JP4935337B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源が遮断されたとき、モータの相間を短絡させて停止させるダイナミックブレーキ機能を有するモータ制御装置に関する。

産業用途のモータ制御装置は、通常、停電時や電源遮断後などにモータ軸を停止させるためのダイナミックブレーキ機能を備えている。一般的に、このダイナミックブレーキ機能は、非通電時にダイナミックブレーキがかかった状態（有効）になっており、電源投入後のモータ動作開始前に、ダイナミックブレーキが解除される。このブレーキ解除の制御は、一般的にリレーなどを用いて、ソフトウエアによってタイミングが制御される。

例えば、電源がＯＦＦ状態で、外力によりモータが回されているような異常な状態においてもダイナミックブレーキ回路を保護できるモータ制御装置を提供するため、モータを緊急停止させるダイナミックブレーキ整流回路とリレーとダイナミックブレーキ抵抗器とからなるダイナミックブレーキ回路と、モータを外部から回転させたときに発生する逆起電力から制御用の電源を生成するダイナミックブレーキ制御電源生成手段と、ダイナミックブレーキ回路の異常を検出するダイナミックブレーキ異常検出手段と、ダイナミックブレーキ異常検出手段からの信号を受けてダイナミックブレーキ回路のリレーを開放させるダイナミックブレーキ制御手段とを備え、ダイナミックブレーキ制御手段はダイナミックブレーキ異常検出手段からのダイナミックブレーキ異常信号を受けてダイナミックブレーキ整流回路とＤＢ抵抗器とを非導通にする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１９１７２２号公報

解決しようとする問題点は、従来の一般的なダイナミックブレーキ回路は、電源遮断後、制御回路自身の電源供給もなくなり、ブレーキ動作を制御することができず、必ずダイナミックブレーキが作動しモータをロックする。用途によって、電源遮断時にブレーキをかけずモータをフリー状態でゆっくり停止させたい場合に対応できない点である。

本発明は上記の課題を解決するものであり、用途に応じて簡単にダイナミックブレーキ機能の有効、無効を設定できるモータ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のモータ制御装置は、モータの動作を制御するための制御回路と、モータの相間に接続した２つのリレー接点を電源遮断時にそれぞれ閉じて短絡するダイナミックブレーキ回路を備えたモータ制御装置において、前記ダイナミックブレーキ回路とモータの相間に接続する２つの機械式スイッチを備え、前記制御回路は、モータに電圧を供給する時、前記ダイナミックブレーキ回路にブレーキ動作指令を与えて前記リレーの接点を開放し、電源が遮断された時、前記ダイナミックブレーキ回路は、自身のリレー接点を閉じ、前記機械式スイッチの開閉に基づいて、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効に設定する。

また、モータの動作を制御するための制御回路と、モータの相間に接続した２つのラッチ型リレーを有するダイナミックブレーキ回路とを備え、前記制御回路は、マイコンに記憶されたソフトウエアと不揮発性メモリとによってダイナミックブレーキ機能の有効と無
効を切り替えるダイナミックブレーキ選択機能を有し、モータに電圧を供給する時、前記ラッチ型リレーの接点を開放し、電源が遮断された時、前記不揮発性メモリの指定アドレス内容に基づいて前記ラッチ型リレーのセットコイルあるいはリセットコイルに通電することで、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効に設定する。

請求項１に記載のモータ制御装置によれば、ダイナミックブレーキ回路とモータの相間に接続した２つの機械式スイッチ接点の開閉に基づいて、簡単にダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効に設定することができる。

また、請求項２記載のモータ制御装置によれば、制御回路のマイコンから与える指令によってラッチ型リレーの開閉動作を制御でき、不揮発性メモリの指定アドレス内容に基づいてラッチ型リレーのセットコイルあるいはリセットコイルに通電することで、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効に設定することができる。

したがって、ダイナミックブレーキ機能の有効、無効を自在に設定することが可能なモータ制御装置を提供することができる。

モータの動作を制御するための制御回路と、モータの相間に接続した２つのリレー接点を電源遮断時にそれぞれ閉じて短絡するダイナミックブレーキ回路を備えたモータ制御装置において、前記ダイナミックブレーキ回路とモータの相間に接続する２つの機械式スイッチを備え、前記制御回路は、モータに電圧を供給する時、前記ダイナミックブレーキ回路にブレーキ動作指令を与えて前記リレーの接点を開放し、電源が遮断された時、前記ダイナミックブレーキ回路は、自身のリレー接点を閉じ、前記機械式スイッチの開閉に基づいて、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効に設定する。

