JPH11289790A - モータの過熱保護装置 - Google Patents
モータの過熱保護装置Info
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- JPH11289790A JPH11289790A JP10092108A JP9210898A JPH11289790A JP H11289790 A JPH11289790 A JP H11289790A JP 10092108 A JP10092108 A JP 10092108A JP 9210898 A JP9210898 A JP 9210898A JP H11289790 A JPH11289790 A JP H11289790A
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Abstract
する上で必要となる構成をそのまま使用して過熱保護を
実現する。 【解決手段】 それぞれ回転検出部13、電圧検出部1
4、電流検出部15において検出されたモータ1の回転
数、印加電圧、電流からモータ巻線の巻線温度を算出
し、保護温度を越えたときは、モータ駆動回路11によ
りモータ1への通電を止めて停止させる。
Description
護装置に関するものである。
異常に発熱したとき、その熱からモータを保護するもの
として自己復帰型のサーミスタスイッチ、温度ヒューズ
等を使用したモータの過熱保護装置が知られている。図
7は従来のサーミスタスイッチを使用した過熱保護装置
を示す図であり、図において、1はモータ、1a,1b
はモータ巻線、2は自己復帰型のサーミスタスイッチで
ある。
ては、モータ1はモータ巻線1a,1bに通電されて回
転している。例えば、モータ1に大きな負荷がかかって
モータ巻線1a,1bが発熱したとき、その熱によって
サーミスタスイッチ2が作動し、モータ巻線1a,1b
の通電回路が遮断され、モータ1は、過熱から保護され
る。そして、モータ巻線1a,1bの温度が正常時の温
度まで低下したとき、サーミスタスイッチ2が閉じてモ
ータ巻線1a,1bに再び通電されてモータ1が回転す
る。
護装置は以上のように構成されているので、モータを過
熱から保護するための特別の部品が必要となってくる
が、サーミスタ等では、価格が高く、実装スペースも確
保しなければならない。また、温度ヒューズは、一旦切
れるとそれ以降は使用できなくなり、その都度、温度ヒ
ューズを交換しなくてはならない。また、温度ヒューズ
が切れるとモータ巻線1a,1bの通電回路が遮断さ
れ、温度ヒューズを交換しない限り、モータ1は動かな
い。この発明は上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、特別に部品を追加することなく、一般に制
御する上で必要となる構成をそのまま使用して過熱保護
を実現し得るモータの過熱保護装置を得ることを目的と
する。
過熱保護装置は、検出されたモータの運転状態に基づい
てモータ巻線の発熱温度を算出する温度算出手段と、該
発熱温度算出手段により算出された発熱温度が所定温度
を越えたときにモータを保護する保護手段とを備えた。
は、運転状態検出手段は、モータの印加電圧、電流、回
転数を検出し、温度算出手段は、モータの印加電圧、電
流、回転数及び巻線抵抗に基づいてモータ巻線の発熱温
度を算出するように構成されている。
は、発熱温度算出手段は、式(1)及び式(2)に基づ
いて巻線抵抗を算出するように構成されている。
説明する。 実施の形態1.図1は実施の形態1に係るモータの過熱
保護装置を示す図であり、図1において、1はモータ、
11はモータ1への通電を制御するモータ駆動回路(モ
ータ駆動手段)、12は全体を制御する制御回路(温度
算出手段、保護手段)、13はモータ1の回転数を検出
する回転検出部(運転状態検出手段)、14はモータ1
の電圧を検出する電圧検出部(運転状態検出手段)、1
5はモータ1の電流を検出する電流検出部(運転状態検
出手段)である。
ば、図2に示すようなスリットタイプ電動窓シャッタに
適用される。この図2において、21はシャッタ、22
はモータ駆動回路11と制御回路12とを含む開閉機コ
ントローラ、23は配線ケーブル、24は配線ケーブル
23を介して開閉機コントローラ22をオン・オフする
壁スイッチ、25は配線ケーブル、26は配線ケーブル
25を介して開閉機コントローラ22をオン・オフする
近接スイッチ、27は電動ロック、28は手動/電動切
替装置である。尚、開閉器コントローラ22には配線ケ
ーブル29を介して電源から電力が供給される。また、
このシャッタ21には、障害物感知装置が2つ備えられ
ている。31はシャッタ21上部に取り付けられた光電
センサ、32はシャッタ21の横に取り付けられたテー
プスイッチである。
3相バイポーラ式ホールモータが用いられる。このホー
ルモータは、ホール素子によりモータ1の磁界を感知し
てモータ1への駆動信号を切り替えるモータであり、ブ
ラシレスモータであることから長寿命であり、シャッタ
21用としては最適なモータである。この図3におい
て、41a,41b,41c(図中、「HG」と記す)
