KR20120011017A

KR20120011017A - 모터 구동 장치

Info

Publication number: KR20120011017A
Application number: KR1020117025386A
Authority: KR
Inventors: 요시야스 노구치
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2012-02-06
Also published as: US20120098475A1; JP5283752B2; DE112009004992T5; CN102804589A; US8653777B2; WO2010150339A1; JPWO2010150339A1; CN102804589B

Abstract

당해 모터 구동 장치의 설치 환경에 따라서 정한 복수의 정전 검출 임계값과, 지정된 정전 검출 임계값을 상기 복수의 정전 검출 임계값으로부터 선택하는 선택 회로와, 모터 구동 회로에 입력되는 교류 전원의 검출 전압과 상기 선택된 정전 검출 임계값을 비교하여 정전 발생 유무를 판정하는 비교 판정 회로를 구비하였다. 이것에 의해서, 교류 전원 입력이 단절되는 정전의 검출 기준을 정하는 정전 검출 임계값을 설치 환경에 따라 선택할 수 있으므로, 교류 전원 입력이 단절되는 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있다.

Description

모터 구동 장치{MOTOR DRIVE APPARATUS}

본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것이다.

모터 구동 장치는 기능적으로 교류 전원과 모터 사이에 개재하는 모터 구동 회로와, 이 모터 구동 회로에 상기 모터를 소망한 양태로 구동시키는 제어 신호를 연산 생성하는 제어 회로와, 내부 회로의 동작 전원 생성계로 구성된다. 상기 내부 회로의 동작 전원 생성계는 상기 제어 회로나 상기 모터 구동 회로 내에 있어서 복수의 스위칭 소자에 대한 구동 신호를 상기 제어 신호로부터 생성하는 구동 회로 등의 내부 회로에 필요한 제어용 전압을, 상기 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전압을 정류한 것을 평활화하는 평활용 콘덴서의 충전 전압으로부터 생성하도록 구성되어 있다. 이 전원 구성이라면, 교류 전원이 단절되는 정전이 발생한 경우에, 내부 회로에 대한 전원 공급은 즉석으로 중단되는 것이 아니라, 평활용 콘덴서에 축적된 에너지에 의해 정전 후에도 단시간은 계속된다.

공작 기계에 조립되는 모터 구동 장치는 이 전원 구성을 이용하여, 교류 전원 입력이 단절되는 정전이 발생한 경우, 관성으로 회전하는 모터에 의한 공작 기계의 손상 등을 방지하기 위해서 제어 회로가 모터를 강제 정지시키는 구성을 구비하고 있다.

즉, 제어 회로는 평활용 콘덴서의 충전 전압으로부터 생성된 제어용 전압을 동작 전압으로 하여, 모터 구동 회로에 대한 제어 신호의 연산 출력 제어와 병행하여 평활용 콘덴서의 충전 전압의 변화를 감시하고, 이 충전 전압이 임계값을 하회한 저전압으로 되는 것을 검출하면, 정전 발생이 검출되었다고 판단하여 평활용 콘덴서의 충전 전압이 제어용 전압을 생성할 수 없게 되는 전압(즉, 제어 회로가 동작 불능이 되는 전압) 근처로 강하할 때까지의 동안에, 모터를 강제 정지시키는 제어 신호를 연산 생성하여 모터 구동 회로 내의 구동 회로에 출력하는 이상 종료 처리를 실행할 수 있도록 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2006－296154호 공보

그러나 모터 구동 장치가 조립되는 공작 기계에서 이용되고 있는 모터 특성은 여러 가지이고, 또 이 공작 기계 등이 사용하는 전원 환경도 여러 가지이기 때문에, 예를 들면 다음과 같이 상기한 이상 종료 처리의 실행 시간을 확보할 수 없게 되는 경우가 발생한다.

즉, 공작 기계에서는 모터 구동 장치가 연결되는 교류 전원에, 팬이나 펌프 등의 외부 기기도 연결되는 구성으로 이루어진 것이 있다. 그리고 팬이나 펌프에 이용되는 모터 안에는 정전 직후에 관성으로 계속 돌고 있는 동안, 발전 동작을 실행하는 것이 있다.

