KR102505461B1 - 모터 제어 장치 - Google Patents
모터 제어 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102505461B1 KR102505461B1 KR1020177026994A KR20177026994A KR102505461B1 KR 102505461 B1 KR102505461 B1 KR 102505461B1 KR 1020177026994 A KR1020177026994 A KR 1020177026994A KR 20177026994 A KR20177026994 A KR 20177026994A KR 102505461 B1 KR102505461 B1 KR 102505461B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- circuit
- cut
- signal
- motor
- emergency stop
- Prior art date
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 29
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 101100366944 Mus musculus Ston2 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/02—Details of stopping control
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
- H02P27/085—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
본 모터 제어 장치는, 모터의 회전 동작을 제어하는 회전 제어부와, PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부와, PWM 신호에 따른 구동 펄스 신호를 출력하는 구동 회로와, 구동 펄스 신호에 따라 스위치 소자를 온/오프 제어하여 모터의 구동 전압을 생성하는 인버터와, 구동 회로로의 동작 전원의 공급을 지시에 따라 차단하는 차단 회로와, 차단 회로의 차단을 제어함으로써 차단 회로를 진단하기 위한 진단 펄스 신호를 생성하는 진단 펄스 생성부와, 구동 회로의 동작 전원의 공급의 유무를 검출하는 차단 진단부를 구비한다. 그리고, 본 모터 제어 장치는, 진단 펄스 생성부로부터 차단 회로에 대해, 진단 펄스 신호에 의거하는 차단 지시 신호를 부여함으로써, 차단 진단부가 구동 회로의 동작 전원의 유무를 검출하고, 차단 회로의 이상을 진단한다.
Description
본 발명은, 외부 지령에 의거하여 모터로의 전력의 통전을 차단하는 통전 차단 회로를 구비한 모터 제어 장치에 관한 것이며, 특히, 이 통전 차단 회로를 진단함으로써 통전 차단 회로 이상(異常)을 검출하는 진단 기능도 구비한 모터 제어 장치에 관한 것이다.
최근, 모터를 제어하는 방식으로는, 마이크로 프로세서를 이용한 디지털 처리를 이용한 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭 변조) 제어가 널리 행해지고 있다. 이러한 모터 제어의 일례로서, 예를 들면, PWM으로의 스위칭 타이밍의 주기마다 모터의 코일에 흐르는 모터 전류를 검출하고, 검출한 모터 전류가 전류 지령값과 일치하도록 PI제어(비례+적분 제어) 등을 이용한 모터 제어의 기술이 있다. 또, FA서보에서 사용되는 표면 자석 구조의 동기 모터(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)가 출력하는 토크는 모터 전류와 비례 관계에 있으므로, 모터 전류의 값을 PWM 제어에 의해 제어함으로써, 모터로부터 출력되는 토크를 자유자재로 컨트롤할 수 있다.
한편, 종래, 비상 시에 모터를 정지시키는 비상 정지 회로를 포함하는 구성으로 하고, 또한, 이 비상 정지 회로의 고장 리스크도 저감하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
도 8은, 모터 제어 장치에 있어서의 이러한 종래의 비상 정지 회로부(900)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 종래의 비상 정지 회로부(900)는, 비상 정지 스위치(911, 912) 중 적어도 한쪽이 개방 조작되면, 입력 회로(921, 922) 중 어느 한쪽을 통하여, CPU(931, 932) 중 어느 한쪽으로부터 비상 정지 지령이 출력된다. 이 비상 정지 지령에 응답하여, 출력 회로(941, 942) 중 어느 한쪽에 의해, 모터(99)로의 전력 공급을 개폐하는 개폐기(SW91, SW92) 중 한쪽이 개방되고, 모터(99)를 동작시키는 시스템이 비상 정지한다. 이와 같이, 비상 정지 회로부(900)는, 비상 정지 지령을 입력하는 입력 회로를 2개로 하여 비상 정지 회로의 구성을 2중화하고 있다. 그리고, 이 2중화에 의해, 어느 1계통의 비상 정지 회로가 고장난 경우에도, 다른 계통에 의해 모터(99)를 정지할 수 있는 구성으로 하고 있다.
또한, 이 비상 정지 회로부(900)에서는, 입력 회로(921, 922)의 각각에, 이 입력 기능을 오프하기 위한 개폐 수단이 설치되어 있다. 이 개폐 수단은 각각, CPU(931, 932)로부터의 오프 신호(Off1, Off2)에 의해 제어된다. 따라서, 2중화된 비상 정지 회로에 대해, 개폐 수단을 한쪽씩 개폐하면, 개개의 비상 정지 회로를 한쪽씩 검사할 수 있다. 이것에 의해, 비상 정지를 위한 입력 회로(921, 922)의 검사를 수시로 행하는 것이 가능해진다. 즉, 이 종래의 비상 정지 회로부(900)에서는, 비상 정지 회로에 검사 기능을 설치함으로써, 비상 정지 회로의 고장 리스크를 저감하고, 또한, 시스템을 정지시키지 않고, 비상 정지 신호의 입력 회로(921, 922)의 검사도 가능하게 하고 있다.
그러나, 종래의 비상 정지 회로의 구성에서는, 시스템을 정지시키지 않고, 비상 정지 신호의 입력 회로를 검사할 수 있지만, 검사하는 입력 회로에 대해서는, 그 검사 시에는 그 입력 기능을 정지시키고 비상 정지 회로의 동작 확인을 행할 필요가 있다. 이 때문에, 이 종래의 구성에서는, 검사하고 있는 입력 회로로부터는 비상 정지시키지 못하여, 검사 시에는 2중화의 효과가 없어진다는 과제가 있었다. 예를 들면, 도 8에 있어서, CPU(931)가 오프 신호(Off1)에 의해 입력 회로(921)의 입력 기능을 오프로 하고 검사하고 있을 때에는, 비상 정지 스위치(911)를 작동시켜도 모터(99)를 비상 정지시킬 수 없다. 또한, 이 종래의 시스템은, 입력 회로 만의 고장 검출을 행하는 시스템이며, 예를 들면 도 8의 출력 회로(941, 942)의 검사는 할 수 없다.
본 모터 제어 장치는, 모터를 구동 제어함과 함께, 외부로부터의 비상 정지 지령에 의해 모터로의 통전을 정지시키는 통전 차단 기능을 가진 모터 제어 장치이다. 본 모터 제어 장치는, 모터의 회전 동작을 제어하기 위한 회전 제어 신호를 생성하는 회전 제어부와, 회전 제어 신호에 따른 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부와, PWM 신호에 따라 스위치 소자를 온/오프 제어하는 구동 펄스 신호를 출력하는 구동 회로와, 스위치 소자를 가지며, 구동 펄스 신호에 따라 스위치 소자가 온/오프되는 PWM 제어에 의해 모터로 인가하는 전압을 생성하는 인버터와, 구동 회로의 동작 전원의 공급을 지시에 따라 차단하는 차단 회로와, 차단 회로의 차단을 제어함으로써 차단 회로를 진단하기 위한 진단 펄스 신호를 생성하는 진단 펄스 생성부와, 구동 회로의 동작 전원의 유무를 검출하는 차단 진단부를 구비한다. 그리고, 본 모터 제어 장치는, 진단 펄스 생성부로부터 차단 회로에 대해, 진단 펄스 신호에 의거하는 차단 지시 신호를 부여함으로써, 차단 진단부가 구동 회로의 동작 전원의 유무를 검출함으로써 차단 회로의 이상을 진단한다.
