JPH11252990A - Ｐｗｍ方式によるモータ制御装置 - Google Patents

Ｐｗｍ方式によるモータ制御装置

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JPH11252990A
JPH11252990A JP10061887A JP6188798A JPH11252990A JP H11252990 A JPH11252990 A JP H11252990A JP 10061887 A JP10061887 A JP 10061887A JP 6188798 A JP6188798 A JP 6188798A JP H11252990 A JPH11252990 A JP H11252990A
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pwm
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Heisuke Iwashita
平輔 岩下
Tokihisa Matsukane
説久 松金
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Fanuc Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＷＭ方式のモータ制御において、異常電流
発生時において、装置の保護するとともに、制御装置の
無制御状態の回避を行う。 【解決手段】 モータに流れる電流をＰＷＭ方式により
制御するモータ制御装置において、モータの少なくとも
一つの相に流れる実電流が所定値を超えた場合に、少な
くとも一つの相のＰＷＭ指令の供給を中断した後、ＰＷ
Ｍ指令の供給を再開する中断，再開制御手段１３、１４
を備える。モータに流れる実電流があらかじめ設定した
異常レベルに達したとき、ＰＷＭ指令に供給を中断及び
再開を行う制御を行う。ＰＷＭ指令の供給中断によっ
て、モータに流れる電流を異常レベルから正常なレベル
に戻し、装置の保護を行う。また、ＰＷＭ指令の供給中
断によってモータ電流が正常なレベルに戻った後は、Ｐ
ＷＭ指令の供給を再開して、再び通常のＰＷＭ指令によ
る制御を行ことによって、制御装置が無制御状態となる
ことを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの電流制御
に関し、特にＰＷＭ方式により駆動制御を行うモータ制
御装置において、異常電流に対してアンプやモータの保
護と高い稼働効率を実現するためのモータ制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電流形三相同期電動機や永久磁石式
同期電動機等の交流モータの制御としてＰＷＭ方式が知
られている。このＰＷＭ方式による制御（パルス幅変調
制御）は、モータに印加する電圧の制御を、直流電圧を
変えずに、電力変換回路内の駆動トランジスタ等のスイ
ッチング素子のオン，オフの時間比率を変えることによ
り、平均的に変化させて行うものである。
【０００３】このようなＰＷＭ方式によるモータ制御に
おいて、モータに供給する実電流が電流指令に対して、
一瞬の間、異常に大きくなる場合がある。この異常電流
の要因としては、例えば、（ａ）電流制御ゲインが大き
く設定されているために、電流が間欠的に発振を起こ
し、これによって実電流が突出する場合、（ｂ）モータ
側から制御回路側にフィードバックされる帰還電流にノ
イズが加わり、これによって実電流が突出する場合、
（ｃ）高速回転時にモータの電流を制御するための電圧
が不足し、電流制御ループの設計通りの制御特性が得ら
れず、制御が不安定となって実電流が突出する場合等が
ある。
【０００４】上記のように実電流が異常に増加すると、
アンプやモータに異常電流が流れ、アンプを構成するパ
ワー用素子や、アンプ及びモータの配線が破損したり、
また、永久磁石式同期電動機の場合には、モータのマグ
ネットが減磁するといった、問題が発生するおそれがあ
る。
【０００５】そこで、従来のモータ制御装置では、上記
異常電流に対して保護回路を備える。従来の保護回路
は、異常電流に対して一定のしきい値（スレショルド
値）を設けて実電流との比較を行い、実電流がこのしき
い値に達すると、電力変換回路に供給するＰＷＭ指令を
全相について中断し、これによってモータへの電流供給
を全て中断して、アラーム状態とする制御を行うもので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のモータ制御装置
が備える保護回路によれば、アンプのパワー用素子やモ
ータマグネットの保護を行うことができる。しかしなが
ら、この保護回路では、モータに供給する電流が停止状
態となるため、モータ制御装置全体ではアラーム発生状
態となり、モータにより駆動される装置は制御されなく
なる。通常、モータはモータ側からの電流を抵抗に流し
て停止動作を行うダイナミックブレーキを備えている。
そのため、保護回路が作動して、モータへの動力の供給
が中断すると、モータを含むシステム全体が停止するア
ラーム状態となる。
【０００７】このアラーム状態となると、加工や移動を
継続したり、制御を行うことができなくなるという問題
点があり、また、このアラーム状態の後は、システムの
再起動やプログラムの再開を行わなければならず、オペ
レータの介入が必要となったり、システム全体の稼働率
