JP2010074883A - Drive device of motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動回路をモータに内蔵した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 in which a drive circuit is built in a motor.
従来のブラシレスDCモータ(以下、単に「モータ」という)は、その回転数及び起動/停止を制御するために論理回路からPWM信号をインバータ回路に供給し、このインバータ回路から駆動電流をブラシレスDCモータに供給している(例えば、特許文献1参照)。 A conventional brushless DC motor (hereinafter simply referred to as “motor”) supplies a PWM signal from a logic circuit to an inverter circuit in order to control its rotation speed and start / stop, and a drive current is supplied from the inverter circuit to the brushless DC motor. (See, for example, Patent Document 1).
図3に示すように、ホールIC等を有さないセンサーレス駆動方法において、モータ100とは別体に駆動装置102が設けられている。駆動装置102は、インバータ回路よりなるパワー部104と、ロジック部108を含むコントローラ側のマイコン106からなり、ロジック部108がモータ100の回転速度を調整している。そして、回転速度の異常が発生した場合はマイコン106で判断することができる。そのため、センサーレス駆動方法であっても、モータ100の起動が失敗した場合は、マイコン106が再起動の指示を出している。
しかしながら、図4に示す駆動装置102では、モータ100のハウジング内部にパワー部104とロジック部108を内蔵し、コントローラ側のマイコン106がモータ100とは別体に設けられている。マイコン106は、モータ100に電源と速度指令信号を出力し、逆にモータ100のロジック部108から回転パルス(即ち、回転速度に応じたパルス)を出力している。そして、マイコン106は、速度指令信号Vspと回転パルスによって速度フィードバック制御を行っている。
However, in the
上記のようなモータ100の駆動装置102において、回転速度が異常になった場合には、マイコン106がモータ100の回転パルスの出力の異常を検出する。ところが、センサーレス駆動方法において、起動が失敗して再起動する場合には、マイコン106は外乱等による起動失敗なのか、または、故障による起動不可なのかが判断できない。
In the
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、起動が失敗した場合に再起動を確実に行う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 reliably perform restart when startup fails.
請求項1に係る発明は、モータに内蔵された駆動回路と、前記モータとは別体に設けられた制御回路とを有するモータの駆動装置において、前記駆動回路は、前記モータの三相の固定子巻線に三相の駆動電流をそれぞれ供給して回転子を回転させるインバータ回路と、前記回転子の回転速度を検出する回転速度検出回路と、前記制御回路から出力された速度指令信号に基づいて前記インバータ回路へPWM信号を供給する論理回路と、前記インバータ回路へ供給する駆動電圧値を検出する駆動電圧検出回路と、(1)前記検出した駆動電圧値が第1の基準値k1より高く第2の基準値k2(但し、k1<k2である)より低く、かつ、前記検出した回転速度がゼロのときに故障でないと判断し、(2)前記検出した駆動電圧値が第1の基準値より低いときは故障であると判断し、(3)前記検出した駆動電圧値が第2基準値より高いときは故障であると判断し、(4)前記故障でないと判断したときに前記制御回路へ起動待ち信号を出力する故障判断回路と、を有し、前記制御回路は、(1)前記検出した回転速度に基づいて速度指令信号を出力して前記モータが予め定めた回転速度になるように速度フィードバック制御を行い、(2)前記起動待ち信号が入力した時から所定時間後に前記速度指令信号を再出力することを特徴とするモータの駆動装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor drive device including a drive circuit built in a motor and a control circuit provided separately from the motor, wherein the drive circuit is a three-phase fixed motor. Based on an inverter circuit that rotates a rotor by supplying three-phase drive currents to the child windings, a rotation speed detection circuit that detects the rotation speed of the rotor, and a speed command signal output from the control circuit A logic circuit that supplies a PWM signal to the inverter circuit, a drive voltage detection circuit that detects a drive voltage value supplied to the inverter circuit, and (1) the detected drive voltage value is higher than a first reference value k1. It is determined that there is no failure when it is lower than a second reference value k2 (where k1 <k2) and the detected rotational speed is zero, and (2) the detected drive voltage value is the first reference value. value When the detected drive voltage value is higher than the second reference value, it is determined that there is a failure, and (4) when it is determined that there is no failure, the control circuit A failure determination circuit that outputs a start waiting signal to the control circuit, wherein the control circuit outputs (1) a speed command signal based on the detected rotational speed so that the motor has a predetermined rotational speed. (2) The motor drive device is characterized in that the speed command signal is re-output after a predetermined time from when the start waiting signal is input.