이러한 모터 제어 장치에 의하면, 모터를 구동하고 있는 상태에 있어서도 모터로의 통전을 정지시키는 차단 회로의 이상을 진단할 수 있다. 또한, 진단 중이어도, 비상 정지 기능의 2중화나 다중화의 효과도 확보할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 통전 차단부의 상세한 구성, 및 차단 진단부와 진단 펄스 생성부의 구성을 포함하는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 차단부의 진단 방법을 설명하기 위한 동작 파형도이다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 그 외의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 8은, 종래예의 모터 제어 장치에 있어서의 차단 회로의 블록 구성도이다.
도 2는, 통전 차단부의 상세한 구성, 및 차단 진단부와 진단 펄스 생성부의 구성을 포함하는 블럭도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 차단부의 진단 방법을 설명하기 위한 동작 파형도이다.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 그 외의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 모터 제어 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 8은, 종래예의 모터 제어 장치에 있어서의 차단 회로의 블록 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 모터 제어 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시의 형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 제어 장치(10)의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태의 모터 제어 장치(10)에는, 모터(40)가 접속되어 있다. 모터(40)는, 모터 제어 장치(10)에 의해 3상의 정현파를 인가함으로써 회전하는 유도 전동기나 3상 브러쉬리스 모터이며, 최근에는 효율이나 제어성의 점에서, 로터에 자석을 배치한 3상의 브러쉬리스 모터가 널리 이용되고 있다. 본 실시의 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 모터 제어 장치(10)가, 브러쉬리스 모터인 모터(40)의 회전을 제어하는 구성예를 들어 설명한다.
모터(40)는, 영구자석을 유지한 로터와 철심에 코일(41)을 감아 구성되는 스테이터를 구비하고 있으며, 코일(41)을 통전 구동함으로써 로터가 회전한다. 본 실시의 형태에서는, 서로 120도 위상이 상이한 U상, V상, W상으로 하는 3상으로 모터(40)를 구동하는 브러쉬리스 모터의 일례를 들어 설명한다. 이러한 3상 구동을 행하기 위해, 모터(40)는, U상, V상, W상 각각의 코일(41)을 가지고 있다.
또, 모터 제어 장치(10)는, 이들 코일(41)에 대해 소정의 파형의 구동 전압(Vd)을 상마다 인가함으로써, 이들 코일(41)을 통전 구동한다. 이것에 의해, 로터가, 모터 제어 장치(10)로부터의 통전 구동에 의한 회전 제어에 따라서 회전한다. 또, 이러한 회전 제어를 행하기 위해, 모터 제어 장치(10)에는, 예를 들면 외부의 콘트롤러 등으로부터 회전 지령 신호(Rc)가 공급된다. 회전 지령 신호(Rc)는, 예를 들면, 회전 속도나 토크 등을 지령하는 신호이다. 모터 제어 장치(10)는, 이 지령에 의한 회전 속도나 토크로 회전하는 소정의 파형의 구동 전압(Vd)을 생성하고, 이것에 의해 모터(40)가 원하는 회전 동작을 하도록 제어하고 있다.
또한, 모터 제어 장치(10)에는, 제어 회로 등의 소전력 회로를 동작시키기 위한 동작 전원으로서의 제어용 전원(도시하지 않음)으로부터 양측의 제어용 전압(Vcc)과, 코일(41)로의 통전 구동을 주목적으로 하여, 비교적 전력 용량이 큰 전원인 구동용 전원(도시하지 않음)으로부터 양측의 구동용 전압(Vdd)이, 음측의 그라운드(GND)와 함께 공급되고 있다. 도 1에서는, 제어용 전압(Vcc)이 제어용 전원 단자(11c)에 공급되고, 구동용 전압(Vdd)이 구동용 전원 단자(11d)에 공급되며, 그라운드(GND)가 그라운드 단자(11g)에 접속된 구성예를 나타내고 있다. 또한, 도 1에서는, 번잡함을 피하기 위해, 모터 제어 장치(10) 내에 있어서, 제어용 전압(Vcc) 및 구동용 전압(Vdd)을 주요부 만으로 공급하는 접속을 나타내고 있지만, 당연히, 적절하게 필요한 회로에 전원 공급되고 있다.
그리고, 본 실시의 형태에서는 또한, 비상 시에 모터(40)로의 전력의 통전을 차단하기 위해, 모터 제어 장치(10)에는, 외부로부터의 비상 정지의 지령인 비상 정지 신호가 2계통분, 정지 신호 입력 단자에 공급되고 있다. 도 1에서는, 한쪽의 비상 정지 신호(StP)가 정지 신호 입력 단자(16p)에 공급되고, 다른쪽의 비상 정지 신호(StN)가 정지 신호 입력 단자(16n)에 공급되는 구성예를 나타내고 있다.
다음에, 모터 제어 장치(10)의 구성에 대해서 설명한다. 모터 제어 장치(10)는, 모터(40)의 로터가 회전 지령 신호(Rc)에 따른 회전 동작을 행하도록 제어하기 위해, 회전 제어부(21), PWM 생성부(22), P측 구동 회로(23p), N측 구동 회로(23n), 및 인버터(24)를 구비하고 있다. 또, 본 실시의 형태에서는, 비상 시에 모터(40)로의 전력의 공급을 차단하여 모터(40)를 긴급 정지시키기 위해, 모터 제어 장치(10)는, 2계통의 통전 차단 회로로 구성한 각각의 통전 차단부(30p, 30n)를 구비하고 있다. 그리고, 본 실시의 형태에서는, 통전 차단부(30p, 30n)를 진단함으로써 통전 차단 회로의 이상을 검출하는 진단 기능으로서, 모터 제어 장치(10)가 차단 진단부(31), 및 진단 펄스 생성부(33)를 더 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 모터 제어 장치(10)에 있어서, 우선, 회전 지령 신호(Rc)가 공급되는 회전 제어부(21)는, 이 회전 지령 신호(Rc)에 의거하여 모터(40)의 회전 동작을 제어하기 위해, 예를 들면 토크량 등 코일(41)로의 구동량을 나타내는 신호인 회전 제어 신호(Dd)를 생성한다. 회전 제어부(21)는, 이러한 회전 제어 신호(Dd)를 PWM 생성부(22)에 공급한다.
다음에, PWM(펄스폭 변조) 생성부(22)는, 이 회전 제어 신호(Dd)에 따라 펄스폭 변조된 신호인 PWM 신호(Pd)를, 각 상 각각에 생성한다. 즉, 보다 구체적으로는, PWM 생성부(22)는, 코일(41)을 구동하기 위한 구동 파형을 상마다 생성하고, 생성한 구동 파형을 각각 펄스폭 변조하여, PWM 신호(Pd)로서 출력한다. 예를 들면, 코일(41)을 정현파 구동하는 경우에는 구동 파형은 정현파 파형이며, 구동 파형의 진폭은, 회전 제어 신호(Dd)에 따라 결정된다. PWM 생성부(22)는, 상마다 생성한 구동 파형을 변조 신호로 하여, 각각에 펄스폭 변조를 행하고, 구동 파형으로 펄스폭 변조한 펄스열의 PWM 신호(Pd)를, P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)에 공급한다.
