JPH0284095A - 電動機の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電動機の制御技術に関し、特に、電源回路系
における異常電流からの回路素子の保護に適用して効果
のある技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、磁気ディスク装置などの回転型記憶装置にお
いては、記憶媒体である磁気ディスクの回転数を精密か
つ安定に制御するなどの目的で、回転磁界の制御をパワ
ートランジスタなどを用いたスイッチング回路によって
行うようにした電動機が用いられる場合がある。

ところで、このような電動機において、電源回路を構成
するパワートランジスタなどの回路素子を過大な電流Ｉ
乙よる焼損などから保護するための技術としては、従来
、たとえば特開昭６０−１９７１７９号公報に開示され
るように、稼働中におけるスイッチング素子の両端電圧
を監視し、この電圧の低レベルの状態が所定の時間以上
継続した場合に異常有りと判定して、電源回路を遮断す
ることでスイッチング素子を保護する技術が知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術では、電動機が停止している
場合や回転数が不安定になった場合のように、スイッチ
ングトランジスタが異常動作して電源回路系に過大な電
流が生じることについては考慮されておらず、電源回路
系を構成するトランジスタなどの回路素子が過大な電流
によって焼損するという問題があっ、た。

また、通常の過電流検出により電源のブレーカを作動さ
せる方式では、電動機の起動電流を見込んで、ブレーカ
を作動させる設定電流値を比較的大きく設定すると、ス
イッチングトランジスタなどの回路素子の安全動作領域
を越えた電流が発生してもブレーカが作動せずに焼損に
至る場合があり、これを回避するため前記設定電流値を
小さく設定したのでは、起動時に過渡的に発生する大電
流によってブレーカが誤動作してしまうという問題を生
じる。

そこで、本発明の目的は、電動機の稼働状況の変動など
に起因する誤動作を生じることな（、電源回路系を構成
する回路素子を過大な電流から確実に保護することが可
能な電動機の制御技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる電動機の制御技術は、電動機に
動作電力を供給する電源回路系と、この電源回路系にお
ける異常電流を検知して過電流検出信号を出力する過電
流検出手段と、この過電流検出手段に接続され、電源回
路系が起動状態および定常状態のいずれにあるかを検知
するとともに電源回路系の開閉を制御する電源制御手段
とを設け、この電源制御手段は、電源回路系の定常状態
において過電流検出信号が出力された場合に電源回路系
を遮断する動作を行うようにしたものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、たとえば、起動時に発生ずる過
大な電流に起因する誤動作を懸念することなく、過電流
検出手段において過電流検出信号が出力される異常電流
のしきい値を、電源回路系を構成する回路素子の安全動
作範囲に含まれるように低く設定することができる。

これにより、電動機の稼働状況の変動などに起因する誤
動作を生じることなく、電源回路系を構成する回路素子
を過大な電流から確実に保護することが可能、となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である電動機の制御方式を
実現する回路構成の一例を示す回路図である。

電動機１の複数の巻線１ａ、ｌｂ、ｌｃは、スイッチン
グ制御回路２によってスイッチング動作する複数組みの
スイッチングトランジスタ３ａ。

３ｂ、３ｃおよびスイッチングトランジスタ４ａ。

４ｂ、４ｃを介して、それぞれ直流電源５に対する接続
および接地が切り換えられるように構成されている。

そして、これらのスイッチングトランジスタのスイッチ
ング動作によって、直流電源５から複数の巻１１１ａ、
ｌｂ、ＩＣの各々に位相をずらして通電して形成される
回転磁界によって電動機Ｉの図示しない出力軸に所定の
方向の回転力が発生されろものである。

また、電動機１からスイッチング制御回路２には、出力
軸の回転位置、すなわち複数の巻線１ａ〜ｌｃと出力軸
にトルクを発生する図示しない回転子との位置関係を示
す回転位置信号へが人力されており、起動時などにおけ
るスイッチング動作のＭ御に用いられるように構成され
ている。

直流電源５と前記スイッチングトランジスタ３ａ、３ｂ
、３ｃとの間には電源ブレーカ７が設けられ、ブレーカ
トリップ制御回路６からのブレーカ）　ＩＪツブ信号已
によって、当該直流電源５からスイッチングトランジス
タ側への通電を遮断する動作を行うものである さらに、この電源ブレーカ７とスイッチングトランジス
タ３ａ、３ｂ、３ｃとの間には、トランジスタ８と、ト
ランジスタ９および保護抵抗ｌＯとが並列に介設されて
いる。

