JPH0759384A - Inverter - Google Patents

Inverter

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JPH0759384A
JPH0759384A JP5205139A JP20513993A JPH0759384A JP H0759384 A JPH0759384 A JP H0759384A JP 5205139 A JP5205139 A JP 5205139A JP 20513993 A JP20513993 A JP 20513993A JP H0759384 A JPH0759384 A JP H0759384A
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JP
Japan
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circuit
switching
transistors
short
brushless motor
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Pending
Application number
JP5205139A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Hirata
雅己 平田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0759384A publication Critical patent/JPH0759384A/en
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To protect a brushless motor by detecting a short of a switching element of a switching circuit of an inverter. CONSTITUTION:A control circuit 17 is installed which compares terminal voltages Vu-Vw of a brushless motor 15 with a reference voltage and obtains basic wave signals Vu'-Vw' and then outputs conduction signals Up-Wn to on/off control transistors 7-12 of a three-phase bridge circuit 13 based on the basic wave signals Vu'-Vw'. When overcurrent appears in the three-phase bridge circuit 13, an overcurrent protection circuit 32 starts up, turning all the transistors 7-12 OFF. After that, when either of the negative-side transistors 8, 10, 12 or either of the positive-side transistors 7, 9, 11 is shorted, a negative- side or a positive side short detecting circuit 54 or 55 starts detection and then turns all the negative-side transistors 8, 10, 12 or all the positive-side transistors 7, 9, 11 ON.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数相の巻線を有する
ブラシレスモータの各巻線をロータの所定の回転位置に
対応する転流タイミングで順次通電するためのスイッチ
ング回路を有するインバータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device having a switching circuit for sequentially energizing each winding of a brushless motor having a plurality of windings at commutation timing corresponding to a predetermined rotational position of a rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エアコンや冷蔵庫において、コン
プレッサの能力可変や電力消費量の節約のために直流モ
ータの一種であるブラシレスモータを採用し、これをイ
ンバータ装置によって駆動することが行なわれている。
ブラシレスモータの場合には、通常、巻線の通電相を決
定するためにロータの回転位置信号を必要とするが、モ
ータの使用環境によっては位置検出センサを配置するこ
とが困難な場合がある。このため、本願発明者等は、モ
ータの巻線の誘起電圧を検出しこれを電気的に処理する
ことにより回転位置信号を得る技術を開発し、これを特
願昭62−162654号として出願した。
2. Description of the Related Art In recent years, in air conditioners and refrigerators, brushless motors, which are a kind of DC motors, have been adopted to drive compressors in order to vary the capacity of the compressors and save power consumption. .
In the case of a brushless motor, the rotational position signal of the rotor is usually required to determine the energized phase of the winding, but it may be difficult to arrange the position detection sensor depending on the usage environment of the motor. Therefore, the inventors of the present application developed a technique for obtaining a rotational position signal by detecting an induced voltage in a motor winding and electrically processing the induced voltage, and applied for this as Japanese Patent Application No. 62-162654. .

【0003】以下、この出願の発明がパルス幅変調(以
下、単にPWM)方式で実施される場合を例にし、これ
を従来技術として図4〜図10を参照して説明する。図
4に示されたインバータ装置において、交流電源1に接
続される直流電源回路2は、全波整流回路3,リアクト
ル4a及び平滑用コンデンサ4bからなり、その正及び
負端子は、負端子側に電流検出抵抗31を介して、正側
直流電源線5及び負側直流電源線6に接続されている。
この正側直流電源線5及び負側直流電源線6間には、ス
イッチング回路としてスイッチング素子例えばスイッチ
ング用トランジスタ7〜12からなる三相ブリッジ回路
13が接続され、その出力端子14u,14v,14w
にブラシレスモータ15の複数相例えば三相の各巻線1
5u,15v,15wが接続される。
Hereinafter, the case where the invention of this application is implemented by a pulse width modulation (hereinafter, simply PWM) system will be described as an example, and this will be described as a conventional technique with reference to FIGS. In the inverter device shown in FIG. 4, the DC power supply circuit 2 connected to the AC power supply 1 is composed of a full-wave rectifier circuit 3, a reactor 4a and a smoothing capacitor 4b, and its positive and negative terminals are on the negative terminal side. It is connected to the positive side DC power supply line 5 and the negative side DC power supply line 6 via the current detection resistor 31.
A switching element, for example, a three-phase bridge circuit 13 including switching transistors 7 to 12 is connected as a switching circuit between the positive side DC power supply line 5 and the negative side DC power supply line 6, and its output terminals 14u, 14v, 14w.
A plurality of phases of the brushless motor 15 such as three-phase windings 1
5u, 15v, 15w are connected.

【0004】この三相ブリッジ回路13において、正側
直流電源線5と出力端子14u,14v,14wとの間
に接続された3個のトランジスタ7,9,11は正側ス
イッチング素子に対応し、負側直流電源線6と出力端子
14u,14v,14wとの間に接続された3個のトラ
ンジスタ8,10,12は負側スイッチング素子に対応
し、これら各トランジスタ7〜12が所定の順序でオン
オフ制御されると、ブラシレスモータ15は、その各巻
線15u〜15wが120度(電気角、以下同様)の位
相差をもって順次繰り返し通電されることにより、回転
駆動される。この場合、1つのトランジスタは、120
度オン、240度オフのオンオフ周期で制御され、且
つ、オン周期では、図6に示すPWM信号P1によって
デューティの制御がなされるので、ブラシレスモータ1
5の各巻線15u〜15wの端子電圧Vu,Vv,Vw
は図6に示す波形になる。
In this three-phase bridge circuit 13, the three transistors 7, 9, 11 connected between the positive side DC power supply line 5 and the output terminals 14u, 14v, 14w correspond to the positive side switching elements, The three transistors 8, 10, 12 connected between the negative side DC power supply line 6 and the output terminals 14u, 14v, 14w correspond to negative side switching elements, and these transistors 7 to 12 are arranged in a predetermined order. When the on / off control is performed, the brushless motor 15 is rotationally driven by sequentially and continuously energizing the windings 15u to 15w with a phase difference of 120 degrees (electrical angle, the same applies below). In this case, one transistor is 120
Is controlled by the ON / OFF cycle of ON and 240 degrees OFF, and the duty is controlled by the PWM signal P1 shown in FIG. 6 in the ON cycle.
5 terminal voltages Vu, Vv, Vw of each winding 15u to 15w
Has the waveform shown in FIG.

