WO2014057533A1 - 過負荷検出装置、サーボシステム、コンバータ - Google Patents

過負荷検出装置、サーボシステム、コンバータ Download PDF

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WO2014057533A1
WO2014057533A1 PCT/JP2012/076124 JP2012076124W WO2014057533A1 WO 2014057533 A1 WO2014057533 A1 WO 2014057533A1 JP 2012076124 W JP2012076124 W JP 2012076124W WO 2014057533 A1 WO2014057533 A1 WO 2014057533A1
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overload
threshold value
mover
encoder
movable element
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PCT/JP2012/076124
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English (en)
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Inventor
雄一郎 杉山
啓二 柳
Original Assignee
株式会社安川電機
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    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • 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
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • 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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/64—Controlling or determining the temperature of the winding

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to an overload detection device, a servo system, and a converter.
  • Patent Document 1 the temperature in the vicinity of the stator winding of a three-phase induction motor is detected by a single temperature detecting means, and when a temperature equal to or higher than a predetermined value is detected, energization of the motor is stopped to A technique for preventing burnout of the child winding is described.
  • the motor when used as a servo motor, the motor is operated (rotated or moved) by flowing current evenly through the stator windings of all phases, and one phase is fixed. And a holding state in which a current is concentrated on the child winding to stop and hold the mover at a specific position.
  • the temperature in the vicinity of the stator winding is detected by a single temperature detecting means, so that in the operating state in which all the phase windings generate heat uniformly, the temperature rise in the vicinity of the stator winding is It becomes relatively large.
  • the temperature rise near the stator winding is relatively small.
  • the temperature threshold value for overload detection is set in accordance with the above operating state, it cannot be detected that the one-phase winding is overheated in the holding state, and the winding may be burned out. .
  • the temperature threshold for overload detection is set according to the above holding state, the motor is energized even though the windings of all phases are not overheated. There is a problem that the output of the motor is limited due to being stopped.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to more reliably detect an overload state of a motor while enabling the performance of the motor to be maximized.
  • An overload detection device, a servo system, and a converter are provided.
  • an overload detection device for detecting an overload of a motor including a stator and a mover, An overload determination unit that compares a detection value of a temperature sensor that detects a temperature of the stator or the winding of the mover with a threshold value, and determines whether or not it is an overload according to the comparison result; A threshold value changing unit that changes the threshold value according to at least one of the position and speed of the mover detected by the encoder; An overload detection device is provided.
  • a motor including a stator and a mover, An encoder that detects at least one of the position and speed of the mover; A motor control device that performs drive control of the motor based on a detection result of the encoder; A converter that converts an analog signal from the encoder into a digital signal that can be processed by the motor control device; With Any one or more of the encoder, the motor control device, and the converter are The detection value of a temperature sensor that detects the temperature of the stator or the winding of the mover is compared with a threshold value, and an overload determination unit determines whether or not it is overloaded according to the comparison result; A threshold value changing unit that changes the threshold value according to at least one of the position and speed of the mover detected by the encoder; A servo system is provided.
  • an analog signal from an encoder that detects at least one of a position and a speed of a mover of a motor is converted into a motor control that performs drive control of the motor.
  • a converter that converts the device into a digital signal that can be processed, The detection value of a temperature sensor that detects the temperature of the stator or the winding of the mover is compared with a threshold value, and an overload determination unit determines whether or not it is overloaded according to the comparison result;
  • a threshold value changing unit that changes the threshold value according to at least one of the position and speed of the mover detected by the encoder; A converter is provided.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation content of the serial converter according to the embodiment.
  • overload detection device and the like according to the embodiment described below can be applied to various types of motors and encoders such as a rotary type (rotary type) and a linear type (linear type).
  • a rotary type rotary type
  • linear type linear type
  • a case where it is applied to a linear motor, an encoder, and the like will be described as an example so that the overload detection device and the like according to the embodiment can be easily understood.
  • it is possible to make appropriate changes such as changing the motors, encoders, etc. from linear types to rotary types, so the detailed description below will be omitted. .
  • the servo system 100 includes a linear motor 1 (an example of a motor), a serial converter 3 (an example of a converter), and a servo amplifier 5 (an example of a motor control device). .
  • the linear motor 1 is not particularly limited as long as it is a motor that is driven and controlled by a servo amplifier 5 based on position data described later.
  • the linear motor 1 for example, a single-phase DC motor that receives a single-phase DC input, a multi-phase DC motor that inputs multi-phase DCs having different phases, and a single-phase AC input.
  • An AC motor, a multi-phase AC motor that receives multi-phase ACs having different phases from each other, and the like can be used.
  • the linear motor 1 will be described as a three-phase AC motor that receives three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) alternating currents having different phases.
  • the linear motor 1 includes a stator 11 and a mover 12.
  • the stator 11 is configured as a field having a magnet (not shown) that generates a magnetic field
  • the mover 12 has a winding (not shown). Configured as a child.
  • the winding of the mover 12 is composed of windings corresponding to three phases (U phase, V phase, W phase).
  • the linear motor 1 includes a linear encoder 15 (an example of an encoder) that detects the position of the mover 12.
  • the linear encoder 15 is not particularly limited as long as it is an encoder that can detect the position of the mover 12.
  • the linear encoder 15 for example, an optical encoder, a magnetic encoder, or the like can be used.
  • the linear encoder 15 will be described as an optical encoder.
  • the linear encoder 15 has a scale 13 provided on the stator 11 side and a detector 14 provided on the mover 12 side.
  • a detector may be provided on the stator 11 side and a scale may be provided on the mover 12 side.
  • the scale 13 is provided with a scale, and the detector 14 optically detects the scale on the scale 13, thereby detecting the position of the movable element 12. To detect. Then, the detector 14 outputs position information, which is an analog signal such as a pulse shape or a sine wave shape, indicating the detected position of the movable element 12 to the serial converter 3.
  • mover 12 of the linear motor 1 has the temperature detection part 17 (refer FIG. 2 mentioned later) which can detect the temperature of each coil
  • the operating state of the mover 12 is roughly divided into an operating state and a holding state.
  • the operating state is a state in which the mover 12 is operating with currents flowing almost uniformly in all three-phase windings.
  • the holding state is a state (also referred to as a servo lock state or a stall state) in which the current 12 is concentrated on the one-phase winding and the movable element 12 is stopped and held at a specific position.
  • the overload state refers to a state in which the linear motor 1 has been added more than allowable, for example, a state where a current exceeding the rating flows through the winding of the mover 12 and the winding is in an overheated state.
  • the serial converter 3 receives position information from the detector 14 and converts the position information into position data that is a digital signal in a serial format that can be processed by the servo amplifier 5 and that can detect the position of the mover 12. Convert. Then, the serial converter 3 outputs the converted position data to the servo amplifier 5.
