JPH03112392A - 直流ブラシレスモータの保護装置 - 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］ この発明は直流ブラシレスモータの保護装置に関するも
のであり、特に、空気調和機の室外機等に利用が可能な
直流ブラシレスモータの保護装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば、特開昭６３−２０６１８８号公報に
記載されている従来の直流ブラシレスモータの保護装置
の基本構成を示すを示すブロック回路図である。

図において、（１）は直流電源、（２）はブラシレスモ
ータのモータ巻線、（３）はこのモータ巻線（２）の巻
線電流を出力する半導体スイッチｎ、（４）はブラシレ
スモータのロータであり、このロータ（４）は永久磁石
に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
）の出力信号に応じて前記半導体スイッチ群（３）の駆
動を制御する駆動制御手段、（７）はモータ巻線（２）
間の線間電圧を検知する線間電圧検知手段、（８）は前
記線間電圧検知手段（７）による線間電圧が一定値を越
えた否かを判断する線間電圧判断手段、（９）は半導体
スイッチ群（３）を流れる直流電流値を検知する直流電
流検知手段、（１０）は直流電流検知手段（９）による
直流電圧値が一定値を越えた否かを判断する直流電流判
断手段、（１１）は直流電流判断手段（１０）の出力を
一定時間保持するタイマ手段である。

従来の直流ブラシレスモータの保護装置は−に記のよう
に構成されており、例えば、直流ブラシレスモータの回
転異常により半導体スイッチ群（３）の半導体素子が破
壊されるのを防止している。これを、図により説明する
。第４図は空気調和機の室外機を示す略構成図である。

図において、（１５）はプロペラファン、（１６）はプ
ロペラファン（１５）を回転駆動させるブラシレスモー
タ、（１７）は熱交換器、（１８）は室外機の外郭をな
すハウジングである。

この図のように、直流ブラシレスモータを、所謂、セパ
レート型の空気調和機の室外機に使用した場合等には、
台風等の異常な強風でプロペラファン（１５）が強制的
に駆動することにより起こる起電力で、半導体スイッチ
群（３）の半導体素子が破壊される虞れがある。

そこで、」−記の第３図の直流ブラシレスモータの保護
装置では、ブラシレスモータ（１６）の逆方向の回転数
が一定以」二になった場合には、半導体スイッチ群（３
）の全ての素子をオフ状態にすることにより、半導体ス
イッチ群（３）の保護を図っている。すなわち、外風力
の強さを線間電圧で検出し、それが一定値以」二になっ
たら、半導体スイッチ群（３）の全ての素子をオフ状態
に保つ。

また、線間電圧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てブラシレスモータ（１６
）の負荷電圧が増大した場合にも、直流電流検知手段（
９）により負荷状態を検出し、この直流電流値が一定値
を越えると半導体スイッチ群（３）の全ての素子を一定
時間オフさせる。

こうして、ブラシレスモータ（１６）のモータ巻線（２
）及び半導体スイッチ群（３）に過大電流が流れるのを
防止し、過大電流による半導体スイッチ群（３）の破壊
を防止している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の直流ブラシレスモータの保護装置で
は、外風力によって線間電圧等が異常になった場合に、
半導体スイッチ群（３）の全ての半導体素子をオフさせ
ることにより、これ等を保護していた。

しかし、半導体素子を単にオフさせるだけでは、外風力
の増加に応じて線間電圧も−１−昇するために、外風力
が更に増加して線間電圧が半導体スイッチ群（３）の各
素子の耐電圧具−にになった場合には、やはり半導体素
子は破損していた。

そこで、この発明は簡易な構成により、強大な外風力が
作用した場合にも、半導体スイッチ群の信頼性の高い保
護ができる直流ブラシレスモータの保護装置の提供を課
題とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる直流ブラシレスモータの保護装置は、
ブラシレスモータの巻線電流を出力する半導体スイッチ
群（３）と、永久磁石により構成されるロータ（４）の
磁極位置を検知する位相検知手段（５）と、前記位相検
知手段（５）の出力信号に応じて前記半導体スイッチ群
（３）を制御する駆動制御手段（６）と、前記半導体ス
イッチ群（３）への直流電源（１）からの入力線に挿入
し、前記半導体スイッチ群（３）の入力線を導通または
短絡状態にする開閉器（２０）と、前記位相検知手段（
５）の出力信号によりモータ巻線（２）間の線間電圧の
異常を検出し、前記開閉器（２０）の作動を制御する開
閉器制御手段（２３）とを具備するものである。