【0005】図5は、PWM制御を伴わない場合の巻線
15uの端子電圧Vu及び電流Iuの波形を示す。この
波形において、約60度(期間Ta)の区間にわたる傾
斜部分は巻線の誘起電圧、又、細長い正負パルスは三相
ブリッジ回路13の各トランジスタと並列に接続された
フリーホイールダイオードD1〜D6によるパルス電
圧、又、V0は直流電源線5,6間に接続された抵抗分
圧回路16によって形成された基準電圧である。この図
5から、転流タイミングは誘起電圧と基準電圧V0とが
クロスする時点から約30度遅れていることが理解され
る。
FIG. 5 shows waveforms of the terminal voltage Vu and the current Iu of the winding 15u when the PWM control is not performed. In this waveform, the sloped portion over a section of about 60 degrees (period Ta) is the induced voltage in the winding, and the elongated positive and negative pulses are due to the freewheel diodes D1 to D6 connected in parallel with the respective transistors of the three-phase bridge circuit 13. The pulse voltage, or V0, is a reference voltage formed by the resistance voltage dividing circuit 16 connected between the DC power supply lines 5 and 6. From FIG. 5, it is understood that the commutation timing is delayed by about 30 degrees from the time when the induced voltage crosses the reference voltage V0.

【0006】前記端子電圧Vu,Vv,Vwは、制御手
段たる制御回路17に設けられたコンパレータ18〜2
0によって前記基準電圧V0と比較されることによっ
て、図6に示すような、端子電圧Vu,Vv,Vwの1
80度区間認識用の基本波信号Vu´,Vv´,Vw´
に変換される。更に、これらの基本波信号Vu´,Vv
´,Vw´は、制御回路17に設けられた波形合成回路
21に与えられ、ここでPWM信号P1との照合により
正パルス成分のみから時間幅180度の連続方形波から
なり、且つ、互いに120度の位相差を有する回転位置
信号Ua,Va,Waに変換される。即ち、制御回路1
7は、ロータ回転位置検出手段としての機能も有する。
The terminal voltages Vu, Vv, Vw are compared with the comparators 18 to 2 provided in the control circuit 17 as a control means.
0 is compared with the reference voltage V0 to obtain one of the terminal voltages Vu, Vv, Vw as shown in FIG.
Fundamental wave signals Vu ', Vv', Vw 'for 80-degree section recognition
Is converted to. Furthermore, these fundamental wave signals Vu ′, Vv
′ And Vw ′ are given to the waveform synthesizing circuit 21 provided in the control circuit 17, and here, by comparison with the PWM signal P1, a continuous square wave having a time width of 180 degrees is formed from only the positive pulse component and 120 The rotational position signals Ua, Va, Wa having a phase difference of degrees are converted. That is, the control circuit 1
7 also has a function as a rotor rotational position detecting means.

【0007】更に、この波形合成回路21内では、これ
に保有された第1及び第2のタイマー機能のうち、第1
のタイマー機能によって、前記3つの回転位置信号U
a,Va,Waから時間幅が各々60度をもつ6個の第
1の位相区分パターンX1〜X6を形成し、第2のタイ
マー機能によって、第1の各位相区分パターンX1〜X
6の終点を起点とする時間幅が各々30度(Ta/2)
をもつ6個の第2の位相区分パターンY1〜Y6を形成
する。そして、波形合成回路21は、最終的に上記のよ
うな第1及び第2の位相区分パターンから、図6に示す
ように、通電信号Up,Un,Vp,Vn,Wp,Wn
を合成する。これらの通電信号Up,Un,Vp,V
n,Wp,Wnの位相パターンは三相ブリッジ回路13
のトランジスタ7〜12に要求された転流タイミングパ
ターンに一致する。
Further, in the waveform synthesizing circuit 21, of the first and second timer functions held therein, the first
With the timer function of, the three rotational position signals U
Six first phase division patterns X1 to X6 each having a time width of 60 degrees are formed from a, Va and Wa, and the first phase division patterns X1 to X6 are formed by the second timer function.
The time width starting from the end point of 6 is 30 degrees each (Ta / 2)
6 second phase division patterns Y1 to Y6 are formed. Then, the waveform synthesizing circuit 21 finally conducts the energizing signals Up, Un, Vp, Vn, Wp, Wn from the above-described first and second phase division patterns as shown in FIG.
To synthesize. These energization signals Up, Un, Vp, V
The phase patterns of n, Wp, and Wn are three-phase bridge circuit 13
The commutation timing pattern required for the transistors 7 to 12 of FIG.

【0008】一方、速度判定回路22は、速度指令信号
Scと波形合成回路21からブラシレスモータ15の回
転数検出信号として与えられた通電信号Wnとから速度
偏差を判定し、その速度偏差に対応した速度偏差信号S
dを出力して、これをパルス幅変調回路23に与える。
このパルス幅変調回路23は、PWM信号P1のデュー
テイを速度偏差信号Sdの大きさに応じるように制御す
る。
On the other hand, the speed judgment circuit 22 judges the speed deviation from the speed command signal Sc and the energization signal Wn given as the rotation speed detection signal of the brushless motor 15 from the waveform synthesizing circuit 21, and corresponds to the speed deviation. Speed deviation signal S
It outputs d and supplies it to the pulse width modulation circuit 23.
The pulse width modulation circuit 23 controls the duty of the PWM signal P1 according to the magnitude of the speed deviation signal Sd.

【0009】なお、パルス幅変調回路23からのPWM
信号P1は、波形合成回路21に与えられるようになっ
ていて、波形合成時のイネーブル信号として作用するよ
うになっている。
PWM from the pulse width modulation circuit 23
The signal P1 is supplied to the waveform synthesizing circuit 21 and acts as an enable signal at the time of waveform synthesizing.

【0010】又、電流検出抵抗31の電流検出信号S1
は、過電流保護回路32に与えられるようになってい
る。この過電流保護回路32は、常には出力信号E1を
ハイレベルとしており、電流検出信号S1が設定値以上
となる出力信号E1をロウレベルとするようになってい
る。そして、過電流保護回路32からの出力信号E1及
び波形合成回路21からの通電信号Up,Un,Vp,
Vn,Wp,Wnはゲート回路33を構成するアンド回
路34,35,36,37,38,39の入力端子に与
えられ、更に、パルス幅変調回路23からのPWM信号
P1はアンド回路34,36,38の入力端子に与えら
れるようになっている。従って、過電流保護回路32が
過電流を検出したときには、出力信号E1がロウレベル
となって通電信号Up〜Wnはアンド回路34〜39に
よってしゃ断(停止)される。
Further, the current detection signal S1 of the current detection resistor 31
Are applied to the overcurrent protection circuit 32. The overcurrent protection circuit 32 always keeps the output signal E1 at a high level and keeps the output signal E1 at which the current detection signal S1 is equal to or higher than a set value at a low level. Then, the output signal E1 from the overcurrent protection circuit 32 and the energization signals Up, Un, Vp, from the waveform synthesis circuit 21.
Vn, Wp and Wn are given to the input terminals of AND circuits 34, 35, 36, 37, 38 and 39 which form the gate circuit 33, and the PWM signal P1 from the pulse width modulation circuit 23 is further applied to the AND circuits 34 and 36. , 38 input terminals. Therefore, when the overcurrent protection circuit 32 detects an overcurrent, the output signal E1 becomes low level and the energization signals Up to Wn are cut off (stopped) by the AND circuits 34 to 39.