が低下することとなる。
【０００８】また、ダイナミックブレーキの制動力が減
速に必要なトルクよりも小さいは場合には、ワークやス
トロークエンドに衝突するといった危険性も生じること
になる。
【０００９】そこで、本発明は従来の問題点を解決し、
異常電流発生時において、装置の保護するとともに、制
御装置の無制御状態の回避を行うことができるモータ制
御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータに流れ
る実電流があらかじめ設定した異常レベルに達したと
き、ＰＷＭ指令に供給を中断及び再開を行う制御を行う
ものであり、ＰＷＭ指令の供給中断によって、モータに
流れる電流を異常レベルから正常なレベルに戻し、装置
の保護を行うことができる。また、ＰＷＭ指令の供給中
断によってモータ電流が正常なレベルに戻った後は、Ｐ
ＷＭ指令の供給を再開して、再び通常のＰＷＭ指令によ
る制御を行ことによって、制御装置が無制御状態となる
ことを回避することができる。
【００１１】本発明のモータ制御装置は、モータに流れ
る電流をＰＷＭ方式により制御するモータ制御装置にお
いて、モータの少なくとも一つの相に流れる実電流が所
定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷＭ指令
の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開する中
断，再開制御手段を備える。
【００１２】図１は本発明のモータ制御装置を説明する
ための概略ブロック図である。なお、図１は、本発明の
制御構成にかかわる部分を概略的に示し、他の構成につ
いては省略している。図１において、モータ（図示して
いない）は、直流電源部１から供給される直流電圧を電
力変換部２によってＵ相，Ｖ相，及びＷ相に変換し、モ
ータの各相に電流を供給する。電力変換部２は、各相毎
に１組のスイッチング素子を備え、ＰＷＭ制御部１０か
らのＰＷＭ指令によって相補的にオン，オフすることに
よってＵ相，Ｖ相，及びＷ相の電流をモータ側に供給し
ている。
【００１３】ＰＷＭ制御部１０において、ＰＷＭ指令形
成部１１は図示しない電流制御ループから電流指令を受
けてＰＷＭ指令を形成し、該ＰＷＭ指令をゲート部１２
から図示しないドライバを介して電力変換部２の各スイ
ッチング素子に供給する。本発明のモータ制御装置のＰ
ＷＭ制御部１０は、モータの少なくとも一つの相に流れ
る実電流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相
のＰＷＭ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を
再開する中断，再開制御手段を備える。該中断，再開制
御手段は、図１において異常電流検出部１３及びゲート
制御部１４により構成することができる。
【００１４】異常電流検出部１３は、図示しないモータ
に供給される実電流を求め、該実電流をあらかじめ定め
た設定値と比較して異常レベル判定を行い、ゲート制御
部１４に伝える。なお、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相の各相の
実電流は、各相毎に電流検出器３を設けて測定すること
も、あるいはいずれか２相に電流検出器３を設け、他の
１相は測定した２相の電流から演算して求めることもで
きる。
【００１５】ゲート制御部１４は、異常電流検出部１３
からの検出信号を受けてゲート部１２を制御し、ＰＷＭ
指令形成部１１から電力変換部２に供給されるＰＷＭ指
令の中断及び再開を行う。ＰＷＭ指令の供給が中断され
ると、電力変換部２のスイッチング素子は開状態とな
り、モータへの電流供給は中断される。このＰＷＭ指令
の供給を中断することによって、異常レベルに達した実
電流は低下し、正常な電流レベルとなる。また、ＰＷＭ
指令の供給が再開されると、電力変換部２のスイッチン
グ素子は制御状態となり、モータへの電流供給の制御が
再開され、通常の制御を行うことができる。
【００１６】図２は本発明のモータ制御装置のＰＷＭ制
御部１０の動作を説明するためのフローチャートであ
る。異常電流検出部１３は電流検出器３から受けた検出
値を用いて各相の実電流を異常レベルと比較し（ステッ
プＳ１）、異常レベルを超えた場合にはゲート制御部１
４に異常を伝える。ゲート制御部１４は、これを受けて
ゲート部１２を制御し、ＰＷＭ指令形成部１１から電力
変換部２へのＰＷＭ指令の供給を中断する（ステップＳ
２）。ゲート制御部１４は、ＰＷＭ指令の供給を中断し
た後、実電流が異常レベルに達していないことを確認
し、ＰＷＭ指令の再開処理を行う（ステップＳ３）。
【００１７】ここで、実電流の検出は、あらかじめ異常
レベルに対応する所定値を定めておき、モータ相の少な
くとも一つの相に流れる実電流とこの所定値との比較に
よって行うことができる。また、この比較に用いる実電
流は、モータの二つの相あるいは全相について用いるこ
とができる。
【００１８】複数の相の実電流を用いる場合には、その
内の少なくとも一つが所定値を超えた場合に異常検出と
することも、全て所定値を超えた場合に異常検出とする
ことも、また、所定の数以上の相数について所定値を超
えた場合に異常検出とすることもできる。
【００１９】また、ＰＷＭ指令の供給の中断，再開制御
は、モータ相の少なくとも一つの相について行うもので
あり、一相のみとすることも、二つの相あるいは二相以
