(57)【要約】【課題】ダイナミックブレーキ回路を設けず、非常停止時に一定の減速又はトルク等の機械に応じた停止方法が可能なダイナミックブレーキを提供する。【解決手段】モータを駆動する制御方法において、主回路遮断などの非常停止時モータ５を駆動するパワートランジスタ４の上側又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を制動中に変化させ、機械に合わせた減速で停止させるものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動する制御方法において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率をあらかじめ設定した比率で点弧して、モータを停止又は保持することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項２】
モータを駆動する制御方法において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を制動中に変化させ、機械に合わせた減速で停止させることを特徴とするモータ制御方法。
【請求項３】
前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を主回路異常時にはモータ電流を零とするフリーラン状態とすることにより停止させることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御方法。
【請求項４】
前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を制動中に変化させることにより電流を制御して一定のトルクで停止させることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御方法。
【請求項５】
前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時にある比率又は下側トランジスタを同時にある比率で点弧させる際に、前記パワートランジスタの上側と下側を交互に点弧して該パワートンジスタの負担を軽減して、停止させることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ制御方法。
【請求項６】
モータを駆動する制御装置において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率をあらかじめ設定した比率で点弧して、モータを停止又は保持する制御部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
モータを駆動する制御装置において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率を制動中に変化させ、機械に合わせた減速で停止させる制御部を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率をフリーラン状態とし、停止させることを特徴とする請求項６または７記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率を制動中に変化させ、電流を制御して一定のトルクで停止させることを特徴とする請求項６または７記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にある比率で又は下側トランジスタを同時にある比率でベースドライブ回路を介して点弧させる際に、前記パワートランジスタの上側と下側を交互に点弧して該パワートランジスタの負担を軽減して、停止させることを特徴とする請求項６または７記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動するサーボ又はインバータ制御装置における停止方法で、非常停止時モータをダイナミックブレーキをかけて停止又は保持するモータ制御装置のモータ停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを駆動するモータ制御装置において、ダイナミックブレーキが必要な場合、図６に示す従来のモータ制御装置の構成図のように、リレーや抵抗を用いてモータ出力を短絡するダイナミックブレーキ回路７を別に設けていた。
また、このようなダイナミックブレーキ回路７を削減して低コスト化を図った例として、特許文献１に開示の「サーボモータのダイナミックブレーキ回路」を挙げることができる。この場合は、主回路遮断等の緊急停止時に、トランジスタモジュールの上側又は下側トランジスタを同時に点弧させて、各相間をトランジスタと他のトランジスタの逆並列接続のダイオードを介して短絡・閉回路を形成してモータのエネルギを消費させてブレーキをかけるものである。
また、特許文献２に開示の「空気調和機のファン用ブラシレスモータの駆動装置」も、トランジスタモジュール回路を利用してブレーキをかける例であるが、この場合は、トランジスタモジュールの上側又は下側トランジスタの、いずれか一方の１つの相のトランジスタと、他方のトランジスタの残りの２つの相のトランジスタを点弧させ、エネルギを電源に戻して停止させるもので、それに、例えば、雰囲気温度０°Ｃを境界点として通電時のＰＷＭデューティ比を変えて、寒冷時等における温度補償を行っているが、特許文献２の場合は通常動作での起動時に、外風によって回転させられるモータの位置を停止させて位置決めを行うためであって、特許文献１のような異常時における緊急停止のダイナミックブレーキ動作とは、回路構成や、動作も異なる。
このように従来のモータ制御装置では、モータの回転エネルギーをモータの電機子や抵抗で消費させて停止させていた。
【特許文献１】特開平０９−４７０５４号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−３１９６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図６に示すような従来のモータ制御では、ダイナミックブレーキ回路が別に必要であり、停止時の減速度を変えたい場合は、抵抗等の大きさを変えなければならないが、抵抗値を合わせても一定の減速度にはならないという問題があった。
