JP2003023792A - Fan motor for blowing provided with self-diagnostic function - Google Patents

Fan motor for blowing provided with self-diagnostic function

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JP2003023792A
JP2003023792A JP2001205676A JP2001205676A JP2003023792A JP 2003023792 A JP2003023792 A JP 2003023792A JP 2001205676 A JP2001205676 A JP 2001205676A JP 2001205676 A JP2001205676 A JP 2001205676A JP 2003023792 A JP2003023792 A JP 2003023792A
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JP
Japan
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circuit
fan motor
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self
current
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JP2001205676A
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Japanese (ja)
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Motoi Otsuka
基 大塚
Koji Kataoka
公司 片岡
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Nidec Advanced Motor Corp
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Japan Servo Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fan motor providing self-diagnostic function for estimating operating life time, after the fan motor for blowing is installed and stopping the operation, before the motor is stopped due to generation of fault. SOLUTION: A current waveform of a stator coil is detected, and this is then compared with a stationary waveform stored in a storage device. If a change in the waveform exceeding the reference value is detected, a signal is sent to a power feeding control circuit to stop the operation of fan motor.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は送風用フアンモータに係
り、特にマイコンと該マイコンに併設された記憶素子に
巻線の電流値を記憶せしめ、運転中の電流値を比較する
自己診断機能を備えるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blower fan motor, and more particularly, to a self-diagnosis function of comparing a current value during operation by storing a current value of a winding in a microcomputer and a memory element provided in the microcomputer. Regarding what to prepare.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、固定子巻線を有する固定子
と、前記固定子巻線と空隙を介して対向するよう回転自
在に軸支され、永久磁石とフアンを備える回転子と、該
回転子永久磁石の磁極位置を検出するためのホール素子
と、前記ホール素子の出力電圧により制御される通電制
御回路を有し、該通電制御回路による前記固定子巻線へ
の通電により、前記回転子の所定方向回転を得るように
構成され、動作を制御するためのマイコンをも備える送
風用フアンモータは実用に供されている。該送風用フア
ンモータは、例えば電子機器の筐体内に設けられ、筐体
内部の熱を外に放出して電子機器の安全な運転を確保す
る等、重要なコンポーネントであることから、これら送
風用フアンモータの寿命が、当該電子機器の寿命を制す
るといっても過言ではない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a stator having a stator winding, a rotor rotatably rotatably supported so as to face the stator winding via a gap, and having a permanent magnet and a fan, and the rotor. The rotor has a Hall element for detecting the magnetic pole position of the child permanent magnet, and an energization control circuit controlled by the output voltage of the Hall element, and the rotor is energized by the energization control circuit. The fan motor for blower, which is configured to obtain rotation in a predetermined direction and also includes a microcomputer for controlling the operation, has been put to practical use. The blower fan motor is an important component, for example, provided in the housing of the electronic device and releasing heat inside the housing to ensure safe operation of the electronic device. It is no exaggeration to say that the life of the fan motor controls the life of the electronic device.

【0003】[0003]

【発明が解決しょうとする課題】ところが、該送風用フ
アンモータの寿命の予測は困難で、現状においては製造
者による多くのサンプルでの連続運転試験の結果から、
推定寿命を得ているに過ぎない。そこで、連続運転試験
データから巻線電流波形の時間経過に伴う変化の様子を
捉え、実装状態で電流波形が、基準値から所定量変化し
たら寿命の到来、と判断できるような自己診断機能を備
える送風用フアンモータの出現が望まれていた。
However, it is difficult to predict the life of the blower fan motor, and at present, the results of continuous operation tests on many samples by the manufacturer indicate that
You are just getting the estimated life. Therefore, it is equipped with a self-diagnosis function that can grasp the change of the winding current waveform with the passage of time from the continuous operation test data and judge that the life has reached when the current waveform changes by a predetermined amount from the reference value in the mounted state. The advent of fan motors for blowing air was desired.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】実用されているブラシレ
スDCモータを駆動源とする送風用フアンモータは、実
装上、電子機器に電源が投入されている間は常に連続回
転の状態にあり、その寿命に係る主な要素は軸受で、該
軸受の劣化の様子は巻線電流の変化に現れる。
A blower fan motor that uses a practical brushless DC motor as a drive source is in a continuous rotation state while the electronic device is powered on because of its mounting. The main factor related to the life is the bearing, and the deterioration of the bearing appears in the change in the winding current.