【0011】さて、過電流保護回路32の出力信号E1
がハイレベルのときには、デューティ制御されたPWM
信号P1は、アンド回路34,36,38によって通電
信号Up,Vp,Wpと合成、即ち、論理積をとられた
後駆動回路24のフォトカプラ等の駆動部25,27,
29を介して三相ブリッジ回路13の正側トランジスタ
7,9,11のベースに入力信号たるベース信号として
供給されて、これらがPWMモードでオンオフ制御さ
れ、また、負側トランジスタ8,10,12のベースに
は、前記通電信号Un,Vn,Wnのみがフォトカプラ
等の駆動部26,28,30を介して供給されて、これ
らは、PWMモードを伴わないオンオフ制御がなされ、
これによって、ブラシレスモータ15が駆動を継続する
とともにデューティ制御によりその回転数制御がなされ
る。
Now, the output signal E1 of the overcurrent protection circuit 32
Is high level, duty controlled PWM
The signal P1 is combined with the energization signals Up, Vp, Wp by the AND circuits 34, 36, 38, that is, ANDed, that is, the driving units 25, 27, such as the photocoupler of the post-driving circuit 24.
It is supplied as a base signal as an input signal to the bases of the positive side transistors 7, 9, 11 of the three-phase bridge circuit 13 via 29, and these are on / off controlled in the PWM mode, and the negative side transistors 8, 10, 12 are also supplied. Only the energization signals Un, Vn, Wn are supplied to the base of the drive circuit via drive units 26, 28, 30 such as photocouplers, and these are on / off controlled without PWM mode.
As a result, the brushless motor 15 continues to be driven and its rotation speed is controlled by duty control.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、三相ブリッジ回路13に金属片が侵入した場合、
トランジスタ7〜12のいずれかが熱破壊した場合或い
は駆動回路24の駆動部25〜30のいずれかに異常が
発生した場合等において、1つ或いは複数のトランジス
タが短絡異常状態になると、ブラシレスモータ15の誘
起電圧を電源として巻線15u〜15wに電流が流れ
る。
In the above conventional structure, when a metal piece enters the three-phase bridge circuit 13,
When one or a plurality of transistors are short-circuited in an abnormal state when one of the transistors 7 to 12 is thermally destroyed or an abnormality occurs in any of the drive units 25 to 30 of the drive circuit 24, the brushless motor 15 A current flows through the windings 15u to 15w by using the induced voltage of as a power source.

【0013】ところで、1つ或いは複数のトランジスタ
が短絡異常状態になった場合における三相ブリッジ回路
13の状態は、2の6乗即ち64通り考えられるが、電
流の流れる経路を考えると、次の3通りになる。
The states of the three-phase bridge circuit 13 when one or a plurality of transistors are in a short circuit abnormal state can be 2 6 or 64 states. Considering the current flow path, There are 3 ways.

【0014】(1)第1のパターン 正側トランジスタ7,9,11の内の1つ或いは負側ト
ランジスタ8,10,12の内の1つが短絡異常状態の
場合。
(1) First pattern In the case where one of the positive side transistors 7, 9, 11 or one of the negative side transistors 8, 10, 12 is in a short circuit abnormal state.

【0015】(2)第2のパターン 正側トランジスタ7,9,11の内の2つ或いは負側ト
ランジスタ8,10,12の内の2つが短絡異常状態の
場合。
(2) Second pattern In the case where two of the positive side transistors 7, 9, 11 or two of the negative side transistors 8, 10, 12 are in a short circuit abnormal state.

【0016】(3)第3のパターン 正側トランジスタ7,9,11の全て或いは負側トラン
ジスタ8,10,12の全てが短絡異常状態の場合。
(3) Third pattern In the case where all of the positive side transistors 7, 9, 11 or all of the negative side transistors 8, 10, 12 are in a short circuit abnormal state.

【0017】図7〜図9は、三相ブリッジ回路13及び
ブラシレスモータ15部分を取出して示す部分回路図で
ある。
7 to 9 are partial circuit diagrams showing the three-phase bridge circuit 13 and the brushless motor 15 taken out.

【0018】図7は、第1のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ12が短絡異常状態(他のトラン
ジスタ7〜11はオフ)である。この状態では、電流は
矢印で示すように流れ、各巻線15u,15v,15w
には一方向に電流が流れるようになり、各巻線15u,
15v,15wの電流Iu,Iv,Iwの波形は図10
に示すようになる。
FIG. 7 shows an example of the first pattern, in which the negative side transistor 12 is in a short circuit abnormal state (the other transistors 7 to 11 are off). In this state, the current flows as shown by the arrows, and each winding 15u, 15v, 15w
A current will flow in one direction, and each winding 15u,
The waveforms of the currents Iu, Iv, and Iw of 15v and 15w are shown in FIG.
As shown in.

【0019】図8は、第2のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ10,12が短絡異常状態(他の
トランジスタ7〜9,11はオフ)である。この状態で
は、電流は矢印のように流れ、巻線15uには一方向に
電流が流れ、巻線15v,15wには正負双方向に電流
が流れるようになり、各巻線15u,15v,15wの
電流Iu,Iv,Iwの波形は図11に示すようにな
る。
FIG. 8 shows an example of the second pattern, in which the negative side transistors 10 and 12 are in the abnormal short circuit state (the other transistors 7 to 9 and 11 are off). In this state, the current flows as shown by the arrow, the current flows in the winding 15u in one direction, and the current flows in both the positive and negative directions in the windings 15v and 15w. The waveforms of the currents Iu, Iv, and Iw are as shown in FIG.

【0020】図9は、第3のパターンの一例を示すもの
で、負側トランジスタ8,10,12の全てが短絡異常
状態(他のトランジスタ7,9,11はオフ)である。
この状態では、電流は矢印で示すように流れ、各巻線1
5u,15v,15wには正負双方向に電流が流れるよ
うになり、各巻線15u,15v,15wの電流Iu,
Iv,Iwの波形は図12に示すようになる。
FIG. 9 shows an example of the third pattern, in which all of the negative side transistors 8, 10, 12 are in a short circuit abnormal state (other transistors 7, 9, 11 are off).
In this state, the current flows as shown by the arrow and each winding 1
5u, 15v, 15w current flows in both positive and negative directions, and the current Iu of each winding 15u, 15v, 15w,
The waveforms of Iv and Iw are as shown in FIG.

【0021】尚、図10〜図12は、ブラシレスモータ
15が同じ回転数で回転していたときにそれぞれのパタ
ーンの短絡異常状態が生じた場合のシュミレーションに
よる電流波形図である。
10 to 12 are current waveform diagrams by simulation when short-circuit abnormal states of respective patterns occur while the brushless motor 15 is rotating at the same number of revolutions.

