JP5145898B2

JP5145898B2 - モータ駆動装置の状態表示装置

Info

Publication number: JP5145898B2
Application number: JP2007302565A
Authority: JP
Inventors: 寛之松本; 貴之金子; 智晴中山
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-11-22
Also published as: JP2009128563A

Description

本発明はモータ駆動装置の状態表示装置に関し、特に、モータ駆動装置の状態を７セグメント表示器に表示させる方法に適用して好適なものである。

モータ駆動装置では、モータ駆動の状態を容易に把握できるようにするために、発光素子やセグメント表示器を用いてその状態を表示することが行われている。
例えば、２色の発光ダイオードを用意し、その色や点滅速度などの状態表示パターンにモータ駆動装置の状態を割り当てることで、色や点滅速度などの発光ダイオードの状態表示パターンからモータ駆動装置の状態を判断できるようにしたものがある（特許文献１）。

図８（ａ）は、従来のモータ駆動装置の状態表示に用いられる発光ダイオードに印加される電圧波形を示す図、図８（ｂ）は、従来のモータ駆動装置の状態表示に用いられる発光ダイオードに印加される電圧波形のその他の例を示す図である。
図８（ａ）において、２色の発光ダイオードとして赤色の発光ダイオードと緑の発光ダイオードとが用意される。そして、赤色の発光ダイオードと緑色の発光ダイオードとに交互に電圧パルスを印加することで、赤色と緑色とが交互に点滅するのを繰り返す状態を、ある状態表示パターンとして設定することができる。

また、図８（ｂ）において、赤色の発光ダイオードに２個の電圧パルスを印加する間に緑色の発光ダイオードに１個の電圧パルスを印加することで、赤色の発光ダイオードが２回点滅する間に緑色の発光ダイオードを１回点滅するのを繰り返す状態を、別の状態表示パターンとして設定することができる。
そして、図８（ａ）の状態表示パターンと図８（ｂ）の状態表示パターンとをモータ駆動装置の異なる状態に割り当てることにより、モータ駆動装置の各状態を判別することができる。

また、制御系や制御対象の状態を表示させる手法として、７セグメント表示器を用いてその状態を表示させる手法が広く用いられている。この７セグメント表示器に表示される文字や数字にモータ駆動装置の状態を割り当て、この割り当てられた文字や数字を７セグメント表示器に表示させることで、モータ駆動装置の各状態を判別することができる。
特開平９−１１４４１３号公報

しかしながら、２色の発光ダイオードの色や点滅速度にモータ駆動装置の状態を割り当てる方法では、モータ駆動装置の各状態の詳細な数値情報を確認できないだけでなく、その状態が何を表しているのかが判り難いという問題があった。
また、７セグメント表示器に表示される文字や数字にモータ駆動装置の状態を割り当てる方法では、モータ駆動装置の状態の詳細を表示させるためには、文字や数字の組み合わせを増やす必要があり、多数の７セグメント表示器が必要となることから、モータ駆動装置の小型化や低価格化の妨げになるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、セグメント表示器の個数の増大を抑制しつつ、セグメント表示器に表示されるモータ駆動装置の状態の数を増やすことが可能なモータ駆動装置の状態表示装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１記載のモータ駆動装置の状態表示装置によれば、モータ駆動装置の状態を表示する表示部と、前記モータ駆動装置の状態を検出し、前記モータ駆動装置の状態を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段にて判定された前記モータ駆動装置の異常の種類に対応する文字、記号またはそれらの組み合わせを前記表示部に表示させる異常パターン出力手段と、前記異常判定手段にて判定された前記モータ駆動装置の異常の程度に応じて、前記表示部に表示されている文字、記号またはそれらの組み合わせを点滅させる異常レベル出力手段とを備え、前記表示部は、７セグメント表示器であり、前記異常レベル出力手段は、前記モータ駆動装置の異常の程度に応じて点滅の周期の時比率を変化させることを特徴とする。
また、請求項２記載のモータ駆動装置の状態表示装置によれば、前記異常レベル出力手段は、前記モータ駆動装置の異常の程度が高いほど、点滅の周期の時比率を高くすることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、１個のセグメント表示器に文字や記号を割り当てた上で点滅パターンも割り当てることが可能となる。このため、セグメント表示器の個数の増大を抑制しつつ、セグメント表示器に表示されるモータ駆動装置の状態の数を増やすことが可能となり、モータ駆動装置の大型化や高価格化を抑制しつつ、モータ駆動装置の状態の詳細を表示させることができる。