上の全相について行うことができる（請求項１に対
応）。
【００２０】本発明のモータ制御装置は、ＰＷＭ指令の
中断，再開処理を行う中断，再開制御手段について、各
種の形態を用いることができる。本発明の第１の形態
は、中断，再開制御手段によって、モータの全ての相に
対して、ＰＷＭ指令の中断，再開制御を行うものであり
（請求項２に対応）、第２の形態は、中断，再開制御手
段によって、実電流が所定値を超えたモータの相に対し
てにみＰＷＭ指令の中断，再開制御を行うものである
（請求項３に対応）。
【００２１】また、本発明の中断，再開制御手段が行う
処理のタイミングは、種々の対応することができ、第３
の形態では、ＰＷＭ指令の供給再開の処理を、ＰＷＭ指
令の中断後一定時間が経過した後に行い（請求項４に対
応）、第４の形態では、電流制御ループの割り込み時に
行い（請求項５に対応）、また、第５の形態では、ＰＷ
Ｍ指令の供給再開の処理を、ＰＷＭ指令の信号の変化時
に行う（請求項６に対応）。
【００２２】さらに、本発明のモータ制御装置は、異常
状態が連続して発生したり、異常状態の発生頻度が高い
場合にアラームを発生させる構成とすることができる。
本発明の第６の形態では、中断，再開制御手段は、ＰＷ
Ｍ指令の中断制御を電流制御ループ毎に計数し、連続し
た計数値が所定値を超えた場合にアラームを発生する。
これによって、異常状態が連続して発生した場合にアラ
ームを発生させることができる（請求項７に対応）。ま
た、本発明の第７の形態では、中断，再開制御手段は、
ＰＷＭ指令の中断制御を電流制御ループ毎に計数し、電
流制御ループの所定回数中における中断制御の発生割合
が所定値を超えた場合にアラームを発生する。これによ
って、異常状態の発生頻度が高い場合にアラームを発生
させることができる（請求項８に対応）。
【００２３】なお、前記第６，７の形態において、アラ
ームを発生させる異常状態の程度は、しきい値となる各
所定値や、電流制御ループの所定回数によって変更する
ことができる。
【００２４】さらに、本発明のモータ制御装置の中断，
再開制御手段は、モータの駆動状態に応じてその制御態
様を変更することができ、モータの減速時にモータの全
ての相に対してＰＷＭ指令の中断，再開制御を行い、モ
ータの加速時に実電流が所定値を超えたモータの相に対
してにみＰＷＭ指令の中断，再開制御を行うことができ
る。これによって、減速時には異常状態となった電流の
減衰を速め、加速時にはＰＷＭ指令の供給を中断するこ
とによる影響を低減させて、加速能力の低下を抑えるこ
とができる（請求項９に対応）。
【００２５】したがって、本発明によれば、異常電流発
生時において、装置の保護するとともに、制御装置の無
制御状態の回避を行うことができる。また、工作機械，
産業機械の送り軸や主軸の制御装置、及びロボットのア
ーム等の制御装置において、稼働率を向上させることが
でき、また、アンプやモータ等が備える能力を最大限に
発揮させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図３はＰＷＭ方式による
モータ制御装置の一構成例を示す概略ブロック図であ
り、中断，再開制御手段が行う処理のタイミングを、Ｐ
ＷＭ指令の供給を中断した後、所定の時間経過後とする
構成例である。なお、図３において、図示しないモータ
に電流を供給する直流電源部１，電力変換部２，及び電
流検出器３については、前記図１と同様であるため、こ
こでの説明は省略する。
【００２７】ＰＷＭ制御部１０は、前記図１で示した構
成と同様に、モータの少なくとも一つの相に流れる実電
流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷ
Ｍ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開す
る中断，再開制御手段を備え、該中断，再開制御手段
は、異常電流検出部１３，ゲート制御部１４，タイマ部
１５により構成することができる。
【００２８】異常電流検出部１３は、図１の構成と同様
に、図示しないモータに供給される実電流を求め、該実
電流をあらかじめ定めた設定値と比較して異常レベル判
定を行い、ゲート制御部１４に伝える。なお、Ｕ相，Ｖ
相，及びＷ相の各相の実電流は、各相毎に電流検出器３
を設けて測定することも、あるいはいずれか２相に電流
検出器３を設け、他の１相は測定した２相の電流から演
算して求めることもできる。
【００２９】また、ゲート制御部１４についても、図１
の構成と同様に、異常電流検出部１３からの検出信号を
受けてゲート部１２を制御し、ＰＷＭ指令形成部１１か
ら電力変換部２に供給されるＰＷＭ指令の中断及び再開
を行う。ゲート制御部１４は、前記図２のフローチャー
トにおいて、ステップＳ１，２により、ゲート部１２に
対してＰＷＭ指令の供給中断を指令するとともに、タイ
マ部１５の計時を開始させる。
【００３０】図５は、図３に示すゲート制御部１４が行
うＰＷＭ指令の再開処理を説明するためのフローチャー
トである。ゲート制御部１４は、タイマ部１５は計時を
開始した後、あらかじめ定めておいた所定時間の経過を
監視する。この所定時間は、モータへの電流供給の中断
によって実電流が異常レベルから低下するに要する程度
の時間であり、モータ特性等から実験的にあらかじめ測
定した測定値から想定することができる。
【００３１】したがって、ＰＷＭ指令の供給の中断によ
って、電力変換部２のスイッチング素子は開状態とな
