JPS6013489A - 直流モ−タ駆動装置の異常検出装置 - Google Patents
直流モ−タ駆動装置の異常検出装置Info
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- JPS6013489A JPS6013489A JP58122028A JP12202883A JPS6013489A JP S6013489 A JPS6013489 A JP S6013489A JP 58122028 A JP58122028 A JP 58122028A JP 12202883 A JP12202883 A JP 12202883A JP S6013489 A JPS6013489 A JP S6013489A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 17
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流モータ駆動装置の異常検出装置に関し、
特にロボットや工作機械等の速度フィードバック回路を
用いた直流モータにおける異常検出装置の新規な改良に
関するものである。
特にロボットや工作機械等の速度フィードバック回路を
用いた直流モータにおける異常検出装置の新規な改良に
関するものである。
−搬に、ロボット及び工作機械等の如（、機械的に可動
部分を有し、その可動部分が動作する事を許さ牡ない領
域にまで動く事を禁止するためには、そのストロークエ
ンドに機械的なストッパーを設けたり、あるいはオーバ
ーラン検出回路、過速度検出回路を設ける等の種々の方
法が考えらｎている。しかしながら、速度フィードバッ
ク回路が動作しな（々るとモータは暴走を起し、過速度
検出回路は速度が検出さｎないので動作せず暴走の場合
の速度はかなりの速度になるため、オーバーラン検出回
路が働らいても、慣性により長い距離をオーバーランし
たり、また異常な速度で機械的ストッパーに衝突して、
駆動機構やストッパを損傷し、重大な故障を引き起す。
部分を有し、その可動部分が動作する事を許さ牡ない領
域にまで動く事を禁止するためには、そのストロークエ
ンドに機械的なストッパーを設けたり、あるいはオーバ
ーラン検出回路、過速度検出回路を設ける等の種々の方
法が考えらｎている。しかしながら、速度フィードバッ
ク回路が動作しな（々るとモータは暴走を起し、過速度
検出回路は速度が検出さｎないので動作せず暴走の場合
の速度はかなりの速度になるため、オーバーラン検出回
路が働らいても、慣性により長い距離をオーバーランし
たり、また異常な速度で機械的ストッパーに衝突して、
駆動機構やストッパを損傷し、重大な故障を引き起す。
また、ブラシを有する直流モータにおいては、ブラシが
摩耗してくると、ブラシとコミュテータの接触が不安定
になシ良好な駆動特性を示さ彦（なるが、こｎを確実に
検出するのは難しいのが現状である。
摩耗してくると、ブラシとコミュテータの接触が不安定
になシ良好な駆動特性を示さ彦（なるが、こｎを確実に
検出するのは難しいのが現状である。
以上、述べた様に現在の直流モータ駆動回路は種々の問
題点を有しておシ、特に直流モータを使用した機器の信
頼性を確保する上において重要な課題になっている。
題点を有しておシ、特に直流モータを使用した機器の信
頼性を確保する上において重要な課題になっている。
本発明は上記問題点を速やかに解決すべくなさｎ、［流
モータ駆動回路の異常動作の検出を目的としたものであ
シ、特にロボット、工作機械等の速度フィードバック回
路を利用した直流モータ駆動回路におけるモータ及びモ
ータ駆動の異常、及び速度フィードバック回路の異常を
も検出し、暴走に到る前にモータを止め、故障管引きお
こすこ 。
モータ駆動回路の異常動作の検出を目的としたものであ
シ、特にロボット、工作機械等の速度フィードバック回
路を利用した直流モータ駆動回路におけるモータ及びモ
ータ駆動の異常、及び速度フィードバック回路の異常を
も検出し、暴走に到る前にモータを止め、故障管引きお
こすこ 。
とのない装置を提供する事を目的とする。
本発明の骨子は直流モータの基本的性質である関係式（
１）、（２）に基づいている。
１）、（２）に基づいている。
ＶＴ＝Ｖ工＋Ｒ＊Ｉｈ 、、、（１）
Ｖｘ＝ＫＮ ｏｓ。（２）
ここで
ｖＴ−直流モータの端子間電圧（ト）
ｖ工；直流モータの誘起電圧 （至）
Ｒ人；電機子抵抗（０）
工人；電機子電流（Ａ）
Ｋ；誘起電圧常数（Ｖ／ＲＰＭ）
Ｎ；モータ回転数（ＲＰ Ｍ） である。
１１） 、 １．２）から
ＶＴ−ＫＮ−Ｒ人工人＝Ｑ −−−Ｂ）式が導かｎる。
