JPH0744871B2 - 無整流子直流電動機の制御装置 - Google Patents
無整流子直流電動機の制御装置Info
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- JPH0744871B2 JPH0744871B2 JP60056860A JP5686085A JPH0744871B2 JP H0744871 B2 JPH0744871 B2 JP H0744871B2 JP 60056860 A JP60056860 A JP 60056860A JP 5686085 A JP5686085 A JP 5686085A JP H0744871 B2 JPH0744871 B2 JP H0744871B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 24
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/24—Arrangements for stopping
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電機子巻線に誘起される逆起電圧によって磁石
回転子を回転させる無整流子直流電動機の制御装置に関
するものである。
回転子を回転させる無整流子直流電動機の制御装置に関
するものである。
従来の技術 近年、無整流子直流電動機は高効率であることと、回転
数が印加電圧を変えるだけで容易に可変できるというこ
とから様々な方面で使用されている。しかし一般的には
無整流子直流電動機を半導体スイッチング素子の動作タ
イミングと時間とを制御して動作させるために、ホール
素子等の位置検出用センサが必要であった。ところが電
動圧縮機のように高温，高圧，オイル等非常に使用環境
の悪いところで、無整流子直流電動機を用いたい場合、
位置検出用センサの信頼性に問題があった。そこで近
年、電機子巻線の逆起電圧から磁石回転子の相対的な位
置を検出し、その信号により半導体スイッチング素子を
制御させる方法が種々提案されている。
数が印加電圧を変えるだけで容易に可変できるというこ
とから様々な方面で使用されている。しかし一般的には
無整流子直流電動機を半導体スイッチング素子の動作タ
イミングと時間とを制御して動作させるために、ホール
素子等の位置検出用センサが必要であった。ところが電
動圧縮機のように高温，高圧，オイル等非常に使用環境
の悪いところで、無整流子直流電動機を用いたい場合、
位置検出用センサの信頼性に問題があった。そこで近
年、電機子巻線の逆起電圧から磁石回転子の相対的な位
置を検出し、その信号により半導体スイッチング素子を
制御させる方法が種々提案されている。
以下図面を参照しながら上述した従来の無整流子直流電
動機の制御装置の一例について説明する。
動機の制御装置の一例について説明する。
第３図は従来の無整流子直流電動機の制御装置を示すも
のである。１は直流電源、２は６個の半導体スイッチン
グ素子S1〜S6を３相ブリッジ接続して形成した半導体コ
ミュテータ装置である。３は電機子巻線４と磁石回転子
５とを有した無整流子直流電動機である。６は電機子巻
線４の巻線電圧VA〜VCを入力とした逆起電圧検出回路、
７は逆起電圧検出回路６の出力を入力し、半導体コミュ
テータ装置２の半導体スイッチング素子S1〜S6を駆動す
る駆動回路である。８は直流電源１の一端と半導体コミ
ュテータの入力の一端との間に挿入された抵抗器、９は
抵抗器８の両端に生じた電圧により電流を検出する電流
検出回路である。10は始動時に駆動回路７を動作させる
始動回路である。
のである。１は直流電源、２は６個の半導体スイッチン
グ素子S1〜S6を３相ブリッジ接続して形成した半導体コ
ミュテータ装置である。３は電機子巻線４と磁石回転子
５とを有した無整流子直流電動機である。６は電機子巻
線４の巻線電圧VA〜VCを入力とした逆起電圧検出回路、
７は逆起電圧検出回路６の出力を入力し、半導体コミュ
テータ装置２の半導体スイッチング素子S1〜S6を駆動す
る駆動回路である。８は直流電源１の一端と半導体コミ
ュテータの入力の一端との間に挿入された抵抗器、９は
抵抗器８の両端に生じた電圧により電流を検出する電流
検出回路である。10は始動時に駆動回路７を動作させる
