JPH0614574A - サーボモータ過熱保護装置 - Google Patents
サーボモータ過熱保護装置Info
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- JPH0614574A JPH0614574A JP4161545A JP16154592A JPH0614574A JP H0614574 A JPH0614574 A JP H0614574A JP 4161545 A JP4161545 A JP 4161545A JP 16154592 A JP16154592 A JP 16154592A JP H0614574 A JPH0614574 A JP H0614574A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 演算処理を単純化し処理時間の短縮を図り、
かつモータ起動時の温度初期値による影響を小さくする
ことができるモータ過熱保護装置を提供する。 【構成】 制御ブロック１を、コントローラ11とモータ
過熱保護装置12で構成し、サーボモータ３と、その電流
を検出する電流検出器２と、サーボモータ３の移動量を
出力するエンコーダ４を関連づけている。前記モータ過
熱保護装置12は、３相２相変換ブロック121 と、絶対値
算出ブロック122 と、基準電流算出ブロック123 と、模
擬熱量換算ブロック124 と、模擬総熱量換算ブロック12
5 と、模擬総熱量符号判定ブロック126 と、模擬総熱量
クリアブロック127 と、最大模擬総熱量記録ブロック12
8 と、アラーム判定ブロック129 とで構成している。
かつモータ起動時の温度初期値による影響を小さくする
ことができるモータ過熱保護装置を提供する。 【構成】 制御ブロック１を、コントローラ11とモータ
過熱保護装置12で構成し、サーボモータ３と、その電流
を検出する電流検出器２と、サーボモータ３の移動量を
出力するエンコーダ４を関連づけている。前記モータ過
熱保護装置12は、３相２相変換ブロック121 と、絶対値
算出ブロック122 と、基準電流算出ブロック123 と、模
擬熱量換算ブロック124 と、模擬総熱量換算ブロック12
5 と、模擬総熱量符号判定ブロック126 と、模擬総熱量
クリアブロック127 と、最大模擬総熱量記録ブロック12
8 と、アラーム判定ブロック129 とで構成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータの過熱保
護装置を搭載したデジタルサーボ装置に関する。
護装置を搭載したデジタルサーボ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサーボモータの過熱保護装置の構
成を図３に示し、その構成と動作を説明する。図３に示
すように、サーボモータ３は流れる交流電流を電流検出
器２で検出されるとともにサーボモータの移動量を出力
するエンコーダ４が接続されている。電流検出器２は制
御ブロック１におけるコントローラ11、モータ過熱保護
装置13に接続されている。前記モータ過熱保護装置13は
モータ熱量演算・算出ブロック131 と、モータ総熱量リ
ミット判定ブロック132 とアラーム検出ブロック133 で
構成している。
成を図３に示し、その構成と動作を説明する。図３に示
すように、サーボモータ３は流れる交流電流を電流検出
器２で検出されるとともにサーボモータの移動量を出力
するエンコーダ４が接続されている。電流検出器２は制
御ブロック１におけるコントローラ11、モータ過熱保護
装置13に接続されている。前記モータ過熱保護装置13は
モータ熱量演算・算出ブロック131 と、モータ総熱量リ
ミット判定ブロック132 とアラーム検出ブロック133 で
構成している。
【０００３】まず、電流検出器２によりモータ３に流れ
る交流電流値を検出し、モータ過熱保護装置13におい
て、検出された実電流値の２乗に時間を掛けた値に比例
した蓄熱量と、サーボモータ３の構造によって決まる放
熱量から算出してサーボモータ３の温度とし、その値が
サーボモータ３の動作保証限界温度に達したとき、サー
ボモータ３の過熱アラームをアラーム検出ブロック133
が出力することにより、サーボモータ３の過熱保護を行
なっていた。
る交流電流値を検出し、モータ過熱保護装置13におい
て、検出された実電流値の２乗に時間を掛けた値に比例
した蓄熱量と、サーボモータ３の構造によって決まる放
熱量から算出してサーボモータ３の温度とし、その値が
サーボモータ３の動作保証限界温度に達したとき、サー
ボモータ３の過熱アラームをアラーム検出ブロック133
が出力することにより、サーボモータ３の過熱保護を行
なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の過熱
