JP3964185B2 - モータのネットワーク制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のインバータ内蔵モータをネットワーク通信により制御するモータのネットワーク制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7には従来のこの種のモータのネットワーク制御システムの概略構成を示す。図において、1は電源、2はネットワーク制御コンピュータ、3a〜3cはモータユニットで、それぞれモータ4、制御用のインバータ5および通信部6を有する。7は電源ケーブル、8は通信ケーブルである。
【0003】
ネットワーク制御コンピュータ2は通信ケーブル8を介して、各モータユニット3a〜3cの通信部6にインバータ5による制御のための制御指令を供給する。また電源1は電源ケーブル7を介して、各モータユニット3a〜3cのインバータ5に電力を供給する。通信ケーブル8はネットワーク制御コンピュータ2から各モータユニット3a〜3cの通信部6を直列に接続して延びている。一方、電源ケーブル7は、電源1から各モータユニット3a〜3cのインバータ5と個々に接続されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成された従来のモータのネットワーク制御システムでは、電源ケーブルは電源から各モータユニットへ個々に接続されるため、例えば電源とモータユニットとの距離が、モータユニット間の距離より長くなるようなシステムにおいては、各モータユニットの通信部を直列に接続する通信ケーブルと比較して、電源ケーブルの配線長が長くなり、通信ケーブルによる直列接続による配線長削減、配線作業の容易さの利点を十分に生かせなかった。
【0005】
また、モータユニットをそれぞれ離れた位置に設置する場合、電源ケーブルは通信ケーブルと比較して電源からの配線本数が多くなり、また配線の引き回し距離が増えるため、設置時の配線作業が容易でなかった。
【0006】
電源ケーブルを通信ケーブルのように各モータユニットのインバータを直列に接続するように配線しない理由として、複数のモータユニットの1台に故障等が発生し、モータまたはインバータの交換が必要となった場合、電源ケーブルを各インバータを直列に接続するように配線していると、交換作業のために他のモータユニットへの電源供給も停止し、故障交換に関係ないモータユニットまで停止せざるを得ないということが挙げられる。
【0007】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、電源ケーブルの配線長の削減を可能にし、配線作業を容易にし、かつモータまたはインバータの交換時に他のモータユニットに影響を与えないモータのネットワーク制御システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、モータ、このモータの制御を行うインバータ、電源ケーブルに挿入されるリアクトル、およびネットワーク接続された外部のネットワーク制御コンピュータからの制御指令を受けて前記インバータに供給する通信部からなる複数のモータユニットと、前記ネットワーク制御コンピュータと前記各モータユニットの通信部とを接続する通信ケーブルと、電源から前記各モータユニットのインバータを、各モータユニットで前記電源又は前段からの電源ケーブルと後段への電源ケーブルが同一のケーブル接続部に接続されるようにして順に接続して電源に対して各モータユニットのインバータを並列接続する前記電源ケーブルと、を備えたことを特徴とするモータのネットワーク制御システムにある。
【0009】
また、前記通信ケーブルが、前記ネットワーク制御コンピュータから前記モータユニットの各通信部を、各モータユニットで前記ネットワーク制御コンピュータ又は前段からの通信ケーブルと後段への通信ケーブルが同一のケーブル接続部に接続されるようにして順に接続してネットワーク制御コンピュータに対して各モータユニットの通信部を並列接続することを特徴とする。
【0010】
また、前記各モータユニットが、前記インバータ、リアクトル、および通信部を搭載し前記モータに電気的な接続切り離しを伴って着脱可能に取り付けられた接続板を有することを特徴とする。
【0011】
