JP6668034B2 - Motor drive control device and level crossing circuit breaker - Google Patents

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Description

本発明は、モータ駆動制御装置およびこのモータ駆動制御装置を具備した踏切しゃ断機に関する。   The present invention relates to a motor drive control device and a level crossing breaker provided with the motor drive control device.

鉄道の踏切には、列車の通過時に踏切道の交通をしゃ断するため、踏切しゃ断機が設置されている。この踏切しゃ断機は、停電や故障等の異常が発生すると、安全確保のためにしゃ断棹を自重下降させるように構成されている。しゃ断棹の自重下降に関する技術としては例えば、往来に対する危険を回避する目的で、自重下降特性を調整するものが知られている(特許文献1を参照)。この特許文献1の技術は、しゃ断棹が自重で下降するにつれて速度が大きくなる点に着目し、しゃ断棹が所定角度まで下降したときにしゃ断棹を駆動するモータに発電制動がかかるように構成している。   A railroad crossing is equipped with a railroad crossing breaker to cut off traffic on a railroad crossing when a train passes. This railroad crossing breaker is configured such that when an abnormality such as a power failure or a failure occurs, the breaking rod is lowered by its own weight to ensure safety. As a technique for lowering the self-weight of the blocking rod, for example, a technique of adjusting the self-weight lowering characteristic for the purpose of avoiding the danger of traffic is known (see Patent Document 1). The technique of Patent Document 1 focuses on the fact that the speed increases as the breaking rod descends by its own weight, and is configured so that when the breaking rod descends to a predetermined angle, the motor that drives the breaking rod is subjected to dynamic braking. ing.

特開平11−291911号公報JP-A-11-291911

しかしながら、特許文献1の技術は、しゃ断棹の下降速度が大きくなり発電制動がかかると下降速度が遅くなって発電制動が解除され、再び下降速度が大きくなる、という事象が繰り返されてしまい、しゃ断棹がガクガクしながら下降する事象が生じ得た。   However, in the technique of Patent Document 1, the phenomenon that the descending speed of the cut-off rod is increased and the power-supply braking is applied, the descending speed is reduced, the power-supply braking is released, and the descending speed is increased again is repeated. An event could occur in which the rod was jerking and descending.

本発明は、停電や故障等の異常が発生した際に、上昇位置にあったしゃ断棹を一定速度で自重下降させることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to lower a breaking rod at a raised position at a constant speed by its own weight when an abnormality such as a power failure or a failure occurs.

上記課題を解決するための第1の発明は、
モータ出力軸を高速軸とし、しゃ断棹のしゃ断棹軸を低速軸とする複数軸で構成された減速機構部(例えば、図1のモータ出力軸331、しゃ断棹軸3、回転伝達機構20)と、前記モータ出力軸を回転させて前記しゃ断棹を昇降動作させるブラシレスモータ(例えば、図1のブラシレスモータ30)と、前記ブラシレスモータの駆動が停止されて前記しゃ断棹が所定の上昇位置または所定の下降位置に位置した際に作動して前記モータ出力軸或いは他の高速軸(以下包括して「制動用高速軸」という)の回転を制動させる非接触式の電磁ブレーキ(例えば、図1の電磁ブレーキ50)とを具備した踏切しゃ断機において、前記ブラシレスモータに駆動電圧を印加して前記しゃ断棹を昇降動作させるモータ駆動制御装置であって、
異常時に上昇位置にあった前記しゃ断棹が自重下降する際(以下「自重下降時」と略称する)に、前記制動用高速軸の回転によって前記電磁ブレーキに発生する周期的な励磁電圧の波形信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転速度を一定速度となるように抑制させるダイナミックブレーキ制御回路部(例えば、図1のDブレーキ制御回路部66)、
を備えたモータ駆動制御装置である。
A first invention for solving the above problems is
A speed reduction mechanism (for example, the motor output shaft 331, the cut-off rod shaft 3, and the rotation transmission mechanism 20 in FIG. 1) including a plurality of shafts having a motor output shaft as a high-speed shaft and a cut-off rod shaft as a low-speed shaft; A brushless motor (for example, the brushless motor 30 in FIG. 1) that rotates the motor output shaft to move the breaking rod up and down, and that the driving of the brushless motor is stopped and the breaking rod moves to a predetermined rising position or a predetermined position. A non-contact type electromagnetic brake (e.g., the electromagnetic brake shown in FIG. 1) that is operated when it is located at the lowered position to brake the rotation of the motor output shaft or another high-speed shaft (hereinafter collectively referred to as "braking high-speed shaft"). A brake drive having a brake 50), wherein a drive voltage is applied to the brushless motor to move the breaking rod up and down.
A waveform signal of a periodic excitation voltage generated in the electromagnetic brake by the rotation of the high-speed braking shaft when the breaking rod, which has been in the ascending position at the time of the abnormality, descends under its own weight (hereinafter abbreviated as “at the time of its own weight descending”). A dynamic brake control circuit unit (for example, a D brake control circuit unit 66 in FIG. 1) that suppresses the rotation speed of the brushless motor to a constant speed based on
It is a motor drive control device provided with.

第2の発明は、
前記ダイナミックブレーキ制御回路部は、前記自重下降時の前記制動用高速軸の回転によって前記電磁ブレーキに発生する励磁電力を電源として動作可能に構成された、
第1の発明のモータ駆動制御装置である。
The second invention is
The dynamic brake control circuit unit is configured to be operable using excitation power generated in the electromagnetic brake by rotation of the high-speed braking shaft when the self-weight is lowered, as a power supply.
1 is a motor drive control device according to a first invention.

第3の発明は、
モータ出力軸を高速軸とし、しゃ断棹のしゃ断棹軸を低速軸とする複数軸で構成された減速機構部(例えば、図1のモータ出力軸331、しゃ断棹軸3、回転伝達機構20)と、
前記モータ出力軸を回転させて前記しゃ断棹を昇降動作させるブラシレスモータ(例えば、図1のブラシレスモータ30)と、
前記ブラシレスモータの駆動が停止されて前記しゃ断棹が所定の上昇位置または所定の下降位置に位置した際に作動して前記制動用高速軸の回転を制動させる非接触式の電磁ブレーキ(例えば、図1の電磁ブレーキ50)と、
第1又は第2の発明のモータ駆動制御装置(例えば、図1のモータドライバ60)と、
を具備した踏切しゃ断機である。
The third invention is
A speed reduction mechanism (for example, the motor output shaft 331, the cut-off rod shaft 3, and the rotation transmission mechanism 20 in FIG. 1) including a plurality of shafts having a motor output shaft as a high-speed shaft and a cut-off rod shaft as a low-speed shaft; ,
A brushless motor (e.g., the brushless motor 30 in FIG. 1) that rotates the motor output shaft to move the breaking rod up and down,
A non-contact type electromagnetic brake that operates when the drive of the brushless motor is stopped and the breaking rod is positioned at a predetermined raised position or a predetermined lowered position to brake the rotation of the high-speed braking shaft (for example, FIG. 1) an electromagnetic brake 50);
A motor drive control device according to the first or second invention (for example, the motor driver 60 in FIG. 1);
It is a level crossing breaker equipped with.

