JP3368009B2 - シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置 - Google Patents
シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シャッターの巻き上
げ、巻き下げを行なうシャッター駆動用の電動機の駆動
制御装置に関するものである。
げ、巻き下げを行なうシャッター駆動用の電動機の駆動
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シャッター駆動用の電動機は、短時間動
作でトルク変動が大きい負荷に対して、定速度動作を行
なうように運転制御を行なうことが要求される。また、
負荷変動が生じた場合に、異常状態であるか、または、
正常な運転状態における負荷変動であるかを見分ける必
要もある。
作でトルク変動が大きい負荷に対して、定速度動作を行
なうように運転制御を行なうことが要求される。また、
負荷変動が生じた場合に、異常状態であるか、または、
正常な運転状態における負荷変動であるかを見分ける必
要もある。
【０００３】例えば、軽量シャッターは、ガレージの出
入口や商店街の店舗の開口部に設置され、捩りスプリン
グを巻取ドラム内に設けて、スプリングトルクとシャッ
ターの重量によるシャッタートルクとのバランスで開閉
を行なっている。
入口や商店街の店舗の開口部に設置され、捩りスプリン
グを巻取ドラム内に設けて、スプリングトルクとシャッ
ターの重量によるシャッタートルクとのバランスで開閉
を行なっている。
【０００４】このようなシャッターを電動機駆動させる
場合に、シャッタートルクは、シャッターが巻き取られ
て行くときの重量および巻径の変化によって、かなり変
動する。捩りスプリングを介在させて電動機で巻き上
げ、巻き下げを行なうように構成した場合には、シャッ
タートルクとスプリングトルクとのアンバランス量にガ
イドレール内の抵抗等が付加されて、電動機のトルク
は、最大で２０ｋｇ前後になることもある。また、スプ
リングトルクよりもシャッタートルクが大きくなること
があり、このような場合には、電動機が加速され、回転
速度が急上昇してしまうこともある。
場合に、シャッタートルクは、シャッターが巻き取られ
て行くときの重量および巻径の変化によって、かなり変
動する。捩りスプリングを介在させて電動機で巻き上
げ、巻き下げを行なうように構成した場合には、シャッ
タートルクとスプリングトルクとのアンバランス量にガ
イドレール内の抵抗等が付加されて、電動機のトルク
は、最大で２０ｋｇ前後になることもある。また、スプ
リングトルクよりもシャッタートルクが大きくなること
があり、このような場合には、電動機が加速され、回転
速度が急上昇してしまうこともある。
【０００５】このように、大きなトルク変動や加速状態
となることがあることを考慮すると、従来の駆動制御方
式では、安定した電動機制御を行なうことは困難であ
る。
となることがあることを考慮すると、従来の駆動制御方
式では、安定した電動機制御を行なうことは困難であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、変動する負荷に対して安定
した駆動ができ、異常負荷に対しても対応できるシャッ
ター駆動用の電動機の駆動制御装置を提供することを目
的とするものである。
情に鑑みてなされたもので、変動する負荷に対して安定
した駆動ができ、異常負荷に対しても対応できるシャッ
ター駆動用の電動機の駆動制御装置を提供することを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置におい
て、シャッター駆動用の電動機と、該電動機の回転数を
検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段の検出値
を基準値と比較する比較手段と、前記電動機を駆動する
ための第１のパルス電圧を発生する電源と、第２のパル
ス電圧により制御されるスイッチング手段と、該スイッ
チング手段により前記電動機の出力電圧を短絡させる短
絡手段と、制御手段を有し、該制御手段は、前記電動機
が前記第１のパルス電圧により駆動されるときに、前記
比較手段の比較結果に基づいて前記第１のパルス電圧の
デューティを変化させて前記回転数検出手段の検出値が
基準値となるように制御し、駆動のための前記第１のパ
ルス電圧のデューティが最小値でも前記回転数検出手段
の検出値が基準値を超えているときに、前記第１のパル
ス電圧をオフにして、前記第２のパルス電圧により前記
スイッチング手段を作動させるとともに、前記比較手段
の比較結果に基づいて前記第２のパルス電圧のデューテ
ィを変化させて前記回転数検出手段の検出値が基準値と
なるように制御することを特徴とするものである。
は、シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置におい
て、シャッター駆動用の電動機と、該電動機の回転数を
検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段の検出値
を基準値と比較する比較手段と、前記電動機を駆動する
ための第１のパルス電圧を発生する電源と、第２のパル
ス電圧により制御されるスイッチング手段と、該スイッ
チング手段により前記電動機の出力電圧を短絡させる短
絡手段と、制御手段を有し、該制御手段は、前記電動機
が前記第１のパルス電圧により駆動されるときに、前記
比較手段の比較結果に基づいて前記第１のパルス電圧の
デューティを変化させて前記回転数検出手段の検出値が
基準値となるように制御し、駆動のための前記第１のパ
ルス電圧のデューティが最小値でも前記回転数検出手段
の検出値が基準値を超えているときに、前記第１のパル
ス電圧をオフにして、前記第２のパルス電圧により前記
スイッチング手段を作動させるとともに、前記比較手段
の比較結果に基づいて前記第２のパルス電圧のデューテ
ィを変化させて前記回転数検出手段の検出値が基準値と
なるように制御することを特徴とするものである。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のシャッター駆動用の電動機の駆動制御装置において、
