JP3171147U - アラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】障害等の発生時に負荷への電流供給を防止するのに好適なアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置は、電源1a、1b、モータ2および制御基板6が接続される、パワーアンプ基板3を備える。パワーアンプ基板3は、制御基板6からの電流指令信号に基づいて駆動信号を出力するフォトカプラPC1〜PC3と、駆動信号に基づいて電源1aからの電流をモータ2に供給するモータ駆動回路39と、モータ2への駆動電流に異常が発生したときは、アラーム信号を出力するアラーム回路35と、アラーム回路35からのアラーム信号をラッチするラッチ回路36と、ラッチ回路36でラッチしたアラーム信号を入力したときは、モータ2への電流供給を遮断するフォトカプラPC4およびリレー40とを備える。【選択図】図1
Description
本考案は、異常電流時にアラーム信号を出力する装置および方法に係り、特に、障害等の発生時に負荷への電流供給を防止するのに好適なアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法に関する。
従来、複数の基板から構成されるモータ制御装置としては、例えば、特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術は、電源からの電流をモータに供給してモータを駆動するパワーアンプ基板を構成するものであり、モータ制御装置は、このパワーアンプ基板に制御基板を接続し、例えば、図6に示すように構成することができる。
図6は、従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
従来のモータ制御装置は、図6に示すように、交流電源からなる電源1a、1bと、ダイレクトドライブモータからなるモータ2と、モータ2を駆動するパワーアンプ基板300と、モータ2を制御する制御基板600とを有して構成されている。パワーアンプ基板300には、電源1a、1bおよびモータ2が接続され、パワーアンプ基板300および制御基板600は信号線で接続されている。
図6は、従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
従来のモータ制御装置は、図6に示すように、交流電源からなる電源1a、1bと、ダイレクトドライブモータからなるモータ2と、モータ2を駆動するパワーアンプ基板300と、モータ2を制御する制御基板600とを有して構成されている。パワーアンプ基板300には、電源1a、1bおよびモータ2が接続され、パワーアンプ基板300および制御基板600は信号線で接続されている。
パワーアンプ基板300は、制御基板600からの信号を処理する信号処理部310と、モータ2に電力を供給する電力供給部320とを有して構成されている。
信号処理部310は、スイッチングレギュレータ33と、スイッチングレギュレータ33から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラPC1〜PC3と、アラーム回路350とを有して構成されている。フォトカプラPC1〜PC3は、制御基板600からの電流指令信号がローレベルであるときは、モータ2に電流を供給すべき駆動信号を出力し、制御基板600からの電流指令信号がハイレベルであるときは、モータ2への電流供給を遮断すべき駆動信号を出力する。
信号処理部310は、スイッチングレギュレータ33と、スイッチングレギュレータ33から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラPC1〜PC3と、アラーム回路350とを有して構成されている。フォトカプラPC1〜PC3は、制御基板600からの電流指令信号がローレベルであるときは、モータ2に電流を供給すべき駆動信号を出力し、制御基板600からの電流指令信号がハイレベルであるときは、モータ2への電流供給を遮断すべき駆動信号を出力する。
電力供給部320は、電源1aの交流電力を直流に整流する整流器38と、整流器38の出力を平滑化する平滑コンデンサCと、フォトカプラPC1〜PC3からの駆動信号に基づいて、平滑コンデンサCで平滑化した電流をモータ2に供給するモータ駆動回路39とを有して構成されている。
アラーム回路350は、モータ2への駆動電流を検出し、検出した駆動電流がモータ2の限界電流値以上となったときは、モータ2の駆動を停止すべきアラーム信号を出力する。
アラーム回路350は、モータ2への駆動電流を検出し、検出した駆動電流がモータ2の限界電流値以上となったときは、モータ2の駆動を停止すべきアラーム信号を出力する。
制御基板600は、パワーアンプ基板300から電力の供給を受けて動作する電流指令出力回路61およびCPU62と、スイッチングレギュレータ33に接続された電源ラインL2に設けられたヒューズ63とを有して構成されている。制御基板600には、ヒューズ63を介して電源ラインL2に接続されかつ操作用端末(不図示)に電力を供給する電力供給端子T28と、操作用端末からの操作信号を入力する操作信号入力端子T29とが設けられている。
CPU62は、操作信号入力端子T29から入力した操作信号に基づいて電流指令出力回路61に制御信号を出力する。また、アラーム回路350からのアラーム信号を入力したときは、電流指令信号をハイレベルにすべき制御信号を電流指令出力回路61に出力する。
電流指令出力回路61は、CPU62からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。
電流指令出力回路61は、CPU62からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。
しかしながら、従来のモータ制御装置では、電流指令出力回路61に障害等が発生し、すべての電流指令信号がローレベルになると、フォトカプラPC1〜PC3により、モータ2に電流を供給すべき駆動信号が出力され、モータ2に最大駆動電流が供給される。その後、モータ2への駆動電流が限界電流値を超えると、アラーム回路350が動作してアラーム信号が出力されるが、電流指令出力回路61に障害等が発生しているため、電流指令信号をコントロールできず、モータ2に最大駆動電流が流れ続けてしまうという問題があった。
そこで、本考案は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、障害等の発生時に負荷への電流供給を防止するのに好適なアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を提供することを目的としている。
そこで、本考案は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、障害等の発生時に負荷への電流供給を防止するのに好適なアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本考案に係る請求項1記載のアラーム信号出力装置は、電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する負荷稼動装置に適用されるアラーム信号出力装置であって、前記負荷は、ダイレクトドライブモータからなり、前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記アラーム信号出力手段からのアラーム信号を保持するアラーム信号保持手段とを備える。
このような構成であれば、負荷稼動装置では、電源からの電流が負荷に供給され、負荷が稼動する。
このような構成であれば、負荷稼動装置では、電源からの電流が負荷に供給され、負荷が稼動する。
次に、負荷の稼動中に、負荷に供給される電流に異常が発生すると、アラーム信号出力手段によりアラーム信号が出力され、アラーム信号保持手段によりアラーム信号が保持される。したがって、アラーム信号保持手段で保持されたアラーム信号を用いれば、負荷への電流供給を防止することができる。