始動回路である。
以上のように構成された無整流子直流電動機の制御装置
について、以下その動作について説明する。
について、以下その動作について説明する。
まずモータ停止時には電機子巻線４には逆起電圧が発生
しないため、逆起電圧検出回路６での磁石回転子５の相
対位置を検出できないので、始動回路10によって、駆動
回路７を動作させ、半導体コミュテータ装置２の半導体
スイッチング素子S1〜S6を制御し、電機子巻線４を励磁
する。この励磁を順次切り替えることにより電機子内部
には回転磁界が生じる。この回転磁界に同期して磁石回
転子５が回転する。回転磁界の周波数を順次上げる事に
より磁石回転子５の回転数を上げることができる。磁石
回転子５の回転数が上がりモータの回転に伴って電機子
巻線の逆起電圧が発生し逆起電圧検出回路６による磁石
回転子５の相対位置の検出ができるようになると次は逆
起電圧検出回路６により駆動回路７を制御する。逆起電
圧検出回路６は電機子巻線４の巻線電圧VA〜VCより逆起
電圧の成分のみを取り磁石回転子５の相対位置を検出す
るので、ホール素子等の位置検出用センサを用いたのと
同様に安定した運転が得られる。また抵抗器８の両端に
発生する電圧がある一定値を越える（つまり過電流が流
れる）と電流検出回路９が信号を出し、駆動回路の動作
を停止させ、磁石回転子５を停止させる。この無整流子
直流電動機が外的要因等によってロックした場合、電流
検出回路９の動作により磁石回転子５を停止させ、電機
子巻線４及び半導体スイッチング素子S1〜S6を保護して
いた。
しないため、逆起電圧検出回路６での磁石回転子５の相
対位置を検出できないので、始動回路10によって、駆動
回路７を動作させ、半導体コミュテータ装置２の半導体
スイッチング素子S1〜S6を制御し、電機子巻線４を励磁
する。この励磁を順次切り替えることにより電機子内部
には回転磁界が生じる。この回転磁界に同期して磁石回
転子５が回転する。回転磁界の周波数を順次上げる事に
より磁石回転子５の回転数を上げることができる。磁石
回転子５の回転数が上がりモータの回転に伴って電機子
巻線の逆起電圧が発生し逆起電圧検出回路６による磁石
回転子５の相対位置の検出ができるようになると次は逆
起電圧検出回路６により駆動回路７を制御する。逆起電
圧検出回路６は電機子巻線４の巻線電圧VA〜VCより逆起
電圧の成分のみを取り磁石回転子５の相対位置を検出す
るので、ホール素子等の位置検出用センサを用いたのと
同様に安定した運転が得られる。また抵抗器８の両端に
発生する電圧がある一定値を越える（つまり過電流が流
れる）と電流検出回路９が信号を出し、駆動回路の動作
を停止させ、磁石回転子５を停止させる。この無整流子
直流電動機が外的要因等によってロックした場合、電流
検出回路９の動作により磁石回転子５を停止させ、電機
子巻線４及び半導体スイッチング素子S1〜S6を保護して
いた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では以下のような問題点
があった。位置検出を逆起電圧で行なう場合、ロックす
ると電機子巻線４に発生する逆起電圧0Vとなるので逆起
電圧検出回路６と駆動回路７と半導体コミュテータ装置
２との閉ループにおいて動作が行なわれ、電機子巻線４
のＬ成分により正帰還がかかり閉ループ内部で高い周波
数（100Wクラスの無整流子電動機で約500Hz以上）で発
振する。この発振時の電流は通常の位置検出センサを使
った場合、つまり直流で電機子巻線に流れる電流に比べ
て小さい。つまり電機子巻線４のＬ成分により電流が押
えられる。ここで無整流子電動機３の最大定格電流が小
さく、ロック時の電流の方が大きい場合は従来例のまま
でロック時の保護が可能である。しかしながらモータの
容量によっては第４図に示すように電動機動作中の電流
I1の方が電動機ロック時の電流I2より大きくなってしま
う。このような場合従来の方法ではロック時の保護がで
きなかった。そのためロック状態から解除されずに、最
悪の場合モータ巻線及び半導体スイッチング素子が破壊
するという問題点を有していた。
があった。位置検出を逆起電圧で行なう場合、ロックす
ると電機子巻線４に発生する逆起電圧0Vとなるので逆起
電圧検出回路６と駆動回路７と半導体コミュテータ装置
