JP5052910B2 - Motor drive device - Google Patents
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Description
この発明は、直流電圧を直流ブラシレスモータへの駆動電圧に変換して出力するモータ駆動装置に関する。 The present invention relates to a motor drive device that converts a DC voltage into a drive voltage for a DC brushless motor and outputs the converted voltage.
空気調和機の例えば室内ファンモータを駆動するモータ駆動装置が知られている(例えば特許文献1)。 A motor driving device that drives, for example, an indoor fan motor of an air conditioner is known (for example, Patent Document 1).
このようなモータ駆動装置では、例えば図8に示すように、商用交流電源1の交流電圧が直流電圧回路である整流回路2によって直流電圧Vdcに変換され、その直流電圧Vdcがインバータ回路3によって室内ファンモータ4に対する駆動電圧に変換される。さらに、整流回路2の直流電圧Vdcが自励発振型のDC−DCコンバータを有する電源回路5によって制御用の動作用電圧Vccに変換され、それが制御部であるMCU6に供給される。MCU6は、動作用電圧Vccにより動作して、上記インバータ回路3を駆動する。また、電源回路5の出力端にリセット回路7が接続されている。リセット回路7は、電源回路5から出力される動作用電圧Vccが設定値以上のとき高レベルのリセット信号Vrstを出力し、設定値未満のとき低レベルのリセット信号Vrstを出力する。このリセット信号VrstがMCU6のリセット入力端に入力される。
In such a motor drive device, for example, as shown in FIG. 8, the AC voltage of the commercial
商用交流電源1が投入されると、整流回路2から定常レベルの直流電圧Vdcが出力され、電源回路5からも定常レベルの動作用電圧Vccが出力される。このとき、リセット回路7から高レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU6のリセット状態が解除される。
When the commercial
商用交流電源1が遮断されると、整流回路2から出力される直流電圧Vdcが低下し、電源回路5から出力される動作用電圧Vccも低下する。これに伴い、リセット回路7から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU6の動作がリセットされる。このリセットにより、インバータ回路3の動作が停止し、室内ファンモータ4に対する駆動電圧の供給が停止される。
上記のモータ駆動装置では、商用交流電源1の遮断に伴って室内ファンモータ4への駆動電圧の供給が停止されるが、室内ファンモータ4はすぐには止まらずに慣性によって回転を継続する。ここで、室内ファンモータ4に直流ブラシレスモータを使用している場合、この慣性回転中は、室内ファンモータ4のロータに設けられた磁石も回転を継続し、これにより室内ファンモータ4の巻線に電圧が誘起し、その誘起電圧に基づく電力がインバータ回路3を通じて整流回路2側に生じる。
In the motor drive device described above, the supply of drive voltage to the indoor fan motor 4 is stopped as the commercial
誘起電圧に基づく電力がインバータ回路3を通じて整流回路2側に生じると、その発電力によって直流電圧Vdcは、図9に示すように、すぐには下がらずに緩やかに低下していく。この低下の途中で、電源回路5のDC−DCコンバータの自励発振がオフし、その電源回路5から出力される動作用電圧Vccが設定値未満に下降する。動作用電圧Vccが設定値未満になると、リセット回路7から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU6の動作がリセットされる。
ただし、MCU6の動作がリセットされると、電源回路5にとっては負荷がなくなるので、しかも電源回路5の入力側にはある程度高いレベルの直流電圧Vdcが存在するので、電源回路5の自励発振が再びオンし、その電源回路5から出力される動作用電圧Vccが設定値以上となる。動作用電圧Vccが設定値以上になると、リセット回路7から出力されるリセット信号Vrstが高レベルとなり、MCU6のリセット状態が解除される。
When electric power based on the induced voltage is generated on the
However, when the operation of the
こうして、直流電圧Vdcが緩やかに低下していく間、電源回路5の自励発振のオン,オフが繰り返され、それに伴ってMCU6のリセット,セットが繰り返されるという不安定な状態が生じる場合がある。リセット,セットの繰り返しは、MCU6およびインバータ回路3の誤動作を招くとともに、MCU6およびインバータ回路3の寿命に悪影響を与える。
In this way, while the DC voltage Vdc is gradually decreasing, there is a case where an unstable state occurs in which the self-excited oscillation of the
この発明は、上記の事情を考慮したもので、モータの慣性回転に基づく制御部の不要なリセット,セットの繰り返しを未然に防ぐことができ、これにより制御部およびインバータ回路の誤動作や寿命への悪影響を解消することができる信頼性にすぐれたモータ駆動装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, the present invention can prevent unnecessary resetting and setting of the control unit based on inertial rotation of the motor, thereby preventing malfunction and life of the control unit and the inverter circuit. An object of the present invention is to provide a highly reliable motor drive device that can eliminate adverse effects.
