JP2830859B2 - ３相モータ制御装置の故障診断方式 - Google Patents
３相モータ制御装置の故障診断方式Info
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- JP2830859B2 JP2830859B2 JP27898696A JP27898696A JP2830859B2 JP 2830859 B2 JP2830859 B2 JP 2830859B2 JP 27898696 A JP27898696 A JP 27898696A JP 27898696 A JP27898696 A JP 27898696A JP 2830859 B2 JP2830859 B2 JP 2830859B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３相モータ制御装置
の故障診断方式に関し、特に各相の電流指令信号の比率
と電流検出器で検出された各相の電流検出信号の比率と
を比較して、電流検出器の故障や接続経路の断線等を診
断する方式に関する。
の故障診断方式に関し、特に各相の電流指令信号の比率
と電流検出器で検出された各相の電流検出信号の比率と
を比較して、電流検出器の故障や接続経路の断線等を診
断する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】３相モータの制御装置は、各相の電流を
検出しフィードバックとして制御系に取り込んでいる。
従って、電流検出器が故障した場合や要素間の接続経路
が断線した場合には制御系が成り立たなくなり、異常振
動，オーバシュート，異音，モータ焼損等につながる。
このため、特にモータの焼損保護のために温度検出器を
モータ本体に埋め込むことが行われている。しかし、そ
の取り付け場所は、焼損のあるコイル部は取り付け困難
なために熱時定数の大きなモータケースに取り付けるの
が一般的であり、異常が検出された時点では熱時定数の
小さいコイル部が相当高い温度にさらされていて、コイ
ルの焼損保護には十分でない。そこで、温度検出器を使
わずに制御装置の故障を早期に検出する技術が望まれて
いる。
検出しフィードバックとして制御系に取り込んでいる。
従って、電流検出器が故障した場合や要素間の接続経路
が断線した場合には制御系が成り立たなくなり、異常振
動，オーバシュート，異音，モータ焼損等につながる。
このため、特にモータの焼損保護のために温度検出器を
モータ本体に埋め込むことが行われている。しかし、そ
の取り付け場所は、焼損のあるコイル部は取り付け困難
なために熱時定数の大きなモータケースに取り付けるの
が一般的であり、異常が検出された時点では熱時定数の
小さいコイル部が相当高い温度にさらされていて、コイ
ルの焼損保護には十分でない。そこで、温度検出器を使
わずに制御装置の故障を早期に検出する技術が望まれて
いる。
【０００３】この種の従来技術の一例が、特開平７−１
５４９０１号公報に記載されている。図３に、この従来
技術のブロック図を示す。同図に示すように、３相モー
タ４の制御装置は、入力の電流指令信号Ａと、３相モー
タ４に連結され３相モータ４の電気角を得る位置検出器
５の信号とを受け、電気角により決まる各相の電流比率
に基づき各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを生成す
る３相分配器１と、３相モータ４の各相の電流を検出す
る電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗと、この電流検出器３
Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された各相の電流検出信号ＩＵ
１，ＩＶ１，ＩＷ１と３相分配器１で生成された各相の
電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷとの差分を増幅し３相モ
ータ４を駆動する増幅器２とから構成されている。そし
て、このような制御装置の故障診断を司る部分として、
全波整流器３１，３２と、変化率算出器３３，３４と、
安定状態判定器３５と、電流差判定器３６とを備えてい
る。
５４９０１号公報に記載されている。図３に、この従来
技術のブロック図を示す。同図に示すように、３相モー
タ４の制御装置は、入力の電流指令信号Ａと、３相モー
タ４に連結され３相モータ４の電気角を得る位置検出器
５の信号とを受け、電気角により決まる各相の電流比率
に基づき各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを生成す
る３相分配器１と、３相モータ４の各相の電流を検出す
る電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗと、この電流検出器３
Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された各相の電流検出信号ＩＵ
１，ＩＶ１，ＩＷ１と３相分配器１で生成された各相の
電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷとの差分を増幅し３相モ
ータ４を駆動する増幅器２とから構成されている。そし
て、このような制御装置の故障診断を司る部分として、
全波整流器３１，３２と、変化率算出器３３，３４と、
安定状態判定器３５と、電流差判定器３６とを備えてい
る。
【０００４】全波整流器３１は３相分配器１で生成され
る各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを全波整流した
全波整流値ΣＩを出力し、変化率算出器３３はこの全波
整流値ΣＩの時間変化率の絶対値ΔΣＩを出力する。他
方、全波整流器３２は電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから
出力された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１
を全波整流した全波整流値Ｓｉを出力し、変化率算出器
３４はこの全波整流値Ｓｉの時間変化率の絶対値ΔＳｉ
を出力する。
る各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを全波整流した
全波整流値ΣＩを出力し、変化率算出器３３はこの全波
整流値ΣＩの時間変化率の絶対値ΔΣＩを出力する。他
方、全波整流器３２は電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから
出力された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１
を全波整流した全波整流値Ｓｉを出力し、変化率算出器
３４はこの全波整流値Ｓｉの時間変化率の絶対値ΔＳｉ
を出力する。
【０００５】安定状態判定器３５は、全波整流値ΣＩの
時間変化率の絶対値ΔΣＩが予め定められた値以下であ
り、且つ、全波整流値Ｓｉの時間変化率の絶対値ΔＳｉ
も予め定められた値以下であるとき、安定状態にあると
判断して電流差判定器３６に判定を指示する。全波整流
値ΣＩの時間変化率の絶対値ΔΣＩが予め定められた値
を超えているか、または、全波整流値Ｓｉの時間変化率
の絶対値ΔＳｉが予め定められた値を超えている場合、
安定状態にないため、電流差判定器３６には判定を指示
しない。
時間変化率の絶対値ΔΣＩが予め定められた値以下であ
り、且つ、全波整流値Ｓｉの時間変化率の絶対値ΔＳｉ
も予め定められた値以下であるとき、安定状態にあると
判断して電流差判定器３６に判定を指示する。全波整流
値ΣＩの時間変化率の絶対値ΔΣＩが予め定められた値
を超えているか、または、全波整流値Ｓｉの時間変化率
の絶対値ΔＳｉが予め定められた値を超えている場合、
安定状態にないため、電流差判定器３６には判定を指示
しない。
【０００６】電流差判定器３６は、安定状態判定器３５
から判定を指示されると、全波整流器３１において各相
の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを全波整流した全波整
流値ΣＩと、全波整流器３２において各相の電流検出信
号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を全波整流した全波整流値Ｓ
ｉとの差ΔＩを求め、このΔＩが予め定められた最小値
ΔＩｔ１より大きく且つ最大値ΔＩｔ２より小さいかを
調べる。そして、ΔＩがΔＩｔ１より大きく且つΔＩｔ
２より小さければ正常と判断し、ΔｉがΔＩｔ１以下
か、またはΔＩｔ２以上であれば、故障と判断して故障
検出信号３７を出力する。
から判定を指示されると、全波整流器３１において各相
の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを全波整流した全波整
流値ΣＩと、全波整流器３２において各相の電流検出信
号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を全波整流した全波整流値Ｓ
ｉとの差ΔＩを求め、このΔＩが予め定められた最小値
ΔＩｔ１より大きく且つ最大値ΔＩｔ２より小さいかを
調べる。そして、ΔＩがΔＩｔ１より大きく且つΔＩｔ
２より小さければ正常と判断し、ΔｉがΔＩｔ１以下
か、またはΔＩｔ２以上であれば、故障と判断して故障
検出信号３７を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来技術
によれば、何れかの電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが故障
してその電流検出信号が例えば電流値０Ａ（アンペア）
を示した場合、全波整流器３２の全波整流値Ｓｉの値が
低下し、全波整流値ΣＩとの差が異常に大きくなって故
障が検出される。また、何れかの経路の断線によって３
相モータ４に電流が流れなくなった場合も故障として検
出される。
によれば、何れかの電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが故障
してその電流検出信号が例えば電流値０Ａ（アンペア）
を示した場合、全波整流器３２の全波整流値Ｓｉの値が
低下し、全波整流値ΣＩとの差が異常に大きくなって故
障が検出される。また、何れかの経路の断線によって３
相モータ４に電流が流れなくなった場合も故障として検
出される。
【０００８】しかしながら、３相モータ４の電流はモー
タ回転による誘起電圧等の各種の要因によって指令電流
に対して遅れが生じる。この遅れは特に電流が急変する
過渡期に著しい。従って、過渡期の場合には全波整流値
Ｓｉと全波整流値ΣＩとの差が大きくても故障ではな
い。このため図３に示した従来技術においては、変化率
算出器３３，３４によって全波整流値ΣＩ，Ｓｉの時間
変化率の絶対値ΔΣＩ，ΔＳｉを求め、安定状態判定器
３５によってΔΣＩ，ΔＳｉが予め定められた値以下の
ときに電流差判定器３６で判定を行わせ、それ以外の場
合、つまり過渡期の期間中は誤検出を防止するために電
流差判定器３６を動作させないようにしている。このた
め、故障の検出が遅れるという問題点がある。例えば電
流検出器３Ｕが故障してその電流検出信号ＩＵ１が電流
値０Ａ（アンペア）を示した場合、電流検出信号ＩＵ１
のため減算されることなく電流指令信号ＩＵだけで増幅
器２は３相モータ４に電流を流し続ける。この電流が増
加している過渡期は従来技術では故障検出が行われず、
或る最大値に達して安定した時点で始めて故障が検出さ
れるため、異常振動，オーバシュート，異音，モータ焼
損等の発生を速やかに防止することが困難となる。
タ回転による誘起電圧等の各種の要因によって指令電流
に対して遅れが生じる。この遅れは特に電流が急変する
過渡期に著しい。従って、過渡期の場合には全波整流値
Ｓｉと全波整流値ΣＩとの差が大きくても故障ではな
い。このため図３に示した従来技術においては、変化率
算出器３３，３４によって全波整流値ΣＩ，Ｓｉの時間
変化率の絶対値ΔΣＩ，ΔＳｉを求め、安定状態判定器
３５によってΔΣＩ，ΔＳｉが予め定められた値以下の
ときに電流差判定器３６で判定を行わせ、それ以外の場
合、つまり過渡期の期間中は誤検出を防止するために電
流差判定器３６を動作させないようにしている。このた
め、故障の検出が遅れるという問題点がある。例えば電
流検出器３Ｕが故障してその電流検出信号ＩＵ１が電流
値０Ａ（アンペア）を示した場合、電流検出信号ＩＵ１
のため減算されることなく電流指令信号ＩＵだけで増幅
器２は３相モータ４に電流を流し続ける。この電流が増
加している過渡期は従来技術では故障検出が行われず、
或る最大値に達して安定した時点で始めて故障が検出さ
れるため、異常振動，オーバシュート，異音，モータ焼
損等の発生を速やかに防止することが困難となる。
【０００９】本発明はこのような従来の問題点を解決し
たものであり、その目的は、３相モータ制御装置の故障
を速やかに検出し得るようにすることにある。
たものであり、その目的は、３相モータ制御装置の故障
を速やかに検出し得るようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力の電流指
