JP2745166B2 - サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置 - Google Patents
サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置Info
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- JP2745166B2 JP2745166B2 JP3120506A JP12050691A JP2745166B2 JP 2745166 B2 JP2745166 B2 JP 2745166B2 JP 3120506 A JP3120506 A JP 3120506A JP 12050691 A JP12050691 A JP 12050691A JP 2745166 B2 JP2745166 B2 JP 2745166B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パワートランジスタ
及びサーボモータの熱モデルに基づいて発熱による損傷
を防止することができるサーボアンプ及びサーボモータ
の駆動制御装置に関する。
及びサーボモータの熱モデルに基づいて発熱による損傷
を防止することができるサーボアンプ及びサーボモータ
の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来のサーボアンプ及びサーボモ
ータの駆動制御装置を示すブロック回路図、図９は図８
のパワートランジスタの熱保護を示す熱モデル図、図１
０は図８のサーボモータの熱保護を示す熱モデル図、図
１１は図８の制御部の保護曲線によりパワートランジス
タ及びサーボモータを熱保護する説明図、図１２は階段
状の保護曲線によりパワートランジスタ及びサーボアン
プを熱保護する説明図である。図に於いて、１００は３
相のＡＣ入力を平滑して直流に変換するコンバータ、１
０１は６個のパワートランジスタと同数のフライホイー
ルダイオード等からなるインバータで、制御（後述説
明）の指令によりコンバータ１００からの直流分をスイ
ッチングしてサーボーモータ（後述説明）を駆動させ
る。１０２はＵ，Ｖ，Ｗ相及び回転子が永久磁石等から
なるサーボモータ（同期モータ）である。１０３はイン
バータ１０１からサーボモータ１０２のＵ相及びＶ相に
流れる電流値を検出する電流センサである。１０４はサ
ーボモータ３の回転速度及び回転位置（回転角度）を検
出するエンコーダ、１０５はＣＰＵ（メモリを含む）、
エンコーダインターフェース、Ａ／Ｄ変換器、ベース駆
動回路及びＣＰＵ周辺素子等からなる制御部で、電流セ
ンサ１０３及びエンコーダー１０４からの検出値に基づ
いてメモリに格納された制御プログラムによりインバー
タ１０１を駆動制御する。尚、モータ制御プログラムは
インバータ１０１の各パワートランジスタの熱モデル
（流れる電流に対応して発熱量を換算し、その発熱量が
大きい場合に熱保護するモデル図）及びサーボモータ１
０２の熱モデルに基づいて熱保護するためにインバータ
１０１の各パワートランジスタの駆動を停止するための
遮断時間が設定されている。
ータの駆動制御装置を示すブロック回路図、図９は図８
のパワートランジスタの熱保護を示す熱モデル図、図１
０は図８のサーボモータの熱保護を示す熱モデル図、図
１１は図８の制御部の保護曲線によりパワートランジス
タ及びサーボモータを熱保護する説明図、図１２は階段
状の保護曲線によりパワートランジスタ及びサーボアン
プを熱保護する説明図である。図に於いて、１００は３
相のＡＣ入力を平滑して直流に変換するコンバータ、１
０１は６個のパワートランジスタと同数のフライホイー
ルダイオード等からなるインバータで、制御（後述説
明）の指令によりコンバータ１００からの直流分をスイ
ッチングしてサーボーモータ（後述説明）を駆動させ
る。１０２はＵ，Ｖ，Ｗ相及び回転子が永久磁石等から
なるサーボモータ（同期モータ）である。１０３はイン
バータ１０１からサーボモータ１０２のＵ相及びＶ相に
流れる電流値を検出する電流センサである。１０４はサ
ーボモータ３の回転速度及び回転位置（回転角度）を検
出するエンコーダ、１０５はＣＰＵ（メモリを含む）、
エンコーダインターフェース、Ａ／Ｄ変換器、ベース駆
動回路及びＣＰＵ周辺素子等からなる制御部で、電流セ
ンサ１０３及びエンコーダー１０４からの検出値に基づ
いてメモリに格納された制御プログラムによりインバー
タ１０１を駆動制御する。尚、モータ制御プログラムは
インバータ１０１の各パワートランジスタの熱モデル
（流れる電流に対応して発熱量を換算し、その発熱量が
大きい場合に熱保護するモデル図）及びサーボモータ１
０２の熱モデルに基づいて熱保護するためにインバータ
１０１の各パワートランジスタの駆動を停止するための
遮断時間が設定されている。
【０００３】１０６は各パワートランジスタが動作して
いるときに発生する発熱量Ｗｔｒ、１０７，１１０は各
パワートランジスタの冷却部（フィン等）の仮想熱容量
Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２、１０８，１１１は各パワートラン
ジスタの冷却部の仮想熱抵抗Ｒｔｈ１，Ｒｔｈ２であ
る。１０９は各パワートランジスタの発熱量Ｗｔｒと仮
想熱容量Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２並びに仮想熱抵抗Ｒｔｈ
１，Ｒｔｈ２により生ずる温度とアラーム温度（基準温
度）とを比較してアラーム温度より大きい場合にアラー
ムを出力するコンパレータ部である。１１２は各コンパ
レータ部１０９からのアラームをＯＲ出力するＯＲ出力
部である。１１３はサーボモータ１０２から発生する発
熱量Ｗｍ、１１４はサーボモータ１０２の熱容量Ｃｍ、
１１５はサーボモータ１０２の熱抵抗Ｒｍである。
いるときに発生する発熱量Ｗｔｒ、１０７，１１０は各
パワートランジスタの冷却部（フィン等）の仮想熱容量
Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２、１０８，１１１は各パワートラン
ジスタの冷却部の仮想熱抵抗Ｒｔｈ１，Ｒｔｈ２であ
る。１０９は各パワートランジスタの発熱量Ｗｔｒと仮
想熱容量Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２並びに仮想熱抵抗Ｒｔｈ
１，Ｒｔｈ２により生ずる温度とアラーム温度（基準温
度）とを比較してアラーム温度より大きい場合にアラー
ムを出力するコンパレータ部である。１１２は各コンパ
レータ部１０９からのアラームをＯＲ出力するＯＲ出力
部である。１１３はサーボモータ１０２から発生する発
熱量Ｗｍ、１１４はサーボモータ１０２の熱容量Ｃｍ、
１１５はサーボモータ１０２の熱抵抗Ｒｍである。
【０００４】１１６はサーボモータ１０２に定格電流よ
りも多く流れたときにサーボモータ１０２の焼損等を防
止するために電流遮断時間（保護動作時間ｓｅｃ）をプ
ロットしたサーボモータの熱限時曲線、１１７はパワー
トランジスタに定格電流よりも多く流れたときにパワー
トランジスタの焼損等を防止する為に電流遮断時間をプ
ロットしたパワートランジスタの熱限時曲線である。１
１８，１１９は図６のパワートランジスタの熱モデル及
び図７のサーボモータの熱モデルに基づいて得られた保
護曲線で、この保護曲線に基づいた制御プログラムによ
りインバータ１０１を制御してサーボモータ１０２が駆
動される。１２０は上記保護曲線１１８，１１９とは別
に予め階段上の保護動作時間の制御プログラムにより設
定された保護曲線である。サーボモータの熱限時曲線１
１６はサーボモータの発熱量Ｗｍに基づいて（定格電流
以上の場合）予め定められたものである。又、パワート
ランジスタの熱限時曲線１１７もパワートランジスタの
発熱量に基づいて予め定められたものである。尚、図９
は２つの熱時定数（Ｃｔｈ１，Ｒｔｈ１及びＣｔｈ２，
