JP2011114936A - Method of controlling stepping motor with energy storage function, control unit of stepping motor with energy storage function, and electric on/off valve using stepping motor with energy storage function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気二重層キャパシタ等の蓄電手段を用いて、停電などで給電が断たれた場合にも、一定時間駆動可能な蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法、および、この蓄電機能付きステッピングモーターを用いて、停電など給電が断たれた場合に、電動開閉弁を全閉、全開を含む所定の開度となるように自動的に駆動する停電対策機能を有した電動開閉弁に関する。 The present invention relates to a method for controlling a stepping motor with a power storage function that can be driven for a certain period of time even when power is cut off due to a power failure using power storage means such as an electric double layer capacitor, and this stepping motor with a power storage function The present invention relates to an electric on / off valve having a power failure countermeasure function that automatically drives the electric on / off valve to a predetermined opening degree including full open and full open when power supply is interrupted due to a power failure.
従来より、停電時に自動的にステッピングモーターなどのモーターを駆動して開閉弁を閉弁または開弁させる電動開閉弁が知られている(特許文献1、2)。
この電動開閉弁100は、図15に示すように、電動開閉弁100を駆動させるモーター102と、電気二重層キャパシタ等の蓄電手段104と、モーターの駆動を直接的に制御する駆動回路106と、この駆動回路へ電動開閉弁の閉弁、開弁に関する駆動信号を出力する駆動制御部108と、蓄電手段への充電を制御する充電回路110と、駆動回路および充電回路へ電力を出力する電源回路112とを備えている。なお、電源回路112は、第1の電源回路112a、第2の電源回路112b、第3の電源回路112cから構成されている。
Conventionally, an electric on-off valve that automatically drives a motor such as a stepping motor at the time of a power failure to close or open the on-off valve is known (
As shown in FIG. 15, the electric on-off
このような電動開閉弁は、図16に示すように、駆動回路106への電源出力VDからモーターに流れる電流と、電源回路1の出力V1から蓄電手段104に流れる電流とは連動していない。
In such an electric on-off valve, as shown in FIG. 16, the current flowing from the power supply output VD to the
そして、給電中に充電回路を介して蓄電手段104を充電し、停電など給電が断たれた際には、この蓄電手段104からモーターに給電することによって、自動的に電動開閉弁100を閉弁または開弁するように制御されている。 Then, the power storage means 104 is charged via the charging circuit during power supply, and when the power supply is cut off, such as a power failure, the motor is automatically closed by supplying power from the power storage means 104 to the motor. Or it is controlled to open the valve.
従来の電動開閉弁100は、蓄電手段104への充電中にモーター102を駆動しても第1の電源回路112aの電源容量がオーバーしないように、充電回路110の負荷抵抗の抵抗値を大きくすることによって、図17に示すように、蓄電手段104への充電電流を小さくして充電を行っていた。
The conventional electric on-off
このため、充電に要する時間が10分から15分程度と長く、電動開閉弁100への給電直後の停電や、連続する停電には対応ができなかった。
本発明はこのような現状を鑑み、蓄電手段への充電時間を短縮し、速やかに停電などに対応できる状態とすることができる停電対策機能を有した蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法および蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置ならびに蓄電機能付きステッピングモーターを用いた電動開閉弁を提供することを目的とする。
For this reason, the time required for charging is as long as about 10 to 15 minutes, and it was not possible to cope with a power failure immediately after power feeding to the electric on-off
In view of such a current situation, the present invention reduces the charging time for the power storage means, and can quickly enter a state where it can cope with a power outage or the like. An object of the present invention is to provide a control device for an attached stepping motor and an electric on-off valve using the stepping motor with an electric storage function.
本発明は、前述したような従来技術における課題および目的を達成するために発明されたものであって、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法は、ステッピングモーターと、蓄電手段とを備えた蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法であって、
前記ステッピングモーターが、駆動電流によって駆動制御されており、
前記ステッピングモーターを駆動している場合は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動していない場合は、前記充電電流よりも大きな重畳充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the above-described problems and objects in the prior art, and the method for controlling a stepping motor with a power storage function according to the present invention includes a stepping motor and power storage means. A method for controlling a stepping motor with a power storage function,
The stepping motor is driven and controlled by a driving current;
When driving the stepping motor, the storage means is charged with a predetermined charging current,
When the stepping motor is not driven, the power storage means is charged with a superimposed charging current larger than the charging current.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法は、前記ステッピングモーターが、少なくとも2相の駆動電流によって駆動制御されており、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、1−2相励磁方式における2相通電時は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、少なくとも1相の駆動電流が使われていない場合は、前記充電電流よりも大きく、前記重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする。
In the method for controlling a stepping motor with a power storage function according to the present invention, the stepping motor is driven and controlled by at least two-phase driving currents.
