JP3436658B2 - モータ負荷の異常検出方法及び装置 - Google Patents
モータ負荷の異常検出方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コアに巻装され
たモータコイルと、このモータコイルに相対向して設け
られた回転子とから成る直流モータにより駆動される負
荷の異常を検出するモータ負荷の異常検出方法及び装置
に関する。
たモータコイルと、このモータコイルに相対向して設け
られた回転子とから成る直流モータにより駆動される負
荷の異常を検出するモータ負荷の異常検出方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の直流ブラシレスモータとその駆動
回路は、例えば図３に示すように構成されている。
回路は、例えば図３に示すように構成されている。
【０００３】図３に示すように、トランジスタ等のスイ
ッチング素子から成るスイッチＳUH及びスイッチＳULの
直列回路、スイッチング素子から成るスイッチＳVH及び
スイッチＳVLの直列回路、スイッチング素子から成るス
イッチＳWH及びスイッチＳWLの直列回路のそれぞれによ
り、３個のアームＡU 、ＡV 、ＡW が構成されている。
ッチング素子から成るスイッチＳUH及びスイッチＳULの
直列回路、スイッチング素子から成るスイッチＳVH及び
スイッチＳVLの直列回路、スイッチング素子から成るス
イッチＳWH及びスイッチＳWLの直列回路のそれぞれによ
り、３個のアームＡU 、ＡV 、ＡW が構成されている。
【０００４】また、各アームＡU 〜ＡW は直流電源Ｅに
並列に接続されている。各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、
ＳVL、ＳWH、ＳWLにはフライホイールダイオードＤUH、
ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、ＤWLが並列に接続されてい
る。これら各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、ＳVL、ＳWH、
ＳWL及び各ダイオードＤUH、ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、
ＤWLにより、三相ブリッジインバータ部ＩＶが構成され
ている。
並列に接続されている。各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、
ＳVL、ＳWH、ＳWLにはフライホイールダイオードＤUH、
ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、ＤWLが並列に接続されてい
る。これら各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、ＳVL、ＳWH、
ＳWL及び各ダイオードＤUH、ＤUL、ＤVH、ＤVL、ＤWH、
ＤWLにより、三相ブリッジインバータ部ＩＶが構成され
ている。
【０００５】そして、各アームＡU 〜ＡW における両ス
イッチの接続点ＰU 、ＰV 、ＰW それぞれには、モータ
Ｍの固定子コアに巻装され星形結線されたモータコイル
である三相巻線ＬU 、ＬV 、ＬW が接続され、これら三
相巻線ＬU 、ＬV 、ＬW に相対向する位置に、図示しな
いマグネットを備えた回転子が設けられている。
イッチの接続点ＰU 、ＰV 、ＰW それぞれには、モータ
Ｍの固定子コアに巻装され星形結線されたモータコイル
である三相巻線ＬU 、ＬV 、ＬW が接続され、これら三
相巻線ＬU 、ＬV 、ＬW に相対向する位置に、図示しな
いマグネットを備えた回転子が設けられている。
【０００６】また、各接続点ＰU 、ＰV 、ＰW の上側に
ある各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWHにより上側スイッチ群
ＨＳが構成されている。さらに、各接続点ＰU 、ＰV 、
ＰWの下側にある各スイッチＳUL、ＳVL、ＳWLにより下
側スイッチ群ＬＳが構成されている。
ある各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWHにより上側スイッチ群
ＨＳが構成されている。さらに、各接続点ＰU 、ＰV 、
ＰWの下側にある各スイッチＳUL、ＳVL、ＳWLにより下
側スイッチ群ＬＳが構成されている。
【０００７】さらに、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチ
ＳUH、ＳVH、ＳWH及び下側スイッチ群ＬＳの各スイッチ
ＳUL、ＳVL、ＳWLのオン、オフがインバータ制御手段Ｓ
Ｃからの制御信号によって制御されるようになってい
る。
ＳUH、ＳVH、ＳWH及び下側スイッチ群ＬＳの各スイッチ
ＳUL、ＳVL、ＳWLのオン、オフがインバータ制御手段Ｓ
