JP3633220B2 - Rotational speed control device and electric tool - Google Patents
Rotational speed control device and electric tool Download PDFInfo
- Publication number
- JP3633220B2 JP3633220B2 JP19413697A JP19413697A JP3633220B2 JP 3633220 B2 JP3633220 B2 JP 3633220B2 JP 19413697 A JP19413697 A JP 19413697A JP 19413697 A JP19413697 A JP 19413697A JP 3633220 B2 JP3633220 B2 JP 3633220B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- motor
- rotation
- detection
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Portable Power Tools In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータの回転を検出する回転検出部の異常を判別してモータ回転数の上昇を抑制するようにした回転数制御装置及び該回転数制御装置を備えた電動工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
モータの回転数を一定に制御するための回転数制御は、モータの回転を検出し、検出結果をフィードバックすることにより行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
回転数制御装置の回転検出手段としては、周知の如く、発電機式、電磁式、光電式等がある。発電機式、電磁式におけるコイルの断線、磁石の破損、光電式における発光ダイオード、ホトダイオード、ホトトランジスタ等の光半導体の故障により実際の回転数の検出ができなくなり、モータをフル回転させてしまう恐れがある。この回転数の上昇により、電動工具においては、ベアリング、ギヤ等を含めた機構部の破損を招く。特に電気ハンマのハンマ機構部、ジグソーの揺動機構部、振動ドリルの振動機構部等は顕著である。また、ディスクグラインダの砥石のように許容回転数が規定されている場合、回転数の上昇により許容回転数を超え砥石の破損を招くという安全上の問題が生じる。
本発明の目的は、回転検出部の故障に起因するモータ回転数の上昇を抑制することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、モータ回転数を検出する回転検出手段からの検出信号によりモータ回転数に比例した直流電圧を出力するFV変換手段の出力電圧が所定値より小さい時回転検出部が故障したと判別し、位相制御手段を介して半導体制御手段の導通角を小さくなる回転検出異常判別手段を設けることにより達成される。
【0005】
更に、モータ回転数を徐々に設定回転数まで上昇させるソフトスタート信号を発生するソフトスタート信号発生手段のソフトスタート信号電圧が所定電圧に達するまでは前記回転検出異常判別手段の回転検出異常判別動作を休止させることにより、回転検出異常判別手段の誤検出を避けることが可能となる。また、モータに流れる電流を検出する電流検出手段の検出出力を受け、検出出力が所定値以上の時過負荷と判断し、前記ソフトスタート信号発生手段のソフトスタート信号電圧を所定値以下とする過負荷制限手段を設け、過負荷時での回転検出異常判別手段の誤検出を避けることが可能である。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1において、1は交流電源、2はトリガスイッチ、3はモータ、4はトライアック等からなる半導体制御手段、5はモータ3に流れる電流を検出する電流検出手段、6はモータ3の回転数を検出する回転検出手段、7は回転検出手段6で検出したモータ3の回転数に比例した周波数信号を直流電圧に変換するFV変換手段、8はモータ3の回転数を設定する回転数設定手段、9はFV変換手段7の出力電圧と回転数設定手段8の設定電圧を比較し、位相制御電圧を発生する差動増幅手段、10は差動増幅手段9の出力位相制御電圧に応じて半導体制御手段4の導通角を制御する位相制御手段である。
【0007】
差動増幅手段9の出力位相制御電圧が小さい時は、半導体制御手段4の導通角を小さくしてモータ3への印加電圧を小さくする。差動増幅手段9の出力位相制御電圧が大きい時は、半導体制御手段4の導通角を大きくしてモータ3への印加電圧を大きくする。11は起動の際モータ3の回転数を徐々に設定回転数まで上昇させるための信号を発生するソフトスタート信号発生手段で、電流源11a、ソフトスタート用コンデンサ11b、ボルテージフォロワ11c、トランジスタ11d等から構成される。モータ3の加速度合いは電流源11aとソフトスタート用コンデンサ11bで決まる。12はモータ3が過負荷になった時モータ3への印加電圧を小さくし、モータ3の焼損を防止する過負荷制限手段、13は回転検出手段6及びFV変換手段7等の回転検出部に故障が生じたのを検出する回転検出異常判別手段で、比較手段13a、13b、NANDゲート13c、トランジスタ13d等から構成される。前記トランジスタ11d、13dはエミッタフォロワとして動作する。このトランジスタ11d、13dのエミッタ−コレクタ間電圧と差動増幅手段9の出力位相制御電圧のうち一番小さい電圧が、位相制御手段10の入力信号となる。すなわち、起動時はトランジスタ11dのエミッタ−コレクタ間電圧、通常動作時は差動増幅手段9の出力位相制御電圧、回転検出部の故障時はトランジスタ13dのエミッタ−コレクタ間電圧により、位相制御手段10は制御される。
