JPS61170295A - Operation controller of motor - Google Patents

Operation controller of motor

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Publication number
JPS61170295A
JPS61170295A JP60007518A JP751885A JPS61170295A JP S61170295 A JPS61170295 A JP S61170295A JP 60007518 A JP60007518 A JP 60007518A JP 751885 A JP751885 A JP 751885A JP S61170295 A JPS61170295 A JP S61170295A
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JP
Japan
Prior art keywords
current
motor
power
circuit
maximum value
Prior art date
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Pending
Application number
JP60007518A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kyoji Yamane
山根 恭二
Kiyoshi Nagasawa
長沢 喜好
Toru Inoue
徹 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60007518A priority Critical patent/JPS61170295A/en
Publication of JPS61170295A publication Critical patent/JPS61170295A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately detect a load current and to simplify a circuit configuration by inserting a current detector between a DC power source and a power module, connecting the maximum value holder with the output side to discriminate an overload state. CONSTITUTION:In a circuit for controlling a motor 14 by a power module 13 made of switching elements 1-6 and circulating diodes 7-12 connected in a bridge, a current detecting resistor 15 for detecting a DC current Id is inserted between the module 13 and a DC power source. A detection voltage (v) generated at both terminals of the resistor 15 is input to the maximum value holder (capacitor C1) having arbitrary charging/discharging time constant. The maximum value is compared by a comparator 17 with the prescribed value, and when it exceeds the prescribed value, it is judged as an overload state to apply a signal to a control calculator 16 of the module 13, thereby reducing the rotating speed of the motor 14.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電動機の運転制御装置に係り、特にインバータ
駆動する電動機の負荷電流検出に好適な回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an operation control device for an electric motor, and particularly to a circuit suitable for detecting a load current of an inverter-driven electric motor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の負荷電流検出回路は、第6図に示す如く下アーム
の環流ダイオードに流れる電流IRを直接検出するよう
になっていたので、パワーモジュールに環流ダイオード
の端子が必要であった。
Since the conventional load current detection circuit directly detects the current IR flowing through the freewheeling diode of the lower arm as shown in FIG. 6, the power module requires a terminal for the freewheeling diode.

このことを第6図〜第10図により詳細に説明する。This will be explained in detail with reference to FIGS. 6 to 10.

第6図に於いて、101〜106はパワートランジスタ
で、スイッチング素子の一例である。
In FIG. 6, 101 to 106 are power transistors, which are examples of switching elements.

107〜112はダイオードで図示の如く前記パワート
ランジスタと電流の順方向が逆に接続されている。1】
3はパワー1ヘランジスタ101〜106及びダイオー
ド107〜112により構成されるパワーモジュール、
114は直流電動機で、パワーモジュール113に図示
の如く3相接続されている。115は電流検出素子、V
dは直流電源、■は、電流検出素子115を流れる負荷
電流Tmにより生じる電圧である。Aは直流電源正側、
Bは直流電源負側である。第7図は、上側パワー1−ラ
ンジスタ101〜103と下側パワートランジスタ10
4〜106がONする組合せを示したものである。
Diodes 107 to 112 are connected to the power transistor in a forward direction opposite to that of the power transistor as shown in the figure. 1]
3 is a power module composed of power 1 helangisters 101 to 106 and diodes 107 to 112;
114 is a DC motor, which is connected to the power module 113 in three phases as shown. 115 is a current detection element, V
d is a DC power supply, and ■ is a voltage generated by the load current Tm flowing through the current detection element 115. A is the positive side of the DC power supply,
B is the negative side of the DC power supply. FIG. 7 shows the upper power 1 transistors 101 to 103 and the lower power transistor 10.
The combinations 4 to 106 are turned on.

第8図に於いて、上段は電流直流Tdの波形、中段は環
流電流Trの波形、下段は負荷電流Imの波形を示す。
In FIG. 8, the upper row shows the waveform of the direct current Td, the middle row shows the waveform of the circulating current Tr, and the lower row shows the waveform of the load current Im.

