JP2001333589A - モータの過負荷状態検出装置 - Google Patents

モータの過負荷状態検出装置

Info

Publication number
JP2001333589A
JP2001333589A JP2000151598A JP2000151598A JP2001333589A JP 2001333589 A JP2001333589 A JP 2001333589A JP 2000151598 A JP2000151598 A JP 2000151598A JP 2000151598 A JP2000151598 A JP 2000151598A JP 2001333589 A JP2001333589 A JP 2001333589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
value
disturbance torque
overload state
torque observer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000151598A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Ogawa
竜男 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2000151598A priority Critical patent/JP2001333589A/ja
Publication of JP2001333589A publication Critical patent/JP2001333589A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動部の故障等によりモータに過負荷が加わ
る状態となったときに、それを正確にかつ速やかに検知
する。 【解決手段】 電流指令値ia で制御されるモータを外
乱トルクオブザーバを利用して制御する。CPUは設定
電流値ir 及びモータの出力軸の角速度ωに基づいて外
乱トルクオブザーバ <Te > を演算する。CPUは外乱
トルクオブザーバ<Te > の値が閾値以上か否かを判断
し、閾値以上のときに過負荷状態と判断し、モータへの
電力供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はモータの過負荷状態
検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用の空調装置に使用される圧
縮機は一般に駆動源としてエンジンが使用されている。
しかし、近年エンジンに代えてバッテリで駆動される電
気自動車も実用化され、その場合、圧縮機はモータで駆
動される。
【0003】圧縮機構の可動部が焼き付きなどによりロ
ックした状態でエンジン又はモータ等の駆動源から圧縮
機構に駆動力を供給し続けると、モータ又はエンジンか
ら圧縮機構までの駆動系に損傷が発生する。
【0004】これを防止するため圧縮機構がロックした
か否かを、圧縮機構を駆動する電動モータ部に流れるモ
ータ電流を検出することで検出する装置が例えば特開平
10−318176号公報に開示されている。この装置
では、電流検出手段の検出値が所定電流値以上となった
ときに、電動モータ部への電圧の印加を停止するように
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術ではロックが発生したか否かの基準となる所定電流値
を設定することが難しい。なぜならば、設定値が通常電
流値に近いと(小さすぎると)、ノイズ等により誤動作
し、余裕が有り過ぎると(大きすぎると)ロックを検出
するまでの時間が長くなるという問題がある。また、電
流センサが故障して出力が0又は低下している場合は、
ロック状態でも検出電流値が所定値未満となるので、電
流検出手段が故障していないことを確認する手段が必要
となる。さらに、モータ電流は製品によるバラツキが大
きく、同じ定格のモータであっても各モータ毎に所定電
流値を設定する必要がある。
【0006】また、電動圧縮機に限らず、モータで駆動
部を駆動する場合、過負荷状態でモータが運転を続ける
ことによるモータの損傷等を防止するため、過負荷状態
を速やかに検知することが必要である。
【0007】本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、駆動部の故障等によりモ
ータに過負荷が加わる状態となったときに、それを正確
にかつ速やかに検知することができるモータの過負荷状
態検出装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め請求項1に記載の発明では、電流指令で制御されるモ
ータの過負荷状態検出装置であって、前記モータの出力
軸の角速度を検出する角速度検出手段と、電流指令値及
び前記角速度に基づいて外乱トルクオブザーバを演算す
る演算手段と、前記演算手段により演算された外乱トル
クオブザーバの値が閾値以上か否かを判断する判断手段
とを備えた。
【0009】この発明では、電流指令で制御されるモー
タの過負荷状態が、外乱トルクオブザーバを利用して検
