JP6064672B2 - Motor drive device - Google Patents
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Description
本発明は、モータ駆動装置に係わり、より詳細には、モータの回転軸に接続される負荷と回転軸とのクリアランスによる起動時の異音を抑制する回路に関する。 The present invention relates to a motor drive device, and more particularly, to a circuit that suppresses abnormal noise at startup due to a clearance between a load connected to a rotating shaft of a motor and the rotating shaft.
従来、モータ駆動装置としては、例えば図5に示す図示しないファンが接続されたファンモータ4を駆動するファンモータ駆動装置がある。このファンモータ駆動装置は、図示しない他の装置が指示する指令回転速度値が入力され、これに対応する指令電圧を出力する制御回路1と、指令電圧が入力され、この信号と対応する相電圧を生成する駆動信号を出力すると共に、ファンモータ4から出力される回転位置信号を入力し、回転パルス信号に変換して制御回路1へ出力する駆動回路2と、入力された駆動信号に従って図示しない直流電源を三相の相電圧に変換してファンモータ4へ出力するインテリジェントパワーモジュールからなるドライブ回路3とが備えられている。
なお、制御回路1は例えばマイコンなどで構成され、ファンモータ4が指示された指令回転速度値となるようにフィードバック制御するためにファンモータ4の回転速度と対応する印加電圧指令信号(PWM信号)を出力する制御部1aと、入力された印加電圧指令信号を直流電圧に変換して指令電圧として出力するD/Aコンバータ5とを備えている。
Conventionally, as a motor drive device, for example, there is a fan motor drive device that drives a
The control circuit 1 is composed of, for example, a microcomputer, and an applied voltage command signal (PWM signal) corresponding to the rotational speed of the
また、このD/Aコンバータ5の内部には抵抗5aとコンデンサ5bとで構成される積分回路を備えており、印加電圧指令信号を積分することにより、印加電圧指令信号と対応する直流電圧を出力する。この積分回路は、抵抗5aの一端に印加電圧指令信号が入力され、他端から指令電圧が出力される。そして、抵抗5a他端にコンデンサ5bの一端が接続され、コンデンサ5bの他端はグランドに接続されている。なお、コンデンサ5bと抵抗5aとでこの積分回路の時定数が決定される。また、コンデンサ5bと並列に抵抗5cが備えられており、抵抗5aと抵抗5cとで指令電圧を分圧する構成になっている。
The D /
制御部1aはファンモータ4を回転させる場合に印加電圧指令信号を出力する。制御部1aは徐々に回転数を上昇させるため印加電圧指令信号のパルスのデューティーを徐々に増加させる。このため、この印加電圧指令信号を入力したD/Aコンバータ5はこの信号を積分し、この結果、指令電圧は徐々に上昇する。
なお、制御部1aは起動時における回転速度を指令するための回転速度値の増加を回転速度テーブルとして内部に格納しており、ファンモータ4の起動開始から指令回転速度へ移行する間、時間経過に対応してこの回転速度テーブルから回転速度値を読み出し、読み出した回転速度値をPWMのデューティー値に変換して印加電圧指令信号を生成して出力する。
The
The
この指令電圧が入力された駆動回路2は、この信号と対応してファンモータ4に相電圧を印加させるため、インバータ制御された駆動信号をドライブ回路3へ出力し、ドライブ回路3は、この駆動信号に対応して三相のモータ印加電圧をファンモータ4へ出力する。
The
この結果、ファンモータ4が徐々に回転数を増加させながら回転し、この回転数に対応した時間間隔のパルスからなる回転数パルス信号が駆動回路2から制御回路1へ出力される。制御回路1内部では、指示された指令回転速度と現在の回転数との差を算出し、これらが等しくなるように印加電圧指令信号をフィードバック制御する。
As a result, the
ところで、このような回路を大型の空気調和機の室外機のファンモータ駆動装置に適用した場合、駆動されるファンの質量が大きいために次のような問題が発生する。
図6はファンモータ4に取り付けられるファン90(プロペラファン)の中心付近の要部断面図であり、ファンモータ4の回転軸93方向に対して直角方向の断面を示している。
By the way, when such a circuit is applied to a fan motor drive device for an outdoor unit of a large air conditioner, the following problems occur because the mass of the driven fan is large.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part near the center of a fan 90 (propeller fan) attached to the