また、停止時の減速度を抵抗等の大きさを合わせて行うには、機械やモータより算出して適当な抵抗値を選択しなくてはならないので、その間、時間と労力を必要とするという問題があった。
また、特許文献１の場合は、停止時の減速度を変えることはできず、又、調整しても一定の減速にはならないという問題があった。
また、特許文献２の場合は、通常運転の回生動作であって、デューティ比を変えているが温度補償のためであって、制動中に一定の減速又は一定のトルク等の機械に応じた停止方法は不可能であり、制動中に上側と下側のトランジスタを交互に点弧して負担を軽減することも不可能であると言う問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ダイナミックブレーキ回路を別に設ける必要が無く主回路遮断時に、一定の減速又は一定のトルク等の機械に応じた停止方法を可能にするモータ制御装置およびその制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はモータ制御方法に係り、モータを駆動するモータ制御方法において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率をあらかじめ設定した比率で点弧して、モータを停止又は保持することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は請求項１記載のモータ制御方法において、モータを駆動するモータ制御方法において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を制動中に変化させ、機械に合わせた減速で停止させることを特徴としている。
また、請求項３記載の発明は請求項１又は２記載のモータ制御方法において、前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を主回路異常時にはモータ電流を零とするフリーラン状態とすることにより停止させることを特徴としている。
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のモータ制御方法において、前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率を制動中に変化させることにより電流を制御して一定のトルクで停止させることを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載のモータ制御方法において、前記パワートランジスタの上側トランジスタを同時にある比率又は下側トランジスタを同時にある比率で点弧させる際に、前記パワートランジスタの上側と下側を交互に点弧して該パワートンジスタの負担を軽減して、停止させることを特徴としている。
また、請求項６記載の発明はモータ制御装置に係り、モータを駆動する制御装置において、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタの上側トランジスタを同時に点弧する比率又は下側トランジスタを同時に点弧する比率をあらかじめ設定した比率で点弧して、モータを停止又は保持する制御部を備えたことを特徴としている。
また、請求項７記載の発明は、モータを駆動するモータ制御装置に係り、非常停止時モータを駆動するパワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率を制動中に変化させ、機械に合わせた減速で停止させる制御部を備えたことを特徴としている。
また、請求項８記載の発明は、請求項６又は７記載のモータ制御装置において、前記制御部が前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率をフリーラン状態とし、停止させることを特徴としている。
また、請求項９記載の発明は、請求項６又は７記載のモータ制御装置において、前記制御部が前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率又は下側トランジスタを同時にベースドライブ回路を介して点弧する比率を制動中に変化させ、電流を制御して一定のトルクで停止させることを特徴としている。
また、請求項１０記載の発明は、請求項６又は７記載のモータ制御装置において、前記制御部が前記パワートランジスタモジュールの上側トランジスタを同時にある比率で又は下側トランジスタを同時にある比率でベースドライブ回路を介して点弧させる際に、前記パワートランジスタの上側と下側を交互に点弧して該パワートランジスタの負担を軽減して、停止させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１、２および６、７の発明によれば、ダイナミックブレーキ回路を別に設けることなく停止させることが可能であり、点弧する比率をあらかじめ設定あるいは制動中に変化させるので、機械等に合わせた減速で停止させることができる。
請求項３および８の発明によれば、主回路の異常等の発生時には点弧する比率をフリーラン状態とするので、安全に停止させることができる。
請求項４および９の発明によれば、点弧する比率を制動中に変化させるので、電流を制御して一定のトルクで停止させることができる。
請求項５および１０の発明によれば、同時にある比率で点弧する際に、パワートランジスタの上側と下側を交互に点弧するので、パワートランジスタの負担を軽減して停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図、図２は図１に示すパワートランジスタのスイッチングのタイミングを示す図、図３は図１に示すモータ制御装置の制御方法のフローチャートである。
図１において、１は制御部の中核を構成するマイクロコンピュータ、２はＰＷＭ変換回路、３はベースドライブ回路、４はパワートランジスタモジュール、５はモータ、６は電流検出回路である。