前記デューティを記憶する記憶手段を設け、新たな動作
時のデューティと比較し、変化があった場合に記憶デー
タを更新することを特徴とするものである。
のシャッター駆動用の電動機の駆動制御装置において、
前記デューティを記憶する記憶手段を設け、新たな動作
時のデューティと比較し、変化があった場合に記憶デー
タを更新することを特徴とするものである。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のシャッター駆動用の電動機の駆動制御装置に
おいて、周期的にデューティに基づく値を取り込みこれ
を記憶する記憶手段と、取り込んだ記憶値を１つ前の周
期の記憶値を比較する比較手段を設け、該比較手段によ
る比較結果が一定の限度を超えたとき異常信号を出力す
ることを特徴とするものである。
２に記載のシャッター駆動用の電動機の駆動制御装置に
おいて、周期的にデューティに基づく値を取り込みこれ
を記憶する記憶手段と、取り込んだ記憶値を１つ前の周
期の記憶値を比較する比較手段を設け、該比較手段によ
る比較結果が一定の限度を超えたとき異常信号を出力す
ることを特徴とするものである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のシャッター駆動用の電動機の駆
動制御装置において、デューティの異なる複数のパター
ンを記憶する記憶手段を設け、前記パターンを選択する
ことによってデューティを決定することを特徴とするも
のである。
のいずれか１項に記載のシャッター駆動用の電動機の駆
動制御装置において、デューティの異なる複数のパター
ンを記憶する記憶手段を設け、前記パターンを選択する
ことによってデューティを決定することを特徴とするも
のである。
【００１１】
【００１２】
【作用】本発明によれば、第１のパルス電圧により駆動
される電動機における第１のパルス電圧のデューティを
変化させることにより、駆動エネルギーを変化させるこ
とができ、電動機の回転数を制御できる。また、駆動の
ための第１のパルス電圧のデューティが最小値でも回転
数が基準値を超えているときには、第２のパルス電圧に
より制御されるスイッチング手段により発電制動をかけ
るとともに、第２のパルス電圧のデューティを変化させ
ることにより制動力を制御して、回転数を制御すること
ができる。
される電動機における第１のパルス電圧のデューティを
変化させることにより、駆動エネルギーを変化させるこ
とができ、電動機の回転数を制御できる。また、駆動の
ための第１のパルス電圧のデューティが最小値でも回転
数が基準値を超えているときには、第２のパルス電圧に
より制御されるスイッチング手段により発電制動をかけ
るとともに、第２のパルス電圧のデューティを変化させ
ることにより制動力を制御して、回転数を制御すること
ができる。
【００１３】前記デュ−ティを記憶する記憶手段を設
け、新たな動作時のデュ−ティと比較し、変化があった
場合に記憶デ−タを更新することにより、円滑な制御が
可能であり、周期的にデュ−ティに基づく値を取り込ん
で、これを１つ前の周期の記憶値と比較し、比較結果が
一定の限度を超えたとき異常信号を出力することができ
る。
け、新たな動作時のデュ−ティと比較し、変化があった
場合に記憶デ−タを更新することにより、円滑な制御が
可能であり、周期的にデュ−ティに基づく値を取り込ん
で、これを１つ前の周期の記憶値と比較し、比較結果が
一定の限度を超えたとき異常信号を出力することができ
る。
【００１４】デュ−ティの異なる複数のパタ−ンを記憶
する記憶手段を設けて、このパタ−ンを選択することに
よって、デュ−ティの決定が容易となる。
する記憶手段を設けて、このパタ−ンを選択することに
よって、デュ−ティの決定が容易となる。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明の電動機の駆動制御装置の一
実施例を説明するための、電動機の駆動回路の回路図で
ある。図中、１１はモータ、Ｕ，Ｖ，Ｗはその巻線、１
２はホールＩＣ、ＨＵ，ＨＶ，ＨＷはその検出電圧、１
３は電流検出トランス、ＶＣはその検出電圧、１４は直
流電源、１５はＣＰＵ、ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ
４，ＰＣ５，ＰＣ６，ＰＣ７，ＰＣ８はフォトカプラ、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８はス
イッチングトランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ
５，Ｄ６はダイオード、Ｒ７，Ｒ８は抵抗、Ｖ７，Ｖ８
はパルス電圧である。
実施例を説明するための、電動機の駆動回路の回路図で
ある。図中、１１はモータ、Ｕ，Ｖ，Ｗはその巻線、１
２はホールＩＣ、ＨＵ，ＨＶ，ＨＷはその検出電圧、１
３は電流検出トランス、ＶＣはその検出電圧、１４は直
流電源、１５はＣＰＵ、ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ
４，ＰＣ５，ＰＣ６，ＰＣ７，ＰＣ８はフォトカプラ、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８はス
イッチングトランジスタ、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ
５，Ｄ６はダイオード、Ｒ７，Ｒ８は抵抗、Ｖ７，Ｖ８
はパルス電圧である。
【００１６】この実施例では、モーター１１をシャッタ
ーの巻き上げ、巻き下げに用いた。モータ１１の駆動
は、スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ
４，Ｔ５，Ｔ６のタイミング制御によって、正回転また
は逆回転される。スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ
２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６は、ＣＰＵ１５からの出力
により駆動されるフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ
３，ＰＣ４，ＰＣ５，ＰＣ６の出力によってＯＮ，ＯＦ