図6(A)に示すように、ファンモータ4の回転中心部には外周に複数の羽根を備えた円柱状のファン基部91が備えられており、さらにその内周には回転軸93が挿入されるボス92が備えられている。回転軸93の外周は一部が平面にカットされ、断面がD字状に形成されており、この形状に対応してボス92の内部の空間もD字状に形成されている。なお、作業性を向上させるため回転軸93とボス92の内面との間にはクリアランス94を設けている。
As shown in FIG. 6A, the rotation center of the
図6(B)に示すように回転軸93が時計方向に回転を開始すると、クリアランス94により、ボス92に対して回転を開始した回転軸93のスベリが生じて回転軸93の角95がボス92の内面と接触し、ゴツンという衝撃音が発生する。この衝撃音はクリアランス94の大きさや回転軸93が接触する勢いによってはファンモータ4の起動が開始される度に耳障りな異音となって聞こえる。もちろん、図示しない固定用ネジで締めつけたり、ゴムなどの緩衝材を追加するなどの機構的な対応方法もあるが、耐久性での不安やコスト増加の問題がある。
As shown in FIG. 6B, when the rotating
このように回転開始初期に発生する異音を低減させるものとして特許文献1が開示されている。特許文献1ではステッピングモータと負荷となるギアに関して、モータの回転開始時にギアのバックラッシュ期間(軽負荷)が経過した時、高負荷となるギアの回転を行なうため、起動開始時から高負荷に対応した電圧でステッピングモータを起動した場合、軽負荷から高負荷に移行する時にギアの噛み合いによる異音が発生する問題を解決するため、モータの回転開始時のギアのバックラッシュ期間を低電圧で駆動し、そして、高負荷となるギアの回転を行う時に通常の電圧で駆動することで異音を抑制している(例えば、特許文献1参照。)。 As described above, Patent Document 1 discloses that noise generated in the initial stage of rotation is reduced. In Patent Document 1, regarding a stepping motor and a gear serving as a load, when the gear backlash period (light load) elapses at the start of motor rotation, the gear that becomes a high load is rotated. When the stepping motor is started with the corresponding voltage, the backlash period of the gear at the start of motor rotation is set to a low voltage to solve the problem of abnormal noise due to gear meshing when shifting from light load to high load. An abnormal noise is suppressed by driving at a normal voltage when driving and rotating a gear that becomes a high load (see, for example, Patent Document 1).
前述したように図5のモータ駆動装置では制御部1aからソフトウェアによって印加電圧指令信号を出力しているため、回転速度の増加を指示する回転速度テーブルの変更だけで回転開始初期の印加電圧指令信号の一時的な電圧低下制御が可能である。
As described above, since the applied voltage command signal is output from the
しかしながら、ソフトウェアで対応する場合、一般的にソフトウェアがマイコン内部のROMにマスク化されている場合が多く、後から簡単に変更することができない。また、ソフトウェアで対応した場合、新規の製品を開発する度に回転速度テーブルの再チューニング、評価、確認などが必要になり、開発工数が発生するという問題があった。 However, when dealing with software, in general, the software is often masked in the ROM in the microcomputer, and cannot be easily changed later. In addition, when it is supported by software, there is a problem in that it requires re-tuning, evaluation, and confirmation of the rotation speed table every time a new product is developed, resulting in a development man-hour.
本発明は以上述べた問題点を解決し、モータの回転軸と、これに取り付けられる負荷との間で発生するモータ起動時における異音に関して、各機器毎のソフトウェアでの対応作業を不要する構成を簡単な電子回路で実現することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems and eliminates the need for software work for each device for abnormal noise at the time of motor startup that occurs between the rotating shaft of the motor and a load attached thereto. Is realized by a simple electronic circuit.
