(57)【要約】【課題】熱特性の異なるモータコイルに適用可能なモータコイルの発熱抑制方法を提供する。【解決手段】ステップＳ１５は、この時間積分値が初期設定された発熱検知レベル（ｎ）以上であるか否かを判定する。肯定判定であればステップＳ２０で、次回の発熱検知レベル（ｎ＋１）を発熱検知レベル（ｎ）の９９％に設定して、ステップＳ２５へ進み、モータコイルへの通電を停止する。ステップＳ３０は、時間積分により検知されるモータコイルの放熱状態が、復帰レベル（ｎ）＝発熱検知レベル（ｎ）×９７％以下であるか否かを判定する。肯定判定されるとステップＳ３５へ進み、モータコイルへの通電を復帰させる。ステップＳ４０で変数ｎをｎ＝ｎ＋１としてステップＳ１５へ戻る。ステップＳ１５からステップＳ４０の放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に、発熱検知レベル（ｎ）及び復帰レベル（ｎ）の設定値が初期設定値から順次１％ずつ低い値に設定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータコイルの通電制御のための一定周期ごとに発生するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を記憶し、当該ＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分し、該時間積分値と基準設定値とを比較してモータコイルの発熱状態を検知し、前記時間積分値が初期設定した発熱検知レベル以上であれば、モータコイルへの通電を停止して放熱させるとともに、通電停止中の前記時間積分によりモータコイルの放熱状態を検知し、当該時間積分値が初期設定した復帰レベル以下であればモータコイルへの通電を復帰させるようにし、この放熱・復帰サイクルを繰り返すことによりモータコイルの発熱を抑制する方法において、
前記発熱検知レベル及び復帰レベルを、放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に順次低い値に設定するとともに、前記時間積分値が設定したリセットレベル以下となったとき、発熱検知レベル及び復帰レベルを初期設定のレベルにリセットすることを特徴とするモータコイルの発熱抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータコイルの発熱抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの速度制御の一方法であるＰＷＭ（パルス幅変調）制御を利用して、モータコイルの通電制御のための一定周期ごとに発生するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を記憶し、当該ＰＷＭ値を所定監視時間分遡り時間積分して積分値を求め、当該積分値と基準設定値とを比較してモータコイルの異常発熱を検知するモータコイルの異常発熱検知方法が、特開２００２−３６９５６７号公報に開示されている。また、このモータコイルの異常発熱検知方法を利用したリニア直流モータの過熱防止方法が、特開２００６−３４０７９号公報に開示されている。
【０００３】
さらに、上記モータコイルの異常発熱検知方法を用いることにより、検知した発熱が設定した発熱検知レベル以上であれば、モータコイルへの通電を停止して放熱させるとともに、通電停止中の時間積分によりモータコイルの放熱状態を検知し、当該時間積分値が設定した復帰レベル以下であれば、モータコイルへの通電を復帰させるようにし、この放熱・復帰サイクルを繰り返すことによりモータコイルの発熱を抑制する方法が実施されている（図５参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６９５６７号公報
【特許文献２】特開２００６−３４０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記モータコイルの異常発熱検知方法は、通電時のモータコイルの熱特性に基づく現実の発熱温度と、ＰＷＭ信号のＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分し、該時間積分値に基いて検知されるモータコイルの発熱との相関性を、シミュレーションや実験を繰り返して、発熱量を推定する積分の方法や放熱量を推定する減算の方法やパラメータを特定する作業が必要となる。従って、熱特性の異なるモータコイルに対しては、モータコイルの熱特性に応じて単純に発熱検知レベル及び復帰レベルを変更しても対応できない。さらに、上記の特定作業は多くの手間と時間が掛かり、熱特性が異なるモータコイル毎に行うことは現実的ではない。
【０００５】