【0005】本発明に成る自己診断機能を備える送風用
ファンモータは、固定子巻線を有する固定子と、前記固
定子巻線と空隙を介して対向するよう回転自在に軸支さ
れ、永久磁石とフアンを備える回転子と、該回転子永久
磁石の磁極位置を検出するためのホール素子と、前記ホ
ール素子の出力電圧を得て制御される通電制御回路を有
し、該通電制御回路による前記固定子巻線への通電によ
り、前記回転子の所定方向回転を得るように構成されて
いる送風用フアンモータで、動作を制御するためのマイ
コンをも備えるものにおいて、巻線電流の検出回路と、
電流信号処理回路と、予め定常時の電流値を処理して記
憶せしめる記憶素子と、該記憶素子に記憶されている定
常時の電流値と運転中の電流値とを比較する比較回路
を備え、該比較回路での随時比較により、異常な電流値
を検知した時、フアンモータを停止させるように構成さ
れている。そして、前記電流信号処理回路が、ホール素
子の出力電圧よりゼロタイミング信号を発生する回路
と、時間軸信号発生回路と、サンプリング回路と、時間
軸対応の瞬時値をデジタル値に変換するA/D変換回路
とを備え、前記電流信号処理回路と、比較回路とは、併
設されるマイコンに書き込まれたプログラムにより動作
するように構成されている。
A blower fan motor having a self-diagnosis function according to the present invention includes a stator having a stator winding, a rotor rotatably supported so as to face the stator winding through a gap, and a permanent magnet. And a fan, a hall element for detecting a magnetic pole position of the rotor permanent magnet, and an energization control circuit controlled by obtaining an output voltage of the hall element. A fan motor for blower configured to obtain rotation of a rotor in a predetermined direction by energizing a stator winding, which also includes a microcomputer for controlling the operation of the fan motor. ,
A current signal processing circuit, a storage element for previously processing and storing a steady-state current value, and a comparison circuit for comparing the steady-state current value stored in the storage element with the operating current value When the abnormal current value is detected by the occasional comparison in the comparison circuit, the fan motor is stopped. The current signal processing circuit generates a zero timing signal from the output voltage of the Hall element, a time axis signal generation circuit, a sampling circuit, and an A / D that converts an instantaneous value corresponding to the time axis into a digital value. A conversion circuit is provided, and the current signal processing circuit and the comparison circuit are configured to operate according to a program written in an attached microcomputer.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例
を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0007】[0007]

【実施例】図1は、本発明に成る送風用フアンモータに
使用される制御回路のブロック図で、1はホール素子、
2はマイコン、3は通電制御回路、4は電流検出回路、
5は固定子巻線、6は記憶素子である。ホール素子1は
回転子の永久磁石の磁極位置を検出して、マイコン2の
通電制御信号発生部2―1に送り、該通電制御信号発生
部2―1の信号を通電制御回路3に送り、通電制御回路
3の出力は電流検出回路4を介して固定子巻線5に送
り、固定子巻線5にホール素子1の出力により制御され
た電流が流れ回転子が回転してフアンモータとして動作
する。
1 is a block diagram of a control circuit used in a fan motor for blown air according to the present invention, in which 1 is a Hall element,
2 is a microcomputer, 3 is an energization control circuit, 4 is a current detection circuit,
Reference numeral 5 is a stator winding, and 6 is a storage element. The Hall element 1 detects the magnetic pole position of the permanent magnet of the rotor and sends it to the energization control signal generator 2-1 of the microcomputer 2, and sends the signal of the energization control signal generator 2-1 to the energization control circuit 3. The output of the energization control circuit 3 is sent to the stator winding 5 via the current detection circuit 4, and the current controlled by the output of the Hall element 1 flows through the stator winding 5 to rotate the rotor and operate as a fan motor. To do.

【0008】固定子巻線5の電流は個体により夫々異な
り、長期運転中の電流変化は、その実効値の比較では判
定が困難であるので、電流の波形を検出し、その変化を
定常時の値と比較することで、電流変化の判定を容易と
している。
The current in the stator winding 5 differs depending on the individual, and it is difficult to judge the current change during long-term operation by comparing the effective values thereof. Therefore, the current waveform is detected, and the change in the steady state is detected. By comparing with the value, it is easy to determine the current change.

【0009】電流検出回路4は抵抗要素で構成され、そ
の電圧降下が電流信号としてマイコン2の電流信号処理
回路2―2へ送られる。
The current detection circuit 4 is composed of a resistance element, and the voltage drop thereof is sent as a current signal to the current signal processing circuit 2-2 of the microcomputer 2.

【0010】電流信号処理回路2―2の構成を図2に示
す。図2において、10はホール素子の出力電圧を受け
ゼロタイミングの発生回路、11は電流検出回路、12
はサンプリング回路、13はサンプリングのタイミング
信号発生回路、14はA/D変換回路、15は信号比較
回路、16は記憶装置である。
The structure of the current signal processing circuit 2-2 is shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 10 is a circuit for receiving the output voltage of the Hall element and a zero timing generation circuit, 11 is a current detection circuit, and 12 is a current detection circuit.
Is a sampling circuit, 13 is a sampling timing signal generation circuit, 14 is an A / D conversion circuit, 15 is a signal comparison circuit, and 16 is a storage device.