請求項1に係る発明のモータ駆動装置は、直流電圧を出力する直流電圧回路と、この直流電圧回路の出力を所定の可変交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、このインバータ回路の出力により駆動される直流ブラシレスモータと、上記直流電圧回路の出力に基づく動作用電圧により動作して上記インバータ回路を制御する制御部と、上記動作用電圧が設定値未満になると上記制御部の動作をリセットして、そのリセットを上記動作用電圧が設定値以上のとき解除するリセット回路と、このリセットに伴い投入され、上記直流ブラシレスモータの巻線の誘起電圧に基づいて上記インバータ回路を通じて上記直流電圧回路側に生じる電力を消費するブリーダ抵抗と、を備えている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor drive device comprising: a DC voltage circuit that outputs a DC voltage; an inverter circuit that converts an output of the DC voltage circuit into a predetermined variable AC voltage; and an output of the inverter circuit. A DC brushless motor to be driven, a control unit that operates with an operating voltage based on the output of the DC voltage circuit and controls the inverter circuit, and resets the operation of the control unit when the operating voltage falls below a set value A reset circuit that cancels the reset when the operating voltage is equal to or higher than a set value, and the DC voltage circuit that is supplied along with the reset and that passes through the inverter circuit based on the induced voltage of the winding of the DC brushless motor. And a bleeder resistor that consumes power generated on the side.
この発明の駆動装置によれば、モータの慣性回転に基づく制御部の不要なリセット,セットの繰り返しを未然に防ぐことができる。これにより、制御部およびインバータ回路の誤動作や寿命への悪影響を解消することができて、信頼性の向上が図れる。 According to the driving device of the present invention, unnecessary resetting and setting repetition of the control unit based on the inertial rotation of the motor can be prevented in advance. As a result, malfunctions and adverse effects on the life of the control unit and the inverter circuit can be eliminated, and reliability can be improved.
[1]以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
商用交流電源10に直流電圧回路である整流回路11が接続され、その整流回路11の出力端にインバータ回路20が接続されている。このインバータ回路20の出力端にコネクタ14を介して室内ファンモータ(直流ブラシレスモータ)15のU相巻線Lu,V相巻線Lv,W相巻線Lwが接続される。なお、直流ブラシレスモータ15には当然ロータに磁石が用いられている。インバータ回路20は、整流回路11から出力される直流電圧Vdcを後述するMCU30の制御に応じたスイッチングにより所定周波数の交流電圧に変換して出力するもので、駆動部21、6つのスイッチング素子たとえばMOSFET22u+,22u-,22v+,22v-,22w+,22w-を有するスイッチング回路、このスイッチング回路におけるMOSFET22u+,22u-の直列回路に挿接された電流検出用抵抗23u、MOSFET22v+,22v -の直列回路に挿接された電流検出用抵抗23v、MOSFET22w+,22w-の直列回路に挿接された電流検出用抵抗23wなどにより、構成されている。