JP2010268647A - Brushless dc motor drive device and ventilation blower mounting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンジフードや天井埋め込み型の換気扇などの換気送風装置に搭載されるブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置に関するものである。 The present invention relates to a brushless DC motor driving device mounted on a ventilation blower such as a range hood or a ceiling-embedded ventilation fan, and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor drive device.
従来、この種の風量一定運転が可能な送風装置は、モータとは別に設けられたインバータ回路に流れるブラシレスDCモータの電流を、制御回路等により検出し、電流とモータの回転数の関係を利用して、一定風量での運転を実現しているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of air blower capable of constant air volume operation detects the current of a brushless DC motor flowing in an inverter circuit provided separately from the motor by a control circuit, etc., and uses the relationship between the current and the rotational speed of the motor. And what has implement | achieved the driving | running by fixed air volume is known (for example, refer patent document 1).
以下、その風量一定運転が可能な送風装置の動作について、図5を参照しながら説明する。 Hereinafter, the operation of the blower capable of performing the constant air volume operation will be described with reference to FIG.
図5に示すように、交流電源101から供給される交流電圧を交直変換回路102にて直流に変換した後、平滑コンデンサ103にて平滑化し、インバータ回路105に印加する。
As shown in FIG. 5, the AC voltage supplied from the AC power supply 101 is converted into DC by the AC / DC conversion circuit 102, smoothed by the smoothing capacitor 103, and applied to the
インバータ回路105は6ケのスイッチング素子を順番に導通させ、ブラシレスDCモータ104を駆動している。ブラシレスDCモータ104には、ホール素子等の回転子位置検出用のセンサ106が装着されており、センサ106の出力により、回転数検出部108がブラシレスDCモータ104の回転数を検出するとともに、インバータ回路105のスイッチング素子の通電切替のタイミングを決定している。107はインバータ回路105に流れる電流を検出するシャント抵抗であり、電流検出部109にて、シャント抵抗107の両端の電圧から電流を検出している。インバータ回路105がPWM制御されている場合は、シャント抵抗107に流れる電流が1キャリア内で変動するので、フィルタ等で平均化するとともに、平均化した電流に補正を加えて、風量演算に必要なブラシレスDCモータ104の相電流に換算している。風量演算部110は、電流検出部109で検出された電流と回転数検出部108によって検出された回転数から、ブラシレスDCモータ104を搭載した送風機の風量を演算するとともに、送風機本体の制御回路等より指示された目標運転風量と演算された風量を比較し、目標風量での運転を実現する回転数を算出し、その回転数になるように、速度制御部111に運転電圧の指示を出力している。速度制御部111は、指示によりインバータ回路105のスイッチング素子のデューティーを変更し、ブラシレスDCモータ104の回転数を目標回転数に制御し、送風機の風量が目標の風量で一定運転できるようにしている。
The
このような従来の構成では、インバータ回路の下アームトランジスタの負電位側端子に接続されたシャント抵抗に流れる電流をフィルタで平均化して検出しているため、正確なモータの相電流が検出できず、補正を加えるなど、制御、構成が複雑になるといった課題があった。 In such a conventional configuration, since the current flowing through the shunt resistor connected to the negative potential side terminal of the lower arm transistor of the inverter circuit is averaged and detected by a filter, an accurate motor phase current cannot be detected. There is a problem that the control and configuration become complicated, such as adding correction.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、電流検知のばらつきを抑えることにより精度良く簡単な構成で風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置を提供することを主な目的としている。 The present invention solves such a conventional problem, and a brushless DC motor driving device and a ventilation air blower capable of controlling the air volume substantially accurately with a simple configuration by suppressing variations in current detection. The main purpose is to provide
また、制御回路の一部をモータと一体化して装置を簡素化することにより安価な風量を略一定に制御することのできるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a brushless DC motor driving device and a ventilation air blower that can control an inexpensive air volume substantially constant by integrating a part of a control circuit with a motor to simplify the device.