다음에, P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)는, 3상의 인버터(24)의 6개의 파워 동작의 스위치 소자를 온/오프 제어하는 회로이다. P측 구동 회로(23p)는, PWM 생성부(22)로부터의 PWM 신호(Pd)를, P측(양극측)의 스위치 소자를 스위칭 구동하기 위한 구동 펄스 신호(Dpp)로 변환한다. 그리고, P측 구동 회로(23p)는, 구동 펄스 신호(Dpp)를, 각각 대응한 스위치 소자에 전달한다. 또, N측 구동 회로(23n)는, PWM 생성부(22)로부터의 PWM 신호(Pd)를, N측(음극측)의 스위치 소자를 스위칭 구동하기 위한 구동 펄스 신호(Dpn)로 변환한다. 그리고, N측 구동 회로(23n)는, 구동 펄스 신호(Dpn)를, 각각 대응한 스위치 소자에 전달한다.
또, P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)에는, 인버터(24) 등의 고전압의 1차측의 회로에 전원 공급하는 구동용 전압(Vdd)과, 제어 신호나 외부와의 접속 소자 등의 저전압의 2차측의 회로에 전원 공급하는 제어용 전압(Vcc)이 공급된다. 그리고, P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)는, 구동용 전압(Vdd)측과 제어용 전압(Vcc)측을 절연하는 기능도 가지고 있어, 옵토커플러 등의 절연 소자가 이용된다.
여기서, 특히, P측 구동 회로(23p)에서 사용하는 제어용 전압(Vcc)은, 통전 차단부(30p)를 통하여 공급된다. 도 1에서는, 통전 차단부(30p)를 통한 제어용 전압(Vccs)으로서, 제어용 전압(Vcc)이 P측 구동 회로(23p)에 공급되는 예를 나타내고 있다. 또한, 통전 차단부(30p)는, 2계통의 차단 회로(A, B)를 가지고 있으며, 적어도 어느쪽의 차단 회로로부터 제어용 전압(Vcc)이 공급되면 P측 구동 회로(23p)는 동작한다. 그리고, 2계통의 차단 회로(A, B) 각각이 제어용 전압(Vcc)을 차단함으로써, P측 구동 회로(23p)는 정지한다. 이와 같이, 통전 차단부(30p)에 의한 차단 기능은, 모든 차단 회로가 차단했을 때에만 제어용 전압(Vcc)의 공급이 차단되는 논리합의 구성으로 되어 있다. 즉, 전체 차단 회로 중 적어도 1개의 차단 회로가 차단되어 있지 않을 때는, 제어용 전압(Vcc)이 제어용 전압(Vccs)으로서 P측 구동 회로(23p)에 공급되는 구성이다. 이 구성에 대해서는, 이하에서 더 상세하게 설명한다. 또, N측의 회로인 통전 차단부(30n)도 동일한 구성이며, N측 구동 회로(23n)로는, 2계통의 차단 회로(A, B)를 가진 통전 차단부(30n)를 통하여, 제어용 전압(Vcc)이 제어용 전압(Vccs)으로서 공급된다.
다음에, 인버터(24)는, 구동 펄스 신호(Dpp, Dpn)에 의거하여, 상마다 코일(41)로의 통전을 행하여, 코일(41)을 통전 구동한다. 인버터(24)는, 구동용 전원의 양극측, 즉 구동용 전압(Vdd)에 접속된 스위치 소자(24p)와, 음극측, 즉 그라운드(GND)에 접속된 스위치 소자(24n)를, U상, V상, W상 각각에 구비하고 있다. 그리고, 각각의 상에 있어서, 구동 펄스 신호(Dpp)에 의해 스위치 소자(24p), 구동 펄스 신호(Dpn)에 의해 스위치 소자(24n)가 온/오프 제어된다. 그러면, 구동용 전원 단자(11d)로부터 온의 스위치 소자를 통하여, 구동 출력으로부터 코일(41)에 대해 구동 전압(Vd)이 더 공급된다. 이 구동 전압(Vd)의 공급에 의해, 코일(41)에 구동 전류가 흐른다. 여기서, 구동 펄스 신호(Dpp, Dpn)를 생성하는 PWM 신호(Pd)는, 구동 파형을 펄스폭 변조한 신호이기 때문에, 인버터(24)에 의해, 구동 파형에 따른 구동 전류로 각각의 코일(41)이 통전된다.
이상, 모터 제어 장치(10)가, 회전 제어부(21), PWM 생성부(22), P측 구동 회로(23p), N측 구동 회로(23n), 및 인버터(24)를 구비한 구성에 의해, 인버터(24)가 구동 전압(Vd)에 의해 코일(41)을 통전 구동하고, 이것에 의해, 모터(40)의 로터가 회전 지령 신호(Rc)에 따른 회전 동작을 행한다.
다음에, 도 1과 같이 구성된 모터 제어 장치(10)에 있어서, 비상 시에 모터(40)로의 통전을 차단하기 위한 통전 차단부(30p, 30n)의 구성에 대해서 설명한다.
우선, 상술한 바와 같이, 본 실시의 형태에서는, 비상 정지 기능의 신뢰성을 높이기 위해, 신호 및 회로를 복수 이용한 장황 회로로 구성하고 있다. 즉, 도 1에서는, 양극측의 통전 차단부(30p)와 음극측의 통전 차단부(30n)의 2계통으로 한 예이며, 또한 3계통 이상의 복수의 구성으로 해도 된다. 그리고, 상세한 것에 대해서는 이하에서 설명하지만, 본 실시의 형태에서는, 복수로 구성한 통전 차단부로의 비상 정지 신호는, 모터(40)를 정지시키는 경우에는 각 입력 회로로 동시에 비상 정지 신호를 부여하는 구성으로 하고 있다. 즉, 도 1의 비상 정지 신호(StP, StN)가 동시에 공급되고, 통전 차단부(30p, 30n)의 각각도 동시에 동작하는 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 통전 차단부(30p, 30n)의 2계통 중 어느 한쪽의 계통이 고장이었다고 해도, 다른쪽의 계통에서 비상 정지시킬 수 있어, 이것에 의해 비상 정지 기능의 신뢰성을 높이고 있다. 또, 통전 차단부(30p)는, 구체적으로는, 외부로부터의 비상 정지 신호(StP)에 의해 비상 정지가 지시되면, P측 구동 회로(23p)로의 제어용 전압(Vcc)의 공급을 절단하도록 동작한다. 이것에 의해, 인버터(24)로의 구동 펄스 신호(Dpp)의 공급도 절단되고, 코일(41)에 대한 구동 전압(Vd)의 공급도 절단되여, 모터(40)의 회전이 정지한다. 또한, 통전 차단부(30n)도, 마찬가지로, 외부로부터의 비상 정지 신호(StN)에 의해 비상 정지가 지시되면, N측 구동 회로(23n)로의 제어용 전압(Vcc)의 공급을 절단하도록 동작하여, 모터(40)의 회전이 정지한다. 이러한 2중의 구성에 의해, 외부로부터, 비상 정지 신호(StP)와 비상 정지 신호(StN) 중 적어도 한쪽의 신호로 비상 정지가 지시되면, 모터(40)의 회전이 정지한다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 비상 정지 신호(StP)와 비상 정지 신호(StN)가 동시에 공급되도록 구성하고 있어, 이것에 의해, 상기 설명한 바와 같이 비상 정지 기능의 신뢰성을 높이고 있다.