【0008】
次に図2を参照して本発明実施形態の動作を説明する。トリガスイッチ2を投入すると、電流源11aからの充電電流によりソフトスタート用コンデンサ11bの電圧V11が零から徐々に上昇する。このソフトスタート信号電圧V11をボルテージフォロワ11c、トランジスタ11dを介して位相制御手段10に入力し、半導体制御手段4の導通角を徐々に増やし、モータ3への印加電圧を大きくし、回転数を徐々に設定回転数まで上昇させる。このソフトスタート信号電圧V11が比較電圧Vref2に達するまでは、比較手段13bの出力V13bがローレベルなので比較手段13aの出力V13aがどのような状態であろうと、NANDゲート13cの出力V13cはハイレベルでトランジスタ13dはオフ状態なので、位相制御手段10の制御に影響を与えない。すなわち、起動時においてモータ3が回転し始め、回転数設定手段8から回転信号が発生し、FV変換手段7の出力電圧V7が比較電圧Vref1に達するまで時間遅れtdが生じることによる回転検出異常判別動作を禁止している。ソフトスタート信号電圧V11が比較電圧Vref2に達すると、比較手段13bの出力V13bがハイレベルとなり、NANDゲート13cの出力V13cは比較手段13aの出力V13aの状態に依存する。すなわち、回転検出部が正常な場合は比較手段13aの出力V13aはローレベルなので、NANDゲート13cの出力V13cはハイレベルでトランジスタ13dはオフ状態なので、位相制御手段10に影響を与えない。しかし、回転検出部が故障の場合は比較手段13aの出力V13aはハイレベルになるので、NANDゲート13cの出力V13cはローレベルになり、トランジスタ13dのエミッタ−コレクタ間電圧もローレベルになり、位相制御手段10は半導体制御手段4の導通角を小さくし、モータ3への印加電圧を小さくし、モータ3の回転数を抑制する。
【0009】
モータ3の回転を一定に制御するための回転数制御は、モータ3の回転数を回転検出手段6で検出し、FV変換手段7でモータ3の回転数に比例した直流電圧と回転数設定手段8の設定電圧を差動増幅手段9で比較し、差動増幅手段9から出力する位相制御電圧で位相制御手段10を制御し、モータ3の回転を一定に制御する。すなわち、モータ3への負荷が増加しモータ回転数が低下すると、FV変換手段7の出力電圧が減少し、回転数設定手段8の設定電圧との差電圧を増加し、差動増幅手段9の位相制御電圧が増加する。これにより位相制御手段10は半導体制御手段4の導通角を大きくしてモータ3への印加電圧を大きくし、モータ回転数を上昇させる。逆に負荷が減少しモータ回転数が上昇すると、FV変換手段7の出力電圧が増加し、回転数設定手段8の設定電圧との差電圧が減少し、差動増幅手段9の位相制御電圧が減少する。これにより位相制御手段10は半導体制御手段4の導通角を小さくしてモータ3への印加電圧を小さくし、モータ回転数を減少させる。この結果、モータ3の回転は一定になる。
【0010】
モータ3の過負荷によるモータ焼損を避けるために設けた過負荷制限回路12は、モータ3が過負荷になり電流検出手段5からの電圧が所定値より大きくなった時、ソフトスタート用コンデンサ11bを急速に放電させ、位相制御手段10の入力電圧を小さくし、半導体制御手段4の導通角を小さくし、モータ3への印加電圧を小さくする。過負荷制限回路12が動作中はソフトスタート用コンデンサ11bを放電させた状態にしているため、Vref2>V11となり、比較手段13bの出力V13bがローレベルなので比較手段13aの出力V13aがどのような状態であろうと、NANDゲート13cの出力V13cはハイレベルでトランジスタ13dはオフ状態となり、回転検出異常判別動作を禁止する。
【0011】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転検出部の故障に起因するモータ回転数の上昇を抑制することが可能となる。この結果本発明を電動工具に採用した場合、回転検出部の故障に起因する電動工具の機構部品や砥石等の破損を未然に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明回転数制御装置の一実施形態を示すブロック回路図。
【図2】本発明の動作説明用タイミングチャート。
【符号の説明】
3はモータ、4は半導体制御手段、5は電流検出手段、6は回転検出手段、7はFV変換手段、8は回転数設定手段、9は差動増幅手段、10は位相制御手段、11はソフトスタート信号発生手段、12は過負荷制限手段、13は回転検出異常判別手段である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation speed control device that discriminates an abnormality in a rotation detection unit that detects rotation of a motor and suppresses an increase in motor rotation speed, and an electric tool including the rotation speed control device .