本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の発明は、入力された指令回転速度値に従ってモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータの回転速度を指示する指令電圧信号を徐々に上昇させて出力することで前記モータの回転速度を前記指令回転速度値となるように制御すると共に、前記モータが出力する回転位置信号と対応する回転パルス信号が入力される制御回路と、
入力された前記指令電圧信号で指示される前記モータの回転速度となるように駆動信号を出力する駆動回路と、入力された前記駆動信号に対応して駆動用の相電圧を前記モータへ出力するドライブ回路と、入力された前記回転パルス信号による回転速度と予め定めた所定回転速度とを比較した結果を回転速度判定結果信号として出力する回転速度判定回路と、前記回転速度判定結果信号が入力され、前記回転パルス信号による回転速度が前記所定回転速度以上となるまで前記指令電圧の電圧を分圧して低下させる指令電圧低下手段とを備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 of the present invention is a motor driving device for driving a motor in accordance with an inputted command rotational speed value, and indicates the rotational speed of the motor. By gradually increasing the command voltage signal and outputting it, the rotation speed of the motor is controlled to become the command rotation speed value, and a rotation pulse signal corresponding to the rotation position signal output by the motor is input. A control circuit;
A drive circuit that outputs a drive signal so as to achieve the rotational speed of the motor indicated by the input command voltage signal, and a driving phase voltage corresponding to the input drive signal is output to the motor A drive circuit, a rotation speed determination circuit that outputs a result of comparing the rotation speed based on the input rotation pulse signal and a predetermined rotation speed as a rotation speed determination result signal, and the rotation speed determination result signal are input. And command voltage lowering means for dividing and lowering the voltage of the command voltage until the rotation speed by the rotation pulse signal becomes equal to or higher than the predetermined rotation speed.
また、本発明の請求項2に記載の発明は、入力された指令回転速度値に従ってモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記モータの回転速度を指示する指令電圧信号を徐々に上昇させて出力することで前記モータの回転速度を前記指令回転速度値となるように制御すると共に、前記モータが出力する回転位置信号と対応する回転パルス信号が入力される制御回路と、
入力された前記指令電圧信号で指示される前記モータの回転速度となるように駆動信号を出力する駆動回路と、入力された前記駆動信号に対応して駆動用の相電圧を前記モータへ出力するドライブ回路と、入力された前記回転位置信号による回転速度と予め定めた所定回転速度とを比較した結果を回転速度判定結果信号として出力する回転速度判定回路と、前記回転位置信号を入力し、前記モータの回転方向の検出結果である正回転/逆回転を回転方向信号として出力する回転方向検出回路と、前記回転方向信号と前記回転速度判定結果信号とが入力され、前記回転位置信号による回転速度が前記所定回転速度以上で、かつ、前記モータが正回転となるまでの間、前記指令電圧の電圧を分圧して低下させる指令電圧低下手段とを備えていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a motor driving device for driving a motor in accordance with an inputted command rotational speed value, wherein a command voltage signal for instructing the motor rotational speed is gradually increased. A control circuit for controlling the rotational speed of the motor to be the command rotational speed value by outputting and a rotational pulse signal corresponding to the rotational position signal output by the motor;
A drive circuit that outputs a drive signal so as to achieve the rotational speed of the motor indicated by the input command voltage signal, and a driving phase voltage corresponding to the input drive signal is output to the motor A drive circuit, a rotational speed determination circuit that outputs a result of comparing the rotational speed of the input rotational position signal and a predetermined rotational speed as a rotational speed determination result signal, and the rotational position signal, A rotation direction detection circuit that outputs forward / reverse rotation, which is a detection result of the rotation direction of the motor, as a rotation direction signal, the rotation direction signal and the rotation speed determination result signal are input, and the rotation speed based on the rotation position signal Command voltage lowering means for dividing and lowering the voltage of the command voltage until the motor reaches the predetermined rotation speed and until the motor is rotated in the forward direction. The features.
以上の手段を用いることにより、本発明によるモータ駆動装置によれば、モータが所定回転速度未満の時に指令電圧を低下させるため、モータの駆動開始初期に、指令電圧を低下させない時に比較して、負荷に対してモータの回転軸を緩やかに圧接させることができ、負荷とモータの回転軸とのクリアランスによって発生する異音を低減させることができる。 By using the above means, according to the motor driving device of the present invention, the command voltage is reduced when the motor is less than the predetermined rotational speed, so compared to when the command voltage is not reduced at the beginning of driving of the motor, The rotating shaft of the motor can be gently pressed against the load, and abnormal noise generated by the clearance between the load and the rotating shaft of the motor can be reduced.
また、電気的な回路による対応であるため、回転速度低下のためにソフトウェアによる各機器毎の対応作業が不要となる。 Moreover, since it is a response | compatibility by an electrical circuit, the corresponding | compatible operation | work for every apparatus by software becomes unnecessary for a rotation speed fall.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail as examples based on the attached drawings.