다음에, 이러한 동작을 행하기 위해, 통전 차단부(30p)는, 입력 회로(26p)와, 합성부(27p)와, 차단부(28p)를 구비하고, 통전 차단부(30n)는, 입력 회로(26n)와, 합성부(27n)와, 차단부(28n)를 구비하고 있다.
입력 회로(26p)는, 외부로부터의 한쪽의 비상 정지의 지시를 나타내는 비상 정지 신호(StP)를 입력하는 회로이며, 입력 회로(26n)는, 외부로부터 다른쪽의 비상 정지의 지시를 나타내는 비상 정지 신호(StN)를 입력하는 회로이다. 입력 회로(26p)는, 외부로부터의 비상 정지 신호(StP)를, 내부에서의 비상 정지의 지시를 나타내는 비상 정지 신호(StPp)로 변환하여 출력한다. 또, 입력 회로(26n)는, 외부로부터의 비상 정지 신호(StN)를, 내부에서의 비상 정지의 지시를 나타내는 비상 정지 신호(StNn)로 변환하여 출력한다.
또, 합성부(27p) 및 합성부(27n)는, 각각에 합성 회로(A, B)를 구비하고 있다. 이들 합성부(27p)의 합성 회로(A, B), 및 합성부(27n)의 합성 회로(A, B)는, 각각, 입력 회로(26p) 및 입력 회로(26n)로부터의 비상 정지 신호(StPp, StNn)와 진단 펄스 생성부(33)로부터의 진단 펄스 신호(Diag)를 합성하여, 차단부(28p) 및 차단부(28n)로 각각 정지 신호(SswP, SswN)로서 출력한다.
또, 차단부(28p) 및 차단부(28n)는, 각각에 차단 회로(A, B)를 구비하고 있다. 이들 차단부(28p)의 차단 회로(A, B), 및 차단부(28n)의 차단 회로(A, B)는, 각각에 대응한 합성 회로(A, B)가 출력하는 차단 지시 신호로서의 정지 신호(SswP, SswN)에 따라, 제어용 전압(Vcc)의 공급을 차단하도록 동작한다. 즉, 차단부(28p) 및 차단부(28n)는, 병렬로 접속된 차단 회로(A)와 차단 회로(B)를 구비하고 있으며, 각각에 제어용 전압(Vcc)이 접속되어 있다. 이 때문에, 차단부(28p)에서는, 정지 신호(SswP)에 의해, 차단 회로(A)와 차단 회로(B) 각각을 차단 상태로 함으로써 제어용 전압(Vcc)의 출력이 정지하고, 차단부(28n)에서는, 정지 신호(SswN)에 의해, 차단 회로(A)와 차단 회로(B) 각각을 차단 상태로 함으로써 제어용 전압(Vcc)의 출력이 정지한다. 이러한 차단부(28p) 및 차단부(28n)를 통한 제어용 전압(Vccs)이 P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)에 공급된다.
여기서, 합성 회로(A, B)는, 입력의 비상 정지 신호(StPp, StNn), 및 진단 펄스 신호(Diag)의 논리에 의해 회로 구성이 정해진다. 예를 들면, 비상 정지 신호(StPp, StNn)의 레벨이 "H"에서 비상 정지의 지시를 나타내고, 또한, 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨이 "H"에서 진단을 나타내는 경우는, 합성 회로(A, B)를 논리합으로 하여, 차단 회로(A, B)를 레벨 "H"에서 차단시키도록 구성하고 있다. 또, 다른 예로서, 비상 정지 신호(StPp, StNn)의 레벨이 "L"에서 비상 정지의 지시를 나타내고, 또한, 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨이 "L"에서 진단을 나타내는 경우는, 논리곱으로 하여, 차단 회로(A, B)를 레벨 "L"에서 차단하도록 구성해도 된다. 또한, 비상 정지 신호(StPp, StNn)의 레벨이 "H"("H"를 진리값으로 말하는 "1"로 한다)에서, 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨도 "H"에서, 차단 회로(A, B)의 정지를 나타내는 경우에는, 상기 설명한 바와 같이, 합성 회로(A, B)를 논리합으로 구성한다. 이와 같이 구성하면, 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨에 상관 없이, 비상 정지 신호(StPp, StNn)에 의해, 차단 회로(A, B)를 차단시킬 수 있다.
이상, 모터 제어 장치(10)가 통전 차단부(30p) 및 통전 차단부(30n)를 구비한 구성에 의해, 적어도 한쪽의 비상 정지의 지시에 의해, 구동 회로로의 제어용 전압(Vcc)의 공급을 차단하고, 비상 시에 있어서 즉석에서 모터(40)를 정지시킬 수 있다.
다음에, 도 1과 같이 구성된 모터 제어 장치(10)에 있어서, 통전 차단부(30p, 30n)의 차단부(28p, 28n)를 진단하기 위한 차단 진단부(31) 및 진단 펄스 생성부(33)의 구성에 대해서 설명한다.
진단 펄스 생성부(33)는, 차단 회로(A, B)가 올바르게 동작하는 것을 확인하기 위해, 이하에서 설명하는 바와 같이 정기적으로 진단 펄스 신호(Diag)를 생성하고, 합성 회로(A, B)로 각각 개별적으로 출력한다. 진단 펄스 신호(Diag)는, 차단 회로(A, B)의 차단을 제어함으로써 차단 회로(A, B)를 진단하기 위한 신호이며, 진단 펄스 생성부(33)는, 합성부(27p)와 합성부(27n)에 대해, 합성 회로(A)와 합성 회로(B)에서 펄스 출력의 타이밍이 상이한 합계 4개의 진단 펄스 신호(Diag)를 출력하고 있다. 진단 펄스 신호(Diag)에서의 진단용의 펄스를 생성하는 주기는, 차단 회로(A, B)의 MTFB(평균 고장 시간) 내에 진단을 실시하면 되지만, 보다 신뢰성을 높이기 위해 1분 간격 등으로 진단해도 된다.
차단 진단부(31)는, P측 구동 회로(23p) 및 N측 구동 회로(23n)의 동작 전원의 공급의 유무를 검출하기 위해 설치하고 있다. 즉, 차단 진단부(31)는, 차단 회로(A, B)의 출력측의 제어용 전압(Vccs)의 공급의 유무를 검출하고, 그 결과를 진단 펄스 생성부(33)에 출력한다. 즉, 차단 진단부(31)에는, 차단부(28p)와 차단부(28n)로부터, 차단 회로(A, B)에서의 제어용 전압(Vccs)의 공급의 유무를 나타내는 합계 4개의 차단 정보 신호(Det)가 공급되고 있다. 그리고, 차단 진단부(31)는, 차단 정보 신호(Det)에 의거하여, 제어용 전압(Vccs)의 공급의 정보를 나타내는 진단 정보 신호(Dett)를 생성하고, 진단 펄스 생성부(33)에 출력한다. 차단 회로(A, B)의 이상을 진단하기 위한 진단 펄스 생성부(33)에서는, 차단 진단부(31)로부터의 진단 정보 신호(Dett)에 의해 차단 회로(A, B)의 이상을 판정한다. 그리고, 진단 펄스 생성부(33)는, 이 이상 판정의 결과를 나타내는 이상 판정 신호(Abn)를 출력한다. 또, 차단 진단부(31)가 직접, 차단 정보 신호(Det)에 의거하여 차단 회로(A, B)의 이상을 검출하는 구성으로 해도 된다.