り、モータへの電流供給は中断され、異常レベルに達し
た実電流は低下して正常な電流レベルとなる。ゲート制
御部１４はタイマ部１５の計時によって所定時間が経過
した後（ステップＳ１１）、この異常電流状態が解消し
たことを確認し（ステップＳ１２）、ゲート部１２に対
して、ＰＷＭ指令の供給を再開させる処理を行う。ＰＷ
Ｍ指令の供給が再開されると、電力変換部２のスイッチ
ング素子は制御状態となり、モータへの電流供給の制御
が再開され、通常の制御が行われる（ステップＳ１
３）。
【００３２】なお、図７（ｃ），（ｄ）、及び図７
（ｇ），（ｈ）は、異常電流と供給されるＰＷＭ指令と
の間の関係例である。図７（ｃ），（ｄ）において、異
常電流の発生によってＰＷＭ指令が中断した後、該異常
電流が解消している場合には、所定時間の経過後にＰＷ
Ｍ指令の供給が再開されている。これに対して、図７
（ｇ），（ｈ）では、異常電流の発生によってＰＷＭ指
令が中断した後、所定時間の経過後においても該異常電
流が解消していないため、ＰＷＭ指令の供給は再開され
ていない。この場合の処理としては、アラームを発生さ
せたり、あるいは再度所定時間が経過した後に、同様の
処理を行わせることができる。
【００３３】図４はＰＷＭ方式によるモータ制御装置の
他の構成例を示す概略ブロック図であり、中断，再開制
御手段が行う処理のタイミングを電流制御ループの割り
込み時とする構成例である。なお、図４において、図示
しないモータに電流を供給する直流電源部１，電力変換
部２，及び電流検出器３については、前記図１と同様で
あるため、ここでの説明は省略する。
【００３４】ＰＷＭ制御部１０は、前記図１で示した構
成と同様に、モータの少なくとも一つの相に流れる実電
流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷ
Ｍ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開す
る中断，再開制御手段を備え、該中断，再開制御手段
は、異常電流検出部１３，ゲート制御部１４，タイミン
グ形成部１６により構成することができる。
【００３５】異常電流検出部１３は、図１の構成と同様
に、図示しないモータに供給される実電流を求め、該実
電流をあらかじめ定めた設定値と比較して異常レベル判
定を行い、ゲート制御部１４に伝える。また、ゲート制
御部１４についても、図１の構成と同様に、異常電流検
出部１３からの検出信号を受けてゲート部１２を制御
し、ＰＷＭ指令形成部１１から電力変換部２に供給され
るＰＷＭ指令の中断及び再開を行う。ゲート制御部１４
は、前記図２のフローチャートにおいて、ステップＳ
１，２により、ゲート部１２に対してＰＷＭ指令の供給
中断を指令するとともに、タイミング形成部１６から常
に電流制御ループの割り込みのタイミング信号を受け
る。タイミング形成部１６は、電流制御ループで形成さ
れる電流指令を入力して、電流制御ループの割り込みの
タイミングを検出している。
【００３６】図６，７は、図４に示すゲート制御部１４
が行うＰＷＭ指令の再開処理を説明するためのフローチ
ャート、及び信号状態を説明するための図である。ゲー
ト制御部１４は、タイミング形成部１６からの入力によ
って、電流制御ループの割り込みを監視する。通常、Ｐ
ＷＭ指令形成部１１では、入力された電流指令と三角波
との比較によって（図７（ａ）参照）、ＰＷＭ指令を形
成する（図７（ｂ）参照）。したがって、ＰＷＭ指令は
２つの電流制御ループ毎に形成される。タイミング形成
部１６は、この各電流制御ループの割り込み時点を検出
する（ステップＳ２１）。
【００３７】図７（ｅ），（ｆ），（ｉ），（ｊ）は、
異常電流と供給されるＰＷＭ指令との間の関係について
示している。
【００３８】図７（ｅ），（ｆ）において、異常電流の
発生によってＰＷＭ指令が中断した後、電流制御ループ
の割り込み時点において該異常電流が解消しているかの
判定を行い、（ステップＳ２２）、異常電流が解消して
いる場合にはＰＷＭ指令の供給を再開する（ステップＳ
２３）。これに対して、図７（ｉ），（ｊ）では、異常
電流の発生によってＰＷＭ指令が中断した後、次の電流
制御ループの割り込み時点において該異常電流が解消し
ていないため、ＰＷＭ指令の供給は再開されていない。
この後は、さらに次の電流制御ループの割り込み時点に
おいて同様の処理を繰り返して、ＰＷＭ処理の供給再開
を行う。ＰＷＭ指令の供給が再開されると、電力変換部
２のスイッチング素子は制御状態となり、モータへの電
流供給の制御が再開され、通常の制御が行われる図８
は、上記構成例による実電流の変化を模式的に示した図
である。図８において、実電流が異常レベルに達した時
点（図中のａ）でＰＷＭ指令の供給が中断し、これによ
って実電流は異常レベルから低下し正常レベルに戻る。
電流指令周期（電流制御ループ）のタイミング時点（図
中のｂ）でＰＷＭ指令の供給を再開し、その後は通常の
モータ制御が行われる。
【００３９】図９はＰＷＭ方式によるモータ制御装置の
さらに他の構成例を示す概略ブロック図であり、中断，
再開制御手段が行う処理のタイミングをＰＷＭ指令の信
号の変化時とする構成例である。なお、図９において、
図示しないモータに電流を供給する直流電源部１，電力
変換部２，及び電流検出器３については、前記図１と同
様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４０】ＰＷＭ制御部１０は、前記図１で示した構
