JPH0614581A - 直流電動機の運転制御装置 - Google Patents
直流電動機の運転制御装置Info
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- JPH0614581A JPH0614581A JP4164530A JP16453092A JPH0614581A JP H0614581 A JPH0614581 A JP H0614581A JP 4164530 A JP4164530 A JP 4164530A JP 16453092 A JP16453092 A JP 16453092A JP H0614581 A JPH0614581 A JP H0614581A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流電動機をＰＷＭ制御を用いて回転数制
御するものについて、低回転数時にチョッピングデュー
ティのオンの比が小さくなることを防ぎ、低回転数での
効率低下を抑え、かつ回路部品の信頼性の向上を図るこ
とを目的とするものである。 【構成】 整流部切り替え回路１３が、直流電動機４の
回転数が低回転数の時には整流部１４の低い電圧変換で
ある整流回路１３を選択し、前記直流電動機４の回転数
が高回転数の時には前記整流部１４の高い電圧変換であ
る倍電圧整流回路２を選択することにより、低回転数時
にもチョピングデューティのオンの比を大きくできるた
め、低回転数時の効率低下を抑えることができ、かつ切
り替え制限回路を設けることにより回路部品の信頼性向
上を図る。
御するものについて、低回転数時にチョッピングデュー
ティのオンの比が小さくなることを防ぎ、低回転数での
効率低下を抑え、かつ回路部品の信頼性の向上を図るこ
とを目的とするものである。 【構成】 整流部切り替え回路１３が、直流電動機４の
回転数が低回転数の時には整流部１４の低い電圧変換で
ある整流回路１３を選択し、前記直流電動機４の回転数
が高回転数の時には前記整流部１４の高い電圧変換であ
る倍電圧整流回路２を選択することにより、低回転数時
にもチョピングデューティのオンの比を大きくできるた
め、低回転数時の効率低下を抑えることができ、かつ切
り替え制限回路を設けることにより回路部品の信頼性向
上を図る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流電動機のＰＷＭ制御
を用いた回転数制御を行う直流電動機の運転制御装置に
関する。
を用いた回転数制御を行う直流電動機の運転制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、直流電動機はその効率の高さや、
回転数制御の容易性から、その応用範囲が広がってきて
いる。
回転数制御の容易性から、その応用範囲が広がってきて
いる。
【０００３】以下に従来の直流電動機の運転制御方法に
ついて説明する。一般に直流電動機の回転数の制御は、
電動機に印加する電圧を制御することにより行われる。
近年ではこの電圧を変える方法としては、ＰＷＭ制御が
広く使用されている。例えば、インバータ回路の片側の
半導体スイッチを、駆動周波数より高いチョッピング周
波数でオン／オフする事により、回転数の制御が可能と
なる。この時、電圧の調整はチョッピングデューティの
オン対オフの比により行う。
ついて説明する。一般に直流電動機の回転数の制御は、
電動機に印加する電圧を制御することにより行われる。
近年ではこの電圧を変える方法としては、ＰＷＭ制御が
広く使用されている。例えば、インバータ回路の片側の
半導体スイッチを、駆動周波数より高いチョッピング周
波数でオン／オフする事により、回転数の制御が可能と
なる。この時、電圧の調整はチョッピングデューティの
オン対オフの比により行う。
【０００４】この方法の一例として、例えば特開昭６３
−２３４８９３号公報に示される方法がある。以下にこ
のような従来の直流電動機の運転制御装置を図面を用い
て説明する。
−２３４８９３号公報に示される方法がある。以下にこ
のような従来の直流電動機の運転制御装置を図面を用い
て説明する。
【０００５】図６は従来の直流電動機の運転制御装置の
ブロック図である。図６において、１は交流電源であ
る。２は交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換する倍
電圧整流回路であり、ダイオード２ａ〜２ｂとコンデン
サ２ｃ〜２ｄが接続された構成となっている。
ブロック図である。図６において、１は交流電源であ
る。２は交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換する倍
電圧整流回路であり、ダイオード２ａ〜２ｂとコンデン
サ２ｃ〜２ｄが接続された構成となっている。
【０００６】３はインバータ回路であり、半導体スイッ
チ（トランジスタ）３ａ〜３ｆが３相ブリッジ接続され
ており、かつ各々のトランジスタに並列・逆方向でダイ
オード３ｇ〜３ｌが接続されている。
チ（トランジスタ）３ａ〜３ｆが３相ブリッジ接続され
ており、かつ各々のトランジスタに並列・逆方向でダイ
オード３ｇ〜３ｌが接続されている。
【０００７】４は直流電動機であり、前記インバータ回
路３の出力により駆動される。５は前記直流電動機４の
回転子（図示せず）の回転位置を検出するとともに、回
転パルスを発生する位置検出回路であり、前記直流電動