Ｆ制御されるが、そのタイミングは後述する。また、ス
イッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ
５，Ｔ６を介してモータ１１に印加される直流電源１４
は、ＣＰＵ１５からのパルス電圧Ｖ７によってＯＮ，Ｏ
ＦＦ制御されるよう構成されている。
ーの巻き上げ、巻き下げに用いた。モータ１１の駆動
は、スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ
４，Ｔ５，Ｔ６のタイミング制御によって、正回転また
は逆回転される。スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ
２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６は、ＣＰＵ１５からの出力
により駆動されるフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ
３，ＰＣ４，ＰＣ５，ＰＣ６の出力によってＯＮ，ＯＦ
Ｆ制御されるが、そのタイミングは後述する。また、ス
イッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ
５，Ｔ６を介してモータ１１に印加される直流電源１４
は、ＣＰＵ１５からのパルス電圧Ｖ７によってＯＮ，Ｏ
ＦＦ制御されるよう構成されている。
【００１７】モータ１１に制動をかけることができる。
パルス電圧Ｖ７をオフにする。この状態では、フォトカ
プラＰＣ７がＯＮ状態となることはないから、スイッチ
ングトランジスタＴ７はＯＦＦ状態を継続し、直流電源
１４がスイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３には
印加されることはない。一方、ＣＰＵ１５からパルス電
圧Ｖ８が加えられ、フォトカプラＰＣ８がＯＮとなる
と、スイッチングトランジスタＴ８がＯＮとなり、モー
タ１１の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗによる起電力がダイオードＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を通り抵抗Ｒ８に流
れて発電制動が行なわれる。この動作についても後述す
る。
パルス電圧Ｖ７をオフにする。この状態では、フォトカ
プラＰＣ７がＯＮ状態となることはないから、スイッチ
ングトランジスタＴ７はＯＦＦ状態を継続し、直流電源
１４がスイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３には
印加されることはない。一方、ＣＰＵ１５からパルス電
圧Ｖ８が加えられ、フォトカプラＰＣ８がＯＮとなる
と、スイッチングトランジスタＴ８がＯＮとなり、モー
タ１１の巻線Ｕ，Ｖ，Ｗによる起電力がダイオードＤ
１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を通り抵抗Ｒ８に流
れて発電制動が行なわれる。この動作についても後述す
る。
【００１８】ホールＩＣ１２は、モータ１１のローター
の回転位置を検出し、出力電圧ＨＵ，ＨＶ，ＨＷをＣＰ
Ｕ１５に入力する。これにより、ＣＰＵ１５は、モータ
１１の回転速度やローターの位置等の回転情報を検出す
ることができる。
の回転位置を検出し、出力電圧ＨＵ，ＨＶ，ＨＷをＣＰ
Ｕ１５に入力する。これにより、ＣＰＵ１５は、モータ
１１の回転速度やローターの位置等の回転情報を検出す
ることができる。
【００１９】電流検出トランス１３は、モータ１１の１
つの相の電流を検出する。シャッターに障害が生じて、
巻き上げや巻き下げが不能な状態となるような過負荷が
生じると、過大電流が流れ、検出電圧ＶＣが大きくな
る。ＣＰＵ１５は、ＶＣを監視し、所定値を超えると異
常状態と判断して、モータ１１の駆動を停止する。この
場合、監視センターなどへ通報を発するようにすること
もできる。
つの相の電流を検出する。シャッターに障害が生じて、
巻き上げや巻き下げが不能な状態となるような過負荷が
生じると、過大電流が流れ、検出電圧ＶＣが大きくな
る。ＣＰＵ１５は、ＶＣを監視し、所定値を超えると異
常状態と判断して、モータ１１の駆動を停止する。この
場合、監視センターなどへ通報を発するようにすること
もできる。
【００２０】モータ１１の一例について説明する。図２
は、モータ１１の説明図である。図中、１６はステー
タ、１７はロータ、１８はホール素子である。ステータ
１６側には、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗが２組ずつ巻かれており、
各組の巻線は同極となる巻回方向である。ロータ１６側
は４極に着磁されている。ロータ１７に対して、６０度
の回転角度で３つのホール素子１８が配置されており、
ロータ１７の回転位相を検出できる。また、回転位相の
変化の時間を計測することによって、回転速度を検出す
ることができる。なお、図では、ロータ１７の中心部に
孔があり、その孔の中にホール素子１８が配置されてい
るように図示されているが、ロータとホール素子の配置
関係は適宜でよい。ロータの回転軸に磁石を取り付け、
その磁石に対向してホール素子やホールＩＣを配置して
もよい。また、光電素子等のセンサを用いることもでき
る。
は、モータ１１の説明図である。図中、１６はステー
タ、１７はロータ、１８はホール素子である。ステータ
１６側には、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗが２組ずつ巻かれており、
各組の巻線は同極となる巻回方向である。ロータ１６側
は４極に着磁されている。ロータ１７に対して、６０度
の回転角度で３つのホール素子１８が配置されており、
ロータ１７の回転位相を検出できる。また、回転位相の
変化の時間を計測することによって、回転速度を検出す
ることができる。なお、図では、ロータ１７の中心部に
孔があり、その孔の中にホール素子１８が配置されてい
るように図示されているが、ロータとホール素子の配置
関係は適宜でよい。ロータの回転軸に磁石を取り付け、
その磁石に対向してホール素子やホールＩＣを配置して
もよい。また、光電素子等のセンサを用いることもでき
