JPH0426386A - ミシンモータの駆動装置 - Google Patents

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、ミシンモータの駆動装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、ミシンモータの駆動装置として、交流電源か
ら直流を作成する直流電源からのモータ各相巻線への通
電を所定の周期・シーケンスで断続することで、ミシン
モータを駆動あるいは制動（いわゆるインバータ運転）
するものが知られている。この種の駆動装置で］よ　そ
の制動時において（よ　ミシンモータの発電作用により
相巻線に磁気エネルギが蓄積されるので、電力回生手段
（例えは転流ダイオード）を設けて磁気エネルギを電荷
として直流電源付属のコンデンサに回生ずると共に、放
電回路を設けてコンデンサの電荷を適時放電することに
より直流電源の電圧が上昇し過ぎないようにしている。

例え１戯　数ミリ秒、放電すると、直流電源の電圧が制
限電圧以下に下がるようにされている。

ところで、縫製工場などでは受電・配電設備→他のカゴ
型誘導モータの影響で、ミシンモータ１給電している交
流電源の電圧が定格以上に上昇ｌその結果、直流電源の
電圧が制限電圧を越えて」昇することがある。このよう
な場合に（よ　コンランサに蓄積される電荷（よ上記回
生電荷に比しズ遥かに多く、例え（ｆＳ　　数百ミリ秒
〜数秒以上の閏放電しないと、電源電圧が制限電圧以下
に下が←ない。

このように放電時間が長くなると、放電回路り熱破壊さ
れる恐れがあるので、過電流により溶けするヒユーズを
取り付は放電を強制停止することで放電回路を保護する
ことが考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記保護ヒユーズを増設した駆動装置で（よ　
ヒユーズが溶断する度１ミ　ミシンモータの運転を中止
してヒユーズの交換を行わなければならないので、大変
手間がかかり、交流電源電圧が度々上昇するようなとき
には縫製作業に支障を来す二ともあった そこで本発明（よ　ヒユーズによらず過電圧から放電回
路を保護できるミシンモータの駆動装置を提供すること
を目的としてなされた。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨とするところは、 交流電源から入力した交流を整流したのち蓄電手段によ
り平滑して直流を出力する直流電源と、直流電源からミ
シンモータの各相巻線を通電する通電手段と１通電手段
の通電時期を制御してミシンモータを駆動あるいは制動
する制御手段と、制御手段によるミシンモータの制動時
に各相巻線に蓄積された磁気エネルギを電荷として蓄電
手段に回生ずる電力回生手段とを備えるミシンモータの
駆動装置において、直流電源の出力電圧が所定の電圧値
を越えると、蓄電手段に蓄積された電荷を放電する放電
手段と、放電手段による放電の継続期間が所定期間を越
えると、放電手段による放電を停止させると共に通電手
段によるミシンモータの各相巻線への通電を停止させる
停止手段とを備えることを特徴とするミシンモータの駆
動装置にある。

［作用］ 以上のように構成された本発明のミシンモータの駆動装
置によれ（瓜制御手段によりミシンモタが制動されてい
るときに（友　相巻線に蓄積された磁気エネルギが、電
力回生手段によって電荷として蓄電手段に回生さね、蓄
電手段の電荷が増えるので、直流電源の８カ電圧が所定
の電圧値を越える。すると、放電手段が蓄電手段の電荷
を放電し、その結果、直流電源の出力電圧は速やか］二
下がる。しかし、何らかの理由で、交流電源の電圧が定
格より上昇すると、蓄電手段に蓄積される電荷は回生電
荷より遥かに多く、放電手段が電荷を放電しても、直流
電源の出力電圧はなかなか下がらず、放電手段による放
電の継続期間が所定期間を越える。すると、停止手段が
、放電手段による放電を停止させると共に通電手段によ
るミシンモータの各相巻線への通電を停止させる。つま
り、放電期間が長くなって放電手段が熱破壊される前に
、放電が停止さね、かつ通電停止によりミシンモータは
回転状態からフリーランの状態となるので、ミシンモー
タ（上　ミシンモータにより駆動されるミシンの各運動
機構からの負荷（二より暫時停止する。又、ミシンモー
・夕の停止中に交流電源の電圧が定格より上昇したとき
にも同様にして放電手段が熱破壊される前（二放電が停
止される。

［実施例コ 以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図（良木発明を適用したミシンモータの駆動装置を
表す電気回路図である。