そして、電動機１の起動時には、ＬｒＭＩＴ−ＯＦＦＦ
Ｆ信号上り、トランジスタ８のみをオンにして大きな起
動電流を確保するとともに、起動後の定常運転時には、
ＣＲＲＮＴ−Ｌ　ＩＭ　ＩＴ倍信号により、保護抵抗１
０の側のトランジスタ９のみをオンにすることにより、
電動機ｌが定回転となるように制御するものである。

この場合、前記ＬＩＭＩＴ−ＯＦＦ信号ＣおよびＣＲＲ
ＮＴ−Ｌ　［ＭＩＴ信号りは、ブレーカトリップ制御回
路６にも同時に人力されており、当該プレーカドＩＪフ
ブ制御回路６において、電動機ｌが起動状態および定常
状態のいずれであるのかが把握されるように構成されて
いる。

さらに、接地側のスイッチングトランジスタ４ａ、４ｂ
、４ｃには、電動機１に流れる電流によって電圧を発生
するカレントセンス抵抗１１が設けられており、このカ
レントセンス抵抗１１によって発生する電圧は、逆流防
止のためのダイオード１２を経て抵抗１３．１４に分割
されたのち、コンパレータ１５（過電流検出手段）の−
側の端子に人力されている。

このコンパレータ１５の＋側の端子には、しきい値抵抗
１６ｉｉよび１７によって作られる基準電圧がしきい値
として人力されており、当該コンパレータ１５は、−側
の端子に入力される電圧が＋側のしきい値よりも大きく
なった時に、電動機ｌを駆動する複数のスイッチングト
ランジスタ３ａ。

３ｂ、３ｃおよびスイッチングトランジスタ４ａ。

４ｂ、４ｃなどに過大な電流が流れたものとして、過電
流検出信号Ｅをブレーカトリップ制御回路６に出力する
ものである。

なお、本実施例の場合には、コンパレータ１５のしきい
値およびカレントセンス抵抗１１の値などは、複数のス
イッチングトランジスタ３ａ５３ｂ、３ｃおよびスイッ
チングトランジスタ４ａ。

４ｂ、４ｃの安全動作域から逸脱した過大な電流が生じ
た場合に過電流検出信号Ｅが出力されるように設定され
ている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、起動時には、スイッチング制御回路２は、電動機
ｌからの回転位置検出信号へによって検出される複数の
巻線１ａ〜１ｃと図示しない回転子との位置関係に基づ
いて、どの巻線から通電を開始するか、すなわち、複数
のスイッチングトランジスタ３ａ、３ｂ、３ｃおよびス
イッチングトランジスタ４ａ、４ｂ、４ｃのいずれから
オンにするかを決定し、当該スイッチングトランジスタ
３ａ〜３Ｃおよびスイッチングトランジスタ４ａ〜４Ｃ
の各々を一個づつオンにして起動を開始する。

この起動時には大きな起動電流を必要とするため、ＬＩ
ＭＩＴ−ＯＦＦＦＦ信号上り保護抵抗ＩＯのないトラン
ジスタ８のみオンにする。

これにより、直流電源５から、電動機ｌに対して大きな
起動電流が与えられ、所要の始動トルクによって当該電
動機ｌは回転を開始する。

以降はスイッチングトランジスタ３ａ〜３ｃおよびスイ
ッチングトランジスタ４ａ〜４ｃのスイッチングのタイ
ミングの位相を１２０度ずつずれるようにスイッチング
動作を行わせることで、電動機ｌの複数の巻線１ａ〜１
ｃが回転磁界を形成するようにする。

そして、所定の時間が経過した後、ＣＲＲＮＴ−ＬＩＭ
ＩＴ信号りにより、保護抵抗１０の側のトランジスタ９
をオンにするとともに、トランジスタ８をオフにして、
電動機１が一定の回転速度になるように制御する。

本実施例の場合には、常時、カレントセンス抵抗１１は
、電動ａｔに流れる電流に応じた電圧を発生しており、
コンパレータ１５は、一端子に入力されるこの電圧を子
端子に人力される所定のしきい値と比較して監視してい
る。

そして、一端子側に人力される電圧が、子端子側のしき
い値を越えた場合、すなわち、電動機１の巻線１．ａ−
１ｃと直流電源５との間に介在する複数のスイッチング
トランジスタ３ａ〜３ｃおよびスイッチングトランジス
タ４ａ〜４ｃに流れる電流が、たとえば当該スイッチン
グトランジスタ３ａ〜３Ｃおよび４ａ〜４ｃなどの安全
動作領域を逸脱して増大した場合に、プレーカド’Ｊツ
ブ制御回路６に対して、過電流検出信号Ｅを出力する。

