(57)【要約】【課題】簡単な構成で、モータの過速度運転を防止することができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】電流リミッタ１３は、電流指令１２ａが電流リミット値よりも小さい場合、電流指令１２ａを電流リミッタ出力１３ａとして後述する電流偏差算出部１４１に出力する。また、電流リミッタ１３は、電流指令１２ａが電流リミット値以上である場合、電流リミット値を電流リミッタ出力１３ａとして電流偏差算出部１４１に出力する。モータ２に負荷が正常に存在する場合に、目標トルク信号１０ａに基づいて設定された電流リミット値が電流リミッタ１３から出力され、モータ２に負荷異常が生じた場合に、速度指令１１ａに基づいて生成された電流指令１２ａが電流リミッタ１３から出力される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度と速度指令との間の速度偏差を０にするように電流指令を生成する速度制御ループと、
前記速度制御ループの内側に設けられて、前記電流指令と電流リミット値とを比較し、前記電流指令が前記電流リミット値よりも小さい場合に前記電流指令を出力するとともに、前記電流指令が前記電流リミット値以上の場合に前記電流リミット値を出力する電流リミッタと、
前記速度制御ループの内側に設けられて、前記モータのモータ電流と前記電流リミッタの出力との間の電流偏差を０にするように前記モータに電流を流す電流制御ループと
を備え、
前記速度指令は、前記モータの目標トルクを示す信号から検出された前記モータの回転方向と予め設定された速度上限値とから生成され、
前記電流リミット値は、前記目標トルクを示す信号に対応する電流の値に設定され、
前記モータに負荷が正常に存在する場合に、前記目標トルクを示す信号に基づいて設定された前記電流リミット値が前記電流リミッタから出力され、
前記モータに負荷異常が生じた場合に、前記速度指令に基づいて生成された前記電流指令が前記電流リミッタから出力される
ことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータの駆動制御を行うモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種のモータ制御装置としては、例えば下記の特許文献１等に記載された構成を挙げることができる。すなわち、従来のモータ制御装置は、電流制御設定器と、電流制御アンプと、速度制御アンプと、電流制御／速度制御切り替えユニットと、比較アンプとを備えている。電流制御設定器は、モータの電流制御を行うための電流設定値を設定する。電流制御アンプは、モータに対してトルク制御（電流制御）を行うために、電流制御設定器の電流設定値とモータ主回路の電流検出値との差を演算増幅する。速度制御アンプは、モータの速度制御を行うために、予め設定されたモータの回転速度と検出された速度検出値とをＰＩ演算する。電流制御／速度制御切り替えユニットは、モータを電流制御する回路と速度制御する回路との切り替えを行う。比較アンプは、モータの過速度を検出する。
【０００３】
この制御ユニットにおいては、通常のモータ運転時には電流制御回路を用いて電流制御を行っている。モータの負荷が破断により外れた等の理由でモータが無負荷状態となった場合、モータが加速を続け過速度運転をする。この異常発生時には、モータが過速度運転していることを比較アンプにて検出する。すると、電流制御／速度制御切り替えユニットが、モータの制御回路を電流制御回路から速度制御回路へ切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のモータ制御方法では、電流制御と速度制御を切り替えるために、比較アンプと、電流制御／速度制御を切り替えるためのスイッチとして電流制御／速度制御切り替えユニットとが必要であり、回路構成が複雑になるという問題があった。
【０００６】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、モータの過速度運転を防止することができるモータ制御装置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】
【０００７】
