JP2551058B2 - 電動機の速度異常検出回路 - Google Patents
電動機の速度異常検出回路Info
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- JP2551058B2 JP2551058B2 JP62302142A JP30214287A JP2551058B2 JP 2551058 B2 JP2551058 B2 JP 2551058B2 JP 62302142 A JP62302142 A JP 62302142A JP 30214287 A JP30214287 A JP 30214287A JP 2551058 B2 JP2551058 B2 JP 2551058B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、速度検出器を用いて速度制御され、ビレッ
トグラインダ等の振動や衝撃を有する負荷を駆動する場
合に好適な電動機の速度異常検出回路に関するものであ
る。
トグラインダ等の振動や衝撃を有する負荷を駆動する場
合に好適な電動機の速度異常検出回路に関するものであ
る。
B.発明の概要 本発明は、速度検出器を用いて速度制御される電動機
の速度異常検出回路において、 速度検出器の検出出力を使用しないで、設定速度と電
動機の検出電流と前もって知れる電動機の諸特性に基づ
いて算出した端子電圧の推定値を現在の端子電圧と比較
して、速度異常を検出することにより、 速度検出器を含めた速度制御系の異常を確実に検出で
きるようにしたものである。
の速度異常検出回路において、 速度検出器の検出出力を使用しないで、設定速度と電
動機の検出電流と前もって知れる電動機の諸特性に基づ
いて算出した端子電圧の推定値を現在の端子電圧と比較
して、速度異常を検出することにより、 速度検出器を含めた速度制御系の異常を確実に検出で
きるようにしたものである。
C.従来の技術 従来より、グラインダ等の負荷を直流電動機で駆動す
る場合、次のような速度制御系が用いられている。
る場合、次のような速度制御系が用いられている。
（１）電動機の端子電圧一定制御（AVR）に、IRドロッ
プ補償を付加することにより、砥石周速をほぼ一定に制
御する速度制御系。
プ補償を付加することにより、砥石周速をほぼ一定に制
御する速度制御系。
（２）砥石と同じ機械軸上に速度検出器を配置し、砥石
の速度を検出して設定速度との比較により速度制御（AS
R）を行う速度制御系。
の速度を検出して設定速度との比較により速度制御（AS
R）を行う速度制御系。
D.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の技術におけるグラインダ用
の電動機の速度制御系では、以下のことが問題点になっ
ていた。
の電動機の速度制御系では、以下のことが問題点になっ
ていた。
（１）の速度制御系では、速度検出器を使用しないの
で信頼性は高いものの、砥石周速の速度制御精度が悪
く、定出力特性を得ることがで困難であった。
で信頼性は高いものの、砥石周速の速度制御精度が悪
く、定出力特性を得ることがで困難であった。
（２）の速度制御系では、砥石周速の速度制御精度が
向上するものの、速度検出器（TG）を必要とし、この速
度検出器が砥石と同じ機械軸から非常に大きな振動を受
けるため、壊れ易く、巻線や速度検出器からの信号線に
断線が発生し易い。速度検出器に上記破壊や断線が起こ
ると、速度制御が不能となって暴走し、砥石が破壊し人
身事故に至るという重大な問題点を生じる。
向上するものの、速度検出器（TG）を必要とし、この速
度検出器が砥石と同じ機械軸から非常に大きな振動を受
けるため、壊れ易く、巻線や速度検出器からの信号線に
断線が発生し易い。速度検出器に上記破壊や断線が起こ
ると、速度制御が不能となって暴走し、砥石が破壊し人
身事故に至るという重大な問題点を生じる。
このため、第６図の速度検出器の速度異常検出回路の
基本形に示すように、設定速度と電動機101の速度検出
器102からの検出速度を比較し、その差が大きくなった
ら速度検出器異常と判断する検出回路103が考えられる
が、この回路103が有効なのは、速度検出器102の出力が
まったくなくなるか、速度検出信号線104が完全に断線
するなどの場合であって、速度検出器102内部巻線の一
部が断線したり、速度検出器102内部の整流用ダイオー
ドの一部が短絡・開放によって速度検出器102の出力電
圧が何割か変化するだけの故障までは確実に検出できな
い。なお、第６図の速度制御系では設定速度と速度検出
器102の検出速度が比較器105で比較され、その偏差出力
により速度制御装置106がサイリスタ107のゲートを制御
し、電動機101の速度制御を行う。
基本形に示すように、設定速度と電動機101の速度検出
器102からの検出速度を比較し、その差が大きくなった
ら速度検出器異常と判断する検出回路103が考えられる
が、この回路103が有効なのは、速度検出器102の出力が
まったくなくなるか、速度検出信号線104が完全に断線
するなどの場合であって、速度検出器102内部巻線の一
部が断線したり、速度検出器102内部の整流用ダイオー
ドの一部が短絡・開放によって速度検出器102の出力電
圧が何割か変化するだけの故障までは確実に検出できな
い。なお、第６図の速度制御系では設定速度と速度検出
器102の検出速度が比較器105で比較され、その偏差出力
により速度制御装置106がサイリスタ107のゲートを制御
し、電動機101の速度制御を行う。
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたも
ので、速度検出器はもちろんのこと、それを含めた速度
制御系の異常を信頼性良く確実に検出できるようにした
電動機の速度異常検出回路を提供することを目的とす
る。
ので、速度検出器はもちろんのこと、それを含めた速度
制御系の異常を信頼性良く確実に検出できるようにした
電動機の速度異常検出回路を提供することを目的とす
る。
E.問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するための本発明の電動機の速度異
常検出回路の構成は、 速度検出器を備えて設定速度に速度制御される電動機
の速度異常検出回路であって、 上記電動機の電流の検出部と、 上記電動機の現実の端子電圧の検出部と、 上記設定速度と上記電流並びに前もって知れる上記電
動機の速度垂下特性図、無負荷時の端子電圧の特性図お
よび負荷率に対する端子電圧の特性図に基づいて上記電
動機の端子電圧の推定値を演算する演算部と、 上記推定値と上記現実の端子電圧を比較して異常を検
出する比較判定部とを備えたことを特徴とする。
常検出回路の構成は、 速度検出器を備えて設定速度に速度制御される電動機
の速度異常検出回路であって、 上記電動機の電流の検出部と、 上記電動機の現実の端子電圧の検出部と、 上記設定速度と上記電流並びに前もって知れる上記電
動機の速度垂下特性図、無負荷時の端子電圧の特性図お
よび負荷率に対する端子電圧の特性図に基づいて上記電
動機の端子電圧の推定値を演算する演算部と、 上記推定値と上記現実の端子電圧を比較して異常を検
出する比較判定部とを備えたことを特徴とする。
F.作用 本発明は、速度検出信号（速度検出器出力）に注目せ
ず、設定速度と電動機の検出電流および前もって知れる
電動機の諸特性に基づいて推定演算した端子電圧の推定
値を現在の端子電圧の検出値と比較して、その差の大き
さにより速度検出器を含めた速度制御系の異常を判定し
検出する。上記異常の検出に、異常を起し易い速度検出
器の出力を用いないことが、検出の信頼性を高め、速度
検出器の異常検出を確実なものにする。また、電動機の
検出電流と現実の端子電圧をそのまま用いず、設定速度
と検出電流と電動機の諸特性に基づいて正常な端子電圧
を推定して現実の端子電圧と比較して異常を検出するこ
とが、あらゆる速度において裕度をもって正確、確実に
異常を検出可能にすると共に、電動機の垂下特性等に影
響されず、また速度制御系の異常をも検出可能とする。
ず、設定速度と電動機の検出電流および前もって知れる
電動機の諸特性に基づいて推定演算した端子電圧の推定
値を現在の端子電圧の検出値と比較して、その差の大き
さにより速度検出器を含めた速度制御系の異常を判定し
検出する。上記異常の検出に、異常を起し易い速度検出
器の出力を用いないことが、検出の信頼性を高め、速度
検出器の異常検出を確実なものにする。また、電動機の
検出電流と現実の端子電圧をそのまま用いず、設定速度
と検出電流と電動機の諸特性に基づいて正常な端子電圧
を推定して現実の端子電圧と比較して異常を検出するこ
とが、あらゆる速度において裕度をもって正確、確実に
異常を検出可能にすると共に、電動機の垂下特性等に影
響されず、また速度制御系の異常をも検出可能とする。