この時、当該ブレーカ）　ＩＪツブ制御回路６は、ＬＩ
ＭＩＴ−ＯＦＦＦＦ信号上びＣＲＲＮＴ−ＬＩＭＩＴ信
号りの各々のオン／オフ状誓を調べることによって、ト
ランジスタ８および９のいずれが現在オンになっている
か、すなわち、現在における電動機１の動作状態が、起
動状態なのか定常運転状態なのかを判定する。

そして、ＣＲＲＮＴ−Ｌ　ＩＭＩＴ信号りがオンで、電
動機１が定常運転状態にあると判断される場合には、ス
イッチングトランジスタ３ａ〜３Ｃおよび４ａ〜４Ｃな
どで構成される電源回路系に過大な電流が流れる異常状
態を生じているものと判断し、ブレーカ）　ＩＪツブ信
号Ｂをオンにして、電源ブレーカ７を開き、直流電源５
から電動機Ｉへの通電を遮断する。

一方、コンパレータ１５からの過電流検出信号Ｅの人力
時に、ＬＩＭＩＴ−ＯＦＦＦＦ信号上ンの場合には、当
該過電流検出信号Ｅは保護抵抗ｌＱを介さないことによ
り大きな起動電流に起因する過渡的なものと判断し、電
源ブレーカ７を閉じた状態を維持して、過渡的な起動電
流によるｉｉ源ブレーカ７の誤動作を防止する。

このように、本実施例における電動機１０制御方式によ
れば、スイッチングトランジスタ３ａ〜３ｃおよび４ａ
〜４ｃなどで構成される電源回路系において過大電流が
検出された場合に、当該過大電流が電動機１の起動操作
における起動電流に起因する過渡的なものなのか、ある
いは、定常運転状態における回路異常に起因るものなの
かが的確に判断され、回路異常に起因する場合にのみ、
ＩＥＲブレーカ７を開いて直流型Ｒ５を遮断する危険回
避動作が行われる。

これにより、電動機ｌにおける起動状態および定常運転
状態などの稼働状態の変化に影響されることなく、スイ
ッチングトランジスタ３ａ〜３ｃおよび４ａ〜４Ｃなど
で構成される７４ｍ＠路系に回路異常に起Δする過大な
電流が流れた場合に、直流電源５を遮断して異常電流に
よるスイッチングトランジスタ３ａ〜３Ｃおよび４ａ〜
４Ｃなどの焼損を未然に防止する動作を的確に行うこと
ができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる電動機の制御方式によれば、電
動機に動作電力を供給する電源回路系と、この電源回路
系における異常電流を検知して過電流検出信号を出力す
る過電流検出手段と、この過電流検出手段に接続され、
前記電源回路系が起動状態および定常状態のいずれにあ
るかを検知するとともに前記電源回路系の開閉を制御す
る電源制御手段とを備え、当該電源制御手段は、前記電
源回路系の定常状態において前記過電流検出信号が出力
された場合に前記電源回路系を遮断する動作を行うよう
にしたので、たとえば、起動時に発生する過大な電流に
起因する誤動作を懸念することなく、過電流検出手段に
おいて過電流検出信号が出力される異常電流のしきい値
を、電源回路系を構成する回路素子の安全動作範囲に含
まれるように低く設定することができる。

これにより、電動機の稼働状況の変動などに起因する誤
動作を生じることなく、電源回路系を構成する回路素子
を過大な電流から確実に保護することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電動機の制御方式を実
現する回路構成の一例を示す回路図である。 ｌ・・・電動機、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ・・・巻線、２・・
・スイッチング制御回路、３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４
ｂ、４ｃ・・・スイッチングトランジスタ、５・・・直
流電源、６・・・プレーカトリップ制御回路（電源制御
手段）、７・・・電源ブレーカ、８．９・・・トランジ
スタ、１０・・・保護抵抗、１１・・・カレントセンス
抵抗、１２・・・ダイオード、１３．１４・・・抵抗、
１５・・・コンパレータ、１６．１７・・・シキい値抵
抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電動機に動作電力を供給する電源回路系と、この電
   源回路系における異常電流を検知して過電流検出信号を
   出力する過電流検出手段と、この過電流検出手段に接続
   され、前記電源回路系が起動状態および定常状態のいず
   れにあるかを検知するとともに前記電源回路系の開閉を
   制御する電源制御手段とを備え、当該電源制御手段は、
   前記電源回路系の定常状態において前記過電流検出信号
   が出力された場合に前記電源回路系を遮断する動作を行
   うようにしたことを特徴とする電動機の制御方式。