다음에, 이상과 같이 구성된 통전 차단부(30p) 및 통전 차단부(30n)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 2는, 통전 차단부(30p) 및 통전 차단부(30n)의 상세한 구성, 및 차단 진단부(31)와 진단 펄스 생성부(33)의 구성을 포함하는 블럭도이다. 도 2에서는 통전 차단부(30p) 및 통전 차단부(30n)의 한쪽 만을 나타내고 있으며, 도 2에 있어서, 통전 차단부(30)가 통전 차단부(30p, 30n) 중 어느 한쪽, 구동 회로(23)가 P측 구동 회로(23p), N측 구동 회로(23n) 중 어느 한쪽, 입력 회로(26)가 입력 회로(26p, 26n) 중 어느 한쪽, 합성부(27)가 합성부(27p, 27n) 중 어느 한쪽, 차단부(28)가 차단부(28p, 28n) 중 어느 한쪽에 대응하고, 또한, 비상 정지 신호(Stt)는, 비상 정지 신호(StPp) 및 비상 정지 신호(StNn) 중 어느 한쪽에 대응하고 있다. 또, 도 2에서는, 외부로부터의 비상 정지 신호(St), 및 입력 회로(26)가 출력하는 비상 정지 신호(Stt)의 레벨이 "H"일 때에 비상 정지를 나타냄과 함께, 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨이 "H"일 때에 차단부(28)의 진단을 나타내는 구성예를 들고 있다.
우선, 이러한 신호에 대응하기 위해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 합성부(27)의 합성 회로(A, B)의 각각을, 논리합을 논리 연산하는 OR회로로 구성하고 있다. 또, 합성 회로(A, B)의 각각의 OR회로의 한쪽의 입력에는, 입력 회로(26)로부터의 비상 정지 신호(Stt)가 공급되고, 다른쪽의 입력에는, 진단 펄스 생성부(33)로부터 진단 펄스 신호(Diag)가 합성 회로(A, B) 별로 공급되고 있다.
다음에, 차단부(28)를 구성하는 차단 회로(A, B)의 각각은, 스위치(SW)와, 다이오드(D)와, 저항(R)으로 구성되어 있다. 스위치(SW)의 한쪽의 단자는 제어용 전압(Vcc)에 접속되고, 다른쪽의 단자는 다이오드(D)의 양극 단자에 접속된다. 또, 스위치(SW)의 전환 단자에, 합성 회로(A, B)로부터의 정지 신호(Ssw)가 공급되고 있다. 도 2에서는, OR회로인 합성 회로(A, B)의 입력이 "H"일 때에 비상 정지를 나타내는 것에 대응시켜, 정지 신호(Ssw)의 레벨이 "H"일 때 스위치(SW)가 오프 상태가 되는 경우의 예를 나타내고 있다. 또한, 저항(R)의 한쪽이 다이오드(D)의 양극 단자에 접속되고, 다른쪽이 그라운드에 접속되어 있다. 그리고, 스위치(SW)의 다른쪽의 단자로부터 제어용 전압(Vcc)의 공급의 유무의 검출 결과를 나타내는 차단 정보 신호(Det)를 출력하고 있다.
또, 차단부(28)에 있어서, 차단 회로(A)가 가지는 다이오드(D)의 음극 단자와, 차단 회로(B)가 가지는 다이오드(D)의 음극 단자가 접속된다. 이 양(兩)음극 단자의 접속부는, 차단부(28)를 통한 제어용 전압(Vccs)으로서 구동 회로(23)에 공급된다.
이와 같이 구성된 통전 차단부(30)에 있어서, 우선, 상기 설명한 바와 같이, 합성부(27)의 합성 회로(A, B)의 각각을 OR회로로 구성하고 있다. 이 때문에, 비상 정지 신호(Stt)와 진단 펄스 신호(Diag)의 레벨이 모두 "L"일 때, 즉, 통상 상태인 경우에는, 합성 회로(A, B)의 각각으로부터는, 레벨이 "L"인 정지 신호(Ssw)가 출력된다. 따라서, 이 경우에는, 차단 회로(A, B)의 각각의 스위치(SW)는 온 상태이며, 구동 회로(23)에는 차단부(28)를 통한 제어용 전압(Vccs)이 공급된다.
이러한 통상 상태에 대해, 외부로부터 비상 정지 신호(St)의 레벨이 "H"가 되는 비상 정지가 지시된 경우, 비상 정지 신호(Stt)를 합성 회로(A, B) 각각의 입력에 공급하고 있기 때문에, 합성 회로(A, B)의 각각으로부터는, 레벨이 "H"인 정지 신호(Ssw)가 출력된다. 따라서, 이와 같이 비상 정지가 지시된 경우에는, 차단 회로(A, B)의 각각의 스위치(SW)는 오프 상태가 되고, 제어용 전압(Vcc)의 공급이 차단된다. 그리고, 이 상태가 되면, 구동 회로(23)에는 제어용 전압(Vccs)이 공급되지 않고, 상기 설명한 바와 같이, 모터(40)가 정지하게 된다.
또한, 진단 펄스 생성부(33)로부터의 진단 펄스 신호(Diag)의 한쪽의 레벨 만이 "H"인 경우, 한쪽의 스위치(SW) 만이 오프 상태가 된다. 이 때, 다른쪽의 스위치(SW)는 온 상태이며, 구동 회로(23)에는 다른쪽의 스위치(SW)를 통하여 제어용 전압(Vccs)이 공급되기 때문에, 통상 상태와 마찬가지로 모터(40)는 동작한다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 합성 회로(A, B)의 각각에 다이오드(D)를 설치한 구성으로 하고 있기 때문에, 스위치(SW)와 다이오드(D)의 양극 단자의 접속 개소인 차단 정보 신호(Det)는, 스위치(SW) 상태에 따른 레벨이 된다. 예를 들면, 합성 회로(B)의 스위치(SW)가 온 상태이고, 합성 회로(A)의 스위치(SW)를 오프 상태로 한 경우에는, 다음과 같이 된다. 즉, 합성 회로(B)의 차단 정보 신호(Det)에 대해서는, 온 상태의 스위치(SW)를 통하여 제어용 전압(Vcc)에 전기적으로 접속되기 때문에, 레벨이 "H"가 된다. 또, 합성 회로(A)의 차단 정보 신호(Det)에 대해서는, 스위치(SW)가 오프 상태이기 때문에, 저항(R)을 통하여 그라운드(GND)가 전기적으로 접속되게 되어, 레벨이 "L"이 된다. 특히, 본 실시의 형태에서는, 다이오드(D)를 설치하고 있기 때문에, 합성 회로(B)의 차단 정보 신호(Det)(레벨이 "H")에서 합성 회로(A)의 차단 정보 신호(Det)(레벨이 "L")를 향해서는, 다이오드(D)가 역방향 바이어스가 된다. 이 때문에, 합성 회로(A, B) 간의 차단 정보 신호(Det)들이 서로 간섭하지 않고, 합성 회로(A, B) 각각의 스위치(SW)의 다른쪽의 단자측의 레벨을 검출할 수 있고, 이 검출 레벨에 의거하여 스위치(SW)의 온/오프 상태도 검출할 수 있다.