保護装置を搭載したデジタルサーボ装置では、交流電流
を用いて温度上昇を電流値の２乗に時間を掛けた値に比
例した値で算出していたので、演算処理が複雑で処理時
間が長くなる。また、電源をオフしてサーボモータが完
全に冷却されないで再投入されたとき、モータ温度初期
値により保護精度のバラツキが大きくなるという問題点
を有していた。
保護装置を搭載したデジタルサーボ装置では、交流電流
を用いて温度上昇を電流値の２乗に時間を掛けた値に比
例した値で算出していたので、演算処理が複雑で処理時
間が長くなる。また、電源をオフしてサーボモータが完
全に冷却されないで再投入されたとき、モータ温度初期
値により保護精度のバラツキが大きくなるという問題点
を有していた。
【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、簡単な演算処理でモータ起動時の温度初期値による
影響を小さくできるモータの過熱保護を目的としてい
る。
で、簡単な演算処理でモータ起動時の温度初期値による
影響を小さくできるモータの過熱保護を目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、制御対象であるモータと、そのモータを制
御する制御ブロックと、上記モータに流れる３相交流電
流であるモータ電流を検出・出力する電流検出器と、上
記モータの移動量を出力するエンコーダとから成るデジ
タルサーボ装置において、過熱保護装置を、前記電流検
出器より出力されたモータ電流を３相２相変換し、モー
タのトルク発生に有効な界磁磁束に直交する有効実電流
値を演算・出力する３相２相変換ブロックと、前記３相
２相変換ブロックより出力される有効実電流値の絶対値
を算出する絶対値算出ブロックと、前記モータの定格電
流から、モータのトルク発生に有効な界磁磁束に直交す
る電流値を基準電流値として演出・出力する基準電流算
出ブロックと、前記基準電流値を、前記有効実電流値の
絶対値から差し引いた差分値に演算処理周期時間を掛け
て得られる値を算出する模擬熱量換算ブロックと、前記
モータ起動時から現時点までの総和を演算・出力する模
擬総熱量換算ブロックと、前記模擬総熱量換算ブロック
より出力される模擬総熱量値が、負のときは０にする模
擬総熱量クリアブロックと、前記模擬総熱量値の最大値
を記録・出力する最大模擬総熱量記録ブロックと、前記
模擬総熱量値が保護限界値を超えたとき、モータ制御を
停止するアラーム判定ブロックとから構成したものであ
る。
に本発明は、制御対象であるモータと、そのモータを制
御する制御ブロックと、上記モータに流れる３相交流電
流であるモータ電流を検出・出力する電流検出器と、上
記モータの移動量を出力するエンコーダとから成るデジ
タルサーボ装置において、過熱保護装置を、前記電流検
出器より出力されたモータ電流を３相２相変換し、モー
タのトルク発生に有効な界磁磁束に直交する有効実電流
値を演算・出力する３相２相変換ブロックと、前記３相
２相変換ブロックより出力される有効実電流値の絶対値
を算出する絶対値算出ブロックと、前記モータの定格電
流から、モータのトルク発生に有効な界磁磁束に直交す
る電流値を基準電流値として演出・出力する基準電流算
出ブロックと、前記基準電流値を、前記有効実電流値の
絶対値から差し引いた差分値に演算処理周期時間を掛け
て得られる値を算出する模擬熱量換算ブロックと、前記
モータ起動時から現時点までの総和を演算・出力する模
擬総熱量換算ブロックと、前記模擬総熱量換算ブロック
より出力される模擬総熱量値が、負のときは０にする模
擬総熱量クリアブロックと、前記模擬総熱量値の最大値
を記録・出力する最大模擬総熱量記録ブロックと、前記
模擬総熱量値が保護限界値を超えたとき、モータ制御を
停止するアラーム判定ブロックとから構成したものであ
る。
【０００７】
【作用】この構成によりモータの温度上昇値を算出する
のに、電流値の２乗演算処理を実行する必要がないので
演算処理時間が短縮され、また有効実電流値が基準電流
値より大きいときはモータの温度上昇、基準電流値以下
のときは温度下降として基準電流以下での連続運転に相
当する熱量のときは、熱量を０としているので、過熱保
護装置は起動時のモータ温度初期値による保護精度のバ
ラツキが極めて小さくなる。
のに、電流値の２乗演算処理を実行する必要がないので
演算処理時間が短縮され、また有効実電流値が基準電流
値より大きいときはモータの温度上昇、基準電流値以下
のときは温度下降として基準電流以下での連続運転に相
当する熱量のときは、熱量を０としているので、過熱保
護装置は起動時のモータ温度初期値による保護精度のバ
ラツキが極めて小さくなる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の過熱保護装置を搭載したデジ
タルサーボ装置の一実施例を示すブロック図である。ま
