JPS62239822A - 交流サ−ボモ−タ−の温度検出装置、およびこれを用いた加熱保護装置 - Google Patents

交流サ−ボモ−タ−の温度検出装置、およびこれを用いた加熱保護装置

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JPS62239822A
JPS62239822A JP61082013A JP8201386A JPS62239822A JP S62239822 A JPS62239822 A JP S62239822A JP 61082013 A JP61082013 A JP 61082013A JP 8201386 A JP8201386 A JP 8201386A JP S62239822 A JPS62239822 A JP S62239822A
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JP
Japan
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detection means
servo motor
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temperature
current
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JP61082013A
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睦男 渡嘉敷
澄男 小林
浩之 富田
博 菅井
大川 正
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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〕 本発明は交流サーボモーターのサーボロック時の温度検
出装置、および、これを用い次交流サーボモーターの加
熱保護装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭50−57282号公報に示すよ
うに温度リレーをモータ巻線内、又は外付して温度上昇
により電源しゃ断等を行ってモータ保護を行っていた。
しかし、上述の方法は各相巻線の温度上昇を考慮してい
なかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
交流サーボモーターの加熱保護にあたっては、従来はサ
ーボモーターのサーボロック時を考慮きれていなかった
。サーボロック時は、汎用モードルと異なり各相巻線の
温度上昇がアンバランスとなって熱特性が異なる。その
為、電流が一相だけKかたよって流れ、温度がその相だ
け上昇してもモーター保護が働らかない可能性かあった
本発明の目的は、サーボロック時の最も温度の高い相の
温度を検出することができる温度検出装置及びこれを用
いた加熱保護装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、永久磁石を持いたACサーボモーターにお
いて誘導電動機とは異なシすべりかなく、サーボロック
時にモータ回転がないため、周波数成分による巻線のイ
ンタフタンスを考慮しないでよいことを利用し、サーボ
ロック時の電流の最大値とその相の電圧から巻線抵抗を
知ることKよシ達成される。
すなわち、本発明温度検出装置は、交流で付勢されるサ
ーボモーターが停止状態にある事を検知する停止状態検
知手段と、育11記サーボモーターの一次電流の大きさ
を検出する電流検出手段と、前記サーボモーターの一次
電圧の大きさに応じた信号を出力する電圧検知手段と、
これ等停止状態検知手段、電流検出手段および電圧検知
手段の出力とから、前記サーボモーターの温度に関する
情報を出力する温度情報出力手段とを有する。
サーボモーターが多相サーボモーターである場合には、
電流検出手段は一次11Jに流れている相電流のうちの
最大値に応じた信号を出力するように構成し、電圧検知
手段は最大値相電流が流れている一次巻線にかかつてい
る電圧の大きさに応じた信号を出力するようにすること
が望ましい。
温度情報出力手段は、停止状態検知手段かサーボモータ
ーの停止状態を示す信号を出力しているときに、電圧検
知手段の出力を電流検出手段の出力で割った値の信号を
出力するように構成することができる。
温度情報出力手段は、停止状態検知手段がサーボモータ
ーの停止状態を示す信号を出力しているときに、電圧検
知手段の出力が一定値よりも大きく、電流検出手段の出
力が一定値よシも小さいことを示す信号を出力するよう
に構成し又もよい。
本発明加熱保護装置は交流で付勢されるサーボモーター
