JP2876170B2 - 回転拘束状態におけるモータの保護方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷の急増等のために
発生するモータの回転拘束状態を確実に検出し、モータ
を保護するための回転拘束状態におけるモータの保護方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータの出力軸に大きな負荷が加わる
と、モータ回路に大電流が流れ、モータや駆動回路が焼
損する虞れがある。従来では、一般にモータ電流を検出
し、これが所定値に達するとサーキットブレーカ等によ
り回路を遮断する方法が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の方
法では、負荷が小さくなった場合等に再起動させるため
に、手動操作による復帰又は電源の再投入が必要となる
場合が多い。例えば、航空機の方向舵や昇降舵を駆動す
るモータ等のように急激に大きな負荷が掛かり易く、し
かも負荷が低下した際の迅速な復帰が不可欠な場合に
は、サーキットブレーカ等により回路を遮断することは
不適当である。

【０００４】本発明の目的は、拘束状態に陥ったモータ
を確実に保護でき、しかも拘束状態から解放された場合
には、迅速な自動復帰が可能な回転拘束状態におけるモ
ータの保護方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の要旨は、モータの回転量又は回転速度の検
出値と外部から入力される指令値との差に基づいた制御
信号を制御回路から出力して投入すべきモータ電流を加
減する場合において、モータ電流を検出し、該検出電流
値が所定値を越えた場合には前記制御回路の故障を点検
し、この結果前記制御回路が正常であると判断された回
転拘束時には、逆回転方向の前記指令値が入力される
か、又は制御信号が所定値を下廻るかの少なくとも何れ
かが満足されるまで、前記制御回路の出力を前記指令値
に拘らず所定の値に低減させることを特徴とする回転拘
束状態におけるモータの保護方法である。

【０００６】

【作用】上述の構成を有する回転拘束状態におけるモー
タの保護方法は、回転拘束状態を検出して制御出力を低
減することにより、モータ電流を制限し、また制限時に
逆回転の指令値が入力されたり、拘束が開放されて制御
信号が小さくなると自動的に制限状態から復帰する。

【０００７】

【実施例】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明
する。

【０００８】図１は本発明の方法を実施するためのモー
タ制御回路の一構成例であり、１はマイクロコンピュー
タであり、このマイクロコンピュータ１は、ＣＰＵ１
ａ、このＣＰＵ１ａに接続したＡＤ変換器１ｂ、ＤＡ変
換器１ｃ、ＲＯＭ１ｄ、ＲＡＭ１ｅ、インタフェイス回
路１ｆから構成されている。ＤＡ変換器１ｃからのモー
タ制御信号は、パルス幅変調器２ａ及びプリドライバ２
ｂから成る駆動部２に与えられ駆動信号となる。この駆
動信号は直流電源３に接続したインバータ回路４に入力
され、モータ５の回転を可変としている。更に、ＣＰＵ
１ａの指令により、インタフェイス回路１ｆを介して駆
動部２のオン・オフや、プリドライバ２ｂによりモータ
５の回転方向を切換えることができる。モータ５の回転
は減速ギア６等を介して直線型ではボールスクリュ、或
いは回転型ではリンク等の出力部に伝達されるが、これ
らの出力部には、位置検出器７や回転計等のセンサが取
り付けられ、これらの検出信号はマイクロコンピュータ
１にフィードバックされている。

【０００９】マイクロコンピュータ１では、システム外
部から与えられる指令値に、この検出値が逐次に一致す
るように駆動部２に与える制御信号を加減しており、全
体が所謂サーボループ系をなしている。更に、本実施例
ではモータ５への投入電流を測定するために、インバー
タ回路４の直流部分等に抵抗器８を介したり、ホール素
子を設けており、この検出電流値をマイクロコンピュー
タ１に入力している。