［作用］ この発明の直流ブラシレスモータの保護装置においては
、ロータ（４）の磁極位置を検知する位相検知手段（５
）の出力借りによりモータ巻線（２）間の線間電圧が正
常か異常かを判断し、ブラシレスモータの巻線電流を出
力する半導体スイッチ群（３）への直流電源（１）から
の入力線に挿入した開閉器（２０）の作動を制御して、
線間電圧が正常の場合には、半導体スイッチ群（３）の
入力線を導通状態にし、また、線間電圧が異常の場合に
は、半導体スイッチ群（３）の入力線を短絡状態にする
ことにより、外風力がいくら増加しても、線間電圧の異
常な−Ｌ昇を抑制でき、線間電圧が半導体スイッチ群（
３）の各素子の耐電圧以」二になることはない。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である直流ブラシレスモー
タの保護装置の基本構成を示すブロック回路図、第２図
は第１図の直流ブラシレスモータの保護装置の要部を示
す回路図である。図中、（１）から（６）は上記従来例
の構成部分と同一または相当する構成部分である。

図において、（２０）は半導体スイッチ群（３）への直
流電源（１）からの入力線に挿入した開閉器であり、ス
イッチＡ（２０ａ）をオンにし、スイッチＢ　（２０ｂ
）をオフにすることにより半導体スイッチ群（３）の入
力線を導通状態する。また、逆にスイッチＡ（２０ａ）
をオフにし、スイッチＢ　（２０ｂ）をオンにすること
により半導体スイッチ群（３）の入力線を短絡状態にす
る。

（２１）は位相検知手段（５）の出力信号である周波数
信号を電圧信号に変換するＦ／Ｖ変換器等からなる周波
数／電圧変換手段、（２２）は周波数／電圧変換手段（
２１）の出力信号により線間電圧が所定の電圧値以」二
か否かを判断するとともに、前記開閉器（２０）の作動
を制御する線間電圧判断手段である。（２３）は−１−
記の周波数／電圧変換手段（２１）及び線間電圧判断手
段（２２）により構成される開閉器制御手段（２３）で
あり、位相検知手段（５）の出力信号によりモータ巻線
（２）間の線間電圧の異常を検出し、開閉器（２０）の
作動を適宜制御する。

この実施例の直流ブラシレスモータの保護装置は上記の
ように構成されており、位相検知手段、駆動制御手段（
６）、及び半導体スイッチ群（３）によるモータを回転
させる基本的な動作自体は従来例と同一なので、ここで
は説明を省略し、この実施例による特−ａの動作を中心
に述べる。

例えば、従来例の第４図の説明で述べたように、直流ブ
ラシレスモータをセパレート型の空気調和機の室外機に
使用した場合等には、台風等の異常な強風でプロペラフ
ァン（１５）が強制的に駆動する。この外風力によるブ
ラシレスモータ（１６）の逆方向の回転数の増加は位相
検知手段（５）で検出され、この位相検知手段（５）の
出力信号゛は開閉器制御手段（２３）の周波数／電圧変
換手段（２１）に出力される。開閉器制御手段（２３）
の周波数／電圧変換手段（２１）では位相検知手段（５
）の出力信号を電圧信号に変換して、線間電圧判断手段
（２２）に出力する。これを受けて線間電圧判断手段（
２２）ではモータ巻線（２）間の線間電圧が正常か異常
かを判断する。すなわち、この周波数／電圧変換手段（
２１）からの信号が所定の電圧値以下の場合には線間電
圧も正常状態にあると判断し、一方、この信号が所定の
電圧値より高い場合には線間電圧も異常状態にあると判
断する。そして、線間電圧が正常状態にあると判断した
場合には、ブラシレスモータの巻線電流を出力する半導
体スイッチ群（３）への直流電源（１）からの入力線に
挿入した開閉器（２０）を、半導体スイッチ群（３）の
入力線が導通状態になるように作動させる。具体的には
、前記開閉器（２０）内のスイッチＡ（２０ａ）をオン
にし、そして、スイッチＢ　（２０ｂ）をオフにする（
第２図参照）。一方、線間電圧が異常状態にあると判断
した場合には、前記開閉器（２０）を作動させ、半導体
スイッチ群（３）の入力線を短絡状態にする。具体的に
は、開閉器（２０）内のスイッチＡ（２０ａ）をオフに
し、スイッチＢ　（２０ｂ）をオンにする（第２図参照
）。