本発明のブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置は、上記目的を達成するために、巻線を巻装した固定子と、磁石を備えた回転子と、前記固定子に対する前記磁石の相対的位置を検出する位置検出手段と、DC電圧を前記固定子に通電するインバータ回路と、前記位置検出手段が検出した前記磁石の位置に応じて、前記インバータ回路を駆動させて前記回転子を回転させるとともに回転信号を出力する駆動手段と、前記インバータ回路を介して前記巻線に流れる電流の実効値に応じたパルス信号に変換する電流検知手段と、前記駆動手段の出力する回転信号と前記電流検知手段より出力されるパルス信号との関係に基づいて前記固定子に流れる電流を制御する風量演算手段とで構成したブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。 In order to achieve the above object, a brushless DC motor of the present invention and a ventilation air blower equipped with the motor are provided with a stator wound with windings, a rotor including a magnet, and a relative position of the magnet with respect to the stator. A position detecting means for detecting a target position; an inverter circuit for supplying a DC voltage to the stator; and the inverter circuit is driven to rotate the rotor in accordance with the position of the magnet detected by the position detecting means. Driving means for outputting a rotation signal and current detection means for converting to a pulse signal corresponding to an effective value of the current flowing through the winding via the inverter circuit, the rotation signal output from the driving means, and the current A brushless DC motor driving device comprising an air volume calculating means for controlling the current flowing through the stator based on the relationship with the pulse signal output from the detecting means. A.
この手段により、電流を正確に検知することができるため、精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置を提供できる。 Since the current can be accurately detected by this means, it is possible to provide a brushless DC motor capable of controlling the accurate air volume substantially constant and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor.
また、電流検知手段は、検知される任意の実効値電流に基づいて機能トリミングしたものである。 The current detecting means is a function trimmed based on an arbitrary effective current to be detected.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるため、精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, so that a brushless DC motor driving device and a ventilation blower capable of controlling the air volume with high accuracy substantially constant can be obtained.
また、電流検知手段は、キャリア周波数が可聴域以上でduty100%未満の実効値電流に基づいて機能トリミングしたものである。 The current detection means is a function trimmed based on an effective value current having a carrier frequency higher than the audible range and less than 100% duty.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるため、精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, so that a brushless DC motor driving device and a ventilation blower capable of controlling the air volume with high accuracy substantially constant can be obtained.
また、電流検知手段は、出力するパルス信号の発振回路を機能トリミングしたものである。 The current detecting means is a function trimmed oscillator circuit for the output pulse signal.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるため、精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, so that a brushless DC motor driving device and a ventilation blower capable of controlling the air volume with high accuracy substantially constant can be obtained.
また、電流検知手段の出力するパルス信号は、実効値電流に応じて周波数を変化させたものである。 Further, the pulse signal output from the current detection means is obtained by changing the frequency according to the effective value current.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるとともに簡単で安価な構成で精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, and to provide a brushless DC motor driving device capable of controlling the air volume with high accuracy with a simple and inexpensive configuration, and ventilation ventilation. A device is obtained.
また、電流検知手段の出力するパルス信号は、実効値電流に応じてデューティーを変化させたものである。 Further, the pulse signal output from the current detection means is obtained by changing the duty in accordance with the effective value current.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるとともに簡単で安価な構成で精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, and to provide a brushless DC motor driving device capable of controlling the air volume with high accuracy with a simple and inexpensive configuration, and ventilation ventilation. A device is obtained.
また、電流検知手段のパルス信号の周波数は、数百Hzとしたものである。 Further, the frequency of the pulse signal of the current detection means is set to several hundred Hz.
この手段により、電流検知のばらつきを抑えることにより高精度に電流を検知することができるとともに簡単で安価な構成で精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variation in current detection, and to provide a brushless DC motor driving device capable of controlling the air volume with high accuracy with a simple and inexpensive configuration, and ventilation ventilation. A device is obtained.
また、電流検知手段は、絶縁回路を備えたものである。 The current detection means includes an insulation circuit.
この手段により、電流検知のばらつきを抑え、ノイズによる影響を抑制することにより高精度に電流を検知することができるとともに簡単で安価な構成で精度の良い風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータ駆動装置と換気送風装置が得られる。 By this means, it is possible to detect current with high accuracy by suppressing variations in current detection and suppressing the influence of noise, and it is possible to control the air flow with high accuracy with a simple and inexpensive configuration. A DC motor driving device and a ventilation fan can be obtained.
また、ブラシレスDCモータは、少なくとも位置検出手段とインバータ回路と電流検知手段を固定子と一体に構成したものである。 Further, the brushless DC motor has at least a position detection unit, an inverter circuit, and a current detection unit configured integrally with a stator.