【0011】図2に示す電流信号処理回路2−2の動作
は、電流検出回路11の出力電圧をサンプリング回路1
2に取り込み、サンプリングタイミング信号13で検出
してA/D変換回路14に送り、サンプリングのタイミ
ングに対応したデジタル信号の列に変換する。サンプリ
ングのゼロタイミングはゼロタクィミング信号10によ
る。
The operation of the current signal processing circuit 2-2 shown in FIG.
It is captured in 2, and detected by the sampling timing signal 13 and sent to the A / D conversion circuit 14 to be converted into a sequence of digital signals corresponding to the sampling timing. The zero timing of sampling is based on the zero timing signal 10.

【0012】比較回路15にA/D変換回路14から送
られた現在の電流値のデジタル値と、記憶装置16のデ
ジタル値と、ゼロタイミング信号10を入力し、前記A
/D変換回路14より送られた現在の電流値のデジタル
値と、記憶装置16のデジタル値とをゼロタイミング信
号10を基点に比較し、検出された現在の電流値と、記
憶装置16に記憶されている平常値とを比較して、所定
の基準値を越えたとき、比較回路15から通電制御回路
へ通電停止の信号を送り、フアンモータを停止させる。
The digital value of the current value sent from the A / D conversion circuit 14, the digital value of the storage device 16 and the zero timing signal 10 are input to the comparison circuit 15, and the A
The digital value of the current value sent from the A / D conversion circuit 14 and the digital value of the storage device 16 are compared based on the zero timing signal 10, and the detected current value and the storage value of the storage device 16 are stored. The normal value is compared, and when it exceeds a predetermined reference value, the comparison circuit 15 sends an energization stop signal to the energization control circuit to stop the fan motor.

【0013】また、図2に示す電流信号処理回路は、マ
イコン2の中に格納され予め設定された制御プログラム
により動作するようになっている。制御プログラムの動
作を図3に示すフローチャートにより説明する。ホール
素子1の信号と同期したタイミングパルス信号10のゼ
ロタイミングを基準に、発生されたサンプリング信号発
生回路13の信号と、電流検出回路11からとり込んだ
電流値をサンプリング回路12に入力し、電流値をタイ
ミングパルス信号10のゼロタイイングを基準にサンプ
リングして、A/D変換回路14に送ってデジタルデー
タに変換し、比較回路15に送り、一方記憶素子16に
記憶されている電流の基準値を前記サンプリング信号発
生回路13の信号と同期して前記比較回路15に送り、
前記現在の電流のデジタル値と比較し、現在電流値と基
準値との比較で、前記比較回路15に設定した寿命判定
の基準値を超えたときは比較回路15よりマイコン2の
通電制御回路に対し通電停止の指令を送り、フアンモー
タを停止させるように制御する。
Further, the current signal processing circuit shown in FIG. 2 is adapted to operate according to a preset control program stored in the microcomputer 2. The operation of the control program will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Based on the zero timing of the timing pulse signal 10 synchronized with the signal of the Hall element 1, the generated signal of the sampling signal generation circuit 13 and the current value fetched from the current detection circuit 11 are input to the sampling circuit 12, and the current The value is sampled with reference to the zero timing of the timing pulse signal 10, sent to the A / D conversion circuit 14 to be converted into digital data, and sent to the comparison circuit 15, while the reference value of the current stored in the storage element 16 Is sent to the comparison circuit 15 in synchronization with the signal of the sampling signal generation circuit 13,
The current value is compared with the digital value of the current, and the current value is compared with the reference value. When the reference value of the life judgment set in the comparison circuit 15 is exceeded, the comparison circuit 15 causes the energization control circuit of the microcomputer 2 A command to stop energization is sent to the fan motor to stop it.

【0014】固定子巻線の電流波形は、個体差があるの
で寿命判定の基準値はある幅を持たせて設定する。
Since there are individual differences in the current waveform of the stator winding, the reference value for life judgment is set with a certain width.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明に成る自己診断機能を備える送風
用フアンモータは、上記のような構成であるので、電流
波形を記憶装置に保持された波形と比較し、所定の基準
値を越えて変化したとき、フアンモータを停止せしめる
ようなっているので、寿命が尽きる以前にフアンモータ
の交換を可能とし、実装される電子機器の寿命を延ばす
ことができる効果がある。
Since the fan motor for blower having the self-diagnosis function according to the present invention is configured as described above, the current waveform is compared with the waveform held in the storage device, and the current value exceeds the predetermined reference value. When the change occurs, the fan motor can be stopped, so that the fan motor can be replaced before the life of the fan motor expires, and the life of the mounted electronic device can be extended.

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

【図1】本発明になるフアンモータの制御回路のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a fan motor control circuit according to the present invention.

