JPS62268372A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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JPS62268372A
JPS62268372A JP11033486A JP11033486A JPS62268372A JP S62268372 A JPS62268372 A JP S62268372A JP 11033486 A JP11033486 A JP 11033486A JP 11033486 A JP11033486 A JP 11033486A JP S62268372 A JPS62268372 A JP S62268372A
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JP
Japan
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motor
power
converter
control device
power supply
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Application number
JP11033486A
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Japanese (ja)
Inventor
Kotaro Ominato
大湊 広太郎
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CKD Nikki Denso Co Ltd
Original Assignee
Nikki Denso Co Ltd
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Publication date
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  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To exactly stop a motor on power interruption, by connecting a controller to a power feed section in order to use the regenerative energy of the motor on the service interruption of a main AC power source and generate the output of motor stop control signal to a converter. CONSTITUTION:When power interruption occurs, power supply to a converter 4 is turned OFF. At the same time, from a power interruption detector 10, the output of power interruption command to a controller 8 is generated, and from the controller 8, the output of motor stop control signal to an inverter 7 is generated. A motor 2 goes into a stop action, and power is generated by rotation due to inertia. The power is inverted by the inverter 7, and is regenerat ed to a main DC power source section 6. By this regenerative energy, the control ler 8 is driven via a DC/DC converter 9. The controller 8 is not stopped because of the regenerative energy, and the output of the motor stop control signal to the inverter 7 is continuously generated. This action is continued till the motor 2 is completely stopped.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、七−タ制御装置に関し、特に停電時において
モータをff沸なく確実に停止できるように構成したモ
ータ制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a seven-motor control device, and in particular to a motor control device configured to reliably stop the motor without causing ff boiling during a power outage. Regarding.

(従来の技術) 一般に、■−りは給電により回転駆動する。(Conventional technology) Generally, the -ri is rotated by power supply.

したがって、停電時には給電されないため王−タは停止
するが、モータの回転駆動中に停電が発生した場合、モ
ータ自体および機械の有するイブ−シャの作用により急
停止はできない。このIこめ、慣性により長時間無用な
動作を行なったり、機械の限界を超えて暴走し、重大な
損傷を与える事故も多々発生していた。特に、近年ファ
クトリ−オーhメーションの中核としてFAロボットが
広く普及されてきているが、このロボットのアームもモ
ータで駆動されており、停電が生じた場合アームはコン
トロール不能となって暴走し、重大な災害となるおそれ
も有していた。
Therefore, in the event of a power outage, the motor will stop because no power is supplied, but if a power outage occurs while the motor is rotating, the motor itself and the machine cannot be stopped suddenly due to the action of the drive shaft. Due to this inertia, machines often perform unnecessary operations for long periods of time, or run out of control beyond the limits of the machine, resulting in many accidents that result in serious damage. In particular, FA robots have become widely used as the core of factory automation in recent years, but the arms of these robots are also driven by motors, so if a power outage occurs, the arms can become uncontrollable and run out of control, causing serious problems. There was also the risk of a major disaster.

このような事情に鑑み、停電前におけるモータ停止手段
として以下のh式のものが提案されている。第1には摩
擦制動方式である。これは通常電磁ブレーキ、機械式ブ
レーキと呼ばれており、その構成はモータと同時に回転
する摩擦板と、別に設けた制動機構とを接触させ、摩擦
制動力を発生さゼることにより停止するようにしたもの
である。この方式によれば、停電時の制動は行なわれる
ものの、制動のlこめのメカニズムが摩擦板によるもの
であるため!!擦而面摩耗が生じる欠点を有しており、
また、陛擦面のギヤツブの調節維持等のメンテナンスを
要Jるわずられしさを右している。また、イナーシャが
大きい工作機械やロボットアームに適用する場合、相対
的に大型で強力なブレーキとしなければならないため、
小型化に限界を有し、さらに大幅な]ストアツブとなる
要因ともなっている。また、特にサーボ制御を行なう場
合においては摩擦板は大きな余分なイナーシャの発生源
となり、通常運転時における高応答性が損なわれる不都
合も併せ有している。
In view of these circumstances, the following h-formula has been proposed as a means for stopping the motor before a power outage. The first is a friction braking system. This is usually called an electromagnetic brake or a mechanical brake, and its structure is such that a friction plate that rotates at the same time as the motor contacts a separately provided braking mechanism to generate a frictional braking force to stop the motor. This is what I did. According to this method, braking is performed during a power outage, but the braking mechanism is based on a friction plate! ! It has the disadvantage of causing surface wear,
In addition, maintenance such as adjustment and maintenance of the gear knob on the machining surface is required, making it a hassle. In addition, when applied to machine tools or robot arms with large inertia, the brake must be relatively large and powerful.
There is a limit to miniaturization, and this is also a factor leading to a large amount of storage space. In addition, particularly when performing servo control, the friction plate becomes a source of large excess inertia, which also has the disadvantage of impairing high responsiveness during normal operation.

