JP4738287B2

JP4738287B2 - モータの過電流検出回路

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Publication number: JP4738287B2
Application number: JP2006237729A
Authority: JP
Inventors: 均松永; 浩春金高; 丈二田中
Original assignee: 株式会社カワデン
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: JP2008061450A

Description

この発明は、モータの過電流検出、特に、交流あるいは交直両用モータの過電流検出に適したモータの過電流検出装置に関するものである。

電動弁などの電動アクチュエータでは、負荷が過大になってロックすることがある。このような状態を放置するとメカ部分にダメージを受けたり、モータにロック電流が流れて焼損したり、ドライブ用の半導体素子を破損したりする。

このような問題を解決するため、例えば、（特許文献１）には、モータとバルブ開閉ヘッドとの間に、トルクリミッタなどのクラッチ機構を設け、前記クラッチ機構をモータが規定のトルクを超えたときに作動してモータとバルブ開閉ヘッドとの係合を解除して、過負荷の際に、モータを停止するものが記載されている。

ところで、このトルクリミッタには、入力側の回転特性を忠実に出力側に伝達し、正転・逆転時にも同様の正確なトルク伝達が要求される。さらに、正確に設定トルクで繰返し作動し、剛性が高くてバックラッシもないようにしなければならない。しかも、調整が容易でなければならない。そのため、機構が複雑なって、高価になってしまうという問題がある。

この問題を解決する一つの方法として、電子回路でロック電流の検出が構成できれば量産も容易なので安価になる。例えば、（特許文献２）には、電流検出手段（ＣＴ）を備え、前記検出手段で検出したモータ電流の値と、スペックに基づいて設定した基準値とを比較して、基準値を検出値が上回ったことを検出することで、ロック状態を検出するものが記載されている。

特開２００４−２３２８２１号公報

特開平６−１５３５８４号公報

しかしながら、上記のように、電流検出手段でモータのロック電流を検出する方法では、電動弁に使用されるＡＣレバーシブルモータが、インダクションモータの一種なので、定格電流とロック電流との差が少なく、例えば電源の変動などのノイズや個体差の誤差で、検出ミスを起こしてしまうという問題がある。

そこで、この発明の課題は、ロック電流の検出回路が電源の変動などのノイズや個体差などで検出ミスを起こさないようにして、モータの過負荷を検出できるようにすることである。

上記の課題を解決するため、この発明では、複数の電流値を記憶させるメモリ手段と、モータ電流を検出する電流検出手段と、前記検出手段の検出した電流の交流電源の周期ごとのピーク値を検出するピーク検出処理手段と、電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを検出する判定処理手段と、前記ピーク検出処理手段が検出したピーク値とモータの定格電流値を設定したレジスタの値とを比較して、ピーク値がレジスタの値を上回った場合は、ピーク値をレジスタに置き換え、ピーク値を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶し、一方、ピーク値がレジスタを下回った場合は、下回ったピーク値を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶し、かつ、前記メモリ手段に記憶したピーク値の平均値を算出して、その算出した平均値に許容値を加えた基準値を繰り返し算出する平均動作電流検出処理手段と、前記平均動作電流検出処理手段の算出する基準値とピーク検出処理手段で検出したピーク値とを比較し、前記ピーク値が基準値を上回った回数と、前記判定処理手段が検出した電源周波数に基づいて選択される予め電源周波数ごとに設定された異常を判別する過電流の基準値（回数）とを比較して、異常を検出した回数が所定期間内に前記基準値と同じか上回った場合に異常とする過電流検出処理手段２とを備えた構成を採用したのである。

このような構成を採用することにより、交流電源の周期ごとにモータ電流のピーク値を検出し、交流電源で駆動する交流モータあるいは交直両用モータの電流をサンプリングする。また、そのサンプリングしたピーク値をメモリ手段に記憶し、平均値を算出することで、例えば、モータやモータが駆動する系の個体差などによる誤差を均すことができる。また、平均値を算出することでピーク電流をフィルタリングして電源の変動などのノイズを排除することもできる。さらに、そのサンプリングしたピーク値を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶させることにより、刻々と変化する電源の変動などのノイズも吸収できる。このようにして、ノイズや誤差を吸収した基準値を、検出した電流値と比較することにより、モータの過負荷状態を精度良く検出することができる。