又t1 は上側パワートランジスタがチゴツピングして
いる時のON時間、tはチョッパー周期である。
Further, t1 is the ON time when the upper power transistor is pulsing, and t is the chopper period.

第9図に於いて、116は直流電動機114・の回転数
制御を司さどる」二で中枢部となるマイクロコンピュー
タ(以下マイコン116と呼ぶ)、117は第6図の電
流検出素子115に発生する電圧Vの大きさがある値を
越えたことをマイコン116へ知らせる働らきをするコ
ンパレータである。
In FIG. 9, 116 is a microcomputer that controls the rotation speed of the DC motor 114 (hereinafter referred to as microcomputer 116), and 117 is a current detecting element 115 in FIG. This is a comparator that serves to notify the microcomputer 116 that the magnitude of the voltage V exceeds a certain value.

第6Hに於けるパワートランジスタ101〜106は、
それぞれのベースに接続されたドライブ回路(図示せず
)により、第7図のように上側と下側のパワー1−ラン
ジスタ各1ヶが交互にONする。
The power transistors 101 to 106 in the 6th H are
Drive circuits (not shown) connected to the respective bases turn on each of the upper and lower power 1 transistors alternately as shown in FIG.

即ち、101と105→ 1.01と106→102と
106→ 102と104 → 103と104 → 
103と105→ 101と105のように順次ONす
る組合せが替り、直流電動機番 114に6流を供給する。
That is, 101 and 105 → 1.01 and 106 → 102 and 106 → 102 and 104 → 103 and 104 →
103 and 105 → 101 and 105, the combinations that are turned ON are changed in sequence, and six currents are supplied to the DC motor number 114.

今パワー1−ランジスタ101と105がONしている
状態を考えると、直流電流Idは、直流電源正側A→パ
ワートランジスター01  →直流電動機114 →パ
ワー1〜ランジスタ105 →電流検出素子115 →
直流電源負側Bの順に流れる。
Considering the state where power 1 - transistors 101 and 105 are ON, the DC current Id is as follows: DC power supply positive side A → power transistor 01 → DC motor 114 → power 1 - transistor 105 → current detection element 115 →
The current flows in the order of the negative side B of the DC power supply.

そして、直流電動機114の回転数を変換するためには
、直流電動機114に印加する電圧を変える必要がある
。このための手段として、第7図の如くパワートランジ
スタのONする組合せの切替わる周期よりも早いチョッ
パー周期で上側のパワートランジスタを○N、OFFさ
せ、且つ、該ON時間、すなわち第8図に示すON時間
t1 を5 ・ 変える。これにより、直流電動機114にかかる平均電
圧を制御している。
In order to convert the rotation speed of the DC motor 114, it is necessary to change the voltage applied to the DC motor 114. As a means for this purpose, as shown in FIG. 7, the upper power transistor is turned OFF at a chopper cycle that is faster than the switching cycle of the ON combination of power transistors, and the ON time, that is, as shown in FIG. Change ON time t1 by 5. This controls the average voltage applied to the DC motor 114.

従って、前記した直流電流Idの波形は、第8図に示す
様な断続的な波形になる。
Therefore, the waveform of the DC current Id described above becomes an intermittent waveform as shown in FIG.

次に第6図に於いてパワートランジスタ105がON、
パワートランジスタ101がチゴッピングしているとき
にOFFの状態を考えると、環流電流Irは、直流電動
機114 →パワートランジスタ105 →電流検出素
子115 →還流用ダイオード110 →直流電動機1
14の順に流れる。
Next, in FIG. 6, the power transistor 105 is turned on,
Considering the OFF state when the power transistor 101 is in the OFF state, the freewheeling current Ir is as follows: DC motor 114 → power transistor 105 → current detection element 115 → freewheeling diode 110 → DC motor 1
It flows in the order of 14.

この時の環流電流Trの波形は、第8図の中段に示す様
な直流電流Idの○N時間t1  と11との間を埋め
る波形になる。
The waveform of the circulating current Tr at this time becomes a waveform that fills the gap between ○N times t1 and 11 of the DC current Id as shown in the middle part of FIG.

