JP2023065878A - Motor drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータを有するモータ装置に備えられ、外部から供給される電源や制御信号に基づいてモータを駆動するモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device provided in a motor device having a motor and driving the motor based on externally supplied power and control signals.
図4を参照すると、供給される電源や制御信号に基づいてDCモータ3を駆動するモータ駆動装置4を備えたモータ装置2が各種の電気機器1に用いられている(例えば、特許文献1参照)。モータ駆動装置4は、モータ駆動用の半導体ICとしてモータ装置2に備えられている。モータ駆動装置4は、U相出力U、V相出力V、W相出力W、U相ホール素子信号入力HU、V相ホール素子信号入力HV、W相ホール素子信号入力HW等のDCモータ3に接続される端子を有する。また、モータ駆動装置4は、DC電源入力VBB、制御回路電源入力VCC、グランド接続COM、速度指令入力VSP、回転数検出出力FG、回転方向設定入力信号CW/CCW等の電源供給や制御信号の入出力用の端子を有する。
Referring to FIG. 4, a
モータ装置2を製造するモータメーカーと、モータ装置を用いた電気機器1(本体制御回路11)を製造するセットメーカーとの間では、合計5本の線で信号をやり取りすることで、モータ装置2を動作させることが取り決められている場合がある。取り決められている場合の5本の線は、DC電源入力VBB、制御回路電源入力VCC、グランド接続COM、速度指令入力VSP、回転数検出出力FGである。
A motor maker that manufactures the
取り決められている場合の5本の線には、回転方向設定入力信号CW/CCWは、含まれていない。従って、回転方向設定入力信号CW/CCWは、モータ駆動用の半導体ICを基盤に実装した時点で設定され、DCモータの回転方向を固定する使用方法が一般的である。 The rotation direction setting input signal CW/CCW is not included in the 5 lines where negotiated. Therefore, the rotation direction setting input signal CW/CCW is generally set when the semiconductor IC for driving the motor is mounted on the board, and the rotation direction of the DC motor is fixed.
近年では、電気機器1(本体制御回路11)側の制御によってDCモータ3の回転方向の切り換えを制御可能にすることが要望されている場合がある。
In recent years, there has been a demand for controllable switching of the rotation direction of the
本発明の目的は、本体制御回路11とモータ駆動装置4とのやり取りをする5本の線のみで、DCモータ3の回転方向の切り換えを制御できるモータ駆動装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor driving device capable of controlling switching of the rotation direction of the
本発明のモータ駆動装置は、速度指令入力に基づいてモータの回転速度を制御するモータ駆動装置であって、下側閾電圧~上側閾電圧の範囲内の前記速度指令入力から前記モータの回転速度を指示する速度指令値を生成する速度指令値生成部と、前記上側閾電圧よりも高い指令判別閾電圧を上回る前記速度指令入力の他指令入力パターンに基づいて、前記速度指令入力に含まれる回転方向切換指令を判別する指令判別部と、前記モータの回転方向を時計回りと反時計周りとのいずれかに設定し、前記指令判別部によって前記回転方向切換指令が判別されると、設定している回転方向を切り換える回転方向設定部と、前記速度指令値の回転速度で前記回転方向設定部に設定された回転方向に前記モータを回転させる回転制御部と、を具備することを特徴とする。 A motor drive device according to the present invention is a motor drive device that controls a rotational speed of a motor based on a speed command input, wherein the rotational speed of the motor is determined from the speed command input within a range from a lower threshold voltage to an upper threshold voltage. and a speed command value generation unit that generates a speed command value that indicates the rotation included in the speed command input based on the other command input pattern of the speed command input that exceeds the command determination threshold voltage higher than the upper threshold voltage a command discriminating section for discriminating a direction switching command; and setting the rotating direction of the motor to either clockwise or counterclockwise. and a rotation control unit for rotating the motor in the rotation direction set in the rotation direction setting unit at the rotation speed of the speed command value.