Ｃからの制御信号によって制御されるようになってい
る。
【０００８】このとき、インバータ制御手段ＳＣによ
り、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
のオンのタイミングを１２０゜ずつずらすように１２０
゜位相のずれた制御信号が各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
に出力され、同様に下側スイッチ群ＬＳの各スイッチＳ
UL、ＳVL、ＳWLにも１２０゜位相のずれた制御信号が出
力される。さらには、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチ
ＳUH、ＳVH、ＳWHのうちオンしているスイッチのアーム
とは異なるアームの下側スイッチ群ＬＳのスイッチがオ
ンするように制御される。
り、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
のオンのタイミングを１２０゜ずつずらすように１２０
゜位相のずれた制御信号が各スイッチＳUH、ＳVH、ＳWH
に出力され、同様に下側スイッチ群ＬＳの各スイッチＳ
UL、ＳVL、ＳWLにも１２０゜位相のずれた制御信号が出
力される。さらには、上側スイッチ群ＨＳの各スイッチ
ＳUH、ＳVH、ＳWHのうちオンしているスイッチのアーム
とは異なるアームの下側スイッチ群ＬＳのスイッチがオ
ンするように制御される。
【０００９】また、図３には図示されていないホール素
子などから成る位置センサにより検出される回転子の位
置に関連して、オンすべき上側スイッチ群ＨＳのスイッ
チと下側スイッチ群ＬＳのスイッチとの組み合わせが切
換えられるようになっている。このようにして、モータ
Ｍの各巻線ＬU 〜ＬW への電流の通流方向が切換えら
れ、固定子の磁極が一方向に回転して回転子の回転力が
得られるのである。
子などから成る位置センサにより検出される回転子の位
置に関連して、オンすべき上側スイッチ群ＨＳのスイッ
チと下側スイッチ群ＬＳのスイッチとの組み合わせが切
換えられるようになっている。このようにして、モータ
Ｍの各巻線ＬU 〜ＬW への電流の通流方向が切換えら
れ、固定子の磁極が一方向に回転して回転子の回転力が
得られるのである。
【００１０】ところで、上記したような直流ブラシレス
モータにより駆動される送風機等の負荷が正常に作動し
ているかどうかを判定する必要が生じた場合、従来、直
流モータの定トルク性、即ち回転数が変わっても電流値
が一定であればトルクも一定になるという基本特性に基
づき、モータコイルに流れる電流値を検出することによ
ってこの電流値と比例関係にあるトルクを求め、負荷の
正常、異常を判定することが行われている。
モータにより駆動される送風機等の負荷が正常に作動し
ているかどうかを判定する必要が生じた場合、従来、直
流モータの定トルク性、即ち回転数が変わっても電流値
が一定であればトルクも一定になるという基本特性に基
づき、モータコイルに流れる電流値を検出することによ
ってこの電流値と比例関係にあるトルクを求め、負荷の
正常、異常を判定することが行われている。
【００１１】具体的には、異常のない基準負荷の使用時
におけるモータの各回転数における標準電流値を予め測
定しておき、実際の負荷運転状態での測定電流値と予め
測定しておいた標準電流値とを比較し、その差が許容さ
れる範囲内であれば負荷は正常と判断され、許容範囲を
越えていれば負荷は異常と判断されるのである。
におけるモータの各回転数における標準電流値を予め測
定しておき、実際の負荷運転状態での測定電流値と予め
測定しておいた標準電流値とを比較し、その差が許容さ
れる範囲内であれば負荷は正常と判断され、許容範囲を
越えていれば負荷は異常と判断されるのである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、回転子のマグ
ネットには、通常コスト的な面から安価なフェライトマ
グネットが用いられ、このフェライトマグネットは温度
特性が良好ではなく、例えば−２０〜＋６０℃の温度範
囲における温度係数は約０．１７％／℃であるため、こ
のように温度特性の良好でないマグネットを使用する場
合には、マグネットの特性の変動がそのまま電流値の変
化となって現れ、測定電流値に大きな誤差が生じ易く、
電流値に基づく負荷の正常、異常の判定を行うことは困
難である。
ネットには、通常コスト的な面から安価なフェライトマ
グネットが用いられ、このフェライトマグネットは温度
特性が良好ではなく、例えば−２０〜＋６０℃の温度範
囲における温度係数は約０．１７％／℃であるため、こ
のように温度特性の良好でないマグネットを使用する場
合には、マグネットの特性の変動がそのまま電流値の変
化となって現れ、測定電流値に大きな誤差が生じ易く、
電流値に基づく負荷の正常、異常の判定を行うことは困
難である。
【００１３】一方、このような不都合を解消するには、
