JPH0287985A - Ａｃサーボモータ駆動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＡＣサーボモータ駆動制御回路に関し、−層詳
細には、例えば、大型ロボット等を駆動するＡＣサーボ
モータの３相の電源線の中、いずれか２つの電源線を直
流励磁することによって回転磁界を固定磁界とし、ＡＣ
サーボモータの駆動制御を行う回路に関する。

［発明の背景コ 近来、サーボモータによるサーボ駆動システムはステッ
ピングモータと並んでＯＡ（オフィスオートメーション
）機器からＦＡ（ファクトリイオートメーション）装置
まで広範に使用されるに至っている。特に、ＦＡ装置と
しての工作機械、自動組立機械、ロボット等では高出力
なサーボモータが採用されている。

ところで、例えば、ロボットに使用されているサーボモ
ータにおいては、停電時の停止手段としてメカニカルブ
レーキを用いている。然しなから、大型ロボットに使用
されるような高出力のＡＣサーボモータでは、慣性力に
十分対抗するため大型のメカニカルブレーキが必要とな
り、これによって装置が大型化する不都合が生じる。

一方、大型のメカニカルブレーキを用いることなく、サ
ーボモータを直流励磁することにより電気的に制動力を
付与するようにした制動装置が知られている（特開昭第
６３−１９４５８２号参照）。この場合、前記公報に開
示された従来技術では、渦電流ブレーキや電磁クラッチ
等の付属部品を不要として確実な制動力を得ることが出
来るが、工作機械に異常状態が発生した際に切替手段を
用いて外部より電流を印加してサーボモータを直流励磁
するようにしているため、停電時においては使用不能と
なってしまう。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、大型ロボット等を駆動するＡＣサーボモータの
３相の電源線の中のいずれか２つの電源線を整流用コン
デンサに蓄積されたエネルギを用いて直流励磁すること
で固定磁界を発生させ、異常時や停電時にサーボモータ
を確実に停止させることの出来るＡＣサーボモータ駆動
制御回路を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は交流電流を整流
回路を用いて直流電流に変換し、前記直流電流に基づい
て３相ＡＣサーボモータを駆動制御するＡＣサーボモー
タ駆動制御回路において、前記ＡＣサーボモータの３相
の電源線の中、いずれか２つの電源線と前記整流回路を
構成する平滑用コンデンサとを異常時において直列に接
続する接続手段を備え、前記接続手段を用いてＡＣサー
ボモータと平滑用コンデンサとを直列接続することで前
記平滑用コンデンサに蓄積された静電エネルギを前記Ａ
Ｃサーボモータに供給し固定磁界を生成することでＡＣ
サーボモータを停止するよう構成することを特徴とする
。

［実施態様］ 次に、本発明に係るＡＣサーボモータ駆動制御回路につ
いて好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本実施態様に係るＡＣ
サーボモータ駆動制御回路１０を示す。

このＡＣサーボモータ駆動制御回路１０は基本的に交流
電流を直流電流に変換するコンバータ部１２と、インバ
ータ部１４と、ＡＣサーボモータ１６と、駆動制御部１
８とから構成される。

コンバータ部１２はＡ接点のリレー２０．２２と単相整
流回路２４と平滑用コンデンサ２６とを含む。

この場合、リレー２０．２２は端子ａＳｂ間に交流電流
が通電される時に閉成されるものであり、前記交流電流
は単相整流回路２４において直流に変換され平滑用コン
デンサ２６を介してインバータ部１４に供給される。イ
ンバータ部１４はトランジスタＴ、ｌ乃至Ｔ、６で構成
され、駆動制御部１８からベースドライブ回路２７　ａ
　、　２７　ｂおよび２７ｃを介して出力されるスイッ
チング信号に基づいて相電流１ｕ、ｉｖ、ｉｗを夫々出
力する。また、前記インバータ部１４とＡＣサーボモー
タ１６の各相とはＢ接点のリレー２８．３０およびＡ接
点のリレー３２．３４．３６を介して接続される。

リレー２８および３０は交流電流が停電等により遮断さ
れた際に閉成するものであり、これらのリレー２８およ
び３０を介して平滑用コ°ンデンサ２６からＡＣサーボ
モータ１６に直流電流が供給される。また、リレー３２
．３４．３６はインバータ部１４から相電流ｉｕＳ　ｉ
ｖ、１ｗが出力される際に閉成してあり、これらのリレ
ー３２．３４．３６を介して前記相電流ｉｕ、ｉｖ、１
ｗがＡＣサーボモータ１６に供給される。なお、前記リ
レー３２．３４とＡＣサーボモータ１６間には変流器３
８．４０が設けられており、相電流ｉｕ、ｉｗが検出さ
れて駆動制御部１８の後述する電流アンプにフィードバ
ックされる。さらに、ＡＣサーボモータ１６には磁極セ
ンサ４２と速度センサ４４が設けられる。

前記磁極センサ４２には、例えば、ホール素子、光学式
エンコーダまたはレゾルバを適用することが出来る。ま
た、前記速度センサ４４としては、ブラシレスタコジェ
ネレータ、光学式エンコーダまたはレゾルバを適用する
ことが出来る。この場合、磁極センサ４２および速度セ
ンサ４４はＡＣサーボモータ１６の動作制御を行うため
の信号を検出して駆動制御部１８に導入する。一方、駆
動制御部１８は変流器３８．４０、磁極センサ４２およ
び速度センサ４４から検出信号を取り込み、ベースドラ
イブ回路２７ａ乃至２７ｃを介してインバータ部１４の
各トランジスタＴ、１乃至Ｔ、５に駆動用のスイッチン
グ信号を出力する。

