JP4602118B2 - モータ負荷推定装置 - Google Patents
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Description
交流電源から電圧変換した交流電圧を生成する変圧器と、該変圧器から出力される交流電圧を整流して直流電源電圧を生成する整流部を備えた電源部と、前記整流部から出力される直流電源電圧をツェナーダイオードにより降圧し、該ツェナーダイオードと直列に接続された抵抗R1と抵抗R2とで分圧された所定レベルの検出電圧に変換するレベルシフト部と、前記レベルシフト部から直流電源電圧よりレベルシフトした検出電圧が入力され、モータ負荷に応じた電圧指令値をモータ駆動回路へ出力する制御部と、を備え、前記制御部はモータ負荷の変動に伴う前記電源部の直流電源電圧の変化を前記レベルシフト部から入力される検出電圧を通じて監視し、モータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する直流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷の大きさを推定することを特徴とする。
また、モータ駆動回路はステップモータ駆動回路であることを特徴とする。
即ち、制御部は直流電源電圧からレベルシフトされた検出電圧を監視するだけでモータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する直流電圧−負荷の関係からモータ負荷の大きさを推定することができる。
したがって、制御部は安定した周波数で低い電源電圧波形を監視するだけで足りるので、モータ負荷の大きさを推定するための複雑な演算処理や波形変換が不要であり、簡易な回路構成でモータ負荷が推定できる。この結果、制御部は1の電源電圧に特定のモータ負荷を対応させて、当該電源電圧の変動を監視することでモータ負荷の大きさを推定できるので、モータ負荷の推定値に基づいてモータ駆動回路へ出力する電圧指令値を変更したり、基準値(閾値)と比較することにより過負荷/軽負荷を検出したりすることができる。
特に、モータ駆動回路がステップモータ駆動回路である場合には、図10に示すフィードバック制御による複雑な回路構成によりモータ負荷を検出する場合に比べて、電源電圧の変化を監視するオープンループ制御による簡易な回路構成によりモータ負荷の変動や過負荷/軽負荷を推定できる。
また、変圧器で電圧変換された交流電源電圧を所定レベルの交流電圧に変換するレベルシフト部と、レベルシフトされた交流電圧をAD変換して直流検出電圧を生成するADコンバータを備え、制御部はADコンバータから入力される直流検出電圧を監視してモータ負荷の大きさを推定する場合にも、モータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する変圧器出力側の交流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷の大きさを推定することができる。
これらの場合でも、電源部の電圧変動を監視するだけでモータ負荷の大きさを推定できるので、制御回路の構成を簡略化することができる。
したがって、制御部は安定した変圧器出力側の交流電圧を監視するだけで足りるので、モータ負荷の大きさを推定するための複雑な演算処理や波形変換が不要であり、比較的簡易な回路構成でモータ負荷の大きさを推定できる。
図1において、交流電源1は例えば商用電源(AC100V)が用いられる。交流電源1の交流電源電圧は、変圧器2によって所要の交流電圧に電圧変換される。変圧器2はモータ負荷に対してほぼリニアな電源電圧を出力する。変圧器2によって電圧変換された交流電圧は整流部3によって整流されて直流電源電圧が生成される。この直流電源電圧がモータ駆動回路(出力段)4へ供給される。制御部5はモータ駆動回路4へモータ負荷6の大きさに応じた駆動電圧が適正になるよう電圧指令値を出力する。一般に制御部5は、電圧指令値としてPWM(パルス幅変調)制御指令を出力し、モータ駆動回路4はモータ駆動電圧をPWM制御しているため、モータ電圧は直流電源電圧×PWM制御のデューティ比で決定される。
この結果、制御部5は1の電源電圧に特定のモータ負荷6を対応させて、当該電源電圧の変動を監視することでモータ負荷6の大きさを推定できるので、当該モータ負荷6の推定値に基づいてモータ駆動回路4へ出力する電圧指令値を変更したり、基準値(閾値)と比較することによりモータ負荷6が軽負荷、過負荷であることを検出したりすることができる。
図4において、電源部には、変圧器2から出力される交流電圧を整流して直流電源電圧(VDD)を生成する第1の整流部9が設けられている。この第1の整流部9において生成された直流電源電圧(VDD)が、モータ駆動回路(出力段)4へ供給される。また、変圧器2から出力される交流電圧の一部(センター電圧)を整流する第2の整流部10が設けられている。第2の整流部9で生成された直流電圧(VDD/2)は、図2と同様なレベルシフト部7にて所定レベルの検出電圧(VDD´)に変換される。この検出電圧(VDD´)は制御部5に入力され、該制御部5は検出電圧(VDD´)を監視することで、図3に示すようにモータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する直流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷6の大きさを推定することができる。