ここで、稼動とは、動力の発生を伴って負荷を動作させること、動力の発生を伴わずに負荷を動作させることをいう。前者の負荷には、例えば、モータ、アクチュエータが含まれる。後者の負荷には、例えば、電子回路、半導体装置が含まれる。以下、請求項2記載の負荷保護装置、および請求項5記載のアラーム信号出力方法において同じである。
ここで、稼動とは、動力の発生を伴って負荷を動作させること、動力の発生を伴わずに負荷を動作させることをいう。前者の負荷には、例えば、モータ、アクチュエータが含まれる。後者の負荷には、例えば、電子回路、半導体装置が含まれる。以下、請求項2記載の負荷保護装置、および請求項5記載のアラーム信号出力方法において同じである。
また、負荷に供給される電流の異常としては、例えば、負荷に供給される電流が負荷の限界電流値以上となった場合、および負荷に供給される電流が最大稼動電流以上となった状態が所定時間継続した場合が考えられる。また、負荷に供給される電流が、位相が異なる少なくとも3組の波形から構成される場合は、負荷に供給される電流の波形のうち少なくとも2組の波形の電圧がいずれも所定値以上となった場合が考えられる。さらに、負荷に供給すべき電流の指令値を示す電流指令信号が、位相が異なる少なくとも3組の波形から構成される場合は、電流指令信号の波形のうち少なくとも2組の波形の電圧がいずれも所定値以上または所定値以下となった場合が考えられる。以下、請求項2記載の負荷保護装置、および請求項5記載のアラーム信号出力方法において同じである。
一方、上記目的を達成するために、本考案に係る請求項2記載の負荷保護装置は、電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する電力供給基板と、前記電力供給基板から電力の供給を受けて動作しかつ前記負荷を制御する制御基板と、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられた過電流保護手段とを備え、前記制御基板は、前記負荷に供給すべき電流の指令値を示す電流指令信号を出力する電流指令信号出力手段を備え、前記電力供給基板は、前記制御基板からの電流指令信号に基づいて稼動信号を出力する稼動信号出力手段と、前記稼動信号出力手段からの稼動信号に基づいて前記電源からの電流を前記負荷に供給する負荷稼動手段とを備える負荷保護装置であって、前記負荷は、ダイレクトドライブモータからなり、前記電力供給基板は、前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記アラーム信号出力手段からのアラーム信号を保持するアラーム信号保持手段とを備える。
このような構成であれば、電力供給基板に電源が接続されると、電力供給基板を介して制御基板に電力が供給される。制御基板では、電力供給基板から電力の供給を受けて電流指令信号出力手段が動作し、電流指令信号出力手段により、電流指令信号が出力される。
電力供給基板では、電流指令信号が入力されると、稼動信号出力手段により、入力された電流指令信号に基づいて稼動信号が出力され、負荷稼動手段により、稼動信号に基づいて電源からの電流が負荷に供給される。負荷に電流が供給されると、負荷が稼動する。
電力供給基板では、電流指令信号が入力されると、稼動信号出力手段により、入力された電流指令信号に基づいて稼動信号が出力され、負荷稼動手段により、稼動信号に基づいて電源からの電流が負荷に供給される。負荷に電流が供給されると、負荷が稼動する。
次に、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生すると、過電流保護手段により、制御基板への電力供給が遮断される。この電断により、例えば、電流指令信号出力手段から、負荷に電流を供給すべき電流指令信号が出力され、負荷に供給される電流に異常が発生すると、アラーム信号出力手段によりアラーム信号が出力され、アラーム信号保持手段によりアラーム信号が保持される。したがって、過電流により制御基板が動作不能となっても、アラーム信号保持手段で保持されたアラーム信号を用いれば、負荷への電流供給を防止することができる。
ここで、過電流保護手段は、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられていればよく、電力供給基板、制御基板その他の任意の箇所に設けることができる。
ここで、過電流保護手段は、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられていればよく、電力供給基板、制御基板その他の任意の箇所に設けることができる。
また、過電流保護手段としては、例えば、ヒューズ、ブレーカ、電磁開閉器および電磁接触器が含まれる。
さらに、本考案に係る請求項3記載の負荷保護装置は、請求項2記載の負荷保護装置において、前記電力供給基板は、前記アラーム信号保持手段で保持されたアラーム信号を入力したときは、前記負荷への電流供給を遮断する電流供給遮断手段を備える。
このような構成であれば、アラーム信号が入力されると、電流供給遮断手段により、負荷への電流供給が遮断される。
さらに、本考案に係る請求項3記載の負荷保護装置は、請求項2記載の負荷保護装置において、前記電力供給基板は、前記アラーム信号保持手段で保持されたアラーム信号を入力したときは、前記負荷への電流供給を遮断する電流供給遮断手段を備える。
このような構成であれば、アラーム信号が入力されると、電流供給遮断手段により、負荷への電流供給が遮断される。
さらに、本考案に係る請求項4記載の負荷保護装置は、請求項2および3のいずれか1項に記載の負荷保護装置において、前記制御基板は、前記過電流保護手段を介して前記電流経路に接続されかつ操作装置に電力を供給する電力供給端子と、前記操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力端子と、前記操作信号入力端子から入力した操作信号に基づいて前記電流指令信号出力手段を制御する制御手段とを備える。
このような構成であれば、制御基板に操作装置が接続され、操作装置の操作により操作信号が入力されると、制御手段により、入力された操作信号に基づいて電流指令信号出力手段が制御される。
このような構成であれば、制御基板に操作装置が接続され、操作装置の操作により操作信号が入力されると、制御手段により、入力された操作信号に基づいて電流指令信号出力手段が制御される。
次に、操作装置に障害等が発生し、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生すると、過電流保護手段により、制御基板への電力供給が遮断される。
一方、上記目的を達成するために、本考案に係る請求項5記載のアラーム信号出力方法は、電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する負荷稼動装置に適用されるアラーム信号出力方法であって、ダイレクトドライブモータからなる前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力ステップと、前記アラーム信号出力ステップで出力したアラーム信号を保持するアラーム信号保持ステップとを含む。
一方、上記目的を達成するために、本考案に係る請求項5記載のアラーム信号出力方法は、電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する負荷稼動装置に適用されるアラーム信号出力方法であって、ダイレクトドライブモータからなる前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力ステップと、前記アラーム信号出力ステップで出力したアラーム信号を保持するアラーム信号保持ステップとを含む。
以上説明したように、本考案に係る請求項1記載のアラーム信号出力装置によれば、障害等の発生により、負荷に供給される電流に異常が発生した場合は、アラーム信号出力手段が動作し、アラーム信号が保持されるので、障害等の発生時に負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。