以下、本発明の実施形態に係るモータ駆動装置の状態表示装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の状態表示装置の概略構成を示すブロック図である
図１において、電動機１には負荷３が接続されるとともに、電動機１の回転速度ω_ｍを検出する速度検出器２が設置されている。そして、電動機１を駆動するモータ駆動装置７には、速度検出器２にて検出された電動機１の回転速度ω_ｍと速度指令値ω_ｒとを比較し、速度指令値ω_ｒと回転速度ω_ｍとの偏差を出力する減算器４、減算器４から出力された偏差がなくなるようにＰＷＭ信号を制御するモータ制御部５、モータ制御部５から出力されたＰＷＭ信号に基づいて電動機１を駆動するインバータ６が設けられている。

一方、モータ駆動装置７の状態表示装置１４には、モータ駆動装置７の状態を表示する７セグメント表示器１１、モータ駆動装置７の状態を検出し、モータ駆動装置７の状態を判定する異常判定手段８、異常判定手段８にて判定されたモータ駆動装置７の異常の種類に対応する文字、記号またはそれらの組み合わせを７セグメント表示器１１に表示させる異常パターン出力部９、異常判定手段８にて判定されたモータ駆動装置７の異常の程度に応じて、７セグメント表示器１１に表示されている文字、記号またはそれらの組み合わせを点滅させる異常レベル出力部１０が設けられている。

なお、モータ駆動装置７の状態としては、例えば、帰還速度、トルク指令、インバータ直流中間電圧などを挙げることができる。また、モータ駆動装置７の異常の種類に対応して、７セグメント表示器１１に表示させる文字、記号またはそれらの組み合わせは、異常パターン出力部９に予め記憶しておくことができる。また、モータ駆動装置７の異常の程度に対応して、７セグメント表示器１１に表示させる文字、記号またはそれらの組み合わせを点滅させる点滅パターンは、異常レベル出力部１０に予め記憶しておくことができる。

そして、異常判定手段８にてモータ駆動装置７の異常が判定されると、異常パターン出力部９は、モータ駆動装置７の異常の種類に応じた文字や記号を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１に表示されている文字や記号を点滅させることができる。
これにより、１個のセグメント表示器１１に文字や記号を割り当てた上で点滅パターンも割り当てることが可能となる。このため、セグメント表示器１１の個数の増大を抑制しつつ、セグメント表示器１１に表示されるモータ駆動装置７の状態の数を増やすことが可能となり、モータ駆動装置７の大型化や高価格化を抑制しつつ、モータ駆動装置７の状態の詳細を表示させることができる。
なお、上述した実施形態では、７セグメント表示器１１を例にとって説明したが、７セグメント表示器１１の代わりに、液晶表示器などのその他の表示装置を用いるようにしてもよい。

図２は、本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、モータ駆動装置７の状態として、電動機１の回転速度ω_ｍが規定値を超えた場合の異常である過速度（ｏｖｅｒＳｐｅｅｄ：ｏＳ）を例にとる。また、電動機１の過速度の程度として、レベルＬ１〜Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）が設定され、レベルＬ１＝３０００ｒ／ｍｉｎ、レベルＬ２＝４５００ｒ／ｍｉｎ、レベルＬ３＝６０００ｒ／ｍｉｎであるものとする。
図２において、図１の異常判定手段８は、電動機１の回転速度ω_ｍをモータ駆動装置７から検出する（ステップＳ１１）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１を超えるかどうかを判定し（ステップＳ１２）、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１以下ならば、電動機１の回転速度ω_ｍは異常がないとみなして７セグメント表示器１１を消灯する（ステップＳ１５）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１を超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２を超えるかどうかを判定する（ステップＳ１３）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は消灯の時比率を２５％に設定し、“ｏＳ”という文字列を時比率２５％で点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ１６）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２を超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３を超えるかどうかを判定する（ステップＳ１４）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は消灯の時比率を５０％に設定し、“ｏＳ”という文字列を時比率５０％で点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ１７）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３を超える場合、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は消灯の時比率を７５％に設定し、“ｏＳ”という文字列を時比率７５％で点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ１８）。
そして、７セグメント表示器１１は、異常パターン出力部９から指定された“ｏＳ”という文字列を、異常レベル出力部１０にて設定された時比率にて点滅させる（ステップＳ１９）。なお、７セグメント表示器１１の更新周期は一定（例えば、２０ｍｓ）とすることができる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る７セグメント表示器１１に印加される電圧波形および７セグメント表示器１１の表示例を示す図である。
図３（ａ）において、７セグメント表示器１１には、時比率２５％で電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が時比率２５％で点滅されながら表示される。
また、図３（ｂ）において、７セグメント表示器１１には、時比率５０％で電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が時比率５０％で点滅されながら表示される。

