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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989005060A1
    申请号:PCT/JP1988/000992
    申请日:1988-09-29
    公开日:1989-06-01
    发明作者:Kosei Nakamura；Shinichi Kono；Hiroshi Tokuoka
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02H6-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 モータの過負荷保護方法
    [0002] 技術分野
    [0003] 本発明は過負荷でのモータを保護するモータの過負荷保護 方法に関する。
    [0004] 背景技術
    [0005] 近年、 モータの高性能化の要求が高まるにつれて、 モータ を短時間に高出力 （いわゆる過負荷状態） で使用する場合が 多く なつてきた。 これにより、 モータが過負荷状態で駆動さ れることによって.発生するモータの焼損等を防'止するために、 過負荷でのモータを保護する必要がある。
    [0006] 従来、 過負荷でのモータを保護するために、 過負荷によつ て熱が発生する箇所、 すなわちモータ （特にモータの巻線部 分） 、 およびモータを駆動するモータ制御部 （特にモータ制 御部内においてモータに駆動電流を与える増幅器） に例えば サーモスタ ツ トがそれぞれセッ ト されている。 これにより、 モータ巻線または増幅器が所定の温度に達したときにサーモ スタ ツ トの接点が開く ことによっ 、 例えばモータとモータ 制御部との通電経路が遮断される。 これにより、 モータが例 えば焼損する前にモータが停止されるために、 過負荷でのモ 一タが焼損等から保護されるものである。
    [0007] しかしながら、 過負荷でのモータが焼損等を生じないよう に上記のサーモスタ ッ トを作動させることによってモータを 保護することができるが、 モータの駆動により加工すべき対 象物が加工 （例えば切削加工） されているときに、 サーモス タ ッ トの作動により突然モータが停止すると、 加工治具、 例 えば切削加工における力 ッターと対象物とが当たって加工治 具または対象物が破損または破壊されるという問題が生じる c 発明の開示
    [0008] 本発明の目的は、 過負荷でのモータを保護するためにモー タを突然停止するのではなくて、 モータの駆動状態から過負 荷状態を予想してモータを焼損等から保護するモータの過負 荷保護方法を提供とすることにある。 - 本発明によれば、 モータを駆動させるモータ制御部からの 駆動電流を所定時間毎にサンプリ ングし、 該サンプリ ングし た駆動電流の移動平均を算出し前記モータの負荷状態を予想 する状態信号を生成し、 該状態信号により該モータの過負荷 を判定することを特徵とするモータの過負荷保護方法が提供 される。 図面の簡単な説明
    [0009] 第 1図は本発明に基づくモータの過負荷保護方法の原理構 成を示す図、
    [0010] 第 2図は時間 tに对する駆動電流 I D の変化を示す図、 第 3図は本発明の一実施例を示す図、
    [0011] 第 4図はマイ クロコ ンピュータ 6 0の処理動作を示すフ口 一チヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態
    [0012] 第 1図は本発明に基づくモータの過負荷保護方法の原理構 成を示す図である。 本図において、 1 はモータであり、 モー タ制御部 2からの駆動電流 I D により駆動する。 3はサンプ リ ング手段であり、 モータ制御部 2からの駆動電流 I D を所 定時間毎にサンプリ ングする。 4は演算手段であり、 サンプ リ ング手段 3によりサンプリ ングした駆動電流 I D の移動平 均を算出し、 この算出結果によってモータ 1の負荷状態を予 想する状態信号 S s を生成する。 5は判定手段であり.、 演算 手段 4からの状態信号 S s により.モータ 1の過負荷を判定す る。 これらのサンプリ ング手段 3， 演算手段 4および判定手 段 5 はモータ 1 の負荷状態を予想し過負荷を判定する予想部 6を形成する。
    [0013] 一般に、 モータの温度上昇 m はモータの出力 Pすなわち モータの駆動電流 I D の二乗に比例することが知られている ( Θ m - p oc I D ) 。 このことから、 モータの駆動電流 I D を検出することにより、 モータの温度上昇を検知することが できる。
