JP2009142115A - Motor control device and failure detection method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】 モータを駆動させていない状態でダイナミックブレーキ回路の構成部品であるリレーや整流ダイオード等の故障を検出することができるダイナミックブレーキ回路の故障検出方法を提供する。
【解決手段】 三相全波整流回路２２とリレー１７と制動抵抗器１８とから成るダイナミックブレーキ回路２３と、インバータ部２１と、制動抵抗器１８に流れる電流を検出する電流検出手段１９と、モータ２０のパワーラインに設けられたコンタクター２５とを有し、モータ２０が停止中で非通電状態のときに、コンタクター２５を開放してダイナミックブレーキ回路２３をオン状態とし、インバータ部２１の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンし、電流検出手段１９によって検出した電流値に基づいて、ダイナミックブレーキ回路２３の故障を検出する。
【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a failure detection method of a dynamic brake circuit capable of detecting a failure of a relay, a rectifier diode and the like which are components of a dynamic brake circuit in a state where a motor is not driven.
A dynamic brake circuit including a three-phase full-wave rectifier circuit, a relay, and a braking resistor, an inverter, current detecting means for detecting a current flowing in the braking resistor, a motor, and a motor. 20 when the motor 20 is stopped and in a non-energized state, the contactor 25 is opened to turn on the dynamic brake circuit 23, and the upper arm of the inverter unit 21 is turned on. One of the semiconductor switching elements is turned on and one of the semiconductor switching elements of the lower arm is turned on, and a failure of the dynamic brake circuit 23 is detected based on the current value detected by the current detection means 19.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体スイッチング素子で構成したインバータにより駆動されるモータのダイナミックブレーキ回路の故障検出方法及びモータ制御装置に関するものである。 The present invention relates to a failure detection method and a motor control device for a dynamic brake circuit of a motor driven by an inverter composed of semiconductor switching elements.
永久磁石形同期電動機等によって代表されるインバータ駆動モータを非常時に停止させるためには、インバータの動作を停止させ、慣性で回転するモータの給電線に発生する電力を抵抗器で短絡し、熱エネルギーとして消費させて制動をかけるダイナミックブレーキと称される方式が用いられている。
ところで、何らかの異常発生によりモータを非常停止する場合に、ダイナミックブレーキ回路が故障していたとすれば、モータを正常に制動できなくなり、モータが停止するまでの制動距離がのびてしまう。その結果、モータによって駆動している機械装置を破損させてしまう危険性がある。また、ダイナミックブレーキ回路の構成部品の一つである整流ダイオードが未実装状態もしくは何らかの異常によりオープン破損した状態でダイナミックブレーキをオンさせた場合、モータは単相短絡によるブレーキ状態となるため、モータに流れる電流に脈動が発生して推力リップルとなり、同様に機械装置を破損させる危険性がある。従って、モータを運転する前にダイナミックブレーキ回路の故障を検出できる方法が必要とされている。
In order to stop an inverter drive motor represented by a permanent magnet type synchronous motor in an emergency, stop the operation of the inverter, short-circuit the power generated in the motor's power supply line by inertia with a resistor, and heat energy A system called a dynamic brake that consumes and brakes is used.
By the way, when the motor is emergency stopped due to some abnormality, if the dynamic brake circuit is broken, the motor cannot be normally braked, and the braking distance until the motor stops increases. As a result, there is a risk of damaging the mechanical device driven by the motor. Also, if the dynamic brake is turned on when the rectifier diode, which is one of the components of the dynamic brake circuit, is not mounted or is open and damaged due to some abnormality, the motor will be in a braking state due to a single-phase short circuit, so the motor will A pulsation is generated in the flowing current, resulting in a thrust ripple, and there is a risk of damaging the mechanical device. Therefore, there is a need for a method that can detect a failure in a dynamic brake circuit before operating the motor.
第一の従来例として、特開２００３−９５６０では、ダイナミックブレーキをオン・オフさせる半導体スイッチング素子と並列に接続されたスナバコンデンサの充電状態により、制動抵抗器の断線を検出している。
図４は第一の従来例の回路図を示したもので、以下に、同図を用いて第一の従来例を説明する。三相電源１を直流電源に変換するコンバータ部２、直流電源を平滑するための平滑コンデンサ３、直流電源を三相の交流に変換するインバータ部２１を構成する半導体スイッチング素子５，６，７，８，９，１０、インバータ部２１により駆動されるモータ２０、インバータ部２１とモータ２０との間にダイナミックブレーキ回路２３ａが接続されている。ダイナミックブレーキ回路２３ａは、サイリスタ２９、サイリスタ２９と並列に接続されているスナバコンデンサ３０、スナバ抵抗器３１を有するスナバ回路部、制動抵抗器１８、整流ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６にて構成されている。また、サイリスタ２９のアノード側は充電抵抗器２８を介して平滑コンデンサ３の正極側に接続されている。
第一の従来例では、モータ２０を駆動する前に、半導体スイッチング素子６，８，１０のいずれかを点弧させ、充電抵抗器２８を介し、直流電源からスナバコンデンサ３０を充電させ、その充電状態により、制動抵抗器１８の断線を検出する。
As a first conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-9560 detects a breakage of a braking resistor based on a charged state of a snubber capacitor connected in parallel with a semiconductor switching element that turns on and off a dynamic brake.
FIG. 4 shows a circuit diagram of the first conventional example. The first conventional example will be described below with reference to FIG. Semiconductor switching elements 5, 6, 7, constituting a converter unit 2 for converting the three-phase power source 1 into a DC power source, a smoothing capacitor 3 for smoothing the DC power source, and an inverter unit 21 for converting the DC power source into three-phase AC 8, 9, 10, a motor 20 driven by the inverter unit 21, and a dynamic brake circuit 23a is connected between the inverter unit 21 and the motor 20. The dynamic brake circuit 23 a includes a thyristor 29, a snubber capacitor 30 connected in parallel with the thyristor 29, a snubber circuit unit having a snubber resistor 31, a braking resistor 18, and rectifier diodes 11, 12, 13, 14, 15, 16. It is composed of. The anode side of the thyristor 29 is connected to the positive electrode side of the smoothing capacitor 3 via the charging resistor 28.
In the first conventional example, before driving the motor 20, any one of the semiconductor switching elements 6, 8, and 10 is ignited, and the snubber capacitor 30 is charged from the DC power source via the charging resistor 28. The disconnection of the braking resistor 18 is detected depending on the state.
また、第二の従来例である特開２０００−２５３６８７では、制動動作時にサーボモータの動力線に流れる電流を検出することによりダイナミックブレーキ回路の断線検出を行っている。
図５は第二の従来例のサーボ装置のブロック図を示し、同図を用いて第二の従来例を説明する。４１はサーボアンプ、４２はサーボモータ、４４はサーボモータ４２に流れる電流を各相別に検出するための電流検出用抵抗である。この電流検出用抵抗４４は３つの抵抗器から構成されている。４９は電流検出用抵抗４４の各抵抗器の両端子間の電圧降下から電流を求める電流検出回路である。５０はエンコーダ４６からの信号に基づきサーボモータ４２の速度を算出する速度演算手段、５１は電流検出回路４９と速度演算手段５０の出力からダイナミックブレーキ回路の故障を検出する故障検出手段である。４３、４８はダイナミックブレーキ回路を構成するダイナミックブレーキ抵抗（第一の従来例の制動抵抗器１８に相当）及びリレーである。
第二の従来例では、サーボモータ４２が回転中に、故障や電源の遮断が発生して、ダイナミックブレーキ状態になったとき、各相の電流検出用抵抗４４に流れる電流を電流検出回路４９により検出しダイナミックブレーキ抵抗４３が断線しているかを判別している。
FIG. 5 shows a block diagram of the servo device of the second conventional example, and the second conventional example will be described with reference to FIG. Reference numeral 41 is a servo amplifier, 42 is a servo motor, and 44 is a current detection resistor for detecting the current flowing through the servo motor 42 for each phase. The current detection resistor 44 is composed of three resistors. Reference numeral 49 denotes a current detection circuit for obtaining a current from a voltage drop between both terminals of each resistor of the current detection resistor 44. Reference numeral 50 denotes speed calculation means for calculating the speed of the servo motor 42 based on a signal from the encoder 46, and 51 denotes failure detection means for detecting a failure of the dynamic brake circuit from the outputs of the current detection circuit 49 and the speed calculation means 50. Reference numerals 43 and 48 denote dynamic brake resistors (corresponding to the braking resistor 18 of the first conventional example) and relays constituting a dynamic brake circuit.
In the second conventional example, when the servo motor 42 is rotating and a failure or power interruption occurs and the dynamic braking state occurs, the current flowing through the current detection resistor 44 of each phase is supplied by the current detection circuit 49. It is detected and it is determined whether the dynamic brake resistor 43 is disconnected.
