JP2849266B2 - Servo control device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ制御により
モータの駆動を制御するサーボ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo control device for controlling driving of a motor by inverter control.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、インバータ制御によりモータの駆
動を制御するサーボ制御装置は、モータを停止させる際
に制御装置に回生される運動エネルギーを消費するため
回生放電抵抗を有している。図3は、一般的なサーボ制
御装置の電力制御を行うインバータ制御部の構成を示す
回路図である。このサーボ制御装置は、サーボ制御装置
本体1を有しており、サーボ制御装置本体1は、モータ
を制御する電力制御部2、サーボ制御装置本体内部のサ
ーマルリードスイッチ3の出力により検出する加熱検出
回路4及び各部を制御する回生放電制御回路5を有して
いる。更に、電力制御部2は、交流電源6から供給され
る交流電流を直流電流に変換する整流ダイオードブリッ
ジ7及び平滑コンデンサ8と、モータ9の停止時に回生
されるモータ9の運動エネルギーを消費する内部回生放
電抵抗10と、内部回生放電抵抗10への通電をオン、
オフするトランジスタ11、及び整流ダイオードブリッ
ジ7及び平滑コンデンサ8に変換された直流電流を交流
電流に変換してモータ9へ送る整流インバータブリッジ
12とを有している。サーボ制御装置本体1は、端子群
13、14、15、16、17を有している。端子1
3、14は内部回生放電抵抗10に接続されており、端
子15は整流ダイオードブリッジ7と整流インバータブ
リッジ12とを結ぶ線に接続されており、端子16、1
7はサーマルリードスイッチ3に接続されており、端子
14、15間は結線18により接続されており、かつ端
子16、17間は結線19により接続されている。ま
た、サーボ制御装置本体1は、図4に示されるように、
所望の回生電力消費能力を確保するために必要に応じて
外部に所望の抵抗値かつ許容損失の外部回生放電抵抗を
備える外部回生放電抵抗ユニット20を接続し得るよう
になっている。外部回生放電抵抗ユニット20は、端子
群21、22、23、24を有している。端子21、2
2間には、内部回生放電抵抗10と同じ抵抗値で許容損
失のみが数倍になっている外部回生放電抵抗25、26
が並列に接続されており、端子23、24間には、外部
回生放電抵抗ユニット20内の熱を検出するためのサー
マルリードスイッチ27が接続されている。外部回生放
電抵抗ユニット20をサーボ制御装置本体1に接続する
場合、結線18、19を切り、端子13と21とを結線
28により接続し、端子15と22とを結線29により
接続し、端子16と23とを結線30により接続し、端
子17と24とを結線31により接続する。2. Description of the Related Art Conventionally, a servo control device for controlling the driving of a motor by inverter control has a regenerative discharge resistor for consuming kinetic energy regenerated by the control device when stopping the motor. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration of an inverter control unit that performs power control of a general servo control device. This servo control device has a servo control device main body 1. The servo control device main body 1 has a power control unit 2 for controlling a motor, and a heating detection detected by an output of a thermal reed switch 3 inside the servo control device main body. It has a circuit 4 and a regenerative discharge control circuit 5 for controlling each part. The power control unit 2 further includes a rectifier diode bridge 7 and a smoothing capacitor 8 that convert an AC current supplied from an AC power supply 6 into a DC current, and an internal device that consumes kinetic energy of the motor 9 that is regenerated when the motor 9 is stopped. Turns on the power supply to the regenerative discharge resistor 10 and the internal regenerative discharge resistor 10,
It has a transistor 11 that is turned off, and a rectifier inverter bridge 12 that converts a DC current converted by the rectifier diode bridge 7 and the smoothing capacitor 8 into an AC current and sends the AC current to the motor 9. The servo control device main body 1 has terminal groups 13, 14, 15, 16, and 17. Terminal 1
The terminals 3 and 14 are connected to the internal regenerative discharge resistor 10, the terminal 15 is connected to a line connecting the rectifier diode bridge 7 and the rectifier inverter bridge 12, and the terminals 16 and 1 are connected to each other.
Reference numeral 7 is connected to the thermal reed switch 3, the terminals 14 and 15 are connected by a connection 18, and the terminals 16 and 17 are connected by a connection 19. Further, as shown in FIG.
An external regenerative discharge resistor unit 20 having an external regenerative discharge resistor having a desired resistance value and a permissible loss can be connected to the outside as necessary to secure a desired regenerative power consumption capability. The external regenerative discharge resistance unit 20 has terminal groups 21, 22, 23, and 24. Terminal 21, 2
Between the two, the external regenerative discharge resistors 25 and 26 having the same resistance value as the internal regenerative discharge resistor 10 and having only several times the allowable loss.