温度特性の良好なマグネットを使用すればよいが、高価
になるという問題がある。また、トルクを直接測定する
ことにより負荷の正常、異常の判定を行うことも考えら
れるが、トルク測定器が非常に高価であるため、負荷の
異常検出のために高価なシステムが必要になる。
温度特性の良好なマグネットを使用すればよいが、高価
になるという問題がある。また、トルクを直接測定する
ことにより負荷の正常、異常の判定を行うことも考えら
れるが、トルク測定器が非常に高価であるため、負荷の
異常検出のために高価なシステムが必要になる。
【００１４】この発明が解決しようとする課題は、安価
な構成でモータ負荷の異常を簡単に検出できるようにす
ることにある。
な構成でモータ負荷の異常を簡単に検出できるようにす
ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、コアに巻装されたモータコイルと、前記モータコイ
ルに相対向して設けられた回転子とから成る直流モータ
により駆動される負荷の異常を検出するモータ負荷の異
常検出方法において、異常のない基準負荷を駆動したと
きのモータ回転数の各値に対するトルクを予め測定して
おき、前記モータコイルの励磁を一時中断し、前記モー
タコイルの励磁の中断中に前記モータコイルに発生する
誘導起電力を検出し、検出した前記誘導起電力と、前記
モータコイルの励磁中に検出した前記モータコイルに流
れる電流と、所定の定数との乗算を行い、前記乗算が行
われたときのモータ回転数における前記基準負荷のトル
クと前記乗算の結果とを比較しその差が所定範囲を越え
ているかどうかにより前記負荷の異常の有無を判定する
ことを特徴としている。
は、コアに巻装されたモータコイルと、前記モータコイ
ルに相対向して設けられた回転子とから成る直流モータ
により駆動される負荷の異常を検出するモータ負荷の異
常検出方法において、異常のない基準負荷を駆動したと
きのモータ回転数の各値に対するトルクを予め測定して
おき、前記モータコイルの励磁を一時中断し、前記モー
タコイルの励磁の中断中に前記モータコイルに発生する
誘導起電力を検出し、検出した前記誘導起電力と、前記
モータコイルの励磁中に検出した前記モータコイルに流
れる電流と、所定の定数との乗算を行い、前記乗算が行
われたときのモータ回転数における前記基準負荷のトル
クと前記乗算の結果とを比較しその差が所定範囲を越え
ているかどうかにより前記負荷の異常の有無を判定する
ことを特徴としている。
【００１６】このとき、請求項２に記載のように、前記
モータコイルの励磁の一時中断を定期的に繰り返すとよ
い。
モータコイルの励磁の一時中断を定期的に繰り返すとよ
い。
【００１７】このような構成によれば、モータコイルの
励磁の中断中に発生する誘導起電力と、モータコイルの
励磁中に検出されたモータコイルに流れる電流と、所定
の定数とを乗算することによって、モータのトルクが算
出されるため、この演算を行うことにより間接的にトル
クを検出するのと同じことになり、予め測定しておいた
基準負荷におけるトルクに対して算出したトルクがどれ
くらいずれているかによって、負荷が正常に作動してい
るのか異常であるのかを判断することが可能になる。
励磁の中断中に発生する誘導起電力と、モータコイルの
励磁中に検出されたモータコイルに流れる電流と、所定
の定数とを乗算することによって、モータのトルクが算
出されるため、この演算を行うことにより間接的にトル
クを検出するのと同じことになり、予め測定しておいた
基準負荷におけるトルクに対して算出したトルクがどれ
くらいずれているかによって、負荷が正常に作動してい
るのか異常であるのかを判断することが可能になる。
【００１８】また、このような異常検出方法に適用され
る装置として、請求項３に記載のように、予め測定され
た異常のない基準負荷を駆動したときのモータ回転数の
各値に対するトルクを記憶した記憶手段と、前記モータ
コイルの励磁を一時中断する中断手段と、前記中断手段
により前記モータコイルの励磁が中断されているときに
前記モータコイルに発生する誘導起電力を検出する誘導
起電力検出手段と、前記モータコイルの励磁中にこのモ
ータコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前
記誘導起電力検出手段により検出された誘導起電力と前
記電流検出手段により検出された電流と所定の定数とを
乗算する演算手段と、前記演算手段により演算が行われ
たときのモータ回転数を検出する回転数検出手段と、前
記回転数検出手段により検出されたモータ回転数におけ
るトルクを前記記憶手段から読み出した結果と前記演算
手段による算出結果とを比較しその差が所定範囲を越え
ているかどうかにより前記負荷の異常の有無を判定する
判定手段とを備えていると、負荷の異常を検出できて効
果的である。
る装置として、請求項３に記載のように、予め測定され
た異常のない基準負荷を駆動したときのモータ回転数の
