JPH09261850A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーミスタなどの温度検出器を使用せず、モ
ータ巻線の過熱保護を行う。 【解決手段】 電流制御を有するモータ制御システムに
おいて、制御開始時のみモータに電力を供給する電力線
を通じてモータ温度を測定し、これとモータ電流指令値
から推定した温度上昇値から現在の温度を算出する。こ
の運転中のモータ温度が所定の上限値を超えた場合に、
モータ１２への電力供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ巻線の過熱
保護機能を持つモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータを運転する場合において、過負荷
運転が続くとモータ巻線の温度上昇が続き、やがては巻
線の焼損につながる。これを防ぐための方法としてサー
ミスタやサーモスタットなどの温度検出器をモータの巻
線に埋め込む直接検出方式がある。これはモータ巻線に
埋め込んだ温度検出器により巻線の過熱を直接検出し、
モータへの通電を遮断することにより巻線の焼損を防止
する方式である。

【０００３】また温度検出器を使用しないモータ巻線の
過熱保護の方法として電子サーマル方式がある。図２に
電子サーマル方式のモータ制御装置の一例の構成ブロッ
ク図を示す。モータ制御装置５０は、運転状態の制御指
令に基づきモータ５２を駆動制御する。前記制御指令は
運転速度を示す速度指令であり、この速度指令がモータ
駆動部５４に入力され、速度、電流変換部５６で電流指
令に変換され、増幅器５８で増幅されてモータ５２に供
給される。モータ制御装置５０は、さらに温度監視部６
０を含んでおり、モータの始動時や運転中の温度を算出
して、モータの異常過熱を監視している。温度監視部６
０は、温度上昇値推定部６２を含み、ここでは電流指令
に基づき、モータ始動時からの温度変化ΔＴ（上昇値）
を推定する。温度監視部６０の停止指示部６４では、前
記の温度変化ΔＴとこの温度変化の上限許容値ΔＴlimi
t との比較を行う。そして、温度変化ΔＴがこの上限値
ΔＴlimit を超えた場合、増幅器５８に対し、モータ５
２に対する電力供給を停止する指示を行い、これによっ
てモータ５２の過熱による損傷を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】直接検出方式では、温
度検出器をモータ巻線に埋め込む必要があり、またモー
タ電力線の他に温度検出器用の信号線を配線しなければ
ならない。一方、電子サーマル方式は温度検出器を使用
しない長所はあるが、単に温度変化で判断するため運転
開始時の巻線温度が高い場合、温度変化が設定値より少
なくても巻線温度は許容値を越え巻線を保護できない。