この手段により、装置を簡素化でき、より安価で風量を略一定に制御することのできるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置が得られる。 By this means, the apparatus can be simplified, and a brushless DC motor capable of controlling the air volume substantially at a lower price and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor can be obtained.
また、ブラシレスDCモータは、外郭をかねたモールド樹脂で固定子と一体化したものである。 Further, the brushless DC motor is integrated with the stator by a mold resin that also serves as an outer shell.
この手段により、装置を簡素化できるとともに放熱性を向上するこができるため、より安価で風量を略一定に制御することのできるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置が得られる。 By this means, the apparatus can be simplified and the heat dissipation can be improved, so that it is possible to obtain a brushless DC motor capable of controlling the air volume substantially at a lower price and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor.
また、ブラシレスDCモータは、電流検知手段の少なくとも一部が露出しているものである。 The brushless DC motor is one in which at least a part of the current detection means is exposed.
この手段により、装置を簡素化できるとともに放熱性を向上するこができるため、より安価で風量を略一定に制御することのできるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置が得られる。 By this means, the apparatus can be simplified and the heat dissipation can be improved, so that it is possible to obtain a brushless DC motor capable of controlling the air volume substantially at a lower price and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor.
本発明によれば、電流検知のばらつきを抑え、精度良く風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a brushless DC motor capable of suppressing variation in current detection and controlling the air volume with a substantially constant accuracy and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor.
また、装置を簡素化でき安価で風量を略一定に制御することのできるブラシレスDCモータとそれを搭載した換気送風装置を提供できる。 Further, it is possible to provide a brushless DC motor capable of simplifying the apparatus, being inexpensive, and capable of controlling the air volume substantially constant, and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor.
本発明によれば、巻線を巻装した固定子と、磁石を備えた回転子と、前記固定子に対する前記磁石の相対的位置を検出する位置検出手段と、DC電圧を前記固定子に通電するインバータ回路と、前記位置検出手段が検出した前記磁石の位置に応じて、前記インバータ回路を駆動させて前記回転子を回転させるとともに回転信号を出力する駆動手段と、前記インバータ回路を介して前記巻線に流れる電流の実効値に応じたパルス信号に変換する電流検知手段と、前記駆動手段の出力する回転信号と前記電流検知手段より出力されるパルス信号との関係に基づいて前記固定子に流れる電流を制御する風量演算手段とで構成したブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、風量演算手段は、駆動手段の出力する回転信号と電流検知手段のパルス信号から演算される風量と目標風量との差により固定子に流れる電流を制御して、回転子に取り付けられるファンの風量を略一定に制御することとなる。 According to the present invention, a stator having windings wound thereon, a rotor having magnets, position detecting means for detecting a relative position of the magnet with respect to the stator, and energizing the stator with a DC voltage An inverter circuit that drives the inverter circuit to rotate the rotor and output a rotation signal according to the position of the magnet detected by the position detecting means, and the inverter circuit through the inverter circuit Based on the relationship between the current detection means for converting to a pulse signal corresponding to the effective value of the current flowing through the winding, and the rotation signal output from the drive means and the pulse signal output from the current detection means, The brushless DC motor driving device is configured by an air volume calculating means for controlling the flowing current, and the air volume calculating means is configured to output a rotation signal output from the driving means and a pulse of the current detecting means. By controlling the current flowing through the difference between the air amount and the target air volume is calculated from the signal to the stator, and to control a substantially constant air volume of the fan attached to the rotor.
また、電流検知手段は、検知される任意の実効値電流に基づいて機能トリミングすることを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められたパルス信号に対応させて出力できるよう調整することとなる。 Further, the current detection means is a brushless DC motor driving device characterized in that the function trimming is performed based on an arbitrary effective current detected, and the effective current detected by the current detection means by the function trimming is obtained. Adjustment is made so that it can be output in correspondence with a predetermined pulse signal.
また、電流検知手段は、キャリア周波数が可聴域以上でduty100%未満の実効値電流に基づいて機能トリミングすることを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知したキャリア周波数が可聴域以上でduty100%未満の実効値電流をあらかじめ定められたパルス信号に対応させて出力できるように調整することとなる。 Further, the current detection means is a brushless DC motor driving device characterized in that the function trimming is performed based on an effective value current whose carrier frequency is higher than an audible range and less than 100% duty. Adjustment is made so that an effective value current having a detected carrier frequency equal to or higher than the audible range and less than 100% duty can be output in correspondence with a predetermined pulse signal.