また、図３（ｃ）において、７セグメント表示器１１には、時比率７５％で電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が時比率７５％で点滅されながら表示される。
ここで、７セグメント表示器１１の点灯時間の長さに応じて７セグメント表示器１１に表示されている“ｏＳ”という文字列の明るさが変化し、時比率が大きくなるほど７セグメント表示器１１は明るくなる。このため、７セグメント表示器１１の明るさによって、モータ駆動装置７の異常を判定することができる。
これにより、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１の点灯時間と消灯時間の時比率を変化させることができ、７セグメント表示器１１の個数の増大を抑制しつつ、モータ駆動装置７の異常の種類と程度を表示させることができる。

図４は、第１参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。なお、上述した第１実施形態では、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１の点灯時間と消灯時間の時比率を変化させるのに対して、この第１参考例では、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１の点灯および消灯の周期を変化させるようにしたものである。
図４において、図１の異常判定手段８は、電動機１の回転速度ω_ｍをモータ駆動装置７から検出する（ステップＳ２１）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１を超えるかどうかを判定し（ステップＳ２２）、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１以下ならば、電動機１の回転速度ω_ｍは異常がないとみなして７セグメント表示器１１を消灯する（ステップＳ２５）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ１を超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２を超えるかどうかを判定する（ステップＳ２３）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点灯および消灯の周期を２ｓに設定し、“ｏＳ”という文字列を周期２ｓで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ２６）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ２を超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３を超えるかどうかを判定する（ステップＳ２４）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点灯および消灯の周期を１ｓに設定し、“ｏＳ”という文字列を周期１ｓで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ２７）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＬ３を超える場合、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点灯および消灯の周期を０．５ｓに設定し、“ｏＳ”という文字列を周期０．５ｓで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ２８）。
そして、７セグメント表示器１１は、異常パターン出力部９から指定された“ｏＳ”という文字列を、異常レベル出力部１０にて設定された点灯および消灯の周期にて点滅させる（ステップＳ２９）。

図５は、第１参考例における７セグメント表示器１１に印加される電圧波形を示す図である。
図５（ａ）において、７セグメント表示器１１には、オン／オフの周期が２ｓで電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が点灯および消灯の周期２ｓで点滅されながら表示される。
また、図５（ｂ）において、７セグメント表示器１１には、オン／オフの周期が１ｓで電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が点灯および消灯の周期１ｓで点滅されながら表示される。

また、図５（ｃ）において、７セグメント表示器１１には、オン／オフの周期が０．５ｓで電圧パルスが印加され、“ｏＳ”という文字列が周期０．５ｓで点滅されながら表示される。
これにより、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１の点灯時間と消灯時間の周期を変化させることができ、７セグメント表示器１１の個数の増大を抑制しつつ、モータ駆動装置７の異常の種類と程度を表示させることができる。

図６は、第２参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、状態表示装置１５には、状態表示装置１４の構成に加え、パターン記憶手段１２および入力手段１３が設けられている。なお、入力手段１３としては、例えば、テンキーやキーボードを用いることができる。
ここで、入力手段１３は、モータ駆動装置７の異常の程度に応じた点滅パターンを入力することができる。パターン記憶手段１２は、入力手段１３から入力された点滅パターンを、モータ駆動装置７の異常の程度に対応させて記憶することができる。なお、点滅パターンとしては、例えば、７セグメント表示器１１の表示内容の点滅の速度や周期を挙げることができる。

