JPH05137383A - Motor protector - Google Patents

Motor protector

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JPH05137383A
JPH05137383A JP3293227A JP29322791A JPH05137383A JP H05137383 A JPH05137383 A JP H05137383A JP 3293227 A JP3293227 A JP 3293227A JP 29322791 A JP29322791 A JP 29322791A JP H05137383 A JPH05137383 A JP H05137383A
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motor
comparator
temperature
transistor
circuit
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Osamu Sakurai
修 桜井
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Tokyo Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enhance reliability in protective operation by automatically interrupting operation of motor upon temperature rise of a brushless motor and sustaining the stopped state. CONSTITUTION:When air flow rate drops from steady state, temperature of the stator of a brushless motor 10 increases. Consequently, resistance and output voltage of a negative characteristic thermister 53 decrease and when the output voltage drops below a reference voltage set by a comparator 82, output of the comparator 82 goes high to turn transistors 83, 91 ON. Since a control terminal 83a goes low to close respective AND gates 70-75, switching transistors 63-68 are entirely turned OFF to interrupt DC current supply to driving coils 17a-17c thus stopping operation of the brushless motor 10. According to the constitution, positive protective operation is ensured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、工業用集塵装置が備え
る送風機などに用いられるブラシレスモータに係り、特
に、このモータが設定温度以上となった際に、モータの
運転を停止し、その停止状態を保持できるようにしたモ
ータ保護装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor used in a blower or the like provided in an industrial dust collector, and particularly when the motor exceeds a preset temperature, the motor is stopped and The present invention relates to a motor protection device that can hold a stopped state.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば回転数が20000rpm以上の高速で、
かつ、入力が 200W以上の高速・高入力の送風機用ブラ
シレスモータでの温度上昇は、低風量域において発生し
易い。そして、低風量となる原因としては、モータの吸
込み口までの吸込み風路が塞がれたり、吸込まれたごみ
等が送風ファンに詰まったりして、或いはモータの内部
にごみ等が入ってロータの回転を妨げたり、ロータを支
持する軸受が劣化し焼付けを起こしてロータの回転を妨
げたりする等種々考えられる。したがって、風量が低下
した場合には、モータに何等かの異常が発生したと認識
できる。しかも、風量の低下によりステータへの空冷作
用が損なわれるので、モータの温度は上昇する。
2. Description of the Related Art For example, at a high speed of 20,000 rpm or more,
Moreover, the temperature rise in a high-speed, high-input brushless motor for blowers with an input of 200 W or more is likely to occur in the low air volume range. The cause of low air volume is that the suction air passage to the suction port of the motor is blocked, dust that has been sucked is blocked by the blower fan, or dust is trapped inside the motor and the rotor is The rotation of the rotor may be hindered, or the bearing supporting the rotor may be deteriorated to cause seizure to hinder the rotation of the rotor. Therefore, when the air volume decreases, it can be recognized that some abnormality has occurred in the motor. Moreover, since the air cooling effect on the stator is impaired by the decrease in the air flow, the temperature of the motor rises.

【0003】そこで、モータの温度上昇に基づいて運転
を停止させれば、このモータを保護できる。しかし、そ
のような工夫は、高速・高入力の送風機用ブラシレスモ
ータにおいては従来知られていなかった。
Therefore, if the operation is stopped based on the temperature rise of the motor, the motor can be protected. However, such a device has not hitherto been known for a brushless motor for a high-speed, high-input blower.

【0004】ところで、設定温度になると動作して通電
回路を切るものとしては、温度ヒューズおよびサーモス
タットが知られている。したがって、これらを適用する
ことで、高速・高入力の送風機用ブラシレスモータにお
いても、低風量域となった時に、このモータを保護する
ことは可能である。
By the way, thermal fuses and thermostats are known to operate at a set temperature to turn off the energizing circuit. Therefore, by applying these, even in a high-speed / high-input brushless motor for a blower, it is possible to protect this motor when the air volume becomes low.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、温度ヒューズ
は設定温度を変えることができないから、汎用性がない
とともに、一度切れてしまうと、その後新たな温度ヒュ
ーズを補充するまでモータを運転できないという問題が
ある。また、サーモスタットの動作温度を調節するに
は、モータに組込んだままでは行うことができず、一度
モータから取外して行わなければならないという不便が
ある。本発明の目的は、保護動作の信頼性が高く、この
保護動作を任意に再開させ得るとともに、設定温度の調
節も容易にできるモータ保護装置を得ることにある。
However, since the temperature fuse cannot change the set temperature, it is not versatile, and once cut, the motor cannot be operated until a new temperature fuse is replenished. There is. Further, there is an inconvenience that the operation temperature of the thermostat cannot be adjusted while it is still incorporated in the motor, and it must be removed from the motor once. An object of the present invention is to provide a motor protection device which has a high reliability of the protection operation, can arbitrarily restart the protection operation, and can easily adjust the set temperature.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るモータの保護装置は、モータの温度変
化を電圧に変換して出力する温度センサと、可変抵抗を
有した基準電圧設定回路が接続され、この回路により前
記モータの上限温度に対応して定められた基準電圧と前
記温度センサの出力電圧とを比較する比較器と、この比
較器の比較出力に応じてオン・オフし、オン状態にある
ときに前記モータの駆動回路の動作を許すとともに、オ
フ状態にあるときに前記駆動回路の動作を停止させる第
1トランジスタと、アノードを前記温度センサと前記比
較器との間に接続して設けられたダイオード、およびベ
ースに前記比較器の比較出力が入力されるとともに、コ
レクタを前記ダイオードのカソードに接続し、かつ、エ
ミッタをグランドに接続して設けられ、前記比較器の比
較出力に応じてオン・オフする第2トランジスタを含む
ロック回路とを具備したものである。
In order to achieve the above object, a motor protection device according to the present invention comprises a temperature sensor for converting a temperature change of the motor into a voltage and outputting the voltage, and a reference voltage having a variable resistance. A setting circuit is connected, and a comparator for comparing a reference voltage determined corresponding to the upper limit temperature of the motor with the output voltage of the temperature sensor by this circuit, and on / off according to the comparison output of the comparator Between the temperature sensor and the comparator, a first transistor that allows the drive circuit of the motor to operate when in the on state and stops the operation of the drive circuit when in the off state. The output of the comparator is input to the diode provided on the base and the base, the collector is connected to the cathode of the diode, and the emitter is connected to the ground. Arranged in connection, it is obtained; and a lock circuit including a second transistor for turning on and off according to the comparison output of the comparator.