이와 같은 경우에는, 모터 구동 장치에 공급되는 교류 전압은 정전 발생에 의해 갑자기 가파르게 영레벨로 저하하는 것이 아니라, 서서히 저하하게 되므로 평활용 콘덴서의 충전 전압도 서서히 저하한다. 즉, 상기한 정전 발생을 판단하는 저전압의 검출 타이밍이 팬이나 펌프 등이 병치(竝置)되지 않는 경우보다도 늦어진다. 이때에 평활용 콘덴서에 남아 있는 에너지는 이상 종료 처리를 완료할 때까지 제어용 전압을 생성하는데 필요한 양 이하로 감소되어 있으므로, 이상 종료 처리의 실행 시간을 확보할 수 없게 된다.

정전이 발생한 경우에 어떠한 설치 환경에서도 이상 종료 처리를 확실하게 실행할 수 있도록 하려면, 평활용 콘덴서의 충전 전압이 상기한 정전 발생을 판단하는 저전압의 검출 타이밍으로부터 제어용 전압을 생성할 수 없게 되는 전압 근처에 강하하는 타이밍까지의 시간을 길게 할 필요가 있다. 그러나 거기에 대처하기 위해서 평활용 콘덴서의 용량 업(up)을 실행하는 경우에는 비용 상승에 더하여, 형상 치수(geometry dimension)의 증대를 초래한다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 교류 전원 입력이 단절되는 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있는 구성을 구비한 모터 구동 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 당해 모터 구동 장치의 설치 환경에 따라서 정한 복수의 정전 검출 임계값과, 지정된 정전 검출 임계값을 상기 복수의 정전 검출 임계값으로부터 선택하는 선택 회로와, 모터 구동 회로에 입력되는 교류 전원의 검출 전압과 상기 선택된 정전 검출 임계값을 비교하여 정전 발생 유무를 판정하는 비교 판정 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 모터 구동 장치는 교류 전원 입력이 단절되는 정전의 검출 기준을 정하는 정전 검출 임계값을 설치 환경에 따라서 선택할 수 있도록 했으므로, 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 정전 검출 처리부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 2개의 전압 임계값 중 작은 쪽을 선택한 경우의 정전 발생시 동작을 설명하는 타임 챠트이다.
도 4는 2개의 전압 임계값 중 큰 쪽을 선택한 경우의 정전 발생시 동작예를 설명하는 타임 챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2로서, 도 1에 도시된 정전 검출 처리부의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 비교 판정 회로의 구성 및 동작을 설명하는 순서도이다.
도 7은 정전시의 검출 전압의 리플 주기보다도 긴 시간 임계값을 선택한 경우의 정전 검출 동작예를 설명하는 타임 챠트이다.
도 8은 정전시의 검출 전압의 리플 주기보다도 짧은 시간 임계값을 선택한 경우의 정전 검출 동작예를 설명하는 타임 챠트이다.

이하에, 본 발명에 관한 모터 구동 장치의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 본 실시예 1에 의한 모터 구동 장치(1)는 교류 전원(2)과 모터(M; 3)의 사이에 개재되는 모터 구동 회로(4)와, 전압 검출 회로(5)와, 제어 회로(6)와, 정류 회로(7)와, 평활용 콘덴서(8)와, 제어용 전압 생성 회로(9)를 구비하는 경우에 있어서, 제어 회로(6)에 기능을 추가한 정전 검출 처리부(10)가 마련되고, 또 정전 검출 처리부(10)에 부수(附隨)하는 스위치(11)가 마련되어 있다.

그리고 도 1에서는, 본 실시예 1에 의한 모터 구동 장치(1)가 조립되는 공작 기계의 설치 환경으로서, 모터 구동 장치(1)가 사용하는 교류 전원(2)에 팬이나 펌프 등의 외부 기기(12)도 연결되어 있는 경우가 도시되어 있다.

모터 구동 회로(4)는 3상의 교류 전원(2)으로부터 공급되는 3상의 교류 전압을 전파 정류하는 전파 정류 회로와, 이 전파 정류 회로의 정(正)극측과 부(負)극측에 접속되는 정부 모선 사이에 배치되는 복수의 스위칭 소자와, 제어 회로(6)로부터의 제어 신호에 의해서 상기 복수의 스위칭 소자에 상기 정부 모선 간의 직류 전압을 스위칭시키는 구동 회로를 구비하고, 모터(3)에 임의의 속도로 회전시키는 구동 전류를 공급한다.

