WO2016174867A1 - モータの過負荷保護方法 - Google Patents

Abstract

本モータの過負荷保護方法は、モータへの通電電流量に対応した通電許容時間を導出した過負荷保護特性を用いて、ある電流を流し続けた時間に対するモータの温度を推定することでモータの過熱を防ぐモータの過負荷保護方法である。そして、本過負荷保護方法は、通電電流量に依存したモータの発熱による温度上昇と、モータの速度に依存したモータの発熱による温度上昇とを考慮してモータの温度の推定を行っている。さらに、本過負荷保護方法の過負荷保護特性の導出は、モータ速度が低いほどモータの過負荷保護に使用されるこの通電電流量を低くするよう補正している。

Description

モータの過負荷保護方法

　本発明は産業用装置等に使用されるモータの過負荷保護方法に関する。

　一般に、産業用装置等で使用されるモータにおいては、モータの過負荷保護の機能が装備されている。この過負荷保護として一般的には、例えば次のような処理が行われている。すなわち、温度を推定して保護すべき温度以上となった場合に、モータが過負荷状態であると判定し、モータへの通電を遮断し、モータの巻線抵抗等の熱から生じる高温化からモータの焼損を防ぐことで、モータを保護している。

　従来、この過負荷保護のより具体的な例としては、例えば、図７の曲線Ｚ１に示すような過負荷保護特性を利用した手法が知られている。図７に示す曲線Ｚ１は、横軸をモータへの通電電流Ｉ、縦軸を許容通電時間Ｔａとしたときの過負荷保護特性を示している。この過負荷保護特性は、ある通電電流Ｉでモータが連続して通電されたとき、その通電による温度上昇が保護すべき温度に到達するまでの時間を求めることで、曲線Ｚ１のような特性を得ている。

　例えば、従来、電源電力を負荷に供給して駆動する負荷回路において、その負荷回路の電線温度が上昇した際に、負荷回路への電源電力を遮断する負荷回路の保護装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この保護装置は、電流量に基づいた電線の発熱量、その電線の放熱量、タイマで計時される時間、および疑似熱容量などを用いて、上述の過負荷保護特性となるような電線の推定温度を算出している。そして、算出された電線温度が、電線の許容温度に達した場合に、半導体リレーを遮断して負荷回路を発熱から保護している。

　さらに、従来、３相交流のモータにおいて、モータの停止位置に応じて過負荷保護特性を切り替える手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、３相交流のモータの場合は、停止位置によってモータ巻線への通電電流が異なる。図８は、このようなモータの停止位置により各相の電流が異なることを示す図であり、横軸に時間Ｔ、縦軸に電流Ｉをとり、３相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流をそれぞれ、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとして示している。そして、モータ停止時であるサーボロック状態においては、図８に示すように、停止位置に応じてＩｕ、Ｉｖ、Ｉｗが異なる。例えば、図８のＹ１の位置でサーボロックしている場合、Ｕ相電流Ｉｕには電流振幅Ｉｐ＝実効電流Ｉｒｍｓ×√２、Ｖ相電流ＩｖとＷ相電流Ｉｗには－０．５Ｉｐの電流が流れる。また、Ｙ２の位置でサーボロックしている場合は、Ｕ相電流Ｉｕには０．８６６Ｉｐ、Ｖ相電流Ｉｖには０、Ｗ相電流Ｉｗには－０．８６６Ｉｐの電流が流れる。電流による発熱は電流の二乗に比例するため、このように、モータ停止位置によってＵ、Ｖ、Ｗ各相の発熱が異なる。したがって、図９に示すように、モータ回転時における過負荷保護特性Ｚ１とともに、モータ停止時においては、停止位置に応じた複数個の過負荷保護特性Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４も予め導出しておく。そして、この手法では、モータが停止中であることを示す信号と、モータの停止位置を示す信号とから、過負荷保護特性を切り替えている。

