JPS62230321A - Ａｃサ−ボモ−タコントロ−ラ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同期式ＡＣサーボモータコントローラに関する
。

〔従来の技術〕

従来、ＤＣサーボモータにおいては、モータや検出器を
誤配線したときや断線したときにモータが暴走するのを
防止するため、ハードウェアあるいはソフトウェアを用
いてそれを監視し異常発見時にモータを停止する方式が
確立されているのに対して、ＡＣサーボモータにおいて
は、３相であることと、ロータ位置検出器が複雑多様化
することから誤配線、断線などによりモータの暴走が発
生するケースがＤＣサーボモータの場合よりはるかに多
くその防止が問題となる。その防止策例として、モータ
の検出速度とトルク指令値とトルク指令値を一定周期毎
に監視して、同一回転方向に加速が生じ、加速度の方向
とトルク指令の方向が一致しない場合で、かつ、トルク
指令値と速度が、それぞれ定格に対しであるパーセント
以上のとき、暴走のおそれありと判断する暴走判定部を
設け、その判定によりモータ駆動電流を遮断している（
特願昭５９−１５８７６６　ｒ　Ａ　Ｃサーボモータの
暴走防止方式」）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の暴走防止回路では、トルク指令の方向と
逆方向に負荷側から駆動された場合、暴走状態と誤判断
するおそれがあるので、モータがこのような負荷に用い
られる場合には用いることができない欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のＡＣサーボモータコントローラは、３相モータ
端子の任意の１端子と中性点間の電圧を検出する端子電
圧検出回路と、検出された端子電圧を同位相の制御電圧
に変換し、かつ、モータ主回路と制御回路とを絶縁する
アイソレータと、該制御電圧が、正転時には立上り方向
に、逆転時には立下り方向に、それぞれ電圧ゼロ点を通
過する時点を検出し、該時点を前記端子電圧がその電圧
ゼロ点を通過する時点として出力するゼロクロス検出回
路と、前記ゼロクロス検出回路が、該時点を出力したと
き、磁極位置センサ信号と前記端子電圧との位相差を検
出して、該位相差が±９０”の範囲を越えたとき、暴走
と判定してアラーム処理のためのアラーム処理回路を起
動する位相比較回路を有している。

（作　用） 第６図は同期サーボモータのベクトル図である。

モータ磁極の磁束Ｆｏによる巻線上の誘起電圧Ｅｏに対
して、モータ端子電圧Ｖｔから巻線の抵抗Ｒおよび同期
リアクタンスＸによるそれぞれの電圧降Ｆ分ＩＲ，ＩＸ
が差引かれた電圧Ｅ、が対抗している。端子電圧Ｖ、と
電圧Ｅ、との間の位相差δは、同期リアクタンスＸが周
波数に比例するためモータ速度が増大すると大きくなる
。すなわち、第７図に示すように端子電圧ｖｔの位相と
モータ磁極の位相との”ずれ”が増大するが正常時には
±９０°を越えることはない。ロータ磁極の位相は、モ
ータに設置された磁極位置センサが出力する磁極位相信
号により、磁極位相検出回路が常に監視することができ
る。そこでゼロクロス検出回路が、端ｆ電圧がゼロ値を
通過して、立上る時点（正転時）または立下る時点（逆
転時）を検出したとき、位相比較回路がモータ磁極の位
相を検出することにより、モータ端子電圧Ｖ、とロータ
磁極位相の位相差δを検出することができるのでこの位
相差δが＋９０°ないし一９０’の範囲を越えたとき暴
走と判定してアラーム処理のためのアラーム処理回路を
起動する。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のＡＣサーボモータコントローラの一実
施例を示すブロック図、第２図は第１図中のゼロクロス
検出回路１２の構成図、第３図はその各動作信号のタイ
ミングを示す図である。