【０００５】本発明の目的は、サーミスタなどの温度検
出器を使用せず、モータ巻線の過熱保護を確実に行うこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、本発明にかかるモータ制御装置は、制御指令に基
づき電力線を介してモータに電力を供給しモータを駆動
するモータ駆動部と、モータ停止時に前記電力線を介し
てモータ巻線に電流を流して抵抗を測定し、この抵抗に
基づき始動時温度を算出する始動時温度算出手段と、モ
ータ運転時の電流指令に基づき、モータ温度の上昇値を
推定する温度上昇値推定手段と、前記始動時温度と上昇
値に基づき現時点のモータの温度である運転時温度を算
出する運転時温度算出手段と、前記運転時温度が予め設
定された運転上限温度を超えた場合、前記モータ駆動部
にモータ運転の停止指示を行う停止指示部と、を有して
いる。この構成によれば、モータの温度を検出するため
の温度検出器や信号線など新たな構成をモータ本体に付
加することなく温度検出を行うことができる。また、電
流指令から温度の上昇を推定するだけではなく、始動時
の温度を検出することによって、より正確に運転中の温
度を算出することができる。よって、モータの過熱を確
実に把握することができ、運転を停止させ、モータを過
熱から確実に保護することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるモータ制御
装置の好適な実施の形態（以下、実施形態と記す）を図
面に従って説明する。図１は本実施形態の構成ブロック
図である。モータ制御装置１０は、運転状態の制御指令
に基づきモータ１２を駆動制御する。前記制御指令は運
転速度を示す速度指令であり、この速度指令がモータ駆
動部１４に入力され、速度、電流変換部１６で電流指令
に変換され、増幅器１８で増幅されてモータ１２に供給
される。モータ制御装置１０は、さらに温度監視部２０
を含んでおり、モータの始動時や運転中の温度を算出し
て、モータの異常過熱を監視している。温度監視部２０
は、切替部２２を介して、モータの巻線に接続可能とな
っている。温度監視部２０は、電流指令に基づきモータ
の温度上昇値ΔＴを推定する温度上昇値推定部２４を有
している。この温度上昇値推定部２４は、電流指令より
モータの巻線に流れる電流を求め、この電流量から巻線
やコアなどで発生する熱量を求め、モータの温度上昇値
の推定を行う。温度監視部２０は、さらに始動時の温度
を検出するために、抵抗測定部２６と温度算出部２８を
有している。抵抗測定部２６は、モータ始動前にモータ
の巻線に電流を流して、このときの抵抗値Ｒを測定す
る。この抵抗値に基づき温度算出部２８がモータ温度の
代表値としての巻線の温度Ｔ0 を算出する。このよう
に、抵抗測定部２６と温度算出部２８は始動時温度検出
手段として作用する。そして、温度監視部２０の運転時
温度算出部３０は、前記の温度上昇値ΔＴと始動前のモ
ータ温度Ｔ0 の和として、モータ運転中の温度Ｔを算出
する。停止指示部３２は、前記モータ運転中の温度Ｔ
が、予め設定されている上限温度Ｔlimit を超えていな
いかを監視し、越えた場合増幅器１８に対して、停止指
示信号を送出する。次に、本実施形態のモータ制御を説
明する。モータ始動が指令されると、切替部２２はモー
タ１２を温度監視部２０に接続し、モータ１２の巻線に
電流が流される。このときの抵抗Ｒが抵抗測定部２６で
測定され、これを基に温度算出部２８で温度が算出され
る。巻線の抵抗は巻線の温度の関数であるので、抵抗を
測定することによって巻線の温度を検出することができ
る。また、始動前であるのでモータの温度分布はほぼ一
様と考えられ、よってこのときの巻線の温度はほぼモー
タの温度とすることができる。この始動前の温度の測定
が終了すると、切換部２２はモータ１２を温度監視部２
０から切り離し、モータ駆動部１４に接続する。この状
態で、速度指令に基づきモータ１２の駆動制御が開始さ
れる。運転が開始されると、その電流指令が温度監視部
に送出され、温度上昇値推定部２４にてモータの温度変
化ΔＴ（上昇値）が推定される。すなわち、モータに流
れる電流に基づき銅損や鉄損により発生する熱を算出
し、また予め測定された放熱特性によって放熱量を算出
すれば、熱収支が求まり温度変化が算出される。そし
て、温度算出部２８によって測定された始動前の温度を
始動時の温度Ｔ0（初期値）とし、以後の温度変化が温
度上昇値推定部２４により求められた上昇値ΔＴとすれ
ば、運転中のある時点での温度Ｔは、

【数１】Ｔ＝Ｔ0 ＋ΔＴ …（１） より求めることができる。この算出を運転時温度算出部
３０が行い、停止指示部３２はこの運転時温度Ｔを温度
上限値Ｔlimit と比較して、これを超えた場合増幅器１
８に対して、モータ１２に対する電力の供給を停止する
指示を行う。温度上限値Ｔlimit は、モータの運転に支
障が生じる温度に所定の余裕を見て予め設定されている
温度であり、本実施形態の場合は、巻線部分の耐熱温度
を基に設定されている。そして、前記の停止指示によっ
て、モータ１２が過熱の徴候を示した場合に、その運転
が停止され過熱運転による損傷を防止することができ
る。

【０００８】

【発明の効果】温度検出器、及び温度検出器のための配
線が不要で、どの様な温度環境下においても確実にモー
タ巻線の過熱保護を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるモータ制御装置の一実施形態の
構成ブロック図である。

【図２】従来の電子サーマル方式におけるモータ制御装
置の一例を示す構成ブロック図である。

【符号の説明】

１０ モータ制御装置、１２ モータ、１４ モータ駆
動部、２０ 温度監視部、２２ 切替部、２４ 温度上
昇値推定部、２６ 抵抗測定部、２８ 温度算出部、３
０ 運転時温度算出部、３２ 停止指示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御指令に基づき電力線を介してモータ
   に電力を供給しモータを駆動するモータ駆動部と、 モータ停止時に前記電力線を介してモータ巻線に電流を
   流して抵抗を測定し、この抵抗に基づき始動時温度を算
   出する始動時温度算出手段と、 モータ運転時の電流指令に基づき、モータ温度の上昇値
   を推定する温度上昇値推定手段と、 前記始動時温度と上昇値に基づき現時点のモータの温度
   である運転時温度を算出する運転時温度算出手段と、 前記運転時温度が予め設定された運転上限温度を超えた
   場合、前記モータ駆動部にモータ運転の停止指示を行う
   停止指示部と、を有するモータ制御装置。