JP2007082382A - Motor drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ回路により駆動するモータの駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a motor drive device driven by an inverter circuit.
ブラシレスDCモータは、インバータ回路によって駆動する。このインバータ回路に流れるモータ電流が過負荷により異常な値にならないようにするため、過電流保護回路が設けられている(例えば、特許文献1参照)。 The brushless DC motor is driven by an inverter circuit. In order to prevent the motor current flowing through the inverter circuit from becoming an abnormal value due to overload, an overcurrent protection circuit is provided (see, for example, Patent Document 1).
この過電流保護回路の構造としては、例えば、図4に示すように、ブラシレスDCモータ100が接続されたインバータ回路102の接地端子側の配線に2本の抵抗素子R1、R2を接続し、この並列に接続された2本の抵抗素子R1、R2の他端から流れる電流が、基準値以上になった場合に過電流保護回路104が過電流であると判断している。
上記のような過電流保護回路104における抵抗素子R1、R2としては、チップ抵抗が用いられている。そして、ブラシレスDCモータ100がモールドされている場合には、モールド樹脂に埋設されている配線基板にこの2個のチップ抵抗R1、R2が取り付けられている。そのため、このチップ抵抗R1、R2に損傷が生じやすい。
Chip resistors are used as the resistance elements R1 and R2 in the
2本の抵抗素子R1、R2が共に損傷した場合には、この過電流保護回路104からのの電流が流れなくなるため無負荷試験を行った場合に直ぐに判別することができる。しかしながら、2本の中で1本のチップ抵抗が損傷された場合には、無負荷試験でも判別することができず、過電流保護回路104が破壊されているということを制御回路106が判断できない。
When both the two resistance elements R1 and R2 are damaged, the current from the
この原理を図2、図3のグラフを用いて説明する。 This principle will be described with reference to the graphs of FIGS.
図2におけるグラフの横軸はトルクT、縦軸はモータ電流Iであり、図3におけるグラフの横軸はトルクTであり、縦軸は回転数Nである。図2、図3共に抵抗素子R1、R2が正常な場合には実線のようになり、1本が損傷した場合には点線のような状態となる。そして、点線に示すように、T=0、即ち無負荷の場合には、2本の抵抗素子が正常な場合であっても、1本の抵抗素子が破壊された場合でも同じ値であるため、その異常を判別することができない。 The horizontal axis of the graph in FIG. 2 is the torque T, the vertical axis is the motor current I, the horizontal axis of the graph in FIG. 3 is the torque T, and the vertical axis is the rotational speed N. In both FIGS. 2 and 3, when the resistance elements R1 and R2 are normal, a solid line is shown, and when one is damaged, a dotted line is shown. As shown by the dotted line, when T = 0, that is, when there is no load, even if two resistance elements are normal, even if one resistance element is destroyed, the value is the same. The abnormality cannot be determined.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、抵抗素子を用いた過電流保護回路において、少なくとも1本の抵抗素子が破壊された場合でもその破壊を検出することができるモータの駆動装置を提供する。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a motor drive device that can detect the destruction of at least one resistive element even when at least one resistive element is destroyed in an overcurrent protection circuit using the resistive element.
請求項1に係る発明は、モータと、前記モータに駆動電流を供給するインバーター回路と、速度指令信号に基づいて前記インバーター回路を制御する制御回路と、前記インバーター回路のモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、を有するモータの駆動装置において、前記モータ電流検出回路は、並列に接続されたn個(n>1)の抵抗素子の一端がそれぞれ前記インバーター回路の接地端子側配線に接続され、前記n個の抵抗素子の他端が電流比較回路に接続され、前記n個の抵抗素子と並列に破壊検出回路が接続され、前記電流比較回路は、前記n個の抵抗素子からのモータ電流値が基準値を超えた場合に停止信号を出力し、前記破壊検出回路は、破壊検出抵抗素子とフォトカプラとを有し、前記破壊検出抵抗素子と前記フォトカプラのフォトトランジスタが直列に接続され、前記破壊検出抵抗素子と前記フォトトランジスタが前記n個の抵抗素子と並列に接続され、前記フォトカプラのフォトトランジスタが前記制御回路に接続され、前記制御回路は、前記フォトトランジスタからの破壊検出信号により前記モータを停止させることを特徴とするモータの駆動装置である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、n=2であることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。
The invention according to claim 2 is the motor drive device according to
請求項3に係る発明は、前記フォトトランジスタからの破壊検出信号は、前記速度指令信号を停止させることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。
The invention according to claim 3 is the motor drive device according to
請求項4に係る発明は、前記モータがブラシレスDCモータであることを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置である。
The invention according to claim 4 is the motor drive device according to
本発明であると、n本の抵抗素子の内、少なくとも1本の抵抗素子が破壊された場合には破壊抵抗素子に電流が流れフォトカプラのフォトトランジスタがオン状態となり、制御回路に破壊検出信号が出力される。そして、制御回路はこの破壊検出信号は検出されるとモータを停止させる。 According to the present invention, when at least one of the n resistance elements is destroyed, a current flows through the destruction resistance element, the phototransistor of the photocoupler is turned on, and the destruction detection signal is sent to the control circuit. Is output. The control circuit stops the motor when this destruction detection signal is detected.
