JP5506346B2 - 蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法および蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置ならびに蓄電機能付きステッピングモーターを用いた電動開閉弁 - Google Patents
蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法および蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置ならびに蓄電機能付きステッピングモーターを用いた電動開閉弁 Download PDFInfo
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Description
この電動開閉弁100は、図15に示すように、電動開閉弁100を駆動させるモーター102と、電気二重層キャパシタ等の蓄電手段104と、モーターの駆動を直接的に制御する駆動回路106と、この駆動回路へ電動開閉弁の閉弁、開弁に関する駆動信号を出力する駆動制御部108と、蓄電手段への充電を制御する充電回路110と、駆動回路および充電回路へ電力を出力する電源回路112とを備えている。なお、電源回路112は、第1の電源回路112a、第2の電源回路112b、第3の電源回路112cから構成されている。
本発明はこのような現状を鑑み、蓄電手段への充電時間を短縮し、速やかに停電などに対応できる状態とすることができる停電対策機能を有した蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法および蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置ならびに蓄電機能付きステッピングモーターを用いた電動開閉弁を提供することを目的とする。
前記ステッピングモーターが、少なくとも2相の駆動電流によって駆動制御されており、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、1−2相励磁方式における2相通電時は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動していない場合は、前記充電電流よりも大きな重畳充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、少なくとも1相の駆動電流が使われていない場合は、前記充電電流よりも大きく、前記重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする。
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、ステッピングモーターと、蓄電手段とを備えた蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置であって、
前記ステッピングモーターを駆動させる駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動回路の動作を制御する駆動信号を出力する駆動制御部と、
前記蓄電手段への充電を制御する充電電流を出力する充電回路と、
前記駆動回路と充電回路へ電力を出力する電源回路と、を備え、
前記駆動電流が、少なくとも2相の電流であって、
前記駆動回路から1−2相励磁方式における2相通電時に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から所定の充電電流よりも大きな重畳充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から少なくとも1相の駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から前記充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする。
また、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置は、前記駆動制御部を構成する演算手段と、
前記充電回路の動作を制御する電流調整手段と、を備え、
前記演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を電流調整手段に出力することを特徴とする。
また、本発明の電動開閉弁は、上述するいずれかの蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置を備えることを特徴とする。
特に、このようなステッピングモーターを用いた電動開閉弁とした場合には、停電など給電が断たれた場合にも、ステッピングモーターを一定時間駆動させることで、電動開閉弁を全閉、全開を含む所定の開度となるように自動的に駆動する停電対策機能を有した電動開閉弁とすることができる。
図1は、本発明の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の第1の実施例のシステム構成を示す構成図、図2は、図1の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置の回路図である。
また、蓄電手段52の電圧VCは充電量に応じて変化するため、蓄電手段52の電圧VCも充電量の検出信号として、駆動制御部14に入力されており、駆動制御部14では、蓄電手段52の充電量を逐次検出することができる。
なお、図面において同じ回路記号は同種の部材を示しており、符号は省略している。ただし、それぞれの部材の電気特性値は同一のものとは限らず、異なる電気特性値を有していても構わない。
このように構成することによって、図6のパターン図に示すように、駆動回路14からの駆動信号として1−2相励磁信号が出力されている場合に、ステッピングモーター50を駆動していない場合、すなわち、駆動電流を出力していない場合には、加算充電回路18a、18bを2系統とも動作させ、大きな重畳充電電流で蓄電手段52への充電を行い、ステッピングモーター50を駆動している場合、すなわち、駆動電流を出力している場合には、この駆動電流が2相とも通電している場合は加算充電回路18a、18bを動作させずに所定の充電電流で蓄電手段52への充電を行い、駆動電流を1相のみ通電している場合は加算充電回路18a、18bのうち1系統のみを動作させることで、充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段52の充電を行うことができる。