各値に対するトルクを記憶した記憶手段と、前記モータ
コイルの励磁を一時中断する中断手段と、前記中断手段
により前記モータコイルの励磁が中断されているときに
前記モータコイルに発生する誘導起電力を検出する誘導
起電力検出手段と、前記モータコイルの励磁中にこのモ
ータコイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前
記誘導起電力検出手段により検出された誘導起電力と前
記電流検出手段により検出された電流と所定の定数とを
乗算する演算手段と、前記演算手段により演算が行われ
たときのモータ回転数を検出する回転数検出手段と、前
記回転数検出手段により検出されたモータ回転数におけ
るトルクを前記記憶手段から読み出した結果と前記演算
手段による算出結果とを比較しその差が所定範囲を越え
ているかどうかにより前記負荷の異常の有無を判定する
判定手段とを備えていると、負荷の異常を検出できて効
果的である。
【００１９】このとき、請求項４に記載のように、前記
誘導起電力検出手段が、前記モータコイルが巻装されて
いる前記コアに巻装された検出コイルから成るのが望ま
しい。
誘導起電力検出手段が、前記モータコイルが巻装されて
いる前記コアに巻装された検出コイルから成るのが望ま
しい。
【００２０】さらに、請求項５に記載のように、前記判
定手段による判定結果を報知する報知手段を備えている
と、負荷の正常、異常を容易に把握することができる。
定手段による判定結果を報知する報知手段を備えている
と、負荷の正常、異常を容易に把握することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】この発明をブラシレスモータに適
用した場合の一実施形態について図１及び図２を参照し
て説明する。但し、図１はブロック図、図２は動作説明
図である。尚、以下の説明では図３も参照する。
用した場合の一実施形態について図１及び図２を参照し
て説明する。但し、図１はブロック図、図２は動作説明
図である。尚、以下の説明では図３も参照する。
【００２２】図１において、１は上記した三相ブリッジ
インバータ部ＩＶ及びインバータ制御手段ＳＣ（図３参
照）から成る駆動回路、２は記憶手段であり、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ハードディスクやフロッピディスク等の書き換え
可能なメモリから成り、異常のない基準負荷を駆動した
ときのモータ回転数の各値に対するトルクが予め測定さ
れ、得られた回転数に対するトルクデータを記憶してい
る。
インバータ部ＩＶ及びインバータ制御手段ＳＣ（図３参
照）から成る駆動回路、２は記憶手段であり、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ハードディスクやフロッピディスク等の書き換え
可能なメモリから成り、異常のない基準負荷を駆動した
ときのモータ回転数の各値に対するトルクが予め測定さ
れ、得られた回転数に対するトルクデータを記憶してい
る。
【００２３】３は中断手段であり、三相巻線ＬU 、ＬV
、ＬW （図３参照）から成るモータコイルＭＣへの電
流の通流を、例えば２０ｍｓｅｃの間中断すべく、上記
したインバータ制御手段ＳＣに例えば３ｓｅｃ間隔で中
断指令信号Ｃｉを与え、この中断指令信号Ｃｉが入力さ
れている間、インバータ制御手段ＳＣはインバータ部Ｉ
Ｖの各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、ＳVL、ＳWH、ＳWLの
オンを中断する。
、ＬW （図３参照）から成るモータコイルＭＣへの電
流の通流を、例えば２０ｍｓｅｃの間中断すべく、上記
したインバータ制御手段ＳＣに例えば３ｓｅｃ間隔で中
断指令信号Ｃｉを与え、この中断指令信号Ｃｉが入力さ
れている間、インバータ制御手段ＳＣはインバータ部Ｉ
Ｖの各スイッチＳUH、ＳUL、ＳVH、ＳVL、ＳWH、ＳWLの
オンを中断する。
【００２４】５はモータコイルＭＣの各巻線ＬU 、ＬV
、ＬW のうちのいずれか一相分と同じティースに数タ
ーン巻装された検出コイル、６は誘導起電力検出回路で
あり、検出コイル５と共に誘導起電力検出手段を構成
し、中断手段３からの中断指令信号Ｃｉが入力され、中
断指令信号Ｃｉが入力されている間、つまりモータコイ
ルＭＣへの電流の通流が中断されている間に検出コイル
５に発生する起電力をモータコイルＭＣに発生する誘導
起電力として検出する。
、ＬW のうちのいずれか一相分と同じティースに数タ
ーン巻装された検出コイル、６は誘導起電力検出回路で
あり、検出コイル５と共に誘導起電力検出手段を構成
し、中断手段３からの中断指令信号Ｃｉが入力され、中
断指令信号Ｃｉが入力されている間、つまりモータコイ
ルＭＣへの電流の通流が中断されている間に検出コイル
５に発生する起電力をモータコイルＭＣに発生する誘導
起電力として検出する。