また、このとき、電流検出手段の検出する電流値が予め設定した基準値を上回った際に、過電流が流れたことを検出するという構成を採用することができる。

このような構成を採用することにより、例えば、モータの回転開始からロックして過電流が流れている場合（平均値が算出できない場合）でも、過電流が流れたことを検出できる。

また、このとき、過電流が所要期間流れことを検出した際、過電流が流れたこととする構成を採用することができる。

このような構成を採用し、過電流が所用期間流れたことを検出することで、起動電流や突発的なノイズなどによる誤動作を防止できる（遅延によるフィルタを設けたことになるので）。

この発明は、上記のように構成したことにより、モータの異常（例えば、ロック状態）を精度良く検出できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

この形態は、図１に示すように、ＡＣ交流レバーシブルモータＭ１、トライアックＳＲ１、ホトトライアックＰＨ１、電流検出回路Ｃ及びマイクロプロセッサＵ２とで構成されている。

ＡＣレバーシブルモータＭ１は、回転方向を瞬時に変更できるコンデンサラン型の可逆モータで、図１のように、切り替え端子Ｔ１、Ｔ２とコモン端子Ｔ３に接続されており、切り替えスイッチＳＷを介して交流電源ＡＣと接続されている。また、コモン端子Ｔ３とモータＭ１間にトライアックＳＲ１を設けて、モータＭ１のオン・オフを行なうとともに、モータＭ１とコモン端子Ｔ３間に、電流検出抵抗Ｒｄと増幅器（オペアンプ）Ｕ１とからなる電流検出回路Ｃを設けてモータ電流Ｉａの検出を行なうようにしてある。

前記トライアックＳＲ１は、図２のようにトリガ用のホトトライアックＰＨ１とドライブ用のトランジスタＦＥＴを介してマイクロプロセッサＵ２と接続し、マイクロプロセッサＵ２の制御でオン・オフするようになっている。

電流検出回路Ｃは、先に述べたように、電流検出抵抗ＲｄとオペアンプＵ１とからなっている。また、電流検出抵抗Ｒｄは、トライアックＳＲ１とコモン端子Ｔ３間に設けて、検出出力はオペアンプＵ１を介してマイクロプロセッサＵ２へ入力する。具体的には、図２に示すように、保護用のダイオード入力回路１０を介してオペアンプＵ１の非反転入力に接続する。このオペアンプＵ１は、この形態の場合、非反転増幅回路Ｃとなっており、その非反転出力は、マイクロプロセッサＵ２のＡ／Ｄ変換入力へ入力する。

マイクロプロセッサＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、アナログコンパレータ、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、パワーオンリセット回路を備えたワンチップコンピュータ（マイクロコントローラ）で、内蔵の処理プログラムにより、モータ電流Ｉａのピーク値を検出し、検出したピーク値を予め設定した値と比較して過電流を検出するとともに、ピーク値から算出した平均値に基づいて過電流を検出する。このように、二種類の検出方法を採用することにより、検出ミスを防止できる。このマイクロプロセッサＵ２には、ＤＩＰスイッチ１１が取り付けられており、ＤＩＰスイッチ１１を操作することで設定値の変更などができるようになっている。

電源回路ＰＵ１は、図２に示すように、シャント式レギュレータを使用した定電圧電源で、図１のように、２本のダイオードＤ１、Ｄ２を介して交流電源ＡＣと接続されている。すなわち、切り替え端子Ｔ１、Ｔ２と２本のダイオードＤ１、Ｄ２を並列に接続することにより、切り替えスイッチＳＷを切り替えてもマイクロプロセッサＵ２とオペアンプＵ１に定電圧を供給できるようにしてある。