Ｒｔｈ２）に対して同一のパワートランジスタの熱容量
Ｗｔｒ１０６が入力した時の熱モデル図で、どちらか一
方の熱時定数をもつ熱モデルがアラームレベル以上であ
る時にコンパレータ部１０９からアラーム信号が出力さ
れる。
りも多く流れたときにサーボモータ１０２の焼損等を防
止するために電流遮断時間（保護動作時間ｓｅｃ）をプ
ロットしたサーボモータの熱限時曲線、１１７はパワー
トランジスタに定格電流よりも多く流れたときにパワー
トランジスタの焼損等を防止する為に電流遮断時間をプ
ロットしたパワートランジスタの熱限時曲線である。１
１８，１１９は図６のパワートランジスタの熱モデル及
び図７のサーボモータの熱モデルに基づいて得られた保
護曲線で、この保護曲線に基づいた制御プログラムによ
りインバータ１０１を制御してサーボモータ１０２が駆
動される。１２０は上記保護曲線１１８，１１９とは別
に予め階段上の保護動作時間の制御プログラムにより設
定された保護曲線である。サーボモータの熱限時曲線１
１６はサーボモータの発熱量Ｗｍに基づいて（定格電流
以上の場合）予め定められたものである。又、パワート
ランジスタの熱限時曲線１１７もパワートランジスタの
発熱量に基づいて予め定められたものである。尚、図９
は２つの熱時定数（Ｃｔｈ１，Ｒｔｈ１及びＣｔｈ２，
Ｒｔｈ２）に対して同一のパワートランジスタの熱容量
Ｗｔｒ１０６が入力した時の熱モデル図で、どちらか一
方の熱時定数をもつ熱モデルがアラームレベル以上であ
る時にコンパレータ部１０９からアラーム信号が出力さ
れる。
【０００５】従来のサーボアンプ及びサーボモータの駆
動制御装置は上記のように構成されており、図１３はＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作により変動するパワートランジスタの発
熱量の説明図、図１４は図８の動作を示す説明図であ
り、先ず、図１３のパワートランジスタの発熱量から説
明する。
動制御装置は上記のように構成されており、図１３はＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作により変動するパワートランジスタの発
熱量の説明図、図１４は図８の動作を示す説明図であ
り、先ず、図１３のパワートランジスタの発熱量から説
明する。
【０００６】図に於いて、パワートランジスタの発熱量
は一般的にスイッチングの発熱量ＷｓｗとスイッチＯＮ
時の発熱量Ｗｏｎとに分けることができる。そして、ス
イッチングの発熱量Ｗｓｗはパワートランジスタの動作
時のスイッチオン時間ｔｏｎ及び停止時のスイッチオフ
時間ｏｆｆに於いて電流の変動がないものとし、且つ、
パワートランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅ
及びコレクタ電流Ｉｃと仮定すると、Ｗｓｗ＝１／２Ｅ
Ｉ（ｔｏｎ１＋ｔｏｎ２＋ｔｏｆｆ１＋ｔｏｆｆ２）ｆ
＝１／２ＥＩ（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）ｆの関係式が得られ
る。尚、Ｅはスイッチングにより得られる電圧レベル、
Ｉはスイッチングにより得られる電流レベルである。こ
こで、ｔｏｎ１はパワートランジスタのコレクタ電流が
一定値になるまでの立ち上がり時間、ｔｏｎ２はスイッ
チＯＮ時によりコレクタ電圧が一定値に下降するまでの
立ち下がり時間、ｔｏｆｆ１はスイッチＯＦＦ時に於け
るパワートランジスタのコレクタ電圧が一定値に上昇す
るまでの立ち上がり時間、ｔｏｆｆ２はスイッチＯＦＦ
時に於けるコレクタ電流がコレクタ電流が一定値に下降
するまでの時間立ち下がり時間、ｆはバワートランジス
タをＯＮ／ＯＦＦするスイッチング周波数（ｆは一般的
に一定値である）である。上式に於いて、ｔｏｎ（ｔｏ
ｎ１＋ｔｏｎ２）時間及びｔｏｆｆ（ｔｏｆｆ１＋ｔｏ
ｆｆ２）時間が微小で直流電流Ｉに影響を与えなければ
スイッチングの発熱量Ｗｓｗは直流電流Ｉに比例する。
又、スイッチＯＮ時の発熱量ＷｏｎはスイッチＯＮ時の
パワートランジスタのＯＮ電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）が電流
に無関係に一定であると仮定すると、スイッチＯＮ時の
発熱量Ｗｏｎ＝Ｖｃｅ（ｓａｔ）Ｉになり直流電流Ｉに
比例する。又、この他に、パワートランスタ以外の発熱
量はパワートランジスタと並列に接続されたフライホイ
ールダイオードの発熱量もあるが微小であり、上記パワ
ートランジスタの発熱量と同様に直流電流Ｉに比例す
る。一方、サーボモータ１０２の発熱量Ｗｍには銅損、
鉄損、機械損等があるが、その発熱量の殆どが銅損によ
るものであり、従って、サーボモータ１０２の発熱量Ｗ
ｍは直流電流の２乗に比例し、Ｗｍ＝３ＲＩ２ （Ｒは
モータの相抵抗）の関係式が得られる。
は一般的にスイッチングの発熱量ＷｓｗとスイッチＯＮ
時の発熱量Ｗｏｎとに分けることができる。そして、ス
イッチングの発熱量Ｗｓｗはパワートランジスタの動作
時のスイッチオン時間ｔｏｎ及び停止時のスイッチオフ
時間ｏｆｆに於いて電流の変動がないものとし、且つ、
パワートランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅ
及びコレクタ電流Ｉｃと仮定すると、Ｗｓｗ＝１／２Ｅ
Ｉ（ｔｏｎ１＋ｔｏｎ２＋ｔｏｆｆ１＋ｔｏｆｆ２）ｆ
＝１／２ＥＩ（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）ｆの関係式が得られ
る。尚、Ｅはスイッチングにより得られる電圧レベル、
Ｉはスイッチングにより得られる電流レベルである。こ
こで、ｔｏｎ１はパワートランジスタのコレクタ電流が
一定値になるまでの立ち上がり時間、ｔｏｎ２はスイッ
チＯＮ時によりコレクタ電圧が一定値に下降するまでの
立ち下がり時間、ｔｏｆｆ１はスイッチＯＦＦ時に於け
るパワートランジスタのコレクタ電圧が一定値に上昇す
るまでの立ち上がり時間、ｔｏｆｆ２はスイッチＯＦＦ
時に於けるコレクタ電流がコレクタ電流が一定値に下降
するまでの時間立ち下がり時間、ｆはバワートランジス
タをＯＮ／ＯＦＦするスイッチング周波数（ｆは一般的
に一定値である）である。上式に於いて、ｔｏｎ（ｔｏ
ｎ１＋ｔｏｎ２）時間及びｔｏｆｆ（ｔｏｆｆ１＋ｔｏ
ｆｆ２）時間が微小で直流電流Ｉに影響を与えなければ
スイッチングの発熱量Ｗｓｗは直流電流Ｉに比例する。
又、スイッチＯＮ時の発熱量ＷｏｎはスイッチＯＮ時の
パワートランジスタのＯＮ電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）が電流
に無関係に一定であると仮定すると、スイッチＯＮ時の
発熱量Ｗｏｎ＝Ｖｃｅ（ｓａｔ）Ｉになり直流電流Ｉに
比例する。又、この他に、パワートランスタ以外の発熱
量はパワートランジスタと並列に接続されたフライホイ
ールダイオードの発熱量もあるが微小であり、上記パワ
ートランジスタの発熱量と同様に直流電流Ｉに比例す
る。一方、サーボモータ１０２の発熱量Ｗｍには銅損、
鉄損、機械損等があるが、その発熱量の殆どが銅損によ
るものであり、従って、サーボモータ１０２の発熱量Ｗ
ｍは直流電流の２乗に比例し、Ｗｍ＝３ＲＩ２ （Ｒは
モータの相抵抗）の関係式が得られる。
【０００７】次にインバータ及びサーボモータの動作を
説明する。先ず、制御部１０５からのスイッチング指令
により、例えば、インバータ１０１がパワートランジス
タ１０１ａ，１０１ｅ，１０１ｆをオンさせると、図１
４に示すようにパワートランジスタ１０１ａからサーボ
モータ１０２のＵ相を介して電流がＷ相及びＶ相に分流
し、その分流した電流がパワートランジスタ１０１ｅ，
１０１ｆを介して流れ、サーボモータ１０２のＵ相，Ｖ
相，Ｗ相に流れる電流は図１４に示すように位相差（θ
０，θ２，θ３）をもってサーボモータ１０２を回転さ
せる。そして、制御部１０５は順次にパワートランジス
タをＯＮさせてサーボモータ１０２の回転子を連続して