Are connected in parallel, and a thermal reed switch 27 for detecting heat in the external regenerative discharge resistance unit 20 is connected between the terminals 23 and 24. When the external regenerative discharge resistance unit 20 is connected to the servo control device body 1, the connections 18 and 19 are cut off, the terminals 13 and 21 are connected by the connection 28, the terminals 15 and 22 are connected by the connection 29, and the terminal 16 is connected. And 23 are connected by a connection 30, and the terminals 17 and 24 are connected by a connection 31.
【0003】次に動作について説明する。交流電源6か
ら供給される交流電流は電力制御部2内の整流ダイオー
ドブリッジ7と、平滑コンデンサ8によって直流電圧に
交換される。12は、パワートランジスタ等の電力スイ
ッチング素子群で構成されたインバータブリッジで、こ
れらをON/OFF制御することにより、モータ9に任
意の駆動電流を与える。図5は、図3に示したサーボ制
御装置によりモータ9を加減速運転した時のモータ速
度、モータトルク、及びモータ出力について表したタイ
ムチャートである。サーボ制御装置が、モータ加速トル
ク+Ta に相当する駆動電流を出力することにより、モ
ータは正方向に加速動作を開始する。taは、モータの
加速時間であり、この時間が終了すると、モータは所定
の速度W0に到達する。定速度動作時間t0 において
は、負荷トルク+Te に相当する電流がサーボ制御装置
より、モータに供給される。定速動作時間が終了する
と、サーボ制御装置は、モータ減速トルクに相当する電
流を出力し、モータは減速動作を開始する。ここで、減
速時間を加速時間に等しいとすると、減速トルクT
d は、Jを、モータと負荷の供給イナーシャとすると、 Td =−J(W0 /ta )+Te となる。又、加速条件より、 Ta =J(W0 /ta )+Te だから、結局、減速トルクTd は、 Td =−Ta +2・Te =−(Ta −2Te ) となる。モータは、停止後に、ts の休止時間を経て、
ここまでの一連の動作を1サイクル時間tc とした繰り
返し動作を行う。図5(c)中のモータ出力Pは、モー
タ速度W及びモータトルクT(図5(b)参照)との関
係式 P=T・W によって表したものである。これにより、モータ出力が
正符号となる減速動作中は、モータが発電機として動作
していることがわかる。1サイクル時間tc 内の実効ト
ルクTc は、モータの定格トルクをTm とすると、Tc
≦Tm の関係が成立する。よって、 Tm ≧Tc ={(Ta 2 ・ta +Te 2 ・t0 +Td 2 ・td )/tc }1/2 ここで、Te をTe =βTm (βは定数)に置き換える
と、 Tm ≧{(Ta 2 ・ta +(βTm )2 (t0 −ts −2ta )+(Ta −2 βTm )2 ・ta )/tc }1/2 となる。これを式変形すると、停止動作デューティta
/tc は、 ta /tc ≦{(Tm 2 −β2 Tm 2 )/2(Ta −βTm )2 }+{(β2 Tm 2 )/2(Ta −βTm )2 }ts /tc ta /tc ≦(1−β2 +β2 ts /tc )/2{(Ta /Tm )−β}2 = {1−β2 (tc −ts )/tc }/2{(Ta /Tm )−β}2 …(1) となる。また、図5(c)に示す減速時モータ出力波形
の面積U(斜線部)は、次式のように示される。但し、
積分範囲はt1 からt2 までとする。Next, the operation will be described. The AC current supplied from the AC power supply 6 is exchanged into a DC voltage by the rectifying diode bridge 7 in the power control unit 2 and the smoothing capacitor 8. Numeral 12 denotes an inverter bridge composed of a group of power switching elements such as power transistors, which gives an arbitrary drive current to the motor 9 by controlling ON / OFF of these. FIG. 5 is a time chart showing the motor speed, motor torque, and motor output when the motor 9 is accelerated / decelerated by the servo control device shown in FIG. Servo control apparatus, by outputting a driving current corresponding to the motor acceleration torque + T a, the motor starts accelerating operation in the positive direction. t a is the acceleration time of the motor, at which time the motor reaches a predetermined speed W 0 . In the constant speed operating time t 0, the current corresponding to the load torque + T e is from servo controller, is supplied to the motor. When the constant speed operation time ends, the servo control device outputs a current corresponding to the motor deceleration torque, and the motor starts the deceleration operation. Here, assuming that the deceleration time is equal to the acceleration time, the deceleration torque T
d is the J, when the supply inertia of the motor and the load, and T d = -J (W 0 / t a) + T e. Further, from the accelerated conditions, T a = J (W 0 / t a) + T e So, after all, deceleration torque T d is, T d = -T a +2 · T e = - a (T a -2T e) . Motor, after the stop, through the rest time of t s,
Repeated operation of a series of operations was defined as one cycle time t c so far. The motor output P in FIG. 5C is represented by a relational expression P = T · W with the motor speed W and the motor torque T (see FIG. 5B). This indicates that the motor is operating as a generator during the deceleration operation in which the motor output has a positive sign. Effective torque T c in one cycle time t c is the rated torque of the motor and T m, T c
The relationship of ≦ T m holds. Thus, where T m ≧ T c = {( T a 2 · t a + T e 2 · t 0 + T d 2 · t d) / t c} 1/2, the T e T e = βT m ( β is replacing the constant), T m ≧ {(T a 2 · t a + (βT m) 2 (t 0 -t s -2t a) + (T a -2 βT m) 2 · t a) / t c } 1/2 . By transforming this into an equation, the stop operation duty t a
/ Tc is t a / t c ≦ {(T m 2 −β 2 T m 2 ) / 2 (T a −βT m ) 2 } + {(β 2 T m 2 ) / 2 (T a −β T m) 2} t s / t c t a / t c ≦ (1-β 2 + β 2 t s / t c) / 2 {(T a / T m) -β} 2 = {1-β 2 (t c− t s ) / t c } / 2 {(T a / T m ) −β} 2 (1) The area U (shaded area) of the motor output waveform at the time of deceleration shown in FIG. 5C is represented by the following equation. However,
Integral range is from t 1 to t 2.
