JP2005188956A - Motor abnormality detection device and electrical equipment provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、モータに流れる電流値によりモータの異常を判断するモータ異常検出装置及びモータ異常検出装置を備えた電気機器に関するものである。 The present invention relates to a motor abnormality detection device that determines abnormality of a motor based on a value of a current flowing through the motor, and an electric device including the motor abnormality detection device.
例えば、洗浄後の濡れた手を乾燥させる手乾燥装置などに使われている高圧空気流発生装置には、異物が吸込まれないようにする工夫が講じられている。しかし、何らかの理由で異物が吸込まれてしまうと、モータがロックして異常加熱することがある。モータのロックを保護する手段としては、温度ヒューズや電流ヒューズを使うものや、モータの電流を検知して行うものがある。なお、この種の従来技術としては、特許文献1や特許文献2に開示されているものがある。
For example, a high-pressure airflow generator used in a hand dryer for drying wet hands after cleaning has been devised to prevent foreign matter from being sucked in. However, if foreign matter is sucked in for some reason, the motor may lock and abnormally heat up. As means for protecting the lock of the motor, there are a method using a temperature fuse and a current fuse, and a method for detecting the motor current. In addition, there exist some which are disclosed by
温度ヒューズや電流ヒューズによりモータのロックを保護するようにしたものは、異常温度や異常電流によりモータへの通電を遮断するものである。しかしながら、モータ特性によっては、温度上昇の速度が速く、温度ヒューズがこの速度に追従しないことがある。また、モータ正常時の電流値とロック時の電流値との間に充分な差がなく、電流ヒューズの設定が困難なこともある。 The one that protects the motor lock with a temperature fuse or a current fuse cuts off the power supply to the motor due to an abnormal temperature or current. However, depending on the motor characteristics, the rate of temperature rise is fast, and the thermal fuse may not follow this rate. In addition, there is no sufficient difference between the current value when the motor is normal and the current value when the motor is locked, and it may be difficult to set the current fuse.
モータの電流を検知するものは、モータに流れる電流値が、予め定められた基準値を所定時間連続して超えた時、モータ異常と判断するものである。起動電流のように瞬間的な過大電流によって誤動作しないように構成されている。これらのいずれも、予め定められた異常判定の基準値と実際の電流値との比較によりモータ異常を判定している。 What detects the current of the motor determines that the motor is abnormal when the value of the current flowing through the motor exceeds a predetermined reference value continuously for a predetermined time. It is configured not to malfunction due to an instantaneous excessive current such as a starting current. In either case, the motor abnormality is determined by comparing a predetermined reference value for abnormality determination with an actual current value.
整流子モータなどの場合、正常であれば起動時には定常時より大きい電流が流れる。しかし、何らかの原因でモータがロックすると、定常時より大きい電流が流れる。これらのモータ電流は、電源電圧や温度など環境変化によって変動する。電流検知手段の検出誤差により、実際の電流値と検出した電流値にずれが生じる。そのため、従来技術のように、予め定められた異常判定の基準値と実際の電流値との比較によりモータ異常を判定する場合、これらの変動や検出誤差などを考慮し、誤動作の無い値に設定する必要があるが、変動や検出誤差の大きさによっては、正常電流の最大値と異常電流の最小値の差が少なくなることもある。これによって誤動作に至る恐れや、適当な異常判定の基準値が設定できないこともあり、設定可能な場合でも容易には設定できない。 In the case of a commutator motor or the like, if it is normal, a larger current flows at the time of startup. However, if the motor locks for some reason, a larger current flows than in the steady state. These motor currents fluctuate due to environmental changes such as power supply voltage and temperature. Due to the detection error of the current detection means, a deviation occurs between the actual current value and the detected current value. For this reason, as in the prior art, when a motor abnormality is determined by comparing a predetermined abnormality determination reference value with an actual current value, a value that does not cause a malfunction is set in consideration of these fluctuations and detection errors. However, depending on the magnitude of fluctuation and detection error, the difference between the maximum value of normal current and the minimum value of abnormal current may be reduced. As a result, there is a risk of malfunction, and an appropriate abnormality determination reference value may not be set, and even if it can be set, it cannot be easily set.