  • the serial converter 3 receives the output voltage Vout from the temperature detector 17 and performs a process of detecting an overload state of the linear motor 1 based on the output voltage Vout (details will be described later). When the serial converter 3 detects an overload state of the linear motor 1, the serial converter 3 outputs an alarm signal indicating that to the servo amplifier 5.
  • Servo amplifier 5 has a CPU, RAM, ROM, power amplifier and the like.
  • the servo amplifier 5 receives position data from the serial converter 3, calculates the drive position of the mover 12 based on the position data, and controls the drive of the linear motor 1. Specifically, the servo amplifier 5 drives and controls the movable element 12 so as to obtain a desired driving force, moving speed, and position by supplying control power to the winding of the movable element 12.
  • the temperature detection unit 17 includes a fixed resistor 18 and thermistors 16a, 16b, and 16c (an example of a temperature sensor).
  • the fixed resistor 18 is a resistor having a constant resistance value.
  • the thermistor is a resistor whose resistance value varies greatly depending on the temperature. By utilizing this phenomenon, the thermistor is widely used as a temperature sensor for detecting the temperature.
  • the resistance value of the thermistor at the temperature T 0 [K] is R 0
  • the resistance value R of the thermistor at the temperature T [K] is expressed by the following equation (1).
  • R R 0 exp ⁇ B (1 / T ⁇ 1 / T 0 ) ⁇ (1)
  • B in said Formula (1) is called B constant (it is also called the thermistor constant), and represents the characteristic of the thermistor.
  • the thermistors 16a, 16b, and 16c are not particularly limited as long as they are thermistors capable of detecting temperature.
  • thermistors 16a, 16b, and 16c for example, a NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value decreases as the temperature increases, or a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor whose resistance value increases as the temperature increases is used. Is possible.
  • the thermistors 16a, 16b, and 16c will be described as NTC thermistors for convenience of explanation.
  • the thermistors 16a, 16b, and 16c are attached in the vicinity of the three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) windings of the mover 12, and detect the temperature of the windings.
  • the thermistor 16a is attached in the vicinity of the winding corresponding to the U phase, and detects the temperature of the winding of the U phase.
  • the thermistor 16b is attached in the vicinity of the winding corresponding to the V phase, and detects the temperature of the V phase winding.
  • the thermistor 16c is attached in the vicinity of the winding corresponding to the W phase, and detects the temperature of the W phase winding.
  • the thermistors 16a, 16b, and 16c may be directly attached to the three-phase windings.
  • the fixed resistor 18, the thermistor 16a, the thermistor 16b, and the thermistor 16c are connected in series, so that the signals (output voltage V out ) to the serial converter 3 are combined into one. That is, the resistance value of the fixed resistor R is constant, and the resistance values of the thermistors 16a, 16b, and 16c change according to the temperature of each winding of each phase.
  • the output voltage Vout is a value that changes according to the temperature of each winding of each phase as described above, and thus can be said to be a detection value of the thermistors 16a, 16b, and 16c.
  • V out V in ⁇ R2 / (R1 + R2) (2)
  • the resistance value R2 of the thermistors 16a, 16b, and 16c as a whole decreases as the temperature of each winding of each phase increases. V out decreases.
  • the resistance value of the thermistor 16 corresponding to the winding of the phase in which no current flows is substantially unchanged. Therefore, compared to the operating state, the decrease in the resistance value R2 of the thermistors 16a, 16b, and 16c as a whole is suppressed, and the decrease in the output voltage Vout is also suppressed.
  • the degree of decrease in the output voltage Vout differs between the operating state and the holding state, and the degree of reduction in the output voltage Vout is larger in the operating state than in the holding state.
  • the output voltage V out from the temperature detecting section 17 is compared with one predetermined threshold value relates to the output voltage V out, the detection of the overload state of the linear motor 1 in accordance with the comparison result Done.
  • the threshold value is set according to the operation state, it is not possible to detect that the one-phase winding is overheated in the holding state, and the winding and the like may be burned out.
  • the threshold value is set in accordance with the above holding state, the coil is energized even though the three-phase winding as a whole is not overheated in the operating state. Is stopped and the performance of the linear motor 1 is limited.
  • the serial converter 3 that detects the overload state of the linear motor 1 is configured as follows.
  • the serial converter 3 includes an A / D conversion unit 31, a drive state determination unit 32, a threshold change unit 33, a threshold storage unit 34, an overload determination unit 35, and a signal output unit 36.
  • the A / D converter 31 receives position information (analog signal) from the detector 14 and converts the position information into serial position data (digital signal). Then, the A / D conversion unit 31 outputs the converted position data to the servo amplifier 5 and outputs it to the drive state determination unit 32.
  • the driving state determination unit 32 receives the position data from the A / D conversion unit 31 and detects the fluctuation amount of the position of the mover 12 per predetermined time based on the position data.
  • the driving state determination unit 32 may acquire the position information from the detector 14 and detect the amount of fluctuation per predetermined time of the position of the mover 12 based on the position information. Then, the drive state determination unit 32 compares the detected fluctuation amount with a predetermined amount, and determines the operation state of the mover 12 according to the comparison result. That is, when the detected fluctuation amount is larger than the predetermined amount, the drive state determination unit 32 regards the mover 12 as moving and determines that the mover 12 is in the above-described operation state.
  • the driving state determination unit 32 when the detected fluctuation amount is equal to or less than the predetermined amount, the driving state determination unit 32 considers that the mover 12 has hardly moved and determines that the mover 12 is in the holding state. Then, the driving state determination unit 32 outputs a signal representing the determination result to the threshold value changing unit 33.
  • the threshold value storage unit 34 stores two threshold values set in advance with respect to the output voltage V out from the temperature detection unit 17. Specifically, in the threshold value storage unit 34, the threshold value for the operation state set according to the case where the mover 12 is in the operation state, and the time when the mover 12 is in the holding state are set. And a threshold for holding state set to a value larger than the threshold for use. These two threshold values are set by a known appropriate method using the heat capacity and heat dissipation characteristics (heat transfer characteristics) of the linear motor 1 and the above formulas (1) and (2).
  • the threshold value changing unit 33 inputs a signal representing the determination result of the drive state determining unit 32, and changes the threshold value used for the overload determination of the linear motor 1 according to the determination result. Specifically, when the mover 12 is determined to be in the holding state by the drive state determination unit 32, the threshold value changing unit 33 sets the threshold value more than when it is determined that the mover 12 is in the operating state. Increase.
  • the threshold value changing unit 33 selects a threshold value used for the overload determination of the linear motor 1 among the two threshold values stored in the threshold value storage unit 34 according to the determination result of the drive state determination unit 32.
  • the threshold value is changed by designating. That is, when the signal from the drive state determination unit 32 represents the determination result that the movable element 12 is in the operation state, the threshold value changing unit 33 specifies the threshold value for the operation state. On the other hand, when the signal from the drive state determination unit 32 represents the determination result that the movable element 12 is in the holding state, the threshold value changing unit 33 specifies the threshold value for the holding state. Note that specifying a threshold value for the holding state when a signal representing the determination result indicating the holding state is input is more than when the operation state is determined when the holding state is determined. Is equivalent to increasing the threshold.