While driving the stepping motor, during the two-phase energization in the 1-2 phase excitation method, the power storage means is charged with a predetermined charging current,
When the stepping motor is driven and at least one-phase driving current is not used, the power storage means is charged with a supplementary charging current that is larger than the charging current and less than the superimposed charging current. And
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法は、前記駆動電流を制御する駆動信号に基づいて、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出することを特徴とする。 The method for controlling a stepping motor with a storage function according to the present invention is characterized in that the driving state of the stepping motor is detected based on a driving signal for controlling the driving current.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法は、前記駆動電流を制御する駆動信号を出力する演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を出力することを特徴とする。 Further, according to the method for controlling a stepping motor with a power storage function of the present invention, the calculation means for outputting the drive signal for controlling the drive current detects the driving state of the stepping motor and controls the charging of the power storage means. A charge signal is output.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法は、前記充電信号が、PWM(Pulse Width Modulation)信号であることを特徴とする。
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、ステッピングモーターと、蓄電手段とを備えた蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置であって、
前記ステッピングモーターを駆動させる駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動回路の動作を制御する駆動信号を出力する駆動制御部と、
前記蓄電手段への充電を制御する充電電流を出力する充電回路と、
前記駆動回路と充電回路へ電力を出力する電源回路と、を備え、
前記駆動回路から駆動電流が出力されている場合に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から所定の充電電流よりも大きな重畳充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする。
In the control method of the stepping motor with a power storage function according to the present invention, the charge signal is a PWM (Pulse Width Modulation) signal.
Further, the control device for a stepping motor with a power storage function of the present invention is a control device for a stepping motor with a power storage function including a stepping motor and a power storage means,
A drive circuit for outputting a drive current for driving the stepping motor;
A drive control unit for outputting a drive signal for controlling the operation of the drive circuit;
A charging circuit that outputs a charging current for controlling charging of the power storage means;
A power supply circuit that outputs power to the drive circuit and the charging circuit,
When a driving current is output from the driving circuit, a predetermined charging current is output from the charging circuit to the storage means,
When a drive current is not output from the drive circuit, a superimposed charge current larger than a predetermined charge current is output from the charging circuit to the storage means.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記駆動電流が、少なくとも2相の電流であって、
前記駆動回路から1−2相励磁方式における2相通電時に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から少なくとも1相の駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から前記充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする。
In the control device for a stepping motor with a power storage function of the present invention, the drive current is at least a two-phase current,
At the time of two-phase energization in the 1-2 phase excitation method from the drive circuit, a predetermined charging current is output from the charging circuit to the storage means,
When a driving current of at least one phase is not output from the driving circuit, a supplementary charging current that is larger than the charging current and less than or equal to the superimposed charging current is output from the charging circuit to the power storage unit. .
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記充電回路が、加算充電回路を備えており、該加算充電回路から加算充電電流を出力することによって、前記重畳充電電流および補充充電電流を充電回路から出力するように構成されていることを特徴とする。 In the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention, the charging circuit includes an addition charging circuit, and the superimposed charging current and the supplementary charging current are output by outputting the addition charging current from the addition charging circuit. Is output from the charging circuit.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記駆動信号に基づいて、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出することを特徴とする。
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記駆動制御部を構成する演算手段と、
前記充電回路の動作を制御する電流調整手段と、を備え、
前記演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を電流調整手段に出力することを特徴とする。
In addition, the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention detects a driving state of the stepping motor based on the driving signal.
Further, the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention comprises a calculation means constituting the drive control unit,
Current adjusting means for controlling the operation of the charging circuit,
The calculating means detects a driving state of the stepping motor and outputs a charge signal for controlling charging of the power storage means to the current adjusting means.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記電流調整手段と加算充電回路とが接続されており、前記電流調整手段から出力される充電信号に基づいて、加算充電回路において加算充電電流の電流値を調整することを特徴とする。 In the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention, the current adjusting unit and the additional charging circuit are connected, and based on a charging signal output from the current adjusting unit, additional charging is performed in the additional charging circuit. The current value of the current is adjusted.