この様に電流検出素子115には、直流電流■dと環流
電流Irが交互に流れ、結局第8図下段に示す負荷電流
Tmが流れる。この負荷電流Imは直流電動機114に
流れる電流と比例するものであり、電流検出素子115
により、直流電動機114に流れる電流を正確に検出す
ることができる。
In this way, the DC current ■d and the circulating current Ir alternately flow through the current detection element 115, and eventually the load current Tm shown in the lower part of FIG. 8 flows. This load current Im is proportional to the current flowing through the DC motor 114, and the current detection element 115
Accordingly, the current flowing through the DC motor 114 can be accurately detected.

第6図の電流検出素子115の両端には、電動機電流I
mに比例した電圧Vが発生する。
The motor current I
A voltage V proportional to m is generated.

又第9図に於いて、前記電圧Vは、抵抗およびキャパシ
タから成る積分回路により平滑され、負荷電流Imの平
均値に比例した電圧値となってコンパレータ1.17の
マイナス側入力端子に入力される。一方コンパレータ1
17のプラス側入力端子は抵抗R102〜R105によ
りある電位に固定されている。この結果、負荷電流■m
がある値を超えるとコンパレータ117の出力が反転し
くこの場合Hi−)Lo)、この信号がマイコン116
の○VL端子に入力され、マイコン116のCHO@子
からでるチゴッパー信号を変化させ、直流電動機114
の回転数を下げる方向に動作する。しかしこの様な従来
の方式では、パワーモジュール113に、パワートラン
ジスタ104,105.106の各エミッターにつなが
るエミッタ一端子と、還流ダイオード110,111,
112の各アノードにつながるアノード端子とをそれそ
れ設ける必要がある。
Also, in FIG. 9, the voltage V is smoothed by an integrating circuit consisting of a resistor and a capacitor, becomes a voltage proportional to the average value of the load current Im, and is input to the negative input terminal of the comparator 1.17. Ru. On the other hand, comparator 1
The positive input terminal 17 is fixed at a certain potential by resistors R102 to R105. As a result, the load current m
When a certain value is exceeded, the output of the comparator 117 is inverted (in this case Hi-)Lo), and this signal is sent to the microcomputer 116.
It is input to the ○VL terminal of
operates in the direction of lowering the rotation speed. However, in such a conventional system, the power module 113 has one emitter terminal connected to each emitter of the power transistors 104, 105, and 106, and free-wheeling diodes 110, 111,
It is necessary to provide an anode terminal connected to each of the 112 anodes.

しかし、一般に市販されているパワーモジュールは、前
記した各エミツターと各アノードとが内部で接続され端
子が一個しか設けられていない。
However, in general commercially available power modules, each emitter and each anode are connected internally, and only one terminal is provided.

このため、特注のパワーモジュールを使わざるを得ない
という不利な点があった。
For this reason, there was a disadvantage that a custom-made power module had to be used.

次に第10図により、動作例を説明する。第10図に於
いて、a、bは第6図に於ける負荷電流Tmにより電流
検出素子115に誘起される電圧波形である。Cは電圧
波形a、bが第9図に於ける抵抗RIOI、キャパシタ
clo]により平滑された電圧で、第10図に於けるコ
ンパレータ117のマイナス端子に入力される。dはパ
ワーモジュールに流がすことが出来る最大許容電圧値で
ある。
Next, an example of operation will be explained with reference to FIG. In FIG. 10, a and b are voltage waveforms induced in the current detection element 115 by the load current Tm in FIG. C is a voltage whose voltage waveforms a and b are smoothed by the resistor RIOI and capacitor clo in FIG. 9, and is input to the negative terminal of the comparator 117 in FIG. d is the maximum allowable voltage value that can flow through the power module.