の速度に応じた信号を出力する速度検知手段と、サーボ
モーターの一次電流の大きさを検出する電流検出手段と
、サーボモーターの一次電圧の大きさに応じた信号を出
力する電圧検知手段と、これ等速度検知手段、lll検
流手段および電圧検知手段の出力とから、前記サーボモ
ーターの温度に関する情報を出力する温度情報出力手板
と、該温度情報出力手段の出力に基ずいてサーボモータ
ーへの電力の供給を制御する電力制御手段とを有する。
電力制御手段は温度情報出力手段の出力が一定値に達し
たときには、サーボモーターへの電力の供給を連断する
ように構成することかできる。
また電力制御手段は温度情報出力手段の出力が一定値に
達したときは一次電流の大きさが小さくなるようにする
こともできる。
〔作用〕
以上のように構成することによυAOサーボモーターに
於いては、サーボロック時は一次巻線のりアクタンス分
は零になるから一次電圧の大きさを検知し、−次電流の
大きさを検出することによって、オームの法則に従って
、容易に巻線の温度を検出することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。又、
モーターは、大結線と仮定する。
サーボロック時は、モータに取付けられている速度検知
手段としてのエンコーダ13又はレゾルバ等の検出器の
回転数信号Nより、速度検出回路1は■、を出力する。
■、は正転ならば負の出力、逆転ならは正の出力信号を
出す。サーボロック時■、は零であシ、V、か零となる
と停止状態検知手段としての速度検出回路8はvek出
力し、アナログスイッチSをONする。Sが導通となれ
は、モータ電流を、電流検出器22にて検出する。この
時、2相のみ検出し、2相/3相変換手段17で2相/
3相変換することによりIuf、  工vf。
Iwfを全波整流回路4にて最大値工fを得る。
つ1り電流検出手段は′1流検出器22と、2相/3相
変換手段】7と全波整流回路4とで構成する。
第2図に示すようにACサーボモーターでは、サーボロ
ック時の各相の電流波形がアンバランスとなる為、第2
図の場合工fはW相の電流値となる。
又、】4は速度制御回路を15は電流制御回路を示す。
15で巻線電流を制御する為、その出力はその相電圧V
u、Vv、Vwとなる。
電圧全波整流回路7では相電圧Vu、  Vv、Vwよ
り最大値■を選ぶ。■は第2図の場合Vwとなる。つ1
り電圧検知手段は電流制御(ロ)路15と全波整流回路
7とで構成する。■と工fを温度情報出力手段としての
割算器9に”[V/工の計算を行い巻線抵抗Rを求める
。増巾器10にて、RをR′に増巾し、比較器11にて
一足レベルと比較する。
R′が一定レベル以上になれば、■、を出力し、OR回
路】2にてベース遮断信号V、を得る。v8が出力され
るとAND回路】9にて判断し、ベースドライブ回路2
0への出力を遮断し、インバータ部21のベース遮断を
行う。
又、16は、PWM回路を示す。つ1シミ力制御手段は
OR回路12.AND回路19.ベースドライブ回路2
0及びインバータ部21とで構成する。
低速時は、速度信号V、を負の絶対値回路2にて正転、
逆転共に負の出力V、を出すようにする。
■、は、バイアス・リミッタ回路3にて低速時のみ出力
するように制限しV、を出力する。上記低速時のバイア
ス量を制御する回路(第1図点線部)を第3図に示す。
第3図のバイアス−リミッタ回路3に示すようにV、は
、低速に近づく程Ifへのバイアス量が増加し、If’
は増加する。そして、モーターの100%電流以上にな
ると工f′は正の値となる積分器、5は、If’を積分
し、その積分量■4を決定する。比較器6はV、をある
一定レベルと比較し、一定レベル以上ならば■。
を出力し、OR回路12にてV、ベース遮断信号を出力
する。
中高速時は、■、二〇の為、If=工f′となり積分量
■4は、モーター運転中の最大値工fによって決定する
。その為、■4は低迷時に比べ/トさな値となり、サー
マル動作時間は低速時に比べ遅くなる。
サーボロック時は、モーター電流位置がどのような場合
でも、極低速時より早めにベース遮断するように各定数
を決定し、モーター保護を行う。
第4図は低速運転時、中高速運転時の第】図に示した回
路が有している電子サーマル回路の動作特性であシ、第
5図はサーボロック時に働く回路のより具体的な回路構
成である。
次に第1図の1漬鎖線部をマイクロコンピュータによシ
制御すると例えは第6図のようになる。
7は電圧全波整流回路、4は電流全波!11回路、2は
絶対値回路である。マイクロコンピュータ25は速度零
検出(ロ)路8より、セレクター回路23にて、サーボ
ロック時はV、工fを順次選定し、モーター回転時には
工f、  V、を順次選定するよう指示する。セレクタ
ー回路23よシ選定されたアナログ書をA / D変換
