JP6776046B2 - 電動作業機 - Google Patents
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Description
整流回路は、交流電源から供給される交流電力を整流するように構成されている。平滑回路は、整流回路から出力される整流後の電力を平滑化するように構成されている。駆動回路は、平滑回路から出力される平滑化後の電力に基づいてモータの駆動用の電力を生成してモータへ供給するように構成されている。ピーク電圧値取得部は、周期的に変化する交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されている。
[1.第1実施形態]
(1−1)電動作業機1の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動作業機1は、被加工部材の切断を主目的として使用されるマルノコとして構成されており、ベース2と、本体部3とを備える。ベース2は、被加工部材の切断作業を行う際に切断対象の被加工部材の上面に当接される略矩形の部材である。本体部3は、ベース2の上面側に配置されている。
電動作業機1の電気的構成について、図2及び図3を用いて説明する。電動作業機1は、図2に示すように、モータ15と、コントローラ30と、平滑コンデンサ31と、表示部32と、スイッチ本体40とを備えている。
電圧検出回路42は、バスライン39に接続され、バスライン39の電圧値であるバス電圧値VDを検出し、その検出したバス電圧値VDを示す電圧検出信号を制御回路38へ出力する。
IPM37内の保護回路52が有する過電流保護機能は、電流検出回路43により検出された負荷電流値が閾値を上回った場合に、制御回路38を介さずに駆動信号生成回路51に対して直接、各スイッチング素子Q1〜Q6を強制的にオフさせることにより、モータ15を強制停止させるものである。この過電流保護機能は、瞬間的な電流に対する保護(例えば、減磁の抑制など)を目的としている。そのため、制御回路38が有する過電流保護機能よりも高い閾値と応答性を持っている。
電源プラグが交流電源100のコンセントに挿入されて電動作業機1への交流電力の入力が開始された後の平滑回路36の動作例について、図4を用いて説明する。
次に、図4に示したような平滑回路36の動作を実現するために制御回路38が実行する突入電流抑制処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。制御回路38は、起動後、メモリから図5の突入電流抑制処理のプログラムを読み込んで実行する。
S120では、電圧検出回路42からの電圧検出信号に基づき、バス電圧値VDを取得する。S125では、S120で取得したバス電圧値VDが、メモリに一時的に保存されているバス電圧最大値VDmaxより大きいか否か判断する。バス電圧値VDがバス電圧最大値VDmax以下の場合はS135に進む。バス電圧値VDがバス電圧最大値VDmaxより大きい場合は、S130に進む。
以上説明した第1実施形態によれば、以下の(1a)〜(1f)の効果を奏する。
(1a)突入電流抑制回路48が有する2つのスイッチング素子のうち第1スイッチング素子56のオンタイミングは、ピーク電圧値に基づいて決定される。具体的に、ピーク電圧値とコンデンサ電圧値との差分が電圧差分閾値以下になった場合に第1スイッチング素子56がオンされる。
ここで、第1実施形態の文言と特許請求の範囲の文言との対応関係について説明する。インバータ50は駆動回路の一例に相当する。電圧検出回路42及び制御回路38は、ピーク電圧値取得部及びコンデンサ電圧値取得部の一例に相当する。第1スイッチング素子56は直列スイッチング素子に相当し、第2スイッチング素子57は並列スイッチング素子に相当する。ゼロクロス検出回路46はゼロクロス検出部に相当する。電圧検出回路42は電圧検出部に相当する。
(2−1)第1実施形態との相違点
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。前述した第1実施形態では、突入電流抑制回路48が、第1スイッチング素子56及び第2スイッチング素子57を有していた。これに対し、第2実施形態では、第2スイッチング素子57を有していない点で、第1実施形態と相違する。
第2実施形態の突入電流抑制処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。制御回路38は、図7の突入電流抑制処理を開始すると、S300で、図5のS100と同様、メインチャージをオフする。なお、第2実施形態では、図7の突入電流抑制処理が開始された時点では既にプリチャージは開始されている。
以上詳述した第2実施形態によれば、メインチャージに関し、前述の第1実施形態と同等の効果を奏する。
(3−1)第1実施形態との相違点
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第3実施形態が第1実施形態と相違するのは、制御回路38が実行する突入電流抑制処理の内容であり、特に、メインチャージを開始させるためのオン条件である。
第3実施形態の突入電流抑制処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。図8の突入電流抑制処理において、S400〜S425までの処理は、図5に示した第1実施形態の突入電流抑制処理におけるS100〜S120の処理と全く同じである。即ち、第3実施形態では、第1実施形態のようにコンデンサ電圧値を検出することは行わないが、ピーク電圧値については第1実施形態と同様に検出する。
以上詳述した第3実施形態によれば、プリチャージに関しては、前述の第1実施形態と同等の効果を奏する。
第3実施形態におけるメインチャージのオン条件は、第2実施形態で説明した突入電流抑制回路の構成、即ち第2スイッチング素子57を有しない構成に対しても、適用可能である。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
また、駆動回路としてIPMを用いることは必須ではない。例えば、インバータ50を構成する各スイッチング素子Q1〜Q6がそれぞれ独立したディスクリート部品であってそれらが回路基板上に個別に実装される構成であってもよい。
Claims (12)
- モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を前記平滑回路へ入力する通電経路に接続されて前記通電経路の電圧値を示す信号を出力するように構成された電圧検出部と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、前記交流電力が入力された場合に、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成されたスイッチ制御部と、
前記コンデンサに充電されている電圧の値であるコンデンサ電圧値を取得するように構成されたコンデンサ電圧値取得部と、
を備え、
前記オン条件は、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値と前記コンデンサ電圧値取得部により取得された前記コンデンサ電圧値との差分が電圧差分閾値以下になることであり、