図に示すように、駆動装置１　ｆ、ｔ、交流電源３から
入力した交流を整流して直流を作成する直流電源５と、
ミシン駆動用の交流モータＭを通電するための通電回路
７と、直流電源５と通電回路７との間に設けられ直流電
源５の電圧が制限電圧を越えると放電する放電回路９と
、通電回路７による交流モータＭの通電時期を制御する
通電制御部１１と、直流電源５の電圧が所定時間継続し
て制限電圧を越えると上記放電及び通電を停止させる停
上回路１３と主要部として構成されている。

交流電源３は電磁開閉器ＭＣを介して直流電源５に接続
さね　直流電源５（云整流回路として周知のダイオード
・ブリッジ回路５ａ、平滑用のコンデンサ５ｂ及びその
保護抵抗５Ｃからなる。

尚、本実施例では、コンデンサ５ｂが前述の蓄電手段に
相当する。

通電回路７（よ　いわゆるインバータであって、交流モ
ータＭの各相巻線Ｌｕ、、Ｌｖ、Ｌｗへの通電を断続す
る６個の電力トランジスタ（以下、単にトランジスタと
いう）　Ｔｒｕ、　　Ｔｒｙ、　　Ｔｒｗ、　　Ｔｒｘ
、Ｔ　ｒｙ、　　Ｔ　ｒｚと、各相巻線ｍｕ、Ｌｖ、Ｌ
ｗから電荷を回生ずるための６個の転流ダイオードＤ１
〜Ｄ６とから構成さね、　トランジスタＴｒｕとＴｒｘ
との接続点Ｐｕに相巻線Ｌｕが、トランジスタＴｒｖと
Ｔｒｙとの接続点Ｐｖに相巻線Ｌｖが、トランジスタＴ
ｒｗとＴｒｚとの接続点Ｐｗに相巻線Ｌｗが、夫々接続
されている。

尚、本実施例で法転流ダイオードＤ］〜Ｄ６が電力回生
手段に相当する。

放電回路９（よ電力消費抵抗Ｒ１とダイオードＤ１０と
の並列回路、回路保護用のヒユーズＦ及びスイッチング
用のトランジスタＴｒｄからなる直列回路であって、ト
ランジスタＴｒｄがＯＮすると、コンデンサ５ｂに蓄積
された電荷が、電力消費抵抗Ｒ１からトランジスタＴｒ
ｄへと流わ２電力消費抵抗Ｒ１を発熱させることによっ
て消費される。

通電制御部１１（よ所定のシーケンスで、トランジスタ
Ｔｒｕ〜Ｔｒｚのベース１ニスイ・ンチングパルスＵＳ
−ＺＢを出力して交流モータＭの各相巻線Ｌｕ、Ｌｖ、
Ｌｗへの通電時期を制御することで、交流モータＭの回
転を制御する。例え（戴交流モータＭを駆動するときに
（ヨトランジスタＴｒｕ・ＴｒｙがＯＮ、続いてＴｒｕ
−Ｔｒｚｈ＜ＯＮ　（他のトランジスタはＯＦＦ、以下
同じ）−トランジスタＴｒｖ“ＴｒｚがＯＮ１　続いて
Ｔｒｖ−Ｔｒｘｈ＜ＯＮ＝トランジスタＴｒＷ−ＴｒＸ
がＯＮ、続いてＴｒＷ−ＴｒｙがＯＮという循環順序で
、１２０度の位相差をもって各トランジスタＴｒｕ”Ｔ
ｒｚの駆動を制御する。

一方、交流モータを制動するときに（ヨトランジスタＴ
ｒｘ−ＴｒｖがＯＮ、続いてＴｒｘ−ＴｒｗがＯＮ（他
のトランジスタはＯＦＦ、以下同じ）−トランジスタＴ
ｒｙ−ＴｒｗがＯＮ、続いてＴｒｙ−ＴｒｕがＯＮ−ト
ランジスタＴｒＺ−ＴｒｕがＯＮ、続いてＴ「ｚ−Ｔｒ
ｖがＯＮという循環順序で、１２０度の位相差をもって
各トランジスタＴｒｕ−Ｔｒｚの駆動を制御する。つま
り、交流モータＭを逆転させるようにして制動する。

又、通電制御部１１（よ　フリップフロップＦＦから信
号Ｓ３（後述する）が入力されると、全てのトランジス
タＴｒｔｒ”ＴｒｚをＯＦＦして交流モータＭの通電を
停止するように構成されている。

