JP6987216B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転速度を制御するモータ制御装置に関する。

下記特許文献１に記載のモータ制御装置は、複数のタップ取出線と、単一のコモン線を有するモータを制御する装置であり、複数のタップ取出線の任意の１つをリレー等の電磁開閉装置で制御し、交流電圧をモータへ印加することで回転速度の制御を行っている。この特許文献１では、複数のタップ取出線の何れかと、単一のコモン線との間に、フォトトランジスタカプラの発光側を接続して構成した電流検知回路を備える。モータ制御装置は、モータの停止指令時において、電流検知回路に電流が流れている場合は異常と判断し、モータの運転を停止させる制御を行っている。

特許第３５５７８８４号公報

しかしながら、特許文献１のモータ制御装置では、複数のタップ取出線のうちの任意の１つに電流検知回路を接続している。このため、電流検知回路が接続されていない側のタップ取出線とモータとが電気的に接続された場合、電流検知回路に印加される電圧は、モータ内部のモータ巻線により降圧された電圧となる。このため、特許文献１のモータ制御装置では、電流検知回路で検知できない場合があった。

例えば、交流電圧１００Ｖで駆動するモータにおいて、電流検知回路が接続されていない側のタップ取出線を制御するためのリレーをオンに制御して駆動させた場合、電流検知回路に印加される電圧は、モータ巻線で降圧されるため、４０Ｖ程度となる場合がある。このような場合、入力電圧の低下によってフォトトランジスタカプラが発光せず、電流検知回路が接続されていない側のタップ取出線を制御するためのリレー接点に対し、溶着等の故障が検知できない場合があるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リレー接点の溶着等の故障を確実に検知することができるモータ制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、モータから引き出された単一のコモン線と、モータから引き出された複数のタップ取出線とにより、モータに交流電圧を印加してモータの回転速度の制御を行う。モータ制御装置は、単一のコモン線と複数のタップ取出線の各々との間への交流電圧の印加を制御するｃ接点リレーをタップ取出線の数分有するリレー群を備える。また、モータ制御装置は、モータの停止時にｃ接点リレーを介して交流電圧が印加され、交流電圧の印加によって流れる電流を検出する第１の電流検知回路をタップ取出線の数分有する電流検知回路群を備える。モータ制御装置は、第１の電流検知回路の検知結果に基づいて、モータの運転を停止するか否かを判定する。

本発明に係るモータ制御装置によれば、電流検知回路の接続構成に依らず、リレー接点の溶着等の故障を確実に検知することができるという効果を奏する。

実施の形態に係るモータ制御装置を含むモータ制御システムの回路構成を示す図 実施の形態におけるｃ接点リレーの内部構成を示す図 実施の形態における第１の電流検知回路の回路構成の一例を示す図 実施の形態における第２の電流検知回路の回路構成の一例を示す図 図１に示されるモータ制御システムの構成において、モータの温度ヒューズが溶断した場合の電流経路を示す図 実施の形態の制御回路５による制御フローの一例を示すフローチャート 図６のフローチャートで用いる停止指令時の判定テーブル 図６のフローチャートで用いる運転指令時の判定テーブル 図１に示す制御回路の機能をソフトウェアで実現する場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下では、電気的な接続と物理的な接続とを区別せずに、単に「接続」と称して説明する。

実施の形態．
まず、実施の形態に係るモータ制御装置の回路構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、実施の形態に係るモータ制御装置を含むモータ制御システムの回路構成を示す図である。図２は、実施の形態におけるｃ接点リレーの内部構成を示す図である。

実施の形態におけるモータ制御システム１００は、図１に示されるように、モータ１と、モータ１の回転速度の制御を行うモータ制御装置２とを含む。

モータ１は、モータ巻線９及び温度ヒューズ１０を備える。温度ヒューズ１０は、モータ１の内部の異常発熱時に溶断する保護手段である。モータ１とモータ制御装置２とは、モータ１から引き出された単一のコモン線６と、モータ１から引き出された２つのタップ取出線７，８とによって接続されている。温度ヒューズ１０は、モータ１の内部において、単一のコモン線６に挿入されている。

交流電源３は、２つのタップ取出線７，８と、単一のコモン線６とにより、モータ１のモータ巻線９に交流電圧を印加する。モータ巻線９への通電によって、モータ１は回転駆動される。モータ１を収容する筐体５０は、アース１１によって接地される。

モータ制御装置２は、電源回路４と、制御回路５と、駆動回路２０と、第１の電流検知回路２１ａ，２１ｂと、第２の電流検知回路２２とを備える。本実施の形態において、第１の電流検知回路２１ａ，２１ｂは、電流検知回路群２１を構成する。また、モータ制御装置２を構成する電源回路４、制御回路５、駆動回路２０、第１の電流検知回路２１ａ，２１ｂ及び第２の電流検知回路２２は、プリント基板５２に配置されている。