令信号と、３相モータに連結され３相モータの電気角を
得る位置検出器の信号とを受け、電気角により決まる各
相の電流比率に基づき各相の電流指令信号を生成する３
相分配器と、３相モータの各相の電流を検出する電流検
出器と、この電流検出器から出力された各相の電流検出
信号と前記３相分配器で生成された各相の電流指令信号
との差分を増幅し３相モータを駆動する増幅器とを有す
る３相モータ制御装置において、前記３相分配器で生成
された各相の電流指令信号を指令比率信号に換算する指
令比率生成器と、前記電流検出器から出力された各相の
電流検出信号を検出比率信号に換算する検出比率生成器
と、前記指令比率生成器の指令比率信号と前記検出比率
生成器の検出比率信号との比を各相ごとに求め、何れか
の相において両者の比が比率判定値から外れた場合に故
障検出信号を出力する比率判定器とを備えることを特徴
とする。
令信号と、３相モータに連結され３相モータの電気角を
得る位置検出器の信号とを受け、電気角により決まる各
相の電流比率に基づき各相の電流指令信号を生成する３
相分配器と、３相モータの各相の電流を検出する電流検
出器と、この電流検出器から出力された各相の電流検出
信号と前記３相分配器で生成された各相の電流指令信号
との差分を増幅し３相モータを駆動する増幅器とを有す
る３相モータ制御装置において、前記３相分配器で生成
された各相の電流指令信号を指令比率信号に換算する指
令比率生成器と、前記電流検出器から出力された各相の
電流検出信号を検出比率信号に換算する検出比率生成器
と、前記指令比率生成器の指令比率信号と前記検出比率
生成器の検出比率信号との比を各相ごとに求め、何れか
の相において両者の比が比率判定値から外れた場合に故
障検出信号を出力する比率判定器とを備えることを特徴
とする。
【００１１】また、前記指令比率生成器は、前記３相分
配器で生成された各相の電流指令信号のうちの最大の信
号に対する各相の電流指令信号の比率を、各相の指令比
率信号とする換算器を有し、前記検出比率生成器は、前
記電流検出器から出力された各相の電流検出信号のうち
の最大の信号に対する各相の電流検出信号の比率を、各
相の検出比率信号とする換算器を有することを特徴とす
る。
配器で生成された各相の電流指令信号のうちの最大の信
号に対する各相の電流指令信号の比率を、各相の指令比
率信号とする換算器を有し、前記検出比率生成器は、前
記電流検出器から出力された各相の電流検出信号のうち
の最大の信号に対する各相の電流検出信号の比率を、各
相の検出比率信号とする換算器を有することを特徴とす
る。
【００１２】また別の構成にあっては、前記指令比率生
成器は、前記３相分配器で生成された各相の電流指令信
号の和に対する各相の電流指令信号の比率を、各相の指
令比率信号とする換算器を有し、前記検出比率生成器
は、前記電流検出器から出力された各相の電流検出信号
の和に対する各相の電流検出信号の比率を、各相の検出
比率信号とする換算器を有することを特徴とする。
成器は、前記３相分配器で生成された各相の電流指令信
号の和に対する各相の電流指令信号の比率を、各相の指
令比率信号とする換算器を有し、前記検出比率生成器
は、前記電流検出器から出力された各相の電流検出信号
の和に対する各相の電流検出信号の比率を、各相の検出
比率信号とする換算器を有することを特徴とする。
【００１３】さらに、前記比率判定器は、前記指令比率
生成器の指令比率信号と前記検出比率生成器の検出比率
信号との比を各相ごとに求める換算器と、該換算器で各
相ごとに求められた比が予め定められた比率判定値から
外れているか否かを調べる判定器と、何れかの相におい
て両者の比が比率判定値から外れていた場合に故障検出
信号を出力する論理和回路とを有することを特徴とす
る。
生成器の指令比率信号と前記検出比率生成器の検出比率
信号との比を各相ごとに求める換算器と、該換算器で各
相ごとに求められた比が予め定められた比率判定値から
外れているか否かを調べる判定器と、何れかの相におい
て両者の比が比率判定値から外れていた場合に故障検出
信号を出力する論理和回路とを有することを特徴とす
る。
【００１４】本発明の３相モータ制御装置の故障診断方
式においては、指令比率生成器が、例えば、３相分配器
で生成された各相の電流指令信号のうちの最大の信号に
対する各相の電流指令信号の比率を、各相の電流指令信
号とするように、３相分配器で生成された各相の電流指
令信号を指令比率信号に換算し、検出比率生成器が、例
えば、電流検出器から出力された各相の電流検出信号の
うちの最大の信号に対する各相の電流検出信号の比率
を、各相の検出比率信号とするように、電流検出器から
出力された各相の電流検出信号を検出比率信号に換算す
る。そして、比率判定器が、指令比率生成器の指令比率
信号と検出比率生成器の検出比率信号との比を各相ごと
に求め、この各相ごとに求められた比が予め定められた
比率判定値から外れているか否かを調べ、何れかの相に
おいて両者の比が比率判定値から外れていた場合に故障
検出信号を出力するというように、指令比率生成器の指
令比率信号と検出比率生成器の検出比率信号との比を各
相ごとに求めて何れかの相において両者の比が比率判定
値から外れた場合に故障検出信号を出力する。
式においては、指令比率生成器が、例えば、３相分配器
で生成された各相の電流指令信号のうちの最大の信号に
対する各相の電流指令信号の比率を、各相の電流指令信
号とするように、３相分配器で生成された各相の電流指
令信号を指令比率信号に換算し、検出比率生成器が、例
えば、電流検出器から出力された各相の電流検出信号の
うちの最大の信号に対する各相の電流検出信号の比率
を、各相の検出比率信号とするように、電流検出器から
出力された各相の電流検出信号を検出比率信号に換算す
る。そして、比率判定器が、指令比率生成器の指令比率
信号と検出比率生成器の検出比率信号との比を各相ごと
に求め、この各相ごとに求められた比が予め定められた
比率判定値から外れているか否かを調べ、何れかの相に
おいて両者の比が比率判定値から外れていた場合に故障
検出信号を出力するというように、指令比率生成器の指
令比率信号と検出比率生成器の検出比率信号との比を各
相ごとに求めて何れかの相において両者の比が比率判定
値から外れた場合に故障検出信号を出力する。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態の例につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
