JP5294674B2 - Motor control device - Google Patents
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Description
本発明は、同期モータ等の交流モータの制御装置に関し、特に、電源からの電力供給が遮断されたときに緊急停止させる制御技術に関する。 The present invention relates to a control device for an AC motor such as a synchronous motor, and more particularly to a control technique for making an emergency stop when power supply from a power source is interrupted.
通常、リニアモータ等のドライバの電源部の配線には、装置に異常が発生した際に、電力供給用の電源を即時に遮断するために電磁接触器が接続されている。モータ駆動中にモータ供給用の電源を遮断した場合、モータが制御不能となって惰性によって移動を続け、装置を損傷させるおそれがある。特に、リニアモータの場合には直線方向に運動しているため、衝突による衝撃が大きい。
このような危険性を回避する手立てとしては、たとえば、特許文献1乃至3に記載のような方法が提案されている。
Usually, an electromagnetic contactor is connected to the wiring of a power supply unit of a driver such as a linear motor in order to immediately shut off the power supply for supplying power when an abnormality occurs in the apparatus. If the power supply for supplying the motor is cut off while the motor is being driven, the motor may become uncontrollable and may continue to move due to inertia, damaging the device. In particular, in the case of a linear motor, since it moves in a linear direction, the impact caused by the collision is large.
As means for avoiding such dangers, for example, methods as described in
特許文献1に記載のものは、電源遮断時のモータ停止方法が記載されている。これは、主回路電源遮断時に、主回路に設けられたコンバータのコンデデンサに蓄えられた電気エネルギーを利用してモータに電力を供給し、モータの制御を継続させて停止させたいところで停止させるようにしたものである。瞬時遮断に対しては、そのまま主回路を動作できるようになっている。
しかし、そのまま駆動を続けるという考えなので、モータには駆動トルクが作用しており、緊急に停止させるとなると停止までの距離がどうしても長くなってしまうという問題がある。
The thing of
However, since the driving is continued as it is, a driving torque acts on the motor, and there is a problem that the distance to the stop is inevitably long if it is stopped urgently.
また、特許文献2に記載ものも、主回路電源遮断時に、平滑用コンデンサに蓄えられた電気エネルギーを利用するものであるが、これは平滑用コンデンサの電気エネルギを利用して制御スイッチを閉じ、制動用抵抗に電流を流して制動するものである。コンデンサが放電して0となると、制動用スイッチが開くようになっている。
この特許文献2では、基本的に制動回路の制動用抵抗によって緊急停止させるものなので、積極的な制動力が作用せず、やはり停止までの距離がどうしても長くなってしまう。
In addition, the one described in Patent Document 2 also uses the electrical energy stored in the smoothing capacitor when the main circuit power supply is shut down, which uses the electrical energy of the smoothing capacitor to close the control switch, The braking is performed by passing a current through the braking resistor. When the capacitor discharges to zero, the brake switch is opened.
In Patent Document 2, an emergency stop is basically performed by the braking resistance of the braking circuit, so that a positive braking force does not act, and the distance to the stop is inevitably long.
また、その他の関連する特許文献としては、たとえば特許文献3のようなものがある。これも特許文献1と同様に、ダイオードブリッジとメインコンデンサにより交流を直流に変換するコンバータを有し、このメインコンデンサに蓄えられた電気エネルギーを利用するものであり、停電時にコンデンサに蓄積されていた電気エネルギーをインバータへ供給することで負荷への給電を継続するようにしたものであり、やはり停止までの移動距離が長くなってしまう。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電磁接触器等が作動してモータへの電力供給が遮断されたような場合でも、ベクトル制御を利用することにより、電源遮断時の惰性による移動距離を可及的に減少させ得るモータの制御装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the purpose of the present invention is that even when an electromagnetic contactor or the like is activated and power supply to the motor is interrupted, by using the vector control is to provide a control equipment for a motor that can as much as possible to reduce the distance traveled by the inertia at the time of power-off.