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記充電信号が、PWM(Pulse Width Modulation)信号であることを特徴とする。
また、本発明の電動開閉弁は、上述するいずれかの蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置を備えることを特徴とする。
In the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention, the charge signal is a PWM (Pulse Width Modulation) signal.
Moreover, the electric on-off valve of the present invention includes any one of the above-described control devices for the stepping motor with a power storage function.
また、本発明の冷凍サイクルシステムは、上述するいずれかの蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置を備えることを特徴とする。 Moreover, the refrigeration cycle system of the present invention includes any one of the above-described control devices for the stepping motor with a power storage function.
本発明によれば、モーターへの駆動電流と、蓄電手段への充電電流とを連動させ、モーターが駆動していない時に大きな電流で蓄電手段への充電を行っているため、蓄電手段を満充電とするために要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, since the driving current to the motor and the charging current to the power storage means are linked and the power storage means is charged with a large current when the motor is not driven, the power storage means is fully charged. It is possible to reduce the time required for
このため、電動開閉弁などステッピングモーターを用いた機器への給電直後の停電や連続する停電などにも対応し、ステッピングモーターを一定時間駆動させることができる。
特に、このようなステッピングモーターを用いた電動開閉弁とした場合には、停電など給電が断たれた場合にも、ステッピングモーターを一定時間駆動させることで、電動開閉弁を全閉、全開を含む所定の開度となるように自動的に駆動する停電対策機能を有した電動開閉弁とすることができる。
For this reason, the stepping motor can be driven for a certain period of time in response to a power failure immediately after power feeding to a device using a stepping motor such as an electric on-off valve or a continuous power failure.
In particular, when an electric on-off valve using such a stepping motor is used, the electric on-off valve is fully closed and fully opened by driving the stepping motor for a certain period of time even when power is cut off such as a power failure. It can be set as the electric on-off valve with the power failure countermeasure function which drives automatically so that it may become a predetermined opening degree.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を、図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の第1の実施例のシステム構成を示す構成図、図2は、図1の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の回路図である。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail based on the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a first embodiment of a control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the control device for the stepping motor with a power storage function of FIG.
図1、2に示すように、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10は、駆動電流を出力し、ステッピングモーター50の駆動を直接的に制御する駆動回路12と、この駆動回路12へステッピングモーター50の駆動に関する駆動信号を出力する駆動制御部14と、充電電流を出力し、蓄電手段52への充電を制御する充電回路15と、蓄電手段52への加算充電を行うための加算充電回路18と、駆動信号に基づき加算充電回路18を制御する電流調整手段20と、駆動回路12と充電回路15と加算充電回路18と蓄電手段の保護回路16へ電力を出力する電源回路22とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この制御装置10では、蓄電手段52の充電のために電源回路22から充電電圧V1を出力するとともに、ステッピングモーター50の駆動のために電源回路22から駆動電圧VDを出力している。また、充電電圧V1は、停電を検出する為に駆動制御部14にも入力されている。
また、蓄電手段52の電圧VCは充電量に応じて変化するため、蓄電手段52の電圧VCも充電量の検出信号として、駆動制御部14に入力されており、駆動制御部14では、蓄電手段52の充電量を逐次検出することができる。
In the
In addition, since the voltage VC of the
なお、本実施例では、ステッピングモーター50としてユニポーラの4相ステッピングモーターを用いており、駆動信号として1−2相励磁信号を用いている。ただし、ステッピングモーター50の種類や駆動信号の種類はこれに限定されるものではなく、例えば、5相ステッピングモーターなど他の多相ステッピングモーターを用いてもよく、駆動信号としても、例えば、1相励磁信号や2相励磁信号など他の励磁信号を用いてもよい。
In this embodiment, a unipolar four-phase stepping motor is used as the stepping
また、蓄電手段52としては特に限定されるものではなく、例えば、電気二重層キャパシタやレドックスキャパシタなどのキャパシタや、リチウムイオン二次電池や鉛蓄電池などの蓄電池などを用いることができる。 The power storage means 52 is not particularly limited, and for example, a capacitor such as an electric double layer capacitor or a redox capacitor, a storage battery such as a lithium ion secondary battery or a lead storage battery, or the like can be used.
