JP3494664B2 - Dcブラシレスモータおよび遮断機 - Google Patents
Dcブラシレスモータおよび遮断機Info
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Description
切遮断機等に適するDCブラシレスモータおよび遮断機
に関し、特にその速度制御に関するものである。
れている駆動モータの速度−トルク特性に対する要望も
多様化している。
と逆転時では異なる特性を要求されることもあり、いか
釣り機や踏切遮断機等の駆動モータとしては下げ操作は
穏やかにし、上げ操作は速くすることが必要である。
図6に示すように、上げ操作時は例えば正転駆動とし
(a)に示すような反比例の速度−トルク特性であり、
下げ操作時は逆転駆動として(b)に示すような定速度
特性である。
は、ブレーキ付きモータやPWM(パルス幅変調)制御
のインバータ駆動モータ等がある。
のモータは付帯装置や制御回路が複雑であり、装置の小
型化やコスト・パフォーマンスの点において改善の余地
がある。
たもので、簡単な構成でコストのかからない、速度制御
ができるDCブラシレスモータおよび遮断機を提供する
ことを目的とするものである。
達成するため、DCブラシレスモータを次の(1)のと
おりに構成し、遮断機を次の(2)のとおりに構成す
る。
スタからなる各アームをブリッジ接続した、同期モータ
を付勢するインバータ回路と、前記同期モータのロータ
位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の出力に応
じて前記インバータトランジスタ回路の各アームのトラ
ンジスタに駆動信号を分配する分配回路と、正/逆転指
令に応じて前記位置検出器から前記分配回路に送出され
る信号の論理状態を反転する正逆転切換回路と、前記位
置検出器の出力周波数に応じた電圧を生成するF−Vコ
ンバータと、該F−Vコンバータの出力と速度指令信号
とを比較し比較出力を前記分配回路に送出するコンパレ
ータと、前記正/逆転指令に応じて正転時または逆転時
に、コンパレータから分配回路へ比較出力が送出される
のを禁止する正/逆転検出回路とを備えたDCブラシレ
スモータであって、前記分配回路は、更に、前記コンパ
レータの比較出力に応じて前記インバータトランジスタ
回路の正極側又は負極側の各アームのトランジスタにオ
ン信号を負極側または正極側の各アームのトランジスタ
にオフ信号を分配するものであるDCブラシレスモータ
の速度制御装置。
ータにより遮断棹を駆動することを特徴とする遮断機。
の正転時または逆転時に、速度が速度指令信号の速度を
超えると、インバータトランジスタ回路の正極側または
負極側の各アームのトランジスタをオンし、反対極側の
各アームのトランジスタをオフして同期モータに発電ブ
レーキをかけ、同期モータの速度が速度指令信号による
速度より低下すると、再び同期電動機を付勢し、この繰
り返しにより同期モータの速度を速度指令に応じた速度
に制御する。
の上昇時に速度制御が行われるのを禁止する。
る。図1は、本発明の一実施例である“踏切遮断機”の
要部構成を示すブロック図である。図において、位置検
出器1はホールICを使用したものであって、この出力
信号の周波数はF−Vコンバータ2において電圧信号に
変換される。F−Vコンバータ2の出力電圧はコンパレ
ータ3において速度指令電圧と比較され、コンパレータ
3の出力信号は逆転検出回路5を介して分配回路4へ送
出される。なお、F−Vコンバータ2,コンパレータ
3,逆転検出器5は速度制御部9を構成している。Vc
cは直流電源正極側であり、負極側はグランドである。
トランジスタ・ブリッジから構成され、ブリッジの正極
側の各アームはNPN形トランジスタを、負極側の各ア
ームはFET(電界効果トランジスタ)を使用してお
り、全てのトランジスタにはダイオードが逆並列に接続
されている。
じて位置検出器1の出力の論理状態を反転し、インバー
タトランジスタ回路7の、各アームのトランジスタの入
力位相を180°移相させる。
逆転時にのみコンバータ3の出力信号を分配回路4へ送
出する。
路7を構成する6個のトランジスタUP〜WNの駆動回
路へ120°幅の駆動パルスを分配するものである。
路4は、インバータトランジスタ回路7の正極側アーム
と負極側アームの一対のトランジスタが例えば、UPと
VNが導通、続いてUPとWNが導通、続いてVPとW
Nが導通……(図5参照)となるよう各トランジスタに
順次駆動信号を分配し、同期モータ8は通常モードで正
回転する。
性は、図6(a)に示すように、速度とトルクは反比例
関係にある。
置検出器1の出力の論理状態を反転し、これによりイン
バータトランジスタ回路7の各トランジスタUP〜WN
の導通順序が変る。例えばUPとVNが導通中に逆転指
令が入ると、UP,VNがオフし、VP,UNがオン、
続いてWP,UNが導通となり、同期モータ8のステー
タコイルの電流の向きが逆転しロータにかかるトルクの
向きが逆となり、同期モータ8のロータは逆転し始め
る。
の出力電圧が速度指令の電圧以上になると、コンパレー
タ3の出力が“H”に反転する。逆転検出器5は逆転指
令がきているのでコンパレータ3の出力を分配回路4へ