【0022】このことから明らかなように、図10及び
図11で示すような第1及び第2のパターンのような短
絡異常状態が生じた場合には、図12で示すような第3
のパターンのような短絡異常状態が生じた場合に比し、
電流が大きく、ブラシレスモータ15のロータの永久磁
石に減磁を引起こす虞れがある。そして、ブラシレスモ
ータ15のロータの永久磁石に減磁が生ずると、ブラシ
レスモータ15の回転数が設定値まで上らなくなった
り、或いは、流れる電流が大きくなったりする等、ブラ
シレスモータ15にとって致命的な不具合が生ずる。
As is apparent from this, when the abnormal short circuit condition such as the first and second patterns as shown in FIGS. 10 and 11, occurs, the third pattern as shown in FIG.
Compared to the case where a short circuit abnormal condition like the pattern of
A large current may cause demagnetization of the permanent magnet of the rotor of the brushless motor 15. When the permanent magnet of the rotor of the brushless motor 15 is demagnetized, the rotation speed of the brushless motor 15 does not reach the set value, or the flowing current becomes large, which is fatal to the brushless motor 15. A problem occurs.

【0023】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ブラシレスモータの巻線に通電するた
めのスイッチング回路のスイッチング素子に短絡異常が
発生した場合に、誘起電圧を電源とする巻線に流れる電
流を極力抑制することができるインバータ装置を提供す
るにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to use an induced voltage as a power source when a short circuit abnormality occurs in a switching element of a switching circuit for energizing a winding of a brushless motor. It is an object of the present invention to provide an inverter device capable of suppressing the current flowing in a winding as much as possible.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のインバー
タ装置は、ブラシレスモータが有する複数相の巻線に順
次通電するための複数個のスイッチング素子を有するス
イッチング回路と、通電信号を形成する制御手段と、こ
の制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング素
子をオンオフ制御する駆動回路と、前記スイッチング素
子の短絡異常を検出して前記スイッチング素子をオンオ
フ制御する短絡検出手段とを具備する構成に特徴を有す
る。
According to another aspect of the present invention, an inverter device has a switching circuit having a plurality of switching elements for sequentially energizing windings of a plurality of phases included in a brushless motor, and a control for forming an energization signal. Means, a drive circuit for ON / OFF controlling the switching element in accordance with an energization signal from the control means, and a short circuit detecting means for detecting ON / OFF of the switching element by detecting a short circuit abnormality of the switching element. Have.

【0025】請求項2記載のインバータ装置は、ブラシ
レスモータが有する複数相の巻線に順次通電するために
正側直流電源線と出力端子との間に接続された複数個の
正側スイッチング素子及び負側直流電源線と出力端子と
の間に接続された複数個の負側スイッチング素子からな
るスイッチング回路と、前記ブラシレスモータのロータ
の回転位置を検出するロータ回転位置検出手段と、この
ロータ回転位置検出手段からの回転位置信号に基づいて
所定の転流タイミングに対応する通電信号を得る制御手
段と、この制御手段からの通電信号に従って前記スイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動回路と、前記スイッ
チング回路に流れる過電流を検出して前記スイッチング
素子の全てをオフさせる過電流保護回路と、前記スイッ
チング素子の短絡異常を検出して前記スイッチング素子
をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備する構成に特
徴を有する。
According to another aspect of the present invention, an inverter device includes a plurality of positive side switching elements connected between a positive side DC power supply line and an output terminal for sequentially energizing windings of a plurality of phases included in a brushless motor. A switching circuit including a plurality of negative side switching elements connected between the negative side DC power supply line and the output terminal, a rotor rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor of the brushless motor, and the rotor rotational position. Control means for obtaining an energization signal corresponding to a predetermined commutation timing based on the rotational position signal from the detection means, a drive circuit for turning on / off the switching element according to the energization signal from the control means, and a flow for the switching circuit An overcurrent protection circuit that detects overcurrent and turns off all of the switching elements, and a short circuit of the switching elements Normally detect and characterized by the structure comprising a short circuit detecting means for on-off controlling the switching element.

【0026】この場合、短絡検出手段を、過電流保護回
路の動作後にスイッチング回路に流れる電流が前記過電
流保護回路の設定値より大なる所定値以上となったとき
に、正側スイッチング素子の全て或いは負側スイッチン
グ素子の全てをオンさせるように構成するとよい(請求
項3)。
In this case, when the current flowing in the switching circuit after the operation of the overcurrent protection circuit becomes a predetermined value larger than the set value of the overcurrent protection circuit or more, all of the positive side switching elements are arranged. Alternatively, it may be configured to turn on all of the negative side switching elements (claim 3).

【0027】[0027]

【作用】請求項1記載のインバータ装置によれば、短絡
検出手段がスイッチング回路のスイッチング素子の短絡
異常を検出したときには、その短絡検出手段は、前記ス
イッチング素子を制御手段によるオンオフ制御とは別に
オンオフ制御するようになるので、ブラシレスモータの
巻線に流れる電流を極力抑制することになる。
According to the inverter device of the present invention, when the short circuit detecting means detects a short circuit abnormality of the switching element of the switching circuit, the short circuit detecting means turns the switching element on and off separately from the on / off control by the control means. Since the control is performed, the current flowing through the winding of the brushless motor is suppressed as much as possible.

【0028】請求項2記載のインバータ装置によれば、
スイッチング回路、即ち、ブラシレスモータに過電流が
流れたときには、これを過電流保護回路が検出してスイ
ッチング回路のスイッチング素子の全てをオフさせる。
従って、過電流保護を実行できるのであるが、この場合
に、スイッチング回路のスイッチング素子に短絡故障が
発生していると、スイッチング素子、即ち、ブラシレス
モータの巻線に誘起電圧を電源として大きな電流が流れ
るようになるので、短絡検出手段は、スイッチング素子
の短絡異常を検出したときにはスイッチング素子をオン
オフ制御し、ブラシレスモータの巻線に流れる電流を極
力抑制することになる。
According to the inverter device of the second aspect,
When an overcurrent flows through the switching circuit, that is, the brushless motor, the overcurrent protection circuit detects it and turns off all the switching elements of the switching circuit.
Therefore, it is possible to perform overcurrent protection, but in this case, if a short-circuit fault occurs in the switching element of the switching circuit, a large current is generated in the switching element, that is, the winding of the brushless motor, using the induced voltage as a power source. Since the current flows, the short-circuit detection means controls the switching element on / off when detecting a short-circuit abnormality of the switching element, and suppresses the current flowing through the winding of the brushless motor as much as possible.

【0029】請求項3記載のインバータ装置によれば、
短絡検出手段は、過電流保護回路の動作後にスイッチン
グ回路に流れる電流が前記過電流保護回路の設定値より
大なる所定値以上となったときにスイッチング素子の短
絡異常と判断するもので、短絡異常と判断したときに
は、具体的には、正側スイッチング素子の全て或いは負
側スイッチング素子の全てをオンさせるのである。
According to the inverter device of the third aspect,
The short-circuit detection means determines that the switching element is short-circuited abnormally when the current flowing through the switching circuit after the operation of the over-current protection circuit becomes a predetermined value larger than the set value of the over-current protection circuit. When it is determined, specifically, all the positive side switching elements or all the negative side switching elements are turned on.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図1〜図3
を参照して説明するに、この実施例では図4〜図12に
示す従来例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In this embodiment, the same parts as those in the conventional example shown in FIGS. 4 to 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described.