【図2】本発明になるフアンモータの電流信号処理回路
のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a current signal processing circuit of a fan motor according to the present invention.

【図3】本発明になるフアンモータの電流信号処理回路
のマイコン内の処理を示すフローチヤートである。
FIG. 3 is a flow chart showing processing in the microcomputer of the current signal processing circuit of the fan motor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ホール素子 2 マイコン 2―1 マイコンの通電信号発生回路 2―2 マイコンの電流信号処理回路 3 通電制御回路 4 電流検出回路 5 固定子巻線 6 記憶装置 10 ゼロタイミング信号発生回路 11 電流を電圧に変換された信号 12 サンプリング回路 13 サンプリングのタイミング信号発生回路 14 A/D変換回路 15 比較回路 16 記憶装置 1 Hall element 2 microcomputer 2-1 Microcomputer energization signal generation circuit 2-2 Microcomputer current signal processing circuit 3 energization control circuit 4 Current detection circuit 5 Stator winding 6 storage device 10 Zero timing signal generation circuit 11 Signal converted from current to voltage 12 Sampling circuit 13 Sampling timing signal generation circuit 14 A / D conversion circuit 15 Comparison circuit 16 storage

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子巻線を有する固定子と、前記固定
子巻線と空隙を介して対向するよう回転自在に軸支さ
れ、永久磁石とフアンを備える回転子と、該回転子永久
磁石の磁極位置を検出するためのホール素子と、前記ホ
ール素子の出力電圧を得て制御される通電制御回路を有
し、該通電制御回路による前記固定子巻線への通電によ
り、前記回転子の所定方向回転を得るように構成されて
いる送風用フアンモータで、動作を制御するためのマイ
コンをも備えるものにおいて、巻線電流の検出回路と、
電流信号処理回路と、予め定常時の電流値を処理して記
憶せしめる記憶素子と、該記憶素子に記憶されている定
常時の電流値と運転中の電流値とを比較する比較回路と
を備え、該比較回路での随時比較により、異常な電流値
を検知した時、フアンモータを停止させるように構成さ
れていること、を特徴とする自己診断機能を備える送風
用フアンモータ。
1. A stator having a stator winding, a rotor rotatably rotatably supported so as to face the stator winding via a gap, and having a permanent magnet and a fan, and the rotor permanent magnet. A Hall element for detecting the magnetic pole position of the rotor, and an energization control circuit that is controlled by obtaining the output voltage of the Hall element, and by energizing the stator winding by the energization control circuit, A blower fan motor configured to obtain rotation in a predetermined direction, which also includes a microcomputer for controlling the operation, and a winding current detection circuit,
A current signal processing circuit, a storage element for previously processing and storing a steady-state current value, and a comparison circuit for comparing the steady-state current value stored in the storage element with the operating current value A fan motor for blower having a self-diagnosis function, which is configured to stop the fan motor when an abnormal current value is detected by an occasional comparison in the comparison circuit.
【請求項2】 前記電流信号処理回路が、ホール素子の
出力電圧を受けゼロタイミングの発生回路と、時間軸信
号発生回路と、サンプリング回路と、時間軸対応の瞬時
値をデジタル値に変換するA/D変換回路とを有すると
共に、定常時の電流値を処理して記憶せしめる記憶素子
と、該記憶素子に記憶されている定常時の電流値と運転
中の電流値とを比較する比較回路をも備え、該比較回路
で随時ゼロタイミングを基点に波形を比較することによ
り、異常な電流値を検知した時、フアンモータを停止さ
せるように構成されていること、を特徴とする請求項1
に記載の自己診断機能を備える送風用フアンモータ。
2. The current signal processing circuit receives an output voltage of a hall element, generates a zero timing circuit, a time axis signal generation circuit, a sampling circuit, and converts an instantaneous value corresponding to the time axis into a digital value. A storage element having a / D conversion circuit and processing and storing a steady-state current value, and a comparison circuit for comparing the steady-state current value stored in the storage element with the operating current value. The comparison circuit is also configured to stop the fan motor when an abnormal current value is detected by comparing waveforms at any time with the zero timing as a base point.
An air blower fan motor having the self-diagnosis function described in 1.
【請求項3】 前記電流信号処理回路と比較回路が、併
設されるマイコンに書き込まれたプログラムにより動作
するように構成されていること、を特徴とする請求項1
もしくは2に記載の自己診断機能を備える送風用フアン
モータ。
3. The current signal processing circuit and the comparison circuit are configured to operate according to a program written in a microcomputer provided side by side.
Alternatively, a blower fan motor having the self-diagnosis function described in 2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110729703A (en) * 2019-12-19 2020-01-24 峰岹科技(深圳)有限公司 Locked rotor protection method based on FOC motor control and motor control device

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