る。
【００２１】図３は、ＣＰＵ１５からの制御電圧によっ
て、フォトカプラＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，Ｐ
Ｃ５，ＰＣ６のＯＮ／ＯＦＦ制御が行なわれて、スイッ
チングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ
６がスイッチングされる動作を説明するための波形図で
ある。
て、フォトカプラＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，Ｐ
Ｃ５，ＰＣ６のＯＮ／ＯＦＦ制御が行なわれて、スイッ
チングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ
６がスイッチングされる動作を説明するための波形図で
ある。
【００２２】スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ
３のうちの１つと、スイッチングトランジスタＴ４，Ｔ
５，Ｔ６のうちの１つが導通され、モータ１１の巻線に
電流が流れる。図３（Ａ）は、スイッチングトランジス
タＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６のＯＮ／ＯＦＦ
状態を図示し、それによるモータの巻線端の電圧、すな
わち、Ｕ−Ｖ，Ｖ−Ｗ，Ｗ−Ｕ間の電圧を図３（Ｂ）に
示す。なお、回転方向を逆転させるには、Ｕ−Ｖ，Ｖ−
Ｗ，Ｗ−Ｕ間の電圧のどれか２つが入れ替わるように、
スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ
５，Ｔ６が制御されればよい。図３（Ｃ）は、ホールＩ
Ｃ１２による検出電圧ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを示す。
３のうちの１つと、スイッチングトランジスタＴ４，Ｔ
５，Ｔ６のうちの１つが導通され、モータ１１の巻線に
電流が流れる。図３（Ａ）は、スイッチングトランジス
タＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６のＯＮ／ＯＦＦ
状態を図示し、それによるモータの巻線端の電圧、すな
わち、Ｕ−Ｖ，Ｖ−Ｗ，Ｗ−Ｕ間の電圧を図３（Ｂ）に
示す。なお、回転方向を逆転させるには、Ｕ−Ｖ，Ｖ−
Ｗ，Ｗ−Ｕ間の電圧のどれか２つが入れ替わるように、
スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ
５，Ｔ６が制御されればよい。図３（Ｃ）は、ホールＩ
Ｃ１２による検出電圧ＨＵ，ＨＶ，ＨＷを示す。
【００２３】このようにスイッチングトランジスタＴ
１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６が制御された場合の
動作を説明する。図４は、図３における２番目の位相の
状態を示している。この状態は、スイッチングトランジ
スタＴ１とＴ５がＯＮである。電流は図４（Ｂ）に示す
ように流れ、ステータ１６は、図４（Ａ）に示すように
励磁され、ロータ１７は時計方向に回転する。次の３番
目の位相の状態では、図５（Ｂ）に示すように、スイッ
チングトランジスタＴ１とＴ６がＯＮとなり、図５
（Ａ）に示すように、励磁され、ロータ１７が時計方向
に回転する。以下、第３図に示したように、スイッチン
グトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６が
制御され、モータ１１が回転する。
１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６が制御された場合の
動作を説明する。図４は、図３における２番目の位相の
状態を示している。この状態は、スイッチングトランジ
スタＴ１とＴ５がＯＮである。電流は図４（Ｂ）に示す
ように流れ、ステータ１６は、図４（Ａ）に示すように
励磁され、ロータ１７は時計方向に回転する。次の３番
目の位相の状態では、図５（Ｂ）に示すように、スイッ
チングトランジスタＴ１とＴ６がＯＮとなり、図５
（Ａ）に示すように、励磁され、ロータ１７が時計方向
に回転する。以下、第３図に示したように、スイッチン
グトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６が
制御され、モータ１１が回転する。
【００２４】以上の説明では、スイッチングトランジス
タＴ１，Ｔ２，Ｔ３に印加される電圧が直流電圧である
として説明した。しかし、本発明では、スイッチングト
ランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３に印加される電圧をパルス
電圧とした。すなわち、図１における直流電源１４から
スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３に至る経路
にスイッチングトランジスタＴ７を介在させ、これをＣ
ＰＵ１５からのパルス電圧Ｖ７でＯＮ／ＯＦＦさせる。
パルス電圧Ｖ７は、スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ
２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６をＯＮ／ＯＦＦさせる電圧
の周波数に比較して充分に高い周波数である。また、パ
ルス電圧Ｖ７のＯＮ／ＯＦＦ比、すなわち、デューティ
は、ＣＰＵ１５で制御される。デューティが大きけれ
ば、実効的な電流は多くなり、モータ１１の出力トルク
は大きい。デューティが小さいと、実効的な電流が小さ
くなり、出力トルクは小さくなる。
タＴ１，Ｔ２，Ｔ３に印加される電圧が直流電圧である
として説明した。しかし、本発明では、スイッチングト
ランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３に印加される電圧をパルス
電圧とした。すなわち、図１における直流電源１４から
スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３に至る経路
にスイッチングトランジスタＴ７を介在させ、これをＣ
ＰＵ１５からのパルス電圧Ｖ７でＯＮ／ＯＦＦさせる。
