JP4178364B2 - Ａｃサーボモータの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣサーボドライバに関し、特にＡＣ電源入力とＤＣ電源入力の切換えが可能なＡＣサーボドライバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、客先の入力電源仕様により、ＡＣサーボドライバ内部設定でＡＣ／ＤＣ電源入力仕様が選択できるようになっていた（例えば、単相、３相の切換え使用で単相整流出力をＤＣ電源入力とする場合等）。ＡＣ電源入力仕様を選択する場合、図１のＡＣサーボドライバを参照すると、ＡＣ電源入力端子はＬ１、Ｌ２、Ｌ３である。又、ＤＣ電源入力仕様を選択する場合は端子（＋）１と（−）である（この場合（＋）１と（＋）２間は遮断される）。
ＡＣ電源入力仕様を選択する場合は、製品の安全性と制御性能により、ＡＣ電源が切れた時にコンデンサＣ１中に溜まった電圧を充分放電するために、トランジスタＴｒをオンして、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒを通してＣ１に溜まった電圧の放電が行われる。その後、ＡＣ電源を投入したらトランジスタＴｒをオフして、インバータに電圧を供給出来る。なお、ＡＣ電圧検出回路でＡＣ電圧が検出できれば、ＡＣ電圧が投入されたと判断できるし、検出できなければＡＣ電源が切れたと判断する。又、ＤＣ電源入力仕様を選択する場合には、Ｃ１の放電は行わないのでトランジスタＴｒはオフになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、ＡＣ電源入力仕様を選択して、ＤＣ電源を入力してしまうと言う誤使用の場合には、ＡＣ電圧を検出する手段でＡＣ電圧が検出できないので、ＡＣ電源が切れたと判断してコンデンサＣ１中の電圧を放電するためにトランジスタＴｒをオンにする。この時ＤＣ電源をＤＣバスに投入すれば、フューズＦＵと突入抵抗Ｒと抵抗Ｒ１とオンするトランジスタＴｒ中に大電流が流れて、これらの素子が焼損する危険があるという問題があった。
また、入力する電源と、選択した電源入力仕様とが異なる場合に、操作者に知らせるアラームが送出されないので対応できないという問題があった。
そこで、本発明は、ＡＣ電源入力仕様を選択してＤＣ電圧を入力する誤使用の場合には、ＡＣサーボドライバの焼損を未然に防ぐことができると同時に、電源入力仕様を間違えているというアラームを送出して対応を促し、ＤＣ電源入力仕様を選択してＡＣ電源を入力する誤使用の場合には、電源入力仕様を間違えていると警告するアラームを送出して対応を促し、選択した電源入力仕様と実際の電源入力の違いから主回路配線のチェックも行えるＡＣサーボモータの制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載のＡＣサーボモータの制御装置の発明は、ＡＣ電源入力手段と、前記ＡＣ電源入力手段からの交流を直流に整流する整流手段と、前記整流手段からの整流電圧を平滑するコンデンサと、前記整流手段と前記コンデンサとの間に挿入されるＤＣ電源入力手段と、ＡＣ電源入力仕様かＤＣ電源入力仕様かを選択する手段と、前記ＡＣ電源入力仕様時にＡＣ電源が切れたら前記コンデンサの電圧をスイッチング素子を介して放電する手段と、ＡＣ電圧を検出する手段およびＤＣバス電圧を検出する手段と、を備えたＡＣサーボモータの制御装置において、前記ＡＣサーボモータの制御装置を起動し、前記ＡＣ電源入力仕様を選択した場合は、前記スイッチング素子を所定のＡ秒間（ただし、Ａ秒＝ＤＣバスの最高電圧から最低レベルまでになるまでの放電時間×余裕度）オンして前記コンデンサの放電を最初に起動する時に１回だけ行ない、Ａ秒間経過後前記トランジスタをオフして放電を停止し、前記ＤＣバス電圧を電圧検出回路で検出し、放電停止後にＡＣ電圧が検出されずＤＣ電圧が所定のレベル以上あるときは電源使用が間違ったというアラームを出すことを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＡＣサーボモータの制御装置において、前記ＤＣ電源入力仕様を選択した場合で、ＡＣ電圧が検出された場合は電源使用が間違ったというアラームを出すことを特徴としている。
このＡＣサーボモータの制御装置によれば、ＡＣ電源入力仕様を選択した場合に、スイッチング素子を所定のＡ秒間オンしてコンデンサの放電を行ない、Ａ秒間経過後トランジスタをオフして放電を停止するので、その直前または直後のＤＣ電圧が印加されてもトランジスタＴｒをオフにするため、焼損を防止できると同時に「電源使用が間違った」というようなアラームが出力される。又、ＤＣ電源入力仕様を選択した場合に、ＡＣ電圧を検出する手段でＡＣ電圧が検出されれば、ＡＣ電源が投入されたと判断できるので、「電源使用が間違った」というアラームが出力される。更に、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧を検出する手段による検出電圧によって、主電源配線のチェックを行うことができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るＡＣサーボモータの制御装置の構成図である。
