JP2008017651A - Motor drive - Google Patents
Motor drive Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008017651A JP2008017651A JP2006187990A JP2006187990A JP2008017651A JP 2008017651 A JP2008017651 A JP 2008017651A JP 2006187990 A JP2006187990 A JP 2006187990A JP 2006187990 A JP2006187990 A JP 2006187990A JP 2008017651 A JP2008017651 A JP 2008017651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- output
- circuit
- abnormality
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ブラシレスモータを駆動するモータ駆動装置に関し、詳しくはその回路部の故障対策に関するものである。 The present invention relates to a motor drive device that drives a brushless motor, and more particularly, to countermeasures for failure of a circuit portion thereof.
従来、3相ブラシレスモータに代表されるこの種のブラシレスモータ(ブラシレスDCモータ或いはブラシレスACモータとも呼ばれる)は、種々の用途の産業機器や民生機器に用いられ、その駆動制御は、前記モータの回転検出(ロータ位置の検出)に基くPWM制御等で行なわれる(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, this kind of brushless motor represented by a three-phase brushless motor (also called a brushless DC motor or a brushless AC motor) is used in industrial equipment and consumer equipment for various purposes, and its drive control is performed by rotating the motor. This is performed by PWM control or the like based on detection (detection of rotor position) (for example, see Patent Document 1).
そして、前記回転検出は一般的にはホールIC(若しくはホール素子)やレゾルバ等の位置検出センサを用いて行なわれ、ホールICを用いて検出する場合は、例えば、制御対象のブラシレスモータ(以下、「制御対象モータ」という)の周囲に複数個(具体的には例えば3相制御であれば3個)のホールICを一定間隔で配置し、制御対象モータの回転により当該モータの各ロータ磁石或いは専用の磁石板の設定間隔の各磁石が各ホールICの近傍を通過することで変化する各ホールICの出力により制御対象モータの時々刻々の回転検出の3相の位置情報を形成する。 The rotation detection is generally performed using a position detection sensor such as a Hall IC (or Hall element) or a resolver. When detecting using the Hall IC, for example, a brushless motor (hereinafter referred to as a control target) is controlled. A plurality of (specifically, for example, three for three-phase control) Hall ICs are arranged at regular intervals around a “control target motor”), and each rotor magnet of the motor or The position information of the three phases for detecting the rotation of the motor to be controlled from moment to moment is formed by the output of each Hall IC that changes when each magnet at the set interval of the dedicated magnet plate passes in the vicinity of each Hall IC.
なお、前記回転検出は、センサレス検出或いはセンサ数が少ない例えば1センサの検出によって行なうことも可能であり、センサレス検出の場合は、周知のように制御対象モータの逆起電力波形、電流波形等により当該モータの回転にしたがって同様の回転検出の位置情報を形成し、1センサ検出の場合は、例えば制御対象モータの近傍に設けた1個のホールICの1パルス/1回転のセンサパルスに基づいて当該モータの時々刻々の回転位置を推定し、この推定によって同様の回転検出の位置情報を形成する。 The rotation detection can also be performed by sensorless detection or detection by a small number of sensors, for example, one sensor. In the case of sensorless detection, as is well known, it is based on the back electromotive force waveform, current waveform, etc. of the motor to be controlled. According to the rotation of the motor, the same position information for rotation detection is formed. In the case of one sensor detection, for example, based on one pulse / one rotation sensor pulse of one Hall IC provided in the vicinity of the motor to be controlled. The rotational position of the motor at every moment is estimated, and the position information for the same rotation detection is formed by this estimation.
さらに、この種のモータ駆動装置は、制御対象モータがいわゆる駆動回路内蔵タイプの場合、概略、後述する主回路部と、この主回路部の給電及び制御を行なう”外部コントローラ”としての制御部とからなる。 Further, this type of motor drive device is roughly a main circuit unit, which will be described later, and a control unit as an “external controller” for supplying and controlling the main circuit unit when the motor to be controlled is a so-called drive circuit built-in type. Consists of.
そして、主回路部は、前記位置情報を波形整形後にロジック処理して制御対象モータのロータ回転に同期した回転検出パルス等を形成する検出処理部及び、制御部からの制御指令に基づいて制御対象モータを給電するモータ駆動部を有し、これらの回路部をホールIC等の位置検出センサ等とともに制御対象モータに一体に組み込んで形成される。 The main circuit unit performs logic processing on the position information after waveform shaping to form a rotation detection pulse or the like synchronized with the rotor rotation of the motor to be controlled, and a control target based on a control command from the control unit. A motor drive unit for supplying power to the motor is provided, and these circuit units are formed integrally with a control target motor together with a position detection sensor such as a Hall IC.
一方、主回路部と別体(換言すれば制御対象モータと別体)の制御部は、電源部及びマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という)の制御回路等からなり、制御対象モータの給電・制御の機能やモニタ機能等を有し、前記主回路部に直流のモータ駆動電源及び制御電源を給電するとともに、主回路部の前記検出処理部から伝送入力された前記回転検出パルスの微分変化(時間変化)により制御対象モータの回転速度を検出し、検出した回転速度の目標速度に対するずれにしたがって制御対象モータのフィードバック制御の速度指令を形成して主回路部に出力する。 On the other hand, the control unit separate from the main circuit unit (in other words, separate from the motor to be controlled) is composed of a power supply unit and a control circuit of a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”). It has a control function, a monitor function, etc., and supplies power to the main circuit unit with a DC motor driving power source and a control power source, and differential change of the rotation detection pulse transmitted from the detection processing unit of the main circuit unit ( The rotational speed of the motor to be controlled is detected based on a change in time, and a speed command for feedback control of the motor to be controlled is formed according to the deviation of the detected rotational speed from the target speed and output to the main circuit unit.