　しかしながら、従来の特許文献２のようなモータの過負荷保護方法では、モータの通電電流の大きさに依存した巻線抵抗の銅損のみの発熱を考慮しているが、モータの温度は、銅損による発熱だけでなく、鉄損と機械損とによる発熱の影響をも考慮する必要がある。ここで、鉄損は、鉄心に起因する渦電流等の損失であり、モータ速度に依存し、機械損は、軸受け等の機械的な摩擦の損失である。また、上述のように、モータ停止時では停止位置によって電流による発熱が各相で異なる。ところが、モータの電流が比較的低い場合は、発熱によるモータの温度上昇に対して放熱による温度平滑化が早くなる。このため、電流の大きさによっても熱量が変化し、その結果、モータの温度が正しく推定できていないという課題を有していた。

特開２０１３－８５４６９号公報 特開平４－３７２５２１号公報

　本発明のモータの過負荷保護方法は、モータへの通電電流量に対応した通電許容時間を導出した過負荷保護特性を用いて、ある電流を流し続けた時間に対するモータの温度を推定することでモータの過熱を防ぐモータの過負荷保護方法である。そして、本過負荷保護方法は、通電電流量に依存したモータの発熱による温度上昇と、モータの速度に依存したモータの発熱による温度上昇とを考慮して温度の推定を行っている。

　また、本発明のモータの過負荷保護方法での過負荷保護特性の導出は、モータ速度が低いほどモータの過負荷保護に使用される通電電流量を低くするよう補正している。

　本発明のモータの過負荷保護方法は、このように、モータの通電電流量に基づく温度上昇に加えて、モータ速度に基づく温度上昇をも考慮しているため、モータの温度を正しく推定することが可能となり、精度良く過負荷からモータを保護することができる。また、特に、モータの速度とその通電電流量とが低い動作領域において、許容通電時間を従来に比べて長くでき、モータの連続動作領域を拡張することができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置のブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるモータの過負荷保護方法を実施するための過負荷保護特性を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態におけるいずれかの相にピーク電流が流れる位置でモータが停止した場合の電流と、各相に発熱が集中する場合の電流との比率の関係を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態におけるモータ速度に対する発熱量の関係を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態おける通電許容時間Ｔａを求める処理を説明するための図である。 図６は、本発明の実施の形態おける過負荷保護検出部の詳細な構成を示すブロック図である。 図７は、従来例におけるモータ回転時の過負荷保護特性を示す図である。 図８は、従来例におけるモータの停止位置により各相の電流が異なることを示す図である。 図９は、従来例におけるモータの停止位置に応じた複数個の過負荷保護特性を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置のブロック図である。

　図１において、モータ駆動装置１０は、外部から供給される速度指令Ｓｒに応じて、モータ３０に流れるＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相の電流量を制御し、モータ３０を駆動する。エンコーダ３１は、モータ３０のモータ位置情報Ｐｄを検出してモータ駆動装置１０にフィードバックする。

　次に、モータ駆動装置１０の詳細を説明する。図示しない位置制御の結果として、あるいは外部Ｉ／Ｆを通じてや内部指令計算により生成された速度指令Ｓｒが、モータ駆動装置１０に供給される。また、モータ駆動装置１０では、エンコーダ３１のモータ位置情報Ｐｄが速度検出部１３に入力され、速度検出部１３は、モータ速度Ｓｄを算出する。これは、例えば演算周期毎の角度情報の差分を演算周期で除することで計算できる。

　モータ３０の回転速度を指令する速度指令Ｓｒと、モータ３０の実回転速度を示すモータ速度Ｓｄとが減算器２２に供給される。減算器２２は、速度指令Ｓｒとモータ速度Ｓｄとの差である速度偏差ｄＳを算出し、速度制御部１１に供給する。速度制御部１１は、入力した速度偏差ｄＳに基づき、電流指令Ｉｒを計算する。この電流指令Ｉｒは、一般的にはＰＩ（比例ー積分）制御器で算出され、電流制御部１２に供給される。そして、電流指令Ｉｒに応じた駆動電流がモータ３０に流れ、モータ３０が所望のトルクを出力し負荷を駆動するように、電流制御部１２がＵ相電流ＩｕとＶ相電流ＩｖとＷ相電流Ｉｗを制御する。