また、前記電源ケーブルがそれぞれ第1の接続端子台により各インバータに接続され、前記第1の接続端子台が前記電源又は前段からの電源ケーブルと後段への電源ケーブルを共に電気的に接続する第1の前記ケーブル接続部と、前記第1の接続端子台を前記接続板側に着脱可能に固定する第1の端子台固定部と、を有し、前記通信ケーブルがそれぞれ第2の接続端子台により各通信部にそれぞれ接続され、前記第2の接続端子台が前記ネットワーク制御コンピュータ又は前段からの通信ケーブルと後段への通信ケーブルを共に電気的に接続する第2の前記ケーブル接続部と、前記第2の接続端子台を前記接続板側に着脱可能に固定する第2の端子台固定部と、を有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の一実施の形態によるモータのネットワーク制御システムの概略構成を示す。図において、1は電源、2はネットワーク制御コンピュータ、30a〜30cはモータユニットで、それぞれモータ4、制御用のインバータ5、通信部6を有する。リアクトル9は実施の形態2に関するものでありここでは説明は省略する。7は電源ケーブル、8は通信ケーブルである。なお、ここでは一例として3つのモータユニット30a〜30cのものを示しているが、2あるいは4つ以上モータユニットを備えたものでもよい。
【0014】
電源ケーブル7は電源1から各モータユニット30a〜30cのインバータ5へ順に延び、電源1側の前段のインバータ5経由で後段のインバータ5が順次接続されるように配線されている。同様に通信ケーブル8も、ネットワーク制御コンピュータ2からモータユニット30a〜30cの各通信部6へ順に延び、制御コンピュータ2側の前段の通信部6経由で後段の通信部6を順次接続するように配線されている。このように電源ケーブル7および通信ケーブル8を配線することにより、個々のモータユニット30a〜30cにそれぞれ配線を行う必要がなく、配線長の削減、配線作業の容易化が実現でき、システムを安価に構築できる。
【0015】
また、各モータユニット30a〜30cにおいてインバータ5および通信部6はモータ4に設けられた制御ボックス65内に収納される。その一例を図2に示す。図2において、内部の様子を示すために部分的に断面図で示される制御ボックス65はインバータ5および通信部6を一体に搭載した接続板11を収納し、また制御ボックスカバー65aを有する。接続板11は、後述するリアクトル9も搭載する。インバータ5はインバータ用基板12上に構成され、通信部6は通信用基板15上に構成される。
【0016】
接続板11は裏面にモータ4との電気的接続のための接触端子11aを設け、ネジ111等により例えば4個所で着脱可能にモータ4側に接続固定される。なお図2における両方向の矢印は着脱可能に固定されることを示す。インバータ用基板12には電源ケーブル7用の接続端子台13が、また通信用基板15には通信ケーブル8用の接続端子台14がそれぞれネジ等により着脱可能に固定される。なお接続端子台13の7aは前段または電源1からの電源ケーブル、7bは後段への電源ケーブル、同様に接続端子台14の8aは前段または制御コンピュータ2からの通信ケーブル、8bは後段への通信ケーブルを示す。
【0017】
電源ケーブル7用の接続端子台13および通信ケーブル8用の接続端子台14は基本的に同様の構造を有し、図3の(a)にその斜視図、(b)には側面図を示す。接続端子台13、14は共にケーブル接続部13a、14aと端子台固定部13b、14bを有する。電源ケーブル7または通信ケーブル8を接続するケーブル接続部13a、14aには前段からのケーブルと後段へのケーブルが共に接続され、ネジ等により着脱可能に接続固定される。また端子台固定部13b、14bでは、ネジ等により接続端子台13、14自身をインバータ用基板12または通信用基板15に着脱可能に固定する。
【0018】
図4には前段からのケーブルと後段へのケーブルが共に接続され接続端子台13、14が順次接続された状態を示す。すなわち接続端子台13,14は該モータユニットでの入力端子であると共に前段からのケーブルを後段につなげる役目を果たす。
【0019】