【００２５】８はモータコイルＭＣに流れる電流を検出
する電流検出手段、９は演算手段であり、中断手段３か
らの中断指令信号が入力され、この中断指令信号Ｃｉが
入力される直前或いは中断指令信号Ｃｉの入力が停止さ
れた直後に電流検出手段８により検出された電流値Ｉｍ
を取り込み、中断指令信号Ｃｉが入力されている間に誘
導起電力検出回路６により検出された誘導起電力Ｖｉと
取り込んだ電流値Ｉｍと所定の定数とを乗算する。
する電流検出手段、９は演算手段であり、中断手段３か
らの中断指令信号が入力され、この中断指令信号Ｃｉが
入力される直前或いは中断指令信号Ｃｉの入力が停止さ
れた直後に電流検出手段８により検出された電流値Ｉｍ
を取り込み、中断指令信号Ｃｉが入力されている間に誘
導起電力検出回路６により検出された誘導起電力Ｖｉと
取り込んだ電流値Ｉｍと所定の定数とを乗算する。
【００２６】このとき、直流モータにおけるトルクＴ
が、空隙の磁束密度をφ、モータ電流をＩｍ、定数をＫ
とすると、 Ｔ＝Ｋ・φ・Ｉｍ と表わされ、更に誘導起電力を上記したようにＶｉとす
ると、この誘導起電力Ｖｉが磁束密度φに比例すること
から、トルクＴは、定数をＫ’として Ｔ＝Ｋ’・Ｖｉ・Ｉｍ と表わすことができる。従って、演算手段９により、誘
導起電力Ｖｉと電流値Ｉｍと定数Ｋ’とを乗算すること
によって、トルクＴを算出することができるのである。
が、空隙の磁束密度をφ、モータ電流をＩｍ、定数をＫ
とすると、 Ｔ＝Ｋ・φ・Ｉｍ と表わされ、更に誘導起電力を上記したようにＶｉとす
ると、この誘導起電力Ｖｉが磁束密度φに比例すること
から、トルクＴは、定数をＫ’として Ｔ＝Ｋ’・Ｖｉ・Ｉｍ と表わすことができる。従って、演算手段９により、誘
導起電力Ｖｉと電流値Ｉｍと定数Ｋ’とを乗算すること
によって、トルクＴを算出することができるのである。
【００２７】さらに図１において、１１はモータ回転数
を検出する回転数検出手段、１２は判定手段であり、演
算手段９により演算が行われたときに回転数検出手段１
１により検出されるモータ回転数を取り込み、そのモー
タ回転数におけるトルクを記憶手段２から読み出して、
読み出したトルクと演算手段９により演算したトルクと
を比較し、その差が所定範囲を越えているかどうかによ
り送風機などの負荷の異常の有無を判定し、その判定結
果が後段の報知手段としての液晶ディスプレイ等から成
る結果表示手段１３により表示されるようになってい
る。このとき、負荷が正常とされる上記したトルクの差
の許容範囲は小さいほどよいが、実質的にはこの差が記
憶手段２から読み出したトルクに対して５％程度までは
許容範囲とされる。
を検出する回転数検出手段、１２は判定手段であり、演
算手段９により演算が行われたときに回転数検出手段１
１により検出されるモータ回転数を取り込み、そのモー
タ回転数におけるトルクを記憶手段２から読み出して、
読み出したトルクと演算手段９により演算したトルクと
を比較し、その差が所定範囲を越えているかどうかによ
り送風機などの負荷の異常の有無を判定し、その判定結
果が後段の報知手段としての液晶ディスプレイ等から成
る結果表示手段１３により表示されるようになってい
る。このとき、負荷が正常とされる上記したトルクの差
の許容範囲は小さいほどよいが、実質的にはこの差が記
憶手段２から読み出したトルクに対して５％程度までは
許容範囲とされる。
【００２８】そして、このような構成の装置によりモー
タ負荷の異常を検出する場合の手順について簡単に説明
すると、上記したように、駆動対象となる送風機等の実
際の負荷と同じ設計値を満足し異常のない基準負荷を予
め準備し、モータＭによりこの基準負荷を駆動したとき
のモータ回転数の各値に対するトルクを予め測定し、図
２（ａ）、（ｂ）に示すような回転数に対するトルクデ
ータを求めてこれを記憶手段２に記憶しておく。
タ負荷の異常を検出する場合の手順について簡単に説明
すると、上記したように、駆動対象となる送風機等の実
際の負荷と同じ設計値を満足し異常のない基準負荷を予
め準備し、モータＭによりこの基準負荷を駆動したとき
のモータ回転数の各値に対するトルクを予め測定し、図
２（ａ）、（ｂ）に示すような回転数に対するトルクデ
ータを求めてこれを記憶手段２に記憶しておく。
【００２９】つぎに、モータＭにより実際の負荷を駆動
し、中断手段３からインバータ制御手段ＳＣに出力され
る中断指令信号Ｃｉに基づき、インバータ制御手段ＳＣ
によりインバータ部ＩＶの各スイッチＳUH、ＳUL、ＳV
H、ＳVL、ＳWH、ＳWLのオンを例えば２０ｍｓｅｃの間
中断してモータコイルＭＣの励磁を中断し、この間に誘
導起電力検出回路６によりモータコイルＭＣに発生する
誘導起電力Ｖｉを検出し、モータコイルＭＣの励磁の中
断の直前或いは中断が解除された直後の電流値Ｉｍを電
流検出手段８により検出し、検出した誘導起電力Ｖｉ、
電流値Ｉｍを使って演算手段９によりトルクを算出す
る。このとき、この演算を例えば３ｓｅｃ間隔で周期的
に繰り返すのである。