機４の逆起電圧から位置を検出する方式である。
路３の出力により駆動される。５は前記直流電動機４の
回転子（図示せず）の回転位置を検出するとともに、回
転パルスを発生する位置検出回路であり、前記直流電動
機４の逆起電圧から位置を検出する方式である。
【０００８】６は前記位置検出回路５の出力から前記イ
ンバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを転流させ
る信号をつくりだす転流回路である。７は回転数指令回
路であり、前記直流電動機４の回転数指令信号を発生す
る。８は、回転数検出回路であり、前記位置検出回路５
の回転パルスを一定期間（例えば０．５秒など）カウン
トする。
ンバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを転流させ
る信号をつくりだす転流回路である。７は回転数指令回
路であり、前記直流電動機４の回転数指令信号を発生す
る。８は、回転数検出回路であり、前記位置検出回路５
の回転パルスを一定期間（例えば０．５秒など）カウン
トする。
【０００９】９は、デューティ設定回路であり、前記回
転数指令回路７の回転数指令信号と、前記回転数検出回
路８で検出された実際の回転数との差から、両者が一致
するようにデューティ値を出力する。１０はチョッピン
グ信号発生回路であり、前記直流電動機４の回転数を可
変にするために、前記デューティ値に従い一定周波数で
オン／オフ比率の異なる波形を作り出す。
転数指令回路７の回転数指令信号と、前記回転数検出回
路８で検出された実際の回転数との差から、両者が一致
するようにデューティ値を出力する。１０はチョッピン
グ信号発生回路であり、前記直流電動機４の回転数を可
変にするために、前記デューティ値に従い一定周波数で
オン／オフ比率の異なる波形を作り出す。
【００１０】１１は前記転流回路６の出力と前記チョッ
ピング信号発生回路１０の出力とを合成する合成回路で
あり、前記インバータ回路３の片側アームのみをチョッ
ピングする。１２は前記合成回路１１の出力に従って、
前記インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを動
作させるドライブ回路である。
ピング信号発生回路１０の出力とを合成する合成回路で
あり、前記インバータ回路３の片側アームのみをチョッ
ピングする。１２は前記合成回路１１の出力に従って、
前記インバータ回路３の半導体スイッチ３ａ〜３ｆを動
作させるドライブ回路である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、回転数の制御をチョピングデュー
ティのオン対オフの比を変えることによってのみ行って
いるため、低回転数時にはチョピングデューティのオン
の比が小さくなることによる効率低下という問題点があ
った。
うな従来の構成では、回転数の制御をチョピングデュー
ティのオン対オフの比を変えることによってのみ行って
いるため、低回転数時にはチョピングデューティのオン
の比が小さくなることによる効率低下という問題点があ
った。
【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、低回転数での効率低下を抑えた直流電動機の運転制
御装置を提供することを目的とする。
で、低回転数での効率低下を抑えた直流電動機の運転制
御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の直流電動機の運転制御装置は、交流入力電圧
を複数の直流電圧に変換する整流回路と、複数個の半導
体スイッチ及びダイオードをブリッジ結線したインバー
タ回路と、前記インバータ回路により動作する直流電動
機と、前記直流電動機の回転子の位置を検出する位置検
出回路と、前記位置検出回路の出力を元に前記インバー
タ回路の半導体スイッチの動作を決定する転流回路と、
前記直流電動機の回転数を可変にするチョッピングを行
うための信号を発生するチョッピング信号発生回路と、
前記転流回路の出力と前記チョッピング信号発生回路の
出力とを合成する合成回路と、前記合成回路の出力によ
り前記インバータ回路の半導体スイッチをオン／オフさ
せるドライブ回路と、前記直流電動機の回転数が低回転
数のときには前記整流部の低い直流電圧変換を選択し、
前記直流電動機の回転数が高回転数のときには前記整流
部の高い直流電圧変換を選択する整流部切り替え回路
と、前記整流部切り換え回路が高い直流電圧を選択して
いるとき前記直流電動機の回転数が一定回転数以上の時
切り替えを禁止する切り替え制限回路という構成を有し
ている。
に本発明の直流電動機の運転制御装置は、交流入力電圧
を複数の直流電圧に変換する整流回路と、複数個の半導
体スイッチ及びダイオードをブリッジ結線したインバー
タ回路と、前記インバータ回路により動作する直流電動
機と、前記直流電動機の回転子の位置を検出する位置検
出回路と、前記位置検出回路の出力を元に前記インバー
タ回路の半導体スイッチの動作を決定する転流回路と、
前記直流電動機の回転数を可変にするチョッピングを行
うための信号を発生するチョッピング信号発生回路と、
前記転流回路の出力と前記チョッピング信号発生回路の
出力とを合成する合成回路と、前記合成回路の出力によ
り前記インバータ回路の半導体スイッチをオン／オフさ
せるドライブ回路と、前記直流電動機の回転数が低回転