【0007】[0007]

【作用】前記の構成において、比較器に基準電圧を設定
する基準電圧設定回路は可変抵抗を有しているので、そ
の基準電圧を容易に調節でき、それにより前記基準電圧
を変えて保護装置が動作するモータ温度を任意に設定で
きる。前記比較器は、その基準電圧とモータの温度によ
り変化する温度センサの出力電圧とを比較する。第1ト
ランジスタは、比較器からの比較出力に応じてオン・オ
フするものであり、モータの温度が設定温度を越えた時
にオンしてモータの駆動回路の動作を停止させる。した
がって、何等かの異常に基づいてモータの温度が設定温
度を越えると、第1トランジスタがオンされてモータの
運転が停止される。その上、ロック回路の第2トランジ
スタも前記比較出力に応じてオン・オフする。そのた
め、モータの温度が設定温度を越えた時に第2トランジ
スタがオンして、ロック回路はそのダイオードを介して
温度センサと比較器との間をグランドに接続し、比較器
をバイパスさせる。したがって、前記運転停止後に温度
が次第に下がるにも拘らず、前記ロック回路によって比
較器の状態は変わることなく維持され、結局、モータの
運転停止状態が保持される。そして、電源を切ること等
により前記保持状態を簡単に解消させて、前記の保護動
作が再開可能な状態に装置を復帰できる。
In the above structure, the reference voltage setting circuit for setting the reference voltage in the comparator has a variable resistor, so that the reference voltage can be easily adjusted, whereby the protective device can be changed by changing the reference voltage. The operating motor temperature can be set arbitrarily. The comparator compares the reference voltage with the output voltage of the temperature sensor that changes depending on the temperature of the motor. The first transistor is turned on / off according to the comparison output from the comparator, and is turned on when the temperature of the motor exceeds a set temperature to stop the operation of the drive circuit of the motor. Therefore, when the temperature of the motor exceeds the set temperature due to some abnormality, the first transistor is turned on and the operation of the motor is stopped. In addition, the second transistor of the lock circuit is also turned on / off according to the comparison output. Therefore, when the temperature of the motor exceeds the set temperature, the second transistor is turned on, and the lock circuit connects the temperature sensor and the comparator via the diode to the ground to bypass the comparator. Therefore, although the temperature gradually decreases after the operation is stopped, the state of the comparator is maintained unchanged by the lock circuit, and the operation stopped state of the motor is eventually held. Then, the holding state can be easily canceled by turning off the power supply or the like, and the device can be returned to the state where the protection operation can be restarted.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図1〜図4を参照して本発明の一実施
例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0009】図4に示す電動送風機1は、インナーロー
タ形のブラシレスモータ10を備えている。このブラシ
レスモータ10の外郭を構成する円筒状のケース11
は、例えば上下一対のケース12とケース13とに二分
割されており、これら両ケース12,13はねじ14に
よって結合されている。ケース11の内側には、ステー
タ15が収容されている。ステータ15は、ステータコ
ア16と、このステータコア16に巻き付けられた三つ
の駆動コイル(なお、図1では代表符号17で示すが、
図2では符号17a〜17cで示す。)を備えており、
これらの駆動コイル17a〜17cは、電気的に120
゜の位相差をもって配置され、例えば100V〜200
Vの駆動電圧で三相駆動し得るように巻かれている。
The electric blower 1 shown in FIG. 4 is equipped with an inner rotor type brushless motor 10. A cylindrical case 11 that forms the outer contour of the brushless motor 10.
Is divided into, for example, a pair of upper and lower cases 12 and 13, and these cases 12 and 13 are joined by a screw 14. A stator 15 is housed inside the case 11. The stator 15 includes a stator core 16 and three drive coils wound around the stator core 16 (indicated by a representative reference numeral 17 in FIG. 1,
In FIG. 2, reference numerals 17a to 17c are used. ),
These drive coils 17a to 17c are electrically 120
Are arranged with a phase difference of °, for example, 100V to 200
It is wound so that it can be driven in three phases with a driving voltage of V.

