JP2013123334A - 三相モータ駆動制御装置 - Google Patents

三相モータ駆動制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013123334A
JP2013123334A JP2011271215A JP2011271215A JP2013123334A JP 2013123334 A JP2013123334 A JP 2013123334A JP 2011271215 A JP2011271215 A JP 2011271215A JP 2011271215 A JP2011271215 A JP 2011271215A JP 2013123334 A JP2013123334 A JP 2013123334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
phase motor
disconnection
current
drive control
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.)
Granted
Application number
JP2011271215A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5482773B2 (ja
Inventor
Akira Takeuchi
晃 竹内
Toshiaki Kato
敏晃 加藤
Takeshi Masuhara
威志 増原
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.)
Kyoto Denkiki Co Ltd
Original Assignee
Kyoto Denkiki Co Ltd
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 Kyoto Denkiki Co Ltd filed Critical Kyoto Denkiki Co Ltd
Priority to JP2011271215A priority Critical patent/JP5482773B2/ja
Priority to KR1020120055237A priority patent/KR101461707B1/ko
Priority to CN201210306295.6A priority patent/CN103166566B/zh
Publication of JP2013123334A publication Critical patent/JP2013123334A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5482773B2 publication Critical patent/JP5482773B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088Aspects of digital computing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements 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
    • H02P27/06Arrangements 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
    • H02P27/08Arrangements 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
    • H02P27/14Arrangements 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 with three or more levels of voltage

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

【課題】簡素で廉価な構成によって、三相モータの断線等の欠相をその三相モータの回転駆動中に正確に検知する。
【解決手段】三相モータMを回転させるべく三相インバータ回路4から該モータMに駆動電流を供給しているときに、制御部5はシャント抵抗36に流れる直流電流を検出する。断線等の欠相がない場合、モータMの1回転期間中に直流電流検知信号には鋸波状の六つのピークが現れる。これに対し、一相が欠相すると1回転期間中のピークの数は二に減少する。そこで、制御部5では正常時の六個のピークが現れるタイミングで読み込んだ電流値データを利用し、所定時間遡った時点での値と最新の値とを比較することにより、ピーク数の減少の有無を判定する。その結果により異常が認められれば、三相モータMの駆動を停止して表示器6により異常を報知する。
【選択図】図1