一方、上記摩擦を利用した制動方式の伯に電気式制動方
式も提案されている。これは通常発電制動方式と呼ばれ
、イーの構成は4+電発lJ−,II;’Iにイナーシ
ャにより回転覆る−[−夕をジェネレータとして作用さ
せ、この発電された1ネルギーを回路に組込んだ抵抗に
消費さゼることにより停止4るようにしたものである。
On the other hand, an electric braking system has also been proposed as an alternative to the above-mentioned braking system using friction. This is usually called a dynamic braking system, and the configuration of E is 4 + electric power generator lJ-, II; 'I is rotated by inertia -[-Y] is made to act as a generator, and this generated 1 energy is incorporated into the circuit. It is designed to stop by being consumed by resistance.

このh式によれば、機械的な摩擦板を有さないため上述
した摩擦制動方式の問題は解消されるが、低速度または
速度が低下してきたときにおいて制動力も比例して低手
してしまう、1これは低速になるほど起電力が減少する
ため抵抗に流れる電流も減少するためである。また、近
年においては、メンテナンスが不必要なことや構造がシ
ンプルで堅牢な特徴と相俟って秀れたサーボ制御が可能
となった誘導電動機が広く普及されつつあるが、この発
電制動方式はモータ自体がマグネット・を有する直流電
動機または同期電動機では容易に適用できるが、マグネ
ットを備えていない誘導電動機には容易には適用できな
い。
According to this H type, the problem of the friction braking method described above is solved because it does not have a mechanical friction plate, but the braking force is also proportionally lower at low speeds or when the speed is decreasing. 1. This is because as the speed decreases, the electromotive force decreases, so the current flowing through the resistor also decreases. In addition, in recent years, induction motors have become widespread because they require no maintenance, have a simple and robust structure, and are capable of excellent servo control. This method can be easily applied to a DC motor or a synchronous motor in which the motor itself has a magnet, but cannot be easily applied to an induction motor that does not have a magnet.

(発明が解決しようとする問題点) 上述のように、従来の発電制動方式においては、停電時
の制動および各種モータへの適用に問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional dynamic braking system has problems in braking during power outages and in application to various motors.

本発明は、上記問題を解消しようどするもので、停電が
発生した場合において、モータをa滞なく確実に停止で
きるようにしたモータ制御装置を提供することを目的と
する。
The present invention aims to solve the above-mentioned problem, and aims to provide a motor control device that can reliably stop the motor without any delay in the event of a power outage.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決り−るための手段) 本発明は、主交流電源を主直流電源に変換するためのコ
ンバータ4を有する電源供給部3と、この電源供給部3
に接続され前記主直流電源をモータ駆動電迂に変換する
ための変換器7と、この変換器7にモータ制御信号を出
力するためのコントロール装置8とを有するモータ制御
装置1において、前記コン]・[1−ル装置8は、前記
主交流電源の停電時にモータ2の回生1ネルギーを利用
してモータ停止制御信号を前記変換器7に出力するため
に前記電源供給部3に接続したものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a power supply unit 3 having a converter 4 for converting main AC power into main DC power, and
A motor control device 1 comprising a converter 7 connected to a converter 7 for converting the main DC power supply to a motor drive current path, and a control device 8 for outputting a motor control signal to the converter 7, - [1-ru device 8 is connected to the power supply unit 3 in order to output a motor stop control signal to the converter 7 by using the regenerated energy of the motor 2 in the event of a power outage of the main AC power supply. be.

(作用) 本発明は、主交流電源が停電すると、モータ2のイナー
シャによる回生エネルギーを電源供給部3に導き、この
回生]ネルギーによりこの電源供給部3に接続されたコ
ントロール装置8を駆動し、コントロール装置8を停電
により停[させることなくモータ停止制御信号を変換器
7に出力しvc<jさせ、モータ2を停止させるもので
ある。
(Function) When the main AC power supply is out of power, the present invention guides regenerative energy due to the inertia of the motor 2 to the power supply section 3, and uses this regenerated energy to drive the control device 8 connected to the power supply section 3. A motor stop control signal is output to the converter 7 to make vc<j, and the motor 2 is stopped without stopping the control device 8 due to a power outage.