【0031】図1に示すように、直流電源回路2の平滑
用コンデンサ4bの一方の端子と正側直流電源線5との
間には電流検出抵抗31と同様の電流検出抵抗40が介
在されており、平滑用コンデンサ4bと電流検出抵抗4
0との共通接続点には正側接続線5aが接続され、平滑
用コンデンサ4bと電流検出抵抗31との共通接続点に
は負側接続線6bが接続されている。そして、スイッチ
ング回路13において、フリーホイールダイオードD
1,D3及びD5に代わるフリーホイールダイオード4
1,43及び45の各アノードはトランジスタ7,9及
び11のエミッタに接続され、各カソードは正側接続線
5aに接続されているとともに、フリーホイールダイオ
ードD2,D4及びD6に代わるフリーホイールダイオ
ード42,44及び46の各カソードはトランジスタ
8,10及び12のコレクタに接続され、各アノードは
負側接続線6aに接続されている。
As shown in FIG. 1, a current detecting resistor 40 similar to the current detecting resistor 31 is interposed between one terminal of the smoothing capacitor 4b of the DC power source circuit 2 and the positive side DC power source line 5. And smoothing capacitor 4b and current detection resistor 4
The positive connection line 5a is connected to the common connection point with 0, and the negative connection line 6b is connected to the common connection point between the smoothing capacitor 4b and the current detection resistor 31. Then, in the switching circuit 13, the free wheel diode D
1, freewheel diode 4 in place of D3 and D5
Each of the anodes 1, 43 and 45 is connected to the emitters of the transistors 7, 9 and 11 and each cathode is connected to the positive side connecting line 5a, and a freewheel diode 42 which replaces the freewheel diodes D2, D4 and D6. , 44 and 46 are connected to the collectors of the transistors 8, 10 and 12 and their anodes are connected to the negative side connecting line 6a.

【0032】ゲート回路33と駆動回路24との間に介
在されたゲート回路47は6個のオア回路48〜53か
らなり、各オア回路48〜53の一方の入力端子にはア
ンド回路34〜39の出力信号が与えられ、各オア回路
48〜53の出力信号は駆動部25〜30に与えられる
ようになっている。
The gate circuit 47 interposed between the gate circuit 33 and the drive circuit 24 is composed of six OR circuits 48 to 53, and AND circuits 34 to 39 are provided at one input terminal of each of the OR circuits 48 to 53. The output signals of the OR circuits 48 to 53 are supplied to the drive units 25 to 30.

【0033】短絡検出手段たる負側短絡検出回路54
は、電流検出抵抗31の電流検出信号S1を入力とする
もので、常には出力信号E2をロウレベルとしており、
電流検出信号S1が過電流保護回路32の設定値より大
なる所定値以上となると、出力信号E2をハイレベルと
するようになっている。そして、この負側短絡検出回路
54の出力信号E2は、ゲート回路47のオア回路4
9,51及び53の各他方の入力端子に与えられるよう
になっている。又、短絡検出手段たる正側短絡検出回路
55は、電流検出抵抗40の電流検出信号S2を入力と
するもので、常には出力信号E3をロウレベルとしてお
り、電流検出信号S2が過電流保護回路32の設定値よ
り大なる所定値以上となると、出力信号E3をハイレベ
ルとするようになっている。そして、この正側短絡検出
回路55の出力信号E3は、ゲート回路47のオア回路
48,50及び52の各他方の入力端子に与えられるよ
うになっている。
Negative-side short-circuit detection circuit 54 as short-circuit detection means
Inputs the current detection signal S1 of the current detection resistor 31 and always keeps the output signal E2 at a low level.
When the current detection signal S1 becomes equal to or more than a predetermined value larger than the set value of the overcurrent protection circuit 32, the output signal E2 is set to the high level. The output signal E2 of the negative side short circuit detection circuit 54 is the OR circuit 4 of the gate circuit 47.
It is adapted to be applied to the other input terminals of 9, 51 and 53. The positive-side short-circuit detection circuit 55, which is a short-circuit detection means, receives the current detection signal S2 of the current detection resistor 40 and always keeps the output signal E3 at a low level, and the current detection signal S2 causes the over-current protection circuit 32. The output signal E3 is set to a high level when the output signal E3 is equal to or more than a predetermined value which is larger than the set value. The output signal E3 of the positive side short circuit detecting circuit 55 is applied to the other input terminal of each of the OR circuits 48, 50 and 52 of the gate circuit 47.

【0034】次に、本実施例の作用につき、図2及び図
3をも参照しながら説明する。図2の時刻T1及び図3
の時刻T4より前の正常状態においては、電流検出抵抗
31及び40の電流検出信号S1及びS2は、過電流保
護回路32の設定値Raよりも小であり、勿論、この設
定値Raより大なる負側短絡検出回路31及び正側短絡
検出回路40の所定値Rbよりも小である。従って、過
電流保護回路32の出力信号E1はハイレベルになり、
負側短絡検出回路54及び正側短絡検出回路55の出力
信号E2及びE3はロウレベルとなっている。これによ
り、ゲート回路34〜39からの信号はオア回路48〜
53を経て駆動部25〜30に与えられるようになり、
三相ブリッジ回路13は従来と同様に正常に動作する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Time T1 in FIG. 2 and FIG.
In the normal state before the time T4, the current detection signals S1 and S2 of the current detection resistors 31 and 40 are smaller than the set value Ra of the overcurrent protection circuit 32, and, of course, larger than this set value Ra. It is smaller than the predetermined value Rb of the negative side short circuit detection circuit 31 and the positive side short circuit detection circuit 40. Therefore, the output signal E1 of the overcurrent protection circuit 32 becomes high level,
The output signals E2 and E3 of the negative side short circuit detection circuit 54 and the positive side short circuit detection circuit 55 are at low level. As a result, the signals from the gate circuits 34 to 39 are transferred to the OR circuit 48 to
It is given to the drive units 25 to 30 via 53,
The three-phase bridge circuit 13 operates normally as in the conventional case.

【0035】今、図2の状態の時刻T1において、負側
トランジスタ10に短絡異常が発生した場合を考えてみ
る。時刻T1においては正側トランジスタ9がオンする
ので、トランジスタ9及び10がともにオン状態とな
り、直流電源回路2は短絡状態になって、正及び負直流
電源線5及び6に流れる電流が急激に増大する。従っ
て、電流検出抵抗31及び40の電流検出信号S1及び
S2も急激に増大する。そして、電流検出信号S1が設
定値Ra以上になると(時刻T2)、過電流保護回路3
2は出力信号E1をハイレベルからロウレベルへと変化
させるように動作し、アンド回路34〜39の出力信号
は全てロウレベルとなり、トランジスタ7〜12にはベ
ース信号が与えられなくなる。
Now, consider a case where a short circuit abnormality occurs in the negative side transistor 10 at time T1 in the state of FIG. At time T1, the positive side transistor 9 is turned on, so that both the transistors 9 and 10 are turned on, the DC power supply circuit 2 is short-circuited, and the currents flowing through the positive and negative DC power supply lines 5 and 6 are rapidly increased. To do. Therefore, the current detection signals S1 and S2 of the current detection resistors 31 and 40 also rapidly increase. When the current detection signal S1 becomes equal to or higher than the set value Ra (time T2), the overcurrent protection circuit 3
2 operates so as to change the output signal E1 from the high level to the low level, all the output signals of the AND circuits 34 to 39 become the low level, and the base signals are not given to the transistors 7 to 12.