数のときには前記整流部の低い直流電圧変換を選択し、
前記直流電動機の回転数が高回転数のときには前記整流
部の高い直流電圧変換を選択する整流部切り替え回路
と、前記整流部切り換え回路が高い直流電圧を選択して
いるとき前記直流電動機の回転数が一定回転数以上の時
切り替えを禁止する切り替え制限回路という構成を有し
ている。
【００１４】また他の構成においては、直流電動機から
発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出回路と、前記
整流部切り換え回路が高い直流電圧を選択しているとき
前記逆起電圧検出回路の出力電圧が一定電圧以上の時切
り替えを禁止する切り替え制限回路という構成を有して
いる。
発生する逆起電圧を検出する逆起電圧検出回路と、前記
整流部切り換え回路が高い直流電圧を選択しているとき
前記逆起電圧検出回路の出力電圧が一定電圧以上の時切
り替えを禁止する切り替え制限回路という構成を有して
いる。
【００１５】
【作用】この構成によって、前記整流部切り替え回路
は、前記直流電動機の回転数が低回転数のときには前記
整流部の低い直流電圧変換を選択し、前記直流電動機の
回転数が高回転数のときには前記整流部の高い直流電圧
変換を選択する。これにより低回転数時にもチョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
は、前記直流電動機の回転数が低回転数のときには前記
整流部の低い直流電圧変換を選択し、前記直流電動機の
回転数が高回転数のときには前記整流部の高い直流電圧
変換を選択する。これにより低回転数時にもチョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
【００１６】また高回転数から低回転数に切り替える際
に一定回転数以上では切り替えることができないように
するために、切り替え時に直流電動機側からの逆電流を
防止でき、回路の信頼性が著しく向上する。
に一定回転数以上では切り替えることができないように
するために、切り替え時に直流電動機側からの逆電流を
防止でき、回路の信頼性が著しく向上する。
【００１７】また他の構成において、直流電動機から発
生する逆起電圧が一定電圧以上の時切り替えを禁止する
切り替え制限回路を設けることにより、逆起電圧が電源
電圧より高いときの切り替えを防止し、直流電動機側か
らの電流の逆流を防止でき、回路の信頼性が著しく向上
する。
生する逆起電圧が一定電圧以上の時切り替えを禁止する
切り替え制限回路を設けることにより、逆起電圧が電源
電圧より高いときの切り替えを防止し、直流電動機側か
らの電流の逆流を防止でき、回路の信頼性が著しく向上
する。
【００１８】
【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１９】図１は本発明の一実施例における直流電動
機の運転制御装置のブロック図である。
機の運転制御装置のブロック図である。
【００２０】図１において、図６に示した従来の直流電
動機の運転制御装置のブロック図と同様の構成のものは
同番号を付し、説明を省略する。
動機の運転制御装置のブロック図と同様の構成のものは
同番号を付し、説明を省略する。
【００２１】１３は整流部切り替え回路であり、回転数
指令回路７の指令回転数が予め設定されている回転数以
上の時整流部１４に高い電圧を発生させるように信号を
出力し、予め設定されている回転数以下の時は整流部に
低い電圧を発生させるように信号を出力する。
指令回路７の指令回転数が予め設定されている回転数以
上の時整流部１４に高い電圧を発生させるように信号を
出力し、予め設定されている回転数以下の時は整流部に
低い電圧を発生させるように信号を出力する。
【００２２】１４は整流部であり、交流入力電圧を整流
部切り替え回路１３により複数の直流電圧（本実施例の
場合ＡＣ１００Ｖ入力にて１４０Ｖと２８０Ｖ）に変換
する。
部切り替え回路１３により複数の直流電圧（本実施例の
場合ＡＣ１００Ｖ入力にて１４０Ｖと２８０Ｖ）に変換
する。
【００２３】１５は切り替え制限回路であり、回転数検
出回路８の出力が予め設定された回転数より高い回転数
であるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧が
低い電圧に切り替えるのを防止する。
出回路８の出力が予め設定された回転数より高い回転数
であるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧が
低い電圧に切り替えるのを防止する。
【００２４】また整流部１４の詳細回路を図２に示す。
図２において、ダイオード１４ａ〜１４ｄはブリッジ構
成で接続されており、その入力は交流電源１に接続され
ている。また出力の＋側はコンデンサ１４ｅに接続され
インバータ回路３に＋電源として供給する。また出力の
−側はコンデンサ１４ｆに接続されインバータ回路３に
−電源として供給する。
図２において、ダイオード１４ａ〜１４ｄはブリッジ構
成で接続されており、その入力は交流電源１に接続され
ている。また出力の＋側はコンデンサ１４ｅに接続され
インバータ回路３に＋電源として供給する。また出力の
−側はコンデンサ１４ｆに接続されインバータ回路３に
−電源として供給する。
【００２５】またリレー１４ｇはダイオード１４ｃと１
４ｄの接続点とコンデンサ１４ｅと１４ｆとの接続点と
の間に接続されている。
