JPS63228987A - エンコ−ダ付直流電動機の安全保護装置 - Google Patents
エンコ−ダ付直流電動機の安全保護装置Info
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- JPS63228987A JPS63228987A JP62060926A JP6092687A JPS63228987A JP S63228987 A JPS63228987 A JP S63228987A JP 62060926 A JP62060926 A JP 62060926A JP 6092687 A JP6092687 A JP 6092687A JP S63228987 A JPS63228987 A JP S63228987A
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- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 14
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 13
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エンコーダ付直流電動機の安全保護装置に係
り、特にエンコーダ断線時の異常検出に好適な安全保護
装置に関する。
り、特にエンコーダ断線時の異常検出に好適な安全保護
装置に関する。
特願昭５７−］、７５６７号記載の従来の技術を第４図
に示す。第４図において１は制御回路、２は駆動回路、
３は直流電動機（以下単に電動機という）、４はエンコ
ーダである。
に示す。第４図において１は制御回路、２は駆動回路、
３は直流電動機（以下単に電動機という）、４はエンコ
ーダである。
制御回路１に外部から速度指令を入力すると、制御回路
１−から駆動回路２にデジタルデータで駆動信号を与え
電動機３が回転を開始する。ここで駆動回路２は、デジ
タルデータである駆動信号をアナログ信号にするＤ／Ａ
変換部と、このアナログ信号に基づいて電動機３に所要
の電圧を印加するトランジスタ部から構成されている。
１−から駆動回路２にデジタルデータで駆動信号を与え
電動機３が回転を開始する。ここで駆動回路２は、デジ
タルデータである駆動信号をアナログ信号にするＤ／Ａ
変換部と、このアナログ信号に基づいて電動機３に所要
の電圧を印加するトランジスタ部から構成されている。
電動機３が回転すると、エンコーダ４はその回転に応じ
た出力信号を制御回路１に与える。制御回路１ては第５
図に示すような手順で外部からの速度指令を取り込み、
次に電動機の速度を計測する。制御回路にはエンコーダ
信号のパルス数をＲＩ数する回路があり、計数値は一定
周期でリセット之れるようになっている。速度計測はリ
セット直前の４１数値を読み出すことにより行われる。
た出力信号を制御回路１に与える。制御回路１ては第５
図に示すような手順で外部からの速度指令を取り込み、
次に電動機の速度を計測する。制御回路にはエンコーダ
信号のパルス数をＲＩ数する回路があり、計数値は一定
周期でリセット之れるようになっている。速度計測はリ
セット直前の４１数値を読み出すことにより行われる。
速度ｄ１測後、指令速度と計測速度とを比較し、指令速
度が計′ｄｌ！ｌ速度より大きければ電動機の印加電圧
を増加するように駆動信号を出力し、指令速度が計測速
度より小さければ印加電圧を減少するように駆動信号を
出力し、指令速度とＨ１測速度が等しければ印加電圧を
変化させないように制御を行う。
度が計′ｄｌ！ｌ速度より大きければ電動機の印加電圧
を増加するように駆動信号を出力し、指令速度が計測速
度より小さければ印加電圧を減少するように駆動信号を
出力し、指令速度とＨ１測速度が等しければ印加電圧を
変化させないように制御を行う。
このような制御装置において、何等安全保護対策を行わ
なければ、エンコーダの断線の場合、電動機は回転して
いてもこｉｔが回転していないことを示すエンコーダ出
力（以下ｔｌｉに零回路出力という）を制゛御回路１に
与える結果は指令速度が計測速度より常に大きくなり、
このため上記の制御の働きから電動機の回転をますます
促進することとなって危険である。
なければ、エンコーダの断線の場合、電動機は回転して
いてもこｉｔが回転していないことを示すエンコーダ出
力（以下ｔｌｉに零回路出力という）を制゛御回路１に
与える結果は指令速度が計測速度より常に大きくなり、
このため上記の制御の働きから電動機の回転をますます
促進することとなって危険である。
この危険を回避するため従来技術では第６図の手順によ
る安全保護方式を採用している。すなわち同図に示すよ
うに、電動機の速度を計測することにより、エンコーダ
の零回転出力が成る決めた時間（以下では−・定時間と
いう）以上継続すれば異常として処理し、それ以外の場
合には指令速度とｆｌｔｉｌｌ！Ｉ速度とを大小比較し
、以降第５図による上記の動作を行う。
る安全保護方式を採用している。すなわち同図に示すよ
うに、電動機の速度を計測することにより、エンコーダ
の零回転出力が成る決めた時間（以下では−・定時間と