【0010】ステータ15の内側には、ロータ19が挿
通配置されている。ロータ19は、ロータ軸20と、こ
のロータ軸20の外周に設けられたロータマグネット2
1とで構成されている。ロータマグネット21はステー
タコア16の内側に位置されており、そのステータコア
16と対向し合う外周部には、複数の磁極が所定角度毎
に着磁されている。そして、ロータ軸20の上端は、上
ケース12の上面壁12aを貫通してケース11の外方
に導出されており、この上面壁12aには、ロータ軸2
0の上端部を回転自在に支持するボール軸受22が設け
られている。
A rotor 19 is inserted through the inside of the stator 15. The rotor 19 includes a rotor shaft 20 and a rotor magnet 2 provided on the outer circumference of the rotor shaft 20.
It is composed of 1 and 1. The rotor magnet 21 is located inside the stator core 16, and a plurality of magnetic poles are magnetized at predetermined angles on the outer peripheral portion facing the stator core 16. The upper end of the rotor shaft 20 penetrates the upper surface wall 12a of the upper case 12 and is led out to the outside of the case 11. The upper surface wall 12a has the upper end wall 12a.
A ball bearing 22 that rotatably supports the upper end portion of 0 is provided.

【0011】下ケース13の底部には、底部材23が取
付けられている。底部材23には、嵌合孔24が形成さ
れている。嵌合孔24はケース11と同軸状をなしてお
り、この嵌合孔24の開口端には、径方向内側に張り出
すフランジ部25が一体に形成されている。底部材23
の下端外周部には、下向きに延びる筒状部26が同軸状
に突設されている。
A bottom member 23 is attached to the bottom of the lower case 13. A fitting hole 24 is formed in the bottom member 23. The fitting hole 24 is coaxial with the case 11, and the opening end of the fitting hole 24 is integrally formed with a flange portion 25 projecting radially inward. Bottom member 23
A cylindrical portion 26 extending downward is coaxially provided on the outer peripheral portion of the lower end of the.

【0012】底部材23の嵌合孔24内には、軸受ホル
ダ28が嵌合されている。軸受ホルダ28の中央部に
は、前記ロータ軸20の下端部が貫通する貫通孔29が
形成されており、この貫通孔29の内側に前記ロータ軸
20の下端部を回転自在に支持するボール軸受30が設
けられている。したがって、ロータ19のロータ軸20
は、その上下端部がボール軸受22,30を介してケー
ス11に支持されており、このことによりロータマグネ
ット21がステータコア16の内側に同軸状に位置され
ている。
A bearing holder 28 is fitted in the fitting hole 24 of the bottom member 23. A through hole 29 through which the lower end of the rotor shaft 20 passes is formed in the center of the bearing holder 28, and a ball bearing that rotatably supports the lower end of the rotor shaft 20 inside the through hole 29. 30 are provided. Therefore, the rotor shaft 20 of the rotor 19
The upper and lower ends thereof are supported by the case 11 via ball bearings 22 and 30, whereby the rotor magnet 21 is positioned coaxially inside the stator core 16.

【0013】前記軸受ホルダ28とボール軸受30は、
ステータ15やロータマグネット21を収容する第1の
室31と、この第1の室31の下側の第2の室32とを
仕切っている。第2の室32は、底部材23と筒状部2
6の内側に位置されており、この筒状部32の開口端
は、シールド板33によって閉塞されている。
The bearing holder 28 and the ball bearing 30 are
A first chamber 31 that houses the stator 15 and the rotor magnet 21 is separated from a second chamber 32 below the first chamber 31. The second chamber 32 includes the bottom member 23 and the tubular portion 2
It is located inside 6, and the open end of this tubular portion 32 is closed by a shield plate 33.

【0014】ロータ軸20の下端は、ボール軸受30を
貫通して前記第2の室32に導入されている。このロー
タ軸20の下端外周には、バックヨークを兼ねるブラケ
ット35が同軸状に嵌合されており、このブラケット3
5の下面には、ロータ位置検出用の回転盤36が同軸状
に重ね合わされている。この回転盤36は、ねじ37を
介してロータ軸20の下端面に締め付け固定され、この
ロータ軸20と一体に回転するようになっている。回転
盤36には、複数の磁極が所定角度毎に交互に着磁され
ており、本実施例の場合は三相駆動であるから、8つの
磁極が着磁されている。この回転盤36やブラケット3
5は、前記嵌合孔24の内側に位置されており、この嵌
合孔24のフランジ部25と軸受ホルダ28との間に
は、ウェーブワッシャ等からなるスラストばね38が挾
み込まれている。スラストばね38は、軸受ホルダ28
を第1の室31に向けて押圧しており、この押圧により
上下のボール軸受22,30の遊びが吸収されるように
なっている。
The lower end of the rotor shaft 20 penetrates the ball bearing 30 and is introduced into the second chamber 32. A bracket 35 also serving as a back yoke is coaxially fitted around the lower end of the rotor shaft 20.
A rotor disk 36 for detecting the rotor position is coaxially superposed on the lower surface of the shaft 5. The turntable 36 is fastened and fixed to the lower end surface of the rotor shaft 20 via a screw 37 so as to rotate integrally with the rotor shaft 20. On the turntable 36, a plurality of magnetic poles are alternately magnetized at every predetermined angle. In the case of the present embodiment, three-phase drive is performed, so eight magnetic poles are magnetized. This turntable 36 and bracket 3
Reference numeral 5 is located inside the fitting hole 24, and a thrust spring 38, such as a wave washer, is sandwiched between the flange portion 25 of the fitting hole 24 and the bearing holder 28. .. The thrust spring 38 is used for the bearing holder 28.
Is pressed toward the first chamber 31, and the play of the upper and lower ball bearings 22 and 30 is absorbed by this pressing.