いて図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】図１は本発明を適用した３相モータ制御装
置の一例を示すブロック図である。３相モータ４の制御
装置は、図３に示したものと同様に、入力の電流指令信
号Ａと、３相モータ４に連結され３相モータ４の電気角
を得る位置検出器５の信号とを受け、電気角により決ま
る各相の電流比率に基づき各相の電流指令信号ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷを生成する３相分配器１と、３相モータ４の各
相の電流を検出する電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗと、こ
の電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された各相の電
流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１と３相分配器１で生
成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷとの差分
を増幅し３相モータ４を駆動する増幅器２とから構成さ
れている。そして、このような制御装置の故障診断を司
る部分として、本実施例においては、３相分配器１で生
成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを指令比
率信号ＩＵ０，ＩＶ０，ＩＷ０に換算する指令比率生成
器１０と、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された
各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を検出比率
信号ＩＵ２，ＩＶ２，ＩＷ２に換算する検出比率生成器
１１と、指令比率生成器１０の指令比率信号ＩＵ０，Ｉ
Ｖ０，ＩＷ０と検出比率生成器１１の検出比率信号ＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２とを入力し、各相ごとに両者の比を
求め、何れかの相において両者の比が比率判定値から外
れた場合に故障検出信号Ｃを出力する比率判定器１２と
を備えている。
置の一例を示すブロック図である。３相モータ４の制御
装置は、図３に示したものと同様に、入力の電流指令信
号Ａと、３相モータ４に連結され３相モータ４の電気角
を得る位置検出器５の信号とを受け、電気角により決ま
る各相の電流比率に基づき各相の電流指令信号ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷを生成する３相分配器１と、３相モータ４の各
相の電流を検出する電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗと、こ
の電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された各相の電
流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１と３相分配器１で生
成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷとの差分
を増幅し３相モータ４を駆動する増幅器２とから構成さ
れている。そして、このような制御装置の故障診断を司
る部分として、本実施例においては、３相分配器１で生
成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを指令比
率信号ＩＵ０，ＩＶ０，ＩＷ０に換算する指令比率生成
器１０と、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力された
各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を検出比率
信号ＩＵ２，ＩＶ２，ＩＷ２に換算する検出比率生成器
１１と、指令比率生成器１０の指令比率信号ＩＵ０，Ｉ
Ｖ０，ＩＷ０と検出比率生成器１１の検出比率信号ＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２とを入力し、各相ごとに両者の比を
求め、何れかの相において両者の比が比率判定値から外
れた場合に故障検出信号Ｃを出力する比率判定器１２と
を備えている。
【００１７】図２は、指令比率生成器１０，検出比率生
成器１１および比率判定器１２の構成例を示すブロック
図である。
成器１１および比率判定器１２の構成例を示すブロック
図である。
【００１８】指令比率生成器１０は、Ｕ相に対応する換
算器１０Ｕ，Ｖ相に対応する換算器１０ＶおよびＷ相に
対応する換算器１０Ｗを有している。換算器１０Ｕは、
下記の式（１）に示すように、３相分配器１で生成され
た各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷのうちの最大の
信号に対するＵ相の電流指令信号ＩＵの比率を、Ｕ相の
指令比率信号ＩＵ０とする。同じく換算器１０Ｖ，１０
Ｗは、下記の式（２），（３）に示すように、３相分配
器１で生成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ
のうちの最大の信号に対するＶ相，Ｗ相の電流指令信号
ＩＶ，ＩＷの比率を、Ｖ相，Ｗ相の指令比率信号ＩＶ
０，ＩＷ０とする。つまり、電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，
ＩＷのうちの最大のものの指令比率信号を１とし、残り
の電流指令信号の指令比率信号は最大のものを１とした
場合の比となる。
算器１０Ｕ，Ｖ相に対応する換算器１０ＶおよびＷ相に
対応する換算器１０Ｗを有している。換算器１０Ｕは、
下記の式（１）に示すように、３相分配器１で生成され
た各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷのうちの最大の
信号に対するＵ相の電流指令信号ＩＵの比率を、Ｕ相の
指令比率信号ＩＵ０とする。同じく換算器１０Ｖ，１０
Ｗは、下記の式（２），（３）に示すように、３相分配
器１で生成された各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ
のうちの最大の信号に対するＶ相，Ｗ相の電流指令信号
ＩＶ，ＩＷの比率を、Ｖ相，Ｗ相の指令比率信号ＩＶ
０，ＩＷ０とする。つまり、電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，