４ｄの接続点とコンデンサ１４ｅと１４ｆとの接続点と
の間に接続されている。
【００２６】次に、図１、図２を用いて実施例の動作に
ついて説明する。まず回転数指令回路７により指令され
る回転数が低速回転である時の動作について説明する。
低速回転であるので整流部切り替え回路１３により整流
部１４は低い電圧に切り替えられている。つまりリレー
１４ｇはＯＦＦになっており整流回路は通常のブリッジ
整流回路として動作している。つまり出力が約１４０Ｖ
（ＡＣ入力１００Ｖ）になっている。
ついて説明する。まず回転数指令回路７により指令され
る回転数が低速回転である時の動作について説明する。
低速回転であるので整流部切り替え回路１３により整流
部１４は低い電圧に切り替えられている。つまりリレー
１４ｇはＯＦＦになっており整流回路は通常のブリッジ
整流回路として動作している。つまり出力が約１４０Ｖ
（ＡＣ入力１００Ｖ）になっている。
【００２７】次に回転数指令回路７により指令される回
転数が高速回転になったときの動作について説明する。
高速回転は現在の電圧では不可能なため、整流部切り替
え回路１３によってリレー１４ｇをＯＮにする。この時
は整流回路は倍電圧整流回路として動作するため、出力
が約２８０Ｖになる。
転数が高速回転になったときの動作について説明する。
高速回転は現在の電圧では不可能なため、整流部切り替
え回路１３によってリレー１４ｇをＯＮにする。この時
は整流回路は倍電圧整流回路として動作するため、出力
が約２８０Ｖになる。
【００２８】この切り替えたときＰＷＭのデューティが
低速時のままであると一気に加速されるので過電流保護
（図示せず）がかかり、停止してしまう。これを防止す
るために、整流部１４を切り替えたと同時にデューティ
設定回路９では切り替え前の約１／２のデューティを発
生させる。この動作により切り替え前後で大きな加速を
行うのを防止する。
低速時のままであると一気に加速されるので過電流保護
（図示せず）がかかり、停止してしまう。これを防止す
るために、整流部１４を切り替えたと同時にデューティ
設定回路９では切り替え前の約１／２のデューティを発
生させる。この動作により切り替え前後で大きな加速を
行うのを防止する。
【００２９】次に回転数指令回路７により指令される回
転数が再び低速回転になったときについて説明する。低
速回転になったために整流部切り替え回路１３では整流
部１４を低い電圧側に切り替えようとする。ところが回
転数検出回路８で検出される回転数がまだ高いために切
り替え制限回路１５でその切り替えを行わないように制
限を加えている。
転数が再び低速回転になったときについて説明する。低
速回転になったために整流部切り替え回路１３では整流
部１４を低い電圧側に切り替えようとする。ところが回
転数検出回路８で検出される回転数がまだ高いために切
り替え制限回路１５でその切り替えを行わないように制
限を加えている。
【００３０】そのために回転数の制御によりデューティ
がどんどん小さくなり回転数が徐々に減少していくこと
となる。そして回転数が減少し、切り替え制限回路１５
に予め設定されている回転数に達したとき整流部の切り
替えを可能とする。
がどんどん小さくなり回転数が徐々に減少していくこと
となる。そして回転数が減少し、切り替え制限回路１５
に予め設定されている回転数に達したとき整流部の切り
替えを可能とする。
【００３１】またこのときも先ほどと同様、大きな減速
を防止するために整流部１４を切り替えると同時にデュ
ーティ設定回路９では切り替え前の約２倍のデューティ
を発生させ、切り替え前後で大きな減速を行うのを防止
する。
を防止するために整流部１４を切り替えると同時にデュ
ーティ設定回路９では切り替え前の約２倍のデューティ
を発生させ、切り替え前後で大きな減速を行うのを防止
する。
【００３２】このため、回転数指令部７の指令する回転
数が低回転数のときには整流部１４から低い直流電圧を
出力し、指令する回転数が高回転数のときには高い直流
電圧を出力することとなる。
数が低回転数のときには整流部１４から低い直流電圧を
出力し、指令する回転数が高回転数のときには高い直流
電圧を出力することとなる。
【００３３】以上のように本実施例によれば、整流部１
４の出力電圧は整流部切り替え回路１３により複数の直
流電圧（本実施例の場合ＡＣ１００Ｖ入力にて１４０Ｖ
と２８０Ｖ）に変換し、インバータ回路３に電源供給を
行うので、低回転数時には電圧を低下させ、チョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
４の出力電圧は整流部切り替え回路１３により複数の直
流電圧（本実施例の場合ＡＣ１００Ｖ入力にて１４０Ｖ
と２８０Ｖ）に変換し、インバータ回路３に電源供給を
行うので、低回転数時には電圧を低下させ、チョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
【００３４】また切り替え制限回路１５を設け、回転数
検出回路８の出力が予め設定された回転数より高い回転
数であるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧
を低い電圧に切り替えるのを防止することができるの
で、特に高速回転側から低速回転側に切り替えるとき、
現在の回転数が所定の回転数以下でないと切り替えられ
ないようにするため、直流電動機４の逆起電圧が次に切
り替えられる電源電圧より十分に低いときに切り替える