出される。外乱トルクオブザーバの値はモータへの指令
電流値と、モータの出力軸の角速度とに基づいて演算さ
れる。そして、外乱トルクオブザーバの値が閾値以上と
なったときに、判断手段において過負荷状態と判断され
る。従って、モータのステータコイルに流れる電流値が
閾値を超えた場合に過負荷状態と判断する場合に比較し
て、モータの過負荷状態を正確にかつ速やかに検知する
ことができる。
【0010】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記角速度検出手段はモータへの電
力を供給する可変周波数電源の入出力電圧値と入出力電
流値とに基づいて角速度を演算する。従って、この発明
では、ロータリエンコーダやレゾルバ等、比較的故障し
易い回転速度センサを使用せずに角速度を検出でき、信
頼性が向上する。
【0011】請求項3に記載の発明では、電流指令で制
御されるモータの過負荷状態検出装置であって、前記モ
ータを外乱トルクオブザーバを用いて制御するととも
に、前記外乱トルクオブザーバを用いた制御系の指令電
流値が閾値以上か否かを判断する判断手段を備えた。こ
の発明では、モータが電流指令で制御されるとともに、
外乱トルクオブザーバを用いて制御される。外乱トルク
オブザーバを用いた制御系の指令電流値は、外乱トルク
オブザーバの変動に合わせて変動し、モータの過負荷状
態で外乱トルクオブザーバが大きく変化すると、指令電
流値も大きく変化する。従って、制御系の指令電流値が
閾値以上になったとき、過負荷状態と判断すれば、外乱
トルクオブザーバの値で判断する場合とほぼ同じ精度及
び速さで判断できる。
【0012】請求項4に記載の発明では、請求項1〜請
求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記モー
タは電動圧縮機に内蔵されたモータである。従って、こ
の発明では、電動圧縮機において圧縮機構がロック状態
になったことを正確にかつ速やかに検知することができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電動圧縮機に具体
化した一実施の形態を図1及び図2に従って説明する。
【0014】図2に示すように、電動圧縮機Cは、密閉
構造で軸線方向が長手方向となるハウジング1を備えて
いる。ハウジング1内には、冷媒の圧縮作用を行う圧縮
機構2と、圧縮機構2を駆動する電動モータ3とが、電
動モータ3の駆動力を伝える回転軸4によって連結され
た状態で長手方向に並ぶようにして設けられている。即
ち、電動圧縮機Cはモータを内蔵した構成となってい
る。また、この実施の形態では電動モータ3の出力軸が
回転軸4を構成している。
【0015】電動圧縮機Cは、図示しない空調装置を構
成する外部冷媒回路に接続されて使用される。電動モー
タ3は制御装置5により制御される可変周波数電源とし
てのインバータ6に接続されている。電動圧縮機Cには
電動モータ3の出力軸(回転軸4)の角速度ωを検出す
る角速度検出手段として回転速度センサ7が装備されて
いる。回転速度センサ7としてはロータリエンコーダや
レゾルバが使用される。制御装置5は演算手順を格納す
るとともに判断手段としてのCPU8と、演算手段を構
成するメモリ9等を備えている。
【0016】次に電動モータ3の外乱オブザーバーの構
成を図1のブロック図に従って説明する。外乱トルクT
e を(1)式で表される外乱トルクオブザーバー <Te
> で近似的に打ち消すことを考えると、図1に示す制御
ブロック図となる。
【0017】 <Te > =( <Kt > ia − <J> sω)/(T0 s+1)・・・(1) 外乱トルクオブザーバ <Te > は、指令電流値ia とト
ルク定数Kt のノミナルパラメータ値 <Kt > を乗算す
る比例処理部17の出力と、角速度ωを微分してイナー
シャJのノミナルパラメータ値 <J> を乗算する微分処
理部15の出力を負の値としたものが加算部16で加算
された後、時定数T0 のローパスフィルタ18にて処理
されて得られる。
【0018】そして、外乱トルクTe のない状態の設定
電流値ir に、外乱トルクオブザーバ <Te > をトルク
定数Kt のノミナルパラメータ値 <Kt > で除算する比
例処理部10の出力を加算部11で加算して補正された
指令電流値ia が得られる。
【0019】電動モータ3に指令電流値ia に応じた駆
動電流が供給され、比例動作部12でトルク定数Kt
ノミナルパラメータ値 <Kt > に応じたトルクが発生す
る。電動モータ3に発生したトルクから圧縮機構による
外乱トルクTe が加算部13で差し引かれ、積分動作部
14でそのトルクと、電動モータ3のイナーシャJのノ
ミナルパラメータ値<J>とに応じて電動モータ3の回
転数(角速度)ωが変化する。なお、図1の構成のう
ち、比例処理部10,17、加算部11,16、微分処
理部15、ローパスフィルタ18はハード的な構成を示
すものではなく、メモリ9に記憶されている一連のプロ
グラムの実行によりCPU8において実現されるもので
ある。また、比例動作部12、加算部13、積分動作部
14はプログラム上の構成要素ではなく、実際のモータ
及び圧縮機構の動作をモデル化したものである。