しかしながら、第一の従来例の特開２００３−９５６０では、ダイナミックブレーキをオンさせるためにサイリスタ２９、及びサイリスタ２９と並列に接続されているスナバコンデンサ３０、スナバ抵抗器３１を有するスナバ回路部を使用し、充電抵抗器２８を介してスナバコンデンサ３０を充電させる方式を取っているため、モータ２０を駆動中に充電抵抗器２８を介して点弧回路３２へノイズが混入し、点弧回路３２が誤動作して、サイリスタ２９がオンする可能性がある。このようにインバータ部２１でモータ２０を駆動中にダイナミックブレーキ回路２３ａがオンすると、インバータ部２１やダイナミックブレーキ回路２３ａを破損してしまうという問題がある。また、制動抵抗器１８及び整流ダイオード１１，１３，１５の断線を検出することはできるが、整流ダイオード１２，１４，１６の断線を検出することができないという問題点もある。 However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-9560 of the first conventional example, a snubber circuit unit having a thyristor 29, a snubber capacitor 30 connected in parallel with the thyristor 29, and a snubber resistor 31 is used to turn on the dynamic brake. Since the snubber capacitor 30 is charged via the charging resistor 28, noise is mixed into the ignition circuit 32 via the charging resistor 28 while the motor 20 is being driven. There is a possibility that the thyristor 29 is turned on due to malfunction. Thus, if the dynamic brake circuit 23a is turned on while the motor unit 20 is being driven by the inverter unit 21, there is a problem that the inverter unit 21 and the dynamic brake circuit 23a are damaged. Further, although it is possible to detect disconnection of the braking resistor 18 and the rectifier diodes 11, 13, and 15, there is a problem that disconnection of the rectifier diodes 12, 14, and 16 cannot be detected.
第二の従来例である特開２０００−２５３６８７では、図５のサーボモータ４２が回転している状態でダイナミックブレーキをオンさせ、そのときにダイナミックブレーキ抵抗４３の異常を検出しているため、ダイナミックブレーキ動作を行うことで初めて断線を検出する。そのため、ダイナミックブレーキ動作を行う前にダイナミックブレーキ回路の異常を検出することができず、ダイナミックブレーキ回路の異常がある状態でサーボモータ４２を動作させてしまい、サーボモータ４２で駆動される機械装置を破損する危険性があるという問題があった。 In the second conventional example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-253687, the dynamic brake is turned on while the servo motor 42 in FIG. 5 is rotating, and the abnormality of the dynamic brake resistor 43 is detected at that time. The disconnection is detected for the first time by performing the brake operation. Therefore, the abnormality of the dynamic brake circuit cannot be detected before the dynamic brake operation is performed, and the servo motor 42 is operated in a state where the abnormality of the dynamic brake circuit exists, and the mechanical device driven by the servo motor 42 is There was a problem of risk of breakage.
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、モータを駆動させていない状態でダイナミックブレーキ回路の構成部品であるリレーや整流ダイオード等の故障を検出することができるダイナミックブレーキ回路の故障検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is a dynamic brake circuit that can detect a failure of a relay, a rectifier diode, or the like that is a component of a dynamic brake circuit without driving a motor. An object is to provide a failure detection method.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、モータの誘起電圧を整流する全波整流回路と該全波整流回路の出力端子間に直列接続されたリレーと抵抗器とから成るダイナミックブレーキ回路と、直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターとを備えたモータ制御装置において、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記直流電源の電圧と前記抵抗器の抵抗によって算出した電流値と、前記電流検出手段によって検出した電流値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフと、前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せを逐次変更して、前記全波整流回路を構成する整流ダイオードを介して流れる電流の経路を変え、前記電流検出手段によって通電されたことを検出することによって、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオードの故障を検出するものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記電流検出手段によって通電されたことを検出することによって、前記抵抗器、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオード、及び前記リレーの直列回路のオープン故障を検出するものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a dynamic brake circuit comprising a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit, and a DC power source. In a motor control device comprising an inverter unit for converting to alternating current, current detection means for detecting a current flowing through the resistor, and a contactor provided in a power line of the motor,
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. When a short circuit is established in the inverter, one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit is turned on, and one of the semiconductor switching elements of the lower arm of the inverter unit is turned on, the voltage of the DC power supply and the A failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit is detected by comparing the current value calculated by the resistance of the resistor and the current value detected by the current detection means.
According to a second aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, on / off of the semiconductor switching element of the upper arm of the inverter unit and on / off of the semiconductor switching element of the lower arm of the inverter unit. The full-wave rectifier circuit is changed by sequentially changing off combinations, changing the path of the current flowing through the rectifier diode that constitutes the full-wave rectifier circuit, and detecting that the current detector is energized. It detects a failure of the rectifying diode that is configured.
According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, the rectifier diode that constitutes the resistor and the full-wave rectifier circuit by detecting that the current detection means is energized. And an open fault in the series circuit of the relay.
請求項４に記載の発明は、モータの誘起電圧を整流する全波整流回路と該全波整流回路の出力端子間に直列接続されたリレーと抵抗器と、直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターと、前記インバータ部に一定の直流電圧を供給する直流定電圧電源とを備えたモータ制御装置において、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記定電圧電源から前記インバータ部へ一定電圧を供給し、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって算出した前記抵抗器の端子電圧と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のモータ制御装置において、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフと、前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せを逐次変更して、前記全波整流回路を構成する整流ダイオードを介して流れる電流の経路を変え、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって算出した前記抵抗器の端子電圧と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のモータ制御装置において、前記電圧検出手段によって前記抵抗器の端子電圧を測定して、通電されたことを検出するによって、前記抵抗器、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオード、及び前記リレーの直列回路のオープン故障を検出するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit, and an inverter unit for converting a DC power source into an AC A motor control device comprising: a voltage detection means for detecting a terminal voltage of the resistor; a contactor provided in a power line of the motor; and a DC constant voltage power source for supplying a constant DC voltage to the inverter unit. In
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. A short-circuit state in the power supply, supplying a constant voltage from the constant voltage power source to the inverter unit, turning on one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit, and a semiconductor switching element of the lower arm of the inverter unit When one of the above is turned on, the voltage of the constant voltage power supply, the forward voltage drop of the semiconductor switching element, the terminal voltage of the resistor calculated by the forward voltage drop of the full-wave rectifier circuit, and the voltage detection means Detecting a failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit by comparison with the voltage value detected by A.
According to a fifth aspect of the present invention, in the motor control device according to the fourth aspect, on / off of the semiconductor switching element of the upper arm of the inverter unit and on / off of the semiconductor switching element of the lower arm of the inverter unit. The combination of off is sequentially changed to change the path of the current flowing through the rectifier diode constituting the full-wave rectifier circuit, and the voltage of the constant voltage power source, the forward voltage drop of the semiconductor switching element, and the full-wave rectifier The failure of the full-wave rectifier circuit is detected by comparing the terminal voltage of the resistor calculated by the forward voltage drop of the circuit with the voltage value detected by the voltage detection means.
According to a sixth aspect of the present invention, in the motor control device according to the fourth aspect of the present invention, by measuring the terminal voltage of the resistor by the voltage detecting means and detecting the energization, the resistor, An open failure of the series circuit of the rectifier diode and the relay constituting the full-wave rectifier circuit is detected.
請求項７に記載の発明は、モータの誘起電圧を整流する全波整流回路と該全波整流回路の出力端子間に直列接続されたリレーと抵抗器とから成るダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、
直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターとを有し、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態（ダイナミックブレーキ回路をオン状態）とし、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記直流電源の電圧と前記抵抗器の抵抗によって求められる電流値（計算値）と、前記電流検出手段によって検出した電流値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフと、前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せを逐次変更して、前記全波整流回路を構成する整流ダイオードを介して流れる電流の経路を変え、前記電流検出手段によって通電されたことを検出することによって、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオードの故障を検出するものである。
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載のダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、前記電流検出手段によって通電されたことを検出することによって、前記抵抗器、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオード、及び前記リレーの直列回路のオープン故障を検出するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a failure detection method for a dynamic brake circuit comprising a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, and a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit. ,
An inverter unit for converting a DC power source into AC, current detection means for detecting a current flowing through the resistor, and a contactor provided in a power line of the motor;
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. When a short circuit (dynamic brake circuit is turned on) is turned on, one of the semiconductor switching elements in the upper arm of the inverter is turned on, and one of the semiconductor switching elements in the lower arm of the inverter is turned on The failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit is detected by comparing the current value (calculated value) obtained by the voltage of the DC power source and the resistance of the resistor with the current value detected by the current detecting means. To do.
The invention according to claim 8 is the dynamic brake circuit failure detection method according to claim 7, wherein the semiconductor switching element of the upper arm of the inverter unit is turned on / off and the semiconductor switching of the lower arm of the inverter unit is performed. By sequentially changing the ON / OFF combination of the elements, changing the path of the current flowing through the rectifier diode constituting the full-wave rectifier circuit, and detecting that the current is detected by the current detection means, A failure of the rectifier diode constituting the wave rectifier circuit is detected.
According to a ninth aspect of the present invention, in the failure detection method for a dynamic brake circuit according to the seventh aspect, the resistor and the full-wave rectifier circuit are configured by detecting that the current is detected by the current detection means. The open rectification of the series circuit of the rectifier diode and the relay is detected.
