子には駆動電圧Ｖｄｄ３が入力され、比較器７４のグランド端子には１次側のグランドＧ３が接続されている。また、全波整流回路７１の負極出力端子、及び比較電圧生成回路７３のグランド端子も、グランドＧ３に接続されている。

グランドＧ１〜Ｇ３は、互いに電気的に絶縁されている。線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲは、それぞれ入力される線間電圧を、全波整流回路７１、分圧回路７２、比較電圧生成回路７３、比較器７４、発光ダイオードＬＥＤ、フォトトランジスタＰＴを用いて、それぞれ線間電圧検知信号に変換し、異常検知部９に出力する。線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、グランドＧ１に接続され、グランドＧ１を基準として線間電圧を線間電圧検知信号に変換している。線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、グランドＧ２に接続され、グランドＧ２を基準として線間電圧を線間電圧検知信号に変換している。線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、グランドＧ３に接続され、グランドＧ３を基準として線間電圧を線間電圧検知信号に変換している。

＜駆動電圧出力部の構成＞
駆動電圧出力部８Ａは、上述した駆動電圧出力部８として電圧異常検知装置３Ａに設けられている。駆動電圧出力部８Ａは、１次側整流平滑回路８１と、スイッチング制御部８２と、２次側整流平滑回路８０１〜８０３と、スイッチングトランジスタＱ２と、サブトランスＴ２とを有している。

１次側整流平滑回路８１、スイッチング制御部８２、及びスイッチングトランジスタＱ２は、それぞれ、メインコンバータ６Ａにおける、１次側整流平滑回路６１、スイッチング制御部６２、及びスイッチングトランジスタＱ１と同等の機能を有する。したがって、ここでは、スイッチング制御部８２、２次側整流平滑回路８３、及びスイッチングトランジスタＱ２についての説明を省略する。

サブトランスＴ２は、１次巻線Ｎ２０と、３つの２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３とを有している。１次巻線Ｎ２０には、１次側整流平滑回路８１から出力される電圧が入力される。サブトランスＴ２は、スイッチングトランジスタＱ２のオンオフ動作により、サブトランスＴ２の１次側が発振して、２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３にそれぞれ電圧を誘起する。これにより、サブトランスＴ２は、２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３の一端に駆動電圧（又は駆動電圧の基になる電圧）を出力することができる。サブトランスＴ２において、入力側である１次巻線Ｎ２０と、出力側である３つの２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３とは電気的に絶縁されている。その結果、３つの２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３の他端がグランドＧ１〜Ｇ３となる。

２次側整流平滑回路８０１〜８０３は、それぞれ、２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより、直流の駆動電圧Ｖｄｄ１〜Ｖｄｄ３を出力する。

直流の駆動電圧Ｖｄｄ１〜Ｖｄｄ３は、線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲにそれぞれ入力され、比較器７４、比較電圧生成回路７３等を駆動するために用いられる。発光ダイオードＬＥＤが発光するための電流も、直流の駆動電圧Ｖｄｄ１〜Ｖｄｄ３に基づいて生成される。

＜グランドＧ１〜Ｇ３の相互関係について＞
線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、サブトランスＴ２の２次巻線Ｎ２１の他端に接続されることで、グランドＧ１に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、サブトランスＴ２の２次巻線Ｎ２２の他端に接続されることで、グランドＧ２に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、サブトランスＴ２の２次巻線Ｎ２３の他端に接続されることで、グランドＧ２に接続されている。

本構成によって、サブトランスＴ２の２次巻線Ｎ２１〜Ｎ２３は、それぞれ電気的に絶縁されている。したがって、グランドＧ１〜Ｇ３についても、それぞれ互いに電気的に絶縁されることになる。

＜２つの線間電圧に対応する構成＞
≪第１の構成≫
Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧は、第１線間電圧の一例、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧は、第２線間電圧の一例とする。