前記ピーク電圧値取得部及び前記コンデンサ電圧値取得部は、いずれも、前記電圧検出部から出力される前記信号に基づいて取得対象の電圧値を取得するよう構成されている、
電動作業機。 - モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、前記交流電力が入力された場合に、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成されたスイッチ制御部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記オン条件が成立した場合であって、且つ、前記整流回路から出力される電圧の値が前記コンデンサに充電されている電圧の値以下である場合に、前記直列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - 請求項1に記載の電動作業機であって、
さらに、前記交流電力の電圧又は電流のゼロクロスを検出するように構成されたゼロクロス検出部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記オン条件が成立した場合であって、且つ、前記ゼロクロス検出部により前記ゼロクロスが検出された直後に、前記直列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - 請求項2又は請求項3に記載の電動作業機であって、
さらに、前記交流電力の電圧又は電流のゼロクロスを検出するように構成されたゼロクロス検出部を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ゼロクロス検出部により前記ゼロクロスが検出されない時間が継続して規定時間以上となった場合は、前記直列スイッチング素子をオフさせる、
電動作業機。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電動作業機であって、
さらに、前記抵抗体に直列接続され且つ前記直列スイッチング素子に対して並列接続されたスイッチング素子である並列スイッチング素子を備え、
前記スイッチ制御部は、前記交流電力が入力された場合、まず前記並列スイッチング素子をオンさせ、その後、前記オン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、前記交流電力が入力された場合に、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成されたスイッチ制御部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づいて、前記交流電力入力開始後の特定の計時開始タイミングから前記直列スイッチング素子をオン可能になるまでの時間である初期充電時間を決定し、
前記オン条件は、前記計時開始タイミングから前記初期充電時間が経過することである、
電動作業機。 - 請求項6に記載の電動作業機であって、
さらに、前記抵抗体に直列接続され且つ前記直列スイッチング素子に対して並列接続されたスイッチング素子である並列スイッチング素子を備え、
前記スイッチ制御部は、前記交流電力が入力された場合、まず前記並列スイッチング素子をオンさせ、その後、前記オン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - 請求項7に記載の電動作業機であって、
前記計時開始タイミングは、前記並列スイッチング素子がオンされたタイミングである、
電動作業機。 - 請求項6〜請求項8の何れか1項に記載の電動作業機であって、
前記スイッチ制御部は、前記ピーク電圧値が大きいほど前記初期充電時間が長くなるように、前記初期充電時間を決定する、
電動作業機。 - モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、
前記抵抗体に直列接続され且つ前記直列スイッチング素子に対して並列接続されたスイッチング素子である並列スイッチング素子と、
前記交流電力が入力された場合に、まず前記並列スイッチング素子をオンさせ、その後、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成された、スイッチ制御部と、
前記交流電力の電圧又は電流のゼロクロスを検出するように構成されたゼロクロス検出部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ゼロクロス検出部により前記ゼロクロスが検出された直後に前記並列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、
前記抵抗体に直列接続され且つ前記直列スイッチング素子に対して並列接続されたスイッチング素子である並列スイッチング素子と、
前記交流電力が入力された場合に、まず前記並列スイッチング素子をオンさせ、その後、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成された、スイッチ制御部と、
前記交流電力の電圧又は電流のゼロクロスを検出するように構成されたゼロクロス検出部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記交流電力の入力開始後、前記ゼロクロス検出部により前記ゼロクロスの検出回数が規定回数以上となった場合に、前記並列スイッチング素子をオンさせる、
電動作業機。 - モータと、
交流電源から供給される交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路から出力される前記整流後の電力を平滑化するように構成された平滑回路と、
前記平滑回路から出力される前記平滑化後の電力に基づいて前記モータの駆動用の電力を生成して前記モータへ供給するように構成された駆動回路と、
周期的に変化する前記交流電力の電圧値の絶対値が最大となるときのその絶対値であるピーク電圧値を取得するように構成されたピーク電圧値取得部と、
を備え、
前記平滑回路は、
前記整流後の電力によって充電されるように構成されたコンデンサと、
前記コンデンサに直列接続されたスイッチング素子である直列スイッチング素子と、
前記直列スイッチング素子に対して並列接続された抵抗体と、
を備え、
さらに、
前記抵抗体に直列接続され且つ前記直列スイッチング素子に対して並列接続されたスイッチング素子である並列スイッチング素子と、
前記交流電力が入力された場合に、まず前記並列スイッチング素子をオンさせ、その後、前記ピーク電圧値取得部により取得された前記ピーク電圧値に基づく特定のオン条件が成立した場合に前記直列スイッチング素子をオンさせるように構成された、スイッチ制御部と、
前記交流電力の電圧又は電流のゼロクロスを検出するように構成されたゼロクロス検出部と、
を備え、
前記スイッチ制御部は、前記ゼロクロス検出部により前記ゼロクロスが検出されない時間が継続して規定時間以上となった場合は、前記並列スイッチング素子をオフさせる、
電動作業機。
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