第1又は第3の発明によれば、正常時は、しゃ断棹の昇降動作時にブラシレスモータに駆動電圧が印加されてモータ出力軸が回転する。また、昇降動作の停止時には非接触式の電磁ブレーキが作動され、制動用高速軸の回転が制動されることでしゃ断棹の昇降作動が制止・保持される。   According to the first or third aspect, under normal conditions, a drive voltage is applied to the brushless motor during the elevating operation of the cut-off rod, and the motor output shaft rotates. Further, when the elevating operation is stopped, the non-contact type electromagnetic brake is operated, and the rotation of the high-speed shaft for braking is braked, so that the elevating operation of the breaking rod is stopped and held.

そして、しゃ断棹が上昇位置にあるときに停電や故障等の異常が発生すると、しゃ断棹が自重下降するが、このとき、第1又は第3の発明によれば、自重下降により制動用回転軸が回転されることで電磁ブレーキに周期的な励磁電圧の信号が発生する。この信号に基づいて、ブラシレスモータにダイナミックブレーキをかけてその回転速度が一定となるように制御される。したがって、停電や故障等の異常が発生した際に、上昇位置にあったしゃ断棹の自重下降を一定速度にすることができる。   Then, when an abnormality such as a power failure or a failure occurs when the breaking rod is in the raised position, the breaking rod falls by its own weight. At this time, according to the first or third invention, the braking rotary shaft is lowered by its own weight. Is rotated to generate a periodic excitation voltage signal in the electromagnetic brake. Based on this signal, a dynamic brake is applied to the brushless motor to control the rotation speed to be constant. Therefore, when an abnormality such as a power failure or a failure occurs, the weight of the breaking rod at the ascending position can be lowered at a constant speed.

第2の発明によれば、異常時のしゃ断棹の自重下降によって電磁ブレーキに発生する励磁電力でダイナミックブレーキ制御回路部を動作させることができる。   According to the second aspect, the dynamic brake control circuit can be operated with the excitation power generated in the electromagnetic brake due to the self-weight drop of the breaking rod at the time of abnormality.

正常動作時における電力及び信号の流れを付した踏切しゃ断機の制御ブロック例を示す図。The figure which shows the control block example of the railroad crossing breaker to which the electric power and the flow of the signal at the time of normal operation were attached. 停電時における電力及び信号の流れを付した踏切しゃ断機の制御ブロック例を示す図。The figure which shows the control block example of the railroad crossing breaker to which the electric power and the flow of the signal at the time of a power failure were added. ブラシレスモータの構成例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a brushless motor. 電磁ブレーキの構成例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an electromagnetic brake. ブレーキ励磁波形変換部の信号処理過程を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a signal processing process of a brake excitation waveform conversion unit. しゃ断棹の自重下降時におけるブラシレスモータのブレーキ方式例を示す図。The figure which shows the example of the brake system of the brushless motor at the time of the self-weight fall of a blocking rod. 踏切しゃ断機の制御ブロック例の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the example of a control block of a railroad crossing breaker.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below, and the form to which the present invention can be applied is not limited to the following embodiments. In the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals.

図1および図2は、本実施形態の踏切しゃ断機100の制御ブロックの一例を示す図であり、図1では、踏切しゃ断機100の正常動作時であってしゃ断棹1の昇降動作時における電力及び信号の流れを、図2では、停電が発生したことによるしゃ断棹1の自重下降時における電力及び信号の流れを示している。実線矢印でその流れを示しており、図2における破線は、電力或いは信号が流れていないことを示している。また、図1及び図2においてハッチングを付したモータドライバ60の構成要素は、図1,2に該当する動作状態(図1では正常動作時、図2では停電時)においては動作していないことを示している。   1 and 2 are diagrams showing an example of a control block of the level crossing breaker 100 according to the present embodiment. In FIG. 1, the power during the normal operation of the level crossing breaker 100 and the elevating operation of the crossing rod 1 is shown. FIG. 2 shows the flow of power and signals when the weight of the breaking rod 1 is lowered due to the occurrence of a power failure. The flow is indicated by solid arrows, and the broken line in FIG. 2 indicates that no power or signal is flowing. The components of the motor driver 60 indicated by hatching in FIGS. 1 and 2 are not operating in the operation states corresponding to FIGS. 1 and 2 (normal operation in FIG. 1 and power failure in FIG. 2). Is shown.

本実施形態の踏切しゃ断機100は、電源部10と、モータ出力軸331を回転させてしゃ断棹1を昇降動作させる三相のブラシレスモータ30と、直流のブレーキ作動信号が入力されることで作動して、しゃ断棹1を所定の上昇位置(垂直状態)又は所定の下降位置(水平状態)で保持するための非接触式の電磁ブレーキ50と、ブラシレスモータ30の駆動を制御するモータ駆動制御装置であるモータドライバ60と、しゃ断棹1を上昇動作又は下降動作させるための制御入力を行うしゃ断機回路70とを備える。   The level crossing circuit breaker 100 according to the present embodiment operates by inputting a power supply unit 10, a three-phase brushless motor 30 that rotates a motor output shaft 331 to move the breaking rod 1 up and down, and a DC brake operation signal. Then, a non-contact type electromagnetic brake 50 for holding the breaking rod 1 at a predetermined raised position (vertical state) or a predetermined lowered position (horizontal state), and a motor drive control device for controlling the driving of the brushless motor 30 And a circuit breaker circuit 70 for performing a control input for raising or lowering the breaking rod 1.

モータ出力軸331の回転は、回転伝達機構20を介してしゃ断棹1の支持軸(しゃ断棹軸)3に伝達される。具体的には、回転伝達機構20は、複数の歯車等を有する減速機構部を構成しており、少なくとも高速軸であるモータ出力軸331および低速軸であるしゃ断棹軸3を備える。そして、この減速機構部によってモータ出力軸331の回転速度が減じて伝達され、しゃ断棹軸3を回転させる。これにより、しゃ断棹1は、ブラシレスモータ30の回転方向に応じて下降又は上昇する。また、上昇位置にあったしゃ断棹1が停電等の異常時に自重下降する自重下降時は、減速機構部によってしゃ断棹軸3の回転力がモータ出力軸331に伝達され、モータ出力軸331を回転させる。なお、自重下降時にブラシレスモータ30に回生電力が生じ、モータ駆動部61を介して電源部10に電力が供給されるが、回生電力が一定電力に満たないとモータドライバ60を起動させることができない。   The rotation of the motor output shaft 331 is transmitted to the support shaft (cutoff rod shaft) 3 of the cutoff rod 1 via the rotation transmission mechanism 20. Specifically, the rotation transmission mechanism 20 constitutes a speed reduction mechanism having a plurality of gears and the like, and includes at least a motor output shaft 331 as a high-speed shaft and a cut-off rod shaft 3 as a low-speed shaft. The rotation speed of the motor output shaft 331 is reduced and transmitted by the speed reduction mechanism, and the cut-off rod shaft 3 is rotated. Thereby, the cut-off rod 1 is lowered or raised in accordance with the rotation direction of the brushless motor 30. In addition, when the cutoff rod 1 at the raised position falls under its own weight when there is an abnormality such as a power failure, the rotational force of the cutoff rod shaft 3 is transmitted to the motor output shaft 331 by the reduction mechanism to rotate the motor output shaft 331. Let it. When the self-weight falls, regenerative power is generated in the brushless motor 30 and power is supplied to the power supply unit 10 via the motor drive unit 61. However, if the regenerative power does not reach a certain level, the motor driver 60 cannot be started. .

