(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路のリニアアンプ破損検出方法において、
前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものであり、
前記メインリニアアンプの出力に備えた電流検出抵抗の両端の電圧を検出して、これをメインリニアアンプ出力電流検出値とし、
前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧を検出して、これをそれぞれバッファリニアアンプ出力電流検出値とし、
前記メインリニアアンプ出力電流検出値と前記バッファリニアアンプ出力電流検出値と、を予め設定された増幅率に基づいてそれぞれ増幅して前記相電流指令値とのそれぞれの差分値を検出し、
予め設定されたしきい値と前記それぞれの差分値とを比較した比較合成値に基づいて、前記リニアアンプ回路の破損を検出することを特徴とするリニアアンプ破損検出方法。
【請求項２】
定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路のリニアアンプ破損検出方法において、
前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものであり、
前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧を検出して、これをメインリニアアンプ出力電流検出値とし、
前記メインリニアアンプ出力電流検出値を予め設定された増幅率に基づいて増幅して前記電流指令値との差分値を算出し、
予め設定されたしきい値と前記差分値とを比較した比較値に基づいて、リニアアンプ回路の破損を検出することを特徴とするリニアアンプ破損検出方法。
【請求項３】
定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路と、前記メインリニアアンプの出力に備えた電流検出抵抗と、前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗と、を備えたリニアアンプ破損検出装置において、
前記電流検出抵抗は、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプの出力のバランスをとるバランス抵抗として作用させるものであって、
前記電流検出抵抗および前記バランス抵抗の両端の電圧値を、予め設定された増幅率に基づいてそれぞれ増幅する出力電圧増幅部と、
前記相電流指令値と前記出力電圧増幅部のそれぞれの出力との差分をとる差分回路部と、
予め設定されたしきい値と前記差分回路部のそれぞれの出力との比較をし、比較結果を合成するコンパレータ回路と、
を備え、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するリニアアンプ破損検出装置。
【請求項４】
定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路と、前記リニアアンプ回路の電流検出抵抗と、前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗と、前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗と、を備えたリニアアンプ破損検出装置において、
前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧値を、予め設定された増幅率に基づいて増幅する出力電圧増幅部と、
前記相電流指令値と前記出力電圧増幅部の出力との差分をとる差分回路部と、
予め設定されたしきい値と前記差分回路部の出力との比較をするコンパレータ回路と、
を備え、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するリニアアンプ破損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流モータの駆動回路に使用されるリニアアンプ破損検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３相交流モータの駆動回路に使用されるリニアアンプには、複数のリニアアンプの並列駆動方式としてマスタスレーブ電流フィードバック方式と一括電流フィードバック方式とがある。図３は、前者のマスタスレーブ電流フィードバック方式のリニアアンプ電流制御回路を示すブロック図で、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち、Ｕ相分だけを詳しく示し、Ｖ，Ｗ相分については構成がＵ相と同様であるので、一部省略して示してある。図において、１はリニアアンプ回路、１−１はメインリニアアンプ、１−２、１−３はメインリニアアンプ１−１のバッファとなるバッファリニアアンプで、リニアアンプ回路１を構成している。２は３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）モータ、３は破損検出用の中性点電流検出器、４−１はメインアンプ１−１の電流検出抵抗、４−２、４−３はそれぞれバッファリニアアンプ１−２、１−３の出力バランスを調整するバランス抵抗、１０はメインリニアアンプ１−１の定電流回路である。