図1は図示しないファンが接続されたファンモータ4を制御回路1の指示により駆動するファンモータ駆動装置の実施例を示すブロック図である。
このファンモータ駆動装置は、図示しない他の装置が指示する指令回転速度値が入力され、これに対応する指令電圧を出力する制御回路1と、指令電圧が入力され、この信号と対応する相電圧を生成する駆動信号を出力すると共に、ファンモータ4から出力される回転位置信号を入力し、回転パルス信号に変換して制御回路1へ出力する駆動回路2と、入力された駆動信号に従って図示しない直流電源を三相の相電圧に変換してファンモータ4へ出力するインテリジェントパワーモジュールからなるドライブ回路3とが備えられている。
なお、制御回路1は例えばマイコンなどで構成され、ファンモータ4が指示された指令回転速度値となるようにフィードバック制御するためにファンモータ4の回転速度と対応する印加電圧指令信号(PWM信号)を出力する制御部1aと、入力された印加電圧指令信号を直流電圧に変換して指令電圧として出力するD/Aコンバータ5とを備えている。
さらに、このファンモータ駆動装置は、入力された回転パルス信号から求めた回転速度と所定回転速度値との比較結果からなる回転速度判定結果信号を出力する回転速度判定回路6と、D/Aコンバータ5の出力に一端が接続された抵抗8と、抵抗8の他端とグランドとの短絡/開放を回転速度判定結果信号の状態によって切り換えるスイッチ7とを備えている。なお、抵抗8とスイッチ7とで指令電圧低下手段20を構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a fan motor driving apparatus that drives a
The fan motor driving device receives a command rotational speed value designated by another device (not shown), outputs a command voltage corresponding to the command rotational speed value, and receives a command voltage, and a phase voltage corresponding to the signal. And a
The control circuit 1 is composed of, for example, a microcomputer, and an applied voltage command signal (PWM signal) corresponding to the rotational speed of the
Further, the fan motor driving device includes a rotation
また、このD/Aコンバータ5の内部には抵抗5aとコンデンサ5bとで構成される積分回路を備えており、印加電圧指令信号を積分することにより、印加電圧指令信号と対応する直流電圧を出力する。この積分回路は、抵抗5aの一端に印加電圧指令信号が入力され、他端から指令電圧が出力される。そして、抵抗5a他端にコンデンサ5bの一端が接続され、コンデンサ5bの他端はグランドに接続されている。なお、コンデンサ5bと抵抗5aとでこの積分回路の時定数が決定される。また、コンデンサ5bと並列に抵抗5cが備えられており、抵抗5aと抵抗5cとで指令電圧を分圧する構成になっている。
一方、抵抗5aと抵抗8、及び抵抗5cとで指令電圧を分圧するように構成されているため、スイッチ7がオン(短絡)となった時、スイッチ7がオフ(開放)の時に比較して指令電圧が低下するようになっている。抵抗8は抵抗5cと比較して非常に小さく設定されているので、ほぼ抵抗5aと抵抗8との分圧になる。
The D /
On the other hand, since the command voltage is divided by the
また、回転速度判定回路6は所定回転速度と対応した電圧値である回転速度閾値を回転速度判定回路6の内部に備えており、この回転速度閾値と入力された回転パルス信号を積分した積分電圧との比較結果からなる回転速度判定結果信号を出力する。本実施例では少なくともファンモータ4が60回転/毎分(1回転/毎秒)以上の時、回転速度判定結果信号がローレベルからハイレベルに変化する。
The rotation
制御部1aはファンモータ4を回転させる場合に印加電圧指令信号を出力する。制御部1aは徐々に回転数を上昇させるため印加電圧指令信号のパルスのデューティーを徐々に増加さる。このため、この印加電圧指令信号が入力されたD/Aコンバータ5はこの信号を積分し、この結果、指令電圧は徐々に上昇する。
なお、制御部1aは起動時における回転速度を指令するための回転数値の増加を回転速度テーブルとして内部に格納しており、ファンモータ4の起動開始から指令回転速度へ移行する間、時間経過に対応してこの回転速度テーブルから回転速度値を読み出し、読み出した回転速度値をPWMのデューティー値に変換して印加電圧指令信号を生成して出力する。
一方、指令電圧が徐々に上昇すると、ファンモータ4が回転を開始して回転パルス信号が発生し、回転速度判定回路6からの回転速度判定結果信号がハイレベルになるまではスイッチ7はオンとなっているため、スイッチ7がオフの場合に比較して指令電圧が分圧されて低い電圧になっている。
The
Note that the