速度検出信号はモータ回転数と比例するので、（３）式
のＮに速度検出信号を使用し、比例定数の設定を（３）
式が成立する様にすｔは良い。
のＮに速度検出信号を使用し、比例定数の設定を（３）
式が成立する様にすｔは良い。
第１図は、前記の如き直流モータのフィードバック駆動
装部における（３）式を演算する本発明の一実施例を示
したものである。以下に本実施例を説明する。
装部における（３）式を演算する本発明の一実施例を示
したものである。以下に本実施例を説明する。
５−
第１図において、Ａは駆動回路、１は駆動回路Ａの電源
端子Ａ１に接続さｒｔ、’′ｆｃ直流モータ、２は直流
モータ１の回転数を検出し速度信号ｖ１を出力する回転
速度検出器としてのタコゼネレータであシ、速度信号Ｖ
、は駆動回路Ａのフィードバック回路としても作用する
。３はオペ丁ンブ３０ヲ有し■流モータｌの端子間電圧
Ｖｒｉ出力するための差動増幅器からなる端子間電圧検
出器、４はオペアンプ４０を有し直流モータ１の電機子
電流工ｈｆ検出するための差動増幅器からなる電機子電
流検出器、５は加算器でろシ、この力ロ算器５は回転速
度信号ｖ１と電機子電流工人の変換電圧７人とをそｎぞ
ｎ重みづけ抵抗１．０ 、 ｌｌｆ介して加算し、加算
電圧５ａｆ出力する。６は減算器であシ、重みづけ抵抗
９を介した端子間電圧ＶＴから前記加算電圧５αを減算
する。こｎら加算器５、減算器６、重みづけ抵抗９ 、
１０ 、１１は各検出器２，３．４からの出力を演算す
るためｑ演算回路を構成している。
端子Ａ１に接続さｒｔ、’′ｆｃ直流モータ、２は直流
モータ１の回転数を検出し速度信号ｖ１を出力する回転
速度検出器としてのタコゼネレータであシ、速度信号Ｖ
、は駆動回路Ａのフィードバック回路としても作用する
。３はオペ丁ンブ３０ヲ有し■流モータｌの端子間電圧
Ｖｒｉ出力するための差動増幅器からなる端子間電圧検
出器、４はオペアンプ４０を有し直流モータ１の電機子
電流工ｈｆ検出するための差動増幅器からなる電機子電
流検出器、５は加算器でろシ、この力ロ算器５は回転速
度信号ｖ１と電機子電流工人の変換電圧７人とをそｎぞ
ｎ重みづけ抵抗１．０ 、 ｌｌｆ介して加算し、加算
電圧５ａｆ出力する。６は減算器であシ、重みづけ抵抗
９を介した端子間電圧ＶＴから前記加算電圧５αを減算
する。こｎら加算器５、減算器６、重みづけ抵抗９ 、
１０ 、１１は各検出器２，３．４からの出力を演算す
るためｑ演算回路を構成している。
７はオペアンプ７０およびコンデンサ８を有し６−
演算出力１１（ｙ−検出する積分増幅器であり、出力電
圧Ｐが０でないとき異常検出信号Ｓを出力する。
圧Ｐが０でないとき異常検出信号Ｓを出力する。
Ｒは他方の電源端子Ａ、［接続さｎ電機子電流工人を電
圧信号に変換して検出器４に供給するための変換抵抗で
ある。
圧信号に変換して検出器４に供給するための変換抵抗で
ある。
次に動作について説明する。
直流モータ１が駆動回路Ａによシ駆動さｎると、モータ
１の端子間電圧ＶＴは、差動増幅器からなる検出器３に
よシ検出さｎて出力となる。又、電機子電流ＩＡは、変
換抵抗Ｒの端子間に生ずる電圧な差動増幅からなる検出
器４によって検出さｎて変換電圧Ｖ人として出力さｎる
。更に、モータ１の回転速度は、タコゼネレータ２を介
して検出さｎ回転速度信号ｖ１として出力さｎる。
１の端子間電圧ＶＴは、差動増幅器からなる検出器３に
よシ検出さｎて出力となる。又、電機子電流ＩＡは、変
換抵抗Ｒの端子間に生ずる電圧な差動増幅からなる検出
器４によって検出さｎて変換電圧Ｖ人として出力さｎる
。更に、モータ１の回転速度は、タコゼネレータ２を介
して検出さｎ回転速度信号ｖ１として出力さｎる。
こｎら検出器２，３．４からの出力電圧■菫 。
Ｖ ｑ 、 Ｖ 人は前述のように、重みづけ抵抗９，
１０．１１ヲ介して演算さｎるが、各重みづけ抵抗は、
前記（３）式が取立するように各電圧が補正さｎるよう
な値に設定さｎている。従って、駆動回路Ａフィードバ
ック回路共に正常に動作している時は、（３）式が成立
するため積分増巾器７の出力Ｓは大略零電位になる。し
かし、モータ１を駆動する電機子までの配録が断線した
り、ブラシとコミコーテータの接触不良が発生すると、
検出器３における端子間電圧ＶＴは発生するが、電流工
Ａが零に々る、一方、このときモータ１は駆動できなく
なるので、回転数Ｎは零となるか、又は回転中に故障し
た場合は零に近づいてゆくことから（３）式に基づく値
は０とならず前記積分増巾器７の出力口は零電位ではな
くなる。またタコゼネレータ２による速度フィードバッ
ク信号Ｖ１が故障により出力さ牡なくなった場合を想定