ＩＷのうちの最大のものの指令比率信号を１とし、残り
の電流指令信号の指令比率信号は最大のものを１とした
場合の比となる。
【００１９】 ＩＵ０＝ＩＵ／［ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ］ＭＡＸ …（１） ＩＶ０＝ＩＶ／［ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ］ＭＡＸ …（２） ＩＷ０＝ＩＷ／［ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ］ＭＡＸ …（３）
【００２０】検出比率生成器１１は、Ｕ相に対応する換
算器１１Ｕ，Ｖ相に対応する換算器１１ＶおよびＷ相に
対応する換算器１１Ｗを有している。換算器１１Ｕは、
下記の式（４）に示すように、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，
３Ｗから出力された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ
１，ＩＷ１のうちの最大の信号に対するＵ相の電流検出
信号ＩＵ１の比率を、Ｕ相の検出比率信号とする。同じ
く換算器１１Ｖ，１１Ｗは、下記の式（５），（６）に
示すように、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力され
た各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちの
最大の信号に対するＶ相，Ｗ相の電流検出信号ＩＶ１，
ＩＷ１の比率を、Ｖ相，Ｗ相の検出比率信号とする。つ
まり、電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちの最
大のものの検出比率信号を１とし、残りの電流検出信号
の検出比率信号は最大のものを１とした場合の比とな
る。
算器１１Ｕ，Ｖ相に対応する換算器１１ＶおよびＷ相に
対応する換算器１１Ｗを有している。換算器１１Ｕは、
下記の式（４）に示すように、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，
３Ｗから出力された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ
１，ＩＷ１のうちの最大の信号に対するＵ相の電流検出
信号ＩＵ１の比率を、Ｕ相の検出比率信号とする。同じ
く換算器１１Ｖ，１１Ｗは、下記の式（５），（６）に
示すように、電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗから出力され
た各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちの
最大の信号に対するＶ相，Ｗ相の電流検出信号ＩＶ１，
ＩＷ１の比率を、Ｖ相，Ｗ相の検出比率信号とする。つ
まり、電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちの最
大のものの検出比率信号を１とし、残りの電流検出信号
の検出比率信号は最大のものを１とした場合の比とな
る。
【００２１】 ＩＵ２＝ＩＵ１／［ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１］ＭＡＸ …（４） ＩＶ２＝ＩＶ１／［ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１］ＭＡＸ …（５） ＩＷ２＝ＩＷ１／［ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１］ＭＡＸ …（６）
【００２２】比率判定器１２は、Ｕ相に対応する換算器
１２Ｕおよび判定器１３Ｕと、Ｖ相に対応する換算器１
２Ｖおよび判定器１３Ｖと、Ｗ相に対応する換算器１２
Ｗおよび判定器１３Ｗと、論理和（オア）回路１４とを
有している。
１２Ｕおよび判定器１３Ｕと、Ｖ相に対応する換算器１
２Ｖおよび判定器１３Ｖと、Ｗ相に対応する換算器１２
Ｗおよび判定器１３Ｗと、論理和（オア）回路１４とを
有している。
【００２３】換算器１２Ｕは、Ｕ相の指令比率信号ＩＵ
０とＵ相の検出比率信号ＩＵ２との比「ＩＵ０／ＩＵ
２」を求め、判定器１３Ｕは下記の式（７）に示すよう
に、比「ＩＵ０／ＩＵ２」が１−Ｂより大かつ１＋Ｂよ
り小の範囲に収まっているか否かを判定し、その範囲内
に収まっていなければ故障検出信号を出力する。ここ
で、Ｂは予め定められた比率判定許容値である。また、
換算器１２Ｖは、Ｖ相の指令比率信号ＩＶ０とＶ相の検
出比率信号ＩＶ２との比「ＩＶ０／ＩＶ２」を求め、判
定器１３Ｖは下記の式（８）に示すように、比「ＩＶ０
／ＩＶ２」が１−Ｂより大かつ１＋Ｂより小の範囲に収
まっているか否かを判定し、その範囲内に収まっていな
ければ故障検出信号を出力する。さらに、換算器１２Ｗ
は、Ｗ相の指令比率信号ＩＷ０とＷ相の検出比率信号Ｉ
Ｗ２との比「ＩＷ０／ＩＷ２」を求め、判定器１３Ｗは
下記の式（９）に示すように、比「ＩＷ０／ＩＷ２」が
１−Ｂより大かつ１＋Ｂより小の範囲に収まっているか
否かを判定し、その範囲内に収まっていなければ故障検
出信号を出力する。
０とＵ相の検出比率信号ＩＵ２との比「ＩＵ０／ＩＵ
２」を求め、判定器１３Ｕは下記の式（７）に示すよう
に、比「ＩＵ０／ＩＵ２」が１−Ｂより大かつ１＋Ｂよ
り小の範囲に収まっているか否かを判定し、その範囲内
に収まっていなければ故障検出信号を出力する。ここ
で、Ｂは予め定められた比率判定許容値である。また、
換算器１２Ｖは、Ｖ相の指令比率信号ＩＶ０とＶ相の検
出比率信号ＩＶ２との比「ＩＶ０／ＩＶ２」を求め、判
定器１３Ｖは下記の式（８）に示すように、比「ＩＶ０
／ＩＶ２」が１−Ｂより大かつ１＋Ｂより小の範囲に収
まっているか否かを判定し、その範囲内に収まっていな
ければ故障検出信号を出力する。さらに、換算器１２Ｗ
は、Ｗ相の指令比率信号ＩＷ０とＷ相の検出比率信号Ｉ
Ｗ２との比「ＩＷ０／ＩＷ２」を求め、判定器１３Ｗは
下記の式（９）に示すように、比「ＩＷ０／ＩＷ２」が
１−Ｂより大かつ１＋Ｂより小の範囲に収まっているか
否かを判定し、その範囲内に収まっていなければ故障検
出信号を出力する。
【００２４】 １−Ｂ＜ＩＵ０／ＩＵ２＜１＋Ｂ …（７） １−Ｂ＜ＩＶ０／ＩＶ２＜１＋Ｂ …（８） １−Ｂ＜ＩＷ０／ＩＷ２＜１＋Ｂ …（９） Ｂ；比率判定許容値
【００２５】そして論理和回路１４は、判定器１３Ｕ，
１３Ｖ，１３Ｗの出力の論理和条件信号を故障検出信号