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、その課題とするところは、モータに流れる電流を検知する電流検知手段を用いたモータ異常検出装置について、異常判定の基準値の設定を容易にすることであり、確実に異常を検出できるようにすることである。また、そのモータ異常検出装置を備えた、モータ異常からモータを保護できる電気機器を提供することも課題としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the problem is that an abnormality determination standard for a motor abnormality detection device using current detection means for detecting a current flowing through a motor is provided. It is to make setting of the value easy and to make it possible to detect an abnormality reliably. It is another object of the present invention to provide an electric device equipped with the motor abnormality detection device and capable of protecting the motor from motor abnormality.
上記課題を解決するために本発明は、モータに流れる電流を検知する電流検知手段と、モータ起動時の電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1を読取り、最大値I0と電流値I1の差が所定値以下のときに異常と判定する判定手段とを備える手段を採用する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention reads a current detection means for detecting a current flowing through a motor, a maximum current value I0 when the motor is started, and a current value I1 when the motor is stationary, and the maximum value I0 and the current value I1. And means for determining that the difference is less than a predetermined value is determined to be abnormal.
また、他の発明は、モータに流れる電流を検知する電流検知手段と、モータ起動時の電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1を読取り、その最大値I0と電流値I1の差が所定値以下のときに異常と判定する判定手段を有し、前記所定値を可変にしたモータ異常検出装置を備える手段を採用する。 In another invention, the current detection means for detecting the current flowing through the motor, the maximum current value I0 at the start of the motor and the current value I1 at the steady state of the motor are read, and the difference between the maximum value I0 and the current value I1 is A means having a determination means for determining an abnormality when the value is equal to or less than a predetermined value and having a motor abnormality detection device that makes the predetermined value variable is adopted.
この発明によれば、モータ異常かどうかをモータ起動時の電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1の差により判断するようにしたため、環境変化や電流検知手段の検出誤差の影響を受けにくくなり、異常判定の基準値の設定も容易になり、モータ異常を確実に検出することができる。 According to the present invention, whether or not the motor is abnormal is determined by the difference between the maximum current value I0 when the motor is started and the current value I1 when the motor is stationary. This makes it difficult to set a reference value for abnormality determination, so that a motor abnormality can be reliably detected.
本発明を実施した電気機器としての手乾燥装置は、前面の開放した凹状空間として構成された手挿入部を有する本体箱体に、高速空気流を生成する高圧空気流発生装置が組込まれている。高圧空気流発生装置で生成された高圧空気流は、手挿入部の上面に設けられたエアーノズルに導かれる。このエアーノズルから高速空気流を手挿入部内に照射して、手挿入部に入れた手に付着した水分を吹き飛ばし、手挿入部の下部の水受け部に設けられた排水口からドレン容器に溜めるようになっている。 In a hand dryer as an electrical apparatus embodying the present invention, a high-pressure airflow generator for generating a high-speed airflow is incorporated in a main body box having a hand insertion portion configured as a concave space having an open front surface. . The high-pressure air flow generated by the high-pressure air flow generator is guided to an air nozzle provided on the upper surface of the manual insertion portion. This air nozzle irradiates the hand insertion part with a high-speed air flow, blows away the water adhering to the hand put in the hand insertion part, and collects it in the drain container provided in the water receiving part below the hand insertion part. It is like that.
手挿入部には、挿入された手を検知する手検知部が設けられている。手検知部により手を検知すると高圧空気流発生装置が動作し、高速空気流を手挿入部内に噴射し、手に付着した水分を吹き飛ばす。高圧空気流発生装置は、整流子モータ等のモータと、このモータによって回転するターボファンにより構成されている。 The hand insertion unit is provided with a hand detection unit that detects the inserted hand. When the hand is detected by the hand detection unit, the high-pressure airflow generator operates to inject a high-speed airflow into the hand insertion unit and blow away moisture attached to the hand. The high-pressure airflow generator includes a motor such as a commutator motor and a turbo fan that is rotated by the motor.