以上により本発明によれば、起動待ち信号が出力された場合にのみ制御回路は再起動を行うため、確実に再起動を行うことができる。 As described above, according to the present invention, since the control circuit restarts only when the start wait signal is output, the restart can be reliably performed.
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及び図2に基づいて説明する。
Hereinafter, a
(1)モータ10の構成
本実施形態のモータ10は、三相のブラシレスDCモータであって、ハウジングがモールド樹脂により形成されたモールドモータである。このモールドモータは、固定子にプリント配線基板が取り付けられ、プリント配線基板と固定子が前記モールド樹脂によって一体成形されたハウジングに埋設されている。このハウジング内部に回転子を挿入し、ブラケットでベアリングを介して回転子を回転自在に固定している。
(1) Configuration of
(2)駆動装置12の構成
駆動装置12は、前記モータ10に内蔵されたプリント配線基板に設けられた駆動回路14と、モータ10とは別体に設けられたマイコンよりなる制御回路16とより構成されている。
(2) Configuration of
駆動回路14は、図1に示すようにインバータ回路18と論理回路20とより構成されている。
As shown in FIG. 1, the
論理回路20は、図2に示すようにロジック部22と駆動電圧検出部24と回転速度検出部26とより構成されている。
As shown in FIG. 2, the
インバータ回路18は、6個のFETよりなるスイッチング素子よりなるフルブリッジ回路から構成され、モータ10の三相の固定子巻線28u,v,wに三相の駆動電流をそれぞれ供給している。また、インバータ回路18は、外部にある制御回路16から供給された直流の駆動電圧によって駆動する。この駆動電圧は、インバータ回路18に接続された駆動電圧検出部24によってその値が検出されている。即ち、インバータ回路18の接地側にあるラインから駆動電圧に相当する電流を分岐して駆動電圧検出部24に入力し、この駆動電圧に相当する電流から駆動電圧の値を検出している。この検出した駆動電圧の値は、ロジック部22に出力する。
The
回転速度検出部26は、三相の駆動電流をそれぞれ検出し、この三相の駆動電流から回転速度を検出している。検出した回転速度は、ロジック部22に出力する。
The
ロジック部22は、外部にある制御回路16から供給された速度指令信号に基づいてPWM制御を行い、PWM信号をインバータ回路の各スイッチング素子に出力している。この出力されたPWM信号により各スイッチング素子がオン/オフし、三相の駆動電流を三相の固定子巻線28u,v,wに供給し、モータ10が回転する。また、ロジック部22は、回転速度検出部26から供給された回転速度に基づいて制御回路16に回転パルスを出力している。この回転パルスは、回転速度に比例するものである。
The
制御回路16は、この回転パルスに基づいて現在のモータ10の回転状態を検知し、予め定められた回転速度になるように速度指令信号をロジック部22に出力して、速度フィードバック制御を行っている。
The
(3)起動が失敗した場合の制御方法
次に、制御回路16から速度指令信号が入力し、モータ10を起動させようとしたときに、この起動が失敗した場合の制御方法について説明する。
(3) Control Method when Startup Fails Next, a control method when the startup fails when a speed command signal is input from the
起動が失敗した場合に、ロジック部22は、次の条件が具備されているか否かを判断する
第1の条件は、駆動電圧が第1基準値k1より低い場合である。この場合は、低電圧を理由に故障であると判断する。
When the activation fails, the
第2の条件は、駆動電圧が第2基準値k2(但し、k1<k2である)以上のときは、駆動電圧が過電圧を理由に故障であると判断する。 The second condition is that when the drive voltage is equal to or greater than the second reference value k2 (where k1 <k2), the drive voltage is determined to be a failure due to overvoltage.
第3の条件は、回転速度検出部26において三相の駆動電流が短絡した状態で流れているときは、故障であると判断する。なお、短絡しているか否かの判断は、三相の駆動電流の中の少なくとも2相の駆動電流が同じ振幅値で、かつ、同じ位相のときに短絡しているとする。
The third condition is determined to be a failure when the three-phase drive current is flowing in the rotational
一方、それ以外の場合、すなわち、駆動電圧が第1の基準値k1より高く、第2の基準値k2より低く、三相の駆動電流が短絡していない状態で、かつ、検出した回転速度が0(即ち、起動を失敗している状態)のときに故障でないと判断する。 On the other hand, in other cases, that is, when the drive voltage is higher than the first reference value k1, lower than the second reference value k2, and the three-phase drive current is not short-circuited, and the detected rotational speed is It is determined that there is no failure when it is 0 (that is, in a state where activation has failed).
