JP2001103788A - 電動機制御回路 - Google Patents
電動機制御回路Info
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Abstract
機制御回路を提供する。 【解決手段】 負荷制限部16が第1過電流を検出した
際に、位相制御ユニット32がモータMへの通電を制限
する。これに加えて、電流制限回路40が第1の過電流
よりも低い第2の過電流を検出し、第2の過電流が所定
時間継続した際に、位相制御ユニット32がモータMへ
の通電を制限する。このため、瞬時的に大きな電流がモ
ータに流れた際のみでなく、定格を越える電流が流れ続
けた際にも、通電を制限しモータの保護を計る。
Description
タを制御する電動機制御回路に関するものである。
させるための制御回路を備えるものがある。係る電動工
具においては、過電流を検出した際に、モータへの通電
を制限し、モータの保護を計る保護機能を一般的に備え
ている。
護機能の働く直前で電動工具が連続的に用いられ、モー
タへ過負荷を加え寿命を短くすることがあった。例え
ば、携帯用電機グラインダーにダイヤモンドホイールを
取り付け、コンクリートに溝を形成する際に、モータの
負荷は、グラインダーをコンクリートへ押し着ける力に
比例する。ここで、作業者は、過電流となりモータへの
通電が制限されることを繰り返す内に、過電流が検出さ
れる力加減を学習し、当該過電流となる直前の力加減で
グラインダーを連続動作させることがある。ここで、過
電流の検出値は、モータ定格の1.5〜2倍に設定され
ているため、過電流検出の直前値は、定格を大きく越え
る電流値であり、モータを連続作動させると、過剰な熱
が発生して捲き線の絶縁低下等の原因となる。
なされたものであり、その目的とするところは、電動機
のモータの保護を適切に計り得る電動機制御回路を提供
することにある。
達成するため、電動機用のモータを制御する電動機制御
回路において、前記モータの第1の過電流を検出する第
1過電流検出装置と、前記第1の過電流よりも低い第2
の過電流を検出する第2過電流検出装置と、前記第2過
電流検出装置の出力を時間積分する積分回路と、前記積
分回路の出力が所定値を上回った際に出力を発する出力
装置と、前記第1過電流検出装置からの出力、前記出力
装置からの出力によりモータへの通電を制限する電力制
限装置と、を備えることを技術的特徴とする。
流検出装置がモータの第1の過電流を検出した際に、電
力制限装置がモータへの通電を制限する。これに加え
て、第2過電流検出装置が第1の過電流よりも低い第2
の過電流を検出し、積分回路が、第2過電流検出装置の
出力を時間積分し、出力装置が、積分回路の出力が所定
値を上回った際に、即ち、第2の過電流が所定時間継続
した際に出力を発する。これに応じて、電力制限装置
が、モータへの通電を制限する。請求項1の電動機制御
回路では、第1の過電流よりも低い第2の過電流が継続
する際に、モータへの通電を制限するため、瞬時的に大
きな電流がモータに流れた際のみでなく、定格を越える
相対的に大きな電流が流れ続けた際にも、通電を制限す
ることでモータの保護が計れる。
電動機制御回路において、モータ電流に対応する電位値
が所定値を越えた際に過電流を検出する第1過電流検出
装置と、前記第1の過電流よりも低い第2の過電流を検
出する第2過電流検出装置と、前記第2過電流検出装置
の出力を時間積分する積分回路と、前記積分回路の出力
が所定値を上回った際に、前記第1の過電流検出装置の
検出する電位値を高める出力装置と、前記第1過電流検
出装置からの出力によりモータへの通電を制限する電力
制限装置と、を備えることを技術的特徴とする。
2の過電流が継続する際に、モータへの通電を制限する
ため、瞬時的に大きな電流がモータに流れた際のみでな
く、定格を越える相対的に大きな電流が流れ続けた際に
も、通電を制限することでモータの保護が計れる。ま
た、出力装置が、積分回路の出力が所定値を上回った際
に、第1の過電流検出装置の検出する電位値を高めるよ
う構成されているため、回路構成を簡略化することがで
きる。
装置からの出力が発せられた際に、前記積分回路の積分
値を初期化する初期化装置を備えることを技術的特徴と
