(57)【要約】【課題】部品が少なく安価に構成できるとともに、出力電圧を大きく可変させることが可能なモータ電源回路を提供する。【解決手段】パルストランス２の２次コイル側に異なる２次電圧の一つを出力可能にされた複数の出力端子を設け、２次電圧切換スイッチ８により複数の出力端子のいずれか一つを選択可能にさせることより、モータ電源回路０の出力電圧を可変にするようにした。これにより、前述の複数の出力端子において、通常運転時には高電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチ８が機能し、三相ＡＣサーボモータの動力線が短絡したり地絡したりする異常発生時には低電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチ８が機能するようにすれば、通常運転時はパワー素子に所定の電力が供給されるとともに、異常発生時はパワー素子に大きな短絡電流が流れないような、モータ電源回路０とすることができる。【選択図】　図４
2004023972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規定周波数の駆動信号を生成する発振回路と、
該発振回路にて生成された駆動信号をデュティ制御するトランジスタと、
該トランジスタにてデュティ制御された駆動信号を所定の電圧に変換するパルストランスと、
該パルストランスの出力信号を整流するダイオードと、
該ダイオードにおいて整流された信号を平滑化する平滑用コンデンサと、
前記パルストランスの２次コイル側と前記ダイオードとの間に介装された２次電圧切換スイッチと、
を有し、
前記パルストランスはその２次コイル側に異なる２次電圧の一つを出力可能にされた複数の出力端子を具備し、前記２次電圧切換スイッチにより前記複数の出力端子のいずれか一つを選択可能にされていることを特徴とするモータ電源回路。
【請求項２】
前記２次電圧切換スイッチは通常運転時と異常発生時のそれぞれにおいて前記複数の出力端子のいずれか一つを選択するようにされていることを特徴とする請求項１に記載のモータ電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三相ＡＣサーボモータを駆動するパワー素子に電源を供給するモータ電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三相ＡＣサーボモータを駆動する回路においては、一般にＩＰＭと呼ばれるパワー素子が使用され、Ｕ、Ｖ、Ｗ上／下各相の制御用パワー素子をＰＷＭ制御している。そのため、三相ＡＣサーボモータ１個につき、４個の独立したモータ電源回路が必要となる。このモータ電源回路としては、一般に、図１に示すような、パルストランスをスイッチングし平滑化したオープンループの構成のものが使用されている。
【０００３】
すなわち、図１は、従来技術におけるモータ電源回路０であり、発振回路３にて規定周波数の駆動信号が生成され、ＦＥＴ等のトランジスタ４によりパルストランス２の１次側（入力側）がデュティ制御される。パルストランス２ではデュティ制御された駆動信号が所定の電圧に変換される。パルストランス２の２次側（出力側）にはダイオード５と平滑用コンデンサ６が接続されており、デュティ制御され所定の電圧に変換された駆動信号が整流され、平滑化され、モータ電源回路０の出力電圧が生成される。この出力電圧が図示しない三相ＡＣサーボモータを駆動する図示しないパワー素子に供給されることになる。この図１に示した従来のモータ電源回路０は、部品が少なく安価に構成できる反面、負荷電流が一定であるため、モータ電源回路０の出力電圧を可変にすることはできない。
【０００４】
一般に、モータ電源回路０の出力電圧を高くすれば、ＩＰＭの動作速度が速くなり、その結果、三相ＡＣサーボモータが高速に駆動されることになる。一方、モータ電源回路０の出力電圧を低くすれば、ＩＰＭの動作に伴うサージノイズが低減するため制御精度が確保され、その結果、三相ＡＣサーボモータが高精度に駆動されることになる。前述したように図１に示した従来のモータ電源回路０ではその出力電圧を可変にすることはできないので、この従来のモータ電源回路０においては、三相ＡＣサーボモータの駆動速度と駆動精度のバランスを考慮して決定した一定の出力電圧をＩＰＭに供給するようにしている。このように、モータ電源回路０から電力を供給されたパワー素子が最適な特性を出すように、モータ電源回路０の出力電圧が設定されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、三相ＡＣサーボモータの動力線が短絡したり地絡したりする異常発生時においては、パワー素子に大きな短絡電流が流れてしまう場合がある。