【0036】これにより、トランジスタ7〜9及び1
1,12はオフするが、トランジスタ10は短絡異常が
発生してベース信号が与えられなくてもオン状態になっ
ているので、ブラシレスモータ15の誘起電圧を電源と
して、巻線15v,トランジスタ10,電流検出抵抗3
1,フリーホイールダイオード42及び巻線15uの経
路と、巻線15v,トランジスタ10,電流検出抵抗3
1,フリーホイールダイオード46及び巻線15wの経
路とで大きな電流が流れ、電流検出抵抗31の電流検出
信号S1は、再び急激に増大する。そして、電流検出信
号S1が所定値Rb以上になると(時刻T3)、負側短
絡検出回路54は、負側トランジスタの短絡異常と判断
して、出力信号E2をロウレベルからハイレベルへと切
換える。
Thus, the transistors 7-9 and 1
Although the transistors 1 and 12 are turned off, the transistor 10 is in the on state even if the short circuit abnormality occurs and the base signal is not given. Therefore, the induced voltage of the brushless motor 15 is used as the power source, the winding 15v, the transistor 10, Current detection resistor 3
1, path of free wheel diode 42 and winding 15u, winding 15v, transistor 10, current detection resistor 3
1, a large current flows through the path of the freewheel diode 46 and the winding 15w, and the current detection signal S1 of the current detection resistor 31 rapidly increases again. Then, when the current detection signal S1 becomes equal to or higher than the predetermined value Rb (time T3), the negative side short-circuit detection circuit 54 determines that the short-circuit abnormality of the negative side transistor has occurred, and switches the output signal E2 from low level to high level.

【0037】負側短絡検出回路54からのハイレベルの
出力信号E2は、オア回路49,51及び53を介して
駆動部26,28及び30に与えられるようになるの
で、駆動部26,28及び30は負側トランジスタ8,
10及び12にベース信号を連続して与えるようにな
り、負側トランジスタ8,10及び12は全てオン状態
になる。この状態においては、各巻線15u,15v及
び15wに流れる電流は、図12に示す状態と同様にな
って、正負双方向に流れるようになり、従って、極力小
に抑制されるようになる。
The high-level output signal E2 from the negative side short-circuit detection circuit 54 is supplied to the drive units 26, 28 and 30 via the OR circuits 49, 51 and 53, so that the drive units 26, 28 and 30 is a negative side transistor 8,
The base signal is continuously supplied to 10 and 12, and the negative side transistors 8, 10 and 12 are all turned on. In this state, the currents flowing through the windings 15u, 15v, and 15w flow in both positive and negative directions in the same manner as the state shown in FIG. 12, and thus are suppressed to a minimum.

【0038】一方、図3の状態の時刻T4において、正
側トランジスタ9に短絡異常が発生した場合を考えてみ
る。時刻T4においては負側トランジスタ10がオンす
るので、トランジスタ9及び10がともにオン状態とな
り、直流電源回路2は短絡状態になって、正及び負直流
電源線5及び6に流れる電流が急激に増大する。従っ
て、電流検出抵抗31及び40の電流検出信号S1及び
S2も急激に増大する。そして、電流検出信号S1が設
定値Ra以上になると(時刻T5)、過電流保護回路3
2は出力信号E1をハイレベルからロウレベルへと変化
させるように動作し、アンド回路34〜39の出力信号
は全てロウレベルとなり、トランジスタ7〜12にはベ
ース信号が与えられなくなる。
On the other hand, consider the case where a short circuit abnormality occurs in the positive side transistor 9 at time T4 in the state of FIG. At time T4, the negative side transistor 10 is turned on, so that both the transistors 9 and 10 are turned on, the DC power supply circuit 2 is short-circuited, and the currents flowing through the positive and negative DC power supply lines 5 and 6 are rapidly increased. To do. Therefore, the current detection signals S1 and S2 of the current detection resistors 31 and 40 also rapidly increase. When the current detection signal S1 becomes equal to or higher than the set value Ra (time T5), the overcurrent protection circuit 3
2 operates so as to change the output signal E1 from the high level to the low level, all the output signals of the AND circuits 34 to 39 become the low level, and the base signals are not given to the transistors 7 to 12.

【0039】これにより、トランジスタ7,8及び10
〜12はオフするが、トランジスタ9は短絡異常が発生
してベース信号が与えられなくてもオン状態になってい
るので、ブラシレスモータ15の誘起電圧を電源とし
て、巻線15u,フリーホイールダイオード41,電流
検出抵抗40,トランジスタ9及び巻線15vの経路
と、巻線15w,フリーホイールダイオード45,電流
検出抵抗40,トランジスタ9及び巻線15vの経路と
で大きな電流が流れ、電流検出抵抗40の電流検出信号
S2は、再び急激に増大する。そして、電流検出信号S
2が所定値Rb以上になると(時刻T6)、正側短絡検
出回路55は、正側トランジスタの短絡異常と判断し
て、出力信号E3をロウレベルからハイレベルへと切換
える。
As a result, the transistors 7, 8 and 10 are
12 to 12 are turned off, but the transistor 9 is in the on state even if the short circuit abnormality occurs and the base signal is not applied. Therefore, the induced voltage of the brushless motor 15 is used as the power source, and the winding 15u and the free wheel diode 41 are used. , A large current flows through the path of the current detection resistor 40, the transistor 9 and the winding 15v and the path of the winding 15w, the freewheel diode 45, the current detection resistor 40, the transistor 9 and the winding 15v, The current detection signal S2 rapidly increases again. Then, the current detection signal S
When 2 becomes equal to or greater than the predetermined value Rb (time T6), the positive side short circuit detection circuit 55 determines that the short circuit of the positive side transistor is abnormal, and switches the output signal E3 from low level to high level.

【0040】正側短絡検出回路55からのハイレベルの
出力信号E3はオア回路48,50及び52を介して駆
動部25,27及び29に与えられるようになるので、
駆動部25,27及び29は正側トランジスタ7,9及
び11にベース信号を連続して与えるようになり、正側
トランジスタ7,9及び11は全てオン状態になる。こ
の状態においては、各巻線15u,15v及び15wに
流れる電流は、図12に示す状態と同様になって、正負
双方向に流れるようになり、従って、極力小に抑制され
るようになる。
Since the high-level output signal E3 from the positive side short circuit detection circuit 55 is supplied to the drive units 25, 27 and 29 via the OR circuits 48, 50 and 52,
The drive units 25, 27 and 29 continuously apply the base signal to the positive side transistors 7, 9 and 11, and all the positive side transistors 7, 9 and 11 are turned on. In this state, the currents flowing through the windings 15u, 15v, and 15w flow in both positive and negative directions in the same manner as the state shown in FIG. 12, and thus are suppressed to a minimum.