　また、過負荷保護検出部１４は、モータ３０への通電電流量に対応した通電許容時間を推定し、通電している電流量でのモータ通電時間が通電許容時間を超えないように制御する本実施の形態の過負荷保護方法を実行し、これによってモータの過熱を防いでいる。具体的には、モータ速度Ｓｄと電流指令Ｉｒとが過負荷保護検出部１４に入力される。そして、過負荷保護検出部１４は、本過負荷保護方法に基づき、通電電流量Ｉとしての電流指令Ｉｒとともにモータ速度Ｓｄを利用し、過負荷保護検出情報Ｐｒｔを生成して出力する。また、この過負荷保護検出情報Ｐｒｔは、モータ３０を保護すべきとする過負荷状態が検出されたことを示す情報である。

　この過負荷保護検出情報Ｐｒｔは、速度制御部１１と電流制御部１２とにそれぞれ入力される。そして、過負荷保護検出情報Ｐｒｔが過負荷検出を示す時は、速度制御部１１が電流指令Ｉｒをゼロ（０）にするとともに、電流制御部１２はモータ３０への通電を遮断する。なお、本実施の形態では、電流指令Ｉｒの値を以下で説明する通電電流量Ｉとして利用しているが、実際にモータ３０への駆動電流を測定し、測定した駆動電流値を通電電流量Ｉとして過負荷保護検出部１４に供給しても良い。

　以上のように構成されたモータ駆動装置１０における過負荷保護方法について、以下その処理手順や動作について説明する。

　図２は、本発明の実施の形態におけるモータの過負荷保護方法を実施するための過負荷保護特性を示す図であり、横軸はモータ３０への通電電流量Ｉ、縦軸は許容通電時間Ｔａである。過負荷保護特性は、ある一定の電流をモータ３０に流し続けた場合に、モータ３０の保護すべき温度まで上昇する時間をプロットし、近似曲線を生成することで導出できる。

　図２の曲線Ａ１は、モータ３０が許容する最高速度時において、モータ３０の発熱の要因として、電流の大きさに依存した銅損による発熱に、鉄損と機械損との固定の発熱を加えた場合の過負荷保護特性である。なお、この曲線Ａ１は、モータ回転時の特性であるため、最高速度における鉄損と機械損とは、電流に依存せず、固定の発熱量を発熱するとみなすことができる。これより、この曲線Ａ１では、鉄損と機械損とを固定の発熱として、予め考慮している。また、モータ回転時は、発熱によるＵＶＷ相それぞれの温度上昇は均一となる。

　次に、図２の曲線Ａ２は、ＵＶＷ相のいずれかにピーク電流が流れる位置（例えば、図８のＹ１の位置）でモータ３０が停止した場合での過負荷保護特性である。この曲線Ａ２では、放熱によるＵＶＷ相それぞれの温度均一化を考慮しない場合を示している。また、ピーク電流は正弦波電流の振幅となる。この場合、モータ回転時のＵＶＷ相それぞれの実効電流Ｉｒｍｓに対し、モータ停止時に特定の相に流れるピーク電流は√２倍となる。さらに、発熱量は電流の二乗に比例することから、モータ回転時に対して、モータ停止時では、２倍の発熱を考慮した過負荷保護特性となる。つまり、モータ回転時に対してモータ停止時は、同一電流における通電許容時間Ｔａが短くなり、図２において曲線Ａ１に対して曲線Ａ２は左下方向へ移動したような特性となる。

　また、図２の曲線Ａ１１は、本実施の形態におけるモータ停止時の過負荷保護特性であり、曲線Ａ２に比べて、放熱によるＵＶＷ相それぞれの温度均一化を考慮している。

　ここで、放熱によるＵＶＷ相それぞれの温度均一化について図３を用いて説明する。図３は、上述のように、ある相にピーク電流が流れるような位置（例えば、図８のＹ１の位置）でモータが停止した場合の電流と、その場合の相（Ｙ１ではＵ相）に発熱が集中する比率との関係を示しており、横軸は通電電流量Ｉの二乗、縦軸は温度上昇集中係数Ｋである。ここで、モータ回転時では、ＵＶＷ相それぞれが同じように通電駆動されるため、発熱によるＵＶＷ相それぞれの温度上昇が均一となる。このため、特定の相に発熱が集中せず、互いの相間での比率は１であることより、モータ回転時の温度上昇集中係数Ｋを１としている。