また、回転伝達機構20の減速機構部が有する高速軸の1つが、電磁ブレーキ50の制動対象の軸(制動用高速軸)とされている。電磁ブレーキ50により制動用高速軸が制動されると、伝達機構の回転伝達が制止されるため、ブラシレスモータ30によるモータ出力軸331の回転やしゃ断棹軸3の回転も制止されてロック状態となる。ここで、高速軸とは、しゃ断棹軸3の回転に対して高速に回転する軸をいう。また、本実施形態では、電磁ブレーキ50の制動用高速軸と、モータ出力軸331とを同軸とする。すなわち、制動用高速軸は、モータ出力軸331である。なお、制動用高速軸は高速軸であればよく、モータ出力軸331とは別の高速軸としてもよい。   In addition, one of the high-speed shafts included in the speed reduction mechanism of the rotation transmission mechanism 20 is an axis to be braked by the electromagnetic brake 50 (high-speed axis for braking). When the high-speed braking shaft is braked by the electromagnetic brake 50, the rotation transmission of the transmission mechanism is stopped, so that the rotation of the motor output shaft 331 and the rotation of the cut-off rod shaft 3 by the brushless motor 30 are also stopped, and the locked state is established. . Here, the high-speed shaft refers to a shaft that rotates at a high speed with respect to the rotation of the cut-off rod shaft 3. In this embodiment, the high-speed braking shaft of the electromagnetic brake 50 and the motor output shaft 331 are coaxial. That is, the braking high-speed shaft is the motor output shaft 331. The braking high-speed shaft may be a high-speed shaft, and may be a high-speed shaft different from the motor output shaft 331.

電源部10は、しゃ断機回路70の制御のもと、不図示の外部電源から、モータドライバ60を介してブラシレスモータ30へ駆動電力を供給する。また、モータドライバ60の回路全体を動作させるための動作電源(図1中の網掛け太矢印)を供給する。これによりモータドライバ60が起動し、しゃ断機回路70からのしゃ断棹軸3の上昇指令又は下降指令に基づいて、ブラシレスモータ30を駆動制御する。   The power supply unit 10 supplies drive power to the brushless motor 30 via a motor driver 60 from an external power supply (not shown) under the control of the circuit breaker circuit 70. In addition, an operation power supply (a thick arrow in FIG. 1) for operating the entire circuit of the motor driver 60 is supplied. Accordingly, the motor driver 60 is activated, and controls the drive of the brushless motor 30 based on a command for raising or lowering the cut-off rod shaft 3 from the circuit breaker circuit 70.

ブラシレスモータ30は、例えばインナーロータ型の構造を有した三相駆動の電動機であり、その構造の例を概略的に図3に示す。回転子33は、回転軸であるモータ出力軸331の周方向にN極の永久磁石とS極の永久磁石とが交互に配置された4極の永久磁石333を備え、モータ出力軸331を軸中心として回転する。一方、固定子31には、120°毎の等角度間隔で3つのスロットが画成されており、各スロットに配置された三相(U相、V相、W相)のコイル311,313,315を備える。各相のコイル311,313,315は、中性点において相互に接続されている。   The brushless motor 30 is, for example, a three-phase drive motor having an inner rotor type structure, and an example of the structure is schematically shown in FIG. The rotor 33 includes four-pole permanent magnets 333 in which N-pole permanent magnets and S-pole permanent magnets are alternately arranged in the circumferential direction of a motor output shaft 331 that is a rotating shaft. Rotate as center. On the other hand, the stator 31 has three slots defined at equal angular intervals of 120 °, and three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils 311, 313, disposed in each slot. 315. The coils 311, 313 and 315 of each phase are mutually connected at a neutral point.

電磁ブレーキ50は、構造的にはブラシレスモータ30と同様の回転電気機械であり、その構造の例を概略的に図4に示す。電磁ブレーキ50において、回転子53は、モータ出力軸331と同軸となる回転軸531と一体に構成され、4極の永久磁石533が回転軸531とともに回転するように構成されている。一方、固定子51は、三相(U相、V相、W相)のスロットのうちの2相にコイル(電磁石用コイル)511,513を配置して備え、各コイル511,513を直列接続して構成される。   The electromagnetic brake 50 is a rotating electric machine similar in structure to the brushless motor 30, and an example of the structure is schematically shown in FIG. In the electromagnetic brake 50, the rotor 53 is integrally formed with a rotation shaft 531 coaxial with the motor output shaft 331, and a four-pole permanent magnet 533 is configured to rotate with the rotation shaft 531. On the other hand, the stator 51 is provided with coils (electromagnet coils) 511 and 513 disposed in two phases of three-phase (U-phase, V-phase and W-phase) slots, and the coils 511 and 513 are connected in series. It is composed.

この電磁ブレーキ50の作動時は、しゃ断機回路70からのブレーキ作動信号(DC)の入力によってコイル511,513が通電されることで固定子51と回転子53との間に制動力が生じ、モータ出力軸331の回転を非接触に制動する。一方で、電磁ブレーキ50の解除時(OFF)は、モータ出力軸331の回転に伴って回転子53が回転することから、電磁ブレーキ50に励磁電圧が発生する。すなわち、電磁ブレーキ50の励磁電圧の信号は、モータ出力軸331の回転に相応する信号と言える。但し、発生した励磁電圧そのものは振幅が大きい交流信号であるため、本実施形態では種々の信号処理を施した上で、ブラシレスモータ30の駆動制御に用いることとする。まず、発生した励磁電圧信号(AC)は、モータドライバ60を構成するブレーキ励磁波形変換部65の降圧回路部651に出力される。   When the electromagnetic brake 50 is operated, the coils 511 and 513 are energized by the input of the brake operation signal (DC) from the circuit breaker circuit 70, so that a braking force is generated between the stator 51 and the rotor 53, The rotation of the motor output shaft 331 is braked in a non-contact manner. On the other hand, when the electromagnetic brake 50 is released (OFF), the rotor 53 rotates with the rotation of the motor output shaft 331, so that an excitation voltage is generated in the electromagnetic brake 50. That is, the excitation voltage signal of the electromagnetic brake 50 can be said to be a signal corresponding to the rotation of the motor output shaft 331. However, since the generated excitation voltage itself is an AC signal having a large amplitude, in the present embodiment, the signal is subjected to various signal processing and then used for drive control of the brushless motor 30. First, the generated excitation voltage signal (AC) is output to the step-down circuit unit 651 of the brake excitation waveform conversion unit 65 included in the motor driver 60.