【0020】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。電動モータ3が駆動されると、圧縮機構2が
駆動されて外部冷媒回路からハウジング1内に冷媒が吸
入され、圧縮機構2で圧縮作用を受けた後、外部冷媒回
路に送り出される。
【0021】CPU8は外乱トルクTe のない状態の設
定電流値ir を演算して入力設定値とする。そして、設
定電流値ir と、ローパスフィルタ18での処理結果で
ある外乱トルクオブザーバ <Te > の比例処理部10で
の処理結果とを加算した値が指令電流値ia となる。そ
して、外乱トルクTe による影響が近似的にゼロとなる
ようにフィードバック制御が行われる。
【0022】CPU8は回転速度センサ7の出力信号か
ら角速度ωを演算するとともに、指令電流値ia 及び角
速度ωに基づいて(1)式により外乱トルクオブザーバ
<T e > を演算する。そして、外乱トルクオブザーバ <
e > の値が閾値以上か否かを判断し、閾値以上の場合
は圧縮機構2でロックが発生した(過負荷状態になっ
た)と判断して、電動モータ3への電力供給を停止する
ようにインバータ6へ指令信号を出力する。外乱トルク
オブザーバ <Te > の値は、電動モータ3に加わる負荷
が正常な状態、即ち外乱が通常の範囲内では大きな変化
がないが、過負荷状態のように通常の範囲を超えると急
激に大きくなる。
【0023】この実施の形態では以下の効果を有する。 (1) 外乱トルクオブザーバ <Te > の値が閾値以上
の場合に、過負荷状態になったと判断する。従って、従
来技術のようにモータへの供給電流値の変化を検出して
過負荷状態を判断する構成に比較して、過負荷状態を正
確にかつ速やかに検知することができる (2) モータ電流を検出する構成と異なり、本構成に
よる過負荷状態の検知においてはモータ電流の検出が不
要であり、回転速度センサ7が故障した場合も外乱トル
クオブザーバ <Te > の値が閾値以上となって異常と判
断される。従って、回転速度センサ7が故障した場合
に、故障を知らずに運転を継続する不具合を回避でき
る。
【0024】(3) 電動圧縮機Cに適用したので、圧
縮機構2がロック状態になったことを正確にかつ速やか
に検知することができ、ロック状態で無理に運転を継続
することによる不具合を回避できる。電動圧縮機Cで
は、圧縮機構2が正常に駆動されている状態でも、冷媒
の吸入時と、圧縮時とで負荷の状態がかなり変動する。
そのため、従来技術のようにモータに供給される電流値
をセンサで直接検出する構成の場合は閾値の設定が難し
いが、外乱トルクオブザーバ <Te > の場合は異常時に
はその値が急激に変化するため、閾値の設定が容易にな
る。
【0025】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ 電動モータ3の角速度ωをロータリエンコーダやレ
ゾルバ等の回転速度センサ7で検出する代わりに、イン
バータ6の入・出力電流値及び入・出力電圧値に基づい
て、例えば入力電圧値及び出力電流値からCPU8で演
算してもよい。電流値を検出する電流センサ及び電圧値
を検出する電圧センサは、ロータリエンコーダやレゾル
バ等に比較して故障し難い。従って、電流値及び電圧値
から角速度を演算した方が信頼性が向上する。
【0026】○ 外乱トルクオブザーバ <Te > の値を
閾値と比較して過負荷状態を判断する代わりに、指令電
流値ia の値を所定の閾値と比較して、閾値以上のとき
に過負荷状態と判断する構成としてもよい。外乱トルク
オブザーバ <Te > を用いる制御系では、指令電流値i
a には比例処理部10で処理した後の外乱トルクオブザ
ーバ <Te > の値が加算部11で加算されるため、外乱
トルクオブザーバ <T e > の変化が反映される。従っ
て、過負荷状態になると指令電流値ia が急増するた
め、外乱トルクオブザーバ <Te > の値を閾値と比較す
る場合と同様に、過負荷状態を正確にかつ速やかに検知
することができる。
【0027】○ 電動圧縮機Cの電動モータ3に限ら
ず、負荷を駆動するモータの過負荷状態検出用に適用し
てもよい。前記実施の形態から把握できる請求項記載以
外の発明(技術思想)について、以下にその効果ととも
に記載する。
【0028】(1) 請求項1〜請求項4のいずれか一
項に記載のモータの過負荷状態検出装置と、該過負荷状
態検出装置の前記判断手段が過負荷状態と判断したとき
に前記モータへの駆動電力の供給を停止する制御手段と
を備えたモータ制御装置。この場合、モータが過負荷状
態になると直ちに停止され、モータの損傷や無駄なエネ
ルギー消費を防止できる。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜請求項
4に記載の発明によれば、駆動部の故障等によりモータ
に過負荷が加わる状態となったときに、それを正確にか
つ速やかに検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態の外乱オブザーバーの構成図。
【図2】 電動圧縮機と制御装置の関係を示すブロック
図。
【符号の説明】
3…モータとしての電動モータ、4…出力軸としての回
