JPH08191584A - 減速機付ａｃモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＣモータへの異常な過負荷状態を検出して
早期に正常回転に復帰させる減速機付ＡＣモータ。 【構成】 マイコン１は、周波数発電機５からの出力周
波数信号と減速機４付のＡＣモータ３の駆動電源周波数
信号からＡＣモータ３のすべりを算出し、このすべりと
設定回路８に設定された所定の基準値とを比較して過負
荷状態を検出し、モータ制御回路２に対しＡＣモータ３
を逆回転させる指令制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、減速機付ＡＣモータに
おける減速比の大きな駆動負荷への対応に好適な減速機
付ＡＣモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】減速機付ＡＣモータからの出力トルクが
負荷側の装置から要求される必要トルク以上の能力を有
し、前記減速機の出力軸から許容値を超えるトルクの出
力が可能であるとき、この状態で稼動させると、負荷側
に異常な過負荷が発生したとしてもＡＣモータは停止せ
ず、このため減速機の歯車の異常磨耗乃至は破壊に至る
ことがある。このため、減速機歯車の熱処理による強度
増加、歯幅の寸法拡大、軸受強度の増加などにより、機
械的強度を高めた特別仕様の減速機を使用したり、ＡＣ
モータの起動トルクを低減する目的でコンデンサの容量
を変更したり、限界剪断力を有する安全ピンを出力軸に
装着したトルクリミッタなどのような過負荷保護装置を
使用するなどの対策を講じている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術対策
は、ＡＣモータの出力トルクを所定値内に制限するもの
ではなく、過負荷状態が継続すると負荷側装置の変形や
破損を招くおそれがある。また安全ピンによるトルクリ
ミッタなどの過負荷保護装置を使用した場合には、異常
発生時にＡＣモータは回転不能となってしまい、復旧が
容易ではないという問題点がある。本発明は、ＡＣモー
タへの異常な過負荷状態を検出することにより、早期に
正常回転に復帰させる減速機付ＡＣモータを提供するこ
とを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、減速機付ＡＣ
モータのロータに取付けた周波数信号検出手段、すなわ
ち、回転速度に応じてこれと比例する周波数信号を発生
する検出器、例えば、周波数発電機から発する周波数信
号と、ＡＣモータを駆動するＡＣ電源の周波数信号とか
ら、ＡＣモータの回転数のすべりを算出し、これを所定
の基準設定値と比較してＡＣモータの過負荷状態を検出
し、ＡＣモータを一時的に逆回転させることにより、負
荷側装置の異物の噛み込みなどによる異状状態を解消し
たのち、ＡＣモータを正常回転させる手段を有するもの
である。すなわち、上記の課題を解決するための手段は
特許請求の範囲に記載されている。すなわち、本発明
は、減速機付ＡＣモータにおいて、前記ＡＣモータのロ
ータに取付けた周波数信号検出手段と、前記周波数信号
検出手段からの出力周波数信号と前記ＡＣモータの駆動
電源周波数信号から前記ＡＣモータの回転数のすべりを
算出する演算手段と、前記回転数のすべりを設定値と比
較する比較手段と、前記比較手段により前記ＡＣモータ
の過負荷状態を検出する検知手段と、前記ＡＣモータに
対する逆回転を含む指令制御を行なう制御手段を有する
ことを特徴とする減速機付ＡＣモータによって達成され
る。

【０００５】

【作用】上記の構成により、減速機付ＡＣモータを使用
した負荷側装置に発生する異常の大部分は、回転部分に
対する異物の噛み込み、ブロッキング等によるものであ
るから、これらの不具合は回転方向を逆にすることによ
り異物を容易に除去することが多いため、過負荷の検出
時には、ＡＣモータを一時的に逆回転させ、過負荷の原
因となっていた障害を除去し、そののち正常回転に自動
復帰させることができる。