一方、本考案に係る請求項2記載の負荷保護装置によれば、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生し、負荷に供給される電流に異常が発生した場合は、アラーム信号出力手段が動作し、アラーム信号が保持されるので、障害等の発生時に制御基板が動作不能となっても負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。
一方、本考案に係る請求項2記載の負荷保護装置によれば、電力供給基板から制御基板に電力を伝達する電流経路に過電流が発生し、負荷に供給される電流に異常が発生した場合は、アラーム信号出力手段が動作し、アラーム信号が保持されるので、障害等の発生時に制御基板が動作不能となっても負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。
さらに、本考案に係る請求項3記載の負荷保護装置によれば、負荷に供給される電流に異常が発生した場合は、負荷への電流供給が遮断されるので、障害等の発生時に負荷への電流供給をさらに確実に防止することができるという効果が得られる。
さらに、本考案に係る請求項4記載の負荷保護装置によれば、操作装置で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板を保護することができるとともに負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。
一方、本考案に係る請求項5記載のアラーム信号出力方法によれば、請求項1記載のアラーム信号出力装置と同等の効果が得られる。
さらに、本考案に係る請求項4記載の負荷保護装置によれば、操作装置で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板を保護することができるとともに負荷への電流供給を防止することができるという効果が得られる。
一方、本考案に係る請求項5記載のアラーム信号出力方法によれば、請求項1記載のアラーム信号出力装置と同等の効果が得られる。
以下、本考案の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1ないし図5は、本考案に係るアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、本考案に係るアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を、図1に示すように、モータ2を制御する場合について適用したものである。
本実施の形態は、本考案に係るアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を、図1に示すように、モータ2を制御する場合について適用したものである。
まず、本考案を適用するモータ制御装置の構成を説明する。
図1は、本実施の形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
モータ制御装置は、図1に示すように、交流電源からなる電源1a、1bと、ダイレクトドライブモータからなるモータ2と、モータ2を駆動するパワーアンプ基板(PA)3と、モータ2を制御する制御基板(CB)6と、制御基板6を操作する操作用端末7とを有して構成されている。なお、ダイレクトドライブモータとしては、例えば、特開2003-153510号公報に開示されているものを利用することができる。
図1は、本実施の形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
モータ制御装置は、図1に示すように、交流電源からなる電源1a、1bと、ダイレクトドライブモータからなるモータ2と、モータ2を駆動するパワーアンプ基板(PA)3と、モータ2を制御する制御基板(CB)6と、制御基板6を操作する操作用端末7とを有して構成されている。なお、ダイレクトドライブモータとしては、例えば、特開2003-153510号公報に開示されているものを利用することができる。
パワーアンプ基板3には、電源1a、1bおよびモータ2が接続されている。
パワーアンプ基板3には、U相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T11と、V相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T12と、W相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T13と、制御基板6が起動中であることを示すPWMON信号を入力する入力端子T14と、制御基板6に電力を供給する電力供給端子T15と、グランド端子T16と、アラーム信号を出力する出力端子T17とが設けられている。制御基板6には、U相の電流指令信号を出力する出力端子T21と、V相の電流指令信号を出力する出力端子T22と、W相の電流指令信号を出力する出力端子T23と、PWMON信号を出力する出力端子T24と、電力入力端子T25と、制御基板6のグランドに接続されたグランド端子T26と、アラーム信号を入力する入力端子T27とが設けられている。そして、入力端子T11と出力端子T21は信号線で接続されている。同様に、入力端子T12と出力端子T22、入力端子T13と出力端子T23、入力端子T14と出力端子T24、電力供給端子T15と電力入力端子T25、グランド端子T16とグランド端子T26、および出力端子T17と入力端子T27もそれぞれ信号線で接続されている。
パワーアンプ基板3には、U相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T11と、V相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T12と、W相の電流の指令値を示す電流指令信号を入力する入力端子T13と、制御基板6が起動中であることを示すPWMON信号を入力する入力端子T14と、制御基板6に電力を供給する電力供給端子T15と、グランド端子T16と、アラーム信号を出力する出力端子T17とが設けられている。制御基板6には、U相の電流指令信号を出力する出力端子T21と、V相の電流指令信号を出力する出力端子T22と、W相の電流指令信号を出力する出力端子T23と、PWMON信号を出力する出力端子T24と、電力入力端子T25と、制御基板6のグランドに接続されたグランド端子T26と、アラーム信号を入力する入力端子T27とが設けられている。そして、入力端子T11と出力端子T21は信号線で接続されている。同様に、入力端子T12と出力端子T22、入力端子T13と出力端子T23、入力端子T14と出力端子T24、電力供給端子T15と電力入力端子T25、グランド端子T16とグランド端子T26、および出力端子T17と入力端子T27もそれぞれ信号線で接続されている。
制御基板6には、操作用端末7に電力を供給する電力供給端子T28と、操作用端末7からの操作信号を入力する操作信号入力端子T29と、制御基板6の異常の有無を確認する異常確認端子T2a、T2bとが設けられている。そして、電力供給端子T28、操作信号入力端子T29および異常確認端子T2a、T2bには、操作用端末7が接続されている。
パワーアンプ基板3は、制御基板6からの信号を処理する信号処理部31と、モータ2に電力を供給する電力供給部32とを有して構成されている。
パワーアンプ基板3は、制御基板6からの信号を処理する信号処理部31と、モータ2に電力を供給する電力供給部32とを有して構成されている。
信号処理部31は、電源1bの交流電力から所定電圧の直流電流を生成するスイッチングレギュレータ33と、スイッチングレギュレータ33から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラPC1〜PC4と、アラーム信号を出力するアラーム回路35と、アラーム回路35からのアラーム信号をラッチするラッチ回路36と、ラッチ回路36の出力信号および入力端子T14からのPWMON信号の論理和を演算するOR回路37とを有して構成されている。
フォトカプラPC1〜PC3は、U相、V相、W相の電流指令信号に基づいて、それら相に対応する駆動信号を出力する機能を有する。フォトカプラPC1〜PC3の一端はそれぞれ、スイッチングレギュレータ33の電源ラインに接続され、その他端はそれぞれ、抵抗R1〜R3を介して入力端子T11〜T13に接続されている。フォトカプラPC1〜PC3は、電流指令信号がローレベルであるときは、モータ2に電流を供給すべき駆動信号を出力し、電流指令信号がハイレベルであるときは、モータ2への電流供給を遮断すべき駆動信号を出力する。