転軸、6…可変周波数電源としてのインバータ、7…角
速度検出手段としての回転速度センサ、8…演算手順を
格納するとともに判断手段としてのCPU、9…演算手
段を構成するメモリ、C…電動圧縮機、ω…角速度、i
a …指令電流値、 <Te > …外乱トルクオブザーバ。
フロントページの続き Fターム(参考) 3H045 AA09 AA12 AA27 BA42 CA09 CA21 DA07 EA38 5G044 AA01 AC01 AD01 CA01 CE05 5H530 AA02 BB04 CC08 CC24 CD24 CD32 DD03 5H550 AA09 AA16 DD01 GG03 HB07 JJ03 JJ04 JJ23 JJ26 KK06 LL01 LL07 LL53 LL54 MM04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流指令で制御されるモータの過負荷状
    態検出装置であって、 前記モータの出力軸の角速度を検出する角速度検出手段
    と、 電流指令値及び前記角速度に基づいて外乱トルクオブザ
    ーバを演算する演算手段と、 前記演算手段により演算された外乱トルクオブザーバの
    値が閾値以上か否かを判断する判断手段とを備えたモー
    タの過負荷状態検出装置。
  2. 【請求項2】 前記角速度検出手段はモータへの電力を
    供給する可変周波数電源の入出力電圧値と入出力電流値
    とに基づいて角速度を演算する請求項1に記載のモータ
    の過負荷状態検出装置。
  3. 【請求項3】 電流指令で制御されるモータの過負荷状
    態検出装置であって、 前記モータを外乱トルクオブザーバを用いて制御すると
    ともに、前記外乱トルクオブザーバを用いた制御系の指
    令電流値が閾値以上か否かを判断する判断手段を備えた
    モータの過負荷状態検出装置。
  4. 【請求項4】 前記モータは電動圧縮機に内蔵されたモ
    ータである請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の
    モータの過負荷状態検出装置。
JP2000151598A 2000-05-23 2000-05-23 モータの過負荷状態検出装置 Pending JP2001333589A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000151598A JP2001333589A (ja) 2000-05-23 2000-05-23 モータの過負荷状態検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000151598A JP2001333589A (ja) 2000-05-23 2000-05-23 モータの過負荷状態検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001333589A true JP2001333589A (ja) 2001-11-30

Family

ID=18657129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000151598A Pending JP2001333589A (ja) 2000-05-23 2000-05-23 モータの過負荷状態検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001333589A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004011807A1 (ja) * 2002-07-25 2004-02-05 Daikin Industries, Ltd. 圧縮機の駆動装置及び冷凍装置
JP2007170411A (ja) * 2007-03-26 2007-07-05 Daikin Ind Ltd 圧縮機内部状態推定装置及び空気調和装置
JP2008038912A (ja) * 2007-08-10 2008-02-21 Daikin Ind Ltd 圧縮機内部状態推定装置及び空気調和装置
JP2008137449A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Nsk Ltd 電動式ステアリング装置
WO2013018326A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 ダイキン工業株式会社 輸送用冷凍装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100436823C (zh) * 2002-07-25 2008-11-26 大金工业株式会社 压缩机的驱动装置及冷冻装置
EP2312160A3 (en) * 2002-07-25 2014-08-13 Daikin Industries, Ltd. Drive unit for compressor and refrigerator
EP2312159A3 (en) * 2002-07-25 2014-08-13 Daikin Industries, Ltd. Drive unit for compressor and refrigerator