なお、ブラシレスモータ30の極・相・スロットの構成は図3に例示した構成に限らない。また、電磁ブレーキ50についても同様に、図4に例示した極・相・スロットの構成に限定されない。ブラシレスモータ30および電磁ブレーキ50のいずれも、極数、相数、およびスロット数を適宜選択して構成してよい。   The configuration of the poles, phases, and slots of the brushless motor 30 is not limited to the configuration illustrated in FIG. Similarly, the electromagnetic brake 50 is not limited to the pole / phase / slot configuration illustrated in FIG. Both the brushless motor 30 and the electromagnetic brake 50 may be configured by appropriately selecting the number of poles, the number of phases, and the number of slots.

図1,2に戻り、モータドライバ60は、ブラシレスモータ30を駆動するモータ駆動部61と、モータ駆動部61を制御するモータ制御部63と、昇降動作中に電磁ブレーキ50に発生する励磁電圧波形の変化周期を検出するブレーキ励磁波形変換部65と、励磁電圧波形の変化周期に基づきブラシレスモータ30にダイナミックブレーキ(以下「Dブレーキ」と略称する)をかけるDブレーキ制御回路部66と、励磁電圧波形の変化周期に基づきブラシレスモータ30の回転角(制御用回転角)を検出する回転角検出部67とを備える。   Returning to FIGS. 1 and 2, the motor driver 60 includes a motor driving unit 61 that drives the brushless motor 30, a motor control unit 63 that controls the motor driving unit 61, and an excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50 during the elevating operation. A brake excitation waveform converter 65 for detecting a change cycle of the excitation voltage, a D brake control circuit 66 for applying a dynamic brake (hereinafter abbreviated as “D brake”) to the brushless motor 30 based on the change cycle of the excitation voltage waveform, A rotation angle detection unit 67 that detects the rotation angle (control rotation angle) of the brushless motor 30 based on the change period of the waveform.

モータ駆動部61は、FET(Field Effect Transistor)等を用いて構成されるいわゆるインバータ回路を有する。正常動作時であれば、電源部10から供給される電力をモータ制御部63の制御信号に応じた三相交流電力の駆動電力に変換してブラシレスモータ30に供給する。また、異常時にしゃ断棹1が自重下降する際には、ブラシレスモータ30が回生電力を発生させるが、その回生電力を、インバータ動作とは逆方向の変換動作を行って電源部10に出力する。なお、回生電力が一定電力に満たない間は、モータドライバ60を起動させるほどの十分な電力とはならない。そのため、図2では、モータ駆動部61から電源部10への矢印を破線で示し、電源部10からモータドライバ60への太矢印を白抜きの破線で示した。   The motor drive unit 61 has a so-called inverter circuit configured using an FET (Field Effect Transistor) or the like. During normal operation, the power supplied from the power supply unit 10 is converted into three-phase AC power according to the control signal of the motor control unit 63 and supplied to the brushless motor 30. Further, when the breaking rod 1 descends under its own weight in the event of an abnormality, the brushless motor 30 generates regenerative electric power. The regenerative electric power is output to the power supply unit 10 by performing a conversion operation in the direction opposite to the inverter operation. Note that while the regenerative electric power is less than the constant electric power, the electric power is not enough to start the motor driver 60. Therefore, in FIG. 2, an arrow from the motor drive unit 61 to the power supply unit 10 is indicated by a broken line, and a thick arrow from the power supply unit 10 to the motor driver 60 is indicated by a white broken line.

モータ制御部63は、しゃ断機回路70からの上昇指令又は下降指令を受けてブラシレスモータ30をしゃ断棹1の上昇方向又は下降方向に駆動させ、しゃ断棹1を昇降動作させる。その際、モータ制御部63は、回転角検出部67が随時検出しているブラシレスモータ30の制御用回転角を用いてブラシレスモータ30の駆動を制御するとともに、上昇動作時であればしゃ断棹1が上昇基準位置に達したこと、下降動作時であればしゃ断棹1が下降基準位置に達したことを検知してブラシレスモータ30の駆動を停止させる。例えば、モータ制御部63は、検出された制御用回転角を用いてブラシレスモータ30の回転速度制御を行う。また、制御用回転角を用い、昇降動作開始時からのブラシレスモータ30の回転数を計数する等して上昇基準位置/下降基準位置に達したことを検知する。昇降動作を開始してから上昇基準位置/下降基準位置に達するまでのブラシレスモータ30の回転数は既知であるため、予め設定しておくことが可能である。   The motor control unit 63 drives the brushless motor 30 in the ascending direction or the descending direction of the breaking rod 1 in response to an ascending command or a descending command from the breaking circuit 70, and moves the breaking rod 1 up and down. At that time, the motor control unit 63 controls the drive of the brushless motor 30 using the control rotation angle of the brushless motor 30 which is detected by the rotation angle detection unit 67 as needed, and the cutting rod 1 during the ascent operation. Has reached the ascending reference position, and when the descent operation is being performed, the drive of the brushless motor 30 is stopped by detecting that the breaking rod 1 has reached the ascending reference position. For example, the motor control unit 63 controls the rotation speed of the brushless motor 30 using the detected control rotation angle. In addition, using the control rotation angle, the number of rotations of the brushless motor 30 from the start of the elevating operation is counted or the like, and it is detected that the brushless motor 30 has reached the ascending reference position / descending reference position. Since the number of rotations of the brushless motor 30 from the start of the raising / lowering operation to the reaching of the raising reference position / lowering reference position is known, it can be set in advance.

また、モータ制御部63は、Dブレーキ制御回路部66に制御信号を出力して、Dブレーキ制御回路部66を動作させるか停止させるかを制御する。この制御信号は、Hレベル或いはLレベルの信号であり、Hレベルの場合にDブレーキ制御回路部66を停止させる信号(以下「動作停止信号」という)となる。すなわち、正常動作時には動作停止信号が出力され、停電や故障等で信号レベルがLレベルとなったときにDブレーキ制御回路部66を動作させる指示信号(以下「動作許容信号」という)が出力されることとなる。   Further, the motor control unit 63 outputs a control signal to the D brake control circuit unit 66 to control whether the D brake control circuit unit 66 is operated or stopped. This control signal is a signal of H level or L level, and becomes a signal for stopping the D brake control circuit section 66 when it is at H level (hereinafter referred to as “operation stop signal”). That is, an operation stop signal is output during normal operation, and an instruction signal (hereinafter, referred to as an “operation permission signal”) for operating the D brake control circuit 66 when the signal level becomes L level due to a power failure or a failure is output. The Rukoto.

ブレーキ励磁波形変換部65は、降圧回路部651と、整流回路部653と、電圧検出部655とを有して構成される。
降圧回路部651は、しゃ断棹1の昇降動作中又は自重下降時に電磁ブレーキ50から入力される励磁電圧信号を降圧し、整流回路部653に出力する。また、降圧した励磁電圧信号を、Dブレーキ制御回路部66の電源として出力する。
The brake excitation waveform conversion unit 65 includes a step-down circuit unit 651, a rectification circuit unit 653, and a voltage detection unit 655.
The step-down circuit unit 651 steps down the excitation voltage signal input from the electromagnetic brake 50 during the raising / lowering operation of the blocking rod 1 or at the time of its own weight lowering, and outputs it to the rectifier circuit unit 653. Further, it outputs the stepped-down excitation voltage signal as a power source of the D brake control circuit unit 66.

整流回路部653は、降圧回路部651からの入力電圧信号を全波整流し、電圧検出部655に出力する。電圧検出部655は、整流回路部653からの入力電圧信号から後述するパルス信号を生成してDブレーキ制御回路部66に出力する一方、後述する論理信号を生成して回転角検出部67に出力する。この電圧検出部655がDブレーキ制御回路部66に出力したパルス信号は自重下降時におけるブラシレスモータ30のDブレーキ制御に用いられ、回転角検出部67に出力した論理信号は正常動作時におけるブラシレスモータ30の駆動制御に用いられる。   The rectification circuit unit 653 performs full-wave rectification on the input voltage signal from the step-down circuit unit 651 and outputs the signal to the voltage detection unit 655. The voltage detection unit 655 generates a pulse signal described below from the input voltage signal from the rectification circuit unit 653 and outputs the pulse signal to the D-brake control circuit unit 66, while generating a logic signal described below and outputs the logic signal to the rotation angle detection unit 67. I do. The pulse signal output from the voltage detection unit 655 to the D brake control circuit unit 66 is used for D brake control of the brushless motor 30 when its own weight is lowered, and the logic signal output to the rotation angle detection unit 67 is the brushless motor during normal operation. 30 is used for drive control.

図5(a)に、励磁電圧波形の概略例を示す。また、(a)に示す励磁電圧波形の励磁電圧信号を降圧回路部651で降圧し、整流回路部653で整流した電圧波形を(b)に、電圧検出部655で生成されたパルス信号を(c)に、電圧検出部655で生成された論理信号を(d)に示す。   FIG. 5A shows a schematic example of the excitation voltage waveform. Also, the excitation voltage signal having the excitation voltage waveform shown in (a) is stepped down by the step-down circuit unit 651, and the voltage waveform rectified by the rectification circuit unit 653 is (b), and the pulse signal generated by the voltage detection unit 655 is ( The logic signal generated by the voltage detector 655 is shown in (c).

電磁ブレーキ50の回転子53はモータ出力軸331の回転に伴って回転することから、電磁ブレーキ50が解除(OFF)され、モータ出力軸331が回転し始めると発生する励磁電圧は、図5(a)に示すように、電磁ブレーキ50の回転に合わせて周期的に変化する。したがって、励磁電圧波形を図5(b)に示すように降圧・整流し、(c)に示すようなパルス信号を生成することで、電磁ブレーキ50の回転周期すなわちブラシレスモータ30の回転周期を検出できる。なお、(c)のパルス信号は、(b)の電圧波形の立ち上がりを検出して所定時間幅のパルス波を発生させることで生成される。また、(d)の論理信号は、(b)の電圧波形を所定の閾値Dthを境に2値の論理信号に変換することで生成される。   Since the rotor 53 of the electromagnetic brake 50 rotates with the rotation of the motor output shaft 331, the excitation voltage generated when the electromagnetic brake 50 is released (OFF) and the motor output shaft 331 starts to rotate is shown in FIG. As shown in a), it changes periodically according to the rotation of the electromagnetic brake 50. Therefore, the excitation voltage waveform is stepped down and rectified as shown in FIG. 5B, and a pulse signal as shown in FIG. 5C is generated to detect the rotation cycle of the electromagnetic brake 50, that is, the rotation cycle of the brushless motor 30. it can. The pulse signal of (c) is generated by detecting the rise of the voltage waveform of (b) and generating a pulse wave of a predetermined time width. Further, the logic signal of (d) is generated by converting the voltage waveform of (b) into a binary logic signal at a predetermined threshold Dth.

図1,2に戻り、Dブレーキ制御回路部66は、励磁電圧波形の変化周期から得たブラシレスモータ30の回転周期を用いてモータ駆動部61を制御することで、自重下降時におけるブラシレスモータ30の回転速度を一定速度となるように抑制させるダイナミックブレーキ制御を実行する回路部である。正常動作時には、モータ制御部63から動作停止信号が入力されるため、Dブレーキ制御回路部66は動作を停止するが(図1で網掛けで示している)、停電や故障等の際は動作許容信号が入力されるため、起動することとなる(図2)。   Returning to FIGS. 1 and 2, the D brake control circuit unit 66 controls the motor drive unit 61 using the rotation cycle of the brushless motor 30 obtained from the change cycle of the excitation voltage waveform, so that the brushless motor 30 This is a circuit unit for executing dynamic brake control for suppressing the rotation speed of the vehicle to a constant speed. During normal operation, an operation stop signal is input from the motor control unit 63, so that the D brake control circuit unit 66 stops operation (shown by hatching in FIG. 1). Since the permission signal is input, the apparatus is started (FIG. 2).

また、Dブレーキ制御回路部66は、モータドライバ60の動作電力より低い電力で動作可能であり、しゃ断棹1の自重降下時に降圧回路部651から入力される励磁電力で動作可能である。Dブレーキ制御回路部66は、降圧回路部651から入力される励磁電圧波形を定電圧電源に変換するための定電圧回路661を備えている。   Further, the D brake control circuit unit 66 can operate with lower power than the operating power of the motor driver 60, and can operate with the excitation power input from the step-down circuit unit 651 when the weight of the breaking rod 1 drops. The D brake control circuit section 66 includes a constant voltage circuit 661 for converting the excitation voltage waveform input from the step-down circuit section 651 into a constant voltage power supply.

Dブレーキ制御回路部66の動作は、電圧検出部655から入力されるパルス信号をDブレーキ制御信号としてモータ駆動部61に出力し、ブラシレスモータ30にDブレーキをかける制御動作である。より具体的には、モータ駆動部61の回路動作(スイッチング動作)を制御して、回生動作中のブラシレスモータ30にダイナミックブレーキをかける。これにより、ブラシレスモータ30に回転速度に比例したブレーキ力を発生させて、ブラシレスモータ30の回転速度を一定速度となるように抑制する。なお、しゃ断棹1の自重下降に要する下降時間が希望する時間となり、目標とする回転速度となるようなデューティ比やブレーキ力を発生させるDブレーキの制御パラメータを予め設定しておくと好適である。   The operation of the D brake control circuit unit 66 is a control operation of outputting a pulse signal input from the voltage detection unit 655 to the motor driving unit 61 as a D brake control signal and applying a D brake to the brushless motor 30. More specifically, the circuit operation (switching operation) of the motor drive unit 61 is controlled to apply a dynamic brake to the brushless motor 30 during the regenerative operation. Thus, a braking force proportional to the rotation speed is generated in the brushless motor 30, and the rotation speed of the brushless motor 30 is suppressed to be constant. In addition, it is preferable to set a duty ratio and a control parameter of a D brake for generating a braking force in advance so that the falling time required for the weight of the breaking rod 1 to fall by its own weight becomes a desired time and a target rotation speed. .