請求項１０に記載の発明は、モータの誘起電圧を整流する全波整流回路と該全波整流回路の出力端子間に直列接続されたリレーと抵抗器とから成るダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、
直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターと、前記インバータ部に一定の直流電圧を供給する直流定電圧電源とを有し、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態（ダイナミックブレーキ回路をオン状態）とし、前記定電圧電源から前記インバータ部へ一定電圧を供給し、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって求められる前記抵抗器の端子電圧（計算値）と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフと、前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せを逐次変更して、前記全波整流回路を構成する整流ダイオードを介して流れる電流の経路を変え、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって求められる前記抵抗器の端子電圧（計算値）と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記全波整流回路の故障を検出するものである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載のダイナミックブレーキ回路の故障検出方法において、前記電圧検出手段によって前記抵抗器の端子電圧を測定して、通電されたことを検出するによって、前記抵抗器、前記全波整流回路を構成する前記整流ダイオード、及び前記リレーの直列回路のオープン故障を検出するものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a failure detection method for a dynamic brake circuit comprising a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, and a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit. ,
An inverter unit that converts a DC power source into AC, a voltage detection unit that detects a terminal voltage of the resistor, a contactor provided in a power line of the motor, and a DC constant that supplies a constant DC voltage to the inverter unit. A voltage power supply,
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. A short circuit state (dynamic brake circuit is in an on state) in the power supply, supplying a constant voltage from the constant voltage power source to the inverter unit, turning on one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit, and the inverter unit When one of the semiconductor switching elements of the lower arm is turned on, the voltage of the constant voltage power supply, the forward voltage drop of the semiconductor switching element, and the forward voltage drop of the full-wave rectifier circuit By comparing the terminal voltage (calculated value) with the voltage value detected by the voltage detecting means, And detects the failure of the serial resistor and said full wave rectifier circuit.
The invention according to claim 11 is the dynamic brake circuit failure detection method according to claim 10, wherein on / off of the semiconductor switching element of the upper arm of the inverter unit and semiconductor switching of the lower arm of the inverter unit are performed. By sequentially changing the combination of on / off of the elements, the path of the current flowing through the rectifier diode constituting the full-wave rectifier circuit is changed, and the voltage of the constant voltage power source and the forward voltage drop of the semiconductor switching element are A failure of the full-wave rectifier circuit is detected by comparing a terminal voltage (calculated value) of the resistor obtained by a forward voltage drop of the full-wave rectifier circuit with a voltage value detected by the voltage detection means. It is.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the failure detection method for a dynamic brake circuit according to the tenth aspect, the voltage detection means measures the terminal voltage of the resistor and detects that the power is supplied, thereby An open failure of a series circuit of a resistor, the rectifier diode constituting the full-wave rectifier circuit, and the relay is detected.
請求項１乃至６に記載の発明によると、モータを停止させている状態でダイナミックブレーキ回路の故障を検出することができるので、ダイナミックブレーキ回路が故障した状態でモータを駆動して、駆動系に異常が発生した場合に非常停止ができないという危険性を回避することができる。従って、安全性を向上したモータ制御装置を提供することができる。
また、請求項２または５に記載の発明によると、インバータ部を構成する半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せを逐次変更して制動抵抗器に流れる電流または端子電圧を検出することによって、ダイナミックブレーキ回路を構成する全波整流回路の整流ダイオードの中のどの整流ダイオードが故障しているかを特定できるので、修理交換作業が容易となる。
さらに、請求項３または６に記載の発明によると、ダイナミックブレーキ回路全体の通電テストを実施することによって、簡易に故障検出を行うことができる。
請求項７乃至１２に記載の発明によると、モータ制御装置に組み込まれた状態でのダイナミックブレーキ回路の故障検出方法であるので、特別な試験装置を用いることなく実施することができ、かつ、安全性を向上したモータ制御装置を提供することができる。
According to the first to sixth aspects of the invention, since the failure of the dynamic brake circuit can be detected while the motor is stopped, the motor is driven in a state where the dynamic brake circuit has failed, and the drive system is The danger that an emergency stop cannot be performed when an abnormality occurs can be avoided. Therefore, a motor control device with improved safety can be provided.
According to the invention described in claim 2 or 5, the dynamic braking is achieved by detecting the current or the terminal voltage flowing through the braking resistor by sequentially changing the combination of ON / OFF of the semiconductor switching elements constituting the inverter unit. Since it is possible to specify which rectifier diode of the rectifier diodes of the full-wave rectifier circuit constituting the circuit is faulty, repair and replacement work is facilitated.
Furthermore, according to the invention described in claim 3 or 6, it is possible to easily detect a failure by performing an energization test of the entire dynamic brake circuit.
According to the invention described in claims 7 to 12, since it is a failure detection method of a dynamic brake circuit in a state incorporated in a motor control device, it can be carried out without using a special test device and is safe. A motor control device with improved performance can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図面には本発明に関係するダイナミックブレーキ回路とその故障検出に関連する主要回路部のみを記載して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Although various functions and means are built in the actual motor control device, only the dynamic brake circuit related to the present invention and the main circuit part related to failure detection are described in the drawings.
図１は本発明の実施例１におけるモータ制御装置の構成図である。同図において、ダイナミックブレーキ回路２３は制動抵抗器１８、リレー１７、整流ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６より構成されている。
また、１は三相電源であり、２はコンバータ部、３は平滑コンデンサである。この平滑コンデンサ３と並列に２個直列接続した３組の半導体スイッチング素子５，６，７，８，９，１０とフライホイールダイオード４によりインバータ部２１を構成する。なお、フライホイールダイオードは各半導体スイッチング素子５乃至１０に逆並列に接続されているが、簡単化のため、ここでは符号４のみで代表して示している。インバータ部２１の出力はコンタクター２５を介してモータ２０の各相に接続されている。モータ２０は、半導体スイッチング素子５乃至１０のスイッチング制御により駆動される。
１９はダイナミックブレーキ回路２３の制動抵抗器１８の電流を検出するための電流検出手段、または端子電圧を検出するための電圧検出手段である。電流検出手段１９としては、制動抵抗器１８とは別に設けたシャント抵抗器を制動抵抗器１８に直列に接続して、シャント抵抗器の電圧降下より電流を検出する方法、あるいは、ＤＣＣＴを使用する方法、その他、ホール素子を用いて構成することもできる。しかし、本発明では、制動抵抗器１８をシャント抵抗器の代用としてその電圧降下によって電流を検出する方法は採用しない。また、電圧検出手段としては、図２に示すように、制動抵抗器１８の端子間電圧を測定する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a motor control device in Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the dynamic brake circuit 23 includes a braking resistor 18, a relay 17, and rectifier diodes 11, 12, 13, 14, 15 and 16.
Reference numeral 1 denotes a three-phase power source, 2 denotes a converter unit, and 3 denotes a smoothing capacitor. Two sets of semiconductor switching elements 5, 6, 7, 8, 9, and 10 and two flywheel diodes 4 connected in series with the smoothing capacitor 3 in parallel form an inverter unit 21. Although the flywheel diode is connected to each of the semiconductor switching elements 5 to 10 in antiparallel, for the sake of simplicity, only the reference numeral 4 is shown here. The output of the inverter unit 21 is connected to each phase of the motor 20 via the contactor 25. The motor 20 is driven by switching control of the semiconductor switching elements 5 to 10.
Reference numeral 19 denotes current detection means for detecting the current of the braking resistor 18 of the dynamic brake circuit 23, or voltage detection means for detecting the terminal voltage. As the current detection means 19, a shunt resistor provided separately from the braking resistor 18 is connected in series to the braking resistor 18, and a current is detected from a voltage drop of the shunt resistor, or DCCT is used. It can also be configured using a Hall element using a method. However, the present invention does not employ a method of detecting the current by the voltage drop using the braking resistor 18 as a substitute for the shunt resistor. Moreover, as a voltage detection means, as shown in FIG. 2, the voltage between the terminals of the braking resistor 18 is measured.
２４はモータの位置を検出する位置検出器であり、２６は図示しない上位コントローラからの位置指令あるいは速度指令と、位置検出器２４からのフィードバック信号に基づいて速度制御あるいは位置制御の演算処理を行う制御回路部である。本制御回路部２６は、大別すると、位置検出器２４からのフィードバック信号や電流検出手段（または電圧検出手段）１９からの電流検出信号（または電圧検出信号）を入力する入力回路や、ダイナミックブレーキ回路２３のリレー１７を駆動する出力回路等から成るインターフェース回路部と、本発明に係わるダイナミックブレーキ回路２３の故障を検出するための故障検出機能を実行するために、所定の制御アルゴリズムによってインバータ制御回路部２７に信号を送るマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）から構成されている。インバータ制御回路部２７はモータをＰＷＭ制御するための信号を生成し、半導体スイッチング素子５乃至１０をオン・オフ制御する。 Reference numeral 24 denotes a position detector for detecting the position of the motor. Reference numeral 26 denotes a speed control or position control calculation process based on a position command or speed command from a host controller (not shown) and a feedback signal from the position detector 24. It is a control circuit unit. The control circuit section 26 is roughly divided into an input circuit for inputting a feedback signal from the position detector 24 and a current detection signal (or voltage detection signal) from the current detection means (or voltage detection means) 19, a dynamic brake, and the like. In order to execute an interface circuit unit including an output circuit for driving the relay 17 of the circuit 23 and the failure detection function for detecting a failure of the dynamic brake circuit 23 according to the present invention, an inverter control circuit is executed by a predetermined control algorithm. It comprises a microprocessor (CPU) that sends a signal to the unit 27. The inverter control circuit unit 27 generates a signal for PWM control of the motor and controls the semiconductor switching elements 5 to 10 on and off.
