(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流指令を出力するマイクロプロセッサと、
このマイクロプロセッサの指令に応じて電流を出力するパワーアンプ部と、
前記電流指令と前記電流を比較して前記パワーアンプ部の異常を前記マイクロプロセッサに伝える異常検出器と、
一端を接地した低インピーダンス素子部と、
前記パワーアンプ部の出力端子を電動機に接続して電流を供給するとともに、切替え信号を受けると前記低インピーダンス素子部のもう一端を前記出力端子に接続する継電器、
とからなる電動機制御装置において、
前記パワーアンプ部は、２つのゲインアンプと、パワーアンプと、前記２つのゲインアンプの何れかを前記パワーアンプに接続するアナログスイッチと、を２組以上備え、
前記マイクロプロセッサは、前記異常検出器の信号を受けると前記アナログスイッチと前記継電器に切替え信号を送って同時に切替えることを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサは、前記異常検出器の信号を受けると前記アナログスイッチの切替え信号と前記継電器の切替え信号とを時間を置いて順に送り、前記アナログスイッチと前記継電器を時間をずらして切替えることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記マイクロプロセッサは、正常動作中に前記異常検出器が異常を検出すると、前記アナログスイッチの切替え信号を送った後に時間をおいて前記継電器に切替え信号を送り、前記異常検出器が異常を検出中に正常に戻ると、前記継電器に出力している切替え信号を止めた後に時間をおいて前記アナログスイッチに出力している切替え信号を止めることを特徴とする請求項１記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーアンプで電動機を駆動する電動機制御装置において、異常時に電動機の保護をする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動機を駆動する際に異常を検出して電動機の保護をする従来の電動機制御装置について図を用いて説明する。図２はパワーアンプを備えた従来の電動機制御装置で３相の電動機５を駆動する時のブロック図である。図において、１は３相の電動機５の３つの電流指令をデジタルで出力するマイクロプロセッサ、２は前記デジタルの電流指令をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部である。３はパワーアンプ部であり、Ｄ／Ａ変換部２のアナログ信号を増幅するゲインアンプ３１とゲインアンプ３１の信号に応じて電流を出力するパワーアンプ３３を３組備えている。６は３つのリアクトルを備えた低インピーダンス素子部であり、２次側端子が短絡されて接地されている。４はパワーアンプ３３の出力を常時電動機５に接続し、マイクロプロセッサ１の切替え指令を受けると低インピーダンス素子部６の１次側端子をパワーアンプ３３の出力に接続する継電器である。７はマイクロプロセッサ１の３つの電流指令とパワーアンプ部３の３つの出力電流の検出信号を入力し、その差と絶対値から異常かどうかを判断し、異常かどうかの情報をマイクロプロセッサ１に送る異常検出器である。
以上のような構成において、電動機制御装置が電動機５を正常に駆動している時に異常検出器７の働きで異常を検出すると、マイクロプロセッサ１が働いて継電器４に切替え信号を送り、パワーアンプ３３の出力を低インピーダンス素子部６に接続する。これによって、電動機５の電流は低インピーダンス素子部６にバイパスして過大電流となることを阻止することができるので、電動機５を保護すると同時に、電動機５の暴走も回避することができるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の装置は、継電器４が作動する前はパワーアンプ３３の負荷が電動機５だけであるためインピーダンスが大きいが、継電器が作動するとパワーアンプ３３の負荷はほとんど低インピーダンス素子部６に等しくインピーダンスが非常に小さくなるため、継電器４が働く前の状態のもとでゲインアンプ３１の利得を調整し電流制御ループゲインを適正に設定していれば、継電器４が作動すると電流制御ループゲインが高くなりすぎてしまう。このため、パワーアンプ部３が発振してしまい、パワーアンプ部３の破損を招いたり、電動機５を含めた制御システム全体に悪影響を及ぼす恐れがあった。
そこで本発明の目的は、低インピーダンス素子部を接続した時に、パワーアンプ部３の発振を防止して前記トラブルを回避し、安定に動作する電動機制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、電流指令を出力するマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサの指令に応じて電流を出力するパワーアンプ部と、前記電流指令と前記電流を比較して前記パワーアンプ部の異常を前記マイクロプロセッサに伝える異常検出器と、一端を接地した低インピーダンス素子部と、前記パワーアンプ部の出力端子を電動機に接続して電流を供給するとともに、切替え信号を受けると前記低インピーダンス素子部のもう一端を前記出力端子に接続する継電器、とからなる電動機制御装置において、前記パワーアンプ部は、２つのゲインアンプと、パワーアンプと、前記２つのゲインアンプの何れかを前記パワーアンプに接続するアナログスイッチと、を２組以上備え、前記マイクロプロセッサは、前記異常検出器の信号を受けると前記アナログスイッチと前記継電器に切替え信号を送って同時に切替えることを特徴としたのである。
