JPH04347594A - サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置 - Google Patents

サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置

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JPH04347594A
JPH04347594A JP3120506A JP12050691A JPH04347594A JP H04347594 A JPH04347594 A JP H04347594A JP 3120506 A JP3120506 A JP 3120506A JP 12050691 A JP12050691 A JP 12050691A JP H04347594 A JPH04347594 A JP H04347594A
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servo motor
power transistor
heat generation
thermal
generation amount
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Norio Ito
宣男 伊藤
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パワートランジスタ
及びサーボモータの熱モデルに基づいて発熱による損傷
を防止することができるサーボアンプ及びサーボモータ
の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来のサーボアンプ及びサーボモ
ータの駆動制御装置を示すブロック回路図、図９は図８
のパワートランジスタの熱保護を示す熱モデル図、図１
０は図８のサーボモータの熱保護を示す熱モデル図、図
１１は図８の制御部の保護曲線によりパワートランジス
タ及びサーボモータを熱保護する説明図、図１２は階段
状の保護曲線によりパワートランジスタ及びサーボアン
プを熱保護する説明図である。図に於いて、１００は３
相のＡＣ入力を平滑して直流に変換するコンバータ、１
０１は６個のパワートランジスタと同数のフライホイー
ルダイオード等からなるインバータで、制御（後述説明
）の指令によりコンバータ１００からの直流分をスイッ
チングしてサーボーモータ（後述説明）を駆動させる。 １０２はＵ，Ｖ，Ｗ相及び回転子が永久磁石等からなる
サーボモータ（同期モータ）である。１０３はインバー
タ１０１からサーボモータ１０２のＵ相及びＶ相に流れ
る電流値を検出する電流センサである。１０４はサーボ
モータ３の回転速度及び回転位置（回転角度）を検出す
るエンコーダ、１０５はＣＰＵ（メモリを含む）、エン
コーダインターフェース、Ａ／Ｄ変換器、ベース駆動回
路及びＣＰＵ周辺素子等からなる制御部で、電流センサ
１０３及びエンコーダー１０４からの検出値に基づいて
メモリに格納された制御プログラムによりインバータ１
０１を駆動制御する。尚、モータ制御プログラムはイン
バータ１０１の各パワートランジスタの熱モデル（流れ
る電流に対応して発熱量を換算し、その発熱量が大きい
場合に熱保護するモデル図）及びサーボモータ１０２の
熱モデルに基づいて熱保護するためにインバータ１０１
の各パワートランジスタの駆動を停止するための遮断時
間が設定されている。
【０００３】１０６は各パワートランジスタが動作して
いるときに発生する発熱量Ｗｔｒ、１０７，１１０は各
パワートランジスタの冷却部（フィン等）の仮想熱容量
Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２、１０８，１１１は各パワートラン
ジスタの冷却部の仮想熱抵抗Ｒｔｈ１，Ｒｔｈ２である
。１０９は各パワートランジスタの発熱量Ｗｔｒと仮想
熱容量Ｃｔｈ１，Ｃｔｈ２並びに仮想熱抵抗Ｒｔｈ１，
Ｒｔｈ２により生ずる温度とアラーム温度（基準温度）
とを比較してアラーム温度より大きい場合にアラームを
出力するコンパレータ部である。１１２は各コンパレー
タ部１０９からのアラームをＯＲ出力するＯＲ出力部で
ある。１１３はサーボモータ１０２から発生する発熱量
Ｗｍ、１１４はサーボモータ１０２の熱容量Ｃｍ、１１
５はサーボモータ１０２の熱抵抗Ｒｍである。
【０００４】１１６はサーボモータ１０２が定格電流よ
りも多く流れたときにサーボモータ１０２の焼損等を防
止するために電流遮断時間（保護動作時間ｓｅｃ）をプ
ロットしたサーボモータの熱限時曲線、１１７はパワー
トランジスタに定格電流よりも多く流れたときにパワー
トランジスタの焼損等を防止する為に電流遮断時間をプ
ロットしたパワートランジスタの熱限時曲線である。１
１８，１１９は図６のパワートランジスタの熱モデル及
び図７のサーボモータの熱モデルに基づいて得られた保
護曲線で、この保護曲線に基づいた制御プログラムによ
りインバータ１０１を制御してサーボモータ１０２が駆
動される。１２０は上記保護曲線１１８，１１９とは別
に予め階段上の保護動作時間の制御プログラムにより設
定された保護曲線である。サーボモータの熱限時曲線１
１６はサーボモータの発熱量Ｗｍに基づいて（定格電流
以上の場合）予め定められたものである。又、パワート