し、中断手段３からインバータ制御手段ＳＣに出力され
る中断指令信号Ｃｉに基づき、インバータ制御手段ＳＣ
によりインバータ部ＩＶの各スイッチＳUH、ＳUL、ＳV
H、ＳVL、ＳWH、ＳWLのオンを例えば２０ｍｓｅｃの間
中断してモータコイルＭＣの励磁を中断し、この間に誘
導起電力検出回路６によりモータコイルＭＣに発生する
誘導起電力Ｖｉを検出し、モータコイルＭＣの励磁の中
断の直前或いは中断が解除された直後の電流値Ｉｍを電
流検出手段８により検出し、検出した誘導起電力Ｖｉ、
電流値Ｉｍを使って演算手段９によりトルクを算出す
る。このとき、この演算を例えば３ｓｅｃ間隔で周期的
に繰り返すのである。
【００３０】さらに、演算手段９により演算が行われた
ときに回転数検出手段１１により検出されたモータ回転
数を判定手段１２に取り込み、そのモータ回転数におけ
るトルクを判定手段１２により記憶手段２から読み出
し、読み出したトルクの値と演算手段９により算出した
トルクの値とを判定手段１２により比較してその差が上
記した許容範囲内に入っているかどうかを判定し、許容
範囲内に入っていれば負荷に異常はなく正常であり、許
容範囲内に入っていなければ負荷に異常があるため、結
果表示手段１３により駆動中の負荷が異常である旨の表
示がなされる。
ときに回転数検出手段１１により検出されたモータ回転
数を判定手段１２に取り込み、そのモータ回転数におけ
るトルクを判定手段１２により記憶手段２から読み出
し、読み出したトルクの値と演算手段９により算出した
トルクの値とを判定手段１２により比較してその差が上
記した許容範囲内に入っているかどうかを判定し、許容
範囲内に入っていれば負荷に異常はなく正常であり、許
容範囲内に入っていなければ負荷に異常があるため、結
果表示手段１３により駆動中の負荷が異常である旨の表
示がなされる。
【００３１】このように、上記した実施形態によれば、
誘導起電力検出回路６により検出されるモータコイルＭ
Ｃの励磁中断中の誘導起電力Ｖｉと、電流検出手段８に
より検出されたモータコイルＭＣに励磁中に流れる電流
値Ｉｍと、所定の定数Ｋ’とを演算手段９により乗算す
ることによって、モータＭのトルクを演算により間接的
に導出することができる。従って、回転子のマグネット
に温度特性の良好でない安価なフェライトマグネットを
用いた場合でも、このフェライトマグネットの温度特性
の影響を受けることなく、負荷状況に応じたトルクを算
出して負荷の正常、異常を検出することができ、従来の
ように高価なトルク検出器を用いることもなく、安価な
構成でモータ負荷の異常を簡単に検出することが可能に
なるものである。
誘導起電力検出回路６により検出されるモータコイルＭ
Ｃの励磁中断中の誘導起電力Ｖｉと、電流検出手段８に
より検出されたモータコイルＭＣに励磁中に流れる電流
値Ｉｍと、所定の定数Ｋ’とを演算手段９により乗算す
ることによって、モータＭのトルクを演算により間接的
に導出することができる。従って、回転子のマグネット
に温度特性の良好でない安価なフェライトマグネットを
用いた場合でも、このフェライトマグネットの温度特性
の影響を受けることなく、負荷状況に応じたトルクを算
出して負荷の正常、異常を検出することができ、従来の
ように高価なトルク検出器を用いることもなく、安価な
構成でモータ負荷の異常を簡単に検出することが可能に
なるものである。
【００３２】また、結果表示手段１３の表示から負荷の
異常の有無を容易に把握することができ、検出作業を効
率よく行うことが可能になる。
異常の有無を容易に把握することができ、検出作業を効
率よく行うことが可能になる。
【００３３】さらに、上記したようにブラシレスモータ
に適用すれば、ブラシレスモータを使用する小型、薄型
の機器におけるモータ負荷の異常の有無を検出すること
が可能になる。
に適用すれば、ブラシレスモータを使用する小型、薄型
の機器におけるモータ負荷の異常の有無を検出すること
が可能になる。
【００３４】なお、上記実施形態では、直流モータをブ
ラシレスモータとした場合について説明したが、特にブ
ラシレスモータに限定されるものでないのは勿論であ
る。
ラシレスモータとした場合について説明したが、特にブ
ラシレスモータに限定されるものでないのは勿論であ
る。
【００３５】また、負荷は上記した送風機に限らず、こ
れ以外の直流モータにより駆動される負荷であってもよ
いのはいうまでもない。
れ以外の直流モータにより駆動される負荷であってもよ
いのはいうまでもない。
【００３６】さらに、報知手段は上記した結果表示手段
１３に特に限定されるものではなく、異常を報知し得る
ブザーその他の報知機能を有するものであればよい。
１３に特に限定されるものではなく、異常を報知し得る
ブザーその他の報知機能を有するものであればよい。
【００３７】また、モータコイルの励磁の中断時間は上
記した２０ｍｓｅｃに限定されるものではなく、負荷や
モータの特性に応じて適宜設定すればよく、繰り返し周