以下、本発明の一実施形態のモータ10の駆動装置12について図1に基づいて説明する。モータ10は、三相のブラシレスDCモータである。
Hereinafter, a
(1)モータ10の駆動装置12の構成
駆動装置12について、図1のブロック図に基づいて説明する。
(1) Configuration of
駆動装置12は、インバータ回路14、過電流保護回路16、過電流検知回路18、制御回路20、整流回路22、破壊検出回路24とより構成されている。
The
インバータ回路14は、モータ10の三相の固定子巻線に駆動電流を出力するものであり、2個のFETを直列に接続した回路を並列に3個接続したフルブリッジ回路を構成している。このインバータ回路14には、交流電源26からの電源を整流回路22によって整流し、整流した電源がインバータ回路14に供給されている。
The
制御回路20は、マイクロコンピュータより構成され、外部から入力する速度指令信号Sに基づいて、モータ10の回転数がこの速度指令信号Sに合致するようにインバータ回路14をPWM制御する。即ち、制御回路20から出力される6個の制御信号がインバータ回路14の6個のFET14のゲート端子に入力され、6個のFETをオン/オフすることにより、モータ10の回転数を制御している。この場合に、モータ10の回転数を検出するために、モータ10の回転子の近傍に3個のホールIC28が設けられ、3個のホールIC28からの位置検出信号に基づいて制御回路20がモータ10の現在の回転数を検知し、速度指令信号Sと合致するようにフィードバック制御している。
The
過電流検知回路18は、インバータ回路14の接地側において、2個の抵抗素子R1,R2の一端がそれぞれ接続され、抵抗素子R1,R2が並列接続されている。そして、この並列接続された抵抗素子R1,R2の他端が過電流保護回路16に接続されている。過電流保護回路16は、並列に接続された抵抗素子R1,R2から流れるモータ電流が基準値以上になった場合に、制御回路20に停止信号を出力する。この過電流保護回路16の構成としては、コンパレータから構成され、コンパレータの一端に規準電圧を掛け、2個の抵抗素子R1,R2からの電圧と比較する構成となっている。
In the
(2)破壊検出回路24の構成
次に、破壊検出回路24の構成について説明する。
(2) Configuration of
破壊検出回路24は、破壊検出抵抗素子30とフォトカプラ32とより構成されている。図1に示すように、破壊検出抵抗素子30とフォトカプラ32のフォトダイオード34とが直列に接続され、破壊検出抵抗素子30の一端がインバータ回路14の接地側の配線に接続されている。即ち、2個の抵抗素子R1,R2と並列に接続されている。また、フォトダイオード34の破壊防止のために、ダイオード38がフォトダイオード34の向きとは逆向きの方向にインバータ回路14の接地側の配線に接続されている。
The
フォトカプラ32のフォトトランジスタ36は、速度指令信号Sが入力する入力配線40に接続され、他端が接地されている。これにより、フォトトランジスタ36がオン状態になると、速度指令信号Sが接地側に流れ、制御回路20に流れなくなる。
The
(3)破壊検出回路24の動作状態
次に、破壊検出回路24の動作状態について説明する。
(3) Operation State of Destruction Detection Circuit 24 Next, the operation state of the
2個の抵抗素子R1,R2が共に正常な状態の場合には、これら抵抗素子R1,R2を経てモータ電流が過電流保護回路16に流れ、過負荷により過電流になった場合には、過電流保護回路16から停止信号が出力され、モータ10が停止する。
When the two resistance elements R1 and R2 are both in a normal state, the motor current flows through the resistance elements R1 and R2 to the
この場合に、破壊検出抵抗素子30には電流が流れず、フォトダイオード34にも電流が流れない。そのため、フォトトランジスタ36がオン状態にならず、速度指令信号Sが制御回路20に入力する。
In this case, no current flows through the breakdown
一方、何らかの理由で2個の抵抗素子R1,R2の中で1個の抵抗素子が破壊された場合には、破壊されていない抵抗素子にモータ電流が流れると共に、破壊検出抵抗素子30にも電流が流れ、フォトダイオード34を経てフォトトランジスタ36がオン状態となる。そのため、制御回路20は速度指令信号Sが入力しないため、抵抗素子が破壊されたと判断し、モータ10を停止させる。
On the other hand, when one of the two resistance elements R1 and R2 is destroyed for some reason, the motor current flows through the non-destructed resistance element and the current is also supplied to the breakdown
上記のように、2個の抵抗素子R1,R2が正常な場合には、破壊検出抵抗素子30に電流が流れず、1個の抵抗素子が破壊された場合に破壊検出抵抗素子30に電流が流れるようにするためには、次のような関係が必要である。但し、Xは破壊検出抵抗素子30の抵抗値、Iはモータ電流が過電流になったときの電流値、Ioはフォトダイオード34の最低動作電流を示している。
As described above, when the two resistance elements R1 and R2 are normal, no current flows through the breakdown
X=R1*R2*(I−Io)/{(R1+R2)*I2}
また、2個の抵抗素子R1,R2が共に破壊された場合でも破壊検出抵抗素子30に電流が流れるため、モータ10を停止させることができる。
X = R1 * R2 * (I-Io) / {(R1 + R2) * I2}
Even when the two resistance elements R1 and R2 are both destroyed, a current flows through the destruction
以上により本実施形態の駆動装置12であると、2個の抵抗素子R1、R2の内1個の抵抗素子でも破壊された場合には、それを検出することができモータ10を停止させることができる。
As described above, in the
(4)変更例1
上記実施形態ではフォトトランジスタ36がオン状態になると速度指令信号Sを停止させたが、これに限らずフォトトランジスタ36がオン状態になると制御回路20に破壊検出信号を出力する構造であってもよい。
(4)
In the above-described embodiment, the speed command signal S is stopped when the
(5)変更例2
上記実施形態では2本の抵抗素子R1,R2を用いたが、これに限らず3本以上の抵抗素子を並列に接続させた構造であってもよい。
