JP2009077543A - Single-phase motor and pump using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a single-phase motor that allows closed-loop control in a sensorless manner, and a pump using the same. <P>SOLUTION: A drive circuit D of a single-phase motor M is provided with a current sensor 38 as a detection means for detecting a conduction current value to a coil 20, and a motor controller 39 as a conduction-switching control means for controlling switching of conduction to the coil 20. The motor controller 39 estimates a rotational angle of a rotor 8 from a change in conduction current value to the coil 20 detected by the current sensor 38 so as to control switching of conduction to the coil 20 on the basis of the estimated rotational angle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、単相交流電源で駆動される単相モータおよびこれを用いたポンプに関する。   The present invention relates to a single-phase motor driven by a single-phase AC power source and a pump using the same.

従来、例えば、液体を循環させるポンプなどの駆動源となるモータとしては、液体の循環量を精度よく制御できるステッピングモータが多く用いられている。中でも、永久磁石を有するロータと爪磁極（クローポール）を有するステータとを対向配置させたクローポール型モータは、構造が簡素であり、且つ、制御がしやすいという利点を有しており、この種のポンプの駆動源として広く採用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a stepping motor that can accurately control the amount of liquid circulation has been used as a motor serving as a drive source for a pump that circulates liquid. Among these, a claw pole type motor in which a rotor having a permanent magnet and a stator having a claw pole (claw pole) are opposed to each other has an advantage that the structure is simple and the control is easy. It is widely used as a driving source for seed pumps.

クローポール型モータの駆動制御方式は、一定周波数のパルス入力によりステータのコイルへの通電を制御するオープンループ制御が一般的である。しかしながら、オープンループ制御では負荷トルクに応じた出力制御ができず、このことが高効率化を図る上での障害となっている。そこで、近年では、クローポール型モータにおいても、ロータの位置を検出して検出結果をフィードバックしてステータのコイルに対する通電を制御するクローズドループ制御を行うことが提案されている（例えば、特許文献１や特許文献２等を参照。）。   The drive control system of a claw pole type motor is generally open loop control in which energization of a stator coil is controlled by a pulse input with a constant frequency. However, in open loop control, output control according to the load torque cannot be performed, which is an obstacle to achieving high efficiency. Therefore, in recent years, even in a claw pole type motor, it has been proposed to perform closed loop control in which the position of the rotor is detected and the detection result is fed back to control energization of the stator coil (for example, Patent Document 1). And Patent Document 2).

特に特許文献１では、３相クローポール型モータにおいて、励磁電流波形からロータの位置情報を得て先の相を励磁するように進角制御し、センサレスでのクローズドループ制御を行うことが記載されている。また、特許文献２では、３相クローポール型モータにおいて、コイルの電流変化等を用いてロータ位置を検出し、センサレスでのクローズドループ制御を行うことが記載されている。
特開２００３−９５００号公報 特許第３４１０５２０号公報 In particular, Patent Document 1 describes that in a three-phase claw pole type motor, advance angle control is performed so as to excite the previous phase by obtaining position information of the rotor from the excitation current waveform, and sensorless closed loop control is performed. ing. Patent Document 2 describes that in a three-phase claw pole type motor, a rotor position is detected using a current change of a coil or the like, and sensorless closed loop control is performed.
JP 2003-9500 A Japanese Patent No. 3410520

ところで、特許文献１や特許文献２にて開示される３相クローポール型モータは、電源として商業用電源である３相交流電源を使用するため、一般家庭用のポンプの駆動源としてこの種の３相モータを用いるには、一般家庭に３相交流電源を新たに設ける必要が生じる。このため、一般家庭用のポンプの駆動源としては、単相交流で駆動できる単相モータの採用が望まれるが、単相モータでは、クローポール型モータに限らず、他のタイプのステッピングモータ、或いはステッピングモータ以外の各種モータにおいても、センサレスでのクローズドループ制御を行えるようにする技術開発がなされていないのが現状である。   By the way, since the three-phase claw pole type motor disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 uses a three-phase AC power source, which is a commercial power source, as a power source, this kind of pump is used as a drive source for general household pumps. In order to use a three-phase motor, it is necessary to newly provide a three-phase AC power source in a general household. For this reason, as a drive source of a general household pump, it is desirable to adopt a single-phase motor that can be driven by a single-phase AC. However, a single-phase motor is not limited to a claw pole motor, but other types of stepping motors, Alternatively, in various motors other than stepping motors, no technology has been developed to enable sensorless closed loop control.