(実施例) 以下、本発明を3相誘導電動機の制御装置に適用した一
実施例を図面を参照して詳細に説明覆る。
(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a control device for a three-phase induction motor will be described in detail with reference to the drawings.

第1図において、1はモータ制御装置を示し、2はこの
モータ制御装置1に接続された3相誘導電動機であるモ
ータを示す。
In FIG. 1, 1 indicates a motor control device, and 2 indicates a motor connected to this motor control device 1, which is a three-phase induction motor.

前記モータ制御装@1は電源供給部3を備えており、こ
の電源供給部3はコンバータ4を有している。このコン
バータ4は、その内部に回生エネルギーを蓄えるコンデ
ンサを有し、図示していない3相Ffi線に接続されて
おり、主交流電源部5に給電される主交流電源を主直流
電源部6の主直流電源に変換するために設けられている
。7は変換器であるインバータで、このインバータ7は
前記主直流電源部6およびモータ2に接続されており、
主直流電源をモータ駆動電圧に変換するために設けられ
ている。8はコントロール装置で、このコントロール装
置8は、モータ2の可変速制御信号を出力するためのも
ので、前記インバータフに接続されている。また、この
]コントロール装置は、前記主直流電源部6にDC/D
C:]コンバータを介して接続され、このD C/D 
Cコンバータ9は、前記主直流電源をコントロール装置
8の駆動用の電源に変換りる。イして、通常運転時にお
いては、電源供給部3からコントロール装置8自体の駆
動電源を17るとともに、前記主交流電源の停電時には
モータ2の回生Tネルギーを利用してモータ停止制御I
仁号を前記インバータ7に出力し続ける。また、10は
停電検出器で、前記主交流電源の停電を検出すると同時
に前記コント[1−ル装置8に停止指令を出力するため
に設けられている。
The motor control device @1 includes a power supply section 3, and this power supply section 3 has a converter 4. This converter 4 has a capacitor therein for storing regenerative energy, is connected to a three-phase FFI line (not shown), and connects the main AC power supplied to the main AC power supply 5 to the main DC power supply 6. Provided for converting to main DC power. 7 is an inverter which is a converter, and this inverter 7 is connected to the main DC power supply section 6 and the motor 2,
It is provided to convert the main DC power source into motor drive voltage. 8 is a control device, and this control device 8 is for outputting a variable speed control signal for the motor 2, and is connected to the inverter. In addition, this] control device provides a DC/D
C: ] connected through a converter, this D C/D
The C converter 9 converts the main DC power source into a power source for driving the control device 8 . During normal operation, the drive power for the control device 8 itself is supplied from the power supply section 3, and when the main AC power supply is out of power, the regenerative T energy of the motor 2 is used to control the motor stop control I.
Continue outputting the jin sign to the inverter 7. A power failure detector 10 is provided to detect a power failure of the main AC power source and simultaneously output a stop command to the control device 8.

次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

まず、通常運転時においては、コンバータ4に主交流電
源が給電されることにより、このコンバータ4は主直流
電源に変換してインバータ7およびDC/DCコンバー
タ9に出力する。前記インバータ7は、この主直流電源
をモータ駆動電圧に変換してモータ2に供給する。一方
、前記DC/DC:、1ンバータ9は、主直流電源を降
圧し、]コントロール装置に供給する。コントロール装
置8はこのDC/DC]ンバータ9の出力により駆動さ
れ、前記インバータ7に可変速制御信号を出力する。以
上の作用によりモータ2の駆動および可変速制御が行な
われる。
First, during normal operation, main AC power is supplied to converter 4, which converts it into main DC power and outputs it to inverter 7 and DC/DC converter 9. The inverter 7 converts this main DC power into a motor drive voltage and supplies it to the motor 2. On the other hand, the DC/DC:1 inverter 9 steps down the main DC power and supplies it to the control device. The control device 8 is driven by the output of the DC/DC inverter 9 and outputs a variable speed control signal to the inverter 7. Drive and variable speed control of the motor 2 are performed by the above operations.