６は中性点の電流値と設定した破損検出閾値とを比較するコンパレータ回路部である。この場合、リニアアンプ回路１の出力は、抵抗で決定されるゲイン分の電流が主増幅器となるメインリニアアンプ１−１より出力し、それと同じ電流が出力バッファとなるバッファリニアアンプ１−２、１−３からも出力され、最終的に合成された電流で３相モータ２の駆動を行うようにしてある。正常動作時は、各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）に流れる電流のバランスがとれているため、３相分の合成電流が流れる中性点Ｎには電流がほとんど流れない。一方、リニアアンプ破損時は、３相の電流バランスが崩れ、中性点Ｎに不平衡電流が流れるので、中性点電流検出器３により破損検出を検出できる。
【０００３】
図４は、後者の一括電流フィードバック方式のリニアアンプ電流制御回路を示すブロック図で、同様に３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）のうち、Ｖ，Ｗ相分については一部省略して示してある。図において、１はリニアアンプ回路、１−１はメインリニアアンプ、１−２、１−３はメインリニアアンプ１−１のバッファとなるバッファリニアアンプで、リニアアンプ回路１を構成している。２は３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）モータ、３は破損検出用の中性点電流検出器、４−１はリニアアンプ回路１の電流検出抵抗、４−４はメインリニアアンプ１−１のバランス抵抗、４−２、４−３はそれぞれバッファリニアアンプ１−２、１−３の出力バランスを調整するバランス抵抗、１０はメインリニアアンプ１−１の定電流回路である。６は中性点の電流値と設定した破損検出閾値とを比較するコンパレータ回路部である。この場合、上記マスタスレーブ電流フィードバック方式と同様に、リニアアンプ破損時は、３相の電流バランスが崩れ、中性点Ｎに不平衡電流が流れるので、中性点電流検出器３により破損検出を検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記前者の従来技術では、３相モータを駆動する場合、中性点電流を検出することにより各リニアアンプの破損検出は行えるが、単相モータ駆動の場合は、中性点がないのでこの方式での破損検出はできないという問題があった。
また、後者の従来技術では、メインリニアアンプ１−１が破損したときは、前者方式と同様な中性点電流検出による破損検出は行える。しかし、バッファリニアアンプ１−２、１−３が破損したときは、メインアンプ１−１およびバッファリニアアンプ１−２、１−３の出力が一括してフィードバックされているため、破損したリニアアンプの電流分を破損していない他のリニアアンプが等分負担する。したがって、最終的に３相モータに流れる電流は破損前後で変わらず、見かけ上、リニアアンプの破損がないかのように、正常動作時と同様に、３相分の合成電流が流れる中性点Ｎには電流がほとんど流れずリニアアンプの破損検出は行えないという問題があった。
また、単相モータ駆動の場合の破損検出ができないという問題も同様である。
本発明は、前者・後者のどちらの方式においても、また３相モータ駆動・単相モータ駆動にかかわらず、いかなる場合のリニアアンプの破損でも検出できる、リニアアンプ破損検出方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路のリニアアンプ破損検出方法において、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものであり、前記メインリニアアンプの出力に備えた電流検出抵抗の両端の電圧を検出して、これをメインリニアアンプ出力電流検出値とし、前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧を検出して、これをそれぞれバッファリニアアンプ出力電流検出値とし、前記メインリニアアンプ出力電流検出値と前記バッファリニアアンプ出力電流検出値と、を予め設定された増幅率に基づいてそれぞれ増幅して前記相電流指令値とのそれぞれの差分値を検出し、予め設定されたしきい値と前記それぞれの差分値とを比較した比較合成値に基づいて、前記リニアアンプ回路の破損を検出するものである。
請求項２に記載の発明は、定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路のリニアアンプ破損検出方法において、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものであり、前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧を検出して、これをメインリニアアンプ出力電流検出値とし、前記メインリニアアンプ出力電流検出値を予め設定された増幅率に基づいて増幅して前記電流指令値との差分値を算出し、予め設定されたしきい値と前記差分値とを比較した比較値に基づいて、リニアアンプ回路の破損を検出するものである。
請求項３に記載の発明は、定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路と、前記メインリニアアンプの出力に備えた電流検出抵抗と、前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗と、を備えたリニアアンプ破損検出装置において、前記電流検出抵抗は、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプの出力のバランスをとるバランス抵抗として作用させるものであって、前記電流検出抵抗および前記バランス抵抗の両端の電圧値を、予め設定された増幅率に基づいてそれぞれ増幅する出力電圧増幅部と、前記相電流指令値と前記出力電圧増幅部のそれぞれの出力との差分をとる差分回路部と、予め設定されたしきい値と前記差分回路部のそれぞれの出力との比較をし、比較結果を合成するコンパレータ回路と、を備え、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものである。
請求項４に記載の発明は、定電流回路を構成するメインリニアアンプと前記メインリニアアンプの出力電流値と同電流値をそれぞれ出力する複数個のバッファリニアアンプとを有し、前記メインリニアアンプと前記複数個のバッファリニアアンプとを並列接続して構成した、相電流指令値に基づいてモータへの駆動電流を出力するリニアアンプ回路と、前記リニアアンプ回路の電流検出抵抗と、前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗と、前記複数個のバッファリニアアンプのそれぞれの出力に備えたバランス抵抗と、を備えたリニアアンプ破損検出装置において、前記メインリニアアンプの出力に備えたバランス抵抗の両端の電圧値を、予め設定された増幅率に基づいて増幅する出力電圧増幅部と、前記相電流指令値と前記出力電圧増幅部の出力との差分をとる差分回路部と、予め設定されたしきい値と前記差分回路部の出力との比較をするコンパレータ回路と、を備え、前記モータの通常運転中に、前記メインリニアアンプまたは前記バッファリニアアンプの破損を検出するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すブロック図である。図において、１はリニアアンプ回路、１−１はメインリニアアンプ、１−２、１−３はメインリニアアンプ１−１のバッファとなるバッファリニアアンプで、リニアアンプ回路１を構成している。リニアアンプ回路１の出力は、抵抗で決定されるゲイン分の電流が主増幅器となるメインリニアアンプ１−１より出力し、それと同じ電流が出力バッファとなるバッファリニアアンプ１−２、１−３からも出力され、最終的に合成された電流で３相モータ２の駆動を行うようにしてある。２は３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）モータ、４−１はメインリニアアンプ１−１の電流検出抵抗、４−２、４−３はそれぞれバッファリニアアンプ１−２、１−３の出力バランスを調整するバランス抵抗、１０はメインリニアアンプ１−１の定電流回路、５は差分回路で、電流検出抵抗４−１、バランス抵抗４−２、４−３の両端の電圧値をそれぞれ増幅する増幅器５Ａ−１、５Ａ−２、５Ａ−３からなる出力電圧増幅部５Ａと、出力電圧増幅部５Ａのそれぞれの増幅器の出力と電流指令との差をとる減算器５Ｂ−１，５Ｂ−２，５Ｂ−３からなる差分回路部５Ｂとから構成されている。６は差分回路５の減算器５Ｂ−１，５Ｂ−２，５Ｂ−３からの出力信号と、設定した破損検出閾値とをそれぞれ比較する比較器６−１、６−２、６−３からなるコンパレータ回路で、各比較器の出力を破損検出信号としている。
【０００７】
ここで上記第１の実施例の動作を説明する。仮に、定電流回路１０内の抵抗で決定されるゲインを−１［Ａ／Ｖ］、電流検出抵抗４−１、バランス抵抗、４−２、４−３の抵抗値を０．１［Ω］とする。正常動作時において、電流指令値が−１［Ｖ］の場合、メインリニアアンプ１−１、バッファリニアアンプ１−２、１−３それぞれに１［Ａ］の電流が流れ、電流検出抵抗４−１とそれぞれのバランス抵抗４−２、４−３の両端には、０．１［Ｖ］の電圧が生じる。簡単のために、この電圧値を出力電圧増幅部５Ａによって１０倍し、差分回路部５Ｂで電流指令値と差分すると、差分値は０［Ｖ］である。よって差分値が０［Ｖ］であることによって正常動作であると判断する。主増幅器となるメインリニアアンプ１−１が破損した場合、電流検出抵抗４−１の両端の電圧は０［Ｖ］であり、この電圧値を１０倍し、差分回路部５Ｂで電流指令値と差分すると、差分値は−１［Ｖ］である。破損検出閾値を±０．５［Ｖ］とすると、コンパレータ回路６の差分値と破損検出閾値の比較により、メインリニアアンプ１−１の破損を検出することができる。出力バッファとなるバッファリニアアンプ１−２、１−３が破損した場合も同様の原理によって、破損を検出することができる。したがって、並列駆動しないリニアアンプが破損した場合も同様である。また、上記実施例では３相モータを駆動する場合について説明したが、単相モータを駆動する場合も同様に、リニアアンプの電流検出抵抗およびバランス抵抗の両側の電圧値と電流指令値との差分を取り、その差分と破損検出閾値とを比較することにより、リニアアンプが正常か破損かを検出することができる。