【００１０】以上の構成のモータ制御回路は、例えば図
２に示すような制御フローチャート図に基づいて動作す
る。先ず、通常では抵抗器８による検出電流値が所定値
以下の範囲内に収まっており、通常のサーボループの動
作を行い、出力部を指令値に応じて駆動する。一方、検
出電流値が所定値を超えるとステップは分岐し、後述す
る方法に基づいて制御回路自体の故障の有無を検出す
る。この結果、制御回路に故障が無いと判断され、なお
かつこの状態が例えば５〜１０秒の所定時間を超過して
続いた場合には、モータ５が過負荷による回転拘束状態
にあると判断し、モータ電流を所定の安全値に低下・保
持する保護モードに分岐する。これにより、モータ５や
インバータ回路４の焼損が防止される。

【００１１】更に、この電流低下中に負荷が低下してモ
ータ５が回転され、出力部の位置検出値と指令値との差
が小さくなったり、拘束方向と逆方向への駆動指令値が
与えられると、保護モードを脱して通常のサーボループ
に戻る。これにより、負荷が低下した際に、迅速に通常
の制御が可能となる。

【００１２】なお、制御回路の故障は例えば次のように
して検出することができる。先ず、検出電流値が所定値
を超えると、ＣＰＵ１ａは図３に示すように適宜の間隔
をおいて、幅２ミリ秒程度の低減パルスを制御信号に重
畳させてＤＡ変換器１ｃから出力する。

【００１３】ここで、制御回路が正常であり、電流増加
が単にモータの負荷増加に帰因するものであれば、低減
パルスは正常にＤＡ変換器１ｃから出力され、パルス幅
変調器２ａ及びプリドライバ２ｂも正常に動作するか
ら、インバータ回路４によるモータ電流もパルス状に低
下する。一方、電流増加が制御回路の故障によるもので
あれば、低減パルスはモータ電流に反映されないことに
なる。従って、抵抗器８等を介して得られる電流検出値
がパルス状に追従して低下するか否かを検知して、制御
回路の正常、異常を判定できることになる。

【００１４】制御回路の故障が判定された場合には、上
述のような保護モードでの運転不可能であり、警報を発
して運転を停止する等の処置が適切である。

【００１５】このように本発明に係る方法によれば、モ
ータ５の回転拘束状態を確実に判定でき、モータ５やイ
ンバータ回路４の焼損防止ができると共に、拘束状態が
解かれると速やかに通常の制御状態に復帰できる。

【００１６】なお、本発明は上述した構成の制御回路以
外でも、モータ回転の検出値と指令値との差、或いは出
力部の位置検出値と指令値との差から制御信号を決定す
る方式の制御回路であれば適用できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る回転拘
束状態におけるモータの保護方法は、モータの回転拘束
状態を判定して、モータやインバータ回路の焼損が防止
でき、しかも拘束状態が解かれると速やかに通常の制御
状態に復帰できるので、大きな負荷が急激に印加された
り、負荷低下の際に迅速な復帰が要求される場合に用い
て好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転拘束状態におけるモータの保
護方法を実施するためのブロック回路構成図である。

【図２】フローチャート図である。

【図３】低減パルスの波形図である。

【符号の説明】

１ マイクロコンピュータ １ａ ＣＰＵ ２ 駆動部 ３ 直流電源 ４ インバータ回路 ５ モータ ６ 減速ギア ７ 位置検出器 ８ 抵抗器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転量又は回転速度の検出値と
   外部から入力される指令値との差に基づいた制御信号を
   制御回路から出力して投入すべきモータ電流を加減する
   場合において、モータ電流を検出し、該検出電流値が所
   定値を越えた場合には前記制御回路の故障を点検し、こ
   の結果前記制御回路が正常であると判断された回転拘束
   時には、逆回転方向の前記指令値が入力されるか、又は
   制御信号が所定値を下廻るかの少なくとも何れかが満足
   されるまで、前記制御回路の出力を前記指令値に拘らず
   所定の値に低減させることを特徴とする回転拘束状態に
   おけるモータの保護方法。