【0004】 U=∫Pdt=1/2(Pd ・ta ) …(2) モータ出力波形の面積Uは、モータが発電機となって、
負荷も含めた運動エネルギーをサーボ制御装置に回生す
るエネルギー量になる。回生される運動エネルギーは、
図3の電力制御部2では、コンデンサ8の静電エネルギ
ーに形態をかえる。モータ減速開始時t=t1 のコンデ
ンサ電圧をV0 、コンデンサ容量をCとすると、モータ
停止時t=t2 のコンデンサ電圧Vは、エネルギー授受
関係より、 1/2・C(V2 −V0 2 )=1/2・Pd ・ta で表され、結果としてコンデンサ電圧が上昇することに
なる。[0004] U = ∫Pdt = 1/2 ( P d · t a) ... (2) an area U of the motor output waveform, the motor becomes a generator,
It is the amount of energy that regenerates kinetic energy, including load, to the servo controller. The kinetic energy regenerated is
In the power control unit 2 of FIG. 3, the form is changed to the electrostatic energy of the capacitor 8. Assuming that the capacitor voltage at t = t 1 at the start of motor deceleration is V 0 and the capacitance of the capacitor is C, the capacitor voltage V at t = t 2 at motor stop is ・ · C (V 2 −V 0 2) = is represented by 1/2 · P d · t a, the capacitor voltage as a result rises.
【0005】図3において、回生放電制御回路5は、コ
ンデンサ電圧を入力として、2つのスレッシュホールド
電圧V1 、V2 (但し、V1 >V2 )を持ったヒステリ
シス回路になっており、コンデンサ電圧Vが、V>V1
となると、放電トランジスタ11をON動作させること
により、コンデンサ8の静電エネルギーをサーボ制御装
置本体1内部の内部回生放電抵抗10を介して放電消費
させ、この後、V>V2 となると、トランジスタをOF
F動作させ、放電動作を停止させる機能を持つ。(1)
式、(2)式と図5のタイムチャートより、回生放電抵
抗10の損失PR は、 PR =U/tc =1/2・Pd ・ta /tc ≦{1−β2 (tc −ts )/tc }/4{(Ta /Tm )−β}2 ・Pd …(3) となる。ここで、 Pd =Td ・W0 =(Ta −2βTm )W0 ={(Ta /Tm )−2β}Tm ・W0 であるから、W0 をモータ定格速度とすると、モータ定
格出力Pm は、 Pm =Tm ・W0 となるから、これらを(3)式に代入に、PR をPm で
表すと、 PR ≦{1−β2 (tc −ts )/tc }/4{(Ta /Tm )−β}2 ・Pd ={1−β2 (tc −ts )/tc }/4{(Ta /Tm )−β}2 ・{(Ta /Tm )−2β}・Pm …(4) 例えば、一般的な数値として、Ta /Tm =3、β=
0.3、(tc −ts )/tc =1/2を(4)式に代
入すると、 PR ≦(1−0.32 ・0.5)/4(3−0.3)2 ・(3−0.6)Pm となる。これは、定格トルクでかつ定格速度を条件とす
る加減速運転を行うと、モータ定格出力の10%近い許
容損失を持つ放電回生抵抗が必要となることを示してい
る。しかしながら、上式が示すごとく、同一の駆動能力
のサーボ制御装置においても、適用されるモータの定格
出力の違いや、用途によって決まる定速走行時のモータ
速度等によって、放電回生抵抗に要求される許容損失は
大きく変わってしまう。このため、サーボ制御装置のコ
スト、大きさを考慮最適な構成を指向して、通常サーボ
制御装置本体には、適用される最大モータ容量におい
て、要求される最大許容損失の数分の1の能力を持つ回
生放電抵抗を設置し、この能力を超える用途では、制御
装置本体の外部に、大きな許容損失を持つ、外部回生放
電抵抗ユニットを設置して対応するシステム構成が採用
される。また、回生放電抵抗の抵抗値Rは、本体内部設
置であるか外部設置であるかにかかわらず、瞬時損失V
2 /Rが、モータの瞬時最大回生電力Pd より大きく設
定しなければならないため、一様に決定できる。In FIG. 3, a regenerative discharge control circuit 5 is a hysteresis circuit having a capacitor voltage as input and having two threshold voltages V 1 and V 2 (where V 1 > V 2 ). When the voltage V is V> V 1
Then, by turning on the discharge transistor 11, the electrostatic energy of the capacitor 8 is discharged and consumed through the internal regenerative discharge resistor 10 inside the servo control device main body 1. After that, when V> V 2 , the transistor OF
It has a function of performing the F operation and stopping the discharging operation. (1)
Wherein (2) and from the time chart of FIG. 5, the loss P R of the regenerative discharge resistor 10 is, P R = U / t c = 1/2 · P d · t a / t c ≦ {1-β 2 become (t c -t s) / t c} / 4 {(T a / T m) -β} 2 · P d ... (3). Here, since it is Pd = Td · W 0 = ( Ta -2βTm) W 0 = {(Ta / Tm) -2β} Tm · W 0, when the W 0 and the rated motor speed, motor rated output P m is , P because becomes m = T m · W 0, the substituting these into equation (3), to represent the P R at P m, P R ≦ {1 -β 2 (t c -t s) / t c {/ 4} (T a / T m ) −β} 2 · P d = {1−β 2 (t c −t s ) / t c } / 4} (T a / T m ) −β} 2. {(T a / T m ) −2β} · P m (4) For example, as general numerical values, T a / T m = 3, β =