On the other hand, when the command voltage is gradually increased, the
この指令電圧が入力された駆動回路2は、この信号と対応してファンモータ4に相電圧を印加させるため、駆動信号をドライブ回路3(インテリジェントパワーモジュール)へ出力し、ドライブ回路3は、この駆動信号に対応して三相のモータ印加電圧をファンモータ4へ出力する。
The
この結果、ファンモータ4が徐々に回転速度を増加させながら回転し、この回転速度に対応した時間間隔のパルスからなる回転数パルス信号が駆動回路2から制御回路1へ出力される。制御回路1内部では、図示しない装置から指示された指令回転速度と現在の回転速度との差を算出し、これらが等しくなるように印加電圧指令信号をフィードバック制御する。
As a result, the
なお、回転パルス信号のパルス数が増加、つまり、回転速度が早くなると回転速度判定回路6内の積分電圧が増加し、所定回転速度(回転速度閾値)と対応する電圧に達すると回転速度判定結果信号がローレベルからハイレベルになってスイッチ7がオフとなり、指令電圧が上昇する。このように、回転速度が所定回転速度になるまでは指令電圧が分圧されてスイッチ7がオフの場合よりも低電圧でファンモータ4が回転するため、回転軸とファンのボス内周とは緩やかに圧接する。このため異音が抑制され、その後に素早く回転数が増加される。
When the number of pulses of the rotation pulse signal increases, that is, when the rotation speed increases, the integrated voltage in the rotation
図3は実施例1のファンモータ駆動装置の動作を説明する説明図である。
図3において横軸は時間であり、縦方向に図3(1)印加電圧指令信号、図3(2)指令電圧、図3(3)回転パルス信号、図3(4)回転速度判定結果信号をそれぞれ示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fan motor driving apparatus according to the first embodiment.
3, the horizontal axis represents time, and FIG. 3 (1) applied voltage command signal, FIG. 3 (2) command voltage, FIG. 3 (3) rotation pulse signal, and FIG. 3 (4) rotation speed determination result signal in the vertical direction. Respectively.
図3(1)は制御部1aから出力される印加電圧指令信号(PWM信号)である。制御部1aは、ファンモータ4の回転数を徐々に上昇させるため、印加電圧指令信号のデューティーが徐々に大きくなるように制御している。
FIG. 3A shows an applied voltage command signal (PWM signal) output from the
一方、制御部1aが印加電圧指令信号を出力しない期間はファンモータ4に電圧が印加されず、回転軸が回転することがない。このため回転パルス信号が出力されることがなく、図3(4)に示すようにT1の期間において回転速度判定回路6内の積分電圧はほぼゼロボルトなる。この結果、積分電圧が回転速度閾値の電圧以下となるため回転速度判定結果信号はローレベルとなり、この結果、スイッチ7もオン(短絡)となっている。
On the other hand, no voltage is applied to the
徐々に印加電圧指令信号が大きく(デューティーが大きく)なるとファンモータ4が回転を開始し、この結果、図3(3)に示すように回転パルス信号が1パルス目、2パルス目と順次発生する。この実施例の回転パルス信号はファンモータ4が1回転する毎に1パルス発生するため、2パルス目が発生したらファンモータ4は少なくとも1回転したことになり、ファンモータ4の回転軸とファンのボスとは圧接した状態となる。このため、回転速度判定回路6では回転パルス信号と対応する積分電圧を回転速度閾値(所定回転速度値〜60回転/毎分)の電圧としている。なお、ファンモータ4の回転軸とファンのボスとが確実に圧接する回転速度閾値を予め実験的に求めておく。
When the applied voltage command signal gradually increases (duty increases), the
図3(4)に示すように回転パルス信号による回転速度が所定回転速度値〜60回転/毎分以上になった時に回転速度判定結果信号がハイレベルとなる。この結果、スイッチ7がオフとなり、抵抗8は電気的にグランドから浮いた状態になり、抵抗5aと抵抗8とによる指令電圧の分圧が解除される。このため、図3(2)に示すように、この時点から指令電圧が急速に立ち上がることになり、スイッチ7がオフである時の電圧上昇カーブに徐々に近づく。