정류 회로(7)는 교류 전원(2)의 3상 라인 중 2상 라인으로부터 얻어진 2상 전압을 예를 들면 전파 정류한다. 평활용 콘덴서(8)는 정류 회로(7)가 정류한 리플(ripple)을 포함한 정류 전압을 평활화한다. 제어용 전압 생성 회로(9)는 DC-DC변환 회로를 구비하고, 평활용 콘덴서(8)의 충전 전압으로부터 제어 회로(6)나 모터 구동 회로(4) 내의 구동 회로 등의 내부 회로의 동작에 필요한 제어용 전압을 생성한다.

전압 검출 회로(5)는 3상의 교류 전원(2)으로부터 공급되는 3상의 교류 전압을 전파 정류하는 전파 정류 회로를 구비하고, 이 전파 정류 회로의 출력 직류 전압을 검출 전압값으로서 제어 회로(6) 내의 정전 검출 처리부(10)에 출력한다.

도 2는 도 1에 도시된 정전 검출 처리부의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예 1에 의한 정전 검출 처리부(10)는, 예를 들면 전압 임계값 생성 회로(10a)와, 선택 회로(10b)와, 비교 판정 회로(10c)를 구비하고 있다.

전압 임계값 생성 회로(10a)는 제어용 전압 생성 회로(9)가 생성하는 제어용 전압과 그라운드 사이에 마련된 저항 분압 회로와 제너 다이오드의 조합에 의해, 정전 검출 임계값으로서 2 이상의 전압 임계값을 생성할 수 있는 구성으로 되어 있다. 생성하는 전압 임계값의 값은, 주로 당해 모터 구동 장치(1)의 설치 환경에 따라서 정해진다. 구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용하는 교류 전원(2)에 팬이나 펌프 등의 외부 기기(12)도 접속되어 있는지 여부, 접속되어 있는 경우는 그 팬이나 펌프의 모터의 회생 능력 유무, 회생 능력의 정도 등에 따라서 정하도록 하고 있다.

전압 임계값의 종류수(種類數)로서는 기본적으로는, 제1 전압 임계값과 제2 전압 임계값의 2 종류로 충분하다. 제1 전압 임계값은 외부 기기(12)가 접속되어 있지 않는 경우, 혹은 외부 기기(12)는 접속되어 있지만 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 있는 경우 등에서 적용하는 것이다. 제2 전압 임계값은 외부 기기(12)가 접속되어 있고, 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 없는 경우 등에서 적용하는 것이다. 이 경우에서의 대소 관계는 (제1 전압 임계값)＜(제2 전압 임계값)이다.

단, 외부 기기(12)가 접속되어 있고, 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 없는 경우에는, 평활용 콘덴서(8)의 용량과, 외부 기기(12)가 이용하는 모터의 회생 능력의 정도의 트레이드오프(trade-off)에 따라서 정밀하게 전압 임계값을 정하면 좋다. 즉, 상기 제1 전압 임계값을 최저값으로 하고, 제2 전압 임계값을 복수로 분할한다. 그러면, 외부 기기(12)가 접속되어 있는 환경에 있어서, 이상 종료 처리를 개시하는 적절한 타이밍을 더욱 확실하게 검출할 수 있게 된다.

스위치(11)에는 모터 구동 장치(1)의 설치 환경에 따라 어느 전압 임계값을 사용할지를 결정한 그 전압 임계값을 지정하도록 장치 설치시에 미리 설정되어 있다. 또한, 스위치(11)는 전압 임계값을 1 대 1의 관계로 지정하는 타입이어도 좋고, 또 디지털값으로 1개의 전압 임계값을 지정하는 타입이어도 좋다.