する。
置が、出力装置からの出力が発せられた際に、積分値を
初期化する。このため、一旦、定格を越える相対的に大
きな電流が流れ続け通電を制限した後に、再度、定格を
越える相対的に大きな電流が流れても直ちに通電を制限
させず、係る電流が再び流れ続けた際に、通電を制限す
る。従って、作業者は、一旦モータの出力が低下した
後、立て続けに出力が低下することがなくなり、作業を
快適に続けることができる。
3において、前記積分回路及び前記出力装置を複数台備
えることを技術的特徴とする。
及び出力装置を複数台備えるため、第2の過電流、第3
の過電流の値を設定し、これら過電流が任意に設定され
た時間流れた際に、通電の制限がなされる。このため、
作業効率を考慮しつつきめ細かくモータの保護を計るこ
とができる。
3において、携帯用電機グラインダーの速度を制御する
ことを技術的特徴とする。
ダーの速度を制御するため、過負荷(第1の過電流)の
直前で用いられても、第2の過電流が連続する際には、
モータを保護できる。
る電動機制御回路について図を参照して説明する。図1
は携帯用電機グラインダーに用いる第1実施形態に係る
電動機制御回路を示している。該電動機制御回路は、モ
ータ制御用IC10から成る。係るモータ制御用ICと
しては、例えば、TELEFUNKEN社のU211B
2を用いることができる。
ず)が取り付けられており、この磁石を磁気検出素子P
Cが検出し、磁気検出素子PCの出力が端子T8を介し
てモータ制御用IC10の周波数電圧変換部22へ入力
される。
にチャージされる電荷は、内部で増幅されて、制御増幅
器14の反転入力へ印加される。一方、制御増幅器14
の非反転入力には、基準電圧部28(端子T16)の電
位−8.9Vの分圧で設定された基準電位が印加されて
いる。これにより、制御増幅器14は、モータの回転数
に応じた電位と基準電位との差分を位相制御ユニット3
2へ印加する。
示す電源の正弦波Sを検出し、これに応じた三角波Dを
C2に発生させている。位相制御ユニット32は、図3
中の制御増幅器14のから出力電位Oと三角波Dとのク
ロス点を求め、パルス出力部36へタイミング信号を出
力する。該パルス出力部36は、トライアックTICの
ゲートへ出力を印加することで、図3中のハッチングで
示す電力がトライアックTICを介してモータMへ印加
される。例えば、モータの回転数に応じた電位が低く基
準電位との差が大きい際には、制御増幅器14のから出
力電位Oが高まり、より早い位相で、トライアックTI
Cがオンされ、大きな電圧がモータMへ印加され、反対
に、モータの回転数に応じた電位と基準電位との差が小
さい際には、制御増幅器14のから出力電位Oは、帰還
抵抗があるので、一定の値で安定し、モータに印加され
る電圧も安定するので、モータは一定数で回転する。
に、電流制限部18に指令を送る。該電流制限部18
は、この指令に応じて、制御増幅器14の出力レベルを
引き下げる。即ち、図3を参照して上述したように、制
御増幅器14のから出力電位Oを下げ、より遅い位相で
トライアックTICをオンさせる。
詳細に説明する。負荷制限部16は、シャント抵抗RS
の電圧を端子T14を介して入力し、入力した電圧に比
例する電流を端子T15を介して抵抗R9へ印加する。
抵抗R9に並列に接続されているコンデンサC9は、抵
抗R9の電位の変化に時定数を与えるためのものであ
る。負荷制限部16は、抵抗R9に発生する電圧を監視
する。ここで、負荷制限部16は、モータMに第1の過
電流が流れ、抵抗R9の電位が上昇すると、電流制限部
18に指令を与え、モータMへの通電を制限する。
9の電位上昇に基づき、モータMに第1の過電流(例え
ば定格電流の1.8倍)が瞬時的に流れた際に、モータ
Mへの通電を制限する。更に、負荷制限部16には、モ
ータ制御用IC10の外部に配設された電流制限回路4
0が接続され、該電流制限回路40にて上記第1の過電
流よりも低い過電流(例えば定格電流の1.5倍)が例
えば3秒程度継続して流れたことが検出された際に、モ
ータMへの通電を制限する。
示す。演算増幅器OP1の反転入力には、可変抵抗VR
1にて設定された基準電圧が印加されている。一方、演
算増幅器OP1の非反転入力には、図1を参照して上述