先ず、ダイナミックブレーキ回路の動作について簡単に説明する。ダイナミックブレーキ回路はモータ駆動系に何らかの異常が発生してモータ制御装置が制御不能に至り、モータが回転中で惰走状態にあるときに、制動をかけて非常停止しようとするものである。
モータ２０の通常運転時において、図１に示すダイナミックブレーキ回路２３のリレー１７はＳＶＯＮ側にあり、整流ダイオード１１乃至１６から成る三相全波整流回路２２はオープン状態にある。異常発生により、ダイナミックブレーキ回路２３がオンすると、すなわち、リレー１７がＤＢ側に接続されると、回転中のモータの誘起電圧は三相全波整流回路２２で直流電圧に変換され、この直流電圧は制動抵抗器１８を介して短絡される。従って、モータ２０の回転エネルギーは制動抵抗器１８によって熱エネルギーとして消費されて制動がかかる。
First, the operation of the dynamic brake circuit will be briefly described. The dynamic brake circuit tries to make an emergency stop by applying a brake when an abnormality occurs in the motor drive system and the motor control device becomes uncontrollable and the motor is rotating and coasting.
During normal operation of the motor 20, the relay 17 of the dynamic brake circuit 23 shown in FIG. 1 is on the SVON side, and the three-phase full-wave rectifier circuit 22 including the rectifier diodes 11 to 16 is in an open state. When the dynamic brake circuit 23 is turned on due to the occurrence of an abnormality, that is, when the relay 17 is connected to the DB side, the induced voltage of the rotating motor is converted into a DC voltage by the three-phase full-wave rectifier circuit 22. Are short-circuited via the braking resistor 18. Therefore, the rotational energy of the motor 20 is consumed as thermal energy by the braking resistor 18 and is braked.
次に、本発明のダイナミックブレーキ回路２３の故障検出方法の概要を説明する。図１において、モータが駆動中であれば運転を停止し、先ず、インバータ部２１をオフし、モータ２０をコンタクター２５にて、インバータ部２１及びダイナミックブレーキ回路２３から切離す。次に、ダイナミックブレーキ回路２３をオンする。すなわち、図１に示すようにリレー１７をＤＢ側に閉じる。この状態で、インバータ部２１の上側アームの半導体スイッチング素子５，７，９のいずれかと、下側アームの半導体スイッチング素子６，８，１０の上側アームとの対を構成しない一つの半導体スイッチング素子を動作させると、下記のような回路ループで電流が流れる。
上側アームの半導体スイッチング素子（５，７，９のいずれか）→整流ダイオード（１２，１４，１６のいずれか）→制動抵抗器１８→リレー１７→整流ダイオード（１１，１３，１５のいずれか）→下側アームの半導体スイッチング素子（６，８，１０のうちの上側アームと対を構成しない一つ）の順に電流が流れる。
すなわち、ダイナミックブレーキ回路２３に故障がない場合には、電流検出手段１９により制動抵抗器１８に流れる電流が検出される。
Next, an outline of the failure detection method for the dynamic brake circuit 23 of the present invention will be described. In FIG. 1, if the motor is being driven, the operation is stopped. First, the inverter unit 21 is turned off, and the motor 20 is disconnected from the inverter unit 21 and the dynamic brake circuit 23 by the contactor 25. Next, the dynamic brake circuit 23 is turned on. That is, the relay 17 is closed to the DB side as shown in FIG. In this state, one semiconductor switching element that does not constitute a pair of any one of the semiconductor switching elements 5, 7, and 9 of the upper arm of the inverter unit 21 and the upper arm of the semiconductor switching elements 6, 8, and 10 of the lower arm When operated, current flows in the following circuit loop.
Upper arm semiconductor switching element (5, 7, or 9) → rectifier diode (12, 14, or 16) → braking resistor 18 → relay 17 → rectifier diode (any of 11, 13, or 15) → A current flows in the order of the semiconductor switching element of the lower arm (one of the 6, 8, and 10 that does not form a pair with the upper arm).
That is, when there is no failure in the dynamic brake circuit 23, the current flowing through the braking resistor 18 is detected by the current detection means 19.
また、整流ダイオード１１，１２，１３，１４，１５，１６のいずれかが異常である場合に、どの整流ダイオードが異常であるかを判別することができる。一例として、半導体スイッチング素子の５と８を動作させた場合について述べる。
この場合、図１の矢印のように半導体スイッチング素子５→整流ダイオード１２→制動抵抗器１８→リレー１７→整流ダイオード１３→半導体スイッチング素子８の順に電流が流れるので、電流検出手段１９により、整流ダイオード１２，１３と制動抵抗器１８及びリレー１７の故障を検出することができる。同様に半導体スイッチング素子６，９を動作させた場合、電流検出手段１９により、整流ダイオード１１，１６と制動抵抗器１８及びリレー１７の故障を検出することができる。同様に半導体スイッチング素子７，１０を動作させた場合、電流検出手段１９により、整流ダイオード１４，１５と制動抵抗器１８及びリレー１７の故障を検出することができる。
Further, when any of the rectifier diodes 11, 12, 13, 14, 15, 16 is abnormal, it is possible to determine which rectifier diode is abnormal. As an example, a case where semiconductor switching elements 5 and 8 are operated will be described.
In this case, current flows in the order of the semiconductor switching element 5 → the rectifier diode 12 → the braking resistor 18 → the relay 17 → the rectifier diode 13 → the semiconductor switching element 8 as indicated by an arrow in FIG. 12, 13 and the failure of the braking resistor 18 and the relay 17 can be detected. Similarly, when the semiconductor switching elements 6 and 9 are operated, the current detecting means 19 can detect the failure of the rectifier diodes 11 and 16, the braking resistor 18 and the relay 17. Similarly, when the semiconductor switching elements 7 and 10 are operated, the current detecting means 19 can detect the failure of the rectifier diodes 14 and 15, the braking resistor 18 and the relay 17.
図２は、上述した故障検出方法を実際のモータ制御装置に組み込んだ場合のフローチャートを示したものである。以下に、図２のフローチャートに基づいて故障検出方法を説明する。
先ず、ステップ１（図２中ではＳ１と表記している。以下、同様。）ではモータ２０の動作を確認する。モータ２０が動作中であるか停止状態にあるかは、位置検出器２４からの信号によって判断する。モータ２０が停止していればステップ２に進み、動作中であれば、ステップ３に進む。
ステップ２では、インバータ部２１の通電を遮断してステップ４に進む。また、ステップ３では、制御回路部２６よりインバータ制御回路部２７へ減速停止の指令を出してモータ２０を停止し、停止が完了したらインバータ部２１の通電を遮断してステップ４に進む。
ステップ４では、モータ２０が停止状態にあり、かつインバータ部２１が遮断状態にあることを確認した後、コンタクター２５でモータ２０をインバータ部２１及びダイナミックブレーキ回路２３から切離す。
ステップ５で、ダイナミックブレーキ回路２３のリレー１７をＤＢ側にオンし、ダイナミックブレーキ回路２３をオン状態とする。そして、上述の故障検出方法の概要で説明したように、インバータ部２１の上側アームの半導体スイッチング素子５，７，９のいずれかと、下側アームの半導体スイッチング素子６，８，１０の上側アームとの対を構成しない一つの半導体スイッチング素子をオンして、ダイナミックブレーキ回路２３に電流を流す。ただし、ダイナミックブレーキ回路２３の制動抵抗器１８の抵抗値はモータ２０の巻線抵抗と同等程度の低い値であるので、制御回路部２６のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）が認識可能な程度の短時間、例えば、１０ｍｓｅｃ程度、通電する。このような短時間の通電によって、各部品にストレスがかからないように注意する必要がある。
FIG. 2 shows a flowchart when the above-described failure detection method is incorporated in an actual motor control device. The failure detection method will be described below based on the flowchart of FIG.
First, in step 1 (denoted as S1 in FIG. 2, the same applies hereinafter), the operation of the motor 20 is confirmed. Whether the motor 20 is operating or in a stopped state is determined by a signal from the position detector 24. If the motor 20 is stopped, the process proceeds to Step 2, and if it is in operation, the process proceeds to Step 3.
In Step 2, the energization of the inverter unit 21 is interrupted and the process proceeds to Step 4. In step 3, the control circuit unit 26 issues a deceleration stop command to the inverter control circuit unit 27 to stop the motor 20. When the stop is completed, the energization of the inverter unit 21 is interrupted and the process proceeds to step 4.
In step 4, after confirming that the motor 20 is in a stopped state and the inverter unit 21 is in a shut-off state, the contactor 25 separates the motor 20 from the inverter unit 21 and the dynamic brake circuit 23.
In step 5, the relay 17 of the dynamic brake circuit 23 is turned on to the DB side, and the dynamic brake circuit 23 is turned on. As described in the outline of the failure detection method described above, any one of the semiconductor switching elements 5, 7, 9 of the upper arm of the inverter unit 21, and the upper arms of the semiconductor switching elements 6, 8, 10 of the lower arm One semiconductor switching element that does not constitute the pair is turned on to pass a current through the dynamic brake circuit 23. However, since the resistance value of the braking resistor 18 of the dynamic brake circuit 23 is as low as the winding resistance of the motor 20, the resistance value is short enough to be recognized by the microprocessor (CPU) of the control circuit unit 26. For example, electricity is supplied for about 10 msec. Care must be taken so that stress is not applied to each component due to such a short period of energization.