また、電流検知手段は、出力するパルス信号の発振回路を機能トリミングすることを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められたパルス信号に対応させて出力できるように発振回路を調整することとなる。 The current detecting means is a brushless DC motor driving device characterized in that the output pulse signal oscillation circuit is functionally trimmed, and the effective current detected by the current detecting means is determined in advance by functional trimming. The oscillation circuit is adjusted so that it can be output in accordance with the pulse signal.
また、電流検知手段の出力するパルス信号は、実効値電流に応じて周波数が変化することを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められたパルス信号の周波数に対応させて出力できるよう調整することとなる。 Further, the pulse signal output from the current detection means is a brushless DC motor driving device characterized in that the frequency changes according to the effective value current, and the effective value current detected by the current detection means by the function trimming. Is adjusted so as to correspond to a predetermined frequency of the pulse signal.
また、電流検知手段の出力するパルス信号は、実効値電流に応じてデューティーが変化することを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められたパルス信号のデューティーに対応させて出力できるよう調整することとなる。 Further, the pulse signal output from the current detection means is a brushless DC motor driving device characterized in that the duty changes in accordance with the effective value current, and the effective value current detected by the current detection means by the function trimming. Is adjusted so as to correspond to a predetermined duty of the pulse signal.
また、電流検知手段のパルス信号の周波数は、数百Hzであることを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められた数百Hzのパルス信号に対応させて出力できるよう調整することとなる。 Further, the frequency of the pulse signal of the current detection means is a brushless DC motor driving device characterized by being several hundred Hz, and the effective value current detected by the current detection means is determined in advance by function trimming. Adjustment is made so that it can be output in correspondence with a pulse signal of several hundred Hz.
また、電流検知手段は、絶縁回路を備えたことを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、機能トリミングにより電流検知手段の検知した実効値電流をあらかじめ定められた絶縁されたパルス信号に対応させて出力できるよう調整することとなる。 Further, the current detecting means is a brushless DC motor driving device characterized by comprising an insulating circuit, and an effective pulse current detected by the current detecting means by function trimming is used as a predetermined insulated pulse signal. It will be adjusted so that it can be output in accordance with.
また、ブラシレスDCモータは、少なくとも位置検出手段とインバータ回路と電流検知手段を固定子と一体にして構成したことを特徴とするブラシレスDCモータとしたものであり、制御回路の一部である位置検出手段とインバータ回路と電流検知手段を固定子をモータと一体化して装置を簡素化することができる。 Further, the brushless DC motor is a brushless DC motor characterized in that at least a position detection means, an inverter circuit, and a current detection means are integrated with a stator, and a position detection which is a part of a control circuit. The apparatus can be simplified by integrating the means, the inverter circuit, and the current detection means with the stator and the motor.
また、ブラシレスDCモータは、外郭をかねたモールド樹脂で固定子と一体化したことを特徴とするブラシレスDCモータとしたものであり、固定子や回路部品から発生した熱をモールド樹脂を介して効率よく放熱することとなる。 In addition, the brushless DC motor is a brushless DC motor characterized by being integrated with the stator with a mold resin that also serves as an outer shell. The heat generated from the stator and circuit components is efficiently transferred through the mold resin. It will dissipate heat well.
また、ブラシレスDCモータは、電流検知手段の少なくとも一部が露出していることを特徴とするブラシレスDCモータとしたものであり、モータ完成後に電流検知手段を調整することができる。 The brushless DC motor is a brushless DC motor characterized in that at least a part of the current detection means is exposed, and the current detection means can be adjusted after the motor is completed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1について、図1から3までの図面によって説明する。
(Embodiment 1)
図1は、本発明のブラシレスDCモータ駆動装置の概略構成図、図2は、本発明の電流検知手段の概略構成図の一例、図3は、本発明のブラシレスDCモータを搭載した換気送風装置の構造外観図で、図3(a)は、換気送風装置の構造外観図の側面図、図3(b)は、換気送風装置の構造外観図の下面図、図3(c)は、換気送風装置の構造外観図の正面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a brushless DC motor driving device of the present invention, FIG. 2 is an example of a schematic configuration diagram of a current detection unit of the present invention, and FIG. 3 is a ventilation blower equipped with the brushless DC motor of the present invention. 3 (a) is a side view of the structural external view of the ventilation blower, FIG. 3 (b) is a bottom view of the structural external view of the ventilation blower, and FIG. 3 (c) is a ventilation view. It is a front view of the structure external view of an air blower.