また、駆動制御部14は、CPU(Central Processing Unit)などの演算手段によって構成されており、ステッピングモーター50の所望の動作に関する命令に応じて駆動信号を出力する。
The
さらに、駆動制御部14は、電源回路22から定電圧V1を停電検出用信号として入力されており、この定電圧V1が検出されなくなった場合には、停電と判断して、ステッピングモーター50に対して所定の動作をさせるように駆動信号を出力する。
Further, the
なお、電源回路22は、外部から入力される電源をステッピングモーター50の駆動や蓄電手段52の充電に用いられる電圧V1(12V)に変換する第1の電源回路22a、電圧V1や後述する電圧V3、蓄電手段52の電圧VCを駆動制御部14の動作に用いられる電圧V2(3V)に変換する第2の電源回路22b、停電等によって電圧V1が供給されない場合に、蓄電手段52の電圧VCをステッピングモーター50の駆動や第2の電源回路22bに用いられる電圧V3(12V)に変換する第3の電源回路22cから構成される。
The
なお、本実施例では、第3の電源回路22cを駆動制御部14によって動作させているが、同様に動作する回路を別途設けて、その回路によって第3の電源回路22cを動作させる様に構成してもよい。
In the present embodiment, the third
また、本実施例では、停電等の検出や、充電量の検出を駆動制御部14へのアナログ入力によって、駆動制御部14において判断するように構成しているが、停電の有無や充電量が所定レベルに達しているか否かを二値的に出力する回路を別途設けて、通常のI/O入力で判断するように構成しても構わない。
Further, in the present embodiment, the
電源回路22では、外部から入力される外部電源電圧を、ステッピングモーター50の駆動や蓄電手段52の充電、駆動回路12や充電回路15及び蓄電手段の保護回路16などの動作に適した電圧となるように変換している。
In the
なお、符号31は、図2−A(b)に示すように、npn接合のバイポーラトランジスタによる抵抗入りトランジスタを示している。この回路は、電流制御のためのスイッチングデバイスとして用いられており、もちろん、スイッチングデバイスであればこれに限らず、例えば、単独のnpn接合のバイポーラトランジスタやnチャンネルMOS−FETなどを用いてもよい。
また、符号32は、所定の抵抗値を有する抵抗体、符号34は、ダイオード、符号36は、ツェナーダイオードをそれぞれ示している。
なお、図面において同じ回路記号は同種の部材を示しており、符号は省略している。ただし、それぞれの部材の電気特性値は同一のものとは限らず、異なる電気特性値を有していても構わない。
In the drawings, the same circuit symbols indicate the same kind of members, and the reference numerals are omitted. However, the electrical property values of the respective members are not necessarily the same, and may have different electrical property values.
そして、この制御装置10では、図3のパターン図に示すように、ステッピングモーター50を駆動している場合、すなわち、駆動電流が出力されている場合には、充電回路12からの小さな充電電流のみで蓄電手段52への充電を行い、ステッピングモーター50を駆動していない場合、すなわち、駆動電流が出力されていない場合には、充電回路15からの充電電流とともに加算充電回路18からの加算充電電流を加算し、大きな重畳充電電流によって蓄電手段52への充電を行っている。
In the
このような制御を行うことによって、ステッピングモーター50を駆動していないときに余剰となる電源出力を蓄電手段52への充電に充てることができ、第1の電源回路22aの電源容量を大きくせずに蓄電手段52を満充電とするために要する時間を短縮することができる。
By performing such control, it is possible to use a surplus power output when charging the power storage means 52 when the stepping
なお、本実施例では、充電回路15と加算充電回路18を別の回路として構成し、加算充電回路18を電流調整手段20によって制御しているが、充電回路15と加算充電回路18とを一体の充電回路として構成し、この充電回路を電流調整手段20によって制御することによって、蓄電手段52への充電電流の大きさを調整してもよい。
In the present embodiment, the charging
図4は、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の第2の実施例のシステム構成を示す構成図、図5は、図4の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の回路図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of a second embodiment of the control device for a stepping motor with a power storage function according to the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of the control device for the stepping motor with a power storage function of FIG.