そして、異常判定手段８にてモータ駆動装置７の異常が判定されると、異常パターン出力部９は、モータ駆動装置７の異常の種類に応じた文字や記号を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は、モータ駆動装置７の異常の程度に応じた点滅パターンをパターン記憶手段１２から読み出し、７セグメント表示器１１に表示されている文字や記号をその点滅パターンに従って点滅させることができる。

図７は、第２参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。
図７において、ユーザは、電動機１の過速度の程度を示すレベルＡ〜Ｃ（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）およびそれらのレベルＡ〜Ｃに対応した点滅パターンＸ〜Ｚを決定し（ステップＳ３０）、入力手段１３を介してパターン記憶手段１２に記憶する。
次に、図６の異常判定手段８は、電動機１の回転速度ω_ｍをモータ駆動装置７から検出する（ステップＳ３１）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＡを超えるかどうかを判定し（ステップＳ３２）、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＡ以下ならば、電動機１の回転速度ω_ｍは異常がないとみなして７セグメント表示器１１を消灯する（ステップＳ３５）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＡを超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＢを超えるかどうかを判定する（ステップＳ３３）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＢ以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点滅パターンＺをパターン記憶手段１２から読み出し、“ｏＳ”という文字列を点滅パターンＺで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ３６）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＢを超える場合、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＣを超えるかどうかを判定する（ステップＳ３４）。そして、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＣ以下ならば、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点滅パターンＹをパターン記憶手段１２から読み出し、“ｏＳ”という文字列を点滅パターンＹで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ３７）。

一方、電動機１の回転速度ω_ｍがレベルＣを超える場合、異常パターン出力部９は“ｏＳ”という文字列を７セグメント表示器１１に表示させるとともに、異常レベル出力部１０は点滅パターンＸをパターン記憶手段１２から読み出し、“ｏＳ”という文字列を点滅パターンＸで点滅させるように７セグメント表示器１１に指示する（ステップＳ３８）。

そして、７セグメント表示器１１は、異常パターン出力部９から指定された“ｏＳ”という文字列を、異常レベル出力部１０にて設定された点滅パターンにて点滅させる（ステップＳ３９）。
これにより、モータ駆動装置７の異常の程度に応じて７セグメント表示器１１を任意の点滅パターンにて点滅させることができ、７セグメント表示器１１の個数の増大を抑制しつつ、ユーザにとって馴染みのある方法で、モータ駆動装置７の異常の種類と程度を表示させることができる。

本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の状態表示装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係るモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態に係る７セグメント表示器１１に印加される電圧波形および７セグメント表示器１１の表示例を示す図である。第１参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。第１参考例における７セグメント表示器１１に印加される電圧波形を示す図である。第２参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の概略構成を示すブロック図である。第２参考例におけるモータ駆動装置の状態表示装置の動作を示すフローチャートである。図８（ａ）は、従来のモータ駆動装置の状態表示に用いられる発光ダイオードに印加される電圧波形を示す図、図８（ｂ）は、従来のモータ駆動装置の状態表示に用いられる発光ダイオードに印加される電圧波形のその他の例を示す図である。

符号の説明

１電動機
２速度検出器
３負荷
４減算器
５モータ制御部
６インバータ
７モータ駆動装置
８異常判定手段
９異常パターン出力部
１０異常レベル出力部
１１７セグメント表示器
１２パターン記憶手段
１３入力手段
１４、１５状態表示装置

Claims

モータ駆動装置の状態を表示する表示部と、
前記モータ駆動装置の状態を検出し、前記モータ駆動装置の状態を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段にて判定された前記モータ駆動装置の異常の種類に対応する文字、記号またはそれらの組み合わせを前記表示部に表示させる異常パターン出力手段と、
前記異常判定手段にて判定された前記モータ駆動装置の異常の程度に応じて、前記表示部に表示されている文字、記号またはそれらの組み合わせを点滅させる異常レベル出力手段とを備え、
前記表示部は、７セグメント表示器であり、
前記異常レベル出力手段は、前記モータ駆動装置の異常の程度に応じて点滅の周期の時比率を変化させることを特徴とするモータ駆動装置の状態表示装置。
前記異常レベル出力手段は、前記モータ駆動装置の異常の程度が高いほど、点滅の周期の時比率を高くすることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置の状態表示装置。