  • threshold value storage unit 34 two threshold values are stored in the threshold value storage unit 34, and the threshold value changing unit 33 changes one of the two threshold values to change the threshold value used for overload determination.
  • One threshold value may be stored in the threshold value storage unit 34, and the threshold value changing unit 33 may change the threshold value used for overload determination by adjusting the value of the one threshold value.
  • the threshold value changing unit 33 outputs a signal representing the designation result to the overload determining unit 35.
  • the overload determination unit 35 receives the output voltage V out from the temperature detection unit 17, compares the output voltage V out with the threshold value stored in the threshold value storage unit 34, and performs linear operation according to the comparison result. It is determined whether or not the motor 1 is in an overload state.
  • the overload determination unit 35 inputs a signal representing the designation result of the threshold value changing unit 33 and acquires a threshold value from the threshold storage unit 34 according to the designation result. That is, when the signal from the threshold changing unit 33 specifies the threshold for the operating state, the overload determining unit 35 acquires the threshold for the operating state from the threshold storage unit 34. On the other hand, when the signal from the threshold changing unit 33 specifies the threshold value for the holding state, the overload determination unit 35 acquires the threshold value for the holding state from the threshold storage unit 34. And the overload determination part 35 compares the input output voltage Vout with the acquired threshold value, and performs an overload determination according to the comparison result.
  • the overload determination unit 35 determines that the linear motor 1 is not in an overload state. On the other hand, when the input output voltage Vout is equal to or less than the acquired threshold value, the overload determination unit 35 determines that the linear motor 1 is in an overload state.
  • the overload determination part 35 outputs the signal which instruct
  • the signal output unit 36 outputs the alarm signal to the servo amplifier 5 when a signal instructing the output of the alarm signal is input from the overload determination unit 35.
  • step S10 the A / D converter 31 converts the position information from the detector 14 into serial position data.
  • step S20 the drive state determination unit 32 determines the operation state of the mover 12 based on the position data from the A / D conversion unit 31. If it is determined that the mover 12 is in the operating state, the process proceeds to step S30, and the threshold value changing unit 33 specifies the threshold value for the operating state, and then the process proceeds to step S50. On the other hand, when it is determined that the mover 12 is in the holding state, the process proceeds to step S40, the threshold value changing unit 33 designates the threshold value for the holding state, and then the process proceeds to step S50.
  • step S50 the overload determination unit 35 acquires the threshold value specified in step S30 or step S40 from the threshold value storage unit 34.
  • step S60 the overload determination unit 35 compares the output voltage Vout from the temperature detection unit 17 with the threshold acquired in step S50, and performs overload determination according to the comparison result. If the output voltage Vout is less than or equal to the threshold value, it is determined that the linear motor 1 is in an overload state, and in step S70, the signal output unit 36 outputs an alarm signal to the servo amplifier 5, and this flow is performed. The process shown ends. On the other hand, when the output voltage Vout is larger than the threshold value, it is determined that the linear motor 1 is not in an overload state, and the process shown in this flow is finished. Note that the processing shown in this flow is repeatedly executed.
  • the threshold value changing unit 33 of the serial converter 3 changes the threshold value according to the position of the mover 12 detected by the detecting unit 14. That is, when the variation in the position of the mover 12 is smaller than a predetermined amount, the linear motor 1 is regarded as being held, and the threshold value is changed to a large value. When the variation in the position of the mover 12 is larger than the predetermined amount Can consider the linear motor 1 to be in an operating state and change the threshold value to a small value.
  • the threshold value changing unit 33 of the serial converter 3 increases the threshold value when it is determined that the drive state determination unit 32 is in the holding state than when it is determined as the operation state. Accordingly, it is possible to detect that the one-phase winding is overheated in the holding state, and it is possible to prevent the output from being limited in the operating state.
  • the overload determination unit 35 of the serial converter 3 compares the output voltage Vout from the temperature detection unit 17 with a threshold value, and determines whether or not there is an overload according to the comparison result.
  • a circuit board is provided on the linear motor 1 side, and the output voltage Vout corresponding to changes in the resistance values of the thermistors 16a, 16b, and 16c is integrated into one on the circuit board. A configuration in which V out is output from the linear motor 1 side to the serial converter 3 becomes possible.
  • the number of signal lines between the linear motor 1 and the serial converter 3 can be reduced as compared with the case where the output voltage Vout corresponding to the change in the resistance value of the thermistors 16a, 16b, and 16c is output to the serial converter 3 respectively. It can be reduced and wiring can be saved.
  • the signal output unit 36 outputs an alarm signal to the servo amplifier 5 when the overload determination unit 35 of the serial converter 3 determines that it is overloaded. Thereby, it is possible to perform a predetermined process (stop of the linear motor 1, current limitation, etc.) corresponding to the overload state of the linear motor 1 using the alarm signal.
  • the serial converter 3 that converts the position information from the detection unit 14 into position data that can be processed by the servo amplifier 5 functions as an overload detection device.
  • the serial converter 3 by providing the serial converter 3 with an overload detection function, the number of devices and wiring can be reduced and the configuration can be simplified as compared with the case where an overload detection device is provided separately from the serial converter 3.
  • the series of processes described in the above embodiment may be executed by dedicated hardware, but may be executed by software.
  • the above series of processes can be realized by causing a general-purpose or dedicated computer to execute the program.
  • the computer is connected to a recording device such as a CPU (Central Processing Unit), a HDD (Hard Disk Drive), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a LAN (Local Area Network) network.
  • Communication devices input devices such as a mouse / keyboard, magnetic disks such as flexible disks, optical disks such as various CD (Compact Disc) / MO (Magneto Optical) disks / DVDs (Digital Versatile Disc), semiconductor memories, etc.
  • the computer may execute the above-described series of processes by executing a program recorded in a recording device / removable storage medium or a program acquired via a network.
  • the thermistors 16a, 16b, and 16c are connected in series to combine the outputs to the serial converter 3.
  • the disclosed embodiment is not limited to this.
  • a plurality of outputs to the serial converter 3 may be used.
  • a linear encoder is the needle
  • the velocity may be detected instead of (or in addition to) the position.
  • the drive state determination unit 32 determines the operation state of the mover 12 based on the speed of the mover 12 detected by the linear encoder. May be. In this case, the drive state determination unit 32 determines that the mover 12 is in an operating state when the speed of the mover 12 is greater than a predetermined amount, and the mover 12 when the speed of the mover 12 is equal to or less than a predetermined amount. 12 is determined to be in the holding state. In these cases, the same effect as the above embodiment can be obtained.
  • stator 11 was comprised as a magnetic field and the needle
  • mover 12 was comprised as an armature
  • embodiment of an indication is not limited to this,
  • the stator 11 is comprised as an armature.