成と同様に、モータの少なくとも一つの相に流れる実電
流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷ
Ｍ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開す
る中断，再開制御手段を備え、該中断，再開制御手段
は、異常電流検出部１３，ゲート制御部１４により構成
することができる。
【００４１】異常電流検出部１３は、図１の構成と同様
に、図示しないモータに供給される実電流を求め、該実
電流をあらかじめ定めた設定値と比較して異常レベル判
定を行い、ゲート制御部１４に伝える。また、ゲート制
御部１４についても、図１の構成と同様に異常電流検出
部１３からの検出信号を入力するとともに、ＰＷＭ指令
形成部１１からＰＷＭ指令の少なくとも立ち上がり，立
ち下がり信号を入力してゲート部１２を制御し、ＰＷＭ
指令形成部１１から電力変換部２に供給されるＰＷＭ指
令の中断及び再開を行う。
【００４２】ゲート制御部１４は、前記図２のフローチ
ャートにおいて、ステップＳ１，２により、ゲート部１
２に対してＰＷＭ指令の供給中断を指令するとともに、
ＰＷＭ指令形成部１１から常にＰＷＭ指令の立ち上が
り，立ち下がりを検出し、電力変換部２において、いず
れかの相の指令が、組を形成する一方のスイッチング素
子のオン状態から他方のスイッチング素子のオン状態へ
の変化、あるいはその逆に、他方のスイッチング素子の
オン状態から一方のスイッチング素子のオン状態への変
化を検出する。ゲート制御部１４は、ＰＷＭ指令形成部
１１から上記ＰＷＭ指令の立ち上がり，立ち下がりの信
号を入力し、あるいはＰＷＭ指令を入力して該ＰＷＭ指
令の立ち上がり，立ち下がりの信号を形成して、ＰＷＭ
指令の供給再開のタイミングとする。
【００４３】図１０，１１は、図９に示すゲート制御部
１４が行うＰＷＭ指令の再開処理を説明するためのフロ
ーチャート、及び信号状態を説明するための図である。
ゲート制御部１４は、ＰＷＭ指令の立ち上がり，立ち下
がりによって、ＰＷＭ指令の供給再開のタイミングを監
視する（ステップＳ３１）。
【００４４】図１１は、異常電流と供給されるＰＷＭ指
令との間の関係について示している。図１１（ａ），
（ｂ），（ｃ）は、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相の各相のＰＷ
Ｍ指令を示し、図１１（ｄ）〜（ｇ），（ｈ）〜
（ｋ），及び（ｌ）〜（ｏ）は、異常電流発生時の状態
を示している。なお、図１１（ｄ）〜（ｇ），（ｈ）〜
（ｋ）は異常時にＰＷＭ指令の供給中断を全相について
行う場合であり、図１１（ｌ）〜（ｏ）は異常時にＰＷ
Ｍ指令の供給中断を異常が発生した相に対してのみ行う
場合である。
【００４５】図１１（ｄ）〜（ｇ）において、異常電流
の発生によってＵ相のＰＷＭ指令が中断され（図１１
（ｅ））、その後、ＰＷＭ指令形成部１１が形成するＰ
ＷＭ指令の立ち上がり，立ち下がりを監視し（ステップ
Ｓ３１）、異常電流の解消した後（ステップＳ３２）の
Ｖ相の立ち上がりのタイミングで、ＰＷＭ指令の供給が
再開される（図１１（ｅ））（ステップＳ３３）。
【００４６】また、図１１（ｈ）〜（ｋ）では、異常電
流の発生によってＵ相のＰＷＭ指令が中断され（図１１
（ｅ））、その後、ＰＷＭ指令形成部１１が形成するＰ
ＷＭ指令の立ち上がり，立ち下がりを監視する（ステッ
プＳ３１）。異常電流の解消した後のＶ相の立ち上がり
時点（図１１（ｂ））では、異常電流が解消していない
ため（図１１（ｈ））、ＰＷＭ指令の再開は行われず
（ステップＳ３２）、ＰＷＭ指令の供給中断は続行され
る。全相についてＰＷＭ指令の供給を中断する場合に
は、Ｕ相に続いてＶ相（図１１（ｊ））及びＷ相につい
てもＰＷＭ指令の供給中断が行われる。
【００４７】さらに次のＷ相の立ち上がり時（図１１
（ｃ））において、異常電流が解消されている場合に
は、ＰＷＭ指令の供給が再開される（図１１（ｊ）〜
（ｋ））（ステップＳ３３）。ＰＷＭ指令の供給が再開
されると、電力変換部２のスイッチング素子は制御状態
となり、モータへの電流供給の制御が再開され、通常の
制御が行われる。図１１（ｌ）〜（ｏ）は、電流異常時
にＰＷＭ指令の供給中断を異常が発生した相に対しての
み行う場合を示している。例えば、Ｕ相に異常電流が発
生した場合には（図１１（ｌ））、ゲート制御部１４
は、異常電流の発生とともに、その異常発生の相を検出
し、ゲート部１２に対して異常発生の相へのＰＷＭ指令
の供給を中断し（図１１（ｍ））、他のＶ相，Ｗ相に対
するＰＷＭ指令の供給中断は行わない（図１１（ｎ），
（ｏ））。異常解消時におけるＰＷＭ指令の供給再開
は、前記例と同様とすることができる。
【００４８】ＰＷＭ指令の供給制御について、上記した
全相に対する制御と、異常発生した相のみに対する制御
とを、モータ制御の態様に応じて選択することができ
る。図１２は、ＰＷＭ指令の供給制御態様の選択を説明
するためのフローチャートである。図１２に示すフロー
チャートの例では、モータの加速制御と減速制御に応じ
て全相と該当相の制御選択を行う場合を示している。
【００４９】ゲート制御部１４は電流指令を入力してに
おいて、モータが加速制御であるか減速制御であるかを
判定し（ステップＳ４１）、加速の場合に全相について
ＰＷＭ指令の供給制御を行い（ステップＳ４２）、減速
の場合に該当相についてＰＷＭ指令の供給制御を行う