期についても同様である。
記した２０ｍｓｅｃに限定されるものではなく、負荷や
モータの特性に応じて適宜設定すればよく、繰り返し周
期についても同様である。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、請求項１、２及び３に記
載の発明によれば、モータコイルの励磁中断中の誘導起
電力と、モータコイルに励磁中に流れる電流値と、所定
の定数とを乗算することによって、モータのトルクを間
接的に導出することができるため、回転子のマグネット
に温度特性の良好でない安価なフェライトマグネットを
用いた場合であっても、このフェライトマグネットの温
度特性の影響を受けることなく、負荷状況に応じたトル
クを算出して負荷の正常、異常を検出することが可能に
なり、安価な構成の装置によりモータ負荷の異常を簡単
に検出することができる。
載の発明によれば、モータコイルの励磁中断中の誘導起
電力と、モータコイルに励磁中に流れる電流値と、所定
の定数とを乗算することによって、モータのトルクを間
接的に導出することができるため、回転子のマグネット
に温度特性の良好でない安価なフェライトマグネットを
用いた場合であっても、このフェライトマグネットの温
度特性の影響を受けることなく、負荷状況に応じたトル
クを算出して負荷の正常、異常を検出することが可能に
なり、安価な構成の装置によりモータ負荷の異常を簡単
に検出することができる。
【００３９】また、請求項４に記載の発明によれば、モ
ータコイルのコアに巻装された検出コイルに発生する起
電力を、モータコイルに発生する誘導起電力として簡単
に検出することができる。
ータコイルのコアに巻装された検出コイルに発生する起
電力を、モータコイルに発生する誘導起電力として簡単
に検出することができる。
【００４０】また、請求項５に記載の発明によれば、報
知手段の報知により負荷の異常を容易に知ることができ
るため、作業の熟練を必要とすることもなく、作業の効
率化を図ることができる。
知手段の報知により負荷の異常を容易に知ることができ
るため、作業の熟練を必要とすることもなく、作業の効
率化を図ることができる。
【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】この発明の前提となるブラシレスモータの結線
図である。
図である。
２ 記憶手段
３ 中断手段
５ 検出コイル
６ 誘導起電力検出回路
８ 電流検出手段
９ 演算手段
１１ 回転数検出手段
１２ 判定手段
１３ 結果表示手段（報知手段）
ＭＣ モータコイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−197027（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−180779（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−69287（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−209495（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−178188（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−208024（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−274565（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 31/34
H02P 6/12
H02P 7/06
Claims (5)
- 【請求項１】 コアに巻装されたモータコイルと、前記
モータコイルに相対向して設けられた回転子とから成る
直流モータにより駆動される負荷の異常を検出するモー
タ負荷の異常検出方法において、 異常のない基準負荷を駆動したときのモータ回転数の各
値に対するトルクを予め測定しておき、 前記モータコイルの励磁を一時中断し、 前記モータコイルの励磁の中断中に前記モータコイルに
発生する誘導起電力を検出し、 検出した前記誘導起電力と、前記モータコイルの励磁中
に検出した前記モータコイルに流れる電流と、所定の定
数との乗算を行い、 前記乗算が行われたときのモータ回転数における前記基
準負荷のトルクと前記乗算の結果とを比較しその差が所
定範囲を越えているかどうかにより前記負荷の異常の有
無を判定することを特徴とするモータ負荷の異常検出方
法。 - 【請求項２】 前記モータコイルの励磁の一時中断を定
期的に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のモー
タ負荷の異常検出方法。 - 【請求項３】 コアに巻装されたモータコイルと、前記
モータコイルに相対向して設けられた回転子とから成る
直流モータにより駆動される負荷の異常を検出するモー