  • the mover 12 may be configured as a stator.
  • the winding is provided on the stator 11 side, when control power is supplied from the servo amplifier 5 to the stator 11, a current flows through the winding of the stator 11, and the mover 12 The operating state is controlled.
  • the thermistor 16 is attached to the winding (or the vicinity thereof) of the stator 11. Also in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
  • winding was detected using the NTC thermistor as the thermistor 16
  • embodiment of an indication is not limited to this, A PTC thermistor is used as the thermistor 16.
  • the temperature of the winding may be detected.
  • the threshold value for the holding state needs to be set to a value smaller than the threshold value for the operating state.
  • the threshold value changing unit 33 decreases the threshold value compared to the case where it is determined that the movable element 12 is in the operating state.
  • the temperature of the winding may be detected by a temperature sensor other than the thermistor.
  • the detected value of the temperature sensor output from the linear motor 1 side to the serial converter 3 side may be a voltage, the temperature itself, or a signal other than these as in the above embodiment.
  • the average value of the detection values of each temperature sensor or the sum of those values may be output as one signal. Good. In these cases, the same effect as the above embodiment can be obtained.
  • the serial converter 3 functions as an overload detection device.
  • the disclosed embodiment is not limited to this, and the servo amplifier that performs drive control of the linear motor 1 is overloaded. You may make it function as a detection apparatus.
  • an encoder that detects the position of the mover 12 or the like may function as an overload detection device. In these cases, the same effect as the above embodiment can be obtained.
  • the serial converter 3 functions as an overload detection device as in the above embodiment
  • the analog signal output from the encoder or the temperature sensor is compared with the case where the servo amplifier functions as an overload detection device. This is particularly effective because the signal line can be shortened and wiring can be reduced, and the influence of noise and the like can be suppressed.
  • FIG. 2 show an example of the signal flow, and do not limit the signal flow direction.
  • FIG. 3 is not limited to the procedure illustrating the operation contents, and the procedure may be added / deleted or the order may be changed without departing from the spirit and technical idea.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

【課題】モータの性能を最大限に発揮しつつ、モータの過負荷状態をより確実に検出する。 【解決手段】シリアルコンバータ３は、可動子１２の巻線の温度を検出するサーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを判定する過負荷判定部３５と、リニアエンコーダ１５の検出部１４により検出された可動子１２の位置に応じて閾値を変更する閾値変更部３３とを有する。また、シリアルコンバータ３は、検出部１４により検出された可動子１２の位置の所定時間あたりの変動が所定量より大きい場合には、可動子１２が動作状態であると判定し、可動子１２の位置の所定時間あたりの変動が所定量以下である場合には、可動子１２が保持状態であると判定する駆動状態判定部３２を有し、閾値変更部３３は、駆動状態判定部３２により保持状態と判定された場合に、動作状態と判定された場合よりも閾値を増大させる。

Description

過負荷検出装置、サーボシステム、コンバータ
　開示の実施形態は、過負荷検出装置、サーボシステム、コンバータに関する。
　例えば特許文献１には、三相誘導モータの固定子巻線の近傍温度を１つの温度検出手段により検出し、所定値以上の温度を検出したときにモータへの通電を停止することにより、固定子巻線の焼損を防止する技術が記載されている。
特開平１０－１７４２７６号公報
　モータの駆動状態には、例えばサーボモータとして用いるような場合には、全相の固定子巻線に満遍なく順に電流を流して可動子を動作（回転又は移動）させる動作状態と、１相の固定子巻線に集中して電流を流して可動子を特定の位置に停止保持させる保持状態とが含まれる。
　ここで、上記従来技術では、固定子巻線の近傍温度を１つの温度検出手段によって検出するので、全相の巻線が均等に発熱する動作状態では、固定子巻線の近傍の温度上昇は比較的大きくなる。一方、１相の巻線のみが発熱する保持状態では、固定子巻線の近傍の温度上昇は比較的小さくなる。このため、過負荷検出のための温度閾値を上記動作状態に合わせて設定した場合、保持状態において１相の巻線が過熱状態となることを検出できず、該巻線が焼損するおそれがある。また、これを防止するために、過負荷検出のための温度閾値を上記保持状態に合わせて設定した場合、全相の巻線としては過熱状態になっていないにも拘わらずモータへの通電が停止されてしまい、モータの出力が制限されてしまうという問題がある。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モータの性能を最大限に発揮可能としつつ、モータの過負荷状態をより確実に検出することが可能な、過負荷検出装置、サーボシステム、コンバータを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、固定子及び可動子を備えたモータの過負荷を検出する過負荷検出装置であって、
　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを判定する過負荷判定部と、
　エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
を有する、過負荷検出装置が提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、固定子及び可動子を備えたモータと、
　前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するエンコーダと、
　前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うモータ制御装置と、
　前記エンコーダからのアナログ信号を前記モータ制御装置が処理可能なデジタル信号に変換するコンバータと、
を備え、
　前記エンコーダ、前記モータ制御装置、及び前記コンバータのいずれか１又は２以上は、
　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを過負荷判定部と、
　前記エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
を有する、サーボシステムが提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、モータの可動子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するエンコーダからのアナログ信号を、前記モータの駆動制御を行うモータ制御装置が処理可能なデジタル信号に変換するコンバータであって、
　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを過負荷判定部と、
　前記エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
を有する、コンバータが提供される。
　本発明によれば、モータの性能を最大限に発揮しつつ、モータの過負荷状態をより確実に検出することができる。
一実施形態に係るサーボシステムの構成について説明するための説明図である。 同実施形態に係る温度検出部及びシリアルコンバータの詳細について説明するための説明図である。 同実施形態に係るシリアルコンバータの動作内容について説明するための説明図である。
　以下に添付図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面では、実質的に同一の機能を有する構成要素は、原則として同一の符号で表す。そして、これらの構成要素についての重複説明は、適宜省略する。
　なお、以下で説明する実施形態に係る過負荷検出装置等は、回転型（ロータリタイプ）や直線型（リニアタイプ）等の様々なタイプのモータ及びエンコーダ等に適用可能である。しかしながら、以下で説明する実施形態では、該実施形態に係る過負荷検出装置等の理解が容易になるように、直線型のモータ及びエンコーダ等に適用される場合を例に挙げて説明する。他のタイプのモータ及びエンコーダ等に適用される場合については、モータ及びエンコーダ等を直線型から回転型に変更する等の適切な変更を加えることにより可能であるため、以下における詳しい説明は省略する。
　＜１．一実施形態＞
　まず、図１～図３を参照しつつ、一実施形態について説明する。
　　（１－１．サーボシステムの構成）
　まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボシステムの構成について説明する。
　図１に示すように、本実施形態に係るサーボシステム１００は、リニアモータ１（モータの一例）と、シリアルコンバータ３（コンバータの一例）と、サーボアンプ５（モータ制御装置の一例）とを有する。
　リニアモータ１は、後述する位置データに基づいてサーボアンプ５により駆動制御されるモータであれば特に限定されるものではない。リニアモータ１としては、例えば、単相の直流を入力とする単相直流モータや、相互に位相の異なる多相の直流を入力とする多相直流モータ、単相の交流を入力とする単相交流モータ、相互に位相の異なる多相の交流を入力とする多相交流モータ等が使用可能である。以下では、説明の便宜上、リニアモータ１を、相互に位相の異なる３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流を入力とする三相交流モータとして説明する。
　リニアモータ１は、固定子１１及び可動子１２を備える。なお、詳しくは図示していないが、この例では、固定子１１が磁界を発生する磁石（図示せず）を有する界磁として構成され、可動子１２が巻線（図示せず）を有する電機子として構成されている。リニアモータ１として三相交流モータが使用される本実施形態では、可動子１２の巻線は、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応する巻線から構成されている。
　また、リニアモータ１は、可動子１２の位置を検出するリニアエンコーダ１５（エンコーダの一例）を備える。リニアエンコーダ１５は、可動子１２の位置を検出可能なエンコーダであれば特に限定されるものではない。リニアエンコーダ１５としては、例えば、光学式エンコーダや磁気式エンコーダ等が使用可能である。以下では、説明の便宜上、リニアエンコーダ１５を、光学式エンコーダとして説明する。
　リニアエンコーダ１５は、固定子１１側に設けられたスケール１３と、可動子１２側に設けられた検出器１４とを有する。なお、固定子１１側に検出器を設け、可動子１２側にスケールを設けてもよい。リニアエンコーダ１５として光学式エンコーダが使用される本実施形態では、スケール１３には目盛が設けられ、検出器１４は、スケール１３上の目盛を光学的に検出することにより、可動子１２の位置を検出する。そして、検出器１４は、検出した可動子１２の位置を表すパルス状又は正弦波状等のアナログ信号である位置情報を、シリアルコンバータ３へ出力する。
　また、リニアモータ１の可動子１２は、その各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応する各巻線の温度を検出可能な温度検出部１７（後述の図２参照）を有する。なお、温度検出部１７の詳細については後述する。温度検出部１７による検出結果を表す出力電圧Ｖｏｕｔ（詳細は後述）は、シリアルコンバータ３へ出力される。
　以上のように構成されたリニアモータ１においては、サーボアンプ５から可動子１２に対して制御電力が供給されることにより、可動子１２の巻線に電流が流れて、可動子１２の運転状態（駆動状態）が制御される。なお、可動子１２の運転状態は、動作状態及び保持状態に大別される。動作状態は、３相全ての巻線にほぼ満遍なく順に電流が流れて可動子１２が動作している状態である。保持状態は、ほぼ１相の巻線に集中して電流が流れて可動子１２が特定の位置に停止保持された状態（サーボロック状態やストール状態ともいう。）である。
　また、可動子１２の巻線に電流が流れると、該巻線は発熱することとなるが、発熱する巻線は、可動子１２の運転状態により異なる。例えば、可動子１２が動作状態であるときには、３相全ての巻線にほぼ満遍なく順に電流が流れるので、３相全ての巻線がほぼ均等に発熱する。このため、動作状態では、例えば定格以上の電流が印加されることにより、３相全ての巻線が過熱状態となって、リニアモータ１が過負荷状態となる。なお、過負荷状態とは、リニアモータ１に許容以上の付加が加わっている状態をいい、例えば可動子１２の巻線に定格以上の電流が流れて該巻線が過熱状態となっている状態等が挙げられ、この状態では、該巻線やその周りをモールドする樹脂（図示せず）等が焼損するおそれがある。一方、可動子１２が保持状態であるときには、ほぼ１相の巻線に集中して電流が流れるので、ほぼ１相の巻線のみが発熱する。このため、保持状態では、例えば定格以上の電流が印加されることにより、１相の巻線が過熱状態となって、リニアモータ１が過負荷状態となる。
　シリアルコンバータ３は、上記検出器１４からの位置情報を入力し、その位置情報を、サーボアンプ５が処理可能でかつ上記可動子１２の位置を検出可能なシリアル形式のデジタル信号である位置データに変換する。そして、シリアルコンバータ３は、変換した位置データをサーボアンプ５へ出力する。また、シリアルコンバータ３は、上記温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔを入力し、その出力電圧Ｖｏｕｔに基づいてリニアモータ１の過負荷状態を検出する処理を行う（詳細は後述）。そして、シリアルコンバータ３は、リニアモータ１の過負荷状態を検出した場合に、その旨を表すアラーム信号をサーボアンプ５へ出力する。
　サーボアンプ５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びパワーアンプ等を有する。このサーボアンプ５は、シリアルコンバータ３からの位置データを入力し、その位置データに基づいて上記可動子１２の駆動位置を算出して、リニアモータ１の駆動制御を行う。具体的には、サーボアンプ５は、可動子１２の巻線に対して制御電力を供給することにより、可動子１２が所望の推進力、移動速度、及び位置を得られるように駆動制御する。
　　（１－２．温度検出部及びシリアルコンバータの詳細）