電圧波形aはリップルが少い場合、電圧波形すはリップ
ルが多い場合で、いずれもコンパレータ117へは平均
値電圧Cとなって入力される。しかし、電圧の最大値、
即ち負荷電流の最大値と、最大許容電流値dとを比較し
た場合、リップルの少い電圧波形aでは最大許容電流値
dとの差はSlと大きくなり、リップルの多い電圧波形
すではS2と小さくなる。この様に負荷電流の平均値を
検出する方式では、電流リップルの多少により、最大許
容電流値dとの差が変動するため、コンパレータ117
の検出レベルは電流リップルが多い場合を考慮して低く
押える必要があった。この結果、電流リップルの少い時
にも低い電流での運転を強いられることになる。したが
って、電動機の能力を充分発揮できないものであった。
The voltage waveform a has a small amount of ripple, and the voltage waveform a has a large amount of ripple, and in both cases, the average value voltage C is input to the comparator 117. But the maximum value of voltage,
That is, when comparing the maximum value of the load current and the maximum allowable current value d, in the voltage waveform a with few ripples, the difference from the maximum allowable current value d is as large as Sl, and in the voltage waveform with many ripples, the difference is S2. becomes smaller. In this method of detecting the average value of the load current, the difference from the maximum allowable current value d varies depending on the amount of current ripple, so the comparator 117
It was necessary to keep the detection level low considering the case where there are many current ripples. As a result, it is forced to operate at a low current even when the current ripple is small. Therefore, the ability of the electric motor could not be fully demonstrated.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、負荷電流検出可能で且つ、パワーモジ
ュールに環流ダイオード用端子を必要としない電動機の
運転flil+御装置を従装置ることにある。
An object of the present invention is to provide a slave device for controlling the operation of an electric motor that is capable of detecting load current and does not require a freewheeling diode terminal in a power module.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

環流電流分が無くても負荷電流の最大値は検出素子を流
れる為、この最大値をホールドして利用すれば充分目的
を達成することが可能である。
Even if there is no circulating current, the maximum value of the load current flows through the detection element, so if this maximum value is held and used, it is possible to sufficiently achieve the purpose.

このことから本発明は、電動機に流れる駆動電流7 ・ を切換える複数の上側および下側スイッチング素子と該
スイッチンク素子の片側が全てOFF” したときに電
流の流れを保持するダイオードとより成るパワーモジュ
ールと、該パワーモジュールの上側および下側スイッチ
ング素子をドライブ回路を介して0N−OFF制御して
電動機の回転数を制御する演算回路とを備えた電動機の
運転制御装置において、直流電源とパワーモジュールと
の間に挿入された電流検出素子と、該電流検出素子の両
端電圧の最大値を任意の充放電時定数で保持できる最大
値保持回路と、この最大値が一定の値を越えた過負荷運
転状態であることを判定する比較回路とを備え、該比較
回路の出力が前記演算回路の入力端子に接続され、過負
荷運転状態が演算回路の入力端子に入力されると電動機
の回転数を下げる電動機の運転制御装置としたのである
For this reason, the present invention provides a power module comprising a plurality of upper and lower switching elements that switch the drive current flowing through the motor, and a diode that maintains the current flow when one side of the switching elements is all turned off. and an arithmetic circuit that controls the rotational speed of the motor by controlling the upper and lower switching elements of the power module in ON-OFF state via a drive circuit. A current detection element inserted between the two, a maximum value holding circuit that can hold the maximum value of the voltage across the current detection element with an arbitrary charge/discharge time constant, and an overload operation when this maximum value exceeds a certain value. the output of the comparison circuit is connected to the input terminal of the arithmetic circuit, and when the overload operating state is input to the input terminal of the arithmetic circuit, the rotation speed of the motor is reduced. It was used as an operation control device for electric motors.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の一実施例を第1図〜第5図により説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

第1図は、一般に市販されているパワーモジュ−ルを使
用したときの回路を示したもので、1〜6はパワー1ヘ
ランジスタ、7〜12はダイオードで、図示の如く接続
されている。13はパワー1−ランジスタト〜6及びダ
イオード7〜12により構成されるパワーモジュール、
14は電動機で、パワーモジュール13に図示の如く3
和接続されている。15は電流検出素子で、実施例では
抵抗を用いている。Vdは直流電圧、■は電流検出素子
I5を流れる直流電流Tdにより生じる電圧である。
FIG. 1 shows a circuit using a power module that is generally available on the market. Reference numerals 1 to 6 are power 1 helangisters, and 7 to 12 are diodes, which are connected as shown. 13 is a power module composed of power 1-ranjistat-6 and diodes 7-12;
14 is an electric motor, which is connected to the power module 13 as shown in the figure.
The sum is connected. Reference numeral 15 denotes a current detection element, which uses a resistor in the embodiment. Vd is a DC voltage, and ■ is a voltage generated by the DC current Td flowing through the current detection element I5.