この形態は、上記のように構成されており、図３〜図９のフローチャートに基づいて動作を説明することにより、本願発明を説明する。

いま、例えば、電源が投入されてマイクロプロセッサＵ２に本願の処理プログラムがロードされると、図３のフローチャートに示すように、初期設定を行なう（処理０１：以下「処理」省略）。初期設定は、図４に示すようにメモリをクリアして（１０）、各レジスタを初期化し（２０）、Ｉ／Ｏを初期化する（３０）。こののち、モータＭ１のピーク電流の値（判別の基準値）をＲＯＭからメモリへロードし（４０）、ロードしたメモリのデータの合計値を算出してレジスタ（ＰＫ＿ＴＯＴＡＬ）へストアする。また、前記メモリの値に係数（ここでは、１．３）を掛けて基準値を算出し、後述する「過電流検出処理２」の基準値を算出してレジスタ（ＩＤＥ）へストアする（５０）。ここで、レジスタ（ＰＫ＿ＴＯＴＡＬ）やレジスタ（ＩＤＥ）を設定する理由は、電源投入時に平均化するデータをサンプリングできていない場合の「過電流検出処理２」の基準値を初期化するためである。

こうして初期設定が終わると、マイクロプロセッサＵ２は、トライアックＳＲ１をオンにしてモータＭ１へ通電する（１００）。同時にインターバルタイマをスタートする。インターバルタイマは、電源周波数を計測するためのタイマで、インターバルクロック時間ｔ０で割込みを発生し、フラグ(ＴＭＲ０)を立てる（２０００）。

そのため、マイクロプロセッサＵ２は、フラグ(ＴＭＲ０)が立つまで待機して（２００）、フラグ(ＴＭＲ０)が立つと、タイマ管理（３００）をスタートさせて計時を開始し（３００）、モータ電流ＩａのＡ／Ｄ変換を開始する（４００）。そして「１サイクルピーク検出処理」で検出した値をメモリへ保存する（５００）。

「１サイクルピーク検出処理」（５００）は、図５（ａ）に示すように、波形の立ち上がりと立ち下がりを算出し、その立ち上がりと立ち下がりの間のピーク値を検出する。すなわち、ピーク検出有効フラグ（ＰＥＡＫ＿ＤＥＴ）が１でないなら、立ち上がり検出処理へ進み（５１０）、メモリに保存された連続する３つのデータを比較する（５２０）。このとき、図５（ｂ）のように、Ｄ_ｊ−２＜Ｄ_ｊ−１＜Ｄ_ｊなら立ち上がり状態と判別できるので、ＰＥＡＫ＿ＤＥＴを１として、Ｄ_ｊの値をＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰへ保存し、ＰＫ＿ＣＯＵＮＴをインクリメントする（５３０）。一方、処理５２０でＤ_ｊ−２＜Ｄ_ｊ−１＜Ｄ_ｊの条件以外なら、そのままの状態でメインルーチンへ復帰する。また、処理５１０でピーク検出有効フラグ（ＰＥＡＫ＿ＤＥＴ）が１なら、ＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰの値とＤ_ｋの値とを比較して（５４０）、Ｄ_ｋ＞ＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰなら、Ｄ_ｋの値をＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰへ保存する（５５０）。そして、処理５６０〜５７０の波形の立下り検出を行なう。一方、処理５４０で、Ｄ_ｋ＞ＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰ以外なら何もせずに処理５６０〜５７０の波形の立下り検出を行なう。

処理５６０〜５７０では、メモリに保存された連続する３つのデータを比較する（５６０）。このとき、図５（ｂ）のように、Ｄ_ｋ＜Ｄ_ｋ−１＜Ｄ_ｋ−２なら立ち下がり状態と判別できるので、ＰＥＡＫ＿ＤＥＴを０にして、ＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰの値をＰＥＡＫへ保存し（５７０）、メインルーチンへ復帰する。一方、処理５６０でＤ_ｋ＜Ｄ_ｋ−１＜Ｄ_ｋ−２の条件以外なら何もせずにメインルーチンへ復帰する。このような処理を繰り返し行なうことでＰＥＡＫ＿ＴＥＭＰに１サイクルごとのピーク値が保存できるようになっている。