　次に、図２を参照しつつ、本実施形態に係る温度検出部１７及びシリアルコンバータ３の詳細について説明する。
　図２に示すように、温度検出部１７は、固定抵抗器１８と、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（温度センサの一例）とを有する。
　固定抵抗器１８は、抵抗値が一定の抵抗器である。
　サーミスタは、温度により抵抗値が大きく変化する抵抗体であり、この現象を利用することにより、温度を検出する温度センサとして広く使用されている。ここで、温度Ｔ０［Ｋ］におけるサーミスタの抵抗値をＲ０とすると、温度Ｔ［Ｋ］におけるサーミスタの抵抗値Ｒは、下記の式（１）で表される。
　Ｒ＝Ｒ０ｅｘｐ｛Ｂ（１／Ｔ－１／Ｔ０）｝　・・・（１）
　なお、上記の式（１）におけるＢは、Ｂ定数（サーミスタ定数ともいう。）と呼ばれ、サーミスタの特性を表す。
　サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、温度を検出可能なサーミスタであれば特に限定されるものではない。サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃとしては、例えば、温度が増加するにつれて抵抗値が減少するＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタや、温度が増加するにつれて抵抗値が増加するＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ等が使用可能である。以下では、説明の便宜上、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを、ＮＴＣサーミスタとして説明する。
　サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、上記可動子１２の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線のそれぞれの近傍に取り付けられており、該巻線の温度を検出する。この例では、サーミスタ１６ａは、Ｕ相に対応する巻線の近傍に取り付けられており、該Ｕ相の巻線の温度を検出する。サーミスタ１６ｂは、Ｖ相に対応する巻線の近傍に取り付けられており、該Ｖ相の巻線の温度を検出する。サーミスタ１６ｃは、Ｗ相に対応する巻線の近傍に取り付けられており、該Ｗ相の巻線の温度を検出する。なお、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを３相の巻線のそれぞれに直接取り付けてもよい。
　また、この例では、固定抵抗器１８、サーミスタ１６ａ、サーミスタ１６ｂ、及びサーミスタ１６ｃを直列に接続することにより、シリアルコンバータ３への信号（出力電圧Ｖｏｕｔ）を１つにまとめている。すなわち、固定抵抗器Ｒの抵抗値は一定であり、各サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの抵抗値は各相の各巻線の温度に応じて変化する。従って、一定の電圧Ｖｉｎが印加されると、各相の各巻線の温度に応じて、固定抵抗器Ｒの抵抗値とサーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体の抵抗値との比率が変化し、固定抵抗器Ｒとサーミスタ１６ａとの接続点の電圧が変化するので、本実施形態では、この電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとしてシリアルコンバータ３へ出力する。なお、出力電圧Ｖｏｕｔは、上記のように各相の各巻線の温度に応じて変化する値であるので、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの検出値とも言える。ここで、固定抵抗器１８の抵抗値をＲ１、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体の抵抗値をＲ２とすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、下記の式（２）で表される。
　Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）　・・・（２）
　なお、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃとしてＮＴＣサーミスタが使用される本実施形態では、各相の各巻線の温度が増加するにつれて、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体の抵抗値Ｒ２は減少するので、出力電圧Ｖｏｕｔは減少する。
　例えば、上記動作状態では、可動子１２の電流が流れる３相全ての巻線がほぼ均等に発熱するので、非発熱時と比べると、各サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの抵抗値はほぼ均等に小さくなる。従って、非発熱時と比べると、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体の抵抗値Ｒ２は減少し、出力電圧Ｖｏｕｔも減少する。一方、上記保持状態では、可動子１２の電流が流れるほぼ１相の巻線のみが発熱するので、非発熱時と比べると、電流が流れる相の巻線に対応するサーミスタ１６の抵抗値は小さくなるが、電流が流れていない相の巻線に対応するサーミスタ１６の抵抗値はほぼ変わらない。従って、動作状態時と比べると、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体の抵抗値Ｒ２の減少は抑えられ、出力電圧Ｖｏｕｔの減少も抑えられる。
　以上のように、動作状態と保持状態とでは、出力電圧Ｖｏｕｔの減少の程度が異なり、動作状態の方が保持状態よりも出力電圧Ｖｏｕｔの減少の程度が大きくなる。
　ここで、一般には、温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔを、該出力電圧Ｖｏｕｔに関し予め設定した１つの閾値と比較し、その比較結果に応じてリニアモータ１の過負荷状態の検出が行われる。このため、例えば、閾値を上記動作状態に合わせて設定した場合には、保持状態において１相の巻線が過熱状態となることを検出できず、該巻線等が焼損するおそれがある。また、これを防止するために、閾値を上記保持状態に合わせて設定した場合には、動作状態において３相の巻線全体としては過熱状態になっていないにも拘わらず該巻線への通電が停止されてしまい、リニアモータ１の性能が制限されてしまうという問題がある。このような問題等に鑑みて、本実施形態では、リニアモータ１の過負荷状態の検出を行うシリアルコンバータ３を下記のように構成した。
　すなわち、シリアルコンバータ３は、Ａ／Ｄ変換部３１と、駆動状態判定部３２と、閾値変更部３３と、閾値記憶部３４と、過負荷判定部３５と、信号出力部３６とを有する。
　Ａ／Ｄ変換部３１は、上記検出器１４からの位置情報（アナログ信号）を入力し、その位置情報をシリアル形式の位置データ（デジタル信号）に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換部３１は、変換した位置データをサーボアンプ５へ出力すると共に駆動状態判定部３２へ出力する。
　駆動状態判定部３２は、上記Ａ／Ｄ変換部３１からの位置データを入力し、その位置データに基づいて可動子１２の位置の所定時間あたりの変動量を検出する。なお、駆動状態判定部３２は、上記検出器１４からの位置情報を取得し、その位置情報に基づいて可動子１２の位置の所定時間あたりの変動量を検出してもよい。そして、駆動状態判定部３２は、検出した変動量を所定量と比較し、その比較結果に応じて可動子１２の運転状態を判定する。すなわち、駆動状態判定部３２は、検出した変動量が所定量より大きい場合には、可動子１２が移動しているとみなし、可動子１２が上記動作状態であると判定する。一方、駆動状態判定部３２は、検出した変動量が所定量以下である場合には、可動子１２がほとんど移動していないとみなし、可動子１２が上記保持状態であると判定する。そして、駆動状態判定部３２は、判定結果を表す信号を閾値変更部３３へ出力する。
　閾値記憶部３４には、上記温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔに関し予め設定した２つの閾値が記憶されている。具体的には、閾値記憶部３４には、可動子１２が動作状態である場合に合わせて設定した動作状態時用の閾値と、可動子１２が保持状態である場合に合わせて上記動作状態時用の閾値よりも大きな値に設定した保持状態時用の閾値とが記憶されている。なお、これら２つの閾値の設定は、リニアモータ１の熱容量や放熱特性（伝熱特性）及び上記の式（１）（２）等を用いて、公知の適宜の手法により行われる。
　閾値変更部３３は、上記駆動状態判定部３２の判定結果を表す信号を入力し、その判定結果に応じて、リニアモータ１の過負荷判定に使用する閾値を変更する。具体的には、駆動状態判定部３２により可動子１２が保持状態であると判定されていた場合に、閾値変更部３３は、可動子１２が動作状態であると判定された場合よりも閾値を増大させる。