ので、逆起電圧＜電源電圧となり、電流が逆流する事は
なく、ダイオード３ｇ〜３ｌにダメージを与えることが
なくなり、回路の信頼性が著しく向上することになる。
検出回路８の出力が予め設定された回転数より高い回転
数であるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧
を低い電圧に切り替えるのを防止することができるの
で、特に高速回転側から低速回転側に切り替えるとき、
現在の回転数が所定の回転数以下でないと切り替えられ
ないようにするため、直流電動機４の逆起電圧が次に切
り替えられる電源電圧より十分に低いときに切り替える
ので、逆起電圧＜電源電圧となり、電流が逆流する事は
なく、ダイオード３ｇ〜３ｌにダメージを与えることが
なくなり、回路の信頼性が著しく向上することになる。
【００３５】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００３６】図３は本発明の第２の実施例における直流
電動機の運転制御装置のブロック図である。
電動機の運転制御装置のブロック図である。
【００３７】図３において、図１に示した実施例におけ
る直流電動機の運転制御装置のブロック図及び図６に示
した従来の直流電動機の運転制御装置のブロック図と同
様の構成のものは同番号を付し、説明を省略する。
る直流電動機の運転制御装置のブロック図及び図６に示
した従来の直流電動機の運転制御装置のブロック図と同
様の構成のものは同番号を付し、説明を省略する。
【００３８】１６は切り替え制限回路であり、直流電動
機４に発生する逆起電圧が予め設定されている電圧より
高い電圧であるとき、整流部切り替え回路１３により高
い電圧が低い電圧に切り替えるのを防止する。
機４に発生する逆起電圧が予め設定されている電圧より
高い電圧であるとき、整流部切り替え回路１３により高
い電圧が低い電圧に切り替えるのを防止する。
【００３９】１７は逆起電圧検出回路であり、直流電動
機４に発生する逆起電圧を検出するものであり、ここで
は３相の出力の内１相から検出するののである。
機４に発生する逆起電圧を検出するものであり、ここで
は３相の出力の内１相から検出するののである。
【００４０】逆起電圧検出回路１７について更に詳細な
説明を図４を用いて行う。図４は逆起電圧検出回路１７
の詳細回路である。
説明を図４を用いて行う。図４は逆起電圧検出回路１７
の詳細回路である。
【００４１】図４において、１７ａはＯＲゲートであ
り、Ｕ相（上）転流信号ＳｕとＵ相（下）転流信号Ｓｘ
が負論理で入力されている。
り、Ｕ相（上）転流信号ＳｕとＵ相（下）転流信号Ｓｘ
が負論理で入力されている。
【００４２】１７ｂはＡＮＤゲートであり、ＯＲゲート
１７ａの出力とチョッピング信号Ｓｃｈが入力されてい
る。
１７ａの出力とチョッピング信号Ｓｃｈが入力されてい
る。
【００４３】１７ｃはアナログスイッチでＵ相出力電圧
Ｖｕを入力とし、そのＯＮ／ＯＦＦの制御はＡＮＤゲー
ト１７ｂの出力で行われる。
Ｖｕを入力とし、そのＯＮ／ＯＦＦの制御はＡＮＤゲー
ト１７ｂの出力で行われる。
【００４４】１７ｄはサンプルホールド回路であり、ア
ナログスイッチ１７ｃの出力の保持を行う。このサンプ
ルホールド回路１７ｄの出力Ｓｏｕｔが逆起電圧検出回
路の出力として切り替え制限回路１６に出力される。
ナログスイッチ１７ｃの出力の保持を行う。このサンプ
ルホールド回路１７ｄの出力Ｓｏｕｔが逆起電圧検出回
路の出力として切り替え制限回路１６に出力される。
【００４５】次に、図２、図３、図４を用いて実施例の
動作について説明する。まず回転数指令回路７により指
令される回転数が低速回転である時の動作について説明
する。低速回転であるので整流部切り替え回路１３によ
り整流部１４は低い電圧に切り替えられている。つまり
リレー１４ｇはＯＦＦになっており整流回路は通常のブ
リッジ整流回路として動作している。つまり出力が約１
４０Ｖ（ＡＣ入力１００Ｖ）になっている。
動作について説明する。まず回転数指令回路７により指
令される回転数が低速回転である時の動作について説明
する。低速回転であるので整流部切り替え回路１３によ
り整流部１４は低い電圧に切り替えられている。つまり
リレー１４ｇはＯＦＦになっており整流回路は通常のブ
リッジ整流回路として動作している。つまり出力が約１
４０Ｖ（ＡＣ入力１００Ｖ）になっている。
【００４６】次に回転数指令回路７により指令される回
転数が高速回転になったときの動作について説明する。
高速回転は現在の電圧では不可能なため、整流部切り替
え回路１３によってリレー１４ｇをＯＮにする。この時
は整流回路は倍電圧整流回路として動作するため、出力
が約２８０Ｖになる。
転数が高速回転になったときの動作について説明する。
高速回転は現在の電圧では不可能なため、整流部切り替
え回路１３によってリレー１４ｇをＯＮにする。この時
は整流回路は倍電圧整流回路として動作するため、出力
が約２８０Ｖになる。
【００４７】この切り替えたときＰＷＭのデューティが
低速時のままであると一気に加速されるので過電流保護
（図示せず）がかかり、停止してしまう。これを防止す
るために、整流部１４を切り替えたと同時にデューティ
設定回路９では切り替え前の約１／２のデューティを発
生させる。この動作により切り替え前後で大きな加速を
行うのを防止する。
低速時のままであると一気に加速されるので過電流保護