0.3, substituting (t c -t s) / tc = 1/2 in equation (4), P R ≦ (1-0.3 2 · 0.5) / 4 (3-0.3) 2 · (3-0.6) P m . This indicates that, when the acceleration / deceleration operation is performed under the condition of the rated torque and the rated speed, a discharge regenerative resistor having an allowable loss close to 10% of the rated output of the motor is required. However, as shown in the above equation, even in a servo control device having the same driving capability, the discharge regenerative resistance is required by the difference in the rated output of the applied motor and the motor speed at the time of constant speed running determined by the application. The allowable loss changes greatly. Therefore, in consideration of the cost and size of the servo control device, the optimum configuration is taken into consideration, and the servo control device body usually has a capacity of a fraction of the required maximum allowable loss at the maximum motor capacity to be applied. For applications exceeding this capacity by installing a regenerative discharge resistor having a regenerative discharge resistance, an external regenerative discharge resistor unit having a large permissible loss is installed outside the control device body, and a corresponding system configuration is adopted. Further, the resistance value R of the regenerative discharge resistance is determined by the instantaneous loss V
2 / R is, since it is necessary to set larger than the instantaneous maximum regenerative power P d of the motor, it can be uniformly determined.
【0006】図3において、制御装置本体内部の回生放
電抵抗10の過熱は、サーマルリードスイッチ3と、こ
の出力を入力とする過熱検出回路4とにより検出され
る。そして、過熱検出時には、過熱検出回路4は、整流
インバータブリッジ12の動作を停止させ、モータ9の
回生動作を中止するとともに、制御装置が異常な温度上
昇を招くことを未然に防止する。また、過熱検出が発生
する用途では、外部放電抵抗ユニットの設置による許容
損失アップが必要となる。そこで、図4に示すように、
サーボ制御装置本体1に外部回生放電抵抗ユニット20
を接続する。外部回生放電抵抗ユニット20を接続する
場合は、サーボ制御装置本体1側の結線18をとりはず
し、サーボ制御装置本体端子13、15と、外部放電抵
抗ユニット20の端子21、22をそれぞれ結線28、
29により接続すれば、外部回生放電抵抗25、26を
サーボ制御装置の回生放電抵抗として動作させられる。
更に、外部回生放電抵抗25、26の過熱を検出するサ
ーマルリードスイッチ27は、制御装置本体1側の結線
19をとりはずし、制御装置本体側端子16、17と外
部回生放電抵抗ユニット20の端子23、24をそれぞ
れ結線30、31により接続すれば、外部回生放電抵抗
25、26の過熱状態をサーボ制御装置本体1内の過熱
検出回路4で検出可能となる。In FIG. 3, overheating of the regenerative discharge resistor 10 inside the control device main body is detected by a thermal reed switch 3 and an overheating detecting circuit 4 which receives the output as an input. When overheating is detected, the overheating detecting circuit 4 stops the operation of the rectifier inverter bridge 12, stops the regenerative operation of the motor 9, and prevents the control device from causing an abnormal rise in temperature. In applications where overheat detection occurs, it is necessary to increase the allowable loss by installing an external discharge resistance unit. Therefore, as shown in FIG.