As shown in FIG. 3 (4), when the rotation speed by the rotation pulse signal becomes a predetermined rotation speed value to 60 rotations / min or more, the rotation speed determination result signal becomes high level. As a result, the switch 7 is turned off, the resistor 8 is electrically floating from the ground, and the command voltage division by the
以上説明したように、ファンモータ4が回転を開始して所定回転速度(回転速度閾値)に達するまで指令電圧を低下させるため、ファンモータ4の駆動開始初期に指令電圧を低下させない場合と比較してファンモータ4の回転軸をボスの内面に緩やかに圧接させることができ、ファンとファンモータ4の回転軸とのクリアランスによって発生する異音を低減させることができる。
As described above, since the command voltage is decreased until the
また、電気的な回路による対応であるため、回転速度低下のために制御部1aにおけるソフトウェアによる多品種の装置の対応作業が不要となる。
さらに、実際の回転速度を回転速度判定回路11を介して検出し、これに対応して指令電圧を低下させるため、ファンモータ4の回転開始時の回転速度特性の変化に対応して指令電圧を低下させる時間をマージンを持った固定時間とした時よりも、回転開始から指令回転速度に達するまでの時間を短くすることができる。なお、回転開始時の回転特性変化とは、指令電圧を出力してから実際にファンモータ4が所定回転速度に達するまでの時間であり、一般的に、経年変化によって発生するファンモータ4の回転部分の磨耗などによる負荷の増大によってこの時間は長くなる。
Moreover, since it is a response | compatibility by an electrical circuit, the corresponding | compatible operation | work of the various types of apparatus by the software in the
Furthermore, in order to detect the actual rotational speed via the rotational
図2は本発明による別の実施例を示すブロック図である。ここでは実施例1との相違点について詳細に説明する。
図2において、制御部1aとD/Aコンバータ5と駆動回路2とドライブ回路3、及び抵抗8とスイッチ7とは実施例1と同じため、詳細な説明を省略する。なお、回転速度判定回路11とアンド回路10と回転方向検出回路9と指令電圧低下手段30とが本実施例での特徴回路となる。また、アンド回路10と抵抗8とスイッチ7とで指令電圧低下手段30を構成している。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment according to the present invention. Here, differences from the first embodiment will be described in detail.
In FIG. 2, the
回転速度判定回路11は実施例1の回転速度判定回路6と同じ機能を備えるが、回転数パルス信号でなく、ファンモータ4から出力される3つの回転位置信号の内の1つが入力され、1回転で1つのパルスが出力される。従って回転速度判定回路11では回転位置信号で2つのパルスを検出するとファンモータ4が少なくとも1回転したと判断する。ここでも実施例1の回転速度判定回路6と同様に回転位置信号を積分した積分電圧と回転速度閾値(所定回転速度値〜60回転/毎分)の電圧と比較している。そしてこの比較結果である回転速度判定結果信号をアンド回路10へ出力する。
The rotational
一方、回転方向検出回路9はファンモータ4から出力される3つの回転位置信号が入力される。回転位置信号は1回転の中で回転位置を細かく検出できる信号であり、この実施例ではファンモータ4に1回転を3等分した角度毎に1つの回転センサが備えられており、回転軸が回転すると、その回転位置に対応したセンサからパルスが発生する。このため、ある回転センサで発生したパルスの次に他の2つ回転センサのパルスの存在を確認することで正回転/逆回転の回転方向を検出できる。
このように回転方向検出回路9は正回転/逆回転方向にファンモータ4が回転しているか判断し、この結果を回転方向信号としてアンド回路10へ出力する。なお、ファンモータ4が正回転の時、回転方向信号がハイレベルとなる。そしてアンド回路10の出力はスイッチ7の制御信号として出力されている。つまり、ファンモータ4が少なくとも1回転し、かつ、正回転の時にスイッチ7がオフとなる。
On the other hand, the rotational
Thus, the rotation
図4は実施例2のモータ駆動装置の動作を説明する説明図である。
図4において横軸は時間であり、縦方向に図4(1)印加電圧指令信号、図4(2)指令電圧、図4(3)回転位置信号、図4(4)回転速度判定結果信号、図4(5)回転方向信号、図4(6)アンド回路10の出力信号をそれぞれ示す。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the motor drive apparatus according to the second embodiment.