ステップ６では、通電電流の値が所定の範囲内にあるか、または所定の範囲を外れた値であるかを判断する。ここで、所定範囲内の電流値とは、次のような値を意味する。すなわち、ダイナミックブレーキ回路２３に流れる電流は、インバータ部２１の半導体スイッチング素子５乃至１０のオン時の順方向電圧降下分と、三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６の順方向電圧降下分が、コンバータ部２の直流電圧に対して、無視しえる程度に小さいものとすれば、電流Ｉは次式で与えられる。
Ｉ＝Ｖｃ／Ｒｂ （１）
ここで、Ｖｃはコンバータ部２の直流出力電圧、Ｒｂは制動抵抗器１８の抵抗値を示す。
今、三相電源１の電圧変動による直流出力電圧Ｖｃの変動分を±ΔＶｃ、制動抵抗器１８の抵抗値のバラツキを±ΔＲｂとすると、電流Ｉの正常範囲は下式となる。
(Ｖｃ−ΔＶｃ)／(Ｒｂ＋ΔＲｂ)≦Ｉ≦(Ｖｃ＋ΔＶｃ)／(Ｒｂ−ΔＲｂ) （２）
（２）式によって、ここで言う所定範囲内の電流値（計算値）を決定することができる。
電流値が所定範囲内であれば、ステップ９に進み、所定範囲を外れていればステップ７に進む。
In step 6, it is determined whether the value of the energization current is within a predetermined range or a value outside the predetermined range. Here, the current value within the predetermined range means the following value. That is, the current flowing through the dynamic brake circuit 23 includes the forward voltage drop when the semiconductor switching elements 5 to 10 of the inverter unit 21 are on and the forward voltage drop of the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22. If the amount is small enough to be ignored with respect to the DC voltage of the converter unit 2, the current I is given by the following equation.
I = Vc / Rb (1)
Here, Vc represents the DC output voltage of the converter unit 2, and Rb represents the resistance value of the braking resistor 18.
Now, assuming that the variation of the DC output voltage Vc due to the voltage variation of the three-phase power source 1 is ± ΔVc and the variation of the resistance value of the braking resistor 18 is ± ΔRb, the normal range of the current I is expressed by the following equation.
(Vc−ΔVc) / (Rb + ΔRb) ≦ I ≦ (Vc + ΔVc) / (Rb−ΔRb) (2)
The current value (calculated value) within the predetermined range mentioned here can be determined by the equation (2).
If the current value is within the predetermined range, the process proceeds to step 9, and if it is outside the predetermined range, the process proceeds to step 7.
ステップ７においては、電流値が所定範囲の値より、大きいか小さいかを判断し、大きい場合は、ステップ１２にて制動抵抗器１８が定数違い（正規品より抵抗値が小さい）、または短絡していると判断して故障検出を終了する。
また、電流値が小さい場合は、ステップ８に進み、さらに電流値が０（電流が流れていない）か、または０ではないかを判断して、０であれば制動抵抗器１８が断線しているか、あるいは三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードがオープン故障であると判断する。電流が０でなければ、制動抵抗器１８が定数違い（正規品より抵抗値が大きい）と判断して（Ｓ１２）故障検出を終了する。
再びステップ６に戻り、電流値が所定範囲内であれば、この時点で、制動抵抗器１８とリレー１７は正常であると判断し、ステップ９に進む。ここでは三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障を検出する。
ステップ９にて、インバータ部２１の通電パターンを変更し、ステップ１０にて、電流値が０（電流が流れていない）か、または０ではないかを判断する。電流が０であれば、ステップ１２にて三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードがオープン故障であると判断する。電流値が０でなければ、ステップ１１で三相全波整流回路２２の全ての整流ダイオード１１乃至１６の通電パターンを完了したかどうかを判断して、完了してなければステップ９に戻り、完了していれば故障検出を終了する。
In step 7, it is determined whether the current value is larger or smaller than a predetermined range value. If larger, the braking resistor 18 is different in constant in step 12 (the resistance value is smaller than that of the regular product) or short-circuited. The failure detection is terminated.
Further, when the current value is small, the process proceeds to step 8 where it is further determined whether the current value is 0 (no current is flowing) or not, and if it is 0, the braking resistor 18 is disconnected. Or the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 is determined to have an open failure. If the current is not 0, the braking resistor 18 determines that the constant is different (the resistance value is larger than that of the regular product) (S12), and the failure detection is terminated.
Returning to step 6 again, if the current value is within the predetermined range, it is determined that the braking resistor 18 and the relay 17 are normal at this point, and the process proceeds to step 9. Here, an open failure of the rectifier diode in the energized state in the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 is detected.
In step 9, the energization pattern of the inverter unit 21 is changed. In step 10, it is determined whether the current value is 0 (no current flows) or not. If the current is 0, it is determined in step 12 that the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 has an open failure. If the current value is not 0, it is determined in step 11 whether or not the energization pattern of all the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 has been completed. If so, the failure detection is terminated.
ここで、ステップ１２における異常内容の判定を整理すると次のようになる。
ａ：整流ダイオード１１乃至１６の中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障
ｂ：制動抵抗器１８の断線、または整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障
ｃ：制動抵抗器１８の定数ミス（正規品より抵抗値が大きい。）
ｄ：制動抵抗器１８の定数ミス（正規品より抵抗値が小さい。）または短絡故障
上述のようにしてダイナミックブレーキ回路２３の故障を検出することができる。
なお、整流ダイオード１１乃至１６のいずれかが短絡故障している場合は、通常のテスト運転モードにおいて、過電流アラームが発生することになるので、本ダイナミックブレーキ回路の故障検出ではオープン故障が検出できれば特に問題はない。
Here, the determination of the abnormal content in step 12 is organized as follows.
a: Open failure of the rectifier diode in the energized state in the rectifier diodes 11 to 16 b: Disconnection of the braking resistor 18 or open failure of the rectifier diode in the energized state in the rectifier diodes 11 to 16 c: Braking resistor 18 constant mistakes (resistance value is larger than regular products)
d: Constant error of the braking resistor 18 (resistance value is smaller than that of the regular product) or short circuit failure The failure of the dynamic brake circuit 23 can be detected as described above.
If any of the rectifier diodes 11 to 16 has a short circuit fault, an overcurrent alarm will occur in the normal test operation mode. Therefore, if an open fault can be detected in the fault detection of this dynamic brake circuit. There is no particular problem.
本発明における実施例２は、電流検出手段の代わりに、制動抵抗器１８の端子電圧を検出する電圧検出手段１９によって故障検出を行うものである。また、実施例１での欠点を補うことができる故障検出方法である。
実施例１の場合は、制動抵抗器１８の抵抗値が小さくなると、通電電流がインバータ部２１の半導体スイッチング素子５乃至１０の過電流耐量を越える大きな値となる場合がある。また、三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６のオープン故障については検出できるが、極めて稀に、短絡故障に至り、廻り回路が発生しない状態で過電流アラームとならずに残存したものがあったとすれば、その短絡故障した整流ダイオードについては故障検出ができないという場合も考えられる。実施例２は実施例１におけるこのような不具合点を解消することができる故障検出方法を示すものである。
In the second embodiment of the present invention, failure detection is performed by voltage detection means 19 for detecting the terminal voltage of the braking resistor 18 instead of the current detection means. In addition, this is a failure detection method that can compensate for the drawbacks of the first embodiment.
In the case of the first embodiment, when the resistance value of the braking resistor 18 decreases, the energization current may become a large value exceeding the overcurrent tolerance of the semiconductor switching elements 5 to 10 of the inverter unit 21. Further, although an open failure of the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 can be detected, it is extremely rare that a short-circuit failure occurs and a surplus circuit remains without causing an overcurrent alarm. If there is, there may be a case where failure detection cannot be performed on the short-circuited rectifier diode. The second embodiment shows a failure detection method that can eliminate such inconveniences in the first embodiment.
図１に示す三相電源１は通常の商用電源の場合、２００Ｖ系、または４００Ｖ系の交流電圧を有するので、コンバータ部２で全波整流して、平滑コンデンサ３で平滑した直流電圧は２００Ｖ（ＡＣ）の場合で約２８０Ｖ（ＤＣ）となる。従って、モータ容量が大きくなると制動抵抗器１８の値も数オーム程度となり、故障検出のための通電電流値が大きくなるという問題がある。このような問題点を考慮すると、供給電源を直流定電圧電源から供給する方がより有効である。実際上、インバータ部２１の半導体スイッチング素子５乃至１０の故障検出では、直流定電圧電源を利用するのが一般的である。
従って、平滑コンデンサ３の両端に直流定電圧電源を接続して、５Ｖ（ＤＣ）程度の低い電圧を供給して、上述の通電チェックを行った場合の電流Ｉは下式で与えられる。
Ｉ＝［Ｅ−２（ＶＣＥ＋ＶＦ）］／Ｒｂ （３）
ここで、Ｅは平滑コンデンサ端子間に加えた直流定電圧電源の電圧、Ｒｂは制動抵抗器１８の抵抗値、ＶＣＥは半導体スイッチング素子５乃至１０の順方向電圧降下分、ＶＦは整流ダイオード１１乃至１６の順方向電圧降下分を示す。なお、簡単化のため半導体スイッチング素子と整流ダイオードのそれぞれの順方向電圧降下のバラツキは無視している。なお、順方向電圧降下は通電電流や温度条件によって変動するが、ここでは、説明の便宜上これらの変動分も無視する。
次に、（３）式を変形して、制動抵抗器１８の電圧降下の式で表わすと（４）式となる。
Ｉ・Ｒｂ＝Ｅ−２（ＶＣＥ＋ＶＦ） （４）
実施例２では、電流Ｉが正常範囲にあるかどうかを判断する代わりに、制動抵抗器１８の電圧降下の値から正否判定する。表１は、制動抵抗器１８と整流ダイオード１１乃至１６の故障モードと電圧検出回路１９による電圧降下の測定値との関係を示したものである。
Since the three-phase power source 1 shown in FIG. 1 has a 200V or 400V AC voltage in the case of a normal commercial power source, the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 3 after the full-wave rectification by the converter unit 2 is 200V ( In the case of AC), it is about 280 V (DC). Therefore, when the motor capacity is increased, the value of the braking resistor 18 is also about several ohms, and there is a problem that the energization current value for failure detection is increased. Considering such problems, it is more effective to supply the supply power from the DC constant voltage power supply. In practice, a DC constant voltage power supply is generally used for detecting a failure of the semiconductor switching elements 5 to 10 of the inverter unit 21.