回転させるようにする。
説明する。先ず、制御部１０５からのスイッチング指令
により、例えば、インバータ１０１がパワートランジス
タ１０１ａ，１０１ｅ，１０１ｆをオンさせると、図１
４に示すようにパワートランジスタ１０１ａからサーボ
モータ１０２のＵ相を介して電流がＷ相及びＶ相に分流
し、その分流した電流がパワートランジスタ１０１ｅ，
１０１ｆを介して流れ、サーボモータ１０２のＵ相，Ｖ
相，Ｗ相に流れる電流は図１４に示すように位相差（θ
０，θ２，θ３）をもってサーボモータ１０２を回転さ
せる。そして、制御部１０５は順次にパワートランジス
タをＯＮさせてサーボモータ１０２の回転子を連続して
回転させるようにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のサ
ーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置では、図１
１及び図１２に示すように保護すべき熱限時曲線に対し
て熱モデルに基づいて得られた保護曲線との間が非常に
近くなり熱保護の余裕の少ないａ点及び保護すべき熱限
時曲線に対して熱モデルに基づいた得られた保護曲線と
の間が非常に離れて過保護ぎみになるｂ点を有して相似
した保護曲線が得られないという問題があった。
ーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置では、図１
１及び図１２に示すように保護すべき熱限時曲線に対し
て熱モデルに基づいて得られた保護曲線との間が非常に
近くなり熱保護の余裕の少ないａ点及び保護すべき熱限
時曲線に対して熱モデルに基づいた得られた保護曲線と
の間が非常に離れて過保護ぎみになるｂ点を有して相似
した保護曲線が得られないという問題があった。
【０００９】又、図１４に示すように位相角度θ１の位
置で停止して高トルクの電流を出力する場合、Ｕ相に流
れる電流値が通常の回転時の電流値と比べて２１／２倍
の電流が流れ、従って、Ｕ相巻線には（２１／２）２＝
２倍の電力が発生して図１１及び図１２の保護曲線では
熱保護に対応することができないという問題があった。
置で停止して高トルクの電流を出力する場合、Ｕ相に流
れる電流値が通常の回転時の電流値と比べて２１／２倍
の電流が流れ、従って、Ｕ相巻線には（２１／２）２＝
２倍の電力が発生して図１１及び図１２の保護曲線では
熱保護に対応することができないという問題があった。
【００１０】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、いかなる条件に於いてもパワートラン
ジスタ及びサーボモータの熱保護をするために、全ての
電流使用領域に対して保護すべき熱限時曲線に相似した
保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモータの熱保
護ができるサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装
置を得ることを目的とする。
なされたもので、いかなる条件に於いてもパワートラン
ジスタ及びサーボモータの熱保護をするために、全ての
電流使用領域に対して保護すべき熱限時曲線に相似した
保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモータの熱保
護ができるサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装
置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るサーボア
ンプ及びサーボモータの駆動制御装置は、サーボモータ
の回転速度及び回転角度を検出するエンコーダと、前記
サーボモータに流れる電流値を検出する電流センサと、
前記サーボモータを駆動し、パワートランジスタを有す
るサーボアンプと、前記電流センサにより検出された前
記電流値及び前記エンコーダーからの検出値に基づいて
サーボアンプを制御する制御部を備え、前記制御部は、
前記パワートランジスタの熱モデル及びサーボモータの
熱モデルに基づいて定めた保護曲線に基づいて前記サー
ボアンプを制御するサーボアンプ及びサーボモータの駆
動制御装置において、前記熱モデルは、前記電流センサ
から検出された電流値に基づいて算出された前記パワー
トランジスタの発熱量と、前記パワートランジスタの熱
抵抗並びに前記パワートランジスタの放熱用フィンの熱
抵抗及び熱容量からなり、前記保護曲線に基づいて前記
パワートランジスタの発熱温度を算出する熱モデル温度
算出手段と、この熱モデル温度算出手段により算出され
た温度が予め定められた温度以上のときにアラーム信号
を出力するアラーム信号出力手段と、このアラーム信号
出力手段からのアラーム信号を一定時間計数し、この値
が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモー
タの駆動を停止させる熱保護制御手段とを備える。
ンプ及びサーボモータの駆動制御装置は、サーボモータ
の回転速度及び回転角度を検出するエンコーダと、前記
サーボモータに流れる電流値を検出する電流センサと、
前記サーボモータを駆動し、パワートランジスタを有す
るサーボアンプと、前記電流センサにより検出された前
記電流値及び前記エンコーダーからの検出値に基づいて
サーボアンプを制御する制御部を備え、前記制御部は、
前記パワートランジスタの熱モデル及びサーボモータの
熱モデルに基づいて定めた保護曲線に基づいて前記サー
ボアンプを制御するサーボアンプ及びサーボモータの駆
動制御装置において、前記熱モデルは、前記電流センサ
から検出された電流値に基づいて算出された前記パワー
トランジスタの発熱量と、前記パワートランジスタの熱
抵抗並びに前記パワートランジスタの放熱用フィンの熱
抵抗及び熱容量からなり、前記保護曲線に基づいて前記
パワートランジスタの発熱温度を算出する熱モデル温度
算出手段と、この熱モデル温度算出手段により算出され
た温度が予め定められた温度以上のときにアラーム信号
を出力するアラーム信号出力手段と、このアラーム信号
出力手段からのアラーム信号を一定時間計数し、この値
が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモー
タの駆動を停止させる熱保護制御手段とを備える。
【００１２】又、サーボモータの回転速度及び回転角度
を検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電
流値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、前
記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値に
基づいて算出された前記サーボモータの各相毎の発熱量
と、前記サーボモータの各相毎の固定子巻線の熱抵抗並
びに前記サーボモータの各相毎の固定子巻線以外の熱抵
抗及び熱容量からなり、前記保護曲線に基づいて前記サ
ーボモータの各相毎の発熱温度を算出する熱モデル温度
算出手段と、この熱モデル温度算出手段により算出され
た温度が予め定められた温度以上のときにアラーム信号
を出力するアラーム信号出力手段と、このアラーム信号
出力手段からのアラーム信号を一定時間計数し、この値
が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモー
タの駆動を停止させる熱保護制御手段とを備える。
を検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電
流値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、前
記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値に
基づいて算出された前記サーボモータの各相毎の発熱量