駆動部21は、後述のMCU30から供給されるパターン信号に応じて、スイッチング回路の各MOSFETをオン,オフ駆動する。この駆動部21とスイッチング回路との間は、6本の信号ライン(配線)R1で接続されている。インバータ回路20と室内ファンモータ15との間は、3本の通電ライン(配線)R2で接続されている。電流検出用抵抗23u,23v,23wには、室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwに流れる電流を検出するもので、電流に対応したレベルの電圧が生じる。MCU30は空気調和機におけるファン回転数の要求、巻線Lu,Lv,Lwに流れる電流等に基づいてパターン信号を変更し、インバータ回路20からモータ巻線Lu,Lv,Lwに対して所定の可変交流電圧を供給し、モータ15を可変速駆動する。
[1] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A
また、整流回路11の出力端に自励発振型のDC−DCコンバータを有する電源回路12が接続され、その電源回路12から制御部であるMCU30に対する動作用電圧Vcc、例えば直流5V、が出力される。この動作用電圧Vccは、制御部であるMCU30の電源端子に供給されるとともに、リセット回路34および上記インバータ回路20の駆動部21に供給される。なお、MCU30の電源端子の負側が、インバータ回路20の負側電源ラインに接続される。これにより、MCU30とインバータ回路20の負側が共通となり、MCU30は直接電流検出用抵抗23u,23v,23wに生じる電圧を直接取込み、これを内部のA/D変換機能によって電圧値として読取ることができる。
In addition, a
MCU30には、表示部31、室内・外通信回路32、ルーバ駆動回路33、受光部17が接続されるとともに、インバータ回路20の駆動部21および電流検出用抵抗23u,23v,23wが接続される。表示部31は、室内機の運転に関わる種々の情報を表示する。室内・外通信回路32は、MCU30と室外機との間のデータの送受信を行う。ルーバ駆動回路33は、電源回路13を介して整流回路11の出力端に接続されており、その電源回路13から動作用電圧を受けることにより、吹出ルーバのルーバモータ16を駆動する。受光部17は、リモートコントロール式の操作器(リモコンという)18から発せられる赤外線を受ける。MCU30と駆動部21との間は、各スイッチング素子へのパターン信号供給用の6本の信号ライン(配線)R3で接続されている。
The MCU 30 is connected to the
上記リセット回路34は、動作用電圧Vccが設定値以上のとき高レベルのリセット信号Vrstを出力し、動作用電圧Vccが設定値未満のとき低レベルのリセット信号Vrstを出力する。このリセット信号VrstがMCU30のリセット入力端に入力される。MCU30は、リセット信号Vrstが低レベルのとき動作をリセットし、そのリセットをリセット信号Vrstが高レベルのとき解除し、そのリセット解除時に、電流検出用抵抗23u,23v,23wにそれぞれ生じる電圧から室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwに流れる電流を検出し、その検出電流に基づくベクトル制御により室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwに対する通電制御用のパターン信号を生成するとともに、室内機の各種動作を制御する。
The
そして、電源回路12の正側出力端にブリーダ抵抗35の一端が接続され、そのブリーダ抵抗35の他端がPNP型トランジスタ36のエミッタ・コレクタ間を介して接地される。トランジスタ36のベースは、上記リセット回路34の出力端に接続される。ブリーダ抵抗35は、リセット信号Vrstが低レベルとなってトランジスタ36がオンした場合に投入されて電源回路12の出力端に接続された状態となるが、リセット信号Vrstが高レベルのときはトランジスタ36のオフによって投入されない。
One end of the
これら整流回路11、インバータ回路20、電源回路12,13、MCU30、室内・外通信回路32、ルーバ駆動回路33、リセット回路34、ブリーダ抵抗35、トランジスタ36などが、室内プリント基板40に搭載されている。
The
作用を説明する。
商用交流電源10が投入されているとき、整流回路11から定常レベルの直流電圧Vdcが出力され、電源回路12からも定常レベルの動作用電圧Vccが出力される。このとき、リセット回路34から高レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30のリセット状態が解除される。
The operation will be described.