そして、この速度指令に基づき、前記主回路部のモータ駆動部から制御対象モータへの給電をフィードバック制御して制御対象モータを所望速度(目標速度)で回転駆動する。 Then, based on this speed command, the power supply from the motor drive section of the main circuit section to the control target motor is feedback controlled to rotate the control target motor at a desired speed (target speed).
ところで、このようなモータ駆動装置においては、何らかの原因で制御対象モータが一定時間以上継続して回転しなくなったり回転速度の異常に遅い状態になると(以下、この状態を「回転停止状態」という)、制御対象モータの回転速度を上げようとしてモータ駆動部のインバータ回路等が過出力の状態になり、モータ駆動部が素子の過熱等によって故障(破壊)するおそれがあることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
By the way, in such a motor drive device, if the motor to be controlled stops rotating for a certain period of time or becomes abnormally slow for some reason (hereinafter, this state is referred to as “rotation stopped state”). It is known that the inverter circuit of the motor drive unit is in an overpowered state in an attempt to increase the rotation speed of the motor to be controlled, and the motor drive unit may break down (destruct) due to element overheating or the like ( For example, see
前記従来のモータ駆動装置において、制御対象モータが回転停止状態になる異常時は、制御部により、回転検出パルスが前記一定時間以上継続して伝送入力されなくなることから、その異常の発生を検出して報知等することが考えられる。 In the conventional motor drive device, when an abnormality occurs in which the motor to be controlled is in a rotation stop state, the controller detects the occurrence of the abnormality because the rotation detection pulse is not continuously transmitted for more than the predetermined time. It is conceivable to notify the user.
しかしながら、そのような構成をとったとしても、前記検出処理部の回転検出パルスの出力回路にトランジスタ不良等の回路故障が発生し、制御部に回転検出パルスが正常に伝送入力されなくなるときには、検出されなかったり、検出が遅れたりし、その結果、制御対象モータの回転に伴って回転検出パルスは正常に発生しているにも関わらず、制御部が制御対象モータの回転速度をさらに上げようとしてモータ駆動部のインバータ回路等が過出力の状態になってモータ駆動部が故障する事態を招来する。 However, even when such a configuration is adopted, when a circuit failure such as a transistor failure occurs in the rotation detection pulse output circuit of the detection processing unit and the rotation detection pulse is not normally transmitted and input to the control unit, the detection is detected. As a result, the control unit tries to further increase the rotation speed of the control target motor even though the rotation detection pulse is normally generated along with the rotation of the control target motor. The inverter circuit or the like of the motor drive unit is in an excessive output state, resulting in a failure of the motor drive unit.
すなわち、制御部側での検出だけでは、とくに主回路部の前記出力回路の回路故障の異常を確実に検出してモータ駆動部の故障(破壊)を確実に防止することが困難であり、信頼性、安全性等の十分な向上が図られない問題点がある。 In other words, it is difficult to reliably detect abnormalities in the circuit failure of the output circuit of the main circuit unit and to prevent failure (destruction) of the motor drive unit with reliability only by detection on the control unit side. There is a problem that sufficient improvement in safety and safety cannot be achieved.
なお、この問題は、制御対象モータが駆動回路内蔵タイプでない場合にも同様に発生する。 This problem also occurs when the motor to be controlled is not a drive circuit built-in type.
本発明は、上記の諸点に留意してなされたものであり、制御対象モータの回転検出パルスの出力回路にトランジスタ不良等の回路故障が発生して制御部に回転検出パルスが正常に伝送入力されなくなったときに、誤制御によってモータ駆動部が過出力の故障に至らないようにして装置の信頼性、安全性等を飛躍的に向上することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned points. When a circuit failure such as a transistor failure occurs in the output circuit of the rotation detection pulse of the motor to be controlled, the rotation detection pulse is normally transmitted and input to the control unit. The purpose is to drastically improve the reliability, safety, etc. of the device so that the motor drive unit does not cause an overpower failure due to erroneous control when it is lost.
上記した課題を解決するために、本発明のモータ駆動装置は、制御対象のブラシレスモータを給電駆動するモータ駆動部と、前記ブラシレスモータの回転検出の位置情報に基づき前記ブラシレスモータの回転に同期した回転検出パルスを形成する検出処理部と、前記検出処理部から出力された前記回転検出パルスに基づいて前記モータ駆動部から前記ブラシレスモータへの給電をフィードバック制御する制御部とを備えたモータ駆動装置において、前記検出処理部の出力回路の入力側と出力側の前記回転検出パルスの不整合から前記出力回路の異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部の異常の検出により前記モータ駆動部の出力停止の制御、異常検出報知の少なくともいずれか一方を行なう異常対処手段とを備えたことを特徴としている(請求項1)。 In order to solve the above-described problem, the motor drive device of the present invention is synchronized with the rotation of the brushless motor based on the motor drive unit that feeds and drives the brushless motor to be controlled and the position information of the rotation detection of the brushless motor. A motor drive device comprising: a detection processing unit that forms a rotation detection pulse; and a control unit that feedback-controls power supply from the motor drive unit to the brushless motor based on the rotation detection pulse output from the detection processing unit. An abnormality detection unit for detecting an abnormality in the output circuit from a mismatch between the rotation detection pulses on the input side and the output side of the output circuit of the detection processing unit, and the motor driving unit by detecting an abnormality in the abnormality detection unit And an abnormality coping means for performing at least one of output stop control and abnormality detection notification. (Claim 1).