[0002]
[Prior art]
The rotation speed control for controlling the rotation speed of the motor to be constant is performed by detecting the rotation of the motor and feeding back the detection result.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As well known, there are a generator type, an electromagnetic type, a photoelectric type and the like as the rotation detecting means of the rotation speed control device. There is a risk that the actual number of revolutions cannot be detected and the motor can be rotated at full speed due to breakage of the coil in the generator type or electromagnetic type, breakage of the magnet, or failure of the optical semiconductor such as the light emitting diode, photodiode, or phototransistor in the photoelectric type. There is. Due to the increase in the rotational speed, in the electric power tool, the mechanism portion including the bearing, the gear and the like is damaged. In particular, the hammer mechanism part of an electric hammer, the swing mechanism part of a jigsaw, the vibration mechanism part of a vibration drill, etc. are remarkable. Further, when an allowable rotational speed is defined as in a grinder of a disk grinder, there is a safety problem in that the increase of the rotational speed exceeds the allowable rotational speed and causes the wheel to be damaged.
An object of the present invention is to suppress an increase in the number of rotations of the motor due to a failure of the rotation detection unit.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The purpose is to determine that the rotation detection unit has failed when the output voltage of the FV conversion means for outputting a DC voltage proportional to the motor rotation speed is smaller than a predetermined value based on the detection signal from the rotation detection means for detecting the motor rotation speed. This is achieved by providing rotation detection abnormality determining means for reducing the conduction angle of the semiconductor control means via the phase control means.
[0005]
Further, the rotation detection abnormality determining operation of the rotation detection abnormality determining means is performed until the soft start signal voltage of the soft start signal generating means for generating a soft start signal for gradually increasing the motor rotational speed to the set rotational speed reaches a predetermined voltage. By stopping the operation, it is possible to avoid erroneous detection of the rotation detection abnormality determining means. Further, the detection output of the current detection means for detecting the current flowing through the motor is received, and when the detection output is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that there is an overload, and the soft start signal voltage of the soft start signal generation means is less than the predetermined value. Load limiting means can be provided to avoid erroneous detection of the rotation detection abnormality determining means during overload.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is an AC power source, 2 is a trigger switch, 3 is a motor, 4 is a semiconductor control means such as a triac, 5 is a current detection means for detecting a current flowing through the
[0007]
When the output phase control voltage of the differential amplification means 9 is small, the conduction angle of the semiconductor control means 4 is reduced to reduce the voltage applied to the motor 3. When the output phase control voltage of the differential amplification means 9 is large, the conduction angle of the semiconductor control means 4 is increased to increase the voltage applied to the motor 3. Reference numeral 11 denotes a soft start signal generating means for generating a signal for gradually increasing the rotational speed of the motor 3 to a set rotational speed at the time of starting, from a current source 11a, a soft start capacitor 11b, a voltage follower 11c, a transistor 11d, and the like. Composed. The acceleration of the motor 3 is determined by the current source 11a and the soft start capacitor 11b.