２との閉ループにおいて動作が行なわれ、電機子巻線４
のＬ成分により正帰還がかかり閉ループ内部で高い周波
数（100Wクラスの無整流子電動機で約500Hz以上）で発
振する。この発振時の電流は通常の位置検出センサを使
った場合、つまり直流で電機子巻線に流れる電流に比べ
て小さい。つまり電機子巻線４のＬ成分により電流が押
えられる。ここで無整流子電動機３の最大定格電流が小
さく、ロック時の電流の方が大きい場合は従来例のまま
でロック時の保護が可能である。しかしながらモータの
容量によっては第４図に示すように電動機動作中の電流
I1の方が電動機ロック時の電流I2より大きくなってしま
う。このような場合従来の方法ではロック時の保護がで
きなかった。そのためロック状態から解除されずに、最
悪の場合モータ巻線及び半導体スイッチング素子が破壊
するという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、電動機動作中の電流の方が
電動機ロック時の電流よりも大きいような場合でも正確
にロック状態であることを検出でき、動作を停止させる
ことができる無整流子直流電動機の制御装置を提供する
ものである。
電動機ロック時の電流よりも大きいような場合でも正確
にロック状態であることを検出でき、動作を停止させる
ことができる無整流子直流電動機の制御装置を提供する
ものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の無整流子直流電動
機は電機子巻線に発生する逆起電圧により磁石回転子の
相対位置を検出する逆起電圧検出回路と、前記逆起電圧
検出回路の出力により前記半導体コミュテータ装置の半
導体スイッチング素子を駆動させる駆動回路と、前記逆
起電圧検出回路の出力の周波数を検出し検出した周波数
がある周波数よりも高くなった時前記駆動回路の動作を
停止させる周波数検出回路とを備えたものである。
機は電機子巻線に発生する逆起電圧により磁石回転子の
相対位置を検出する逆起電圧検出回路と、前記逆起電圧
検出回路の出力により前記半導体コミュテータ装置の半
導体スイッチング素子を駆動させる駆動回路と、前記逆
起電圧検出回路の出力の周波数を検出し検出した周波数
がある周波数よりも高くなった時前記駆動回路の動作を
停止させる周波数検出回路とを備えたものである。
作 用 本発明は上記構成によって、前記磁石回転子がロックさ
れた時前記電機子巻線の逆起電圧が発生しなくなり、前
記逆起電圧検出回路と前記駆動回路と前記半導体コミュ
テータ装置との閉ループ内で正帰還がかかり高い周波数
で発振することを利用し、前記逆起電圧検出回路の出力
の周波数がある周波数よりも高くなった時前記駆動回路
の動作を停止させることによりロック状態からの解除を
行ない電機子巻線及び半導体スイッチング素子の保護を
行なうものである。
れた時前記電機子巻線の逆起電圧が発生しなくなり、前
記逆起電圧検出回路と前記駆動回路と前記半導体コミュ
テータ装置との閉ループ内で正帰還がかかり高い周波数
で発振することを利用し、前記逆起電圧検出回路の出力
の周波数がある周波数よりも高くなった時前記駆動回路
の動作を停止させることによりロック状態からの解除を
行ない電機子巻線及び半導体スイッチング素子の保護を
行なうものである。
実 施 例 以下本発明の一実施例の無整流子直流電動機の制御装置
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例における無整流子直流電動機
の制御装置を示すものである。第１図において１〜10は
従来例と同一なので説明は省略する。11は逆起電圧検出
回路６の出力を入力とし駆動回路７を制御する周波数検
出回路である。
の制御装置を示すものである。第１図において１〜10は
従来例と同一なので説明は省略する。11は逆起電圧検出
回路６の出力を入力とし駆動回路７を制御する周波数検
出回路である。
以上のように構成された無整流子電動機の制御装置につ
いて以下第１図，第２図を用いてその動作を説明する。
いて以下第１図，第２図を用いてその動作を説明する。
まず、第１図において始動方法及び定常運転方法は従来
例と同一であるため省略する。第２図ａは周波数検出回
路11の入出力特性を示すものである。入力の周波数が
０よりも高い時は出力は“H"レベルであり、逆に周波数