そして、上記図５に示す従来のモータコイルの発熱抑制方法は、発熱検知レベルと復帰レベルが何れも固定値であって、復帰レベルは発熱検知レベルの積分値の９７パーセントに設定されている。このため、モータがパワーアップされてモータコイルの熱容量が大きくなったときには、上記発熱検知の方法によりモータコイルの放熱が復帰レベル以下になったと検知されても、放熱が十分でない場合がある。この場合、十分な放熱を確保するために復帰レベルを下げると、モータが復帰するまでの時間が長くなり使用上問題がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、熱特性の異なるモータコイルに適用可能なモータコイルの発熱抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１に記載のモータコイルの発熱抑制方法は、モータコイルの通電制御のための一定周期ごとに発生するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を記憶し、当該ＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分し、該時間積分値と基準設定値とを比較してモータコイルの発熱状態を検知し、前記時間積分値が初期設定した発熱検知レベル以上であれば、モータコイルへの通電を停止して放熱させるとともに、通電停止中の前記時間積分によりモータコイルの放熱状態を検知し、当該時間積分値が初期設定した復帰レベル以下であればモータコイルへの通電を復帰させるようにし、この放熱・復帰サイクルを繰り返すことによりモータコイルの発熱を抑制する方法において、前記発熱検知レベル及び復帰レベルを、放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に順次低い値に設定するとともに、前記時間積分値が設定したリセットレベル以下となったとき、発熱検知レベル及び復帰レベルを初期設定のレベルにリセットすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載のモータコイルの発熱抑制方法は、初期設定された発熱検知レベル及び復帰レベルを、放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に順次低い値に設定するから、各放熱・復帰サイクル間にモータコイルに蓄熱される量を漸減でき、モータコイルの発熱を確実に抑制できる。特に熱容量が大きく熱し難く冷め難いモータコイルは、起動直後ではモータコイルの発熱による温度上昇の度合いが低いから、発熱検知プログラムで検知される発熱の方が、モータコイルの実際の発熱よりも大きくなり異常発熱に至る恐れはない。従って、本発明方法は、パワーアップに伴ってモータコイルの熱容量が大きくなったモータに対しても、発熱検知レベル及び復帰レベルの初期設定値を変更する必要が無く適用することができる。さらに、ＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分した時間積分値がリセットレベル以下となると、直ちに発熱検知レベル及び復帰レベルを初期設定のレベルにリセットする。従って、継続運転後、長時間停止したモータの運転が再開された場合、リセットされた初期設定の発熱検知レベル及び復帰レベルにより、発熱検知及び放熱状態が検知されるからモータの運転効率が向上する。
【実施例１】
【０００８】
本発明の実施例を添付図面により説明する。図１は、本発明のモータコイルの発熱抑制方法が適用される磁石可動型リニアモータ（以下、単に「リニアモータ」という。）１の概略の構成図、図２はブロック図である。リニアモータ１の可動子２は、ヨーク（図示せず）に同一形状の永久磁石４を複数配列固定し、軌道に沿って走行可能にしている。各永久磁石４は厚さ方向に着磁され、隣接する当該磁石同士が互いに極性を異にするようにヨークへ配設されている。また、固定子３は、複数個のモータコイル５からなるモータコイルユニット６を軌道に沿って配設し、各モータコイルユニット６は、コントローラ７に、信号線、給電線等のコード類をまとめたハーネス８により接続されている。
【０００９】
図２に示すように、コントローラ７はゲート信号出力回路１１、ＰＷＭ信号出力回路１２、サーボ制御回路１３、位置・速度検出回路１４等を組み込んだマイクロコンピュータ１６及び駆動回路１５等から構成されている。位置・速度検出回路１４は、各コイルユニット６に配置して可動子２とモータコイル５との相対位置を検出する位置センサ１７の位置検出信号に基づいて、可動子２の位置及び速度を検出する。
【００１０】
この可動子２の位置及び速度に基づいて、サーボ制御回路１３が所定の制御プログラムに従って、ゲート信号出力回路１１とＰＷＭ信号出力回路１２にそれぞれ制御信号を送信する。この制御信号に基づいて、ゲート信号出力回路１１はゲート信号を駆動回路１５に送信し、ＰＷＭ信号出力回路１２はモータコイル５の出力制御のためのＰＷＭ信号を同じく駆動回路１５に送信する。これにより、スター結線されたモータコイル５へ通電が切り替わり各モータコイル５の極性が変化し、可動子２の永久磁石４の極性との関係により該可動子２を一定方向へ走行させる。
【００１１】