復帰したメインルーチンでは、「５０Ｈｚ、６０Ｈｚ判定処理」（６００）を行なう。この「５０Ｈｚ、６０Ｈｚ判定処理」（６００）では、まず、図６（ａ）に示すように、電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを区分するフラグＨＥＲＴＺの値を読み込む。このとき、値が１なら６０Ｈｚ、値が２なら５０Ｈｚの判定が完了しているので処理をせずにメインルーチンへ復帰する（６１０）。処理６１０で、ＨＥＲＴＺの値が０の場合は、ＰＫ＿ＣＯＵＮＴの値を判別する（６２０）。ＰＫ＿ＣＯＵＮＴの値が１の場合は、ピークとピークの間の割り込み回数をカウントするレジスタＩＮＴ＿ＣＯＵＮＴを一つインクリメントしてメインルーチンへ復帰する（６３０）。ＰＫ＿ＣＯＵＮＴの値が２の場合は、ＩＮＴ＿ＣＯＵＮＴの値と割込みインターバルクロック時間ｔ０を掛け合わせた値をレジスタＲ１に保存することで、カウント数を時間に変換する（６４０）。次に、この時間に変換したレジスタＲ１の値が１５．５ｍｓと１８ｍｓの間にあれば（６５０）、周波数を６０Ｈｚと判別し、ＨＥＲＴＺを１として、メインルーチンへ復帰する（６６０）。一方、１８．５ｍｓと２１．５ｍｓの間にあれば（６７０）、周波数が５０Ｈｚであると判別し、ＨＥＲＴＺを２としてメインルーチンへ復帰する（６８０）。また、レジスタＲ１の値がこれら以外の場合は、正しく検出できなかったので、ＰＫ＿ＣＯＵＮＴに１を保存し、ＩＮＴ＿ＣＯＵＮＴに０を保存してメインルーチンへ復帰する（６９０）。その状態を図６（ｂ）に示す。

メインルーチンでは、作動時間をカウントするレジスタＴＭＲ１をインクリメントし（７００）、インクリメントしたレジスタＴＭＲ１の値を、予め設定したモータ起動時の起動電流の発生時間を保存した値ＫＩＤＯ＿ＴＩＭと比較する（８００）。このとき、レジスタＴＭＲ１の値がＫＩＤＯ＿ＴＩＭより小さな場合は、モータＭ１の始動電流を検出しないように処理１４００へ進んで、レジスタＴＭＲ１の値がＫＩＤＯ＿ＴＩＭより大きくなるまで、以上の処理を繰り返す。一方、処理８００で、レジスタＴＭＲ１の値がＫＩＤＯ＿ＴＩＭより大きな場合は、「過電流検出処理１」（９００）を実行する。

「過電流検出処理１」（９００）は、図７に示すように、処理５００で検出したピークＰＥＡＫの値とモータ過電流検出基準値ＩＥとを比較する（９１０）。モータ過電流検出基準値ＩＥは、予め設定しておいた値で、ＩＥ値をＰＥＡＫ値が上回った場合は、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１をインクリメントする（９２０）。一方、ＩＥ値をＰＥＡＫ値が下回った場合は、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１をデクリメントする（９３０）。このとき、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１が負の値になる場合は（９４０）、レジスタ値を０にする（９５０）。このようにＰＥＡＫ値がＩＥ値を上回ったか、下回ったかによって差し引きされたレジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１の値は、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合とに分けて（５０Ｈｚと６０Ｈｚとでは、周波数の違いから単位時間に流れる電流量が異なるため）経過時間をチェックする（９６０）。すなわち、ＨＥＲＴＺが２の場合は、交流電源周波数が５０Ｈｚなので、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１の値をＯＶＥＲ＿ＥＲ＿５０Ｈの値と比較する（９７０）。ＯＶＥＲ＿ＥＲ＿５０Ｈは、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合の異状を判別する過電流の基準値を設定したもので、この値をレジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１の値が同じか上回った場合に異常とする（９７５）。一方、下回った場合は、メインルーチンへ復帰する。また、処理９６０で、ＨＥＲＴＺが２で無い場合、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合も同様である。すなわち、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ１の値を交流電源周波数が６０Ｈｚの場合の異状を判別する基準値を設定したＯＶＥＲ＿ＥＲ＿６０Ｈの値と比較して（９８０）。この値をＯＶＥＲ＿ＣＴ１の値が所定期間の間、同じか上回った場合に、図１０に示すように異常とする（９８５）。一方、下回った場合は、メインルーチンへ復帰する。