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、センサレスでのクローズドループ制御を行うことができる単相モータおよびこれを用いたポンプを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object of the present invention is to provide a single-phase motor capable of performing sensorless closed-loop control and a pump using the same. .

本発明は、コイルが巻回されたステータと、ステータと対向配置されたマグネットを有するロータと、単相交流で前記コイルを駆動して、ステータとロータとの間の磁気的相互作用によりロータを回転させる駆動回路とを備えた単相モータの前記駆動回路に、前記コイルへの通電電流値および／または前記コイルの電圧値を検知する検知手段と、当該検知手段の検知結果に基づいて前記コイルに対する通電の切替えを制御する通電切替え制御手段とを設ける構成とした。   The present invention provides a stator around which a coil is wound, a rotor having a magnet arranged opposite to the stator, and the coil is driven by a single-phase alternating current so that the rotor is driven by magnetic interaction between the stator and the rotor. The driving circuit of the single-phase motor provided with a driving circuit to be rotated has a detecting means for detecting a current value to be supplied to the coil and / or a voltage value of the coil, and the coil based on a detection result of the detecting means. And an energization switching control means for controlling energization switching with respect to.

本発明によれば、単相モータでセンサレスでのクローズドループ制御を実現することができる。また、一般家庭用のポンプの駆動源としてこの単相モータを用いることで、負荷トルクに応じた出力制御を行うことができ、効率よくポンプを作動させることができる。   According to the present invention, sensorless closed loop control can be realized with a single-phase motor. Further, by using this single-phase motor as a drive source for a general household pump, output control according to the load torque can be performed, and the pump can be operated efficiently.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

［第１実施形態］
図１は、本発明を適用したポンプの縦断面図である。この図１に示すポンプは、液体を吸排する羽根車１と、液体を吸排させる吸入口２及び排出口３を有するポンプケース４と、羽根車１を回転自在に収容させるポンプ室５をポンプケース４と対をなして形成する分離板６と、羽根車１を回転させる駆動源となる単相モータＭとを備える。単相モータＭは、マグネット７を有するロータ８と、ロータ８の外側に対向配置された爪磁極（クローポール）９を有するステータ１０と、駆動回路Ｄが形成された制御基板１１とを備える。すなわち、図１に示すポンプは、分離板６を挟んで内側にロータ８を配置し、且つ、外側にステータ１０を配置した、いわゆるインナーロータ構造の単相クローポール型モータＭを駆動源として用いて羽根車１を回転させる構成とされている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pump to which the present invention is applied. The pump shown in FIG. 1 includes an impeller 1 for sucking and discharging liquid, a pump case 4 having a suction port 2 and a discharge port 3 for sucking and discharging liquid, and a pump chamber 5 for rotatably housing the impeller 1. 4 and a separation plate 6 formed in a pair with 4 and a single-phase motor M serving as a drive source for rotating the impeller 1. The single-phase motor M includes a rotor 8 having a magnet 7, a stator 10 having claw magnetic poles (claw poles) 9 disposed opposite to the rotor 8, and a control board 11 on which a drive circuit D is formed. That is, the pump shown in FIG. 1 uses a single-phase claw pole motor M having a so-called inner rotor structure in which a rotor 8 is disposed on the inner side of a separation plate 6 and a stator 10 is disposed on the outer side as a driving source. Thus, the impeller 1 is rotated.