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10は、第1の実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10では、加算充電回路18が2系統に分けられて設けられている。
このように構成することによって、図6のパターン図に示すように、駆動回路14からの駆動信号として1−2相励磁信号が出力されている場合に、ステッピングモーター50を駆動していない場合、すなわち、駆動電流を出力していない場合には、加算充電回路18a、18bを2系統とも動作させ、大きな重畳充電電流で蓄電手段52への充電を行い、ステッピングモーター50を駆動している場合、すなわち、駆動電流を出力している場合には、この駆動電流が2相とも通電している場合は加算充電回路18a、18bを動作させずに所定の充電電流で蓄電手段52への充電を行い、駆動電流を1相のみ通電している場合は加算充電回路18a、18bのうち1系統のみを動作させることで、充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段52の充電を行うことができる。
In the
With this configuration, as shown in the pattern diagram of FIG. 6, when the 1-2 phase excitation signal is output as the drive signal from the
このように、加算充電回路18a、18bのうち1系統のみを動作させ充電を行うと、加算充電回路18a、18bを2系統とも動作させ充電を行っている場合よりも充電電流は小さくなるが、ステッピングモーター50の動作時にも加算充電を行うことができるため、蓄電手段52を満充電とするために要する時間を短縮することができるとともに、電源の利用効率を向上させることができる。
As described above, when charging is performed by operating only one system of the
図7(a)は、蓄電手段52の電圧(V)と充電時間との関係を示すグラフであり、図7(b)は、図7(a)のグラフのうち0秒から30秒までを拡大したグラフである。
図7に示すように、従来の充電方法では蓄電手段52を満充電とするために900秒程度要しているのに対して、本発明の第1の実施例の制御装置10を用いて蓄電手段を充電した場合には、90秒程度で満充電とすることができている。
FIG. 7 (a) is a graph showing the relationship between the voltage (V) of the power storage means 52 and the charging time, and FIG. 7 (b) shows from 0 second to 30 seconds in the graph of FIG. 7 (a). It is an enlarged graph.
As shown in FIG. 7, while the conventional charging method requires about 900 seconds to fully charge the power storage means 52, the power is stored using the
さらには、本発明の第2の実施例の制御装置10を用いて蓄電手段52を充電した場合には、75秒程度で満充電とすることができており、従来の充電方法と比較して、10分の1程度の時間で蓄電手段52の充電を完了させることができる。
Furthermore, when the power storage means 52 is charged using the
上述の第1の実施例および第2の実施例の制御装置10では、駆動信号に基づいて電流調整手段20で加算充電の制御を行っているが、これに限らず、ソフトウェアによって充電出力を制御して、加算充電の制御を行うこともできる。
In the
図8は、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の第3の実施例のシステム構成を示す構成図、図9は、図8の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の回路図である。 FIG. 8 is a block diagram showing a system configuration of a third embodiment of the control device for the stepping motor with storage function according to the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram of the control device for the stepping motor with storage function in FIG.
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10は、第1および第2の実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
The
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置10では、電流調整手段に対して、駆動制御部14から充電信号を出力しており、ソフトウェアで駆動信号に応じた充電信号を決定している。
In the
具体的には、例えば、表1に示すような駆動信号と充電信号との対応をソフトウェアで作成し、駆動制御部14から、ステッピングモーター50の駆動に応じた駆動信号に合わせて対応する充電信号を出力することによって、加算充電回路18を動作させることができる。
Specifically, for example, the correspondence between the drive signal and the charge signal as shown in Table 1 is created by software, and the charge signal corresponding to the drive signal corresponding to the drive of the stepping
また、図8、9および表1に示すソフトウェアを用いた制御装置10は、第2の実施例に示す制御装置10に対応した構成となっているが、駆動制御部14から出力される充電信号を1系統のみとし、表2に示すような対応をソフトウェアで作成することによって、第1の実施例に示す制御装置10に対応した構成とすることもできる。
The
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、第1から第3の実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。 The control device for the stepping motor with power storage function of this embodiment has basically the same configuration as the control device for the stepping motor with power storage function of the first to third embodiments. The detailed description is abbreviate | omitted.