上記目的を達成するために、本発明は、交流電源から供給される交流を直流に変換するもので平滑コンデンサを備えたコンバータと、該コンバータによって得られた直流電圧を三相交流に変換してモータを駆動するインバータと、目標とするモータの動作に対応して設定されるd軸電流指令とq軸電流指令に従ってインバータからモータに供給されるモータ電流のd軸成分であるd軸電流とq軸成分であるq軸電流を制御する制御手段とを備えたモータ制御装置において、
前記交流電源からコンバータへの電力供給が遮断されると、平滑コンデンサに蓄えられていた電気エネルギーをインバータに供給すると共に、d軸電流を制御する手段に対して所定の大きさの緊急停止用のd軸電流指令を出すと共に、q軸電流指令を0とするもので、
前記平滑コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの速度を検出する速度検出器とを備え、
制御手段は、平滑コンデンサの電圧が第1の閾値電圧に低下するまでは、電力供給が遮断される前のd軸電流指令とq軸電流指令に従った制御を継続して行い、前記速度検出器からの速度信号がゼロか否かでモータが駆動しているか停止しているかを判定し、前記平滑コンデンサの端子間電圧が第1の閾値電圧に低下した時点で、モータが駆動していない場合にはインバータをオフし、モータが駆動している場合には緊急停止用のd軸電流指令を出してモータに対して指令値の大きさのd軸電流を印加することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention converts an alternating current supplied from an alternating current power source into a direct current and converts the direct current voltage obtained by the converter into a three-phase alternating current. An inverter that drives the motor, a d-axis current that is a d-axis component of the motor current that is supplied from the inverter to the motor according to the d-axis current command and the q-axis current command that are set according to the target motor operation, and q In a motor control device comprising a control means for controlling a q-axis current that is an axis component,
When the power supply from the AC power supply to the converter is cut off, the electric energy stored in the smoothing capacitor is supplied to the inverter, and the emergency stop of a predetermined magnitude is used for the means for controlling the d-axis current. together to leave the d-axis current command, intended to be 0 to q-axis current command,
Voltage detecting means for detecting the voltage across the terminals of the smoothing capacitor, and a speed detector for detecting the speed of the motor,
The control means continuously performs control according to the d-axis current command and the q-axis current command before the power supply is cut off until the voltage of the smoothing capacitor decreases to the first threshold voltage, and the speed detection It is determined whether the motor is driven or stopped depending on whether the speed signal from the meter is zero, and the motor is not driven when the voltage across the smoothing capacitor decreases to the first threshold voltage. In this case, the inverter is turned off, and when the motor is driven, a d-axis current command for emergency stop is issued and a d-axis current having a magnitude of the command value is applied to the motor .
このようにすれば、電力供給が突然遮断されたとしても、駆動時に平滑コンデンサに蓄えられた電気エネルギによってインバータが駆動し、モータにd軸電流が供給されるので、モータの界磁磁極方向の磁束が増大し、可動子に制動力が作用して減速停止する。
また、緊急停止用のd軸電流指令を出すと共に、q軸電流指令を0とすることにより、可動子に移動方向の力が作用せず(回転モータの場合にはトルク、リニアモータの場合には推力)、モータの制動力のみが作用し、効率よく減速、停止させることができる。
さらに、平滑コンデンサの端子間電圧が第1の閾値電圧に低下した時点で、モータが駆動していない場合にはインバータをオフし、モータが駆動している場合には緊急停止用のd軸電流指令を出してモータに対して指令値の大きさのd軸電流を印加するようにすれば、効率的に減速、停止制御を行うことができる。
In this way, even if the power supply is suddenly interrupted, the inverter is driven by the electric energy stored in the smoothing capacitor during driving, and d-axis current is supplied to the motor. The magnetic flux increases and braking force acts on the mover to decelerate and stop.
In addition, by issuing a d-axis current command for emergency stop and setting the q-axis current command to 0, no force in the moving direction acts on the mover (torque in the case of a rotary motor, in the case of a linear motor) ), Only the braking force of the motor acts and can be decelerated and stopped efficiently.