When the commercial
商用交流電源10が遮断されると、整流回路11から出力される直流電圧Vdcが低下し、電源回路12から出力される動作用電圧Vccも低下する。これに伴い、リセット回路34から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30の動作がリセットされる。このリセットにより、インバータ回路20の動作が停止し、室内ファンモータ15に対する駆動電圧の供給が停止される。
When the commercial
このとき、室内ファンモータ15への駆動電圧の供給が停止されても、室内ファンモータ15はすぐには止まらずに慣性によって回転を継続する。この慣性回転により、室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwに電圧が誘起し、その誘起電圧に基づく電力がインバータ回路20を通じて整流回路11側に生じる。
At this time, even if the supply of the drive voltage to the
誘起電圧に基づく電力が整流回路11側に生じると、図2に示すように、直流電圧Vdcがすぐには下がらずに緩やかに低下していく。この低下の途中で、電源回路12の自励発振がオフし、その電源回路12から出力される動作用電圧Vccが設定値未満に下降する。動作用電圧Vccが設定値未満になると、リセット回路34から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30の動作がリセットされるとともに、トランジスタ36がオンする。トランジスタ36がオンすると、ブリーダ抵抗35が投入されて電源回路12の出力端に接続された状態となる。
When electric power based on the induced voltage is generated on the
電源回路12の出力端にブリーダ抵抗35が接続されることにより、室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwの誘起電圧に基づいて生じる電力が、電源回路12を通してブリーダ抵抗35で消費される。
By connecting the
MCU30の動作がリセットされたとき、電源回路12にとっての負荷が小さくなるため、そのままでは電源回路12の自励発振が再びオンしようとするが、巻線Lu,Lv,Lwの誘起電圧に基づいて生じる電力がリセットと同時にブリーダ抵抗35によって消費されるので、電源回路12の自励発振が一旦オフした後は、その電源回路12の自励発振が繰り返されることはなく、図2に示すように、直流電圧Vdcが確実に低下していく。
When the operation of the
したがって、MCU30の不要なリセット,セットの繰り返しを未然に防ぐことができる。これにより、MCU30およびインバータ回路20の誤動作や寿命への悪影響を解消することができ、モータ駆動装置としての高い信頼性を確保できる。
Therefore, it is possible to prevent unnecessary resetting and setting of the
[2]第2の実施形態について説明する。
この実施形態においては、図3に示すように、ブリーダ抵抗35およびトランジスタ36の直列回路が電源回路13の正側出力端に接続されている。この場合、低レベルのリセット信号Vrstの出力時に室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwの誘起電圧に基づいて生じる電力が、ルーバ駆動回路等の電源回路13を通してブリーダ抵抗35で消費される。
[2] A second embodiment will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a series circuit of a
他の構成、作用、効果は、第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[3]第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、図4に示すように、ブリーダ抵抗35およびトランジスタ36の直列回路が、電源回路12の入力端に接続されている。このため、低レベルのリセット信号Vrstの出力時に室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwの誘起電圧に基づいて生じる電力は、ブリーダ抵抗35で直接的に消費される。
[3] A third embodiment will be described.
In the third embodiment, as shown in FIG. 4, a series circuit of a
この場合、図5に示すように、整流回路11の出力端の直流電圧Vdcが、ブリーダ抵抗35の投入に合わせて大きく低下する。
In this case, as shown in FIG. 5, the DC voltage Vdc at the output terminal of the
他の構成、作用、効果は、第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[4]第4の実施形態について説明する。
ブリーダ抵抗35およびトランジスタ36に代わり、電源回路12の正側出力端にリレー37の一端が接続され、そのリレー27の他端がNPN型トランジスタ38のコレクタ・エミッタ間を介して接地されている。トランジスタ38のベースは、リセット回路34の出力端に接続されている。そして、リレー37の常開接点37a,37bが整流回路11とインバータ回路20との間の正側電源ラインおよび負側電源ラインにそれぞれ挿入接続されている。
[4] A fourth embodiment will be described.
Instead of the
作用を説明する。
商用交流電源10が投入されているとき、整流回路11から定常レベルの直流電圧Vdcが出力され、電源回路12からも定常レベルの動作用電圧Vccが出力される。この動作用電圧Vccにより、リセット回路34から高レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30のリセットが解除されるとともに、トランジスタ38がオンする。トランジスタ38がオンすると、リレー37が動作し、その常開接点37a,37bが閉成する。これにより、整流回路11とインバータ回路20との間の通電路が形成される。
The operation will be described.