したモータMの負荷電流に比例する抵抗R9(端子T1
5)の電位が印加されている。ここで、可変抵抗VR1
は、上述した第1の過電流よりも低い第2の過電流が流
れた際に該演算増幅器OP1の出力をハイにさせるよう
に設定されている。ここで、演算増幅器OP1がハイに
なると、このハイレベルの信号が、可変抵抗VR2、コ
ンデンサC1及び演算増幅器OP2から成る積分回路4
2へ印加される。ここで、コンデンサC1に並列に接続
されている抵抗R1は、積分回路42の出力を飽和させ
るためのものである。
演算増幅器OP1がハイが例えば3秒継続した際、或い
は、断続的にハイ状態が4〜6秒続いた際に、OP2の
出力がOP3の反転端子電圧より低くなるので、演算増
幅器OP2のロウにより、演算増幅器OP3の出力がロ
ウとなり、トランジスタTR1がオン状態となって、ト
ランジスタのエミッタ側に接続されたモータ制御用IC
10の端子T2の電位(0V)が、上記端子T15へ印
加される。これに応じて、上述したように負荷制限部1
6は、モータMへの通電を制限する。
ると、このロウレベルが、抵抗R2及びコンデンサC3
からなる時定回路を介して、演算増幅器OP4の反転入
力へ印加され、演算増幅器OP4の出力をハイにする。
該演算増幅器OP4のハイにより、ホトカプラHCがオ
ンとなり、上記積分回路42のコンデンサC1と並列に
接続されたダイオードD1を介して、当該コンデンサC
1に充電された電荷を短絡させ、積分回路42を初期化
する。
相対的に大きな電流が流れ続け該電流制限回路40によ
り通電を制限した後に、再度、第2の過電流が流れて
も、直ちに通電を制限させず、係る電流が再び流れ続け
た際に、通電を制限する。従って、作業者にとって、一
旦モータの出力が低下した後、立て続けに出力が低下す
ることがなくなり、作業を快適に続けることができる。
の保護について、図4を参照して更に詳細に説明する。
図4(A)は、既存のモータ制御回路における、負荷電
流が所定値(第1過電流)を越えた際にのみ保護を働か
せる場合を示している。ここで、モータMの負荷電流
が、電流リミッタ設定値(第1過電流)を越える際に、
電流を絞りモータの保護を計る。しかしながら、グライ
ンダー等においては、作業者は、過電流となりモータへ
の通電が制限されることを繰り返す内に、過電流が検出
される力加減を学習し、当該過電流となる直前の負荷状
態で連続動作させることがある。ここで、過電流検出の
直前値は、定格を大きく越える電流値であり、連続使用
されると過剰な熱が発生して捲き線の絶縁低下等の原因
となっていた。
回路によるモータの保護を示している。ここで、電流リ
ミッタ1(第1過電流)以下の負荷電流であっても、電
流リミッタ2(第2過電流)を越える負荷電流が例えば
3秒継続する際には、負荷電流を制限する。これによ
り、グラインダーのモータを適正に保護することができ
る。
電動機制御回路においては、リミッタの動作直前での連
続使用によるモータ劣化をさけるため、上述した電流リ
ミッタの設定値を低く設定(例えば、定格の1.6倍)
せざるを得なかった。これに対して、第1実施形態の電
動機制御回路では、リミッタの動作直前で連続使用され
た際にもモータの保護を適切に計れるので、電流リミッ
タ1の設定値を高く設定(例えば定格の1.8倍)する
ことが可能となった。これにより、瞬時的にモータに高
出力を発生させることができ、作業能率を高めることが
可能となる。
動機制御回路について、図5を参照して説明する。この
第2実施形態の電動機制御回路は、電流制限回路の構成
を除き、第1実施形態と同様であるため、電流制限回路
の構成についてのみ図5を参照して説明する。
は、上述した第1実施形態と同様の第1電流制限回路4
0A及び第2電動機制御回路40Bが一対組み合わされ
てなる。ここで、第1電動機制御回路40Aでは、演算
増幅器OP1が上述した第1実施形態と同様の第2過電
流を検出し、積分回路42により、演算増幅器OP1の
出力が例えば3秒間続く際に、電流制限回路40側に出
力を送り、モータMへの通電を制限する。一方、第2電
動機制御回路40Bでは、演算増幅器OP1が上述した
第2過電流よりも低い第3過電流を検出し、積分回路4
2により、演算増幅器OP1の出力が例えば6秒間続く
際に、電流制限回路40側に出力を送り、モータMへの