と、前記サーボモータの各相毎の固定子巻線の熱抵抗並
びに前記サーボモータの各相毎の固定子巻線以外の熱抵
抗及び熱容量からなり、前記保護曲線に基づいて前記サ
ーボモータの各相毎の発熱温度を算出する熱モデル温度
算出手段と、この熱モデル温度算出手段により算出され
た温度が予め定められた温度以上のときにアラーム信号
を出力するアラーム信号出力手段と、このアラーム信号
出力手段からのアラーム信号を一定時間計数し、この値
が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモー
タの駆動を停止させる熱保護制御手段とを備える。
【００１３】又、サーボモータの回転速度及び回転角度
を検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電
流値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、前
記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値に
基づいて算出された前記パワートランジスタの前記サー
ボモータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発
熱量と、前記サーボモータの各相に対応した前記パワー
トランジスタ毎の熱抵抗並びに前記パワートランジスタ
毎の放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量からなり、前記保
護曲線に基づいて前記パワートランジスタの前記サーボ
モータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発熱
温度を算出する熱モデル温度算出手段と、この熱モデル
温度算出手段により算出された温度が予め定められた温
度以上のときにアラーム信号を出力するアラーム信号出
力手段と、このアラーム信号出力手段からのアラーム信
号を一定時間計数し、この値が予め設定された値よりも
大きい場合に前記サーボモータの駆動を停止させる熱保
護制御手段とを備える。
を検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電
流値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、前
記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値に
基づいて算出された前記パワートランジスタの前記サー
ボモータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発
熱量と、前記サーボモータの各相に対応した前記パワー
トランジスタ毎の熱抵抗並びに前記パワートランジスタ
毎の放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量からなり、前記保
護曲線に基づいて前記パワートランジスタの前記サーボ
モータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発熱
温度を算出する熱モデル温度算出手段と、この熱モデル
温度算出手段により算出された温度が予め定められた温
度以上のときにアラーム信号を出力するアラーム信号出
力手段と、このアラーム信号出力手段からのアラーム信
号を一定時間計数し、この値が予め設定された値よりも
大きい場合に前記サーボモータの駆動を停止させる熱保
護制御手段とを備える。
【００１４】又、エンコーダからの入力信号に基づいて
サーボモータの停止又は超低速を検出したときに前記パ
ワートランジスタの発熱量に対して切り換え指令を出力
するサーボモータ停止検出部を備え、このサーボモータ
停止検出部からの切り換え指令により、前記電流センサ
から検出された電流値に基づいて算出された前記パワー
トランジスタの発熱量に対して一定倍したものである。
サーボモータの停止又は超低速を検出したときに前記パ
ワートランジスタの発熱量に対して切り換え指令を出力
するサーボモータ停止検出部を備え、このサーボモータ
停止検出部からの切り換え指令により、前記電流センサ
から検出された電流値に基づいて算出された前記パワー
トランジスタの発熱量に対して一定倍したものである。
【００１５】又、アラーム信号出力手段からのアラーム
信号を、予め定められた時間だけ遅延させて出力する遅
延手段を備える。
信号を、予め定められた時間だけ遅延させて出力する遅
延手段を備える。
【００１６】
【作用】本発明に於いては、熱モデル温度算出手段によ
り、パワートランジスタの発熱量と、パワートランジス
タの熱抵抗並びにパワートランジスタの放熱用フィンの
熱抵抗及び熱容量からなる熱モデルに基づいて定めた保
護曲線に基づいて、パワートランジスタの発熱温度を算
出し、アラーム信号出力手段に出力する。アラーム信号
出力手段は、その発熱温度が所定の温度以上であるとア
ラーム信号を熱保護制御手段に出力し、熱保護制御手段
はそのアラーム信号を一定時間において計数しこの値が
予め設定された値よりも大きい場合にパワートランジス
タをオフしてサーボモータを停止させる。
り、パワートランジスタの発熱量と、パワートランジス
タの熱抵抗並びにパワートランジスタの放熱用フィンの
熱抵抗及び熱容量からなる熱モデルに基づいて定めた保
護曲線に基づいて、パワートランジスタの発熱温度を算
出し、アラーム信号出力手段に出力する。アラーム信号
出力手段は、その発熱温度が所定の温度以上であるとア
ラーム信号を熱保護制御手段に出力し、熱保護制御手段
はそのアラーム信号を一定時間において計数しこの値が
予め設定された値よりも大きい場合にパワートランジス
タをオフしてサーボモータを停止させる。
【００１７】又、熱モデル温度算出手段により、サーボ
モータの各相毎の発熱量と、前記サーボモータの各相毎
の固定子巻線の熱抵抗並びに前記サーボモータの各相毎
の固定子巻線以外の熱抵抗及び熱容量からなる熱モデル
に基づいて定めた保護曲線に基づいて、パワートランジ
スタの発熱温度を算出し、アラーム信号出力手段に出力
する。アラーム信号出力手段は、その発熱温度が所定の
温度以上であるとアラーム信号を熱保護制御手段に出力
し、熱保護制御手段はそのアラーム信号を一定時間にお
いて計数しこの値が予め設定された値よりも大きい場合
にパワートランジスタをオフしてサーボモータを停止さ
せる。
モータの各相毎の発熱量と、前記サーボモータの各相毎
の固定子巻線の熱抵抗並びに前記サーボモータの各相毎
の固定子巻線以外の熱抵抗及び熱容量からなる熱モデル
に基づいて定めた保護曲線に基づいて、パワートランジ
スタの発熱温度を算出し、アラーム信号出力手段に出力
する。アラーム信号出力手段は、その発熱温度が所定の
温度以上であるとアラーム信号を熱保護制御手段に出力
し、熱保護制御手段はそのアラーム信号を一定時間にお
いて計数しこの値が予め設定された値よりも大きい場合
にパワートランジスタをオフしてサーボモータを停止さ
せる。
【００１８】又、熱モデル温度算出手段により、サーボ
モータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発熱
量と、サーボモータの各相に対応したパワートランジス
タ毎の熱抵抗並びにパワートランジスタ毎の放熱用フィ
ンの熱抵抗及び熱容量からなる熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて、パワートランジスタの発熱温度
を算出し、アラーム信号出力手段に出力する。アラーム
信号出力手段は、その発熱温度が所定の温度以上である
とアラーム信号を熱保護制御手段に出力し、熱保護制御
手段はそのアラーム信号を一定時間において計数しこの
値が予め設定された値よりも大きい場合にパワートラン
ジスタをオフしてサーボモータを停止させる。
モータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の発熱