OR回路37は、ラッチ回路36の出力信号および入力端子T14からのPWMON信号のうちいずれかがハイレベルであるときは、ハイレベルの信号を出力し、それ以外のときは、ローレベルの信号を出力する。
フォトカプラPC4は、OR回路37の出力信号に基づいて、電力供給部32への電力供給の有無を切り換える切換信号を出力する機能を有する。フォトカプラPC4の一端は、スイッチングレギュレータ33の電源ラインに接続され、その他端は、抵抗R4を介してOR回路37に接続されている。フォトカプラPC4は、OR回路37の出力信号がローレベルであるときは、電力供給部32に電力を供給すべき切換信号を出力し、OR回路37の出力信号がハイレベルであるときは、電力供給部32への電力供給を遮断すべき切換信号を出力する。
フォトカプラPC4は、OR回路37の出力信号に基づいて、電力供給部32への電力供給の有無を切り換える切換信号を出力する機能を有する。フォトカプラPC4の一端は、スイッチングレギュレータ33の電源ラインに接続され、その他端は、抵抗R4を介してOR回路37に接続されている。フォトカプラPC4は、OR回路37の出力信号がローレベルであるときは、電力供給部32に電力を供給すべき切換信号を出力し、OR回路37の出力信号がハイレベルであるときは、電力供給部32への電力供給を遮断すべき切換信号を出力する。
電力供給端子T15は、スイッチングレギュレータ33の電源ラインに電源ラインL1で接続され、グランド端子T16は、パワーアンプ基板3のグランドに接続されている。
スイッチングレギュレータ33の電源ラインであって電源ラインL1との接点よりも前段(スイッチングレギュレータ33側)には、所定の電流が流れたときに溶断するヒューズ34が設けられている。この箇所は、フォトカプラPC1〜PC3への電源ラインおよび制御基板6への電源ラインが共用する電源ラインであるので、ヒューズ34の溶断により、制御基板6への電力供給およびフォトカプラPC1〜PC3への電力供給を一括で遮断することができる。
スイッチングレギュレータ33の電源ラインであって電源ラインL1との接点よりも前段(スイッチングレギュレータ33側)には、所定の電流が流れたときに溶断するヒューズ34が設けられている。この箇所は、フォトカプラPC1〜PC3への電源ラインおよび制御基板6への電源ラインが共用する電源ラインであるので、ヒューズ34の溶断により、制御基板6への電力供給およびフォトカプラPC1〜PC3への電力供給を一括で遮断することができる。
スイッチングレギュレータ33とヒューズ34の間には、スイッチングレギュレータ33に対して並列にブリーダ抵抗RBBが接続されている。ブリーダ抵抗RBBは、ヒューズ34が溶断したときに、スイッチングレギュレータ33からの電流を流すことにより、スイッチングレギュレータ33の端子電圧の上昇を抑制し、スイッチングレギュレータ33を安定化させる機能を有する。また、パワーアンプ基板3に電源1bを接続したときに発生する突入電流の一部を分流することにより、突入電流からフォトカプラPC1〜PC4を保護するとともにスイッチングレギュレータ33を安定化させる機能を有する。
アラーム回路35は、モータ2への駆動電流を検出し、検出した駆動電流が最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続したとき、および検出した駆動電流が限界電流値以上となったときは、出力端子T17およびラッチ回路36にアラーム信号を出力する。
電力供給部32は、電源1aの交流電力を直流に整流する整流器38と、整流器38の出力を平滑化する平滑コンデンサCと、平滑コンデンサCで平滑化した電流をモータ2に供給するモータ駆動回路39と、電源1aと整流器38の電源ラインに設けられたリレー40と、リレー40と並列に接続された突入電流防止抵抗41とを有して構成されている。
電力供給部32は、電源1aの交流電力を直流に整流する整流器38と、整流器38の出力を平滑化する平滑コンデンサCと、平滑コンデンサCで平滑化した電流をモータ2に供給するモータ駆動回路39と、電源1aと整流器38の電源ラインに設けられたリレー40と、リレー40と並列に接続された突入電流防止抵抗41とを有して構成されている。
モータ駆動回路39は、インバータ回路39aおよびFETゲート駆動回路39bを有して構成されている。
インバータ回路39aは、2つの電界効果トランジスタFET1およびFET2が直列に接続された第1直列回路と、第1直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタFET3およびFET4の第2直列回路と、第1直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタFET5およびFET6の第3直列回路とからなる3相交流インバータ回路である。そして、FETゲート駆動回路39bから供給されるゲート駆動信号によりスイッチング動作し、平滑コンデンサCに接続するPL線とNL線の間の直流電圧を3相交流電力に変換し、モータ2のUL線、VL線およびWL線の間に3相交流電圧を出力する。
インバータ回路39aは、2つの電界効果トランジスタFET1およびFET2が直列に接続された第1直列回路と、第1直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタFET3およびFET4の第2直列回路と、第1直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタFET5およびFET6の第3直列回路とからなる3相交流インバータ回路である。そして、FETゲート駆動回路39bから供給されるゲート駆動信号によりスイッチング動作し、平滑コンデンサCに接続するPL線とNL線の間の直流電圧を3相交流電力に変換し、モータ2のUL線、VL線およびWL線の間に3相交流電圧を出力する。
FETゲート駆動回路39bは、フォトカプラPC1〜PC3からの駆動信号に基づいてゲート駆動信号を生成し、生成したゲート駆動信号をインバータ回路39aに出力する。
リレー40は、電力供給部32に電力を供給すべき切換信号をフォトカプラPC4から入力したときは、接点を閉じて電源1aと整流器38の電源ラインを導通状態とし、電力供給部32への電力供給を遮断すべき切換信号をフォトカプラPC4から入力したときは、接点を開いて電源1aと整流器38の電源ラインに突入電流防止抵抗41を接続する。
リレー40は、電力供給部32に電力を供給すべき切換信号をフォトカプラPC4から入力したときは、接点を閉じて電源1aと整流器38の電源ラインを導通状態とし、電力供給部32への電力供給を遮断すべき切換信号をフォトカプラPC4から入力したときは、接点を開いて電源1aと整流器38の電源ラインに突入電流防止抵抗41を接続する。
突入電流防止抵抗41は、セラミックボビンに抵抗線を巻き、温度ヒューズと抵抗線を直列に接続し、それらをセメントにより封止したセメント抵抗で構成することができる。
制御基板6は、パワーアンプ基板3から電力の供給を受けて動作する電流指令出力回路61およびCPU62と、パワーアンプ基板3から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラPC5とを有して構成されている。
制御基板6は、パワーアンプ基板3から電力の供給を受けて動作する電流指令出力回路61およびCPU62と、パワーアンプ基板3から電力の供給を受けてスイッチング動作を行うフォトカプラPC5とを有して構成されている。
電流指令出力回路61、CPU62および電力供給端子T28は、電源ラインL2により電力入力端子T25と接続されている。
フォトカプラPC5は、制御基板6の異常の有無を出力する機能を有する。フォトカプラPC5の一端は、CPU62に接続され、その他端は、抵抗R5を介して電源ラインL2に接続されている。フォトカプラPC5は、CPU62からのPWMON信号がローレベルであるときは、異常確認端子T2a、T2b間を短絡して正常の旨を出力し、CPU62からのPWMON信号がハイレベルであるときは、異常確認端子T2a、T2b間を開放して異常の旨を出力する。操作用端末7では、異常確認端子T2a、T2b間の短絡/開放を検出することにより制御基板6の異常の有無を確認することができる。