図３は、モータ電源回路０の出力電圧と、前述した異常発生時におけるパワー素子に流れる短絡電流との関係を示したグラフである。このグラフからわかるように、モータ電源回路０の出力電圧が増加していくと、パワー素子に流れる短絡電流は２次関数的に増加していくことになる。したがって、前述した異常発生時ではない通常運転時においてはモータ電源回路０の出力電圧は一般に高いので、このときに前述した異常発生時の状態になるとパワー素子に大きな短絡電流が流れることになる。その結果、パワー素子により駆動される三相ＡＣサーボモータの駆動回路に大きなサージ電圧が発生することになり、これにより周辺回路にノイズが混入し誤動作が生じたりするなどの不具合が発生することになる。
【０００６】
この不具合の発生を防止する方法としては、モータ電源回路０の出力電圧を可変にする手段をモータ電源回路０に設けることが考えられる。図２は、平滑用コンデンサ６と並列に、スイッチを具備する負荷抵抗を有する負荷電流可変回路７を設け、負荷電流可変回路７のスイッチを適宜切り換えることにより、モータ電源回路０の出力電圧を３段階に可変にしたモータ電源回路０を示したものである。この図２に示した電源回路０は、安価に構成できるという利点はあるが、出力電圧を可変にできる範囲が小さいため、前述した異常発生時においてモータ電源回路０の出力電圧を急激に下降させる用途には不向きである。
【０００７】
本発明は、係る従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、部品が少なく安価に構成できるとともに、出力電圧を大きく可変させることが可能なモータ電源回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明では、パルストランスの２次コイル側に異なる２次電圧の一つを出力可能にされた複数の出力端子を設け、２次電圧切換スイッチにより複数の出力端子のいずれか一つを選択可能にさせることより、モータ電源回路の出力電圧を可変にするようにした。すなわち、請求項１に係るモータ電源回路は、規定周波数の駆動信号を生成する発振回路と、この発振回路にて生成された駆動信号をデュティ制御するトランジスタと、このトランジスタにてデュティ制御された駆動信号を所定の電圧に変換するパルストランスと、このパルストランスの出力信号を整流するダイオードと、このダイオードにおいて整流された信号を平滑化する平滑用コンデンサと、前記パルストランスの２次コイル側と前記ダイオードとの間に介装された２次電圧切換スイッチと、を有し、前記パルストランスはその２次コイル側に異なる２次電圧の一つを出力可能にされた複数の出力端子を具備し、前記２次電圧切換スイッチにより前記複数の出力端子のいずれか一つを選択可能にされている。
【０００９】
係る構成としたことにより、パルストランスの２次コイル側に具備された複数の出力端子において、請求項２に記載のように、通常運転時には高電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチが機能し、三相ＡＣサーボモータの動力線が短絡したり地絡したりする異常発生時には低電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチが機能するようにすれば、通常運転時はパワー素子に対して所定の電力が供給されるような高い出力電圧を発生するとともに、異常発生時はパワー素子に大きな短絡電流が流れないような低い出力電圧を発生する、モータ電源回路とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図４は、本発明の一実施形態におけるモータ電源回路０である。発振回路３にて規定周波数の駆動信号が生成され、ＦＥＴ等のトランジスタ４によりパルストランス２の１次側（入力側）がデュティ制御される。パルストランス２ではデュティ制御された駆動信号が所定の電圧に変換される。パルストランス２の２次側（出力側）にはダイオード５と平滑用コンデンサ６が接続されており、デュティ制御され所定の電圧に変換された駆動信号が整流され、平滑化される。
【００１１】
ところで、図４に示したモータ電源回路０においては、パルストランス２の２次コイル側（出力コイル側）とダイオード５との間に、２ポジションに切り換え可能にされた２次電圧切換スイッチ８が介装されている。この２次電圧切換スイッチ８の切り換えは、図示しない制御装置から送信されてくる制御信号９により行われる。また、パルストランス２は、その２次コイル側に、異なる２次電圧を出力する２つの出力端子Ｖ１、Ｖ２を具備している。そして、前述した２次電圧切換スイッチ８が切り換わることにより、２つの出力端子Ｖ１、Ｖ２のいずれか一方を選択可能にされており、出力端子Ｖ１を選択した方が出力端子Ｖ２を選択した方よりも、パルストランス２の２次電圧が高くなるようにされている。