図２は図１に示す制御装置の処理のタイミングチャートを示す図である。
図３は図１に示す制御装置における異なる処理のタイミングチャートを示す図である。
図１において、１はＬ１、Ｌ２、Ｌ３のＡＣ電源入力端子を有する３相のＡＣ電源入力手段で、２はＡＣ電圧検出回路でＡＣ電圧を検出する手段に相当する。３はＤＣ電源入力端子（＋）１、（＋）２で、ＤＣ電源入力手段に相当する。
４はＤＣ電圧検出回路でＤＣ電圧を検出する手段に相当する。５はＤＣバスであり、６はトランジスタＴｒで、７は抵抗Ｒ１である。８はトランジスタＴｒをオン／オフするためのゲートドライブである。９はコンデンサＣ１、１０はフューズＦＵ、１１は突入抵抗Ｒで、１２はＡＣ、ＤＣ検出電圧を入力し、トランジスタＴｒのオン／オフの操作指令等を出力するインタフェースである。
【０００６】
つぎに動作について説明する。
（１）、ＡＣ電源入力仕様を選択して、起動電源投入後、ＤＣ電源が投入される誤使用時の処理を図２、図３のタイミングチャートにより説明する。
先ず、図２（ｂ）のように、ＡＣサーボドライバを起動し、ＡＣ電源入力仕様を選択している場合は、トランジスタＴｒを所定のＡ秒間オンしてコンデンサＣ１の放電を行う。コンデンサＣ１の放電は、トランジスタＴｒをオンするとコンデンサＣ１のプラス側から抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒを通じて放電し、トランジスタＴｒをオフすると放電は停止する。
所定の放電時間のＡ秒間は、ＤＣバスの最高電圧からＤＣ電圧検出回路４で検出できる最低レベルまでに、「Ｒ１・Ｃ１回路が放電する時間×余裕度」＝Ａ秒間、として予め設定している。
Ａ秒間経過後、トランジスタＴｒをオフして放電を停止し、ＤＣバス５の電圧をＤＣ電圧検出回路４により検出する。放電が停止されると、ＤＣ電源入力端子（＋）１、（−）間にＤＣ電源が投入される（この時、（＋）１と（＋）２間は遮断する）。
この場合、ＤＣ電圧検出回路４によってＤＣバス電圧は検出され、ＡＣ電圧検出回路２によるＡＣ電圧は検出されないので、現在選択しているＡＣ電源入力仕様とは異なる電源が入力されていると装置は判断して、「電源使用が間違った」というアラーム（表示、音声等）を送出する。操作員はアラームによって入力電源を切換える等の対応を取る。
【０００７】
これによって、図２（ａ）に比較のために示した従来図の場合は、ＡＣ電源入力仕様を選択して、ＤＣ電源を入力するという誤使用の場合、ＡＣ電圧検出回路２でＡＣ電圧が検出できないので、ＡＣ電源が切れたと装置は判断して、コンデンサＣ１の電圧を放電するためにトランジスタＴｒをオンして放電を開始し、そこにＤＣ電圧が投入されてＤＣバスの焼損を招くという危険が発生するが、本実施の形態では、最大Ａ秒間の放電後トランジスタＴｒをオフして放電を停止するので回避できる。
また、選択した電源と実際の入力電源が異なれば、アラームにより警告するので、操作員は直ちに入力電源の切換等の対応処置が取れ、ＤＣバスの焼損などの危険を回避できる。
また、図３（ｂ）に示すように、ＡＣ電源入力仕様を選択して、ＤＣ電源を入力する誤使用の場合、Ａ秒間の放電中にＤＣ電源が投入されるケースでも、Ａ秒間の放電後ＤＣレベルチェックを開始して、「電源使用が間違った」とアラームを送出するので、図３（ａ）の従来例のように、アラームが出ないために、トランジスタＴｒがオンのままでＤＣバスが焼損すると言った危険は回避出来る。
また、ＡＣサーボドライバ使用中、異常停電などの場合はコンデンサＣ１に電圧が溜まっている場合がある。この場合は、ＡＣサーボドライバを再起動してＡＣ電源を入力しないうちに、ＡＣ電圧が検出されずにＤＣ電圧が検出される、という状態になり、ＡＣ電源入力仕様を選択している時にＤＣ電源が入力されたと装置が判断して「電源使用が間違った」というアラームが送出されるという誤動作が発生する可能性がある。
しかし、こうしたケースでも本実施の形態では、ＡＣ電源が投入される前にＡ秒間の放電が行われるので、ＤＣバスはＤＣ電圧が検出出来る最低レベルより低くなって、ＤＣ電圧が検出されなくなるので、誤動作は回避出来る。
なお、Ａ秒間の放電については、ＡＣサーボドライバを最初に起動する時に１回だけ行われる。
