JP2007074791A

JP2007074791A - モータの駆動装置

Info

Publication number: JP2007074791A
Application number: JP2005257111A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Asai; 宏之浅井
Original assignee: Nidec Shibaura Corp
Current assignee: Nidec Shibaura Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-22

Abstract

【課題】モータに異常が生じ停止した場合にその異常状態を継続して報知することができるモータの駆動装置を提供する。
【解決手段】インバータ回路１４と、異常検知回路１８と、制御回路１６と、異常検知回路１８からのパルス状の検知信号が入力するとリセットされるまでＬＥＤ２８をホールド状態にするため、Ｄ型フリップフロップとＲＳ型フリップフロップを一体にしたホールド回路２０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータ等の駆動装置に関し、特に、異常検知がされたときに作動する装置に関するものである。

従来より、ブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）の過負荷状態を検知したり、過電流を検知してモータを停止させる駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなモータの駆動装置は、マイコンによる自動制御が行われており、モータに対する電源電圧や駆動電流を常に監視し、異常を検知すると同時に駆動信号を停止し、すぐに初期状態にリセットする制御プログラムが組み込まれている。
特開２００３−２２０５７６公報

しかしながら、上記のようなモータの駆動装置においては、異常を検知しモータが停止するとすぐにリセットされるため、異常状態を示している検知信号まで初期状態になる。例えばＬＥＤ等の報知システムを設けている場合でも、この検知信号が一瞬で消えてしまうため、後からどのような原因で停止したかの認識ができないという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、モータに異常が生じ停止した場合にその異常状態を継続して報知することができるモータの駆動装置を提供する。

請求項１に係る発明は、モータに駆動電流を供給するインバータ回路と、前記モータの異常状態を検知してパルス状の検知信号を出力する異常検知回路と、前記インバータ回路を制御すると共に、前記検知信号が入力すると前記モータの回転を停止、または、減速させる制御回路と、を有するモータの駆動装置において、前記検知信号が入力すると継続して異常状態を報知する異常検知信号ホールド手段と、前記異常検知信号ホールド手段における前記報知状態をリセットするリセット手段と、を有することを特徴とするモータの駆動装置である。

請求項２に係る発明は、前記異常検知信号ホールド手段は、Ｄ型フリップフロップ回路であり、前記Ｄ型フリップフロップ回路のクロックパルス入力端子に前記検知信号が入力し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続されていることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置である。

請求項３に係る発明は、前記リセット手段は、ＲＳ型フリップフロップ回路であり、前記ＲＳ型フリップフロップ回路の入力端子Ｒに選択スイッチを接続し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続され、前記選択スイッチにおける一方の選択端子に直流電源が接続され、他方の選択端子は接地されていることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置である。

請求項４に係る発明は、前記異常検知信号ホールド手段及びリセット手段は、Ｄ型とＲＳ型の一体型フリップフロップ回路であり、前記一体型フリップフロップ回路のクロックパルス入力端子に前記検知信号が入力し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続され、入力端子Ｒにリセット用選択スイッチが接続され、前記リセット用選択スイッチにおける一方の選択端子に直流電源が接続され、他方の選択端子は接地されていることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置である。

請求項５に係る発明は、前記電子素子がＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置である。

請求項６に係る発明は、前記モータがブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置である。

本発明のモータの駆動装置であると、異常検知信号ホールド手段に検知信号が入力すると継続して異常状態を報知し、作業者がその異常検知を認識すると、リセット手段を用いてリセットする。これにより、作業者がリセットを行うまで異常状態を報知することができ、作業者にとってそのモータに異常が発生したことを判断することができる。

以下、本発明の一実施形態のモータの駆動装置１０について、図１〜図３に基づいて説明する。

この駆動装置１０はブラシレスＤＣモータ（以下、単にモータという）１２の駆動装置であって、インバータ回路１４と、このインバータ回路１４を制御する制御回路１６と、モータ１２の回転異常を検知する異常検知回路１８と、異常検知信号ホールド回路（以下、単にホールド回路という）２０とから構成されている。

インバータ回路１４は、制御回路１６によってＰＷＭ制御を行うものであり、モータ１２の三相の固定子巻線に三相の駆動電流をそれぞれ出力する。このインバータ回路１４は、６個のＦＥＴからなるフルブリッジ回路によって構成している。

マイコンよりなる制御回路１６は、外部からの速度指令信号と、モータ１２に設けられた不図示の３個のホールＩＣからの回転信号に基づいてフィードバック制御を行い、速度指令信号に対応した回転速度になるようにインバータ回路１４にＰＷＭ信号を出力する。また、この制御回路１６は、異常検知回路１８からのパルス状の検知信号が入力すると、モータ１２の回転を停止させる。なお、この場合に減速させてもよい。

異常検知回路１８は、インバータ回路１４からモータ１２の三相の固定子巻線に供給される駆動電流を検出し、この駆動電流が閾値を超えた場合に、過負荷であると判断して、パルス状の検知信号を出力する。

ホールド回路２０は、Ｄ型フリップフロップ回路とＲＳ型フリップフロップ回路を一体にした一体型フリップフロップ回路より構成されている。このホールド回路２０のクロックパルス入力端子には、異常検知回路１８からのパルス状の検知信号が入力する。また、入力端子Ｄには、直流電圧Ｖｃｃが掛かっている。入力端子Ｓは、接地されている。また、入力端子Ｒには、２入力端子の選択スイッチ２２が接続され、この選択スイッチ２２の第１選択端子には、前記した直流電源Ｖｃｃが掛かり、第２選択端子２６は接地されている。