尚、通電制御部１１の構成はインバータ制御用のものと
しては周知であるので、詳細は省略する。

停止回路１３は、検出抵抗Ｒ２により検出された直流電
源５の電圧Ｖ［）Ｃと予め定められた直流電源５の制限
電圧Ｖ　ｒｅｆとを比較するコンパレータＯＰと、コン
パレータＯＰからの判定信号Ｓ１によって予め定められ
た制限時間の計時を開始するタイマ回路Ｔと、タイマ回
路Ｔのタイムアツプ信号Ｓ２が入力されるフリップフロ
ップＦＦと、コンパレータＯＰ及びノリツブフロップＦ
Ｆ（反転Ｑ端子）からの信号Ｓ］及びＳ３が入力される
論理積回路ＡＮＤと、フリップフロップＦＦの反転Ｑ端
子からの信号Ｓ３で作動するリレー回路ＲＬとから構成
されている。

フリップフロップＦＦＩＬ　　タイマ回路Ｔのタイムア
ツプ信号Ｓ２（Ｈｉｇｈ　レベル）が入力されると、Ｌ
ｏｗアクティブの信号Ｓ３を論理積回路ＡＮＤ及び通電
制御部］１へ出力する。尚、信号Ｓ３はリセット信号に
よりＨｉｇｈレベルに復帰する。

論理積回路ＡＮＤＬＬ　　コンパレータＯＰ及びフッツ
ブフロップＦＦからの信号Ｓ１及びＳ３が共にＨｉｇｈ
レベルとなったとき、即ち、電源電圧ＶＤＣが、制限電
圧Ｖ　ｒｅｆを越えていたときに［１Ｈｇｈアクティブ
の出力信号５ｓｔｏｐ（以下、停止信号という）を、放
電回路９のトランジスタＴｒｄに出力すると共に、論理
回路ＬＯＧを介してリレー回路ＲＬへ出力する。その後
、制限時間が経過して、タイマ回路Ｔからタイムアツプ
信号Ｓ２がフリップフロップＦＦに入力されると、フリ
ップフロップＦＦの出力信号Ｓ３はＬｏｗとなるので、
論理積回路ＡＮＤの出力レベルもＬｏｗとなる。

リレー回路ＲＬ［ｉ　　フリップフロップＦＦからＬｏ
ｗレベルの信号が入力されると、僅かなデイレイ時間の
後に作動し、電磁開閉器ＭＣを開かせることによって交
流電源３を遮断するように構成されている。

次１ミ駆動装置１の動作について説明する。

通電制御部］１により交流モータＭが制動されていると
きに（友交流モータＭは発電モードになり相巻線Ｌｕ、
Ｌｖ、Ｌｗに磁気エネルギが蓄積される。この磁気エネ
ルギは電荷となり転流ダイオードＤ１〜Ｄ６によってコ
ンデンサ５ｂに回生さねう　コンデンンサ５ｂには電荷
がより多く蓄積される。その結果、電源電圧ＶＤＣが制
限電圧Ｖｒｅｆを越える。すると、論理積回路ＡＮＤの
出力信号（以下、停止信号という）　Ｓ　５ｔｏｐｈ＜
Ｈｉｇｈレベルとなるので（フリップフロップＦＦから
の論理信号Ｓ３のレベルは、Ｈｉｇｈ）、トランジスタ
Ｔｒｄｈ（ＯＮ　Ｌで、放電が行われる。放電により電
源電圧ＶＤＣが制限電圧Ｖ　ｒｅｆ以下に下がると、ト
ランジスタＴｒｄがＯＦＦする。この放電時間（よ　例
えＴｆ、　数ミリ秒のレベルである。

ところが、例えは　工場内の受電・配電設備やカゴ型誘
導モータの影響で、交流電源３の電圧が定格以上に上昇
し、その結果、電源電圧Ｖ［）Ｃが制限電圧Ｖ　ｒｅｆ
を越えたときに（志　コンデンサ５ｂに蓄積される電荷
は回生電荷に比して遥かに多く、放電しても電源電圧ｖ
ＤＣが制限電圧Ｖ　ｒｅｆ以下に下がるまでに、数百ミ
リ秒〜数秒を要することがある。

このように放電時間が長くなるときに（よ放電時間が制
限時間ｔｉｍｅを越えると、フリップフロップＦＦの論
理信号Ｓ３がＬｏｗレベルになるので、論理積回路ＡＮ
Ｄの停止信号Ｓ　５ｔｏｐｈ＜　Ｌ　ｏｗレベルになる
。従って、トランジスタＴｒｄが０ＦＦｔ、て放電が停
止すると共に、フリップフロップＦＦの出力信号Ｓ３は
通電制御部１１に入力さね　この信号Ｓ３に基づいて、
通電制御部１１は通電回路７による通電を全て停止する
。更に、僅かなデイレイ時間の後にリレー回路ＲＬが作
動して電磁開閉器ＭＣを開かせ交流電源３を遮断する。

すると、コンデンサ５ｂに蓄積された電荷は保護抵抗５
ｃにより徐々に放電され直流電圧は制限電圧Ｖ　ｒｅｆ
以下に下がる。この間、各トランジスタＴｒｕ−Ｔｒｚ
及びＴｒｄには制限電圧Ｖ　ｒｅｆを越える電圧がかか
るが、トランジスタ一般の特性としてＯＦＦのときの耐
圧がＯＮのときより十分高いので、各トランジスタＴｒ
ｕ−Ｔｒｚ及びＴｒｄには支障がない。

そして、回転中であった交流モータＭはミシンの運動機
構（図示路）からの負荷よって暫時停止する。

以上説明したように、本実施例では放電時間が制限時間
を越えると、放電を停止すると共に交流モータＭの通電
を停止し、更に交流電源３を遮断するので、放電回路９
が保護されると共に、ヒユーズＦも溶断しない。又、交
流モータＭが停止中のとき（二　交流電源３の電圧が定
格以上に上昇し、電源電圧ＶＤＣが制限電圧Ｖ　ｒｅｆ
を越えたときにも、制動時と同様にして放電回路９が保
護されヒュズＦも溶断しない。

従って、交流電源３の電圧下降を確認した後に交流電源
３を再投入すれ（ｉ交流モータＭを再駆動でき、速やか
にミシンの運転が再開できる。

又、瞬時的に交流電源３の電圧が異常に上昇し直流電源
５の電圧も制限電圧Ｖ　ｒｅｆを遥かに越えたときには
、過電流が放電回路９に流れるが、このときにはタイマ
Ｔが計時途中でありトランジスタＴｒｄがＯＮＬでいる
ので、過電流によりヒユーズＦが溶断して、放電回路９
及び通電回路７を保護する。従って本実施例で（友　交
流電源３の電圧の上昇状態に応じて、放電停止・通電停
止による保護機能とヒユーズＦの溶断による保護機能と
が、夫々発揮されるので、放電回路９及び通電回路７が
保護されると共に、ヒユーズＦが度々溶断することがな
い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明のミシンモータの駆動装置よ
れ（Ｌ放電の継続期間が所定期間を越えると、放電を停
止すると共にミシンモータの各相巻線への通電を停止す
るので、放電手段が保護される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のミシンモータの駆動装置を表す電気回
路図である。 ］・・・駆動装置　　３・・・交流電源　５・・・直流
電源５ｂ・・・コンデンンサ７・・・通電回路　９・・
・放電回路１１・・・通電制御部　　　　　　　］３・
・・停止回路Ｍ・・・交流モータ　Ｄ１〜Ｄ６・・・転
流ダイオードＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗ・・・相巻線　　ＯＰ・
・・コンパレータＴ・・・タイマ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源から入力した交流を整流したのち蓄電手段によ
   り平滑して直流を出力する直流電源と、該直流電源から
   ミシンモータの各相巻線を通電する通電手段と、該通電
   手段の通電時期を制御して該ミシンモータを駆動あるい
   は制動する制御手段と、該制御手段による上記ミシンモ
   ータの制動時に上記各相巻線に蓄積された磁気エネルギ
   を電荷として上記蓄電手段に回生する電力回生手段と、
   を備えるミシンモータの駆動装置において、上記直流電
   源の出力電圧が所定の電圧値を越えると、上記蓄電手段
   に蓄積された電荷を放電する放電手段と、 上記放電手段による放電の継続期間が所定期間を越える
   と、上記放電手段による放電を停止させると共に上記通
   電手段によるミシンモータの各相巻線への通電を停止さ
   せる停止手段と、 を備えることを特徴とするミシンモータの駆動装置。