図1に示すように、1は巻線を巻装した固定子、2は磁石を備えた回転子で、前記固定子1に対する前記回転子2の相対的位置を、磁気センサ、例えばホール素子やホールICなどの位置検出手段3が検出する。駆動手段4は、前記位置検出手段3の信号に応じて所定の順序でインバータ回路5のスイッチング素子、例えばトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等をPWM駆動して前記固定子1の巻線に電力を供給して前記回転子2を回転させる。また、駆動手段4は、前記回転子2の回転数に相当する回転信号を出力する。電流検知手段6は、前記インバータ回路5を介して前記固定子1に流れる電流の実効値に応じたパルス信号に変換する。風量制御手段7は、例えばマイクロコンピュータで、風量演算手段8と電力指示手段9を備えており、前記駆動手段4の回転信号と前記電流検知手段6のパルス信号から目標風量との差異を算出する風量演算手段8と固定子1に供給する電力を増減するように駆動手段4に指示信号を与える電力指示手段9である。
As shown in FIG. 1,
次に電流検知手段6の構成について説明する。 Next, the configuration of the current detection means 6 will be described.
図2に示すように、電流検知手段6は、シャント抵抗Rsの両端に発生する電圧をフィルタリングするフィルタ回路10と一定周期のパルスを発生する発振回路11とフィルタ回路10の出力信号を増幅する増幅回路12とこの増幅回路12の出力に応じたパルス信号に変換するパルス変換器13で、パルス変換手段は、例えば、PLD(Programable Logic Device)やマイクロコンピュータである。増幅回路12には、例えばレーザーによる機能トリミングに使用できる抵抗器であるトリミング抵抗14が接続されている。
As shown in FIG. 2, the current detection means 6 includes a
図3に示すように、本発明のブラシレスDCモータ駆動装置を搭載した換気送風装置は、ケーシング15にブラシレスDCモータ16を取り付け、ブラシレスDCモータ16の回転子2に送風ファン17を取り付けた構造であり、この換気送風装置を天井に取り付け、遠心型の送風ファン17を回転させて室内空気を吸気または排気して室内の換気を行う。
As shown in FIG. 3, the ventilation blower equipped with the brushless DC motor driving device of the present invention has a structure in which the
前記送風装置の運転風量Qは、一般流体の相似則により導かれるモータ出力Pと運転風量Qと回転数Nの関係式P∝Q・N2、モータ出力Pとモータの誘起電圧E0とモータ電流Iの関係式P=E0・I、モータの誘起電圧E0と誘起電圧定数KEと回転数Nの関係式E0=KE・Nより、モータ電流Iと回転数Nの関係式Q=K・(I/N)で表すことがでる。したがって、風量演算手段8により電流と回転数から風量を算出することができるため、風量を略一定になる様に電力指示手段9より駆動手段4を制御することが可能になる。尚、Kは比例定数であり、ファン効率やモータ効率により決定される。 The operating air flow rate Q of the blower is expressed by a relational expression P∝Q · N 2 between the motor output P and the operating air flow rate Q and the rotational speed N derived from the similarity law of general fluid, the motor output P, the induced voltage E 0 of the motor, and the motor relation P = E 0 · I of the current I, from the relation E 0 = K E · N of the rotational speed N and the induced voltage E 0 and the induced voltage constant K E of the motor, the motor current I a relational expression of the rotational speed N Q = K · (I / N). Therefore, since the air volume can be calculated from the current and the rotation speed by the air volume calculating means 8, it is possible to control the driving means 4 from the power instruction means 9 so that the air volume becomes substantially constant. K is a proportional constant, and is determined by fan efficiency and motor efficiency.
運転風量Qは演算で算出する以外にも、あらかじめ運転風量Qとモータ電流Iと回転数Nの関係を、実際に前記換気送風装置を略一定の風量で運転させて、前記風量制御手段7に記憶しておき、実現することも可能である。 In addition to calculating the operation air volume Q by calculation, the air flow control means 7 is made to actually operate the ventilation air blower with a substantially constant air volume in accordance with the relationship between the operation air volume Q, the motor current I, and the rotation speed N in advance. It can also be stored and realized.