が０よりも低い時は出力は“L"レベルである。またf1
は無整流子電動機が正常に動作している時の最大周波数
であり、２はロック時の逆起電圧検出回路６と駆動回
路７と半導体コミュテータ装置２との閉ループによる発
振周波数であり、０は１＜０＜２なるように設
定している。第２図b,cは第１図A,B点の波形の一例を示
すものである。時刻t1までは無整流子直流電動機３は定
常動作を行なっておりＡ点では周波数１の信号が発生
し、Ｂ点では第２図ａに従い“L"レベルの信号が出て、
駆動回路７を連続して動作させている。いま時刻t1に於
いて何らかの原因で無整流子直流電動機３がロックした
とする。この時電機子巻線４に逆起電圧が生じなくな
り、逆起電圧検出回路６と駆動回路７と半導体コミュテ
ータ装置２との閉ループによりＡ点の信号が第２図ｂに
示すように高い周波数２で発振する。このためＢ点で
は第２図ａに従い“H"レベルの信号が出て時刻t2にて駆
動回路７を停止させ全ての動作を停止させる。
例と同一であるため省略する。第２図ａは周波数検出回
路11の入出力特性を示すものである。入力の周波数が
０よりも高い時は出力は“H"レベルであり、逆に周波数
が０よりも低い時は出力は“L"レベルである。またf1
は無整流子電動機が正常に動作している時の最大周波数
であり、２はロック時の逆起電圧検出回路６と駆動回
路７と半導体コミュテータ装置２との閉ループによる発
振周波数であり、０は１＜０＜２なるように設
定している。第２図b,cは第１図A,B点の波形の一例を示
すものである。時刻t1までは無整流子直流電動機３は定
常動作を行なっておりＡ点では周波数１の信号が発生
し、Ｂ点では第２図ａに従い“L"レベルの信号が出て、
駆動回路７を連続して動作させている。いま時刻t1に於
いて何らかの原因で無整流子直流電動機３がロックした
とする。この時電機子巻線４に逆起電圧が生じなくな
り、逆起電圧検出回路６と駆動回路７と半導体コミュテ
ータ装置２との閉ループによりＡ点の信号が第２図ｂに
示すように高い周波数２で発振する。このためＢ点で
は第２図ａに従い“H"レベルの信号が出て時刻t2にて駆
動回路７を停止させ全ての動作を停止させる。
以上のように本実施例によれば、逆起電圧検出回路６の
出力の周波数を検出し検出した周波数がある周波数より
も高くなった時駆動回路７の動作を停止させる周波数検
出回路を設けることにより、電動機動作中の電流の方が
電動機ロック時の電流よりも大きな場合でも逆起電圧検
出回路６の出力の周波数が高い周波数である事を確認し
て動作を停止させるのでロック状態を解除できモータ巻
線及び半導体スイッチング素子を保護することができ
る。
出力の周波数を検出し検出した周波数がある周波数より
も高くなった時駆動回路７の動作を停止させる周波数検
出回路を設けることにより、電動機動作中の電流の方が
電動機ロック時の電流よりも大きな場合でも逆起電圧検
出回路６の出力の周波数が高い周波数である事を確認し
て動作を停止させるのでロック状態を解除できモータ巻
線及び半導体スイッチング素子を保護することができ
る。
発明の効果 以上のように本発明は電機子巻線に発生する逆起電圧に
より磁石回転子の相対位置を検出する逆起電圧検出回路
と、前記逆起電圧検出回路の出力により前記半導体スイ
ッチング素子を駆動させる駆動回路と、前記逆起電圧検
出回路の出力の周波数を検出し、検出した周波数がある
周波数よりも高くなった時前記駆動回路の動作を停止さ
せる周波数検出回路とを設けることにより、無整流子直
流電動機の動作中の電流の方がロック時の電流よりも大
きい場合でも、ロック時に前記逆起電圧検出回路と前記
駆動回路と前記半導体コミュテータ装置との閉ループに
て発生する高い周波数を検出し、ロック状態であること
を確実に検出し無整流子電動機を停止させることができ
る。
より磁石回転子の相対位置を検出する逆起電圧検出回路
と、前記逆起電圧検出回路の出力により前記半導体スイ
ッチング素子を駆動させる駆動回路と、前記逆起電圧検
出回路の出力の周波数を検出し、検出した周波数がある
周波数よりも高くなった時前記駆動回路の動作を停止さ
せる周波数検出回路とを設けることにより、無整流子直
流電動機の動作中の電流の方がロック時の電流よりも大
きい場合でも、ロック時に前記逆起電圧検出回路と前記
駆動回路と前記半導体コミュテータ装置との閉ループに