すると、実際にはモータ１が駆動さｎ回転していたとし
ても、（３）式における回転数Ｎが零として検出さｎる
にもかかわらず、他の信号が発生しているので、やはり
、（３）式に基づく積分増巾器７の出力Ｓは零電位では
なくなる。従って、出力Ｓは異常検出信号として捕えら
ｎ、図示しないスイッチ等を介してモータ１の駆動 □
を止めることができる。
１０．１１ヲ介して演算さｎるが、各重みづけ抵抗は、
前記（３）式が取立するように各電圧が補正さｎるよう
な値に設定さｎている。従って、駆動回路Ａフィードバ
ック回路共に正常に動作している時は、（３）式が成立
するため積分増巾器７の出力Ｓは大略零電位になる。し
かし、モータ１を駆動する電機子までの配録が断線した
り、ブラシとコミコーテータの接触不良が発生すると、
検出器３における端子間電圧ＶＴは発生するが、電流工
Ａが零に々る、一方、このときモータ１は駆動できなく
なるので、回転数Ｎは零となるか、又は回転中に故障し
た場合は零に近づいてゆくことから（３）式に基づく値
は０とならず前記積分増巾器７の出力口は零電位ではな
くなる。またタコゼネレータ２による速度フィードバッ
ク信号Ｖ１が故障により出力さ牡なくなった場合を想定
すると、実際にはモータ１が駆動さｎ回転していたとし
ても、（３）式における回転数Ｎが零として検出さｎる
にもかかわらず、他の信号が発生しているので、やはり
、（３）式に基づく積分増巾器７の出力Ｓは零電位では
なくなる。従って、出力Ｓは異常検出信号として捕えら
ｎ、図示しないスイッチ等を介してモータ１の駆動 □
を止めることができる。
このように、第１図の検出装置によって駆動状Ｎ （Ｄ
異常、フィードバック回路の異常が検出できる。
異常、フィードバック回路の異常が検出できる。
コンデンサ８は、積分増巾器７として必要なものでｈ’
）直流モータ１がブラシモータであったりした場合の電
流のふらつきによる影響をとシ去るものであり、またモ
ータ１の駆動がパルス巾変調回路の様な場合においても
、本発明を実現可能なものにする。
）直流モータ１がブラシモータであったりした場合の電
流のふらつきによる影響をとシ去るものであり、またモ
ータ１の駆動がパルス巾変調回路の様な場合においても
、本発明を実現可能なものにする。
第２図は本発明を正逆転パルス巾変調駆動回路に応用し
た他の一実施例であシ、第１図と対応する個所にはそｎ
ぞｎ同符号を付けて説明を省略する。
た他の一実施例であシ、第１図と対応する個所にはそｎ
ぞｎ同符号を付けて説明を省略する。
第２図において、Ｂは後述する半導体スイッチおよびフ
ライホイールダイオードと共に駆動回路構成する駆動制
御回路である。この駆動制御回路Ｂの駆動電源の一端Ｂ
８には第１．第２の半導体スイッチとしてのトランジス
タ１２ 、１３が接続さｎ、更に各トランジスタ［２、
１３にはフライホイールダイオード１８ 、１９がそｎ
ぞｎ並列接続さｎている。１６ 、１７は電機子電流工
Ａ、ＩＡＩを各々電圧変９− 換する第１．第２の変換抵抗であり、各検出器２．３．
４の電源と共通電位をとるための駆動電源の他端Ｂ２に
並列接続さしている。
ライホイールダイオードと共に駆動回路構成する駆動制
御回路である。この駆動制御回路Ｂの駆動電源の一端Ｂ
８には第１．第２の半導体スイッチとしてのトランジス
タ１２ 、１３が接続さｎ、更に各トランジスタ［２、
１３にはフライホイールダイオード１８ 、１９がそｎ
ぞｎ並列接続さｎている。１６ 、１７は電機子電流工
Ａ、ＩＡＩを各々電圧変９− 換する第１．第２の変換抵抗であり、各検出器２．３．
４の電源と共通電位をとるための駆動電源の他端Ｂ２に
並列接続さしている。
１４ 、１５は第３＃第４の半導体スイッチとしてのト
ランジスタであり、そｎぞｎトランジスタ１２゜１３と
抵抗１６ 、１７との間に直列接続さｒｔ、、）ランジ
スタ１２ 、１３と共に駆動制御回路Ｂにより制御さ扛
ることによシ、モータ１に対してブリッジ形式に正逆転
パルス巾変調駆動するように構成さｎている。旬、２１
はトランジスタ１４ 、１５にそｎぞｎ並列接続さｒｂ
７２１フライホイールダイオードである。
ランジスタであり、そｎぞｎトランジスタ１２゜１３と
抵抗１６ 、１７との間に直列接続さｒｔ、、）ランジ
スタ１２ 、１３と共に駆動制御回路Ｂにより制御さ扛
ることによシ、モータ１に対してブリッジ形式に正逆転
パルス巾変調駆動するように構成さｎている。旬、２１
はトランジスタ１４ 、１５にそｎぞｎ並列接続さｒｂ
７２１フライホイールダイオードである。
第１図の実施例と異なる所は、正転駆動電流と逆転駆動
電流とをそｎぞｎ別の抵抗１６ 、１７で電圧変換し差
動増巾器からなる検出器４に入力する事でオシ、この方