（図示せず）がかかり、停止してしまう。これを防止す
るために、整流部１４を切り替えたと同時にデューティ
設定回路９では切り替え前の約１／２のデューティを発
生させる。この動作により切り替え前後で大きな加速を
行うのを防止する。
【００４８】次に回転数指令回路７により指令される回
転数が再び低速回転になったときについて説明する。低
速回転になったために整流部切り替え回路１３では整流
部１４を低い電圧側に切り替えようとする。ところが逆
起電圧検出回路１７で検出される電圧がまだ高いために
切り替え制限回路１６でその切り替えを行わないように
制限を加えている。
転数が再び低速回転になったときについて説明する。低
速回転になったために整流部切り替え回路１３では整流
部１４を低い電圧側に切り替えようとする。ところが逆
起電圧検出回路１７で検出される電圧がまだ高いために
切り替え制限回路１６でその切り替えを行わないように
制限を加えている。
【００４９】そのために回転数の制御によりデューティ
がどんどん小さくなり逆起電圧が徐々に減少していくこ
ととなる。そして逆起電圧が減少し、切り替え制限回路
１５に予め設定されている電圧に達したとき整流部の切
り替えを可能とする。
がどんどん小さくなり逆起電圧が徐々に減少していくこ
ととなる。そして逆起電圧が減少し、切り替え制限回路
１５に予め設定されている電圧に達したとき整流部の切
り替えを可能とする。
【００５０】またこのときも先ほどと同様、大きな減速
を防止するために整流部１４を切り替えると同時にデュ
ーティ設定回路９では切り替え前の約２倍のデューティ
を発生させ、切り替え前後で大きな減速を行うのを防止
する。
を防止するために整流部１４を切り替えると同時にデュ
ーティ設定回路９では切り替え前の約２倍のデューティ
を発生させ、切り替え前後で大きな減速を行うのを防止
する。
【００５１】つぎに逆起電圧検出回路１７の更に詳細な
動作について図４、図５を用いて説明する。
動作について図４、図５を用いて説明する。
【００５２】図５は逆起電圧検出回路１７の各入出力信
号の一例を示すタイミングチャートである。
号の一例を示すタイミングチャートである。
【００５３】Ｕ相（上）転流信号Ｓｕ、Ｕ相（下）転流
信号Ｓｘ、チョッピング信号Ｓｃｈの各信号によりＵ相
出力電圧Ｖｕは図５に示す様な波形となる。この波形に
おいて太線で表示している部分が直流電動機４の逆起電
圧である。
信号Ｓｘ、チョッピング信号Ｓｃｈの各信号によりＵ相
出力電圧Ｖｕは図５に示す様な波形となる。この波形に
おいて太線で表示している部分が直流電動機４の逆起電
圧である。
【００５４】従って、ＯＲゲート１７ａ、ＡＮＤゲート
１７ｂの論理により、Ｕ相（上）転流信号ＳｕとＵ相
（下）転流信号Ｓｘとが共にＬｏｗ（ＯＦＦ）で、かつ
チョッピング信号ＳｃｈがＨｉｇｈ（ＯＮ）の時に、ア
ナログスイッチ１７ｃはＯＮになり、Ｕ相出力電圧Ｖｕ
がサンプルホールド回路１７ｄに送られ、その信号が保
持される。
１７ｂの論理により、Ｕ相（上）転流信号ＳｕとＵ相
（下）転流信号Ｓｘとが共にＬｏｗ（ＯＦＦ）で、かつ
チョッピング信号ＳｃｈがＨｉｇｈ（ＯＮ）の時に、ア
ナログスイッチ１７ｃはＯＮになり、Ｕ相出力電圧Ｖｕ
がサンプルホールド回路１７ｄに送られ、その信号が保
持される。
【００５５】その結果、出力信号Ｓｏｕｔは図５に示す
ように出力波形の内、直流電動機４の逆起電圧の成分の
みが検出できる。
ように出力波形の内、直流電動機４の逆起電圧の成分の
みが検出できる。
【００５６】以上のように本実施例によれば、切り替え
制限回路１６と逆起電圧検出回路１７とを設け、直流電
動機４の逆起電圧が予め設定された電圧より高い電圧で
あるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧を低
い電圧に切り替えるのを防止することができるので、特
に高速回転側から低速回転側に切り替えるとき、現在の
逆起電圧が所定の電圧以下でないと切り替えられないよ
うにするため、直流電動機４の逆起電圧が次に切り替え
られる電源電圧より十分に低いときに切り替えるので、
逆起電圧＜電源電圧となり、電流が逆流する事はなく、
ダイオード３ｇ〜３ｌにダメージを与えることがなくな
り、回路の信頼性が著しく向上することになる。
制限回路１６と逆起電圧検出回路１７とを設け、直流電
動機４の逆起電圧が予め設定された電圧より高い電圧で
あるとき、整流部切り替え回路１３により高い電圧を低
い電圧に切り替えるのを防止することができるので、特
に高速回転側から低速回転側に切り替えるとき、現在の
逆起電圧が所定の電圧以下でないと切り替えられないよ
うにするため、直流電動機４の逆起電圧が次に切り替え
られる電源電圧より十分に低いときに切り替えるので、
逆起電圧＜電源電圧となり、電流が逆流する事はなく、
ダイオード３ｇ〜３ｌにダメージを与えることがなくな
り、回路の信頼性が著しく向上することになる。
【００５７】また、転流信号・チョッピング信号の条件
によりＯＮ／ＯＦＦするアナログスイッチ１７ｃと電圧
を保持するサンプルホールド回路１７ｄとを設けること
により、出力電圧のうち直流電動機４の逆起電圧成分の
みを確実に抽出できるので、出力電圧の影響などによる
誤動作はなくなる。
によりＯＮ／ＯＦＦするアナログスイッチ１７ｃと電圧
を保持するサンプルホールド回路１７ｄとを設けること
により、出力電圧のうち直流電動機４の逆起電圧成分の
みを確実に抽出できるので、出力電圧の影響などによる