この発明に係るモータ制御装置は、モータの回転速度と速度指令との間の速度偏差を０にするように電流指令を生成する速度制御ループと、速度制御ループの内側に設けられて、電流指令と電流リミット値とを比較し、電流指令が電流リミット値よりも小さい場合に電流指令を出力するとともに、電流指令が電流リミット値以上の場合に電流リミット値を出力する電流リミッタと、速度制御ループの内側に設けられて、モータのモータ電流と電流リミッタの出力との間の電流偏差を０にするようにモータに電流を流す電流制御ループとを備え、速度指令は、モータの目標トルクを示す信号から検出されたモータの回転方向と予め設定された速度上限値とから生成され、電流リミット値は、目標トルクを示す信号に対応する電流の値に設定され、モータに負荷が正常に存在する場合に、目標トルクを示す信号に基づいて設定された電流リミット値が電流リミッタから出力され、モータに負荷異常が生じた場合に、速度指令に基づいて生成された電流指令が電流リミッタから出力されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、モータに負荷が正常に存在する場合に、目標トルクを示す信号に基づいて設定された電流リミット値が電流リミッタから出力され、モータに負荷異常が生じた場合に、速度指令に基づいて生成された電流指令が電流リミッタから出力されるので、電流制御／速度制御を切り替えるためのスイッチを不要にすることができる。これにより、簡単な構成で、モータの過速度運転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態に係る制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係るモータ制御装置の制御ブロック図を図１に示す。モータ制御装置１は、モータ２を制御するための制御装置である。モータ２は例えばブラシレス直流モータ等の電流制御が可能なモータである。モータ制御装置１には、トルク制御信号生成部１０、速度指令生成部１１、速度制御ループ１２、電流リミッタ１３及び電流制御ループ１４が含まれている。
【００１１】
トルク制御信号生成部１０は、モータ２をトルク制御（電流制御）するのに用いるアナログ信号であるモータ２の目標トルクを示す信号（以下、目標トルク信号１０ａと呼ぶ）を生成する。また、トルク制御信号生成部１０は、目標トルク信号１０ａを速度指令生成部１１と電流リミッタ１３とに入力する。後に詳しく説明するように、速度指令生成部１１は、目標トルク信号１０ａに基づいて速度指令１１ａを生成する。また、電流リミッタ１３は、目標トルク信号１０ａに基づいて電流リミット値を設定する。
【００１２】
速度制御ループ１２は、モータ２の回転速度２ａと速度指令１１ａとの間の偏差を０にするように電流指令１２ａを生成するものである。具体的に説明すると、速度制御ループ１２は、モータ２に接続されたセンサ１２０と、センサ１２０に接続された速度偏差算出部１２１と、速度偏差算出部１２１に接続された電流指令生成部１２２とが含まれている。センサ１２０は、例えばエンコーダ等により構成されるものであり、モータ２の回転速度２ａを検出する。速度偏差算出部１２１は、センサ１２０によって検出された回転速度２ａと速度指令生成部１１からの速度指令１１ａとの間の速度偏差１２１ａを算出する。電流指令生成部１２２は、速度偏差１２１ａを０にするように電流指令１２ａを生成する。
【００１３】
電流リミッタ１３は、速度制御ループ１２の内側に設けられており、電流指令１２ａと電流リミット値とを比較する。電流リミッタ１３は、電流指令１２ａが電流リミット値よりも小さい場合、電流指令１２ａを電流リミッタ出力１３ａとして後述する電流偏差算出部１４１に出力する。また、電流リミッタ１３は、電流指令１２ａが電流リミット値以上である場合、電流リミット値を電流リミッタ出力１３ａとして電流偏差算出部１４１に出力する。
【００１４】
電流制御ループ１４は、速度制御ループ１２の内側に設けられており、モータ２の駆動電流であるモータ電流２ｂと電流リミッタ出力１３ａとの間の偏差を０にするようにモータ２にモータ電流２ｂを流すものである。具体的に説明すると、電流制御ループ１４には、モータ２に接続された電流偏差算出部１４１と、電流偏差算出部１４１に接続されたモータ制御手段１４２とが含まれている。電流偏差算出部１４１は、モータ電流２ｂと、電流リミッタ１３からの電流リミッタ出力１３ａとの間の電流偏差１４１ａを算出する。モータ制御手段１４２は、電流偏差１４１ａを０にするようにモータ制御電流１４ａを生成する。モータ制御電流１４ａは、モータ２を制御するための電流であり、モータ２に供給される。