この場合、線間電圧検知信号出力部７ＲＳ（第１線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ１（第１グランドの一例）に接続され、グランドＧ１の電位を基準として、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を線間電圧検知信号（第１線間電圧検知信号の一例）に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。線間電圧検知信号出力部７ＳＴ（第２線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ２（第２グランドの一例）に接続され、グランドＧ２の電位を基準として、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を線間電圧検知信号（第２線間電圧検知信号の一例）に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、駆動電圧Ｖｄｄ１（第１駆動電圧の一例）によって駆動される。線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、駆動電圧Ｖｄｄ２（第２駆動電圧の一例）によって駆動される。

駆動電圧出力部８ＡのサブトランスＴ２において、２次巻線Ｎ２１（第１の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ２２（第２の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第２駆動電圧の一例）を出力する。また、２次巻線Ｎ２１の他端がグランドＧ１に接続され、２次巻線Ｎ２２の他端がグランドＧ２に接続されている。

≪第２の構成≫
Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧は、第１線間電圧の一例、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧は、第２線間電圧の一例とする。

この場合、線間電圧検知信号出力部７ＳＴ（第１線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ２（第１グランドの一例）に接続され、グランドＧ２の電位を基準として、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を線間電圧検知信号に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。線間電圧検知信号出力部７ＴＲ（第２線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｔ相―Ｒ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ３（第２グランドの一例）に接続され、グランドＧ３の電位を基準として、Ｔ相―Ｒ相間の線間電圧を線間電圧検知信号（第２線間電圧検知信号の一例）に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。

線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、駆動電圧Ｖｄｄ２（第１駆動電圧の一例）によって駆動される。線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、駆動電圧Ｖｄｄ３（第２駆動電圧の一例）によって駆動される。

サブトランスＴ２において、２次巻線Ｎ２２（第１の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ２３（第２の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３（第２駆動電圧の一例）を出力する。また、２次巻線Ｎ２２の他端がグランドＧ２に接続され、２次巻線Ｎ２３の他端がグランドＧ３に接続されている。

≪第３の構成≫
Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧は、第１線間電圧の一例、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧は、第２線間電圧の一例とする。

この場合、線間電圧検知信号出力部７ＴＲ（第１線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ３（第１グランドの一例）に接続され、グランドＧ３の電位を基準として、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を線間電圧検知信号（第１線間電圧検知信号の一例）に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。線間電圧検知信号出力部７ＲＳ（第２線間電圧検知信号出力部の一例）は、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧が入力され、グランドＧ１（第２グランドの一例）に接続され、グランドＧ１の電位を基準として、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を線間電圧検知信号（第２線間電圧検知信号の一例）に変換し、当該線間電圧検知信号を出力する。

線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、駆動電圧Ｖｄｄ３（第１駆動電圧の一例）によって駆動される。線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、駆動電圧Ｖｄｄ１（第２駆動電圧の一例）によって駆動される。

サブトランスＴ２において、２次巻線Ｎ２３（第１の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３を出力し、２次巻線Ｎ２１（第２の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１を出力する。また、２次巻線Ｎ２３の他端がグランドＧ３に接続され、２次巻線Ｎ２１の他端がグランドＧ１に接続されている。

≪グランドの絶縁による効果≫
仮に、線間電圧検知信号出力部７ＲＳと線間電圧検知信号出力部７ＳＴとが、第１の構成と異なり、共通のグランドに接続されている場合、線間電圧検知信号出力部７ＳＴに入力されるＳ相−Ｔ相間の線間電圧が共通のグランドを介してＲ相−Ｓ相間の線間電圧に影響を与える。そのため、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧の電圧波形は、正確な電圧波形とならない。したがって、線間電圧検知信号出力部７ＲＳが出力する線間電圧検知信号も正確な信号とならないという問題が生じる。

実施形態１における第１の構成では、サブトランスＴ２の２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２の他端にそれぞれグランドＧ１，Ｇ２が接続されており、２次巻線Ｎ２１，Ｎ２２との間で電気的絶縁が担保されている。これにより、線間電圧検知信号出力部７ＳＴに入力されるＳ相−Ｔ相間の線間電圧がＲ相−Ｓ相間の線間電圧に影響を与えることはない。