External regenerative discharge resistance unit 20
Connect. When the external regenerative discharge resistance unit 20 is connected, the connection 18 on the servo control device main body 1 side is removed, and the servo control device main terminals 13 and 15 and the terminals 21 and 22 of the external discharge resistance unit 20 are connected to the connection 28,
If connected by 29, the external regenerative discharge resistors 25 and 26 can be operated as regenerative discharge resistors of the servo controller.
Further, the thermal reed switch 27 for detecting overheating of the external regenerative discharge resistors 25 and 26 disconnects the connection 19 on the control device main body 1 side, and the control device main body side terminals 16 and 17 and the terminals 23 and 23 of the external regenerative discharge resistance unit 20. If the terminals 24 are connected by the connection lines 30 and 31, respectively, the overheat state of the external regenerative discharge resistors 25 and 26 can be detected by the overheat detection circuit 4 in the servo control device main body 1.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例では、外部回生放電抵抗ユニット取付時には、
サーボ制御装置本体内部の回生放電抵抗及び内部サーマ
ルリードスイッチが使用できず、システムトータルで考
えて部品の利用効率が悪くなってしまう。また、外部生
放電回生抵抗ユニットに過熱検出用サーマルリードスイ
ッチを設けることは、その動作温度の選定と、取付箇
所、及び取付方法が複合的に関係しあって、設計上難し
く、必然的に制御装置本体との接続線数が多くなるとい
う問題があった。However, in the conventional example described above, when the external regenerative discharge resistor unit is attached,
The regenerative discharge resistance and the internal thermal reed switch inside the servo control device main body cannot be used, and the utilization efficiency of parts is degraded in terms of the system as a whole. In addition, providing a thermal reed switch for overheating detection on the external regenerative regenerative resistor unit is difficult in design because the selection of the operating temperature and the mounting location and mounting method are complexly related. There is a problem that the number of connection lines with the apparatus main body increases.
【0008】本発明は、上記のような課題を解消するた
めになされたもので、本発明の目的は、必要に応じてサ
ーボ制御装置に外部生放電抵抗ユニットを接続する場合
に、サーボ制御装置全体での部品の利用効率を向上する
と共に、外部回生放電抵抗ユニットと制御装置本体との
接続の簡略化を図れるサーボ制御装置を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a servo control device for connecting an external biodischarge resistance unit to a servo control device as required. It is an object of the present invention to provide a servo control device capable of improving the use efficiency of components as a whole and simplifying the connection between an external regenerative discharge resistance unit and a control device main body.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係るサーボ制御
装置は、モータから回生される運動エネルギーを内部回
生放電抵抗により消費させるサーボ制御装置本体を備
え、モータの駆動を制御するとともに、必要に応じてサ
ーボ制御装置本体外部に所定抵抗値かつ許容損失の外部
回生放電抵抗群を接続して所望の回生電力消費能力を確
保するサーボ制御装置において、サーボ制御装置本体の
内部回生放電抵抗と外部回生放電抵抗群とを直列または
並列に接続するように構成したことを特徴とするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION A servo control device according to the present invention includes a servo control device main body for consuming kinetic energy regenerated from a motor by an internal regenerative discharge resistor. In accordance with a servo control device that connects a regenerative discharge resistor group having a predetermined resistance value and a permissible loss to the outside of the servo control device main body in accordance with the servo control device main body, the internal regenerative discharge resistance of the servo control device main body and the external regenerative discharge resistance are secured. A discharge resistor group is connected in series or in parallel.
【0010】[0010]
【作用】本発明に係るサーボ制御装置においては、サー
ボ制御装置本体の内部回生放電抵抗と外部回生放電抵抗
群とが直列または並列に接続される。このとき、内部回
生放電抵抗の過熱検出により、全ての回生放電抵抗の使
用負荷率を制限でき、過熱防止が行える。制御装置全体
での部品の利用効率を向上すると共に相互接続の簡略化
が実現される。In the servo control device according to the present invention, the internal regenerative discharge resistor and the external regenerative discharge resistor group of the servo control device main body are connected in series or in parallel. At this time, by detecting overheating of the internal regenerative discharge resistors, the use load ratio of all regenerative discharge resistors can be limited, and overheating can be prevented. The utilization efficiency of components in the entire control device is improved, and the simplification of interconnection is realized.