電源回路４は、制御回路５及び駆動回路２０を駆動するための駆動電圧を生成する。制御回路５は、単一のコモン線６と、タップ取出線７，８のうちの何れか１つに対して、交流電源３が出力する交流電圧を印加させる制御を行う。これにより、制御回路５は、モータ１の回転速度の制御を行う。

駆動回路２０は、リレー群７０を有する。リレー群７０は、ｃ接点リレー６３及びｃ接点リレー６４を有する。

第１の電流検知回路２１ａの一端は、交流電源３の非接地側に接続され、第１の電流検知回路２１ａの他端は、ｃ接点リレー６３の接点２３を介して交流電源３の接地側に接続される。また、第１の電流検知回路２１ｂの一端は、交流電源３の非接地側に接続され、第１の電流検知回路２１ｂの他端は、ｃ接点リレー６４の接点２４を介して交流電源３の接地側に接続される。第２の電流検知回路２２の一端は、単一のコモン線６に接続され、第２の電流検知回路２２の他端は、タップ取出線７に接続される。なお、第２の電流検知回路２２の他端は、タップ取出線８に接続されてもよい。

タップ取出線７と、単一のコモン線６との間にｃ接点リレー６３の接点２３を介して交流電圧が印加されると、モータ１は第１の回転速度で駆動される。また、タップ取出線８と、単一のコモン線６との間にｃ接点リレー６４の接点２４を介して交流電圧が印加されると、モータ１は第２の回転速度で駆動される。なお、本実施の形態において、第１の回転速度は第２の回転速度よりも大きい、即ち第１の回転速度は第２の回転速度よりも「高速である」とする。以下、モータ１を第１の回転速度で駆動するときを「高速駆動」又は「高速運転」と呼び、第２の回転速度で駆動するときを「低速駆動」又は「低速運転」と呼ぶ。また、タップ取出線７を適宜「高速運転用のタップ取出線」と呼び、タップ取出線８を適宜「低速運転用のタップ取出線」と呼ぶ。なお、その他の要素についても、「高速運転用」又は「低速運転用」という文言を付して説明する場合がある。

図２には、本実施の形態で用いるｃ接点リレー６３，６４の内部構成が示されている。ｃ接点リレー６３及びｃ接点リレー６４は、同一の構成である。ｃ接点リレー６３は、高速運転用のリレーであり、コイル１３と、接点２３とを有する。ｃ接点リレー６４は、低速運転用のリレーであり、コイル１４と、接点２４とを有する。

図２において、高速運転用のｃ接点リレー６３は、コモン端子であるＣＯＭ端子２３ａと、ノーマリークローズ端子であるＮ.Ｃ.端子２３ｂと、ノーマリーオープン端子であるＮ.Ｏ.端子２３ｃとの３端子と、コイル１３とを含む。低速運転用のｃ接点リレー６４は、コモン端子であるＣＯＭ端子２４ａと、ノーマリークローズ端子であるＮ.Ｃ.端子２４ｂと、ノーマリーオープン端子であるＮ.Ｏ.端子２４ｃとの３端子と、コイル１４とを含む。

ｃ接点リレー６３において、ＣＯＭ端子２３ａは交流電源３の接地側に接続され、Ｎ.Ｃ.端子２３ｂは第１の電流検知回路２１ａの一端に接続され、Ｎ.Ｏ.端子２３ｃはタップ取出線７に接続される。また、ｃ接点リレー６４において、ＣＯＭ端子２４ａは交流電源３の接地側に接続され、Ｎ.Ｃ.端子２４ｂは第１の電流検知回路２１ｂの一端に接続され、Ｎ.Ｏ.端子２４ｃはタップ取出線８に接続される。

なお、図２に示す構成は一例であり、Ｎ.Ｃ.端子とＮ.Ｏ.端子とを切り替え可能に構成されるリレーであれば、どのような構成のリレーを用いてもよい。

図１に戻り、駆動回路２０は、前述したｃ接点リレー６３，６４に加え、トランジスタ１６，１７と、抵抗器１２ａ１，１２ａ２，１２ｂ１，１２ｂ２と、ダイオード１５ａ，１５ｂとを更に備える。前述の通り、コイル１３及び接点２３はｃ接点リレー６３の構成要素であり、コイル１４及び接点２４はｃ接点リレー６４の構成要素である。