Description

本発明は三相モータを駆動する駆動制御装置に関し、さらに詳しくは、三相モータの内部配線や当該装置と三相モータとを接続する配電線路の断線を検知する断線検知機能を有する三相モータ駆動制御装置に関する。
例えばスパッタリング装置などの半導体製造装置等においてはチャンバ内を高真空雰囲気にするためにターボ分子ポンプが利用される。ターボ分子ポンプでは、ポンプモータとして最高で800Hz程度又はそれ以上の高速回転が可能な三相モータが利用される。こうした三相モータにおいて内部の巻線やモータと駆動制御装置とを接続する配電線路に断線が生じている場合にはモータが動作せず、真空ポンプとして機能しないことになる。
上記のような断線、即ち三相モータの欠相を検知する様々な技術が従来知られている。例えば、通常使用時に三相モータの回転速度を或る速度まで上昇させることを前提として、起動時点から所定時間が経過した時点で所定の回転速度まで速度が上昇しているか否かを検知することにより、結果的に断線の検知を可能とした装置がある。しかしながら、上述したようなターボ分子ポンプではその回転速度をかなり緩慢に上昇させてゆくため、モータが正常であっても所定の回転速度まで回転速度が上がるには時間が掛かる。そのため、断線の有無の検知結果が出るまでに時間を要し、断線があった場合にはそれまでの起動からの時間が無駄になるという問題がある。
また特許文献1に記載の装置では、インバータ回路の三相の出力線路上にそれぞれ交流電流検出手段を設け、その検出信号に基づいて断線の有無を判断している。しかしながら、交流電流検出手段として鉄芯と銅線を巻回した巻線とを備える高価なカレントトランスを用いる必要があり、しかも三相のそれぞれにカレントトランスを設けなければならないため、コストがかなり高いものとなるという問題がある。
また特許文献2に記載の装置では、三相モータの起動に先立ち、三相ブリッジ構成のうちの任意の一相(例えばR相)の高電圧側のスイッチング素子と他の二相(例えばS相及びT相)の低電圧側のスイッチング素子をオンする一方、他の3個のスイッチング素子をいずれもオフし、その状態で直流/直流変換回路から三相インバータ回路に直流電圧を印加してこれにより流れる直流電流を検出する。このときに電流が流れていれば高電圧側のスイッチング素子をオンした相の欠相はないと判断する。そして、三相全てについて欠相の有無を判断し、一つでも欠相があれば三相モータの起動を停止して異常を報知するようにしている。この断線検知方法では、交流電流検知用のカレントトランスを用いることなく断線を確実に検知することができる。
しかしながら、この方法では、断線検知動作の際には三相モータに対する三相交流駆動を停止する必要があるため、三相モータの回転駆動中に連続的に断線検知を行うことはできない。上述したターボ分子ポンプが使用される半導体製造装置は無人運転されることもよくあるが、オペレータが気付かない間にモータ回転に異常が生じて真空度が下がってしまうと大きな損失を発生するため、こうした事態が生じないような対策を施す必要がある。
特開2001−309669号公報 特開2007−143244号公報
本発明は上記課題を解決するために成されたもので、その目的とするところは、低廉なコストで以て、三相モータの駆動中にもほぼ連続的に該三相モータの内部配線や当該装置と三相モータとを接続する配電線路の断線を検知することができる三相モータ駆動制御装置を提供することである。
上記課題を解決するために成された本発明は、商用交流電力を直流電力に変換する交流/直流変換手段と、直流電力を三相交流電力に変換するために三相ブリッジ接続されたスイッチング素子を有するインバータ手段と、該インバータ手段の各相の高電圧側及び低電圧側のスイッチング素子のオン・オフを制御することで前記インバータ手段に接続された三相モータに通電を行う制御手段と、三相モータの内部配線や三相モータへの配電線路の断線を検知する断線検知手段と、を具備する三相モータ駆動制御装置において、
前記断線検知手段は、
a)前記インバータ手段に印加される直流電圧により該インバータ手段に流れる直流電流を検出する電流検出手段と、
b)前記三相モータを回転駆動している状態で前記電流検出手段により直流電流を検出し、その検出結果に基づいて、前記三相モータの所定回転に相当する期間中に繰り返し現れる電流波形のピークの数の変化を直接的又は間接的に検出することにより欠相の有無を判断する欠相判定手段と、
を備えることを特徴としている。
インバータ手段により三相モータに三相交流電力を供給して該モータを回転駆動する際には、三相モータの1回転に相当する期間中に電流波形のピークが六つ現れる。それに対し、例えば断線等により一つの相が欠損すると実質的には単相駆動と同じ状態となるため、三相モータの1回転に相当する期間中に現れる電流波形のピークは二つに減じる。そこで、本発明に係る三相モータ駆動制御装置において欠相判定手段は、上記のような電流波形に繰り返し現れるピークの数の減少それ自体又はその減少に伴って生じる現象を検出することで、欠損が発生したことを認識する。したがって、この欠相の判定は三相モータの通常の回転駆動と並行して実施される。なお、本発明における欠相判定の原理から、上記所定回転とは典型的には1回転であるが、例えば1/2回転等、必ずしも1回転に限るものではない。