器24によりディジタル量に変換し、マイクロコンピュ
ータ25へ入力する。
マイクロコンピュータ25では第1図の1点鎖線部の制
御を行う。
第7図にマイクロコンピュータで行う動作のフローチャ
ートを記す。
ACサーボモーターの運転時のベクトル図を第8図に示
す。
■は相電圧、φは永久磁石の界磁束、Eは界磁束φによ
る巻線の誘起電圧、工は電機子く線電流)電流、又は同
期リアクタンス、Rは巻線抵抗、工Rは巻線による電圧
降下、IXは同期リアクタンスによ′る電圧降下を意味
する。
サーボロック時、モーターは回転していない為工x=o
、g=oとなシそのベクトル図は第9図となる。サーボ
ロック時は、■=工Rが取立する為、R==V/工によ
り巻線抵抗Rは′X′!るが、第8図に示すようにモー
ター運転中は、速度成分ωに関与するE、工Xが起因し
Rをふめることは、容易ではない。そこで、モーター運
転中の手法の一つとして、サーボモーターが、サーボロ
ックを頻繁に行うことを利用し、サーボロックを行う度
に、RをV/工fにて求めホールドし、Rが大きければ
、工fKバイアスを加えてモードル保護の電子サーマル
動作時間を早め、Rが小さけれは、バイアス量を小さく
しモードル保護の電子サーマル動作時間を遅らせるよう
に動作させる。その運転パターンとRのタイムチャート
を第10図K。
又、その時の電子サーマル動作時間と電流の関係を第1
1図に示す。第1O図に示すように、運転中、工、I1
.Iの3回のサーボロックがありその度にR1サンプル
ホールドすることを意味する。
そしで、1.]I、TIEの内、最もRが大きい値であ
る では、電子サーマル動作時間を早めるよう動作させ
、重も小さい工の場合は、電子サーマル動作時間を1.
Iに比べ遅くするように動作させることを意味する。
先に述べた運転中の保護の手法に今回の手法を組合わせ
たマイクロコンピュータのフローチャートを第12図に
示す。
なお第1図中のZooは順変換器である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、サーボロック時は、巻線抵抗を検出す
ることで巻線の温度を検出し、またモーター保護を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明温度検出装置及び加熱保護装置の実施例
を示す回路図、第2図はモーターの線電流を示すタイム
チャート、第3図は第】図に示した回路で用いる低速時
バイアス拳リミッタ特性を示す図、第4図は第1図に示
した回路のサーマル特性を示す図、第5図は第1図に示
した回路のうちサーボロック時に働く回路の具体的な回
路図、第6図は本発明の異なる実施例を示すブロック図
、第7図は第6図に示した実施例の動作を示すフローチ
ャート、第8図はサーボモーターの回転時の状態を示す
ベクトル図、第9図はサーボロック時の状態を示すベク
トル図、第10図はサーボモードルの運転パターンを示
すタイムチャー)、第11図は電子サーマル動作時間と
電流との関係を示す図、第12図は本発明装置の動作を
説明するのに用いるフローチャートである。 8Mはサーボモーター、13は速度検知手段としてのエ
ンコーダ、8は停止状態検知手段としての速度検出回路
、22,17.4は電流検出手段を構成する電流検出器
、2相/3相変換手段及び全波整流回路、15,7は電
圧検知手段を構成する電流制御回路及び全波整流回路、
9は温度情報出力手段としての割算器、12,19.2
0及び21は電力制御手段を構成するOR回路、AND
回路、ベースドライブ回路及びインバータ部であ第20 第3 図 第4に 第712] 第8図 第10図 吏   第11121

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、交流で付勢されるサーボモーターが停止状態にある
    事を検知する停止状態検知手段と、前記サーボモーター
    の一次電流の大きさを検出する電流検出手段と、前記サ
    ーボモーターの一次電圧の大きさに応じた信号を出力す
    る電圧検知手段と、これ等停止状態検知手段、電流検出
    手段および電圧検知手段の出力とから、前記サーボモー
    ターの温度に関する情報を出力する温度情報出力手段と
    を有する交流サーボモーターの温度検出装置。 2、前記サーボモーターは多相サーボモーターであり、
    前記電流検出手段は一次側に流れている相電流のうちの
    最大値に応じた信号を出力するように構成してあり、前
    記電圧検知手段は前記最大値相電流が流れている一次巻
    線にかかつている電圧の大きさに応じた信号を出力する
    ように構成してあることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の交流サーボモーターの温度検出装置。 3、前記温度情報出力手段は、停止状態検知手段がサー