선택 회로(10b)는 전압 임계값 생성 회로(10a)가 생성하는 2 이상의 전압 임계값 중에서, 스위치(11)로부터 지정된 1개의 전압 임계값을 선택하여 비교 판정 회로(10c)에 출력한다. 비교 판정 회로(10c)는 전압 검출 회로(5)가 검출한 전압값과 선택 회로(10b)로부터의 전압 임계값을 비교하고, (전압값)＞(전압 임계값)인 경우는 정전이 발생하고 있지 않다고 판정하여 출력을 예를 들면 고레벨로 하고, 또, (전압값)＜(전압 임계값)인 경우는 정전이 발생했다고 판정하여 출력을 이 예예서는 저레벨로 한다.

제어 회로(6)는 제어용 전압 생성 회로(9)가 생성하는 제어용 전압을 동작 전압으로 하고, 모터 구동 회로(4)에 인가될 제어 신호의 연산 출력 제어와 병행하며, 정전 검출 처리부(10)의 출력 변화, 즉 비교 판정 회로(10c)의 출력 변화를 감시하여 이 출력 레벨이 저레벨이 되는 것을 검출하면, 정전 발생이 검출되었다고 판단하여 모터(3)를 강제 정지시키는 제어 신호를 연산 생성하여 모터 구동 회로(4) 내의 구동 회로에 출력하는 이상 종료 처리를 실행한다.

또한, 만약을 위해 부기하면, 교류 전원 입력이 단절되면, 모터 구동 회로(4)에서는 전파 정류 회로의 출력이 소멸하고 모선 전압도 소멸하여, 복수의 스위칭 소자로부터 모터(3)로 인가될 구동 전류가 없어지지만, 모터(3)는 관성으로 단시간내 회전을 계속하여 발전 동작을 실행하므로, 모선 전압이 발생하여 복수의 스위칭 소자는 제어 가능한 상태가 된다. 따라서 제어용 전압 생성 회로(9)가 제어용 전압을 생성할 수 있는 기간에서, 제어 회로(6)로부터 모터 구동 회로(4) 내의 구동 회로에 모터(3)를 강제 정지시키는 제어 신호를 주면, 모터(3)를 강제 정지시킬 수 있다.

다음으로, 도 1과 도 2를 참조하면서 도 3과 도 4를 이용하여 정전 발생시 동작에 대해서 설명한다. 또한, 도 3은 2개의 전압 임계값 중 작은 쪽을 선택한 경우의 정전 발생시 동작을 설명하는 타임 챠트이다. 도 4는 2개의 전압 임계값 중 큰 쪽을 선택한 경우의 정전 발생시 동작예를 설명하는 타임 챠트이다. 도 3과 도 4에서는, 전압 임계값 생성 회로(10a)가 2개의 전압 임계값 A, B를 생성하는 경우의 동작이 도시되어 있다. 2개의 전압 임계값 A, B 가운데, 전압 임계값 A는 상기 제1 전압 임계값에 대응하고, 전압 임계값 B는 상기 제2 전압 임계값에 대응하고 있다.

도 3에 있어서, 외부 기기(12)가 접속되어 있지 않은 경우, 혹은 외부 기기(12)는 접속되어 있지만 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 있는 경우 등에 있어서는, 도 3 (1)에 도시된 바와 같이, 정전이 발생하면, 모터 구동 장치(1)에 입력되는 교류 전원(2)의 전압 레벨은 신속하게 영 레벨을 향해 강하한다. 이와 같은 설치 환경에 있어서는, 스위치(11)는 전압값 중 작은 전압 임계값 A를 지정하도록 설정되어 있다.

비교 판정 회로(10c)는 전압 검출 회로(5)가 검출한 교류 전원(2)의 전압값과 선택 회로(10b)가 선택한 전압 임계값 A의 대소 비교를 실행하므로, 정전이 발생하기 이전에서는 출력을 고레벨로 하고 있다. 정전이 발생하면, 전압 임계값 A는 작은 전압 레벨이지만, 정전 발생 후의 단시간 내에 전압 검출 회로(5)의 검출 전압이 전압 임계값 A를 하회하므로, 비교 판정 회로(10c)는 정전 발생 후의 단시간 내에 출력을 저레벨로 낮추고(도 3 (2)), 제어 회로(6)에 정전 검출 a를 출력한다. 제어 회로(6)는 정전 검출 a에 응답하여 이상 종료 처리(15)를 개시한다(도 3 (4)).

이 타이밍에서는, 도 3 (3),(4)에 도시된 바와 같이, 평활 콘덴서(8)에는 비교적 많은 축적 에너지가 잔존하고 있으므로, 제어용 전압 생성 회로(9)가 평활용 콘덴서(8)의 충전 전압으로부터 제어용 전압을 생성할 수 없게 되는 타이밍 b까지의 기간(16)은 이상 종료 처리(15)를 실행하는데 필요한 기간보다도 길어진다.

도 3에 도시된 동작 양태는, 이른바 표준 동작이다. 평활 콘덴서(8)의 용량값은, 일반적으로 도 3에 도시된 동작 양태의 표준 동작에 있어서, 이상 종료 처리(15)를 실행하는데 필요한 기간보다도 긴 기간(16)을 확보할 수 있도록 정해진다. 그리고 전압 임계값 A는 노이즈 등에 의한 오(誤)검출을 방지하기 위해서, 제어용 전압 생성 회로(9)가 생성하는 제어용 전압의 범위에 대해서 마진을 확보한 낮은 전압값으로 설정되어 있다.

다음으로, 도 4에 있어서, 외부 기기(12)가 접속되어 있고, 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 없는 경우 등에 있어서는 도 4 (1)에 도시된 바와 같이, 정전이 발생하면 모터 구동 장치(1)에 입력되는 교류 전원(2)의 전압 레벨은 회생 전력의 영향으로 완만하게 영레벨을 향해 강하한다. 이와 같은 설치 환경에 있어서는, 스위치(11)는 전압값 중 큰 전압 임계값 B를 지정하도록 설정되어 있다.

비교 판정 회로(10c)는 정전이 발생하기 이전에서는, 출력을 고레벨로 하고 있다. 정전이 발생하면, 전압 임계값 B는 큰 전압 레벨이므로, 정전 발생 후의 빠른 타이밍으로 전압 검출 회로(5)의 검출 전압이 전압 임계값 B를 하회하고, 비교 판정 회로(10c)는 출력을 저레벨로 낮추고(도 4 (2)), 제어 회로(6)에 정전 검출 a를 출력한다. 제어 회로(6)는 정전 검출 a에 응답하여 이상 종료 처리(17)를 개시한다(도 4 (4)).

이 타이밍에서는, 도 4 (3), (4)에 도시된 바와 같이, 평활 콘덴서(8)에는 비교적 많은 축적 에너지가 잔존하고 있으므로, 제어용 전압 생성 회로(9)가 평활용 콘덴서(8)의 충전 전압으로부터 제어용 전압을 생성할 수 없게 되는 타이밍 b까지의 기간(18)은 이상 종료 처리(17)를 실행하는데 필요한 기간보다도 길어진다. 이 경우, 전압 임계값 A가 선택되어 있으면, 전압 임계값 A에 의해 정전을 검출하는 타이밍은 전압 임계값 B로 검출하는 타이밍보다 늦으므로, 평활 콘덴서(8)에 잔존하고 있는 축적 에너지는 상당히 감소하여 있다. 따라서 기간(18)은 이상 종료 처리(17)를 실행하는데 필요한 기간보다도 짧아지고, 제어 회로(6)는 이상 종료 처리(17)를 완료하기 전에 동작 불능이 되어 버린다. 설치시에 전압 임계값 B를 선택하도록 하고 있으므로, 제어 회로(6)는 동작 불능이 되기 전에 이상 종료 처리(17)를 완료할 수 있다.

또한, 도 2에서는 2 이상의 전압 임계값을 저항 분압 회로와 제너 다이오드의 조합으로 생성하는 전압 임계값 생성 회로(10a)를 도시하였지만, 전압 임계값 생성 회로(10a)에 대신하여 2 이상의 전압 임계값을 디지털값의 형식으로 기억하는 전압 임계값 기억 회로를 이용하고, 비교 판정 회로(10c)는 D／A 변환기를 구비하고, 선택 회로(10b)로부터 입력되는 디지털값 형식의 전압 임계값을 아날로그값으로 변환하여 비교 판정을 실행하도록 하여도 좋다. 또, 비교 판정 회로(10c)는 A／D 변환기를 구비하고, 마이크로 컴퓨터 등에 의해 디지털값 형식으로의 비교 판정을 실행하여도 좋다.