上記構成において、ブラシレスDCモータ16に流れる電流は、インバータ回路5を介して固定子1に流れ、シャント抵抗Rsに流れるので、シャント抵抗Rsの両端には、電圧VRsが発生する。電圧VRsはフィルタ回路によりフィルタリングされ、増幅回路12によりあるゲインで増幅されて略一定の直流電圧となる。ここで、フィルタ回路10や増幅回路12のオペアンプ(図示せず)のオフセット電圧や半導体(図示せず)の飽和電圧や抵抗、コンデンサのばらつきにより予め定められた実効値電流に応じた周波数、例えば、実効値電流0.5Aが流れた場合の所望の周波数300Hzに対して310Hzで検出されてしまうように正確なパルスが得られない。また、ここで、パルス変換器13は、発振回路11の発振周波数を分周して増幅回路12の信号に応じて周波数を変化させる。
In the above configuration, the current flowing through the
一方、モータ駆動装置や電流検知手段6の半完成品の状態で、予め定められた任意のキャリア周波数、例えば、駆動手段4の出力するPWM駆動と同周波数で20kHz、duty50%で実効値0.5Aの電流を流して電流検知手段6の出力パルス信号をモニタリングしながらトリミング抵抗14をレーザーによりトリミングし、抵抗値を変化させ出力信号を所望の値に調整する機能トリミングを行うことにより、所望の300Hzに対して例えば300Hz±1%以内の出力を得ることが可能となる。ここで、周波数を数百Hzとすることにより、風量制御手段7を汎用品の安価なマイクロコンピュータとすることができる。
On the other hand, in a semi-finished product state of the motor drive device and the current detection means 6, an arbitrary carrier frequency, for example, 20 kHz at the same frequency as the PWM drive output from the drive means 4 and an effective value of 0. The trimming
以上のように構成したブラシレスDCモータおよびそれを搭載した換気送風装置は、電流検知手段6のばらつきを抑えることができ、より高精度に電流を検知することができるとともに簡単で安価な構成で精度の良く風量を略一定に制御することができる。 The brushless DC motor configured as described above and the ventilation blower equipped with the brushless DC motor can suppress variations in the current detection means 6 and can detect the current with higher accuracy and accuracy with a simple and inexpensive configuration. The air volume can be controlled to be substantially constant.
また、パルス変換器13の出力信号を一定のキャリア周波数とし、dutyを可変しても良くその作用効果に差異を生じない。 Further, the output signal of the pulse converter 13 may be set to a constant carrier frequency, and the duty may be varied without causing a difference in the operation effect.
また、発振回路11の発振周波数を決める抵抗等の定数を機能トリミングすることにより更に高精度に電流を検知することができることになる。
Further, the current can be detected with higher accuracy by functionally trimming a constant such as a resistor that determines the oscillation frequency of the
また、パルス変換器13の後段に絶縁回路(図示せず)、例えば、フォトカプラ等の電気的絶縁部品を設ければ風量制御手段7と電気的に絶縁することができ、モータ駆動により発生するノイズの伝播による悪影響を抑制することができる。 Further, if an insulation circuit (not shown), for example, an electrical insulation component such as a photocoupler, is provided at the subsequent stage of the pulse converter 13, it can be electrically insulated from the air volume control means 7, and is generated by driving the motor. An adverse effect due to noise propagation can be suppressed.
なお、実施の形態1では、電流検知手段6をレーザーによる機能トリミングを実施して電流の実効値に応じたパルス信号となる様に調整したが、ボリューム抵抗による調整でもよく、その作用効果に差異を生じない。また、換気送風装置の状態で調整することにより装置全体のばらつきを含めた調整することも可能であることは言うまでもない。 In the first embodiment, the current detection means 6 is adjusted so as to obtain a pulse signal corresponding to the effective value of the current by performing functional trimming with a laser. Does not occur. Moreover, it cannot be overemphasized that adjustment including the dispersion | variation of the whole apparatus is also possible by adjusting in the state of a ventilation ventilation apparatus.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について、図4を用いて説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4は、本発明のブラシレスDCモータの構造を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the structure of the brushless DC motor of the present invention.