フォトカプラPC5は、制御基板6の異常の有無を出力する機能を有する。フォトカプラPC5の一端は、CPU62に接続され、その他端は、抵抗R5を介して電源ラインL2に接続されている。フォトカプラPC5は、CPU62からのPWMON信号がローレベルであるときは、異常確認端子T2a、T2b間を短絡して正常の旨を出力し、CPU62からのPWMON信号がハイレベルであるときは、異常確認端子T2a、T2b間を開放して異常の旨を出力する。操作用端末7では、異常確認端子T2a、T2b間の短絡/開放を検出することにより制御基板6の異常の有無を確認することができる。
CPU62は、モータ2に取り付けられたレゾルバ(不図示)からのレゾルバ信号に基づいてモータ2の回転角度位置を所定の分解能で位置検出データとして検出するRDC(Resolver Digital Converter)(不図示)に接続し、操作信号入力端子T29から入力した操作信号およびRDCからの位置検出データに基づいて電流指令出力回路61に制御信号を出力する。例えば、モータ2の回転速度を増減させる操作信号を入力したときは、入力した操作信号および位置検出データに基づいて速度指令信号を算出し、算出した速度指令信号を制御信号として電流指令出力回路61に出力する。
CPU62は、入力端子T27からアラーム信号を入力したときは、ソフトウェア処理によりアラーム信号をラッチし、ハイレベルのPWMON信号を出力するとともに、電流指令信号をハイレベルにすべき制御信号を電流指令出力回路61に出力する。
電流指令出力回路61は、CPU62からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。例えば、速度指令信号を入力したときは、モータ2の回転速度が速度指令値と一致するように電流指令値を各相ごとに算出し、算出した電流指令値を示す電流指令信号を出力する。
電流指令出力回路61は、CPU62からの制御信号に基づいて電流指令信号を出力する。例えば、速度指令信号を入力したときは、モータ2の回転速度が速度指令値と一致するように電流指令値を各相ごとに算出し、算出した電流指令値を示す電流指令信号を出力する。
次に、アラーム回路35の構成を説明する。
図2は、アラーム回路35の回路構成を示すブロック図である。
アラーム回路35は、図2に示すように、モータ2の各相に対応して構成されている。
U相の系は、モータ2のUL線の電流を電圧値に変換する電流センサ70aと、電流センサ70aの出力信号からノイズを除去するフィルタ回路71aと、フィルタ回路71aの出力電圧を積分する積分回路72aと、比較器73a、74aとで構成されている。
図2は、アラーム回路35の回路構成を示すブロック図である。
アラーム回路35は、図2に示すように、モータ2の各相に対応して構成されている。
U相の系は、モータ2のUL線の電流を電圧値に変換する電流センサ70aと、電流センサ70aの出力信号からノイズを除去するフィルタ回路71aと、フィルタ回路71aの出力電圧を積分する積分回路72aと、比較器73a、74aとで構成されている。
電流センサ70aは、例えば、モータ2のUL線に直列接続されたシャント抵抗の両端の電位差を増幅器で増幅し、UL線を流れる駆動電流に応じた電圧のセンサ信号を出力する。センサ信号は、ゼロ電位を基準として正負の電圧値を取り得る。これ以外にも、ホール素子等を利用した非接触型の電流センサを利用することもできる。
比較器73aのプラス入力には、積分回路72aが接続され、比較器73aのマイナス入力には、最大駆動電流値および所定時間Tの積分値に対応する基準電圧VT1の電源ラインが接続されている。比較器73aは、積分回路72aの出力電圧が基準電圧VT1よりも低いときは、ローレベルの信号を出力し、積分回路72aの出力電圧が基準電圧VT1よりも高いときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線の電流が最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続したときにハイレベルの信号を出力する。
比較器73aのプラス入力には、積分回路72aが接続され、比較器73aのマイナス入力には、最大駆動電流値および所定時間Tの積分値に対応する基準電圧VT1の電源ラインが接続されている。比較器73aは、積分回路72aの出力電圧が基準電圧VT1よりも低いときは、ローレベルの信号を出力し、積分回路72aの出力電圧が基準電圧VT1よりも高いときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線の電流が最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続したときにハイレベルの信号を出力する。
比較器74aのプラス入力には、フィルタ回路71aが接続され、比較器74aのマイナス入力には、限界電流値に対応する基準電圧VT2の電源ラインが接続されている。比較器74aは、フィルタ回路71aの出力電圧が基準電圧VT2よりも低いときは、ローレベルの信号を出力し、フィルタ回路71aの出力電圧が基準電圧VT2よりも高いときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線の電流が限界電流値以上となったときにハイレベルの信号を出力する。
V相の系は、電流センサ70b、フィルタ回路71b、積分回路72bおよび比較器73b、74bで構成されている。これらは、U相の系における各部70a〜74aと同一の機能を有する。異なるのは、モータ2のVL線の電流を対象にしている点である。
W相の系は、電流センサ70c、フィルタ回路71c、積分回路72cおよび比較器73c、74cで構成されている。これらは、U相の系における各部70a〜74aと同一の機能を有する。異なるのは、モータ2のWL線の電流を対象にしている点である。
W相の系は、電流センサ70c、フィルタ回路71c、積分回路72cおよび比較器73c、74cで構成されている。これらは、U相の系における各部70a〜74aと同一の機能を有する。異なるのは、モータ2のWL線の電流を対象にしている点である。
アラーム回路35は、さらに、比較器73a〜73cの出力信号の論理和を演算するOR回路75aと、比較器74a〜74cの出力信号の論理和を演算するOR回路75bと、OR回路75a、75bの出力信号の論理和を演算するOR回路76とを有して構成されている。
OR回路75aは、比較器73a〜73cの出力信号のうちいずれかがハイレベルであるときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線、VL線およびWL線のいずれかの電流が、最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続したときにハイレベルの信号を出力する。
OR回路75bは、比較器74a〜74cの出力信号のうちいずれかがハイレベルであるときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線、VL線およびWL線のいずれかの電流が限界電流値以上となったときにハイレベルの信号を出力する。
OR回路75bは、比較器74a〜74cの出力信号のうちいずれかがハイレベルであるときは、ハイレベルの信号を出力する。すなわち、UL線、VL線およびWL線のいずれかの電流が限界電流値以上となったときにハイレベルの信号を出力する。
次に、アラーム回路35の動作を説明する。
図3は、モータ2への駆動電流の経時変化を示すタイムチャートである。
モータ2に対しては、図3に示すように、定格電流値IT1、最大駆動電流値IT2および限界電流値IT3が規定されている。定格電流値IT1が最も小さく、限界電流値IT3が最も大きい。図3のグラフは、例えば、CPU62がモータ2の駆動を停止すると判断した時点を原点として、その時点からの経時変化を示すものである。