高圧空気流発生装置の整流子モータは、マイクロコンピュータによって制御されるモータ駆動回路によって駆動され、モータ異常検出装置によってモータ異常が監視されている。モータ異常検出装置は、整流子モータに流れる電流を検知する電流検知手段と、マイクロコンピュータによる判定手段とから構成されている。マイクロコンピュータは、モータ異常かどうかをモータ起動時の電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1を読取り、最大値I0と電流値I1の差が所定値以下のときにモータがロック状態と判定し、モータ駆動回路を介して整流子モータを停止させ、モータ異常の表示を行う。起動電流は、瞬間的な過大電流であり、その最大値I0とモータ定常時の電流値I1との差が少なければモータ異常と判断するため、電源電圧や温度などの環境変化や電流検知手段の検出誤差の影響を受けにくく、異常判定の基準値の設定も容易になり、モータ異常を確実に検出することができる。 The commutator motor of the high-pressure airflow generator is driven by a motor drive circuit controlled by a microcomputer, and motor abnormality is monitored by a motor abnormality detector. The motor abnormality detection device includes current detection means for detecting a current flowing through the commutator motor and determination means using a microcomputer. The microcomputer reads the maximum current value I0 when starting the motor and the current value I1 when the motor is steady to determine whether the motor is abnormal. When the difference between the maximum value I0 and the current value I1 is less than a predetermined value, the motor is in the locked state. Determination is made, the commutator motor is stopped via the motor drive circuit, and motor abnormality is displayed. The starting current is an instantaneous excessive current. If there is little difference between the maximum value I0 and the current value I1 when the motor is steady, it is determined that the motor is abnormal. It is difficult to be influenced by detection errors, it is easy to set a reference value for abnormality determination, and motor abnormality can be reliably detected.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態の手乾燥装置の全体を示す断面図、図2は、モータ異常検出装置のブロック構成図、図3は、マイクロコンピュータの制御動作を示すフローチャート、図4は、正常時のモータ電流値の変化を示す説明図、図5は、モータがロックしているときのモータ電流値の変化を示す説明図、図6は、駆動途中でモータがロックしたときのモータ電流値の変化を示す説明図である。本実施の形態の手乾燥装置は、手挿入部1を有する本体箱体2内に組込まれた高圧空気流発生装置3による高圧空気が手挿入口近傍に送られて、手挿入口に続く処理空間としての手挿入部1内に水分を吹き飛ばす手乾燥に関する作動気流としての高速の気流が形成されるものである。本体箱体2は、背面側外殻をなすベース4と、正面側外殻をなす樹脂製の正面パネル5とから構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire hand dryer according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram of a motor abnormality detection device, FIG. 3 is a flowchart showing a control operation of the microcomputer, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing changes in the motor current value when the motor is locked, and FIG. 6 is a motor current value when the motor is locked during driving. It is explanatory drawing which shows the change of. In the hand drying device of the present embodiment, the high pressure air by the high pressure
手挿入部1は、本体箱体2の正面下部に、正面及び両側面が開放した手の挿抜可能の開放シンク状の凹状空間として形成され、下部構造の水受け部を構成する下顎部6と、上部構造の上顎部7とからなる。下顎部6は、前方に向って下傾していて、その傾斜下端に排水口が設けられている。下顎部6の下方には排水口から滴下する水を貯溜する開放容器構造のドレン容器8が前後方向への抜き差しにより脱着可能に設けられている。ドレン容器8には取外し可能な蓋が設けられている。
The
高圧空気流発生装置3は、整流子モータ等のモータ9と、このモータ9によって回転するターボファンにより構成され、この実施の形態では本体箱体2の手挿入部1の直上に、吸気側をベース4側にして取付けられている。高圧空気流発生装置3の吸気側は、本体箱体2の背面側に手挿入部1の奥側背面に近接して縦方向に設けられた下端の開放した通風路に臨んでいて、通風路の下端の空気取入口から、前後方向の抜き差しにより脱着できるエアーフィルタ10を通じて空気を吸込むことができるようになっている。
The high-