また、図5の説明に戻ると、本実施形態では、電磁ブレーキ50において回転子53の永久磁石533が4極であり、固定子51が二相・2スロットであることから、励磁電圧波形の1回の変化周期で回転軸531(本実施形態ではモータ出力軸331)が半回転していることを示す。したがって、正常動作時におけるブラシレスモータ30の駆動制御にあたっては、図5(b)に示すように励磁電圧波形を降圧・整流した後、所定の閾値Dthを境に(d)に示すように2値の論理信号に変換することで回転軸531の回転を180°単位で検出でき、その変化周期から、回転軸531の回転角すなわちモータ出力軸331の回転角を知ることができる。   Returning to the description of FIG. 5, in the present embodiment, in the electromagnetic brake 50, the permanent magnet 533 of the rotor 53 has four poles and the stator 51 has two phases and two slots. This indicates that the rotation shaft 531 (the motor output shaft 331 in the present embodiment) makes a half rotation in one change cycle. Therefore, in the drive control of the brushless motor 30 during the normal operation, the excitation voltage waveform is stepped down and rectified as shown in FIG. 5B, and then the binary voltage is applied as shown in FIG. , The rotation of the rotation shaft 531 can be detected in units of 180 °, and the rotation angle of the rotation shaft 531, that is, the rotation angle of the motor output shaft 331 can be known from the change period.

モータ出力軸331(および制動対象軸である回転軸531)は高速軸であり、低速軸であるしゃ断棹軸3に比べて十分に高い回転比(例えば10倍以上)である。そのため、励磁電圧波形の変化周期から判別されるモータ出力軸331の回転角に誤差が生じたとしても、しゃ断棹1の昇降位置が大きくずれることはなく、制御上、問題とはならない。   The motor output shaft 331 (and the rotating shaft 531 that is the braking target shaft) is a high-speed shaft and has a sufficiently higher rotation ratio (for example, 10 times or more) as compared with the cut-off rod shaft 3 that is a low-speed shaft. Therefore, even if an error occurs in the rotation angle of the motor output shaft 331 determined from the change period of the excitation voltage waveform, the vertical position of the cut-off rod 1 does not greatly shift, and does not pose a problem in control.

また、ブラシレスモータ30と電磁ブレーキ50とでは、極・相・スロットの構成が異なる。そこで、正常動作時に動作する回転角検出部67は、このブラシレスモータ30の極・相・スロットの構成と電磁ブレーキ50の極・相・スロットの構成との関係を用いて励磁電圧波形の変化周期を、ブラシレスモータ30の極・相・スロットの構成に応じた変化周期に変換し、ブラシレスモータ30の回転角を制御用回転角として検出する。   The configuration of the poles, phases, and slots differs between the brushless motor 30 and the electromagnetic brake 50. Therefore, the rotation angle detector 67 operating during normal operation uses the relationship between the pole / phase / slot configuration of the brushless motor 30 and the pole / phase / slot configuration of the electromagnetic brake 50 to change the excitation voltage waveform change cycle. Is converted into a change cycle according to the configuration of the poles, phases, and slots of the brushless motor 30, and the rotation angle of the brushless motor 30 is detected as the control rotation angle.

次に、踏切しゃ断機100の動作を説明する。先ず、停電時を例に異常時における踏切しゃ断機100の動作を説明する。停電時においてしゃ断棹1が上昇位置にある場合、図2に示すようにしゃ断棹1を上昇位置で保持するために作動していた電磁ブレーキ50が解除(しゃ断機回路70から電磁ブレーキ50への駆動電源がOFF)されることから、しゃ断棹1が自重で下降し始める。また、停電のため、モータドライバ60への供給電力が停止されることから、モータ制御部63は回路動作を停止し、Dブレーキ制御回路部66への信号が動作許容信号(Lレベル信号)となる。   Next, the operation of the crossing breaker 100 will be described. First, the operation of the level crossing circuit breaker 100 at the time of abnormality will be described by taking a power outage as an example. When the cut-off rod 1 is in the raised position at the time of the power failure, the electromagnetic brake 50 that has been operated to hold the cut-off rod 1 in the raised position is released as shown in FIG. 2 (from the circuit breaker circuit 70 to the electromagnetic brake 50). Since the drive power is turned off, the cut-off rod 1 starts to descend by its own weight. Further, since the power supply to the motor driver 60 is stopped due to the power failure, the motor control unit 63 stops the circuit operation, and the signal to the D brake control circuit unit 66 becomes the operation permission signal (L level signal). Become.

しゃ断棹1が自重下降を始めると、ブレーキ励磁波形変換部65が電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧を降圧してDブレーキ制御回路部66の電源電力をDブレーキ制御回路部66へ供給し始める。すると、動作許容信号が入力されているDブレーキ制御回路部66は回路動作を開始する。   When the breaking rod 1 starts to descend its own weight, the brake excitation waveform conversion unit 65 lowers the excitation voltage generated in the electromagnetic brake 50 and starts supplying the power of the D brake control circuit unit 66 to the D brake control circuit unit 66. Then, the D brake control circuit unit 66 to which the operation permission signal has been input starts the circuit operation.

自重下降中、ブレーキ励磁波形変換部65は、電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧波形の変化周期を随時検出し、ブラシレスモータ30の回転周期に同期したパルス信号をDブレーキ制御回路部66に出力する。そのため、Dブレーキ制御回路部66は、入力されたパルス信号をDブレーキ制御信号としてモータ駆動部61に出力して、ブラシレスモータ30にダイナミックブレーキをかける。これにより、ブラシレスモータ30の回転速度が一定速度となるように抑制され、しゃ断棹1は一定速度で自重下降する。   During its own weight descent, the brake excitation waveform conversion unit 65 detects a change cycle of the excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50 as needed, and outputs a pulse signal synchronized with the rotation cycle of the brushless motor 30 to the D brake control circuit unit 66. . Therefore, the D brake control circuit unit 66 outputs the input pulse signal as a D brake control signal to the motor drive unit 61 to apply a dynamic brake to the brushless motor 30. Thus, the rotation speed of the brushless motor 30 is suppressed to a constant speed, and the breaking rod 1 descends at its own weight.

次に、正常動作時は、踏切しゃ断機100において設置先の踏切に列車が接近した旨の通知を外部から受けると、図1に示すように、しゃ断機回路70の制御のもと、電源部10がモータ電源を供給してモータドライバ60を起動(ON)し、しゃ断棹1の下降動作を指示する下降指令を出力する。また、電磁ブレーキ50を解除(OFF)する。そして、モータドライバ60においてモータ制御部63が、下降指令に応答してブラシレスモータ30をしゃ断棹1の下降方向に駆動させ、しゃ断棹1を下降動作させる。   Next, during normal operation, when a notification that the train has approached the railroad crossing at the installation location is received from the outside at the level crossing breaker 100, the power supply unit is controlled under the control of the breaker circuit 70 as shown in FIG. 10 supplies the motor power to start (ON) the motor driver 60 and output a lowering command for instructing the lowering operation of the blocking rod 1. Further, the electromagnetic brake 50 is released (OFF). Then, in the motor driver 60, the motor control unit 63 drives the brushless motor 30 in the descending direction of the cut-off rod 1 in response to the descending command, and causes the cut-off rod 1 to move down.