G.実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
本実施例は、電動機１の機械軸上に速度検出器２を設
け、その検出速度と設定速度を比較器３で比較し、その
偏差出力により速度制御装置（ASR）４でサイリスタ５
のゲートを制御して、電動機１を設定速度に制御する速
度制御系に適用した場合を示している。６は速度異常検
出回路である。
本実施例は、電動機１の機械軸上に速度検出器２を設
け、その検出速度と設定速度を比較器３で比較し、その
偏差出力により速度制御装置（ASR）４でサイリスタ５
のゲートを制御して、電動機１を設定速度に制御する速
度制御系に適用した場合を示している。６は速度異常検
出回路である。
速度異常検出回路６は、電動機１の電流検出部７と、
電動機１の現実の端子電圧の検出部８と、設定速度と電
流検出部７の検出電流を入力として電動機の諸特性に基
づいて電動機の端子電圧の推定演算を行いその推定値を
算出する演算部９と、この推定値と現実の端子電圧を比
較しその差の大きさにより速度異常を判定する比較判定
部10とから成る。
電動機１の現実の端子電圧の検出部８と、設定速度と電
流検出部７の検出電流を入力として電動機の諸特性に基
づいて電動機の端子電圧の推定演算を行いその推定値を
算出する演算部９と、この推定値と現実の端子電圧を比
較しその差の大きさにより速度異常を判定する比較判定
部10とから成る。
第２図は演算部と比較判定部をシーケンサで実現した
実施例の構成を示しており、シーケンサ11は演算部９と
比較判定部10を機能手段として有している。演算部９
は、設定速度Ｎ＊から無負荷端子電圧Ｅを演算する第１
の演算手段9aと、この電圧Ｅと電流検出部７の負荷率を
示す検出電流Ia（０〜100％Ａ）からその負荷時におけ
る電動機の端子電圧の推定値Va＊を演算する第２の演算
手段9bから成る。比較判定部10は、上記端子電圧のそ推
定値Va＊と現実の端子電圧値Vaを比較する比較手段10a
と、その差出力を所定の値と比較しその大小によって速
度異常を判定する比較判定手段10bから成る。図では省
略しているが、各部9,10はA/D変換部を備えており、上
記演算や比較動作はデジタル処理で行われる。上記の構
成によって電動機の速度異常は瞬時に検出できるわけで
あるが、過渡的な瞬時の誤動作が考えられる場合には、
１秒程度のタイマ12を備えて１秒程度以下の検出信号は
異常としないようにすることもできる。
実施例の構成を示しており、シーケンサ11は演算部９と
比較判定部10を機能手段として有している。演算部９
は、設定速度Ｎ＊から無負荷端子電圧Ｅを演算する第１
の演算手段9aと、この電圧Ｅと電流検出部７の負荷率を
示す検出電流Ia（０〜100％Ａ）からその負荷時におけ
る電動機の端子電圧の推定値Va＊を演算する第２の演算
手段9bから成る。比較判定部10は、上記端子電圧のそ推
定値Va＊と現実の端子電圧値Vaを比較する比較手段10a
と、その差出力を所定の値と比較しその大小によって速
度異常を判定する比較判定手段10bから成る。図では省
略しているが、各部9,10はA/D変換部を備えており、上
記演算や比較動作はデジタル処理で行われる。上記の構
成によって電動機の速度異常は瞬時に検出できるわけで
あるが、過渡的な瞬時の誤動作が考えられる場合には、
１秒程度のタイマ12を備えて１秒程度以下の検出信号は
異常としないようにすることもできる。
以上のように構成した実施例の作用を述べる。第２図
は、内部シグナルフローをも示している。この内部シグ
ナルフローにおいては、第３図，第４図，第５図に示す
電動機の諸特性に基づいて演算が行われる。第３図はグ
ラインダ駆動用の電動機の速度垂下特性図、第４図はそ
の回転速度対無負荷電圧特性図、第５図はその負荷率対
端子電圧特性図である。第４図および第５図はいずれの
場合も定格負荷時の界磁電流（If）に固定した場合を示
している。グラインダ駆動用の直流電動機では、速度制
御系の安定のために、負荷トルクが増えたときに、回転
速度を下げる特性即ち第３図に示すIf−速度曲線ＡをＢ
のようにする速度垂下特性を大きく持たせている。この
ため、電動機の端子電圧の推定演算は、第２図に示すよ
うに行われる。
は、内部シグナルフローをも示している。この内部シグ
ナルフローにおいては、第３図，第４図，第５図に示す
電動機の諸特性に基づいて演算が行われる。第３図はグ
ラインダ駆動用の電動機の速度垂下特性図、第４図はそ
の回転速度対無負荷電圧特性図、第５図はその負荷率対