ランジスタの熱限時曲線１１７もパワートランジスタの
発熱量に基づいて予め定められたものである。尚、図９
は２つの熱時定数（Ｃｔｈ１，Ｒｔｈ１及びＣｔｈ２，
Ｒｔｈ２）に対して同一のパワートランジスタの熱容量
Ｗｔｒ１０６が入力した時の熱モデル図で、どちらか一
方の熱時定数をもつ熱モデルがアラームレベル以上であ
る時にコンパレータ部１０９からアラーム信号が出力さ
れる。
【０００５】従来のサーボアンプ及びサーボモータの駆
動制御装置は上記のように構成されており、図１３はＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作により変動するパワートランジスタの発
熱量の説明図、図１４は図８の動作を示す説明図であり
、先ず、図１３のパワートランジスタの発熱量から説明
する。
【０００６】図に於いて、パワートランジスタの発熱量
は一般的にスイッチングの発熱量ＷｓｗとスイッチＯＮ
時の発熱量Ｗｏｎとに分けることができる。そして、ス
イッチングの発熱量Ｗｓｗはパワートランジスタの動作
時のスイッチオン時間ｔｏｎ及び停止時のスイッチオフ
時間ｏｆｆに於いて電流の変動がないものとし、且つ、
パワートランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅ
及びコレクタ電流Ｉｃと仮定すると、Ｗｓｗ＝１／２Ｅ
Ｉ（ｔｏｎ１＋ｔｏｎ２＋ｔｏｆｆ１＋ｔｏｆｆ２）ｆ
＝１／２ＥＩ（ｔｏｎ＋ｔｏｆｆ）ｆの関係式が得られ
る。尚、Ｅはスイッチングにより得られる電圧レベル、
Ｉはスイッチングにより得られる電流レベルである。こ
こで、ｔｏｎ１はパワートランジスタのコレクタ電流が
一定値になるまでの立ち上がり時間、ｔｏｎ２はスイッ
チＯＮ時によりコレクタ電圧が一定値に下降するまでの
立ち下がり時間、ｔｏｆｆ１はスイッチＯＦＦ時に於け
るパワートランジスタのコレクタ電圧が一定値に上昇す
るまでの立ち上がり時間、ｔｏｆｆ２はスイッチＯＦＦ
時に於けるコレクタ電流がコレクタ電流が一定値に下降
するまでの時間立ち下がり時間、ｆはバワートランジス
タをＯＮ／ＯＦＦするスイッチング周波数（ｆは一般的
に一定値である）である。上式に於いて、ｔｏｎ（ｔｏ
ｎ１＋ｔｏｎ２）時間及びｔｏｆｆ（ｔｏｆｆ１＋ｔｏ
ｆｆ２）時間が微小で直流電流Ｉに影響を与えなければ
スイッチングの発熱量Ｗｓｗは直流電流Ｉに比例する。 又、スイッチＯＮ時の発熱量ＷｏｎはスイッチＯＮ時の
パワートランジスタのＯＮ電圧Ｖｃｅ（ｓａｔ）が電流
に無関係に一定であると仮定すると、スイッチＯＮ時の
発熱量Ｗｏｎ＝Ｖｃｅ（ｓａｔ）Ｉになり直流電流Ｉに
比例する。又、この他に、パワートランスタ以外の発熱
量はパワートランジスタと並列に接続されたフライホイ
ールダイオードの発熱量もあるが微小であり、上記パワ
ートランジスタの発熱量と同様に直流電流Ｉに比例する
。一方、サーボモータ１０２の発熱量Ｗｍには銅損、鉄
損、機械損等があるが、その発熱量の殆どが銅損による
ものであり、従って、サーボモータ１０２の発熱量Ｗｍ
は直流電流の２乗に比例し、Ｗｍ＝３ＲＩ２　　（Ｒは
モータの相抵抗）の関係式が得られる。
【０００７】次にインバータ及びサーボモータの動作を
説明する。先ず、制御部１０５からのスイッチング指令
により、例えば、インバータ１０１がパワートランジス
タ１０１ａ，１０１ｅ，１０１ｆをオンさせると、図１
１に示すようにパワートランジスタ１０１ａからサーボ
モータ１０２のＵ相を介して電流がＷ相及びＶ相に分流
し、その分流した電流がパワートランジスタ１０１ｅ，
１０１ｆを介して流れ、サーボモータ１０２のＵ相，Ｖ
相，Ｗ相に流れる電流は図１１に示すように位相差（θ
０，θ２，θ３）をもってサーボモータ１０２を回転さ
せる。そして、制御部１０５は順次にパワートランジス
タをＯＮさせてサーボモータ１０２の回転子を連続して
回転させるようにする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のサ
ーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置では、図１
１及び図１２に示すように保護すべき熱限時曲線に対し
て熱モデルに基づいて得られた保護曲線との間が非常に
近くなり熱保護の余裕の少ないａ点及び保護すべき熱限
時曲線に対して熱モデルに基づいた得られた保護曲線と
の間が非常に離れて過保護ぎみになるｂ点を有して相似
した保護曲線が得られないという問題があった。
【０００９】又、図１４に示すように位相角度θ１の位
置で停止して高トルクの電流を出力する場合、Ｕ相に流
れる電流値が通常の回転時の電流値と比べて２１／２倍
の電流が流れ、従って、Ｕ相巻線には（２１／２）２＝
２倍の電力が発生して図１１及び図１２の保護曲線では
熱保護に対応することができないという問題があった。
【００１０】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、いかなる条件に於いてもパワートラン
ジスタ及びサーボモータの熱保護をするために、全ての
電流使用領域に対して保護すべき熱限時曲線に相似した
保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモータの熱保
護ができるサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装
