JP3196790B2 - サーボ制御装置の過負荷検出方法 - Google Patents
サーボ制御装置の過負荷検出方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサーボ制御装置のモータ
および前記モータに電力を供給する電力供給回路の電力
素子の過負荷を検出する、サーボ制御装置の過負荷検出
方法に関する。
および前記モータに電力を供給する電力供給回路の電力
素子の過負荷を検出する、サーボ制御装置の過負荷検出
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の過負荷検出方法は、モー
タ回路の過負荷検出については、１例を図３に示すＡ．
Ｃ．サーボ制御装置では、与えられたモータ全体に対す
るトルク指令により、乗算器２、ベースドライブ回路３
およびパワートランジスタ４による制御回路により電力
が供給されてモータが駆動されるが、ＣＰＵ１がこのト
ルク指令を入力して図４に示すように、トルク指令と定
数ｂにより計算した値ａを求め（ステップ４１）、ａを
サンプル時間ｄｔにより積分して放熱分を除いた熱損失
量の値ｃを求め（ステップ４２）、次に、ｃをあらかじ
め定められた許容値ｄと比較（ステップ４３）して過負
荷を検出していた。また、パワートランジスタの過負荷
検出については、１例を図５に示すＤ．Ｃ．サーボ制御
装置では、Ｄ．Ｃ．モータ１６に電力を供給するパワー
トランジスタ１４1 ，１４2 ，１４3 ，１４4 に近接し
てパワートランジスタの過熱を検出するためのサーモス
タット１７が設置され、サーモスタット１７の作動をＣ
ＰＵ１１が検知してパワートランジスタ１４1 ，１４
2 ，１４3 ，１４4 の過負荷を検出していた。
タ回路の過負荷検出については、１例を図３に示すＡ．
Ｃ．サーボ制御装置では、与えられたモータ全体に対す
るトルク指令により、乗算器２、ベースドライブ回路３
およびパワートランジスタ４による制御回路により電力
が供給されてモータが駆動されるが、ＣＰＵ１がこのト
ルク指令を入力して図４に示すように、トルク指令と定
数ｂにより計算した値ａを求め（ステップ４１）、ａを
サンプル時間ｄｔにより積分して放熱分を除いた熱損失
量の値ｃを求め（ステップ４２）、次に、ｃをあらかじ
め定められた許容値ｄと比較（ステップ４３）して過負
荷を検出していた。また、パワートランジスタの過負荷
検出については、１例を図５に示すＤ．Ｃ．サーボ制御
装置では、Ｄ．Ｃ．モータ１６に電力を供給するパワー
トランジスタ１４1 ，１４2 ，１４3 ，１４4 に近接し
てパワートランジスタの過熱を検出するためのサーモス
タット１７が設置され、サーモスタット１７の作動をＣ
ＰＵ１１が検知してパワートランジスタ１４1 ，１４
2 ，１４3 ，１４4 の過負荷を検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の過負荷
検出方法は、モータ全体のトルク指令によってモータ回
路の過負荷を検出したり、または近接して設置されたサ
ーモスタットの動作によってパワートランジスタの過負
荷を検出しているので、モータの停止時や低速で回転し
ている時などモータのある１相や電力供給回路のあるパ
ワートランジスタに集中して電流が流れていても、全体
としては過負荷として検出するに至っていないことによ
り、過熱によりモータやパワートランジスタ等の電力素
子の焼損を招くことがあるという欠点がある。本発明の
目的は、モータの１相およびモータに電力を供給する電
力供給回路の１パワートランジスタ等の電力素子に集中
して電流が流れた場合の過負荷を検出することの可能な
サーボ制御装置の過負荷検出方法を提供することであ
る。
検出方法は、モータ全体のトルク指令によってモータ回
路の過負荷を検出したり、または近接して設置されたサ
ーモスタットの動作によってパワートランジスタの過負
荷を検出しているので、モータの停止時や低速で回転し
ている時などモータのある１相や電力供給回路のあるパ
ワートランジスタに集中して電流が流れていても、全体
としては過負荷として検出するに至っていないことによ
り、過熱によりモータやパワートランジスタ等の電力素
子の焼損を招くことがあるという欠点がある。本発明の
目的は、モータの１相およびモータに電力を供給する電
力供給回路の１パワートランジスタ等の電力素子に集中
して電流が流れた場合の過負荷を検出することの可能な
サーボ制御装置の過負荷検出方法を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のサーボ制御装置
の過負荷検出方法は、モータの各相および前記モータに
電力を供給する電力供給回路の電力素子ごとの電流値に
より前記電流値の電流が流れたことによるエネルギ熱損
失のうち、温度上昇に寄与する損失量を算出して、それ
ぞれ所定の許容値と比較し、前記損失量が前記許容値を
超えたとき、過負荷として検出する。
の過負荷検出方法は、モータの各相および前記モータに
電力を供給する電力供給回路の電力素子ごとの電流値に
より前記電流値の電流が流れたことによるエネルギ熱損
失のうち、温度上昇に寄与する損失量を算出して、それ
ぞれ所定の許容値と比較し、前記損失量が前記許容値を
超えたとき、過負荷として検出する。
【０００５】
【作用】モータの各相および電力供給回路の電力素子ご
との電流値によりエネルギ熱損失量を算出して許容値と
比較するので、モータの１相や１個の電力素子に集中し
て電流が流れたときでも過負荷として検出することがで
きる。
との電流値によりエネルギ熱損失量を算出して許容値と
比較するので、モータの１相や１個の電力素子に集中し
て電流が流れたときでも過負荷として検出することがで
きる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の過負荷検出方法の一実施例
が適用されるＡ．Ｃ．サーボ制御装置のブロック図、図
２は図１のサーボ制御装置の過負荷検出方法の工程のフ
ローチャートである。このサーボ制御装置はＣＰＵ１と
乗算器２1 ，２2 ，２3 とベースドライブ回路３とパワ
ートランジスタ４1 ，４2 ，４3 ，４4 ，４5 ，４6 と
モータ（不図示）とから構成され、与えられたトルク指
令にもとずいて乗算器２1 ，２2 ，２ 3 により、位相
ｕ、ｖ、ｗそれぞれの電流指令であるｉu ，ｉu+，
ｉu-，ｉv ，ｉv+，ｉv-，ｉw ，ｉw+，ｉw-を生成し、
ベースドライブ回路３を介してパワートランジスタ４
1 ，４2 ，４3 ，４4 ，４5 ，４6 よりｕ相、ｖ相、ｗ
相それぞれの電流を供給してＡ．Ｃ．モータを駆動する
ようになっている。
て説明する。図１は本発明の過負荷検出方法の一実施例
が適用されるＡ．Ｃ．サーボ制御装置のブロック図、図
２は図１のサーボ制御装置の過負荷検出方法の工程のフ
ローチャートである。このサーボ制御装置はＣＰＵ１と
乗算器２1 ，２2 ，２3 とベースドライブ回路３とパワ
ートランジスタ４1 ，４2 ，４3 ，４4 ，４5 ，４6 と
モータ（不図示）とから構成され、与えられたトルク指
令にもとずいて乗算器２1 ，２2 ，２ 3 により、位相
ｕ、ｖ、ｗそれぞれの電流指令であるｉu ，ｉu+，
ｉu-，ｉv ，ｉv+，ｉv-，ｉw ，ｉw+，ｉw-を生成し、
ベースドライブ回路３を介してパワートランジスタ４
1 ，４2 ，４3 ，４4 ，４5 ，４6 よりｕ相、ｖ相、ｗ
相それぞれの電流を供給してＡ．Ｃ．モータを駆動する
ようになっている。
【０００７】ここで、ｉu ，ｉu+，ｉu-はそれぞれモー
タのｕ相、パワートランジスタ４1，４4 を流れる電流
の電流指令であり、また、ｉv ，ｉv+，ｉv-はモータの
ｖ相、パワートランジスタ４2 ，４5 を流れ、ｉw ，ｉ
w+，ｉw-はモータのｗ相、パワートランジスタ４3 ，４
6 をそれぞれ流れる電流の電流指令である。このサーボ
制御装置の過負荷検出方法は、図２に示すように、ＣＰ
Ｕ１は先ず、トランジスタおよびモータに電流が流れた
ことにより生ずるエネルギ分を、過負荷として判断する
ために、次式により放熱エネルギを除いて各相について
計算する（ステップ２１）。 Ｐ＝Ｒｉ2 −ｑ［Ｗ］ ここで、Ｐ：エネルギ［Ｗ］ Ｒ：モータを含む回路の抵抗［Ω］ ｉ：電流［Ａ］ ｑ：放熱エネルギ［Ｗ］ すなわち、パワートランジスタ４1 ，４2 ，・・・，４
6 を流れる電流による損失エネルギの値ａ1 ，ａ2 ，ａ
3 ，ａ4 ，ａ5 ，ａ6 およびモータのｕ，ｖ，ｗ各相に
流れる電流による損失エネルギ値ａ7 ，ａ8 ，ａ9 は次
のようになる。
タのｕ相、パワートランジスタ４1，４4 を流れる電流
の電流指令であり、また、ｉv ，ｉv+，ｉv-はモータの
ｖ相、パワートランジスタ４2 ，４5 を流れ、ｉw ，ｉ
w+，ｉw-はモータのｗ相、パワートランジスタ４3 ，４
6 をそれぞれ流れる電流の電流指令である。このサーボ
制御装置の過負荷検出方法は、図２に示すように、ＣＰ
Ｕ１は先ず、トランジスタおよびモータに電流が流れた
ことにより生ずるエネルギ分を、過負荷として判断する
ために、次式により放熱エネルギを除いて各相について
計算する（ステップ２１）。 Ｐ＝Ｒｉ2 −ｑ［Ｗ］ ここで、Ｐ：エネルギ［Ｗ］ Ｒ：モータを含む回路の抵抗［Ω］ ｉ：電流［Ａ］ ｑ：放熱エネルギ［Ｗ］ すなわち、パワートランジスタ４1 ，４2 ，・・・，４
6 を流れる電流による損失エネルギの値ａ1 ，ａ2 ，ａ
3 ，ａ4 ，ａ5 ，ａ6 およびモータのｕ，ｖ，ｗ各相に
流れる電流による損失エネルギ値ａ7 ，ａ8 ，ａ9 は次
のようになる。
【０００８】ａ1 ＝ｂ×（ｉu+）2 −ｆ ａ2 ＝ｂ×（ｉv+）2 −ｆ ａ3 ＝ｂ×（ｉw+）2 −ｆ ａ4 ＝ｂ×（ｉu-）2 −ｆ ａ5 ＝ｂ×（ｉu-）2 −ｆ ａ6 ＝ｂ×（ｉu-）2 −ｆ ａ7 ＝ｇ×（ｉu ）2 −ｈ ａ8 ＝ｇ×（ｉu ）2 −ｈ ａ9 ＝ｇ×（ｉu ）2 −ｈ ここで、ｂ，ｇはＲに相当する定数であり、ｆ，ｈも定
数である。
数である。
【０００９】次に、ａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，ａ4 ，ａ5 ，ａ
6 ，ａ7 ，ａ8 ，ａ9 をそれぞれサンプル時間ｄｔ（ｓ
ｅｃ）について積分してｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ
5 ，ｃ 6 ，ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 を求める（ステップ２
２）。 ｃ1 ＝∫ａ1 ｄｔ ｃ2 ＝∫ａ2 ｄｔ ｃ3 ＝∫ａ3 ｄｔ ｃ4 ＝∫ａ4 ｄｔ ｃ5 ＝∫ａ5 ｄｔ ｃ6 ＝∫ａ6 ｄｔ ｃ7 ＝∫ａ7 ｄｔ ｃ8 ＝∫ａ8 ｄｔ ｃ9 ＝∫ａ9 ｄｔ さらに、ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 を加算してｃ10を求める（ス
テップ２２）。 ｃ10＝ｃ7 ＋ｃ8 ＋ｃ9
6 ，ａ7 ，ａ8 ，ａ9 をそれぞれサンプル時間ｄｔ（ｓ
ｅｃ）について積分してｃ1 、ｃ2 、ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ
5 ，ｃ 6 ，ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 を求める（ステップ２
２）。 ｃ1 ＝∫ａ1 ｄｔ ｃ2 ＝∫ａ2 ｄｔ ｃ3 ＝∫ａ3 ｄｔ ｃ4 ＝∫ａ4 ｄｔ ｃ5 ＝∫ａ5 ｄｔ ｃ6 ＝∫ａ6 ｄｔ ｃ7 ＝∫ａ7 ｄｔ ｃ8 ＝∫ａ8 ｄｔ ｃ9 ＝∫ａ9 ｄｔ さらに、ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 を加算してｃ10を求める（ス
テップ２２）。 ｃ10＝ｃ7 ＋ｃ8 ＋ｃ9
【００１０】続いて、ｃ10をモータ全体の許容値として
定められた値ｄと比較する（ステップ２３）。ステップ
２３でｃ≧ｄであれば全体の過負荷であると判断し、ｃ
4 ＜ｄであればステップ２４に進む。ステップ２４でｃ
1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ5 ，ｃ6 のそれぞれと、１つ
のパワートランジスタにおける許容値として定められた
値ｅとを比較し、ｃ1 ，ｃ2，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ5 ，ｃ6
のうちいずれか１つでもｅに等しいかまたは大きいとき
は過負荷であると判断し、ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ
5 ，ｃ6 のいずれもがｅより小さいときはステップ２５
にすすみ、ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 のそれぞれと、モータの１
相における許容値として定められた値ｉと比較し、ｃ
7 ，ｃ8 ，ｃ9 のうちいずれか１つでもｉに等しいかま
たは大きいときは過負荷であると判断し、ｉよりも小さ
いときは、一定の時間ごとにステップ２１に戻って繰返
す。ここで、ｅの値は一般に
定められた値ｄと比較する（ステップ２３）。ステップ
２３でｃ≧ｄであれば全体の過負荷であると判断し、ｃ
4 ＜ｄであればステップ２４に進む。ステップ２４でｃ
1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ5 ，ｃ6 のそれぞれと、１つ
のパワートランジスタにおける許容値として定められた
値ｅとを比較し、ｃ1 ，ｃ2，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ5 ，ｃ6
のうちいずれか１つでもｅに等しいかまたは大きいとき
は過負荷であると判断し、ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 ，ｃ4 ，ｃ
5 ，ｃ6 のいずれもがｅより小さいときはステップ２５
にすすみ、ｃ7 ，ｃ8 ，ｃ9 のそれぞれと、モータの１