このように、開閉器制御手段（２３）が位相検知手段（
５）の出力信号に応じて開閉器（２０）の作動を適宜制
御することにより、台風等の異常な強風でプロペラファ
ン（１５）が強制的に駆動しても、この起電力による電
流は第２図の矢印のように流れ、線間電圧が異常に」−
昇することはない。このため、従来のように外風力の異
常な増加により線間電圧が半導体スイッチ群（３）の各
素子の耐電圧以上になることはないので、半導体素子の
破損を防止でき、半導体スイッチ群（３）の保護を確実
にできる。特に、この実施例のように構成すれば、プロ
ペラファン（１５）の逆方向の回転が増加すれば増加す
るほど、直流電源（１）とは逆方向に流れる電流が増加
し、ブラシレスモータ（１６）の回転を停止させる方向
にブレーキがかかり、線間電圧の」１昇を抑制できる。

上記のように、この実施例の直流ブラシレスモータの保
護装置では、ブラシレスモータの巻線電流を出力する半
導体スイッチ群（３）と、永久磁石により構成されるロ
ータ（４）の磁極位置を検知する位相検知手段（５）と
、前記位相検知手段（５）の出力信号に応じて前記半導
体スイッチ群（３）を制御する駆動制御手段（６）と、
前記半導体スイッチ群（３）への直流電源（１）からの
入力線に挿入し、前記半導体スイッチ群（３）の入力線
を導通または短絡状態にする開閉器（２０）と、前記位
相検知手段（５）の出力信号によりモータ巻線（２）間
の線間電圧の異常を検出し、前記開閉器（２０）の作動
を制御する開閉器制御手段（２３）とを具備している。

そして、位相検知手段（５）の出力信号によりモータ巻
線（２）間の線間電圧が正常か異常かを判断し、半導体
スイッチ群（３）への入力線に挿入した開閉器（２０）
の作動を適宜制御し、線間電圧が正常の場合には、半導
体スイッチ群（３）の入力線を導通状態にし、また、線
間電圧が異常の場合には、半導体スイッチ群（３）の入
力線を短絡状態にすることにより、極めて強い外風力が
作用しても、線間電圧の異常な上昇を抑制でき、線間電
圧が半導体スイッチ群（３）の各素子の耐電圧以上にな
ることはない。したがって、半導体素子の破損を防止で
き、半導体スイッチ群（３）　１ の保護を確実にできるので、信頼性の高い直流ブラシレ
スモータの保護装置となる。しかも、これを極めて簡易
な構成により実現できる。

ところで、」１記実施例では、線間電圧の検出を位相検
知手段（５）と周波数／電圧変換手段（２１）とで行な
う装置について説明をしたが、この他の手段を用いて検
出してもよい。しかし、この場合には特別の線間電圧検
知手段等を設ける必要がある。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の直流ブラシレスモータ
の保護装置は、半導体スイッチ群と、位相検知手段と、
駆動制御手段と、開閉器と、開閉器制御手段とを具備し
、ロータの磁極位置を検知する位相検知手段の出力信号
によりモータ巻線間の線間電圧が正常か異常かを判断し
、線間電圧が正常の場合には、半導体スイッチ群の入力
線を導通状態にし、また、線間電圧が異常の場合には、
半導体スイッチ群の入力線が短絡状態になるよう１　Δ に、半導体スイッチ群への直流電源からの入力線に挿入
した開閉器の作動を制御するという簡易な構成により、
外風力がいくら増加しても、線間電圧の異常な上昇を抑
制でき、線間電圧が半導体スイッチ群の各素子の耐電圧
以上になることはないので、半導体素子の破損を防止で
き、半導体スイッチ群の保護が確実にできる信頼性の高
い直流ブラシレスモータの保護装置になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である直流ブラシレスモー
タの保護装置の基本構成を示すブロック回路図、第２図
は第１図の直流ブラシレスモータの保護装置の要部を示
す回路図、第３図は従来の直流ブラシレスモータの保護
装置の基本構成を示ずを示すブロック回路図、第４図は
空気調和機の室外機を示す略構成図である。 図において、 １：直流電源　　　　　２：モータ巻線３：半導体スイ
ッチ群　４：ロータ ５：位相検知手段　　　６：駆動制御手段２０：開閉器 ２１：周波数／電圧変換手段 ２２：線間電圧判断手段 ２３二開閉器制御手段 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一まは相当部分
を示すものである。 た

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブラシレスモータの巻線電流を出力する半導体スイッチ
   群と、 永久磁石により構成されるロータの磁極位置を検知する
   位相検知手段と、 前記位相検知手段の出力信号に応じて前記半導体スイッ
   チ群を制御する駆動制御手段と、前記半導体スイッチ群
   への直流電源からの入力線に挿入し、前記半導体スイッ
   チ群の入力線を導通または短絡状態にする開閉器と、 前記位相検知手段の出力信号によりモータ巻線間の線間
   電圧の異常を検出し、前記開閉器の作動を制御する開閉
   器制御手段と を具備することを特徴とする直流ブラシレスモータの保
   護装置。