【0041】尚、以上は、負側トランジスタ10若しく
は正側トランジスタ9が短絡異常を発生した場合につい
て述べたものであるが、他の負側トランジスタ8或いは
12若しくは他の正側トランジスタ7或いは11が短絡
異常を発生した場合、負側トランジスタ8,10及び1
2の内の2つ若しくは正側トランジスタ7,9及び11
の内の2つが短絡異常を発生した場合にも、前述同様に
して、負側短絡検出回路54若しくは正側短絡検出回路
55が検出動作を行なうようになる。
In the above, the case where the negative side transistor 10 or the positive side transistor 9 has a short circuit abnormality is described. However, another negative side transistor 8 or 12 or another positive side transistor 7 or 11 is used. When a short circuit abnormality occurs, the negative side transistors 8, 10 and 1
Two of the two or positive side transistors 7, 9 and 11
Even when two of them have a short circuit abnormality, the negative side short circuit detecting circuit 54 or the positive side short circuit detecting circuit 55 performs the detection operation in the same manner as described above.

【0042】このように、本実施例によれば、電流検出
抵抗31の電流検出信号S1が過電流保護回路32の設
定値Ra以上となったときには、過電流保護回路32が
動作して三相ブリッジ回路13のトランジスタ7〜12
を全てオフさせ、その後において、電流検出抵抗31の
電流検出信号S1が所定値Rb以上となった場合には、
負側短絡検出回路54が負側トランジスタ8,10及び
12の内の1つ或いは2つが短絡異常を生じたと判断し
て負側トランジスタ8,10及び12の全てをオン状態
にし、若しくは、電流検出抵抗40の電流検出信号S2
が所定値Rb以上となった場合には、正側短絡検出回路
55が正側トランジスタ7,9及び11の内の1つ或い
は2つが短絡異常を生じたと判断して正側トランジスタ
7,9及び11の全てをオン状態にするようにした。
As described above, according to the present embodiment, when the current detection signal S1 of the current detection resistor 31 becomes equal to or higher than the set value Ra of the overcurrent protection circuit 32, the overcurrent protection circuit 32 operates and the three-phase circuit operates. Transistors 7-12 of bridge circuit 13
Are all turned off, and thereafter, when the current detection signal S1 of the current detection resistor 31 becomes a predetermined value Rb or more,
The negative-side short-circuit detection circuit 54 judges that one or two of the negative-side transistors 8, 10 and 12 have a short circuit abnormality, and turns on all the negative-side transistors 8, 10 and 12 or detects a current. Current detection signal S2 of resistor 40
Is greater than or equal to a predetermined value Rb, the positive-side short-circuit detection circuit 55 determines that one or two of the positive-side transistors 7, 9 and 11 have a short-circuit abnormality, and the positive-side transistors 7, 9 and All 11 were turned on.

【0043】即ち、負側トランジスタ8,10及び12
の内の1つ或いは2つに短絡異常が生じた場合、若しく
は、正側トランジスタ7,9及び11の内の1つ或いは
2つに短絡異常が生じた場合には、三相ブリッジ回路1
3の転流動作時に必ず正側トランジスタと対応する負側
トランジスタとが同時にオン状態となる期間が生じて直
流電源回路2が短絡状態となるものであり、従って、先
ず、過電流保護回路32がトランジスタ7〜12を全て
オフ状態とする動作を行なうようになる。そして、前述
したように、三相ブリッジ回路13のトランジスタに短
絡異常が生じている場合には、その後も、電流検出抵抗
31若しくは40の電流検出信号S1若しくはS2が急
激に増加するものであり、従って、負側短絡検出回路5
4若しくは正側短絡検出回路55が検出動作して負側ト
ランジスタ8,10及び12の全て若しくは正側トラン
ジスタ7,9及び11の全てをオン状態にする。
That is, the negative side transistors 8, 10 and 12
When a short circuit abnormality occurs in one or two of the three, or when a short circuit abnormality occurs in one or two of the positive side transistors 7, 9 and 11, the three-phase bridge circuit 1
In the commutation operation of 3, the DC power supply circuit 2 is short-circuited by a period in which the positive side transistor and the corresponding negative side transistor are always turned on at the same time. Therefore, first, the overcurrent protection circuit 32 is The operation of turning off all the transistors 7 to 12 is performed. Then, as described above, when a short circuit abnormality occurs in the transistor of the three-phase bridge circuit 13, the current detection signal S1 or S2 of the current detection resistor 31 or 40 rapidly increases even after that. Therefore, the negative side short circuit detection circuit 5
4 or the positive side short circuit detection circuit 55 performs a detection operation to turn on all the negative side transistors 8, 10 and 12 or all the positive side transistors 7, 9 and 11.

【0044】これにより、ブラシレスモータ15の誘起
電圧を電源としてその巻線15u,15v及び15wに
流れる電流を極力小となるように抑制することができ
て、ブラシレスモータ15の永久磁石形ロータの永久磁
石に減磁が生ずることを防止することができ、従って、
ブラシレスモータ15の回転数が設定値まで上がらなく
なったり或いは流れる電流が大になったりすることを防
止することができる。
As a result, the induced voltage of the brushless motor 15 can be used as a power source to suppress the current flowing through the windings 15u, 15v, and 15w of the brushless motor 15 so as to minimize the permanent magnet type rotor of the brushless motor 15. It is possible to prevent demagnetization of the magnet, and thus
It is possible to prevent the number of rotations of the brushless motor 15 from rising to the set value or the flowing current from becoming large.

