JPH02250694A - Brushless motor protector - Google Patents

Brushless motor protector

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Publication number
JPH02250694A
JPH02250694A JP1070846A JP7084689A JPH02250694A JP H02250694 A JPH02250694 A JP H02250694A JP 1070846 A JP1070846 A JP 1070846A JP 7084689 A JP7084689 A JP 7084689A JP H02250694 A JPH02250694 A JP H02250694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
wind speed
value
brushless motor
switching group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1070846A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Kamiyama
神山 一実
Shiro Maeda
志朗 前田
Shigeru Oshiro
滋 大城
Kenichiro Miura
三浦 賢一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1070846A priority Critical patent/JPH02250694A/en
Publication of JPH02250694A publication Critical patent/JPH02250694A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To protect semiconductors from breakdown due to excessive current by turning an open/close means OFF for a predetermined time when the wind speed is higher than a predetermined value or when the wind speed is lower than the predetermined value and DC current exceeds over a predetermined value during operation. CONSTITUTION:Intensity of outer wind force is detected through an outer wind speed detecting means 7, and when the detected intensity exceeds over a predetermined level an open/close means 9 is turned OFF for a predetermined time. When the outer wind speed is lower than a predetermined level and the outer wind force increases during operation of a brushless motor 16 thus increasing load on the brushless motor 16, load condition is detected through a DC current detecting means 10 and when DC current exceeds over a predetermined level all elements in a semiconductor switching group 2 are turned OFF for a predetermined time thus preventing excessive current flow through the winding 3 of the brushless motor 16 and the semiconductor switch group 2.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ブラシレスモータを例えば空調機の室外ファ
ン駆動に適用する場合のブラシレスモータ保護装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor protection device when the brushless motor is applied to drive an outdoor fan of an air conditioner, for example.

従来の技術 近年、空調機を効率よく運転することを目的として、フ
ァン駆動用モータの運転効率向上の努力が続けられてい
る。そのため従来より使用されてきたインダクションモ
ータからより運転効率の高いブラシレスモータへの転換
が行なわれている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, efforts have been made to improve the operating efficiency of fan drive motors with the aim of operating air conditioners more efficiently. Therefore, the conventionally used induction motors are being replaced with brushless motors, which have higher operating efficiency.

特にセパレート型空調機においては、室内側ファンモー
タの多くがブラシレスモータ化されており、今後は引き
続き室外側のブラシレスモータが検討されている。
Particularly in separate air conditioners, many of the indoor fan motors are brushless motors, and brushless motors for the outdoor side will continue to be considered in the future.

発明が解決しようとする課題 このようにセパレート型空調機の室外側ファン駆動用モ
ータとしてブラシレスモータを適用する場合、台風の発
生のように異常な風力により外部より強制的にファンが
駆動されると、ブラシレスモータ内に過大な誘起電圧が
発生し、モータ巻線内を短絡電流が流れ、半導体類を破
壊させてしまうという欠点を有していた。
Problems to be Solved by the Invention When a brushless motor is applied as a motor for driving an outdoor fan of a separate type air conditioner, if the fan is forcibly driven from outside by abnormal wind force such as during a typhoon. However, this has the disadvantage that an excessively large induced voltage is generated within the brushless motor, causing a short-circuit current to flow within the motor windings and destroying the semiconductors.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明のブラシレスモータ保
護装置は、外部より強制的にファンを駆動させる風速を
検出する風速検知手段と、前記風速検知手段の出力が一
定値を越えたかどうかを判別する風速判断手段と、前記
半導体スイッチング群を流れる直流電流を検出する直流
電流検知手段と、前記直流電流検知手段の出力が一定値
を越えたかどうかを判別する直流電流判別手段と、モー
タ巻線と半導体スイッチング群の間に挿入される開閉手
段と、前記開閉手段がOFFした時に一定時間保持する
タイマー手段より構成し、風速値が一定値以上の場合及
び、風速値が一定値以下で運転中直流電流値が一定値を
越えた場合は一定時間、開閉手段をOFFする構成とす
るものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the brushless motor protection device of the present invention includes a wind speed detection means for detecting the wind speed for forcibly driving a fan from the outside, and an output of the wind speed detection means that has a constant value. a direct current detecting means for detecting the direct current flowing through the semiconductor switching group; and a direct current discriminating means for determining whether the output of the direct current detecting means exceeds a certain value. , an opening/closing means inserted between the motor winding and the semiconductor switching group, and a timer means for holding the switch for a certain period of time when the opening/closing means is turned off. If the DC current value exceeds a certain value during operation, the opening/closing means is turned off for a certain period of time.