第2図は、本発明の中心をなす負荷電流検出回路で、1
6は直流電動機14の回転数制御を司さどる上で中枢部
となる演算回路を備えたマイクロコンピュータ(以下マ
イコンと呼ぶ)、17は第1図の電流検出素子15に発
生する電圧Vの大きさがある値を越えたことをマイコン
16へ知らせる働らきをするコンパレータである。
Figure 2 shows the load current detection circuit that forms the core of the present invention.
Reference numeral 6 indicates a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) equipped with an arithmetic circuit serving as a central part in controlling the rotational speed of the DC motor 14, and 17 indicates the magnitude of the voltage V generated in the current detection element 15 in FIG. This is a comparator that serves to notify the microcomputer 16 that the value exceeds a certain value.

第3図は、第2図のVに於ける電圧波形を示す。FIG. 3 shows the voltage waveform at V in FIG.

第4図は、実線が第2図に於けるコンパレータ17のマ
イナス端子に入力さオLる電圧波形、破線か第3図で示
した電圧Vの波形であり、[1は第2図の抵抗R1を通
してキャパシタC1に充電される充電時間、t2は抵抗
R2を通してシャバシタC’lが放電する放電時間を示
す。実際には抵抗R2を充分大きくしているためコンパ
レータ17へは第4図の一点鎖線のようには一直線に近
い電圧波形で入力される。
In FIG. 4, the solid line is the voltage waveform input to the negative terminal of the comparator 17 in FIG. 2, the broken line is the waveform of the voltage V shown in FIG. The charging time for charging the capacitor C1 through R1 and t2 represent the discharging time for discharging the shutter C'l through the resistor R2. In reality, since the resistor R2 is made sufficiently large, the voltage waveform is input to the comparator 17 in a nearly straight line as shown by the dashed line in FIG.

第5図はコンパレータ17の検出レベルと、パワーモジ
ュールの最大許容電流値d及び負荷電流との関係を示し
たものである。
FIG. 5 shows the relationship between the detection level of the comparator 17, the maximum allowable current value d of the power module, and the load current.

第1図に於いて、パワー1〜ランジスタl〜6は、それ
ぞれのベースに接続されたドライブ回路(図示せず)に
より、第7図と同様に上側と下側のパワートランジスタ
各1ヶが交互にONする。
In FIG. 1, power transistors 1 to 1 to 6 are alternately driven by a drive circuit (not shown) connected to their respective bases to alternately drive one each of the upper and lower power transistors in the same way as in FIG. Turn on.

即ち、1と5 → 1と6→ 2と6 → 2と4を供
給する。
That is, 1 and 5 → 1 and 6 → 2 and 6 → 2 and 4 are supplied.

今パワー1〜ランジスタ1と5がONしている状態を考
えると、直流電流rdは、直流電源正側A→パワー1−
ランジスタ1 →直流電動機14 →パワー1〜ランジ
スタ5 →電流検出素r−15→直流電源負側B の順
に流れる。この時電流検出素子15には直流電流Idが
流れる。
Considering the state where power 1 to transistors 1 and 5 are ON, the DC current rd is as follows: DC power supply positive side A → power 1 -
The current flows in the following order: transistor 1 → DC motor 14 → power 1 to transistor 5 → current detection element r-15 → DC power supply negative side B. At this time, a direct current Id flows through the current detection element 15.

