JP3236074B2 - サーボモータ過熱保護装置 - Google Patents

サーボモータ過熱保護装置

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JP3236074B2
JP3236074B2 JP16154592A JP16154592A JP3236074B2 JP 3236074 B2 JP3236074 B2 JP 3236074B2 JP 16154592 A JP16154592 A JP 16154592A JP 16154592 A JP16154592 A JP 16154592A JP 3236074 B2 JP3236074 B2 JP 3236074B2
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将 古和
久 木下
隆 中塚
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Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの過熱保
護装置を搭載したデジタルサーボ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のサーボモータの過熱保護装置の構
成を図3に示し、その構成と動作を説明する。図3に示
すように、サーボモータ3は流れる交流電流を電流検出
器2で検出されるとともにサーボモータの移動量を出力
するエンコーダ4が接続されている。電流検出器2は制
御ブロック1におけるコントローラ11、モータ過熱保護
装置13に接続されている。前記モータ過熱保護装置13は
モータ熱量演算・算出ブロック131 と、モータ総熱量リ
ミット判定ブロック132 とアラーム検出ブロック133 で
構成している。
【0003】まず、電流検出器2によりモータ3に流れ
る交流電流値を検出し、モータ過熱保護装置13におい
て、検出された実電流値の2乗に時間を掛けた値に比例
した蓄熱量と、サーボモータ3の構造によって決まる放
熱量から算出してサーボモータ3の温度とし、その値が
サーボモータ3の動作保証限界温度に達したとき、サー
ボモータ3の過熱アラームをアラーム検出ブロック133
が出力することにより、サーボモータ3の過熱保護を行
なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の過熱
保護装置を搭載したデジタルサーボ装置では、交流電流
を用いて温度上昇を電流値の2乗に時間を掛けた値に比
例した値で算出していたので、演算処理が複雑で処理時
間が長くなる。また、モータ電流値の2乗に時間を掛け
た値に比例した値でモータ温度を算出しているため、算
出した値は常に正の値となり温度は上昇方向にしか算出
されない。すなわち、モータ温度が低下する時について
は算出されないため、連続運転したモータの過熱保護
は、モータの有効活用の観点で必ずしも充分ではなかっ
た。
【0005】本発明はこのような課題を解決するもの
で、簡単な演算処理でモータ起動時の温度初期値による
影響を小さくできるモータの過熱保護を目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ータと、前記モータを制御する制御ブロ
ックと、記モータに流れるモータ電流を検出する電流
検出器とを備えたデジタルサーボ装置において、前記制
御ブロック内に搭載し、前記電流検出器より検出する
ータ電流から有効実電流値を算出するブロックと、前
ロックで算出した前記有効実電流値の絶対値を所定周
期で算出する絶対値算出ブロックと、前記モータの定格
電流ら基準電流値を算出する基準電流算出ブロック
と、前記基準電流算出ブロックで算出した前記基準電流
値を前記絶対値算出ブロックで算出した前記有効実電流
値の絶対値から差し引いた差分値から得られ、正負の符
号を持つ模擬熱量値を所定周期で算出する模擬熱量換算
ブロックと、前記模擬熱量換算ブロックで算出した前記
模擬熱量値を前記モータの制御開始時から現時点までの
総和した値模擬総熱量値として算出する模擬総熱量換
算ブロックと、前記模擬総熱量値が保護限界値を超えた
とき、モータ制御を停止するアラーム判定ブロックとか
ら構成したサーボモータ過熱保護装置を搭載したもので
ある。
【0007】
【作用】この構成によりモータの温度上昇値を算出する
のに、電流値の2乗演算処理を実行する必要がないので
演算処理時間が短縮される。さらにモータ定格電流から
得られる基準電流値と検出するモータに流れる電流から
得られる有効実電流値との差分を所定周期ごとに正負の
符号付きで算出して、有効実電流値が基準電流値より大
きいときはモータの温度上昇として正の数の模擬熱量
、基準電流値以下のときは温度下降として負の数の模
擬熱量値とし、算出した模擬熱量値をモータの制御開始
時から現時点まで総和した模擬総熱量値が、保護限界値
を超えたらモータ制御を停止するので、許容熱量の限界
までモータを最大限活用する。
【0008】
【実施例】図1は本発明の過熱保護装置を搭載したデジ
タルサーボ装置の一実施例を示すブロック図である。ま
ず図1に示すように、制御対象であるサーボモータ3
と、そのサーボモータ3の移動量を出力するエンコーダ
4と、そのサーボモータ3に流れる3相交流電流を検出
する電流検出器2と、サーボモータ3を制御する制御ブ
ロック1を備えている。前記制御ブロック1は、モータ
3を制御するための指令を演算・出力するコントローラ
11と、モータの過熱保護を目的とした過熱保護装置12よ
りなっている。そして、過熱保護装置12において、3相
2相変換ブロック121 では、モータ制御時に電流検出器
2により検出されるモータ3に流れる3相交流電流を2
軸直流電流に変換し、モータのトルク発生に有効な界磁
磁束に直交する有効実電流値Iqを演算・出力し、絶対
値算出ブロック122 では、3相2相変換ブロック121 よ
り出力された有効実電流値Iqの絶対値を算出し、基準
電流算出ブロック123 では、モータ3の定格電流におい
て、トルク発生に有効な界磁磁束に直交する基準電流値
Ieを出力する。さらに模擬熱量換算ブロック124で
は、ある有効実電流値Iqjと基準電流値Ieとの差△
Ijを演算し、有効実電流値Iqj>基準電流値Ieの
とき、実電流値演算処理周期を△Tsとし、モータ3が
温度上昇する模擬熱量△Qjは、△Qj=△Ij×△T
sより算出し、有効実電流値Iqj≦基準電流値Ieの
とき、モータ3の温度下降時の温度下降の割合を示す放
熱係数をαとするモータ3が温度下降する模擬熱量△Q
jは、△Qj=α×△Ij×△Tsにより算出し、実電
流演算処理周期△Ts毎に、サーボモータ3が発生・放
熱する模擬熱量△Qjを算出する。また、模擬総熱量換
算ブロック125 において、サーボモータ3の制御開始時
t0から現動作時点tiまでのサーボモータ3の模擬総
熱量Qは、
【0009】
【数1】 より演算・算出する。模擬総熱量符号判定ブロック126
では、基準電流以下で連続運転に相当する模擬総熱量Q
が負のときには温度平衡状態と判断し、正のときはサー
ボモータ3が温度上昇していると判断する。また模擬総
熱量クリアブロック127 では、模擬総熱量符号判定ブロ
ック126 で模擬総熱量Qが負であり、温度平衡状態と判
断されるとき模擬総熱量Qを0にし、現動作時点tiの
サーボモータ3の温度は、制御開始時t0のサーボモー
タ3の温度と等しいとする。さらに、その模擬総熱量Q
と入力する最大模擬総熱量記録ブロック128 では、サー
ボモータ3の制御開始時t0から、現動作時点tiまで
において模擬総熱量Qの最大Qmを演算・算出および記
録する。また、アラーム判定ブロック129 では、まず図
2に示すように、サーボモータ3が継続運転できるモー
タ電流のトルク発生に有効な界磁磁束に直交する継続運
転可能有効電流値Iqmと、Iqmで継続運転可能な時
間tmとから表されるサーボモータ3の熱破壊の限界で
あるモータ限界曲線(iqm−Ie)2 ×tmを算出す
る。そのモータ限界曲線を超えないように、サーボモー
タ3が熱破壊しないための模擬総熱量Qの限界値とする
1imitが、継続運転可能なモータ電流のトルク発生に
有効な界磁磁束に直交する有効電流値Iqiと基準電流
値Ieとの差と、Iqiで継続運転可能な時間tiとの
積が一定でかつ基準電流に比例定数kで比例したQ
1imit =K×(Iqi−Ie)×ti(i=0、1・・
・)と表せるモータ保護曲線を算出し、アラーム判定ブ
ロック129 では、模擬総熱量QがQ1imit 以上のとき、
サーボモータ3の温度がサーボモータ3の動作を保証す
るモータ温度の許容範囲を超えるだけの熱量を発生した
として、サーボモータ3の制御動作を停止し、模擬総熱
量QがQ1imit を超えてないときは、サーボモータ3の
温度は許容範囲内としてモータ制御を継続する。
【0010】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のサーボモータの過熱保護装置は、従来の技
術の中で述べたような2乗の演算などの複雑な演算処理
を実行せず、処理時間を短縮するだけでなく、起動時の
モータ温度による過熱保護精度のバラツキを低下するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ過熱保護装置を搭載したデジタ
ルサーボ装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明におけるモータ動作保証限界温度を算出
するためのモータ過熱曲線図
【図3】従来のモータ過熱保護装置を搭載したデジタル
サーボ装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 制御ブロック 2 電流検出器 3 サーボモータ 4 エンコーダ 11 コントローラ 12 モータ過熱保護装置 13 モータ過熱保護装置 121 3相2相変換ブロック 122 絶対値算出ブロック 123 基準電流算出ブロック 124 模擬熱量換算ブロック 125 模擬総熱量換算ブロック 126 模擬総熱量符号判定ブロック 127 模擬総熱量クリアブロック 128 最大模擬総熱量記録ブロック 129 アラーム判定ブロック 131 モータ熱量演算・算出ブロック 132 モータ総熱量リミット判定ブロック 133 アラーム検出ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 敦実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−71379(JP,A) 特開 平3−261388(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/00 H02H 7/085