誤動作はなくなる。
【００５８】なお、本実施例では整流部は共用化した直
流電源回路としたが、２種類の直流電圧変換を持つもの
やリニアに変換可能なもの（例えばチョッパなど）でも
よい。 さらに直流電圧変換の数を増やしてもよいこと
は言うまでもない。
流電源回路としたが、２種類の直流電圧変換を持つもの
やリニアに変換可能なもの（例えばチョッパなど）でも
よい。 さらに直流電圧変換の数を増やしてもよいこと
は言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】以上のように本発明は、整流部の出力電
圧を複数の直流電圧に変換する整流部切り替え回路を設
けることにより、インバータ回路に複数の電源供給を行
えるので、低回転数時には電圧を低下させ、チョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
圧を複数の直流電圧に変換する整流部切り替え回路を設
けることにより、インバータ回路に複数の電源供給を行
えるので、低回転数時には電圧を低下させ、チョピング
デューティのオンの比を大きくできるため、低回転数時
の効率低下を抑えることができる。
【００６０】また、回転数検出回路の出力が予め設定さ
れた回転数より高い回転数であるとき、整流部切り替え
回路により高い電圧を低い電圧に切り替えるのを防止す
る切り替え制限回路を設けることにより、特に高速回転
側から低速回転側に切り替えるとき、現在の回転数が所
定の回転数以下でないと切り替えられないようにするた
め、直流電動機の逆起電圧が次に切り替えられる電源電
圧より十分に低いときに切り替えるので、逆起電圧＜電
源電圧となり、電流が逆流する事はなく、回路部品にダ
メージを与えることがなくなり、回路の信頼性が著しく
向上することになる。
れた回転数より高い回転数であるとき、整流部切り替え
回路により高い電圧を低い電圧に切り替えるのを防止す
る切り替え制限回路を設けることにより、特に高速回転
側から低速回転側に切り替えるとき、現在の回転数が所
定の回転数以下でないと切り替えられないようにするた
め、直流電動機の逆起電圧が次に切り替えられる電源電
圧より十分に低いときに切り替えるので、逆起電圧＜電
源電圧となり、電流が逆流する事はなく、回路部品にダ
メージを与えることがなくなり、回路の信頼性が著しく
向上することになる。
【００６１】また、切り替え制限回路と逆起電圧検出回
路とを設けることにより、直流電動機の逆起電圧が予め
設定された電圧より高い電圧であるとき、整流部切り替
え回路により高い電圧を低い電圧に切り替えるのを防止
することができるので、特に高速回転側から低速回転側
に切り替えるとき、現在の逆起電圧が所定の電圧以下で
ないと切り替えられないようにするため、直流電動機の
逆起電圧が次に切り替えられる電源電圧より十分に低い
ときに切り替えるので、逆起電圧＜電源電圧となり、電
流が逆流する事はなく、回路部品にダメージを与えるこ
とがなくなり、回路の信頼性が著しく向上することにな
る。
路とを設けることにより、直流電動機の逆起電圧が予め
設定された電圧より高い電圧であるとき、整流部切り替
え回路により高い電圧を低い電圧に切り替えるのを防止
することができるので、特に高速回転側から低速回転側
に切り替えるとき、現在の逆起電圧が所定の電圧以下で
ないと切り替えられないようにするため、直流電動機の
逆起電圧が次に切り替えられる電源電圧より十分に低い
ときに切り替えるので、逆起電圧＜電源電圧となり、電
流が逆流する事はなく、回路部品にダメージを与えるこ
とがなくなり、回路の信頼性が著しく向上することにな
る。
【００６２】また、転流信号・チョッピング信号の条件
によりＯＮ／ＯＦＦするアナログスイッチ１７ｃと電圧
を保持するサンプルホールド回路１７ｄとを設けること
により、出力電圧のうち直流電動機４の逆起電圧成分の
みを確実に抽出できるので、出力電圧の影響などによる
誤動作はなくなる。
によりＯＮ／ＯＦＦするアナログスイッチ１７ｃと電圧
を保持するサンプルホールド回路１７ｄとを設けること
により、出力電圧のうち直流電動機４の逆起電圧成分の
みを確実に抽出できるので、出力電圧の影響などによる
誤動作はなくなる。
【図１】本発明の一実施例における直流電動機の運転制
御装置のブロック図
御装置のブロック図
【図２】実施例の整流部１４の詳細回路図
【図３】本発明の第２の実施例における直流電動機の運
転制御装置のブロック図
転制御装置のブロック図
【図４】実施例の逆起電圧検出回路１７の詳細回路図
【図５】実施例の逆起電圧検出回路の動作の一例を示す
タイミングチャート
タイミングチャート
【図６】従来の直流電動機の運転制御装置のブロック図
３ インバータ回路 ４ 直流電動機 ６ 転流回路 １０ チョッピング信号発生回路 １１ 合成回路 １２ ドライブ回路 １３ 整流部切り替え回路 １４ 整流部 １５ 切り替え制限回路
Claims (3)
- 【請求項１】 交流入力電圧を複数の直流電圧に変換す
る整流部と、複数個の半導体スイッチ及びダイオードを
ブリッジ結線したインバータ回路と、前記インバータ回
路により動作する直流電動機と、前記直流電動機の回転
子の位置を検出する位置検出回路と、前記位置検出回路
の出力を元に前記インバータ回路の半導体スイッチの動
作を決定する転流回路と、前記直流電動機の回転数を可
変にするチョッピングを行うための信号を発生するチョ