図4において、モールド樹脂18は、例えば、不飽和ポリエステルを主成分とする熱硬化性の樹脂で熱伝導率が良い。そして、固定子1と回路基板上の位置検出手段3、インバータ回路5、電流検知手段6は、ブラシレスDCモータ16の外郭を形成するモールド樹脂18で一体化している。また、電流検知手段6の一部である、トリミング抵抗14やモニタ用の端子(図示せず)としてのランドやピンが露出している。
In FIG. 4, the
上記構成において、すくなくとも位置検出手段3とインバータ回路5と電流検知手段6を外郭を兼ねた放熱の良いモールド樹脂18で固定子1と一体化しているため、発熱部品であるインバータ回路5を小型で安価なものを選択することができる。さらに、電流検知手段6や他の電子部品を一体化することにより、リード線などの配線や回路ケースなどを省略することができる。また、電流検知手段6の一部であるトリミング抵抗14がモールド樹脂18から露出しているため、モータ完成後に電流検知手段6の出力パルス信号をモニタしながらトリミング抵抗14をレーザーによりトリミングし、抵抗値を変化させ出力パルス信号を所望の値に調整する機能トリミングを行うことが可能となる。
In the above configuration, at least the position detection means 3, the
以上のように構成したブラシレスDCモータおよびそれを搭載した換気送風装置は、制御回路の一部を放熱性の良い樹脂モールドでモータと一体化することにより、装置を小型化、簡素化でき、安価な風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータが得られる。 The brushless DC motor configured as described above and the ventilation blower equipped with the brushless DC motor can be reduced in size and simplified by integrating a part of the control circuit with the motor by a resin mold having good heat dissipation. A brushless DC motor capable of controlling a constant air volume substantially constant is obtained.
なお、本実施の形態では、モールド樹脂を不飽和ポリエステルを主成分とする熱硬化性樹脂としたが、紫外線硬化性や熱可塑性でも良く、また熱伝導率が良い絶縁物であれば主成分によらない。 In this embodiment, the mold resin is a thermosetting resin whose main component is an unsaturated polyester. However, it may be ultraviolet curable or thermoplastic, and if it is an insulator having a high thermal conductivity, the main component is the main component. It does n’t matter.
また、実施の形態1では電流検知手段6、トリミング抵抗14を用いた一例に加えてボリューム抵抗による調整でもよいとしたが、電流検知手段6をモールド樹脂で封止するような場合はトリミング抵抗14を用いた電流検知手段6の方が生産性が向上し、ばらつきを抑えてより精度良く簡単な構成で風量を略一定に制御することが容易に実現できる。
Further, in the first embodiment, in addition to the example using the current detection means 6 and the trimming
本発明のブラシレスDCモータは、電流検知のばらつきを抑え、精度良く風量を略一定に制御することができるブラシレスDCモータを搭載した換気扇や浴室乾燥機などの換気送風装置の他、冷蔵庫、除湿機、エアコンなどの家庭用電気機器用途にも適用できる。 The brushless DC motor of the present invention is a refrigerator, dehumidifier, in addition to a ventilation fan such as a ventilation fan or a bathroom dryer equipped with a brushless DC motor capable of controlling the air flow with high accuracy and suppressing variations in current detection. It can also be applied to household electrical appliances such as air conditioners.
1 固定子
2 回転子
3 位置検出手段
4 駆動手段
5 インバータ回路
6 電流検知手段
7 風量制御手段
8 風量演算手段
9 電力指示手段
10 フィルタ回路
11 発振回路
12 増幅回路
13 パルス変換器
14 トリミング抵抗
15 ケーシング
16 ブラシレスDCモータ
17 送風ファン
18 モールド樹脂
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WO2013038753A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-21 | 日本精工株式会社 | Motor control device and electric power steering device |
JP2013099056A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Ricoh Co Ltd | Motor drive device, sheet transport device, and image forming device |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013038753A1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-03-21 | 日本精工株式会社 | Motor control device and electric power steering device |
JP2013062913A (en) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Nsk Ltd | Motor controller and electric power steering device |
CN103155401A (en) * | 2011-09-12 | 2013-06-12 | 日本精工株式会社 | Motor control device and electric power steering device |
US8725357B2 (en) | 2011-09-12 | 2014-05-13 | Nsk Ltd. | Motor control apparatus and electric power steering apparatus |
JP2013099056A (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Ricoh Co Ltd | Motor drive device, sheet transport device, and image forming device |
KR20230066824A (en) * | 2021-11-08 | 2023-05-16 | 주식회사 뉴로스 | Turbo blower package |
KR102596520B1 (en) * | 2021-11-08 | 2023-11-01 | 주식회사 뉴로스 | Turbo blower package |
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