JP5262290B2

JP5262290B2 - 正逆転判定の誤動作防止装置

Info

Publication number: JP5262290B2
Application number: JP2008133716A
Authority: JP
Inventors: 利光丸木
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP2009284644A

Description

本発明はダイナモメータや電動機などの回転体における正転・逆転判定時の誤動作防止装置に関するものである。

ダイナモメータや電動機などの回転機を用いて正逆転制御する場合、一般には回転部分にエンコーダなどの検出器を取り付け、その速度検出信号用いて正転方向、逆転方向の判定を行ないながら実行している。すなわち、エンコーダから出力される位相差のあるパルス信号を用いて判定し、その結果を正転、又は逆転のビット信号として出力し、速度検出極性の切換え、ゼロ速度時の速度制御や正逆転連続の速度制御などを行っている。このように、エンコーダを用いたモータの
正逆転運転としては、特許文献１などが公知となっている。この特許文献１には、従来のような論理回路を必要とせずに、プログラムにより、回転方向の逆転のタイミングを検知して駆動力をオフにすることが記載されている。
特公平７−６６００６

エンコーダで検出された速度パルスが何らかの理由によって欠落し、また、ノイズの影響によりパルス数が増えた場合、位相差のあるＡ相、Ｂ相のパルスの位相関係が変化する。その結果、正転中であるにもかかわらず逆転の検出をしたり、その逆で逆転中であるにもかかわらず正転の検出信号を出力する場合がある。このような現象が発生すると、例えば、速度検出が＋１０ｒｐｍの場合には、一瞬に−１０ｒｐｍになって、その差は２０ｒｐｍとなる。検出速度が、比較的低速の範囲で一瞬に２０ｒｐｍ程度の変化があっても、この場合には制御外乱となり、制御ゲインにも関係するが大きな電流変化にはならず、実際の速度も少しの変化で収まる。

しかし、速度検出が、例えば＋４０００ｒｐｍのように高速時に極性変化現象が発生して−４０００ｒｐｍとなった場合には、その差は８０００ｒｐｍとなり、一瞬にして８０００ｒｐｍもの速度検出に変化が生じると、大きな制御外乱となり、制御ゲインと関係して大きな電流変化を生じ、実際の速度も急激に大きな速度変化を発生する。生産設備においてこのような急変現象が発生すると、生産物の破壊、品質の悪化に至り、また、試験機では供試体の破壊など大きな損害が発生する虞を有している。なお、特許文献１には、このような誤動作防止については記載されてない。

したがって、本発明が目的とするとこは、回転体を正逆転制御する装置の正逆転判定の誤動作防止装置を提供することにある。

本発明の請求項１は、エンコーダにより回転体の速度を検出して正逆転判定部で正逆転を判定し、この判定信号と速度検出部からの速度検出信号を用いて電動機の正逆転運転を行うものにおいて、
前記正逆転判定部の出力側に速度制限インターロックと信号保持回路を有する誤動作防止部を接続し、前記速度検出部の出力側に制御用速度検出信号の正逆転の切換を行う切換部、及び比較部を接続すると共に、この比較部はプリセット部とコンパレータを有し、プリセット部の設定値と速度検出信号との差信号に基づいて設定値と速度検出信号との大小関係をコンパレータで判定し、判定結果、前記回転体の速度検出信号がプリセット部での設定値以下となったとき前記速度制限インターロックに信号を出力してインターロックを解除し、前記正逆転判定部による正転若しくは逆転信号を、速度制限インターロック、及び信号保持回路を介して前記切換部に切換信号として出力し、切換部により切り換えられて出力した信号を制御用速度検出信号とするよう構成したことを特徴としたものである。

本発明の請求項２は、プリセット部の設定値を、前記回転体の最高制御速度の略±１％としたことを特徴としたものである。

以上のとおり、本発明によれば、正逆転判定部による判定出力がプリセット部で設定された或る速度以上で変化した場合、その変化信号は誤動作と判断して変化信号は無視する。一方、プリセット値以下の場合に正逆転の切換を可能としたものであるから、万一、正逆転判定部が誤動作してもプリセット値以下では速度変動レベルは小さく、設備や供試体などの被制御体に対する影響は少ない。また、プリセット値以上では出力値は変化しないので速度検出極性が変化することはなく、したがって、被制御体に対する影響はないものである。

図１は、本発明の実施例を示す構成図で、１はエンコーダ、２は正逆転判定部で、エンコーダ１の速度検出信号を入力して正転、又は逆転を判定する。例えば、Ａ相パルスとＢ相パルスを入力し、両パルスによる立下りエッジの先行か後行かによって正転、逆転を判定するような市販のものが使用される。３は速度検出部で、エンコーダ１からのＡ相又はＢ相の信号を周波数−電圧などの変換を実行して速度検出信号を制御用の速度検出信号として出力すると共に、比較部４に出力する。比較部４はプリセット部４１とコンパレータ４２及び減算部４３を有している。プリセット部４１における設定値は、被制御体の最高制御速度の±１％程度にセットさせ、その設定値は減算部４３において検出速度信号との減算が実行される。

