[发明专利]异常监视装置

说明书

技术领域

本发明涉及在例如逆变器(inverter)和伺服系统等对电机进行驱动的电力变换器中，用于对脉冲编码器(下面，也简称为编码器)的异常和配线系统的异常进行检测，实现安全功能的异常监视装置。

背景技术

根据安装在电机的输出轴上的脉冲编码器的输出信号，运算电机速度和转子位置，反馈该运算值从而对电机进行可变速驱动的逆变器和伺服系统正在普及。在这些装置中，如果编码器的输出信号存在异常，则难以进行正常的运转，因此历来提案有各种检测编码器的异常和配线系统的异常而将运转停止的方法。

例如，在专利文献1(日本特开2008-232978号公报)中，公开有如下的配线异常检测装置：为了进行异常监视而利用微处理器的内部功能，由此减少部件数量而使电路最小限度化，实现费用的降低。

在该现有技术(为了便于说明，称为第一现有技术)中，首先，将编码器的输出信号作为模拟信号输入配线异常检测装置。然后，对上述模拟信号进行A/D(模拟/数字)转换，在转换后的电压电平除去过渡状态成为规定的中间电压电平的情况下，判断在信号系统发生了不完全接触或短路而检测出异常。

下面，参照图23，对该现有技术的电路结构和动作进行说明。

在图23中，配线异常检测装置100包括：微处理器120、程序存储器121、AD转换器123、定电压电源电路130、缓冲放大器135、串联电阻131a、131b、滤波电容器132a、132b、和下拉电阻134a、134b。此外，122是微处理器120内的存储器。

此外，110是用于对电机(未图示)的旋转角度进行检测的旋转编码器。该编码器110由以下部分构成：作为旋转角度检测信号输出两相(A相、B相)的信号的旋转角度检测电路115；作为A相、B相信号输出用晶体管的传感器开关111a、111b；吊线二极管(dropper diode)112a、112b、113a、113b；和分泄电阻(bleeder resistor)114a、114b。

进一步，101是直流电源，102是电源开关，103是接地线，104是电源线，105、106是信号线。

此外，编码器110中的A、B是A相信号、B相信号的输出端子。配线异常检测装置100中的A1、A2表示模拟输入信号，微处理器120中的D1、D2表示传感器开关111a、111b的开闭逻辑信号，V_m表示监视电压。

作为旋转编码器110的动作，当传感器开关111a、111b根据旋转角度检测电路115的输出信号而接通或者断开时，由于吊线二极管112a、112b、113a、113b和分泄电阻114a、114b的作用，发生电压下降。通过使该电压下降的电压作为A相信号、B相信号从输出端子A、B输出，经信号线105、106输入配线异常检测装置100，进行如下所述的异常检测动作。

图24表示输入配线异常检测装置100的A相、B相的模拟输入信号A1、A2的特性。下面，对A相的模拟输入信号A1的特性进行说明，B相的模拟输入信号A2也为完全相同的动作。

当传感器开关111a接通时，由于吊线二极管112a的接通电压下降，使得检测出图24的电压电平V_L。另一方面，当传感器开关111a断开时，由于分泄电阻114a和吊线二极管113a的电压下降，检测出电压电平V_H。另外，实际上，考虑吊线二极管112a、113a的特性的偏差，将以电压电平V_L、V_H为中心的一定范围内分别作为正常“L”电平、正常“H”电平。

如上所述，通过判定模拟输入信号的电压电平是为“L”电平还是为“H”电平，检测旋转角度检测用的脉冲的有无。

此时，例如如果在信号线105上发生断线或信号线105与地面接地，则不能检测出上述的电压下降成分，模拟输出信号被固定为接地电平，因此能够检测出异常的发生。

另外，在编码器110的输出端子A与正侧电源V_cc短路的情况下，模拟输入信号被固定在比V_H高的电压电平，因此同样地能够检测出发生异常的情况。进一步，当发生正侧电源V_cc与地的不完全接触、或与其他信号线的接触时，模拟输入信号作为图24的中间电压电平(逻辑判定电平)V_s1或者V_s2被检测出，在这些中间电压V_s1或者V_s2在一定期间持续存在的情况下也判断为异常。