実施形態１における第１の構成を用いて、上述の効果を説明したが、実施形態１における第２の構成、実施形態１における第３の構成においても、実施形態１における第１の構成と同様な効果が生じる。

それゆえ、複数の線間電圧それぞれを分離した状態で電圧異常の有無を検知することができる。したがって、３相交流電圧の異常検知の精度を向上させることができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態において、実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

図３は、本実施形態に係る電圧異常検知装置３Ｂの構成を示すブロック図である。

電圧異常検知装置３Ｂは、上述した電圧異常検知装置３として駆動装置１に設けられている。図３に示すように、電圧異常検知装置３Ｂは、メインコンバータ６Ａと、３つの線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲと、３つの駆動電圧出力部８ＲＳ，８ＳＴ，８ＴＲとを備えている。

＜駆動電圧出力部の構成＞
駆動電圧出力部８ＲＳ，８ＳＴ，８ＴＲは、上述した駆動電圧出力部８Ａと同じく、１次側整流平滑回路８１と、スイッチング制御部８２と、スイッチングトランジスタＱ２とを有している。また、駆動電圧出力部８ＲＳ，８ＳＴ，８ＴＲは、２次側整流平滑回路８３と、サブトランスＴ３とを有している。

本実施形態において、駆動電圧出力部８ＲＳの１次側整流平滑回路８１は、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧が入力される。駆動電圧出力部８ＳＴの１次側整流平滑回路８１は、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧が入力される。駆動電圧出力部８ＴＲの１次側整流平滑回路８１は、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧が入力される。

サブトランスＴ３は、１次巻線Ｎ３１と、２次巻線Ｎ３２とを有している。１次巻線Ｎ３１には、１次側整流平滑回路８１から出力される電圧が入力される。サブトランスＴ３は、スイッチングトランジスタＱ２のオンオフ動作により、サブトランスＴ３の１次側が発振して、２次巻線Ｎ３２に電圧を誘起する。これにより、サブトランスＴ３は、２次巻線Ｎ３２の一端に駆動電圧（駆動電圧の基になる電圧）を出力することができる。

駆動電圧出力部８ＲＳにおける２次側整流平滑回路８３は、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の駆動電圧Ｖｄｄ１を出力する。

駆動電圧出力部８ＳＴにおける２次側整流平滑回路８３は、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の駆動電圧Ｖｄｄ２を出力する。

駆動電圧出力部８ＴＲにおける２次側整流平滑回路８３は、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の駆動電圧Ｖｄｄ３を出力する。

駆動電圧出力部８ＲＳのサブトランスＴ３において、入力側である１次巻線Ｎ３１と、出力側である２次巻線Ｎ３２とは電気的に絶縁されている。その結果、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端が基準となるグランドＧ１となる。駆動電圧出力部８ＳＴのサブトランスＴ３において、入力側である１次巻線Ｎ３１と、出力側である２次巻線Ｎ３２とは電気的に絶縁されている。その結果、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端が基準となるグランドＧ２となる。駆動電圧出力部８ＴＲのサブトランスＴ３において、入力側である１次巻線Ｎ３１と、出力側である２次巻線Ｎ３２とは電気的に絶縁されている。その結果、サブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端が基準となるグランドＧ３となる。

線間電圧検知信号出力部７ＲＳは、駆動電圧出力部８ＲＳにおけるサブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端に接続されることで、グランドＧ１に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＳＴは、駆動電圧出力部８ＳＴにおけるサブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端に接続されることで、グランドＧ２に接続されている。線間電圧検知信号出力部７ＴＲは、駆動電圧出力部８ＴＲにおけるサブトランスＴ３の２次巻線Ｎ３２の他端に接続されることで、グランドＧ３に接続されている。

＜２つの線間電圧に対応する構成＞
≪第１の構成≫
本実施形態において、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、駆動電圧出力部８ＲＳ（第１駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ３（第１サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＲ相−Ｓ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第３の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ１（第１グランドの一例）に接続されている。