実施例１におけるモータ制御装置の要部ブロック図を図１に示しており、これを用いて説明する。

図１において、モータ制御装置１は、電源２とモータ３に接続されている。整流回路１１は、電源２の交流電圧を整流し、電源平滑コンデンサ１２は整流後の電圧の変動を減少させる。インバータ回路１３は、制御回路２１からの指令に基づきトランジスタをスイッチングさせ、モータを回転させるための電圧指令を伝達する。

ダイナミックブレーキ回路２２は、２つのリレー２３を備えており、２つのリレー２３の接点２６は、後述する機械式スイッチ２４を介して、それぞれ別のモータ相間に入るように接続されている。この接点２６は、非通電状態において閉じており、制御回路２１からのブレーキ動作指令により、リレー２３のコイル２５に電圧が印加されると接点２６を開放する。

実施例１の特徴は、ダイナミックブレーキ機能の有効、無効を切り替えるため、２つの機械式スイッチ２４を設けた点である。この機械式スイッチ２４は、ダイナミックブレーキ回路２２とモータ相間にそれぞれ配置され、以下のように作用する。

リレー２３の接点２６が閉じているとき、機械式スイッチ２４が閉じていれば、モータの相間を短絡することとなりダイナミックブレーキが作用し、モータ軸はロックされた状態になる。一方、機械式スイッチ２４が開放していると、リレー２３の接点２６が閉じていてもモータ相間は短絡しないためダイナミックブレーキは作用せず、モータ軸はフリー
状態となる。

従来のモータ制御装置には、この機械式スイッチがないため、電源遮断時にリレーの接点が閉じるため、必ずダイナミックブレーキが作用してモータ軸はロックされ、ダイナミックブレーキ機能を無効にすることができなかった。これに対して、実施例１では、従来のダイナミックブレーキ回路と、２つのモータ相間にそれぞれ機械式スイッチ２４を設けるだけでよく、例えばスライド式スイッチなどにより簡単に実現できる。

なお、実施例１は回転型モータにて説明したが、３相リニアモータであっても実施することができる。また、ダイナミックブレーキ回路に、ブレーキ抵抗器を設けてもよく、モータのコイルを保護するようにしてもよい。

実施例２におけるモータ制御装置の要部ブロック図を図２に示しており、これを用いて説明する。

図２において、モータ制御装置３１は、電源３２とモータ３３に接続されている。整流回路４１は、電源２の交流電圧を整流し、電源平滑コンデンサ４２は整流後の電圧の変動を減少させる。インバータ回路４３は、制御回路５１からの指令に基づきトランジスタをスイッチングさせ、モータを回転させるための電圧指令を伝達する。

実施例２の特徴は、制御回路５１の動作指令に基づいて、２つのラッチ型リレー５３を有するダイナミックブレーキ回路５２のブレーキ動作を実行する点である。

この制御回路５１は、マイコン５１ａに記憶されたソフトウエアと不揮発性メモリ５１ｂとで構成するダイナミックブレーキ選択手段５４を備えている。マイコン５１ａには、不揮発性メモリ５１ｂの所定のアドレスに記憶された内容に対応して、モータ制御装置３１の電源遮断を検知したときのブレーキ動作を制御するソフトウエアが記憶されている。

具体的に説明すると、モータ制御装置３１の電源遮断を検出した時、マイコン５１ａは、セット用コイル５５ａとリセット用コイル５５ｂの、どちらのコイルに電圧指令を与えるかという動作を、不揮発性メモリ５１ｂの所定のアドレスに記憶された内容により、切り替える。この点について、以下に詳しく説明する。

ラッチ型リレー５３は、セット用コイル５５ａ、リセット用コイル５５ｂおよび接点５６で構成され、２つの接点５６は、それぞれモータの相間に入るように接続されている。一方、２つのセット用コイル５５ａは並列に接続され、２つのリセット用コイル５５ｂも並列に接続されて、それぞれの一方を共通に、他方は別々に制御回路５１に接続されている。