端子電圧特性図である。第４図および第５図はいずれの
場合も定格負荷時の界磁電流（If）に固定した場合を示
している。グラインダ駆動用の直流電動機では、速度制
御系の安定のために、負荷トルクが増えたときに、回転
速度を下げる特性即ち第３図に示すIf−速度曲線ＡをＢ
のようにする速度垂下特性を大きく持たせている。この
ため、電動機の端子電圧の推定演算は、第２図に示すよ
うに行われる。
まず、第１の演算手段9aにおいて入力された設定速度
信号（例えば５〜10Vのレベル信号）を設定速度値（900
〜1800rpm）Ｎ＊にデジタル変換し、その回転速度Ｎ＊
における無負荷時の端子電圧Ｅを第４図の特性図に基づ
いて式（１）により算出する。
信号（例えば５〜10Vのレベル信号）を設定速度値（900
〜1800rpm）Ｎ＊にデジタル変換し、その回転速度Ｎ＊
における無負荷時の端子電圧Ｅを第４図の特性図に基づ
いて式（１）により算出する。
次に、第２の演算手段において入力された検出電流信
号（例えば０〜100％Ａに対応した０〜−2.5V）を負荷
率（０〜100％Ａ）Iaにデジタル変換し、その負荷率Ia
における端子電圧の推定値Va＊を上記無負荷時の端子電
圧Ｅと第５図の特性図に基づいて、式（２）により算出
する。
号（例えば０〜100％Ａに対応した０〜−2.5V）を負荷
率（０〜100％Ａ）Iaにデジタル変換し、その負荷率Ia
における端子電圧の推定値Va＊を上記無負荷時の端子電
圧Ｅと第５図の特性図に基づいて、式（２）により算出
する。
この後、比較判定部10において現実の端子電圧の検出
信号（例えば０〜8V）を現実の端子電圧（０〜440V）Va
にデジタル変換し、前述した比較判定を行って速度異常
を検出する。速度検出器に異常が起これば、速度制御装
置による速度制御が正常に働かず、現実の端子電圧の変
化となって表れるので速度検出器の異常が検出可能であ
る。また、端子電圧により異常検出を行っているので、
それ以外の速度制御系の異常も検出可能になる。以上の
速度異常検出では、壊れやすく断線の発生し易い速度検
出器の速度検出信号を使用しないので、検出の信頼性が
向上する。
信号（例えば０〜8V）を現実の端子電圧（０〜440V）Va
にデジタル変換し、前述した比較判定を行って速度異常
を検出する。速度検出器に異常が起これば、速度制御装
置による速度制御が正常に働かず、現実の端子電圧の変
化となって表れるので速度検出器の異常が検出可能であ
る。また、端子電圧により異常検出を行っているので、
それ以外の速度制御系の異常も検出可能になる。以上の
速度異常検出では、壊れやすく断線の発生し易い速度検
出器の速度検出信号を使用しないので、検出の信頼性が
向上する。
なお、上記実施例では演算部と比較版底部はデジタル
演算により行う例を示したが、アナログ値による演算を
行っても良いことはもちろんのことである。また、電流
の検出部は低抵抗を介設してその電圧降下を検出しても
良いし、サイリスタ側の交流側においてカレントトラン
スを使用して入力電流を検出し、電動機の電流に換算し
ても良い。このように、本発明はその主旨に沿って種々
に応用され、種々の実施態様を取り得るものである。
演算により行う例を示したが、アナログ値による演算を
行っても良いことはもちろんのことである。また、電流
の検出部は低抵抗を介設してその電圧降下を検出しても
良いし、サイリスタ側の交流側においてカレントトラン
スを使用して入力電流を検出し、電動機の電流に換算し
ても良い。このように、本発明はその主旨に沿って種々
に応用され、種々の実施態様を取り得るものである。
H.発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明の電動機の速度
異常検出回路によれば、以下のような効果を奏する。
異常検出回路によれば、以下のような効果を奏する。
（１）異常をほぼ瞬時に検出し、グラインダ砥石などの
負荷の暴走を未然に防止できる。
負荷の暴走を未然に防止できる。
（２）速度検出器の出力を使わない検出方式なので、速
度検出器の出力が完全に零になる故障のみならず、出力
が何割か変化する故障まで確実に検出できる。また、検
出の信頼性が向上する。
度検出器の出力が完全に零になる故障のみならず、出力
が何割か変化する故障まで確実に検出できる。また、検
出の信頼性が向上する。
（３）電動機の速度垂下特性が大きくても影響を受けな
い。
い。
（４）速度検出器の異常だけでなく、速度制御系（ASR