置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係るサーボア
ンプ及びサーボモータの駆動制御装置は、サーボモータ
のシャフトに連結したエンコーダとサーボモータに流れ
る電流値を検出するセンサとを有し、このセンサで検出
された電流値に基づいてサーボモータを駆動するサーボ
アンプの各パワートランジスタにフィードバックして制
御する駆動装置に於いて、上記センサからサンプリング
され検出された電流値をもとにして上記パワートランジ
スタの発熱量を算出するパワートランジスタ発熱量算出
手段と、このパワートランジスタ発熱量算出手段で算出
されたパワートランジスタの発熱量とこのパワートラン
ジスタの熱抵抗並びにこのパワートランジスタの放熱用
フィンの熱抵抗及び熱容量とによりそのパワートランジ
スタの発熱温度を算出してこの発熱温度がある所定温度
以上であるとアラーム信号を出力する第１の熱モデル算
出手段と、この第１の熱モデル算出手段からのアラーム
信号を一定時間計数しこの値が予め設定された値よりも
大きい場合に上記サーボモータの駆動を停止させる熱保
護制御手段とを有するものである。
【００１２】又、サーボモータのシャフトに連結したエ
ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
ジスタにフィードバックして制御する駆動制御装置に於
いて、上記センサからサンプリングされ検出された電流
値をもとにして上記パワートランジスタの発熱量を算出
するパワートランジスタ発熱量算出手段と、上記エンコ
ーダからの入力信号に基づいてサーボモータの停止又は
超低速を検出すると上記パワートランジスタの発熱量に
対して切り換え指令を出力するサーボモータ停止検出部
と、このサーボモータ停止検出部からの切り換え指令に
より上記パワートランジスタ発熱量算出手段で算出され
た発熱量に対して一定倍し、この一定倍されたパワート
ランジスタの発熱量とこのパワートランジスタの熱抵抗
並びにこのパワートランジスタの放熱用フィンの熱抵抗
及び熱容量とによりそのパワートランジスタの発熱温度
を算出してこの発熱温度がある所定温度以上であるとア
ラーム信号を出力する第２の熱モデル算出手段と、この
第２の熱モデル算出手段からのアラーム信号を一定時間
計数しこの値が予め設定された値よりも大きい場合に上
記サーボモータの駆動を停止させる熱保護制御手段とを
有するものである。
【００１３】又、上記第２の熱モデル算出手段の後段に
アラーム信号を遅延させる遅延部を付加してなる第３の
熱モデル算出手段を設けたものである。
【００１４】又、サーボモータのシャフトに連結したエ
ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
ジスタにフィードバックして制御する駆動制御装置に於
いて、上記センサからサンプリングされ検出された電流
値をもとにして上記サーボモータの各相の発熱量を算出
するサーボモータ発熱量算出手段と、このサーボモータ
発熱量算出手段で算出されたサーボモータの各相ごとの
発熱量とこの各相ごとの固定子巻線の熱抵抗並びにこの
各相ごとの固定子巻線以外の熱抵抗及び熱容量とにより
各相ごとの発熱温度を算出してこれらの発熱温度がある
所定温度以上であるとアラーム信号を出力し、このアラ
ーム信号を所定時間だけ遅延させて出力する第４の熱モ
デル算出手段と、この第４の熱モデル算出手段からのア
ラーム信号を一定時間計数しこの値が予め設定された値
よりも大きい場合に上記サーボモータの駆動を停止させ
る熱保護制御手段とを有するものである。
【００１５】又、サーボモータのシャフトに連結したエ
ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
サーボモータを駆動するサーボアンプパワートランジス
タにフィードバックして制御する駆動制御装置に於いて
、上記センサからサンプリングされ検出された電流値を
もとにして上記サーボアンプの各パワートランジスタの
発熱量を算出するパワートランジスタ発熱量算出手段と
、このパワートランジスタ発熱量算出手段で算出された
各パワートランジスタごとの発熱量とこの各パワートラ
ンジスタの熱抵抗並びにこの各パワートランジスタの放
熱用フィンの熱抵抗及び熱容量とにより各パワートラン
ジスタごとの発熱温度を算出してこれらの発熱温度があ
る所定温度以上であるとアラーム信号を出力し、このア
ラーム信号を所定時間だけ遅延させて出力する第５の熱
モデル算出手段と、この第５の熱モデル算出手段からの
アラーム信号を一定時間において計数しこの値が予め設
定された値よりも大きい場合に上記サーボモータの駆動
を停止させる熱保護制御手段とを有するものである。
【００１６】
【作用】本発明に於いては、パワートランジスタ発熱量
算出手段によりセンサで検出された電流値からそのパワ
ートランジスタの発熱量が算出され、この算出されたパ
ワートランジスタの発熱量と第１の熱モデル算出手段に
よるそのパワートランジスタの熱抵抗並びにそのパワー
トランジスタのフィンの熱抵抗及び熱容量とによりその
パワートランジスタの発熱温度が算出されてこの発熱温
度が所定の温度以上であるとアラーム信号を熱保護制御
手段に出力し、この熱保護制御手段はそのアラーム信号
を一定時間において計数しこの値が予め設定された値よ
りも大きい場合にパワートランジスタをオフしてサーボ