本発明に係る三相モータ駆動制御装置の一態様として、前記欠相判定手段は、三相モータの所定回転に相当する期間において、欠相が無い場合に(つまりは正常時に)電流波形のピークが現れる筈の所定のタイミングで直流電流の電流値を反映した信号を取得し、これを所定時間だけ遡った時点で得られた同タイミングに対する信号と比較し、その比較結果に基づいて欠相の有無を判断する構成とすることができる。なお、三相モータの回転駆動時における上記直流電流の変化は制御手段からインバータ手段に供給されるスイッチング素子のオン・オフ制御信号に同期するから、該制御手段が上記所定のタイミングを設定することができる。
上記構成では、電流検出手段で検出された信号をデジタル値に変換した後に全てデジタル的に処理することが可能であるから、汎用マイクロコンピュータで処理することができる。それにより、コストを抑えることができるとともに、欠相判定の条件の変更に容易に対応可能である。
また本発明に係る三相モータ駆動制御装置の別の態様として、前記欠相判定手段は、前記電流検出手段により得られる信号を所定の閾値と比較しパルス信号に変換するパルス化手段と、三相モータの1回転に相当する期間中に前記パルス信号を計数する計数手段と、を含み、該計数手段による計数結果に基づいて欠相の有無を判断する構成とすることができる。ここで、上記所定の閾値は、電流検出手段により得られる信号を所定時間積分することで得られる信号レベルとすることができる。
上記構成では、例えばパルス化手段をコンパレータなどを含むアナログ回路から構成し、計数手段による処理を汎用マイクロコンピュータで行うようにすることができる。それにより、アナログ回路を付加する必要はあるものの、マイクロコンピュータのプログラムは上記態様に比べてより簡単なもので済む。
本発明に係る三相モータ駆動制御装置によれば、三相モータの定常運転時や定常運転に至るまで回転速度を上げてゆく途中などにおいて、その回転に影響を及ぼすことなくほぼ連続的に断線を検知することができる。それにより、三相モータの回転駆動中に発生した断線も速やかに且つ確実に検知して、駆動を停止したり警告報知を行ったりすることができる。したがって、本発明に係る三相モータ駆動制御装置を半導体製造装置の真空排気用ターボ分子ポンプの駆動に利用すれば、断線によって真空度が低下する危険性を察知して製造ラインを停止する等の適切な対応を遅滞なく採ることが可能となる。
また、本発明に係る三相モータ駆動制御装置では、駆動対象である三相モータの種類や仕様とは無関係に、断線等に起因する欠相を検知することができる。したがって、駆動対象である三相モータが変更されても欠相判定のための条件等を変更する必要がなく、当該装置の汎用性を高めることができる。また、三相モータに流れる交流電流を検出するカレントトランスは不要であり、コストの増加も最小限に抑えることができる。
本発明の一実施例である三相モータ駆動制御装置の要部のブロック構成図。 図1中の回転時断線検知プログラム実行時に実現される機能ブロック図。 正常時及び異常(一相欠相)時の直流電流検出信号の実例を示す図。 本発明の他の実施例である三相モータ駆動制御装置における断線検知部のブロック構成図。 図4の断線検知部の動作を説明するための波形図。
以下、本発明の一実施例である三相モータ駆動制御装置について図1〜図3を参照して説明する。図1は本実施例の三相モータ駆動制御装置の要部のブロック構成図である。
本実施例の三相モータ駆動制御装置の概略的な構成としては、単相200V(又は100V)の商用交流電源1から供給される交流電力が整流回路2により直流電力に変換され、さらに直流/直流変換回路3において所定電圧の直流電力に変換される。そして、この直流電力が三相インバータ回路4により三相モータMのR、S、T各相に供給される交流電力に変換される。
より詳しく説明すると、整流回路2は図示しないもののダイオードブリッジ回路や平滑用電解コンデンサなどを含み、所定の直流電圧を出力する。直流/直流変換回路3において、トランス32の一次巻線には電力用FET等のスイッチング素子31が直列に接続され、後述の制御部5からの制御信号によりスイッチング素子31がオンするとトランス32の一次巻線に直流電流が流れて二次巻線の両端に電圧が発生する。この電圧はダイオード33、34、コンデンサ35、直列接続された2個の抵抗による出力電圧検出部37などを含む回路を通して出力される。また、この直流/直流変換回路3の低電圧側の線路には直流電流検出用のシャント抵抗36が設けられている。
三相インバータ回路4は、6個の電力用FET等のスイッチング素子41、42、43、44、45、46が三相ブリッジ接続されたスイッチング部と制御部5からの指示に基づいてこれらスイッチング素子41〜46をそれぞれ独立にオン又はオフさせるインバータ駆動部47とを含み、R相、S相、T相の各相において高電圧側のスイッチング素子41、43、45と低電圧側のスイッチング素子42、44、46との直列接続部から出力が取り出され、三本の配電線路を通して三相モータMの各相端子に接続されている。
直流/直流変換回路3や三相インバータ回路4を制御する制御部5は、CPU51を含むマイクロコンピュータを中心に構成されている。周知のようにCPU51は例えばROM等の記憶装置に格納された制御プログラムに従って所定の処理を実行するが、ここでは、大別して、通常駆動制御用プログラム52、断線検知用プログラム53、及び異常時対応プログラム54、を有している。通常駆動制御用プログラム52は三相モータMの起動や定常運転など一般的な動作のためのプログラムである。一方、断線検知用プログラム53は本実施例に特徴的な断線検知処理を実行するためのプログラムであり、異常時対応プログラム54は断線が検知されたときの装置の動作を司るプログラムである。また、制御部5には、運転状態などを表示するための表示器6が接続されている。