　本実施形態の場合、閾値変更部３３は、駆動状態判定部３２の判定結果に応じて、上記閾値記憶部３４に記憶された２つの閾値のうちリニアモータ１の過負荷判定に使用する閾値を指定することにより、該閾値を変更する。すなわち、駆動状態判定部３２からの信号が可動子１２が動作状態であるという判定結果を表すものであった場合には、閾値変更部３３は、上記動作状態時用の閾値を指定する。一方、駆動状態判定部３２からの信号が可動子１２が保持状態であるという判定結果を表すものであった場合には、閾値変更部３３は、上記保持状態時用の閾値を指定する。なお、保持状態であるという判定結果を表す信号を入力した場合に保持状態時用の閾値を指定することは、保持状態であると判定されていた場合に動作状態であると判定された場合よりも閾値を増大させることと同等である。
　なお、この例では、閾値記憶部３４に２つの閾値が記憶され、閾値変更部３３が該２つの閾値うちいずれかを指定することにより、過負荷判定に使用する閾値を変更しているが、閾値記憶部３４に１つの閾値が記憶され、閾値変更部３３が該１つの閾値の値を調整することにより、過負荷判定に使用する閾値を変更してもよい。
　そして、閾値変更部３３は、指定結果を表す信号を過負荷判定部３５へ出力する。
　過負荷判定部３５は、上記温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔを入力し、その出力電圧Ｖｏｕｔを、閾値記憶部３４に記憶された閾値と比較して、その比較結果に応じてリニアモータ１が過負荷状態であるか否かの判定を行う。
　本実施形態の場合、過負荷判定部３５は、上記閾値変更部３３の指定結果を表す信号を入力し、その指定結果に応じて、閾値記憶部３４から閾値を取得する。すなわち、閾値変更部３３からの信号が動作状態時用の閾値を指定するものであった場合には、過負荷判定部３５は、閾値記憶部３４から該動作状態時用の閾値を取得する。一方、閾値変更部３３からの信号が保持状態時用の閾値を指定するものであった場合には、過負荷判定部３５は、閾値記憶部３４から該保持状態時用の閾値を取得する。そして、過負荷判定部３５は、入力した出力電圧Ｖｏｕｔを、取得した閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷判定を行う。すなわち、入力した出力電圧Ｖｏｕｔが、取得した閾値よりも大きい場合には、過負荷判定部３５は、リニアモータ１が過負荷状態となっていないと判定する。一方、入力した出力電圧Ｖｏｕｔが、取得した閾値以下である場合には、過負荷判定部３５は、リニアモータ１が過負荷状態であると判定する。
　そして、リニアモータ１が過負荷状態であると判定した場合に、過負荷判定部３５は、前述のアラーム信号の出力を指示する信号を信号出力部３６へ出力する。
　信号出力部３６は、過負荷判定部３５からアラーム信号の出力を指示する信号が入力された場合に、該アラーム信号をサーボアンプ５へ出力する。
　　（１－３．シリアルコンバータの動作内容）
　次に、図３を参照しつつ、本実施形態に係るシリアルコンバータ３の動作内容について説明する。
　図３に示すように、まずステップＳ１０で、Ａ／Ｄ変換部３１が、検出器１４からの位置情報をシリアル形式の位置データに変換する。
　その後、ステップＳ２０で、駆動状態判定部３２が、Ａ／Ｄ変換部３１からの位置データに基づいて可動子１２の運転状態を判定する。可動子１２が動作状態であると判定された場合には、ステップＳ３０に移り、閾値変更部３３が、動作状態時用の閾値を指定し、その後ステップＳ５０に移る。一方、可動子１２が保持状態であると判定された場合には、ステップＳ４０に移り、閾値変更部３３が、保持状態時用の閾値を指定し、その後ステップＳ５０に移る。
　ステップＳ５０では、過負荷判定部３５が、閾値記憶部３４から、上記ステップＳ３０又はステップＳ４０で指定された閾値を取得する。
　そして、ステップＳ６０に移り、過負荷判定部３５が、温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔを、上記ステップＳ５０で取得された閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷判定を行う。出力電圧Ｖｏｕｔが閾値以下であった場合には、リニアモータ１が過負荷状態であると判定され、ステップＳ７０で、信号出力部３６が、アラーム信号をサーボアンプ５へ出力し、このフローに示す処理が終了する。一方、出力電圧Ｖｏｕｔが閾値よりも大きかった場合には、リニアモータ１が過負荷状態となっていないと判定され、このフローに示す処理が終了する。なお、このフローに示す処理は、繰り返し実行される。
　　（１－４．本実施形態による効果の例）
　以上、本実施形態に係るサーボシステム１００について説明した。本実施形態では、シリアルコンバータ３の閾値変更部３３が、検出部１４により検出された可動子１２の位置に応じて閾値を変更する。すなわち、可動子１２の位置の変動が所定量より小さい場合にはリニアモータ１が保持状態であるとみなして閾値を大きな値に変更し、可動子１２の位置の変動が所定量より大きな場合にはリニアモータ１が動作状態であるとみなして閾値を小さな値に変更することができる。これにより、保持状態において１相の巻線が過熱状態となることを検出することができる共に、動作状態において全相の巻線としては過熱状態になっていないにも拘わらず出力が制限されることを防止できる。従って、リニアモータ１の性能を最大限に発揮しつつ、リニアモータ１の過負荷状態をより確実に検出することができる。
　また、本実施形態では特に、シリアルコンバータ３の閾値変更部３３が、駆動状態判定部３２により保持状態であると判定された場合に、動作状態であると判定された場合よりも閾値を増大させる。これにより、保持状態において１相の巻線が過熱状態となることを検出することができると共に、動作状態において出力が制限されることを防止できる。
　また、本実施形態では特に、シリアルコンバータ３の過負荷判定部３５が、温度検出部１７からの出力電圧Ｖｏｕｔを閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを判定する。このようにすることで、リニアモータ１側に回路基板を設け、該回路基板においてサーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの抵抗値の変化に対応する出力電圧Ｖｏｕｔを１つにまとめた上で該出力電圧Ｖｏｕｔをリニアモータ１側からシリアルコンバータ３に出力する、という構成が可能となる。これにより、例えばサーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの抵抗値の変化に対応する出力電圧Ｖｏｕｔを各々シリアルコンバータ３に出力する場合に比べて、リニアモータ１とシリアルコンバータ３の間の信号線の本数を少なくでき、省配線が可能となる。
　また、本実施形態では特に、シリアルコンバータ３の過負荷判定部３５が過負荷と判定した場合に、信号出力部３６がアラーム信号をサーボアンプ５へ出力する。これにより、アラーム信号を用いて、リニアモータ１の過負荷状態に対応した所定の処理（リニアモータ１の停止、電流制限等）を行うことができる。
　また、本実施形態では特に、検出部１４からの位置情報をサーボアンプ５が処理可能な位置データに変換するシリアルコンバータ３が、過負荷検出装置として機能する。このように、シリアルコンバータ３に過負荷検出機能を持たせることにより、シリアルコンバータ３とは別に過負荷検出装置を設ける場合に比べて装置数や配線を少なくでき、構成を簡素化できる。また、設置スペースやコストを削減できる効果もある。
　＜２．変形例等＞
　以上、一実施形態について詳細に説明した。しかしながら、技術的思想の範囲は、ここで説明した実施形態に限定されないことは言うまでもない。実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせ等を行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせ等の後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
　すなわち、上記実施形態で説明した一連の処理は、専用のハードウエアにより実行させてもよいが、ソフトウエアにより実行させてもよい。一連の処理をソフトウエアにより行う場合、汎用又は専用のコンピュータにプログラムを実行させることにより、上記の一連の処理を実現することができる。コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録装置と、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）・インターネット等のネットワークに接続された通信装置と、マウス・キーボード等の入力装置と、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、各種のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）・ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク・ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記憶媒体等を読み書きするドライブと、モニタ等の表示装置・スピーカやヘッドホン等の音声出力装置等の出力装置等と、を有してもよい。そして、このコンピュータは、記録装置・リムーバブル記憶媒体に記録されたプログラム、又はネットワークを介して取得したプログラムを実行することにより、上記一連の処理を実行してもよい。