【0015】ケース11を貫通するロータ軸20の上端
には、遠心式の送風ファン40がナット41を介して締
め付け固定されている。この送風ファン40の周囲は、
ファンカバー42によって覆われている。ファンカバー
42は、下面が開口された形状をなしており、この開口
部分が上ケース12の外周面に突設したフランジ状の支
持壁43の外周に嵌合されている。ファンカバー42の
上面中央部には吸込口44が開口され、この吸込口44
は前記送風ファン40の風入口に対向している。
At the upper end of the rotor shaft 20 penetrating the case 11, a centrifugal blower fan 40 is fastened and fixed via a nut 41. The area around the blower fan 40 is
It is covered by the fan cover 42. The fan cover 42 has a shape in which the lower surface is opened, and this opening portion is fitted to the outer periphery of a flange-shaped support wall 43 which is provided so as to project on the outer peripheral surface of the upper case 12. A suction port 44 is opened at the center of the upper surface of the fan cover 42.
Faces the air inlet of the blower fan 40.

【0016】この送風ファン40が回転すると、吸込口
44から吸入された空気は、送風ファン40の外周から
ファンカバー42内に吐出される。そして、上ケース1
2には、空気の導入口45が複数開口されており、前記
ファンカバー42内に吐出された空気は、導入口45を
通じてケース11内に流入されて、ケース11の第2の
室32側に流れ、下ケース13に複数開口された吐出し
口46からケース外11に排気される。したがって、こ
のような送風によりケース11内を流れる風によってス
テータ15等が冷却されるようになっている。
When the blower fan 40 rotates, the air sucked from the suction port 44 is discharged from the outer periphery of the blower fan 40 into the fan cover 42. And upper case 1
2, a plurality of air inlets 45 are opened, and the air discharged into the fan cover 42 flows into the case 11 through the inlets 45 to the side of the second chamber 32 of the case 11. The gas then flows and is discharged to the outside of the case 11 through the discharge ports 46 formed in the lower case 13. Therefore, the stator 15 and the like are cooled by the wind that flows in the case 11 by such blowing.

【0017】前記第2の室32には回路基板50が収容
されている。回路基板50は、底部材23の下面にねじ
49を介して締め付け固定されており、その中央部分が
前記回転盤36の下面に近接している。回路基板50の
下面には、回転盤36との対向部分に位置して、ロータ
19の回転位置を磁気的に検出するための三つのホール
素子製の検出センサ51a〜51cが設けられている。
検出センサ51a〜51cは図4に示すように前記回路
基板50の下面に120゜の位相差をもって配置されて
いる。したがって、検出センサ51a〜51cにより、
回転盤36の磁極の切り替わりが検出されて、ロータ1
9の回転位置が判別されるとともに、この検出センサ5
1a〜51cの出力は図2に示されたモータ駆動回路に
送出されるようになっている。
A circuit board 50 is housed in the second chamber 32. The circuit board 50 is fastened and fixed to the lower surface of the bottom member 23 with a screw 49, and the central portion thereof is close to the lower surface of the turntable 36. On the lower surface of the circuit board 50, there are provided three Hall element-made detection sensors 51a to 51c, which are located at a portion facing the turntable 36 and magnetically detect the rotational position of the rotor 19.
The detection sensors 51a to 51c are arranged on the lower surface of the circuit board 50 with a phase difference of 120 °, as shown in FIG. Therefore, by the detection sensors 51a to 51c,
The change of the magnetic poles of the turntable 36 is detected, and the rotor 1
The rotation position of 9 is determined, and the detection sensor 5
The outputs of 1a to 51c are sent to the motor drive circuit shown in FIG.

【0018】回路基板50の下面には、モータ10の温
度を電圧に変換する温度センサ例えば負特性サーミスタ
53が取り付けられている。このサーミスタ53は、検
出センサ51a〜51cの雰囲気温度を検出して、この
モータ10の温度が設定した上限温度を越えないように
するための温度情報を後述する保護回路に送出するもの
である。
A temperature sensor for converting the temperature of the motor 10 into a voltage, for example, a negative characteristic thermistor 53 is attached to the lower surface of the circuit board 50. The thermistor 53 detects the ambient temperature of the detection sensors 51a to 51c and sends temperature information for preventing the temperature of the motor 10 from exceeding a set upper limit temperature to a protection circuit described later.

【0019】図2は前記ブラシレスモータ10の駆動回
路を示している。同図中61は商用交流電源62に接続
されたACーDC変換器としての整流スタックである。
この整流スタック61の出力端は、第1スイッチングト
ランジスタ63のコレクタ・エミッタ間、及び前記エミ
ッタにコレクタが接続された第2スイッチングトランジ
スタ64のコレクタ・エミッタ間を介してグランドに接
続されている。同様に、整流スタック61の出力端は、
第3スイッチングトランジスタ65のコレクタ・エミッ
タ間、及び前記エミッタにコレクタが接続された第4ス
イッチングトランジスタ66のコレクタ・エミッタ間を
介してグランドに接続されているとともに、同出力端
は、第5スイッチングトランジスタ67のコレクタ・エ
ミッタ間、及び前記エミッタにコレクタが接続された第
6スイッチングトランジスタ68のコレクタ・エミッタ
間を介してグランドに接続されている。
FIG. 2 shows a drive circuit of the brushless motor 10. In the figure, 61 is a rectifying stack as an AC-DC converter connected to a commercial AC power source 62.
The output terminal of the rectifying stack 61 is connected to the ground via the collector and the emitter of the first switching transistor 63 and the collector and the emitter of the second switching transistor 64 whose collector is connected to the emitter. Similarly, the output end of the rectifying stack 61 is
The third switching transistor 65 is connected to the ground through the collector and the emitter, and the collector and the emitter of the fourth switching transistor 66 whose collector is connected to the emitter, and the output terminal is connected to the fifth switching transistor. It is connected to the ground via the collector-emitter of 67 and the collector-emitter of the sixth switching transistor 68 whose collector is connected to the emitter.