【０００８】
図２は本発明の第２の実施例を示すブロック図である。図において、１はリニアアンプ回路、１−１メインリニアアンプ、１−２、１−３はバッファリニアアンプで、リニアアンプ回路１を構成している。リニアアンプ回路１の出力は、抵抗で決定されるゲイン分の電流が主増幅器となるメインリニアアンプ１−１より出力し、それと同じ電流が出力バッファとなるバッファリニアアンプ１−２、１−３からも出力され、最終的に合成された電流で３相モータ２の駆動を行うようにしてある。２は３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）モータ、４−１はリニアアンプ回路１の電流検出抵抗、４−４はメインリニアアンプ１−１のバランス抵抗、４−２、４−３はそれぞれバッファリニアアンプ１−２、１−３の出力バランスを調整するバランス抵抗、１０はメインリニアアンプ１−１の定電流回路、５は差分回路で、バランス抵抗４−４の両端の電圧値を増幅する出力電圧増幅部５Ａと、出力電圧増幅回路５Ａの出力と電流指令値との差をとる差分回路部５Ｂとから構成されている。６は差分回路５の出力値と設定した破損検出閾値とを比較するコンパレータ回路部である。
【０００９】
ここで上記第２の実施例の動作を説明する。第１の実施例の場合と同様に、仮に、定電流回路１０内の抵抗で決定されるゲインを−３［Ａ／Ｖ］、バランス抵抗４−２、４−３、４−４の抵抗値を０．１［Ω］とする。正常動作時については、上記第１の実施例と同様に、電流指令値が−１［Ｖ］の場合、メインリニアアンプ１−１、バッファリニアアンプ１−２、１−３それぞれに１［Ａ］の電流が流れ、それぞれのバランス抵抗の両端には、０．１［Ｖ］の電圧が生じる。簡単のために、この電圧値を出力電圧増幅部５Ａによって１０倍し、差分回路部５Ｂで電流指令値と差分すると、差分値は０［Ｖ］である。よって差分値が０［Ｖ］であることによって正常動作であると判断する。出力バッファとなるバッファリニアアンプ１−２、１−３のうちのどちらかが破損した場合、メインリニアアンプ１−１に１．５［Ａ］の電流が流れ、バランス抵抗４−４の両端の電圧は０．１５［Ｖ］となる。また、バッファリニアアンプ１−２、１−３のどちらも破損した場合、メインリニアアンプ１−１に３［Ａ］の電流が流れ、バランス抵抗４−４の両端の電圧は０．３［Ｖ］となる。また、メインリニアアンプ１−１が破損した場合、バランス抵抗４−４の両端の電圧は０［Ｖ］となる。いずれの場合においても、バランス抵抗４−４の両端の電圧値を出力電圧増幅部５Ａによって１０倍し、差分回路部５Ｂで電流指令値と差分を取ると、それぞれ、０．５［Ｖ］、２［Ｖ］、−１［Ｖ］となる。破損検出閾値を±０．３［Ｖ］とすると、コンパレータ回路６の差分値と破損検出閾値の比較により、リニアアンプ回路１の破損を検出することができる。したがって、並列駆動しないリニアアンプが破損した場合も同様である。また、上記実施例では３相モータを駆動する場合について説明したが、単相モータを駆動する場合も同様に、リニアアンプのバランス抵抗の両側の電圧値と電流指令値との差分を取り、その差分と破損検出閾値とを比較することにより、リニアアンプが正常か破損かを検出することができる。なお、上記実施例では、メインリニアアンプあるいはバッファリニアアンプの電流を電流検出抵抗またはバランス抵抗の両端の電圧をそれぞれ出力電圧増幅器によって増幅することによって求め、差分回路部で電流指令と比較して、更に破損検出閾値とコンパレータ回路で比較する例について説明したが、各リニアアンプの出力をホール素子などを使用した電流検出器により直接電流を検出し、それぞれ差分回路部で電流指令と比較し、更に破損検出閾値とコンパレータ回路で比較するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、リニアアンプが出力する実際の電流値を示す電流検出抵抗およびバランス抵抗の両側の電圧と電流指令値との差分を取り、その差分と破損検出閾値とを比較することにより、リニアアンプが正常か破損かを検出することができるので、並列駆動方式の種類によらず、さらに、駆動するモータの種類によらず、いかなる場合のリニアアンプの破損でも検出できるリニアアンプ破損検出方法および装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
【図３】  従来例を示すブロック図である。
【図４】  他の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１：リニアアンプ回路、１−１：メインリニアアンプ、１−２、１−３：バッファリニアアンプ、１０：定電流回路、２：３相モータ、４−１：電流検出抵抗、４−２、４−３、４−４：バランス抵抗、５：差分回路、５Ａ：出力電圧増幅回路、５Ｂ：差分回路部、５Ａ−１，５Ａ−２，５Ａ−３：増幅器、５Ｂ−１，５Ｂ−１，５Ｂ−１：減算器、６：コンパレータ回路、６−１、６−２、６−３：比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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