まず、ダイナミックブレーキを有効にする場合について説明する。制御回路５１からのブレーキ動作指令によって、セット用コイル５５ａに電圧を印加すると、ラッチ型リレー５３の接点５６が閉じる。次に、リセット用コイル５５ｂに電圧が印加されるまでの間、接点５６はこの閉状態を保持する。したがって、モータ制御装置３１の電源が遮断されても接点５６は閉じたままで、モータの相間は短絡されているのでダイナミックブレーキがかかった状態となる。

一方、ダイナミックブレーキを無効にする場合、制御回路５１からのブレーキ動作指令によって、リセット用コイル５５ｂに電圧が印加されて接点５６を開放し、セット用コイル５５ａに電圧が印加されるまでの間、接点５６は開放状態を保持する。このため、モー
タ制御装置３１の電源が遮断されても接点５６は開放したままで、モータの相間は短絡されず、ダイナミックブレーキが無効状態となり、モータ軸はフリー状態となる。

このように、ダイナミックブレーキ機能を有効にするのか、無効にするのかは、不揮発性メモリ５１ｂの記憶内容によって決定され、ダイナミックブレーキ機能の選択切り替えが可能である。

なお、不揮発性メモリ５１ｂの記憶内容は、専用ツールなどを用いて容易に書き換え可能であり、ユーザの使用条件によって、ダイナミックブレーキ機能を簡単に選択することができる。また、マイコン５１ａには、モータの動作を制御するソフトウエアも記憶されている。また、実施例１と同様に、３相リニアモータでも実施することができる。

本発明のモータ制御装置は、サーボモータを駆動制御するサーボアンプに最適であり、半導体製造装置や搬送装置などの産業用途に有用である。

本発明の実施例１におけるモータ制御装置の要部ブロック図 本発明の実施例２におけるモータ制御装置の要部ブロック図

符号の説明

１，３１ モータ制御装置
２１，５１ 制御回路
２２，５２ ダイナミックブレーキ回路
２３ リレー
２４ 機械式スイッチ
２６，５６ 接点
５１ａ マイコン
５１ｂ 不揮発性メモリ
５３ ラッチ型リレー
５４ ダイナミックブレーキ選択手段
５５ａ セット用コイル
５５ｂ リセット用コイル

Claims (2)

1. モータの動作を制御するための制御回路を備えたモータ制御装置において、前記制御回路からの信号で開閉する２つのリレーを有し、また、モータの相間に接続した２つの前記リレーの接点を前記モータ制御装置の電源遮断時にはそれぞれ閉じて短絡するダイナミックブレーキ回路と、前記ダイナミックブレーキ回路とモータの相間に接続する、前記制御回路および前記モータ制御装置の電源とは独立した２つの機械式スイッチとを備え、前記制御回路は、モータに電圧を供給する時、前記ダイナミックブレーキ回路にブレーキ動作指令を与え前記リレーの接点を開放し、前記モータ制御装置の電源が遮断された時、前記ダイナミックブレーキ回路は、２つの前記リレーの接点を閉じることで、前記機械式スイッチの開閉に基づいて、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効になるよう設定できることを特徴とするモータ制御装置。
2. モータの動作を制御するための制御回路を備えたモータ制御装置において、モータの相間に接続し、前記モータ制御装置の電源遮断後も直前の開閉状態を保持できる２つのラッチ型リレーを有するダイナミックブレーキ回路を備え、前記制御回路は、マイコンに記憶されたソフトウエアと不揮発性メモリとによってダイナミックブレーキ機能の有効と無効を切り替えるダイナミックブレーキ選択手段を有し、モータに電圧を供給する時、前記ラッチ型リレーの接点を開放し、前記モータ制御装置の電源が遮断された時、前記不揮発性メモリの指定アドレス内容に基づいて前記ラッチ型リレーのセットコイルあるいはリセットコイルに通電することで前記ラッチ型リレーを開閉し、この開閉に基づいて、ダイナミックブレーキ機能を有効あるいは無効になるよう設定できることを特徴とするモータ制御装置。