【０００６】

【実施例】以下図面に基づいて、本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係る減速機付ＡＣモータの構成を
示すブロック図である。１はＡＣモータの回転を制御す
るためのマイクロコンピュータ（以下マイコン）、２は
ＡＣモータの制御回路、３はＡＣモータ、４は減速機、
５は周波数発電機（ＦＧ:Frequency Generator）、また
は、交流速度発電器(Tacho-generator）６、７は波形整
形回路、８は設定回路である。図１に示す本発明に係る
減速機付ＡＣモータは、ＡＣ電源からモータ制御回路２
を通して可逆回転が可能なＡＣモータ３に電流が供給さ
れ、取付けた減速機４の出力軸が負荷装置（図示せず）
に結合されており、ＡＣモータ３には周波数発電機５が
結合されて周波数発電機５の出力は、波形成形回路６を
介してマイコン１に入力されている。さらにマイコン１
には起動／停止の制御信号と、ＡＣ電源により波形成形
回路７を介した電源周波数の信号と、設定回路８により
ＡＣモータ３の回転数の異状値を判定する数値とが設定
入力され、モータ制御回路２に制御信号を送りＡＣモー
タ３の回転を制御する信号と、異状を示す信号とが出力
されるようになっている。マイコン１に起動信号が入力
されると、マイコン１によりモータ制御回路２にＡＣモ
ータ３を正回転させる信号が送られ、ＡＣモータ３が正
回転して減速機４を介して負荷側装置を正回転させる。
このとき波形成形回路７により入力されたＡＣ電源の周
波数と波形成形回路６より入力された周波数発電機５の
周波数とをマイコン１で計算しＡＣモータ３のすべりを
算出して、その値が設定回路８により設定された基準値
より小さければ負荷装置に異状はないものと判断して正
回転を継続する。そしてＡＣモータ３は、図２のトルク
と回転速度の関係を示す特性図における定格トルク近傍
の回転数で回転している。一般にＡＣモータは、通電に
より固定子の巻線に回転磁界が発生する。この回転磁界
による〈同期速度とロータの実回転速度の差〉と〈同期
速度〉との比をすべりと称するが、図２に示したトルク
対回転速度曲線における回転速度を前記すべりに置き換
えると、同期速度を０、ロータの拘束時を１と表示する
ことができる。すなわち図２は、すべりが負荷の増加と
共に増加することを示す。

【０００７】次に負荷側装置において異状状態が発生
し、図２に示す特性図に従いトルクが上昇して回転数が
増加し、マイコン１で計算したすべりの値が設定回路８
により設定された値より低下すると異状状態と判定し、
マイコン１によりモータ制御回路２にＡＣモータ３を停
止させる信号が送られＡＣモータ３は停止する。ＡＣモ
ータ３が停止したのち、所定時間が経過してから、マイ
コン１によりモータ制御回路２にＡＣモータ３を逆回転
させる信号が送られ、ＡＣモータ３が逆回転して負荷側
装置を逆方向に駆動させる。所定時間逆回転すると、負
荷側装置に生じていた過負荷の原因、例えば、回転駆動
部分に噛み込まれた異物などは除去されることが多い。

【０００８】所定時間逆回転させたのち、マイコン１に
よりモータ制御回路２にＡＣモータ３を停止させる信号
が送られＡＣモータ３が停止する。ＡＣモータ３が停止
してから所定時間経過すると、マイコン１によりモータ
制御回路２にＡＣモータ３を正回転させる信号が送られ
ＡＣモータ３が正回転し、マイコン１でＡＣモータ３の
すべりを計算し、その値が設定回路８により設定された
値より小さければ正回転を継続する。マイコン１は、正
回転を所定時間以上継続することなしに、過負荷状態を
連続して所定回検出した場合と、逆転信号がモータ制御
回路２に送られてから起動時間を経過しても、ＡＣモー
タ３のすべりの値が設定値より大きい場合には、マイコ
ン１で負荷側装置が回復不能の異常状態にあるものと判
断し、モータ制御回路２に対してＡＣモータ３を停止さ
せる信号を送り、同時に異常信号の出力を発する。異常
信号を感知したとき、マイコン１の起動／停止信号を停
止とするか、または、ＡＣ電源を遮断することによって
装置全体を停止させる。図３は、図１に示した本発明に
係る減速機付ＡＣモータの動作の中で、自動復帰ができ
る場合の動作シーケンスの一実施例を示す図であって、
ＡＣモータ３の起動時間として約２秒を、また停止信号
から逆転信号に移る時間は約１秒となるように設定され
ている。