タ負荷の異常検出装置において、 予め測定された異常のない基準負荷を駆動したときのモ
ータ回転数の各値に対するトルクを記憶した記憶手段
と、 前記モータコイルの励磁を一時中断する中断手段と、 前記中断手段により前記モータコイルの励磁が中断され
ているときに前記モータコイルに発生する誘導起電力を
検出する誘導起電力検出手段と、 前記モータコイルの励磁中にこのモータコイルに流れる
電流を検出する電流検出手段と、 前記誘導起電力検出手段により検出された誘導起電力と
前記電流検出手段により検出された電流と所定の定数と
を乗算する演算手段と、 前記演算手段により演算が行われたときのモータ回転数
を検出する回転数検出手段と、 前記回転数検出手段により検出されたモータ回転数にお
けるトルクを前記記憶手段から読み出した結果と前記演
算手段による算出結果とを比較しその差が所定範囲を越
えているかどうかにより前記負荷の異常の有無を判定す
る判定手段とを備えていることを特徴とするモータ負荷
の異常検出装置。 - 【請求項４】 前記誘導起電力検出手段が、前記モータ
コイルが巻装されている前記コアに巻装された検出コイ
ルから成ることを特徴とする請求項３に記載のモータ負
荷の異常検出装置。 - 【請求項５】 前記判定手段による判定結果を報知する
報知手段を備えていることを特徴とする請求項３または
４のいずれかに記載のモータ負荷の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17293997A JP3436658B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | モータ負荷の異常検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17293997A JP3436658B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | モータ負荷の異常検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112669A JPH112669A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3436658B2 true JP3436658B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=15951159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17293997A Expired - Fee Related JP3436658B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | モータ負荷の異常検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436658B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2013108278A (ru) * | 2010-07-26 | 2014-09-10 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Способ управления для устройства управления двигателем |
| JP2012137386A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電動機の予防保全装置 |
| JP5992942B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2016-09-14 | 株式会社日本製鋼所 | 交流電動機の駆動における異常状態検出方法及び装置 |
| US10033308B2 (en) | 2015-03-17 | 2018-07-24 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Systems and methods for motor torque compensation |
| CN109781322B (zh) * | 2019-01-24 | 2020-11-27 | 上汽大众汽车有限公司 | 新能源汽车的驱动系统效率的测试方法 |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP17293997A patent/JP3436658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH112669A (ja) | 1999-01-06 |
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