WO2004011807A1 (ja) * 2002-07-25 2004-02-05 Daikin Industries, Ltd. 圧縮機の駆動装置及び冷凍装置
US7392158B2 (en) 2002-07-25 2008-06-24 Daikin Industries, Ltd. Drive unit for compressor and refrigerator
AU2003252681B2 (en) * 2002-07-25 2008-08-14 Daikin Industries, Ltd. Drive unit for compressor and refrigerator
JP2008137449A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Nsk Ltd 電動式ステアリング装置
JP4670825B2 (ja) * 2007-03-26 2011-04-13 ダイキン工業株式会社 圧縮機内部状態推定装置及び空気調和装置
JP2007170411A (ja) * 2007-03-26 2007-07-05 Daikin Ind Ltd 圧縮機内部状態推定装置及び空気調和装置
JP2008038912A (ja) * 2007-08-10 2008-02-21 Daikin Ind Ltd 圧縮機内部状態推定装置及び空気調和装置
WO2013018326A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 ダイキン工業株式会社 輸送用冷凍装置
JP2013050294A (ja) * 2011-07-29 2013-03-14 Daikin Industries Ltd 輸送用冷凍装置
CN103733006A (zh) * 2011-07-29 2014-04-16 大金工业株式会社 运输用制冷装置
US9714781B2 (en) 2011-07-29 2017-07-25 Daikin Industries, Ltd. Transport refrigeration apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8847529B2 (en) Electric motor control
US7080508B2 (en) Torque controlled pump protection with mechanical loss compensation
US6646411B2 (en) Control method of compressor motor and inverter equipped with the same method
US8801390B2 (en) Fan control system and air conditioner that includes the same
US7385365B2 (en) Method for the detection of abnormalities of electric motors
US20200114967A1 (en) Rotation detection device and steering system
US20100097732A1 (en) Method and apparatus for limiting torque in an electric drive motor
JPH1084688A (ja) モータの異常状態感知装置及び異常状態感知方法
JP2007219991A (ja) 異常負荷検出装置
JP2001333589A (ja) モータの過負荷状態検出装置
JP5778891B2 (ja) ロボット制御装置
US11031893B2 (en) Motor control device
WO2023169154A1 (zh) 电机控制方法及控制装置、电机控制器、存储介质
EP1315280B1 (en) Sensor system for controlling a motor
CN116995616A (zh) 一种电机保护方法、保护装置及计算机可读介质
JPH10315173A (ja) ロボットの異常検出装置
JPH0787603A (ja) 電気自動車の保護装置
JPH03231317A (ja) モータ制御装置
JP2010136583A (ja) 電動機のトルク制御装置
JP3694756B2 (ja) コンバータの過負荷保護方法とその方法のサーボアンプおよび多軸モータドライブシステム
JP2007285307A (ja) インバータ駆動回転型圧縮機
JP2945817B2 (ja) 風量一定制御dcファンモータ
JP3174967B2 (ja) 電動機制御装置
JP2580219B2 (ja) 電動サーボ駆動装置
JP2007288829A (ja) 機械の異常検出方法およびその装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070925

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080205