    ボモーターの停止状態を示す信号を出力しているときに
    電圧検知手段の出力を電流検出手段の出力で割つた値の
    信号を出力するように構成してあることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の交流サーボモー
    ターの温度検出装置。 4、前記温度情報出力手段は、停止状態検知手段がサー
    ボモーターの停止状態を示す信号を出力しているときに
    電圧検知手段の出力が一定値よりも大きく、電流検出手
    段の出力が一定値よりも小さいことを示す信号を出力す
    るように構成してあることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第2項記載のいずれか一つの交流サーボモ
    ーターの温度検出装置。 5、交流で付勢されるサーボモーターの速度に応じた信
    号を出力する速度検知手段と、前記サーボモーターの一
    次電流の大きさを検出する電流検出手段と、前記サーボ
    モーターの一次電圧の大きさに応じた信号を出力する電
    圧検知手段と、これ等速度検知手段、電流検出手段およ
    び電圧検知手段の出力とから、前記サーボモーターの温
    度に関する情報を出力する温度情報出力手段と、該温度
    情報出力手段の出力に基ずいて前記サーボモーターへの
    電力の供給を制御する電力制御手段とを有する交流サー
    ボモーターの加熱保護装置。 6、前記サーボモーターは多相サーボモーターであり、
    前記電流検出手段は一次側に流れている相電流のうちの
    最大値に応じた信号を出力するように構成してあり、前
    記電圧検知手段は前記最大値相電流が流れている一次巻
    線にかかつている電圧の大きさに応じた信号を出力する
    ように構成してあることを特徴とする特許請求の範囲第
    5項記載の交流サーボモーターの加熱保護装置。 7、前記温度情報出力手段は、停止状態検知手段がサー
    ボモーターの停止状態を示す信号を出力しているときに
    電圧検知手段の出力を電流検出手段の出力で割つた値の
    信号を出力するように構成してあることを特徴とする特
    許請求の範囲第5項または第6項記載の交流サーボモー
    ターの加熱保護装置。 8、前記温度情報出力手段は、停止状態検知手段がサー
    ボモーターの停止状態を示す信号を出力しているときに
    電圧検知手段の出力が一定値よりも大きく、電流検出手
    段の出力が一定値よりも小さいことを示す信号を出力す
    るように構成してあることを特徴とする特許請求の範囲
    第5項ないし第6項記載の何れか一つの交流サーボモー
    ターの加熱保護装置。 9、前記温度情報出力手段は前記速度検知手段の出力に
    応じて該速度検知手段が、前記サーボモーターの速度が
    小さい事を示す信号を出力しているときには大きいこと
    を示しているときに比べ前記電流検出手段の出力による
    影響を大きく受けるように構成してあることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項ないし第8項記載の何れか一つ
    の交流サーボモーターの加熱保護装置。 10、前記電力制御手段は前記温度情報出力手段の出力
    が一定値に達したときには、前記サーボモーターへの電
    力の供給を遮断するように構成してあることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項ないし第9項記載の何れか一つ
    の交流サーボモーターの加熱保護装置。
JP61082013A 1986-04-11 1986-04-11 交流サ−ボモ−タ−の温度検出装置、およびこれを用いた加熱保護装置 Pending JPS62239822A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04347594A (ja) * 1991-05-24 1992-12-02 Mitsubishi Electric Corp サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置
US7106017B2 (en) 2001-02-14 2006-09-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Motor control device

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