　また、モータが停止した場合であっても、通電電流量Ｉが低い場合は、発熱による温度上昇に対して放熱による温度の均一化も早いため、モータ回転時と同じく、温度上昇集中係数Ｋを１と考えることができる。これに対し、モータが停止したときの通電電流量Ｉが大きい場合は、発熱による温度上昇に対して放熱による温度の均一化が遅くなる。このため、ピーク電流が流れる相においては、モータ回転時の実効電流Ｉｒｍｓと正弦波電流の振幅との比率である√２倍の電流が流れ、発熱は電流の二乗に比例することから、温度上昇集中係数Ｋは２となる。すなわち、ピーク電流が流れる相に集中して、他の相に比べて２倍の温度上昇が生じることになる。

　また、温度上昇集中係数Ｋが１から２への切り替わりは、モータの放熱特性で決まり、図３の直線Ｂ１のように近似する。ここで、図３での電流値Ｉ１は、発熱による各相の温度上昇が均一とみなせる通電電流量Ｉの上限となる。また、図３での電流値Ｉ２は、特定の相にピーク電流が流れた時の温度上昇がモータ回転時の温度上昇の２倍とみなせる通電電流量Ｉの下限である。なお、図３では、ソフトウェア処理を想定して簡略化した直線近似としているが、よりモータの放熱特性に見合った近似とすることが望ましい。

　また、図３の電流値Ｉ２と図２の電流値Ｉ２とは同じである。そして、本実施の形態におけるモータ停止時の過負荷保護特性である図２の曲線Ａ１１は、通電電流量Ｉが電流値Ｉ２より低い領域に置いて、曲線Ａ２に対して許容通電時間Ｔａが長い特性となる。すなわち、曲線Ａ２および曲線Ａ１１のいずれもモータ停止時の過負荷保護特性であるとともに、通電電流量Ｉが低いときには、本実施の形態での曲線Ａ１１のほうが曲線Ａ２よりも長い通電時間を許容している。

　さらに、図２の曲線Ａ１２は、本実施の形態におけるモータ最高速度時の過負荷保護特性である。この曲線Ａ１２は、曲線Ａ１１に比べて、モータの発熱の要因として電流の大きさに依存した銅損だけではなく、モータ速度に依存した鉄損と機械損とを考慮した場合の過負荷保護特性である。なお、鉄損は、鉄心に起因する渦電流等の損失であってモータ速度に依存し、機械損は、軸受け等の機械的な摩擦の損失である。

　ここで、モータ速度に対する発熱量について図４を用いて説明する。図４は、横軸がモータ速度Ｖ、縦軸が発熱量Ｐである。図４の直線Ｃ１は、銅損による発熱量であり、モータ速度Ｖに依存せず一定となる。図４の曲線Ｃ２は、鉄損による発熱量と機械損による発熱量との和であり、モータ速度Ｖに対して２次関数的な曲線（ただし、１次直線と近似しても良い）となる。曲線Ｃ３は、銅損による発熱量と鉄損による発熱量と機械損による発熱量との総和である。モータの許容する最高速度Ｖ１における鉄損による発熱量と機械損による発熱量との和をＰ１とすると、モータ回転時はモータ停止時に対して発熱量Ｐ１による温度上昇を考慮した過負荷保護特性とする必要がある。