また、駆動電圧出力部８ＳＴ（第２駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ２（第２サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＳ相−Ｔ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第４の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ２（第２グランドの一例）に接続されている。

≪第２の構成≫
本実施形態において、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、駆動電圧出力部８ＳＴ（第１駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ３（第１サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＳ相−Ｔ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第３の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ２（第１グランドの一例）に接続されている。

また、駆動電圧出力部８ＴＲ（第２駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ３（第２サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＴ相−Ｒ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第４の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ３（第２グランドの一例）に接続されている。

≪第３の構成≫
本実施形態において、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、駆動電圧出力部８ＴＲ（第１駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ３（第１サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＴ相−Ｒ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第３の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ３（第１グランドの一例）に接続されている。

また、駆動電圧出力部８ＲＳ（第２駆動電圧出力部の一例）のサブトランスＴ３（第２サブトランスの一例）において、１次巻線Ｎ３１にＲ相−Ｓ相間の線間電圧が入力される。サブトランスＴ３において、２次巻線Ｎ３２（第４の２次巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１（第１駆動電圧の一例）を出力し、２次巻線Ｎ３２の他端がグランドＧ１（第２グランドの一例）に接続されている。

≪グランドの絶縁≫
第１の構成においては、駆動電圧出力部８ＲＳのサブトランスＴ３及び駆動電圧出力部８ＳＴのサブトランスＴ３におけるそれぞれの１次巻線Ｎ３１と、２次巻線Ｎ３２とがそれぞれ電気的に絶縁されている。これにより、第１の構成において、グランドＧ１（第１グランドの一例）とグランドＧ２（第２グランドの一例）とは電気的に絶縁される。同様に、第２の構成におけるグランドＧ２（第１グランドの一例）とグランドＧ３（第２グランドの一例）、第３の構成におけるグランドＧ３（第１グランドの一例）とグランドＧ１（第２グランドの一例）についても、それぞれ電気的に絶縁される。

それゆえ、複数の線間電圧それぞれを分離した状態で電圧異常の有無を検知することができる。したがって、３相交流電圧の異常検知の精度を向上させることができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態において、実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記して、その説明を省略する。

図４は、本実施形態に係る電圧異常検知装置３Ｃの構成を示すブロック図である。

電圧異常検知装置３Ｃは、上述した電圧異常検知装置３として駆動装置１に設けられている。図４に示すように、電圧異常検知装置３Ｃは、メインコンバータ６Ｂと、３つの線間電圧検知信号出力部７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲとを備えている。

＜メインコンバータの構成＞
メインコンバータ６Ｂは、上述したメインコンバータ６として電圧異常検知装置３Ｃに設けられている。メインコンバータ６Ｂは、上述したメインコンバータ６Ａと同じく、１次側整流平滑回路６１と、スイッチング制御部６２と、２次側整流平滑回路６３と、スイッチングトランジスタＱ１とを有している。また、メインコンバータ６Ｂは、メイントランスＴ１１と、３つの１次側整流平滑回路６０１〜６０３とを有している。

メイントランスＴ１１は、１次巻線Ｎ１１と、２次巻線Ｎ１２と、３つの副巻線Ｎ１１１〜１１３とを有している。副巻線Ｎ１１１〜１１３は１次側に設けられている。１次巻線Ｎ１１には、１次側整流平滑回路６１から出力される電圧が入力される。

メイントランスＴ１１は、スイッチングトランジスタＱ１のオンオフ動作により、１次側が発振して、２次巻線Ｎ１２と副巻線Ｎ１１１〜１１３とに電圧を誘起する。これにより、メイントランスＴ１１は、副巻線Ｎ１１１〜１１３の一端に駆動電圧（駆動電圧の基になる電圧）を出力することができる。副巻線Ｎ１１１〜１１３の他端は、それぞれグランドＧ１〜Ｇ３に接続されている。

本実施形態における２次側整流平滑回路６３は、メイントランスＴ１１の２次巻線Ｎ１２に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の電源電圧を出力する。