Further, when the voltage between the terminals of the smoothing capacitor drops to the first threshold voltage, the inverter is turned off when the motor is not driven, and the d-axis current for emergency stop when the motor is driven. If a command is issued and a d-axis current having a command value magnitude is applied to the motor, deceleration and stop control can be performed efficiently.
また、平滑コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段を備え、制御手段は、平滑コンデンサの電圧が第1の閾値電圧に低下するまでは、電力供給が遮断される前のd軸電流指令とq軸電流指令に従った制御を継続して行い、所定圧まで低下した段階で、緊急停止用のd軸電流指令を出して、モータにd軸電流指令に対応するd軸電流を印加するようにすれば、一時的に停電して電力供給が回復したような場合には、特に停止させることになく、復旧させることができる。
In addition, voltage detection means for detecting the voltage across the terminals of the smoothing capacitor is provided, and the control means includes a d-axis current command before the power supply is cut off until the voltage of the smoothing capacitor drops to the first threshold voltage. The control according to the q-axis current command is continuously performed, and when the pressure is reduced to a predetermined pressure, the d-axis current command for emergency stop is issued and the d-axis current corresponding to the d-axis current command is applied to the motor. If, in the case temporarily blackout to power supply, such as recovered, especially without the stopping, Ru can be recovered.
平滑コンデンサの端子間電圧が第1の閾値電圧まで低下した時点で、主回路の不足電圧を知らせるためのアラーム信号を出力する手段を備えていれば、緊急停止動作に切り替わったことがわかる。 If means for outputting an alarm signal for notifying the undervoltage of the main circuit is provided when the voltage across the terminals of the smoothing capacitor drops to the first threshold voltage, it can be seen that the operation has been switched to the emergency stop operation.
平滑コンデンサの端子間電圧が第1の閾値電圧よりも低いモータ駆動可能な第2の閾値電圧まで低下するまでの間、緊急停止用のd軸電流を流し続け、モータが駆動しなくなるとインバータをオフし、第2の閾値電圧まで低下するとインバータをオフとするようにすれば、減速、停止制御をより効率的に行うことができる。 The d-axis current for emergency stop continues to flow until the voltage between the terminals of the smoothing capacitor drops to a second threshold voltage that can be driven by the motor lower than the first threshold voltage. If the inverter is turned off when it is turned off and the voltage falls to the second threshold voltage, deceleration and stop control can be performed more efficiently.
本発明によれば、電力供給が突然遮断されたとしても、駆動時に平滑コンデンサに蓄えられた電気エネルギによってインバータが駆動し、モータにd軸電流が供給されるので、
モータに制動力が作用して停止する。
According to the present invention, even if the power supply is suddenly cut off, the inverter is driven by the electric energy stored in the smoothing capacitor during driving, and d-axis current is supplied to the motor.
Stops when braking force acts on the motor.
以下にこの発明を実施するための最良の形態を、図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明のモータ制御装置の回路ブロック図、図2は緊急停止時のフローチャートを示している。本実施の形態では、本発明のモータ制御装置を図3乃至図6に示すようなリニアモータの制御に適用したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail based on the illustrated embodiment.
FIG. 1 is a circuit block diagram of a motor control device of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart at the time of emergency stop. In the present embodiment, the motor control device of the present invention is applied to control of a linear motor as shown in FIGS.