ッピング信号発生回路と、前記転流回路の出力と前記チ
ョッピング信号発生回路の出力とを合成する合成回路
と、前記合成回路の出力により前記インバータ回路の半
導体スイッチをオン／オフさせるドライブ回路と、前記
電動機の回転数が低回転数のときには前記整流部の低い
直流電圧変換を選択し、前記直流電動機の回転数が高回
転数のときには前記整流部の高い直流電圧変換を選択す
る整流部切り替え回路と、前記整流部切り換え回路が高
い直流電圧を選択しているとき前記直流電動機の回転数
が一定回転数以上の時切り替えを禁止する切り替え制限
回路を備えた直流電動機の運転制御装置。 - 【請求項２】 交流入力電圧を複数の直流電圧に変換す
る整流部と、複数個の半導体スイッチ及びダイオードを
ブリッジ結線したインバータ回路と、前記インバータ回
路により動作する直流電動機と、前記直流電動機の回転
子の位置を検出する位置検出回路と、前記位置検出回路
の出力を元に前記インバータ回路の半導体スイッチの動
作を決定する転流回路と、前記直流電動機の回転数を可
変にするチョッピングを行うための信号を発生するチョ
ッピング信号発生回路と、前記転流回路の出力と前記チ
ョッピング信号発生回路の出力とを合成する合成回路
と、前記合成回路の出力により前記インバータ回路の半
導体スイッチをオン／オフさせるドライブ回路と、前記
電動機の回転数が低回転数のときには前記整流部の低い
直流電圧変換を選択し、前記直流電動機の回転数が高回
転数のときには前記整流部の高い直流電圧変換を選択す
る整流部切り替え回路と、前記直流電動機から発生する
逆起電圧を検出する逆起電圧検出回路と、前記整流部切
り換え回路が高い直流電圧を選択しているとき前記逆起
電圧検出回路の出力電圧が一定電圧以上の時切り替えを
禁止する切り替え制限回路を備えた直流電動機の運転制
御装置。 - 【請求項３】 逆起電圧検出回路が前記転流回路の出力
と前記チョッピング信号発生回路の出力との論理合成に
より出力電圧をオン／オフするアナログスイッチと、前
記アナログスイッチの出力を保持するサンプルホールド
回路からなる請求項２に記載の直流電動機の運転制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16453092A JP3159524B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 直流電動機の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16453092A JP3159524B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 直流電動機の運転制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000266836A Division JP3386786B2 (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 直流電動機の運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614581A true JPH0614581A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3159524B2 JP3159524B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=15794922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16453092A Expired - Lifetime JP3159524B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 直流電動機の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159524B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002112588A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Matsushita Refrig Co Ltd | 冷凍システムの制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3279644B2 (ja) | 1992-06-24 | 2002-04-30 | 松下冷機株式会社 | 直流電動機の運転制御装置 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP16453092A patent/JP3159524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002112588A (ja) * | 2000-10-02 | 2002-04-12 | Matsushita Refrig Co Ltd | 冷凍システムの制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3159524B2 (ja) | 2001-04-23 |
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