高圧空気流発生装置3の吹出口は、円形カップ状のファンケーシングの外周に周方向に間隔を置いて複数個が半径方向に向って開設されている。このファンケーシングの外側はターボファンの回転方向に沿う方向に誘導路を設けた円形カップ状のケーシングにより覆われ、ケーシングの誘導路の端に高圧空気流発生装置3から送られてくる高圧空気を高速の気流に変換し手挿入部1に吹き出すエアーノズル11が接続されている。エアーノズル11は、手挿入部1の手挿入口近傍上部に形成された開口部に噴出口を下向きにして組付けられ、手挿入部1内に入れた手に高速の気流を吹き付け、手を擦り合せることなく手に付いた水滴を手の表面から剥離し吹き飛ばす。エアーノズル11より奥側の上顎部7には、透光窓部材の嵌められた窓があり、窓内に手を検知する手検知部が構成されている。
A plurality of air outlets of the high-
手検知部は、手挿入部1に挿入された手を検知するもので、赤外線発光素子と赤外線受光素子とからなる。手検知部により手を検知するとマイクロコンピュータ12による処理で駆動回路13を介して高圧空気流発生装置3が動作され、高速空気流を手挿入部1内に噴射し、手に付着した水分を吹き飛ばす。高圧空気流発生装置3のモータ9は、モータ異常検出装置によってモータ異常が監視されている。モータ異常検出装置は、モータ9に流れる電流を検知する電流検知手段14と、マイクロコンピュータ12による判定手段と、表示部15とから構成されている。マイクロコンピュータ12は、モータ異常かどうかをモータ起動時の電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1を読取り、最大値I0と電流値I1の差が所定値以下のときにモータのロックと判定し、駆動回路13を介してモータ9を停止させ、モータ異常の表示を表示部15に表示する。起動電流は、瞬間的な過大電流であり、その最大値I0とモータ定常時の電流値I1との差が少なければモータ異常と判断するため、電源電圧や温度等の環境変化や電流検知手段の検出誤差の影響を受けにくく、異常判定の基準値の設定も容易になり、モータ異常を確実に検出することができる。
The hand detection unit detects a hand inserted into the
モータ異常検知を特化して示す図3のフローチャートによってマイクロコンピュータ12の制御動作を説明する。図3のステップ♯1でモータ駆動開始かどうかを判定する。駆動開始であればステップ♯2へ進み、そうでなければステップ♯1に戻る。ステップ♯2では起動電流チェックを行いステップ♯3へ進む。ステップ♯3では所定時間経過したかどうかの判定を行い、経過したならステップ♯4へ進み、経過していなければステップ♯2の処理に戻る。ステップ♯4では起動電流の最大値I0を確定する処理をしてステップ♯5へ進む。ステップ♯5では、モータ定常時の電流値I1のチェックを行い、ステップ♯6へ進む。ステップ♯6では、最大値I0−電流値I1≧所定値かどうかの判定を行い、最大値I0−電流値I1≧所定値であればステップ♯7でモータ正常としてステップ♯8へ進む。最大値I0−電流値I1≧所定値でなければ、ステップ♯9へ進み、モータ9を停止し表示部15にモータ異常を表示する。ステップ♯8ではモータ駆動中かどうかの判定を行い、駆動中であればステップ♯5の処理に戻り、駆動中でなければステップ♯1へ戻る。
The control operation of the
ステップ♯6で最大値I0−電流値I1≧所定値の判定は、正常時のモータ電流値の変化を示した図4の状態で、電源電圧や温度によってモータ電流値は変動があるが、この場合でも起動電流の最大値I0とモータ定常時の電流値I1にははっきりした差がある。ステップ♯6で最大値I0−電流値I1≧所定値でない判定は、モータ9がロックしているときのモータ電流値の変化を示す図5や、駆動途中でモータ9がロックしたときのモータ電流値の変化を示す図6の状態である。モータ定常時の電流値I1は、モータ駆動開始の所定時間以降から駆動停止までの電流値とすることで、図6のように駆動途中でモータ9がロックしたときも確実に異常検出することができる。最大値I0−電流値I1≧所定値の判定における所定値を可変にすることによって、機器に適した値で運転することができ、またモータ変更時の対応が容易になる。所定値を可変にするには、マイクロコンピュータ12のプログラムを変えるか、スイッチ等の値を変更してマイクロコンピュータ12に取込むようにすればよい。
In
モータ9の回転数を可変制御できるものでは、駆動中に回転数を変化させたようなとき、起動時のモータ電流と定常時のモータ電流の差による判定が困難な場合もある。そんな場合には、一時的に差による判定から基準値による判定に切替えるなど、他の異常判定方式と組合せることによって、より確実なモータ異常検出が可能になる。 In the case where the rotational speed of the motor 9 can be variably controlled, it may be difficult to make a determination based on the difference between the motor current at startup and the motor current at steady state when the rotational speed is changed during driving. In such a case, the motor abnormality can be detected more reliably by combining with other abnormality determination methods such as temporarily switching from the determination based on the difference to the determination based on the reference value.
この発明は、手乾燥装置に限らず掃除機などのファンモータを有する電気機器について、モータのロック保護が必要な場合に広く利用できる。 The present invention is not limited to the hand dryer, and can be widely used for electric devices having a fan motor such as a vacuum cleaner when it is necessary to protect the lock of the motor.
3 高圧空気流発生装置、 9 モータ、 12 マイクロコンピュータ、 14 電流検知手段、 15 表示部。 3 High-pressure airflow generator, 9 Motor, 12 Microcomputer, 14 Current detection means, 15 Display unit.
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