When the commercial
商用交流電源10が遮断されると、整流回路11から出力される直流電圧Vdcが低下し、電源回路12から出力される動作用電圧Vccも低下する。これに伴い、リセット回路34から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30の動作がリセットされる。このリセットにより、インバータ回路20の動作が停止し、室内ファンモータ15に対する駆動電圧の供給が停止される。
When the commercial
このとき、室内ファンモータ15への駆動電圧の供給が停止されても、室内ファンモータ15はすぐには止まらずに慣性によって回転を継続する。この慣性回転により、室内ファンモータ15の巻線Lu,Lv,Lwに電圧が誘起し、その誘起電圧に基づく電力がインバータ回路20を通じて整流回路11側に生じる。
At this time, even if the supply of the drive voltage to the
誘起電圧に基づく電力が整流回路11側に生じると、図7に示すように、直流電圧Vdcがすぐには下がらずに緩やかに低下していく。この低下の途中で、電源回路12の自励発振がオフし、その電源回路12から出力される動作用電圧Vccが設定値未満に下降する。動作用電圧Vccが設定値未満になると、リセット回路34から低レベルのリセット信号Vrstが出力されて、MCU30の動作がリセットされるとともに、トランジスタ38がオフする。トランジスタ36がオフすると、リレー37が停止し、その常開接点37a,37bが開放(復帰)する。これにより、整流回路11とインバータ回路20との間の通電路が遮断される。
When power based on the induced voltage is generated on the
こうして、整流回路11とインバータ回路20との間の通電路が遮断されることにより、巻線Lu,Lv,Lwの誘起電圧に基づいて生じる電力が整流回路11側に供給されることはなく、図7に示すように、直流電圧Vdcが瞬時に低下する。
Thus, the current path between the
MCU30の動作がリセットされたとき、電源回路12にとっての負荷が小さくなるため、そのままでは電源回路12の自励発振が再びオンしようとするが、電源回路12の入力側の直流電圧Vdcが瞬時に低下するので、電源回路12の自励発振が一旦オフした後は、その電源回路12の自励発振が繰り返されることはない。
When the operation of the
したがって、MCU30の不要なリセット,セットの繰り返しを未然に防ぐことができる。これにより、MCU30およびインバータ回路20の誤動作や寿命への悪影響を解消することができ、モータ駆動装置としての高い信頼性を確保できる。
Therefore, it is possible to prevent unnecessary resetting and setting of the
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not change a summary.
10…商用交流電源、11…整流回路(直流電圧回路)、12,13…電源回路、15…室内ファンモータ、16…ルーバモータ、20…インバータ回路、30…MCU(制御部)、34…リセット回路、35…ブリーダ抵抗、36…PNP型トランジスタ、37…リレー、38…NPN型トランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記直流電圧回路の出力を所定の可変交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
上記インバータ回路の出力により駆動される直流ブラシレスモータと、
前記直流電圧回路の出力に基づく動作用電圧により動作して前記インバータ回路を制御する制御部と、
前記動作用電圧が設定値未満になると前記制御部の動作をリセットして、そのリセットを前記動作用電圧が設定値以上のとき解除するリセット回路と、
前記リセットに伴い投入され、前記直流ブラシレスモータの巻線の誘起電圧に基づいて前記インバータ回路を通じて前記直流電圧回路側に生じる電力を消費するブリーダ抵抗と、
を備えていることを特徴とするモータ駆動装置。 A DC voltage circuit that outputs a DC voltage;
An inverter circuit for converting the output of the DC voltage circuit into a predetermined variable AC voltage and outputting the variable AC voltage;
A DC brushless motor driven by the output of the inverter circuit;
A controller that controls the inverter circuit by operating with an operating voltage based on the output of the DC voltage circuit;
A reset circuit that resets the operation of the control unit when the operating voltage becomes less than a set value, and releases the reset when the operating voltage is equal to or higher than a set value;
A bleeder resistor that is inserted with the reset and consumes power generated on the DC voltage circuit side through the inverter circuit based on an induced voltage of the winding of the DC brushless motor;
The motor drive device characterized by the above-mentioned.
前記ブリーダ抵抗は、前記電源回路の出力側または入力側に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 A power circuit for converting the output voltage of the DC voltage circuit into the operating voltage;
The bleeder resistance is connected to the output side or the input side of the power supply circuit,
The motor driving apparatus according to claim 1.
前記ブリーダ抵抗は、前記各電源回路のいずれかの出力側または入力側に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 A power supply circuit that converts the output of the DC voltage circuit into the operating voltage; and a power supply circuit that converts the output of the DC voltage circuit into an operating voltage for other than the control unit;
The bleeder resistance is connected to any output side or input side of each of the power supply circuits,
The motor driving apparatus according to claim 1.
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