いう）以上継続すれば異常として処理し、それ以外の場
合には指令速度とｆｌｔｉｌｌ！Ｉ速度とを大小比較し
、以降第５図による上記の動作を行う。
この手順による判定の方式では、後述のような誤動作や
電動機の暴走を招く可能性もあった。
電動機の暴走を招く可能性もあった。
上記のように従来技術におけるエンコーダの断線検出は
、エンコーダの零回転出力が一定時間以上継続したこと
を判断して行っていたので、この一定時間を短くとれば
、特に重負荷時の起動遅れがＤＫ囚でエンコーダは正常
にも拘らず異常信号が出るような誤動作を生じ、これを
避けるように一定時間を長くとれば、軽負荷の場合に一
定時間経過までに電動機が暴走回転してしまい、電動機
の回転を利用して動作する例えばロボッ１〜のように、
機械の移動距離に制限があっても、その制限を越えて機
械を動かしてしまう可能性もあった。この不具合は起動
時のみならず、電動機の回転中のエンコーダの断線の場
合にも起こり得る。
、エンコーダの零回転出力が一定時間以上継続したこと
を判断して行っていたので、この一定時間を短くとれば
、特に重負荷時の起動遅れがＤＫ囚でエンコーダは正常
にも拘らず異常信号が出るような誤動作を生じ、これを
避けるように一定時間を長くとれば、軽負荷の場合に一
定時間経過までに電動機が暴走回転してしまい、電動機
の回転を利用して動作する例えばロボッ１〜のように、
機械の移動距離に制限があっても、その制限を越えて機
械を動かしてしまう可能性もあった。この不具合は起動
時のみならず、電動機の回転中のエンコーダの断線の場
合にも起こり得る。
本発明は、エンコーダの断線により直ちに異常検出を行
い、しかも従来のような誤動作や電動機の暴走回転を招
くような不具合もない安全保護方式を提供することを目
的とする。
い、しかも従来のような誤動作や電動機の暴走回転を招
くような不具合もない安全保護方式を提供することを目
的とする。
」二記の目的を達成するため本発明では、電動機の電流
を検出し電動機の回転によって生ずる電流または電圧の
脈動分、例えば整流リプルを取り出す手段と、エンコー
ダの零回転出力と電動機の脈動分有りの情報とからエン
コーダの断線異常を判定する手段とを備える装置とした
。
を検出し電動機の回転によって生ずる電流または電圧の
脈動分、例えば整流リプルを取り出す手段と、エンコー
ダの零回転出力と電動機の脈動分有りの情報とからエン
コーダの断線異常を判定する手段とを備える装置とした
。
電動機の電流を検出して電流の脈動分を取り出すことは
、電動機が現に回転しているかどうかの直接的情報を得
ることになる。すなわち脈動分であれば電動機は電圧が
印加されて回転していることを示し、脈動分が無ければ
回転していないことを示す。ここに脈動分とは、例えば
整流子付直流電動機の場合、ブラシが両方の整流子のま
たがるとき等制約にコイル抵抗が下がることによる電流
の脈動分、すなわち整流リプルを意味し、電動機の回転
によって生ずるものである。
、電動機が現に回転しているかどうかの直接的情報を得
ることになる。すなわち脈動分であれば電動機は電圧が
印加されて回転していることを示し、脈動分が無ければ
回転していないことを示す。ここに脈動分とは、例えば
整流子付直流電動機の場合、ブラシが両方の整流子のま
たがるとき等制約にコイル抵抗が下がることによる電流
の脈動分、すなわち整流リプルを意味し、電動機の回転
によって生ずるものである。
エンコーダの零回路出力は電動機の回転速度が零の場合
のエンコーダの出力であるから、これは電動機が現実に
回転していないことを示すわけであるが、電ｆＩ１機が
回転していてもエンコーダが断線していれば出力は零と
なり回転していない場合と同等の出力となる。
のエンコーダの出力であるから、これは電動機が現実に
回転していないことを示すわけであるが、電ｆＩ１機が
回転していてもエンコーダが断線していれば出力は零と
なり回転していない場合と同等の出力となる。
したがってエンコーダの零回転出力と脈動分有りの情報
が同時にあることは、エンコーダが断線異常状１魚にあ
ることを示す。
が同時にあることは、エンコーダが断線異常状１魚にあ
ることを示す。
本発明の実施例を第１図に示す。第１図において、１は
制御回路、２は駆動回路、３は電動機、４はエンコーダ
、５は電流検出器、６は波形成形回路である。
制御回路、２は駆動回路、３は電動機、４はエンコーダ
、５は電流検出器、６は波形成形回路である。
従来技術と同様に、外部から速度指令が制御回路１に入
力すると、制御回路］がら駆動信号が駆動回路２に与え
られ、これにより駆動回路２は電動機３に電圧を印加し
電動機は回転する。電動機の回転によりエンコーダ４か
ら回転に応した（ｉｊ号が出力となって制御回路１に与
えられ、従来技術と同様の演算制御により電動機は指令
速度で回転する。
力すると、制御回路］がら駆動信号が駆動回路２に与え
られ、これにより駆動回路２は電動機３に電圧を印加し
電動機は回転する。電動機の回転によりエンコーダ４か
ら回転に応した（ｉｊ号が出力となって制御回路１に与
えられ、従来技術と同様の演算制御により電動機は指令
速度で回転する。
以下本発明に関し特に詳述する。