図7に示すように、従来の充電方法では蓄電手段52を満充電とするために900秒程度要しているのに対して、本発明の第1の実施例の制御装置10を用いて蓄電手段を充電した場合には、90秒程度で満充電とすることができている。
12 駆動回路
14 駆動制御部
15 充電回路
16 保護回路
18 加算充電回路
18a 加算充電回路
18b 加算充電回路
20 電流調整手段
22 電源回路
30 スイッチングデバイス
32 抵抗体
34 ダイオード
36 ツェナーダイオード
50 ステッピングモーター
52 蓄電手段
60 冷凍サイクルシステム
62 冷凍庫
64 クーラー
66 圧縮機
68 コンデンサー
70 電動開閉弁
70a 冷媒管
70b 冷媒管
70c 接続ケーブル
70d アクチュエーター部
72 ディストリビューター
74 インジケータ
76 インジケータ
78 ファンクション表示部
80 ファンクション設定用操作ボタン
100 電動開閉弁
102 モーター
104 蓄電手段
106 駆動回路
108 駆動制御部
110 充電回路
112 電源回路
Claims (12)
- ステッピングモーターと、蓄電手段とを備えた蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法であって、
前記ステッピングモーターが、少なくとも2相の駆動電流によって駆動制御されており、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、1−2相励磁方式における2相通電時は、所定の充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動していない場合は、前記充電電流よりも大きな重畳充電電流によって蓄電手段の充電を行い、
前記ステッピングモーターを駆動しているとともに、少なくとも1相の駆動電流が使われていない場合は、前記充電電流よりも大きく、前記重畳充電電流以下の補充充電電流によって蓄電手段の充電を行うことを特徴とする蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。 - 前記駆動電流を制御する駆動信号に基づいて、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出することを特徴とする請求項1に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。
- 前記駆動電流を制御する駆動信号を出力する演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。
- 前記充電信号が、PWM(Pulse Width Modulation)信号であることを特徴とする請求項3に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御方法。
- ステッピングモーターと、蓄電手段とを備えた蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置であって、
前記ステッピングモーターを駆動させる駆動電流を出力する駆動回路と、
前記駆動回路の動作を制御する駆動信号を出力する駆動制御部と、
前記蓄電手段への充電を制御する充電電流を出力する充電回路と、
前記駆動回路と充電回路へ電力を出力する電源回路と、を備え、
前記駆動電流が、少なくとも2相の電流であって、
前記駆動回路から1−2相励磁方式における2相通電時に、前記充電回路から所定の充電電流を蓄電手段へ出力し、 前記駆動回路から駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から所定の充電電流よりも大きな重畳充電電流を蓄電手段へ出力し、
前記駆動回路から少なくとも1相の駆動電流が出力されていない場合に、前記充電回路から前記充電電流よりも大きく、かつ、重畳充電電流以下の補充充電電流を蓄電手段へ出力することを特徴とする蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。 - 前記充電回路が、加算充電回路を備えており、該加算充電回路から加算充電電流を出力することによって、前記重畳充電電流および補充充電電流を充電回路から出力するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。
- 前記駆動信号に基づいて、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出することを特徴とする請求項5または6に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。
- 前記駆動制御部を構成する演算手段と、
前記充電回路の動作を制御する電流調整手段と、を備え、
前記演算手段において、前記ステッピングモーターの駆動状態を検出するとともに、前記蓄電手段への充電を制御する充電信号を電流調整手段に出力することを特徴とする請求項5または6に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。 - 前記電流調整手段と加算充電回路とが接続されており、前記電流調整手段から出力される充電信号に基づいて、加算充電回路において加算充電電流の電流値を調整することを特徴とする請求項8に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。
- 前記充電信号が、PWM(Pulse Width Modulation)信号であることを特徴とする請求項8または9に記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置。
- 請求項5から10のいずれかに記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置を備えることを特徴とする電動開閉弁。
- 請求項5から10のいずれかに記載の蓄電機能付きステッピングモーターの制御装置を備えることを特徴とする冷凍サイクルシステム。
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