トランジスタ１６，１７は、制御回路５の出力によりオン又はオフに制御される。トランジスタ１６がオンに制御されるとコイル１３に電流が流れ、コイル１３は励磁状態となる。トランジスタ１６がオフに制御されると、コイル１３には電流が流れず、コイル１３は非励磁状態となる。同様に、トランジスタ１７がオンに制御されると、コイル１４に電流が流れ、コイル１４は励磁状態となる。トランジスタ１７がオフに制御されると、コイル１４には電流が流れず、コイル１４は非励磁状態となる。

抵抗器１２ａ１，１２ａ２は、トランジスタ１６がオンに制御される際に、トランジスタ１６にベース電流を供給する役割を担う。抵抗器１２ｂ１，１２ｂ２は、トランジスタ１７がオンに制御される際に、トランジスタ１７にベース電流を供給する役割を担う。ダイオード１５ａは、コイル１３のオン又はオフ時に発生する逆起電圧を防止する役割を担う。ダイオード１５ｂは、コイル１４のオン又はオフ時に発生する逆起電圧を防止する役割を担う。

図２において、コイル１３が非励磁状態のとき、接点２３はＮ.Ｃ.端子２３ｂと接触し、ＣＯＭ端子２３ａとＮ.Ｃ.端子２３ｂとが導通する。コイル１３が励磁状態のとき、接点２３はＮ.Ｏ.端子２３ｃと接触し、ＣＯＭ端子２３ａとＮ.Ｏ.端子２３ｃとが導通する。従って、コイル１３が非励磁状態のときは、第１の電流検知回路２１ａの他端が交流電源３の接地側に接続されるので、第１の電流検知回路２１ａに第１電流が流れる。その結果、第１の電流検知回路２１ａは検知状態となる。一方、コイル１３が励磁状態のときは、第１の電流検知回路２１ａの他端側が非接続となるので、第１の電流検知回路２１ａには電流が流れない。その結果、第１の電流検知回路２１ａは非検知状態となる。

また、コイル１４が非励磁状態のとき、接点２４はＮ.Ｃ.端子２４ｂと接触し、ＣＯＭ端子２４ａとＮ.Ｃ.端子２４ｂとが導通する。コイル１４が励磁状態のとき、接点２４はＮ.Ｏ.端子２４ｃと接触し、ＣＯＭ端子２４ａとＮ.Ｏ.端子２４ｃとが導通する。従って、コイル１４が非励磁状態のときは、第１の電流検知回路２１ｂの他端が交流電源３の接地側に接続されるので、第１の電流検知回路２１ｂに第１電流が流れる。その結果、第１の電流検知回路２１ｂは検知状態となる。一方、コイル１４が励磁状態のときは、第１の電流検知回路２１ｂの他端側が非接続となるので、第１の電流検知回路２１ｂには電流が流れない。その結果、第１の電流検知回路２１ｂは非検知状態となる。

第２の電流検知回路２２は、コイル１３，１４が非励磁状態であり、且つ、温度ヒューズ１０が溶断したときに流れる第２電流を検出する。第２電流は、数μＡから数十μＡオーダの電流であり、第１電流よりも小さい。第２の電流検知回路２２が第２電流を検知する動作の詳細については、後述する。

次に、第１の電流検知回路２１ａ，２１ｂの回路構成及び動作について、図３を参照して説明する。図３は、実施の形態における第１の電流検知回路２１ａ，２１ｂの回路構成の一例を示す図である。第１の電流検知回路２１ａ及び第１の電流検知回路２１ｂは、図示のように同一の回路を用いることができる。回路構成が同一であるため、以下、第１の電流検知回路２１ａを例に説明する。なお、図３に示す構成は一例であり、各々の電流を検知できる仕様であれば、どのような構成でも構わない。

図３において、第１の電流検知回路２１ａは、単一のコモン線６に接続される端子Ｊ１と、ｃ接点リレー６３のＮ.Ｃ.端子２３ｂに接続される端子Ｊ２と、制御回路５に接続される端子Ｊ３とを有する。

端子Ｊ１と端子Ｊ２との間には、抵抗器３０１、ダイオード３０２、ツェナーダイオード３０３、及びフォトカプラ３０６の発光ダイオード３０６ａがこの順序で直列に接続されている。また、発光ダイオード３０６ａの両端には、コンデンサ３０４及びブリーダー抵抗器３０５が互いに並列に接続されている。

抵抗器３０１は、発光ダイオード３０６ａに流れる電流を抑制する役割を担う。抵抗器３０１での電圧降下は比較的大きく、発熱を生じる。このため、抵抗器３０１としては、耐熱性の高い電力型抵抗器を用いることが好ましい。耐熱性の高い電力型抵抗器の一例は、酸化金属皮膜抵抗器である。また、酸化金属皮膜抵抗器に代えて、金属皮膜抵抗器又はチップ型抵抗器を用いてもよい。金属皮膜抵抗器又はチップ型抵抗器を用いる場合、複数個を使用して構成してもよい。抵抗器の数は、事前に評価を実施して決定すればよい。