【0020】前記駆動コイル17aは、第1スイッチン
グトランジスタ63のエミッタと第2スイッチングトラ
ンジスタ64のコレクタとの接続点に接続されている。
同様に前記駆動コイル17bは、第3スイッチングトラ
ンジスタ65のエミッタと第4スイッチングトランジス
タ66のコレクタとの接続点に接続されているととも
に、前記駆動コイル17cは、第5スイッチングトラン
ジスタ67のエミッタと第6スイッチングトランジスタ
68のコレクタとの接続点に接続されている。
The drive coil 17a is connected to a connection point between the emitter of the first switching transistor 63 and the collector of the second switching transistor 64.
Similarly, the drive coil 17b is connected to a connection point between the emitter of the third switching transistor 65 and the collector of the fourth switching transistor 66, and the drive coil 17c is connected to the emitter of the fifth switching transistor 67 and the sixth switching transistor 67. It is connected to a connection point with the collector of the switching transistor 68.

【0021】前記検出センサ51a〜51cの出力端は
夫々信号分配回路69に接続されている。この回路69
はICからなり、各トランジスタ63〜68の数と同数
の出力端を有し、これらは各トランジスタ63〜68に
夫々別々に対応して設けられたアンドゲート70〜75
の一方の入力端に接続されている。各アンドゲート70
〜75の他方の入力端には保護回路81の出力端が夫々
接続されている。各アンドゲート70〜75の出力端は
各トランジスタ63〜68のベースの夫々別々に接続さ
れている。
Output terminals of the detection sensors 51a to 51c are connected to a signal distribution circuit 69, respectively. This circuit 69
Is an IC and has the same number of output terminals as the transistors 63 to 68. These AND gates 70 to 75 are provided respectively corresponding to the transistors 63 to 68, respectively.
Is connected to one input end. Each AND gate 70
Output terminals of the protection circuit 81 are respectively connected to the other input terminals of the to 75. The output terminals of the AND gates 70 to 75 are separately connected to the bases of the transistors 63 to 68, respectively.

【0022】保護回路81は前記負特性サーミスタ53
とともにモータ保護装置をなすものであり、その構成は
図1に詳しく示されている。この保護回路81は、比較
器82と、第1トランジスタ83と、ロック回路84と
を備えている。
The protection circuit 81 is the negative characteristic thermistor 53.
Together with this, it constitutes a motor protection device, the construction of which is shown in detail in FIG. The protection circuit 81 includes a comparator 82, a first transistor 83, and a lock circuit 84.

【0023】比較器82の反転入力(マイナス)端子に
は、負特性サーミスタ53が接続されているとともに、
抵抗85を介してプラス電源端子が接続されている。比
較器82の非反転入力(プラス)端子には、プラス電源
端子とグランド間に接続された可変抵抗85と抵抗86
とからなる基準電圧設定回路87における前記両抵抗8
5,86の相互接続点が接続されている。基準電圧設定
回路87は、その可変抵抗85の抵抗値を変化させるこ
とにより、前記ブラシレスモータ10の上限温度に対応
する値の基準電圧を任意に定めて、それを比較器82の
非反転入力端子に設定するものである。
A negative characteristic thermistor 53 is connected to the inverting input (minus) terminal of the comparator 82, and
The positive power supply terminal is connected via the resistor 85. The non-inverting input (plus) terminal of the comparator 82 has a variable resistor 85 and a resistor 86 connected between the plus power supply terminal and the ground.
Both resistors 8 in the reference voltage setting circuit 87 including
5,86 interconnection points are connected. The reference voltage setting circuit 87 arbitrarily determines the reference voltage having a value corresponding to the upper limit temperature of the brushless motor 10 by changing the resistance value of the variable resistor 85, and sets the reference voltage to the non-inverting input terminal of the comparator 82. To be set to.

【0024】第1トランジスタ83のベースは比較器8
2の出力端に抵抗95を介して接続されている。このト
ランジスタ83のエミッタはグラントに接続されている
とともに、コレクタは抵抗88を介してプラス電源端子
93に接続されている。さらに、第1トランジスタ83
のコレクタは制御端子83aに接続され、この端子83
aは前記モータ駆動回路のアンドゲート70〜75の他
方の入力端に夫々接続されている。
The base of the first transistor 83 is the comparator 8
It is connected to the output terminal of 2 via a resistor 95. The emitter of the transistor 83 is connected to the grant, and the collector is connected to the positive power supply terminal 93 via the resistor 88. Furthermore, the first transistor 83
Is connected to the control terminal 83a, and this terminal 83a
a is connected to the other input ends of the AND gates 70 to 75 of the motor drive circuit, respectively.