Ｃとする。
１３Ｖ，１３Ｗの出力の論理和条件信号を故障検出信号
Ｃとする。
【００２６】次に本実施例の動作について説明する。
【００２７】図１において、３相分配器１は、入力の電
流指令信号Ａと３相モータ４の電気角を得る位置検出器
５の信号とを受け、電気角より決まる各相の電流比率に
基づき各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを次式（１
０），（１１），（１２）に示すように生成する。
流指令信号Ａと３相モータ４の電気角を得る位置検出器
５の信号とを受け、電気角より決まる各相の電流比率に
基づき各相の電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを次式（１
０），（１１），（１２）に示すように生成する。
【００２８】 ＩＵ＝Ａ・ＳＩＮ（ωＴ＋Ｕθ） …（１０） ＩＶ＝Ａ・ＳＩＮ（ωＴ＋Ｖθ） …（１１） ＩＷ＝Ａ・ＳＩＮ（ωＴ＋Ｗθ） …（１２） 但し、 Ａ；電流指令値 ω；モータの電気角 Ｕθ，Ｖθ，Ｗθ；位相であり、各相の位相差は１２０
°である。
°である。
【００２９】そして、３相分配器１で生成された各相の
電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷと、増幅器２と３相モー
タ４との間に設けられた電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗで
検出された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１
との差分が、増幅器２によって増幅されて３相モータ４
に供給され、３相モータ４が駆動される。
電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷと、増幅器２と３相モー
タ４との間に設けられた電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗで
検出された各相の電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１
との差分が、増幅器２によって増幅されて３相モータ４
に供給され、３相モータ４が駆動される。
【００３０】このような３相モータ４の制御が行われて
いる期間中、指令比率生成器１０は図２の換算器１０
Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗによって、電流指令信号ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷを指令比率信号ＩＵ０，ＩＶ０，ＩＷ０に変換
して比率判定器１２に出力し、検出比率生成器１１は図
２の換算器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗによって、電流検出
信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を検出比率信号ＩＵ２，Ｉ
Ｖ２，ＩＷ２に変換して比率判定器１２に出力し、比率
判定器１２は図２の換算器１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗによ
って、比「ＩＵ０／ＩＵ２」，「ＩＶ０／ＩＶ２」，
「ＩＷ０／ＩＷ２」を求めると共に、判定器１３Ｕ，１
３Ｖ，１３Ｗによってそれぞれの比が１−Ｂ〜１＋Ｂの
範囲内に収まっているか否かを判定している。
いる期間中、指令比率生成器１０は図２の換算器１０
Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗによって、電流指令信号ＩＵ，Ｉ
Ｖ，ＩＷを指令比率信号ＩＵ０，ＩＶ０，ＩＷ０に変換
して比率判定器１２に出力し、検出比率生成器１１は図
２の換算器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗによって、電流検出
信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１を検出比率信号ＩＵ２，Ｉ
Ｖ２，ＩＷ２に変換して比率判定器１２に出力し、比率
判定器１２は図２の換算器１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗによ
って、比「ＩＵ０／ＩＵ２」，「ＩＶ０／ＩＶ２」，
「ＩＷ０／ＩＷ２」を求めると共に、判定器１３Ｕ，１
３Ｖ，１３Ｗによってそれぞれの比が１−Ｂ〜１＋Ｂの
範囲内に収まっているか否かを判定している。
【００３１】電流検出器３Ｕ，３Ｖ，３Ｗが全て正常で
あり、また要素をつなぐ経路にも断線がない等、全て正
常な場合は、電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１は、
３相分配器１で生成された電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，Ｉ
Ｗに良く追従している。このため、指令比率生成器１０
で生成された指令比率信号ＩＵ０と検出比率生成器１１
で生成された検出比率信号ＩＵ２との比、指令比率生成
器１０で生成された指令比率信号ＩＶ０と検出比率生成
器１１で生成された検出比率信号ＩＶ２との比、指令比
率生成器１０で生成された指令比率信号ＩＷ０と検出比
率生成器１１で生成された検出比率信号ＩＷ２との比
は、それぞれほぼ１に近い値になり、比率判定器１２の
判定器１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗではそれぞれの比が１−
Ｂ〜１＋Ｂの範囲内であると判定し、論理和回路１４は
故障検出信号Ｃを出力しない。
あり、また要素をつなぐ経路にも断線がない等、全て正
常な場合は、電流検出信号ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１は、
３相分配器１で生成された電流指令信号ＩＵ，ＩＶ，Ｉ
Ｗに良く追従している。このため、指令比率生成器１０
で生成された指令比率信号ＩＵ０と検出比率生成器１１
で生成された検出比率信号ＩＵ２との比、指令比率生成
器１０で生成された指令比率信号ＩＶ０と検出比率生成
器１１で生成された検出比率信号ＩＶ２との比、指令比
率生成器１０で生成された指令比率信号ＩＷ０と検出比
率生成器１１で生成された検出比率信号ＩＷ２との比
は、それぞれほぼ１に近い値になり、比率判定器１２の