電動機３に直列に電流検出器５を設け、これにより電動
機に流れる電流を検出する。この電流波形は整流作用に
より例えば第３図のように、直流成分Ｖｏ をもつ脈動
分のある波形である。この波形出力を波形成形回路６に
入力する。この回路６は、コンデンサ７、抵抗８，９、
コンパレータ１０で構成している。電流検出器５の出方
が脈動分を含んでいる場合には、この出力を波形成形回
路６に印加するとその入力部のコンデンサ７により抵抗
８に交流的に結合する結果、コンパレータ１０の＋（プ
ラス）入力には一定の直流に脈動分が加わった波形の電
圧が印加される。一方、コンパレータ１ｏの−（マイナ
ス）入力には抵抗８と９によって分圧される電圧が印加
され、この電圧は十入力側の入力波形の中心の直流電圧
となるように抵抗８，９の値が選ばれているので、コン
パレータ１０の出力には矩形波状の出力が得られる。
機に流れる電流を検出する。この電流波形は整流作用に
より例えば第３図のように、直流成分Ｖｏ をもつ脈動
分のある波形である。この波形出力を波形成形回路６に
入力する。この回路６は、コンデンサ７、抵抗８，９、
コンパレータ１０で構成している。電流検出器５の出方
が脈動分を含んでいる場合には、この出力を波形成形回
路６に印加するとその入力部のコンデンサ７により抵抗
８に交流的に結合する結果、コンパレータ１０の＋（プ
ラス）入力には一定の直流に脈動分が加わった波形の電
圧が印加される。一方、コンパレータ１ｏの−（マイナ
ス）入力には抵抗８と９によって分圧される電圧が印加
され、この電圧は十入力側の入力波形の中心の直流電圧
となるように抵抗８，９の値が選ばれているので、コン
パレータ１０の出力には矩形波状の出力が得られる。
また、電流検出器５の出力が脈動分を含まない場合はコ
ンパレータの出力は波形成形回路の分圧抵抗できまる直
流となるので、コンパレータの出力を制御回路１に入力
して演算処理することにより、電動機電流の脈動分の有
無を検知できる。
ンパレータの出力は波形成形回路の分圧抵抗できまる直
流となるので、コンパレータの出力を制御回路１に入力
して演算処理することにより、電動機電流の脈動分の有
無を検知できる。
第２図に、電動機の制御手順と共にエンコーダの断線異
常の検出手順を示す。
常の検出手順を示す。
従来技術と同様に、速度指令の取り込み、電動機の速度
計測、指令測度と計測速度との比較、印加電圧の増減の
計算を行うが、計測速度が零の場合には、先ず電動機の
電流に脈動分が有るか無いかを確認し、有りの情報にも
拘らずエンコーダが零回転出力であれば異常処理を行う
。また脈動分が無ければ電動機が回転していないので一
定時間以上零回路状態が続くかどうかを識別し、一定時
間以上であれば電動機の停止状態として異常処理を行い
、一定時間内であれば指令速度と計測速度とを比較し、
指令速度が計測速度より太きければ電動機の印加電圧を
増加するなど、従来技術と同じ制御手順を行う。
計測、指令測度と計測速度との比較、印加電圧の増減の
計算を行うが、計測速度が零の場合には、先ず電動機の
電流に脈動分が有るか無いかを確認し、有りの情報にも
拘らずエンコーダが零回転出力であれば異常処理を行う
。また脈動分が無ければ電動機が回転していないので一
定時間以上零回路状態が続くかどうかを識別し、一定時
間以上であれば電動機の停止状態として異常処理を行い
、一定時間内であれば指令速度と計測速度とを比較し、
指令速度が計測速度より太きければ電動機の印加電圧を
増加するなど、従来技術と同じ制御手順を行う。
以上の手順の中で、一定時間の経過を待つことなく、エ
ンコーダの零回転出力と電動機電流の脈動分の有りの情
報により、エンコーダの断線異常を検出することは本発
明の特徴である。
ンコーダの零回転出力と電動機電流の脈動分の有りの情
報により、エンコーダの断線異常を検出することは本発
明の特徴である。
なお、以上では整流子リプルを生ずる整流子付直流電動
機の場合について述べたが、ブラシの無い直流電動機の
場合でも、電流波形の代りに１相分の誘起電圧を使うこ
とにより同様に安全保護を行うことができる。
機の場合について述べたが、ブラシの無い直流電動機の
場合でも、電流波形の代りに１相分の誘起電圧を使うこ
とにより同様に安全保護を行うことができる。
また本実施例では、電動機の制御を印加電圧を変えるこ
とにより行ったが、一定周期内での電動機への通電時間
を変化させて回転数を制御する方式、すなわちＰＷＭ
（パルス幅変調）方式を行う場合も、電流波形を低域通
過形フィルタを通して波形成形回路に入力する方法でＰ
ＷＭ方式により生じた脈動の影響を除くことにより、同
様の安全保護を行うことができる。
とにより行ったが、一定周期内での電動機への通電時間
を変化させて回転数を制御する方式、すなわちＰＷＭ
（パルス幅変調）方式を行う場合も、電流波形を低域通
過形フィルタを通して波形成形回路に入力する方法でＰ
ＷＭ方式により生じた脈動の影響を除くことにより、同
様の安全保護を行うことができる。
本発明によれば、エンコーダの零回転出力と共に電動機
電流の脈動分有りの情報によって異常検出しているので
、エンコーダの断線異常が発生した場合、直ちに異常検
出し安全保護を行うことができる。また起動時車負荷で
電動機の回転か立ち上っていない場合は、電動機電流に
脈動分がないので、エンコーダの断線異常と区別でき、
誤動作を生じない。更に運転中にエンコーダの断線があ
っても、本発明では電流の脈動分を検知するので直ちに
異常検出できるということにより、機械が許容範囲を越
えて動くような不具合もない。
電流の脈動分有りの情報によって異常検出しているので
、エンコーダの断線異常が発生した場合、直ちに異常検
出し安全保護を行うことができる。また起動時車負荷で
電動機の回転か立ち上っていない場合は、電動機電流に
脈動分がないので、エンコーダの断線異常と区別でき、
誤動作を生じない。更に運転中にエンコーダの断線があ
っても、本発明では電流の脈動分を検知するので直ちに
異常検出できるということにより、機械が許容範囲を越
えて動くような不具合もない。
以上により本発明の目的が達成できる。
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は本発明の実
施例の手順の説明図、第３図は直流電動機の電流波形図
、第４図は従来技術の構成図、第５図及び第６図は従来
技術の手順の説明図である、１・・・制御回路、２・・
ｌ駆動回路、３・・直流電動機、４・・・エンコーダ、
５・・電流検出器、６・・・波形成形回路。
施例の手順の説明図、第３図は直流電動機の電流波形図
、第４図は従来技術の構成図、第５図及び第６図は従来
技術の手順の説明図である、１・・・制御回路、２・・
ｌ駆動回路、３・・直流電動機、４・・・エンコーダ、
５・・電流検出器、６・・・波形成形回路。
Claims (1)
- １、直流電動機の回転に応じた信号を出力するエンコー
ダを備え、その出力を利用して直流電動機を所要の回転
に制御する制御装置における、エンコーダ断線時におこ
り得る該電動機の異常回転を回避するための安全保護装
置において、直流電動機の電流を検出して該電動機の回
転によつて生ずる電流または電圧の脈動分を取り出す手
段と、該電動機が回転していないことを示すエンコーダ
出力と上記脈動分有りの情報とから断線異常を判定する
手段、とを備えることを特徴とする、エンコーダ付直流
電動機の安全保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060926A JPS63228987A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | エンコ−ダ付直流電動機の安全保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62060926A JPS63228987A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | エンコ−ダ付直流電動機の安全保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63228987A true JPS63228987A (ja) | 1988-09-22 |
Family
ID=13156480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62060926A Pending JPS63228987A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | エンコ−ダ付直流電動機の安全保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63228987A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098553A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Yaskawa Electric Corp | 回転検出系異常判別方法及びその装置 |
| JP2015213931A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 株式会社ダイヘン | モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62060926A patent/JPS63228987A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098553A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Yaskawa Electric Corp | 回転検出系異常判別方法及びその装置 |
| JP2015213931A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | 株式会社ダイヘン | モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法 |
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