各種状況を考慮して、ＤＣバスレベルチェックを開始するタイミングは、ＡＣ電源入力仕様における停電時などに、コンデンサＣ１に電圧が溜まっている場合、ＡＣ電源を投入する前に、Ａ秒間放電の間にＤＣ電圧検出回路４でＤＣバス電圧が検出されると言った可能性もあるので、その場合は、やはり、「電源使用が間違った」と言うアラーム誤作動が発生するので、ＤＣバスレベルチェックはＡ秒間の放電後に開始するようにする。つまり、ＤＣ電圧が検出されない状態でＤＣバスレベルチェックを開始するようにして誤作動を回避する。
【０００８】
（２）、次に、図４のような、ＤＣ電源入力仕様を選択して、ＡＣ電源が投入される誤使用の場合について説明する。
図４（ｂ）のように、本実施の形態では、ＤＣ電源入力仕様を選択して、ＡＣ電源が投入されたら、この場合はＤＣ電源入力仕様を選択しているのでコンデンサＣ１の放電は行われず、トランジスタＴｒはオフのままである。
次に、ＡＣ電圧検出で、ＡＣ電圧が検出されたらアラーム「電源使用が間違った」を送出して警告する。操作員はアラームにより切換等の処理を行って焼損事故をさけられる。
それと比較して、図４（ａ）の従来技術の場合は、アラームが送出されないので、対応ができない。
このように、本実施の形態によれば、ＡＣ電源入力仕様を選択して、ＤＣ電源を投入する誤使用の場合は、従来はＤＣバスを焼損する恐れがあったが、Ａ秒間に限定した放電とアラームの送出によって回避できるようになる。
また、ＤＣ電源入力仕様を選択して、ＡＣ電源を投入した場合は、アラームを送出して、直ちに対応出来るようにするのでＤＣバスの焼損を回避出来る。
また、ＡＣ、ＤＣ電圧の検出によって、主回路配線もチェックできる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＡＣ電源入力手段と、ＤＣ電源入力手段と、ＡＣ電源入力仕様かＤＣ電源入力仕様かを選択する手段と、ＡＣ電源入力仕様時にＡＣ電源が切れたらＤＣバスの電圧を放電する手段と、ＡＣ電圧を検出する手段およびＤＣバス電圧を検出する手段と、ＡＣ電源入力仕様を選択してＤＣ電源を誤って入力するという誤使用の場合にＤＣ電圧を検出する手段により検出したＤＣ電圧が所定のレベル以上でありＡＣ電圧を検出する手段により検出したＡＣ電圧が所定のレベル以下ならば、放電する手段による放電を禁止する手段を備え、更に、実際に入力する電源が選択した電源入力仕様と異なる場合、電圧を検出する手段によりＡＣ電圧およびＤＣ電圧を検出することによって主電源配線をチェックしアラームを出力する手段を備えたので、ＡＣサーボドライバのハードウェア構成と製造コストを変えずに、ＡＣ電源入力仕様を選択時にＤＣ電源を投入してもＤＣバスの焼損を回避でき、製品の安全性と使用性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＡＣサーボモータの制御装置の構成図である。
【図２】図１に示す制御装置の処理のタイミングチャートを示す図である。
【図３】図１に示す制御装置における異なる処理のタイミングチャートを示す図である。
【図４】従来装置の処理のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ ＡＣ電源入力手段
２ ＡＣ電圧検出回路
３ ＤＣ電源入力手段
４ ＤＣ電圧検出回路
５ ＤＣバス
６ トランジスタＴｒ
７ 抵抗Ｒ１
８ ゲートドライブ
９ コンデンサＣ１
１０ フューズＦＵ
１１ 突入抵抗Ｒ
１２ インタフェース

Claims (2)

1. ＡＣ電源入力手段と、前記ＡＣ電源入力手段からの交流を直流に整流する整流手段と、前記整流手段からの整流電圧を平滑するコンデンサと、前記整流手段と前記コンデンサとの間に挿入されるＤＣ電源入力手段と、ＡＣ電源入力仕様かＤＣ電源入力仕様かを選択する手段と、前記ＡＣ電源入力仕様時にＡＣ電源が切れたら前記コンデンサの電圧をスイッチング素子を介して放電する手段と、ＡＣ電圧を検出する手段およびＤＣバス電圧を検出する手段と、を備えたＡＣサーボモータの制御装置において、
   前記ＡＣサーボモータの制御装置を起動し、前記ＡＣ電源入力仕様を選択した場合は、前記スイッチング素子を所定のＡ秒間（ただし、Ａ秒＝ＤＣバスの最高電圧から最低レベルまでになるまでの放電時間×余裕度）オンして前記コンデンサの放電を最初に起動する時に１回だけ行ない、Ａ秒間経過後前記トランジスタをオフして放電を停止し、前記ＤＣバス電圧を電圧検出回路で検出し、放電停止後にＡＣ電圧が検出されずＤＣ電圧が所定のレベル以上あるときは電源使用が間違ったというアラームを出すことを特徴とするＡＣサーボモータの制御装置。
2. 前記ＤＣ電源入力仕様を選択した場合で、ＡＣ電圧が検出された場合は電源使用が間違ったというアラームを出すことを特徴とする請求項１記載のＡＣサーボモータの制御装置。

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