【００１２】
次に、図４に示した本発明の一実施形態に係るモータ電源回路０における作用について、通常運転時と異常発生時の２つの状態に分けて説明する。なお、ここでいう異常発生時とは、三相ＡＣサーボモータの動力線が短絡したり地絡したりすることにより、モータ電源回路０の出力電圧により駆動する図示しないパワー素子に短絡電流が発生しうるような状態をいう。また、通常運転時とは前述した異常発生時以外の状態をいう。
【００１３】
通常運転時には、図示しない制御装置から送信されてくる制御信号９により、２次電圧切換スイッチ８は高電圧側の出力端子Ｖ１側に切り換わる。これによるパルストランス２の２次電圧は、図示しない三相ＡＣサーボモータを駆動する図示しないパワー素子に対して、モータ電源回路０が十分な出力電圧を発生させることが可能な電圧である。一方、異常発生時には、図示しない制御装置から送信されてくる制御信号９により、２次電圧切換スイッチ８は低電圧側の出力端子Ｖ２側に切り換わる。これによるパルストランス２の２次電圧は、三相ＡＣサーボモータを駆動するパワー素子に大きな短絡電流が流れないような出力電圧をモータ電源回路０が発生するような電圧となる。したがって、パワー素子により駆動される三相ＡＣサーボモータの駆動回路に大きなサージ電圧が発生することはなくなり、これにより周辺回路にノイズが混入し誤動作が生じたりするなどの不具合が発生することもなくなる。
【００１４】
以上、本発明の一実施形態について説明した。図４に示したモータ電源回路０においては、２次電圧切換スイッチ８は２ポジションのスイッチであり、また、パルストランス２の２次コイル側の出力端子はＶ１、Ｖ２の２つだけであったが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、２次電圧切換スイッチ８は３ポジション以上に切り換え可能なスイッチとしてもよく、またパルストランス２の２次コイル側の出力端子は３つ以上設けるようにしてもよい。この場合は、２次電圧切換スイッチ８の３ポジション以上のうちの一つのポジション、及びパルストランス２の２次コイル側の３つ以上の出力端子のうちの一つの出力端子については、前述した異常発生時用の低電圧側のポジション及び出力端子とし、他のポジション及び出力端子については、通常運転時用の高電圧側のポジション及び出力端子とすれば、図２に示した負荷電流可変回路７を設けなくても、通常運転時においてモータ電源回路０の出力電圧は複数設定できることになる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のモータ電源回路によれば、パルストランスの２次コイル側に異なる２次電圧の一つを出力可能にされた複数の出力端子を設け、２次電圧切換スイッチにより複数の出力端子のいずれか一つを選択可能にさせることより、モータ電源回路の出力電圧を可変にするようにしたので、部品が少なく安価に構成できるとともに、出力電圧を大きく可変させることが可能なモータ電源回路を提供することができた。そのため、三相ＡＣサーボモータの動力線が短絡したり地絡したりする異常発生時には低電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチが機能し、異常発生時以外の通常運転時には高電圧側の出力端子が選択されるように２次電圧切換スイッチが機能するようにすれば、通常運転時はパワー素子に対して所定の電力が供給されるような高い出力電圧を発生するとともに、異常発生時はパワー素子に大きな短絡電流が流れないような低い出力電圧を発生する、モータ電源回路とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術におけるモータ電源回路０を示す回路図である。
【図２】図１とは別の従来技術におけるモータ電源回路０を示す回路図である。
【図３】モータ電源回路０の出力電圧と、異常発生時におけるパワー素子に流れる短絡電流との関係を示したグラフである。
【図４】本発明の一実施形態におけるモータ電源回路０を示す回路図である。
【符号の説明】
０　モータ電源回路
１　コンデンサ
２　パルストランス
３　発振回路
４　トランジスタ
５　ダイオード
６　平滑用コンデンサ
７　負荷電流可変回路
８　２次電圧切換スイッチ
９　制御信号
【図１】
2004023972.tif 000003
【図２】
2004023972.tif 000004
【図３】
2004023972.tif 000005
【図４】
2004023972.tif 000006