JP2021044988A - 電動作業機およびモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す電動作業機2は、直流電源4と、ブラシレスモータ6と、ホールセンサ8と、モータ制御装置10を備えている。電動作業機2では、直流電源4から供給される電力が、モータ制御装置10を介してブラシレスモータ6に供給される。電動作業機2は、例えばブラシレスモータ6によって工具(図示せず)を駆動してワークの加工を行う電動工具であってもよいし、ブラシレスモータ6によってファン(図示せず)や車輪(図示せず)を駆動して種々の作業を行う、電動工具以外の電動作業機であってもよい。
図12に示す電動作業機102は、実施例1の電動作業機2と略同様の構成を備えている。電動作業機102は、モータ制御装置10の代わりに、モータ制御装置104を備えている。モータ制御装置104は、コンパレータ回路30の代わりに、コンパレータ回路106を備えている。また、電動作業機102は、ホールセンサ8を備えていない。代わりに、本実施例の電動作業機102では、モータ制御装置104のマイコン26は、コンパレータ回路106を利用して、ロータ12の回転角度を特定する。
4 :直流電源
4a :バッテリ
6 :ブラシレスモータ
6a :第1相端子
6b :第2相端子
6c :第3相端子
6d :中性点
8 :ホールセンサ
8a :第1ホール素子
8b :第2ホール素子
8c :第3ホール素子
10 :モータ制御装置
12 :ロータ
14 :ステータ
16 :磁極
16a :N極
16b :S極
18 :コア
18a :ティース
20 :コイル
20a :第1コイル
20b :第2コイル
20c :第3コイル
22 :レギュレータ
24 :スイッチ回路
26 :マイコン
28 :モータドライバ回路
30 :コンパレータ回路
30a :第1コンパレータ
30b :第2コンパレータ
30c :第3コンパレータ
32 :上側スイッチング素子
32a :第1上側スイッチング素子
32b :第2上側スイッチング素子
32c :第3上側スイッチング素子
33 :スイッチング素子
34 :下側スイッチング素子
34a :第1下側スイッチング素子
34b :第2下側スイッチング素子
34c :第3下側スイッチング素子
50 :支持棹
50a :前端
50b :後端
52 :前端ユニット
54 :後端ユニット
56 :ループハンドル
58 :グリップ
60 :コードホルダ
62 :カッターコード
102 :電動作業機
104 :モータ制御装置
106 :コンパレータ回路
106a :第1コンパレータ
106b :第2コンパレータ
106c :第3コンパレータ
Claims (8)
- 電動作業機であって、
ブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを制御するモータ制御装置を備えており、
前記ブラシレスモータが、
複数の磁極を備えるロータと、
前記ロータに対向する複数のティースを備えるステータと、
前記複数のティースに巻回されており、第1相端子、第2相端子および第3相端子に印可される電圧に応じて前記複数のティースのそれぞれに磁力を発生させるコイルを備えており、
前記モータ制御装置が、
前記第1相端子と正極側電源電位を接続する第1上側スイッチング素子と、
前記第1相端子と負極側電源電位を接続する第1下側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記正極側電源電位を接続する第2上側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記負極側電源電位を接続する第2下側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記正極側電源電位を接続する第3上側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記負極側電源電位を接続する第3下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子、前記第1下側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子、前記第3上側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子のそれぞれを、導通および非導通の間で切替可能な制御ユニットを備えており、
前記制御ユニットが、前記第1上側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子および前記第3上側スイッチング素子を非導通とし、前記第1下側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子を導通とすることで、前記ブラシレスモータに制動力を作用させる短絡ブレーキ動作を実行可能であって、
前記制御ユニットが、所定のタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されており、
前記所定のタイミングは、そのタイミングで前記短絡ブレーキ動作を開始した場合に、前記短絡ブレーキ動作を開始してから前記ブラシレスモータの電気角が180度進むまでの間に、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のそれぞれの誘起電圧の極性が反転するタイミングである、電動作業機。 - 前記制御ユニットが、前記短絡ブレーキ動作を実行する前に、前記第1上側スイッチング素子、前記第1下側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子、前記第3上側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子を非導通とする通電遮断動作を実行するように構成されており、
前記制御ユニットが、前記通電遮断動作の実行後、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のうちの2つの誘起電圧が実質的に一致するタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されている、請求項1の電動作業機。 - 電動作業機であって、
ブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを制御するモータ制御装置を備えており、
前記ブラシレスモータが、
複数の磁極を備えるロータと、
前記ロータに対向する複数のティースを備えるステータと、
前記複数のティースに巻回されており、第1相端子、第2相端子および第3相端子に印可される電圧に応じて前記複数のティースのそれぞれに磁力を発生させるコイルを備えており、
前記モータ制御装置が、
前記第1相端子と正極側電源電位を接続する第1上側スイッチング素子と、
前記第1相端子と負極側電源電位を接続する第1下側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記正極側電源電位を接続する第2上側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記負極側電源電位を接続する第2下側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記正極側電源電位を接続する第3上側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記負極側電源電位を接続する第3下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子、前記第1下側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子、前記第3上側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子のそれぞれを、導通および非導通の間で切替可能な制御ユニットを備えており、
前記制御ユニットが、前記第1上側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子および前記第3上側スイッチング素子を非導通とし、前記第1下側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子を導通とすることで、前記ブラシレスモータに制動力を作用させる短絡ブレーキ動作を実行可能であって、
前記制御ユニットが、前記短絡ブレーキ動作を実行する前に、前記第1上側スイッチング素子、前記第1下側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子、前記第3上側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子を非導通とする通電遮断動作を実行するように構成されており、
前記制御ユニットが、前記通電遮断動作の実行後、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のうちの2つの誘起電圧が実質的に一致するタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されている、電動作業機。 - 前記モータ制御装置が、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のうちの前記2つの誘起電圧を比較するコンパレータをさらに備えており、
前記制御ユニットが、前記通電遮断動作の実行後、前記コンパレータの出力が反転するタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されている、請求項2または3の電動作業機。 - 前記モータ制御装置が、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のうちの1つの誘起電圧と基準電位を比較する第1コンパレータをさらに備えており、
前記制御ユニットが、前記通電遮断動作の実行後、前記第1コンパレータの出力が反転してから前記ブラシレスモータの電気角が30度進んだタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されている、請求項2または3の電動作業機。 - 前記モータ制御装置が、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のうちの他の1つの誘起電圧と前記基準電位を比較する第2コンパレータをさらに備えており、
前記制御ユニットが、前記通電遮断動作の実行後、前記第1コンパレータの出力が反転するタイミングと、前記第2コンパレータの出力が反転するタイミングの間の時間に基づいて、前記ブラシレスモータの電気角が30度進むのに要する時間を特定するように構成されている、請求項5の電動作業機。 - 前記ブラシレスモータが、前記ステータに対する相対的な位置が固定されており、前記ロータからの磁力の変化を検出するホール素子をさらに備えており、
前記制御ユニットが、前記ホール素子の検出信号に基づいて、前記ロータの前記複数の磁極のうちの1つが前記ステータの前記複数のティースのうちの1つに対向するタイミングを特定し、当該タイミングで前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されている、請求項1の電動作業機。 - ブラシレスモータを制御するモータ制御装置であって、
前記ブラシレスモータが、
複数の磁極を備えるロータと、
前記ロータに対向する複数のティースを備えるステータと、
前記複数のティースに巻回されており、第1相端子、第2相端子および第3相端子に印可される電圧に応じて前記複数のティースのそれぞれに磁力を発生させるコイルを備えており、
前記モータ制御装置が、
前記第1相端子と正極側電源電位を接続する第1上側スイッチング素子と、
前記第1相端子と負極側電源電位を接続する第1下側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記正極側電源電位を接続する第2上側スイッチング素子と、
前記第2相端子と前記負極側電源電位を接続する第2下側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記正極側電源電位を接続する第3上側スイッチング素子と、
前記第3相端子と前記負極側電源電位を接続する第3下側スイッチング素子と、
前記第1上側スイッチング素子、前記第1下側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子、前記第3上側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子のそれぞれを、導通および非導通の間で切替可能な制御ユニットを備えており、
前記制御ユニットが、前記第1上側スイッチング素子、前記第2上側スイッチング素子および前記第3上側スイッチング素子を非導通とし、前記第1下側スイッチング素子、前記第2下側スイッチング素子および前記第3下側スイッチング素子を導通とすることで、前記ブラシレスモータに制動力を作用させる短絡ブレーキ動作を実行可能であって、
前記制御ユニットが、所定のタイミングで、前記短絡ブレーキ動作を開始するように構成されており、
前記所定のタイミングは、そのタイミングで前記短絡ブレーキ動作を開始した場合に、前記短絡ブレーキ動作を開始してから前記ブラシレスモータの電気角が180度進むまでの間に、前記第1相端子、前記第2相端子および前記第3相端子のそれぞれの誘起電圧の極性が反転するタイミングである、モータ制御装置。
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