相における許容値として定められた値ｉと比較し、ｃ
7 ，ｃ8 ，ｃ9 のうちいずれか１つでもｉに等しいかま
たは大きいときは過負荷であると判断し、ｉよりも小さ
いときは、一定の時間ごとにステップ２１に戻って繰返
す。ここで、ｅの値は一般に
【００１１】
【数１】
【００１２】であり、ステップ２４でｃ1 ，ｃ2 ，・・
・，ｃ6 の値がｅに等しいかまたは大きい場合、それぞ
れ対応するパワートランジスタ４1 ，４2 ，・・・，４
6 の過負荷であり、ステップ２５でｉに等しいかまたは
大きい値がｃ7 であればモータのｕ相、ｃ8 であればモ
ータのｖ相、ｃ9 であればモータのｗ相の過負荷であ
る。本実施例のサーボ制御装置の過負荷検出方法ではモ
ータ回路全体の電流が過大である場合の過負荷を検出す
るとともに、回路全体の電流が過大でなくても、モータ
の１相またはパワートランジスタの１つにおける電流が
過大であれば過負荷として検出するので、モータの１相
に電流が集中して流れたときや１つのパワートランジス
タに電流が集中して流れたときの過熱によるモータやト
ランジスタの焼損等を防止することができる。
・，ｃ6 の値がｅに等しいかまたは大きい場合、それぞ
れ対応するパワートランジスタ４1 ，４2 ，・・・，４
6 の過負荷であり、ステップ２５でｉに等しいかまたは
大きい値がｃ7 であればモータのｕ相、ｃ8 であればモ
ータのｖ相、ｃ9 であればモータのｗ相の過負荷であ
る。本実施例のサーボ制御装置の過負荷検出方法ではモ
ータ回路全体の電流が過大である場合の過負荷を検出す
るとともに、回路全体の電流が過大でなくても、モータ
の１相またはパワートランジスタの１つにおける電流が
過大であれば過負荷として検出するので、モータの１相
に電流が集中して流れたときや１つのパワートランジス
タに電流が集中して流れたときの過熱によるモータやト
ランジスタの焼損等を防止することができる。
【００１３】以上に述べた実施例は電流指令により過負
荷を検出したが、モータの各相や各電力素子を流れる電
流を電流検出器等により検出した電流値により過負荷を
検出してもよいことは言うまでもない。
荷を検出したが、モータの各相や各電力素子を流れる電
流を電流検出器等により検出した電流値により過負荷を
検出してもよいことは言うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、モータの
各相および電力供給回路の電力素子ごとの電流値によっ
て過負荷を検出することにより、全体の回路が過負荷と
なっていない場合でもモータの１相および電力供給回路
の１電力素子が過負荷となったときそれを検出すること
ができるので、モータの停止時や低速で回転している時
などモータのある１相や電力供給回路のある電力素子に
集中して電流が流れ、過熱によりモータやパワートラン
ジスタ等の電力素子を焼損することが未然に防止できる
とともに、過負荷となったモータの相や電力素子が特定
できるので、過負荷の原因個所の発見が容易となる効果
がある。
各相および電力供給回路の電力素子ごとの電流値によっ
て過負荷を検出することにより、全体の回路が過負荷と
なっていない場合でもモータの１相および電力供給回路
の１電力素子が過負荷となったときそれを検出すること
ができるので、モータの停止時や低速で回転している時
などモータのある１相や電力供給回路のある電力素子に
集中して電流が流れ、過熱によりモータやパワートラン
ジスタ等の電力素子を焼損することが未然に防止できる
とともに、過負荷となったモータの相や電力素子が特定
できるので、過負荷の原因個所の発見が容易となる効果
がある。
【図１】本発明の過負荷検出方法の一実施例が適用され
るＡ．Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
るＡ．Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
【図２】図１のサーボ制御装置の過負荷検出方法の工程
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図３】過負荷検出方法の第１従来例が適用されるＡ．
Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
【図４】図５のサーボ制御装置の過負荷検出方法の工程
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図５】過負荷検出方法の第２従来例が適用されるＤ．
Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
Ｃ．サーボ制御装置のブロック図である。