【０００９】図４は同じ本発明に係る減速機付モータの
動作の中で回復不能な異状の場合の動作シーケンスの一
例を示す図で、通常運転状態が３０秒以上継続すること
なく、過負荷状態を検出してＡＣモータ３を停止させる
信号がモータ制御回路２に送られ、１秒後に逆転信号が
送られても逆回転におけるＡＣモータ３の回転数が２秒
以内に上昇せず、すべりの値が設定値より大きい場合
は、モータ制御回路２にＡＣモータ３を停止させる信号
を送り、逆転時間が経過したのちに正回転で再度起動の
信号を送り、正回転させたのち、２秒の起動時間の間に
ＡＣモータ３のすべりが異状であることを検出して、Ａ
Ｃモータ３を停止せしめる動作が１０回以上繰り返され
ると、負荷装置の異状状態が回復不能であると判断し、
ＡＣモータ３を停止させる信号をモータ制御回路２に送
ると共に、異状信号を出力するようになっている。なお
起動時間を２秒と設定しているのは、起動の過程でＡＣ
モータ３のすべりが設定値より大きい値を通過する場合
に過負荷と判定しないようになっている。

【００１０】請求項１記載の回転数のすべりを所定の基
準設定値と比較する比較手段、比較手段によりＡＣモー
タの過負荷状態を検出する検知手段、ＡＣモータに対す
る逆回転を含む指令制御を行なう制御手段とは、例え
ば、上記実施例に示したマイコン１がこれに相当するも
のである。

【００１１】

【発明の効果】本発明に係る減速機付ＡＣモータは、上
記のような構成であるから、負荷側装置で発生する異物
の噛み込みなどにより発生する過負荷状態を、ＡＣモー
タを一時的に逆転させるという簡単な機構により、過負
荷の原因を除去することができるもので、減速機に過剰
な強度を付加して徒に設備費が増加するのを回避すると
共に、装置側負荷を自動復帰をさせることにより、稼働
率の向上を図るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る減速機付ＡＣモータの構成を示す
ブロック図である。

【図２】ＡＣモータにおけるトルクと回転速度（すべ
り）の関係を示す特性図である。

【図３】本発明の減速機付ＡＣモータにおける自動復帰
ができる場合の動作シーケンスの一実施例を示す図であ
る。

【図４】本発明の減速機付ＡＣモータにおける回復不能
な過負荷状態の場合動作シーケンスの一実施例を示す図
である。

【符号の説明】

１…マイコン ２…モータ制御回路 ３…ＡＣモータ ４…減速機 ５…周波数発電機 ６…波形整形回路 ７…波形整形回路 ８…設定回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】減速機付ＡＣモータにおいて、 前記ＡＣモータのロータに取付けた周波数信号検出手段
   と、 前記周波数信号検出手段からの出力周波数信号と前記Ａ
   Ｃモータの駆動電源周波数信号から前記ＡＣモータの回
   転数のすべりを算出する演算手段と、 前記回転数のすべりを所定の基準設定値と比較する比較
   手段と、 前記比較手段により前記ＡＣモータの過負荷状態を検出
   する検知手段と、 前記ＡＣモータに対する逆回転を含む指令制御を行なう
   制御手段を有することを特徴とする減速機付ＡＣモー
   タ。