4, the horizontal axis represents time, and FIG. 4 (1) applied voltage command signal, FIG. 4 (2) command voltage, FIG. 4 (3) rotational position signal, and FIG. 4 (4) rotational speed determination result signal in the vertical direction. 4 (5) shows the rotation direction signal, and FIG. 4 (6) shows the output signal of the AND
図4(1)は制御部1aから出力される印加電圧指令信号(PWM信号)である。制御部1aは、ファンモータ4の回転数を徐々に上昇させるため、印加電圧指令信号のデューティーが徐々に大きくなるように制御している。
FIG. 4A shows an applied voltage command signal (PWM signal) output from the
一方、制御部1aが印加電圧指令信号を出力しない期間はファンモータ4に電圧が印加されないために回転軸が回転せず、このため回転位置信号も出力されないために回転速度判定回路11内の積分電圧はほぼゼロボルトであるはずであるが、ファンに吹きつける風によってファンモータ4が逆回転し、この結果、図4(4)に示すT1の期間において回転速度判定回路11内の積分電圧が回転速度閾値を超える場合がある。このため、回転速度判定回路11から出力される回転速度判定結果信号がハイレベルとなる。
On the other hand, during the period in which the
この信号をそのままスイッチ7の制御に使用すると、この状態でスイッチ7がオフ(開放)となり、起動時の低速回転ができなくなる。この実施例では図4(5)に示すように、回転方向信号と図4(4)の回転速度判定結果信号との一致をアンド回路10で論理演算し、図4(6)に示すようにこれらの信号が共にハイレベルとなったときだけスイッチ7をオフとする構成にしている。従ってこの時点から指令電圧の分圧が解除されて電圧の上昇が開始される。なお、ファンモータ4が逆回転している時に印加電圧指令信号が出力され始めるため、この時点でファンのボスと回転軸との間のクリアランスによる異音が発生するが、スイッチ7がオン(短絡)となっており、指令電圧が分圧されて比較的低い電圧となっているため、分圧しない場合よりも異音の大きさを低減できる。
If this signal is used for controlling the switch 7 as it is, the switch 7 is turned off (opened) in this state, and low-speed rotation at the time of starting cannot be performed. In this embodiment, as shown in FIG. 4 (5), the AND
一方、図4(1)に示すように、制御部1aはファンモータ4の回転方向と関係なく徐々に印加電圧指令信号を大きく(デューティーを大きく)する。すると、ファンモータ4は逆回転から徐々に回転数が減少し、やがて正回転方向に回転を開始する。この結果、図4(3)に示すように回転位置信号のパルス間隔が徐々に広がり、回転位置信号の発生が無くなってから再度、回転位置信号が1パルス目、2パルス目と順次発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the
前述したようにこの実施例の回転位置信号はファンモータ4が1回転する毎に1パルス発生するため、2パルス目が発生したらファンモータ4は少なくとも1回転したことになり、ファンモータ4の回転軸とファンのボスとは正回転方向へ向かって圧接した状態となる。このため、回転速度判定回路11では少なくとも2パルス以上となる回転位置信号と対応する積分電圧を回転速度閾値の電圧としている。なお、ファンモータ4の回転軸とファンのボスとが確実に圧接する回転速度閾値を予め実験的に求めておく。
As described above, the rotation position signal of this embodiment is generated by one pulse every time the
図4(4)に示すように回転位置信号による回転速度が60回転/毎分以上の時に回転速度判定結果信号がハイレベルとなり、かつ、回転方向信号がハイレベルのとき、図4(6)に示すようにアンド回路10の出力がローレベルからハイレベルとなる。この結果、スイッチ7がオン(短絡)からオフ(開放)となり、抵抗8は電気的にグランドから浮いた状態になり、抵抗5aと抵抗8とによる指令電圧の分圧が解除される。このため、図4(2)に示すように、この時点から指令電圧が急速に立ち上がることになり、スイッチ7がオフである時の電圧上昇カーブに徐々に近づく。
As shown in FIG. 4 (4), when the rotational speed based on the rotational position signal is 60 revolutions / minute or more, the rotational speed determination result signal becomes high level, and when the rotational direction signal is high level, FIG. As shown, the output of the AND
以上説明したように、実施例1の効果に加えてこの実施例では、ファンモータ4が逆回転中に正回転の運転を開始した時であっても、指令電圧が分圧されて比較的低い電圧となっているため、分圧しない場合よりも異音の大きさを低減できる。
As described above, in addition to the effects of the first embodiment, in this embodiment, even when the
なお、実施例1と実施例2とではD/Aコンバータ5として積分回路を用いているが、これに限るものでなく、汎用の集積回路を用いたり、直接、制御部1aから指令電圧を駆動回路2へ出力するようにしてもよい。また、スイッチ7はトランジスタやリレーなどでもよい。
また、実施例2では回転速度判定回路11の入力信号として回転位置信号を用いているが、これに限るものでなく、回転パルス信号を用いてもよい。
In the first and second embodiments, an integration circuit is used as the D /
In the second embodiment, the rotational position signal is used as an input signal to the rotational
1 制御部
2 駆動回路
3 ドライブ回路
4 ファンモータ
5 D/Aコンバータ
5a 抵抗
5b コンデンサ
5c 抵抗
6 回転速度判定回路
7 スイッチ
8 抵抗
9 回転方向検出回路
10 アンド回路
11 回転速度判定回路
20 指令電圧低下手段
30 指令電圧低下手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 D /