メインルーチンでは、異常を検出すると（１０００）、エラー表示を行なって（１５００）、モータ回路を遮断する（１６００）。一方、処理１０００で異常を検出しなかった場合は、「平均動作電流検出処理」を実行する（１１００）。このように、ピーク電流が基準値を上回った際に異常を報知することにより、例えば、モータＭ１の回転開始からロック状態になって過電流が流れている場合でも、過電流が流れていることを検出できる。

「平均動作電流検出処理」（１１００）では、図８のように、処理５００で検出したピークＰＥＡＫの値とモータＭ１の定格電流値を設定したＩＳ＿１１０とを比較する（１１１０）。このとき、ＰＥＡＫがＩＳ＿１１０を上回った場合は、ＰＥＡＫ値をＩＳ＿１１０に置き換え（上限リミッタ）る（１１１５）。処理１１１０で、ＰＥＡＫがＩＳ＿１１０を下回った場合は、以下のような処理を実行する。

〔数１〕
ＰＫ＿ＴＯＴＡＬ＝ＰＫ＿ＴＯＴＡＬ−ＰＫ＿ＭＥＭ［ｉ］＋ＰＥＡＫ

このような処理を実行することで、ＰＫ＿ＭＥＭ［ｉ＝１〜３２］の合計値の保存されたレジスタＰＫ＿ＴＯＴＡＬから、ＰＫ＿ＭＥＭ［ｉ］の古いデータを削除して最先のデータ値ＰＥＡＫに置き換え（１１２０）、古いＰＫ＿ＭＥＭ［ｉ］を更新する。また、ｉ＝ｉ＋１とすることで、次回の更新データの引数を設定し（１１３０）、その際、引数がデータ数ｎを越えた場合は（１１４０）、ｉ＝０としてリセットする（１１５０）。ここで、更新されたＰＫ＿ＴＯＴＡＬは、データ数ｎで除して平均値を出す。また、その平均値に係数（ＫＥＩＳＵ１）を掛けることで、誤動作を起こさない余裕度を付与した値を算出し、モータ過電流検出処理２の基準値としてレジスタＩＤＥに保存して（１１６０）、メインルーチンへ復帰する。

メインルーチンでは、「過電流検出処理２」を実行する（１２００）。「過電流検出処理２」（１２００）では、図９に示すように、処理５００で検出したピークの値ＰＥＡＫと前記「過電流検出処理２」の基準であるレジスタＩＤＥとを比較する（１２１０）。このとき、ＰＥＡＫ値がＩＤＥ値を上回った場合は、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２をインクリメントする（１２２０）。一方、ＩＤＥ値をＰＥＡＫ値が下回った場合は、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２をデクリメントする（１２３０）。このとき、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２が負の値になる場合は（１２４０）レジスタ値を０にする（１２５０）。このようにＰＥＡＫ値がＩＤＥ値を上回ったか、下回ったかによって差し引きされたレジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２の値は、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合とに分けて経過時間をチェックする（１２６０）。すなわち、ＨＥＲＴＺが２の場合は、交流電源周波数が５０Ｈｚなので、レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２の値をＯＶＥＲ＿ＥＲ＿５０Ｈの値と比較する（１２７０）。ＯＶＥＲ＿ＥＲ＿５０Ｈは、交流電源周波数が５０Ｈｚの場合の異状を判別する基準値を設定したもので、この値をＯＶＥＲ＿ＣＴ２の値が同じか上回った場合に、異常とする（１２７５）。一方、下回った場合、メインルーチンへ復帰する。処理１２６０で、ＨＥＲＴＺが２で無い場合、すなわち、交流電源周波数が６０Ｈｚの場合も同様である。レジスタＯＶＥＲ＿ＣＴ２の値を交流電源周波数が６０Ｈｚの場合の異状を判別する基準値を設定したＯＶＥＲ＿ＥＲ＿６０Ｈの値と比較して（１２８０）、この値をＯＶＥＲ＿ＣＴ２の値が同じか上回った場合に異常とする（１２８５）。一方、下回った場合は、メインルーチンへ復帰する。こうすることで、図１１に示すように、モータ電流Ｉａのピークの平均値から求めた基準値を所定期間上回った際に異常と判別する。