また、本発明のモータ駆動装置は、請求項1に記載のモータ駆動装置において、前記モータ駆動部、前記検出処理部、前記異状検出部及び前記異常対処手段が前記ブラシレスモータに一体に組み込まれて前記ブラシレスモータとともに主回路部を形成し、前記主回路部と別体の前記制御部が有線又は無線で前記主回路部の所定の信号出力ピンの前記回転検出パルスを取り込んで前記主回路部の所定の信号入力ピンに前記ブラシレスモータの速度指令を出力し、前記信号出力ピンの前記回転検出パルスが前記出力回路の出力側の前記回転検出パルスを形成することを特徴としている(請求項2)。 The motor drive device of the present invention is the motor drive device according to claim 1, wherein the motor drive unit, the detection processing unit, the abnormality detection unit, and the abnormality handling unit are integrally incorporated in the brushless motor. A main circuit unit is formed together with the brushless motor, and the control unit separate from the main circuit unit captures the rotation detection pulse of a predetermined signal output pin of the main circuit unit by wire or wirelessly, and A speed command of the brushless motor is output to a predetermined signal input pin, and the rotation detection pulse of the signal output pin forms the rotation detection pulse on the output side of the output circuit. .
さらに、本発明のモータ駆動装置は、請求項1または2に記載のモータ駆動装置において、前記モータ駆動部がインバータ回路及び該インバータ回路を駆動するPWM回路を有し、前記制御部が前記回転出パルスに基づき前記ブラシレスモータのフィードバック制御の速度指令を形成して前記PWM回路に伝送することを特徴としている(請求項3)。この場合、前記異常対処手段の前記モータ駆動部の出力停止の制御が前記PWM回路の出力停止の制御であることも特徴としている(請求項4)。
Furthermore, the motor drive device of the present invention is the motor drive device according to
まず、請求項1の構成によれば、制御対象モータの回転検出の位置情報は正常に形成されてはいるが、前記検出処理部の出力回路が故障し、回転検出パルスが制御部に正常に伝送されなくなる異常が発生すると、前記出力回路の入力側と出力側の回転検出パルスが整合しなくなる(一致しなくなる)ことから、異常検出部がこの異常の発生を確実に検出し、この検出に基づき、異常対処手段によって少なくともモータ駆動部の出力停止、その異常検出の報知のいずれかが行なわれる。 First, according to the configuration of the first aspect, the position information of the rotation detection of the motor to be controlled is normally formed, but the output circuit of the detection processing unit fails, and the rotation detection pulse is normally sent to the control unit. When an abnormality that prevents transmission occurs, the rotation detection pulses on the input side and output side of the output circuit do not match (do not match), so the abnormality detection unit reliably detects the occurrence of this abnormality and Based on this, at least one of the output stop of the motor driving unit and the notification of the abnormality detection is performed by the abnormality handling means.
したがって、検出処理部の回転検出パルスの出力回路にトランジスタ不良等の回路故障が発生し、制御部に回転検出パルスが正常に伝送入力されなくなったときに、その異常を確実に検出し、この検出に基づいてモータ駆動部の出力停止、異常検出の報知の少なくとも何れか一方を行なってモータ駆動部が過出力の故障に至らないようにし、装置の信頼性、安全性等を飛躍的に向上することができる。 Therefore, when a circuit failure such as a transistor failure occurs in the rotation detection pulse output circuit of the detection processing unit and the rotation detection pulse is not normally transmitted to the control unit, the abnormality is reliably detected and this detection is performed. Based on the above, at least one of the output stop of the motor drive unit and the notification of abnormality detection is performed so that the motor drive unit does not cause an excessive output failure, and the reliability, safety, etc. of the device are drastically improved. be able to.
つぎに、請求項2の構成によれば、制御対象モータがいわゆる駆動回路内蔵タイプであって、モータ駆動部、検出処理部、異状検出部及び、異常対処手段が制御対象モータに一体に組み込まれた主回路部を形成し、制御対象モータと別体の制御部が、有線又は無線で主回路部の所定の信号出力ピンの前記回転検出パルスを取り込んで主回路部の所定の信号入力ピンに制御対象モータの速度指令を出力し、この速度指令によって制御対象モータがフィードバック制御される具体的構成のモータ駆動装置において、第2の異常検出部が前記信号出力ピンの回転検出パルスと検出処理部の出力回路の入力側の回転検出パルスとの不整合から前記出力回路の異常を検出することで請求項1と同様の効果を奏することができる。
Next, according to the configuration of
つぎに、請求項3の構成によれば、請求項1または2の構成のモータ駆動装置であって、さらに、モータ駆動部がインバータ回路及び該インバータ回路を駆動するPWM回路を有し、前記制御部が前記回転検出パルスに基づくフィードバック制御で制御部が形成した速度指令により、モータ駆動部のPWM回路を介してインバータ回路を制御して制御対象モータの回転を制御する一層具体的な構成において、請求項1、2と同様の効果を奏することができる。その際、請求項4のように、異常対処処理手段がPWM回路の出力を停止してモータ駆動部の出力停止を実現することが、実用的で好ましい。
Next, according to the configuration of claim 3, the motor drive device having the configuration of
本発明の一実施形態について、図1及び図2を参照して詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は制御対象モータがいわゆる駆動回路内蔵タイプの場合のモータ駆動制御装置の回路ブロック図、図2は図1の一部の詳細な結線図である。 FIG. 1 is a circuit block diagram of a motor drive control device when the motor to be controlled is a so-called built-in drive circuit type, and FIG. 2 is a detailed connection diagram of a part of FIG.