以上のようにインバータ5および通信部6を搭載した接続板11をモータ4側に対して着脱可能に取り付けられる共に、電源ケーブル7および通信ケーブル8をそれぞれ前段のモータユニット経由で後段のモータユニットが順次接続される構成にすることにより、あるモータユニット30のモータ4が故障した場合には、該モータユニット30の図2に示す制御ボックス65内にネジ止めしてあるインバータ5および通信部6を搭載した接続板11を取り外すだけで、他のモータユニット30への電力供給等を停止することなく、故障したモータ4のみを交換できる。
【0020】
さらに上記構造に加えて、インバータ用基板12上の電源ケーブル用の接続端子台13と通信用基板15上の通信ケーブル用の接続端子台14を、前段からのケーブルと後段へのケーブルをケーブル接続部13a、14aで接続したままの状態で端子台固定部13b、14bでそれぞれの基板から取り外しできるようにしたことにより、あるモータユニット30のインバータ5が故障した場合には、まず接続板11ごとインバータ5を取り外し、続いて接続端子台13、接続端子台14は電源ケーブル7および通信ケーブル9を接続したまま基板上からそれぞれ取り外すことで、電力供給、通信状態を維持したまま、故障したインバータ5のみを交換できる。
【0021】
また、接続板11をモータ4側に対して着脱可能に取り付る構成がない場合でも、上記端子台固定部13b、14bを設けることにより、他のモータユニット30への電力供給、通信状態を維持したまま、該モータユニット30全体の交換が行える。
【0022】
なお、接続端子台は図2〜4に示す形状に限定されるものではなく、ケーブルを接続した状態で端子台を取り外せるものであれば固定部を共に備えるものであればどのような構造のものでもよい。
【0023】
また、ケーブルは図5に示すように前段と後段のケーブル7、8が接続されたリング78を設け、このリングを接続端子台のケーブル接続部でネジ止めするようにしてもよい。
【0024】
また、この発明に係るインバータおよび通信部を内蔵したモータユニットは、上述の電源ケーブルおよび通信ケーブルの接続に十分な電流容量を確保できるよう、インバータ用基板12および通信用基板15に関し、基板パターンサイズ、電源パターン間の距離(図6参照)および接続端子台13,14を設計する。
【0025】
実施の形態2.
また、この発明の別の実施の形態によるモータのネットワーク制御システムでは、図1に示すように各モータユニット30a〜30c毎に電源ケーブル7にリアクトル9を挿入するようにした。このリアクトル9は図2に示すように、例えば制御ブロック65内の接続板11上に搭載するようにしてもよい。これにより、電源ケーブルを上述のように配線した場合でも、他のモータユニット30ヘ与えるインバータ5の電源高調波による不具合動作を抑制できる。
【0026】
なお、電源ケーブル7に挿入されるリアクトル9は、図2ではACリアクトルを示しているが、DCリアクトルでも代用可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、モータ、このモータの制御を行うインバータ、およびネットワーク接続された外部のネットワーク制御コンピュータからの制御指令を受けて前記インバータに供給する通信部からなる複数のモータユニットと、前記ネットワーク制御コンピュータと前記各モータユニットの通信部とを接続する通信ケーブルと、電源から前記各モータユニットのインバータへ順に延び、電源側の前段のインバータ経由で後段のインバータが順次接続される電源ケーブルと、を備えたことを特徴とするモータのネットワーク制御システムとしたので、電源ケーブルをモータユニットヘ個々に接続する場合と比較して、電源ケーブルの配線長を削減し、配線作業の容易化が実現でき、結果的にシステムを安価に構築できる効果がある。
【0028】
また、通信ケーブルも、前記ネットワーク制御コンピュータから前記モータユニットの各通信部へ順に延び、制御コンピュータ側の前段の通信部経由で後段の通信部を順次接続する構成としたので、通信ケーブルの配線長を削減し、配線作業の容易化が実現でき、結果的にシステムを安価に構築できる効果がある。
【0029】
また、前記各モータユニットが、前記インバータおよび通信部を搭載し前記モータ側に電気的な接続切り離しを伴って着脱可能に取り付けられた接続板を備えるようにしたので、他のモータユニットへの電力供給、通信状態を維持したまま、モータの交換が行える効果がある。
【0030】