本発明によれば、本体制御回路とモータ駆動装置とのやり取りをする5本の信号線に含まれる速度指令入力VSPを用いてDCモータ3の回転方向の切り換えを制御できるという効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to control switching of the direction of rotation of the
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that, in the following embodiments, the same reference numerals are given to the structures showing the same functions, and the description thereof will be omitted as appropriate.
本実施の形態のモータ駆動装置40は、図1を参照すると、電源回路41と、インバータ42と、ドライバ43と、速度指令判定部44と、回転方向設定部45と、位置推定部46と、回転制御部47と、を備えている。
Referring to FIG. 1, the
電源回路41は、制御回路電源入力VCCから内部電源電圧を生成する電圧レギュレーターである。
The
インバータ42は、ブリッジ接続されたスイッチ素子を備え、DC電源入力VBBを交流の駆動電力(U相出力U、V相出力V、W相出力W)に変換して、変換した駆動電力をDCモータ3に供給する。
The
速度指令判定部44は、図2を参照すると、速度指令入力VSPから速度指令値spを生成する速度指令値生成部441と、速度指令入力VSPを分圧する分圧回路442と、分圧回路442によって分圧された電位を予め設定された基準電位Vrefと比較する比較器443と、比較器443の出力に基づいて速度指令入力VSPに含まれる他の指令を判別する指令判別部444とを備えている。
Referring to FIG. 2, the speed
DCモータ3の回転速度は、速度指令入力VSPによって制御される。速度指令値生成部441は、下側閾電圧VspL~上側閾電圧VspHの範囲内の速度指令入力VSPをAD変換してDCモータ3の回転速度を指示する速度指令値spを生成し、生成した速度指令値spを回転制御部47に出力する。
The rotation speed of the
比較器443は、速度指令入力VSPが上側閾電圧VspHよりも高く最大定格電圧VHよりも低い値に設定された指令判別閾電圧Vthを上回ると、Hiレベル信号を出力する。換言すると、分圧回路442による分圧比と、基準電位Vrefとは、速度指令入力VSPが指令判別閾電圧Vthを上回ると、比較器443からHiレベル信号が出力されるように、設定されている。
指令判別部444は、比較器443から出力されるHiレベル信号の出力パターン、すなわち、指令判別閾電圧Vthを上回る速度指令入力VSPの入力パターンに基づいて、速度指令入力VSPに含まれる他の指令を判別する。なお、指令判別部444による判別は、モータ駆動装置40の起動時に実行される。
The command
指令判別部444は、図3(a)に示すように、速度指令入力VSPが指令判別閾電圧Vthを上回り、比較器443から出力されるHiレベル信号が予め設定された所定時間Ta以上継続した場合、速度指令入力VSPに含まれる他の指令をテストモード指令と判別し、テストモード指示信号testを回転制御部47に出力する。
As shown in FIG. 3A, the
また、指令判別部444は、図3(b)に示すように、速度指令入力VSPが指令判別閾電圧Vthを定期的に上回り、比較器443から出力されるHiレベル信号が所定時間Taよりも短い所定時間Tbのパルスとして予め設定された回数(例えば、4回)以上継続した場合、速度指令入力VSPに含まれる他の指令を回転方向切換指令と判別し、回転方向切換指示信号switchを回転方向設定部45に出力する。
Further, as shown in FIG. 3(b), the command
なお、指令判別部444によってテストモード指令と回転方向切換指令と判別可能であれば、指令判別閾電圧Vthを上回る速度指令入力VSPの入力パターンには、特に制限はない。例えば、テストモード指令と回転方向切換指令とを、指令判別閾電圧Vthを上回る速度指令入力VSPの入力パターンのパルス幅、デューティ、パルス振幅、パルス数のいずれかもしくは組み合わせで判別可能にしても良い。
As long as the
回転方向設定部45は、DCモータ3の回転方向を時計回りCWと反時計周りCCWとのいずれかに設定する。回転方向設定部45は、指令判別部444から回転方向切換指示信号switchが入力されると、設定している回転方向を切り換える。回転方向設定部45は、回転方向を時計回りCWに設定している状態で、回転方向切換指示信号switchが入力されると、回転方向を反時計周りCCWに切り換え、回転方向を反時計周りCCWに設定している状態で、回転方向切換指示信号switchが入力されると、回転方向を時計回りCWに切り換える。
The rotation
位置推定部46と、DCモータ3から入力されるU相ホール素子信号入力HU、V相ホール素子信号入力HV、W相ホール素子信号入力HWに基づいて、DCモータ3のステータに対するロータの位置を推定し、位置推定信号を回転制御部47に出力する。
Based on the
また、位置推定部46は、DCモータ3から入力されるU相ホール素子信号入力HU、V相ホール素子信号入力HV、W相ホール素子信号入力HWに基づいて、DCモータ3の回転数をモニタするための回転数検出出力FGを生成する。
Further, the
位置推定部46によって生成される回転数検出出力FGは、回転方向設定部45に設定されているDCモータ3の回転方向(CWorCCW)に対応して2つの異なる仕様が用意されている。例えば、回転方向設定部45が回転方向を時計回りCWに設定している場合、DCモータ3が1周回転する際に4回パルスを出力する設定を回転数検出出力FGの第1の仕様とし、回転方向設定部45が回転方向を反時計周りCCWに設定している場合、DCモータ3が1周回転する際に回転数検出出力FGから12回パルスを出力する設定を回転数検出出力FGの第2の仕様とする。なお、回転数検出出力FGの2つの異なる仕様は、回転数検出出力FGを用いてセットメーカー側の機器でDCモータ3の回転方向を判別可能であれば良い。従って、回転数検出出力FGの2つの異なる仕様は、パルス幅、デューティ、パルス振幅、パルス数のいずれかもしくは組み合わせで判別可能にしても良い。
Two different specifications are prepared for the rotation speed detection output FG generated by the
回転制御部47は、速度指令値生成部441から入力される速度指令値spと、位置推定部46から入力される位置推定信号とに基づいて、DCモータ3を速度指令値spの回転速度で回転方向設定部45に設定された回転方向(CWorCCW)に回転させる駆動制御信号をドライバ43に出力し、ドライバ43は、インバータ42を駆動制御するための駆動信号を生成し、生成した駆動信号をインバータ42に出力する。
The
また、回転制御部47は、指令判別部444からテストモード指示信号testが入力された場合、予め設定されたテストモードでDCモータ3を回転させる駆動制御信号をドライバ43に出力する。
Further, when the test mode instruction signal test is input from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、アナログ電圧である速度指令入力VSPに基づいてDCモータ3の回転速度を制御するモータ駆動装置40であって、下側閾電圧VspL~上側閾電圧VspHの範囲内の速度指令入力VSPからDCモータ3の回転速度を指示する速度指令値spを生成する速度指令値生成部441と、上側閾電圧VspHよりも高い指令判別閾電圧Vthを上回る速度指令入力VSPの入力パターン(他指令入力パターン)に基づいて、速度指令入力VSPに含まれる回転方向切換指令を判別する指令判別部444と、DCモータ3の回転方向を時計回りCWと反時計周りCCWとのいずれかに設定し、指令判別部444によって回転方向切換指令が判別されると、設定している回転方向を切り換える回転方向設定部45と、速度指令値spの回転速度で回転方向設定部45に設定された回転方向にDCモータ3を回転させる回転制御部47と、を具備する。
この構成により、モータメーカーとセットメーカーとの間で取り決められている5本の信号線に含まれる速度指令入力VSPを用いてDCモータ3の回転方向の切り換えを制御できる。
As described above, according to the present embodiment, the
With this configuration, switching of the rotation direction of the
さらに、本実施の形態は、指令判別部444は、回転方向切換指令を判別する他指令入力パターンとは異なる他指令入力パターンに基づいて、テストモード指令を判別し、回転制御部47は、指令判別部444によってテストモード指令が判別されると、予め設定されたテストモードでDCモータ3を回転させる。
この構成により、速度指令入力VSPによってテストモード指令と回転方向切換指令とを受け付けることができる。
Further, in the present embodiment, the
With this configuration, the test mode command and the rotation direction switching command can be accepted by the speed command input VSP.
さらに、本実施の形態によれば、DCモータ3から入力信号に基づいて、DCモータ3のステータに対するロータの位置を推定し、DCモータ3の回転数をモニタするための回転数検出出力FGを出力する位置推定部46を備え、位置推定部46は、回転方向設定部45に設定された回転方向に応じて異なる仕様の回転数検出出力FGを出力する。
この構成により、モータメーカーとセットメーカーとの間で取り決められている5本の信号線に含まれる回転数検出出力FGによってDCモータ3の回転方向を判別できる。
Furthermore, according to the present embodiment, based on the input signal from the
With this configuration, the rotation direction of the
以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでもない。 As described above, the present invention has been described in terms of specific embodiments, but the above-described embodiments are merely examples, and needless to say, modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 電気機器
2 モータ装置
3 DCモータ
4、40 モータ駆動装置
11 本体制御回路
41 電源回路
42 インバータ
43 ドライバ
44 速度指令判定部
45 回転方向設定部
46 位置推定部
47 回転制御部
441 速度指令値生成部
442 分圧回路
443 比較器
444 指令判別部
1
Claims (3)
下側閾電圧~上側閾電圧の範囲内の前記速度指令入力から前記モータの回転速度を指示する速度指令値を生成する速度指令値生成部と、
前記上側閾電圧よりも高い指令判別閾電圧を上回る前記速度指令入力の他指令入力パターンに基づいて、前記速度指令入力に含まれる回転方向切換指令を判別する指令判別部と、
前記モータの回転方向を時計回りと反時計周りとのいずれかに設定し、前記指令判別部によって前記回転方向切換指令が判別されると、設定している回転方向を切り換える回転方向設定部と、
前記速度指令値の回転速度で前記回転方向設定部に設定された回転方向に前記モータを回転させる回転制御部と、を具備することを特徴とするモータ駆動装置。 A motor drive device that controls the rotation speed of a motor based on a speed command input,
a speed command value generation unit that generates a speed command value that indicates the rotation speed of the motor from the speed command input within the range of the lower threshold voltage to the upper threshold voltage;
a command discrimination unit that discriminates a rotation direction switching command included in the speed command input based on the other command input pattern of the speed command input above a command discrimination threshold voltage higher than the upper threshold voltage;
a rotation direction setting unit for setting the rotation direction of the motor to either clockwise or counterclockwise, and switching the set rotation direction when the command determination unit determines the rotation direction switching command;
and a rotation control section that rotates the motor in the rotation direction set by the rotation direction setting section at the rotation speed of the speed command value.
前記回転制御部は、前記指令判別部によって前記テストモード指令が判別されると、予め設定されたテストモードで前記モータを回転させることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 The command discriminating unit discriminates a test mode command based on the other command input pattern different from the other command input pattern for discriminating the rotation direction switching command,
2. The motor driving device according to claim 1, wherein the rotation control unit rotates the motor in a preset test mode when the test mode command is determined by the command determination unit.
前記位置推定部は、前記回転方向設定部に設定された回転方向に応じて異なる仕様の前記回転数検出出力を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ駆動装置。 a position estimating unit for estimating the position of the rotor relative to the stator of the motor based on an input signal from the motor and outputting a rotation speed detection output for monitoring the rotation speed of the motor;
3. The motor driving device according to claim 1, wherein the position estimating section outputs the rotational speed detection output with different specifications according to the rotation direction set in the rotation direction setting section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021176269A JP2023065878A (en) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | Motor drive device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2021176269A Pending JP2023065878A (en) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | Motor drive device |
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2021
- 2021-10-28 JP JP2021176269A patent/JP2023065878A/en active Pending
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