パルス電圧Ｖ７は、スイッチングトランジスタＴ１，Ｔ
２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６をＯＮ／ＯＦＦさせる電圧
の周波数に比較して充分に高い周波数である。また、パ
ルス電圧Ｖ７のＯＮ／ＯＦＦ比、すなわち、デューティ
は、ＣＰＵ１５で制御される。デューティが大きけれ
ば、実効的な電流は多くなり、モータ１１の出力トルク
は大きい。デューティが小さいと、実効的な電流が小さ
くなり、出力トルクは小さくなる。
【００２５】ホールＩＣ１２からの検出電圧を利用し
て、モータ１１の回転速度を検出し、基準回転数と比較
して、回転数が大きい場合には、デューティを小さく
し、回転数が基準値より小さくなった場合には、デュー
ティを大きくなるよう制御して、回転数を一定に保つ。
て、モータ１１の回転速度を検出し、基準回転数と比較
して、回転数が大きい場合には、デューティを小さく
し、回転数が基準値より小さくなった場合には、デュー
ティを大きくなるよう制御して、回転数を一定に保つ。
【００２６】シャッターのバランス状態によっては、デ
ューティを最小にしても、回転数が基準値より小さくな
らないことがある。この場合には、発電制動をかける。
フォトカプラＰＣ７にパルス電圧を印加しない状態にお
いて、フォトカプラＰＣ８にパルス電圧Ｖ８を印加す
る。この場合の回路は図６のようになる。パルス電圧Ｖ
８によって、スイッチングトランジスタＴ８が導通する
期間において、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの電位が上がった
巻線の出力電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ
４，Ｄ５，Ｄ６のいずれかを介して抵抗Ｒ８に流れる。
したがって、モータ１１の起電力は抵抗Ｒ８で短絡さ
れ、発電制動がかけられる。図では、Ｗ−Ｖ間にＷ側が
＋となる起電力が生じた場合を図示している。ダイオー
ドＤ３とＤ４を通って抵抗Ｒ８に電流が流れる。この場
合、パルス電圧Ｖ８のデューティを変えることによっ
て、制動力を変えることができる。
ューティを最小にしても、回転数が基準値より小さくな
らないことがある。この場合には、発電制動をかける。
フォトカプラＰＣ７にパルス電圧を印加しない状態にお
いて、フォトカプラＰＣ８にパルス電圧Ｖ８を印加す
る。この場合の回路は図６のようになる。パルス電圧Ｖ
８によって、スイッチングトランジスタＴ８が導通する
期間において、巻線Ｕ，Ｖ，Ｗのうちの電位が上がった
巻線の出力電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ
４，Ｄ５，Ｄ６のいずれかを介して抵抗Ｒ８に流れる。
したがって、モータ１１の起電力は抵抗Ｒ８で短絡さ
れ、発電制動がかけられる。図では、Ｗ−Ｖ間にＷ側が
＋となる起電力が生じた場合を図示している。ダイオー
ドＤ３とＤ４を通って抵抗Ｒ８に電流が流れる。この場
合、パルス電圧Ｖ８のデューティを変えることによっ
て、制動力を変えることができる。
【００２７】具体例について説明する。この例では、予
め定められている基準回転数を４６８０ｒｐｍとした
が、シャッターの巻き上げ軸では、１／１５６に減速
し、３０ｒｐｍとした。したがって、ロータの１回転
は、ほぼ１２ｍｓｅｃで、図３で説明した１位相分は、
ほぼ１ｍｓｅｃである。
め定められている基準回転数を４６８０ｒｐｍとした
が、シャッターの巻き上げ軸では、１／１５６に減速
し、３０ｒｐｍとした。したがって、ロータの１回転
は、ほぼ１２ｍｓｅｃで、図３で説明した１位相分は、
ほぼ１ｍｓｅｃである。
【００２８】パルス電圧Ｖ７は、周期が５２μｓｅｃで
あり、デューティは最大値が４８／５２、最小値が４／
５２で、４μｓｅｃ単位で１２ステップのパターンが図
示しないＲＯＭに記憶されている。すなわち、駆動状態
におけるデューティは、１２ステップが選択できる。
あり、デューティは最大値が４８／５２、最小値が４／
５２で、４μｓｅｃ単位で１２ステップのパターンが図
示しないＲＯＭに記憶されている。すなわち、駆動状態
におけるデューティは、１２ステップが選択できる。
【００２９】パルス電圧Ｖ８は、周期が５０μｓｅｃで
あり、デューティは最大値が４８／５０、最小値が２／
５０で、２μｓｅｃ単位で２４ステップのパターンが図
示しないＲＯＭに記憶されている。すなわち、制動状態
におけるデューティは、２４ステップが選択できる。こ
の具体例ではデューティが０であるパターンをもってい
ないが、これを設けてもよいことは勿論である。
あり、デューティは最大値が４８／５０、最小値が２／
５０で、２μｓｅｃ単位で２４ステップのパターンが図
示しないＲＯＭに記憶されている。すなわち、制動状態
におけるデューティは、２４ステップが選択できる。こ
の具体例ではデューティが０であるパターンをもってい
ないが、これを設けてもよいことは勿論である。
【００３０】なお、この具体例では、パルス電圧Ｖ７と
Ｖ８とは、別個の信号を用いたが、同じ信号を共用する
ようにしてもよい。
Ｖ８とは、別個の信号を用いたが、同じ信号を共用する
ようにしてもよい。
【００３１】モータ１１の回転数は、１ｍｓｅｃごとに
取り込み、基準回転数である４６８０ｒｐｍと比較し
て、その都度パルス電圧Ｖ７のデューティのパターンを
選択する。パターンの選択の方法は、回転数が基準回転
数より小さくなると、デューティを１ステップ増加させ
るようにする。逆に、回転数が基準回転数より大きくな
ると、デューティを１ステップ減少させるようにする。
最小のデューティ（この場合では４／５２であるが、デ
ューティ０を設けた場合には、これが最小のデューティ
となる。）を選択しても、回転数が基準回転数より大き
い場合は、パルス電圧Ｖ７を停止して、パルス電圧Ｖ８
を印加する。それにより最小のデューティ、すなわち、
２／５０で発電制動がかけられる。それでも回転数が基
準回転数より大きければ、さらに１ステップ大きいデュ
ーティで制動がかけられる。
取り込み、基準回転数である４６８０ｒｐｍと比較し
て、その都度パルス電圧Ｖ７のデューティのパターンを
選択する。パターンの選択の方法は、回転数が基準回転
数より小さくなると、デューティを１ステップ増加させ