作用 本発明のブラシレスモータ保護装置によれば、台風発生
等のように異常な風力により外部より強制的にファンが
駆動されても、モータ巻線には短絡電流が流れず、半導
体類が過大電流により破壊するのを防止することができ
るものである。
According to the brushless motor protection device of the present invention, even if the fan is forcibly driven from the outside due to abnormal wind power such as during a typhoon, no short-circuit current will flow through the motor windings, and the semiconductors will be protected against excessive current. It is possible to prevent damage due to

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Example Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明の基本構成図であり、同図において、1
は直流電源、2はブラシレスモータの巻線3を流れる電
流を制御する半導体スイッチング群、4はブラシレスモ
ータのロータであり永久磁石より構成されている。5は
ロータ4の磁極位置を検出する位相検知手段、6は位相
検知手段5の出力信号に基づいてロータ4を一定方向に
回転させるために必要な信号を生成し、半導体スイッチ
ング群2に出力する駆動手段、7は外風速検知手段、8
は外風速検知手段7により検出された外風速値が一定値
を越えたかどうかを判別する判断手段である。9は半導
体スイッチング群2とモータ巻線3との間に挿入される
開閉手段である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, and in the figure, 1
2 is a semiconductor switching group for controlling the current flowing through the winding 3 of the brushless motor, and 4 is the rotor of the brushless motor, which is composed of a permanent magnet. 5 is a phase detection means for detecting the magnetic pole position of the rotor 4; 6 is a phase detection means for generating a signal necessary for rotating the rotor 4 in a certain direction based on the output signal of the phase detection means 5, and outputting it to the semiconductor switching group 2; Driving means, 7 external wind speed detection means, 8
is a determination means for determining whether the outside wind speed value detected by the outside wind speed detection means 7 exceeds a certain value. Reference numeral 9 denotes an opening/closing means inserted between the semiconductor switching group 2 and the motor winding 3.

また10は半導体スイッチング群2を流れる直流電流値
を検出する直流電流検知手段、11は直流電流検知手段
10により検出された直流電流値が一定値を越えたかど
うかを判別する直流電流判別手段、12は開閉手段9が
OFFした時に一定時間保持するタイマー手段である。
Further, reference numeral 10 indicates a DC current detection means for detecting the value of the DC current flowing through the semiconductor switching group 2, 11 indicates a DC current determination means for determining whether the DC current value detected by the DC current detection means 10 exceeds a certain value, and 12 is a timer means that holds the time for a certain period of time when the opening/closing means 9 is turned off.

第2図は空調機の室外機の構成図である。同図において
15はプロペラファン、16はブラシレスモータ、17
は熱交換器である。いま熱交換器17を冷却するため、
ブラシレスモータ16を一定方向に回転させる場合にお
ける半導体スイッチング群のON、OFF状態を第4図
及び第5図により説明する。
FIG. 2 is a configuration diagram of an outdoor unit of an air conditioner. In the figure, 15 is a propeller fan, 16 is a brushless motor, and 17 is a propeller fan.
is a heat exchanger. Now, in order to cool the heat exchanger 17,
The ON and OFF states of the semiconductor switching group when the brushless motor 16 is rotated in a fixed direction will be explained with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