制御部5は上記シャント抵抗36の両端の電位を検出し、その電位差に基づいてシャント抵抗36に流れる電流iの値を電圧値として検出する。また、出力電圧検出部37により入力される電圧値に基づいて三相インバータ回路4に印加される直流電圧を認識する。
本実施例の三相モータ駆動制御装置では、三相モータMが通常の運転状態であるとき、具体的には、定常運転時や起動してから定常運転に至るまでの加速運転中に、三相モータMの内部配線や配電線路の断線の検知が繰り返し実行されるようになっている。この断線検知動作について図1に加え、図2〜図3を参照して説明する。図2は図1中の回転時断線検知プログラム実行時に実現される機能ブロック図、図3は正常時及び異常(一相欠相)時の直流電流検出信号の実例を示す図である。
図3(a)に示すように、通常運転のために三相インバータ回路4から三相モータMに駆動電流が供給されているとき、断線つまり欠相がない正常な状態であれば、三相モータMが1回転する期間中に直流電流検出信号には略三角形状(鋸波形状)のピークが六つ(ピークP〜P)現れる。シャント抵抗36に流れる直流電流は三相インバータ回路4中の各スイッチング素子41〜46がそれぞれオンしたことにより三相モータMに供給された交流電流によるものであるから、電流波形のピークの発生位置は、制御部5の指示の下でインバータ駆動部47から各スイッチング素子41〜46に供給されるオン/オフ駆動信号に同期する。したがって、駆動状態が正常である場合には、オン/オフ駆動信号つまりは制御部5からの制御信号に同期する所定のタイミングで以て直流電流検出信号を読み込めば、各ピークP〜Pの例えば最大値(ピーク値)を取得することができる。また、商用交流電源1からの交流電圧がほぼ一定であれば、三相モータMの各回転周期における直流電流検出信号のピーク値の変動も殆どない。これは図3(a)に示した実測波形からも確認できる。
これに対し、三相モータMの一相が欠相すると、該モータMは実質的に単相で駆動されることになり、図3(b)に示すように、三相モータMの1回転期間中に直流電流検出信号に現れる略三角形状のピークは二つ(ピークP、P)になる。この現象は三相モータMの回転速度とは無関係であるから、一定回転速度のときのみならず、回転速度が上昇している加速中でも同様の現象が起こる。本実施例の三相モータ駆動制御装置では、このような、三相モータMの1回転期間中に直流電流検出信号に現れる略三角形状のピークの数の減少を捉えることにより、三相モータM駆動中に断線を検知する。
後述の例のように、ピーク数の減少の有無を直接的に判定することも可能であるが、この実施例では、ピークが発生するべき位置(タイミング)にピークが無いことを認識することによって間接的にピーク数の減少の有無を判定している。
具体的には、図2に示すように、回転時断線検知プログラム53が実行されることで実現される機能ブロックは、三相モータMの1回転期間(厳密には、制御部5で三相モータMが1回転するように制御している期間、つまりは1回転に相当する期間)中に発生する六つのピークにそれぞれ対応したピーク値判定部100A〜100Fと、各ピーク値判定部100A〜100Fの出力を受けて最終的に断線であるか否かを判定する断線判定部110とを備え、断線判定部110における異常(NG)判定結果は異常時対応プログラム54が実行されることで実現される異常処理部111に入力されている。各ピーク値判定部100A〜100Fはそれぞれ、所定段数の遅延用レジスタ部101と、該レジスタ部101の出力値と入力値とを比較するコンパレータ部102と、を含む。
各ピーク値判定部100A〜100Fにおいて、遅延用レジスタ部101は図示しないA/D変換器によりデジタル値に変換された直流電流検出信号(電流値データ)を上述したピーク値を取り込み可能なタイミングで以て新たに取り込み、すでに取り込まれていた電流値データをシフトする。したがって、三相モータMの1回転期間毎に新たな電流値データが取り込まれ、最も古い、つまりは所定段数分だけ過去に取り込まれたピーク値が吐き出される。図2において、例えばピーク値判定部100Aの遅延用レジスタ部101は図3(a)中のピークPのピーク値を取り込み可能なタイミングで以て新たなピーク値を取り込み、ピーク値判定部100Fの遅延用レジスタ部101はピークPのピーク値を取り込み可能なタイミングで以て新たなピーク値を取り込む。
コンパレータ部102は新たに取り込まれたピーク値と所定段数分だけ過去に取り込まれたピーク値とを比較し、一致しているか否かの判定結果を出力する。ただし、交流電圧の或る程度の変動などを考慮すると或る時間を隔てた二つのピーク値が完全に一致することは考えにくいため、差異が所定の許容範囲内に収まっていれば一致しているとみなすものとする。これにより、1回転期間中に現れるべき六つの全てのピークP〜Pについて、新たに得られたピーク値と所定時間だけ遡った時点で得られたピーク値との一致/不一致がそれぞれ判定されることになる。なお、三相モータMの回転速度が変化しているときには1回転期間の時間自体が変化するが、それに伴って遅延用レジスタ部101にピーク値を取り込むタイミングも変化するので、二つのピーク値の比較自体には何らの影響も与えない。