（ステップＳ４３）。
【００５０】この制御態様によって、減速時には異常状
態となった電流の減衰を速め、加速時にはＰＷＭ指令の
供給を中断することによる影響を低減させて、加速能力
の低下を抑えることができる。
【００５１】さらに、本発明のモータ制御装置は、異常
状態が連続して発生したり、異常状態の発生頻度が高い
場合にアラームを発生させる構成とすることができる。
図１３〜図１５に示す構成例の中断，再開制御手段は、
ＰＷＭ指令の中断制御を電流制御ループ毎に計数し、連
続した計数値が所定値を超えた場合にアラームを発生
し、異常状態が連続して発生した場合にアラームを発生
させることができ、また、図１６〜図１８に示す構成例
の中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令の中断制御を電流
制御ループ毎に計数し、電流制御ループの所定回数中に
おける中断制御の発生割合が所定値を超えた場合にアラ
ームを発生し、異常状態の発生頻度が高い場合にアラー
ムを発生させることができる。
【００５２】図１３，１４，１５はＰＷＭ方式によるモ
ータ制御装置の別の構成例を示す概略ブロック図、フロ
ーチャート、及び信号図である。なお、図１３におい
て、図示しないモータに電流を供給する直流電源部１，
電力変換部２，及び電流検出器３については、前記図１
と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５３】ＰＷＭ制御部１０は、前記図１で示した構
成と同様に、モータの少なくとも一つの相に流れる実電
流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷ
Ｍ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開す
る中断，再開制御手段を備え、さらに、アラームを発生
させる構成として、カウンタ１７及びアラーム発生部２
０を備える。なお、中断，再開制御手段を構成する異常
電流検出部１３，ゲート制御部１４等の構成は前記構成
例と同様とすることができ同様なＰＷＭ指令の供給制御
を行う。そこで、ここでは共通する構成及び動作の説明
は省略する。
【００５４】この構成例は、ＰＷＭ指令の中断制御を電
流制御ループ毎に計数し、連続した計数値が所定値を超
えた場合にアラームを発生し、異常状態が連続して発生
した場合にアラームを発生させるものである。
【００５５】カウンタ１７は、ＰＷＭ指令の中断制御を
電流制御ループ毎に計数する手段であり、ゲート制御部
１４からＰＷＭ指令の供給が中断状態にあることを入力
するとともに電流指令を入力し、中断制御中の電流制御
ループの回数を計数する。アラーム発生部２０は、この
カウンタ１７の計数値を入力し、計数値があらかじめ定
めた回数を超えた場合に、異常状態が連続して発生した
ものとしてアラームを発生させる。
【００５６】ＰＷＭ制御部１０は、ＰＷＭ指令の供給制
御を前記した構成例と同様に行うととともに、図１４の
フローチャートに示すアラーム動作を行う。図１４のフ
ローチャートにおいて、カウンタ１７の計数値Ｃを
「０」に初期化した後（ステップＳ５１）、電流指令を
入力して電流制御ループを１ループ毎を判定する（ステ
ップＳ５２）。このとき、ゲート制御部１４の指令を入
力してＰＷＭ指令の供給制御中か否かを判定する（ステ
ップＳ５３）。ＰＷＭ指令中断処理である場合には、電
流制御ループの１ループ毎にカウンタ１７の計数値Ｃに
「１」を加算する（ステップＳ５４）。
【００５７】アラーム発生部２０は、カウンタ１７の計
数値Ｃとあらかじめ定めておいた設定値Ｎと比較し（ス
テップＳ５５）、計数値Ｃが設定値Ｎに達した場合にア
ラームを発生する（ステップＳ５６）。ステップＳ５５
に判定において、計数値Ｃが設定値Ｎに達していない場
合には前記ステップＳ５２に戻り、ＰＷＭ指令中断処理
が連続している間の電流制御ループのループ数を累計す
る。
【００５８】図１５は、設定値Ｎを「３」とする場合を
示している。図１５（ｃ）はカウンタの計数値Ｃを示
し、前回の電流制御ループでＰＷＭ処理の中断処理を行
っている場合にはその計数値を増加させ、前回の電流制
御ループでＰＷＭ処理の中断処理を行っていない場合に
はその計数値を「０」にクリアする。
【００５９】したがって、この計数値ＣによりＰＷＭ指
令中断処理が連続して行われている期間を、電流制御ル
ープのループ数によって計数することができ、設定値Ｎ
をアラーム発生のしきい値とすることによって、電流異
常が連続して発生している状態を検出することができ
る。
【００６０】図１６，１７，１８はＰＷＭ方式によるモ
ータ制御装置のさらに別の構成例を示す概略ブロック
図、フローチャート、及び信号図である。なお、図１６
において、図示しないモータに電流を供給する直流電源
部１，電力変換部２，及び電流検出器３については、前
記図１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６１】ＰＷＭ制御部１０は、前記図１で示した構
成と同様に、モータの少なくとも一つの相に流れる実電
流が所定値を超えた場合に、少なくとも一つの相のＰＷ
Ｍ指令の供給を中断した後、ＰＷＭ指令の供給を再開す
る中断，再開制御手段を備え、さらに、アラームを発生
させる構成として、カウンタ１８，１９及びアラーム発
生部２０を備える。なお、中断，再開制御手段を構成す
る異常電流検出部１３，ゲート制御部１４等の構成は前