次に、停電時における動作を説明する。まず、停電が発
生したとぎにはコンバータ4への給電はオフとなる。こ
れと同時に、停電検出器10はコントロール装@8に停
電指令を出力する。コントロール装置8はこの指令によ
りモータ停止制御信号をインバータ7に出力する。モー
タ2はこの停止制御信号による停止動作に入り、これと
ともにモータ2がジェネレータとして作用し、その慣性
による回転等によって電力が発生し、ブレーキノコが生
じる。これとともに、その電力がインバータ7で逆変換
され、主直流電源部6に回生される。この回生エネルギ
ーはDC/DCコンバータ9を介してコントロール装@
8を駆動する。コントロール装N8はこの回生エネルギ
ーにより停止することなくモータ停止制御信号をインバ
ータ7に出力し続ける。この作用はモータ2の回生1ネ
ルギーが消失するまで、すなわちt−夕2が完全に停+
I=するまで継続される。
Next, the operation during a power outage will be explained. First, when a power outage occurs, the power supply to the converter 4 is turned off. At the same time, the power failure detector 10 outputs a power failure command to the control device @8. Control device 8 outputs a motor stop control signal to inverter 7 based on this command. The motor 2 enters a stop operation in response to this stop control signal, and at the same time, the motor 2 acts as a generator, and electric power is generated due to rotation due to its inertia, and a brake lock occurs. At the same time, the electric power is reversely converted by the inverter 7 and regenerated to the main DC power supply section 6. This regenerated energy is transferred to the control device via the DC/DC converter 9.
Drive 8. The control device N8 continues to output a motor stop control signal to the inverter 7 without stopping due to this regenerated energy. This action continues until the regeneration 1 energy of the motor 2 disappears, that is, the motor 2 completely stops.
It continues until I=.

なお、DC/DCコンバータ9は、1:直流電源をコン
トロール装置駆動電圧に降圧するために設けたが、主直
流電源をそのまま駆動電源として使用する場合にはおい
ては、このDC/DCコンバータ9は設けずに、:1:
直流電源部6に」ンI・[1−ル装@8を直接接続して
も良い。
Note that the DC/DC converter 9 is provided to step down the DC power supply to the drive voltage for the control device; however, in the case where the main DC power supply is used as the drive power supply as it is, this DC/DC converter 9 is Without setting:1:
The DC power supply unit 6 may be directly connected to the I/[1-L unit @8.

また、上記実施例においては、]ントロール装@8をD
 C/D Cコンバータ9を介して主直流電源部6に接
続し、主直流電源部6への回生を行なう例について説明
したが、第2図に示Jように、コントロール装置8をA
 C/D Cコンバータ11を介して主交流電源部5に
接続し、]コンバータの前段である主交流電源部5への
回生を行なうものでも良い。この場合、コントロール装
置8(ま主交流電源部5へAC/r)C−+ンバータ1
1を介して接続することにより、前記実施例と同様の作
用が行なわれる。なお、この場合、停電検出器10の0
動と同期して3相母線との接続部に設りた図示しない遮
断器を作動し、回生エネルギーが3相母線側まで入り込
まないようにするのがよい。
In addition, in the above embodiment, ] control equipment @8 is
An example has been described in which the control device 8 is connected to the main DC power supply unit 6 via the C/DC converter 9 and regeneration is performed to the main DC power supply unit 6, but as shown in FIG.
It may also be connected to the main AC power supply section 5 via the C/DC converter 11 to perform regeneration to the main AC power supply section 5 which is the preceding stage of the converter. In this case, the control device 8 (or AC/r to the main AC power supply section 5) C-+ converter 1
1, the same effect as in the previous embodiment is achieved. In addition, in this case, 0 of the power failure detector 10
It is preferable to operate a circuit breaker (not shown) installed at the connection with the three-phase bus line in synchronization with the movement of the three-phase bus line to prevent regenerated energy from entering the three-phase bus side.

さらに、前記各実施例においては、モータの実施例とし
て3相誘導電動機を使用した制御装置に適用したものに
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、直
流電動機または同期電動機の制御装置に適用したもので
あっても良い。ここで直流電動機の場合は、上記実施例
における変換器としてのインバータはD C/D Cコ
ンバータとすることにより同様の動作信用が行なわれる
Further, in each of the above embodiments, the motor is applied to a control device using a three-phase induction motor as an example of the motor, but the present invention is not limited to this. It may be applied. In the case of a DC motor, similar operational reliability can be achieved by using a DC/DC converter instead of the inverter as the converter in the above embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によれば、停電が発電した場合に
おいてもモータが駆動している限り停止制御信号が変換
機に継続して供給されるため、従来のように停電と同時
にモータ停止制御信号が途切れることがなく、機械的制
動機構等を要せずに確実に停止制御が行なわれる。また
、従来の発電制動方式のように発電されたエネルギーを
抵抗により消費する構成としていないため、七−夕速 
11一 度の低下とともに制動力が低下することもない。
As described above, according to the present invention, even when power is generated due to a power outage, the stop control signal is continuously supplied to the converter as long as the motor is being driven. The signal is not interrupted, and stop control is reliably performed without the need for a mechanical braking mechanism or the like. In addition, unlike conventional dynamic braking systems, the generated energy is not consumed through resistance, so
11 The braking force does not decrease as the brake force decreases once.