第4図は外風力によりブラシレスモータ16が正方向に
回転された時の状態を表わしており、この状態において
はモータ巻線3には電流が流れず、単に半導体スイッチ
ング群2の上下アーム間直流電圧■1が上昇するだけで
ある。一方策5図は、外風力によりブラシレスモータ1
6が逆方向に回転された時の状態を表わしており、この
状態においてはモータ巻線3には、半導体スイッチング
群2の素子を通して短絡電流(実線及び波線の矢印)が
流れる。この電流は当然のことながらブラシレスモータ
16の回転数の増加に伴い大きくなり、やがては半導体
スイッチング群の破壊を招いてしまう、従って、外風速
が一定以上或いはブラシレスモータの回転数が一定以上
になったら、半導体スイッチング群2の全ての素子はO
FF状態に保ち、絶対にONにしてはいけないことにな
る。
FIG. 4 shows the state when the brushless motor 16 is rotated in the forward direction by external wind power. In this state, no current flows through the motor winding 3, and only a direct current flows between the upper and lower arms of the semiconductor switching group 2. Only the voltage (1) increases. On the other hand, in Figure 5, the brushless motor 1 is
6 represents the state when it is rotated in the opposite direction, and in this state, a short circuit current (solid line and broken line arrow) flows in the motor winding 3 through the elements of the semiconductor switching group 2. Naturally, this current increases as the number of rotations of the brushless motor 16 increases, eventually leading to destruction of the semiconductor switching group. , all elements of semiconductor switching group 2 are O
This means that you should keep it in the FF state and never turn it on.

第3図は、半導体スイッチング群2の全ての素子がOF
F状態において、外風力によりブラシレスモータ12が
回転された場合の風力に対するブラシレスモータ12の
回転数及び半導体スイッチング群2の上下アーム間に表
われる直流電圧v!lcの関係を表わしている。
FIG. 3 shows that all elements of semiconductor switching group 2 are OF.
In the F state, when the brushless motor 12 is rotated by external wind power, the rotational speed of the brushless motor 12 with respect to the wind power and the DC voltage v appearing between the upper and lower arms of the semiconductor switching group 2! It represents the relationship between lc.

本発明においては、外風力の強さを外風速検知手段で検
出し、それが一定値以上になったら開閉手段9を一定時
間OFFする。又、外風速が一定値以下でブラシレスモ
ータ16を運転中に外風力が増加し、ブラシレスモータ
16の負荷が増大した場合には、直流電流検知手段10
により負荷状態を検出し、直流電流値が一定値を越えた
場合、半導体スイッチング群2の全ての素子を一定時間
OFFさせることにより、ブラシレスモータ160巻線
3及び半導体スイッチング群2に流れる過大電流を防止
するとともに、あわせてハンチングをも防止するもので
ある。
In the present invention, the strength of the external wind force is detected by the external wind speed detection means, and when it exceeds a certain value, the opening/closing means 9 is turned off for a certain period of time. Further, if the external wind speed increases while the brushless motor 16 is being operated with the external wind speed below a certain value, and the load on the brushless motor 16 increases, the DC current detection means 10
detects the load condition, and if the DC current value exceeds a certain value, all elements of the semiconductor switching group 2 are turned off for a certain period of time to prevent excessive current flowing through the brushless motor 160 winding 3 and the semiconductor switching group 2. In addition to preventing this, it also prevents hunting.

第6図にこの時のフローチャートを示す。FIG. 6 shows a flowchart at this time.