理想的には、正常状態においては三相モータMの1回転期間中の全てのピークのピーク値が一致する筈である。しかしながら、実際にはノイズの飛び込みやそのほかの様々な要因により、断線が生じていない場合であっても1回転期間中の一部のピークのピーク値が不一致となることがある。そのため、一度でも不一致があった場合に異常であるとの判定を下すようにしてしまうと、実際には正常であるにも拘わらず異常と判定される可能性がかなり高まる。そこで、断線判定部110では例えば、1回転期間中の一部ピークにピーク値不一致が生じている状態が所定の回転周期数だけ連続して発生したときに、初めて異常であると判定する。これにより、断線検知の正確性を高めることができる。なお、異常発生から異常検知までに若干の遅れが生じるものの、その遅れは小さく、またターボ分子ポンプではその遅れの間に実質的な問題が生じるわけではないので、上記のような検知の遅れは許容し得る。
断線等による欠相が生じ、図3(b)に示したように直流電流検知信号の波形形状が変化すると、所定のタイミングで以て各遅延用レジスタ部101に新たに取り込まれる電流値データが大きく変化する。そのため、六個のピーク値判定部100A〜100Fのうちの多くでピーク値不一致と判定されるようになり、断線判定部110は異常であるとの判定結果を異常処理部111に送る。これに応じて異常処理部111は、表示器6上に異常発生表示を行うとともに、インバータ駆動部47に対し駆動停止の制御信号を送る。これによって、三相モータMへの駆動電流は遮断されることになる。もちろん、表示と同時にブザーなどの鳴動により使用者の注意を喚起してもよい。
断線判定部110における判定条件は適宜に変更可能である。例えば、上記のような検知の遅れが許容できないような目的、つまりは断線が起こると直ちに大きな問題を引き起こすような駆動対象である場合には、連続的なピーク値不一致状態を判定する回転周期数を少なくするか、或いは1回転期間においてピーク値不一致状態を検知しただけで異常であると判断するとよい。また、遅延用レジスタ部101の段数、つまりは比較される二つのピーク値を取得する時間差、も適宜に決めることができる。実際には、これらはプログラムの変更のみで対応が可能であるから、変更も容易であり大きなコストを要しない。
なお、上記説明では、正常時に直流電流検知信号に現れる各ピークの最大値の一致/不一致を判定していたが、必ずしも最大値である必要はなく、各ピーク波形のいずれの位置の値を用いることもできることは明らかである。また、上述したように1回転期間中には六つのピークが現れるが、必ずしもその全てのピークのピーク値(又はそのほかの値)の一致/不一致を判定する必要もない。また、上記説明では、1回転期間中のピークの数の減少を判定していたが、1回転期間ではなく1/2回転期間、1/3回転期間等、1回転以外の回転に相当する期間中のピークの数を利用してもよいことも明らかである。
また上記実施例では、直流電流検知信号のピークの値の一致/不一致の結果に基づいてピーク数の減少の有無を判断していたが、ピーク数の減少の有無を判断する方法はこれに限らない。さらにまた、マイクロコンピュータ上のプログラムの動作により実現するのではなく、ハードウエア回路(アナログ、デジタルを問わない)で実現することもできるし、ハードウエア回路とマイクロコンピュータ上の処理との組み合わせにより実現することもできる。
後者の一例を図4、図5により説明する。図4は本発明の他の実施例である三相モータ駆動制御装置における断線検知部のブロック構成図、図5は図4の断線検知部の動作を説明するための波形図である。
この実施例では、断線検知部の機能は、アナログ回路とマイクロコンピュータ上の処理とにより達成される。即ち、シャント抵抗36において得られた直流電流検知信号(電圧信号)は、抵抗器R1及びコンデンサC1からなる所定の時定数を有するRCフィルタ200により平滑化されてコンパレータ201の一方の入力端に入力され、その他方の入力端には直流電流検知信号がそのまま入力される。図5に示すように、RCフィルタ200の時定数を非常に大きくしておくことで、その出力Vrefは鋸波形状である直流電流検知信号の平均値付近に落ち着く。コンパレータ201はこの出力Vrefを基準として直流電流検知信号の大小を判定するから、鋸波形状の直流電流検知信号は二値パルス信号に変換され、その各パルスは直流電流検知信号のピークに対応したものとなる。
したがって、欠相がない正常時には三相モータMの1回転期間中に六つの二値パルスが発生し、欠相が生じた異常時には1回転期間中に二つの二値パルスしか発生しない。マイクロコンピュータ202中に機能ブロックとして得られる計数部203は1回転期間中の二値パルスの数を計数し、その計数結果を断線判定部204に送る。断線判定部204は上記実施例の断線判定部110と同様に、例えば所定回転回数だけ連続して計数値が二である(又は六でない)ことを検知したならば異常であると判定する。これにより、上記実施例と同様に、三相モータMの駆動中に断線等による欠相を検知することができる。もちろん、図4において計数部203や断線判定部204をハードウエア回路によって構成してもよい。
なお、上記実施例は本発明の一例であって、本発明の趣旨の範囲で、適宜に変更、修正又は追加を行えることは明らかである。
1…商用交流電源
2…整流回路
3…直流/直流変換回路
31…スイッチング素子
32…トランス
33…ダイオード
35…コンデンサ
36…シャント抵抗
37…出力電圧検出部
4…三相インバータ回路
41、43、45…高電圧側スイッチング素子
42、44、46…低電圧側スイッチング素子
47…インバータ駆動部
5…制御部
51…CPU
52…通常駆動制御用プログラム
53…断線検知用プログラム
54…異常時対応プログラム
6…表示器
100A〜100F…ピーク値判定部
101…遅延用レジスタ部
102…コンパレータ部
110…断線判定部
111…異常処理部
200…RCフィルタ
201…コンパレータ
202…マイクロコンピュータ
203…計数部
204…断線判定部
M…三相モータ