ポンプ室５は、天面中央に開口された吸入口２と側壁に設けられた排出口３とを有するポンプケース４に、ロータ８とステータ１０を水密状態に分離（ポンプ部とモータ部を分離）する分離板６が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース４と分離板６の結合部分には、ポンプ部とモータ部とを水密状態に仕切るためにシール部材１２を介在させている。   The pump chamber 5 separates the rotor 8 and the stator 10 in a watertight state in a pump case 4 having a suction port 2 opened in the center of the top surface and a discharge port 3 provided on the side wall (separate the pump unit and the motor unit). ) Is formed by joining the separating plate 6. In addition, a seal member 12 is interposed at a joint portion between the pump case 4 and the separation plate 6 in order to partition the pump portion and the motor portion in a watertight state.

ロータ８は、羽根車１に一体的に設けられた円筒体として形成され、その円筒部の外壁に磁気回路（磁束）を構成するマグネット７を設けている。ロータ８は、ポンプケース４に設けられた軸支え部１３と分離板６に設けられた軸支え部１４に各端部を挿入嵌合させた固定軸１５に対して、軸受け部１６を介して回転自在に支承されている。固定軸１５は、その両端側に取り付けられた回り止め板１７，１８により回転不可能とされている。なお、マグネット７と分離板６との間には、ロータ８の回転時に接触しない程度の隙間（クリアランス）が確保されている。羽根車１は、ロータ８と一体化されていることから固定軸１５を中心に回転し、吸入口２からポンプ室５内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて排出口３からポンプ外へと排出する。   The rotor 8 is formed as a cylindrical body provided integrally with the impeller 1, and a magnet 7 constituting a magnetic circuit (magnetic flux) is provided on the outer wall of the cylindrical portion. The rotor 8 is connected via a bearing portion 16 to a fixed shaft 15 in which each end portion is inserted and fitted into a shaft support portion 13 provided in the pump case 4 and a shaft support portion 14 provided in the separation plate 6. It is supported rotatably. The fixed shaft 15 is made non-rotatable by rotation stop plates 17 and 18 attached to both ends thereof. A clearance (clearance) is secured between the magnet 7 and the separation plate 6 so as not to contact when the rotor 8 rotates. Since the impeller 1 is integrated with the rotor 8, the impeller 1 rotates around the fixed shaft 15, applies centrifugal force to the liquid sucked into the pump chamber 5 from the suction port 2, and flows out of the pump from the discharge port 3. And discharge.

ステータ１０は、ロータ８の外側に分離板６を挟んで対向配置されている。ステータ１０は、複数個の爪磁極（クローポール）９を有する円環状の鉄心の内部に絶縁板１９を介してコイル２０を巻回させた構成とされ、分離板６に対して面接触させている。ロータ８と分離板６との間にはクリアランスを設けたが、ステータ１０と分離板６との間にはクリアランスを設けることなく面接触状態で接触させている。このステータ１０では、コイル２０に通電することで発生した磁界を、爪磁極９からロータ８へと効率良く伝達することができる。   The stator 10 is disposed opposite to the outer side of the rotor 8 with the separation plate 6 interposed therebetween. The stator 10 has a configuration in which a coil 20 is wound through an insulating plate 19 inside an annular iron core having a plurality of claw magnetic poles (claw poles) 9, and is in surface contact with the separation plate 6. Yes. Although a clearance is provided between the rotor 8 and the separation plate 6, the stator 10 and the separation plate 6 are in contact with each other without providing a clearance. In the stator 10, the magnetic field generated by energizing the coil 20 can be efficiently transmitted from the claw magnetic pole 9 to the rotor 8.