본 실시의 형태는, 이러한 통전 차단부(30)를 구비한 구성이기 때문에, 모터(40)를 동작시키면서, 한쪽의 스위치(SW)의 차단 정보 신호(Det)의 레벨에 의해 스위치(SW)의 개폐 상태를 확인할 수 있다. 또한, 스위치(SW)의 개폐 상태를 확인할 수 있기 때문에, 차단부(28)의 차단 회로(A, B)가 비상 정지의 지시에 따라 정상적으로 동작하는지의 진단도 행할 수 있다.
다음에, 도 3을 이용하여 차단부(28)의 진단 방법에 대해서 설명한다. 도 3은, 차단부(28)의 진단 방법을 설명하기 위한 동작 파형도이다.
진단 펄스 생성부(33)는, 정기적으로 진단 펄스 신호(Diag)를 출력한다. 이 진단 펄스 신호(Diag)는, 도 3에서의 진단 펄스 신호(DiagA)와 진단 펄스 신호(DiagB)로 나타내는 바와 같이, 합성 회로(A)와 합성 회로(B)에 대해 동시에 진단용의 펄스를 출력하지 않도록 구성한다. 예로서, 진단 펄스 생성부(33)가 합성 회로(A)에 진단 펄스 신호(Diag)를 출력한 경우, 차단 진단부(31)에는, 차단 회로(A)로부터 출력하는 차단 정보 신호(Det)가 통지된다. 여기서, 차단 정보 신호(Det)는, 차단 회로(A)의 스위치(SW)가 오프 상태일 때의 스위치(SW)의 다른쪽의 단자의 레벨을 나타내고 있다. 즉, 이 경우, 차단 정보 신호(Det)의 레벨이 "L"이면, 이 차단 회로(A)가 정상적으로 동작하고 있다. 따라서, 차단 진단부(31)는, 도 3의 차단 진단부에 의한 상태의 검출에 나타내는 바와 같이, 차단 정보 신호(Det)의 전압이 0V, 또는 구동 회로(23)의 동작 가능 전압을 밑돈 것을 검출함으로써, 정상적인 레벨인 "L"이라고 판단한다. 그리고, 차단 진단부(31)는, 진단 펄스 생성부(33)에, 이 판단에 의한 진단 결과를 진단 정보 신호(Dett)로서 출력한다. 진단 펄스 생성부(33)는, 이 결과에 의해 차단 회로가 정상적으로 동작하고 있는 것을 확인하고, 다음에 합성 회로(B)에 대해 동일한 동작을 실시한다.
또, 이 일련의 동작에 있어서, 예를 들면, 진단 펄스 생성부(33)가 합성 회로(A)에 진단 펄스 신호(Diag)를 출력하고, 차단 진단부(31)가 검출하는 차단 회로(A)로부터 차단 정보 신호(Det)의 전압이, 도 3에 나타내는 바와 같이, 구동 회로(23)의 동작 가능 전압 내인 것으로 한다. 이러한 경우, 차단 진단부(31)는, 이상 레벨인 "H"라고 판단하고, 진단 펄스 생성부(33)에, 이상을 나타내는 진단 결과의 진단 정보 신호(Dett)를 출력한다. 그리고, 진단 펄스 생성부(33)는, 차단 회로(A)의 이상이라고 판단하고, 예를 들면, 이상 판정 신호(Abn)를 합성부(27)에 출력하여 모터(40)로의 통전을 정지시킨다.
또, 진단 펄스 신호(Diag)의 진단용의 펄스를 출력하고 있지 않는 합성 회로에 대해, 차단 회로가 출력하는 차단 정보 신호(Det)의 레벨이 "L"인 경우에도, 진단 펄스 생성부(33)는, 차단 회로의 이상이라고 판단해도 된다.
진단 펄스 생성부(33)가 차단 회로의 이상이라고 판단한 경우, 구동 회로(23)에 출력하는 PWM 신호를 정지한다. 또, 동일한 경우에, 각 차단 회로가 구동 회로로의 제어용 전압(Vccs)의 공급을 정지하도록, 각 합성 회로에 대해 정지 신호를 출력해도 된다.
또, 도 1에서는, 입력 회로(26p)로부터 비상 정지 신호(StPp)를 합성부(27p)의 합성 회로(A, B) 각각에, 또 입력 회로(26n)로부터 비상 정지 신호(StNn)를 합성부(27n)의 합성 회로(A, B) 각각에 분기하고 있는 구성예를 들어 설명했다. 이 대신에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 양극측을 입력 회로(26pA)와 입력 회로(26pB)로 분리하고, 음극측을 입력 회로(26nA)와 입력 회로(26nB)로 분리하는 구성으로 해도 된다. 즉, 도 4에서는, 정지 신호 입력 단자(16pA)에 입력된 비상 정지 신호(StPA)가, 입력 회로(26pA)에 공급된다. 정지 신호 입력 단자(16pB)에 입력된 비상 정지 신호(StPB)가, 입력 회로(26pB)에 공급된다. 정지 신호 입력 단자(16nA)에 입력된 비상 정지 신호(StNA)가, 입력 회로(26nA)에 공급된다. 그리고, 정지 신호 입력 단자(16nB)에 입력된 비상 정지 신호(StNB)가, 입력 회로(26nB)에 공급된다.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 모터(40)를 구동하고 있는 상태에 있어서도 모터(40)로의 통전을 정지시키는 차단 회로의 이상을 진단하는 것이 가능해진다. 또한, 진단 중이어도, 통전 차단부(30p) 및 통전 차단부(30n)의 어느쪽도 작동 가능하기 때문에, 비상 정지 기능의 2중화의 효과를 확보할 수 있다.
(실시의 형태 2)
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 모터 제어 장치(50)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 5를 이용하여 본 실시의 형태에 대해서 설명한다. 도 4에서 나타낸 실시의 형태 1의 구성과 상이한 것은, 진단 펄스 신호(Diag)에 의해 차단 회로(A, B)를 차단시키는 구성이며, 이하에 설명한다.
본 실시의 형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 외부로부터의 비상 정지 신호(StPA, StPB, StNA, StNB)를 차단하는 스위치(51, 52, 53, 54)를 구비하고 있으며, 진단 펄스 생성부(33)로부터의 진단 펄스 신호(Diag)에 의해 온/오프 제어되도록 구성하고 있다. 또, 입력 회로(26pA, 26pB, 26nA, 26nB)로부터의 신호(SswP, SswN)는, 차단부(28p, 28n)의 차단 회로(A, B)에 각각 직접 접속하고 있다.
진단 펄스 생성부(33)의 동작은 실시의 형태 1과 동일한 동작이며, 예를 들면, 다음과 같이 동작한다. 우선, 입력 회로(26pA)에 접속된 비상 정지 신호(StPA)를 차단하도록 진단 펄스 신호(Diag)를 출력하여 차단 회로(A)로의 제어용 전압(Vcc)을 차단하고, 차단 진단부(31)가 차단 정보 신호(Det)의 레벨을 검출함으로써 차단 회로(A)의 이상의 유무를 판정한다. 다음에, 입력 회로(26pB)에 대해 동일한 진단을 행한다. 또, 입력 회로(26nA) 및 입력 회로(26nB)에 대해서도 상기 서술과 동일한 방법으로 진단하고, 이상을 검출한 경우에는, 모터(40)로의 통전을 정지시킨다.