まず、図3〜図6を用いてリニアモータ1の構成について説明する。図3に示すように、リニアモータ1は電機子コイルを含む通電側である一次側1aと、磁石などを備えた非通電側である二次側1bとから構成されている。本実施例におけるリニアモータ1は、駆動案内装置50を構成している。リニアモータ1の一次側1aは、テーブル14を介して案内機構15における移動ブロック15aに連結されている。また、リニアモータ1の二次側1bは、ベース16に固定され、このベース16は定盤17の上面に固定されている。
First, the configuration of the
また、ベース16には、2本のレール18が互いに平行に配設されている。そして、移動ブロック15aはリニアモータ1から駆動力を得て、これらのレール18に沿って移動可能に構成されている。
In addition, two
また、この実施例による駆動案内装置50には、リニアモータ1の一次側1aとテーブル14との間に、一次側1aにおいて発生する熱がテーブル14に伝達するのを抑制する断熱材19が設けられている。このように、リニアモータ1の一次側1aとテーブル14との間に断熱材19を設けることにより、一次側1aの電機子コイル(図示せず)に駆動電流を通電させることによって生じる熱がテーブル14や移動ブロック15aに伝達されなくなる。これによって、テーブル14や移動ブロック15aの熱膨張を防止することができる。そのため、案内機構15の移動ブロック15aの無限循環路に配列・収容された複数のボール等の転動体に与えられた予圧(接触圧)に変動を与えることなく、転がり抵抗を一定に維持することが可能となり、駆動案内装置50の長寿命化を実現可能となる。
In addition, the
なお、この断熱材19は必ずしも設ける必要はなく、断熱材19の代わりにフィンなどの空冷手段を設けるようにしても良い。また、この断熱材19の材質としては、ガラス入りエポキシ樹脂材やセラミック材等が用いられる。また、テーブル14の下面と断熱材19に囲まれた部分に断熱空間として作用する凹部(図示せず)を設けて、一次側1aからの輻射熱を遮断することも可能である。また、断熱材19はレール18の長手方向、すなわちテーブル14、移動ブロック15aの運動方向に沿って長尺とすることにより、この方向に沿った剛性が増加し、発振現象を防止することができる。
The heat insulating material 19 is not necessarily provided, and air cooling means such as fins may be provided instead of the heat insulating material 19. Moreover, as a material of this heat insulating material 19, an epoxy resin material containing glass, a ceramic material, or the like is used. Moreover, it is also possible to provide a recess (not shown) that acts as a heat insulating space in a portion surrounded by the lower surface of the table 14 and the heat insulating material 19 to block radiant heat from the
(リニアサーボモータの具体的構成例)
次に、本実施例における駆動案内装置50の具体的構成例について説明する。図4および図5に、本実施例における駆動案内装置50の構成例を示す。図4および図5において、図3におけると同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。
(Specific configuration example of linear servo motor)
Next, a specific configuration example of the
図4および図5に示すように、リニアモータ1の一次側1aは電機子コイル及び電機子コアから構成され、界磁側である二次側1bはマグネットプレートで構成される。二次側1bはベース16上に固定されている。マグネットプレートから構成されるリニアモータ1の二次側1bの両側にはそれぞれレール18がベース16上に平行に配設(固定)されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、このレール18には、それぞれ複数個(図においては2個)の移動ブロック15aがレール18に沿って移動自在に配設されている。そして、テーブル14はそれぞれのレール18に移動自在に配設された複数個(図においては4個)の移動ブロック15aに支持されている。
In addition, a plurality (two in the figure) of moving