系）の異常も検出できる。
系）の異常も検出できる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
演算部と比較判定部の構成と内部シグナルフローを示す
図、第３図，第４図，第５図は電動機の特性図、第６図
は基本形の速度検出器異常検出回路図である。 １……電動機、２……速度検出器、６……速度異常検出
回路、７……電流検出部、８……現実の端子電圧の検出
部、９……演算部、10……比較判定部。
演算部と比較判定部の構成と内部シグナルフローを示す
図、第３図，第４図，第５図は電動機の特性図、第６図
は基本形の速度検出器異常検出回路図である。 １……電動機、２……速度検出器、６……速度異常検出
回路、７……電流検出部、８……現実の端子電圧の検出
部、９……演算部、10……比較判定部。
Claims (1)
- 【請求項１】速度検出器を備えて設定速度に速度制御さ
れる電動機の速度異常検出回路であって、 上記電動機の電流の検出部と、 上記電動機の現実の端子電圧の検出部と、 上記設定速度と上記電流並びに前もって知れる上記電動
機の速度垂下特性図、無負荷時の端子電圧の特性図およ
び負荷率に対する端子電圧の特性図に基づいて上記電動
機の端子電圧の推定値を演算する演算部と、 上記推定値と上記現実の端子電圧を比較して異常を検出
する比較判定部とを備えたことを特徴とする電動機の速
度異常検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302142A JP2551058B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 電動機の速度異常検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302142A JP2551058B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 電動機の速度異常検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144380A JPH01144380A (ja) | 1989-06-06 |
| JP2551058B2 true JP2551058B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=17905412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62302142A Expired - Lifetime JP2551058B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 電動機の速度異常検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551058B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980015274A (ko) * | 1996-08-20 | 1998-05-25 | 김광호 | 모터의 이상상태 감지장치 및 이상상태 감지방법 |
| JP4928850B2 (ja) * | 2006-06-28 | 2012-05-09 | 株式会社東芝 | 回転機制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5330722A (en) * | 1976-07-19 | 1978-03-23 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Control system for dc motor |
| JPS6066681A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | モ−タ駆動制御装置の異常検出回路 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62302142A patent/JP2551058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01144380A (ja) | 1989-06-06 |
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