モータを停止させる。
【００１７】又、パワートンジスタ発熱量算出手段によ
りセンサで検出された電流値からそのパワートランジス
タの発熱量が算出されると共に、エンコーダからの入力
信号に基づいてサーボモータの停止又は超低速をサーボ
モータ停止検出部が検出すると、サーボモータ停止検出
部の切り換え指令により上記パワートランジスタの発熱
量が一定倍され、その一定倍されたパワートランジスタ
の発熱量と第２の熱モデル算出手段によるパワートラン
ジスタの熱抵抗並びにこのパワートランジスタの放熱用
のフィンの熱抵抗及び熱容量によりそのパワートランジ
スタの発熱温度が算出されこの発熱温度が所定の温度以
上である場合に熱保護制御手段にアラーム信号を出力し
、熱保護制御手段はそのアラーム信号を一定時間におい
て計数しこの値が予め設定された値よりも大きい場合に
パワートランジスタをオフしてサーボモータを停止させ
る。
【００１８】又、上記第２の熱モデル算出手段の後段に
アラーム信号を遅延させる遅延部を付加した第３の熱モ
デル算出手段によりパワートランジスタの過渡熱抵抗を
保護すべき熱限時曲線に近似させるようにする。
【００１９】又、サーボモータ発熱量算出手段によりセ
ンサで検出された電流値からサーボモータの各相の発熱
量が算出され、この算出されたサーボモータの各相ごと
の発熱量と第４の熱モデル算出手段による各相ごとの固
定子巻線の熱抵抗並びに各相ごとの固定子巻線以外の熱
抵抗及び熱容量とにより各相ごとの発熱温度が算出され
これらの発熱温度が所定の温度以上である場合にアラー
ム信号を遅延させて熱保護制御手段に出力し、熱保護制
御手段はそのアラーム信号を一定時間において計数しこ
の値が予め設定された値よりも大きい場合にパワートラ
ンジスタをオフしてサーボモータを停止させる。
【００２０】又、パワートランジタ発熱量算出手段によ
りセンサで検出された電流値から各パワートランジスタ
の発熱量が算出され、この算出された各パワートランジ
スタごとの発熱量と第５の熱モデル算出手段による各パ
ワートランジスタの熱抵抗並びにこの各パワートランジ
スタの放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量とにより各パワ
ートランジスタごとの発熱量が算出されこれら発熱温度
が所定の温度以上である場合にアラーム信号を遅延させ
て熱保護制御手段に出力し、熱保護制御手段はそのアラ
ーム信号を一定時間において計数しこの値が予め設定さ
れた値よりも大きい場合にパワートランジスタをオフし
てサーボモータを停止させる。
【００２１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例に係るパワートラ
ンジスタの熱モデル図（１）、図２はこの発明の一実施
例に係るパワートランジスタの熱モデル図（２）、図３
はこの発明の一実施例に係るパワートランジスタの熱モ
デル図（３）、図４はこの発明の一実施例に係るサーボ
モータの熱モデル図、図５はパワートランジスタの熱モ
デル図、図６はパワートランジスタの熱モデル及びサー
ボモータの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す
説明図であり、これらの熱モデルに基づいて制御プログ
ラム（熱保護制御プログラム）が作成されており、１０
０〜１０６，１０９は従来と同じものである。
【００２２】図に於いて、１はパワートランジスタのベ
ース部等に発生する熱抵抗Ｒｔｒ、２はパワートランジ
スタのフィンによる熱容量Ｃｆｉｎ、３はパワートラン
ジスタのフィンによる熱抵抗Ｒｆｉｎである。４はサー
ボモータ１０２の回転をエンコーダ１０４出力より検出
して、その検出値に基づいて切換スイッチを切り換える
サーボモータ停止検出部である。５はサーボモータの回
転時の１乗数部、６はサーボモータの停止時又は超低速
時の２１／２　　乗数部で、回転時には切換スイッチが
１乗数部５に切り換えられ、又、停止時及び超低速時に
は切換スイッチが２１／２　　乗数部６に切り換えられ
てその切換スイッチを介して入力するパワートランジス
タの発熱量Ｗｔｒに対し乗算して出力する。この２１／
２乗数部６を設けることによりサーボモータの停止時又
は超低速時（高トルクの電流が出力されている）に於い
てパワートランジスタから発生する発熱量に対して熱保
護することができる。７，７ａ，７ｂはコンパレータ部
１０９からのアラーム信号を遅延させる遅延部で、パワ
ートランジスタの過渡熱抵抗（熱容量）を保護すべき熱
限時曲線に近似させるために、又、サーボモータの過渡
熱抵抗を保護すべき熱限時曲線に近似させるために設け
られている。尚、その保護すべき熱限時曲線に近似させ
るために固定子巻線の熱抵抗に並列に熱容量を付加させ
ても同じ作用をなす。
【００２３】８はサーボモータのＵ相の発熱量Ｗｍｕ、
９はサーボモータのＵ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｕ、
１０はサーボモータのＶ相の発熱量Ｗｍｖ、１１はサー
ボモータのＶ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｖ、１２はサ
ーボモータのＷ相の発熱量Ｗｍｗ、１３はサーボモータ
のＷ相の固定子巻線の熱抵抗Ｒｗｗ、１４はサーボモー
タの固定子巻線以外の熱抵抗ＣＦ、１５はサーボーモー