第7図は、具体的な一つの実施例で、サーミスタ21.
22を設け、サーミスタ21は外風力が加わる所、サー
ミスタ22は外風力が加わらないように設置する。自己
発熱しているサーミスタは外風力の有無により放熱量に
差ができ、サーミスタ温度が変化するので、抵抗値の違
いとして表われ、抵抗23、24と電圧分割した電圧を
コンパレータ25により比較することにより、外風力が
一定値以上になったかどうか判断する。サーミスタ21
は外風力が加わる所に設置されているので外風速が一定
以上になった場合には電圧分割点V、、Vtを比較する
とサーミスタ21の抵抗値がサーミスタ22の抵抗値に
比べ大きくなるので、vlはV2より大きくなり、コン
パレータ25の出力は「L」となる。又、抵抗31.3
2.33により直流電流を検出し、基準電圧34とコン
パレータ35により比較し、直流電流値が一定値以上に
なった場合には単安定マルチバイブレータ26により出
力信号を一定時間「L」とすることにより、単安定マル
チバイブレータ26を介し、リレー30を一定時間OF
Fするものである。
FIG. 7 shows one specific embodiment of the thermistor 21.
22, the thermistor 21 is installed in a place where the external wind force is applied, and the thermistor 22 is installed in a place where the external wind force is not applied. A self-heating thermistor has a difference in the amount of heat radiated depending on the presence or absence of external wind, and the temperature of the thermistor changes, which appears as a difference in resistance value, and the comparator 25 compares the voltage divided by the resistors 23 and 24. It is determined whether the external wind power has exceeded a certain value. Thermistor 21
is installed in a place where the external wind is applied, so when the external wind speed exceeds a certain level, when comparing the voltage division points V, Vt, the resistance value of thermistor 21 becomes larger than the resistance value of thermistor 22. vl becomes larger than V2, and the output of the comparator 25 becomes "L". Also, resistance 31.3
2.33 detects the DC current, compares it with the reference voltage 34 and the comparator 35, and when the DC current value exceeds a certain value, the monostable multivibrator 26 sets the output signal to "L" for a certain period of time. , the relay 30 is turned off for a certain period of time via the monostable multivibrator 26.
F.

尚28はリレー30を駆動するトランジスタ、27はト
ランジスタ28のベース抵抗、29はフライホイールダ
イオードである。
Note that 28 is a transistor that drives the relay 30, 27 is a base resistance of the transistor 28, and 29 is a flywheel diode.

発明の詳細 な説明したように本発明のブラシレスモータ保護装置は
、ブラシレスモータを空調機の室外ファン駆動に適用す
るシステムにおいて、外風力を検知する外風速検知手段
と、外風力が一定値を越えたかどうかを判別する外風連
判断手段と、半導体スイッチング群とモータ巻線の間に
挿入される開閉手段と、スイッチング素子群を流れる直
流電流を検出する直流電流検知手段と、直流電流値が一
定値を越えたかどうかを判別する直流電流判断手段と、
開閉手段がOFFした時に一定時間保持するタイマー手
段を設け、外風力値が一定以上の場合は開閉手段をOF
Fし、つまり外風速値が一定値以下の場合のみブラシレ
スモータの運転開始条件とし、さらに運転中負荷が増大
した場合には、直流電流により負荷状態を検出し、直流
電流値が一定値を越えたら開閉手段を一定時間OFFさ
せるもので、簡単な構成で台風のように異常な外風力に
よりブラシレスモータが強制的に回転された場合でも、
ブラシレスモータの巻線には過大電流が流れず、半導体
スイッチング群の過大電流による破壊を防止できる効果
を奏するものである。
As described in detail, the brushless motor protection device of the present invention is applicable to a system in which a brushless motor is applied to drive an outdoor fan of an air conditioner. an open/close means inserted between the semiconductor switching group and the motor winding; a DC current detection means for detecting the DC current flowing through the switching element group; DC current determining means for determining whether the current exceeds the
A timer means is provided to hold the opening/closing means for a certain period of time when the opening/closing means is turned off, and the opening/closing means is turned off when the external wind force value is above a certain level.
In other words, if the outside wind speed value is below a certain value, this is the condition for starting brushless motor operation, and if the load increases during operation, the load condition is detected by DC current, and the DC current value exceeds a certain value. This system turns off the opening/closing means for a certain period of time when the brushless motor is forced to rotate due to abnormal external wind force, such as a typhoon, due to its simple configuration.
This has the effect of preventing excessive current from flowing through the windings of the brushless motor, thereby preventing damage to the semiconductor switching group due to excessive current.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明ブラシレスモータ保護装置の基本構成を
示す回路図、第2図は空調機の室外機の構成図、第3図
は本発明ブラシレスモータ保護装置において半導体スイ
ッチ群の全ての素子がOFF状態での外風力と直流電圧
及びモータ回転数の特性図、第4図は同ブラシレスモー
タ保護装置の正回転時における状態を示す回路図、第5
図は同ブラシレスモータ保護装置の逆回転時における状
態を示す回路図、第6図は同ブラシレスモータ保護装置
のフローチャート、第7図は同ブラシレスモータ保護装
置の一実施例を示す回路図である。 2・・・・・・半導体スイッチング群、5・・・・・・
位相検知手段、6・・・・・・駆動手段、7・・・・・
・外風速検知手段、8・・・・・・外風連判断手段、9
・・・・・・開閉手段、10・・・・・・直流電流検知
手段、11・・・・・・直流電流判断手段、12・・・
・・・タイマー手段。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名2− 半導
体スイツチング S−a福梗矢α子役 6−駆馳手役 7−・−ダト風速杖欠口手役 8−−一タト)!E14辛I理1手役 9・−間聞手役 tO−&俄電5気埃知手役 11・−直i気眺う九判期“手段 OF1″ ? 風遼
Figure 1 is a circuit diagram showing the basic configuration of the brushless motor protection device of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of an outdoor unit of an air conditioner, and Figure 3 is a circuit diagram showing the basic configuration of the brushless motor protection device of the present invention. Figure 4 is a characteristic diagram of the external wind force, DC voltage, and motor rotation speed in the OFF state. Figure 4 is a circuit diagram showing the state of the same brushless motor protection device during forward rotation. Figure 5
FIG. 6 is a circuit diagram showing the state of the brushless motor protection device during reverse rotation, FIG. 6 is a flowchart of the brushless motor protection device, and FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of the brushless motor protection device. 2... Semiconductor switching group, 5...
Phase detection means, 6... Drive means, 7...
・Outside wind speed detection means, 8... Outside wind connection judgment means, 9
...Opening/closing means, 10... Direct current detection means, 11... Direct current judgment means, 12...
...Timer means. Agent's name: Patent attorney Shigetaka Awano 1 person 2 - Semiconductor Switching S-a Fukukyoya α child role 6 - driver's hand role 7 - - Dato Kazesoku Kashiguchi hand role 8 - 1 person)! E14 Shin I Ri 1 hand role 9 - Intermediate role tO- & 5 power 5 Qi Chite role 11.- Directly looking at the 9th period "means OF1"? wind liao