【0011】[0011]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。図1は、本発明の一実施例を図3に対応させて示
すブロック図であり、同一構成要素には同一番号を符し
て説明を省略する。本実施例では、サーボ制御装置本体
1と外部回生放電ユニット20との接続のための引き出
し端子は、制御装置本体1内に設置される内部回生放電
抵抗10から外部への引き出し端子13、14、15の
みで、過熱検出用サーマルリードスイッチ3から外部へ
の引き出し端子は持っていない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention in correspondence with FIG. 3, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In the present embodiment, the lead-out terminals for connection between the servo control device main body 1 and the external regenerative discharge unit 20 are the lead-out terminals 13, 14, from the internal regenerative discharge resistor 10 installed in the control device main body 1 to the outside. No. 15 does not have a terminal for drawing out from the overheat detecting thermal reed switch 3 to the outside.
【0012】外部回生抵抗ユニット20を接続する場合
は、図2に示すように、サーボ制御装置本体1側の結線
18を取り外し、制御装置本体端子13、14、15を
結線32、33、34により、外部回生放電ユニットの
端子35、36、37とそれぞれ接続することで、外部
回生放電抵抗38、39をサーボ制御装置の回生放電抵
抗として動作させることができる。ここで、外部回生放
電抵抗124及び125の抵抗値と許容損失は以下の手
法により決定する。When the external regenerative resistor unit 20 is connected, as shown in FIG. 2, the connection 18 on the servo controller main unit 1 side is removed, and the terminals 13, 14, 15 of the controller main unit are connected by the connections 32, 33, 34. By connecting to the terminals 35, 36, 37 of the external regenerative discharge unit, the external regenerative discharge resistors 38, 39 can be operated as the regenerative discharge resistors of the servo controller. Here, the resistance values and the allowable loss of the external regenerative discharge resistors 124 and 125 are determined by the following method.
【0013】(a)抵抗値の決定 図2に示す接続方式によれば、制御装置本体1内の内部
回生放電抵抗10に対して外部回生放電抵抗38は直列
に、39は並列に接続されることになる。回生放電抵抗
10、38、39の抵抗値をそれぞれR、R1 、R2 と
する。これらの合成抵抗値は、Rと等しくとるため、R
2 =αRとすると、R1 は次のように決められる。 R=R・R2 /(R+R2 )+R1 ={R・R2 +R1 (R+R2 )}/(R+R2 ) ={αR2 +R1 R(1+α)}/(1+α)R ={αR+R1 (1+α)}/(1+α) よって、 R1 =R/(1+α) …(5) R2 =αR …(6) (b)許容損失の決定 次に、サーボ制御装置本体1の内部放電回生抵抗10の
みの適用時において、過熱検出用サーマルリードスイッ
チ3が動作するモータの加減速運転条件を考える。1サ
イクル動作内における放電トランジスタのON時間合計
をts 、1サイクル時間をtc 、ONデューティをγs
(γs =ts /tc )、ON時回生放電抵抗をiとする
と、内部の回生放電抵抗の損失PRSL は、 PRSL =i2 ・R・γs …(7) となる。同様に、外部回生放電抵抗接続時におけるモー
タの加減速運転を考える。1サイクル動作中のONデュ
ーティをγとすると、回生放電抵抗10、38、39の
消費電力PRS、PR1、RR2は、(5)、(6)式より、 PRS={αR/(R+αR)i}2 ・R・γ =α2 /(1+α)2 ・i2 ・R・γ …(8) PR1=i2 ・R1 ・γ=1/(1+α)・i2 ・R・γ …(9) RR2={αR/(R+αR)i}2 ・R・γ =α/(1+α)2 i2 ・R・γ …(10) となる。ここで、内部回生放電抵抗10の過熱検出用サ
ーマルリードスイッチが動作する、ONデューティをγ
0 とすると、この時の内部回生放電抵抗10の損失は
(7)式に等しいから、 i2 ・R・γs =α2 /(1+α)2 ・i2 ・R・γ0 γ0 =(1+α)2 /α2 ・γs …(11) が成立する。(A) Determination of resistance value According to the connection system shown in FIG. 2, the external regenerative discharge resistor 38 is connected in series to the internal regenerative discharge resistor 10 in the control device body 1, and 39 is connected in parallel. Will be. Resistance value of the regenerative discharge resistor 10,38,39 respectively R, and R 1, R 2. Since these combined resistance values are equal to R, R
Assuming that 2 = αR, R 1 is determined as follows. R = R · R 2 / (R + R 2 ) + R 1 = {R · R 2 + R 1 (R + R 2 )} / (R + R 2 ) = {αR 2 + R 1 R (1 + α)} / (1 + α) R = {αR + R 1 (1 + α)} / (1 + α) Therefore, R 1 = R / (1 + α) (5) R 2 = αR (6) (b) Determination of permissible loss Next, the internal discharge regeneration of the servo control device body 1 Consider the acceleration / deceleration operation condition of the motor in which the overheat detection thermal reed switch 3 operates when only the resistor 10 is applied. The total ON time of the discharge transistor in one cycle operation is t s , the one cycle time is t c , and the ON duty is γ s
(Γ s = t s / t c ), assuming that the ON-time regenerative discharge resistance is i, the loss P RSL of the internal regenerative discharge resistance is P RSL = i 2 · R · γ s (7) Similarly, consider the acceleration / deceleration operation of the motor when the external regenerative discharge resistor is connected. Assuming that the ON duty during one cycle operation is γ, the power consumptions P RS , P R1 , and R R2 of the regenerative discharge resistors 10, 38, and 39 are expressed by the following equations (5) and (6): P RS = {αR / ( R + αR) i} 2 · R · γ = α 2 / (1 + α) 2 · i 2 · R · γ ... (8) P R1 = i 2 · R 1 · γ = 1 / (1 + α) · i 2 · R · γ (9) R R2 = {αR / (R + αR) i} 2 · R · γ = α / (1 + α) 2 i 2 · R · γ (10) Here, when the thermal reed switch for detecting overheating of the internal regenerative discharge resistor 10 operates, the ON duty is set to γ.