判定器１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗではそれぞれの比が１−
Ｂ〜１＋Ｂの範囲内であると判定し、論理和回路１４は
故障検出信号Ｃを出力しない。
【００３２】しかし、例えば電流検出器３Ｕが０Ａ（ア
ンペア）相当の検出電流信号ＩＵ１を出力する状態で故
障した場合、３相分配器１の生成する指令電流信号Ｉ
Ｕ，ＩＶ，ＩＷの比率が変わらず、従って指令比率生成
器１０で生成されている指令比率信号ＩＵ０，ＩＶ０，
ＩＷ０が変わらないのに対し、検出比率生成器１１で生
成されている検出比率信号ＩＵ２，ＩＶ２，ＩＷ２が変
わる。つまり、故障直前に電流検出信号ＩＵ１がＩＵ
１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちで最大であったとすればＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２の全てが変わり、電流検出信号ＩＵ
１が最大でなかった場合でも少なくともＩＵ２が変わ
る。このため、比「ＩＵ０／ＩＵ２」，「ＩＶ０／ＩＶ
２」，「ＩＷ０／ＩＷ２」の少なくとも１つは１−Ｂ〜
１＋Ｂの範囲外となり、そのことが比率判定器１２の判
定器１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗで検出され、論理和回路１
４から故障検出信号Ｃが出力されることになる。
ンペア）相当の検出電流信号ＩＵ１を出力する状態で故
障した場合、３相分配器１の生成する指令電流信号Ｉ
Ｕ，ＩＶ，ＩＷの比率が変わらず、従って指令比率生成
器１０で生成されている指令比率信号ＩＵ０，ＩＶ０，
ＩＷ０が変わらないのに対し、検出比率生成器１１で生
成されている検出比率信号ＩＵ２，ＩＶ２，ＩＷ２が変
わる。つまり、故障直前に電流検出信号ＩＵ１がＩＵ
１，ＩＶ１，ＩＷ１のうちで最大であったとすればＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２の全てが変わり、電流検出信号ＩＵ
１が最大でなかった場合でも少なくともＩＵ２が変わ
る。このため、比「ＩＵ０／ＩＵ２」，「ＩＶ０／ＩＶ
２」，「ＩＷ０／ＩＷ２」の少なくとも１つは１−Ｂ〜
１＋Ｂの範囲外となり、そのことが比率判定器１２の判
定器１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗで検出され、論理和回路１
４から故障検出信号Ｃが出力されることになる。
【００３３】他の電流検出器３Ｖ，３Ｗが故障した場合
や要素間をつなぐ経路が断線した場合にも同様に速やか
に故障検出信号Ｃが出力される。
や要素間をつなぐ経路が断線した場合にも同様に速やか
に故障検出信号Ｃが出力される。
【００３４】なお、故障検出信号Ｃが出力された場合、
３相モータ４の通電電流を直ちに０にする。これは、故
障検出信号Ｃを３相分配器１に入力しておき、故障検出
信号Ｃが発生した場合に３相分配器１が直ちに指令電流
信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷの全てを０にすることで可能であ
る。勿論、故障検出信号Ｃの発生時にソフトウェア的に
入力の電流指令を０にすることでも行える。
３相モータ４の通電電流を直ちに０にする。これは、故
障検出信号Ｃを３相分配器１に入力しておき、故障検出
信号Ｃが発生した場合に３相分配器１が直ちに指令電流
信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷの全てを０にすることで可能であ
る。勿論、故障検出信号Ｃの発生時にソフトウェア的に
入力の電流指令を０にすることでも行える。
【００３５】以上の実施例における指令比率生成器１０
および検出比率生成器１１では、入力のうちの最大のも
のを分母としたが、入力の和を分母として各信号を生成
するようにしても良い。即ち、指令比率生成器１０中の
換算器１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗは、下記の式（１３），
（１４），（１５）によって各相の指令比率信号ＩＵ
０，ＩＶ０，ＩＷ０を生成し、検出比率生成器１１中の
換算器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗは、下記の式（１６），
（１７），（１８）によって各相の検出比率信号ＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２を生成するようにしても良い。
および検出比率生成器１１では、入力のうちの最大のも
のを分母としたが、入力の和を分母として各信号を生成
するようにしても良い。即ち、指令比率生成器１０中の
換算器１０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗは、下記の式（１３），
（１４），（１５）によって各相の指令比率信号ＩＵ
０，ＩＶ０，ＩＷ０を生成し、検出比率生成器１１中の
換算器１１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗは、下記の式（１６），
（１７），（１８）によって各相の検出比率信号ＩＵ
２，ＩＶ２，ＩＷ２を生成するようにしても良い。
【００３６】 ＩＵ０＝ＩＵ／（ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ） …（１３） ＩＶ０＝ＩＶ／（ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ） …（１４） ＩＷ０＝ＩＷ／（ＩＵ＋ＩＶ＋ＩＷ） …（１５） ＩＵ２＝ＩＵ１／（ＩＵ１＋ＩＶ１＋ＩＷ１） …（１６） ＩＶ２＝ＩＶ１／（ＩＵ１＋ＩＶ１＋ＩＷ１） …（１７） ＩＷ２＝ＩＷ１／（ＩＵ１＋ＩＶ１＋ＩＷ１） …（１８）
【００３７】
【発明の効果】モータ電流は、制御装置の増幅器の増幅
率，印加電圧，モータ回転による誘起電圧等の変化に影
響を受けるが、各相の電流比率は影響を受けないため、
指令電流比率に良く追従する。このため、電流の各相の
指令比率とモータの各相の検出比率とで比較判定する本
発明によれば、定格電流値以内で安定している時は勿論
のこと、電流検出器に故障が発生した場合や経路断線等
が生じた場合の電流変化の過渡期においても支障なく故
障判定を実施することができ、３相モータ制御装置の故
障を速やかに検出することができる。
率，印加電圧，モータ回転による誘起電圧等の変化に影
響を受けるが、各相の電流比率は影響を受けないため、
指令電流比率に良く追従する。このため、電流の各相の