そして、ロジック部22は、故障でないと判断したときに制御回路16へ起動待ち信号を出力する。
Then, the
制御回路16では、起動待ち信号が入力したときには、所定時間(例えば、3分)後に、再起動を行うように、速度指令信号を出力する。一方、この起動待ち信号が入力しない場合には、制御回路16はモータ10が故障であると判断し、ランプやブザー等でユーザに伝達する。
In the
(4)効果
このように再起動を失敗した場合に、ロジック部22がモータ10について故障であるか否か判断し、故障でないときには起動待ち信号を制御回路16に出力して、所定時間後に再起動を行うため、確実にモータ10の再起動を行うことができる。
(4) Effect When restarting fails as described above, the
また、起動待ち信号が入力しないときは故障であると判断でき、ユーザに伝えることができる。 Further, when the activation waiting signal is not input, it can be determined that there is a failure and can be notified to the user.
(5)変更例
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
(5) Modification Examples The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
上記実施形態では、プリント配線基板がモールド樹脂に内蔵されたモールドモータで説明したが、これに代えてハウジングが鋼板製のブラシレスDCモータであってもよい。 In the above-described embodiment, the printed wiring board is described as a mold motor built in the mold resin. However, instead of this, the housing may be a brushless DC motor made of steel plate.
また、ブラシレスDCモータ以外のモータでもよい。 A motor other than the brushless DC motor may be used.
10 モータ
12 駆動装置
14 駆動回路
16 制御回路
18 インバータ回路
20 論理回路
22 ロジック部
24 駆動電圧検出部
26 回転速度検出部
28u,v,w 固定子巻線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記駆動回路は、
前記モータの三相の固定子巻線に三相の駆動電流をそれぞれ供給して回転子を回転させるインバータ回路と、
前記回転子の回転速度を検出する回転速度検出回路と、
前記制御回路から出力された速度指令信号に基づいて前記インバータ回路へPWM信号を供給する論理回路と、
前記インバータ回路へ供給する駆動電圧値を検出する駆動電圧検出回路と、
(1)前記検出した駆動電圧値が第1の基準値k1より高く第2の基準値k2(但し、k1<k2である)より低く、かつ、前記検出した回転速度がゼロのときに故障でないと判断し、(2)前記検出した駆動電圧値が第1の基準値より低いときは故障であると判断し、(3)前記検出した駆動電圧値が第2基準値より高いときは故障であると判断し、(4)前記故障でないと判断したときに前記制御回路へ起動待ち信号を出力する故障判断回路と、
を有し、
前記制御回路は、
(1)前記検出した回転速度に基づいて速度指令信号を出力して前記モータが予め定めた回転速度になるように速度フィードバック制御を行い、(2)前記起動待ち信号が入力した時から所定時間後に前記速度指令信号を再出力する
ことを特徴とするモータの駆動装置。 In a motor drive device having a drive circuit built in a motor and a control circuit provided separately from the motor,
The drive circuit is
An inverter circuit for rotating a rotor by supplying a three-phase driving current to the three-phase stator windings of the motor;
A rotational speed detection circuit for detecting the rotational speed of the rotor;
A logic circuit for supplying a PWM signal to the inverter circuit based on a speed command signal output from the control circuit;
A drive voltage detection circuit for detecting a drive voltage value supplied to the inverter circuit;
(1) No failure when the detected drive voltage value is higher than the first reference value k1 and lower than the second reference value k2 (where k1 <k2) and the detected rotational speed is zero. (2) When the detected drive voltage value is lower than the first reference value, it is determined that there is a failure. (3) When the detected drive voltage value is higher than the second reference value, the failure is detected. (4) a failure determination circuit that outputs a start waiting signal to the control circuit when it is determined that there is no failure;
Have
The control circuit includes:
(1) A speed command signal is output based on the detected rotational speed to perform speed feedback control so that the motor has a predetermined rotational speed, and (2) a predetermined time from when the start waiting signal is input. The speed command signal is output again later.
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 drive apparatus according to claim 1, wherein the failure determination circuit detects the three-phase drive current and determines a failure when the drive current is short-circuited.
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 molded motor.
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.
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