If 0 , the loss of the internal regenerative discharge resistor 10 at this time is equal to the equation (7), so that i 2 · R · γ s = α 2 / (1 + α) 2 · i 2 · R · γ 0 γ 0 = ( 1 + α) 2 / α 2 · γ s (11) is established.
【0014】よって、この時の外部回生放電抵抗の消費
電力PR1L 、RR2L は、(7)〜(11)式より、以下
の様になる。Therefore, the power consumption P R1L and R R2L of the external regenerative discharge resistor at this time are as follows from equations (7) to (11).
【0015】 PR1L =1/(1+α)・i2 ・R・γ0 =1/(1+α)・(1+α)2 /α2 ・i2 ・R・γs =(1+α)/α2 ・i2 ・R・γs =(1+α)/α2 ・PRSL …(12) RR2L =α/(1+α)2 ・i2 ・R・γ0 =α/(1+α)2 ・(1+α)2 /α2 ・i2 ・R・γs =1/α・i2 ・R・γs =1/α・PRSL …(13) これにより、回生放電抵抗の総合消費電力は、 PRL=PRSL +PR1L +RR2L =(1+(1+α)/α2 +1/α)PRSL ={(1+α)/α}2 ・PRSL …(14) となって、外部回生放電抵抗ユニットの接続により、サ
ーボ制御装置の許容回生電力を{(1+α)/α}2 倍
に増大する。P R1L = 1 / (1 + α) · i 2 · R · γ 0 = 1 / (1 + α) · (1 + α) 2 / α 2 · i 2 · R · γ s = (1 + α) / α 2 · i 2 · R · γ s = (1 + α) / α 2 · P RSL (12) R R2L = α / (1 + α) 2 · i 2 · R · γ 0 = α / (1 + α) 2 · (1 + α) 2 / α 2 · i 2 · R · γ s = 1 / α · i 2 · R · γ s = 1 / α · P RSL (13) Thus, the total power consumption of the regenerative discharge resistor is P RL = P RSL + P R1L + R R2L = (1+ (1 + α) / α 2 + 1 / α) P RSL = {(1 + α) / α} 2 · P RSL (14), and servo control is performed by connecting an external regenerative discharge resistance unit. the allowable regenerative electric power of the device {(1 + α) / α } increases to double.