この例のリニアモータ1は、一次側1aの電機子コイル(図示せず)に三相交流を通電することによって直線方向に進行する移動磁界を生成し、この移動磁界に同期して一次側1aを二次側1bのマグネットプレートに沿って移動させるリニア同期モータである。その移動力がテーブル14を介して移動ブロック15aに伝達されて、移動ブロック15aがレール18に沿って移動する。
The
ベース16の両端部にはエンドプレート21が取り付けられ、このエンドプレート21には、それぞれストッパ22が取り付けられている。また、テーブル14の両端にはスクレーパ23が取り付けられている。
そして、図5に示すように、ベース16の一方の側部には、ベース16に対する移動ブロック15aの位置に応じてパルスを出力する光学式のリニアスケール2aが設けられている。ここで、リニアスケール2aは二次側1bに設けられており、また、テーブル14の一方の側部には、このリニアスケール2aを読み取り、テーブル14の移動位置(移動距離)を検出するための、光学センサからなるスケールセンサ2bがブラケット26を介して取り付けられている。
As shown in FIG. 5, an optical
このリニアスケール2aとスケールセンサ2bとによってパルスエンコーダ2が構成されている。さらに、テーブル14の二次側1bに対向した部分には、例えばホール(HALL)センサからなる磁極センサ25が設けられている。この磁極センサ25により、二次側1bにおける磁石の磁極の種類が検知される。そして、磁極センサ25からは、磁極に対応した0または1の信号が出力される。
The
また、図4に示すように、ベース16の他方の側部には、ケーブルチェーン取付板27が取り付けられ、テーブル14の他方の側部にはケーブルチェーン受け28が取り付けられている。ケーブルチェーン取付板27に配置されたリニアモータ1の一次側1aに駆動電力を供給するための動力ケーブル29、信号を送受するための信号ケーブル30、一次側1aを冷却するための水等を供給するナイロンチューブ31はケーブルチェーン受け28を通してリニアモータ1の一次側1aに接続されている。
As shown in FIG. 4, a cable chain mounting plate 27 is attached to the other side of the
(案内機構)
図6に、案内機構15の詳細構成を示す。図6に示すように、断面矩形状のレール18には、その長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝18aが左右側面に2条ずつ、計4条形成されている。また、移動ブロック15aにはボール転走溝18aに対向する負荷転動体転走路をなす負荷転走溝15bを含む無限循環路が形成されている。さらに、この無限循環路には、レール18及び移動ブロック15aの相対移動に伴ってボール転走溝18aと負荷転走溝15bとの間で転動して循環する複数の転動体として複数のボール32が配列・収容されている。この案内機構15はラジアル方向の荷重、水平方向の荷重はもちろん各方向のモーメントなど、あらゆる方向の荷重を負荷できるように構成されている。
(Guiding mechanism)
FIG. 6 shows a detailed configuration of the
移動ブロック15aは、負荷転走溝15b及びこれに平行なボール戻し路が形成された移動ブロック本体15cと、移動ブロック本体15cの両端に結合されて該負荷転走溝15b及びボール戻し路を連絡する方向転換路を有するエンドキャップ15dとから構成され、レール18を跨ぐように取り付けられている。移動ブロック15aの上面はテーブル
14が搭載され取り付けられるようになっている。この移動ブロック15aに形成された負荷転走溝15bは、レール18に形成されたそれぞれのボール転走溝18aに対向して形成されており、これら負荷転走溝15bとボール転走溝18aとの間に、転動体としての複数のボール32が挟み込まれている。これらのボール32は移動ブロック15aの移動に伴い、エンドキャップ15dに形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝15bに導かれ、無限循環路を循環する。
The moving
図1は、上記リニアモータの駆動を制御するモータ制御装置の回路ブロック図の一例を示している。
すなわち、交流電源110から供給される交流を直流に変換するコンバータ120と、コンバータ120によって得られた直流電圧を三相交流に変換してリニアモータ1を駆動するインバータ140と、リニアモータ1の三相のモータ電流を検出する電流検出器150と、コンバータ120の平滑コンデンサ122の電圧を検出する電圧検出器160と、リニアモータ1の二次側1bが固定されるテーブル14の位置を検出する位置検出手段としてのリニアパルスエンコーダ2と、目標とするリニアモータ1の動作に対応して設定されるd軸電流指令とq軸電流指令に従ってインバータ140からリニアモータ1に供給されるモータ電流のd軸成分であるd軸電流とq軸成分であるq軸電流を制御する制御手段としての制御部180と、を備えている。
FIG. 1 shows an example of a circuit block diagram of a motor control device that controls the driving of the linear motor.