出力する。
ランジスタ駆動信号は、インバータトランジスタ回路7
の正極側各アームのトランジスタUP,VP,WPをオ
ンとし、負極側各アームのFET UN,VN,WNを
オフとする信号となる。
タとしての駆動電流は流れなくなるが、ロータの回転に
よる逆起電力により発電ブレーキがかかり、同期モータ
8は急速に減速される。速度が低下しF−Vコンバータ
2の出力が速度指令の電圧より低下すると、コンパレー
タ3の出力が“L”になり、発電ブレーキが解除され再
び同期モータ8が駆動され、増速される。このように、
駆動中に断続的に発電ブレーキがかかるので同期モータ
8の速度は速度指令どおりに一定に制御され、図2
(b)に示すように速度−トルク特性が得られる。
6の詳細図、図3は分配回路4およびインバータ回路7
の詳細図、図4は速度制御部9の詳細図である。図3は
図2の右に、図4は図2の下にそれぞれ配置され、・〜
・部で互に接続されて一つの回路図を構成する。図5は
本実施例の動作説明図である。図2〜図5における図1
と同一符号部分は対応部分である。
は、同期モータ8のステータに配置されたホールIC
で、ホール素子およびその増幅器を一体にしたモジュー
ルである。ホールIC 1−1,1−2,1−3の出力
は図5(a)のようになる。
ンインバータからなるノンインバータアレイであり、6
−2は同一の電源に接続された3個のインバータからな
るインバータアレイである。アレイ6−1,6−2は、
線・,・により選択的に電源供給が行われ、電源供給の
あった側のアレイが抵抗6−3,6−4,6−5に信号
を供給する。図2はアレイ6−1に電源供給されている
ときの状態即ち正逆転切換回路6が正転側に切り換えら
れている状態を示す。
切換回路6の出力にもとづいて、イハンータ回路7の各
アームのトランジスタUP〜WNに、120°の導通期
間を与える駆動信号を形成するナンドゲートである。各
ゲートの出力は、ノンインバータアレイ6−1に電源供
給が行われているときは図5(b)のとおりに、またイ
ンバータアレイ6−2に電源供給が行われているときは
図5(c)のとおりとなる。なお、図3はノンインバー
タアレイ6−1に電源供給が行われている状態即ち正転
指令の出ているときの状態を示す。
イッチで、インバータ4−7の入力が“L”のときオン
し“H”のときオフする。
ンジスタUP,VP,WPにベース電流を供給する増幅
器アレイであり、8は同期モータである。
は、位置検出器1の出力にもとづいて、その3倍の周波
数のパルスを形成するナンドゲートであり、2−4はナ
ンドゲート2−1,2−2,2−3の出力を、その周波
数に比例する電圧に変換するF−Vコンバータである。
6で設定した速度指令電圧と、バッファ2−5を介した
F−Vコンバータ2−4の出力電圧を比較し、同期モー
タ8の回転速度が速度指令の速度を超えたとき、“L”
を出力し、超えないとき“H”を出力する。
の左右いずれに配置するかにより切り換える手動スイッ
チで、図示位置では、遮断桿上げのとき同期モータ8は
正転し、下げのとき逆転し速度制御が行われる。手動ス
イッチ5−4を反転すると、上げのとき同期モータ8が
逆転し、下げのとき正転し速度制御が行われるようにな
る。
スイッチまたはリレーである。
VCCを印加したとする。手動スイッチ5−4を介して
正逆転切換回路6のノンインバータアレイ6−1に電源
供給が行われ、正逆転切換回路6は正転側に切り換えら
れ、インバータトランジスタ回路7の各アームのトラン
ジスタUP〜WNには図5(b)に示す駆動信号が供給
され、同期モータ8はその本来の特性である図6(a)
の特性で正転し、遮断桿は急速に上げられる。
1の入力は“H”なので、コンパレータ3−1の出力に
かかわらず、インバータ4−7の入力は“L”になって
おり、発電ブレーキがかかることはない。
Cを印加すると、手動スイッチ5−4を介して、正逆転
切換回路6のインバータアレイ6−2に電源供給が行わ
れて回路6は逆転側に切り換えられ、分配回路4のナン
ドゲート4−1〜4−6への信号の論理状態が反転しイ
ンバータトランジスタ回路7の各アームのトランジスタ
UP〜WNへの駆動信号は図5の(b)から(c)に変
り、同期モータ8のロータにかかるトルクの向きが逆に
なり逆転する。
1の入力は“L”なので、コンパレータ3−1の出力
は、インバータ3−2を介して分配回路4へ送出されて
いる。
−6で設定した指令速度を超えると、コンパレータ3−
1の出力が“H”から“L”に反転する。このためイン
バータ3−2の出力は“H”となり、インバータ4−7
の入力は“H”で出力は“L”となって、ゲート4−1
1,4−12,4−13でインバータ回路7の負極側各
アームのFET UN,VN,WNへの駆動信号が阻止
されると共に、アナログスイッチ4−8,4−9,4−
10がオフして正極側各アームのトランジスタUP,V
P,WPにオン信号が供給され、同期モータ8に発電ブ
レーキがかかる。
低下すると、コンパレータ3−1の出力は“H”とな
り、インバータ3−2の出力は“L”となり、同期モー
タ8は再び逆転駆動状態となる。
レーキがかかり、遮断桿は図6(b)に示す特性で略一
定速度で降下する。
と、正転では一定回転数に制御され、逆転ではモータ本
来の特性で急速に回転する。