量と、サーボモータの各相に対応したパワートランジス
タ毎の熱抵抗並びにパワートランジスタ毎の放熱用フィ
ンの熱抵抗及び熱容量からなる熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて、パワートランジスタの発熱温度
を算出し、アラーム信号出力手段に出力する。アラーム
信号出力手段は、その発熱温度が所定の温度以上である
とアラーム信号を熱保護制御手段に出力し、熱保護制御
手段はそのアラーム信号を一定時間において計数しこの
値が予め設定された値よりも大きい場合にパワートラン
ジスタをオフしてサーボモータを停止させる。
【００１９】又、サーボモータ停止検出部により、エン
コーダからの入力信号に基づいてサーボモータの停止又
は超低速を検出したときにパワートランジスタの発熱量
に対して切り換え指令を出力し、電流センサから検出さ
れた電流値に基づいて算出されたパワートランジスタの
発熱量に対して一定倍する。
コーダからの入力信号に基づいてサーボモータの停止又
は超低速を検出したときにパワートランジスタの発熱量
に対して切り換え指令を出力し、電流センサから検出さ
れた電流値に基づいて算出されたパワートランジスタの
発熱量に対して一定倍する。
【００２０】又、遅延手段により、アラーム信号出力手
段からのアラーム信号を、予め定められた時間だけ遅延
させて出力する。
段からのアラーム信号を、予め定められた時間だけ遅延
させて出力する。
【００２１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例に係るパワートラ
ンジスタの熱モデル図（１）、図２はこの発明の一実施
例に係るパワートランジスタの熱モデル図（２）、図３
はこの発明の一実施例に係るパワートランジスタの熱モ
デル図（３）、図４はこの発明の一実施例に係るサーボ
モータの熱モデル図、図５はパワートランジスタの熱モ
デル図、図６はパワートランジスタの熱モデル及びサー
ボモータの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す
説明図であり、これらの熱モデルに基づいて制御プログ
ラム（熱保護制御プログラム）が作成されており、１０
０〜１０６，１０９は従来と同じものである。
ンジスタの熱モデル図（１）、図２はこの発明の一実施
例に係るパワートランジスタの熱モデル図（２）、図３
はこの発明の一実施例に係るパワートランジスタの熱モ
デル図（３）、図４はこの発明の一実施例に係るサーボ
モータの熱モデル図、図５はパワートランジスタの熱モ
デル図、図６はパワートランジスタの熱モデル及びサー
ボモータの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す
説明図であり、これらの熱モデルに基づいて制御プログ
ラム（熱保護制御プログラム）が作成されており、１０
０〜１０６，１０９は従来と同じものである。
【００２２】図に於いて、１はパワートランジスタのベ
ース部等に発生する熱抵抗Ｒｔｒ、２はパワートランジ
スタのフィンによる熱容量Ｃｆｉｎ、３はパワートラン
ジスタのフィンによる熱抵抗Ｒｆｉｎである。４はサー
ボモータ１０２の回転をエンコーダ１０４出力より検出
して、その検出値に基づいて切換スイッチを切り換える
サーボモータ停止検出部である。５はサーボモータの回
転時の１乗数部、６はサーボモータの停止時又は超低速
時の２1/2 乗数部で、回転時には切換スイッチが１乗数
部５に切り換えられ、又、停止時及び超低速時には切換
スイッチが２1/2 乗数部６に切り換えられてその切換ス
イッチを介して入力するパワートランジスタの発熱量Ｗ
ｔｒに対し乗算して出力する。この２1/2 乗数部６を設
けることによりサーボモータの停止時又は超低速時（高
トルクの電流が出力されている）に於いてパワートラン
ジスタから発生する発熱量に対して熱保護することがで
きる。７，７ａ，７ｂはコンパレータ部１０９からのア
ラーム信号を遅延させる遅延部で、パワートランジスタ
の過渡熱抵抗（熱容量）を保護すべき熱限時曲線に近似
させるために、又、サーボモータの過渡熱抵抗を保護す
べき熱限時曲線に近似させるために設けられている。
尚、その保護すべき熱限時曲線に近似させるために固定
子巻線の熱抵抗に並列に熱容量を付加させても同じ作用
をなす。
ース部等に発生する熱抵抗Ｒｔｒ、２はパワートランジ
スタのフィンによる熱容量Ｃｆｉｎ、３はパワートラン
ジスタのフィンによる熱抵抗Ｒｆｉｎである。４はサー
ボモータ１０２の回転をエンコーダ１０４出力より検出
して、その検出値に基づいて切換スイッチを切り換える
サーボモータ停止検出部である。５はサーボモータの回
転時の１乗数部、６はサーボモータの停止時又は超低速
時の２1/2 乗数部で、回転時には切換スイッチが１乗数
部５に切り換えられ、又、停止時及び超低速時には切換
スイッチが２1/2 乗数部６に切り換えられてその切換ス
イッチを介して入力するパワートランジスタの発熱量Ｗ
ｔｒに対し乗算して出力する。この２1/2 乗数部６を設
けることによりサーボモータの停止時又は超低速時（高
トルクの電流が出力されている）に於いてパワートラン
ジスタから発生する発熱量に対して熱保護することがで
きる。７，７ａ，７ｂはコンパレータ部１０９からのア
ラーム信号を遅延させる遅延部で、パワートランジスタ
の過渡熱抵抗（熱容量）を保護すべき熱限時曲線に近似
させるために、又、サーボモータの過渡熱抵抗を保護す
べき熱限時曲線に近似させるために設けられている。
尚、その保護すべき熱限時曲線に近似させるために固定
子巻線の熱抵抗に並列に熱容量を付加させても同じ作用
をなす。
【００２３】８はサーボモータのＵ相の発熱量Ｗｍｕ、
９はサーボモータのＵ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｕ、
１０はサーボモータのＶ相の発熱量Ｗｍｖ、１１はサー
ボモータのＶ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｖ、１２はサ
ーボモータのＷ相の発熱量Ｗｍｗ、１３はサーボモータ
のＷ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｗ、１４はサーボモー
タの固定子巻線以外の熱抵抗ＣＦ、１５はサーボーモー
タの固定子巻線以外の熱容量ＲＦである。尚、サーボモ
ータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流をＩｕ、Ｉｖ、Ｉ
ｗとすると、Ｕ相がＷｍｕ＝Ｒ・Ｉｕ２ 、Ｖ相がＷｍ
ｖ＝Ｒ・Ｉｖ２及びＷ相がＷｍｗ＝Ｒ・Ｉｗ２ のそれ
ぞれの発熱量が発生する（Ｒはモータの相抵抗であ
る）。又、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子巻線の熱抵抗は、
一般的にＲｗｕ＝Ｒｗｖ＝Ｒｗｗの関係にある。
９はサーボモータのＵ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｕ、
１０はサーボモータのＶ相の発熱量Ｗｍｖ、１１はサー
ボモータのＶ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｖ、１２はサ
ーボモータのＷ相の発熱量Ｗｍｗ、１３はサーボモータ
のＷ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｗ、１４はサーボモー
タの固定子巻線以外の熱抵抗ＣＦ、１５はサーボーモー
タの固定子巻線以外の熱容量ＲＦである。尚、サーボモ
ータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流をＩｕ、Ｉｖ、Ｉ
ｗとすると、Ｕ相がＷｍｕ＝Ｒ・Ｉｕ２ 、Ｖ相がＷｍ
ｖ＝Ｒ・Ｉｖ２及びＷ相がＷｍｗ＝Ｒ・Ｉｗ２ のそれ
ぞれの発熱量が発生する（Ｒはモータの相抵抗であ