That is, a
交流電源110とコンバータ120の間には、交流電源110からの電力供給を遮断可能とする電磁接触器190が設けられている。
コンバータ120は、公知のダイオードを用いた整流器121と、平滑コンデンサ122を備えた構成となっている。
Between the
The
インバータ140は、たとえばハーフブリッジ回路等の周知の構成で、不図示のゲートドライバを通じて入力されるゲート信号に基づいて、三相各相の電圧指令値に一致するPWM変調された三相交流電圧が生成され、リニアモータ1の電機子に印加される。
The
電流検出器150は変流器で、三相交流電圧によってリニアモータ1の電機子に流れる三相のモータ電流Iu,Iv,Iwのうち二相分の電流値が検出され、残りの一相分については演算によって求められる。
The
一方、電圧検出器160は、平滑コンデンサ122の端子間電圧を検出するもので、分圧して緊急停止指令部200に入力される。
On the other hand, the
リニアパルスエンコーダ2は、リニアスケール2aと上記したスケールセンサ2bとを備え、スケールセンサ2bからパルス信号が発生され、パルス数をカウントすることにより、リニアモータ1の絶対位置に対応する位置信号を発生する。
The linear pulse encoder 2 includes a
制御部180には、位置制御器186、速度制御器187が設けられ、位置検出器189及び速度検出器188から位置信号、速度信号がフィードバックされてフィードバック制御されるようになっている。
これらの制御はベクトル制御で、d軸電流制御器182、q軸電流制御器183、d軸電流及びq軸電流を三相電流に変換するd−q/三相座標変換器184、三相電流をd軸電流及びq軸電流に変換する三相/d−q座標変換部181が設けられている。ベクトル制御は、周知の通り、三相のモータ電流Iu,Iv,Iwを、界磁の磁束方向(d軸)と、これに直交する方向のq軸とに分離して調整することにより、磁束と発生推力(回転モータの場合にはトルク)とを個別に制御するものである。
The
These controls are vector control, d-axis
リニアパルスエンコーダ2により発生したパルス信号は、制御部180の速度検出器1
88及び位置検出器189に入力される。
速度検出器188においては、スケールセンサ2bからのパルス信号から、一定サンプリング時間内に発生したパルス数をサンプリング時間で割ることによってリニアモータ1の速度に対応する速度信号を演算して出力する。速度検出器188で発生した速度信号は速度制御器187に入力される。
The pulse signal generated by the linear pulse encoder 2 is sent from the
88 and the
The
位置制御器189には、リニアモータ1の目標位置に相当する位置指令信号が入力され、位置指令信号から位置信号を差し引いた位置偏差に位置比例ゲインを乗じることで、速度指令信号を演算(導出)して出力する。位置制御器186から出力された速度指令信号は速度制御器187に入力される。
A position command signal corresponding to the target position of the
速度制御器187においては、速度指令信号から速度検出器188より出力された速度信号を差し引いて速度偏差を算出し、速度偏差及び、速度偏差を積算した積分成分に速度比例ゲイン及び速度積分ゲインを各々乗じて加え合わせることで、電流指令信号を演算して出力する。速度制御器187から出力された電流指令信号はq軸電流制御器183に入力される。
The
リニアモータ1の三相の電機子コイルに各々印加される電流の電流値は、電流検出器150で二相分の電流値が検出され、残りの一相分については演算によって求められ、三相/d−q交流座標変換器181に入力される。この三相/d−q交流座標変換器181においては、リニアモータ1の三相のコイルU相、V相、W相の電流値から、三相2相変換演算及びベクトル回転演算によってq軸電流値とd軸電流値が算出され出力される。
The current values of the currents applied to the three-phase armature coils of the
q軸電流制御器183においては、速度制御器187から出力された電流指令信号から三相/d−q交流座標変換器181から出力されたq軸電流信号を差し引いたq軸電流偏差と、その積算値に対して各々q軸電流比例ゲインとq軸電流積分ゲインとを乗じて加え合わせることによってq軸電圧指令信号が出力される。
一方、d軸電流制御器182は、通常は電流指令信号を0として入力されており、この電流指令信号(=0)から三相/d−q交流座標変換器181に出力されたd軸電流信号を差し引いたd軸電流偏差とその積算値に対してd軸電流比例ゲインとd軸電流積分ゲインとを各々乗じて加え合わせることによってd軸電圧指令信号が出力される。
In the q-axis
On the other hand, the d-axis
これらのd軸電圧指令信号及びq軸電圧指令信号はd−q/三相交流座標変換器184でリニアモータ1の三相(U相、V相、W相)に対するPWM信号に変換される。そして、これらのPWM信号は、インバータ140に入力されることで交流電圧に変換される。
These d-axis voltage command signal and q-axis voltage command signal are converted into PWM signals for the three phases (U phase, V phase, W phase) of the