直流電源Ｖｃｃは、このホールド回路２０を駆動する駆動電源も兼ねている。さらに、出力端子Ｑには、抵抗Ｒを通して、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）２８が接続され、ＬＥＤ２８の出力側は接地されている。

（２）駆動装置１０の動作状態
通常の動作状態においては、制御回路に外部から入力する速度指令信号に基づいてインバータ回路１４をＰＷＭ制御しモータ１２を回転させている。そして、異常検知回路１８からは、検知信号が出力されておらず、Ｌ状態となっている。

この通常の動作状態では、図２の真理表に示すように、入力端子Ｄは電源がオンされているため、Ｈ状態となっている。また、前記したように検知信号は出力されていないためクロック入力端子もＬ状態となっている。そして、出力端子ＱもＬ状態となっている。そのため、ＬＥＤ２８は発光していない。

モータ１２に過負荷が掛かり駆動電流が閾値を超えた場合に異常検知回路１８は単一パルス状の検知信号を出力する。制御回路１６は検知信号が入力すると、インバータ回路１４の制御によってモータ１２の回転を停止させる。

ホールド回路２０のクロックパルス入力端子にも検知信号が入力する。すると、図２の真理表によると、入力端子ＤがＨ状態で、クロック入力端子にパルス状の検知信号が入力すると、出力端子ＱがＨ状態となりＬＥＤ２８が発光する。この状態は図３に示すようにリセットが行われるまでホールドされる。

これによって、作業者は駆動電流が閾値を超えモータ１２が停止したことをＬＥＤ２８の発光によって認識することができる。なお、この場合に選択スイッチ２２は、第２選択端子２６側に接続され、接地状態となっているためＬ状態となっている。ちなみに、入力端子Ｓは接続された状態であるためＬ状態となっている。

そして、作業者がモータ１２の異常を認識し、選択スイッチ２２を操作して第１選択端子２４側に接続する。すると、図２の真理表に示すようにＲがＨ状態となり、リセット状態となって、入力端子ＱはＬ状態となってＬＥＤ２８が消灯する。これによって、リセットされたこととなる。

以上のように本実施形態の駆動装置１０であると、作業者が選択スイッチ２２を用いてリセットするまで、異常検知のホールド状態が続きＬＥＤ２８が発光した状態となる。そのため、作業者は確実にモータ１２の異常状態を検知することができる。

（３）変更例
上記実施形態では、モータ１２が過電流になったときに異常であると判断したが、これに限らず、電源電圧を検出してモータ１２が過負荷状態であるかと判断してもよい。また、モータ１２の回転数を検知するホールＩＣからの信号によってモータ１２がロックされている状態であると判断した場合に検知信号を出力してもよい。

また、上記実施形態ではホールド回路２０をＤ型フリップフロップ回路とＲＳ型フリップフロップ回路を一体にしたもので説明したが、これに代えてＤ型フリップフロップ回路とＲＳ型フリップフロップ回路を別々に形成し、これによって上記と同様の動作を行わせてもよい。

さらに、上記実施形態ではブラシレスＤＣモータの駆動装置で説明したが、これに限らず他のモータであってもよい。

本発明のモータの駆動装置は、例えば電動工具や電気機器のモータの駆動装置として好適である。

本発明の一実施形態を示すモータの駆動装置のブロック図である。ホールド回路の真理表である。ホールド回路におけるタイミングチャートである。

符号の説明

１０駆動装置
１２モータ
１４インバータ回路
１６制御回路
１８異常検知回路
２０異常検知信号ホールド回路
２２選択スイッチ
２４第１選択端子
２６第２選択端子
２８ＬＥＤ

Claims

モータに駆動電流を供給するインバータ回路と、
前記モータの異常状態を検知してパルス状の検知信号を出力する異常検知回路と、
前記インバータ回路を制御すると共に、前記検知信号が入力すると前記モータの回転を停止、または、減速させる制御回路と、
を有するモータの駆動装置において、
前記検知信号が入力すると継続して異常状態を報知する異常検知信号ホールド手段と、
前記異常検知信号ホールド手段における前記報知状態をリセットするリセット手段と、
を有する
ことを特徴とするモータの駆動装置。
前記異常検知信号ホールド手段は、Ｄ型フリップフロップ回路であり、
前記Ｄ型フリップフロップ回路のクロックパルス入力端子に前記検知信号が入力し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置。
前記リセット手段は、ＲＳ型フリップフロップ回路であり、
前記ＲＳ型フリップフロップ回路の入力端子Ｒに選択スイッチを接続し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続され、
前記選択スイッチにおける一方の選択端子に直流電源が接続され、他方の選択端子は接地されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置。
前記異常検知信号ホールド手段及びリセット手段は、Ｄ型とＲＳ型の一体型フリップフロップ回路であり、
前記一体型フリップフロップ回路のクロックパルス入力端子に前記検知信号が入力し、出力端子Ｑに異常報知を行う電子素子が接続され、入力端子Ｒにリセット用選択スイッチが接続され、
前記リセット用選択スイッチにおける一方の選択端子に直流電源が接続され、他方の選択端子は接地されている
ことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置。
前記電子素子がＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置。
前記モータがブラシレスＤＣモータである
ことを特徴とする請求項１記載のモータの駆動装置。