タの固定子巻線以外の熱容量ＲＦである。尚、サーボモ
ータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相に流れる電流をＩｕ、Ｉｖ、Ｉ
ｗとすると、Ｕ相がＷｍｕ＝Ｒ・Ｉｕ２　　、Ｖ相がＷ
ｍｖ＝Ｒ・Ｉｖ２及びＷ相がＷｍｗ＝Ｒ・Ｉｗ２　　の
それぞれの発熱量が発生する（Ｒはモータの相抵抗であ
る）。又、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の固定子巻線の熱抵抗は、
一般的にＲｗｕ＝Ｒｗｖ＝Ｒｗｗの関係にある。
【００２４】１６はパワートランジスタの上アームＵ相
の発熱量Ｗｐｕ、１７はパワートランジスタの上アーム
Ｕ相の熱抵抗Ｒｐｕ、１８はパワートランジスタの上ア
ームＶ相の発熱量Ｗｐｖ、１９はパワートランジスタの
上アームのＶ相の熱抵抗Ｒｐｖ、２０はパワートランジ
スタのＷ相の発熱量Ｗｐｗ、２１はパワートランジスタ
Ｗ相の熱抵抗Ｒｐｗ、２２はパワートランジスタの下ア
ームＵ相の発熱量Ｗｎｕ、２３はパワートランジスタの
下アームＵ相の熱抵抗Ｒｎｕ、２４はパワートランジス
タの下アームＶ相の発熱量Ｗｎｖ、２５はパワートラン
ジスタの下アームＶ相の熱抵抗Ｒｎｖ、２６はパワート
ランジスタの下アームＷ相の発熱量Ｗｎｗ、２７はパワ
ートランジスタの下アームＷ相の熱抵抗Ｒｎｗ、２８は
各パワートランジスタのフィンの熱容量Ｃｆｉｎ、２９
は各パワートランジスタのフィンの熱抵抗Ｒｆｉｎであ
る。尚、各相ともサーボアンプからサーボモータの方向
に電流が流れている時に上アームのパワートランジスタ
（Ｗｐｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｐｖ＝Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｐｗ＝
Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発熱し、サーボモータか
らサーボアンプの方向に電流が流れている時は下アーム
のパワートランジスタ（Ｗｎｕ＝Ｋ｜Ｉｕ｜，Ｗｎｖ＝
Ｋ｜Ｉｖ｜，Ｗｎｗ＝Ｋ｜Ｉｗ｜，Ｋ：比例定数）が発
熱する。又、上アーム及び下アームのＵ，Ｖ，Ｗ相の熱
抵抗は、一般にＲｐｕ＝Ｒｐｖ＝Ｒｐｗ＝Ｒｎｕ＝Ｒｎ
ｖ＝Ｒｎｗの関係にある。
【００２５】３０は図１〜図５の熱モデルに基づいて保
護すべき熱限時曲線に近似させた保護曲線である。この
保護曲線３０は定格電流に対して１００〜３００％程度
電流値ではフィンの熱抵抗及び熱容量の影響を受けて１
次遅れの熱限時曲線になっている。しかし、定格電流に
対して４００％程度になるとパワートランジスタの熱抵
抗の影響を受けて保護動作時間が急速に速くなる。又、
定格電流に対して４００％以上では動作時間が一定値に
なっているのは遅延部により動作を停止させているため
である。尚、保護曲線３０に対応する制御プログラムは
制御部１０５のメモリに格納されている。１１２ａ，１
１２ｂは各遅延部で遅延されたアラーム信号をＯＲ出力
するＯＲ出力部である。
【００２６】この発明のサーボアンプ及びサーボモータ
の駆動制御装置は上記のように構成されており、図７は
制御部のメモリに格納された熱保護処理プログラムのフ
ローチャートであり、その動作を説明する。ステップ１
に於いて、制御部１０５はＵ相、Ｖ相に設けられたセン
サ１０３で検出された電流値をＡ／Ｄ変換器を介してメ
モリに読み取る。尚、Ｗ相の電流値はＵ相及びＶ相の検
出された電流値から算出される。ステップ２に於いて、
Ａ／Ｄ変換器から読み込んだ電流値（算出された電流値
も含む）をもとに各パワートランジスタ及びサーボモー
タの各相の発熱量を算出する制御プログラムに基づいて
計算する。ステップ３に於いて、制御部１０５はエンコ
ーダ１０４で検出されたサーボモータ１０２の回転数を
エンコーダインターフェースを介して読み取る。ステッ
プ４に於いて、制御部１０５はエンコーダ１０４で検出
された検出値がサーボモータ１０２の停止又は超低速の
回転値であるかどうか判断し、停止又は超低速の回転で
ある場合はステップ５に進み、停止又は超低速の回転で
ない場合はステップ６に進む。ステップ５に於いて、制
御部１０５は上記算出されたパワートランジスタの発熱
量に対して２１／２倍した発熱量を算出する。ステップ
７に於いて、制御部１０５は図１〜図５に示す熱モデル
に基づいた熱保護制御プログラムによりパワートランジ
スタの発熱温度及びサーボモータの発熱温度が算出され
、ステップ７に進む。ステップ７に於いて、制御部１０
５はステップ６で求められたパワートランジスタ及びサ
ーボモータの発熱温度がアラームレベル値（設定温度）
より大きいかどうか判断し、それらの発熱温度がアラー
ムレベル値よりも小さい場合はステップ１に戻り、それ
らの発熱温度がアラームレベル値よりも大きい場合はス
テップ８に進む。ステップ８に於いて、制御部１０５は
予め定められたサンプリング時間（例えば０．５秒間）
内でアラーム数をサンプリングして計数しステップ９に
進む。ステップ９に於いて、制御部１０５はサンプリン
グ時間内でサンプリングされた値が予め設定された値以
上であるかどうか判断し、予め設定された値よりも小さ
い場合はステップ１に戻り、その値よりも大きい場合は
ステップ１０に進む。ステップ１０に於いて、制御部１
０５はアラームを発生すると共にサーボアンプのパワー