図1において、1は制御対象モータ(ブラシレスモータ)、2は制御対象モータ1の回転検出を行なう位置検出センサ部であり、例えば制御対象モータのロータの周囲に設けられた1個又は複数個のホール素子のIC回路(ホールIC)からなる。3は主回路部であり、制御対象モータ1に一体に位置検出センサ部2及び後述の各回路部を組み込んで形成される。4は主回路部3と別体(換言すれば制御対象モータ1と別体)の制御部であり、例えば接続ケーブル5の複数本の接続線5a〜5eを介して主回路部3に有線接続され、主回路部3の給電及び制御を行なう”外部コントローラ”を形成する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control target motor (brushless motor), and 2 denotes a position detection sensor unit that detects rotation of the control target motor 1. For example, one or a plurality of position detection sensors provided around the rotor of the control target motor 1. It consists of a Hall element IC circuit (Hall IC). Reference numeral 3 denotes a main circuit unit, which is formed by integrating the position
そして、制御部4は電源部6及びマイコンの制御回路7等を備え、電源部6においては、例えばAC200Vの商用交流電源8をノイズ除去フイルタ部9を通して整流・平滑部10、安定化電源部11に供給し、整流・平滑部10により制御対象モータ1の駆動に必要な例えばDC280Vの直流の駆動電源VMを形成し、安定化電源部11により主回路部3及び制御部4の例えばDC15Vの安定な直流の回路電源(制御電源)Vccを形成する。
The control unit 4 includes a power supply unit 6 and a microcomputer control circuit 7. In the power supply unit 6, for example, an AC 200 V commercial AC power supply 8 is passed through a noise removal filter unit 9 rectifying / smoothing unit 10 and a stabilized
さらに、整流・平滑部10の駆動電源VMを制御部4の駆動電源出力ピン4aから接続線5aを介して主回路部3の駆動電源入力ピン3aに送出し、安定化電源部11の回路電源Vccを制御部4の回路電源出力ピン4bから接続線5bを介して主回路部3の回路電源入力ピン3bに送出する。
Further, the drive power supply VM of the rectifying / smoothing unit 10 is sent from the drive power
また、制御部4の制御回路7は、制御対象モータ1の速度指令Vspを形成して主回路部3の制御対象モータ1への給電をフィードバック制御するため、接続線5cから制御部4の信号入力ピン4cに伝送入力された後述の回転検出パルスPGを取り込み、周知のブラシレスモータの速度のフィードバック制御と同様、取り込んだ回転検出パルスPGのパルス周期から制御対象モータ1の回転速度を検出する。
In addition, the control circuit 7 of the control unit 4 forms a speed command Vsp of the control target motor 1 and feedback-controls the power supply to the control target motor 1 of the main circuit unit 3. A later-described rotation detection pulse PG transmitted and input to the
さらに、検出した回転速度と設定された目標速度との誤差(ずれ)を検出し、検出した誤差に応じて変化する、換言すれば制御対象モータ1の回転速度が前記目標速度より遅くなる程大きくなる、直流の速度指令Vspを形成し、この速度指令Vspの直流信号を制御部4の信号出力ピン4dから接続線5dに出力する。
Further, an error (deviation) between the detected rotation speed and the set target speed is detected, and changes according to the detected error. In other words, the rotation speed of the motor 1 to be controlled becomes larger as the rotation speed becomes lower than the target speed. A DC speed command Vsp is formed, and a DC signal of the speed command Vsp is output from the
なお、速度指令Vspの直流信号は、例えば前記誤差に比例してDC0〜5Vの範囲で変化し、誤差が0のときにDC2.5Vである。 Note that the DC signal of the speed command Vsp changes, for example, in the range of DC 0 to 5 V in proportion to the error, and is DC 2.5 V when the error is zero.
つぎに、主回路部3は駆動電源入力ピン3aの駆動電源VMに基づいて制御対象モータ1を給電駆動するモータ駆動部12、位置検出センサ部2の出力に基づいて御対象モータ1のロータ回転に同期した回転検出パルスPG及びPWM制御に必要なタイミングゲートパルス等を形成する検出処理部13及び異常検出部14、過電流保護部15等の回路部を備える。
Next, the main circuit unit 3 rotates the rotor of the target motor 1 based on the output of the motor drive unit 12 that feeds and drives the control target motor 1 based on the drive power source VM of the drive
そして、モータ駆動部12はこの実施形態においては、実用的で給電効率が高く制御精度の高い方法で制御対象モータ1を給電駆動するため、電力用のインバータ回路16及びその駆動を制御するPWM回路17を備える。
In this embodiment, the motor drive unit 12 feeds and drives the motor 1 to be controlled by a method that is practical, has high power supply efficiency, and high control accuracy. Therefore, the
また、検出処理部13はロジック回路18及び回転検出パルスPGの出力回路19を備える。
The detection processing unit 13 includes a
なお、モータ駆動部12のPWM回路17、検出処理部13のロジック回路18及び異常検出部14、過電流保護部15は、1個のロジックIC20により形成される。
The
そして、ロジック回路18は位置検出センサ部2の例えば3個のホールICの時々刻々の位置情報の信号が入力され、これらの信号のロジックゲート処理により、例えば、前記3相のPWM制御に必要な各相1対の計6個のタイミングゲートパルス等を形成してPWM回路17に出力するとともに、制御対象モータ1のロータ回転に同期した電気角30度毎の回転検出パルスPG、すなわち、12ppr(pprはパルス/1回転)の回転検出パルスPGを形成し、この回転検出パルスPGを出力回路19から主回路部3の所定の信号出力ピン3dに出力し、この信号ピン3dから信号線5c、信号入力ピン4cを介して制御部4の制御回路7に伝送する。
Then, the
なお、主回路部3の接地ピン3eと制御部4の接地ピン4eは接地されるとともに、接続線5eにより接続されている。
The
一方、モータ駆動部12のインバータ回路16はFET、IGBT等の電力用のスイッチング半導体を用いた周知のブリッジ回路からなり、制御対象モータ1を3相駆動する場合には3相フルブリッジ回路で構成され、PWM回路17の各相のスイッチング制御出力(例えば相毎に2出力)に基づき、各スイッチング半導体を例えば数十KHzのPWM制御で高周波スイッチングして制御対象モータ1を給電駆動する。
On the other hand, the
また、PWM回路17は、主回路部3の所定の信号入力ピン3cに伝送入力された速度指令Vspを信号波とし、この信号波と自走発振等によって形成した高周波数(前記数十KHz)の三角波(或いは鋸波)の搬送波とのレベル比較により、速度指令Vspに応じてデューティ(通電期間)が変化するPWM信号を形成し、このPWM信号とロジック回路18から入力された前記の各タイミングゲートパルスに基づき、前記の各相のスイッチング制御出力を形成してインバータ回路16に供給する。
The
そして、速度指令Vspのフィードバック制御に基づくインバータ回路18の高周波スイッチングにより、制御対象モータ1は例えば3相のPWM制御で駆動されて設定された目標速度で回転する。
Then, the high frequency switching of the
つぎに、主回路部3の異常の検出について説明する。 Next, detection of an abnormality in the main circuit unit 3 will be described.
この実施形態では、主回路部3の異常を制御部4側で検出するとともに、とくに検出処理部13の出力回路19の回路故障については主回路部側でも検出し、いわゆる”ダブルチェック”によって確実に検出してモータ駆動部12の故障(破壊)を確実に防止し、信頼性、安全性等の十分な向上を図る。
In this embodiment, an abnormality of the main circuit unit 3 is detected on the control unit 4 side, and in particular, a circuit failure of the
そして、制御部4側で主回路部3の制御対象モータ1またはモータ駆動部12に何らかの異常が発生したこと検出するため、制御回路7につぎに説明する第1の異常検出手段を備える。 In order to detect that some abnormality has occurred in the control target motor 1 or the motor drive unit 12 of the main circuit unit 3 on the control unit 4 side, the control circuit 7 is provided with first abnormality detection means described next.
ところで、制御対象モータ1またはモータ駆動部12に何らかの異常が発生し、制御対象モータ1が前記した回転停止状態になると、制御対象モータ1のロータ回転の位置情報が一定期間以上継続して消失し、この消失に伴って、御回路7に回転検出パルス7が設定された異常検出時間以上入力されくなる。 By the way, when some abnormality occurs in the control target motor 1 or the motor drive unit 12 and the control target motor 1 enters the rotation stop state described above, the position information of the rotor rotation of the control target motor 1 continuously disappears for a certain period or more. With this disappearance, the rotation detection pulse 7 is input to the control circuit 7 for more than the abnormality detection time set.
そして、制御回路7の第1の異常検出手段は、御回路7に回転検出パルス7が設定された異常検出時間以上入力されなくなると、主回路部3の制御対象モータ1またはモータ駆動部12に何らかの異常が発生したことを認識して検出する。なお、前記の異常検出時間は、過渡変動等による回転検出パルスPGの1回(或いは数回)の欠落によっては誤検出が生じないように、実験等に基づいて設定される。 When the rotation detection pulse 7 is not input to the control circuit 7 for more than the abnormality detection time set in the control circuit 7, the first abnormality detection means of the control circuit 7 applies to the controlled motor 1 or the motor drive unit 12 of the main circuit unit 3. Recognize and detect that some abnormality has occurred. Note that the abnormality detection time is set based on experiments or the like so that erroneous detection does not occur due to one (or several) missing of the rotation detection pulse PG due to transient fluctuation or the like.
そして、前記第1の異常検出手段の異常検出により、例えば、速度指令Vspをオフしてインバータ回路16を強制的に動作停止にしたり、制御部4に設けた異常報知手段を駆動し、異常の発生を音(音声)による報知、ランプ点灯(点滅)のような視覚による報知の何れか一方又は両方によって主回路部3の異常の発生を報知したりして、モータ駆動部12等の故障(破壊)を防止する。
Then, by detecting the abnormality of the first abnormality detecting means, for example, the speed command Vsp is turned off to forcibly stop the
つぎに、位置検出センサ部2から前記ロータ回転の位置情報の信号が正常に出力され、回転検出パルスPGは正常に発生しているが、検出処理部13の出力回路19にトランジスタ不良等の回路故障が発生し、回転検出パルスPGが信号出力ピン3dから信号線5c、信号入力ピン4cを介して制御部4の制御回路7に正常に伝送されない異常が発生すると、回転パルスPGが完全には消失しなかったりして制御回路7の前記第1の異常検出手段では検出されずに見過ごされたり、検出が遅れたりするおそれがあり、このような事態が発生すると、過大な速度指令Vspに基づいてインバータ回路16が過出力の状態になってモータ駆動部12が破損等する。
Next, a position information signal of the rotor rotation is normally output from the position
そこで、この実施形態においては、第2の異常検出手段として、主回路部3に異常検出部14を設け、この異常検出部14により出力回路19の入力側の回転検出パルスPGと出力側の回転検出パルスPGとを比較し、両側の回転検出パルスPGの不整合(不一致)から出力回路19の回路故障の異常を検出して異常検出信号Sを出力する。
Therefore, in this embodiment, as the second abnormality detection means, an
そして、異常検出信号Sをロジック回路18に例えば出力禁止のゲート信号として供給し、このゲート信号によりロジック回路18の出力ゲートをオフして前記の各タイミングゲートパルスのPWM回路17への出力を禁止する。
Then, the abnormality detection signal S is supplied to the
すなわち、この実施形態においては、異常対処手段としてロジック回路18に前記の各タイミングゲートパルスのPWM回路17への出力を禁止する出力ゲート手段を設け、この出力ゲート手段により、異常検出部14の異常検出に基づいて前記の各タイミングゲートパルスのPWM回路17への出力を禁止する。
In other words, in this embodiment, the
そして、この出力の禁止により、PWM回路17からインバータ回路16への前記の各相のスイッチング制御出力をオフしてモータ駆動部12を強制的に出力停止の状態にし、出力回路17にトランジスタ不良等の異常が発生したときの異常(過大)な速度指令Vspに基づくインバータ回路18の過出力を、主回路部3側で検出して自動的に防止し、モータ駆動部12の故障(破損)を確実に防止して前記の”ダブルチェック”による信頼性、安全性等の十分な向上を図る。
Then, by prohibiting this output, the switching control output of each phase from the
ところで、図2に示すように出力回路19の出力終段がコレクタフォロワのトランジスタTRからなり、このトランジスタTRのコレクタから信号出力ピン3dに回転検出パルスPGを出力する構成であって、出力回路19の入力側の回転検出パルスPGに対してトランジスタTRのコレクタの出力側の回転検出パルスPGが180度ずれた反転波形になる場合、異常検出部14は例えば同図に示す排他的論理和ゲート14aにより、前記入力側の回転検出パルスPGと論理反転した前記出力側の回転検出パルスPGとを比較することで、トランジスタTRのコレクタ−エミッタ間のオープン破壊等に基づく入力側と出力側の回転検出パルスPGの不整合を簡単に検出することができる。なお、図2のRはトランジスタTRのコレクタ抵抗、+Bは電源端子である。
Incidentally, as shown in FIG. 2, the output final stage of the
さらに、異常検出部14は、例えば前記排他的論理和ゲート14aの出力を異常検出信号Sとし、出力回路19の入力側の回転検出パルスPGと出力側の回転検出パルスPGとの不整合を検出して直ちに異常検出信号Sを出力するようにしてもよいが、入力側及び出力側の回転検出パルスPGの過渡的な変動によっては誤検出が生じないようにして信頼性を向上する場合は、例えば、前記排他的論理和ゲート14aによる出力回路17の入力側と出力側の回転検出パルスPGの比較出力のローレベルからハイレベルへの立ち上がりの変化を図2のカウンタ14bで計数し、実験等に基づいて設定された回数連続的に不整合を検出してカウンタ14bの計数値が設定値に達したときに、同カウンタ14bから異常検出信号Sを出力するように形成すればよい。
Furthermore, the
なお、異常対処手段としてのロジック回路18の出力ゲート手段が図2のアンドゲート構成の出力ゲート部18aで形成される場合、異常検出信号Sはローレベル信号からなる。
When the output gate means of the
なお、主回路部3には過電流保護部15等の周辺回路部も設けられており、過電流保護部15は制御対象モータ1の各相のモータ電流が設定された過電流になると、インバータ回路16の各相のスイッチング半導体を強制的にオフ状態に固定して制御対象モータ1及びモータ駆動部3を過電流から保護する。
The main circuit unit 3 is also provided with peripheral circuit units such as an
以上のように、この実施形態の場合、制御対象モータ1に一体に組み込まれた主回路部3と、別体の制御部4とからなる駆動回路内蔵タイプのモータ駆動装置において、主回路部3に設けた検出処理部13の回転検出パルスPGの出力回路19にトランジスタ不良等の回路故障の異常が発生したときには、その異常を主回路部3に設けた異常検出部14により主回路3側で迅速かつ確実に検出し、異常対処手段により、PWM制御のモータ駆動部12を自動的(強制的)に出力停止に制御して異常な速度指令Vspに基づくモータ駆動部12の故障等を確実に防止することができる。
As described above, in the case of this embodiment, in the motor drive device with a built-in drive circuit including the main circuit unit 3 integrally incorporated in the controlled motor 1 and the separate control unit 4, the main circuit unit 3 When an abnormality of a circuit failure such as a transistor failure occurs in the
そのため、主回路部3に異常検出部14及び異常対処手段を設けた簡単な構成により、主回路部3の出力回路19の回路異常を、制御部4側と主回路部3側との”ダブルチェック”で検出し、異常な速度指令Vspに基づくモータ駆動部12の故障等を確実に防止し、モータ駆動装置の信頼性、安全性等を飛躍的に向上することができる。
Therefore, with a simple configuration in which the main circuit unit 3 is provided with the
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、上記した実施形態においては、異常対処手段により、異常検出部14の異常検出信号Sに基づいてモータ駆動部12を出力停止に制御したが、モータ駆動部12を出力停止に制御する代わりに、前記の主回路部3側に設けた報知手段を駆動し、異常の発生を音(音声)による音声報知、ランプ点灯(点滅)のような視覚報知の何れか一方又は両方で報知するようにしてもよく、また、異常対処手段により、異常検出部14の異常検出信号Sに基づいてモータ駆動部12を出力停止に制御すると同時に前記の報知手段によって異常の発生を報知するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, an abnormality The coping means controlled the motor drive unit 12 to stop output based on the abnormality detection signal S of the
また、主回路部3の各部12〜15の構成及び制御部4の構成は、上記の実施形態のものに限られるものではなく、例えば、制御対象モータ1を位置のフィードバック制御や速度と位置の多重のフィードバック制御等で駆動する場合にも本発明を同様に適用することができ、また、モータ駆動部12がPWM制御以外の制御方式の場合にも本発明を適用することができる。 In addition, the configuration of each of the units 12 to 15 and the configuration of the control unit 4 of the main circuit unit 3 are not limited to those of the above-described embodiment. For example, the control target motor 1 is controlled in position feedback control or speed and position control. The present invention can be similarly applied to the case of driving by multiple feedback control or the like, and the present invention can also be applied to the case where the motor driving unit 12 is a control method other than PWM control.
さらに、例えば主回路3の検出処理部13、異常検出部14、PWM回路17等は、マイコンのソフトウエア処理によって形成される構成であってもよい。
Further, for example, the detection processing unit 13, the
また、主回路部3と制御部4とが接続ケーブル5で有線接続される代わりに、主回路部3、制御部4それぞれに送受信部を設けて両部3、4が無線接続され、制御部4の制御回路7が無線で主回路部3の信号出力ピン3dの回転検出パルスPGを取り込んで主回路部3の信号入力ピン3cに速度指令Vspを出力する構成であってもよい。
Also, instead of the main circuit unit 3 and the control unit 4 being wired by the connection cable 5, a transmission / reception unit is provided in each of the main circuit unit 3 and the control unit 4, and both the units 3 and 4 are wirelessly connected. 4 may be configured to wirelessly capture the rotation detection pulse PG of the
さらに、本発明は駆動回路内蔵タイプでない場合にも勿論適用することができ、また、駆動回路内蔵タイプか否かに関わらず、主回路部3と制御部4とが1つの回路基板に形成された構成等であってもよく、本発明は種々の構成のモータ駆動制御装置に適用することができる。 Further, the present invention can of course be applied to a case where the drive circuit is not a built-in type, and the main circuit unit 3 and the control unit 4 are formed on one circuit board regardless of whether the drive circuit is a built-in type. The present invention can be applied to motor drive control devices having various configurations.
さらに、上記の実施形態においては、主回路部3に位置検出センサ部2を設け、この位置検出センサ部2の例えば3個のホールIC等によって制御対象モータ1のロータの回転位置を検出して制御対象モータ1の位置情報を得るようにしたが、制御対象モータ1の位置情報は、位置検出センサ部2を設けることなく、周知のセンサレス検出により制御対象モータ1の逆起電圧波形、電流波形等から検出してもよく、また、位置検出センサ部2に例えばホールIC等の位置検出センサを1個だけ設けたセンサ数が少ない構成で位置情報検出を行なうようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the position
また、回転検出パルスPGは、いわゆるFGセンサのFGパルス、ロータリエンコーダの検出パルス等であってもよいのは勿論である。 Of course, the rotation detection pulse PG may be a so-called FG pulse of an FG sensor, a detection pulse of a rotary encoder, or the like.
さらに、上記の実施形態においては、制御回路7に第1の異常検出手段を設け、制御部4側で主回路部3の異常を検出する構成を前提として、主回路部3に異常検出部14と異常対処手段とをさらに設けた場合について説明したが、本発明は、制御部4側で主回路部3の異常を検出する構成でない場合、すなわち、前記の第1の異常検出手段を設けない構成の場合にも適用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, the first abnormality detection means is provided in the control circuit 7 and the
そして、本発明は制御対象モータ1が種々の用途、種々の大きさ、形状、出力特性の場合のモータ駆動制御装置に適用することができ、その際、制御対象モータ1は1個に限るものでなく、例えば並列運転される複数個であってもよい。 The present invention can be applied to a motor drive control device when the control target motor 1 has various uses, various sizes, shapes, and output characteristics. In that case, the control target motor 1 is limited to one. Instead, for example, a plurality of units that are operated in parallel may be used.