て発生する高い周波数を検出し、ロック状態であること
を確実に検出し無整流子電動機を停止させることができ
る。
第１図は本発明の実施例における無整流子直流電動機の
制御装置のブロック図、第２図は第１図の動作を説明す
るタイミングチャート、第３図は従来の無整流子直流電
動機の制御装置のブロック図、第４図は動作中及びロッ
ク時の電流の一例を示したタイミングチャートである。 １……直流電源、２……半導体コミュテータ装置、３…
…無整流子直流電動機、６……逆起電圧検出回路、７…
…駆動回路、11……周波数検出回路。
制御装置のブロック図、第２図は第１図の動作を説明す
るタイミングチャート、第３図は従来の無整流子直流電
動機の制御装置のブロック図、第４図は動作中及びロッ
ク時の電流の一例を示したタイミングチャートである。 １……直流電源、２……半導体コミュテータ装置、３…
…無整流子直流電動機、６……逆起電圧検出回路、７…
…駆動回路、11……周波数検出回路。
Claims (1)
- 【請求項１】中性点非接地結線された電機子巻線と、６
個の半導体スイッチング素子を３相ブリッジ接続して形
成した半導体コミュテータ装置と、磁石回転子と、前記
電機子巻線に発生する逆起電圧により前記磁石回転子の
相対位置を検出する逆起電圧検出回路と、前記逆起電圧
検出回路の出力により前記半導体コミュテータ装置の半
導体スイッチング素子を駆動させる駆動回路と、前記逆
起電圧検出回路の出力の周波数を検出し検出した周波数
が正常に動作している時の最大周波数より高く設定され
た周波数よりも高くなった時モータロック状態であると
判断し前記駆動回路の動作を停止させる周波数検出回路
とを備えたことを特徴とする無整流子直流電動機の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60056860A JPH0744871B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 無整流子直流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60056860A JPH0744871B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 無整流子直流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61218388A JPS61218388A (ja) | 1986-09-27 |
| JPH0744871B2 true JPH0744871B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13039165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60056860A Expired - Lifetime JPH0744871B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 無整流子直流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744871B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650957B2 (ja) * | 1987-02-19 | 1994-06-29 | 松下精工株式会社 | 無整流子電動機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5361034A (en) * | 1976-11-12 | 1978-06-01 | Hitachi Ltd | Air conditioner protective system |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP60056860A patent/JPH0744871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61218388A (ja) | 1986-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |