JPS63234858A - ブラシレス直流電動機の巻線温度検出装置 - Google Patents

ブラシレス直流電動機の巻線温度検出装置

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JPS63234858A JP63047663A JP4766388A JPS63234858A JP S63234858 A JPS63234858 A JP S63234858A JP 63047663 A JP63047663 A JP 63047663A JP 4766388 A JP4766388 A JP 4766388A JP S63234858 A JPS63234858 A JP S63234858A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも１つの巻線のオーム抵抗の測定に
よる特にブラシレス直流電動機の巻線温度検出装置に関
する。
［従来の技術］ −Ｍに、直流電動機を運転する場合、主として巻線が加
熱され、したがって、全負荷運転時または厳しい使用条
件の場合に、巻線の加熱について特に注意を要すること
が知られている。この目的のため、種々の温度測定装置
が知られるようになった。
例えば、温度センサを巻線に取り付け、これによって巻
線の温度を測定することができる。しかしながら、この
装置の場合、センサが存在する場所の温度しか測定する
ことができないことが欠点である。このことは、巻線の
他の部分の局部的な温度上昇、または巻線の全般の平均
温度（温度分布）を測定することができないことを意味
している。
そのほか、巻線のオーム抵抗を測定し、この測定された
抵抗値と、比較値、すなわち常温時の電動機巻線の抵抗
値とから、温度上昇を測定することによって、巻線温度
を測定することができる。
しかしながら、この方法は、電動機が停止している場合
だけ使用することができ、したがって電動機の運転中に
おける電動機温度の監視には不適当である。
［発明が解決しようとする課題］ したがって、本発明の基本的な目的は、電動機の任意の
運転状態における全体の巻線温度を検出する、電動機に
おける巻線温度の検出装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］ この目的は、請求項１の前提部に記載の形式から出発し
特徴部分に記載の構成によって達成される。
［作用］ 本発明の主な長所は、電動機の運転を中断せずに温度測
定を行うことができ、電動機内部の温度の測定にセンサ
などの付加的な要素を必要としないことである。
さらに、この形式の温度測定は、僅少な回路技術上の経
費で足り、そのほか各電動機に後から装備することがで
きるという長所を有している。この装置は、巻線が特定
の時間内に無電流になる電動機に使用することができる
。これは特にブラシレス直流電動機またはステップモー
タである。
本発明の実施態様において、巻線が無電流状態にある時
間を決定するため、電動機の整流回路の１個または数個
の信号を評価することが提案されている。これは、例え
ば巻線内の電流を遮断する整流信号が、測定開始信号を
形成し、この巻線に再び電流を流す次の信号が、測定停
止信号としての役割をするようにして行われる。
本発明の実施態様において、電動機巻線を直列共振回路
の一部分として使用し、この直列共振回路を例えば周波
数発生器によって共振周波数の領域に励起することが提
案されており、その場合、電流振幅の最大値が巻線オー
ム抵抗の量を表わす。この測定には、周波数発生器によ
って周波数帯域を一巡することができるため、共振周波
数を正確に設定する必要がない。この周波数帯域は、共
振周波数がその中にあるように選択される。本発明の好
適な実施態様において、この直列共振回路は、巻線のオ
ーム抵抗およびインダクタンスに少なくとも１つのコン
デンサが直列に接続されることによって構成される。さ
らに、このコンデンサによって、測定段階において巻線
に誘起された電圧を測定回路から減結合することが可能
になる。
本発明の別の実施態様によれば、起生される電流の推移
を測定するため、巻線に印加される電圧パルスの形式の
測定信号を発生することができる。この電流の推移は、
巻線のインダクタンスが一定の場合、巻線のオーム抵抗
に依存し、したがって、オーム抵抗の変化または温度の
変化の量を表わす。
本発明の１つの実施態様によれば、巻線のオーム抵抗の
測定が、先ず電動機の常温時、すなわち電動機の起動段
階の間か直後に行われる。この第１の測定と、電動機の
加熱中の別の測定とによって、オーム抵抗の変化、した
がって初期温度に対する温度変化を見出すことができる ［実　施　例］ 次に、本発明を実施例によって詳細に説明する。
ブラシレス直流電動機の場合、電動機巻線にほぼ台形の
電圧が誘起され、この電圧の推移が第１ａ図に示されて
いる。簡素化するため、１つの巻線対における電圧の推
移だけが示されている。直流電動機の他の巻線に誘起さ
れる電圧は、この電圧の推移と同じであり、位相だけが
偏位している。
巻線に流れる電動機電流は第１ｂ図に示されている。こ
こでも、第１ａ図に示された電圧が誘起される１つの巻
線対の電流だけが示されている。電動機整流装置は、誘
起電圧が一定値で推移する時点に、励磁電流を巻線に接
続する。励磁電流の鋸歯状の推移は、電流制御によって
惹き起こされ、巻線温度の測定には影響を及ぼさない。
時点ｔ１において誘起電圧が降下し、同時に励磁電流が
遮断され、駆動回路におけるフライホイールダイオード
の公知の装置によって、時点ｔ２まで減少し、したがっ
て、電流は時点ｔ３まで一定の零レベルで推移する。時
点ｔ３において、誘起電圧は負の符号を有する一定値に
達し、この時点から励磁電流が逆方向で巻線に流れる。
ブラシレス直流電動機の場合、存在する３つの巻線対の
うち、それぞれ２つだけに同時に電流が流れる。この時
間間隔の間、電流の流れない巻線には、短い応答時間に
回転数に応じたほぼ一定な勾配で正の値からほぼ同じ大
きさの負の値に降下または反転する誘起電圧が印加され
る。
時点ｔ２とｔ３との間の無電流期間は、試験時間として
使用することができ・る。応答時間は、毎分３０００回
転の定格回転数を有する駆動電動機の場合、約１ｍｓで
ある。
胴巻線のオーム抵抗は温度に依存し、したがって、その
検出は巻線温度の測定に使用することができる。したが
って、ブラシレス直流電動機の場合、無電流の相がある
ため、電動機の機能に特に影響を及ぼさない電流によっ
て巻線抵抗を測定することができる。
第２図は、巻線温度を測定する測定回路を示している。
この測定回路は周波数発生器２からなり、その信号がコ
ンデンサ３を介して電動機の巻線に供給される。
電動機は概略的にブロックｌとして表わされ、電動機巻
線ＬＭと巻線抵抗ＲＭと誘起電圧発生器として示された
回転子４とを包含する。測定回路に電流測定装置５があ
る。コンデンサ３のキャパシタンスは、一方では、誘起
電圧ｕｉが妨害を及ぼさずに周波数発生器２に反作用し
、他方では、コンデンサ３と巻線ＬＭとからなる直列発
振回路が、周波数発生器２の周波数帯域にある共振周波
数値を有するような大きさにされている。
応答時間の間に、周波数発生器２によって発生された周
波数が、共振周波数以下の値から共振周波数以上の値に
、またはその逆に変化する。したがって電流ｉ　（ｔ）
が流れ、その大きさは共振頂点に達するまで上昇して降
下する。周波数発生器２に対する起動信号および停止信
号は、例えば電動機の整流電子装置によって発生させる
ことができる。この電流ｉ　（ｔ）が第３図に示されて
いる。この電流の最大値ｉｍａｘは、オーム抵抗ＲＭ、
　したがって巻線温度θに対する量である。電動機の常
温時におけるこの電流ｉｍａｘθ１の第１の測定、およ
び電動機の加熱時におけるこの電流ｉｍａｘθ２の第２
の測定が行われた場合、電流の最大値ｉｍａｘの変化か
ら、巻線の抵抗変化、したがって初期温度に対する巻線
の温度変化を測定することができる。
第４図に別の測定装置が示されている。ブロック６の内
部に電動機巻線ＬＭ、巻線抵抗ＲＭおよび誘起電圧発生
器７などの電動機の構成要素がある。矩形の電圧パルス
を発生するパルス発生器８が巻線に接続されている。
第５図に、パルス発生器８によって発生された電圧ｕ　
（ｔ）の推移が、その立上りフランクによって示されて
いる。この電圧によって生じた電流が、異なる巻線温度
θ１、θ２の場合について示されており、温度がθ１の
場合ｉ　（ｔ）θ１の経過をたどり、温度が０２の場合
ｉ　（ｔ）θ２の経過をたどる。
ｉ　（ｔ）は時定数Ｔ＝ＬＭ／ＲＭを有するｅ・関数に
よって上昇するため、電流の上昇時間は、巻線抵抗値に
対する量である。所定の応答時間ｔｍ後に電流の値が測
定され、したがって巻線の温度または温度変化が直接得
られる。電流ｉ　（ｔ）θ１の経過が例えば電動機の常
温状態で測定され、電流ｉ　（ｔ）θ２の経過が例えば
電動機の加熱状態で測定される。したがって、応答時間
ｔｍ後の電流の異なる大きさから、温度差が簡単に測定
される。
応答時間ｔ２ないしｔ３　（第１図）の間に変化する誘
起電圧ｕｉの影響は、例えば全体の測定動作が、極めて
短くされ、誘起電圧ｕｉの零通過点に対して時間的に対
称に行われることによって除去することができる。
パルス発生器によって温度変化を測定するその他の可能
性は、測定電圧ｕ　（ｔ）を電流ｉ　（ｔ）の上限値に
依存して遮断し、電流ｉ　（ｔ）の下限値に達した場合
に接続することであり、したがって、抵抗ＲＭに依存し
、同様に巻線における抵抗変化または温度変化として使
用することが可能なサンプリング周波数が生ずる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の対象とする一般的なブラシレス直流電
動機の電動機巻線に誘起される電圧およびその巻線に流
れる電流の状態を示す波形図、第２図は本発明の一実施
例を示す回路図、第３図は第２図に示す回路の共振周波
数帯域の測定電流の推移を示す波形図、第４図は本発明
の別の実施例を示す回路図、第５図は第４図に示す回路
の作用を示す波形図である。 １．６・・・ブロック、　　　　２・・・周波数発生器
、３・・・コンデンサ、　　４．７・・・回転子、５．
９・・・電流測定装置、６，８・・・パルス発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの巻線のオーム抵抗の検出による、
    特にブラシレス直流電動機の巻線温度検出装置において
    、 電動機の運転時に巻線オーム抵抗の測定がその巻線の無
    電流状態にある期間の間の測定によって行われるように
    構成されていることを特徴とする、ブラシレス直流電動
    機の巻線温度検出装置。 ２、電動機の整流回路が、測定を行う期間を決定する信
    号を生成する、請求項１記載の装置。 ３、巻線オーム抵抗を測定する巻線が直列共振回路の一
    部分であり、励起された共振周波数における電流振幅最
    大値が、巻線オーム抵抗の量を表わす、請求項１または
    ２に記載の装置。 ４、共振周波数が含まれる周波数帯域が、応答時間の間
    に一巡するように共振周波数を形成するため、周波数発
    生器（２）が設けられている、請求項３に記載の装置。 ５、直列共振回路を形成するため、少なくとも１つのコ
    ンデンサ（３）が設けられている、請求項３または４に
    記載の装置。 ６、測定する巻線に少なくとも１つの電圧パルスを供給
    するパルス発生器（８）が設けられ、これによって生じ
    た電流推移が巻線のオーム抵抗に対する量を表わす、請
    求項１または２に記載の装置。 ７、巻線の加熱前におけるオーム抵抗の少なくとも第１
    の測定と巻線の加熱中または加熱後における少くとも１
    つの別の測定とが行われ、その測定値の比較によって抵
    抗変化、したがって温度変化が検出される、請求項１な
    いし６のいずれか１項に記載の装置。
JP63047663A 1987-03-02 1988-03-02 ブラシレス直流電動機の巻線温度検出装置 Expired - Lifetime JPH0685626B2 (ja)

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