図3のグラフでは、右上の斜線領域がアラーム領域として設定されている。アラーム領域は、積分回路72a〜72cの容量および基準電圧VT1により定義される。したがって、アラーム領域は、原点から所定時間T経過した時間帯において最大駆動電流値IT2以上の領域を含んでいる。モータ2への駆動電流が時間経過とともに変化し、アラーム領域に属したときは、アラーム回路35がアラーム信号を出力する。
図3は、モータ2への駆動電流の経時変化を示すタイムチャートである。
モータ2に対しては、図3に示すように、定格電流値IT1、最大駆動電流値IT2および限界電流値IT3が規定されている。定格電流値IT1が最も小さく、限界電流値IT3が最も大きい。図3のグラフは、例えば、CPU62がモータ2の駆動を停止すると判断した時点を原点として、その時点からの経時変化を示すものである。
図3のグラフでは、右上の斜線領域がアラーム領域として設定されている。アラーム領域は、積分回路72a〜72cの容量および基準電圧VT1により定義される。したがって、アラーム領域は、原点から所定時間T経過した時間帯において最大駆動電流値IT2以上の領域を含んでいる。モータ2への駆動電流が時間経過とともに変化し、アラーム領域に属したときは、アラーム回路35がアラーム信号を出力する。
図4は、アラーム回路35の動作を示すフローチャートである。
まず、 図4に示すように、ステップS10に移行して、モータ2への駆動電流を検出し、ステップS12に移行して、検出した駆動電流が限界電流値IT3以上であるか否かを判定し、限界電流値IT3以上であると判定したとき(Yes)は、ステップS14に移行して、アラーム信号を出力する。
まず、 図4に示すように、ステップS10に移行して、モータ2への駆動電流を検出し、ステップS12に移行して、検出した駆動電流が限界電流値IT3以上であるか否かを判定し、限界電流値IT3以上であると判定したとき(Yes)は、ステップS14に移行して、アラーム信号を出力する。
一方、ステップS12で、駆動電流が限界電流値IT3未満であると判定したとき(No)は、ステップS16に移行して、駆動電流の値がアラーム領域に属するか否かを判定し、アラーム領域に属すると判定したとき(Yes)は、ステップS14に移行する。
一方、ステップS16で、駆動電流の値がアラーム領域に属さないと判定したとき(No)は、ステップS10に移行する。
一方、ステップS16で、駆動電流の値がアラーム領域に属さないと判定したとき(No)は、ステップS10に移行する。
次に、本実施の形態の動作を説明する。
パワーアンプ基板3に電源1a、1bが接続されると、パワーアンプ基板3を介して制御基板6に電力が供給される。このとき、突入電流が発生すると、突入電流の一部がブリーダ抵抗RBBを流れるので、フォトカプラPC1〜PC4への過電流の流入が抑制されるとともにスイッチングレギュレータ33が安定化する。
パワーアンプ基板3に電源1a、1bが接続されると、パワーアンプ基板3を介して制御基板6に電力が供給される。このとき、突入電流が発生すると、突入電流の一部がブリーダ抵抗RBBを流れるので、フォトカプラPC1〜PC4への過電流の流入が抑制されるとともにスイッチングレギュレータ33が安定化する。
制御基板6では、パワーアンプ基板3から電力の供給を受けて電流指令出力回路61が動作し、電流指令出力回路61により電流指令信号が出力される。
パワーアンプ基板3では、電流指令信号が入力されると、フォトカプラPC1〜PC3により、入力された電流指令信号に基づいて駆動信号が出力され、モータ駆動回路39により、駆動信号に基づいて電源1aからの電流がモータ2に供給される。モータ2に電流が供給されると、モータ2が駆動する。
パワーアンプ基板3では、電流指令信号が入力されると、フォトカプラPC1〜PC3により、入力された電流指令信号に基づいて駆動信号が出力され、モータ駆動回路39により、駆動信号に基づいて電源1aからの電流がモータ2に供給される。モータ2に電流が供給されると、モータ2が駆動する。
次に、モータ2の駆動中に操作用端末7で障害等が発生し、電源ラインL2に過電流が発生すると、ヒューズ34が溶断し、制御基板6への電力供給およびフォトカプラPC1〜PC3への電力供給が一括で遮断される。そのため、フォトカプラPC1〜PC3からは、モータ2に電流を供給すべき駆動信号が出力されないので、モータ駆動回路39により、モータ2への電流供給が遮断される。
また、ヒューズ34が溶断したときは、スイッチングレギュレータ33からの電流がブリーダ抵抗RBBを流れるので、スイッチングレギュレータ33が安定化する。
図5は、各部の出力信号の経時変化を示すタイムチャートである。
また、ヒューズ34が溶断したときは、スイッチングレギュレータ33からの電流がブリーダ抵抗RBBを流れるので、スイッチングレギュレータ33が安定化する。
図5は、各部の出力信号の経時変化を示すタイムチャートである。
一方、ヒューズ34が溶断したにもかかわらず、モータ駆動回路39に障害等が発生し、モータ2に最大駆動電流が供給され、その状態が所定時間T継続すると、図5に示すように、アラーム回路35によりアラーム信号が出力され、ラッチ回路36によりアラーム信号がラッチされる。このとき、制御基板6には電力の供給が遮断されているので、CPU62が動作不能であるが、ラッチ回路36がアラーム信号をラッチしているので、フォトカプラPC4により、電力供給部32への電力供給を遮断すべき切換信号が出力される。そして、リレー40により、電源1aと整流器38の電源ラインに突入電流防止抵抗41が接続される。突入電流防止抵抗41に過電流が流れると、内部の温度ヒューズが溶断する。これにより、モータ2への電流供給が遮断されるので、モータ2の駆動が停止する。
また、ヒューズ34が溶断したにもかかわらず、モータ駆動回路39に障害等が発生し、モータ2への駆動電流が限界電流値以上になると、図5に示すように、アラーム回路35によりアラーム信号が出力される。これにより、同様に、モータ2への電流供給が遮断されるので、モータ2の駆動が停止する。
このようにして、本実施の形態では、モータ2への駆動電流に異常が発生したときは、アラーム信号を出力するアラーム回路35と、アラーム回路35からのアラーム信号をラッチするラッチ回路36とを備える。
これにより、電源ラインL2に過電流が発生し、モータ2への駆動電流に異常が発生した場合は、アラーム回路35が動作し、アラーム信号が保持されるので、障害等の発生時に制御基板6が動作不能となってもモータ2への電流供給を防止することができる。
このようにして、本実施の形態では、モータ2への駆動電流に異常が発生したときは、アラーム信号を出力するアラーム回路35と、アラーム回路35からのアラーム信号をラッチするラッチ回路36とを備える。
これにより、電源ラインL2に過電流が発生し、モータ2への駆動電流に異常が発生した場合は、アラーム回路35が動作し、アラーム信号が保持されるので、障害等の発生時に制御基板6が動作不能となってもモータ2への電流供給を防止することができる。
さらに、本実施の形態では、ラッチ回路36でラッチしたアラーム信号を入力したときは、モータ2への電流供給を遮断するフォトカプラPC4およびリレー40を備える。
これにより、モータ2への駆動電流に異常が発生した場合は、モータ2への電流供給が遮断されるので、障害等の発生時にモータ2への電流供給をさらに確実に防止することができる。
これにより、モータ2への駆動電流に異常が発生した場合は、モータ2への電流供給が遮断されるので、障害等の発生時にモータ2への電流供給をさらに確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態では、アラーム回路35は、モータ2への駆動電流が最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続したときは、アラーム信号を出力する。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以下であっても、最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続した場合は、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以下であっても、最大駆動電流値以上となった状態が所定時間T継続した場合は、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