１次側整流平滑回路６０１〜６０２は、それぞれ副巻線Ｎ１１１〜１１３に誘起された電圧を整流かつ平滑することにより直流の駆動電圧Ｖｄｄ１〜Ｖｄｄ３を出力する。

＜２つの線間電圧に対応する構成＞
≪第１の構成≫
本実施形態において、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、メインコンバータ６ＢのメイントランスＴ１１において、副巻線Ｎ１１１（第１の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１（第１駆動電圧の一例）を出力し、副巻線Ｎ１１２（第２の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第２駆動電圧の一例）を出力する。また、副巻線Ｎ１１１の他端がグランドＧ１（第１グランドの一例）に接続され、副巻線Ｎ１１２の他端がグランドＧ２（第２グランドの一例）に接続されている。

≪第２の構成≫
本実施形態において、Ｓ相−Ｔ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、メイントランスＴ１１において、副巻線Ｎ１１２（第１の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ２（第１駆動電圧の一例）を出力し、副巻線Ｎ１１３（第２の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３（第２駆動電圧の一例）を出力する。また、副巻線Ｎ１１２の他端がグランドＧ２（第１グランドの一例）に接続され、副巻線Ｎ１１３の他端がグランドＧ３（第２グランドの一例）に接続されている。

≪第３の構成≫
本実施形態において、Ｔ相−Ｒ相間の線間電圧を第１線間電圧の一例とし、Ｒ相−Ｓ相間の線間電圧を第２線間電圧の一例とする。

この場合、メイントランスＴ１１において、副巻線Ｎ１１３（第１の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ３（第１駆動電圧の一例）を出力し、副巻線Ｎ１１１（第２の副巻線の一例）の一端から駆動電圧Ｖｄｄ１（第２駆動電圧の一例）を出力する。また、副巻線Ｎ１１３の他端がグランドＧ３（第１グランドの一例）に接続され、副巻線Ｎ１１１の他端がグランドＧ１（第２グランドの一例）に接続されている。

≪グランドの絶縁≫
実施形態３の上記各構成によって、メイントランスＴ１１における副巻線Ｎ１１１〜Ｎ１１３がそれぞれ電気的に絶縁されている。これにより、グランドＧ１〜Ｇ３はそれぞれ電気的に絶縁される。

それゆえ、複数の線間電圧それぞれを分離した状態で電圧異常の有無を検知することができる。したがって、３相交流電圧の異常検知の精度を向上させることができる。

また、実施形態３の上記各構成では、メイントランスＴ１１以外に、実施形態１の図２におけるサブトランスＴ２や、実施形態２の図３におけるサブトランスＴ３のようなトランスを設ける必要がない。これにより、電圧異常検知装置の回路構成を簡素化することができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 駆動装置
２ 工作機械（駆動対象）
３，３Ａ〜３Ｃ 電圧異常検知装置
４ 制御回路（制御部）
６ メインコンバータ（電源電圧出力部）
７ＲＳ，７ＳＴ，７ＴＲ 線間電圧検知信号出力部（第１線間電圧検知信号出力部，第２線間電圧検知信号出力部）
８Ａ 駆動電圧出力部
８ＲＳ，８ＳＴ，８ＴＲ 駆動電圧出力部（第１駆動電圧出力部，第２駆動電圧出力部）
Ｇ１〜Ｇ３ グランド（第１グランド，第２グランド）
Ｎ３２ ２次巻線（第３の２次巻線，第４の２次巻線）
Ｎ１１１〜Ｎ１１３ 副巻線（第１の副巻線，第２の副巻線）
Ｔ１ メイントランス
Ｔ２ サブトランス
Ｔ３ サブトランス（第１サブトランス，第２サブトランス）

Claims (8)