また、本発明における前記マイクロプロセッサは、前記異常検出器の信号を受けると前記アナログスイッチの切替え信号と前記継電器の切替え信号とを時間を置いて順に送り、前記アナログスイッチと前記継電器を時間をずらして切替えることを特徴とするものである。
さらに本発明における前記マイクロプロセッサは、前記マイクロプロセッサは、正常動作中に前記異常検出器が異常を検出すると、前記アナログスイッチの切替え信号を送った後に時間をおいて前記継電器に切替え信号を送り、前記異常検出器が異常を検出中に正常に戻ると、前記継電器に出力している切替え信号を止めた後に時間をおいて前記アナログスイッチに出力している切替え信号を止めることを特徴とするものでる。
これによって、制御装置が異常となってもパワーアンプ部が発振することなく電動機を保護できるのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は本発明を適用した電動機制御装置により電動機５を駆動する状態を示すブロック図である。図において、３１、３２はＤ／Ａ変換部２の同じ信号を入力するゲインアンプであり、異なるゲインが設定されている。３４はアナログスイッチであり、マイクロプロセッサ１の切替え信号を受けてゲインアンプ３１、３２の何れかの信号を出力する。３３はパワーアンプでありアナログスイッチ３４の信号に応じた電流を出力する。パワーアンプ３１、３２と、アナログスイッチ３４、パワーアンプ３３を１組とし、マイクロプロセッサ１の電流指令の数と同じ数の組がパワーアンプ部３に備えられている。ゲインアンプ３１のゲインは、ゲインアンプ３１の信号がパワーアンプ３３に出力され、パワーアンプ３３の電流が電動機５のみに出力された状態で適した大きさに設定されており、ゲインアンプ３２のゲインは、ゲインアンプ３２の信号がパワーアンプ３３に出力され、パワーアンプ３３の電流が電動機５と低インピーダンス素子部６に出力された状態で適した大きさに設定されている。また、マイクロプロセッサ１は異常検出器７の信号を受けると継電器４とアナログスイッチ３４に切替え信号を送るという機能が組み込まれてる。
このような構成において電動機制御装置が正常に電動機５を駆動している時、何らかの異常が生じてマイクロプロセッサ１が異常検出器７の信号を受けると継電器４とアナログスイッチ３４に切替え信号を送り、ゲインアンプ３２とパワーアンプ３３が接続され、同時に電動機５に流れていたパワーアンプ３３の電流が強制的に低インピーダンス素子部６にバイパスされる。従って、電流制御ループゲインが適正に保たれたまま電動機５に過大電流が流れるのが阻止される。従って、電流制御ループの発振を招くことなく、電動機の保護をすることができるのである。
次に本願発明の第２実施例について説明する。本願発明の第２実施例は、マイクロプロセッサ１が異常検出器７の信号を受けると、時間差をおいて継電器４の切替え信号とアナログスイッチ３４の切替え信号を送るというものである。継電器４やアナログスイッチ３４は部品毎に動作時間のばらつきがあるので、前記第１実施例の動作をするときは切替えが同時に行われないことがある。場合によっては本願目的を達成できないこともあるので、部品毎に適正な時間を設定をすることにより、同時に切替えることができて前記ばらつきによる問題を回避することができるのである。
【０００６】
次に本願発明の第３実施例について説明する。本願発明の第３実施例は、正常動作中にマイクロプロセッサが異常検出器の異常の情報を受けると、アナログスイッチの切替え信号を送った後に時間をおいて継電器４に切替え信号を送り、異常検出器の異常を検出中に正常の情報を受けると、継電器に出力している切替え信号を止めた後に時間をおいてアナログスイッチに出力している切替え信号を止めるというものである。このようにすると、電動機制御装置が正常に電動機５を駆動している時に何らかの異常が生じてマイクロプロセッサ１が異常検出器７の信号を受けると、まずアナログスイッチ３４に切替え信号が送られて電流ループゲインを下げ、その後継電器４がパワーアンプ３３と低インピーダンス素子部６を接続して、電動機５に流れる電流が強制的に低インピーダンス素子部６にバイパスされる。また、ゲインアンプ３２の出力がパワーアンプ３３に接続され、パワーアンプ３３の出力が低インピーダンス素子部６に接続された異常状態の時に、マイクロプロセッサが異常検出器の異常の情報を受けなくなると、継電器４の切替え信号を止めた後に時間をおいてアナログスイッチ３４の切替え信号を止める。このようにして異常状態から正常状態に復帰するので電流制御ループが発振することなく、電動機を駆動することができるのである。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、異常時にパワーアンプの負荷を切替えて電動機の電流を強制的にバイパスさせるとともに、電流制御ループゲインを切替えるので、電動機に過大電流が流れることを防止しつつ電流制御ループの発振を回避することができて、電動機の破損を未然に防ぐという実用性のある電動機制御装置を提供することができる。また、切替えをする構成要素にばらつきがあっても、切替えのタイミングを調整することができるので、適正な切替えができる。さらに、異常状態から正常に復帰する時も、順序切替えをして同じような効果を得ることができる。
【０００８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動機制御装置のブロック図
【図２】従来の電動機制御装置のブロック図
【符号の説明】
１  マイクロプロセッサ
２  Ｄ／Ａ変換部
３  パワーアンプ部
３１、３２  ゲインアンプ
３３  パワーアンプ
３４  アナログスイッチ
４  継電器
５  電動機
６  低インピーダンス素子
７  異常検出器
【図１】
0003755688.tif 000002
【図２】
0003755688.tif 000003