Therefore, the current I when the above-described energization check is performed by connecting a DC constant voltage power supply to both ends of the smoothing capacitor 3 and supplying a low voltage of about 5 V (DC) is given by the following equation.
I = [E−2 (V CE + V F )] / Rb (3)
Here, E is the voltage of the DC constant voltage power source applied between the smoothing capacitor terminals, Rb is the resistance value of the braking resistor 18, V CE is the forward voltage drop of the semiconductor switching elements 5 to 10, and V F is the rectifier diode. The forward voltage drop of 11 to 16 is shown. For simplification, variations in forward voltage drop between the semiconductor switching element and the rectifier diode are ignored. Note that the forward voltage drop varies depending on the energization current and temperature conditions, but here, for convenience of explanation, these variations are also ignored.
Next, the equation (3) is modified to be expressed by the equation for the voltage drop of the braking resistor 18 to be the equation (4).
I · Rb = E−2 (V CE + V F ) (4)
In the second embodiment, instead of determining whether or not the current I is in the normal range, whether or not the current I is in the normal range is determined based on the voltage drop value of the braking resistor 18. Table 1 shows the relationship between the failure mode of the braking resistor 18 and the rectifier diodes 11 to 16 and the measured value of the voltage drop by the voltage detection circuit 19.
表１に示すように、実施例１で説明したダイナミックブレーキ回路への通電回路ループの中で、制動抵抗器１８が断線（オープン）していたとすれば、上述の直流定電圧電源の電圧Ｅが検出回路１９によって測定される。また、短絡状態であれば、測定電圧はゼロである。同様に、整流ダイオードの１つがオープン状態であれば、電流は流れないので、制動抵抗器１８の端子電圧はゼロである。通電回路ループの中の１本が短絡故障で１本が正常の場合と、２本共に短絡状態で故障している場合とで、電圧降下の測定値はＶＦ分の差があり、検出回路１９での測定値はそれぞれＥ−２ＶＣＥ−ＶＦ及びＥ−２ＶＣＥとなる。
ただし、実際上、整流ダイオードの２本がショートモードで壊れている場合、または１本のみが壊れている場合でも、通常のテスト運転モードで過電流アラームとなり、この過電流アラームの発生時点で交換作業が行われることになる。このような故障モードは、本ダイナミックブレーキ回路の故障検出を実施する時点ではすでに取り除かれていると考えてよい。ここでは故障検出原理を説明するために、短絡故障の検出条件を表１に示している。
As shown in Table 1, if the braking resistor 18 is disconnected (open) in the energization circuit loop to the dynamic brake circuit described in the first embodiment, the voltage E of the DC constant voltage power source described above is It is measured by the detection circuit 19. Moreover, if it is a short circuit state, a measurement voltage is zero. Similarly, if one of the rectifier diodes is open, no current flows, so the terminal voltage of the braking resistor 18 is zero. If one is normal and one is in a short circuit fault in the current supply circuit loop, in the case of the two co-faulty short-circuit conditions, the measured value of the voltage drop is the difference between V F min, detection circuit measurement at 19 respectively with E-2V CE -V F and E-2V CE.
However, in practice, if two of the rectifier diodes are broken in the short mode, or if only one is broken, an overcurrent alarm will occur in the normal test operation mode, and it will be replaced when this overcurrent alarm occurs. Work will be done. It can be considered that such a failure mode has already been removed at the time of performing the failure detection of the dynamic brake circuit. Here, in order to explain the failure detection principle, detection conditions for a short-circuit failure are shown in Table 1.
図３は本発明の実施例２におけるダイナミックブレーキ回路の故障検出方法を示すフローチャートである。ここでは、モータはすでに停止状態にあり、モータへの通電は遮断されているものとして説明する。
先ず、ステップ２１ではコンタクター２５をオフしてモータをインバータ部２１及びダイナミックブレーキ回路２３から切離す。ステップ２２で、ダイナミックブレーキ回路２３のリレー１７をＤＢ側にオンし、ダイナミックブレーキ回路２３をオン状態とする。ステップ２３で、平滑コンデンサ３の端子間に定電圧電源から、５Ｖ（ＤＣ）程度の低い電圧を供給する。ステップ２４で、実施例１で説明したように、インバータ部２１の上側アームの半導体スイッチング素子５，７，９のいずれかと、下側アームの半導体スイッチング素子６，８，１０の上側アームとの対を構成しない一つの半導体スイッチング素子をオンして、ダイナミックブレーキ回路２３に電流を流す。
FIG. 3 is a flowchart showing a failure detection method for a dynamic brake circuit according to the second embodiment of the present invention. Here, the description will be made assuming that the motor is already in a stopped state, and the power supply to the motor is cut off.
First, in step 21, the contactor 25 is turned off to disconnect the motor from the inverter unit 21 and the dynamic brake circuit 23. In step 22, the relay 17 of the dynamic brake circuit 23 is turned on to the DB side, and the dynamic brake circuit 23 is turned on. In step 23, a low voltage of about 5 V (DC) is supplied between the terminals of the smoothing capacitor 3 from a constant voltage power source. In step 24, as described in the first embodiment, any one of the semiconductor switching elements 5, 7, and 9 of the upper arm of the inverter unit 21 is paired with the upper arm of the semiconductor switching elements 6, 8, and 10 of the lower arm. One semiconductor switching element that does not constitute the circuit is turned on, and a current flows through the dynamic brake circuit 23.
実施例１では短時間の通電を行う必要があったが、実施例２では、印加電圧が低いので、短時間に電圧値を測定しなければならないという制約は緩和される。しかし、実施例１の場合と比較して、測定精度が要求されるので、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）で所要精度を確保できるような測定時間に設定する必要がある。測定精度が確保できるという条件下において、測定時間は極力短時間に設定した方がよい。その理由については後述する。
ステップ２５では、（４）式に基づいて制動抵抗器１８の電圧降下が所定範囲内にあるかを判断して、所定範囲内にあれば、ステップ２８に進み、所定範囲を外れていればステップ２６に進む。
なお、ここで言う所定範囲内とは、半導体スイッチング素子５乃至１０と整流ダイオード１１乃至１６の順方向電圧降下分（ＶＣＥ＋ＶＦ）のバラツキを考慮した制動抵抗器１８の電圧降下の値を意味する。ＶＣＥやＶＦの値は電流依存性と温度依存性による変動があるので、これらによる影響もあらかじめ測定または計算しておく必要がある。これらのバラツキ要因が±ΔＶとしてあらかじめ求められているとした場合、制動抵抗器１８の電圧降下（Ｉ・Ｒｂ）の所定範囲の値は次式となる。
Ｅ−２（ＶＣＥ＋ＶＦ−ΔＶ）≦Ｉ・Ｒｂ≦Ｅ−２（ＶＣＥ＋ＶＦ＋ΔＶ） （５）
In Example 1, it was necessary to energize for a short time, but in Example 2, since the applied voltage is low, the restriction that the voltage value must be measured in a short time is relaxed. However, since the measurement accuracy is required as compared with the case of the first embodiment, it is necessary to set the measurement time so that the required accuracy can be secured by the microprocessor (CPU). It is better to set the measurement time as short as possible under the condition that the measurement accuracy can be ensured. The reason will be described later.
In step 25, it is determined whether the voltage drop of the braking resistor 18 is within a predetermined range based on the expression (4). If it is within the predetermined range, the process proceeds to step 28. Proceed to 26.
The term “within a predetermined range” as used herein refers to the value of the voltage drop of the braking resistor 18 in consideration of variations in the forward voltage drop (V CE + V F ) of the semiconductor switching elements 5 to 10 and the rectifier diodes 11 to 16. means. Since the values of V CE and V F vary depending on current dependency and temperature dependency, it is necessary to measure or calculate the influence of these values in advance. Assuming that these variation factors are obtained in advance as ± ΔV, the value of a predetermined range of the voltage drop (I · Rb) of the braking resistor 18 is represented by the following equation.
E-2 (V CE + V F -ΔV) ≦ I · Rb ≦ E-2 (V CE + V F + ΔV) (5)
ステップ２６においては、制動抵抗器１８の電圧降下の値がＥであるかを判断し、Ｅであれば、ステップ３２にて制動抵抗器１８が断線（オープン）していると判断して故障検出を終了する。また、Ｅでなければ、ステップ２７に進み、さらに制動抵抗器１８の電圧降下の値が０か、または０ではないかを判断して、０であれば制動抵抗器１８が短絡しているか、あるいは整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードがオープン故障であると判断する。０でなければ、制動抵抗器１８が定数違い（正規品より抵抗値が大きいまたは小さい）、あるいは整流ダイオードがショート状態にあると判断して（Ｓ３２）故障検出を終了する。 In step 26, it is determined whether the value of the voltage drop of the braking resistor 18 is E. If it is E, it is determined in step 32 that the braking resistor 18 is disconnected (open), and a failure is detected. Exit. If it is not E, the process proceeds to step 27, and it is further determined whether the value of the voltage drop of the braking resistor 18 is 0 or not, and if it is 0, the braking resistor 18 is short-circuited, Alternatively, it is determined that the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16 has an open failure. If it is not 0, it is determined that the braking resistor 18 has a different constant (resistance value is larger or smaller than that of the regular product) or the rectifier diode is in a short state (S32), and the failure detection is terminated.