　また、上記実施形態では、サーミスタ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを直列に接続することによりシリアルコンバータ３への出力を１つにまとめていたが、開示の実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば信号線に余裕がある場合等にはシリアルコンバータ３への出力を複数としてもよい。
　また、上記実施形態では、リニアエンコーダ１５の検出部１４が、可動子１２の位置を検出していたが、開示の実施形態はこれに限定されるものではなく、リニアエンコーダが、可動子１２の位置に代えて（又は加えて）速度を検出してもよい。また、リニアエンコーダが可動子１２の速度を検出する場合には、駆動状態判定部３２が、該リニアエンコーダにより検出された可動子１２の速度に基づいて、可動子１２の運転状態の判定を行ってもよい。この場合、駆動状態判定部３２は、可動子１２の速度が所定量よりも大きい場合に可動子１２が動作状態であると判定し、可動子１２の速度が所定量以下である場合に可動子１２が保持状態であると判定する。これらの場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　また、上記実施形態では、固定子１１を界磁として構成し、可動子１２を電機子として構成したが、開示の実施形態はこれに限定されるものではなく、固定子１１を電機子として構成し、可動子１２を固定子として構成してもよい。この場合、固定子１１側に巻線が設けられるので、サーボアンプ５から固定子１１に対して制御電力が供給されることにより、固定子１１の巻線に電流が流れて、可動子１２の運転状態が制御される。またこの場合、サーミスタ１６は、固定子１１の巻線（又はその近傍）に取り付けられる。この場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　また、上記実施形態では、サーミスタ１６としてＮＴＣサーミスタを使用して巻線の温度を検出していたが、開示の実施形態はこれに限定されるものではなく、サーミスタ１６としてＰＴＣサーミスタを使用して巻線の温度を検出してもよい。この場合、巻線の温度が増加するにつれて、サーミスタ１６の抵抗値は増加するので、出力電圧Ｖｏｕｔは増加する。従って、サーミスタ１６としてＰＴＣサーミスタを使用する場合は、上記実施形態では、保持状態時用の閾値は、動作状態時用の閾値よりも小さな値に設定する必要がある。そして、駆動状態判定部３２により可動子１２が保持状態であると判定されていた場合に、閾値変更部３３は、可動子１２が動作状態であると判定された場合よりも閾値を減少させる。また、サーミスタ以外の温度センサにより巻線の温度を検出してもよい。この場合、リニアモータ１側からシリアルコンバータ３側へ出力される温度センサの検出値は、上記実施形態と同様に電圧でもよいし、温度自体でもよいし、又はこれら以外の信号でもよい。また、上記実施形態のように複数の温度センサにより各相の各巻線の温度を検出する場合には、各温度センサの検出値の平均値又はそれらの加算値を１つの信号として出力してもよい。これらの場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
　また、上記実施形態等では、シリアルコンバータ３が過負荷検出装置として機能していたが、開示の実施形態はこれに限定されるものではなく、リニアモータ１の駆動制御を行うサーボアンプを過負荷検出装置として機能させてもよい。あるいは、可動子１２の位置の検出等を行うエンコーダを過負荷検出装置として機能させてもよい。これらの場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上記実施形態のようにシリアルコンバータ３が過負荷検出装置として機能する場合には、サーボアンプが過負荷検出装置として機能する場合に比べて、エンコーダや温度センサから出力されるアナログ信号用の信号線を短くしたり省配線化が可能となり、ノイズの影響等を抑制することが可能となるので、特に有効である。
　また、図２中に示す矢印は、信号の流れの一例を示すものであり、信号の流れ方向を限定するものではない。
　また、図３に示すフローチャートは動作内容を図示する手順に限定するものではなく、趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で手順の追加・削除又は順番の変更等をしてもよい。
　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。
　その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
　１　　　　　　リニアモータ（モータの一例）
　３　　　　　　シリアルコンバータ（コンバータの一例）
　５　　　　　　サーボアンプ（モータ制御装置の一例）
　１１　　　　　固定子
　１２　　　　　可動子
　１５　　　　　リニアエンコーダ（エンコーダの一例）
　１６ａ～ｃ　　サーミスタ（温度センサの一例）
　３２　　　　　駆動状態判定部
　３３　　　　　閾値変更部
　３５　　　　　過負荷判定部
　３６　　　　　信号出力部
　１００　　　　サーボシステム

Claims (7)

  1. 　固定子及び可動子を備えたモータの過負荷を検出する過負荷検出装置であって、
    　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを判定する過負荷判定部と、
    　エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
    を有する、過負荷検出装置。
  2. 　前記エンコーダにより検出された前記可動子の位置の所定時間あたりの変動又は前記可動子の速度が所定量より大きい場合には、前記可動子が動作している動作状態であると判定し、前記可動子の位置の所定時間あたりの変動又は前記可動子の速度が前記所定量以下である場合には、前記可動子が特定の位置に停止保持された保持状態であると判定する駆動状態判定部をさらに有し、
    　前記閾値変更部は、
    　前記駆動状態判定部により前記保持状態と判定された場合に、前記動作状態と判定された場合よりも前記閾値を減少又は増大させる、請求項１に記載の過負荷検出装置。
  3. 　前記過負荷判定部は、
    　前記固定子又は前記可動子の各相に対応する各巻線の温度を検出する前記温度センサの検出値を前記閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを判定する、請求項２に記載の過負荷検出装置。
  4. 　前記過負荷判定部が過負荷と判定した場合に、アラーム信号を出力する信号出力部をさらに有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の過負荷検出装置。
  5. 　前記エンコーダからのアナログ信号を、前記モータの駆動制御を行うモータ制御装置が処理可能なデジタル信号に変換するコンバータである、請求項１～４のいずれか１項に記載の過負荷検出装置。
  6. 　固定子及び可動子を備えたモータと、
    　前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するエンコーダと、
    　前記エンコーダの検出結果に基づいて前記モータの駆動制御を行うモータ制御装置と、
    　前記エンコーダからのアナログ信号を前記モータ制御装置が処理可能なデジタル信号に変換するコンバータと、
    を備え、
    　前記エンコーダ、前記モータ制御装置、及び前記コンバータのいずれか１又は２以上は、
    　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを過負荷判定部と、
    　前記エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
    を有する、サーボシステム。
  7. 　モータの可動子の位置及び速度の少なくとも一方を検出するエンコーダからのアナログ信号を、前記モータの駆動制御を行うモータ制御装置が処理可能なデジタル信号に変換するコンバータであって、
    　前記固定子又は前記可動子の巻線の温度を検出する温度センサの検出値を閾値と比較し、その比較結果に応じて過負荷か否かを過負荷判定部と、
    　前記エンコーダにより検出された前記可動子の位置及び速度の少なくとも一方に応じて前記閾値を変更する閾値変更部と、
    を有する、コンバータ。
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