　つまり、モータ速度Ｖが高くなるほど、図２の曲線Ａ１１に比べて許容通電時間Ｔａが短い特性となる。したがって、曲線Ａ１２は、曲線Ａ１１に対して左下方向へ移動したような特性となる。しかし、一般的に通電電流量Ｉが大きくなるほど銅損による発熱が支配的となるため、通電電流量Ｉが所定の電流値（図２における電流値Ｉ３）以上の領域では、曲線Ａ１２は曲線Ａ１１とほぼ等しい特性となる。すなわち、銅損に加えて、鉄損や機械損も考慮した場合には、通電電流量Ｉが低いときには、最高速度時の特性である曲線Ａ１２のほうが、曲線Ａ１１よりも短い通電時間を許容することになる。

　以上より、銅損に加えて、鉄損や機械損も考慮した場合、モータ停止時では曲線Ａ１１となるが、モータ速度が大きく（高速に）なるにつれて、曲線Ａ１１よりも許容する通電時間が短い曲線Ａ１２に近づくことになる。このように、モータ最高速度時には、曲線Ａ１２となる過負荷保護特性とすることで、通電許容時間を正しく推定した過負荷保護が可能となる。特に、モータ速度と電流量が低い動作領域において、許容通電時間を従来の過負荷保護特性である曲線Ａ２に比べて長くでき、モータの連続動作領域を拡張できる。

　以上のように、本実施の形態では、モータ速度により変位する特性曲線として、曲線Ａ１１、曲線Ａ１２、およびこの２つの曲線間の領域の特性曲線を用いた過負荷保護特性を利用している。そして、このような過負荷保護特性を利用した本実施の形態の過負荷保護方法に基づく過負荷保護処理を行うことによって、モータ３０を過負荷から保護している。具体的に、本実施の形態の過負荷保護処理では、過負荷保護検出部１４により、曲線Ａ１１はモータ停止時、曲線Ａ１２はモータ最高速度時、モータ中低速時においては曲線Ａ１１とＡ１２に挟まれた領域内で、通電電流量Ｉに対応した通電許容時間Ｔａを求めている。さらに、求めた通電許容時間Ｔａを超えて通電電流量Ｉが通電されたかどうかを判定している。そして、許容時間を超えて通電したと判定した場合に、過負荷保護検出部１４は、過負荷保護検出情報Ｐｒｔによって、モータ３０への通電を遮断するように速度制御部１１や電流制御部１２を制御している。

　実際には、曲線Ａ２、曲線Ａ１１、曲線Ａ１２のどれか一つの特性曲線を基準にし、電流制御部１２に入力される電流指令Ｉｒの値を通電電流量Ｉとして用い、この値の大きさを補正することで、より精度良く通電許容時間を求めている。すなわち、補正後の電流指令Ｉｒの値を、基準となる特性曲線に対応させて通電許容時間を求めている。

　その一例として、まず、補正前の電流指令Ｉｒの電流値ｉｒと過負荷保護特性の曲線Ａ２とを用いるとともに、この電流値ｉｒに補正処理を施して、通電許容時間Ｔａを求める処理を説明する。図５は、このような通電許容時間Ｔａを求める処理を説明するための図であり、図２の低電流の箇所を拡大し、図２の各曲線における電流量が少ない領域に対応している。まず、図５に示すような電流指令Ｉｒの電流値ｉｒに対し、第１の補正処理として、図３に示す電流指令Ｉｒの二乗に依存した補正を実施する。これにより、曲線Ａ２から曲線Ａ１１の特性曲線となり、図５に示すように、電流値ｉｒに対する通電許容時間が、曲線Ａ２の通電許容時間Ｔｒ１から曲線Ａ１１の通電許容時間Ｔｒ２へと変位量ｄＴ１だけ変位する。この変位した通電許容時間Ｔｒ２に対して、曲線Ａ２において対応する補正された電流値ｉ２を求めることで、第１の補正処理として電流指令Ｉｒの値を補正する。そして、次に、第２の補正処理として、図４に示すモータ速度Ｖを考慮して、さらに曲線Ａ２において対応する電流値を補正する。