ダイオード３０２は、発光ダイオード３０６ａに流れる電流を一方向のみとする役割を担う。電流を一方向のみ、即ち半波整流とすることで、抵抗器３０１の発熱を抑制する効果が得られる。

ツェナーダイオード３０３は、意図しない電圧によるフォトカプラ３０６の誤検知を防止する役割を担う。第１の電流検知回路２１ａにおいて、端子Ｊ１と端子Ｊ２との間に、ツェナーダイオード３０３のツェナー電圧よりも高い電圧が印加されないと電流は検知されない。

コンデンサ３０４及びブリーダー抵抗器３０５は、共に発光ダイオード３０６ａの誤発光を抑止する役割を担う。

端子Ｊ１を介して流入するノイズ電流の多くは、発光ダイオード３０６ａには向かわず、コンデンサ３０４に流れて端子Ｊ２から流出する。このため、ノイズ電流による発光ダイオード３０６ａの誤発光は抑止される。

また、ブリーダー抵抗器３０５と発光ダイオード３０６ａとは並列に接続されるので、端子Ｊ１を介して流入する電流は、ブリーダー抵抗器３０５と発光ダイオード３０６ａとに分流する。このため、発光ダイオード３０６ａを発光させるためには、分流分に見合った電流を端子Ｊ１から流入させる必要があり、意図しない小さな電流では発光ダイオード３０６ａは発光しない。このため、意図しない電流による、発光ダイオード３０６ａの誤発光は抑止される。

受光側では、フォトカプラ３０６のフォトトランジスタ３０６ｂと、抵抗器３０７とが直列に接続される。フォトトランジスタ３０６ｂには、直流電流が流される。抵抗器３０７は、フォトトランジスタ３０６ｂに流れる電流を制限する。フォトトランジスタ３０６ｂの両端には、コンデンサ３０８が接続される。コンデンサ３０８は、フォトトランジスタ３０６ｂのノイズを除去する役割を担う。抵抗器３０７とフォトトランジスタ３０６ｂとの接続点と端子Ｊ３との間には、抵抗器３０９が挿入される。抵抗器３０９は、制御回路５の入力ポートを保護するための役割を担う。

第１の電流検知回路２１ａは、上記のように構成され、検知結果を制御回路５に出力する。具体的には以下の動作となる。

（１）第１の電流検知回路２１ａが電流を検出しない場合、発光ダイオード３０６ａは発光せず、フォトトランジスタ３０６ｂは導通しない。その結果、抵抗器３０７には電流が流れず、端子Ｊ３には“ハイ（Ｈｉｇｈ）”の電位が現れる。従って、第１の電流検知回路２１ａが電流を検出しない場合、高電位の信号が制御回路５に出力される。

（２）第１の電流検知回路２１ａが電流を検出すると発光ダイオード３０６ａが発光し、フォトトランジスタ３０６ｂが導通する。その結果、抵抗器３０７には電流が流れ、抵抗器３０７による電圧降下によって、端子Ｊ３には“ロー（Ｌｏｗ）”の電位が現れる。従って、第１の電流検知回路２１ａが電流を検出する場合、低電位の信号が制御回路５に出力される。

次に、第２の電流検知回路２２の回路構成及び動作について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態における第２の電流検知回路の回路構成の一例を示す図である。なお、図４に示す構成は一例であり、電流を検知できる仕様であれば、どのような構成でも構わない。

図４において、図３に示される第１の電流検知回路２１ａ及び第１の電流検知回路２１ｂと同一又は同等の回路要素には、同一の符号を付している。以下、図３に示される第１の電流検知回路２１ａ及び第１の電流検知回路２１ｂとの相違点を主に説明する。

第２の電流検知回路２２では、ツェナーダイオード３０３と、フォトカプラ３０６の発光ダイオード３０６ａの両端に接続されていたブリーダー抵抗器３０５とを無くしている。これにより、第１の電流検知回路２１ａ及び第１の電流検知回路２１ｂでは検知できない大きさの第２電流に対しても、第２の電流検知回路２２では検知することができる。

次に、第２の電流検知回路２２が第２電流を検知する原理について、図５を参照して説明する。図５は、図１に示されるモータ制御システム１００の構成において、モータ１の温度ヒューズ１０が溶断した場合の電流経路を示す図である。なお、後でも説明するが、モータ１の温度ヒューズ１０が溶断したか否かの判定は、モータ１の停止中に行われる。モータ１の停止中において、ｃ接点リレー６３の接点２３はＮ.Ｃ.端子２３ｂと接触し、ＣＯＭ端子２３ａとＮ.Ｃ.端子２３ｂとが導通する。このため、タップ取出線７には、交流電源３の接地側の電位が印加されない。