１ ＣＰＵ ２1 、２2 、２3 乗算器 ３ ベースドライブ回路 ４1 、４2 、４3 、４4 、４5 、４6 パワートラン
ジスタ ２１、２２、２３、２４、２５ ステップ
ジスタ ２１、２２、２３、２４、２５ ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 H02H 7/085 H02P 7/63 302
Claims (2)
- 【請求項１】 サーボ制御装置のモータおよび前記モー
タに電力を供給する電力供給回路の電力素子の過負荷を
検出する、サーボ制御装置の過負荷検出方法において、 トルク指令から各相および前記電力供給回路の各電力素
子の電流指令を演算し、 各相および前記電力供給回路の各電力素子の電流指令値
の２乗に回路の抵抗値に該当する定数を乗算し、該乗算
結果から電力単位に換算された放熱エネルギーを減算し
て損失エネルギー値を演算する第１の処理と、 サンプリング周期毎に、前記各相および前記電力供給回
路の各電力素子の電流指令値のサンプリング値から、各
相および前記電力供給回路の各電力素子の損失エネルギ
ー値を計算してその損失エネルギー値を積分する第２の
処理と、 各相の損失エネルギーの積分値を、設定された第１の許
容値と比較し、当該損失エネルギーの積分値が当該許容
値を超えたとき、当該相が過負荷であると判定し、 前記電力供給回路のそれぞれの電力素子の損失エネルギ
ーの積分値を、設定された第２の許容値と比較し、当該
損失エネルギーの積分値が当該許容値を超えたとき、当
該電力素子が過負荷であると判定する、 サーボ制御装置の過負荷検出方法。 - 【請求項２】 各相の損失エネルギの積分値の和を、設
定された第３の許容値と比較し、各相の損失エネルギの
積分値の和が第３の許容値以上のときには、過負荷状態
と判定し、各相の損失エネルギの積分値の和が第３の許
容値よりも小さいときには、それぞれの電力素子ごとの
損失エネルギの積分値を第２の許容値と比較し、いずれ
かの電力素子の損失エネルギの積分値が第２の許容値以
上のときには、過負荷状態と判定し、電力素子の損失エ
ネルギの積分値が何れも第２の許容値より小さいときに
は、各相の損失エネルギの積分値を第１の許容値と比較
し、いずれかの相の損失エネルギの積分値が第１の許容
値以上のときには、過負荷状態と判定する、請求項１に
記載の過負荷検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30238092A JP3196790B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーボ制御装置の過負荷検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30238092A JP3196790B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーボ制御装置の過負荷検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153559A JPH06153559A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3196790B2 true JP3196790B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=17908211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30238092A Expired - Fee Related JP3196790B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | サーボ制御装置の過負荷検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196790B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| CN110429892B (zh) * | 2019-08-15 | 2020-12-01 | 哈尔滨理工大学 | 连续工作制三相感应电动机在s3工作制下额定容量的确定方法 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP30238092A patent/JP3196790B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06153559A (ja) | 1994-05-31 |
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