トランジスタをオフしてサーボモータを停止させる。
【００２７】この様に、パワートランジスタの熱抵抗、
パワートランジスタのフィンの熱容量、パワートランジ
スタのフィンの熱抵抗、サーボモータの各相の固定子巻
線の熱抵抗、サーボモータの固定子巻線以外の熱抵抗及
びサーボモータの固定子巻線以外の熱容量をそれぞれ分
離し、且つ、サーボモータの停止又は超低速時に於ける
高トルクによる発熱量に対応し、更に、パワートランジ
スタ及びサーボモータの過渡的熱抵抗を考慮した熱モデ
ルに基づいて制御することにより保護すべき熱限時曲線
に相似した保護曲線でパワートランジスタ及びサーボモ
ータを駆動制御することができ駆動装置の異常な発熱を
未然に防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、パワート
ランジスタの熱モデルを実際の熱回路に等価させ、或い
はパワートランジスタ及びサーボモータの熱モデルを実
際の熱回路に等価させるようにしたので、パワートラン
ンジスタ又はサーボモータが保護すべき熱限時曲線に相
似した熱保護曲線で駆動制御され、全ての電流使用領域
で熱保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（１）である。
【図２】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（２）である。
【図３】この発明の一実施例に係るパワートランジスタ
の熱モデル図（３）である。
【図４】この発明の一実施例に係るサーボモータの熱モ
デル図である。
【図５】この発明の一実施例に係る各パワートランジス
タの熱モデル図である。
【図６】パワートランジスタの熱モデル及びサーボモー
タの熱モデルに基づいて得られた保護曲線を示す説明図
である。
【図７】制御部のメモリに格納された熱保護処理プログ
ラムのフローチャートである。
【図８】従来のサーボアンプ及びサーボモータの駆動制
御装置を示すブロック回路図である。
【図９】図８のパワートランジスタの熱保護を示す熱モ
デル図ある。
【図１０】図８のサーボモータの熱保護を示す熱モデル
図である。
【図１１】図８の制御部の保護曲線によりパワートラン
ジスタ及びサーボモータを熱保護する説明図である。
【図１２】階段状の保護曲線によりパワートランジスタ
及びサーボアンプを熱保護する説明図である。
【図１３】ＯＮ／ＯＦＦ動作により変動するパワートラ
ンジスタの発熱量の説明図である。
【図１４】図８の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　パワートランジスタの熱抵抗 ２　　フィンの熱容量 ３　　フィンの熱抵抗 ４　　サーボモータ停止検出部 ５　　１乗数部 ６　　２１／２乗数部 ７　　遅延部 ８　　サーボモータのＵ相の発熱量 ９　　サーボモータのＵ相の固定子巻線の熱抵抗１０　
　サーボモータのＶ相の発熱量 １１　　サーボモータのＵ相固定子巻線の熱抵抗１２　
　サーボモータのＷ相の発熱量 １３　　サーボモータのＷ相の固定子巻線の熱抵抗１４
　　サーボモータの固定子巻線以外の熱抵抗１５　　サ
ーボモータの固定子巻線以外の熱容量１６　　パワート
ランジスタの上アームＵ相の発熱量１７　　パワートラ
ンジスタの上アームＵ相の熱抵抗１８　　パワートラン
ジスタの上アームＶ相の発熱量１９　　パワートランジ
スタの上アームＶ相の熱抵抗２０　　パワートランジス
タの上アームＷ相の発熱量２１　　パワートランジスタ
の上アームＷ相の熱抵抗２２　　パワートランジスタの
下アームＵ相の発熱量２３　　パワートランジスタの下
アームＵ相の熱抵抗２４　　パワートランジスタの下ア
ームＶ相の発熱量２５　　パワートランジスタの下アー
ムＶ相の熱抵抗２６　　パワートランジスタの下アーム
Ｗ相の発熱量２７　　パワートランジスタの下アームＷ
相の熱抵抗２８　　各パワートランジスタのフィンの熱
容量２９　　各パワートランジスタのフィンの熱抵抗３
０　　保護カーブ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　サーボモータのシャフトに連結したエ
    ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
    サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
    サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
    ジスタにフィードバックして制御する駆動装置に於いて
    、前記センサからサンプリングされ検出された電流値を
    もとにして前記パワートランジスタの発熱量を算出する
    パワートランジスタ発熱量算出手段と、該パワートラン
    ジスタ発熱量算出手段で算出されたパワートランジスタ
    の発熱量とこのパワートランジスタの熱抵抗並びにこの
    パワートランジスタの放熱用フィンの熱抵抗及び熱容量
    とによりそのパワートランジスタの発熱温度を算出して
    この発熱温度がある所定温度以上であるとアラーム信号
    を出力する第１の熱モデル算出手段と、該第１の熱モデ
    ル算出手段からのアラーム信号を一定時間計数しこの値
    が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモー
    タの駆動を停止させる熱保護制御手段とを有することを
    特徴とするサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装
    置。
  2. 【請求項２】　　サーボモータのシャフトに連結したエ
    ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
    サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
    サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
    ジスタにフィードバックして制御する駆動装置に於いて
    、前記センサからサンプリングされ検出された電流値を
    もとにして前記パワートランジスタの発熱量を算出する
    パワートランジスタ発熱量算出手段と、前記エンコーダ
    からの入力信号に基づいてサーボモータの停止又は超低
    速を検出すると前記パワートランジスタの発熱量に対し
    て切り換え指令を出力するサーボモータ停止検出部と、
    該サーボモータ停止検出部からの切り換え指令により前
    記パワートランジスタ発熱量算出手段で算出された発熱
    量に対して一定倍し、この一定倍されたパワートランジ
    スタの発熱量とこのパワートランジスタの熱抵抗並びに
    このパワートランジスタの放熱用フィンの熱抵抗及び熱
    容量によりそのパワートランジスタの発熱温度を算出し
    てこの発熱温度がある所定温度以上であるとアラーム信
    号を出力する第２の熱モデル算出手段と、該第２の熱モ
    デル算出手段からのアラーム信号を一定時間計数しこの
    値が予め設定された値よりも大きい場合に前記サーボモ
    ータの駆動を停止させる熱保護制御手段とを有すること
    を特徴とするサーボアンプ及びサーボモータの駆動制御
    装置。
  3. 【請求項３】　　請求項２記載の第２の熱モデル算出手
    段の後段にアラーム信号を遅延させる遅延部を付加して
    なる第３の熱モデル算出手段を設けたことを特徴とする
    請求項２記載のサーボアンプ及びサーボモータの駆動制
    御装置。
  4. 【請求項４】　　サーボモータのシャフトに連結したエ
    ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
    サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
    サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
    ジスタにフィードバックして制御する駆動制御装置に於
    いて、前記センサからサンプリングされ検出された電流
    値をもとにして前記サーボモータの各相の発熱量を算出
    するサーボモータ発熱量算出手段と、該サーボモータ発
    熱量算出手段で算出されたサーボモータの各相ごとの発
    熱量とこの各相ごとの固定子巻線の熱抵抗並びにこの各
    相ごとの固定子巻線以外の熱抵抗及び熱容量とにより各
    相ごとの発熱温度を算出してこれらの発熱温度がある所
    定温度以上であるとアラーム信号を出力し、このアラー
    ム信号を所定時間だけ遅延させて出力する第４の熱モデ
    ル算出手段と、該第４の熱モデル算出手段からのアラー
    ム信号を一定時間計数しこの値が予め設定された値より
    も大きい場合に前記サーボモータの駆動を停止させる熱
    保護制御手段とを有することを特徴とするサーボアンプ
    及びサーボモータの駆動制御装置。
  5. 【請求項５】　　サーボモータのシャフトに連結したエ
    ンコーダとサーボモータに流れる電流値を検出するセン
    サとを有し、このセンサで検出された電流値に基づいて
    サーボモータを駆動するサーボアンプの各パワートラン
    ジスタにフィードバックして制御する駆動装置に於いて
    、前記センサからサンプリングされ検出された電流値を
    もとにして前記サーボアンプの各パワートランジスタの
    発熱量を算出するパワートランジスタ発熱量算出手段と
    、該パワートランジスタ発熱量算出手段で算出された各
    パワートランジスタごとの発熱量とこの各パワートラン
    ジスタの熱抵抗並びにこの各パワートランジスタの放熱
    用フィンの熱抵抗及び熱容量とにより各パワートランジ
    スタごとの発熱温度を算出してこれらの発熱温度がある
    所定温度以上であるとアラーム信号を出力し、このアラ
    ーム信号を所定時間だけ遅延させて出力する第５の熱モ
    デル算出手段と、該第５の熱モデル算出手段からのアラ
    ーム信号を一定時間計数しこの値が予め設定された値よ
    りも大きい場合に前記サーボモータの駆動を停止させる
    熱保護制御手段とを有することを特徴とするサーボアン
    プ及びサーボモータの駆動制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006042466A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Toyota Motor Corp 多相交流モータ制御装置