本発明では、制御部180、緊急停止制御部200が設けられ、電磁接触器190が動作して交流電源110からの電力供給が遮断された場合、平滑コンデンサ122に蓄えられていた電気エネルギーをインバータ140に供給すると共に、d軸電流を制御するd軸電流制御器182に対して所定の大きさの緊急停止用のd軸電流指令(≠0)を出し、リニアモータ1にd軸電流を印加する。
In the present invention, when the
この緊急停止制御200には、コンバータ120の電圧検出器160からコンデンサ122間の端子間電圧が分圧されて入力されると共に、検出されたリニアモータ1の速度信号188も入力されるようになっている。また、緊急停止制御部200には、主回路の電圧不足を知らせるアラーム信号を出力し、不図示の警告表示、警告ランプあるいは警告ブザー等のアラームが動作するようになっている。
The
図2には、この制御手順の概略のフローを示している。
すなわち、平滑コンデンサ122の電圧が第1の閾値電圧V1に低下するまでは、電力
供給が遮断される前のd軸電流指令とq軸電流指令に従った制御を継続して行う(S1、S2)。
FIG. 2 shows a schematic flow of this control procedure.
That is, until the voltage of the smoothing
平滑コンデンサ122の端子間電圧が第1の閾値電圧V1まで低下した時点で、主回路の不足電圧を知らせるためのアラーム信号を出力し(S3)。アラーム信号は、たとえば、緊急停止指令を出す緊急停止制御部100から出力する。
そして、この第1の閾値電圧V1に低下した時点で、リニアモータ1が駆動していない場合にはインバータ140をオフする(S4,S5)。
When the voltage across the terminals of the smoothing
When the
リニアモータ1が停止しているか否かは、速度検出部188からの速度信号がゼロか否かで判定される。また、サーボオフというのは、インバータ140へのゲート信号が入力されない状態である。
Whether or not the
リニアモータ1が駆動している場合には緊急停止用のd軸電流指令を出力し、リニアモモータ1に対して指令値の大きさのd軸電流を印加して減速させる(S6)。
d軸電流指令は、d軸電流制御器182に対して出力され、電力遮断前のd軸電流指令値0から所定の大きさの電流値に切り替わり、フィードバック制御によってモータ電流が切り替わったd軸電流指令に一致するようにd軸電流が制御される。これにより、リニアモータ1の界磁磁極方向に磁束が生成される。同時にq軸電流指令を0とすることにより、可動子には推力が作用せず界磁磁極方向に制動力のみが作用することになり、リニアモータ1が停止するまでの移動量を可及的に低減することができる。
When the
The d-axis current command is output to the d-axis
その後、平滑コンデンサ122の端子間電圧が第1の閾値電圧V1よりも低いモータ駆動可能な第2の閾値電圧V2(駆動可能な最低限の電圧)まで低下するまでの間、緊急停止用のd軸電流を流し(S7)、第2の閾値電圧V2まで低下した場合には、インバータ140をオフする(S8)。また、リニアモータ1が駆動している間はd軸電流を流し続け(S9、S6)、リニアモータ1が駆動しなくなるとインバータ140をオフする(S10)。
Then, d for emergency stop until the voltage between the terminals of the smoothing
尚、上記実施の形態では、可動側に電機子を設けたリニアモータを例にとって説明したが、固定側に電機子を設けて移動磁界を生成するようになっていてもよい。また、駆動方式としては、リニア同期モータに限らずリニア誘導モータについても適用可能である。さらに本発明のモータの制御装置は、リニアモータに限らず回転交流モータの制御についても適用可能であり、回転同期モータ、回転誘導モータ等についても適用可能である。 In the above embodiment, the linear motor having the armature on the movable side has been described as an example. However, the moving magnetic field may be generated by providing the armature on the fixed side. Further, the drive system is not limited to a linear synchronous motor, and can be applied to a linear induction motor. Furthermore, the motor control device of the present invention can be applied not only to linear motors but also to control of rotary AC motors, and can also be applied to rotation synchronous motors, rotation induction motors, and the like.