本実施態様に係るＡＣサーボモータ駆動制御回路は基本
的には以上のように構成されるものであり、次にその作
用並びに効果について説明する。

先ず、通常運転を行う場合の動作を説明する。

Ａ　Ｃサーボモータ駆動制御回路１０を構成するコンバ
ータ部１２の端子ａ、ｂ間に交流電源が接続されると、
この交流電源から交流電流が正常時においで開成状態に
あるリレー２０．２２を介して単相整流回路２４および
平滑用コンデンサ２６に供給され、直流電流に変換され
る。この際、前記平滑用コンデンサ２６は単相整流回路
２４がらの全波整流信号を平滑化すると共に電荷の蓄積
を行う。

一方、ＡＣサーボモータ駆動制御回路１０を構成する駆
動制御部１８には図示しない外部機器より速度指令信号
が入力される。この速度指令信号は駆動制御部１８にお
いてＡＣサーボモータ１６の駆動信号としてベースドラ
イブ回路２７ａ乃至２７ｃに出力される。そして、前記
ベースドライブ回路２７ａ乃至２７ｃは前記駆動信号に
基づきスイッチング信号をインバータ部１４を構成する
各トランジスタＴ、１乃至Ｔ、６のベースに供給する。

この場合、コンバータ部１２において直流に変換された
電流はインバータ部１４に導入され、前記ベースドライ
ブ回路２７ａ乃至２７ｃからのスイッチング信号によっ
て３相の正弦波あるいは方形波である相電流１ｕ、ｉｖ
、ｉｗに変換される。そして、開成状態にあるＡ接点の
リレー３２．３４．３６を介してＡＣサーボモータ１６
に取り込まれる。この結果、ＡＣサーボモータ１６は設
定された速度指令に基づいて駆動する。

なお、リレー３２．３４とＡＣサーボモータ１６との間
に設けられた変流器３８．４０は相電流ｉｕ、ｉｖを検
出し駆動制御部１８にフィードバックする。また、磁極
センサ４２はＡＣＣサーボモーフ１の回転磁極の位置を
検出して駆動制御部１８にフィードバックする。さらに
、速度センサ４４はＡＣサーボモータ１６の回転速度を
検出して駆動制御部１８にフィードバックする。そして
、駆動制御部１８はこれらのフィードバック信号と外部
からの速度指令信号とに基づいて駆動信号をベースドラ
イブ回路２７ａ乃至２７ｃを介してインバータ回路１４
に供給することでフィードバック制御を行う。

次に、非常時におけるＡＣサーボモータ駆動制御回路１
０の動作を第２図に示すフローチャートを参照しながら
説明する。なお、ここでは停電時における動作を例とし
て説明する。

この場合、正常運転時にはリレー２８．３ｏがＢ接点で
開成状態となっている。また、リレー２０゜２２．３２
．３４．３６はいずれもＡ接点で開成状態となっている
。そこで、突然に停電の状態に至ったとすると（ＳＴＰ
ｌ）、交流電源がオフとなり（ＳｒＦ２）、コンバータ
部１２のＡ接点のリレー２０．２２が開成されると共に
、Ｂ接点であるリレー２８．３０が閉成される（ＳｒＦ
２）。また、Ａ接点であるリレー３２．３４．３６も開
成される。

従って、リレー２８．３０を介して平滑用コンデンサ２
６とＡＣサーボモータ１６とが直列に接続される。この
場合、正常動作時において平滑用コンデンサ２６に蓄積
された静電エネルギーがＡＣサーボモータ１６の２相間
に供給され（ＳｒＦ４）、これによって前記ＡＣサーボ
モータ１６が直流励磁される。この結果、前記ＡＣサー
ボモータ１６には固定磁界が発生し、回転磁界によって
駆動していたＡＣサーボモータ１６の回転が停止される
（ＳｒＦ２）。

以上、本実施態様においては、停電時におけるＡＣサー
ボモータ１６の停止過程を説明したが、例えば、ＡＣサ
ーボモータ１６により駆動されるロボットの異常状態あ
るいは外部状況の異常状態を検知した際に電流を遮断し
てＡＣサーボモータを停止させることも可能である。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、異常時において、ＡＣ
サーボモータの３相の電源線の中のいずれか２つの電源
線間に整流回路を構成する平滑用コンデンサに蓄積され
た電荷エネルギを供給することで固定磁界を発生させ、
ＡＣサーボモータの回転を停止させるように構成してい
る。この場合、ＡＣサーボモータを停止するための大型
のメカニカルブレーキが不要となるだけでなく、大容量
のＤＣ電源も不要となる。また、停電時においても確実
にＡＣＣサーボモーフ停止させることが出来る。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る・ＡＣサーボモータ駆動制御回路
の構成ブロック図、 第２図は異常状態発生時における動作フローチャートで
ある。 １０・・・ＡＣサーボモータ駆動制御回路１２・・・コ
ンパ−９１１４・・・インバータ部１６・・・ＡＣサー
ボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電流を整流回路を用いて直流電流に変換し、
   前記直流電流に基づいて３相ＡＣサーボモータを駆動制
   御するＡＣサーボモータ駆動制御回路において、前記Ａ
   Ｃサーボモータの３相の電源線の中、いずれか２つの電
   源線と前記整流回路を構成する平滑用コンデンサとを異
   常時において直列に接続する接続手段を備え、前記接続
   手段を用いてＡＣサーボモータと平滑用コンデンサとを
   直列接続することで前記平滑用コンデンサに蓄積された
   静電エネルギを前記ＡＣサーボモータに供給し固定磁界
   を生成することでＡＣサーボモータを停止するよう構成
   することを特徴とするＡＣサーボモータ駆動制御回路。
2. （２）請求項１記載の駆動制御回路において、接続手段
   は異常時において閉成されるＢ接点のリレーであること
   を特徴とするＡＣサーボモータ駆動制御回路。