【0025】ロック回路84は、抵抗89と、ダイオー
ド90と、第2トランジスタ91とから形成されてい
る。抵抗89の一端は比較器82の反転入力端子に接続
され、他端はダイオード90のアノードに接続されてい
る。ダイオード90のカソードは、第2トランジスタ9
1のコレクタ・エミッタ間を介してグランドに接続され
ている。第2トランジスタ91のベースは比較器82の
出力端に抵抗92を介して接続されている。このロック
回路84の抵抗89とダイオード90との合計抵抗値
は、第2トランジスタ91がオン状態にある時に、比較
器82の非反転入力端子の電圧が反転入力端子の基準電
圧より小さく維持されるような値に設定される。
The lock circuit 84 is composed of a resistor 89, a diode 90, and a second transistor 91. One end of the resistor 89 is connected to the inverting input terminal of the comparator 82, and the other end is connected to the anode of the diode 90. The cathode of the diode 90 is the second transistor 9
It is connected to the ground via the collector-emitter of 1. The base of the second transistor 91 is connected to the output terminal of the comparator 82 via the resistor 92. Regarding the total resistance value of the resistor 89 and the diode 90 of the lock circuit 84, the voltage of the non-inverting input terminal of the comparator 82 is kept smaller than the reference voltage of the inverting input terminal when the second transistor 91 is in the ON state. Is set to a value like

【0026】そして、第2トランジスタ91のコレクタ
は表示回路を介してプラス電源端子に接続されている。
表示回路は抵抗96と発光ダイオード97とで形成され
ている。なお、図1および図2に示されたモータ駆動回
路と保護回路81とは、前記ケース11の外部に配置さ
れた図示しない制御盤に設けられている。
The collector of the second transistor 91 is connected to the plus power supply terminal via the display circuit.
The display circuit includes a resistor 96 and a light emitting diode 97. The motor drive circuit and the protection circuit 81 shown in FIGS. 1 and 2 are provided on a control panel (not shown) arranged outside the case 11.

【0027】前記構成において電源を投入すると、その
時点ではブラシレスモータ10は常温であるとともに、
モータ温度を検出する負特性サーミスタ53の抵抗値は
通常400KΩ程度であるため、このサーミスタ53から
の出力電圧は、比較器82に設定された基準電圧よりも
当然に大きい。
When the power is turned on in the above structure, the brushless motor 10 is at room temperature at that time, and
Since the resistance value of the negative characteristic thermistor 53 for detecting the motor temperature is usually about 400 KΩ, the output voltage from the thermistor 53 is naturally higher than the reference voltage set in the comparator 82.

【0028】そのため、比較器82の比較出力はローレ
ベルであり、第1トランジスタ83、および第2トラン
ジスタ91はいずれもオフ状態を維持する。したがっ
て、プラス電源端子93に接続された制御端子83aは
ハイレベル状態にあり、その電源電圧が各アンドゲート
70〜75に供給されるから、図2のモータ駆動回路は
動作される。
Therefore, the comparison output of the comparator 82 is at a low level, and both the first transistor 83 and the second transistor 91 maintain the off state. Therefore, the control terminal 83a connected to the plus power supply terminal 93 is in the high level state, and the power supply voltage is supplied to the AND gates 70 to 75, so that the motor drive circuit of FIG. 2 is operated.

【0029】すなわち、検出センサ51a〜51cによ
るロータ19の位置検出に基づく駆動信号が、信号分配
回路69を介して入力された二つのアンドゲートが開い
て、それに連なるなスイッチングトランジスタがオンさ
れる。信号分配回路69は、スイッチングトランジスタ
63,65,67の内のいずれか一つと、スイッチング
トランジスタ64,66,68の内のいずれか一つに駆
動信号を供給して、これらをオンさせる動作を、予め決
められた順序にしたがって実行させる。
That is, the drive signal based on the position detection of the rotor 19 by the detection sensors 51a to 51c is input to the two AND gates via the signal distribution circuit 69, and the switching transistors connected thereto are turned on. The signal distribution circuit 69 supplies a drive signal to any one of the switching transistors 63, 65, 67 and one of the switching transistors 64, 66, 68 to turn them on. It is executed according to a predetermined order.

【0030】そのため、オン動作された二つのスイッチ
ングトランジスタを通して、これらの間に直列に挿入さ
れた二つの駆動コイルに対して、前記整流スタック61
で交流から変換された直流が供給され、ロータ19およ
び送風ファン40の回転が開始される。以下、検出セン
サ51a〜51cによるロータ19の位置検出に基づい
て、駆動コイル17a〜17cが3相バイポーラ駆動に
より励磁されて、このブラシレスモータ10の運転が継
続されるものである。
Therefore, the two rectifying stacks 61 are connected to the two drive coils inserted in series between the two switching transistors which are turned on.
At, the direct current converted from the alternating current is supplied, and the rotation of the rotor 19 and the blower fan 40 is started. Hereinafter, based on the position detection of the rotor 19 by the detection sensors 51a to 51c, the drive coils 17a to 17c are excited by the three-phase bipolar drive, and the operation of the brushless motor 10 is continued.

【0031】この運転中に例えば吸込み経路が詰まるな
どの原因で定常状態から風量が低下すると、ブラシレス
モータ10のステータ15の温度が上昇される。この温
度上昇に伴い負特性サーミスタ53の温度も上昇するた
め、このサーミスタ53の抵抗値およびそれに対応して
出力電圧が下がる。そして、負特性サーミスタ53の出
力電圧が比較器82に設定された基準電圧より低くなる
と、その時点から比較器82の比較出力がハイレベルと
なり、第1トランジスタ83、および第2トランジスタ
91がいずれもオンされる。
During this operation, when the air volume decreases from the steady state due to, for example, the suction passage being clogged, the temperature of the stator 15 of the brushless motor 10 rises. Since the temperature of the negative characteristic thermistor 53 also rises as the temperature rises, the resistance value of the thermistor 53 and the output voltage correspondingly decrease. Then, when the output voltage of the negative characteristic thermistor 53 becomes lower than the reference voltage set in the comparator 82, the comparison output of the comparator 82 becomes high level from that point, and the first transistor 83 and the second transistor 91 are both Turned on.

【0032】そうすると、第1トランジスタ83のオン
により、そのコレクタ・エミッタ間を通してプラス電源
端子93の電源電圧がグランドに落とされて、制御端子
83aがロー状態となる。したがって、各アンドゲート
70〜75がいずれも閉じられるから、各スイッチング
トランジスタ63〜68はいずれもオフして、駆動コイ
ル17a〜17cへの直流の供給が断たれ、ブラシレス
モータ10の運転が停止される。
Then, when the first transistor 83 is turned on, the power supply voltage of the positive power supply terminal 93 is dropped to the ground through the collector-emitter of the first transistor 83, and the control terminal 83a becomes low. Therefore, since the AND gates 70 to 75 are all closed, the switching transistors 63 to 68 are all turned off, the direct current supply to the drive coils 17a to 17c is cut off, and the operation of the brushless motor 10 is stopped. It

【0033】同時に第2トランジスタ91もオンされる
から、比較器82をバイパスしたロック回路84を介し
て比較器82の反転入力端子がグランドに接続される。
そのため、前記モータ10の運転停止後に負特性サーミ
スタ53が冷えてきて、その抵抗値および出力電圧が大
きくなっても、ロック回路84でのバイパスによって比
較器82の反転入力端子の電圧が、基準電圧以上となる
ことが防止される。したがって、比較器82の比較出力
はローレベルのままであるから、運転停止状態を保持で
きる。
Since the second transistor 91 is also turned on at the same time, the inverting input terminal of the comparator 82 is connected to the ground via the lock circuit 84 bypassing the comparator 82.
Therefore, even if the negative characteristic thermistor 53 becomes cold after the operation of the motor 10 is stopped and its resistance value and output voltage increase, the voltage at the inverting input terminal of the comparator 82 becomes the reference voltage due to the bypass in the lock circuit 84. The above is prevented. Therefore, the comparison output of the comparator 82 remains at the low level, so that the operation stopped state can be maintained.

【0034】既述のようにして何等かの異常によりブラ
シレスモータ10の風量が正常時よりも著しく低下し
て、モータ10の温度が上昇すると、運転を停止できる
だけでなく、その後の温度低下にも拘らず運転が再開さ
れることがない。したがって、異常状態下でモータ10
が繰返し運転されることがないので、保護動作の信頼性
が高い。
As described above, when the air volume of the brushless motor 10 is remarkably reduced from the normal state due to some abnormality and the temperature of the motor 10 rises, not only the operation can be stopped but also the subsequent temperature decrease. Regardless, driving will not be restarted. Therefore, under abnormal conditions, the motor 10
The protection operation is highly reliable because it is not operated repeatedly.

【0035】このモータ10の運転停止状態において
は、前記第2トランジスタ91がオンされると同時に発
光ダイオード97が点灯され、運転停止を報知できる。
しかも、この時発光ダイオード97を点灯させるための
電流が、ロック回路84を逆流して比較器82の反転入
力端子に供給されることは、ロック回路84のダイオー
ド93により防止できる。そのため、既述の運転停止状
態の保持動作を保証できる。
When the operation of the motor 10 is stopped, the light emitting diode 97 is turned on at the same time when the second transistor 91 is turned on to notify the stop of the operation.
Moreover, at this time, the diode 93 of the lock circuit 84 can prevent the current for turning on the light emitting diode 97 from flowing backward through the lock circuit 84 and being supplied to the inverting input terminal of the comparator 82. Therefore, it is possible to guarantee the operation of holding the operation stop state described above.

【0036】そして、電源を切って比較器82をリセッ
トすることにより、前記保持状態を簡単に解消でき、そ
れにより前記保護動作の再開が可能な状態に保護回路8
1を復帰できる。なお、この復帰を電源供給状態で行う
場合には、比較器82の非反転入力端子とグランドとの
間にスイッチを設けて、このスイッチを閉じて非反転入
力端子の電圧を反転入力端子の電圧よりも低くするよう
にしてもよい。
Then, by turning off the power source and resetting the comparator 82, the holding state can be easily canceled, whereby the protection operation can be restarted.
Can return 1. When this restoration is performed in the power supply state, a switch is provided between the non-inverting input terminal of the comparator 82 and the ground, and the switch is closed to change the voltage of the non-inverting input terminal to the voltage of the inverting input terminal. You may make it lower than this.

【0037】また、前記構成のモ−タ保護装置において
は、温度センサとしての負特性サーミスタ53のみがモ
ータ10に組込まれる。そして、この負特性サーミスタ
53は従来のサーモスタットに比較して遥かに小形であ
るから、モータ10への組込み上有利である。
Further, in the motor protection device having the above construction, only the negative characteristic thermistor 53 as a temperature sensor is incorporated in the motor 10. Since the negative characteristic thermistor 53 is much smaller than the conventional thermostat, it is advantageous in incorporating it in the motor 10.