下降動作中は、ブレーキ励磁波形変換部65が、電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧波形の変化周期を随時検出する。そして、回転角検出部67が、励磁電圧波形の変化周期からブラシレスモータ30の制御用回転角を随時検出する。モータ制御部63は、この制御用回転角を用いてモータ駆動部61の駆動を制御するとともに、しゃ断棹1が下降基準位置に達したことを検知してモータ駆動部61によるブラシレスモータ30の駆動を停止させる。その後は、しゃ断機回路70が、モータ電源のモータドライバ60への供給を停止するとともに、電磁ブレーキ50を作動させてしゃ断棹1を下降位置で保持させる。   During the descending operation, the brake excitation waveform converter 65 detects a change period of the excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50 as needed. Then, the rotation angle detection section 67 detects the control rotation angle of the brushless motor 30 from the change period of the excitation voltage waveform as needed. The motor control unit 63 controls the drive of the motor drive unit 61 using the control rotation angle, and detects that the cut-off rod 1 has reached the descent reference position, and drives the brushless motor 30 by the motor drive unit 61. To stop. After that, the circuit 70 stops the supply of the motor power to the motor driver 60 and activates the electromagnetic brake 50 to hold the breaking rod 1 at the lowered position.

この間、モータ制御部63からDブレーキ制御回路部66へは動作停止信号(Hレベル)が出力されているため、Dブレーキ制御回路部66は停止した状態である。   During this time, the operation stop signal (H level) is being output from the motor control unit 63 to the D brake control circuit unit 66, so that the D brake control circuit unit 66 is in a stopped state.

続いて、列車が踏切を通過し終えた旨の通知を受けると、しゃ断機回路70は、再び電源部10からモータ電源を供給させてモータドライバ60を起動し、しゃ断棹1の上昇動作を指示する上昇指令を出力するとともに、電磁ブレーキ50を解除(OFF)する。そして、モータドライバ60においてモータ制御部63が、上昇指令に応答してブラシレスモータ30をしゃ断棹1の上昇方向に駆動させ、しゃ断棹1を上昇動作させる。   Subsequently, upon receiving a notification that the train has passed the railroad crossing, the circuit breaker circuit 70 again supplies the motor power from the power supply unit 10 to start the motor driver 60, and instructs the lifting operation of the circuit breaker rod 1. And the electromagnetic brake 50 is released (OFF). Then, in the motor driver 60, the motor control unit 63 drives the brushless motor 30 in the rising direction of the cut-off rod 1 in response to the rising command, and moves the cut-off rod 1 upward.

上昇動作中は、ブレーキ励磁波形変換部65が電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧波形の変化周期を随時検出し、回転角検出部67が励磁電圧波形の変化周期からブラシレスモータ30の制御用回転角を随時検出する。そして、モータ制御部63は、制御用回転角を用いてモータ駆動部61の駆動を制御するとともに、しゃ断棹1が上昇基準位置に達したことを検知してモータ駆動部61によるブラシレスモータ30の駆動を停止させる。その後は、しゃ断機回路70が、モータ電源のモータドライバ60への供給を停止するとともに、電磁ブレーキ50を作動させてしゃ断棹1を上昇位置で保持させる。この間、モータ制御部63からDブレーキ制御回路部66へは動作停止信号(Hレベル)が出力されているため、Dブレーキ制御回路部66は停止した状態である。   During the ascending operation, the brake excitation waveform converter 65 detects the change period of the excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50 as needed, and the rotation angle detector 67 detects the control rotation angle of the brushless motor 30 from the change period of the excitation voltage waveform. Is detected at any time. The motor control unit 63 controls the drive of the motor drive unit 61 using the control rotation angle, and detects that the cutoff rod 1 has reached the ascending reference position, and controls the brushless motor 30 by the motor drive unit 61. Stop driving. Thereafter, the circuit 70 stops the supply of the motor power to the motor driver 60 and activates the electromagnetic brake 50 to hold the breaking rod 1 at the raised position. During this time, the operation stop signal (H level) is being output from the motor control unit 63 to the D brake control circuit unit 66, so that the D brake control circuit unit 66 is in a stopped state.

以上説明したように、本実施形態によれば、しゃ断棹1の自重下降時は、電磁ブレーキ50に発生する励磁電力によってDブレーキ制御回路部66が動作可能となる。また、しゃ断棹1が自重下降を始めると、ブレーキ励磁波形変換部65が、電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧波形の変化周期からブラシレスモータ30の回転周期に同期したパルス信号を生成してDブレーキ制御回路部66に出力する。Dブレーキ制御回路部66は、このパルス信号を用いてブラシレスモータ30にダイナミックブレーキをかけることができる。これによれば、停電や故障等の異常が発生した際に、上昇位置にあったしゃ断棹1を一定速度で自重下降させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the D brake control circuit 66 can be operated by the excitation power generated in the electromagnetic brake 50 when the weight of the breaking rod 1 is lowered. When the breaking rod 1 starts to lower its own weight, the brake excitation waveform conversion unit 65 generates a pulse signal synchronized with the rotation cycle of the brushless motor 30 from the change cycle of the excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50 to generate the D brake. Output to the control circuit unit 66. The D brake control circuit unit 66 can apply a dynamic brake to the brushless motor 30 using the pulse signal. According to this, when an abnormality such as a power failure or a failure occurs, the breaking rod 1 at the ascending position can be lowered by its own weight at a constant speed.

なお、上記した実施形態では、異常時として停電が発生した場合を例示したが、踏切しゃ断機100には、停電の他にも、故障等の何らかの異常が発生し得る。例えば、モータ制御部63の回路に不具合が生じた場合が考えられる。踏切しゃ断機100は、このモータ制御異常が発生した場合にも、上記した実施形態と同様にDブレーキ制御回路部66によるDブレーキ制御を行う。すなわち、モータ制御異常の発生時には、Dブレーキ制御回路部66へ入力される制御信号が動作許容信号(Lレベル信号)となるように構成されているため、停電時と同様に、故障でしゃ断棹1が自重下降する際も、ブラシレスモータ30にダイナミックブレーキをかけることができる。   Note that, in the above-described embodiment, a case where a power failure occurs as an abnormal time has been exemplified. However, in addition to the power failure, some abnormality such as a failure may occur in the railroad crossing breaker 100. For example, it is conceivable that a malfunction occurs in the circuit of the motor control unit 63. Even when this motor control abnormality occurs, the level crossing breaker 100 performs the D brake control by the D brake control circuit unit 66 in the same manner as in the above-described embodiment. That is, when a motor control abnormality occurs, the control signal input to the D brake control circuit unit 66 is configured to be an operation permission signal (L level signal). The dynamic brake can be applied to the brushless motor 30 even when the vehicle 1 descends by its own weight.

また、しゃ断棹1が上昇位置で保持されているときに装置異常となり、電磁ブレーキ50が解除(OFF)される異常もある。この場合も停電時と同様に、しゃ断棹1の自重下降に対して、ダイナミックブレーキをかけることができる。   Further, there is an abnormality in which the device malfunctions when the cutoff rod 1 is held at the raised position, and the electromagnetic brake 50 is released (OFF). In this case, as in the case of a power failure, dynamic braking can be applied to the self-weight drop of the breaking rod 1.