Claims (2)
入力された前記指令電圧信号で指示される前記モータの回転速度となるように駆動信号を出力する駆動回路と、入力された前記駆動信号に対応して駆動用の相電圧を前記モータへ出力するドライブ回路と、入力された前記回転パルス信号による回転速度と予め定めた所定回転速度とを比較した結果を回転速度判定結果信号として出力する回転速度判定回路と、前記回転速度判定結果信号が入力され、前記回転パルス信号による回転速度が前記所定回転速度以上となるまで前記指令電圧信号の電圧を分圧して低下させる指令電圧低下手段とを備えていることを特徴とするモータ駆動装置。 A motor driving device for driving a motor according to an inputted command rotational speed value, wherein a command voltage signal for instructing the motor rotational speed is gradually increased to output the motor rotational speed by the command rotational speed. And a control circuit that receives a rotation pulse signal corresponding to the rotation position signal output from the motor,
A drive circuit that outputs a drive signal so as to achieve the rotational speed of the motor indicated by the input command voltage signal, and a driving phase voltage corresponding to the input drive signal is output to the motor A drive circuit, a rotation speed determination circuit that outputs a result of comparing the rotation speed based on the input rotation pulse signal and a predetermined rotation speed as a rotation speed determination result signal, and the rotation speed determination result signal are input. And a command voltage reducing means for dividing and reducing the voltage of the command voltage signal until the rotation speed by the rotation pulse signal becomes equal to or higher than the predetermined rotation speed.
入力された前記指令電圧信号で指示される前記モータの回転速度となるように駆動信号を出力する駆動回路と、入力された前記駆動信号に対応して駆動用の相電圧を前記モータへ出力するドライブ回路と、入力された前記回転位置信号による回転速度と予め定めた所定回転速度とを比較した結果を回転速度判定結果信号として出力する回転速度判定回路と、前記回転位置信号を入力し、前記モータの回転方向の検出結果である正回転/逆回転を回転方向信号として出力する回転方向検出回路と、前記回転方向信号と前記回転速度判定結果信号とが入力され、前記回転位置信号による回転速度が前記所定回転速度以上で、かつ、前記モータが正回転となるまでの間、前記指令電圧信号の電圧を分圧して低下させる指令電圧低下手段とを備えていることを特徴とするモータ駆動装置。 A motor driving device for driving a motor according to an inputted command rotational speed value, wherein a command voltage signal for instructing the motor rotational speed is gradually increased to output the motor rotational speed by the command rotational speed. And a control circuit that receives a rotation pulse signal corresponding to the rotation position signal output from the motor,
A drive circuit that outputs a drive signal so as to achieve the rotational speed of the motor indicated by the input command voltage signal, and a driving phase voltage corresponding to the input drive signal is output to the motor A drive circuit, a rotational speed determination circuit that outputs a result of comparing the rotational speed of the input rotational position signal and a predetermined rotational speed as a rotational speed determination result signal, and the rotational position signal, A rotation direction detection circuit that outputs forward / reverse rotation, which is a detection result of the rotation direction of the motor, as a rotation direction signal, the rotation direction signal and the rotation speed determination result signal are input, and the rotation speed based on the rotation position signal Command voltage lowering means for dividing and lowering the voltage of the command voltage signal until the motor is at a predetermined rotational speed or higher and until the motor is rotated forward. Motor drive device, characterized in that.
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