同期サーボモータ１を駆動するサーボモータコントロー
ラ３の構成要素のうち、速度検出回路４、磁極位相検出
回路５、速度アンプ６、電流指令出力回路７、パワー変
換回路８、アラーム処理回路９は公知の構成で、速度指
令値を入力してサーボモータ１を駆動する。端子電圧検
出回路ｌＯは、３相主回路のうちＵ相の対中性点電圧を
検出する。アイソレータ１１は、端子電圧検出回路ｌＯ
の検出したＵ相のモータ端子電圧ｖｔを同相の制御電圧
に変圧するとともに主回路と制御回路とを絶縁する。ゼ
ロクロス検出回路Ｉ２は第２図に示すように、アイソレ
ータ１１が出力するＵ相電圧ｖｕを反転端子に入力して
Ｕ相電圧ｖｕがゼロ点を通過する毎に出力信号Ａを反転
するオペアンプ２１と、信号Ａの立上り、立下りをそれ
ぞれ検出し、パルスＣ，Ｄを出力する立上り検出部２３
、立下り検出部２４と、速度検出回路４の出力する速度
フィードバック信号ｓｒを反転端ｆに入力してモータ回
転方向を示す信号Ｂを出力するオペアンプ２２と、信号
Ｂを反転するインバータ２５と、これらの信号Ｃ，Ｄ、
Ｂ、Ｔを処理してＵ相電圧ｖｕがゼロ点を通過する時点
を示す信号Ｅを出力する論理ゲート２６．２７．２８と
からなる。位相比較回路１３は、ゼロクロス検出回路１
２からＵ相電圧ｖｕがゼロ値を通過する時点を示す信号
Ｅを受ける毎に、磁極位置センサ２から入力された磁極
位相を示す磁極位置センサ信号Ｓｐを監視して位相差δ
が±９０°の範囲を越えたとき暴走と判定してアラーム
処理回路９を起動する。

次に本実施例の動作を説明する。

電圧Ｖｕはモータ１のＵ相端子電圧ｖｔと同相であるか
ら、モータ１の正転時、時刻１．にモータ１のｕＰＡ端
子電圧Ｖｔがゼロ点を通過して立上るとオペアンプ２！
の出力Ａがハイレベルからロウレベルに反転するので立
下り検出部２４はパルスＤを出力する。このとき速度フ
ィードバック信号ｓｒはハイレベルが入力されているの
でオペアンプ２２の出力Ｂはロウレベルとなフており、
インバータ２５で反転されてハイレベルがアンドゲート
２７に出力されている。したがって、アンドゲート２７
が開いてオアゲート２８からパルスＥが出力される。次
に、時刻ｔ２に、端子電圧ｖｔがゼロ点を通過して立下
るとオペアンプ２１の出力Ａはロウレベルがらハイレベ
ルに反転し、立−Ｌり検出部２３からパルスＣが出力さ
れるが、オペアンプ２２の出力Ｂはロウレベルのままで
あるからアンドゲート２６は閉じたままで、オアゲート
２８からパルスＥはも出力されない。次に、時刻【３に
時刻り、のときと同様にオアゲート２８からパルスＥが
出力される。時刻り、にモータ１が回転方向を逆転する
と、オペアンプ２２に入力される速度フィードバック信
号Ｓｒはロウレベルに反転するのでオペアンプ２２の出
力Ｂはハイレベルに変り、時刻ｔ５にモータ端子電圧ｖ
ｔがゼロ点を通過して立下るとオペアンプ２１の出力Ａ
はハイレベルに反転し立上り検出部２３からパルスＣが
出力されるので、アンドゲート２６はハイレベルを出力
しオアゲート２８からパルスＥが出力される。以下、正
転の場合と同様にして、時刻ｔ６ではオアゲート２８は
パルスＥを出力せず、時刻ｔ７ではパルスＥを出力する
。

モータ１の磁極位置または位相は、磁極位置センサ２の
出力する磁極位置センサ信号Ｓｐにより磁極位相検出回
路５が常に検出することができるので、位相比較回路Ｉ
３は、ゼロクロス検出回路１２から出力された信号Ｅに
より、モータ端子電圧Ｖ、がゼロ点を通過して立上る毎
に（正転時）、または立下る毎に（逆転時）、磁極位相
検出回路５から入力された！ｆｉ８ｉ位相を調べること
により、モータ端子電圧ｖＬの位相と、磁極位相を示す
電圧ベクトルＥ１どの位相差δが＋９０°ないし一９０
°の範囲にあるかどうかを調べ、もしこの範囲を越えて
いれば、位相比較回路Ｉ３は暴走と判定してアラーム処
理回路９を起動し、アラーム処理回路９はモータ主回路
のトランジスタをベース遮断したり電源を遮断したりし
てモータ１を停止させる。