Claims (3)

  1. 商用交流電力を直流電力に変換する交流/直流変換手段と、直流電力を三相交流電力に変換するために三相ブリッジ接続されたスイッチング素子を有するインバータ手段と、該インバータ手段の各相の高電圧側及び低電圧側のスイッチング素子のオン・オフを制御することで前記インバータ手段に接続された三相モータに通電を行う制御手段と、三相モータの内部配線や三相モータへの配電線路の断線を検知する断線検知手段と、を具備する三相モータ駆動制御装置において、
    前記断線検知手段は、
    a)前記インバータ手段に印加される直流電圧により該インバータ手段に流れる直流電流を検出する電流検出手段と、
    b)前記三相モータを回転駆動している状態で前記電流検出手段により直流電流を検出し、その検出結果に基づいて、前記三相モータの所定回転に相当する期間中に繰り返し現れる電流波形のピークの数の変化を直接的又は間接的に検出することにより欠相の有無を判断する欠相判定手段と、
    を備えることを特徴とする三相モータ駆動制御装置。
  2. 請求項1に記載の三相モータ駆動制御装置であって、
    前記欠相判定手段は、前記三相モータの所定回転に相当する期間において、欠相が無い場合に電流波形のピークが現れる所定のタイミングで直流電流の電流値を反映した信号を取得し、これを所定時間だけ遡った時点で得られた同タイミングに対する信号と比較し、その比較結果に基づいて欠相の有無を判断することを特徴とする三相モータ駆動制御装置。
  3. 請求項1に記載の三相モータ駆動制御装置であって、
    前記欠相判定手段は、前記電流検出手段により得られる信号を所定の閾値と比較しパルス信号に変換するパルス化手段と、前記三相モータの1回転に相当する期間中に前記パルス信号を計数する計数手段と、を含み、該計数手段による計数結果に基づいて欠相の有無を判断することを特徴とする三相モータ駆動制御装置。
JP2011271215A 2011-12-12 2011-12-12 ターボ分子ポンプ用三相モータ駆動制御装置 Active JP5482773B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011271215A JP5482773B2 (ja) 2011-12-12 2011-12-12 ターボ分子ポンプ用三相モータ駆動制御装置
KR1020120055237A KR101461707B1 (ko) 2011-12-12 2012-05-24 3 상 모터 구동 제어 장치
CN201210306295.6A CN103166566B (zh) 2011-12-12 2012-08-24 涡轮分子泵用三相电动机驱动控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011271215A JP5482773B2 (ja) 2011-12-12 2011-12-12 ターボ分子ポンプ用三相モータ駆動制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013123334A true JP2013123334A (ja) 2013-06-20
JP5482773B2 JP5482773B2 (ja) 2014-05-07