記構成例と同様とすることができ同様なＰＷＭ指令の供
給制御を行う。そこで、ここでは共通する構成及び動作
の説明は省略する。
【００６２】この構成例は、ＰＷＭ指令の中断制御を電
流制御ループ毎に計数し、電流制御ループの所定回数中
における中断制御の発生割合が所定値を超えた場合にア
ラームを発生し、異常状態の発生頻度が高い場合にアラ
ームを発生させるものである。
【００６３】カウンタ１９は、電流制御ループの連続回
数を計数する手段であり、電流指令を入力して計数し、
その計数値Ｃ２は発生頻度を測定する基準回数毎にクリ
アされる。また、カウンタ１８は、ＰＷＭ指令の中断制
御を電流制御ループ毎に計数する手段であり、ゲート制
御部１４からＰＷＭ指令の供給が中断状態にあることを
入力するとともに電流指令を入力し、中断制御中であれ
ば計数値Ｃ１を「１」加算し、中断制御中でなければ計
数値Ｃ１を「１」減算する。
【００６４】この計数値Ｃ１は、ＰＷＭ指令の中断制御
の発生頻度を表す指標となり、あらかじめ定めた設定数
Ｎ１との比較によって、異常状態の発生頻度が高い場合
にアラームを発生することができる。
【００６５】ＰＷＭ制御部１０は、ＰＷＭ指令の供給制
御を前記した構成例と同様に行うととともに、図１７の
フローチャートに示すアラーム動作を行う。図１７のフ
ローチャートにおいて、カウンタ１８，１９の計数値Ｃ
１，Ｃ２を「０」に初期化した後（ステップＳ６１）、
電流指令を入力して電流制御ループを１ループ毎を判定
する（ステップＳ６２）。このとき、カウンタ１９は計
数値Ｃ２の計数を開始し（ステップＳ６３）、あらかじ
め定めた設定数Ｎ２との比較を行う。この設定数Ｎ２は
発生頻度を測定する基準回数を定めるものであり、計数
値Ｃ２が設定数Ｎ２まで計数した場合には（ステップＳ
６４）、カウンタ１９をクリアして計数値Ｃ２の値を
「０」とする（ステップＳ６１）。
【００６６】また、カウンタ１８は、ゲート制御部１４
の指令を入力してＰＷＭ指令の供給制御中か否かを判定
する（ステップＳ６５）。ＰＷＭ指令中断処理でない場
合には、電流制御ループの１ループ毎にカウンタ１８の
計数値Ｃ１から「１」を減算し（ステップＳ６６）、Ｐ
ＷＭ指令中断処理である場合には、電流制御ループの１
ループ毎にカウンタ１８の計数値Ｃ１に「１」を加算す
る（ステップＳ６７）。
【００６７】アラーム発生部２０は、カウンタ１８の計
数値Ｃ１とあらかじめ定めておいた設定値Ｎ１と比較し
（ステップＳ６８）、計数値Ｃ１が設定値Ｎ１に達した
場合にアラームを発生する（ステップＳ６９）。ステッ
プＳ６８に判定において、計数値Ｃ１が設定値Ｎ１達し
ていない場合には前記ステップＳ６２に戻り、ＰＷＭ指
令中断処理の発生頻度を測定する。
【００６８】図１８は、設定値Ｎ１，Ｎ２をそれぞれ
「３」，「６」とする場合を示しており、６回の電流制
御ループにおいて３回以上のＰＷＭ指令中断が発生した
場合に、アラームを発生するように設定した場合を示し
ている。
【００６９】この設定値の場合には、以下の表１に示す
ように、計数値Ｃ１が「−６」の場合はＰＷＭ指令中断
の発生回数が０回であって、発生率が「０」であること
を表し、また、計数値Ｃ１が「−４」の場合はＰＷＭ指
令中断の発生回数が１回であって、発生率が「１／６」
であることを表している。計数値Ｃ１が「−２」，
「０」，「＋２」，「＋４」，及び「＋６」の場合につ
いても、同様に、発生回数、及び発生率が対応してい
る。
【００７０】
【表１】 したがって、この計数値Ｃ１によりＰＷＭ指令中断処理
の発生頻度を求めることができ、設定値Ｎ１，Ｎ２の設
定によって、アラーム発生のしきい値を変更することが
できる。
【００７１】図１９は本発明のモータ電流制御装置によ
る制御状態を説明するための実電流の変化図であり、図
２０は従来のモータ電流制御装置による制御状態を説明
するための実電流の変化図である。なお、図１９，２０
とも、（ｂ）は（ａ）の異常電流発生時前後の拡大図を
示している。
【００７２】図１９において、ｃにおいて実電流が異常
レベルに達して、Ａの期間でＰＷＭ指令中断処理が行わ
れ、ｂにおいてＰＷＭ指令の制御が再開される。これに
よって、再開後は通常の制御が行われる。
【００７３】これに対して、図２０ではｅにおいて実電
流が異常レベルに達し、アラーム状態となり、ＰＷＭ指
令による制御が停止する。そのため、その後はモータの
制御は行われないことになる。
【００７４】したがって、本発明によれば、異常時の最
大電流レベルも従来と同レベルとしたままで、アラーム
を発生することなく継続して制御を行うことができる。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異常電流発生時において、装置の保護するとともに、制
御装置の無制御状態の回避を行うことができるモータ制
御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ制御装置を説明するための概略
ブロック図である。
【図２】本発明のモータ制御装置のＰＷＭ制御部１０の
動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置の一構成例を
示す概略ブロック図である。
【図４】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置の他の構成例
を示す概略ブロック図である。
【図５】ゲート制御部が行うＰＷＭ指令の再開処理を説