第４図はコントローラ３とモータ１間の配線が１相ずつ
ずれて誤配線された場合の磁極位置センサ信号Ｓｐとモ
ータ端子電圧Ｖ、の位相関係を示す図である。この場合
、モータは暴走するが、磁極位置センサ信号Ｓｐとモー
タ端子電圧■、の位相が＋２０°ずれているので検出で
きる。第５図は磁極位置センサ２を誤配線して、磁極位
置センサ信号Ｓｐの極性が反転した場合の磁極位置セン
サ信号Ｓｐとモータ端子電圧Ｖ、の位相関係を示す図で
ある。この場合も位相が１８０°ずれるので検出できる
。− このように誤配線等すると、モータの端子電圧ｖｔと磁
極位置センサ信号Ｓｐの位相が大きくずれるのでただち
に検出できる。また、負荷からモータ１が逆に駆動され
るような用途のコントローラとしても本発明は適用され
ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、ＡＣサーボモータコント
ローラに、同期サーボモータの任意の１端子と中性点間
の電圧を検出する端子電圧検出回路と、アイソレータと
、ゼロクロス検出回路と、位相比較回路を設けて、モー
タ端子電圧が、正転時には立上り方向に、逆転時には立
下り方向に、それぞれゼロ点を通過した時点に、モータ
端子電圧と、磁極位置センサ信号との位相差が±９０゛
の範囲を越えているかどうかを調べ、該範囲を超過して
いるときは暴走状態にあるとして処理することにより、
コントローラとモータ間の誤配線や断線、あるいは磁極
位置センサの誤配線、断線による暴走を即時に検出して
モータを停止させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＡＣサーボモータコントローラの一実
施例を示すブロック図、第２図はゼロクロス検出回路１
２の構成図、第３図はその各信号のタイミングを示す図
、第４図はコントローラとモータ間の各相配線が１相ず
つずれて誤配線された場合の磁極位置センサ信号とモー
タ端子電圧の位相関係を示す図、第５図は磁極位置セン
サの誤配線でその信号の極性が反転した場合の、磁極位
置センサ信号とモータ端子電圧の位相関係を示す図、第
６図は同期サーボモータのベクトル図、第７図はモータ
速度の増加によりモータ端子電圧ＶＬとｆｆｆｉ極位置
センサ信号Ｓｐとの位相差δが増加する状況を示す図で
ある。 １・・・ＡＣサーボモータ、 ２・・・磁極位置センサ、 ３・・・ＡＣサーボモータコントローラ、４・・・速度
検出回路、　　５・・・磁極位相検出回路、６・・・速
度アンプ、　　　７・・・電流指令出力回路、８・・・
パワー変換回路、 ９・・・アラーム処理回路、 １０−・・端子電圧検出回路、 １１・・・アイソレータ、 １２・・・ゼロクロス検出回路、 １３・・・位相比較回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同期サーボモータを駆動するＡＣサーボモータコントロ
   ーラにおいて、 モータ端子の１端子と中性点間の電圧を検出する端子電
   圧検出回路と、 検出された端子電圧を同位相の制御電圧に変換し、かつ
   、モータ主回路と制御回路とを絶縁するアイソレータと
   、 該制御電圧が、正転時には立上り方向に、逆転時には立
   下り方向に、それぞれ電圧ゼロ点を通過する時点を検出
   し、該時点を前記端子電圧がその電圧ゼロ点を通過する
   時点として出力するゼロクロス検出回路と、 前記ゼロクロス検出回路が該時点を出力したとき、磁極
   位置センサ信号と前記端子電圧との位相差を検出して、
   該位相差が±９０°の範囲を越えたとき、暴走と判定し
   てアラーム処理のためのアラーム処理回路を起動する位
   相比較回路を有することを特徴とするＡＣサーボモータ
   コントローラ。