Family

ID=48589349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011271215A Active JP5482773B2 (ja) 2011-12-12 2011-12-12 ターボ分子ポンプ用三相モータ駆動制御装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5482773B2 (ja)
KR (1) KR101461707B1 (ja)
CN (1) CN103166566B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013132099A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
JP2015122850A (ja) * 2013-12-20 2015-07-02 ミネベア株式会社 ブラシレスdcモータ
CN110601142A (zh) * 2019-09-12 2019-12-20 广东智科电子股份有限公司 一种基于电流采样的三相电机缺相监测控制装置及其***
CN113276087A (zh) * 2020-01-31 2021-08-20 精工爱普生株式会社 机器人
US20230006436A1 (en) * 2019-12-12 2023-01-05 Ls Electric Co., Ltd. Protective relay and method for detecting disconnection of protective relay

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6082683B2 (ja) * 2013-10-08 2017-02-15 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法
KR101516497B1 (ko) * 2013-11-18 2015-05-04 엘에스산전 주식회사 인버터의 출력결상 검출방법
US10074497B2 (en) 2014-11-06 2018-09-11 Rockwell Automation Technologies, Inc. Operator coil parameter based electromagnetic switching
US10141143B2 (en) * 2014-11-06 2018-11-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Wear-balanced electromagnetic motor control switching
US10361051B2 (en) 2014-11-06 2019-07-23 Rockwell Automation Technologies, Inc. Single pole, single current path switching system and method
JP6193924B2 (ja) * 2015-07-17 2017-09-06 ファナック株式会社 保護動作指令手段を有するモータ制御装置
WO2017028028A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-23 General Electric Company Systems and methods for open fault detection
CN107925374B (zh) * 2015-09-04 2020-08-11 三菱电机株式会社 电动机驱动装置以及空气调节机
JP6783930B2 (ja) * 2017-05-31 2020-11-18 本田技研工業株式会社 マイコン入力用スイッチ
KR102534479B1 (ko) * 2021-04-28 2023-05-26 엘지전자 주식회사 의류 처리장치 및 의류 처리장치의 제어방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127885A (en) * 1979-03-26 1980-10-03 Hara Denki Kk Method for detecting missing phase in output of three- phase inverter
JPH02184292A (ja) * 1989-01-05 1990-07-18 Toshiba Corp パルス幅変調形インバータ装置
JPH1062470A (ja) * 1996-08-20 1998-03-06 Meidensha Corp 欠相検出方式