さらに、本実施の形態では、アラーム回路35は、モータ2への駆動電流が限界電流値以上となったときは、アラーム信号を出力する。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以上となった場合は、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以上となった場合は、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
さらに、本実施の形態では、アラーム回路35をハードウェアで構成した。
これにより、障害への耐性が高くなり、障害等の発生時にモータ2への電流供給をさらに確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態では、スイッチングレギュレータ33からフォトカプラPC1〜PC3への電源ラインおよび制御基板6への電源ラインが共用する電源ラインにヒューズ34を設けた。
これにより、電源ラインL2に過電流が発生した場合は、制御基板6への電力供給およびフォトカプラPC1〜PC3への電力供給が一括で遮断され、電流を供給すべき駆動信号の出力が抑制されるので、過電流から制御基板6を保護することができるとともにモータ2への電流供給を防止することができる。
これにより、障害への耐性が高くなり、障害等の発生時にモータ2への電流供給をさらに確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態では、スイッチングレギュレータ33からフォトカプラPC1〜PC3への電源ラインおよび制御基板6への電源ラインが共用する電源ラインにヒューズ34を設けた。
これにより、電源ラインL2に過電流が発生した場合は、制御基板6への電力供給およびフォトカプラPC1〜PC3への電力供給が一括で遮断され、電流を供給すべき駆動信号の出力が抑制されるので、過電流から制御基板6を保護することができるとともにモータ2への電流供給を防止することができる。
さらに、本実施の形態では、スイッチングレギュレータ33とヒューズ34の間にブリーダ抵抗RBBを設けた。
これにより、ヒューズ34が溶断したときに、スイッチングレギュレータ33の端子電圧の上昇を抑制し、スイッチングレギュレータ33を安定化させることができる。また、突入電流が発生したときに、突入電流からフォトカプラPC1〜PC4を保護するとともにスイッチングレギュレータ33を安定化させることができる。
これにより、ヒューズ34が溶断したときに、スイッチングレギュレータ33の端子電圧の上昇を抑制し、スイッチングレギュレータ33を安定化させることができる。また、突入電流が発生したときに、突入電流からフォトカプラPC1〜PC4を保護するとともにスイッチングレギュレータ33を安定化させることができる。
さらに、本実施の形態では、制御基板6は、ヒューズ34を介して電源ラインL2に接続されかつ操作用端末7に電力を供給する電力供給端子T28と、操作用端末7からの操作信号を入力する操作信号入力端子T29と、操作信号入力端子T29から入力した操作信号に基づいて電流指令出力回路61を制御するCPU62とを備える。
これにより、操作用端末7で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板6を保護することができるとともにモータ2への電流供給を防止することができる。
これにより、操作用端末7で障害等が発生して過電流が発生した場合に、過電流から制御基板6を保護することができるとともにモータ2への電流供給を防止することができる。
上記実施の形態において、モータ2は、請求項1ないし3または5記載の負荷に対応し、パワーアンプ基板3は、請求項2または3記載の電力供給基板に対応し、フォトカプラPC1〜PC3は、請求項2記載の稼動信号出力手段に対応し、モータ駆動回路39は、請求項2記載の負荷稼動手段に対応している。また、ヒューズ34は、請求項2または4記載の過電流保護手段に対応し、アラーム回路35は、請求項1または2記載のアラーム信号出力手段に対応し、ラッチ回路36は、請求項1ないし3記載のアラーム信号保持手段に対応し、フォトカプラPC4およびリレー40は、請求項3記載の電流供給遮断手段に対応している。
また、上記実施の形態において、電流指令出力回路61は、請求項2または4記載の電流指令信号出力手段に対応し、CPU62は、請求項4記載の制御手段に対応し、操作用端末7は、請求項4記載の操作装置に対応し、電力供給端子T28は、請求項4記載の電力供給端子に対応している。
なお、上記実施の形態においては、アラーム回路35は、UL線、VL線およびWL線の電流を検出するように構成したが、これに限らず、次の2つの構成を提案することができる。
なお、上記実施の形態においては、アラーム回路35は、UL線、VL線およびWL線の電流を検出するように構成したが、これに限らず、次の2つの構成を提案することができる。
第1の構成は、フォトカプラPC1〜PC3からの駆動信号を検出し、モータ2への駆動電流が最大駆動電流値以上となる駆動信号の出力が所定時間T継続したときは、アラーム信号を出力する。
第2の構成は、電流指令出力回路61からの電流指令信号を検出し、モータ2への駆動電流が最大駆動電流値以上となる電流指令信号の出力が所定時間T継続したときは、アラーム信号を出力する。
第2の構成は、電流指令出力回路61からの電流指令信号を検出し、モータ2への駆動電流が最大駆動電流値以上となる電流指令信号の出力が所定時間T継続したときは、アラーム信号を出力する。
第3の構成は、電流指令出力回路61からの電流指令信号を検出し、検出した各電流指令信号がいずれもローレベルであるときは、アラーム信号を出力する。
また、上記実施の形態においては、ダイレクトドライブモータからなるモータ2を用いて構成したが、VR型のダイレクトドライブモータを用いて構成することもできる。
VR型のダイレクトドライブモータは、3相が独立の巻線で構成されたユニポール型であり、位相が異なる3組のパルス波の電流を供給して駆動する。各相の駆動電流は、位相がそれぞれ120°ずれており、1相または2相がハイレベルの状態を取り得る。
また、上記実施の形態においては、ダイレクトドライブモータからなるモータ2を用いて構成したが、VR型のダイレクトドライブモータを用いて構成することもできる。
VR型のダイレクトドライブモータは、3相が独立の巻線で構成されたユニポール型であり、位相が異なる3組のパルス波の電流を供給して駆動する。各相の駆動電流は、位相がそれぞれ120°ずれており、1相または2相がハイレベルの状態を取り得る。
アラーム回路35は、モータ2への駆動電流がいずれもハイレベルとなったとき、およびモータ2への駆動電流が限界電流値以上となったときは、アラーム信号を出力する。具体的には、アラーム回路35は、電流センサ70a〜70c、フィルタ回路71a〜71c、比較器74a〜74aおよびOR回路75bのほか、フィルタ回路71a〜71cの出力信号の論理積を演算するAND回路と、AND回路およびOR回路75bの出力信号の論理和を演算するOR回路とを有して構成されている。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以下であっても、モータ2への駆動電流がいずれもハイレベルとなった場合は、モータ2への電流値が異常であり、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
これにより、障害等の発生により、モータ2への駆動電流が限界電流値以下であっても、モータ2への駆動電流がいずれもハイレベルとなった場合は、モータ2への電流値が異常であり、アラーム回路35が動作するので、障害等の発生時にモータ2への電流供給を防止することができる。
また、上記実施の形態において、リレー40は、モータ2への駆動電流に異常が発生したときに接点を開閉するように動作させたが、これに限らず、電源1aを整流器38に接続する前に接点を開いておき、電源1aを接続してから所定時間経過後(例えば、ローレベルのPWMON信号を入力したとき)に接点を閉じるように動作させることもできる。