また、しゃ断棹1の自重下降時におけるブラシレスモータ30のダイナミックブレーキの制御方式は上述した実施形態の回路構成に限らない。図6に、ダイナミックブレーキの制御方式の例を、回路構成とともに示す。例えば、上記した実施形態で説明したような、Dブレーキ制御回路部66がモータ駆動部61を介してブラシレスモータ30にダイナミックブレーキをかける制御方式は、図6(a)のFET制御といえる。別の例として、発電制御回路を用いた発電制御方式を採用して、図6(b)のように回路構成を変更してもよい。また、相関短絡制御回路を用いた短絡制御方式を採用して、図6(c)のように回路構成を変更してもよい。   Further, the control method of the dynamic brake of the brushless motor 30 when the weight of the breaking rod 1 is lowered is not limited to the circuit configuration of the above-described embodiment. FIG. 6 shows an example of a control method of the dynamic brake together with a circuit configuration. For example, the control method in which the D brake control circuit unit 66 applies the dynamic brake to the brushless motor 30 via the motor drive unit 61 as described in the above embodiment can be said to be the FET control of FIG. As another example, a power generation control method using a power generation control circuit may be adopted, and the circuit configuration may be changed as shown in FIG. Further, a short-circuit control method using a correlated short-circuit control circuit may be employed to change the circuit configuration as shown in FIG.

また、上記した実施形態では、電磁ブレーキ50に発生した励磁電圧波形に基づいてブラシレスモータ30の駆動制御を行うこととして説明したが、図7に示すように、モータ出力軸331の回転を検出するセンサ400を設けて、このセンサ400の検出信号に基づいてブラシレスモータ30の駆動制御を行うこととしてもよい。図7は、図1に対応する、変形例となる踏切しゃ断機200の構成例を示す図である。ブラシレスモータ30のモータ出力軸331の回転を検出するセンサ400を設け、回転角検出部67が、センサ400の検出信号から制御用回転角を検出することとした他は、上記の実施形態の踏切しゃ断機100の構成と同じである。   Further, in the above-described embodiment, the drive control of the brushless motor 30 has been described based on the excitation voltage waveform generated in the electromagnetic brake 50. However, as shown in FIG. 7, the rotation of the motor output shaft 331 is detected. The sensor 400 may be provided, and the drive control of the brushless motor 30 may be performed based on the detection signal of the sensor 400. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a level crossing circuit breaker 200 according to a modification example corresponding to FIG. 1. A level crossing according to the above embodiment, except that a sensor 400 for detecting the rotation of the motor output shaft 331 of the brushless motor 30 is provided, and the rotation angle detection unit 67 detects the control rotation angle from the detection signal of the sensor 400. The configuration is the same as that of the circuit breaker 100.

100 踏切しゃ断機
1 しゃ断棹
3 しゃ断棹軸
10 電源部
20 回転伝達機構
30 ブラシレスモータ
31 固定子
311,313,315 コイル
33 回転子
331 モータ出力軸
333 永久磁石
50 電磁ブレーキ
51 固定子
511,513 コイル
53 回転子
60 モータドライバ
61 モータ駆動部
63 モータ制御部
65 ブレーキ励磁波形変換部
651 降圧回路部
653 整流回路部
655 電圧検出部
66 Dブレーキ制御回路部
661 定電圧回路
67 回転角検出部
70 しゃ断機回路
REFERENCE SIGNS LIST 100 crossing breaker 1 breaker rod 3 breaker rod shaft 10 power supply unit 20 rotation transmitting mechanism 30 brushless motor 31 stator 311, 313, 315 coil 33 rotor 331 motor output shaft 333 permanent magnet 50 electromagnetic brake 51 stator 511, 513 coil 53 Rotor 60 Motor driver 61 Motor drive unit 63 Motor control unit 65 Brake excitation waveform conversion unit 651 Step-down circuit unit 653 Rectification circuit unit 655 Voltage detection unit 66 D brake control circuit unit 661 Constant voltage circuit 67 Rotation angle detection unit 70 Breaker circuit

Claims (2)

モータ出力軸を高速軸とし、しゃ断棹のしゃ断棹軸を低速軸とする複数軸で構成された減速機構部と、前記モータ出力軸を回転させて前記しゃ断棹を昇降動作させるブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの駆動が停止されて前記しゃ断棹が所定の上昇位置または所定の下降位置に位置した際に作動して前記モータ出力軸或いは他の高速軸(以下包括して「制動用高速軸」という)の回転を制動させる非接触式の電磁ブレーキとを具備した踏切しゃ断機において、前記ブラシレスモータに駆動電圧を印加して前記しゃ断棹を昇降動作させるモータ駆動制御装置であって、
異常時に上昇位置にあった前記しゃ断棹が自重下降する際(以下「自重下降時」と略称する)に、(1)前記制動用高速軸の回転によって前記電磁ブレーキに発生する励磁電力を電源として動作可能に構成され、且つ、(2)当該電磁ブレーキに発生する周期的な励磁電圧の波形信号に基づいて、前記ブラシレスモータの回転速度を一定速度となるように抑制させるダイナミックブレーキ制御回路部、
を備えたモータ駆動制御装置。
A motor output shaft as a high-speed shaft, a deceleration mechanism portion composed of a plurality of shafts with a breaking rod shaft of the breaking rod as a low-speed shaft, a brushless motor that rotates the motor output shaft and moves the breaking rod up and down, When the drive of the brushless motor is stopped and the cut-off rod is located at a predetermined raised position or a predetermined lowered position, the brushless motor is activated to operate the motor output shaft or another high-speed shaft (hereinafter collectively referred to as a "braking high-speed shaft"). A) a crossing breaker equipped with a non-contact type electromagnetic brake that brakes the rotation of a), a motor drive control device that applies a driving voltage to the brushless motor to move the breaking rod up and down;
When the breaking rod, which has been in the ascending position at the time of the abnormality, descends under its own weight (hereinafter abbreviated as “when its own weight descends”), (1) the excitation power generated in the electromagnetic brake by the rotation of the braking high-speed shaft is used as a power supply operatively configured and, (2) the based on the waveform signal of a periodic excitation voltage generated in the electromagnetic brake, the rotational speed of the brushless motor is suppressed so that constant speed, the dynamic brake control circuit unit ,
A motor drive control device comprising:
モータ出力軸を高速軸とし、しゃ断棹のしゃ断棹軸を低速軸とする複数軸で構成された減速機構部と、
前記モータ出力軸を回転させて前記しゃ断棹を昇降動作させるブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータの駆動が停止されて前記しゃ断棹が所定の上昇位置または所定の下降位置に位置した際に作動して前記制動用高速軸の回転を制動させる非接触式の電磁ブレーキと、
請求項に記載のモータ駆動制御装置と、
を具備した踏切しゃ断機。
A motor output shaft as a high-speed shaft, and a deceleration mechanism unit composed of a plurality of shafts with a breaking rod shaft of the breaking rod as a low-speed shaft;
A brushless motor that rotates the motor output shaft to move the breaking rod up and down,
A non-contact type electromagnetic brake that operates when the drive of the brushless motor is stopped and the breaking rod is located at a predetermined ascending position or a predetermined descending position to brake the rotation of the braking high-speed shaft,
A motor drive control device according to claim 1 ,
Level crossing machine equipped with.
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