이상과 같이, 본 실시예 1에 의하면, 교류 전원 입력의 단절에 의한 정전의 검출 기준을 정하는 전압 임계값을 설치 환경에 따라서 선택할 수 있도록 했으므로, 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있다.

[실시예 2]

도 5는 본 발명의 실시예 2로서 도 1에 도시된 정전 검출 처리부의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 2에 의한 모터 구동 장치는 도 1에 도시된 모터 구동 장치(1)의 구성에 있어서, 부호를 변경한 정전 검출 처리부(20)가 시간 임계값 기억 회로(20a)와, 선택 회로(20b)와, 비교 판정 회로(20c)를 구비하고 있다.

먼저 도시한 도 3 (1)과 도 4 (1)는 전압 검출 회로(5)에 입력되는 교류 전원의 전압 파형이다. 정전 발생시의 입력 전압은 도 3 (1)에서는 갑자기 가파르게 강하하고, 도 4 (1)에서는 완만하게 강하하고 있다. 전압 검출 회로(5)가 검출한 전원 전압은 전파 정류 회로에 의해 정류한 직류 전압이며, 그 직류 전압에는 리플 성분이 중첩되어 있다. 정전 발생시에 있어서 이 리플 성분의 주기는 전압 검출 회로(5)에 인가될 입력 전압이, 도 3 (1)에 도시된 파형일 때는 짧아지고, 도 4 (1)에 도시된 파형일 때는 길어진다.

이에, 시간 임계값 기억 회로(20a)에는 설치 환경에 따른 정전 검출 임계값으로서, 2 이상의 시간 임계값이 기억되어 있다. 실시예 1과 마찬가기로, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용하는 교류 전원(2)에 팬이나 펌프 등의 외부 기기(12)도 접속되어 있는지 여부, 접속되어 있는 경우는 그 팬이나 펌프의 모터의 회생 능력 유무, 회생 능력의 정도 등에 따라서 정해진다.

시간 임계값의 종류수로서도, 실시예 1과 마찬가지로, 기본적으로는 제1 시간 임계값과 제2 시간 임계값의 2 종류로 충분하다. 제1 시간 임계값은 외부 기기(12)가 접속되어 있지 않은 경우, 혹은 외부 기기(12)는 접속되어 있지만 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 있는 경우 등에서 적용하는 것이다. 제2 시간 임계값은 외부 기기(12)가 접속되어 있고, 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 없는 경우 등에서 적용하는 것이다. 이 경우에서의 대소 관계는 (제1 시간 임계값)＜(제2 시간 임계값)이다.

단, 외부 기기(12)가 접속되어 있고 거기서 이용하는 모터의 회생 능력을 무시할 수 없는 경우에는, 평활용 콘덴서(8)의 용량과, 외부 기기(12)가 이용하는 모터의 회생 능력의 정도의 트레이드오프에 따라서 정밀하게 시간 임계값을 정하면 좋다. 즉, 상기 제1 시간 임계값을 최저값으로 하고, 제2 시간 임계값을 복수로 분할한다. 그러면, 외부 기기(12)가 접속되어 있는 환경에 있어서, 이상 종료 처리를 개시하는 적절한 타이밍을 더욱 확실하게 검출할 수 있게 된다.

또, 실시예 2에서의 스위치(11)에는, 모터 구동 장치(1)의 설치 환경에 따라 어느 시간 임계값을 사용할지를 결정한 그 시간 임계값을 지정하도록, 장치 설치시에 미리 설정되어 있다. 선택 회로(20b)는 시간 임계값 생성 회로(20a)에 기억되어 2 이상의 시간 임계값 중에서, 스위치(11)로부터 지정된 1개의 시간 임계값을 독출하여 비교 판정 회로(20c)에 출력한다.