明するためのフローチャートである。
【図６】ゲート制御部が行うＰＷＭ指令の再開処理を説
明するためのフローチャート、及び信号状態を説明する
ための図である。
【図７】異常電流と供給されるＰＷＭ指令との間の関係
例を示す図である。
【図８】本発明の構成例による実電流の変化を模式的に
示した図である。
【図９】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置のさらに他の
構成例を示す概略ブロック図である。
【図１０】ゲート制御部が行うＰＷＭ指令の再開処理を
説明するためのフローチャートである。
【図１１】 ゲート制御部が行うＰＷＭ指令の再開処理
を説明するための信号状態図である。
【図１２】ＰＷＭ指令の供給制御態様の選択を説明する
ためのフローチャートである。
【図１３】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置の別の構成
例を示す概略ブロック図である。
【図１４】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置の別の構成
例を示すフローチャートである。
【図１５】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置の別の構成
例を示す信号図である。
【図１６】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置のさらに別
の構成例を示す概略ブロック図である。
【図１７】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置のさらに別
の構成例を示すフローチャートである。
【図１８】ＰＷＭ方式によるモータ制御装置のさらに別
の構成例を示す信号図である。
【図１９】本発明のモータ電流制御装置による制御状態
を説明するための実電流の変化図である。
【図２０】従来のモータ電流制御装置による制御状態を
説明するための実電流の変化図である。
【符号の説明】
１ 直流電源部 ２ 電力変換部 ３ 電流検出器 １０ ＰＷＭ制御部 １１ ＰＷＭ指令形成部 １２ ゲート部 １３ 異常電流検出部 １４ ゲート制御部 １５ タイマ部 １６ タイミング形成部 ７，１８，１９ カウンタ ２０ アラーム発生部。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータに流れる電流をＰＷＭ方式により
    制御するモータ制御装置において、モータの少なくとも
    一つの相に流れる実電流が所定値を超えた場合に、少な
    くとも一つの相のＰＷＭ指令の供給を中断した後、ＰＷ
    Ｍ指令の供給を再開する中断，再開制御手段を備える、
    ＰＷＭ方式によるモータ制御装置。
  2. 【請求項２】 前記中断，再開制御手段は、モータの全
    ての相に対して、ＰＷＭ指令の中断，再開制御を行う、
    請求項１記載のＰＷＭ方式によるモータ制御装置。
  3. 【請求項３】 前記中断，再開制御手段は、実電流が所
    定値を超えたモータの相に対してにみＰＷＭ指令の中
    断，再開制御を行う、請求項１記載のＰＷＭ方式による
    モータ制御装置。
  4. 【請求項４】 前記中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令
    の供給再開の処理を、ＰＷＭ指令の中断後一定時間が経
    過した後に行う、請求項１，２，及び３記載のＰＷＭ方
    式によるモータ制御装置。
  5. 【請求項５】 前記中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令
    の供給再開の処理を、電流制御ループの割り込み時に行
    う、請求項１，２，及び３記載のＰＷＭ方式によるモー
    タ制御装置。
  6. 【請求項６】 前記中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令
    の供給再開の処理を、ＰＷＭ指令の信号の変化時に行
    う、請求項１，２，及び３記載のＰＷＭ方式によるモー
    タ制御装置。
  7. 【請求項７】 前記中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令
    の中断制御を電流制御ループ毎に計数し、連続した計数
    値が所定値を超えた場合にアラームを発生する、請求項
    １，２，３，４，５，及び６記載のＰＷＭ方式によるモ
    ータ制御装置。
  8. 【請求項８】 前記中断，再開制御手段は、ＰＷＭ指令
    の中断制御を電流制御ループ毎に計数し、電流制御ルー
    プの所定回数中における中断制御の発生割合が所定値を
    超えた場合にアラームを発生する、請求項１，２，３，
    ４，５，及び６記載のＰＷＭ方式によるモータ制御装
    置。
  9. 【請求項９】 前記中断，再開制御手段は、モータの減
    速時にモータの全ての相に対してＰＷＭ指令の中断，再
    開制御を行い、モータの加速時に実電流が所定値を超え
    たモータの相に対してにみＰＷＭ指令の中断，再開制御
    を行う、請求項１記載のＰＷＭ方式によるモータ制御装
    置。
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