    [0014] 本発明は上記の関係を利用したものであり、 上記のように して検知したモータの温度上昇からモータの過負荷を予想す るものである。
    [0015] 以下、 第 1図により詳細に説明する。 本図の構成により、 モータ 1を駆動するモータ制御部 2の駆動電流 I D を所定時 間毎にサンプリ ングし、 サンプリ ングした駆動電流 I D の移 動平均を算出によりことによってモータ 1の負荷状態を予想 することができる。 これにより、 例えば第 3図において t i + 1 時点でのモータ 1の負荷状態を予想するために、 サンプリ ン グ手段 3において、 モータ制御部 2からの駆動電流 I D を所 定時間毎、 例えば t i 時点から t i + 1 時点までを n個の時間 間隔毎 （ t t 2， ·'·， t n ) にサンプリ ングする。 渲算手段
    [0016] 4では、 このサンプリ ングした駆動電流によって t i+l 時点 のモータ 1の温度上昇 を求めると、
    [0017] I I2 X t 1+ I 2 2 X t 2十… + I n 2x t n Θ m = Κ ! x —— となる。 ここで Id はサンプリ ングを開始したときの温度上 昇係数であり、 モータ 1の出力等に応じたモータ 1の温度闋 数として定まる。 なお、 上記の式は全てサンプリ ングしたと きの温度上昇係数を に銃一し算出しているが、 この温度 係数をサンプリ ング毎に選択しても可能である。 この算出結 果により、 例えば第 3図の t i 時点でのモータ 1の温度 T i とすると、 t i + 1 時点のモータ 1の温度 T i +1 は、
    [0018]
    [0019] となる。 この算出結果により、 演算手段 4ではモータ 1の負 荷状態を予想する状態信号 S s を生成する。 この状態信号 S s によって、 判定手段 5ではモータ 1の過負荷を判定する。 こ れによって、 モータ 1の負荷状態が予想できるので、 過負荷 でのモータ 1を保護するためにモータを突然停止することな く過負荷でのモータ 1を保護することができる。 第 3図は本発明の一実施例を示す図である。 本図において、 モータ制御部 2は中央指令部 2 1， トルク指令部 2 2， 電流 指令部 2 3 , 電力指令部 2 4 , パルスエンコーダ 2 5， 速度 検出部 2 6および加算器 2 7からなり （各部の動作について は後述する） 、 駆動電流 I D の出力によりモータ 1を駆動す る。 6 0 はマイ ク ロコ ンピュータであり、 予想部 6を形成す る。 すなわち、 このマイ ク ロコ ンピュータ 6 0は、 駆動電流 I D をサンプリ ングして読み込むサンプリ ング手段 3 と、 サ ンプリ ングした各駆動電流 I D によって定まるモータ 1の温 度上昇を移動平均しモータ 1の負荷状態を予想する演算手段 4と、 演算手段によって予想された負荷状態からモータ 1の 過負荷を判定する判定手段 5 とを有する。 このマイ ク ロコ ン ピュータ 6 0 は一般に C P U， R〇Mおよび I Z〇等を備え ている。
    [0020] 以上の構成により、 本実施例の動作をマイ ク ロコ ンピュー タ 6 0の処理動作を中心にして、 第 4図のフローチャー ト に より以下説明する。 本図において、 先ず初めに、 ステップ 4 0 1では、 図示しないモータ制御部 2の始動スィ ッチがォ ンすると C P U内の各レジスタ等がリセッ ト される等のィニ シャ ライズが行われステツプ 4 0 2に至る。 ステップ 4 0 2 では、 所定時間毎に駆動電流 I D を例えば A Z D変換器を介 して n個サンプリ ングして読み込み、 ステップ 4 0 3に至る。 ステップ 4 0 3では、 サンプリ ングした駆動電流 I D の読込 みが終了したか否か判定し、 読込みが終了していない場合に はステップ 4 0 2 に戻る。 一方、 読込みが終了している場合 にはステップ 4 0 4に至る。 ステップ 4 0 4では、 サンプリ ングした各駆動電流により現時点のモータ 1の温度上昇^ m を 算出する、 すなわち
    [0021] ∑ ( I X