る）。又、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子巻線の熱抵抗は、
一般的にＲｗｕ＝Ｒｗｖ＝Ｒｗｗの関係にある。
【００２４】１６はパワートランジスタの上アームＵ相
の発熱量Ｗｐｕ、１７はパワートランジスタの上アーム
Ｕ相の熱抵抗Ｒｐｕ、１８はパワートランジスタの上ア
ームＶ相の発熱量Ｗｐｖ、１９はパワートランジスタの
上アームのＶ相の熱抵抗Ｒｐｖ、２０はパワートランジ
スタのＷ相の発熱量Ｗｐｗ、２１はパワートランジスタ
Ｗ相の熱抵抗Ｒｐｗ、２２はパワートランジスタの下ア
ームＵ相の発熱量Ｗｎｕ、２３はパワートランジスタの
下アームＵ相の熱抵抗Ｒｎｕ、２４はパワートランジス
タの下アームＶ相の発熱量Ｗｎｖ、２５はパワートラン
ジスタの下アームＶ相の熱抵抗Ｒｎｖ、２６はパワート
ランジスタの下アームＷ相の発熱量Ｗｎｗ、２７はパワ
ートランジスタの下アームＷ相の熱抵抗Ｒｎｗ、２８は
各パワートランジスタのフィンの熱容量Ｃｆｉｎ、２９
は各パワートランジスタのフィンの熱抵抗Ｒｆｉｎであ
る。尚、各相ともサーボアンプからサーボモータの方向
に電流が流れている時に上アームのパワートランジスタ
（Ｗｐｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｐｖ＝Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｐｗ＝
Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発熱し、サーボモータか
らサーボアンプの方向に電流が流れている時は下アーム
のパワートランジスタ（Ｗｎｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｎｖ＝
Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｎｗ＝Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発
熱する。又、上アーム及び下アームのＵ，Ｖ，Ｗ相の熱
抵抗は、一般にＲｐｕ＝Ｒｐｖ＝Ｒｐｗ＝Ｒｎｕ＝Ｒｎ
ｖ＝Ｒｎｗの関係にある。
の発熱量Ｗｐｕ、１７はパワートランジスタの上アーム
Ｕ相の熱抵抗Ｒｐｕ、１８はパワートランジスタの上ア
ームＶ相の発熱量Ｗｐｖ、１９はパワートランジスタの
上アームのＶ相の熱抵抗Ｒｐｖ、２０はパワートランジ
スタのＷ相の発熱量Ｗｐｗ、２１はパワートランジスタ
Ｗ相の熱抵抗Ｒｐｗ、２２はパワートランジスタの下ア
ームＵ相の発熱量Ｗｎｕ、２３はパワートランジスタの
下アームＵ相の熱抵抗Ｒｎｕ、２４はパワートランジス
タの下アームＶ相の発熱量Ｗｎｖ、２５はパワートラン
ジスタの下アームＶ相の熱抵抗Ｒｎｖ、２６はパワート
ランジスタの下アームＷ相の発熱量Ｗｎｗ、２７はパワ
ートランジスタの下アームＷ相の熱抵抗Ｒｎｗ、２８は
各パワートランジスタのフィンの熱容量Ｃｆｉｎ、２９
は各パワートランジスタのフィンの熱抵抗Ｒｆｉｎであ
る。尚、各相ともサーボアンプからサーボモータの方向
に電流が流れている時に上アームのパワートランジスタ
（Ｗｐｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｐｖ＝Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｐｗ＝
Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発熱し、サーボモータか
らサーボアンプの方向に電流が流れている時は下アーム
のパワートランジスタ（Ｗｎｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｎｖ＝
Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｎｗ＝Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発
熱する。又、上アーム及び下アームのＵ，Ｖ，Ｗ相の熱
抵抗は、一般にＲｐｕ＝Ｒｐｖ＝Ｒｐｗ＝Ｒｎｕ＝Ｒｎ
ｖ＝Ｒｎｗの関係にある。
【００２５】３０は図１〜図５の熱モデルに基づいて保
護すべき熱限時曲線に近似させた保護曲線である。この
保護曲線３０は定格電流に対して１００〜３００％程度
電流値ではフィンの熱抵抗及び熱容量の影響を受けて１
次遅れの熱限時曲線になっている。しかし、定格電流に
対して４００％程度になるとパワートランジスタの熱抵
抗の影響を受けて保護動作時間が急速に速くなる。又、
定格電流に対して４００％以上では動作時間が一定値に
なっているのは遅延部により動作を停止させているため
である。尚、保護曲線３０に対応する制御プログラムは
制御部１０５のメモリに格納されている。１１２ａ，１
１２ｂは各遅延部で遅延されたアラーム信号をＯＲ出力
するＯＲ出力部である。
護すべき熱限時曲線に近似させた保護曲線である。この
保護曲線３０は定格電流に対して１００〜３００％程度
電流値ではフィンの熱抵抗及び熱容量の影響を受けて１
次遅れの熱限時曲線になっている。しかし、定格電流に
対して４００％程度になるとパワートランジスタの熱抵
抗の影響を受けて保護動作時間が急速に速くなる。又、
定格電流に対して４００％以上では動作時間が一定値に
なっているのは遅延部により動作を停止させているため
である。尚、保護曲線３０に対応する制御プログラムは
制御部１０５のメモリに格納されている。１１２ａ，１
１２ｂは各遅延部で遅延されたアラーム信号をＯＲ出力
するＯＲ出力部である。
【００２６】この発明のサーボアンプ及びサーボモータ
の駆動制御装置は上記のように構成されており、図７は
制御部のメモリに格納された熱保護処理プログラムのフ
ローチャートであり、その動作を説明する。ステップ１
に於いて、制御部１０５はＵ相、Ｖ相に設けられたセン
サ１０３で検出された電流値をＡ／Ｄ変換器を介してメ
モリに読み取る。尚、Ｗ相の電流値はＵ相及びＶ相の検
出された電流値から算出される。ステップ２に於いて、
Ａ／Ｄ変換器から読み込んだ電流値（算出された電流値
も含む）をもとに各パワートランジスタ及びサーボモー
タの各相の発熱量を算出する制御プログラムに基づいて
計算する。ステップ３に於いて、制御部１０５はエンコ
ーダ１０４で検出されたサーボモータ１０２の回転数を
エンコーダインターフェースを介して読み取る。ステッ
プ４に於いて、制御部１０５はエンコーダ１０４で検出
された検出値がサーボモータ１０２の停止又は超低速の
回転値であるかどうか判断し、停止又は超低速の回転で
ある場合はステップ５に進み、停止又は超低速の回転で
ない場合はステップ６に進む。ステップ５に於いて、制
御部１０５は上記算出されたパワートランジスタの発熱
量に対して２１／２倍した発熱量を算出する。ステップ
７に於いて、制御部１０５は図１〜図５に示す熱モデル
に基づいた熱保護制御プログラムによりパワートランジ
スタの発熱温度及びサーボモータの発熱温度が算出さ
れ、ステップ７に進む。ステップ７に於いて、制御部１
０５はステップ６で求められたパワートランジスタ及び
サーボモータの発熱温度がアラームレベル値（設定温
度）より大きいかどうか判断し、それらの発熱温度がア
ラームレベル値よりも小さい場合はステップ１に戻り、
それらの発熱温度がアラームレベル値よりも大きい場合
はステップ８に進む。ステップ８に於いて、制御部１０
５は予め定められたサンプリング時間（例えば０．５秒
間）内でアラーム数をサンプリングして計数しステップ
９に進む。ステップ９に於いて、制御部１０５はサンプ
リング時間内でサンプリングされた値が予め設定された
値以上であるかどうか判断し、予め設定された値よりも
小さい場合はステップ１に戻り、その値よりも大きい場
合はステップ１０に進む。ステップ１０に於いて、制御
部１０５はアラームを発生すると共にサーボアンプのパ
ワートランジスタをオフしてサーボモータを停止させ
る。