図5において、電源部には変圧器2から出力される交流電圧を整流して直流電源電圧(VDD)を生成する整流部3が設けられている。この整流部3において生成された直流電源電圧(VDD)がモータ駆動回路(出力段)4へ供給される点は図1と同様である。
2 変圧器
3 整流部
4 モータ駆動回路
5 制御部
6 モータ負荷
7、11 レベルシフト部
8 ツェナーダイオード
9 第1の整流部
10 第2の整流部
12 両電源ADコンバータ
Claims (4)
- 交流電源から電圧変換した交流電圧を生成する変圧器と、該変圧器から出力される交流電圧を整流して直流電源電圧を生成する整流部を備えた電源部と、
前記整流部から出力される直流電源電圧をツェナーダイオードにより降圧し、該ツェナーダイオードと直列に接続された抵抗R1と抵抗R2とで分圧された所定レベルの検出電圧に変換するレベルシフト部と、
前記レベルシフト部から直流電源電圧よりレベルシフトした検出電圧が入力され、モータ負荷に応じた電圧指令値をモータ駆動回路へ出力する制御部と、を備え、
前記制御部はモータ負荷の変動に伴う前記電源部の直流電源電圧の変化を前記レベルシフト部から入力される検出電圧を通じて監視し、モータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する直流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷の大きさを推定することを特徴とするモータ負荷推定装置。 - モータ駆動回路はステップモータ駆動回路であることを特徴とする請求項1記載のモータ負荷推定装置。
- 交流電源から電圧変換した交流電圧を生成する変圧器と、該変圧器から出力される交流電圧を整流して直流電源電圧を生成する第1の整流部と、変圧器から出力される交流電圧の一部を整流する第2の整流部を備えた電源部と、
前記第2の整流部で生成された直流電源電圧をツェナーダイオードにより降圧し、該ツェナーダイオードと直列に接続された抵抗R1と抵抗R2とで分圧された所定レベルの検出電圧に変換するレベルシフト部と、
前記レベルシフト部から直流電源電圧よりレベルシフトした検出電圧が入力され、モータ負荷に応じた電圧指令値をモータ駆動回路へ出力する制御部と、を備え、
前記制御部は第2の整流部から出力される直流電圧をレベルシフトした検出電圧を監視し、モータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する直流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷の大きさを推定することを特徴とするモータ負荷推定装置。 - 交流電源から電圧変換した交流電圧を生成する変圧器と、該変圧器から出力される交流電圧を整流してモータ駆動回路へ供給する直流電源電圧を生成する整流部を備えた電源部と、
前記変圧器の二次側巻線と直列に接続された抵抗R3と抵抗R4とで分圧された所定レベルの交流電圧に変換するレベルシフト部と、
前記レベルシフト部によりレベルシフトされた交流電圧をAD変換して直流検出電圧を生成する両電源ADコンバータと、
前記両電源ADコンバータから入力される直流検出電圧が入力され、モータ負荷に応じた電圧指令値をモータ駆動回路へ出力する制御部と、を備え、
前記制御部は前記両電源ADコンバータから入力される直流検出電圧を監視し、モータ負荷変動に応じてほぼリニアに変化する前記変圧器出力側の交流電圧−負荷電力の関係からモータ負荷の大きさを推定することを特徴とするモータ負荷推定装置。
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JP2005053504A JP4602118B2 (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | モータ負荷推定装置 |
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JP2005053504A JP4602118B2 (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | モータ負荷推定装置 |
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JPS63228992A (ja) * | 1987-03-17 | 1988-09-22 | Hitachi Ltd | インバ−タ制御装置 |
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- 2005-02-28 JP JP2005053504A patent/JP4602118B2/ja active Active
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