この実施例の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置では、駆動制御部14から出力される充電信号を1系統のみとし、出力される信号をPWM(Pulse Width Modulation)信号としている。
In the control device for a stepping motor with a power storage function of this embodiment, the charge signal output from the
このように、充電信号をPWM信号とした場合には、表3に示されるような駆動信号とPWM信号のデューティー比の対応をソフトウェアで作成し、ステッピングモーターの駆動に応じた駆動信号に合わせてPWM信号を出力することによって、加算充電回路を動作させることができる。 Thus, when the charge signal is a PWM signal, the correspondence between the drive signal and the duty ratio of the PWM signal as shown in Table 3 is created by software, and is matched to the drive signal corresponding to the driving of the stepping motor. The addition charging circuit can be operated by outputting the PWM signal.
図12に示すように、この冷凍サイクルシステム60は、冷凍庫62内を冷却するクーラー64と、クーラー64から送られてくる低圧の気体冷媒を高温高圧気体に圧縮する圧縮機66と、圧縮機66から送られてくる高温高圧の気体冷媒の熱交換を行うコンデンサー68と、コンデンサー68から送られてくる高圧の液体冷媒の減圧と流量制御を行う電動開閉弁70及びディストリビューター72を備えている。
As shown in FIG. 12, the
この電動開閉弁70は、アクチュエーター部にステッピングモーターが用いられており、ステッピングモーターの動作によって、開閉弁の開度を変更することができる。そして、この電動開閉弁70の開度を制御するために、本発明の制御装置10が接続されている。
This electric on-off
この制御装置10は、図13に示すように、標準的な大きさの端子配線盤に、制御回路が組み込まれており、操作表面側には、電源の印加状態を示すインジケータ74、蓄電状態を示すインジケータ76、制御システムの状態を示すファンクション表示部78、及び、ファンクション設定用操作ボタン80が設けられている。
As shown in FIG. 13, the
また、電動開閉弁70は、図14に示すように、冷媒が通過する冷媒管70a,70bと、電動開閉弁70のステッピングモーターと制御装置10を接続する接続ケーブル70cを備えている。なお、ステッピングモーターは、電動開閉弁70のアクチュエーター部70d内に設けられている。
Further, as shown in FIG. 14, the electric on-off
このように構成することによって、冷凍庫62を運転中に停電などにより電源が遮断されたとしても、膨張弁として使用している電動開閉弁70が停電時点での弁開位置で停止してしまうことなく、蓄電手段52の蓄えられた電力によって、電動開閉弁70を弁閉することができる。
By configuring in this way, even if the power supply is shut off due to a power failure or the like during operation of the
このため、循環していた冷媒が冷えた冷凍庫70内にあるクーラー配管内に液体冷媒として溜まってしまうことを防止し、また、その状態で停電が解消し運転を再開した場合に、クーラー配管に溜まっていた液体冷媒が圧縮機66に流れ込み圧縮機66を破損するようなことも防止することができる。
For this reason, it is possible to prevent the circulating refrigerant from accumulating as a liquid refrigerant in the cooler pipe in the
このように、本発明のステッピングモーターの制御装置10を備えた電動開閉弁70を用いることによって、通常運転時は加熱度制御を行うとともに、停電時には弁閉させることによって、液体冷媒がクーラー配管内に溜まることを防止することができる。
In this way, by using the electric on-off
従来は、このように液体冷媒がクーラー配管内に溜まることを防止するために、電動開閉弁70とともに給液電磁弁(図示せず)を設けていたが、本実施例のように構成することによって、給液電磁弁を設けずとも冷凍サイクルシステムを安全に保つことができ、かつ、冷凍サイクルシステムを簡素に構成することができる。
Conventionally, in order to prevent the liquid refrigerant from accumulating in the cooler piping as described above, a liquid supply electromagnetic valve (not shown) is provided together with the electric on-off
以上、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の好ましい実施の態様を説明してきたが、このような制御装置を備えた蓄電機能付きステッピングモーターは、例えば、電動開閉弁などのバルブ、冷蔵庫用のダンパー、エアコン用のルーバー、ドライブ・バイ・ワイヤやステア・バイ・ワイヤなどの自動車機構などにも用いることができる。 As described above, the preferred embodiment of the control device for the stepping motor with a power storage function of the present invention has been described. The stepping motor with a power storage function provided with such a control device is, for example, a valve such as an electric on-off valve or a refrigerator. It can also be used for automobile mechanisms such as dampers, louvers for air conditioners, drive-by-wire and steer-by-wire.
また、上記実施例において説明した制御装置の回路は一例であって、ステッピングモーターの駆動に関する電流と、蓄電手段の充電に関する電流とを連動させて制御することができれば、どのような回路構成としても構わないなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The circuit of the control device described in the above embodiment is an example, and any circuit configuration can be used as long as the current related to the driving of the stepping motor and the current related to the charging of the power storage means can be controlled in conjunction with each other. Various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
10 制御装置
12 駆動回路
14 駆動制御部
15 充電回路
16 保護回路
18 加算充電回路
18a 加算充電回路
18b 加算充電回路
20 電流調整手段
22 電源回路
30 スイッチングデバイス
32 抵抗体
34 ダイオード
36 ツェナーダイオード
50 ステッピングモーター
52 蓄電手段
60 冷凍サイクルシステム
62 冷凍庫
64 クーラー
66 圧縮機
68 コンデンサー
70 電動開閉弁
70a 冷媒管
70b 冷媒管
70c 接続ケーブル
70d アクチュエーター部
72 ディストリビューター
74 インジケータ
76 インジケータ
78 ファンクション表示部
80 ファンクション設定用操作ボタン
100 電動開閉弁
102 モーター
104 蓄電手段
106 駆動回路
108 駆動制御部
110 充電回路
112 電源回路
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記ステッピングモーターが、駆動電流によって駆動制御されており、
前記ステッピングモーターを駆動している場合は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動していない場合は、前記充電電流よりも大きな重畳充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。 A method for controlling a stepping motor with a power storage function including a stepping motor and a power storage means,
The stepping motor is driven and controlled by a driving current;
When driving the stepping motor, the storage means is charged with a predetermined charging current,
When the stepping motor is not driven, the power storage means is charged with a superimposed charging current larger than the charging current.
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、1−2相励磁方式における2相通電時は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、少なくとも1相の駆動電流が使われていない場合は、前記充電電流よりも大きく、前記重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする請求項1に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。 The stepping motor is driven and controlled by at least two-phase driving current;
While driving the stepping motor, during the two-phase energization in the 1-2 phase excitation method, the power storage means is charged with a predetermined charging current,
When the stepping motor is driven and at least one-phase driving current is not used, the power storage means is charged with a supplementary charging current that is larger than the charging current and less than the superimposed charging current. The control method of the stepping motor with an electrical storage function according to claim 1.
前記ステッピングモーターを駆動させる駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動回路の動作を制御する駆動信号を出力する駆動制御部と、
前記蓄電手段への充電を制御する充電電流を出力する充電回路と、
前記駆動回路と充電回路へ電力を出力する電源回路と、を備え、
前記駆動回路から駆動電流が出力されている場合に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から所定の充電電流よりも大きな重畳充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。 A control device for a stepping motor with a power storage function comprising a stepping motor and a power storage means,
A drive circuit for outputting a drive current for driving the stepping motor;
A drive control unit for outputting a drive signal for controlling the operation of the drive circuit;
A charging circuit that outputs a charging current for controlling charging of the power storage means;
A power supply circuit that outputs power to the drive circuit and the charging circuit,
When a driving current is output from the driving circuit, a predetermined charging current is output from the charging circuit to the storage means,
A control device for a stepping motor with a storage function, wherein a superimposed charging current larger than a predetermined charging current is output from a charging circuit to a storage means when a driving current is not output from the driving circuit.
前記駆動回路から1−2相励磁方式における2相通電時に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から少なくとも1相の駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から前記充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする請求項6に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。 The drive current is at least two-phase current,
At the time of two-phase energization in the 1-2 phase excitation method from the drive circuit, a predetermined charging current is output from the charging circuit to the storage means,
When a driving current of at least one phase is not output from the driving circuit, a supplementary charging current that is larger than the charging current and less than or equal to the superimposed charging current is output from the charging circuit to the power storage unit. The control device for a stepping motor with a power storage function according to claim 6.
前記充電回路の動作を制御する電流調整手段と、を備え、
前記演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を電流調整手段に出力することを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。 Arithmetic means constituting the drive control unit;
Current adjusting means for controlling the operation of the charging circuit,
9. The calculation means according to claim 6, wherein the calculation means detects a driving state of the stepping motor and outputs a charge signal for controlling charging of the power storage means to the current adjustment means. Stepping motor controller with power storage function.
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