の駆動制御装置は上記のように構成されており、図７は
制御部のメモリに格納された熱保護処理プログラムのフ
ローチャートであり、その動作を説明する。ステップ１
に於いて、制御部１０５はＵ相、Ｖ相に設けられたセン
サ１０３で検出された電流値をＡ／Ｄ変換器を介してメ
モリに読み取る。尚、Ｗ相の電流値はＵ相及びＶ相の検
出された電流値から算出される。ステップ２に於いて、
Ａ／Ｄ変換器から読み込んだ電流値（算出された電流値
も含む）をもとに各パワートランジスタ及びサーボモー
タの各相の発熱量を算出する制御プログラムに基づいて
計算する。ステップ３に於いて、制御部１０５はエンコ
ーダ１０４で検出されたサーボモータ１０２の回転数を
エンコーダインターフェースを介して読み取る。ステッ
プ４に於いて、制御部１０５はエンコーダ１０４で検出
された検出値がサーボモータ１０２の停止又は超低速の
回転値であるかどうか判断し、停止又は超低速の回転で
ある場合はステップ５に進み、停止又は超低速の回転で
ない場合はステップ６に進む。ステップ５に於いて、制
御部１０５は上記算出されたパワートランジスタの発熱
量に対して２１／２倍した発熱量を算出する。ステップ
７に於いて、制御部１０５は図１〜図５に示す熱モデル
に基づいた熱保護制御プログラムによりパワートランジ
スタの発熱温度及びサーボモータの発熱温度が算出さ
れ、ステップ７に進む。ステップ７に於いて、制御部１
０５はステップ６で求められたパワートランジスタ及び
サーボモータの発熱温度がアラームレベル値（設定温
度）より大きいかどうか判断し、それらの発熱温度がア
ラームレベル値よりも小さい場合はステップ１に戻り、
それらの発熱温度がアラームレベル値よりも大きい場合
はステップ８に進む。ステップ８に於いて、制御部１０
５は予め定められたサンプリング時間（例えば０．５秒
間）内でアラーム数をサンプリングして計数しステップ
９に進む。ステップ９に於いて、制御部１０５はサンプ
リング時間内でサンプリングされた値が予め設定された
値以上であるかどうか判断し、予め設定された値よりも
小さい場合はステップ１に戻り、その値よりも大きい場
合はステップ１０に進む。ステップ１０に於いて、制御
部１０５はアラームを発生すると共にサーボアンプのパ
ワートランジスタをオフしてサーボモータを停止させ
る。
【００２７】この様に、パワートランジスタの熱抵抗、
パワートランジスタのフィンの熱容量、パワートランジ
スタのフィンの熱抵抗、サーボモータの各相の固定子巻
線の熱抵抗、サーボモータの固定子巻線以外の熱抵抗及
びサーボモータの固定子巻線以外の熱容量をそれぞれ分
離し、且つ、サーボモータの停止又は超低速時に於ける
高トルクによる発熱量に対応し、更に、パワートランジ
スタ及びサーボモータの過渡的熱抵抗を考慮した熱モデ
ルに基づいて制御することにより保護すべき熱限時曲線
に相似した保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモ
ータを駆動制御することができ駆動装置の異常な発熱を
未然に防止することができる。
パワートランジスタのフィンの熱容量、パワートランジ
スタのフィンの熱抵抗、サーボモータの各相の固定子巻
線の熱抵抗、サーボモータの固定子巻線以外の熱抵抗及
びサーボモータの固定子巻線以外の熱容量をそれぞれ分
離し、且つ、サーボモータの停止又は超低速時に於ける
高トルクによる発熱量に対応し、更に、パワートランジ
スタ及びサーボモータの過渡的熱抵抗を考慮した熱モデ
ルに基づいて制御することにより保護すべき熱限時曲線
に相似した保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモ
ータを駆動制御することができ駆動装置の異常な発熱を
未然に防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、パワート
ランジスタの熱モデルを実際の熱回路に等価させ、或い
はパワートランジスタ及びサーボモータの熱モデルを実
際の熱回路に等価させるようにしたので、パワートラン
ンジスタ又はサーボモータを保護すべき熱限時曲線に相
似した熱保護曲線で駆動制御され、全ての電流使用領域
で熱保護することができる。
ランジスタの熱モデルを実際の熱回路に等価させ、或い
はパワートランジスタ及びサーボモータの熱モデルを実
際の熱回路に等価させるようにしたので、パワートラン
ンジスタ又はサーボモータを保護すべき熱限時曲線に相
似した熱保護曲線で駆動制御され、全ての電流使用領域
で熱保護することができる。
【図１】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（１）である。
の熱モデル図（１）である。
【図２】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（２）である。
の熱モデル図（２）である。
【図３】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（３）である。
の熱モデル図（３）である。
【図４】この発明の一実施例に係るサーボモータの熱モ
デル図である。
デル図である。
【図５】この発明の一実施例に係る各パワートランジス
タの熱モデル図である。
タの熱モデル図である。
【図６】パワートランジスタの熱モデル及びサーボモー
タの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す説明図
である。
タの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す説明図
である。
【図７】制御部のメモリに格納された熱保護処理プログ
ラムのフローチャートである。
ラムのフローチャートである。
【図８】従来のサーボアンプ及びサーボモータの駆動制
御装置を示すブロック回路図である。
御装置を示すブロック回路図である。
【図９】図８のパワートランジスタの熱保護を示す熱モ
デル図ある。
デル図ある。
【図１０】図８のサーボモータの熱保護を示す熱モデル
図である。
図である。
【図１１】図８の制御部の保護曲線によりパワートラン
ジスタ及びサーボモータを熱保護する説明図である。
ジスタ及びサーボモータを熱保護する説明図である。
【図１２】階段状の保護曲線によりパワートランジスタ
及びサーボアンプを熱保護する説明図である。
及びサーボアンプを熱保護する説明図である。
【図１３】ＯＮ／ＯＦＦ動作により変動するパワートラ
ンジスタの発熱量の説明図である。
ンジスタの発熱量の説明図である。
【図１４】図８の動作を示す説明図である。
１ パワートランジスタの熱抵抗 ２ フィンの熱容量 ３ フィンの熱抵抗 ４ サーボモータ停止検出部 ５ １乗数部 ６ ２１／２乗数部 ７ 遅延部 ８ サーボモータのＵ相の発熱量 ９ サーボモータのＵ相の固定子巻線の熱抵抗 １０ サーボモータのＶ相の発熱量 １１ サーボモータのＵ相固定子巻線の熱抵抗 １２ サーボモータのＷ相の発熱量 １３ サーボモータのＷ相の固定子巻線の熱抵抗 １４ サーボモータの固定子巻線以外の熱抵抗 １５ サーボモータの固定子巻線以外の熱容量 １６ パワートランジスタの上アームＵ相の発熱量 １７ パワートランジスタの上アームＵ相の熱抵抗 １８ パワートランジスタの上アームＶ相の発熱量 １９ パワートランジスタの上アームＶ相の熱抵抗 ２０ パワートランジスタの上アームＷ相の発熱量 ２１ パワートランジスタの上アームＷ相の熱抵抗 ２２ パワートランジスタの下アームＵ相の発熱量 ２３ パワートランジスタの下アームＵ相の熱抵抗 ２４ パワートランジスタの下アームＶ相の発熱量 ２５ パワートランジスタの下アームＶ相の熱抵抗 ２６ パワートランジスタの下アームＷ相の発熱量 ２７ パワートランジスタの下アームＷ相の熱抵抗 ２８ 各パワートランジスタのフィンの熱容量 ２９ 各パワートランジスタのフィンの熱抵抗 ３０ 保護カーブ
Claims (5)
- 【請求項１】 サーボモータの回転速度及び回転角度を