制御基板１１には、単相交流でステータ１０のコイル２０を駆動して、ステータ１０とロータ８との間の磁気的相互作用によりロータ８を回転させる駆動回路Ｄが形成されている。そして、特に本実施形態のポンプにおいては、詳細を後述するが、この単相モータＭの駆動回路Ｄに、コイル２０への通電電流値やコイル２０の電圧値を検知する検知手段と、この検知手段の検知結果に基づいてコイル２０に対する通電の切替えを制御する通電切替え制御手段とが設けられている。なお、このポンプでは、ポンプケース４を除いた部位全体がモールド樹脂２１で覆われている。つまり、分離板６とステータ１０と制御基板１１とがモールド樹脂２１で被覆されている。   The control board 11 is formed with a drive circuit D that drives the coil 20 of the stator 10 with a single-phase alternating current and rotates the rotor 8 by magnetic interaction between the stator 10 and the rotor 8. In particular, in the pump of the present embodiment, the details will be described later. The driving circuit D of the single-phase motor M has a detection means for detecting a current value to be supplied to the coil 20 and a voltage value of the coil 20, and this detection. Energization switching control means for controlling switching of energization to the coil 20 based on the detection result of the means is provided. In this pump, the entire portion excluding the pump case 4 is covered with the mold resin 21. That is, the separation plate 6, the stator 10, and the control substrate 11 are covered with the mold resin 21.

このように構成されたポンプにおいては、駆動回路Ｄによりステータ１０のコイル２０が駆動され、このコイル２０の駆動により発生する磁界が爪磁極１８からロータ８のマグネット７へと伝達されてマグネット７が吸引反発することで、ロータ８と一体的に設けられた羽根車１が、固定軸１４を中心として回転する。そして、この羽根車１の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口２よりポンプ室５内へと吸込まれ、このポンプ室５内で加圧され周囲方向へ圧送された液体は排出口３からポンプ外へと吐出される。   In the pump configured as described above, the coil 20 of the stator 10 is driven by the drive circuit D, and the magnetic field generated by the driving of the coil 20 is transmitted from the claw magnetic pole 18 to the magnet 7 of the rotor 8 so that the magnet 7 The impeller 1 provided integrally with the rotor 8 rotates around the fixed shaft 14 by repelling the suction. Then, a pump action is generated as the impeller 1 rotates, and the liquid is sucked into the pump chamber 5 from the suction port 2, and the liquid pressurized in the pump chamber 5 and pumped in the peripheral direction is discharged from the discharge port. 3 is discharged out of the pump.

図２は、駆動回路Ｄの具体的な一例を示す簡易回路図である。この図２に示す駆動回路Ｄはバイポーラ駆動回路として構成されており、Ｈ型ブリッジの形態で接続された４つのＦＥＴ（field effect transister；電界効果トランジスタ）３１〜３４のオン／オフの切替えにより、コイル２０に対して通電方向を交互に切替えながら通電を行う。   FIG. 2 is a simplified circuit diagram showing a specific example of the drive circuit D. The drive circuit D shown in FIG. 2 is configured as a bipolar drive circuit. By switching on / off of four FETs (field effect transistors) 31 to 34 connected in the form of an H-bridge, The coil 20 is energized while alternately switching the energization direction.