ず図１に示すように、制御対象であるサーボモータ３
と、そのサーボモータ３の移動量を出力するエンコーダ
４と、そのサーボモータ３に流れる３相交流電流を検出
する電流検出器２と、サーボモータ３を制御する制御ブ
ロック１を備えている。前記制御ブロック１は、モータ
３を制御するための指令を演算・出力するコントローラ
11と、モータの過熱保護を目的とした過熱保護装置12よ
りなっている。そして、過熱保護装置12において、３相
２相変換ブロック121 では、モータ制御時に電流検出器
２により検出されるモータ３に流れる３相交流電流を２
軸直流電流に変換し、モータのトルク発生に有効な界磁
磁束に直交する有効実電流値Ｉｑを演算・出力し、絶対
値算出ブロック122 では、３相２相変換ブロック121 よ
り出力された有効実電流値Ｉｑの絶対値を算出し、基準
電流算出ブロック123 では、モータ３の定格電流におい
て、トルク発生に有効な界磁磁束に直交する基準電流値
Ｉｅを出力する。さらに模擬熱量換算ブロック124で
は、ある有効実電流値Ｉｑｊと基準電流値Ｉｅとの差△
Ｉｊを演算し、有効実電流値Ｉｑｊ＞基準電流値Ｉｅの
とき、実電流値演算処理周期を△Ｔｓとし、モータ３が
温度上昇する模擬熱量△Ｑｊは、△Ｑｊ＝△Ｉｊ×△Ｔ
ｓより算出し、有効実電流値Ｉｑｊ≦基準電流値Ｉｅの
とき、モータ３の温度下降時の温度下降の割合を示す放
熱係数をαとするモータ３が温度下降する模擬熱量△Ｑ
ｊは、△Ｑｊ＝α×△Ｉｊ×△Ｔｓにより算出し、実電
流演算処理周期△Ｔｓ毎に、サーボモータ３が発生・放
熱する模擬熱量△Ｑｊを算出する。また、模擬総熱量換
算ブロック125 において、サーボモータ３の制御開始時
ｔ０から現動作時点ｔｉまでのサーボモータ３の模擬総
熱量Ｑは、
タルサーボ装置の一実施例を示すブロック図である。ま
ず図１に示すように、制御対象であるサーボモータ３
と、そのサーボモータ３の移動量を出力するエンコーダ
４と、そのサーボモータ３に流れる３相交流電流を検出
する電流検出器２と、サーボモータ３を制御する制御ブ
ロック１を備えている。前記制御ブロック１は、モータ
３を制御するための指令を演算・出力するコントローラ
11と、モータの過熱保護を目的とした過熱保護装置12よ
りなっている。そして、過熱保護装置12において、３相
２相変換ブロック121 では、モータ制御時に電流検出器
２により検出されるモータ３に流れる３相交流電流を２
軸直流電流に変換し、モータのトルク発生に有効な界磁
磁束に直交する有効実電流値Ｉｑを演算・出力し、絶対
値算出ブロック122 では、３相２相変換ブロック121 よ
り出力された有効実電流値Ｉｑの絶対値を算出し、基準
電流算出ブロック123 では、モータ３の定格電流におい
て、トルク発生に有効な界磁磁束に直交する基準電流値
Ｉｅを出力する。さらに模擬熱量換算ブロック124で
は、ある有効実電流値Ｉｑｊと基準電流値Ｉｅとの差△
Ｉｊを演算し、有効実電流値Ｉｑｊ＞基準電流値Ｉｅの
とき、実電流値演算処理周期を△Ｔｓとし、モータ３が
温度上昇する模擬熱量△Ｑｊは、△Ｑｊ＝△Ｉｊ×△Ｔ
ｓより算出し、有効実電流値Ｉｑｊ≦基準電流値Ｉｅの
とき、モータ３の温度下降時の温度下降の割合を示す放
熱係数をαとするモータ３が温度下降する模擬熱量△Ｑ
ｊは、△Ｑｊ＝α×△Ｉｊ×△Ｔｓにより算出し、実電
流演算処理周期△Ｔｓ毎に、サーボモータ３が発生・放
熱する模擬熱量△Ｑｊを算出する。また、模擬総熱量換
算ブロック125 において、サーボモータ３の制御開始時
ｔ０から現動作時点ｔｉまでのサーボモータ３の模擬総
熱量Ｑは、
【０００９】
【数１】 より演算・算出する。模擬総熱量符号判定ブロック126
では、基準電流以下で連続運転に相当する模擬総熱量Ｑ
が負のときには温度平衡状態と判断し、正のときはサー
ボモータ３が温度上昇していると判断する。また模擬総
熱量クリアブロック127 では、模擬総熱量符号判定ブロ
ック126 で模擬総熱量Ｑが負であり、温度平衡状態と判
断されるとき模擬総熱量Ｑを０にし、現動作時点ｔｉの
サーボモータ３の温度は、制御開始時ｔ０のサーボモー
タ３の温度と等しいとする。さらに、その模擬総熱量Ｑ
と入力する最大模擬総熱量記録ブロック128 では、サー
ボモータ３の制御開始時ｔ０から、現動作時点ｔｉまで
において模擬総熱量Ｑの最大Ｑｍを演算・算出および記
録する。また、アラーム判定ブロック129 では、まず図
２に示すように、サーボモータ３が継続運転できるモー
タ電流のトルク発生に有効な界磁磁束に直交する継続運
転可能有効電流値Ｉｑｍと、Ｉｑｍで継続運転可能な時
間ｔｍとから表されるサーボモータ３の熱破壊の限界で
あるモータ限界曲線（ｉｑｍ−Ｉｅ）2 ×ｔｍを算出す
る。そのモータ限界曲線を超えないように、サーボモー
タ３が熱破壊しないための模擬総熱量Ｑの限界値とする
Ｑ1imitが、継続運転可能なモータ電流のトルク発生に