本発明のモータコイルの発熱抑制方法について、図３のフローチャート及び図４のグラフを参照して説明する。モータ駆動によりリニアモータ１は、マイクロコンピュータ１６に組み込まれた発熱検知プログラムに基づいてモータコイル５の発熱状態を検知する。モータコイル５の発熱状態の検知は、一定周期毎に発生するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を記憶し、該ＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分し、該時間積分値と基準設定値とを比較することにより行っている。ここで、発熱検知レベル（ｎ）の初期値（ｎ＝１）は所定値に設定され、復帰レベル（ｎ）の初期値（ｎ＝１）は、発熱検知レベルの初期値の９７％に設定されている。また、リセットレベルとして、モータコイル５が殆ど発熱していないと判断できる発熱検知レベルの値に設定されている（図４参照）。
【００１２】
処理がスタートするとステップＳ１０で変数ｎをｎ＝１とする。ステップＳ１５では、この時間積分値が初期設定された発熱検知レベル（ｎ＝１）以上であるか否かを判定する。肯定判定であればステップＳ２０に進み、否定判定であればステップＳ４５へ進む。ステップＳ２０では、次回の発熱検知レベル（ｎ＋１）を発熱検知レベル（ｎ）の９９％に設定する。続いてステップＳ２５へ進み、モータコイル５への通電を遮断しリニアモータ１の駆動を停止させる。この通電停止により、リニアモータ１のモータコイル５は放熱を開始する。この通電停止の間にも、一定周期毎に発生するＰＷＭ信号のＰＷＭ値を記憶し、該ＰＷＭ値を所定監視時間分遡って時間積分を継続し、リニアモータ５の放熱状態を検知している。
【００１３】
上記ステップＳ３０では、ＰＷＭ値の時間積分により検知されるモータコイル５の放熱状態が復帰レベル（ｎ）＝発熱検知レベル（ｎ）×９７％以下であるか否かを判定する。否定判定の場合は、肯定判定されるまで待機してモータコイル５からの放熱を継続する。肯定判定されるとステップＳ３５へ進んで、モータコイル５への通電を復帰させ、リニアモータ１の駆動を再開する。そして、続くステップＳ４０で変数ｎをｎ＝ｎ＋１としてステップＳ１５へ戻る。このように、ステップＳ１５からステップＳ４０に示される放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に、発熱検知レベル（ｎ）及び復帰レベル（ｎ）の設定値が初期設定値から順次１パーセントずつ低い値に設定される。
【００１４】
一方、上記ステップＳ１５で否定判定された場合はステップＳ４５へ進み、ＰＷＭ値の時間積分値を、予め設定したリセットレベルと比較判定する。時間積分値がリセットレベルより大であれば、ステップＳ１５へ戻り処理を続行する。時間積分値がリセットレベル以下であれば、ステップＳ５０へ進み、放熱・復帰サイクルを繰り返す毎に順次低い値に設定された発熱検知レベルを初期設定値にリセットする。発熱検知レベルが初期設定値にリセットされると、復帰レベルも自動的に初期設定値にリセットされる。そして、ステップＳ１０以下の処理を継続する。
【００１５】
上記したようにモータコイル５の発熱抑制方法は、モータコイル５の発熱を確実に抑制できるものであり、特に熱容量が大きく熱し難く冷め難いモータコイル５は、起動直後ではモータコイル５の発熱による温度上昇の度合いが低いから、発熱検知プログラムで検知される発熱の方が、モータコイル５の実際の発熱よりも大きくなり異常発熱に至る恐れはない。従って、ホテルの玄関ドア等の開閉のためのパワーアップに伴って、モータコイルの熱容量が大きくなったリニアモータに対しても、発熱検知レベル及び復帰レベルの初期設定値を変更する必要が無く適用することができる。この場合、ドアが開閉されない状態が長時間継続した後のドアの開閉駆動は、発熱検知レベル及び復帰レベルが初期設定のレベルにリセットされているから、発熱検知及び放熱状態が検知されるまでの連続運転時間が長くなる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係るモータコイルの発熱抑制方法が適用されるリニアモータの概略の構成図である。
【図２】実施例に係るモータコイルの発熱抑制方法が適用されるリニアモータの概略のブロック図である。
【図３】実施例に係るモータコイルの発熱抑制処理の概略を示したフローチャートである。
【図４】実施例に係るモータコイルの発熱抑制処理の概略を示したグラフである。
【図５】従来のモータコイルの発熱抑制処理の概略を示したグラフである。
【符号の説明】
【００１７】
１…リニアモータ、２…可動子、３…固定子、４…永久磁石、５…モータコイル、６…コイルユニット、７…コントローラ、８…ハーネス、
１１…ゲート信号出力回路、１２…ＰＷＭ信号出力回路、１３…サーボ制御回路、１４…位置・速度検出回路、１５…駆動回路、１６…マイクロコンピュータ、１７…位置センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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