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  モータ巻線電流を制御する半導体スイッチング群と、
永久磁石より構成されるロータの磁極位置を検出する位
相検知手段の出力信号に基づきロータを一定方向に回転
させるために必要な信号を生成し、前記モータ巻線と前
記半導体スイッチング群との間に挿入される開閉手段と
、前記半導体スイッチング群に出力する駆動手段と、風
速検知手段と、前記風速検知手段により検出された風速
値が一定値を越えたかどうかを判別する風速判断手段と
、前記半導体スイッチング群を流れる直流電流を検出す
る直流電流検知手段と、前記直流電流値が一定値を越え
たかどうかを判別する直流電流判断手段と、前記開閉手
段がOFFした時に一定時間保持するタイマー手段より
構成され、前記風速値が一定値以上の場合には、前記開
閉手段をOFFし、前記モータ巻線に短絡電流を流さな
いとともに、前記風速値が一定値以下で運転中前記直流
電流値が一定値を越えた場合には一定時間前記開閉手段
をOFFする構成としたブラシレスモータ保護装置。
a semiconductor switching group that controls motor winding current;
A signal necessary for rotating the rotor in a certain direction is generated based on an output signal of a phase detection means for detecting the magnetic pole position of the rotor, which is composed of a permanent magnet, and a signal is generated between the motor winding and the semiconductor switching group. an opening/closing means to be inserted, a drive means for outputting to the semiconductor switching group, a wind speed detection means, a wind speed determination means for determining whether a wind speed value detected by the wind speed detection means exceeds a certain value, and the semiconductor Consisting of a DC current detection means for detecting the DC current flowing through the switching group, a DC current judgment means for determining whether the DC current value exceeds a certain value, and a timer means for holding the switch for a certain period of time when the opening/closing means is turned off. and when the wind speed value is above a certain value, the opening/closing means is turned off to prevent short-circuit current from flowing through the motor windings, and the DC current value is kept at a constant value during operation when the wind speed value is below a certain value. A brushless motor protection device configured to turn off the opening/closing means for a certain period of time when the voltage exceeds the limit.
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