さらに、本発明の制動5A置における構成要素どしては
、基本的には従来の制御回路を用いることができるため
、特別の装置を必要どすることなく、極めてシンプルで
安価に得ることができる。
Furthermore, since conventional control circuits can basically be used for the components in the 5A brake system of the present invention, it can be obtained extremely simply and at low cost without requiring any special equipment. .

また、特に内部にマグネットを有さない誘導電動機の停
電時の停止制御を行なう場合においては、従来は機械式
P7擦ブレーキに頼らざるを得ないものであったが、本
発明の適用により、誘導電動機の本来有する特長を妨げ
る機械式ブレーキを使わずに確実に停電時の停止制御が
できる極めて有効な制御装置となるものである。
In addition, when performing stop control in the event of a power outage, especially for induction motors that do not have magnets inside, conventionally it was necessary to rely on mechanical P7 friction brakes, but with the application of the present invention, This is an extremely effective control device that can reliably perform stop control in the event of a power outage without using a mechanical brake that interferes with the inherent features of the electric motor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の−[−全制御装置を誘導電動機の制御
装置に適用した一実施例を丞すブロック回路図、第2図
は同上他の実施例を示すブロック回路図である。 1・・モータ制御装置、2・・モータ、3・・電源供給
部、4・・]ンバータ、5・・主交流電源部、6・・主
直流電源部、7・・変換器、8・・コントロール装置、
9・・DC/DCコンバータ、11・・AC/[)Cコ
ンバータ。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment in which the entire control device of the present invention is applied to a control device for an induction motor, and FIG. 2 is a block circuit diagram showing another embodiment of the same. 1... Motor control device, 2... Motor, 3... Power supply unit, 4... Inverter, 5... Main AC power supply unit, 6... Main DC power supply unit, 7... Converter, 8... control device,
9...DC/DC converter, 11...AC/[)C converter.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主交流電源を主直流電源に変換するためのコンバ
ータを有する電源供給部と、この電源供給部に接続され
前記主直流電源をモータ駆動電圧に変換するための変換
器と、この変換器にモータ制御信号を出力するためのコ
ントロール装置とを有するモータ制御装置において、 前記コントロール装置は、前記主交流電源の停電時にモ
ータの回生エネルギーを利用してモータ停止制御信号を
前記変換器に出力するために前記電源供給部に接続した
ことを特徴とするモータ制御装置。
(1) A power supply section having a converter for converting main AC power into main DC power; a converter connected to this power supply for converting the main DC power into motor drive voltage; and this converter. and a control device for outputting a motor control signal to the converter, wherein the control device outputs a motor stop control signal to the converter using regenerated energy of the motor during a power outage of the main AC power supply. 1. A motor control device, characterized in that the motor control device is connected to the power supply section for the purpose of controlling the power source.
(2)モータは誘導電動機で、変換器はインバータであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモータ
制御装置。
(2) The motor control device according to claim 1, wherein the motor is an induction motor and the converter is an inverter.
(3)モータは同期電動機で、変換器はインバータであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のモータ
制御装置。
(3) The motor control device according to claim 1, wherein the motor is a synchronous motor and the converter is an inverter.
(4)モータは直流電動機で、変換器はDC/DCコン
バータであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のモータ制御装置。
(4) The motor control device according to claim 1, wherein the motor is a DC motor and the converter is a DC/DC converter.
(5)コントロール装置は、DC/DCコンバータを介
して電源供給部の主直流電源部に接続されたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに
記載のモータ制御装置。
(5) The motor control according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device is connected to the main DC power supply section of the power supply section via a DC/DC converter. Device.
(6)コントロール装置は、AC/DCコンバータを介
して電源供給部の主交流電源部に接続されたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに
記載のモータ制御装置。
(6) The motor control according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device is connected to a main AC power supply section of the power supply section via an AC/DC converter. Device.
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