まず、温度ヒューズ１０が溶断していない場合、単一のコモン線６とタップ取出線７との間には、モータ１のモータ巻線９が存在する。また、モータ１は停止中であり、モータ巻線９には電圧が生じないか、若しくは生じても電圧は小さい。このため、単一のコモン線６とタップ取出線７との間には、第２の電流検知回路２２を動作させる電位差が生じない。従って、第２の電流検知回路２２は、第２電流を検出しない。

一方、温度ヒューズ１０が溶断した場合、モータ１のモータ巻線９とモータ１の筐体５０との間に生じる浮遊容量４０２を介してアース１１に向かう電流経路４０１が発生する。電流経路４０１に流れる電流は、浮遊容量４０２を介してモータ１とアース１１との間に流れうる漏れ電流である。

第２の電流検知回路２２は、電流経路４０１に流れうる漏れ電流に基づいて、温度ヒューズ１０の溶断の有無を判定する。第２の電流検知回路２２は、当該漏れ電流を検知すると、温度ヒューズ１０が溶断したと判定する。また、第２の電流検知回路２２は、温度ヒューズ１０が溶断したと判定した場合、モータ１が故障したと判定し、或いはモータ１が異常であると判定する。

なお、上述した浮遊容量４０２は、モータ１の大きさや容量等により異なり、第２電流の値も異なってくる。このため、電流経路４０１に流れる第２電流を予め測定し、第２の電流検知回路２２が検知することを、事前評価によって確認しておくことが好ましい。

次に、本実施の形態の制御回路５による制御フローについて、図６から図８の図面を参照して説明する。図６は、実施の形態の制御回路５による制御フローの一例を示すフローチャートである。図７は、図６のフローチャートで用いる停止指令時の判定テーブルである。図８は、図６のフローチャートで用いる運転指令時の判定テーブルである。

まず、制御回路５は、通常制御を行う（ステップＳ６０１）。本実施の形態における通常制御とは、以下の制御を指す。

（ア）高速運転の要求に対して、制御回路５は、トランジスタ１６をオンに制御してコイル１３を動作させる。この制御により、接点２３はＮ.Ｏ.端子２３ｃと接触し、高速運転用のタップ取出線７とコモン線６とが接続され、モータ１は高速駆動される。

（イ）低速運転の要求に対して、制御回路５は、トランジスタ１７をオンに制御してコイル１４を動作させる。この制御により、接点２４はＮ.Ｏ.端子２４ｃと接触し、低速運転用のタップ取出線８とコモン線６とが接続され、モータ１は低速駆動される。

（ウ）停止指令の要求に対して、制御回路５は、双方のトランジスタ１６，１７をオフに制御して、コイル１３，１４を非動作とする。この制御により、接点２３はＮ.Ｃ.端子２３ｂと接触し、接点２４はＮ.Ｃ.端子２４ｂと接触する。高速運転用のタップ取出線７及び低速運転用のタップ取出線８は回路から切り離され、モータ１の駆動は停止される。

図６のフローチャートに戻り、制御回路５は、モータ１が停止中か否かを判定する（ステップＳ６０２）。モータ１が停止中である場合（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）、停止指令時の判定処理を行う（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０３の判定処理については、例えば図７に示される判定テーブルに従って判定を行う。

図７において、“出力”とあるのは、制御回路５から出力される信号を意味し、“入力”とあるのは、制御回路５に入力される信号を意味している。また、図７には、制御回路５のトランジスタ１６への指令が“オフ”であり、且つ、トランジスタ１７への指令が“オフ”である場合において、高速運転用の第１の電流検知回路２１ａ、低速運転用の第１の電流検知回路２１ｂ及び第２の電流検知回路２２による検知結果の組合せのパターンが示されている。

（パターン１−１）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”、第２の電流検知回路２２が“電流検知なし”の場合、「正常」と判定する。

（パターン１−２）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”、第２の電流検知回路２２が“電流検知あり”の場合、モータ１の温度ヒューズ１０が溶断していると判断し、「異常」と判定する。

（パターン１−３）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知なし”の場合、低速運転用のｃ接点リレー６４の接点２４が溶着していると判断し、「異常」と判定する。

（パターン１−４）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知なし”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”の場合、高速運転用のｃ接点リレー６３の接点２３が溶着していると判断し、「異常」と判定する。