これにより、電源1aの接続により突入電流が発生したときに、突入電流からモータ駆動回路39を保護するとともに整流器38を安定化させることができる。
これにより、電源1aの接続により突入電流が発生したときに、突入電流からモータ駆動回路39を保護するとともに整流器38を安定化させることができる。
また、上記実施の形態において、アラーム信号は、モータ2への電流供給を遮断する用途に用いたが、これに限らず、モータ2の駆動を停止させるための用途であればあらゆる用途に用いることができる。
また、上記実施の形態において、電流指令出力回路61は、電力の供給が遮断されたときにローレベルの電流指令信号を出力するように構成したが、これに限らず、電力の供給が遮断されたときにハイレベルの電流指令信号を出力するように構成することもできる。具体的には、電流指令出力回路61は、電流指令信号を出力するI/F回路を有して構成されている。
また、上記実施の形態において、電流指令出力回路61は、電力の供給が遮断されたときにローレベルの電流指令信号を出力するように構成したが、これに限らず、電力の供給が遮断されたときにハイレベルの電流指令信号を出力するように構成することもできる。具体的には、電流指令出力回路61は、電流指令信号を出力するI/F回路を有して構成されている。
フォトカプラPC1に接続するI/F回路は、電源ラインL2にソースを接続しかつバックゲートを接地したNチャネルMOSFETと、NチャネルMOSFETのソースにソースを接続しかつドレインおよびバックゲートを接地したPチャネルMOSFETと、PチャネルMOSFETのソースとドレインの間に設けられたダイオードとを有して構成されている。NチャネルMOSFETおよびPチャネルMOSFETのソースは、フォトカプラPC1に接続されている。フォトカプラPC2、PC3に接続するI/F回路も同様に構成されている。
これにより、電源ラインL2に過電流が発生した場合は、電流を供給すべき駆動信号の出力が抑制されるので、モータ2への電流供給をさらに確実に防止することができる。
この場合、さらに、NチャネルMOSFETおよびPチャネルMOSFETは、例えば、VHCT(Very High Speed CMOS, TTL Compatible Inputs)型のCMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor)として構成することができる。
これにより、高速応答が可能であり、特に、制御基板6への電力供給が遮断されたときにモータ2への電流供給を速やかに遮断することができる。
この場合、さらに、NチャネルMOSFETおよびPチャネルMOSFETは、例えば、VHCT(Very High Speed CMOS, TTL Compatible Inputs)型のCMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor)として構成することができる。
これにより、高速応答が可能であり、特に、制御基板6への電力供給が遮断されたときにモータ2への電流供給を速やかに遮断することができる。
また、上記実施の形態においては、過電流保護手段としてヒューズ34を利用したが、これに限らず、ブレーカ、電磁開閉器、電磁接触器その他の過電流保護装置を利用することもできる。
また、上記実施の形態においては、3相のモータ2を用いて構成したが、これに限らず、2相のモータまたは4相以上のモータを用いて構成することもできる。
また、上記実施の形態においては、本考案に係るアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を、モータ2を制御する場合について適用したが、これに限らず、本考案の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。
また、上記実施の形態においては、3相のモータ2を用いて構成したが、これに限らず、2相のモータまたは4相以上のモータを用いて構成することもできる。
また、上記実施の形態においては、本考案に係るアラーム信号出力装置および負荷保護装置、並びにアラーム信号出力方法を、モータ2を制御する場合について適用したが、これに限らず、本考案の主旨を逸脱しない範囲で他の場合にも適用可能である。
1a、1b 電源
2 モータ
3、300 パワーアンプ基板
6、600 制御基板
31、310 信号処理部
32、320 電力供給部
34 ヒューズ
35 アラーム回路
36 ラッチ回路
70a〜70c 電流センサ
71a〜71c フィルタ回路
72a〜72c 積分回路
73a〜73c、74a〜74c 比較器
37、75a、75b、76 OR回路
39 モータ駆動回路
40 リレー
61 電流指令出力回路
62 CPU
L1、L2 電源ライン
PC1〜PC5 フォトカプラ
2 モータ
3、300 パワーアンプ基板
6、600 制御基板
31、310 信号処理部
32、320 電力供給部
34 ヒューズ
35 アラーム回路
36 ラッチ回路
70a〜70c 電流センサ
71a〜71c フィルタ回路
72a〜72c 積分回路
73a〜73c、74a〜74c 比較器
37、75a、75b、76 OR回路
39 モータ駆動回路
40 リレー
61 電流指令出力回路
62 CPU
L1、L2 電源ライン
PC1〜PC5 フォトカプラ
Claims (5)
- 電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する負荷稼動装置に適用されるアラーム信号出力装置であって、
前記負荷は、ダイレクトドライブモータからなり、
前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記アラーム信号出力手段からのアラーム信号を保持するアラーム信号保持手段とを備えることを特徴とするアラーム信号出力装置。 - 電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する電力供給基板と、前記電力供給基板から電力の供給を受けて動作しかつ前記負荷を制御する制御基板と、前記電力供給基板から前記制御基板に電力を伝達する電流経路に設けられた過電流保護手段とを備え、前記制御基板は、前記負荷に供給すべき電流の指令値を示す電流指令信号を出力する電流指令信号出力手段を備え、前記電力供給基板は、前記制御基板からの電流指令信号に基づいて稼動信号を出力する稼動信号出力手段と、前記稼動信号出力手段からの稼動信号に基づいて前記電源からの電流を前記負荷に供給する負荷稼動手段とを備える負荷保護装置であって、
前記負荷は、ダイレクトドライブモータからなり、
前記電力供給基板は、前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力手段と、前記アラーム信号出力手段からのアラーム信号を保持するアラーム信号保持手段とを備えることを特徴とする負荷保護装置。 - 請求項2において、
前記電力供給基板は、前記アラーム信号保持手段で保持されたアラーム信号を入力したときは、前記負荷への電流供給を遮断する電流供給遮断手段を備えることを特徴とする負荷保護装置。 - 請求項2および3のいずれか1項において、
前記制御基板は、前記過電流保護手段を介して前記電流経路に接続されかつ操作装置に電力を供給する電力供給端子と、前記操作装置からの操作信号を入力する操作信号入力端子と、前記操作信号入力端子から入力した操作信号に基づいて前記電流指令信号出力手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする負荷保護装置。 - 電源からの電流を負荷に供給して前記負荷を稼動する負荷稼動装置に適用されるアラーム信号出力方法であって、
ダイレクトドライブモータからなる前記負荷にインバータ回路を介して供給される電流に異常が発生したときは、前記負荷の稼動を停止すべきアラーム信号を出力するアラーム信号出力ステップと、前記アラーム信号出力ステップで出力したアラーム信号を保持するアラーム信号保持ステップとを含むことを特徴とするアラーム信号出力方法。
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