有効な界磁磁束に直交する有効電流値Ｉｑｉと基準電流
値Ｉｅとの差と、Ｉｑｉで継続運転可能な時間ｔｉとの
積が一定でかつ基準電流に比例定数ｋで比例したＱ
1imit ＝Ｋ×（Ｉｑｉ−Ｉｅ）×ｔｉ（ｉ＝０、１・・
・）と表せるモータ保護曲線を算出し、アラーム判定ブ
ロック129 では、模擬総熱量ＱがＱ1imit 以上のとき、
サーボモータ３の温度がサーボモータ３の動作を保証す
るモータ温度の許容範囲を超えるだけの熱量を発生した
として、サーボモータ３の制御動作を停止し、模擬総熱
量ＱがＱ1imit を超えてないときは、サーボモータ３の
温度は許容範囲内としてモータ制御を継続する。
では、基準電流以下で連続運転に相当する模擬総熱量Ｑ
が負のときには温度平衡状態と判断し、正のときはサー
ボモータ３が温度上昇していると判断する。また模擬総
熱量クリアブロック127 では、模擬総熱量符号判定ブロ
ック126 で模擬総熱量Ｑが負であり、温度平衡状態と判
断されるとき模擬総熱量Ｑを０にし、現動作時点ｔｉの
サーボモータ３の温度は、制御開始時ｔ０のサーボモー
タ３の温度と等しいとする。さらに、その模擬総熱量Ｑ
と入力する最大模擬総熱量記録ブロック128 では、サー
ボモータ３の制御開始時ｔ０から、現動作時点ｔｉまで
において模擬総熱量Ｑの最大Ｑｍを演算・算出および記
録する。また、アラーム判定ブロック129 では、まず図
２に示すように、サーボモータ３が継続運転できるモー
タ電流のトルク発生に有効な界磁磁束に直交する継続運
転可能有効電流値Ｉｑｍと、Ｉｑｍで継続運転可能な時
間ｔｍとから表されるサーボモータ３の熱破壊の限界で
あるモータ限界曲線（ｉｑｍ−Ｉｅ）2 ×ｔｍを算出す
る。そのモータ限界曲線を超えないように、サーボモー
タ３が熱破壊しないための模擬総熱量Ｑの限界値とする
Ｑ1imitが、継続運転可能なモータ電流のトルク発生に
有効な界磁磁束に直交する有効電流値Ｉｑｉと基準電流
値Ｉｅとの差と、Ｉｑｉで継続運転可能な時間ｔｉとの
積が一定でかつ基準電流に比例定数ｋで比例したＱ
1imit ＝Ｋ×（Ｉｑｉ−Ｉｅ）×ｔｉ（ｉ＝０、１・・
・）と表せるモータ保護曲線を算出し、アラーム判定ブ
ロック129 では、模擬総熱量ＱがＱ1imit 以上のとき、
サーボモータ３の温度がサーボモータ３の動作を保証す
るモータ温度の許容範囲を超えるだけの熱量を発生した
として、サーボモータ３の制御動作を停止し、模擬総熱
量ＱがＱ1imit を超えてないときは、サーボモータ３の
温度は許容範囲内としてモータ制御を継続する。
【００１０】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明のサーボモータの過熱保護装置は、従来の技
術の中で述べたような２乗の演算などの複雑な演算処理
を実行せず、処理時間を短縮するだけでなく、起動時の
モータ温度による過熱保護精度のバラツキを低下するこ
とができる。
に、本発明のサーボモータの過熱保護装置は、従来の技
術の中で述べたような２乗の演算などの複雑な演算処理
を実行せず、処理時間を短縮するだけでなく、起動時の
モータ温度による過熱保護精度のバラツキを低下するこ
とができる。
【図１】本発明のモータ過熱保護装置を搭載したデジタ
ルサーボ装置の構成を示すブロック図
ルサーボ装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明におけるモータ動作保証限界温度を算出
するためのモータ過熱曲線図
するためのモータ過熱曲線図
【図３】従来のモータ過熱保護装置を搭載したデジタル
サーボ装置の構成を示すブロック図
サーボ装置の構成を示すブロック図
１ 制御ブロック ２ 電流検出器 ３ サーボモータ ４ エンコーダ １１ コントローラ １２ モータ過熱保護装置 １３ モータ過熱保護装置 １２１ ３相２相変換ブロック １２２ 絶対値算出ブロック １２３ 基準電流算出ブロック １２４ 模擬熱量換算ブロック １２５ 模擬総熱量換算ブロック １２６ 模擬総熱量符号判定ブロック １２７ 模擬総熱量クリアブロック １２８ 最大模擬総熱量記録ブロック １２９ アラーム判定ブロック １３１ モータ熱量演算・算出ブロック １３２ モータ総熱量リミット判定ブロック １３３ アラーム検出ブロック
フロントページの続き (72)発明者 橋本 敦実 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 制御対象であるモータと、そのモータを
制御する制御ブロックと、上記モータに流れる３相交流
電流であるモータ電流を検出・出力する電流検出器と、
上記モータの移動量を出力するエンコーダとから成るデ
ジタルサーボ装置において、前記電流検出器より出力さ
れたモータ電流を３相２相変換し、モータのトルク発生
に有効な界磁磁束に直交する有効実電流値を演算・出力