なお、ｃ接点リレー６３の接点２３が溶着していた場合、接点２３におけるＣＯＭ端子２３ａとＮ.Ｏ.端子２３ｃとが導通する。このため、第２の電流検知回路２２の両端には、単一のコモン線６及びタップ取出線７を介して交流電圧が印加される。また、ｃ接点リレー６４の接点２４が溶着していた場合、接点２４におけるＣＯＭ端子２４ａとＮ.Ｏ.端子２４ｃとが導通する。このため、第２の電流検知回路２２の両端には、単一のコモン線６、タップ取出線８、モータ巻線９及びタップ取出線７を介して交流電圧が印加される。従って、ｃ接点リレー６３の接点２３及びｃ接点リレー６４の接点２４のうちの何れか一方が溶着していた場合には、第２の電流検知回路２２には電流が流れる。このため、モータ１の温度ヒューズ１０が溶断しているか否かの判断は、モータ１の停止中のみ行う。

図６に戻り、ステップＳ６０３の判定処理を終えると、制御回路５は、ステップＳ６０３の判定結果が「正常」か否かを判定する（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０３の判定結果が「正常」である場合（ステップＳ６０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ６０１に戻り、ステップＳ６０１からステップＳ６０３の処理を繰り返す。一方、ステップＳ６０３の判定結果が「異常」である場合（ステップＳ６０４，Ｎｏ）、制御回路５は、トランジスタ１６，１７をオンに制御する信号の出力を禁止して（ステップＳ６０５）、図６の処理を終了する。

ステップＳ６０２の処理に戻り、制御回路５は、モータ１が停止中ではない、即ち運転中であると判定した場合（ステップＳ６０２，Ｎｏ）、運転指令時の判定処理を行う（ステップＳ６０６）。ステップＳ６０６の判定処理については、例えば図８に示される判定テーブルに従って判定を行う。図８には、制御回路５のトランジスタ１６への指令が“オン”であり、且つ、トランジスタ１７への指令が“オフ”である場合において、高速運転用の第１の電流検知回路２１ａ及び低速運転用の第１の電流検知回路２１ｂによる検知結果の組合せのパターンが示されている。また、制御回路５のトランジスタ１６への指令が“オフ”であり、且つ、トランジスタ１７への指令が“オン”である場合において、高速運転用の第１の電流検知回路２１ａ及び低速運転用の第１の電流検知回路２１ｂによる検知結果の組合せのパターンが示されている。

まず、制御回路５のトランジスタ１６への指令が“オン”であり、且つ、トランジスタ１７への指令が“オフ”である場合における、検知結果の組合せのパターンについて説明する。

（パターン２−１）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知なし”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”の場合、「正常」と判定する。

（パターン２−２）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”の場合、以下の３つの故障のうちの少なくとも１つが生起していると判断し、「異常」と判定する。
（ａ１）トランジスタ１６が故障
（ａ２）ｃ接点リレー６３が故障
（ａ３）第１の電流検知回路２１ａが故障
上記の故障を区分すると、（ａ１）及び（ａ２）は駆動回路の故障であり、（ａ３）は電流検知回路の故障である。

（パターン２−３）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知なし”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知なし”の場合、ｃ接点リレー６４の接点２４が溶着していると判断し、「異常」と判定する。

（パターン２−４）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知なし”の場合、以下の３つの故障のうちの少なくとも１つが生起していると判断し、「異常」と判定する。
（ｂ１）トランジスタ１６が故障し、且つ、ｃ接点リレー６４の接点２４が溶着
（ｂ２）ｃ接点リレー６３が故障し、且つ、ｃ接点リレー６４の接点２４が溶着
（ｂ３）第１の電流検知回路２１ａが故障し、且つ、ｃ接点リレー６４の接点２４が溶着

次に、制御回路５のトランジスタ１６への指令が“オフ”であり、且つ、トランジスタ１７への指令が“オン”である場合における、検知結果の組合せのパターンについて説明する。

（パターン２−５）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知なし”の場合、「正常」と判定する。

（パターン２−６）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知あり”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”の場合、以下の３つの故障のうちの少なくとも１つが生起していると判断し、「異常」と判定する。
（ｃ１）トランジスタ１７が故障
（ｃ２）ｃ接点リレー６４が故障
（ｃ３）第１の電流検知回路２１ｂが故障
上記の故障を区分すると、（ｃ１）及び（ｃ２）は駆動回路の故障であり、（ｃ３）は電流検知回路の故障である。

（パターン２−７）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知なし”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知なし”の場合、ｃ接点リレー６３の接点２３が溶着していると判断し、「異常」と判定する。