　例えば、モータ速度Ｖがモータ最高速度となるときには、曲線Ａ１２に対応することとなる。これより、モータ最高速度の場合には、図５に示すように、第１の補正処理に基づく曲線Ａ１１の通電許容時間Ｔｒ２から曲線Ａ１２の通電許容時間Ｔｒ３へと変位量ｄＴ２だけ変位する。そして、この変位した通電許容時間Ｔｒ３に対して、曲線Ａ２において対応する補正された電流値ｉ３を求めることで、第２の補正処理が実行される。すなわち、モータ最高速度の場合において、電流指令Ｉｒが電流値ｉｒの場合には、第１の補正処理および第２の補正処理により、通電電流量Ｉが電流値ｉ３であるとして出力する。

　逆に、例えば、モータ３０が停止しているときには、曲線Ａ１１のみに対応することとなる。これより、第２の補正処理としては、実質的には実施されず、通電電流量Ｉが電流値ｉ２であるとして出力する。また、モータ速度Ｖが中間的な速度である場合は、曲線Ａ１１とＡ１２に挟まれた領域の曲線を算出し、この算出した曲線を用いた第２の補正処理により電流値を求め、通電電流量Ｉとして出力すればよい。

　本実施の形態のモータの過負荷保護方法において、このような２つのステップの補正処理を含めることで、より精度良い通電許容時間に基づいたモータ保護を実現できる。つまり、電流指令Ｉｒに対してこのような２ステップの補正処理によって最終的に求められる補正された電流値を、曲線Ａ２に対応させることで、精度良く、通電許容時間を求めることとなる。

　図６は、本発明の実施の形態おける過負荷保護検出部１４の詳細な構成を示すブロック図である。図６に示すように、過負荷保護検出部１４は、上述のような第１、第２の補正処理を実行する第１の補正処理部４１と第２の補正処理部４２とを含む。過負荷保護検出部１４には、図６に示すように、電流指令Ｉｒが供給され、この電流指令Ｉｒが第１の補正処理部４１に供給される。第１の補正処理部４１は、図３に示す電流指令Ｉｒの二乗に依存した補正を行い、補正電流値Ｉｒ１として出力する。補正電流値Ｉｒ１は、第２の補正処理部４２に供給される。第２の補正処理部４２は、図４に示すモータ速度Ｖとして速度検出部１３で検出されたモータ速度Ｓｄを用い、図４に示す特性に基づいて補正電流値Ｉｒ１を補正し、通電電流量Ｉとして出力する。そして、このように補正された通電電流量Ｉが図２での曲線Ａ２に対応した変換テーブル４３に供給される。この変換テーブル４３には、図２の曲線Ａ２に基づいた通電電流量Ｉに対する通電許容時間Ｔａが記憶されている。よって、例えば、モータが最高速度であり、電流指令Ｉｒが補正されて、第２の補正処理部４２から通電電流量Ｉが電流値ｉ３として変換テーブル４３に供給されると、図５に示すように、時間Ｔｒ３となる通電許容時間Ｔａが出力される。

　また、タイミング比較部４５には、このような通電許容時間Ｔａが供給されるとともに、実際に時間経過を計測するタイマ４４から経過時間Ｔｍが供給される。タイミング比較部４５は、経過時間Ｔｍと通電許容時間Ｔａとを比較し、経過時間Ｔｍが通電許容時間Ｔａを超えたかどうかを監視し、その監視結果を示す過負荷保護検出情報Ｐｒｔを出力する。そして、経過時間Ｔｍが通電許容時間Ｔａを超えたとき、過負荷保護検出情報Ｐｒｔにおいて、モータ３０を保護すべき過負荷状態が検出されたとする情報が示される。このような過負荷保護検出情報Ｐｒｔにより、過負荷状態が検出されたとする情報が示されると、速度制御部１１が電流指令Ｉｒをゼロにするとともに、電流制御部１２はモータ３０への通電を遮断する。本実施の形態では、このような処理を行うことによって、通電している電流量でのモータ通電時間が通電許容時間を超えないように制御されることになる。

　このように、本実施の形態でのモータの過負荷保護方法では、図６に示す構成に基づいた処理により、通電電流量Ｉに依存したモータの発熱による温度上昇に加えて、第２の補正処理のようにモータ速度に依存したモータの発熱による温度上昇も考慮して、通電許容時間の推定をしている。