WO2015022722A1 (ja) * 2013-08-12 2015-02-19 三菱電機株式会社 コイル温度推定方法およびモータ制御装置
JP2017163806A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 オムロン株式会社 温度監視装置、温度監視方法、情報処理プログラム、および記録媒体
CN109723881A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 天津市北方阀门控制设备有限公司 一种电动执行装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012175891A (ja) 2011-02-24 2012-09-10 Fanuc Ltd 過負荷保護を行うモータ制御装置
JP2013151000A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Daihen Corp 溶接電源の保護制御方法
JP2013184193A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Daihen Corp 溶接電源の保護制御方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330149U (ja) * 1976-08-23 1978-03-15
JPS62239822A (ja) * 1986-04-11 1987-10-20 株式会社日立製作所 交流サ−ボモ−タ−の温度検出装置、およびこれを用いた加熱保護装置
JPS6430921U (ja) * 1987-08-20 1989-02-27
JPH0260419A (ja) * 1988-08-22 1990-02-28 Toa Electric Co Ltd 直流モータ駆動回路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330149U (ja) * 1976-08-23 1978-03-15
JPS62239822A (ja) * 1986-04-11 1987-10-20 株式会社日立製作所 交流サ−ボモ−タ−の温度検出装置、およびこれを用いた加熱保護装置
JPS6430921U (ja) * 1987-08-20 1989-02-27
JPH0260419A (ja) * 1988-08-22 1990-02-28 Toa Electric Co Ltd 直流モータ駆動回路

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006042466A (ja) * 2004-07-26 2006-02-09 Toyota Motor Corp 多相交流モータ制御装置
WO2015022722A1 (ja) * 2013-08-12 2015-02-19 三菱電機株式会社 コイル温度推定方法およびモータ制御装置
JP5868556B2 (ja) * 2013-08-12 2016-02-24 三菱電機株式会社 コイル温度推定方法およびモータ制御装置
CN105493396A (zh) * 2013-08-12 2016-04-13 三菱电机株式会社 线圈温度推定方法及电动机控制装置
US9647601B2 (en) 2013-08-12 2017-05-09 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device
JP2017163806A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 オムロン株式会社 温度監視装置、温度監視方法、情報処理プログラム、および記録媒体
CN107181444A (zh) * 2016-03-11 2017-09-19 欧姆龙株式会社 温度监视装置及方法、信息处理程序以及记录介质
US10879834B2 (en) 2016-03-11 2020-12-29 Omron Corporation Temperature monitoring device, temperature monitoring method, information processing program and recording medium
CN107181444B (zh) * 2016-03-11 2021-01-22 欧姆龙株式会社 温度监视装置及方法以及记录介质
EP3217539B1 (en) * 2016-03-11 2022-04-20 Omron Corporation Temperature monitoring device, temperature monitoring method, information processing program and recording medium
CN109723881A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 天津市北方阀门控制设备有限公司 一种电动执行装置

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