비교 판정 회로(20c)는, 예를 들면 도 6에 도시된 구성과 절차로 정전 검출을 실행한다. 또한, 도 6은 도 5에 도시된 비교 판정 회로의 구성 및 동작을 설명하는 순서도이다. 우선, 구성을 나타낸다. 도 6에 있어서, 비교 판정 회로(20c)는 전압 검출 회로(5)가 검출한 전원 전압을 소정의 간격으로 샘플링하여 홀드하는 샘플 홀드 회로와, 이 샘플 홀드 회로가 홀드하는 샘플링값과 소정의 판정 임계값의 대소를 일일이 상세하게 비교하는 비교 회로와, 선택 회로(20b)로부터 입력된 시간 임계값이 설정되는 타이머와, 판정 임계값을 하회한 샘플링값의 개수를 카운트하는 카운터와, 이러한 요소를 이용하여 정전 발생의 검출 처리를 실행하는 검출 처리부(ST1 ~ ST8)를 구비하고 있다.

이하, 검출 처리부(ST1 ~ ST8)의 동작에 대해서 구체적으로 설명한다. ST1에서는, 비교 회로의 비교 결과가 (샘플링값)＜(판정 임계값)이 되는 것을 감시하고 있다. (샘플링값)＜(판정 임계값)이 되는(ST1：예) 것을 검출하면, 그 타이밍에 동기하고 선택 회로(20b)로부터 입력된 시간 임계값을 타이머에 세트하여 스타트시키고, 또 카운터를 1 증가시키고(ST2), 다음 샘플링값에 대한 비교 결과를 감시한다(ST3).

ST3에서의 감시 결과, (샘플링값)＜(판정 임계값)이 아닌 경우(ST3：아니오)에는, 타이머와 카운터를 리세트하고(ST4), 상술한 ST1의 감시 처리로 이행한다. 또, ST3에서의 감시 결과, (샘플링값)＜(판정 임계값)인 경우(ST3：예)에는, 타이머값을 조사할 시간 임계값의 시간 내인지 여부를 판단하여(ST5), 시간 임계값의 시간 내가 아닌 경우(ST5：아니오)는 타이머와 카운터를 리세트하고(ST4), 상술한 ST1의 감시 처리로 이행한다.

한편, (샘플링값)＜(판정 임계값)이면(ST3：예), 또한 시간 임계값의 시간 내인 경우(ST5：예)는 카운터를 1 증가시키고(ST6), 카운트값이 소정값으로 되었는지 여부를 판단한다(ST7). 카운트값=소정값이 아닌 경우(ST7：아니오)는 ST3로 돌아간다. ST3 ~ ST7의 반복 처리가 연속한 샘플링값에 대해서 행해지면, 카운트값=소정값이 되므로(ST7：예), 그 타이밍에서 정전 검출을 출력하고(ST8), 본 절차를 종료한다. 또한, 「소정값」은 당연하게 2 이상의 샘플링 회수이지만, 「설치 환경」,「샘플링 간격」,「시간 임계값」 등에 기초하여 정해진다. 또, 「시간 임계값」은 예를 들면 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 검출 전압의 리플 주기의 관계로 정해진다.

다음으로, 도 7과 도 8을 참조하여, 도 6에 나타낸 절차에 의한 정전 검출 동작을 구체적으로 설명한다. 또한, 도 7은 정전시의 검출 전압의 리플 주기보다 긴 시간 임계값을 선택한 경우의 정전 검출 동작예를 설명하는 타임 챠트이다. 도 8은 정전시의 검출 전압의 리플 주기보다 짧은 시간 임계값을 선택한 경우의 정전 검출 동작예를 설명하는 타임 챠트이다. 도 7과 도 8에서는, 특정 전압값인 판정 임계값(30)과 리플 파형으로 도시되는 검출 전압(31)의 관계가 도시되어 있다.

도 7에 있어서, 검출 전압(31)이 최초로 판정 임계값(30)을 하회하는 타이밍(33)에서, 검출 전압(31)의 리플 주기보다도 긴 시간 임계값(34)을 타이머에 세트하고 스타트시키고, 카운터에 값 1을 설정한다. 검출 전압(31)은 시간 임계값(34)의 시간 내에 있어서 상승으로 변하는 타이밍(35)에서 판정 임계값(30)을 상회하고, 시간 임계값(34)의 종단 근방의 타이밍(36)에서 판정 임계값(30)을 하회한다. 이 경우에는, 타이밍(35)에서 타이머와 카운터가 리세트되므로, 시간 임계값(34)은 소멸한다. 따라서 타이밍(36)에서는 정전 검출은 행해지지 않고, 새로 긴 시간 임계값(37)을 타이머에 세트하여 스타트시키고, 카운터에 값 1이 설정된다.