　また、以上説明したような補正処理の他の例として、過負荷保護検出部１４において、補正前の電流指令Ｉｒの値と過負荷保護特性の曲線Ａ１１を用いた処理を行うことによっても実現できる。このような場合は、電流指令Ｉｒの値に対して、まず、図４に示すモータ速度の大きさＶによる補正を加えれば良い。

　さらに、他の補正処理の例として、過負荷保護検出部１４において、補正前の電流指令Ｉｒの値と過負荷保護特性の曲線Ａ１２を用いた処理を行うことによっても実現できる。このような場合は、電流指令Ｉｒに対して図４に示すモータ速度の大きさＶによる補正を加えれば良い。

　また、以上の説明では、推定した通電許容時間に基づいて過負荷保護を行うような構成例について説明したが、通電許容時間に代えて、推定したモータの温度に基づいて過負荷保護を行うような構成としてもよい。すなわち、例えば、図２から、ある電流を流し続けたときに、保護すべき温度に到達する時間である通電許容時間がわかる。電流値を変えて、その電流値のそれぞれの通電許容時間をプロットすると、モータの過負荷保護特性がわかる。この過負荷保護特性を用いることで、ある電流を流し続けた時間に対する温度が推定できる。本発明は、通電電流量に依存したモータの発熱による温度上昇と、モータの速度に依存したモータの発熱による温度上昇とを考慮して、このような温度の推定を行っている。

　また、この過負荷保護特性の導出は、速度の大きさに応じて通電電流量の大きさを補正し、補正したこの通電電流量の大きさに対応した過負荷保護特性を導出している。

　また、この過負荷保護特性の導出は、速度の大きさが低いほど通電電流量の大きさを低く補正している。

　なお、本発明は回転モータに限定されるものではなく、リニアモータにおいても回転系の単位を直動系に置き換えるだけで適用できることはいうまでもない。

　以上のように、本発明にかかるモータの過負荷保護方法は、モータの電流指令に依存した発熱と放熱による温度上昇と、モータ速度に依存した発熱と放熱による温度上昇との両方を考慮してモータの温度を推定しており、モータの連続動作領域を拡張することができる。このため、モータの過負荷保護が重要となる産業用のモータやその他モータの過負荷保護方法として好適である。

　１０　　モータ駆動装置
　１１　　速度制御部
　１２　　電流制御部
　１３　　速度検出部
　１４　　過負荷保護検出部
　２２　　減算器
　３０　　モータ
　３１　　エンコーダ
　４１　　第１の補正処理部
　４２　　第２の補正処理部
　４３　　変換テーブル
　４４　　タイマ
　４５　　タイミング比較部

Claims (5)

1. モータへの通電電流量に対応した通電許容時間を導出した過負荷保護特性を用いて、ある電流を流し続けた時間に対するモータの温度を推定することで前記モータの過熱を防ぐモータの過負荷保護方法であって、
   前記通電電流量に依存した前記モータの発熱による温度上昇と、前記モータの速度に依存した前記モータの発熱による温度上昇とを考慮して前記温度の推定を行うことを特徴とするモータの過負荷保護方法。
2. 前記過負荷保護特性の導出は、前記速度の大きさに応じて前記通電電流量の大きさを補正し、補正したこの通電電流量の大きさに対応した前記過負荷保護特性を導出することを特徴とする請求項１に記載のモータの過負荷保護方法。
3. 前記過負荷保護特性の導出は、前記速度の大きさが低いほど前記通電電流量の大きさを低く補正することを特徴とする請求項２に記載のモータの過負荷保護方法。
4. 前記モータの発熱とは、前記モータの巻線による銅損による発熱およびこのモータの鉄損と機械損による発熱の総熱であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータの過負荷保護方法。
5. 前記通電電流量として、電流指令と前記モータの電流検出値とのいずれかを用いることで前記過負荷保護特性の導出を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータの過負荷保護方法。

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