るようにする。逆に、回転数が基準回転数より大きくな
ると、デューティを１ステップ減少させるようにする。
最小のデューティ（この場合では４／５２であるが、デ
ューティ０を設けた場合には、これが最小のデューティ
となる。）を選択しても、回転数が基準回転数より大き
い場合は、パルス電圧Ｖ７を停止して、パルス電圧Ｖ８
を印加する。それにより最小のデューティ、すなわち、
２／５０で発電制動がかけられる。それでも回転数が基
準回転数より大きければ、さらに１ステップ大きいデュ
ーティで制動がかけられる。
【００３２】このようにして、１ｍｓｅｃ単位で制御が
行なわれ、回転数の変化があると、１ｍｓｅｃで１ステ
ップのデューティが変化するパターンが選択される。１
ｍｓｅｃごとの制御単位時間において用いられたステッ
プは記憶され、５１２単位時間、すなわち、０．５１２
秒ごとにその平均値が計算される。平均値の計算は、例
えば、制動状態における制動力最大のパターンをステッ
プ０とし、駆動状態における駆動力最大のパターンをス
テップ３５として、このステップの数値を平均すればよ
い。この場合、０．５１２秒を制御周期と呼べば、制御
周期に用いられたステップの数値や、制御周期における
ステップの平均値が記憶される。これらの値は、印字出
力が可能なように構成され、運転状態を分析することが
できる。
行なわれ、回転数の変化があると、１ｍｓｅｃで１ステ
ップのデューティが変化するパターンが選択される。１
ｍｓｅｃごとの制御単位時間において用いられたステッ
プは記憶され、５１２単位時間、すなわち、０．５１２
秒ごとにその平均値が計算される。平均値の計算は、例
えば、制動状態における制動力最大のパターンをステッ
プ０とし、駆動状態における駆動力最大のパターンをス
テップ３５として、このステップの数値を平均すればよ
い。この場合、０．５１２秒を制御周期と呼べば、制御
周期に用いられたステップの数値や、制御周期における
ステップの平均値が記憶される。これらの値は、印字出
力が可能なように構成され、運転状態を分析することが
できる。
【００３３】図７は、この具体例に基づいてモータの回
転制御を行なう一実施例の動作のフローチャートであ
る。フローがスタートして待機状態となる。この状態
で、シャッター操作ボタンが押されると、Ｓ１で、モー
タの起動が指令される。起動は、シャッターが中間位置
で停止された状態から行なわれることもあるが、普通の
操作では、全開状態からの巻き上げと、全閉状態からの
巻き下げが普通である。巻き上げと巻き下げでは、用い
られる最適のステップが相違する。この実施例では、前
回の運転において用いられたステップ値が記憶されてい
る。記憶値は、巻き上げと巻き下げのそれぞれに対し
て、前回の運転における最後の制御周期のステップの平
均値を用いる。巻き上げと巻き下げのそれぞれに対し
て、前回の運転における起動時の制御周期のステップの
平均値を記憶させてもよい。Ｓ２では、この記憶値によ
るステップ値が設定され、変数ＭとＮがＳ４，Ｓ５で初
期化され、運転が開始される。運転開始後は、Ｓ６で、
１ｍｓｅｃごとに割り込みタイマーからの割り込み指令
がかけられる。割り込み指令によって、Ｓ７で、回転数
が検出され、設定された基準回転数、上述の具体例でい
えば、４６８０ｒｐｍと比較される。変化があると、Ｓ
８へ進んで、その変化の方向に応じて、駆動または制動
のパターンのステップが１ステップ変更される。変更さ
れたステップ値は記憶される。回転数が、基準回転数か
ら変化しない場合は、ステップ値の変更は行なわず、Ｓ
９へ移行して、ステップ値が記憶される。Ｓ１０では、
制御周期のためのカウントを行ない、Ｓ１１において、
Ｎが５１２に達するまでＳ６へループして、１ｍｓｅｃ
の割り込みがあるごとに上述した動作を繰り返して、モ
ータの回転数を基準回転数になるよう制御する。
転制御を行なう一実施例の動作のフローチャートであ
る。フローがスタートして待機状態となる。この状態
で、シャッター操作ボタンが押されると、Ｓ１で、モー
タの起動が指令される。起動は、シャッターが中間位置
で停止された状態から行なわれることもあるが、普通の
操作では、全開状態からの巻き上げと、全閉状態からの
巻き下げが普通である。巻き上げと巻き下げでは、用い
られる最適のステップが相違する。この実施例では、前
回の運転において用いられたステップ値が記憶されてい
る。記憶値は、巻き上げと巻き下げのそれぞれに対し
て、前回の運転における最後の制御周期のステップの平
均値を用いる。巻き上げと巻き下げのそれぞれに対し
て、前回の運転における起動時の制御周期のステップの
平均値を記憶させてもよい。Ｓ２では、この記憶値によ
るステップ値が設定され、変数ＭとＮがＳ４，Ｓ５で初
期化され、運転が開始される。運転開始後は、Ｓ６で、
１ｍｓｅｃごとに割り込みタイマーからの割り込み指令
がかけられる。割り込み指令によって、Ｓ７で、回転数
が検出され、設定された基準回転数、上述の具体例でい
えば、４６８０ｒｐｍと比較される。変化があると、Ｓ
８へ進んで、その変化の方向に応じて、駆動または制動
のパターンのステップが１ステップ変更される。変更さ
れたステップ値は記憶される。回転数が、基準回転数か
ら変化しない場合は、ステップ値の変更は行なわず、Ｓ
９へ移行して、ステップ値が記憶される。Ｓ１０では、
制御周期のためのカウントを行ない、Ｓ１１において、
Ｎが５１２に達するまでＳ６へループして、１ｍｓｅｃ
の割り込みがあるごとに上述した動作を繰り返して、モ
ータの回転数を基準回転数になるよう制御する。
【００３４】Ｎが５１２になると、Ｓ１１からＳ１２へ
移行する。Ｓ１２では、５１２回のステップ値の平均を
演算する。この制御周期内のステップ値の平均値は、Ｓ
１３で、前回の制御周期におけるステップ値の平均値と
比較される。比較した結果が、ある範囲内、例えば、１
ステップ以内であれば、Ｓ１７へ移行して変数Ｍを０に
して、Ｓ１８で、前回の制御周期におけるステップ値の
平均値を今回の制御周期におけるステップ値の平均値で
置換して、これを次の制御周期の比較値とし、Ｓ５へル
ープしてＮを０にして、割り込みを待つ。制御周期を設
けて平均値をとるかわりに、適当なタイミングで、ステ
ップ値を取り込むようにしてもよい。
移行する。Ｓ１２では、５１２回のステップ値の平均を
演算する。この制御周期内のステップ値の平均値は、Ｓ