メインルーチンでは、異常を検出すると（１３００）、エラー表示を行なって（１５００）、モータ回路を遮断する（１６００）。このように、平均値を算出することで、例えば、モータＭ１やモータＭ１が駆動する系の個体差などによる誤差を均すことができる。また、平均値を算出することでピーク電流をフィルタリングして電源の変動などのノイズを排除することもできる。さらに、そのサンプリングしたピーク値を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶させることにより、刻々と変化する電源の変動などのノイズも吸収できる。

また、処理１３００で異常を検出しなかった場合は、ＴＭＲ０を０として（１４００）、処理２００へ戻って以後の処理を繰り返す。

以上のように平均値を算出して基準値を更新することにより、電源変動や温度変化など外部要因の影響を受けないで、正確で確実なモータＭ１の異常検出が可能である。また、平均値を算出するので、部品の誤差が小さくなる。そのため、モータＭ１の電流検出回路には、高精度の部品を用いなくとも安価な部品が使用可能である。さらに、算出される基準値は、現在の負荷状況をモニタして平均値より導き出しているので、定格より小さな負荷で動作している場合でも速やかな過電流検出が可能である。また、例えば、２秒間に７０％の割合で過電流を検出した場合などのように、一定期間における過電流検出の割合で異常を検出するので、一過性のノイズに強い。特に、５０Ｈｚ・６０Ｈｚを自動検出して検出した周波数に基づいて基準値を変更しているので、電源周波数の違いにかかわらず正確な検出ができる。

この実施例１は、「１サイクルピーク検出処理」、「５０Ｈｚ、６０Ｈｚ判定処理」、「過電流検出処理１」、「平均動作電流検出処理」、「過電流検出処理２」の各処理をロジック回路で実現したものである。

すなわち、図１２の「１サイクルピーク検出処理」回路は、比較器ＣＰＭ１〜５、ワンショットマルチバイブレータＭＭ１〜２、フリップフロップＦＦ１、ラッチＬＡＣＨ１〜２、セレクタＳＥＬ１、カウンタＣ１で構成され、データＤ_ｊ−２、Ｄ_ｊ−１、Ｄ_ｊ・Ｄ_ｋ−２、Ｄ_ｋ−１、Ｄ_ｋを比較器ＣＭＰ１〜５で比較して波形の立ち上がりと立ち下がりを算出し、その立ち上がりと立ち下がりの間のピーク値を検出できるようにしたものである。

「５０Ｈｚ、６０Ｈｚ判定処理」回路は、図１３に示すように、カウンタＣ１とＣ２、比較器ＣＭＰ６〜９、Ｄ−フリップフロップで構成し、モータ電流Ｉａのピークとピークの間の割り込み回数を計数するカウンタＣ１、Ｃ２の値を、５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの周波数と対応する周期の信号と比較することで５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚかを検出するようになっている。

「過電流検出処理１」回路は、図１４に示すように、比較器ＣＭＰ１０と１１、アップダウンカウンタＣ３、セレクタＳＥＬ２で構成し、比較器ＣＭＰ１０でＰＥＡＫ値がＩＥ値を上回ったか、下回ったかを検出し、その結果によって差し引きしたカウンタＣ３の値をセレクタＳＥＬ２によって交流電源周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合とに分けて経過時間をチェックし、過電流を検出するようにしたものである。