[0008]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. When the trigger switch 2 is turned on, the voltage V11 of the soft start capacitor 11b gradually increases from zero due to the charging current from the current source 11a. This soft start signal voltage V11 is inputted to the phase control means 10 through the voltage follower 11c and the transistor 11d, the conduction angle of the semiconductor control means 4 is gradually increased, the applied voltage to the motor 3 is increased, and the rotational speed is gradually increased. Increase to the set speed. Until the soft start signal voltage V11 reaches the comparison voltage Vref2, since the output V13b of the comparison means 13b is at the low level, the output V13c of the NAND gate 13c is at the high level regardless of the state of the output V13a of the comparison means 13a. Since the
[0009]
The rotation speed control for controlling the rotation of the motor 3 at a constant level is performed by detecting the rotation speed of the motor 3 by the rotation detection means 6 and the FV conversion means 7 by the direct current voltage proportional to the rotation speed of the motor 3 and the rotation speed setting means. 8 is compared by the differential amplifying means 9, the phase control means 10 is controlled by the phase control voltage output from the differential amplifying means 9, and the rotation of the motor 3 is controlled to be constant. That is, when the load on the motor 3 increases and the motor rotation speed decreases, the output voltage of the FV conversion means 7 decreases, the voltage difference from the set voltage of the rotation speed setting means 8 increases, and the differential amplification means 9 The phase control voltage increases. As a result, the phase control means 10 increases the conduction angle of the semiconductor control means 4 to increase the voltage applied to the motor 3 and increase the motor speed. Conversely, when the load decreases and the motor rotation speed increases, the output voltage of the FV conversion means 7 increases, the voltage difference from the setting voltage of the rotation speed setting means 8 decreases, and the phase control voltage of the differential amplification means 9 decreases. Decrease. As a result, the phase control means 10 reduces the conduction angle of the semiconductor control means 4 to reduce the voltage applied to the motor 3, thereby reducing the motor speed. As a result, the rotation of the motor 3 is constant.
[0010]
An
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in the number of rotations of the motor due to a failure of the rotation detection unit. As a result, when the present invention is employed in an electric power tool, it is possible to prevent damage to mechanical parts, grindstones, and the like of the electric power tool due to a failure of the rotation detection unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of a rotation speed control device of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 is a motor, 4 is semiconductor control means, 5 is current detection means, 6 is rotation detection means, 7 is FV conversion means, 8 is rotation speed setting means, 9 is differential amplification means, 10 is phase control means, 11 is A soft start signal generating means, 12 is an overload limiting means, and 13 is a rotation detection abnormality determining means.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19413697A JP3633220B2 (en) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | Rotational speed control device and electric tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19413697A JP3633220B2 (en) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | Rotational speed control device and electric tool |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1141965A JPH1141965A (en) | 1999-02-12 |
JP3633220B2 true JP3633220B2 (en) | 2005-03-30 |
Family
ID=16319515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19413697A Expired - Fee Related JP3633220B2 (en) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | Rotational speed control device and electric tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3633220B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010012547A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Hitachi Koki Co Ltd | Power tool |
JP2010082761A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Hitachi Koki Co Ltd | Electric tool |
JP5534327B2 (en) * | 2010-05-19 | 2014-06-25 | 日立工機株式会社 | Electric tool |
JP5771369B2 (en) * | 2010-07-16 | 2015-08-26 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | Motor drive circuit |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19413697A patent/JP3633220B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1141965A (en) | 1999-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5475290A (en) | Device for protecting washing machine motor including brushless motor against overcurrent | |
US5376867A (en) | Electronic braking device for asynchronous motors | |
JP3633220B2 (en) | Rotational speed control device and electric tool | |
JPH08220152A (en) | Dc motor overcurrent detector | |
JP2007143265A (en) | Motor driving device | |
JPH1042586A (en) | Motor drive circuit | |
JP2669219B2 (en) | Air conditioner protection device | |
US20030006725A1 (en) | Fan motor | |
US5317244A (en) | Motor control unit provided with anti-burning device | |
JPH08149868A (en) | Inverter | |
JP2906636B2 (en) | Inverter control device for induction motor | |
US6870332B1 (en) | Multi-functional motor control device | |
KR100311651B1 (en) | Method for breaking of Washing Machine | |
JPH05260761A (en) | Detecting device for load of invertor | |
JPH06105456A (en) | Inverter overvoltage protection device | |
JP2001025290A (en) | Control device | |
KR100311650B1 (en) | Apparatus for breaking of Washing Machine | |
JPH06170080A (en) | Abnormal vibration detecting method for automatic washing machine | |
JP2538977B2 (en) | Drive device equipped with a motor burnout prevention device | |
JP3633147B2 (en) | Centrifuge | |
KR20210122409A (en) | Motor control apparatus for release of locked motor condition and method thereof | |
JPH07163043A (en) | Motor controller | |
JP2005245175A (en) | Variable current limiter system of drive circuit for brushless motor | |
JP2767532B2 (en) | Inverter overcurrent limit control method | |
JPH0558507A (en) | Paper jam detection circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040723 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100107 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110107 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120107 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130107 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140107 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150107 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |