JPH07298677A - Fan motor - Google Patents

Fan motor

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JPH07298677A
JPH07298677A JP6078764A JP7876494A JPH07298677A JP H07298677 A JPH07298677 A JP H07298677A JP 6078764 A JP6078764 A JP 6078764A JP 7876494 A JP7876494 A JP 7876494A JP H07298677 A JPH07298677 A JP H07298677A
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Japan
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current
signal
circuit
pwm signal
command value
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JP6078764A
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Japanese (ja)
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Toyomitsu Wakui
豊光 和久井
Satoshi Ono
智 小野
Masakazu Ishikawa
雅一 石川
Toru Kitayama
亨 北山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the electromagnetic noise from a motor by holding down the maximum value of conduction current of an inverter section which drives the fan motor and reducing other frequency components than a specified one. CONSTITUTION:Comparing a current command value 6a corresponding to a difference between a rotating speed command 5 and an actual rotating speed of a motor 3 with a triangular signal 11a from an oscillation circuit 11, a PWM signal generating circuit 12 generates a PWM signal 12a which has a duty ratio corresponding to the current command value 6a. The current command value 6a is so set that the maximum duty ratio of the PWM signal 12a may be 100% or smaller. When the conduction current I of an inverter section 2 reaches the current limit value IL, a current limiting circuit 10 generates current limiting signals 10a, 10b. A cycle of the PWM signal 12a is held down by the current limiting signal 10a in a composite circuit 7 and the duty ratio of the PWM signal 12a is made smaller by making the duration of the current limiting signal 10a and the current command value 6a smaller in a calculating and controlling circuit 6. The thus generated signal 7a is a driving signal of the inverter section 2.

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、空気調和機やその他の
装置などに用いられるファンモータに係り、特に、イン
バータ部の通電電流の最大値を抑え、半導体素子を小形
化し、かつ、電動機からの電磁音を低減するファンモー
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fan motor used in an air conditioner and other devices, and more particularly to suppressing the maximum value of the current flowing through the inverter section, downsizing the semiconductor element, and The present invention relates to a fan motor that reduces electromagnetic noise.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のファンモータの一例が、例えば、
特開昭63ー031487号公報に記載されている。こ
れを図4により説明する。但し、2はインバータ部、3
は電動機、4は位置検出回路、5は外部回転数指令の入
力端子、6は演算・制御回路、7は合成回路、8はドラ
イブ回路、9は電流検出器、13は商用電源、14は整
流回路である。
2. Description of the Related Art An example of a conventional fan motor is, for example,
It is described in JP-A-63-031487. This will be described with reference to FIG. However, 2 is an inverter unit, 3
Is an electric motor, 4 is a position detection circuit, 5 is an input terminal for an external speed command, 6 is a calculation / control circuit, 7 is a synthesis circuit, 8 is a drive circuit, 9 is a current detector, 13 is a commercial power supply, and 14 is a rectifier. Circuit.

【0003】同図において、商用電源13からの交流電
圧は整流回路14で整流されて直流化され、インバータ
部2に供給される。電動機3の実回転数を位置検出回路
4で検出し、演算・制御回路6でその検出回転数と入力
端子5からの外部回転数指令との差に応じてデューティ
比が増減するPWM(鋸歯状波)信号6aが生成され
る。また、インバータ部2の通電電流Iが電流検出器9
で検出され、この通電電流Iが所定の電流値(電流制限
値)IL以上になると、電流制限回路が作動してそれが
生じたときのPWM信号6aのサイクルで検出信号9a
が出力される。
In the figure, the AC voltage from the commercial power supply 13 is rectified by the rectifier circuit 14 to be converted into DC, and supplied to the inverter unit 2. The actual rotation speed of the electric motor 3 is detected by the position detection circuit 4, and the calculation / control circuit 6 increases or decreases the duty ratio according to the difference between the detected rotation speed and the external rotation speed command from the input terminal 5. Wave) signal 6a is generated. Further, the current I flowing through the inverter unit 2 is the current detector 9
When the energization current I becomes equal to or more than a predetermined current value (current limit value) I L , the detection signal 9a is detected in the cycle of the PWM signal 6a when the current limiting circuit operates and it occurs.
Is output.

【0004】これらPWM信号6aと検出信号9aとが
合成回路7で論理積処理され、通電電流Iが上記電流制
限値IL以上となったことが検出されたサイクルが抑圧
されたPWM波のドライブ信号7aが生成される。ドラ
イブ回路8はこのドライブ信号7aでもってインバータ
部2を駆動する。この検出信号9aの期間が過ぎると、
再びドライブ信号7aがインバータ部2に供給され、再
び通電電流Iが上記電流制限値IL 以上になると、上記
の動作を繰り返す。
The PWM signal 6a and the detection signal 9a are logically ANDed by the synthesizing circuit 7, and the PWM wave drive in which the cycle in which it is detected that the energizing current I becomes the current limit value IL or more is suppressed is suppressed. The signal 7a is generated. The drive circuit 8 drives the inverter unit 2 with this drive signal 7a. When the period of this detection signal 9a has passed,
When the drive signal 7a is supplied to the inverter unit 2 again and the energizing current I becomes equal to or more than the current limit value I L again, the above operation is repeated.

【0005】このようにして、電動機3の回転数が低下
するが、PWM信号6aのデューティ比が変化して通電
電流が上記電流制限値ILを越えないように制御され
る。
In this way, although the rotation speed of the electric motor 3 is reduced, the duty ratio of the PWM signal 6a is changed and the energized current is controlled so as not to exceed the current limit value I L.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、P
WM信号6aのデューティ比増減による回転数制御と、
上記電流制限値IL で通電電流Iを制限する電流制御と
が併用されており、通電電流Iのピークカットには適し
ている。
In the above-mentioned prior art, P
Rotation speed control by increasing / decreasing the duty ratio of the WM signal 6a,
It is used together with the current control for limiting the energizing current I with the above current limiting value I L , and is suitable for peak cutting of the energizing current I.

【0007】しかしながら、PWM信号6aのデューテ
ィ比が大きくてパルス幅が広いときに、そのサイクルの
初めの部分で通電電流Iが上記電流制限値ILを越えた
ことが検出されると、図5に示すように、実質的にその
サイクルの全体が抑圧されたのと同等となり、そこでの
ドライブ信号7aのデューティ比が大きく変動してPW
M信号6aの周期T1の2倍の周期T2の部分が生ず
る。このため、インバータ部2のスイッチング周波数の
1/2倍の周波数成分が発生する。従って、スイッチン
グ周波数が可聴周波数よりも高い20KHzに設定され
ていても、かかる状態になると、可聴周波数帯域内の1
0KHzの成分が発生し、このため、電動機3から電磁
音が発生するという問題がある。
However, when the duty ratio of the PWM signal 6a is large and the pulse width is wide, when it is detected that the conduction current I exceeds the current limit value I L at the beginning of the cycle, as shown in FIG. As shown in (1), it becomes substantially equivalent to the suppression of the entire cycle, and the duty ratio of the drive signal 7a at that time is largely changed to cause PW.
A portion having a cycle T2 that is twice the cycle T1 of the M signal 6a occurs. Therefore, a frequency component that is 1/2 times the switching frequency of the inverter unit 2 is generated. Therefore, even if the switching frequency is set to 20 KHz, which is higher than the audible frequency, in such a state, it becomes 1 within the audible frequency band.
A component of 0 KHz is generated, which causes a problem that electromagnetic noise is generated from the electric motor 3.

【0008】そして、PWM信号6aのデューティ比が
ほとんど100%(即ち、PWM信号6aが直流)であ
るとき、通電電流Iが上記所定電流値IL以上になる
と、検出信号がPWM信号6aの周期T1のn倍(n=
1,2,3,……)の周期で発生し、このため、周期T
1のn倍の周期で間欠的に抑圧されるドライブ信号7a
が生成される。このため、インバータ部2のスイッチン
グ周波数の1/n倍の周波数成分が発生し、電動機3か
ら電磁音が発生して問題となる。
[0008] Then, almost 100% duty ratio of the PWM signal 6a (i.e., the PWM signal 6a DC) when it is, the energization current I becomes equal to or larger than the predetermined current value I L, the period of the detection signal is a PWM signal 6a N times T1 (n =
, 1, 2, 3, ...) and therefore the period T
Drive signal 7a which is intermittently suppressed at a cycle of n times 1
Is generated. Therefore, a frequency component 1 / n times the switching frequency of the inverter unit 2 is generated, and electromagnetic noise is generated from the electric motor 3, which is a problem.

【0009】特に、インバータ部2に印加される直流電
圧が高いときには、電流制限回路が作動しやすく、以上
の問題が生じやすくなる。
In particular, when the DC voltage applied to the inverter section 2 is high, the current limiting circuit is likely to operate and the above problems are likely to occur.

【0010】この電磁音の問題は、電流制限値ILを高
くすれば起こらないが、その場合には、インバータ部2
のスイッチング素子としての半導体素子の容量を大きく
しなければならないという問題が生ずる。
This problem of electromagnetic noise does not occur if the current limit value I L is increased, but in that case, the inverter section 2
There is a problem in that the capacity of the semiconductor element as the switching element must be increased.

【0011】本発明の目的は、かかる問題を解消し、イ
ンバータ部の通電電流の最大制限値を抑えて半導体素子
を小形化可能とするとともに、ドライブ信号の所定の周
波数以外の周波数成分を低減して電動機の電磁音を低減
することができるようにしたファンモータを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve such a problem, to suppress the maximum limit value of the current flowing through the inverter section, to make the semiconductor element compact, and to reduce the frequency components other than the predetermined frequency of the drive signal. Another object of the present invention is to provide a fan motor capable of reducing electromagnetic noise of an electric motor.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電動機の指定される回転数と電動機の実
回転数との差に応じた電流指令値と発振回路から出力さ
れる周期信号とのレベル比較により、PWM信号を生成
し、このPWM信号をもとにインバータ部のドライブ信
号を形成するのであるが、このPWM信号の最大デュー
ティ比が100%未満となるように、外電流指令値を制
限する。
In order to achieve the above object, the present invention outputs a current command value and an oscillation circuit according to a difference between a designated rotation speed of an electric motor and an actual rotation speed of the electric motor. A PWM signal is generated by the level comparison with the periodic signal, and the drive signal of the inverter unit is formed based on this PWM signal. However, in order to make the maximum duty ratio of this PWM signal less than 100%, Limit the current command value.

【0013】また、本発明は、電流制限回路がインバー
タ部の通電電流が電流制限値に達したことを検出する
と、所定期間電流指令値を下げ、PWM信号のデューテ
ィ比を減少させる。
Further, according to the present invention, when the current limiting circuit detects that the current flowing through the inverter reaches the current limiting value, the current command value is lowered for a predetermined period and the duty ratio of the PWM signal is reduced.

【0014】さらに、本発明は、インバータ部に印加さ
れる直流電源電圧が所定の制限電圧以上になると、所定
期間電流指令値を下げ、PWM信号のデューティ比を減
少させる。
Further, according to the present invention, when the DC power supply voltage applied to the inverter section becomes equal to or higher than a predetermined limit voltage, the current command value is reduced for a predetermined period and the duty ratio of the PWM signal is reduced.

【0015】[0015]

【作用】電動機の実回転数を位置検出回路で検出し、回
転数指令との差に応じて電流指令値を作成する。この電
流指令値と発振回路から出力される所定周期の三角波状
信号との比較によってこの周期のPWM信号を生成す
る。ここで、三角波状信号と比較する電流指令値のレベ
ルを三角波状信号の最大振幅より小さくすることによ
り、PWM信号の最大デューティ比が100%未満とな
る。これにより、発振回路で設定された三角波状信号の
周波数以外の周波数成分が発生することがなく、電動機
からの電磁音が低減される。
The actual rotation speed of the electric motor is detected by the position detection circuit, and the current command value is created according to the difference from the rotation speed command. A PWM signal of this cycle is generated by comparing this current command value with a triangular wave signal of a predetermined cycle output from the oscillation circuit. Here, by setting the level of the current command value to be compared with the triangular wave signal to be smaller than the maximum amplitude of the triangular wave signal, the maximum duty ratio of the PWM signal becomes less than 100%. As a result, frequency components other than the frequency of the triangular wave signal set by the oscillator circuit are not generated, and electromagnetic noise from the electric motor is reduced.

【0016】また、電流制限回路がインバータ部の通電
電流が電流制限値に達したことを検出したときには、所
定期間電流指令値を下げてPWM信号のデューティ比を
低下させる。これにより、この期間の通電電流が小さく
なり、電流制限値に達しなくなる。従って、発振回路の
出力信号の周波数以外の周波数成分がなくなり、電磁音
が低減される。
Further, when the current limiting circuit detects that the current passed through the inverter reaches the current limiting value, the current command value is lowered for a predetermined period to lower the duty ratio of the PWM signal. As a result, the energized current during this period becomes small, and the current limit value is not reached. Therefore, there is no frequency component other than the frequency of the output signal of the oscillation circuit, and electromagnetic noise is reduced.

【0017】電動機からの電磁音はインバータ部に印加
される直流電源電圧が高いときに発生しやすいため、イ
ンバータ部に印加される直流電源電圧を検出し、この直
流電源電圧が所定の制限電圧以上になると、その期間電
流制限値を小さくすることにより、発振回路の出力信号
の周波数以外の周波数成分が発生しなくなり、電磁音が
低減される。
Electromagnetic noise from the electric motor is likely to occur when the DC power supply voltage applied to the inverter section is high. Therefore, the DC power supply voltage applied to the inverter section is detected, and this DC power supply voltage exceeds a predetermined limit voltage. Then, by reducing the current limit value during that period, frequency components other than the frequency of the output signal of the oscillation circuit do not occur, and electromagnetic noise is reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は本発明によるファンモータの一実施例を示す
構成図であって、1は直流電圧源、2はインバータ部、
3は電動機、4は位置検出回路、5は外部回転数指令
源、6は演算・制御部、7は合成回路、8はドライブ回
路、9は電流検出器、10は電流制限回路、11は発振
回路、12はPWM信号発生回路である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an embodiment of a fan motor according to the present invention, in which 1 is a DC voltage source, 2 is an inverter unit,
3 is an electric motor, 4 is a position detection circuit, 5 is an external rotation speed command source, 6 is a calculation / control unit, 7 is a combination circuit, 8 is a drive circuit, 9 is a current detector, 10 is a current limiting circuit, and 11 is an oscillation. The circuit, 12 is a PWM signal generating circuit.

【0019】図2は図1の各部の信号を示す波形図であ
って、図1に対応する信号には同一符号を付けている。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the signals of the respective parts of FIG. 1, and the signals corresponding to those of FIG.

【0020】図1及び図2において、電動機3の実回転
数が位置検出回路4で検出され、この検出回転数と指令
源5からの電動機3の回転数を指示する外部回転数指令
との差が演算・制御部6で求められてその差に応じた電
流指令値6aが生成される。また、発振回路11から
は、可聴周波数よりも高い一定周波数(例えば、20k
Hz)で一定振幅の三角波状信号11aが出力されてお
り、PWM信号発生回路12でこの三角波状信号11a
と電流指令値6aとがレベル比較されて、電流指令値6
aに応じたデューティ比のPWM信号12aが得られ
る。
In FIGS. 1 and 2, the actual rotation speed of the electric motor 3 is detected by the position detection circuit 4, and the difference between this detected rotation speed and the external rotation speed command indicating the rotation speed of the electric motor 3 from the command source 5. Is calculated by the calculation / control unit 6 and a current command value 6a corresponding to the difference is generated. In addition, from the oscillation circuit 11, a constant frequency higher than the audible frequency (for example, 20 k
The triangular wave signal 11a having a constant amplitude is output at a frequency of (Hz), and the PWM signal generating circuit 12 outputs the triangular wave signal 11a.
And the current command value 6a are compared in level, and the current command value 6a
A PWM signal 12a having a duty ratio according to a is obtained.

【0021】一方、電流検出器9はインバータ部2の通
電電流Iと直流電圧源1の直流電源電圧Eとを検出して
おり、この通電電流Iが予め設定されている電流制限値
Lを越えて異常に増加したときや、直流電源電圧Eが
予め設定されている所定の電圧値(電圧制限値)EL
越えたとき、所定期間電流制限信号10bを出力すると
ともに、そのときのPWM信号12aのサイクル内に
“L”(低レベル)の電流制限信号10aも出力する。
On the other hand, the current detector 9 detects the energizing current I of the inverter section 2 and the DC power source voltage E of the DC voltage source 1, and the energizing current I is set to a preset current limit value I L. When the DC power supply voltage E increases abnormally or when the DC power supply voltage E exceeds a preset predetermined voltage value (voltage limit value) E L , the current limit signal 10b is output for a predetermined period and the PWM at that time is output. The "L" (low level) current limit signal 10a is also output within the cycle of the signal 12a.

【0022】これをさらに具体的に説明すると、演算・
制御回路6では、位置検出回路4の検出出力から電動機
3のモータ電流の転流タイミングを検出し、このタイミ
ングで解除信号6bを発生する。電流検出回路9はこの
解除信号6bを受け、インバータ部2の通電電流Iが上
昇して電流制限値ILに達したとき、この検出時点から
次の解除信号6bを受ける時点までの期間(即ち、上記
所定期間)の電流制限信号10bを出力する。また、P
WM信号発生回路12で発生されるPWM信号12aの
1サイクルはその立上りエッジから次の立上りエッジま
での期間とすると、PWM信号発生回路12はPWM信
号12aの各サイクルの立下りエッジのタイミングで解
除信号12bを発生する。電流制限回路10は、インバ
ータ部2の通電電流Iが上昇して電流制限値IL に達し
たとき、この検出時点から次の解除信号12bを受ける
時点までの期間の電流制限信号10aを出力する。
This will be described more specifically.
The control circuit 6 detects the commutation timing of the motor current of the electric motor 3 from the detection output of the position detection circuit 4, and generates the release signal 6b at this timing. When the current detection circuit 9 receives the release signal 6b and the energizing current I of the inverter unit 2 rises to reach the current limit value I L , the period from this detection time to the time when the next release signal 6b is received (that is, , The current limiting signal 10b for the predetermined period) is output. Also, P
If one cycle of the PWM signal 12a generated by the WM signal generation circuit 12 is a period from its rising edge to the next rising edge, the PWM signal generation circuit 12 releases at the timing of the falling edge of each cycle of the PWM signal 12a. Generate signal 12b. The current limiting circuit 10 outputs the current limiting signal 10a during the period from the time of this detection to the time of receiving the next release signal 12b when the current I flowing through the inverter unit 2 rises and reaches the current limiting value I L. .

【0023】なお、電流制限回路10は、直流電圧源1
の直流電源電圧Eが電圧制限値ELを越えたときには、
その期間、電流制限信号10bを出力する。
The current limiting circuit 10 includes a DC voltage source 1
When the DC power supply voltage E of exceeds the voltage limit value E L ,
During that period, the current limiting signal 10b is output.

【0024】電流制限信号10bは演算・制御部6に供
給され、この電流制限信号10bの期間、電流指令値6
aが低減される。これにより、PWM信号発生回路12
から出力されるPWM信号12aのデューティ比が低く
なる。
The current limiting signal 10b is supplied to the arithmetic / control section 6, and the current command value 6 is supplied during the period of the current limiting signal 10b.
a is reduced. As a result, the PWM signal generation circuit 12
The duty ratio of the PWM signal 12a output from is low.

【0025】また、電流制限回路10から出力される
“L”(低レベル)の電流制限信号10aは合成回路7
に供給され、PWM信号発生回路12からのPWM信号
12aと論理積演算処理される。これにより、合成回路
7からは、インバータ部2の通電電流Iが上記電流制限
値ILを越えたときのサイクルが抑圧されたPWM波の
ドライブ信号7aが得られ、インバータ部2に供給され
る。これにより、電動機3が駆動される。
The "L" (low level) current limiting signal 10a output from the current limiting circuit 10 is generated by the synthesizing circuit 7.
Are supplied to the PWM signal generating circuit 12 and are subjected to logical product operation processing with the PWM signal 12a from the PWM signal generating circuit 12. As a result, the combining circuit 7 obtains the PWM-wave drive signal 7a in which the cycle is suppressed when the energizing current I of the inverter unit 2 exceeds the current limit value I L, and is supplied to the inverter unit 2. . As a result, the electric motor 3 is driven.

【0026】図3は図1における演算・制御部6、合成
回路7、電流制限回路10及びPWM信号発生回路12
の一具体例を示す回路図であって、13〜20は入力端
子、21〜25はコンパレータ、26は出力端子、27
は入力端子、R1〜R4は抵抗、C1はコンデンサ、T
r1〜Tr3はトランジスタであり、図1及び図2に対
応する信号には同一符号を付けている。
FIG. 3 shows the arithmetic / control unit 6, the synthesizing circuit 7, the current limiting circuit 10 and the PWM signal generating circuit 12 shown in FIG.
It is a circuit diagram which shows one specific example, 13-20 is an input terminal, 21-25 is a comparator, 26 is an output terminal, 27
Is an input terminal, R1 to R4 are resistors, C1 is a capacitor, T
r1 to Tr3 are transistors, and signals corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals.

【0027】同図において、抵抗R1〜R4及びコンデ
ンサC1が図1での演算・制御部6を構成しており、コ
ンパレータ21が図1でのPWM信号発生回路12を、
コンパレータ22,23及びトランジスタTr2,Tr
3が図1での電流制限回路10を、トランジスタTr1
が図1での合成回路7を夫々構成している。
In the figure, the resistors R1 to R4 and the capacitor C1 constitute the arithmetic / control section 6 in FIG. 1, and the comparator 21 comprises the PWM signal generating circuit 12 in FIG.
Comparators 22 and 23 and transistors Tr2 and Tr
3 is the current limiting circuit 10 in FIG.
Respectively configure the synthesizing circuit 7 in FIG.

【0028】以下、この具体例の動作を図2を用いて説
明する。
The operation of this specific example will be described below with reference to FIG.

【0029】位置検出回路4で検出される電動機3の実
回転数と外部回転数指令との差に応じた電流指令値6a
は、分圧抵抗R1,R2とコンデンサC1とで平滑され
て直流電圧となり、コンパレータ21に供給されて発振
回路11からの三角波状信号11aとレベル比較され
る。これにより、電流指令値6aに応じたデューティ比
のPWM信号12aが生成される。
A current command value 6a corresponding to the difference between the actual speed of the electric motor 3 detected by the position detection circuit 4 and the external speed command.
Is smoothed by the voltage dividing resistors R1 and R2 and the capacitor C1 to be a DC voltage, which is supplied to the comparator 21 and compared in level with the triangular wave signal 11a from the oscillation circuit 11. As a result, the PWM signal 12a having the duty ratio corresponding to the current command value 6a is generated.

【0030】ここで、入力端子13から入力されるとき
の電流指令値6aの直流電圧レベルは、PWM信号12
aのデューティ比が100%となるように、PWM信号
12aの最大振幅に等しく設定されており、分圧抵抗R
1,R2によって低減されて三角波状信号11aの最大
振幅よりも小さく設定される。従って、PWM信号12
aの最大デューティ比を100%未満としている。これ
により、PWM信号12aのデューティ比が100%と
なったときの上記従来技術で生ずる問題点が解消され、
発振回路11で設定された三角波状信号11aの周波数
以外の周波数成分がなくなり、電磁音が低減する。
Here, the DC voltage level of the current command value 6a when input from the input terminal 13 is the PWM signal 12
The duty ratio of a is set to be equal to the maximum amplitude of the PWM signal 12a so that the duty ratio of a becomes 100%.
1 and R2, and is set to be smaller than the maximum amplitude of the triangular wave signal 11a. Therefore, the PWM signal 12
The maximum duty ratio of a is less than 100%. As a result, the problem that occurs in the above-described conventional technique when the duty ratio of the PWM signal 12a becomes 100% is solved,
Frequency components other than the frequency of the triangular wave signal 11a set by the oscillation circuit 11 are eliminated, and electromagnetic noise is reduced.

【0031】入力端子15からの電流検出回路9の通電
電流Iの電流検出値と入力端子16からの電流制限値I
Lとはコンパレータ22で比較され、通電電流Iが電流
制限値IL以上となると、“H”(高レベル)の電流制
限信号10aを発生する。このコンパレータ22はヒス
テリシス特性を有しており、一旦その出力信号が“H”
になると、そのまま“H”を保持する。この“H”の電
流制限信号10aによってトランジスタTr1がオン
し、コンパレータ21からのPWM信号12aを阻止す
る。また、コンパレータ25は電流指令値6aと三角波
状信号11aとをレベル比較しており、コンパレータ2
1と同様のPWM信号を出力する。このPWM信号の
“L”期間が解除信号12bとなる。この解除信号12
bはコンパレータ22の出力端子とトランジスタTr1
との接続点に供給され、“L”の解除信号12bによっ
てコンパレータ22が初期状態に復帰するとともに、ト
ランジスタTr1がオフする。
The current detection value of the energizing current I of the current detection circuit 9 from the input terminal 15 and the current limit value I from the input terminal 16
It is compared with L by the comparator 22, and when the energized current I becomes the current limit value I L or more, the "H" (high level) current limit signal 10a is generated. This comparator 22 has a hysteresis characteristic, and its output signal is once "H".
Then, "H" is held as it is. This "H" current limiting signal 10a turns on the transistor Tr1 and blocks the PWM signal 12a from the comparator 21. The comparator 25 compares the current command value 6a and the triangular wave signal 11a in level, and the comparator 2
The same PWM signal as 1 is output. The "L" period of this PWM signal becomes the release signal 12b. This release signal 12
b is the output terminal of the comparator 22 and the transistor Tr1
The signal is supplied to the connection point with the, and the comparator 22 is returned to the initial state by the release signal 12b of "L", and the transistor Tr1 is turned off.

【0032】このようにして、Tr1はコンパレータ2
2で通電電流Iが電流制限値ILに達したことが検出さ
れてからコンパレータ25から“L”の解除信号12b
が供給されるまでの期間オンし、従って、コンパレータ
21から出力されるPWM信号12aは、通電電流Iが
電流制限値ILに達したときのサイクルが抑圧されて欠
如することになる。このようにサイクルが抑圧されたP
WM信号12aが、即ち、ドライブ信号7aである。
In this way, Tr1 is the comparator 2
After it is detected that the energizing current I has reached the current limit value I L in 2, the comparator 25 releases the signal 12b of “L”.
Therefore, the PWM signal 12a output from the comparator 21 is suppressed by the cycle when the energization current I reaches the current limit value I L , and is missing. In this way, the cycle is suppressed P
The WM signal 12a is the drive signal 7a.

【0033】また、入力端子17からの電流検出回路9
の通電電流Iの電流検出値と入力端子18からの電流制
限値ILとはコンパレータ23で比較され、通電電流I
が電流制限値IL以上となると、“H”の出力信号を発
生する。このコンパレータ23もヒステリシス特性を有
しており、一旦その出力信号が“H”になると、そのま
ま“H”を保持する。この“H”の出力信号によってト
ランジスタTr2がオンし、“L”の電流制限信号10
bが発生して抵抗R3を作動状態にする。この抵抗R3
と抵抗R1,R2とにより、入力端子13から入力され
る電流指令値6aの分圧比が変化し、この電流指令値6
aが小さくなってコンパレータ21,25に供給され
る。このため、コンパレータ21から出力されるPWM
信号12aのデューティ比が小さくなる。
The current detection circuit 9 from the input terminal 17
The current detection value of the energizing current I of the current and the current limit value I L from the input terminal 18 are compared by the comparator 23, and the energizing current I
When the current limit value I L is equal to or higher than the current limit value I L , an “H” output signal is generated. This comparator 23 also has a hysteresis characteristic, and once its output signal becomes "H", it holds "H" as it is. This "H" output signal turns on the transistor Tr2, and the "L" current limiting signal 10
b occurs and activates resistor R3. This resistance R3
And the resistors R1 and R2 change the voltage division ratio of the current command value 6a input from the input terminal 13.
The value a is reduced and supplied to the comparators 21 and 25. Therefore, the PWM output from the comparator 21
The duty ratio of the signal 12a becomes smaller.

【0034】一方、入力端子27には、演算・制御部6
からモータ電流の転流タイミングに一致した“L”の解
除信号6bが入力される。この解除信号6bはコンパレ
ータ23の出力端子とトランジスタTr2との接続点に
供給され、この解除信号6bによってコンパレータ23
が初期状態に復帰するとともに、トランジスタTr2が
オフする。
On the other hand, the operation / control section 6 is connected to the input terminal 27.
Is inputted with the release signal 6b of "L" which coincides with the commutation timing of the motor current. The release signal 6b is supplied to the connection point between the output terminal of the comparator 23 and the transistor Tr2.
Returns to the initial state, and the transistor Tr2 is turned off.

【0035】このようにして、Tr2はコンパレータ2
3で通電電流Iが電流制限値ILに達したことが検出さ
れてから入力端子27から“L”の解除信号6bが供給
されるまでの期間オンし、この期間ドライブ信号7aの
デューティ比が小さくなる。
In this way, Tr2 is the comparator 2
3 is ON for a period from when it is detected that the energizing current I has reached the current limit value I L until the release signal 6b of “L” is supplied from the input terminal 27, and the duty ratio of the drive signal 7a during this period is Get smaller.

【0036】以上の動作により、通電電流Iが電流制限
値ILに達すると、そのときのドライブ信号7aのサイ
クルが欠如されることにより、通電電流Iが電流制限値
Lを越えないようにし、これと同時に、トランジスタ
Tr2をオンにしてドライブ信号7aのデューティ比を
小さくし、トランジスタTr1がオンして再びドライブ
信号7aがインバータ部2に供給されても通電電流Iが
電流制限値IL以上とならないようにする。これによ
り、トランジスタTr1は続けてオンすることがなく、
ドライブ信号7aの周期は常にPWM信号12aの周期
と等しい。従って、PWM信号12aの周波数を例えば
20kHzのような可聴周波数域外に設定することによ
り、インバータ部2でのスイッチング周波数も常に可聴
周波数域外となり、電動機3から電磁音が発生すること
がない。また、通電電流Iも常に電流制限値IL 以下に
保持されるので、インバータ部2でのスイッチング素子
として小型のものを使用することができる。
When the energizing current I reaches the current limit value I L by the above operation, the cycle of the drive signal 7a at that time is omitted, so that the energizing current I does not exceed the current limit value I L. At the same time, the transistor Tr2 is turned on to reduce the duty ratio of the drive signal 7a, and even if the transistor Tr1 is turned on and the drive signal 7a is supplied to the inverter unit 2 again, the energizing current I is equal to or more than the current limit value I L. Do not become As a result, the transistor Tr1 does not turn on continuously,
The cycle of the drive signal 7a is always equal to the cycle of the PWM signal 12a. Therefore, by setting the frequency of the PWM signal 12a outside the audible frequency range such as 20 kHz, the switching frequency in the inverter unit 2 is always outside the audible frequency range, and the electromagnetic noise is not generated from the electric motor 3. In addition, since the energizing current I is always maintained at the current limit value IL or less, a small switching element in the inverter unit 2 can be used.

【0037】電動機3の起動時や負荷変動時では、通電
電流が急激に増加するが、電動機3の回転数が規定の回
転数に安定するまで以上の動作が繰り返し行なわれ、こ
の間、通電電流が電流制限値以上となることがないし、
また、電磁音が発生することもない。
When the electric motor 3 is started or when the load changes, the energizing current increases rapidly, but the above operation is repeated until the rotational speed of the electric motor 3 stabilizes at the specified rotational speed. It does not exceed the current limit value,
Also, no electromagnetic noise is generated.

【0038】さらに、入力端子19からの電流検出回路
9の直流電源電圧Eの電圧検出値と入力端子20からの
電圧制限値ELとはコンパレータ24で比較され、直流
電源電圧Eが電圧制限値EL以上となると、“H”の出
力信号を発生する。この“H”の出力信号によってトラ
ンジスタTr3がオンし、抵抗R4を作動状態にする。
この抵抗R4と抵抗R1,R2とにより、入力端子13
から入力される電流指令値6aの分圧比が変化し、この
電流指令値6aが小さくなってコンパレータ21,25
に供給される。このため、コンパレータ21から出力さ
れるPWM信号12aのデューティ比が小さくなる。直
流電源電圧Eが電圧制限値EL以上となっている期間、
かかる状態が継続する。
Further, the voltage detection value of the DC power supply voltage E of the current detection circuit 9 from the input terminal 19 and the voltage limit value E L from the input terminal 20 are compared by the comparator 24, and the DC power supply voltage E is the voltage limit value. When it exceeds E L, an output signal of “H” is generated. This "H" output signal turns on the transistor Tr3 and activates the resistor R4.
By the resistor R4 and the resistors R1 and R2, the input terminal 13
The voltage division ratio of the current command value 6a input from the controller changes, and the current command value 6a becomes smaller, so that the comparators 21, 25
Is supplied to. Therefore, the duty ratio of the PWM signal 12a output from the comparator 21 becomes small. The period during which the DC power supply voltage E is equal to or higher than the voltage limit value E L ,
This state continues.

【0039】このようにして、直流電源電圧Eが変動し
て電圧制限値EL以上となると、ドライブ信号7aのデ
ューティ比が小さくなって通電電流Iが電流制限値IL
を越えないようにしている。
In this way, when the DC power supply voltage E fluctuates and becomes equal to or higher than the voltage limit value E L , the duty ratio of the drive signal 7a becomes small and the energizing current I becomes the current limit value I L.
I try not to exceed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インバータ部の通電電流の最大値を抑え半導体素子を小
形化できるとともに、PWM信号の周波数が一定にな
り、かつデューティ比の変動が小さくなるため、所定の
周波数以外の周波数成分が低減され、電動機からの電磁
音を低減することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the semiconductor element can be downsized while suppressing the maximum value of the current flowing through the inverter, the frequency of the PWM signal becomes constant and the fluctuation of the duty ratio becomes small, the frequency components other than the predetermined frequency are reduced, and The electromagnetic noise of can be reduced.

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

【図1】本発明によるファンモータの一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a fan motor according to the present invention.

【図2】図1における各部の信号を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing signals of respective parts in FIG.

【図3】図1における演算・制御回路、合成回路、電流
制限回路及びPWM信号発生回路の一具体例を示す回路
図である。
3 is a circuit diagram showing a specific example of a calculation / control circuit, a combination circuit, a current limiting circuit, and a PWM signal generation circuit in FIG.

【図4】従来のファンモータの一例を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example of a conventional fan motor.

【図5】図4の各部の信号を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform chart showing signals of respective parts of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電圧源 2 インバータ部 3 電動機 4 位置検出回路 5 外部回転数指令源 6 演算・制御部 7 合成回路 8 ドライブ回路 9 電流検出器 10 電流制限回路 11 発振回路 12 PWM信号発生回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC voltage source 2 Inverter section 3 Motor 4 Position detection circuit 5 External rotation speed command source 6 Calculation / control section 7 Combined circuit 8 Drive circuit 9 Current detector 10 Current limiting circuit 11 Oscillation circuit 12 PWM signal generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 亨 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toru Kitayama 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Living Equipment Division, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の半導体素子をブリッジ結線してな
るインバータ部と、電動機に流れる電流を検出する電流
検出器と、発振回路の周期信号と電流指令値によってP
WM信号を生成するPWM信号発生回路と、モータ電流
の最大値を制限する電流制限回路を備えたファンモータ
において、 該PWM信号のデューティ比が100%になることを禁
止する手段を備えたことを特徴とするファンモータ。
1. An inverter section formed by connecting a plurality of semiconductor elements in a bridge connection, a current detector for detecting a current flowing through an electric motor, a periodic signal of an oscillation circuit and a current command value.
A fan motor including a PWM signal generating circuit for generating a WM signal and a current limiting circuit for limiting the maximum value of a motor current is provided with a means for inhibiting the duty ratio of the PWM signal from becoming 100%. Characteristic fan motor.
【請求項2】 請求項1おいて、 前記電流指令値の最大値を規定し、前記PWM信号にオ
フ区間を設けることを特徴とするファンモータ。
2. The fan motor according to claim 1, wherein a maximum value of the current command value is defined, and an off section is provided in the PWM signal.
【請求項3】 請求項1おいて、 前記電流制限回路の作動時、前記電流指令値を下げるこ
とを特徴とするファンモータ。
3. The fan motor according to claim 1, wherein the current command value is lowered when the current limiting circuit operates.
【請求項4】 請求項1おいて、 前記インバータ部に印加される直流電圧を検出して、前
記電流指令値を下げ、前記電流指令値の最大値を規定
し、前記PWM信号にオフ区間を設けることを特徴とす
るファンモータ。
4. The DC voltage applied to the inverter unit according to claim 1, the current command value is lowered, the maximum value of the current command value is defined, and an OFF section is added to the PWM signal. A fan motor characterized by being provided.
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