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8334670B2 (en) * 2010-03-25 2012-12-18 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to monitor an electric motor control circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127885A (en) * 1979-03-26 1980-10-03 Hara Denki Kk Method for detecting missing phase in output of three- phase inverter
JPH02184292A (ja) * 1989-01-05 1990-07-18 Toshiba Corp パルス幅変調形インバータ装置
JPH1062470A (ja) * 1996-08-20 1998-03-06 Meidensha Corp 欠相検出方式

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013132099A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
JP2015122850A (ja) * 2013-12-20 2015-07-02 ミネベア株式会社 ブラシレスdcモータ
CN110601142A (zh) * 2019-09-12 2019-12-20 广东智科电子股份有限公司 一种基于电流采样的三相电机缺相监测控制装置及其***
US20230006436A1 (en) * 2019-12-12 2023-01-05 Ls Electric Co., Ltd. Protective relay and method for detecting disconnection of protective relay
US11695267B2 (en) * 2019-12-12 2023-07-04 Ls Electric Co., Ltd. Protective relay and method for detecting disconnection of protective relay
CN113276087A (zh) * 2020-01-31 2021-08-20 精工爱普生株式会社 机器人

Also Published As

Publication number Publication date
CN103166566B (zh) 2015-06-17
KR20130066482A (ko) 2013-06-20
KR101461707B1 (ko) 2014-11-13
JP5482773B2 (ja) 2014-05-07
CN103166566A (zh) 2013-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5482773B2 (ja) ターボ分子ポンプ用三相モータ駆動制御装置
US20070040532A1 (en) Motor controller and control method thereof, and error detecting apparatus of inverter
CN102405586B (zh) 电源装置
US8791715B2 (en) Method for monitoring a controller of a three-phase electric motor and/or the electric motor
US10333311B2 (en) Electric motor control device
US20090072983A1 (en) Power converter with degraded component alarm
WO2016084213A1 (ja) 監視装置と監視方法およびそれらを備える制御装置と制御方法
US9692314B2 (en) Detection circuit and three-phase AC-to-AC power converting apparatus incorporating the same
JP2017163714A (ja) 電力変換装置、スイッチング素子の短絡故障診断方法およびスイッチング素子のオープン故障診断方法
JP4199763B2 (ja) 三相負荷駆動制御装置
JP5622206B2 (ja) 三相モータ駆動制御装置
JP6459049B2 (ja) 駆動制御装置
CN114123755A (zh) 检测pfc电路故障的方法、pfc电路和空调器
EP2958224B1 (en) Thyristor startup device and method for controlling same
EP1646525B1 (en) Monitoring an operation of a converter
JP2019007814A (ja) 異常診断装置および異常診断方法
JP2010268587A (ja) 三相電源の結線判定装置
CN108292901A (zh) 用于检测发电机单元中的故障的方法
CN105450100B (zh) 无刷电机驱动电路及其控制方法
JP2018191425A (ja) 異常診断装置および異常診断方法
JP2010233343A (ja) インバータ装置の故障検出方法
CN108631667A (zh) 绕线形感应机的控制***、控制装置及控制方法
KR20180120520A (ko) 고압인버터 제어 방법 및 이를 포함하는 시스템
TWI403747B (zh) 無刷馬達之缺相診斷系統及方法暨具缺相診斷功能之無刷馬達控制系統
WO2017085820A1 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131009

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5482773

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250