【0016】すなわち、サーボ制御装置に要求される回
生電力消費能力PRLが、制御装置本体内部の回生放電抵
抗の許容損失PRSL を超える時は、(14)式を変形し
て求められる次式 α=1/{(PRL/PRSL )1/2 −1} …(15) により、対応するαを算出し、このαに基づいて、外部
回生放電抵抗ユニット20の抵抗値R1 、R2 を
(5)、(6)式により決定する。また、これらの最大
許容損失は、(12)、(13)式より求める値で制限
できるため、抵抗の温度上昇などより、判断して適当な
使用負荷率となる定格電力の抵抗を選定してやれば良い
ことになる。That is, when the regenerative power consumption capability P RL required of the servo control device exceeds the allowable loss P RSL of the regenerative discharge resistance inside the control device main body, the following formula obtained by modifying the formula (14) is obtained. α = 1 / {(P RL / P RSL ) 1/2 -1} (15), the corresponding α is calculated, and the resistance values R 1 , R of the external regenerative discharge resistance unit 20 are calculated based on this α. 2 is determined by the equations (5) and (6). In addition, since these maximum allowable losses can be limited by the values obtained from the equations (12) and (13), if the resistance of the rated power that provides an appropriate use load factor is determined based on the temperature rise of the resistance, etc. It will be good.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部回生放電抵抗ユニット設置時には、ユニット内の抵
抗群をサーボ制御装置内部の内部回生放電抵抗に直列ま
たは並列に接続するように構成したので、制御装置全体
での放電抵抗の利用率を向上することができる。また、
外部回生放電抵抗ユニットの個々の抵抗値及び許容損失
を、サーボ制御装置に要求される回生電力消費能力の大
きさと、制御装置内部の回生放電抵抗の抵抗値及び許容
損失との関係式から一義的に決定でき、内部回生放電抵
抗の過熱を検出防止するのみで、外部回生放電抵抗群の
最大損失、すなわち温度上昇も合わせて制限することが
できる。これにより、外部回生放電抵抗ユニットに、過
熱検出用サーマルリードスイッチを取り付ける必要がな
くなり、外部回生放電抵抗ユニットの構成を簡略化する
ことができ、制御装置本体内部との結線の簡略化を実現
することができる。As described above, according to the present invention,
When the external regenerative discharge resistor unit is installed, the resistance group in the unit is configured to be connected in series or parallel to the internal regenerative discharge resistor inside the servo controller. Can be. Also,
The individual resistance value and allowable loss of the external regenerative discharge resistance unit are uniquely determined from the relational expression between the magnitude of the regenerative power consumption required for the servo control device and the resistance value and allowable loss of the regenerative discharge resistor inside the control device. The maximum loss of the external regenerative discharge resistor group, that is, the temperature rise can also be limited only by preventing the overheating of the internal regenerative discharge resistor from being detected. Accordingly, it is not necessary to attach a thermal reed switch for overheat detection to the external regenerative discharge resistance unit, and the configuration of the external regenerative discharge resistance unit can be simplified, and the connection with the inside of the control device body can be simplified. be able to.
【図1】本発明の一実施例に係るサーボ制御装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a servo control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例に係るサーボ制御装置本体と外部回生
放電抵抗ユニットとの接続を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a connection between a servo control device main body according to the present embodiment and an external regenerative discharge resistance unit.
【図3】従来のサーボ制御装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional servo control device.
【図4】従来のサーボ制御装置本体と外部回生放電抵抗
ユニットとの接続を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a connection between a conventional servo control device main body and an external regenerative discharge resistance unit.
【図5】従来例の動作を示すタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart showing the operation of the conventional example.
1 サーボ制御装置本体 3 サーマルリードスイッチ 4 加熱検出回路 5 回生放電制御回路 6 交流電源 7 整流ダイオードブリッジ 8 平滑コンデンサ 9 モータ 10 内部回生放電抵抗 12 整流インバータブリッジ 38、39 外部回生放電抵抗 18、32、33、34 結線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Servo controller main body 3 Thermal reed switch 4 Heat detection circuit 5 Regenerative discharge control circuit 6 AC power supply 7 Rectifier diode bridge 8 Smoothing capacitor 9 Motor 10 Internal regenerative discharge resistor 12 Rectifier inverter bridge 38, 39 External regenerative discharge resistor 18, 32, 33, 34 connection
Claims (1)
内部回生放電抵抗により消費させるサーボ制御装置本体
を備え、モータの駆動を制御するとともに、必要に応じ
てサーボ制御装置本体外部に所定抵抗値かつ許容損失の
外部回生放電抵抗群を接続して所望の回生電力消費能力
を確保するサーボ制御装置において、 サーボ制御装置本体の内部回生放電抵抗と外部回生放電
抵抗群とを直列または並列に接続するように構成したこ
とを特徴とするサーボ制御装置。1. A servo control device main body for consuming kinetic energy regenerated from a motor by an internal regenerative discharge resistor, and controls the driving of the motor and, if necessary, a predetermined resistance value and a tolerance outside the servo control device main body. In a servo control device that secures a desired regenerative power consumption capability by connecting an external regenerative discharge resistor group for loss, the internal regenerative discharge resistor of the servo controller body and the external regenerative discharge resistor group are connected in series or in parallel. A servo control device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6865292A JP2849266B2 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Servo control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6865292A JP2849266B2 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Servo control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05276774A JPH05276774A (en) | 1993-10-22 |
JP2849266B2 true JP2849266B2 (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=13379849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6865292A Expired - Lifetime JP2849266B2 (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Servo control device |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
JP4581892B2 (en) * | 2005-07-27 | 2010-11-17 | 株式会社デンソーウェーブ | Robot controller |
JP5260090B2 (en) * | 2008-03-10 | 2013-08-14 | 株式会社日立産機システム | Power converter |
JP7280111B2 (en) | 2019-05-28 | 2023-05-23 | ファナック株式会社 | motor controller |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP6865292A patent/JP2849266B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH05276774A (en) | 1993-10-22 |
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