JP2015118602A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過負荷時においてもモータの駆動品質の低下を抑制することができるモータの制御装置を提供すること。【解決手段】モータ１の駆動を制御する制御装置１０であって、常態においては、モータ１の駆動効率を優先させて算出された第１進角値に基づいてモータ１を駆動させる一方、与えられた信号によりモータ１が過負荷になると判断した場合には、モータ１が最大トルクで駆動できるよう算出された第２進角値に基づいてモータ１を駆動させる制御部１３を備えたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、モータの制御装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等の冷凍サイクルを構成する圧縮機に適用されるモータの制御装置に関するものである。

従来、例えば自動販売機等の冷凍サイクルを構成する圧縮機のモータとしてブラシレスモータが用いられており、消費電力量の低減化や省エネルギー化の要請等により、該モータの駆動効率を優先させて算出された進角値に基づいてモータを駆動させているのが一般的である。このようなモータの駆動時においては、該モータに対する出力電圧値及び出力周波数をインバータ等により調整することによってモータの回転数を負荷に応じて増減させるようにしている。

そして、モータの負荷が過大なものとなる場合、すなわちモータが過負荷となる場合には、モータに対する出力電圧が過度に高くなることにより該モータに対する電流値が過大となる過電流状態等が発生してしまうことを防止するため、モータの過負荷時にはモータに対する出力電圧値を予め低くするようにした制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１９７９８６号公報

ところが、例えば特許文献１に提案されている制御装置では、モータの過負荷時にはモータに対する出力電圧値を低くするようにしてモータの回転数を所望の大きさよりも小さくしているので、該モータによる十分な出力が得られず、結果的にモータの駆動品質の低下を招来する。

このようなモータの駆動品質の低下は、かかるモータが上記圧縮機に適用される場合、自動販売機の内部に収容された商品の冷却時間を長大化させ、結果として販売機会の逸脱等を招いて好ましいものではない。

本発明は、上記実情に鑑みて、過負荷時においてもモータの駆動品質の低下を抑制することができるモータの制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータの制御装置は、モータの駆動を制御する制御装置であって、常態においては、前記モータの駆動効率を優先させて算出された第１進角値に基づいて前記モータを駆動させる一方、与えられた信号により前記モータが過負荷になると判断した場合には、該モータが最大トルクで駆動できるよう算出された第２進角値に基づいて該モータを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記モータの制御装置において、前記制御手段は、前記第１進角値に基づいて前記モータを駆動させる際の回転数を維持した状態で、前記第２進角値に基づいて該モータを駆動させることを特徴とする。

また本発明は、上記モータの制御装置において、前記モータは、自動販売機の内部雰囲気を冷却する冷凍サイクルを構成する圧縮機に適用されるものであり、前記制御手段は、前記自動販売機の周囲温度が予め設定された温度閾値以上となる場合、前記自動販売機の内部に対する商品の搬入が完了した場合及び供給される電圧が予め決められた電圧閾値以下となる場合の少なくとも１つが成立するときに、前記第２進角値に基づいて前記モータを駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、常態においてはモータの駆動効率を優先させて算出された第１進角値に基づいてモータを駆動させる一方、与えられた信号によりモータが過負荷になると判断した場合にはモータが最大トルクで駆動できるよう算出された第２進角値に基づいてモータを駆動させるので、常態では省エネルギー化を図りつつ、過負荷となると判断する場合にはモータが十分な出力を発揮することができる。従って、過負荷時においてもモータの駆動品質の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である制御装置の特徴的な構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示した制御部が実施する進角設定処理の処理内容を示すフローチャートである。 図３は、モータ駆動信号に含まれるＰＷＭ電圧と誘起電圧との関係を示す図表である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るモータの制御装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態である制御装置の特徴的な構成を示すブロック図である。ここで例示する制御装置１０は、モータ１の駆動を制御するものである。モータ１は、ブラシレスモータと称されるものであり、自動販売機２の圧縮機３の駆動源となるものである。

圧縮機３は、図示せぬ凝縮器、膨張機構及び蒸発器とともに冷凍サイクルを構成するものであり、蒸発器が配設される自動販売機２の内部に画成された商品収容庫の内部雰囲気を冷却するものである。

制御装置１０は、電源入力部１１、インバータ回路１２及び制御部１３を備えて構成されている。

電源入力部１１は、交流電源４に接続されており、交流を直流に変換する整流回路を内蔵するものである。この電源入力部１１には、インバータ回路１２に供給する電圧を検知する素子が設けられており、該素子の検知結果が電圧信号として制御部１３に出力される。

インバータ回路１２は、電源入力部１１から直流が供給され、モータ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相へ所定の出力電圧値及び出力周波数にて駆動電力を供給するものである。このインバータ回路１２には、インバータ回路１２より出力する電流値を検知する素子が設けられており、該素子の検知結果が電流信号として制御部１３に出力される。

制御部１３は、メモリ１４に記憶されたプログラムやデータに従って制御装置１０の動作を統括的に制御する制御手段であり、入力処理部１３１、進角設定処理部１３２、出力処理部１３３を備え、自販機制御部２０と通信可能なものである。

ここで自販機制御部２０は、自動販売機２の動作（商品搬出動作、金銭処理動作）を統括的に制御するものである。この自販機制御部２０は、外気温度センサ２１及びリセットスイッチ２２と電気的に接続されている。外気温度センサ２１は、自動販売機２の外気温度（周囲温度）を検知するものであり、その検知結果は温度信号として自販機制御部２０に出力される。リセットスイッチ２２は、自動販売機２に対する商品の搬入作業等が終了した場合に作業者がリセットスイッチボタンを押下操作することによりオンとなるものであり、オンとなった旨がオン信号として自販機制御部２０に出力される。

入力処理部１３１は、電源入力部１１から与えられる電圧信号や自販機制御部２０から与えられる温度信号及びオン信号の入力処理を行うものである。

進角設定処理部１３２は、進角値を設定する処理を行うものである。本発明の実施の形態においては、進角設定処理部１３２は、入力処理部１３１を通じて入力処理された各信号に含まれる要素と、メモリ１４から読み出した過負荷条件とを対比して過負荷状態にあると判断した場合に、第１進角値と第２進角値とのいずれかを択一的に選択して設定するものである。

ここで第１進角値は、モータ１の駆動効率を優先させて算出されたものであり、適用されるモータ１毎により定められるものである。第２進角値は、モータ１が最大トルクで駆動できるよう算出されたものである。

また、過負荷条件であるが、本発明の実施の形態においては、（１）外気温度が３８℃以上で、かつリセットスイッチ２２がオンとなる場合、（２）電圧信号に含まれる電圧値が交流電源４の電圧の９０％以下となる場合の２つであり、これら（１）及び（２）のいずれか一方を具備するときに、進角設定処理部１３２はモータ１が過負荷になると判断する。

出力処理部１３３は、進角設定処理部１３２にて設定処理された進角値に基づいて所定のモータ駆動信号（ＰＷＭ制御信号）を生成し、インバータ回路１２へモータ駆動信号を出力するものである。

以上のような構成を有する制御装置１０の制御部１３は、所定のタイムスケジュールに従って以下の進角設定処理を行う。図２は、図１に示した制御部が実施する進角設定処理の処理内容を示すフローチャートである。かかる進角設定処理の処理内容を述べつつ、本発明の実施の形態である制御装置１０の動作について説明する。

進角設定処理において制御部１３は、入力処理部１３１を通じて信号を入力処理した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、すなわち電源入力部１１から電圧信号、自販機制御部２０から温度信号及びオン信号が与えられた場合、進角設定処理部１３２を通じて過負荷条件を具備するか否かを判断する（ステップＳ１０２）。つまり、制御部１３は、進角設定処理部１３２を通じて上記（１）及び上記（２）のいずれかを具備するか否かを判断する。

過負荷条件を具備しないと判断した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御部１３は、進角設定処理部１３２を通じて第１進角値を選択して設定する（ステップＳ１０３）。設定された第１進角値はメモリ１４等に適宜記憶される。

進角設定処理部１３２を通じて第１進角値を設定した制御部１３は、出力処理部１３３を通じて第１進角値に基づいてインバータ回路１２へモータ駆動信号を出力し（ステップＳ１０４）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、進角設定処理部１３２を通じて設定した第１進角値に基づいてインバータ回路１２へモータ駆動信号を出力するもので、モータ１の駆動効率を良好なものとすることができ、消費電力量を低減させて省エネルギー化を図ることができる。

一方、上記ステップＳ１０２において過負荷条件を具備すると判断した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１３は、進角設定処理部１３２を通じて第２進角値を選択して設定する（ステップＳ１０５）。設定された第２進角値はメモリ１４等に適宜記憶される。

進角設定処理部１３２を通じて第２進角値を設定した制御部１３は、出力処理部１３３を通じて第２進角値に基づいてインバータ回路１２へモータ駆動信号を出力する（ステップＳ１０６）。ここで、制御部１３は、上記ステップＳ１０４で出力したモータ駆動信号での電圧レベルを維持した状態でモータ駆動信号を出力する。つまり、制御部１３は、第１進角値に基づいてモータ１を駆動させる際の回転数を維持した状態で、第２進角値に基づいて該モータ１を駆動させるようにしている。かかるモータ駆動信号を出力した制御部１３は、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、進角設定処理部１３２を通じて設定した第２進角値に基づいてインバータ回路１２へモータ駆動信号を出力するもので、図３の（ａ）に示す状態から図３の（ｂ）に示す状態にモータ駆動信号の位相を例えば１５度進めることで図３中のハッチングで示す駆動トルクを拡大させることができる。尚、図３中の（イ）はモータ駆動信号に含まれるＰＷＭ電圧を示し、（ロ）は誘起電圧を示している。この結果、モータ１を最大トルクで駆動させることができ、過負荷となる場合でもモータ１が十分な出力を発揮することができる。

以上説明したように本発明の実施の形態である制御装置１０によれば、制御部１３が、過負荷条件を具備しない場合には第１進角値に基づいてモータ１を駆動させる一方、過負荷条件を具備する場合には第２進角値に基づいてモータ１を駆動させるので、過負荷条件を具備しない場合には省エネルギー化を図りつつ、過負荷条件を具備する場合にはモータ１が十分な出力を発揮することができる。従って、過負荷時においてもモータ１の駆動品質の低下を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、（１）外気温度が３８℃以上で、かつリセットスイッチ２２がオンとなる場合、（２）電圧信号に含まれる電圧値が交流電源４の電圧の９０％以下となる場合の２つを過負荷条件とし、これら（１）及び（２）のいずれか一方を具備するときにモータ１が過負荷になると判断していたが、本発明においては、（１）外気温度が３８℃以上である場合、（２）リセットスイッチがオンとなる場合、（３）電圧信号に含まれる電圧値が交流電源の電圧の９０％以下となる場合の３つを過負荷条件とし、これら（１）〜（３）のいずれか一方を具備するときにモータが過負荷になると判断してもよい。また本発明においては、過負荷条件はこれらに限られるものではなく、商品収容庫の庫内温度等を過負荷条件に含めてもよい。

１ モータ
２ 自動販売機
３ 圧縮機
４ 交流電源
１０ 制御装置
１１ 電源入力部
１２ インバータ回路
１３ 制御部（制御手段）
１３１ 入力処理部
１３２ 進角設定処理部
１３３ 出力処理部
１４ メモリ
２０ 自販機制御部
２１ 外気温度センサ
２２ リセットスイッチ

Claims (3)

1. モータの駆動を制御する制御装置であって、
   常態においては、前記モータの駆動効率を優先させて算出された第１進角値に基づいて前記モータを駆動させる一方、与えられた信号により前記モータが過負荷になると判断した場合には、該モータが最大トルクで駆動できるよう算出された第２進角値に基づいて該モータを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とするモータの制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第１進角値に基づいて前記モータを駆動させる際の回転数を維持した状態で、前記第２進角値に基づいて該モータを駆動させることを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
3. 前記モータは、自動販売機の内部雰囲気を冷却する冷凍サイクルを構成する圧縮機に適用されるものであり、
   前記制御手段は、前記自動販売機の周囲温度が予め設定された温度閾値以上となる場合、前記自動販売機の内部に対する商品の搬入が完了した場合及び供給される電圧が予め決められた電圧閾値以下となる場合の少なくとも１つが成立するときに、前記第２進角値に基づいて前記モータを駆動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータの制御装置。

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