（パターン２−８）
制御回路５は、第１の電流検知回路２１ａが“電流検知なし”、第１の電流検知回路２１ｂが“電流検知あり”の場合、以下の３つの故障のうちの少なくとも１つが生起していると判断し、「異常」と判定する。
（ｄ１）トランジスタ１７が故障し、且つ、ｃ接点リレー６３の接点２３が溶着
（ｄ２）ｃ接点リレー６４が故障し、且つ、ｃ接点リレー６３の接点２３が溶着
（ｄ３）第１の電流検知回路２１ｂが故障し、且つ、ｃ接点リレー６３の接点２３が溶着

図６に戻り、ステップＳ６０６の判定処理を終えると、制御回路５は、ステップＳ６０６の判定結果が「正常」か否かを判定する（ステップＳ６０７）。ステップＳ６０６の判定結果が「正常」である場合（ステップＳ６０７，Ｙｅｓ）、ステップＳ６０１に戻り、ステップＳ６０１からステップＳ６０６の処理を繰り返す。一方、ステップＳ６０６の判定結果が「異常」である場合（ステップＳ６０７，Ｎｏ）、制御回路５は、トランジスタ１６，１７の出力をオフに制御すると共に、これ以降トランジスタ１６，１７をオンに制御する信号の出力を禁止して（ステップＳ６０８）、図６の処理を終了する。

なお、本実施の形態では、図１に示されるように、高速運転用のタップ取出線７と、低速運転用のタップ取出線８という２つのタップ取出線により、モータ１の回転速度の制御を行う例について説明したが、３つ以上のタップ取出線を用いてモータ１の回転速度の制御を行ってもよい。例えば、モータ１を、「高速運転」、「中速運転」及び「低速運転」という３種の回転速度で制御する場合には、３つのタップ取出線のそれぞれに第１の電流検知回路を配置すればよい。

複数のタップ取出線を用いる場合の構成は、以下の通りである。
・タップ取出線の数と同数のｃ接点リレー、及びタップ取出線の数と同数の第１の電流検知回路を準備する。
・各々のタップ取出線上にｃ接点リレーを配置し、当該ｃ接点リレーの接点におけるＮ.Ｏ.端子のそれぞれにタップ取出線を接続する。
・単一のコモン線と、ｃ接点リレーの接点におけるＮ.Ｃ.端子のそれぞれとの間に第１の電流検知回路を接続する。

以上説明したように、実施の形態に係るモータ制御装置によれば、タップ取出線の数と同数のリレーと、タップ取出線の数と同数の第１の電流検知回路を有し、単一のコモン線と、複数のリレーのＮ.Ｃ.端子のそれぞれとの間に第１の電流検知回路が接続される。この構成により、複数の第１の電流検知回路に印加される電圧は、モータ巻線で降圧されることはなく、複数の第１の電流検知回路に印加される電圧間には、実質的な差異はない。これにより、電流検知回路の接続構成に依らず、リレー接点の溶着等の故障を確実に検出することが可能となる。

また、実施の形態に係るモータ制御装置によれば、第１の電流検知回路の検出結果に基づいてリレー接点の溶着故障が判定され、第２の電流検知回路の検出結果に基づいてモータの故障が判定される。即ち、リレーの接点の溶着故障と、モータの故障とが異なる電流検知回路によって、個別に監視される。これにより、リレー接点の溶着故障と、モータの故障とを誤判定することが防止される。また、故障箇所を判別することで、故障箇所の特定が可能となるため、メンテナンスに要する費用の増大が抑制される。

また、従来ではモータの停止時のみ、リレー接点の溶着故障を判別していた。これは、従来の回路では、停止時だけでなく運転中においても電流検知回路にて電流を検知してしまう構成であった。このため、従来の回路は、運転中においては、リレー接点の溶着故障を検出できなかった。

これに対し、本実施の形態では、図６のフローチャートに示されるように、モータの運転状態に関わらず、即ちモータの停止時及び運転中の双方において、第１の電流検知回路によって、リレー接点の溶着故障の判定を行うことができる。これにより、運転中にリレー接点が溶着したとしても、制御回路がトランジスタの出力をオフにすることができるので、モータの故障を速やかに検出することが可能となる。

最後に、図１に示す制御回路５のハードウェア構成について、図９を参照して説明する。図９は、図１に示す制御回路５の機能をソフトウェアで実現する場合のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

実施の形態における制御回路５の機能をソフトウェアで実現する場合には、図９に示すように、演算を行うプロセッサ５００、プロセッサ５００によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ５０２、信号の入出力を行うインタフェース５０４を含む構成とすることができる。また、制御回路５には、プロセッサ５００の処理結果をユーザに表示するための表示器５０６を含んでいてもよい。表示器５０６は、制御回路５の外部に設けられていてもよい。

プロセッサ５００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）といった演算手段であってもよい。また、メモリ５０２には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリを例示することができる。