【００１５】
ここで、速度指令生成部１１が生成する速度指令１１ａについて説明する。速度指令１１ａは、予め設定された速度上限値でモータ２を回転させようとする指令である。速度上限値は、モータ２や減速機等の機械的な構造に過大な負荷が生じない程度の値に設定され得る。速度上限値は、速度指令生成部１１に予め設定されている。目標トルク信号１０ａには、モータ２の目標トルクの向き、つまりモータ２の回転方向の情報が含まれている。速度指令生成部１１は、目標トルク信号１０ａからモータ２の回転方向を検出する。また、速度指令生成部１１は、目標トルク信号１０ａから検出したモータ２の回転方向と、予め設定された速度上限値とから速度指令１１ａを生成する。
【００１６】
次に、電流リミッタ１３での電流リミット値の設定について説明する。上述のように電流リミット値は、目標トルク信号１０ａに基づいて設定される。具体的には、電流リミット値は、目標トルク信号１０ａによって示される目標トルクの大きさにてモータ２を駆動するための電流値に設定される。目標トルク信号１０ａにて示される目標トルクの大きさは、モータ２に負荷が正常に存在する場合に、モータ２の回転速度２ａが上述の速度上限値以下になる値に設定される。換言すれば、モータ２に負荷が正常に存在する場合、速度指令生成部１１からの速度指令１１ａに基づいて生成される電流指令１２ａは、目標トルク信号１０ａに基づいて設定される電流リミット値以上となる。すなわち、モータ２に負荷が正常に存在する場合、電流リミッタ１３は、電流リミット値を電流リミッタ出力１３ａとして電流偏差算出部１４１に出力する。
【００１７】
次に、モータ制御装置１の動作について説明する。上述のように、モータ２に負荷が正常に存在する場合、速度指令生成部１１からの速度指令１１ａに基づいて生成される電流指令１２ａは、目標トルク信号１０ａに基づいて設定される電流リミット値以上となる。このため、モータ２に負荷が正常に存在する場合、電流リミッタ出力１３ａとして、電流リミッタ１３から電流偏差算出部１４１に電流リミット値が出力される。このため、モータ２に負荷が正常に存在する場合には、目標トルク信号１０ａによって示される目標トルクの大きさにてモータ２が駆動される。
【００１８】
一方、負荷の破断等の負荷異常（負荷が小さくなる異常）がモータ２に生じた場合、モータ２の回転速度２ａが上昇して、回転速度２ａと速度指令１１ａとの速度偏差１２１ａが小さくなる。速度偏差１２１ａが小さくなることに応じて、電流指令１２ａが電流リミット値よりも小さくなると、電流リミッタ出力１３ａとして、電流リミッタ１３から電流偏差算出部１４１に電流指令１２ａが出力される。このため、モータ２が無負荷状態になった場合でも、モータ２の回転速度の上昇が、予め設定された速度上限値までに抑えられる。
【００１９】
仮に負荷が通常の状態に戻ると、モータ２の回転速度２ａが低下する。そして、電流指令１２ａが電流リミット値以上となると、目標トルク信号１０ａによって示される目標トルクの大きさに基づくものにモータ２の駆動が戻る。
【００２０】
このように、モータに負荷が正常に存在する場合に、目標トルクを示す信号に基づいて設定された電流リミット値が電流リミッタから出力され、モータに負荷異常が生じた場合に、速度指令に基づいて生成された電流指令が電流リミッタから出力されるので、電流制御／速度制御を切り替えるためのスイッチを不要にすることができる。これにより、簡単な構成で、モータの過速度運転を防止することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  モータ制御装置、２  モータ、２ａ  回転速度、１０ａ  目標トルク信号（目標トルクを示す信号）、１１ａ  速度指令、１２  速度制御ループ、１２ａ  電流指令、１３  電流リミッタ、１４  電流制御ループ、１２１ａ  速度偏差、１４１ａ  電流偏差。
【図１】
2016092882.tif 000003