式により、差動増巾器の入力が基単電位からの電流によ
る抵抗降下電圧による究め検出精度が高く、シかもフラ
イホイール電流をも正確に検出できる様になっている。
電流とをそｎぞｎ別の抵抗１６ 、１７で電圧変換し差
動増巾器からなる検出器４に入力する事でオシ、この方
式により、差動増巾器の入力が基単電位からの電流によ
る抵抗降下電圧による究め検出精度が高く、シかもフラ
イホイール電流をも正確に検出できる様になっている。
また、（３）式を演算する回路は単純な反転加算回路に
なっているが、こｎは、あらかじめ、端子電圧信号と、
回転１０− 速度信号、電流信号の極性を反転しているため、論理的
には減算回路である。
なっているが、こｎは、あらかじめ、端子電圧信号と、
回転１０− 速度信号、電流信号の極性を反転しているため、論理的
には減算回路である。
尚、速度検出器は、タコゼふレータ２以外にも、エンコ
ーダ、レゾルバ等の位置検出器の信号を微分したシ、増
巾位置パルスを周波数電圧変換して得る事が可能である
。
ーダ、レゾルバ等の位置検出器の信号を微分したシ、増
巾位置パルスを周波数電圧変換して得る事が可能である
。
また、電流検出器４としては、磁性体のギャップにホー
ル素子を組み込み、電機子電流で８性体に磁久を発生す
る様にした電流検出器を使用する事ができる。
ル素子を組み込み、電機子電流で８性体に磁久を発生す
る様にした電流検出器を使用する事ができる。
更に、半導体スイッチとしてもトランジスタ１２〜１５
以外にＦＥｉＴ等で同等に作用することは言うまでもな
い。
以外にＦＥｉＴ等で同等に作用することは言うまでもな
い。
以上の如（本発明によって、直流モータの駆動回路、フ
ィードバック回路に異常状態が発生しても確実に安全に
検出でき、直流モータを使用した機器の安全性を飛開的
に高める事ができ、その技術的効果は顕著である。
ィードバック回路に異常状態が発生しても確実に安全に
検出でき、直流モータを使用した機器の安全性を飛開的
に高める事ができ、その技術的効果は顕著である。
第１図、第２図は本発明のそｎぞｎ異なる実施例を示す
ブロック図て必る。 図中、１は直流モータ１．２はタコゼネレータ（回転速
度検出器〕、３は端子間電圧検出器、４は電機子電流検
出器、５は加算器、６は減算器７は積分増幅器、８はコ
ンデンザ、９，１０，１ｌｌｄ重みづけ抵抗、 １２〜
１５はトランジスタ（半導体スイッチ） ％ １６ 、
１７ 、 Ｒは抵抗、１８〜２１はフライホイールダイ
オード、Ａは駆動回路、Ｂは駆動制御回路である。 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士最上 務
ブロック図て必る。 図中、１は直流モータ１．２はタコゼネレータ（回転速
度検出器〕、３は端子間電圧検出器、４は電機子電流検
出器、５は加算器、６は減算器７は積分増幅器、８はコ
ンデンザ、９，１０，１ｌｌｄ重みづけ抵抗、 １２〜
１５はトランジスタ（半導体スイッチ） ％ １６ 、
１７ 、 Ｒは抵抗、１８〜２１はフライホイールダイ
オード、Ａは駆動回路、Ｂは駆動制御回路である。 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士最上 務
Claims (2)
- （１）Ｍ流モータを駆動する几めの駆動回路と、前記直
流モータの回転数を検出し速度信号を出力する回転速度
検出器と、前記直流モータの端子間電圧を検出する端子
間電圧検出器と、前記直流モータの電機子電流を検出す
る電機子電流検出器と、前記回転速度検出器の出力を前
記直流モータの誘起電圧に置き換えると共に前記各検出
器からの出力電圧を加算するための演算回路と、この演
算回路の出力を積分増巾するため積分増巾手段とからな
シ、前記演算回路の出力が１０″でないとき、即ち関係
式 ％式％ ）×（電機子抵抗）＝０ でないとき、前記積分増幅器
が前記直流モータの駆動状態の異常を検出し、異常検出
信号を出力する横取としたことを特徴とする直流モータ
駆動装置の異常検出装置。 - （２）前記駆動回路は、駆動制御回路と、この駆動制御
回路の駆動電源の一端に並列接続さｎた第１および第２
の半導体スイッチと、この第１および第２の半導体スイ
ッチに各々並列に接続さ′ｎたフライホイールダイオー
ドと、前記各検出器の電源と共通電位をとるための前記
駆動電源の他端に並列接続さｎて前記電機子を流を電圧
に変えるための第１および第２の抵抗と、この第１の抵
抗と前記第１の半導体スイッチとの間に直列接続さｎた
第３の半導体スイッチと、前記第２の抵抗と第２の半導
体スイッチとの間に直列接続さｎた第４の半導体スイッ