５は誤動作防止部で、AND1,AND２よりなる速度制限インターロック部５１とＲＳフリップフロップよりなる信号保持回路５２を有している。AND1の一方の入力端子には、正逆転判定部２からの正転判定信号が入力され、AND２の一方の入力端子には、正逆転判定部２からの逆転判定信号が入力されている。また、AND1,AND２の他方の入力端子には、それぞれ比較部４の出力信号が入力される。６は正転、逆転の切換部で、正転時には図の状態で正転信号が出力され、逆転時には極性反転部７の出力側に切り換えられる。

以上のように構成された本発明の誤動作防止装置は、モータなどの回転体はその速度変化率に必ず制限がある、ということに基づくものである。
すなわち、正逆モータを正逆転運転する場合、正逆転判定機能と、モータの減速トルク、外部からの有限な制動トルクによって速度が減速し、或る速度で回転しているモータが一瞬にしてゼロ速度になったり、或いは逆転することはないという物理特性がある。つまり、正転から逆転に移行するとき、或いはその逆のときには一旦停止してから逆転、或いは正転に回転し、必ずある時間を必要とする。本発明はこの点に着目してなされたものである。

或る速度以上で回転している電動機は、シーケンス回路や検出回路が動作可能時間内に逆転（又は正転）することはないので、この速度に相当する値を本発明では±１％ＦＳとしてプリセット部４１で設定する。そして、プリセットした速度以上で正逆転判定信号が変化した場合には誤動作として判定し、正逆判定信号を無視するようにしたものである。具体的には、速度検出部３で変換された速度検出信号とプリセット部４１で設定された信号との差演算を減算部４３で行い、コンパレータ４２で比較判断する。速度検出値＞プリセット値の場合には、コンパレータ４２は不動作状態であり、速度制限インターロック５１からの出力はない。この状態では正逆転判定部２が入力する、例えばＡ相パルスの欠落により逆転と判定したとしても速度制限インターロック５１は動作条件不成立であり、信号保持回路５２を介して正転判定信号の出力が継続されると共に、速度検出信号は切換部６を通して図示省略された制御回路に出力される。

次に、制御回路からの制御指令により正転状態にある電動機に対し逆転指令が出されると電動機は徐々に減速する。減速に伴って速度検出信号も低下し、速度検出値≦プリセット値となるとコンパレータ４２が動作してその接点４２ａを閉じ、速度制限インターロック５１の各一方の入力端子に信号を出力する。これにより、AND1の動作条件が成立し、正逆転判定部２の判定が正転中では信号保持回路５２はセット状態が維持され、正転の判定信号の出力を継続する。速度制限インターロック５１の動作条件成立時に、ノイズなどにより正逆転判定部２が逆転と判定した場合、AND２がオン、AND１がオフ状態となって信号保持回路５２はリセットされ、逆転信号を切換部６に出力して極性反転部７の出力側に切換る。したがって、この場合には正転中であるにも拘わらず逆転指令が出力されるが、回転速度は±１％ＦＳ以下となっていることから、制御外乱は抑制され、大きな電流変化にはならず、実際の速度変化は小さなものとなる。

本発明の実施形態を示す構成図。

符号の説明

１… エンコーダ
２… 正逆転判定部
３… 速度検出部
４… 比較部
５… 誤動作防止部
６… 切換部
７… 極性反転部

Claims

エンコーダにより回転体の速度を検出して正逆転判定部で正逆転を判定し、この判定信号と速度検出部からの速度検出信号を用いて電動機の正逆転運転を行うものにおいて、
前記正逆転判定部の出力側に速度制限インターロックと信号保持回路を有する誤動作防止部を接続し、前記速度検出部の出力側に制御用速度検出信号の正逆転の切換を行う切換部、及び比較部を接続すると共に、この比較部はプリセット部とコンパレータを有し、プリセット部の設定値と速度検出信号との差信号に基づいて設定値と速度検出信号との大小関係をコンパレータで判定し、判定結果、前記回転体の速度検出信号がプリセット部での設定値以下となったとき前記速度制限インターロックに信号を出力してインターロックを解除し、前記正逆転判定部による正転若しくは逆転信号を、速度制限インターロック、及び信号保持回路を介して前記切換部に切換信号として出力し、切換部により切り換えられて出力した信号を制御用速度検出信号とするよう構成したことを特徴とした正逆転判定の誤動作防止装置。
前記プリセット部の設定値は、前記回転体の最高制御速度の略±１％であることを特徴とした請求項１記載の正逆転判定の誤動作防止装置。