ステップ２５に戻り、制動抵抗器１８の電圧降下の値が所定範囲内であれば、この時点で、制動抵抗器１８とリレー１７は正常であると判断し、ステップ２８に進む。ここでは三相全波整流回路２２の整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障または短絡故障を検出する。
ステップ２８にて、インバータ部２１の通電パターンを変更し、ステップ２９にて、制動抵抗器１８の電圧降下が（５）式に示す所定範囲内にあるかどうかを判断する。所定範囲内にあれば、ステップ３１に進み、所定範囲内になければステップ３０に進む。
ステップ３０にて制動抵抗器の電圧降下が０であれば、整流ダイオードがオープン故障であると判断し、０で無ければ短絡故障と判断する（Ｓ３２）。
ステップ３１では三相全波整流回路２２の全ての整流ダイオード１１乃至１６の通電パターンを完了したかどうかを判断して、完了してなければステップ２８に戻り、完了していれば故障検出を終了する。
Returning to step 25, if the value of the voltage drop of the braking resistor 18 is within the predetermined range, it is determined that the braking resistor 18 and the relay 17 are normal at this time, and the process proceeds to step 28. Here, an open failure or a short-circuit failure of the rectifier diode in the energized state in the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 is detected.
In step 28, the energization pattern of the inverter unit 21 is changed, and in step 29, it is determined whether or not the voltage drop of the braking resistor 18 is within a predetermined range shown in the equation (5). If it is within the predetermined range, the process proceeds to step 31; otherwise, the process proceeds to step 30.
If the voltage drop of the braking resistor is 0 in step 30, it is determined that the rectifier diode is an open failure, and if it is not 0, it is determined that there is a short-circuit failure (S32).
In step 31, it is determined whether or not the energization patterns of all the rectifier diodes 11 to 16 of the three-phase full-wave rectifier circuit 22 are completed. If not completed, the process returns to step 28. To do.
なお、短絡故障がある場合は、通電パターンを変更する過程で過電流アラームとなることが想定されるので、先に述べたように、通電時間は出来るだけ短時間に設定する。例えば、半導体スイッチング素子の５と８をオンして、
半導体スイッチング素子５→整流ダイオード１２→制動抵抗器１８→リレー１７→整流ダイオード１３→半導体スイッチング素子８、という経路で通電しようとしたとする。この時、整流ダイオード１１が短絡していれば、廻り回路によって下記の経路で短絡電流が流れる。
半導体スイッチング素子５→整流ダイオード１１→整流ダイオード１３→半導体スイッチング素子８
従って、このような廻り回路によって短絡回路が形成されることへの保護回路や警報が必要であるが、通常のモータ制御装置においては過電流検出回路による保護は必須のものとして備えられているので、新たな保護回路の追加は必要ない。なお、整流ダイオードの短絡故障は、通常のテスト運転モードで過電流アラームとなり、この過電流アラームの発生時点で交換作業が行われることになるので、本ダイナミックブレーキ回路の故障検出の中で整流ダイオードの短絡故障を検出することは極めて稀であると考えてよい。
また、他の例として、整流ダイオード１２が短絡しているものとすると、この場合廻り回路は形成されず、整流ダイオード１２の順方向電圧降下分だけ電圧検出回路１９の検出電圧が高くなる。本実施例２でのダイナミックブレーキ回路の故障検出方法では、この場合ように、廻り回路による短絡回路の発生がない場合に限られる。ただし、この場合でも、半導体スイッチング素子の７と６をオンした場合、半導体スイッチング素子７→整流ダイオード１４→整流ダイオード１２→半導体スイッチング素子６の経路で短絡回路が形成されることになる。従って、短絡故障モードの故障検出は極めて稀には可能であるが、多くの場合は、過電流検出回路による検出に依存することになる。
If there is a short-circuit failure, an overcurrent alarm is assumed in the process of changing the energization pattern, and as described above, the energization time is set as short as possible. For example, turning on semiconductor switching elements 5 and 8
Suppose that an attempt is made to energize the semiconductor switching element 5 → the rectifier diode 12 → the braking resistor 18 → the relay 17 → the rectifier diode 13 → the semiconductor switching element 8. At this time, if the rectifier diode 11 is short-circuited, a short-circuit current flows in the following path by the circuit.
Semiconductor switching element 5 → rectifier diode 11 → rectifier diode 13 → semiconductor switching element 8
Therefore, it is necessary to provide a protection circuit and an alarm against the short circuit being formed by such a circuit, but in an ordinary motor control device, protection by an overcurrent detection circuit is essential. It is not necessary to add a new protection circuit. Note that a short-circuit failure of the rectifier diode results in an overcurrent alarm in the normal test operation mode, and replacement work will be performed when this overcurrent alarm occurs. It may be considered extremely rare to detect a short circuit fault.
As another example, if the rectifier diode 12 is short-circuited, no circuit is formed in this case, and the detection voltage of the voltage detection circuit 19 is increased by the forward voltage drop of the rectifier diode 12. The failure detection method for the dynamic brake circuit according to the second embodiment is limited to the case where there is no short circuit due to the circuit as in this case. However, even in this case, when the semiconductor switching elements 7 and 6 are turned on, a short circuit is formed in the path of the semiconductor switching element 7 → the rectifier diode 14 → the rectifier diode 12 → the semiconductor switching element 6. Therefore, fault detection in the short-circuit fault mode is possible very rarely, but in many cases, it depends on detection by the overcurrent detection circuit.
ここで、ステップ３２における異常内容の判定を整理すると次のようになる。
ａ：整流ダイオード１１乃至１６の中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障。
ｂ：整流ダイオード１１乃至１６の中の通電状態にある整流ダイオードの短絡故障。（ただし、短絡故障は通常、過電流検出回路によって検出される。）
ｃ：制動抵抗器１８の短絡故障、または整流ダイオード１１乃至１６中の通電状態にある整流ダイオードのオープン故障
ｄ：制動抵抗器１８の定数ミス（正規品より抵抗値が大きいまたは小さい。）か、整流ダイオード１１乃至１６の中の通電状態にある整流ダイオードの短絡故障
ｅ：制動抵抗器１８の断線（オープン）故障
実施例２によれば、上述のようにして制動抵抗器の断線とショート、及び整流ダイオード１１乃至１６のオープン故障と、特定の条件下での短絡故障の検出も可能になる。
Here, the determination of the abnormal content in step 32 is organized as follows.
a: Open failure of the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16.
b: Short-circuit failure of the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16. (However, short-circuit faults are usually detected by an overcurrent detection circuit.)
c: short-circuit failure of braking resistor 18 or open failure of rectifier diode in energized state in rectifier diodes 11 to 16 d: constant error of braking resistor 18 (resistance value larger or smaller than regular product) Short-circuit fault e of the rectifier diode in the energized state among the rectifier diodes 11 to 16 e: Disconnection (open) fault of the braking resistor 18 According to the second embodiment, disconnection and short-circuit of the braking resistor as described above, and It is also possible to detect open faults in the rectifier diodes 11 to 16 and short-circuit faults under specific conditions.
１ 三相電源
２ コンバータ部
３ 平滑コンデンサ
４ フライホイールダイオード
５，６，７，８，９，１０ 半導体スイッチング素子
１１，１２，１３，１４，１５，１６ 整流ダイオード
１７ リレー
１８ 制動抵抗器
１９ 電流検出手段（または電圧検出手段）
２０ モータ
２１ インバータ部
２２ 三相全波整流回路
２３ ダイナミックブレーキ回路
２４ 位置検出器
２５ コンタクター
２６ 制御回路部
２７ インバータ制御回路部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-phase power supply 2 Converter part 3 Smoothing capacitor 4 Flywheel diode 5, 6, 7, 8, 9, 10 Semiconductor switching element 11, 12, 13, 14, 15, 16 Rectifier diode 17 Relay 18 Braking resistor 19 Current detection Means (or voltage detection means)
20 Motor 21 Inverter unit 22 Three-phase full-wave rectifier circuit 23 Dynamic brake circuit 24 Position detector 25 Contactor 26 Control circuit unit 27 Inverter control circuit unit
Claims (12)
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記直流電源の電圧と前記抵抗器の抵抗によって算出した電流値と、前記電流検出手段によって検出した電流値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出することを特徴とするモータ制御装置。 A full-wave rectifier circuit that rectifies the induced voltage of the motor, a dynamic brake circuit composed of a relay and a resistor connected in series between the output terminals of the full-wave rectifier circuit, an inverter unit that converts a DC power source into AC, and In a motor control device comprising current detection means for detecting a current flowing through a resistor, and a contactor provided in the power line of the motor,
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. When a short circuit is established in the inverter, one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit is turned on, and one of the semiconductor switching elements of the lower arm of the inverter unit is turned on, the voltage of the DC power supply and the A motor control device that detects a failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit by comparing a current value calculated by the resistance of the resistor and a current value detected by the current detection means.