また、前記電源ケーブルおよび通信ケーブルが接続端子台により各インバータまたは各通信部にそれぞれ接続され、前記接続端子台が前段からのケーブルと後段へのケーブルを共に電気的に接続するケーブル接続部と、接続端子台をインバータ側または通信部側に着脱可能に固定する端子台固定部と、有するものとしたので、他のモータユニットへの電力供給、通信状態を維持したまま、モータユニット全体の交換が行える効果がある。
さらに上述の接続板を合わせて設ければ、他のモータユニットへの電力供給、通信状態を維持したまま、インバータの交換が行える効果がある。
【0031】
また、前記各モータユニット毎に前記電源ケーブルに挿入されたリアクトルを設けたので、他のモータユニットヘ与えるインバータの電源高調波による不具合動作を抑制できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態によるモータのネットワーク制御システムの概略構成を示す図である。
【図2】 この発明によるモータのネットワーク制御システムの各モータユニットの構成を示す図である。
【図3】 この発明において使用される接続端子台の一例を示す図である。
【図4】 この発明における接続端子台とケーブルの接続関係を示す図である。
【図5】 この発明におけるケーブルの好ましい一例を示す図である。
【図6】 この発明における基板の説明をするための図である。
【図7】 従来のこの種のモータのネットワーク制御システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1 電源、2 ネットワーク制御コンピュータ、4 モータ、5 インバータ、6 通信部、7,7a,7b 電源ケーブル、8,8a,8b 通信ケーブル、9 リアクトル、11 接続板、11a 接触端子、12 インバータ用基板、13,14 接続端子台、13a,14a ケーブル接続部、13b,14b端子台固定部、15 通信用基板、30a〜30c モータユニット、65 制御ボックス、78 リング、111 ネジ。
Claims (4)
- モータ、このモータの制御を行うインバータ、電源ケーブルに挿入されるリアクトル、およびネットワーク接続された外部のネットワーク制御コンピュータからの制御指令を受けて前記インバータに供給する通信部からなる複数のモータユニットと、
前記ネットワーク制御コンピュータと前記各モータユニットの通信部とを接続する通信ケーブルと、
電源から前記各モータユニットのインバータを、各モータユニットで前記電源又は前段からの電源ケーブルと後段への電源ケーブルが同一のケーブル接続部に接続されるようにして順に接続して電源に対して各モータユニットのインバータを並列接続する前記電源ケーブルと、
を備えたことを特徴とするモータのネットワーク制御システム。 - 前記通信ケーブルが、前記ネットワーク制御コンピュータから前記モータユニットの各通信部を、各モータユニットで前記ネットワーク制御コンピュータ又は前段からの通信ケーブルと後段への通信ケーブルが同一のケーブル接続部に接続されるようにして順に接続してネットワーク制御コンピュータに対して各モータユニットの通信部を並列接続することを特徴とする請求項1に記載のモータのネットワーク制御システム。
- 前記各モータユニットが、前記インバータ、リアクトル、および通信部を搭載し前記モータに電気的な接続切り離しを伴って着脱可能に取り付けられた接続板を有することを特徴とする請求項2に記載のモータのネットワーク制御システム。
- 前記電源ケーブルがそれぞれ第1の接続端子台により各インバータに接続され、前記第1の接続端子台が前記電源又は前段からの電源ケーブルと後段への電源ケーブルを共に電気的に接続する第1の前記ケーブル接続部と、前記第1の接続端子台を前記接続板側に着脱可能に固定する第1の端子台固定部と、を有し、
前記通信ケーブルがそれぞれ第2の接続端子台により各通信部に接続され、前記第2の接続端子台が前記ネットワーク制御コンピュータ又は前段からの通信ケーブルと後段への通信ケーブルを共に電気的に接続する第2の前記ケーブル接続部と、前記第2の接続端子台を前記接続板側に着脱可能に固定する第2の端子台固定部と、を有することを特徴とする請求項3に記載のモータのネットワーク制御システム。
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