1 リニアモータ
1a 一次側(電機子側)
1b 二次側(界磁側)
2 リニアパルスエンコーダ
2a リニアスケール
2b センサヘッド
14 テーブル(一次側)
15 案内機構
15a 移動ブロック
15b 負荷転走溝
15c 移動ブロック本体
15d エンドキャップ
16 ベース(二次側)
17 定盤
18 レール
18a ボール転走溝
19 断熱材
21 エンドプレート
22 ストッパ
23 スクレーパ
25 磁極センサ
26 ブラケット
27 ケーブルチェーン取付板
28 ケーブルチェーン受け
29 動力ケーブル
30 信号ケーブル
31 ナイロンチューブ
32 ボール
50 駆動案内装置
110 交流電源
111 主回路
120 コンバータ
121 ダイオード
122 平滑コンデンサ
140 インバータ
150 電流検出器
160 電圧検出器
180 制御部
181 三相/d−q座標変換部
182 d軸電流制御部
183 q軸電流制御部
184 d−q/三相座標変換部
185 位相検出器
186 位置制御部
187 速度制御部
188 速度検出部
189 位置検出部
190 電磁接触器
200 緊急停止制御部
1
1b Secondary side (field side)
2
15
17
Claims (3)
前記交流電源からコンバータへの電力供給が遮断されると、平滑コンデンサに蓄えられていた電気エネルギーをインバータに供給すると共に、d軸電流を制御する手段に対して所定の大きさの緊急停止用のd軸電流指令を出すと共に、q軸電流指令を0とするもので、
前記平滑コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの速度を検出する速度検出器と、を備え、
前記制御手段は、平滑コンデンサの電圧が第1の閾値電圧に低下するまでは、電力供給が遮断される前のd軸電流指令とq軸電流指令に従った制御を継続して行い、前記速度検出器からの速度信号がゼロか否かでモータが駆動しているか停止しているかを判定し、前記平滑コンデンサの端子間電圧が第1の閾値電圧に低下した時点で、モータが駆動していない場合にはインバータをオフし、モータが駆動している場合には緊急停止用のd軸電流指令を出してモータに対して指令値の大きさのd軸電流を印加することを特徴とするモータの制御装置。 A converter that converts an alternating current supplied from an alternating current power source into a direct current and includes a smoothing capacitor, an inverter that converts the direct current voltage obtained by the converter into a three-phase alternating current and drives a motor, and a target motor Control means for controlling the d-axis current as the d-axis component and the q-axis current as the q-axis component of the motor current supplied from the inverter to the motor according to the d-axis current command and the q-axis current command set corresponding to the operation In a motor control device comprising:
When the power supply from the AC power supply to the converter is cut off, the electric energy stored in the smoothing capacitor is supplied to the inverter, and the emergency stop of a predetermined magnitude is used for the means for controlling the d-axis current. together to leave the d-axis current command, intended to be 0 to q-axis current command,
Voltage detecting means for detecting the voltage across the terminals of the smoothing capacitor, and a speed detector for detecting the speed of the motor,
The control means continuously performs control according to the d-axis current command and the q-axis current command before the power supply is cut off until the voltage of the smoothing capacitor decreases to the first threshold voltage, and the speed It is determined whether the motor is driven or stopped based on whether the speed signal from the detector is zero or not, and the motor is driven when the voltage across the terminals of the smoothing capacitor drops to the first threshold voltage. If not, the inverter is turned off, and when the motor is driven, an emergency stop d-axis current command is issued and a d-axis current having a magnitude of the command value is applied to the motor. Motor control device.
モータの制御装置。
Wherein when the terminal voltage of the smoothing capacitor decreases to the first threshold voltage, the motor control device according to claim 1 or 2 undervoltage comprises means for outputting an alarm signal for notifying the main circuit .
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