そして、直流電動機14の回転数を変換するためには、
直流電動機14に印加する電圧を変えろ必要がある。こ
のための手段として第7図と同様にパワートランジスタ
のONする組合せの切替わる周期よりも早い周期で上側
のパワートランジスタをON、OFFさせ、旧っ、該O
N時間すなわち、第8図に示すON時間11  を変え
る。これにより直流電動機14にかかる平均電圧を制御
し、ている。
In order to convert the rotation speed of the DC motor 14,
It is necessary to change the voltage applied to the DC motor 14. As a means for this purpose, as in FIG.
The N time, that is, the ON time 11 shown in FIG. 8 is changed. This controls the average voltage applied to the DC motor 14.

次に第1図に於いて、パワートランジスタ5がON、パ
ワー1−ランジスタ1がチミソピングしているときにO
FFの状態を考えると、環流電流Irは、直流電動機1
4 →パワー1ヘランジスタ5 →還流用ダイオード1
0 →直流電動機14の順に流れる。この時電流検出素
子I5には環流電流Trは流れない。
Next, in FIG. 1, when power transistor 5 is ON and power 1 - transistor 1 is timisoping, O
Considering the state of the FF, the freewheeling current Ir is
4 → Power 1 Helangister 5 → Freewheeling diode 1
The current flows in the order of 0 → DC motor 14. At this time, no circulating current Tr flows through the current detection element I5.

この様にこの回路方式では、電流検出素子15には直流
電流■dしか流にず、直流電動機14に流れる電流に比
例する負荷電流Imを電流検出素子により直接検出する
ことはできない。
In this manner, in this circuit system, only the DC current ■d flows through the current detection element 15, and the load current Im, which is proportional to the current flowing through the DC motor 14, cannot be directly detected by the current detection element.

第2図に於いてダイオードD1のアノード側には第3図
に示ず電圧Vが印加さIするにの電圧Vによる電流はダ
イオードDI、抵抗R1を通しキャパシタC1を充電す
る。充電速度はRI X C1で定まる時定数で左右さ
れる。検出感度を高めるには時定数を小さくし、検出感
度を低くするには時定数を大きくすれば良い。例えば、
第5図の最大許容電流値dを検出する場合であれば極力
検出感度を高くする必要があり、本発明の如く過負荷運
転を抑制するような場合であればサージ電流やノイズに
よる誤動作を防止する為に検出感度を若干落とす方が有
利となる。
In FIG. 2, a voltage V (not shown in FIG. 3) is applied to the anode side of the diode D1, and a current due to the voltage V passes through the diode DI and the resistor R1 to charge the capacitor C1. The charging speed depends on the time constant determined by RI×C1. To increase the detection sensitivity, the time constant may be decreased, and to decrease the detection sensitivity, the time constant may be increased. for example,
When detecting the maximum allowable current value d in Figure 5, it is necessary to increase the detection sensitivity as much as possible, and when suppressing overload operation as in the present invention, it is necessary to prevent malfunctions due to surge current and noise. Therefore, it is advantageous to lower the detection sensitivity slightly.

キャパシタCIに充電された電流は抵抗R2を通して放
電される。放電速度はR2XC1で定まる時定数で左右
される。この放電時定数も前記した充電時定数の場合と
同様に回路の使用目的によ13           
                   P^^す自由
に選択できる。
The current charged in the capacitor CI is discharged through the resistor R2. The discharge rate is influenced by the time constant determined by R2XC1. This discharge time constant also depends on the purpose of use of the circuit, as in the case of the charge time constant described above.
P^^ You can choose freely.

抵抗R3,R4はコンパレータ17のプラス側端子の電
位を決めるための抵抗で、負荷電流の検出レベルを決定
する。
Resistors R3 and R4 are resistors for determining the potential of the positive terminal of the comparator 17, and determine the detection level of the load current.

抵抗R5はプルアップ抵抗、R6はフィードバック抵抗
である。
Resistor R5 is a pull-up resistor, and R6 is a feedback resistor.