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記定電圧電源から前記インバータ部へ一定電圧を供給し、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって算出した前記抵抗器の端子電圧と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出することを特徴とするモータ制御装置。 A full-wave rectifier circuit that rectifies the induced voltage of the motor, a relay and a resistor connected in series between the output terminals of the full-wave rectifier circuit, an inverter unit that converts DC power into AC, and a terminal voltage of the resistor In a motor control device comprising voltage detection means for detecting, a contactor provided in a power line of the motor, and a DC constant voltage power source for supplying a constant DC voltage to the inverter unit,
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. A short-circuit state in the power supply, supplying a constant voltage from the constant voltage power source to the inverter unit, turning on one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit, and a semiconductor switching element of the lower arm of the inverter unit When one of the above is turned on, the voltage of the constant voltage power supply, the forward voltage drop of the semiconductor switching element, the terminal voltage of the resistor calculated by the forward voltage drop of the full-wave rectifier circuit, and the voltage detection means Detecting a failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit by comparison with the voltage value detected by Motor control device according to claim.
直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターとを有し、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記直流電源の電圧と前記抵抗器の抵抗によって算出した電流値と、前記電流検出手段によって検出した電流値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出することを特徴とするダイナミックブレーキ回路の故障検出方法。 In a failure detection method for a dynamic brake circuit comprising a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, and a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit,
An inverter unit for converting a DC power source into AC, current detection means for detecting a current flowing through the resistor, and a contactor provided in a power line of the motor;
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. When a short circuit is established in the inverter, one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit is turned on, and one of the semiconductor switching elements of the lower arm of the inverter unit is turned on, the voltage of the DC power supply and the Fault detection of a dynamic brake circuit, wherein a fault of the resistor and the full-wave rectifier circuit is detected by comparing the current value calculated by the resistance of the resistor and the current value detected by the current detection means Method.
直流電源を交流に変換するインバータ部と、前記抵抗器の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータのパワーラインに設けられたコンタクターと、前記インバータ部に一定の直流電圧を供給する直流定電圧電源とを有し、
前記モータが停止状態でかつ非通電状態にあるときに、前記コンタクターを開放して前記モータを前記インバータ部及び前記ダイナミックブレーキ回路から切り離し、前記全波整流回路の出力端子間を前記リレーと前記抵抗器で短絡状態とし、前記定電圧電源から前記インバータ部へ一定電圧を供給し、前記インバータ部の上側アームの半導体スイッチング素子のいずれかをオンし、かつ前記インバータ部の下側アームの半導体スイッチング素子の一つをオンしたとき、前記定電圧電源の電圧と前記半導体スイッチング素子の順方向電圧降下と前記全波整流回路の順方向電圧降下によって算出した前記抵抗器の端子電圧と、前記電圧検出手段によって検出した電圧値との比較によって、前記抵抗器及び前記全波整流回路の故障を検出することを特徴とするダイナミックブレーキ回路の故障検出方法。 In a failure detection method for a dynamic brake circuit comprising a full-wave rectifier circuit for rectifying an induced voltage of a motor, and a relay and a resistor connected in series between output terminals of the full-wave rectifier circuit,
An inverter unit that converts a DC power source into AC, a voltage detection unit that detects a terminal voltage of the resistor, a contactor provided in a power line of the motor, and a DC constant that supplies a constant DC voltage to the inverter unit. A voltage power supply,
When the motor is stopped and in a non-energized state, the contactor is opened to disconnect the motor from the inverter unit and the dynamic brake circuit, and the relay and the resistor are connected between the output terminals of the full-wave rectifier circuit. A short-circuit state in the power supply, supplying a constant voltage from the constant voltage power source to the inverter unit, turning on one of the semiconductor switching elements of the upper arm of the inverter unit, and a semiconductor switching element of the lower arm of the inverter unit When one of the above is turned on, the voltage of the constant voltage power supply, the forward voltage drop of the semiconductor switching element, the terminal voltage of the resistor calculated by the forward voltage drop of the full-wave rectifier circuit, and the voltage detection means Detecting a failure of the resistor and the full-wave rectifier circuit by comparison with the voltage value detected by Fault detection method of the dynamic braking circuit, characterized.
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010146789A1 (en) | 2009-06-15 | 2010-12-23 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Treatment device for endoscope |
| JP2013027304A (en) * | 2011-07-18 | 2013-02-04 | Siemens Ag | Drive system and operational method thereof |
| CN102668367B (en) * | 2009-12-28 | 2015-05-27 | 三菱电机株式会社 | Drive control device of alternating-current motor |
| CN105470927A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 深圳市合信自动化技术有限公司 | Dynamic brake and corresponding servo driver |
| JP2016144232A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | ファナック株式会社 | Motor drive device with dynamic brake circuit failure detection function |
| CN109358288A (en) * | 2018-12-17 | 2019-02-19 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | A kind of fault detection method of servo dynamic brake circuit |
| US10720861B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-07-21 | Fanuc Corporation | Motor control device and motor control method |
| JP2020174500A (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | ファナック株式会社 | Protection device |
| CN111869093A (en) * | 2018-03-29 | 2020-10-30 | 日本精工株式会社 | Motor control device and fault detection method for motor control device |
| CN112994584A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Motor driving device |
| CN112994583A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Motor driving device |
| WO2023086339A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | Nidec Motor Corporation | Safety switching system and method for braking electric motor |
| US11777602B2 (en) | 2021-11-09 | 2023-10-03 | Nidec Motor Corporation | Apparatus and method for arbitrating optical communication between can buses |
| US11855572B2 (en) | 2021-11-09 | 2023-12-26 | Nidec Motor Corporation | System and method for increasing braking performance under multi-phase shorting |
| US12074552B2 (en) | 2021-11-09 | 2024-08-27 | Nidec Motor Corporation | Dual encoder system for electric motor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07322663A (en) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Yaskawa Electric Corp | DB circuit failure detection method for servo control device |
| JP2003009560A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Yaskawa Electric Corp | Failure detection method for dynamic brake circuit |
| JP2009165296A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Fanuc Ltd | Motor drive device with dynamic brake circuit failure detection function |
-
2007
- 2007-12-10 JP JP2007317824A patent/JP2009142115A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07322663A (en) * | 1994-05-25 | 1995-12-08 | Yaskawa Electric Corp | DB circuit failure detection method for servo control device |
| JP2003009560A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-10 | Yaskawa Electric Corp | Failure detection method for dynamic brake circuit |
| JP2009165296A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Fanuc Ltd | Motor drive device with dynamic brake circuit failure detection function |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010146789A1 (en) | 2009-06-15 | 2010-12-23 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | Treatment device for endoscope |
| CN102668367B (en) * | 2009-12-28 | 2015-05-27 | 三菱电机株式会社 | Drive control device of alternating-current motor |
| JP2013027304A (en) * | 2011-07-18 | 2013-02-04 | Siemens Ag | Drive system and operational method thereof |
| US9647581B2 (en) | 2015-01-29 | 2017-05-09 | Fanuc Corporation | Motor drive having function of detecting failure in dynamic braking circuit |
| JP2016144232A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | ファナック株式会社 | Motor drive device with dynamic brake circuit failure detection function |
| CN105470927B (en) * | 2015-12-30 | 2019-02-01 | 深圳市合信自动化技术有限公司 | A kind of dynamic brake and corresponding servo-driver |
| CN105470927A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 深圳市合信自动化技术有限公司 | Dynamic brake and corresponding servo driver |
| US10720861B2 (en) | 2018-03-15 | 2020-07-21 | Fanuc Corporation | Motor control device and motor control method |
| CN111869093A (en) * | 2018-03-29 | 2020-10-30 | 日本精工株式会社 | Motor control device and fault detection method for motor control device |
| CN109358288A (en) * | 2018-12-17 | 2019-02-19 | 南京埃斯顿自动化股份有限公司 | A kind of fault detection method of servo dynamic brake circuit |
| JP7015270B2 (en) | 2019-04-12 | 2022-02-02 | ファナック株式会社 | Protective device |
| JP2020174500A (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | ファナック株式会社 | Protection device |
| US11424697B2 (en) | 2019-04-12 | 2022-08-23 | Fanuc Corporation | Protection device |
| CN112994583A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Motor driving device |
| JP2021097476A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | ファナック株式会社 | Motor drive device having protection mechanism |
| JP2021097473A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | ファナック株式会社 | Motor driving device with protecting mechanism |
| CN112994584A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 发那科株式会社 | Motor driving device |
| JP7469036B2 (en) | 2019-12-16 | 2024-04-16 | ファナック株式会社 | Motor drive device having a protection mechanism |
| JP7502020B2 (en) | 2019-12-16 | 2024-06-18 | ファナック株式会社 | Motor drive device having a protection mechanism |
| CN112994584B (en) * | 2019-12-16 | 2025-09-26 | 发那科株式会社 | Motor drive unit |
| CN112994583B (en) * | 2019-12-16 | 2025-11-07 | 发那科株式会社 | Motor driving device |
| WO2023086339A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | Nidec Motor Corporation | Safety switching system and method for braking electric motor |
| US11777602B2 (en) | 2021-11-09 | 2023-10-03 | Nidec Motor Corporation | Apparatus and method for arbitrating optical communication between can buses |
| US11784589B2 (en) | 2021-11-09 | 2023-10-10 | Nidec Motor Corporation | Safety switching system and method for braking electric motor |
| US11855572B2 (en) | 2021-11-09 | 2023-12-26 | Nidec Motor Corporation | System and method for increasing braking performance under multi-phase shorting |
| US12074552B2 (en) | 2021-11-09 | 2024-08-27 | Nidec Motor Corporation | Dual encoder system for electric motor |
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