指令比率とモータの各相の検出比率とで比較判定する本
発明によれば、定格電流値以内で安定している時は勿論
のこと、電流検出器に故障が発生した場合や経路断線等
が生じた場合の電流変化の過渡期においても支障なく故
障判定を実施することができ、３相モータ制御装置の故
障を速やかに検出することができる。
【図１】本発明を適用した３相モータ制御装置の一例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】指令比率生成器，検出比率生成器および比率判
定器の構成例を示すブロック図である。
定器の構成例を示すブロック図である。
【図３】従来技術のブロック図である。
１…３相分配器 ２…増幅器 ３Ｕ，３Ｖ，３Ｗ…電流検出器 ４…３相モータ ５…位置検出器 １０…指令比率生成器 １０Ｕ，１０Ｖ，１０Ｗ…換算器 １１…検出比率生成器 １１Ｕ，１１Ｖ，１１Ｗ…換算器 １２…比率判定器 １２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ…換算器 １３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ…判定器 １４…論理和回路 ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ…各相の電流指令信号 ＩＵ０，ＩＶ０，ＩＷ０…各相の指令比率信号 ＩＵ１，ＩＶ１，ＩＷ１…各相の電流検出信号 ＩＵ２，ＩＶ２，ＩＷ２…各相の検出比率信号 Ａ…電流指令信号 Ｂ…比率判定許容値 Ｃ…故障検出信号
Claims (4)
- 【請求項１】 入力の電流指令信号と、３相モータに連
結され３相モータの電気角を得る位置検出器の信号とを
受け、電気角により決まる各相の電流比率に基づき各相
の電流指令信号を生成する３相分配器と、３相モータの
各相の電流を検出する電流検出器と、この電流検出器か
ら出力された各相の電流検出信号と前記３相分配器で生
成された各相の電流指令信号との差分を増幅し３相モー
タを駆動する増幅器とを有する３相モータ制御装置にお
いて、 前記３相分配器で生成された各相の電流指令信号を指令
比率信号に換算する指令比率生成器と、 前記電流検出器から出力された各相の電流検出信号を検
出比率信号に換算する検出比率生成器と、 前記指令比率生成器の指令比率信号と前記検出比率生成
器の検出比率信号との比を各相ごとに求め、何れかの相
において両者の比が比率判定値から外れた場合に故障検
出信号を出力する比率判定器とを備えることを特徴とす
る３相モータ制御装置の故障診断方式。 - 【請求項２】 前記指令比率生成器は、前記３相分配器
で生成された各相の電流指令信号のうちの最大の信号に
対する各相の電流指令信号の比率を、各相の指令比率信
号とする換算器を有し、 前記検出比率生成器は、前記電流検出器から出力された
各相の電流検出信号のうちの最大の信号に対する各相の
電流検出信号の比率を、各相の検出比率信号とする換算
器を有することを特徴とする請求項１記載の３相モータ
制御装置の故障診断方式。 - 【請求項３】 前記指令比率生成器は、前記３相分配器
で生成された各相の電流指令信号の和に対する各相の電
流指令信号の比率を、各相の指令比率信号とする換算器
を有し、 前記検出比率生成器は、前記電流検出器から出力された
各相の電流検出信号の和に対する各相の電流検出信号の
比率を、各相の検出比率信号とする換算器を有すること
を特徴とする請求項１記載の３相モータ制御装置の故障
診断方式。 - 【請求項４】 前記比率判定器は、前記指令比率生成器
の指令比率信号と前記検出比率生成器の検出比率信号と
の比を各相ごとに求める換算器と、 該換算器で各相ごとに求められた比が予め定められた比
率判定値から外れているか否かを調べる判定器と、 何れかの相において両者の比が比率判定値から外れてい
た場合に故障検出信号を出力する論理和回路とを有する
ことを特徴とする請求項１，２または３記載の３相モー
タ制御装置の故障診断方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27898696A JP2830859B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ３相モータ制御装置の故障診断方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27898696A JP2830859B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ３相モータ制御装置の故障診断方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10108494A JPH10108494A (ja) | 1998-04-24 |
| JP2830859B2 true JP2830859B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=17604832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27898696A Expired - Lifetime JP2830859B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ３相モータ制御装置の故障診断方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830859B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105353306B (zh) * | 2015-11-24 | 2018-11-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机故障诊断方法和装置及电器 |
| JP6711116B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2020-06-17 | 富士電機株式会社 | 電動機駆動装置 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP27898696A patent/JP2830859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10108494A (ja) | 1998-04-24 |
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