通電を制限する。
第2の過電流が例えば3秒継続する際、又は、該第2過
電流よりも低い第3の過電流が例えば6秒間流れた際
に、通電を制限するよう構成されているため、よりきめ
細かくモータの保護を計ることができる。
40A及び第2電動機制御回路40Bで、それぞれのホ
トカプラーHCが、それぞれの積分回路42を初期化し
た。この代わりに、それぞれのホトカプラーHCが、両
方の積分回路42を初期化するようにも構成できる。こ
れにより、第1電流制限回路40Aが動作した際に、当
該第1電流制限回路40Aのみならず、第2電流制限回
路40Bの積分回路を初期化し、同様に、第2電流制限
回路40Bが動作した際に、当該第2電流制限回路40
B及び第1電流制限回路40Aの積分回路を初期化させ
れる。また、第2実施形態では、電流制限回路40を2
組設けたが、これを3組以上用いることも可能であり、
この際に、第1過電流が瞬時的に流れた際の保護を廃止
することもできる。なお、上述した実施形態では、アナ
ログ回路を用いてモータの保護を図ったが、デジタル回
路を用いて保護回路を形成することも勿論可能である。
過電流よりも低い第2の過電流が継続する際に、モータ
への通電を制限するため、瞬時的に大きな電流がモータ
に流れた際のみでなく、定格を越える相対的に大きな電
流が流れ続けた際にも、通電を制限することでモータの
保護が計れる。
回路図である。
制限のグラフであり、図4(B)は、第1実施形態に係
る電流制限回路による通電制限のグラフである。
回路の回路図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 電動機用のモータを制御する電動機制御
回路において、 前記モータの第1の過電流を検出する第1過電流検出装
置と、 前記第1の過電流よりも低い第2の過電流を検出する第
2過電流検出装置と、 前記第2過電流検出装置の出力を時間積分する積分回路
と、 前記積分回路の出力が所定値を上回った際に出力を発す
る出力装置と、 前記第1過電流検出装置からの出力、前記出力装置から
の出力によりモータへの通電を制限する電力制限装置
と、を備えることを特徴とする電動機制御回路。 - 【請求項2】 電動機用のモータを制御する電動機制御
回路において、 モータ電流に対応する電位値が所定値を越えた際に過電
流を検出する第1過電流検出装置と、 前記第1の過電流よりも低い第2の過電流を検出する第
2過電流検出装置と、 前記第2過電流検出装置の出力を時間積分する積分回路
と、 前記積分回路の出力が所定値を上回った際に、前記第1
の過電流検出装置の検出する電位値を高める出力装置
と、 前記第1過電流検出装置からの出力によりモータへの通
電を制限する電力制限装置と、を備えることを特徴とす
る電動機制御回路。 - 【請求項3】 前記出力装置からの出力が発せられた際
に、前記積分回路の積分値を初期化する初期化装置を備
えることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動機制
御回路。 - 【請求項4】 前記積分回路及び前記出力装置を複数台
備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記
載の電動機制御回路。 - 【請求項5】 携帯用電機グラインダーの速度を制御す
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の
電動機制御回路
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JP27558799A JP3502937B2 (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | 電動機制御回路 |
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1999
- 1999-09-29 JP JP27558799A patent/JP3502937B2/ja not_active Expired - Fee Related
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