チと、前記第３の半導体スイッチおよび第１の抵抗と、
前記第４の半導体スイッチおよび第２の抵抗とに対し各
々並列に接続さｎたフライホイールダイオードとを備え
、前記第１〜第４の半導体スイッチが前記直流モータに
対してブリッジ形式に正逆転パルス巾、変調駆動すると
共に、前記第３の半導体スイッチと第１の抵抗との各接
続点の電圧を差動増幅することにより前記電機予電流を
検出する構成としたことを特徴とする特許詩求の範囲第
１項記載の直流モータ駆動装置の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122028A JPS6013489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 直流モ−タ駆動装置の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122028A JPS6013489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 直流モ−タ駆動装置の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013489A true JPS6013489A (ja) | 1985-01-23 |
| JPH0222636B2 JPH0222636B2 (ja) | 1990-05-21 |
Family
ID=14825801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58122028A Granted JPS6013489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 直流モ−タ駆動装置の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013489A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224891A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | 制御用サ−ボモ−タの速度制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688685A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-18 | Pioneer Video Corp | Circuit for detecting counter-electromotive force and driving current |
| JPS576588A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Toyota Motor Corp | Detecting circuit for abnormality of tacho-generator |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58122028A patent/JPS6013489A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688685A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-18 | Pioneer Video Corp | Circuit for detecting counter-electromotive force and driving current |
| JPS576588A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Toyota Motor Corp | Detecting circuit for abnormality of tacho-generator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224891A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | 制御用サ−ボモ−タの速度制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222636B2 (ja) | 1990-05-21 |
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