１３で、前回の制御周期におけるステップ値の平均値と
比較される。比較した結果が、ある範囲内、例えば、１
ステップ以内であれば、Ｓ１７へ移行して変数Ｍを０に
して、Ｓ１８で、前回の制御周期におけるステップ値の
平均値を今回の制御周期におけるステップ値の平均値で
置換して、これを次の制御周期の比較値とし、Ｓ５へル
ープしてＮを０にして、割り込みを待つ。制御周期を設
けて平均値をとるかわりに、適当なタイミングで、ステ
ップ値を取り込むようにしてもよい。
【００３５】Ｓ１３において、前回の制御周期における
ステップ値の平均値との差が、例えば、１０以上となっ
た場合には、障害物等による急激な負荷の変動が生じた
ことになる。この場合は、Ｓ１９へ移行して、異常停止
を行なう。また、差が１０以上でなければ、Ｓ１５でＭ
を１だけ加算する。Ｓ１６では、Ｍが、例えば、６とな
ったか否かの判別を行なう。すなわち、６回の制御周期
において連続して平均値が更新されたことは、負荷の増
大または減少が継続していることになる。この場合も、
Ｓ１９へ移行して異常停止を行なう。
ステップ値の平均値との差が、例えば、１０以上となっ
た場合には、障害物等による急激な負荷の変動が生じた
ことになる。この場合は、Ｓ１９へ移行して、異常停止
を行なう。また、差が１０以上でなければ、Ｓ１５でＭ
を１だけ加算する。Ｓ１６では、Ｍが、例えば、６とな
ったか否かの判別を行なう。すなわち、６回の制御周期
において連続して平均値が更新されたことは、負荷の増
大または減少が継続していることになる。この場合も、
Ｓ１９へ移行して異常停止を行なう。
【００３６】もっとも、ここで説明したフローチャート
Ｓ１３〜Ｓ１６では、６回の継続する増大または６回の
継続する減少に限られず、ステップ数の平均値の増加お
よび減少が混在して６回にわたって継続した場合も、異
常停止をしてしまう。このような、変動も異常とみれ
ば、このフローでよい。しかし、摩擦抵抗の経年的な増
大等により、負荷変動が大きくなった場合には、Ｍの加
算において、平均値の増大と減少を区別するようにした
り、Ｓ１３における閾値を大きくしたりするようにして
もよい。
Ｓ１３〜Ｓ１６では、６回の継続する増大または６回の
継続する減少に限られず、ステップ数の平均値の増加お
よび減少が混在して６回にわたって継続した場合も、異
常停止をしてしまう。このような、変動も異常とみれ
ば、このフローでよい。しかし、摩擦抵抗の経年的な増
大等により、負荷変動が大きくなった場合には、Ｍの加
算において、平均値の増大と減少を区別するようにした
り、Ｓ１３における閾値を大きくしたりするようにして
もよい。
【００３７】Ｓ１６において、Ｍが６に至らない場合
は、Ｓ１８で、前回の制御周期におけるステップ値の平
均値を今回の制御周期におけるステップ値の平均値で置
換して、これを次の制御周期の比較値とし、Ｓ５へルー
プしてＮを０にして、割り込みを待つ。
は、Ｓ１８で、前回の制御周期におけるステップ値の平
均値を今回の制御周期におけるステップ値の平均値で置
換して、これを次の制御周期の比較値とし、Ｓ５へルー
プしてＮを０にして、割り込みを待つ。
【００３８】シャッターが所定の限界位置に達した場合
は、図示しないリミットスイッチからの信号により、こ
のフローチャートの制御ループを抜け出して、停止制御
が行なわれる。
は、図示しないリミットスイッチからの信号により、こ
のフローチャートの制御ループを抜け出して、停止制御
が行なわれる。
【００３９】なお、Ｓ９におけるステップ値の記憶は、
その都度更新するようにして、平均値を求めるために
は、順次積算値も記憶するようにしてもよい。この場
合、積算値は、Ｓ５に戻って、変数Ｎがリセットされる
ときに、リセットされる。
その都度更新するようにして、平均値を求めるために
は、順次積算値も記憶するようにしてもよい。この場
合、積算値は、Ｓ５に戻って、変数Ｎがリセットされる
ときに、リセットされる。
【００４０】上述した実施例では、比較されるべきステ
ップ値の平均値は、シャッターを動作をさせるごとに記
憶が更新される。したがって、動作の基準となるパタ−
ンが動作ごとに更新されるから、経年変化によるような
緩やかなパタ−ン変化は動作上の障害となることはない
という利点がある。
ップ値の平均値は、シャッターを動作をさせるごとに記
憶が更新される。したがって、動作の基準となるパタ−
ンが動作ごとに更新されるから、経年変化によるような
緩やかなパタ−ン変化は動作上の障害となることはない
という利点がある。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、パルス電圧のデューティにより、駆動または制
動状態を制御することができ、変動する負荷に対して安
定した駆動ができ、異常負荷に対しても対応できるシャ
ッター駆動用の電動機の駆動制御装置を提供できるとい
う効果がある。
よれば、パルス電圧のデューティにより、駆動または制
動状態を制御することができ、変動する負荷に対して安
定した駆動ができ、異常負荷に対しても対応できるシャ
ッター駆動用の電動機の駆動制御装置を提供できるとい
う効果がある。
【図１】本発明の電動機の駆動制御装置の一実施例の電
動機の駆動回路の回路図である。
動機の駆動回路の回路図である。
【図２】モータの一例の説明説明図である。
【図３】スイッチング動作を説明するための波形図であ
る。
る。
【図４】モータの駆動動作の説明図である。
【図５】モータの駆動動作の説明図である。
【図６】モータの制動動作の説明図である。
【図７】本発明の一実施例の動作のフローチャートであ
る。
る。
１１ モータ
１２ ホールＩＣ
１３ 電流検出トランス
１４ 直流電源
１５ ＣＰＵ
ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＣ５，ＰＣ６，Ｐ
Ｃ７，ＰＣ８ フォトカプラ Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８ ス
イッチングトランジスタ Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード Ｒ７，Ｒ８ 抵抗 Ｖ７，Ｖ８ パルス電圧
Ｃ７，ＰＣ８ フォトカプラ Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８ ス