진단 펄스 생성부(33)가 차단 회로의 이상이라고 판단한 경우, 구동 회로(23)에 출력하는 PWM 신호를 정지한다. 또, 동일한 경우에 각 차단 회로가 구동 회로로의 제어용 전압(Vccs)의 공급을 정지하도록 각 합성 회로에 대해 정지 신호를 출력해도 된다.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 모터(40)를 구동하고 있는 상태에 있어서도 모터(40)로의 통전을 정지시키는 차단 회로의 이상을 진단함에 더하여, 입력 회로를 포함하는 차단 회로의 진단을 행하는 것이 가능해진다.
(실시의 형태 3)
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 모터 제어 장치(60)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 6을 이용하여 본 실시의 형태에 대해서 설명한다. 도 1에서 나타낸 실시의 형태 1의 구성과 상이한 것은, 비상 정지 신호가 입력되었을 때 및 차단 진단기(31)가 이상으로 판정한 경우에 모터(40)를 정지시키기 위한 구성이며, 이하에 설명한다.
본 실시의 형태에서는, 차단 진단부(31)가 차단 회로를 이상으로 진단한 경우, 진단 펄스 생성부(33)는, 각 합성 회로에 차단 신호를 출력함과 함께, PWM 생성부(22)에 이상 판정 신호(Abn)를 출력하고, PWM 생성부(22)는, 이상 판정 신호(Abn)가 나타내는 이상 판정에 의거하여, PWM 신호(Pd)의 출력을 정지하고 모터(40)로의 통전을 정지시킨다.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 모터(40)를 구동하고 있는 상태에 있어서도 모터(40)로의 통전을 정지시키는 차단 회로의 이상을 진단함에 더하여, 이상 시에는 PWM 신호(Pd)의 출력도 정지시키기 때문에, 보다 안전한 차단 회로의 진단 장치를 구성하는 것이 가능해진다.
(실시의 형태 4)
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 모터 제어 장치(70)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 7을 이용하여 본 실시의 형태에 대해서 설명한다. 도 6에서 나타낸 실시의 형태 3의 구성과 상이한 것은 비상 정지 신호가 입력된 경우에 모터(40)를 정지시키기 위한 구성이며, 이하에 설명한다.
외부로부터의 비상 정지 신호(StP, StN)는, 입력 회로(26p) 및 입력 회로(26n)로부터 합성부(27p, 27n)에 입력됨과 함께, PWM 생성부(22)에도 입력되도록 구성하고 있다. 본 실시의 형태에서는, 이러한 구성으로 함으로써, 비상 정지 신호(StP, StN)의 입력 시에, PWM 생성부(22)는 PWM 신호(Pd)의 출력을 정지하고 모터(40)로의 통전을 정지시킨다.
이상과 같은 구성으로 함으로써, 모터(40)를 구동하고 있는 상태에 있어서도 모터(40)로의 통전을 정지시키는 차단 회로의 이상을 진단함에 더하여, 입력 회로(26p) 및 입력 회로(26n)로부터 PWM 생성부(22)가 곧바로 PWM 신호(Pd)의 출력도 정지시키기 때문에, 입력 회로(26p) 및 입력 회로(26n) 이후의 회로의 고장을 고려하지 않고, 안전한 차단 회로의 진단 장치를 구성하는 것이 가능해진다.
또, 진단 펄스 생성부(33)로부터의 이상 판정 신호(Abn)를 PWM 생성부(22)에 출력하고, 진단 이상 시에는 PWM 생성부(22)는 PWM 신호(Pd)의 출력을 정지하는 구성으로 해도 된다.
모터의 구동을 정지시키지 않고, 비상 정지 지령에 의해 모터로의 통전을 차단하는 차단 회로의 고장을 검출하는 진단을 할 수 있기 때문에, 일단 전원을 투입한 후에 정지시키지 않고 연속 운전을 시키는 모터 제어 장치에 유효하다.
10, 50, 60, 70: 모터 제어 장치 11c: 제어용 전원 단자
11d: 구동용 전원 단자 11g: 그라운드 단자
16, 16p, 16pA, 16pB, 16n, 16nA, 16nB: 정지 신호 입력 단자
21: 회전 제어부 22: PWM 생성부
23: 구동 회로 23n: N측 구동 회로
23p: P측 구동 회로 24: 인버터
24n, 24p: 스위치 소자
26, 26n, 26p, 26nA, 26nB, 26pA, 26pB, 921, 922: 입력 회로
27, 27n, 27p: 합성부 28, 28n, 28p: 차단부
30, 30n, 30p: 통전 차단부 31: 차단 진단부
33: 진단 펄스 생성부 40, 99: 모터
41: 코일 51, 52, 53, 54: 스위치
900: 비상 정지 회로부 911: 비상 정지 스위치
941: 출력 회로
11d: 구동용 전원 단자 11g: 그라운드 단자
16, 16p, 16pA, 16pB, 16n, 16nA, 16nB: 정지 신호 입력 단자
21: 회전 제어부 22: PWM 생성부
23: 구동 회로 23n: N측 구동 회로
23p: P측 구동 회로 24: 인버터
24n, 24p: 스위치 소자
26, 26n, 26p, 26nA, 26nB, 26pA, 26pB, 921, 922: 입력 회로
27, 27n, 27p: 합성부 28, 28n, 28p: 차단부
30, 30n, 30p: 통전 차단부 31: 차단 진단부
33: 진단 펄스 생성부 40, 99: 모터
41: 코일 51, 52, 53, 54: 스위치
900: 비상 정지 회로부 911: 비상 정지 스위치
941: 출력 회로
Claims (6)
- 모터를 구동 제어함과 함께, 외부로부터의 비상 정지 지령에 의해 상기 모터로의 통전을 정지시키는 통전 차단 기능을 가진 모터 제어 장치로서,
상기 모터의 회전 동작을 제어하기 위한 회전 제어 신호를 생성하는 회전 제어부와,
상기 회전 제어 신호에 따른 PWM 신호를 생성하는 PWM 생성부와,
상기 PWM 신호에 따라 스위치 소자를 온/오프 제어하는 구동 펄스 신호를 출력하는 구동 회로와,
상기 스위치 소자를 가지며, 상기 구동 펄스 신호에 따라 상기 스위치 소자가 온/오프되는 PWM 제어에 의해, 상기 모터로 인가하는 전압을 생성하는 인버터와,
상기 구동 회로로의 동작 전원의 공급을 지시에 따라 차단하는 차단 회로와,
상기 차단 회로의 차단을 제어함으로써 상기 차단 회로를 진단하기 위한 진단 펄스 신호를 생성하는 진단 펄스 생성부와,
상기 구동 회로의 상기 동작 전원의 공급의 유무를 검출하는 차단 진단부를 구비하고,
상기 진단 펄스 생성부로부터 상기 차단 회로에 대해, 상기 진단 펄스 신호에 의거하는 차단 지시 신호를 부여함으로써, 상기 차단 진단부가 상기 구동 회로의 상기 동작 전원의 유무를 검출함으로써 상기 차단 회로의 이상(異常)을 진단하고,
상기 인버터의 상기 스위치 소자는, P측 스위치 소자와 N측 스위치를 가지고,
상기 구동 회로는, 상기 P측 스위치 소자를 온/오프 제어하는 P측 구동 회로와 상기 N측 스위치를 온/오프 제어하는 N측 구동 회로로 이루어지며,
상기 P측 구동 회로 및 상기 N측 구동 회로는 각각 복수개의 상기 차단 회로로부터 상기 동작 전원이 공급되고,
상기 진단 펄스 생성부는,
상기 P측 구동 회로의 상기 동작 전원을 공급하는 복수개의 상기 차단 회로에 대해 시간차를 갖고 상기 진단 펄스 신호를 부여하고,
상기 N측 구동 회로의 상기 동작 전원을 공급하는 복수개의 상기 차단 회로에 대해 시간차를 갖고 상기 진단 펄스 신호를 부여하며,
상기 차단 진단부가 각각의 상기 차단 회로로부터 공급하는 상기 동작 전원의 유무를 검출함으로써 상기 차단 회로의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 진단 펄스 생성부로부터의 상기 진단 펄스 신호는, 상기 비상 정지 지령과 논리 합성하여, 상기 비상 정지 지령이 주어졌을 때는 상기 차단 회로가 상기 구동 회로의 상기 동작 전원의 공급을 정지하고, 상기 진단 펄스 생성부로부터 상기 차단 회로에 상기 진단 펄스 신호에 의거하는 상기 차단 지시 신호를 부여함으로써, 상기 차단 진단부가 상기 구동 회로의 상기 동작 전원의 유무를 검출함으로써 상기 차단 회로의 이상을 진단하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 진단 펄스 생성부로부터의 상기 진단 펄스 신호는, 상기 비상 정지 지령을 차단하는 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 P측 구동 회로 및 상기 N측 구동 회로 중 적어도 어느 한 쪽으로의 상기 동작 전원의 공급이 정지된 경우, 상기 인버터를 구동하기 위한 PWM 신호를 정지하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 비상 정지 지령이 주어진 경우에 상기 인버터를 구동하기 위한 PWM 신호를 정지하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015187775 | 2015-09-25 | ||