1 制御対象モータ(ブラシレスモータ)
3 主回路部
3c、4c 信号入力ピン
3d、4d 信号出力ピン
4 制御部
6 電源部
7 制御回路
12 モータ駆動部
13 検出処理部
14 異常検出部
19 出力回路
PG 回転検出パルス
1 Controlled motor (brushless motor)
3
Claims (4)
前記ブラシレスモータの回転検出の位置情報に基づき前記ブラシレスモータの回転に同期した回転検出パルスを形成する検出処理部と、
前記検出処理部から出力された前記回転検出パルスに基づいて前記モータ駆動部から前記ブラシレスモータへの給電をフィードバック制御する制御部とを備えたモータ駆動装置において、
前記検出処理部の出力回路の入力側と出力側の前記回転検出パルスの不整合から前記出力回路の異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部の異常の検出により前記モータ駆動部の出力停止の制御、異常検出報知の少なくともいずれか一方を行なう異常対処手段とを備えたことを特徴とするモータ駆動装置。 A motor drive unit that feeds and drives a brushless motor to be controlled;
A detection processing unit that forms a rotation detection pulse synchronized with the rotation of the brushless motor based on position information of rotation detection of the brushless motor;
In a motor drive device comprising: a control unit that feedback-controls power supply from the motor drive unit to the brushless motor based on the rotation detection pulse output from the detection processing unit;
An abnormality detection unit for detecting an abnormality in the output circuit from a mismatch between the rotation detection pulses on the input side and the output side of the output circuit of the detection processing unit;
A motor drive device comprising: an abnormality coping means for performing at least one of control of stopping output of the motor drive unit and detection of abnormality detection by detecting an abnormality of the abnormality detection unit.
前記主回路部と別体の前記制御部が有線又は無線で前記主回路部の所定の信号出力ピンの前記回転検出パルスを取り込んで前記主回路部の所定の信号入力ピンに前記ブラシレスモータの速度指令を出力し、
前記信号出力ピンの前記回転検出パルスが前記出力回路の出力側の前記回転検出パルスを形成することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。 The motor drive unit, the detection processing unit, the abnormality detection unit, and the abnormality coping unit are integrally incorporated in the brushless motor to form a main circuit unit together with the brushless motor,
The speed of the brushless motor is transferred to the predetermined signal input pin of the main circuit unit by the control unit separate from the main circuit unit capturing the rotation detection pulse of the predetermined signal output pin of the main circuit unit by wire or wirelessly. Command output,
The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the rotation detection pulse of the signal output pin forms the rotation detection pulse on the output side of the output circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006187990A JP2008017651A (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Motor drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006187990A JP2008017651A (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Motor drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008017651A true JP2008017651A (en) | 2008-01-24 |
Family
ID=39074139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006187990A Withdrawn JP2008017651A (en) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Motor drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008017651A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102158153A (en) * | 2009-12-01 | 2011-08-17 | 日本电产芝浦株式会社 | Motor having circuit for decreasing standby current |
JP2012135213A (en) * | 2012-04-13 | 2012-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | Brushless dc motor and apparatus |
JP2013521755A (en) * | 2010-03-02 | 2013-06-10 | アガベ セミコンダクター エルエルシー | Position correction pulse width modulation for brushless DC motor |
WO2013136627A1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | 富士電機株式会社 | Motor drive system |
-
2006
- 2006-07-07 JP JP2006187990A patent/JP2008017651A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102158153A (en) * | 2009-12-01 | 2011-08-17 | 日本电产芝浦株式会社 | Motor having circuit for decreasing standby current |
JP2013521755A (en) * | 2010-03-02 | 2013-06-10 | アガベ セミコンダクター エルエルシー | Position correction pulse width modulation for brushless DC motor |
JP2018038266A (en) * | 2010-03-02 | 2018-03-08 | アガベ セミコンダクター エルエルシー | Position corrected pulse width modulation for brushless direct current motors |
WO2013136627A1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | 富士電機株式会社 | Motor drive system |
CN104106206A (en) * | 2012-03-12 | 2014-10-15 | 富士电机株式会社 | Motor drive system |
JPWO2013136627A1 (en) * | 2012-03-12 | 2015-08-03 | 富士電機株式会社 | Motor drive system |
JP2012135213A (en) * | 2012-04-13 | 2012-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | Brushless dc motor and apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2398141B1 (en) | DC-AC converter with protection circuit | |
JP6022319B2 (en) | Motor drive control device | |
JP5452551B2 (en) | Power conversion device and power conversion system | |
US9379647B2 (en) | Motor driving control device and control method of motor driving control device | |
JP2015198503A (en) | Fail-safe apparatus for inverter | |
JP2011155708A (en) | Motor control device and control method thereof | |
US20150103449A1 (en) | Motor protection device, motor protection method, and motor control system using the same | |
US10812062B2 (en) | Driving device for semiconductor element | |
WO2016021329A1 (en) | Power conversion device | |
US10886863B2 (en) | Motor driving control device and motor control method | |
JP2010141990A (en) | Power conversion apparatus | |
US10476415B2 (en) | Motor drive control device and motor drive control method | |
JP2008017651A (en) | Motor drive | |
JP2010081664A (en) | Motor control unit and air conditioner using the same | |
US10840899B2 (en) | Motor drive device and electric power steering device | |
JP2011062035A (en) | Dynamic brake circuit protecting device | |
JP6230677B1 (en) | Control device and control method for rotating electrical machine | |
JP2007336665A (en) | Gate driving device and power conversion device equipped with it | |
JP2002354874A (en) | Detecting method and protecting method for abnormal condition in brushless dc motor | |
KR101787273B1 (en) | Motor driving apparatus and method for detecting disconnection of wire of the same | |
JP2007116764A (en) | Motor driving unit, lock protection method, and cooler using it | |
JP5765056B2 (en) | Motor control device and motor | |
JP5011778B2 (en) | Motor drive system and control method thereof | |
JP4178766B2 (en) | Motor control method and motor drive device | |
JP6883760B2 (en) | Motor drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091006 |