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ータと、前記モータを制御する制御ブ
    ロックと、記モータに流れるモータ電流を検出する電
    流検出器とを備えたデジタルサーボ装置において、前記
    制御ブロック内に搭載し、前記電流検出器より検出する
    モータ電流から有効実電流値を算出するブロックと、前
    記ブロックで算出した前記有効実電流値の絶対値を所定
    周期で算出する絶対値算出ブロックと、前記モータの定
    格電流ら基準電流値を算出する基準電流算出ブロッ
    クと、前記基準電流算出ブロックで算出した前記基準電
    流値を前記絶対値算出ブロックで算出した前記有効実電
    流値の絶対値から差し引いた差分値から得られ、正負の
    符号を持つ模擬熱量値を所定周期で算出する模擬熱量換
    算ブロックと、前記模擬熱量換算ブロックで算出した前
    記模擬熱量値を前記モータの制御開始時から現時点まで
    の総和した値模擬総熱量値として算出する模擬総熱量
    換算ブロックと、前記模擬総熱量値が保護限界値を超え
    たとき、モータ制御を停止するアラーム判定ブロックと
    から構成したサーボモータ過熱保護装置。
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CN113922334B (zh) * 2021-09-22 2023-12-01 重庆智能机器人研究院 伺服电机的运行保护方法、装置、存储介质和电子设备
CN114857261B (zh) * 2022-05-23 2024-01-12 东风汽车集团股份有限公司 一种基于最大热量的自动变速器换挡电机过流保护方法

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