1. ３相交流電源の３相のうちの２相間の線間電圧が１次巻線に入力されるメイントランスを有し、当該メイントランスの２次巻線から電源電圧を出力する電源電圧出力部と、
   前記２相間の線間電圧である第１線間電圧が入力され、第１グランドに接続され、前記第１グランドの電位を基準として、前記第１線間電圧を第１線間電圧検知信号に変換し、当該第１線間電圧検知信号を出力する第１線間電圧検知信号出力部と、
   前記２相間の線間電圧である前記第１線間電圧と異なる第２線間電圧が入力され、第２グランドに接続され、前記第２グランドの電位を基準として、前記第２線間電圧を第２線間電圧検知信号に変換し、当該第２線間電圧検知信号を出力する第２線間電圧検知信号出力部と、
   前記メイントランスの２次巻線側に設けられ、前記第１線間電圧検知信号と、前記第２線間電圧検知信号とが入力され、前記電源電圧によって駆動され、前記第１線間電圧検知信号及び前記第２線間電圧検知信号に基づいて前記第１線間電圧及び前記第２線間電圧のそれぞれの値を決定し、前記第１線間電圧及び前記第２線間電圧の異常を検知する異常検知部と、
   を備え、
   前記第１グランドと前記第２グランドとは電気的に絶縁されている、
   ことを特徴とする電圧異常検知装置。
2. 前記第１線間電圧検知信号出力部は、第１駆動電圧によって駆動され、
   前記第２線間電圧検知信号出力部は、第２駆動電圧によって駆動され、
   更に、
   前記２相間の線間電圧が１次巻線に入力され、第１の２次巻線と第２の２次巻線とを含むサブトランスを有し、前記第１の２次巻線の一端から前記第１駆動電圧を出力し、前記第１の２次巻線の他端が前記第１グランドに接続され、前記第２の２次巻線の一端から前記第２駆動電圧を出力し、前記第２の２次巻線の他端が前記第２グランドに接続される駆動電圧出力部、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧異常検知装置。
3. 前記第１線間電圧検知信号出力部の一部と前記第２線間電圧検知信号出力部の一部とは、前記メイントランスの１次巻線側に設けられ、
   前記駆動電圧出力部は、前記メイントランスの１次巻線側に設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電圧異常検知装置。
4. 前記第１線間電圧検知信号出力部は、第１駆動電圧によって駆動され、
   前記第２線間電圧検知信号出力部は、第２駆動電圧によって駆動され、
   更に、
   前記第１線間電圧が入力される１次巻線と第３の２次巻線とを含む第１サブトランスを有し、前記第３の２次巻線の一端から前記第１駆動電圧を出力し、前記第３の２次巻線の他端が前記第１グランドに接続される第１駆動電圧出力部と、
   前記第２線間電圧が入力される１次巻線と第４の２次巻線とを含む第２サブトランスを有し、前記第４の２次巻線の一端から前記第２駆動電圧を出力し、前記第４の２次巻線の他端が前記第２グランドに接続される第２駆動電圧出力部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧異常検知装置。
5. 前記第１線間電圧検知信号出力部の一部と前記第２線間電圧検知信号出力部の一部とは、前記メイントランスの１次巻線側に設けられ、
   前記第１駆動電圧出力部と前記第２駆動電圧出力部とは、前記メイントランスの１次巻線側に設けられている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電圧異常検知装置。
6. 前記第１線間電圧検知信号出力部は、第１駆動電圧によって駆動され、
   前記第２線間電圧検知信号出力部は、第２駆動電圧によって駆動され、
   更に、
   前記電源電圧出力部は、
   前記メイントランスの１次巻線側に第１の副巻線と第２の副巻線とがそれぞれ設けられ、前記第１の副巻線の一端から前記第１駆動電圧を出力し、前記第１の副巻線の他端が前記第１グランドに接続され、前記第２の副巻線の一端から前記第２駆動電圧を出力し、前記第２の副巻線の他端が前記第２グランドに接続される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電圧異常検知装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の電圧異常検知装置と、
   前記第１線間電圧と前記第２線間電圧とによって動作し、駆動対象を駆動する駆動部と、
   前記メイントランスの１次巻線側に設けられた前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記異常検知部を有する、
   ことを特徴とする駆動装置。
8. 前記異常検知部は、異常を検知した前記第１線間電圧及び前記第２線間電圧のそれぞれの前記駆動部への入力を停止させることを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

Images