이 새로 설정한 긴 시간 임계값(37)의 시간 내에 있어서는, 검출 전압(31)은 판정 임계값(30) 이하에서 변화하고 있으므로, 카운터는 소정값에 향하여 카운트업을 반복하고 있다. 검출 전압(31)이 상승으로 변한 시간 임계값(37)의 종단 타이밍(38)에서도, 검출 전압(31)은 판정 임계값(30) 이하이며, 카운터의 카운트값이 소정값을 초과하므로, 정전 발생이 검출된다.

도 8에 있어서, 검출 전압(31)이 최초로 판정 임계값(30)을 하회하는 타이밍(40)에서 검출 전압(31)의 리플 주기보다도 짧은 시간 임계값(41)을 타이머에 세트하여 스타트시키고, 카운터에 값 1을 설정한다. 검출 전압(31)은 시간 임계값(41)의 시간 내에 있어서 상승으로 바뀌지만, 시간 임계값(41)의 종단 타이밍(42)에서도 판정 임계값(30)을 하회하고 있다. 이 동안, 카운터는 소정값에 향하여 카운트업을 반복하고 있다. 이 경우에는, 시간 임계값(41)의 종단 타이밍(42)에 있어서 카운터의 카운트값이 소정값을 초과하므로, 정전 발생이 검출된다.

이와 같이, 리플 주기보다도 긴 시간 임계값을 선택하는 경우는, 이 시간 임계값의 시간 내에 있어서 리플의 피크가 판정 임계값을 초과하는 경우가 일어나므로, 정전을 검출할 수 없는 경우가 있다. 한편, 리플 주기보다도 짧은 시간 임계값을 선택하는 경우는, 리플의 피크가 판정 임계값을 초과하는 경우가 일어나더라도, 시간 임계값의 시간 내에 있어서 하회하고 있으면 정전 검출을 실행할 수 있으므로, 시간 임계값의 차(差) 이상으로 정전의 검출 타이밍을 신속하게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예 2에 의하면, 전압 임계값을 대신하여 시간 임계값을 설치 환경에 따라서 선택할 수 있도록 했으므로, 실시예 1과 마찬가지로 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 관한 모터 구동 장치는 교류 전원 입력이 단절되는 정전이 발생한 경우의 이상 종료 처리를 어떠한 설치 환경에서도 확실하게 실행할 수 있는 모터 구동 장치로서 유용하다.

1: 모터 구동 장치
2: 교류 전원
3: 모터(M)
4: 모터 구동 회로
5: 전압 검출 회로
6: 제어 회로
7: 정류 회로
8: 평활용 콘덴서
9: 제어용 전압 생성 회로
10, 20: 정전 검출 처리부
10a: 임계값 발생 회로
10b, 20b: 선택 회로
10c, 20c: 비교 판정 회로
11: 스위치
12: 팬이나 펌프 등의 외부 기기
20a: 시간 임계값 기억 회로

Claims

당해 모터 구동 장치의 설치 환경에 따라서 정한 복수의 정전 검출 임계값과,
지정된 정전 검출 임계값을 상기 복수의 정전 검출 임계값으로부터 선택하는 선택 회로와,
모터 구동 회로에 입력되는 교류 전원의 검출 전압과 상기 선택된 정전 검출 임계값을 비교하여 정전 발생 유무를 판정하는 비교 판정 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정전 검출 임계값은 전압 임계값이며, 상기 비교 판정 회로는 상기 검출 전압이 상기 전압 임계값을 하회했을 때 정전 발생으로 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 정전 검출 임계값은 시간 임계값이며, 상기 비교 판정 회로는 상기 검출 전압이 판정 임계값을 상기 시간 임계값의 시간 내에 연속하여 하회했을 때 정전 발생으로 판정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.