【０００８】
つぎに各図を参照して動作について説明する。
先ず、マイクロコンピュータ１は電流やトルクといった指令を外部のコントローラ（図示していない）等から受け取る。そして、例えば、電流指令の場合は電流指令より電流検出回路６からの電流フィードバックを差し引き、電流制御を行いその出力をＰＷＭ変換回路２でＰＷＭ処理して、ベースドライブ回路３よりパワートランジスタ４を駆動してモータ５を制御する。
【０００９】
図２は通常運転からＤＢ（ダイナミックブレーキ）停止処理へのパワートランジスタのスイッチングのタイミングを示したもので、時間ｔ以前が通常動作を、ｔ以後がＤＢ停止処理時の状態を示している。図２のｔ以前の通常動作では、Ｕ、Ｖ、Ｗ相とも上側も下側もスイッチングして電流を制御しているが、時間ｔ以後のＤＢ停止状態の場合は、時間ｔのタイミングで上側（又は下側）のトランジスタのみ、一定の比率でスイッチングして、その比率に応じて電流が流れダイナミックブレーキがかかる。また、比率をフリーラン状態とする場合は、点弧を停止し、電流を流さないことで、主回路を保護し安全に停止できる。
【００１０】
次に、図３のフローチャートを参照すると、始めにＤＢ停止かどうかを判断する（ステップ１、以降Ｓ１と略す）。ＤＢ停止の場合は、ＤＢ停止のトルク又は惰走距離等に応じてＵ、Ｖ、Ｗ各相の上側を点弧する比率を設定する（Ｓ２）。そして下側トランジスタは消弧する。一般に点弧する比率を小さくすると電流は小さくなるので、どの程度の比率にするかは機械等に応じて決定する。
次に、ＤＢ停止完了かどうか？、を判断する（Ｓ３）。ＤＢ停止完了の場合は、停止処理を行う（Ｓ４）。停止処理は、例えば、ＤＢ停止の継続、フリーラン又は機械式のブレーキをかける等の処理を行う。また、Ｓ３の判断でＤＢ停止完了ではない場合は、ＤＢ処理を継続する。
以上のようにして、ＤＢ停止のトルク又は惰走距離等により、機械に応じてＤＢ停止を行うことができる。
【実施例２】
【００１１】
次に、本発明の実施例２について図を参照して説明する。
図４は本発明の実施例２に係るモータ制御方法のフローチャート、図５は図４に示すスイッチング比率を変えた図である。
なお、図１に示したモータ制御装置の構成図は実施例２でも共通である。
実施例２では減速度やトルクが一定の場合の例であって、その場合スイッチングの比率は一定ではない制御となる。
図４を参照すると、先ず、ＤＢ停止かどうか？を判断する（Ｓ１１）。ＤＢ停止の場合は、続いて、減速度が一定かどうか？を判断する（Ｓ１２）。減速度が一定の場合は、減速度が一定になるようにスイッチングの比率を制御するもので、速度検出を行って減速度を算出して、予め設定した減速度より大きい場合は（Ｓ１３）、図５に示すように、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の上側の点弧する比率（スイッチング比率）を小さくする（Ｓ１４）。このように点弧する比率を小さくするのは、小さくすると電流が小さくなるので、減速度を抑えることができるからである。逆に点弧する比率を大きくすると電流が大きくなるので、減速度も大きくすることができる。
又、Ｓ１３の判断で、速度検出から減速度を算出した際に、予め設定した減速度より小さかった場合は、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の上側の点弧する比率を大きくする（Ｓ１５）。なお、この場合の、どの程度大きく又は小さくするかは、設定した減速度と速度検出から算出した減速度との差に応じて行うようにしてもよい。
次に、Ｓ１２の判断で減速度が一定で無い場合は、トルク一定かどうか？を判断する（Ｓ１６）。ここではトルクが一定になるように比率を制御するもので、電流検出から算出したトルクが、予め設定したトルクより大きい場合（Ｓ１７）、図５のようにＵ、Ｖ、Ｗ各相の上側の点弧する比率を小さくする（Ｓ１８）。
図５は最初点弧する比率が小さく、その後点弧する比率を大きくした例である。点弧する比率を変えるのは図１のＰＷＭ変換回路２で行う。このようにして点弧する比率を変化させる。
Ｓ１７の判断で、電流検出から算出したトルクが、予め設定したトルクより小さかった場合は、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の上側の点弧する比率を大きくする（Ｓ１９）。なお、どの程度大きく、又は小さくするかは、設定したトルクと電流検出から算出したトルクとの差に応じて行うようにしてもよい。
このようにしてＤＢ停止の減速度、又はトルク等の設定により、機械に応じてＤＢ停止を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明は、通常運転からスイッチング方法によりモータにダイナミックブレーキをかけて停止又は保持するので、非常停止以外の主回路遮断等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係るモータ制御装置の構成図である。
【図２】図１に示すパワートランジスタのスイッチングのタイミングを示す図である。
【図３】図１に示すモータ制御装置の制御方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係るモータ制御方法のフローチャートである。
【図５】図４に示すスイッチング比率を変えた図である。
【図６】従来のモータ制御装置の構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  マイクロコンピュータ
２  ＰＷＭ変換回路
３  ベースドライブ回路
４  パワートランジスタモジュール
５  モータ
６  電流検出回路
【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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【図６】
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