「平均動作電流検出処理」回路は、図１５に示すように、ＦＩＦＯメモリ、比較器ＣＭＰ１２、ラッチＬＡＣＨ３と４、セレクタＳＥＬ３、減算器、加算器、除算器、乗算器で構成し、ＦＩＦＯメモリに入力したピーク値の値を加算して、平均値を算出できるようにしたものである。

「過電流検出処理２」回路は、図１６に示すように、比較器ＣＭＰ１３と１４、アップダウンカウンタＣ４、セレクタＳＥＬ４で構成し、比較器ＣＭＰ１３でＰＥＡＫ値がＩＤＥ値を上回ったか、下回ったかを検出し、その結果によって差し引きしたカウンタＣ４の値をセレクタＳＥＬ３によって交流電源周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合とに分けて経過時間をチェックすることで、過電流を検出するようにしたものである。

この発明は、例えば、ＡＣレバーシブルモータなどの交流モータの過電流検出に最適なので、このようなモータを使用する電磁弁などの分野での利用が期待できる。

実施形態のブロック図実施形態の要部の回路図実施形態のフローチャート実施形態のフローチャート実施形態のフローチャート（ａ）実施形態のフローチャート、（ｂ）図６（ａ）を説明する作用説明図実施形態のフローチャート実施形態のフローチャート実施形態のフローチャート実施形態の作用説明図実施形態の作用説明図実施例１の要部のロジック回路実施例１の要部のロジック回路実施例１の要部のロジック回路実施例１の要部のロジック回路実施例１の要部のロジック回路

符号の説明

Ｃ電流検出手段
Ｉａモータ電流
Ｒｄモータ電流検出抵抗
Ｍ１モータ
Ｕ１オペアンプ
Ｕ２マイクロプロセッサ

Claims

複数の電流値を記憶させるメモリ手段と、
モータ電流（Ｉａ）を検出する電流検出手段（Ｃ）と、
前記検出手段（Ｃ）の検出した電流（Ｉａ）の交流電源の周期ごとのピーク値を検出するピーク検出処理手段と、
電源周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚかを検出する判定処理手段と、
前記ピーク検出処理手段が検出したピーク値（ＰＥＡＫ）とモータ（Ｍ１）の定格電流値を設定したレジスタ（ＩＳ＿１１０）の値とを比較して、ピーク値（ＰＥＡＫ）がレジスタ（ＩＳ＿１１０）の値を上回った場合は、ピーク値（ＰＥＡＫ）をレジスタ（ＩＳ＿１１０）に置き換え、ピーク値（ＰＥＡＫ）を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶し、一方、ピーク値（ＰＥＡＫ）がレジスタ（ＩＳ＿１１０）の値を下回った場合は、下回ったピーク値（ＰＥＡＫ）を順に古いものと入れ替えてメモリ手段に記憶し、かつ、前記メモリ手段に記憶したピーク値（ＰＥＡＫ）の平均値を算出して、その算出した平均値に許容値を加えた基準値（ＩＤＥ）を繰り返し算出する平均動作電流検出処理手段と、
前記平均動作電流検出処理手段の算出する基準値（ＩＤＥ）とピーク検出処理手段で検出したピーク値（ＰＥＡＫ）とを比較し、前記ピーク値（ＰＥＡＫ）が基準値（ＩＤＥ）を上回った回数と、前記判定処理手段が検出した電源周波数に基づいて選択される予め電源周波数ごとに設定された異常を判別する過電流の基準値（回数）とを比較して、異常を検出した回数が所定期間内に前記基準値（回数）と同じか上回った場合に異常とする過電流検出処理手段とを備えたモータの過電流検出回路。
上記電流検出手段（Ｃ）の検出する電流値が予め設定した基準値を上回った際に、過電流が流れたことを検出する請求項１に記載のモータの過電流検出回路。