【0045】尚、上記実施例では、ブラシレスモータ1
5の巻線15u,15v及び15wの端子電圧Vu,V
v及びVwと基準電圧V0との比較によって回転位置信
号Ua,Va及びWa(図6参照)を得るようにした
が、例えば、ロータ回転位置検出手段たるホール素子等
の位置検出素子をブラシレスモータ15に配設してロー
タの回転位置信号を得るようにしてもよく、或いは、速
度指令信号Scに基づいて制御手段により直接通電信号
を形成するオープンループ方式としてもよく、従って、
パルス変調回路23によるPWM制御も必要に応じて行
なえばよい。
In the above embodiment, the brushless motor 1
Terminal voltages Vu, V of windings 15u, 15v and 15w of 5
Although the rotational position signals Ua, Va and Wa (see FIG. 6) are obtained by comparing v and Vw with the reference voltage V0, for example, a position detecting element such as a Hall element serving as rotor rotational position detecting means is used as the brushless motor 15 May be arranged to obtain the rotational position signal of the rotor, or may be an open loop system in which the control means directly forms the energization signal based on the speed command signal Sc.
The PWM control by the pulse modulation circuit 23 may be performed as needed.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のインバータ装置は、以上説明し
た通り、ブラシレスモータの巻線に通電するためのスイ
ッチング回路のスイッチング素子に短絡異常状態が生じ
た場合には、これを短絡検出手段により検出して、巻線
への通電のために前記スイッチング素子をオンオフ制御
する制御手段とは別に前記スイッチング素子をオンオフ
制御するようにしたので、スイッチング素子の短絡異常
時にブラシレスモータの誘起電圧を電源として前記巻線
に流れる電流を極力抑制することができ、従って、ブラ
シレスモータのロータの減磁を防止することができて、
ブラシレスモータの回転数が設定値まで上がらなくなっ
たり或いは巻線に大きな電流が流れたりすることを防止
することができる。
As described above, in the inverter device of the present invention, when a short circuit abnormal state occurs in the switching element of the switching circuit for energizing the windings of the brushless motor, this is detected by the short circuit detecting means. Then, since the switching element is controlled to be turned on and off separately from the control means for controlling the switching element to be turned on and off for energizing the winding, the induced voltage of the brushless motor is used as a power source when the short circuit of the switching element is abnormal. The current flowing through the windings can be suppressed as much as possible, and therefore demagnetization of the rotor of the brushless motor can be prevented,
It is possible to prevent the rotation speed of the brushless motor from rising to a set value or prevent a large current from flowing through the winding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の各部の波形図FIG. 2 is a waveform diagram of each part in FIG.

【図3】図2とは異なる状態の各部の波形図FIG. 3 is a waveform diagram of each part in a state different from that in FIG.

【図4】従来例を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図5】図4に示すブラシレスモータの一つの巻線の電
圧および電流波形図
5 is a voltage and current waveform diagram of one winding of the brushless motor shown in FIG.

【図6】図4の各部の波形図6 is a waveform diagram of each part of FIG.

【図7】異常発生状態を示す部分回路図その1FIG. 7 is a partial circuit diagram showing an abnormal state 1

【図8】異常発生状態を示す部分回路図その2FIG. 8 is a partial circuit diagram showing an abnormal state, part 2

【図9】異常発生状態を示す部分回路図その3FIG. 9 is a partial circuit diagram showing an abnormal state, part 3

【図10】図7の状態における各巻線の電流波形図FIG. 10 is a current waveform diagram of each winding in the state of FIG.

【図11】図8における各巻線の電流波形図FIG. 11 is a current waveform diagram of each winding in FIG.

【図12】図9における各巻線の電流波形図FIG. 12 is a current waveform diagram of each winding in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2は直流電源回路、5は正側直流電源線、6は負側直流
電源線、7,9,11は正側トランジスタ(正側スイッ
チング素子)8,10,12は負側トランジスタ(負側
スイッチング素子)、13は三相ブリッジ回路(スイッ
チング回路)、14u〜14wは出力端子、15はブラ
シレスモータ、15u〜15wは巻線、17は制御回路
(制御手段,ロータ回転位置検出手段)、22は速度判
定回路、23はパルス幅変調回路、24は駆動回路、3
2は過電流保護回路、33及び47はゲート回路、54
は負側短絡検出回路(短絡検出手段)、55は正側短絡
検出手段(短絡検出手段)を示す。
2 is a DC power supply circuit, 5 is a positive side DC power supply line, 6 is a negative side DC power supply line, 7, 9 and 11 are positive side transistors (positive side switching elements) 8, 10 and 12 are negative side transistors (negative side switching) Elements), 13 is a three-phase bridge circuit (switching circuit), 14u to 14w are output terminals, 15 is a brushless motor, 15u to 15w are windings, 17 is a control circuit (control means, rotor rotational position detection means), and 22 is Speed determination circuit, 23 is a pulse width modulation circuit, 24 is a drive circuit, 3
2 is an overcurrent protection circuit, 33 and 47 are gate circuits, 54
Is a negative side short circuit detection circuit (short circuit detection means), and 55 is a positive side short circuit detection means (short circuit detection means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/5387 9181−5H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H02M 7/5387 9181-5H

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
に順次通電するための複数個のスイッチング素子を有す
るスイッチング回路と、 通電信号を形成する制御手段と、 この制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング
素子をオンオフ制御する駆動回路と、 前記スイッチング素子の短絡異常を検出して前記スイッ
チング素子をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備し
てなるインバータ装置。
1. A switching circuit having a plurality of switching elements for sequentially energizing windings of a plurality of phases included in a brushless motor, control means for forming an energization signal, and the switching according to the energization signal from the control means. An inverter device comprising: a drive circuit that controls ON / OFF of an element; and a short circuit detection unit that detects a short circuit abnormality of the switching element and controls ON / OFF of the switching element.
【請求項2】 ブラシレスモータが有する複数相の巻線
に順次通電するために正側直流電源線と出力端子との間
に接続された複数個の正側スイッチング素子及び負側直
流電源線と出力端子との間に接続された複数個の負側ス
イッチング素子からなるスイッチング回路と、 前記ブラシレスモータのロータの回転位置を検出するロ
ータ回転位置検出手段と、 このロータ回転位置検出手段からの回転位置信号に基づ
いて所定の転流タイミングに対応する通電信号を得る制
御手段と、 この制御手段からの通電信号に従って前記スイッチング
素子をオンオフ制御する駆動回路と、 前記スイッチング回路に流れる過電流を検出して前記ス
イッチング素子の全てをオフさせる過電流保護回路と、 前記スイッチング素子の短絡異常を検出して前記スイッ
チング素子をオンオフ制御する短絡検出手段とを具備し
てなるインバータ装置。
2. A plurality of positive side switching elements and a negative side DC power supply line and an output connected between a positive side DC power supply line and an output terminal for sequentially energizing windings of a plurality of phases included in a brushless motor. A switching circuit including a plurality of negative side switching elements connected between the terminals, a rotor rotational position detecting means for detecting the rotational position of the rotor of the brushless motor, and a rotational position signal from the rotor rotational position detecting means. Control means for obtaining an energization signal corresponding to a predetermined commutation timing based on the above, a drive circuit for on / off controlling the switching element according to the energization signal from the control means, and an overcurrent flowing in the switching circuit to detect the overcurrent. An overcurrent protection circuit for turning off all of the switching elements, and a short circuit abnormality of the switching elements is detected to detect the switching Inverter formed by and a short circuit detection means for turning on and off the device.
【請求項3】 短絡検出手段は、過電流保護回路の動作
後にスイッチング回路に流れる電流が前記過電流保護回
路の設定値より大なる所定値以上となったときに、正側
スイッチング素子の全て或いは負側スイッチング素子の
全てをオンさせるように構成されていることを特徴とす
る請求項2記載のインバータ装置。
3. The short-circuit detection means, when the current flowing through the switching circuit after the operation of the overcurrent protection circuit becomes a predetermined value larger than a set value of the overcurrent protection circuit or more, all of the positive side switching elements or The inverter device according to claim 2, wherein the inverter device is configured to turn on all of the negative side switching elements.
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