【0038】しかも、前記構成のモ−タ保護装置におい
て、モータ10の外部に設置される保護回路61が備え
た比較器82に基準電圧を設定する基準電圧設定回路8
7は、可変抵抗85を有しているので、モータ10の外
部において比較器82の基準電圧を容易に調節でき、し
たがって、保護装置をモータ10から取外して調節をす
る面倒がない。それにより、使用されるブラシレスモー
タ10の使用条件などに応じて、前記基準電圧を変えて
保護装置が動作するモータ温度を任意に設定できる。
Moreover, in the motor protection device having the above structure, the reference voltage setting circuit 8 for setting the reference voltage to the comparator 82 included in the protection circuit 61 installed outside the motor 10.
Since 7 has the variable resistor 85, the reference voltage of the comparator 82 can be easily adjusted outside the motor 10, and therefore, there is no trouble of removing the protective device from the motor 10 and adjusting it. Thereby, the motor temperature at which the protection device operates can be arbitrarily set by changing the reference voltage according to the usage conditions of the brushless motor 10 used.

【0039】本発明は前記一実施例に制約されない。例
えば、温度センサとしては負特性サーミスタに代えて正
特性サーミスタを用いてもよい。その場合、比較器の出
力端に反転回路を挿入して第1,第2トランジスタに接
続して実施するか、もしくは両トランジスタにPNP型
のものを使用して実施すれば良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, as the temperature sensor, a positive characteristic thermistor may be used instead of the negative characteristic thermistor. In that case, an inverting circuit may be inserted at the output end of the comparator and connected to the first and second transistors, or PNP type transistors may be used for both transistors.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ブ
ラシレスモータの温度が上昇した場合に、このモータの
運転を自動的に停止させて、その停止状態を保持できる
ので、モータの温度上昇に対する保護動作の信頼性が高
いとともに、比較器の基準電圧の調節により、保護装置
が動作するモータ温度を任意かつ容易に設定でき、しか
も、比較器のリセットにより前記保護動作を任意に再開
させることができる。
As described above in detail, according to the present invention, when the temperature of the brushless motor rises, the operation of the motor can be automatically stopped and the stopped state can be maintained. The reliability of the protection operation against the rise is high, and the motor temperature at which the protection device operates can be set arbitrarily and easily by adjusting the reference voltage of the comparator, and the protection operation can be restarted arbitrarily by resetting the comparator. be able to.

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

【図1】本発明の一実施例に係る保護装置の回路構成を
示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a protection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例に係るモータの駆動回路の構成を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to the embodiment.

【図3】同実施例に係るモータを備える電動送風機の構
成を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an electric blower including the motor according to the embodiment.

【図4】シールド板を除去した状態で図3中矢印Z方向
から見て示す電動送風機の下面図。
FIG. 4 is a bottom view of the electric blower shown in the direction of arrow Z in FIG. 3 with the shield plate removed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ブラシレスモータ、53…負特性サーミスタ(温
度センサ)、70〜75…アンドゲート、81…保護回
路、82…比較器、83…第1トランジスタ 83、84…ロック回路、85…可変抵抗、87…基準
電圧設定回路、90…ダイオード、91…第2トランジ
スタ、93…プラス電源端子。
10 ... Brushless motor, 53 ... Negative characteristic thermistor (temperature sensor), 70-75 ... AND gate, 81 ... Protection circuit, 82 ... Comparator, 83 ... First transistor 83, 84 ... Lock circuit, 85 ... Variable resistance, 87 ... reference voltage setting circuit, 90 ... diode, 91 ... second transistor, 93 ... plus power supply terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの温度変化を電圧に変換して出力
する温度センサと、 可変抵抗を有した基準電圧設定回路が接続され、この回
路により前記モータの上限温度に対応して定められた基
準電圧と前記温度センサの出力電圧とを比較する比較器
と、 この比較器の比較出力に応じてオン・オフし、オン状態
にあるときに前記モータの駆動回路の動作を許すととも
に、オフ状態にあるときに前記駆動回路の動作を停止さ
せる第1トランジスタと、 アノードを前記温度センサと前記比較器との間に接続し
て設けられたダイオード、およびベースに前記比較器の
比較出力が入力されるとともに、コレクタを前記ダイオ
ードのカソードに接続し、かつ、エミッタをグランドに
接続して設けられ、前記比較器の比較出力に応じてオン
・オフする第2トランジスタを含むロック回路とを具備
したモータ保護装置。
1. A temperature sensor for converting a temperature change of a motor into a voltage and outputting the voltage, and a reference voltage setting circuit having a variable resistance are connected, and a reference determined in correspondence with the upper limit temperature of the motor by this circuit. A comparator that compares the voltage with the output voltage of the temperature sensor, and turns on / off according to the comparison output of this comparator, while permitting the operation of the drive circuit of the motor while in the on state, and turning it off. A first transistor for stopping the operation of the drive circuit at a certain time, a diode provided with an anode connected between the temperature sensor and the comparator, and a comparison output of the comparator is input to a base. A second transistor having a collector connected to the cathode of the diode and an emitter connected to the ground, and turned on / off according to the comparison output of the comparator. A motor protection device having a lock circuit including a transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7602594B2 (en) 2005-12-28 2009-10-13 Jtekt Corporation Motor control apparatus and motor control method

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