    [0022] ∑ I の演算処理が行われステップ 4 0 5に至る。 ここで、 は サンプリ ングを開始した最初の駆動電流 I , での温度上昇係 数を示す。 ステップ 4 0 5では、 算出した温度上昇 によ つて、 駆動電流のサンプリ ングを開始した時点のモータ 1の 温度で。 から現時点のモータ 1の温度 Tを算出する； すなわ ち、 T = T。 + /9 m の渲算処理し、 ステップ 4 0 6に至る。 ステップ 4 0 6では、 算出したモータ 1の温度 Tにより、 モ ータ 1の過負荷を判定し再びステップ 4 0 2に戻る。 なお、 この判定結果によって、 例えば中央指令部 2 1からの指令に よってモータ 1の負荷を餒くすることも可能である。 また、 例えば加工作業中のモータ 1に对して一時作業を中止するこ とも可能である。
    [0023] また、 温度上昇係数としてサンプリ ングを開始した最初の 駆動電流 I , での温度上昇係数 を使用したが、 温度上昇 係数をサンプリ ングした各駆動電流毎に選択してもよい、 す なわち、 本実施例でのモータ 1の温度上昇 <9 m は、 ∑ ( K j X I X
    [0024] 0 m =
    [0025] ∑ となる。
    [0026] ここで、 モータ制御部 2の動作について第 3図により説明 する。 中央指令部 2 1からの速度指令 V I によって トルク指 令部 2 2 は電流措令部 2 3に指令して、 電流措令部 2から電 力増幅部 2 4に電流指令を与える。 これによつて、 電力増幅 部 2 4ではモータ 1 に駆動電流 I D を与えることによりモー タ 1が駆動する。 さ らに、 モータ 1の速度はパルスェンコ一 ダ 2 5を介して速度'検出部 2 6で検出したモータ 1の速度情 報を加算器 2 7 にフィ ー ドバック し、 速度指令 V I の速度と —致するように トルク指令部 2 2， 電流指令部 2 3および電 力増幅部 2 4を介してモータ 1 の駆動を制御する。
    [0027] 以上説明したように本発明によれば、 モータを駆動させる 駆動電流をサンプリ ングしてモータの負荷状態を検知するこ とにより事前にモータの過負荷を予想できるので、 従来のよ うに過負荷でモータを突然停止することによつて加工治具等 を損傷させることがなく なり、 モータの負荷状態に合わせて モータを効率よく使用することができる。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. モータ （ 1 ) を駆動させるモータ制御部 （2 ) からの 駆動電流 （ I D ) を所定時間毎にサンプリ ングし、
    該サンプリ ングした駆動電流 （ I I 2，···， I n ) の移動 平均を算出し前記モータ （ 1 ) の負荷状態を予想する状態信 号 （Ss ) を生成し、
    該状態信号 （Ss ) により該モータ （ 1 ) の過負荷を判定 することを特徵とするモータの過負荷保護方法。
    2. 前記サンプリ ングした各駆動電流 （ I I 2，···， I » ) の二乗と前記所定時間の時間間隔 （ t t， t 2,…， t n ) と温 度上昇係数との積の総和を該時間間隔 （ t t， t 2 " t n ) の 総和で割った結果により前記モータ （ 1 ) の負荷状態を予想 する請求の範囲第 1項に記載のモータの過負荷保護方法。
    3. 前記駆動電流 （ I D ) の所定時間毎のサンプリ ングは サンプリ ング手段 （ 3 ) により処理し、
    前記サンプリ ングした駆動電流 （ I I 2， ···， I „ ) の移 動平均を算出し前記モータ （ 1 ) の負荷状態を予想する伏態 信号 （Ss ) の発生は演算手段 （4) により処理し、
    前記扰態信号 （Ss ) による前記モータ （ 1 ) の過負荷の 判定は判定手段 （5 ) により処理する請求の範囲第 1項に記 載のモータの過負荷保護方法。
    4. 前記サンプリ ング手段 (3) , 前記渲算手段 （4) お よび前記判定手段 （5) は、 マイ ク ロコ ンピュータ （ 6 0 )
    - からなる請求の範囲第 1項に記載のモータの過負荷保護方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH01133586A|1989-05-25|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-06-01| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1989-06-01| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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