メモリ５０２には、図６の処理フローを実行するプログラム、並びに、図７及び図８に示される判定テーブルが格納されている。プロセッサ５００は、インタフェース５０４を介して必要な情報を授受し、メモリ５０２に格納されたプログラムをプロセッサ５００が実行し、メモリ５０２に格納された判定テーブルをプロセッサ５００が参照することにより、図６の処理フローを実行することができる。プロセッサ５００による処理結果及び判定結果は、メモリ５０２に記憶することができる。またプロセッサ５００による処理結果及び判定結果は、表示器５０６に表示することができる。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ モータ、２ モータ制御装置、３ 交流電源、４ 電源回路、５ 制御回路、６ コモン線、７，８ タップ取出線、９ モータ巻線、１０ 温度ヒューズ、１１ アース、１２ａ１，１２ａ２，１２ｂ１，１２ｂ２ 抵抗器、１３，１４ コイル、１５ａ，１５ｂ ダイオード、１６，１７ トランジスタ、２０ 駆動回路、２１ 電流検知回路群、２１ａ，２１ｂ 第１の電流検知回路、２２ 第２の電流検知回路、２３，２４ 接点、２３ａ，２４ａ ＣＯＭ端子、２３ｂ，２４ｂ Ｎ.Ｃ.端子、２３ｃ，２４ｃ Ｎ.Ｏ.端子、５０ 筐体、５２ プリント基板、６３，６４ ｃ接点リレー、７０ リレー群、１００ モータ制御システム、３０１，３０７，３０９ 抵抗器、３０２ ダイオード、３０３ ツェナーダイオード、３０４，３０８ コンデンサ、３０５ ブリーダー抵抗器、３０６ フォトカプラ、３０６ａ 発光ダイオード、３０６ｂ フォトトランジスタ、４０１ 電流経路、４０２ 浮遊容量、５００ プロセッサ、５０２ メモリ、５０４ インタフェース、５０６ 表示器。

Claims (10)

1. モータから引き出された単一のコモン線と、前記モータから引き出された複数のタップ取出線とにより、前記モータに交流電圧を印加して前記モータの回転速度を制御するモータ制御装置であって、
   単一の前記コモン線と複数の前記タップ取出線の各々との間への前記交流電圧の印加を制御するｃ接点リレーを前記タップ取出線の数分有するリレー群と、
   前記モータの停止時に前記ｃ接点リレーを介して前記交流電圧が印加され、前記交流電圧の印加によって流れる電流を検出する第１の電流検知回路を前記タップ取出線の数分有する電流検知回路群と、
   単一の前記コモン線と複数の前記タップ取出線の何れかとの間に接続され、前記モータとアースとの間に流れうる漏れ電流を検出する第２の電流検知回路と、
   を備え、
   前記第１の電流検知回路の検知結果及び前記第２の電流検知回路の検知結果に基づいて、前記モータの運転を停止するか否かを判定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記第１の電流検知回路の検知結果に基づいて、前記ｃ接点リレーの接点の溶着を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記ｃ接点リレーの接点の溶着の検出は、前記モータの停止時及び運転中の双方で行われることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記第２の電流検知回路の検知結果に基づいて、前記モータの故障を検出することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記漏れ電流は、前記モータのモータ巻線と、前記モータの筐体との間に生じる浮遊容量を介して前記アースに向かう電流であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記漏れ電流は、前記モータに備えられる温度ヒューズが溶断したときに流れる電流であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のモータ制御装置。
7. 前記モータの故障の検出は、前記モータの停止時に行われることを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載のモータ制御装置。
8. 前記第１の電流検知回路の検知結果と、前記第２の電流検知回路の検知結果との組合せに基づいて、前記ｃ接点リレーの溶着と前記モータの故障とを判別することを特徴とする請求項４から７の何れか１項に記載のモータ制御装置。
9. モータから引き出された単一のコモン線と、前記モータから引き出された複数のタップ取出線とにより前記モータに交流電圧を印加して前記モータの回転速度を制御するモータ制御装置であって、
   単一の前記コモン線と複数の前記タップ取出線の各々との間への前記交流電圧の印加を制御するｃ接点リレーを前記タップ取出線の数分有するリレー群と、
   前記モータの停止時に前記ｃ接点リレーを介して前記交流電圧が印加され、前記交流電圧が前記タップ取出線に印加されないときに流れる電流を検出する第１の電流検知回路を前記タップ取出線の数分有する電流検知回路群と、
   を備え、
   前記第１の電流検知回路の検知結果に基づいて、前記第１の電流検知回路に接続されている前記ｃ接点リレーの接点の溶着を検出する
   ことを特徴とするモータ制御装置。
10. 前記第１の電流検知回路の検知結果に基づいて、前記モータの運転を停止するか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。

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