はホール素子、42a,42b,42cは増幅器、43
は波形整形回路、Q1〜Q15はトランジスタ、R1〜
R24は抵抗、1a〜1cはモータ巻線である。そし
て、モータ1は、図4に示すようなパルスが印加されて
デューティ駆動される。
4がオンされて開閉機コントローラ22には、電源から
配線ケーブル29を介して電圧が印加される。手動/電
動切替装置28が電動側に切り替えられているものとす
る。このシャッタ21が閉じかかっているときに人が近
づくと、光電センサ31又はテープスイッチ32により
感知され、開閉器コントローラ22に内蔵された制御回
路12に制御信号が出力される。そして、モータ駆動回
路11にモータ1を駆動する指令が出力され、モータ1
がモータ駆動回路11から通電されて駆動される。モー
タ1の回転数、印加電圧、電流は、それぞれ回転検出部
13、電圧検出部14、電流検出部15において検出さ
れ、モータ1は、これらの検出信号に基づいて駆動制御
される。シャッタ21は、モータ接手(図示せず)を介
してモータ1により巻き上げられ、シャッタ21の側端
部がシャッタ枠の溝(図示せず)にガイドされてシャッ
タ21が開く。
のモータ1の印加電圧、電流及び巻線抵抗の関係は一般
に式(1)によって表される。 V=Rcoil×I+K×Ω ……………………(1) 但し、V :モータ1の印加電圧 Rcoil:モータ巻線1a〜1cの巻線抵抗 I :モータ電流 K :係数 Ω :モータ1の回転数 即ち、印加電圧Vを一定にした場合、モータ電流Iは、
回転数Ωが大きくなると小さくなり、且つ、巻線抵抗R
coilに反比例する。
温度係数の金属を使う場合が一般的であり、モータ巻線
1a〜1cに銅を使用した場合、その巻線抵抗は、式
(2)によって表される。 R2/R1=(K2+θ2)/(K2+θ1) ……………(2) 但し、θ1 :巻線温度(℃) θ2 :巻線温度(℃) R1 :温度θ1における巻線抵抗 R2 :温度θ2における巻線抵抗 K2 :巻線部材の温度定数(銅の場合は234.5) 即ち、モータ巻線1a〜1cの巻線抵抗はその温度θに
比例する。従って、印加電圧V、回転数Ω、モータ電流
Iが分かれば、巻線抵抗Rcoilを算出でき、巻線抵抗R
coilが分かれば巻線温度θを算出することができる。
れているときは、電流、電圧を平均した値を用いる。従
って、図4(a)に示すようにデューティが小さい場合
は、平均された印加電圧は低くなり、(b)に示すよう
に、デューティが大きい場合は、平均された印加電圧は
高くなる。但し、周波数が高いときは、モータ巻線1a
〜1cの表皮効果も考えられるので、マージンを設定し
ておくことが必要である。制御回路12では、式
(1)、(2)に基づいて、回転検出部13、電圧検出
部14、電流検出部15において検出されたモータ1の
電流、電圧、回転数からモータ巻線1a〜1cの巻線温
度θが算出される。尚、この場合、巻線部材には、通
常、銅が用いられるので、銅の温度定数を使用し、巻線
温度θ1を20℃とし、巻線抵抗は既知であるものとす
る。
示すように予め保護温度θmax が設定されている。モー
タ1は駆動されたとき、正常時には、その巻線温度θは
上昇するが、算出された巻線温度θは、この保護温度θ
max 未満の温度θ3で定常状態となる。従って、モータ
1の電流は遮断されず、モータ1は、通常通り、回転す
る。一方、例えば、シャッタ21の側端部とシャッタ枠
の溝との摩擦が大きくなったとき、モータ1に負荷がか
かり、その分、モータ1に流れる電流は増加する。増加
した電流により、算出された巻線温度θが時刻t1にお
いて、この保護温度θmax を越えたとき、モータ駆動回
路11はモータ1への電流を遮断し、モータ1の回転が
停止する。また、モータ1の停止後、時刻t2におい
て、算出された巻線温度θが保護温度θmax 以下まで低
下したときは、モータ1は、再びモータ駆動回路11か
ら通電されて回転する。このようにしてモータ1は過熱
から保護される。
ば、モータ1の制御には欠かせない構成部品をそのまま
使用して信号処理のみで過熱保護を実現できる。従っ
て、検出素子等を特別に追加する必要もなく、ごく簡単
な構成で安価に、しかも省スペース化を図ることができ
るといった効果がある。また、過熱の原因がシャッタ2
1の摩擦によるような場合でも、一旦、停止したモータ
1を、部品を交換することなく再び回転させることがで
きるといった効果も得られる。
用されている温度ヒューズを用いることができることは
勿論であり、例えば、温度ヒューズの溶断温度を保護温
度θmax よりも高く設定しておき、巻線温度θが保護温
度θmax を越えて温度ヒューズの溶断温度に達したとき
は、温度ヒューズによってモータ1への通電回路を遮断
するといった構成にすることもできる。このように、温
度ヒューズを用いれば、モータ1を2段階で過熱から保
護することができる。
ずにモータ1を保護することもできる。例えば、図6に
示すように、保護温度θmax よりも低い設定温度θth
1を制御回路12で設定しておき、時刻t3において、
θth1≦θとなったときは、モータ1を停止させずに
電流を制限するようにする。そして時刻t4において、
設定温度θth1未満になったとき、通常の電流値に戻
すといったこともできる。このように構成にすれば、モ
ータ1に負荷がさほどかかっていないときは、モータ1
を回転させたまま、過熱から保護することもできる。
されたモータの運転状態に基づいてモータ巻線の発熱温
度を算出する温度算出手段と、該発熱温度算出手段によ
り算出された発熱温度が所定温度を越えたときにモータ
を保護する保護手段とを備えるように構成したので、モ
ータの制御には欠かせない構成部品をそのまま使用して
信号処理のみで過熱保護が実現できる。従って、検出素
子等を特別に追加する必要もなく、ごく簡単な構成で安
価に、しかも省スペース化を図ることができるといった
効果がある。また、過熱の原因が一時的な場合でも、一
旦、停止したモータを、部品を交換することなく再び回
転させることができるといった効果も得られる。
モータの印加電圧、電流、回転数を検出し、温度算出手
段は、モータの印加電圧、電流、回転数及び巻線抵抗に
基づいてモータ巻線の発熱温度を算出するように構成し
たので、このような信号処理だけでモータ巻線の発熱温
度を算出することができる。
式(1)及び(2)に基づいて巻線抵抗を算出するよう
に構成されているので、巻線抵抗を正確に算出すること
ができるといった効果がある。
護装置を示す構成図である。
護装置が適用されたシャッタの正面図である。
る回路図である。
駆動したときの説明図である。
護の動作を示す説明図である。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 モータの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、 検出されたモータの運転状態に基づいてモータを駆動す
るモータ駆動手段と、を備えたモータにおいて、 検出されたモータの運転状態に基づいてモータ巻線の発
熱温度を算出する温度算出手段と、 該発熱温度算出手段により算出された発熱温度が所定温
度を越えたときにモータを保護する保護手段と、を備え
たことを特徴とするモータの過熱保護装置。 - 【請求項2】 運転状態検出手段は、モータの印加電
圧、電流、回転数を検出し、 温度算出手段は、モータの印加電圧、電流、回転数及び
巻線抵抗に基づいてモータ巻線の発熱温度を算出するよ
うに構成されたことを特徴とする請求項1記載のモータ
の過熱保護装置。 - 【請求項3】 発熱温度算出手段は、式(1)及び式
(2)に基づいて巻線抵抗を算出するように構成された
ことを特徴とする請求項2記載のモータの過熱保護装
置。 V=Rcoil×I+K×Ω ……………………(1) 但し、V :モータの印加電圧 Rcoil:モータ巻線の巻線抵抗 I :モータ電流 K :係数 Ω :モータの回転数 R2/R1=(K2+θ2)/(K2+θ1) ……………(2) 但し、θ1 :巻線温度(℃) θ2 :巻線温度(℃) R1 :温度θ1における巻線抵抗 R2 :温度θ2における巻線抵抗 K2 :巻線部材の温度定数
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10092108A JPH11289790A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | モータの過熱保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10092108A JPH11289790A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | モータの過熱保護装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11289790A true JPH11289790A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14045248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10092108A Pending JPH11289790A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | モータの過熱保護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11289790A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN111614305A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-01 | 新乡艾迪威汽车科技有限公司 | 一种eps系统的过热保护方法 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP10092108A patent/JPH11289790A/ja active Pending
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