バイポーラトランジスタとFETの混合編成としている
が、バイポーラトランジスタだけ、或はFETだけから
編成してもよい。バイポーラトランジスタは制御電力を
要するが、電圧降下がFETより小さく、発電ブレーキ
側に適する。
度を一定に制御するものであるが、本発明は、これに限
定されるものではなく、変化する速度指令に応じて速度
を制御する形で実施することもできる。
従来のブレーキ付きモータやPWM制御のインバータ駆
動のモータのような、複雑な付帯装置や回路構成を要せ
ず、簡単な構成で安価に速度制御を行うことができる。
詳細図
Claims (2)
- 【請求項1】 逆並列接続のダイオードとトランジスタ
からなる各アームをブリッジ接続した、同期モータを付
勢するインバータトランジスタ回路と、前記同期モータ
のロータ位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の
出力に応じて前記インバータトランジスタ回路の各アー
ムのトランジスタに駆動信号を分配する分配回路と、正
/逆転指令に応じて前記位置検出器から前記分配回路に
送出される信号の論理状態を反転する正逆転切換回路
と、前記位置検出器の出力周波数に応じた電圧を生成す
るF−Vコンバータと、該F−Vコンバータの出力と速
度指令信号とを比較し比較出力を前記分配回路に送出す
るコンパレータと、前記正/逆転指令に応じて正転時ま
たは逆転時に、コンパレータから分配回路へ比較出力が
送出されるのを禁止する正/逆転検出回路とを備えたD
Cブラシレスモータであって、前記分配回路は、更に、
前記コンパレータの比較出力に応じて前記インバータト
ランジスタ回路の正極側又は負極側の各アームのトラン
ジスタにオン信号を負極側または正極側の各アームのト
ランジスタにオフ信号を分配するものであることを特徴
とするDCブラシレスモータ。 - 【請求項2】 請求項1記載のDCブラシレスモータに
より遮断棹を駆動することを特徴とする遮断機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07069591A JP3494664B2 (ja) | 1990-09-21 | 1991-04-03 | Dcブラシレスモータおよび遮断機 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-98430 | 1990-09-21 | ||
JP9843090 | 1990-09-21 | ||
JP07069591A JP3494664B2 (ja) | 1990-09-21 | 1991-04-03 | Dcブラシレスモータおよび遮断機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04222489A JPH04222489A (ja) | 1992-08-12 |
JP3494664B2 true JP3494664B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=26411827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07069591A Expired - Lifetime JP3494664B2 (ja) | 1990-09-21 | 1991-04-03 | Dcブラシレスモータおよび遮断機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3494664B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0690591A (ja) * | 1992-09-05 | 1994-03-29 | Shinano Kenshi Kk | ブラシレスモータ |
JP3171727B2 (ja) * | 1993-06-22 | 2001-06-04 | 株式会社リコー | 直流ブラシレスモータの駆動回路、直流ブラシレスモータの駆動回路の使用方法および動圧空気軸受型ポリゴンスキャナ |
JP4001562B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2007-10-31 | 松下電器産業株式会社 | モータ及びディスク装置 |
US8319458B2 (en) * | 2010-06-17 | 2012-11-27 | GM Global Technology Operations LLC | Vehicular electrical system and method for controlling an inverter during motor deceleration |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP07069591A patent/JP3494664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04222489A (ja) | 1992-08-12 |
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