検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電流
値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、 前記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値
に基づいて算出された前記パワートランジスタの発熱量
と、前記パワートランジスタの熱抵抗並びに前記パワー
トランジスタの放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量からな
り、 前記保護曲線に基づいて前記パワートランジスタの発熱
温度を算出する熱モデル温度算出手段と、 この熱モデル温度算出手段により算出された温度が予め
定められた温度以上のときにアラーム信号を出力するア
ラーム信号出力手段と、 このアラーム信号出力手段からの アラーム信号を一定時
間計数し、この値が予め設定された値よりも大きい場合
に前記サーボモータの駆動を停止させる熱保護制御手段
とを備えたことを特徴とするサーボアンプ及びサーボモ
ータの駆動制御装置。 - 【請求項２】 サーボモータの回転速度及び回転角度を
検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電流
値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、 前記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値
に基づいて算出された前記サーボモータの各相毎の発熱
量と、前記サーボモータの各相毎の固定子巻線の熱抵抗
並びに前記サーボモータの各相毎の固定子巻線以外の熱
抵抗及び熱容量 からなり、 前記保護曲線に基づいて前記サーボモータの各相毎の発
熱温度を算出する熱モデル温度算出手段と、 この熱モデル温度算出手段により算出された温度が予め
定められた温度以上のときにアラーム信号を出力するア
ラーム信号出力手段と、 このアラーム信号出力手段からの アラーム信号を一定時
間計数し、この値が予め設定された値よりも大きい場合
に前記サーボモータの駆動を停止させる熱保護制御手段
とを備えたことを特徴とするサーボアンプ及びサーボモ
ータの駆動制御装置。 - 【請求項３】 サーボモータの回転速度及び回転角度を
検出するエンコーダと、前記サーボモータに流れる電流
値を検出する電流センサと、前記サーボモータを駆動
し、パワートランジスタを有するサーボアンプと、前記
電流センサにより検出された前記電流値及び前記エンコ
ーダーからの検出値に基づいてサーボアンプを制御する
制御部を備え、前記制御部は、前記パワートランジスタ
の熱モデル及びサーボモータの熱モデルに基づいて定め
た保護曲線に基づいて前記サーボアンプを制御するサー
ボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置において、 前記熱モデルは、前記電流センサから検出された電流値
に基づいて算出された前記パワートランジスタの前記サ
ーボモータの各相に対応した各パワートランジスタ毎の
発熱量と、前記サーボモータの各相に対応した前記パワ
ートランジスタ毎の熱抵抗並びに前記パワートランジス
タ毎の放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量からなり、 前記保護曲線に基づいて前記パワートランジスタの前記
サーボモータの各相に対応した各パワートランジスタ毎
の発熱温度を算出する熱モデル温度算出手段と、 この熱モデル温度算出手段により算出された温度が予め
定められた温度以上のときにアラーム信号を出力するア
ラーム信号出力手段と、 このアラーム信号出力手段からの アラーム信号を一定時
間計数し、この値が予め設定された値よりも大きい場合
に前記サーボモータの駆動を停止させる熱保護制御手段
とを備えたことを特徴とするサーボアンプ及びサーボモ
ータの駆動制御装置。 - 【請求項４】 エンコーダからの入力信号に基づいてサ
ーボモータの停止又は超低速を検出したときに前記パワ
ートランジスタの発熱量に対して切り換え指令を出力す
るサーボモータ停止検出部を備え、 このサーボモータ停止検出部からの切り換え指令によ
り、前記電流センサから検出された電流値に基づいて算
出された前記パワートランジスタの発熱量に対して一定
倍したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載のサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置。 - 【請求項５】 アラーム信号出力手段からのアラーム信
号を、予め定められた時間だけ遅延させて出力する遅延
手段を備えたたことを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載のサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120506A JP2745166B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120506A JP2745166B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04347594A JPH04347594A (ja) | 1992-12-02 |
| JP2745166B2 true JP2745166B2 (ja) | 1998-04-28 |
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ID=14787886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3120506A Expired - Fee Related JP2745166B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2745166B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012175891A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Fanuc Ltd | 過負荷保護を行うモータ制御装置 |
| CN103223541A (zh) * | 2012-01-25 | 2013-07-31 | 株式会社大亨 | 焊接电源的保护控制方法 |
| CN103302377A (zh) * | 2012-03-08 | 2013-09-18 | 株式会社大亨 | 焊接电源的保护控制方法 |
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| JP6493259B2 (ja) | 2016-03-11 | 2019-04-03 | オムロン株式会社 | 温度監視装置、温度監視方法、情報処理プログラム、および記録媒体 |
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1991
- 1991-05-24 JP JP3120506A patent/JP2745166B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN103302377B (zh) * | 2012-03-08 | 2016-04-27 | 株式会社大亨 | 焊接电源的保护控制方法 |
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|---|---|
| JPH04347594A (ja) | 1992-12-02 |
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