イッチングトランジスタ Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード Ｒ７，Ｒ８ 抵抗 Ｖ７，Ｖ８ パルス電圧
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−156291（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−296787（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−80174（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−64304（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−234082（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 6/06
Claims (4)
- 【請求項１】 シャッター駆動用の電動機と、該電動機
の回転数を検出する回転数検出手段と、該回転数検出手
段の検出値を基準値と比較する比較手段と、前記電動機
を駆動するための第１のパルス電圧を発生する電源と、
第２のパルス電圧により制御されるスイッチング手段
と、該スイッチング手段により前記電動機の出力電圧を
短絡させる短絡手段と、制御手段を有し、該制御手段
は、前記電動機が前記第１のパルス電圧により駆動され
るときに、前記比較手段の比較結果に基づいて前記第１
のパルス電圧のデューティを変化させて前記回転数検出
手段の検出値が基準値となるように制御し、駆動のため
の前記第１のパルス電圧のデューティが最小値でも前記
回転数検出手段の検出値が基準値を超えているときに、
前記第１のパルス電圧をオフにして、前記第２のパルス
電圧により前記スイッチング手段を作動させるととも
に、前記比較手段の比較結果に基づいて前記第２のパル
ス電圧のデューティを変化させて前記回転数検出手段の
検出値が基準値となるように制御することを特徴とする
シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置。 - 【請求項２】 前記デューティを記憶する記憶手段を設
け、新たな動作時のデューティと比較し、変化があった
場合に記憶データを更新することを特徴とする請求項１
に記載のシャッター駆動用の電動機の駆動制御装置。 - 【請求項３】 周期的にデューティに基づく値を取り込
みこれを記憶する記憶手段と、取り込んだ記憶値を１つ
前の周期の記憶値を比較する比較手段を設け、該比較手
段による比較結果が一定の限度を超えたとき異常信号を
出力することを特徴とする請求項１または２に記載のシ
ャッター駆動用の電動機の駆動制御装置。 - 【請求項４】 デューティの異なる複数のパターンを記
憶する記憶手段を設け、前記パターンを選択することに
よってデューティを決定することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか１項に記載のシャッター駆動用の電動
機の駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24369693A JP3368009B2 (ja) | 1993-09-04 | 1993-09-04 | シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24369693A JP3368009B2 (ja) | 1993-09-04 | 1993-09-04 | シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0775365A JPH0775365A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3368009B2 true JP3368009B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17107632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24369693A Expired - Fee Related JP3368009B2 (ja) | 1993-09-04 | 1993-09-04 | シャッター駆動用の電動機の駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368009B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2747431B1 (fr) * | 1996-04-15 | 1998-07-03 | Soc D Mecanique Magnetique | Pompe turbomoleculaire a paliers magnetiques actifs |
| EP1615330B1 (en) * | 2004-06-30 | 2010-03-24 | Askoll Holding S.r.l. | Method for controlling the load angle of a synchronous electric motor, in particular for fans |
| CN109525067A (zh) * | 2014-10-07 | 2019-03-26 | 日本电产三协株式会社 | 无刷马达的控制方法 |
| JP6567815B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2019-08-28 | 日本電産サンキョー株式会社 | ブラシレスモータの制御方法 |
-
1993
- 1993-09-04 JP JP24369693A patent/JP3368009B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0775365A (ja) | 1995-03-17 |
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