する３相２相変換ブロックと、前記３相２相変換ブロッ
クより出力される有効実電流値の絶対値を算出する絶対
値算出ブロックと、前記モータの定格電流から、モータ
のトルク発生に有効な界磁磁束に直交する電流値を基準
電流値として演算・出力する基準電流算出ブロックと、
前記基準電流値を、前記有効実電流値の絶対値から差し
引いた差分値に演算処理周期時間を掛けて得られる値を
算出する模擬熱量換算ブロックと、前記モータ移動時か
ら現時点までの総和を演算・出力する模擬総熱量換算ブ
ロックと、前記模擬総熱量換算ブロックより出力される
模擬総熱量値が、負のときは０にする模擬総熱量クリア
ブロックと、前記模擬総熱量値の最大値を記録・出力す
る最大模擬総熱量記録ブロックと、前記模擬総熱量値が
保護限界値を超えたとき、モータ制御を停止するアラー
ム判定ブロックとから構成したサーボモータ過熱保護装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16154592A JP3236074B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | サーボモータ過熱保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16154592A JP3236074B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | サーボモータ過熱保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614574A true JPH0614574A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3236074B2 JP3236074B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=15737146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16154592A Expired - Lifetime JP3236074B2 (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | サーボモータ過熱保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236074B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113922334A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-11 | 重庆智能机器人研究院 | 伺服电机的运行保护方法、装置、存储介质和电子设备 |
| CN114857261A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-05 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种基于最大热量的自动变速器换挡电机过流保护方法 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP16154592A patent/JP3236074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113922334A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-11 | 重庆智能机器人研究院 | 伺服电机的运行保护方法、装置、存储介质和电子设备 |
| CN113922334B (zh) * | 2021-09-22 | 2023-12-01 | 重庆智能机器人研究院 | 伺服电机的运行保护方法、装置、存储介质和电子设备 |
| CN114857261A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-05 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种基于最大热量的自动变速器换挡电机过流保护方法 |
| CN114857261B (zh) * | 2022-05-23 | 2024-01-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种基于最大热量的自动变速器换挡电机过流保护方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3236074B2 (ja) | 2001-12-04 |
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