マイコン16の○vL端子は負荷電流検出によるコンパ
レータ17の出力反転を入力し、CHO端子から出力す
るチョッパ信号のHiとLoの比(以下チョッパデユー
ティと言う)を変化させて電動機14の回転数を調整し
、負荷電流が適正値を維持する様に働く。
The ○vL terminal of the microcomputer 16 inputs the output inversion of the comparator 17 based on load current detection, and changes the ratio of Hi and Lo of the chopper signal output from the CHO terminal (hereinafter referred to as chopper duty) to adjust the rotation speed of the motor 14. It works to maintain the load current at an appropriate value.

本検出回路によれば、検出レベルは原理的には第4図の
実線に示す如く充電時間t1  と放電時間t2からな
る波形を示すが、本実施例では放電時定数を1秒以下の
適当な値になる様充分長くしているため第4図の様なチ
ョッパ周期では一点鎖線に示す如く、はゾ直線となって
コンパレータ17に入力される。このため、コンパレー
タ17で検出する電流レベルは、従来例では負荷電流の
平均値であったのに対し、本実施例では負荷電流の最大
値となっている点で相違している。しかし、第1図の直
流電流1dにより、負荷電流T rnを検出することが
できる。
According to this detection circuit, the detection level theoretically shows a waveform consisting of charging time t1 and discharging time t2 as shown by the solid line in FIG. 4, but in this embodiment, the discharging time constant is set to an appropriate value of 1 second or less Since the length is set sufficiently long so that the chopper period as shown in FIG. Therefore, the current level detected by the comparator 17 is the average value of the load current in the conventional example, whereas in this embodiment, it is the maximum value of the load current. However, the load current Trn can be detected using the DC current 1d in FIG.

次に第5図により動作例を説明する。Next, an example of operation will be explained with reference to FIG.

第5図に於いて、aはリップルが小さい時の負荷電流、
bはリップルが大きい時の負荷電流、Cはコンパレータ
17による検出レベル、dはパワーモジュールに流し得
る最大許容電流値である。
In Figure 5, a is the load current when the ripple is small;
b is the load current when the ripple is large, C is the detection level by the comparator 17, and d is the maximum allowable current value that can flow through the power module.

本実施例による負荷電流検出回路によれば、負荷電流の
最大値を検出するため、検出レベルCは電流リップルの
大小に係わりなく、最大許容電流値dより一定の値Sを
差し引いた点に定めれば良く、電流リップルの大小に影
響を受けることなく決定することができる。更にaに示
す如く、リップルが少なければ平均電流は、リップルの
多いbより大きく流し得る為、電動機14の運転範囲を
拡大できる。したがって、電動機の能力を充分発揮する
ことができる。さらには、検出レベルCを最大許容値d
より一定の値Sを差し引いた点に定めることで、確実な
過負荷保護が行なえる。尚、パワーモジュールのパワー
トランジスタのベース電流を小さくしたい場合は、第1
1図の如くダーリントン接続すれば良い。また、大電流
をパワートランジスタ9で開閉する場合は、第12図の
如く並列に接続すれば、大容量の高価なパワートランジ
スタを使わなくて済む。
According to the load current detection circuit according to this embodiment, in order to detect the maximum value of the load current, the detection level C is set at a point obtained by subtracting a constant value S from the maximum allowable current value d, regardless of the magnitude of the current ripple. It can be determined without being influenced by the magnitude of the current ripple. Furthermore, as shown in a, if there are few ripples, the average current can be larger than b, where there are many ripples, so the operating range of the motor 14 can be expanded. Therefore, the ability of the electric motor can be fully demonstrated. Furthermore, the detection level C is set to the maximum allowable value d
By setting the value at a point obtained by subtracting a more constant value S, reliable overload protection can be achieved. In addition, if you want to reduce the base current of the power transistor of the power module, the first
Just make a Darlington connection as shown in Figure 1. Further, when switching a large current using the power transistor 9, if the transistors are connected in parallel as shown in FIG. 12, it is not necessary to use a large capacity and expensive power transistor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、負荷電流の最大値をホールドして検出
することにより、負荷電流を正確に知ることができる。
According to the present invention, the load current can be accurately known by holding and detecting the maximum value of the load current.

従って、環流電流検出用の端子を有しないパワーモジュ
ールを使用できる電動機の運転制御装置を提供できる。
Therefore, it is possible to provide a motor operation control device that can use a power module that does not have a terminal for detecting circulating current.

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

□ 第1図は本発明の電動機の駆動部回路、第2図は本
発明の負荷電流検出回路、第3図は第2図の電圧Vの波
形、第4図は第2図のコンパレータマイナス端子の入力
波形、第5図は本発明に於ける電流レベルの比較を示し
たもの、第6図は従来のインバータによる電動機駆動部
回路、第7図は上15 。 側と下側パワートランジスタのON状態を示す図、第8
図は第6図の各部電流波形、第9図は従来の負荷電流検
出回路、第10図は従来の電流レベルの比較を示した図
、第11図は第1図のパワートランジスタに代えてグー
リン1ヘン接続とする側口、第12図は第1図のパワー
トランジスタを並列に接続した側口である。 1・・パワー1〜ランジスタ、7・・環流ダイオード、
13・・・パワーモジュール、14・・・直流電動機、
15・・・電流検出抵抗、16・・・マイコン、17・
・・コンパレータ。 代理人弁理士 小 川 勝 男 ′−7第 1 目 #2 口
□ Figure 1 shows the motor drive circuit of the present invention, Figure 2 shows the load current detection circuit of the present invention, Figure 3 shows the waveform of the voltage V in Figure 2, and Figure 4 shows the negative terminal of the comparator in Figure 2. 5 shows a comparison of current levels in the present invention, FIG. 6 shows a conventional motor drive circuit using an inverter, and FIG. 7 shows a comparison of current levels in the present invention. Figure 8 showing the ON state of the side and lower side power transistors.
The figure shows the current waveforms of each part of Fig. 6, Fig. 9 shows the conventional load current detection circuit, Fig. 10 shows a comparison of the conventional current levels, and Fig. 11 shows the power transistor in place of the power transistor in Fig. 1. 12 shows a side port in which the power transistors shown in FIG. 1 are connected in parallel. 1... Power 1 ~ transistor, 7... Freewheeling diode,
13... Power module, 14... DC motor,
15... Current detection resistor, 16... Microcomputer, 17.
··comparator. Representative Patent Attorney Katsuo Ogawa '-7 No. 1 #2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電動機に流れる駆動電流を切換える複数の上側および下
側スイッチング素子と該スイッチング素子の片側が全て
OFFしたときに電流の流れを保持するダイオードとよ
り成るパワーモジュールと、該パワーモジュールの上側
および下側スイッチング素子をドライブ回路を介してO
N・OFF制御して電動機の回転数を制御する演算回路
とを備えた電動機の運転制御装置において、直流電源と
パワーモジュールとの間に挿入された電流検出素子と、
該電流検出素子の両端電圧の最大値を任意の充放電時定
数で保持できる最大値保持回路と、この最大値が一定の
値を超えた過負荷運転状態であることを判定する比較回
路とを備え、該比較回路の出力が前記演算回路の入力端
子に接続され、過負荷運転状態が演算回路の入力端子に
入力されると電動機の回転数を下げることを特徴とする
電動機の運転制御装置。
A power module consisting of a plurality of upper and lower switching elements that switch the drive current flowing to the motor and a diode that maintains the current flow when one side of the switching elements are all turned off; and the upper and lower switching elements of the power module. O through the element drive circuit
A motor operation control device including an arithmetic circuit that controls the rotation speed of the motor through N/OFF control, comprising: a current detection element inserted between a DC power source and a power module;
A maximum value holding circuit that can hold the maximum value of the voltage across the current detection element with an arbitrary charging/discharging time constant, and a comparison circuit that determines that the maximum value exceeds a certain value and is in an overload operation state. An operation control device for an electric motor, characterized in that the output of the comparison circuit is connected to an input terminal of the arithmetic circuit, and the rotation speed of the motor is lowered when an overload operating state is input to the input terminal of the arithmetic circuit.
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