(5) Modification 2
In the above embodiment, the two resistance elements R1 and R2 are used. However, the present invention is not limited to this, and a structure in which three or more resistance elements are connected in parallel may be used.
また、1本の抵抗素子を用いてモータ電流を検出してもよい。 Further, the motor current may be detected using a single resistance element.
本実施形態は、エアコンディショナー、給湯器、食器洗浄器、空気洗浄器等に用いられているモータの駆動装置に好適である。 The present embodiment is suitable for a motor driving device used in an air conditioner, a water heater, a dishwasher, an air cleaner, and the like.
10 モータ
12 駆動装置
14 インバータ回路
16 過電流保護回路
18 過電流検知回路
20 制御回路
24 破壊検出回路
30 破壊検出抵抗素子
32 フォトカプラ
34 フォトダイオード
36 フォトトランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記モータに駆動電流を供給するインバーター回路と、
速度指令信号に基づいて前記インバーター回路を制御する制御回路と、
前記インバーター回路のモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
を有するモータの駆動装置において、
前記モータ電流検出回路は、
並列に接続されたn個(n>1)の抵抗素子の一端がそれぞれ前記インバーター回路の接地端子側配線に接続され、
前記n個の抵抗素子の他端が電流比較回路に接続され、
前記n個の抵抗素子と並列に破壊検出回路が接続され、
前記電流比較回路は、前記n個の抵抗素子からのモータ電流値が基準値を超えた場合に停止信号を出力し、
前記破壊検出回路は、破壊検出抵抗素子とフォトカプラとを有し、前記破壊検出抵抗素子と前記フォトカプラのフォトトランジスタが直列に接続され、前記破壊検出抵抗素子と前記フォトトランジスタが前記n個の抵抗素子と並列に接続され、前記フォトカプラのフォトトランジスタが前記制御回路に接続され、
前記制御回路は、前記フォトトランジスタからの破壊検出信号により前記モータを停止させる
ことを特徴とするモータの駆動装置。 A motor,
An inverter circuit for supplying a drive current to the motor;
A control circuit for controlling the inverter circuit based on a speed command signal;
Motor current detection means for detecting the motor current of the inverter circuit;
In a motor drive device having
The motor current detection circuit is
One end of n (n> 1) resistance elements connected in parallel is connected to the ground terminal side wiring of the inverter circuit,
The other end of the n resistance elements is connected to a current comparison circuit,
A breakdown detection circuit is connected in parallel with the n resistance elements;
The current comparison circuit outputs a stop signal when a motor current value from the n resistance elements exceeds a reference value,
The breakdown detection circuit includes a breakdown detection resistance element and a photocoupler, wherein the breakdown detection resistance element and the phototransistor of the photocoupler are connected in series, and the breakdown detection resistance element and the phototransistor include the n number of breakdown transistors. Connected in parallel with a resistive element, the phototransistor of the photocoupler is connected to the control circuit,
The control circuit stops the motor in response to a breakdown detection signal from the phototransistor.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。 The motor driving device according to claim 1, wherein n = 2.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。 The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the breakdown detection signal from the phototransistor stops the speed command signal.
ことを特徴とする請求項1記載のモータの駆動装置。
The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the motor is a brushless DC motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2005
- 2005-09-16 JP JP2005270921A patent/JP2007082382A/en active Pending
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