| JPJP-P-2015-187775 | 2015-09-25 | ||
| PCT/JP2016/004176 WO2017051517A1 (ja) | 2015-09-25 | 2016-09-14 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180052551A KR20180052551A (ko) | 2018-05-18 |
| KR102505461B1 true KR102505461B1 (ko) | 2023-03-03 |
Family
ID=58385947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177026994A KR102505461B1 (ko) | 2015-09-25 | 2016-09-14 | 모터 제어 장치 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3355462A4 (ko) |
| JP (1) | JP6778854B2 (ko) |
| KR (1) | KR102505461B1 (ko) |
| CN (1) | CN107431449B (ko) |
| WO (1) | WO2017051517A1 (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018195128A (ja) * | 2017-05-18 | 2018-12-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 診断装置 |
| WO2018221043A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 診断装置 |
| WO2019239753A1 (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 遮断回路診断装置 |
| JP7145435B2 (ja) * | 2018-09-25 | 2022-10-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 遮断回路診断装置、モータ制御装置及び遮断回路診断方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013247693A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電動機駆動用電力変換装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4202335B2 (ja) | 2005-03-22 | 2008-12-24 | ファナック株式会社 | 非常停止回路 |
| DE102007033152A1 (de) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Ausgangsgröße eines Gleichstrommotors |
| US8502489B2 (en) * | 2008-10-15 | 2013-08-06 | Panasonic Corporation | Motor control device |
| JP5333756B2 (ja) * | 2009-06-08 | 2013-11-06 | 富士電機株式会社 | インバータ装置 |
| JP4848526B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2011-12-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ駆動制御回路 |
| JP5655720B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2015-01-21 | 株式会社デンソー | 絶縁不良診断装置 |
| JP5994305B2 (ja) * | 2012-03-15 | 2016-09-21 | オムロン株式会社 | ロータリーエンコーダおよびロータリーエンコーダの異常検出方法 |
| DE112014002062B4 (de) * | 2014-03-17 | 2019-01-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Stromzufuhrsteuerungsvorrichtung und speicherprogrammierbare Steuerung |
| US9640980B2 (en) * | 2014-03-26 | 2017-05-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Power interrupting device |
-
2016
- 2016-09-14 CN CN201680017734.8A patent/CN107431449B/zh active Active
- 2016-09-14 WO PCT/JP2016/004176 patent/WO2017051517A1/ja active Application Filing
- 2016-09-14 EP EP16848308.9A patent/EP3355462A4/en active Pending
- 2016-09-14 KR KR1020177026994A patent/KR102505461B1/ko active IP Right Grant
- 2016-09-14 JP JP2017541418A patent/JP6778854B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013247693A (ja) * | 2012-05-23 | 2013-12-09 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電動機駆動用電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3355462A4 (en) | 2018-10-17 |
| KR20180052551A (ko) | 2018-05-18 |
| CN107431449B (zh) | 2021-11-09 |
| CN107431449A (zh) | 2017-12-01 |
| EP3355462A1 (en) | 2018-08-01 |
| JPWO2017051517A1 (ja) | 2018-07-19 |
| WO2017051517A1 (ja) | 2017-03-30 |
| JP6778854B2 (ja) | 2020-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102505461B1 (ko) | 모터 제어 장치 | |
| CN103403562B (zh) | 包括预加电诊断的机械系统 | |
| JP6157752B2 (ja) | 多相交流モータ駆動用インバータ装置 | |
| JP4752772B2 (ja) | 交流電動機の巻線切替装置及びその巻線切替システム | |
| CN102832858A (zh) | 用于ec电机的控制电路 | |
| JP5441481B2 (ja) | インバータ装置の故障診断方法 | |
| JP2010246210A (ja) | モータの駆動方法、及びモータ駆動システム、ヒートポンプシステム、ファンモータシステム | |
| CN103053109B (zh) | 交流电动机旋转方向检测方法和利用其的交流电动机的电力转换装置 | |
| JP7054849B2 (ja) | 診断装置 | |
| JP5225314B2 (ja) | モータ制御装置とその故障検出方法 | |
| Bennett et al. | Fault-tolerant control architecture for an electrical actuator | |
| CN111010051A (zh) | 电动机驱动装置 | |
| US20120275069A1 (en) | Electric machine assembly with fail-safe arrangement | |
| JP2021061672A (ja) | モータ駆動装置 | |
| TWI516013B (zh) | Motor brake and motor control method | |
| CN112910373A (zh) | 在干扰情况下关断由逆变器操控的电机的方法 | |
| JP2009177915A (ja) | ブラシレスモータ駆動制御装置 | |
| JP2018195128A (ja) | 診断装置 | |
| JP3571319B2 (ja) | モータ故障検知回路 | |
| EP4354727A1 (en) | Motor winding neutral switching | |
| TWI436581B (zh) | 三相馬達之容錯驅動電路結構 | |
| JP6332496B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2020202696A (ja) | インバータ制御装置 | |
| JP2018057224A (ja) | モータ駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |