JP3279366B2 - ダイナミックブレーキ回路を具備するモータ駆動回路 - Google Patents

ダイナミックブレーキ回路を具備するモータ駆動回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロナスモータやD
Cサーボモータをサーボドライブ回路により駆動し、駆
動したモータの発電出力を重い負荷に繋ぐことで発電制
動(dinamicbraking)を行うダイナミックブレーキ回路
を具備しているモータ駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のダイナミックブレーキ回
路においては、モータの発電出力を重い負荷に繋ぐの
に、リレーを用いるものやフォトカプラとトランジスタ
とを用いるものがある。図4は、リレーを用いるダイナ
ミックブレーキ回路の従来例を示す回路図である。この
従来例においては、インバータ回路に電源を供給する+
電源ラインをリレーRYのB接点の一端に接続し、リレ
ーRYの他端を2つのダイオードBD1,BD2のアノ
ードにコモンに接続し、2つのダイオードBD1,BD
2のカソードをそれぞれモータの駆動ラインDL1,D
L2に接続している。したがって、電源がオフとなりリ
レーRYがオンとなると、2つのダイオードとフルブリ
ッジ回路となっているインバータ回路のダイオードD1
1,D12,D21,D22との組み合せで、モータの
2本の駆動ラインDL1,DL2は短絡されたのと同様
な状態になる。これにより、4個のトランジスタTr1
1,Tr12,Tr21,Tr22は全てオフしている
状態でモータMに発電制動がかかる。しかし、この場合
に用いられるリレーは、大電流を流さねばならず形状の
大きなパワーリレーが必要となる。これを解決するため
に、図5に示すごとく、リレーRYの代わりに、サイリ
スタおよびサイリスタを駆動するパルストランスを用い
たものが提案されている。また、モータにブレーキをか
けるため、駆動ライン間すなわちモータ端子間をフォト
カプラを介して接続する方法が提案されている(特開昭
61−251493号公報)。この提案の場合には、イ
ンバータ回路の駆動電源がフォトカプラを駆動しなけれ
ばならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のダイナ
ミックブレーキ回路は、リレーを用いるものにあっては
パワーリレーを用いなければならず、小型化ができない
という問題があり、サイリスタを用いるものやフォトカ
プラを用いるものにあっては電源オフ時には駆動電源が
ないため、ブレーキがかからないという問題がある。本
発明は上記問題点に鑑み、リレーを用いず小型化が容易
であり、電源オフ時でもブレーキをかけることができる
ダイナミックブレーキ回路を具備するモータ駆動回路を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のモータ駆動回路
は、直流電源ライン間に接続された複数のトランジスタ
と各トランジスタに接続されたダイオードとからなるイ
ンバータ回路により、直流電源から駆動ラインを介して
電流を供給してモータを駆動し、電源オフ時には、直流
電源ラインの正極側ラインと駆動ライン間にそれぞれ接
続されたダイナミックブレーキ回路によってモータにブ
レーキをかけるモータ駆動回路であって、前記ダイナミ
ックブレーキ回路は、アノードが前記直流電源ラインの
正極側ラインに、カソードが前記駆動ラインに接続され
たサイリスタと、 サイリスタのアノードとゲートとを
接続するバイアス抵抗と、サイリスタのカソードとゲー
トとの間に接続され、前記直流電源がオンのときは接続
したカソードとゲートとの間を導通させるが、前記直流
電源がオフのときは接続したカソードとゲートとの間を
非導通にし、前記モータの回転によって発生しダイオー
ドにより整流されサイリスタに供給される電圧をバイア
ス抵抗を介してサイリスタのゲートにも供給させてサイ
リスタをオンさせモータにブレーキをかけさせるスイッ
チング素子とを有する。
【0005】また、前記スイッチング素子は光MOSF
ETであるのが好ましく、さらには、前記モータが2本
の駆動ラインを介して駆動されるDCサーボモータであ
る場合には、前記ダイナミックブレーキ回路は前記正極
側ラインと各駆動ラインとの間にそれぞれ接続され、前
記モータが3本の駆動ラインを介して駆動されるACサ
ーボモータである場合にも、前記ダイナミックブレーキ
回路は前記正極側ラインと各駆動ラインとの間にそれぞ
れ接続されているのが好ましい。
【0006】
【作用】直流電源が供給されている通常のときは、スイ
ッチング素子はオンとなっているので、サイリスタはオ
フであり、ダイナミックブレーキ回路はなんら作用を及
ぼさない。直流電源の供給が停止されると、スイッチン
グ素子はオフとなり、サイリスタのカソードとゲートと
の間は開放状態になる。この場合スイッチング素子とし
ては光MOSFETが耐圧上から好ましい。一方、モー
タの回転により発生しインバータ回路のダイオードによ
り整流された電圧が、サイリスタに供給される。この電
圧は抵抗を介してサイリスタのゲートにも印加されるの
でサイリスタはオンとなり、ダイオードとともに駆動ラ
イン間を短絡させ、モータに負荷を与えモータにブレー
キをかけることとなる。
【0007】
【実施例】次ぎに、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1は本発明のモータ駆動回路の一実施
例を示す回路図である。図2は、図1のダイナミックブ
レーキ回路を詳細に示す回路図、図3は図2の光MOS
FETを詳細に示す回路図である。インバータ回路は、
直列に接続されたトランジスタTr11,12およびト
ランジスタTr21,22が、+電源ラインと−電源ラ
イン間に並列に接続されて構成されている。トランジス
タTr11,12の接続点とトランジスタTr21,2
2の接続点とが、それぞれモータMの駆動ラインDL
1,DL2と接続されている。また、トランジスタTr
11,12,21,22のエミッタとコレクタとの間に
はそれぞれダイオードD11,D12,D21,D22
が接続されている。
【0008】ダイナミックブレーキ回路は、+電源ライ
ンと駆動駆動ラインDL1,DL2との間にそれぞれ接
続されたブレーキ回路BS1,BS2とからなる。各ブ
レーキ回路BS1,BS2は、アノードAが+電源ライ
ンに、カソードKが駆動ラインにそれぞれ接続されたサ
イリスタSSと、サイリスタSSのゲートGとアノード
Aとを接続する抵抗RRと、ゲートGとカソードKとを
接続するコンデンサCCと、電源ラインに電源が供給さ
れているときは、サイリスタSSのゲートGとカソード
Kとの間を短絡させているスイッチング素子である光M
OSFETとから構成されている。光MOSFETは、
ゲートGとカソードKとの間に直列に接続されたスイッ
チングトランジスタTr01,Tr02と、スイッチン
グトランジスタTr01,Tr02を駆動するための発
光素子EL01,EL02とからなり、+電源印加端子
PTと−電源印加端子NTとにそれぞれ+電源と−電源
とが印加されている間は、スイッチングトランジスタT
r01,Tr02がゲートGとカソードKとの間を短絡
させている。+電源印加端子PTと−電源印加端子NT
とに印加される電源は、インバータ回路に電源が供給さ
れているときには供給され、インバータ回路に電源が供
給されていないときには供給されない。しかし、+電源
印加端子PTと−電源印加端子NTとは、インバータ回
路の電源ラインとは切り放された別回路であり、モータ
Mの誘起電圧の影響は受けない。
【0009】次に、図1ないし図3で示された実施例の
動作について説明する。インバータ回路の電源ラインに
電源が供給されてモータMが駆動されているとき、光M
OSFETの端子PT,NTにも電源が供給され、光M
OSFETはオンとなり、サイリスタSSのゲートとカ
ソードとの間は短絡されるため、サイリスタSSはオフ
となる。このためダイナミックブレーキ回路は働かず、
モータMは正常に駆動されつづける。そのとき、なんら
かの原因で電源の供給が停止したとする。モータMは慣
性で回転しようとするので、ダイオードD11,D1
2,D21,D22が+電源ラインと駆動ラインとの間
に回生電圧を発生させる。一方、光MOSFETはオフ
となり、サイリスタSSのゲートGとカソードKとの間
をオフとする。このとき、電圧がサイリスタSSのアノ
ードAとカソードKとの間に供給されるので、サイリス
タSSのゲートGにも抵抗RRを介してバイアスが加わ
り、サイリスタSSはオンとなり、誘起電圧が存在する
限り、すなわちモータMが回転する限りモータMに負荷
をかける。モータMが停止すれば誘起電圧もなくなるの
でサイリスタSSもオフとなり初期状態に戻る。
【0010】すなわち、本実施例においては、電源オフ
時にサイリスタSSをオンさせる電源は、サイリスタS
Sに印加される誘起電圧そのものが使用されている。こ
のため、+電源ラインと駆動ラインとの間には高電圧が
かかるが、光MOSFETはフォトカプラと異なり、高
耐圧特性(例えば、600V)を有するものがあるので
問題ない。なお、本実施例ではスイッチング素子として
光MOSFETを採用しているが、光MOSFET以外
であっても高耐圧の素子であればスイッチング素子とし
て使用できることは明らかである。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ダイナミ
ックブレーキ回路がサイリスタと光MOSFETとの組
み合せから構成されていることにより、小型化が容易で
あり、電源オフ時にダイナミックブレーキ回路が、モー
タの誘起電圧を用いてモータの駆動ラインを短絡させる
ことにより、電源オフ時でもモータにブレーキをかける
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータ駆動回路の一実施例を示す回路
図である。
【図2】図1のダイナミックブレーキ回路を詳細に示す
回路図である。
【図3】図2の光MOSFETを詳細に示す回路図であ
る。
【図4】リレーを用いた従来例を示す回路図である。
【図5】サイリスタを用いた従来例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
Tr11,Tr12,Tr21,Tr22 トランジ
スタ D11,D12,D21,D22 ダイオード BS1,BS2 ブレーキ回路 DL1,DL2 駆動ライン SS サイリスタ RR 抵抗 CC コンデンサ PT +電源印加端子 NT −電源印加端子 EL01,EL02 発光素子 Tr01,Tr02 スイッチングトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 3/22 H02P 3/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源ライン間に接続された複数のト
    ランジスタと各トランジスタに接続されたダイオードと
    からなるインバータ回路により、直流電源から駆動ライ
    ンを介して電流を供給してモータを駆動し、電源オフ時
    には、直流電源ラインの正極側ラインと駆動ライン間に
    それぞれ接続されたダイナミックブレーキ回路によって
    モータにブレーキをかけるモータ駆動回路において、 前記ダイナミックブレーキ回路は、アノードが前記直流
    電源ラインの正極側ラインに、カソードが前記駆動ライ
    ンに接続されたサイリスタと、 サイリスタのアノードとゲートとを接続するバイアス抵
    抗と、 サイリスタのカソードとゲートとの間に接続され、前記
    直流電源がオンのときは接続したカソードとゲートとの
    間を導通させるが、前記直流電源がオフのときは接続し
    たカソードとゲートとの間を非導通にし、前記モータの
    回転によって発生しダイオードにより整流されサイリス
    タに供給される電圧をバイアス抵抗を介してサイリスタ
    のゲートにも供給させて前記電圧が0となるまでオン状
    態を保持するサイリスタをオンさせモータにブレーキを
    かけさせるスイッチング素子とを有することを特徴とす
    るモータ駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング素子は、光MOSFE
    Tである請求項1記載のモータ駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記モータは、2本の駆動ラインを介し
    て駆動されるDCサーボモータであり、前記ダイナミッ
    クブレーキ回路は、前記正極側ラインと各駆動ラインと
    の間にそれぞれ接続されている請求項1または2記載の
    モータ駆動回路。
  4. 【請求項4】 前記モータは、3本の駆動ラインを介し
    て駆動されるACサーボモータであり、前記ダイナミッ
    クブレーキ回路は、前記正極側ラインと各駆動ラインと
    の間にそれぞれ接続されている請求項1または2記載の
    モータ駆動回路。
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