すなわち、この駆動回路Ｄでは、直列接続された２つのＦＥＴ３１，３３の組と、直列接続された２つのＦＥＴ３２，３４の組とが並列に接続され、ＦＥＴ３１，３２のエミッタがそれぞれ単相交流電源に接続され、ＦＥＴ３２，３４のドレインがそれぞれグランドに接続されている。そして、ＦＥＴ３１のドレインとＦＥＴ３３のエミッタとの間にコイル２０の一方の端子が接続され、ＦＥＴ３２のドレインとＦＥＴ３４のエミッタとの間にコイル２０の他方の端子が接続されている。４つのＦＥＴ３１〜３４のゲートは、それぞれモータコントローラ３５に接続され、このモータコントローラ３５からの入力信号電圧によってＦＥＴ３１〜３４のオン／オフが切替えられる。モータコントローラ３５がＦＥＴ３１，３４をオン、ＦＥＴ３２，３３をオフすることにより、コイル２０に図中矢印Ａで示す方向に電流が流れ、ＦＥＴ３２，３３をオン、ＦＥＴ３１，３４をオフすることにより、コイル２０に図中矢印Ｂで示す方向に電流が流れる。そして、このコイル２０の通電方向を交互に切替えることにより回転磁界が発生し、ロータ８のマグネット７が形成する磁界との相互作用により、ロータ８が回転する。つまり、この駆動回路Ｄでは、モータコントローラ３５が、コイル２０に対する通電の切替えを制御する通電切替え制御手段としての機能を持つ。なお、モータコントローラ３５とＦＥＴ３１，３２のゲートの間にはゲートドライバ３６，３７がそれぞれ設けられており、ＦＥＴ３１，３２の動作の安定化が図られている。   That is, in this drive circuit D, a set of two FETs 31 and 33 connected in series and a set of two FETs 32 and 34 connected in series are connected in parallel, and the emitters of the FETs 31 and 32 are respectively connected to a single-phase AC power source. The drains of the FETs 32 and 34 are connected to the ground. One terminal of the coil 20 is connected between the drain of the FET 31 and the emitter of the FET 33, and the other terminal of the coil 20 is connected between the drain of the FET 32 and the emitter of the FET 34. The gates of the four FETs 31 to 34 are respectively connected to the motor controller 35, and on / off of the FETs 31 to 34 is switched by an input signal voltage from the motor controller 35. When the motor controller 35 turns on the FETs 31 and 34 and turns off the FETs 32 and 33, a current flows in the coil 20 in the direction indicated by the arrow A in the figure, and when the FETs 32 and 33 are turned on and the FETs 31 and 34 are turned off, the coils A current flows in a direction indicated by an arrow B in FIG. A rotating magnetic field is generated by alternately switching the energizing direction of the coil 20, and the rotor 8 is rotated by the interaction with the magnetic field formed by the magnet 7 of the rotor 8. That is, in this drive circuit D, the motor controller 35 has a function as energization switching control means for controlling switching of energization to the coil 20. Gate drivers 36 and 37 are provided between the motor controller 35 and the gates of the FETs 31 and 32, respectively, so that the operation of the FETs 31 and 32 is stabilized.

また、この駆動回路Ｄでは、コイル２０への通電電流値を検知する検知手段として電流センサ３８が設けられており、この電流センサ３８の出力がモータコントローラ３５に接続されている。そして、モータコントローラ３５は、この電流センサ３８の出力に基づいて、センサレスでのクローズドループ制御（フィードバック制御）によりコイル２０に対する通電の切替えを制御する。   Further, in the drive circuit D, a current sensor 38 is provided as detection means for detecting a current value supplied to the coil 20, and an output of the current sensor 38 is connected to the motor controller 35. The motor controller 35 controls switching of energization to the coil 20 by sensorless closed loop control (feedback control) based on the output of the current sensor 38.

ここで、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５によるコイル２０に対する通電の切替え制御の具体例について説明する。   Here, a specific example of energization switching control for the coil 20 by the motor controller 35 of the drive circuit D will be described.

図３は、コイル２０に通電したときの電流波形を示す図である。図３に示すように、コイル２０に対する通電を開始すると、まず、コイル２０への通電電流値は急峻な傾きで上昇するが、ある段階で通電電流値の上昇幅（通電電流値の時間変化率）は低下していき、通電電流値はある値でピーク値を持つ。そして、磁極数に応じて定まる単位通電期間の後半まではそのピーク値が維持されるが、単位通電期間の後半になると、通電電流値がさらに増大する。通電電流値にこのような変化が現われる単位通電期間は、ロータ８の回転角に対応しているので、このような通電電流値の変化からロータ８の回転角を推定できる。   FIG. 3 is a diagram showing a current waveform when the coil 20 is energized. As shown in FIG. 3, when energization of the coil 20 is started, first, the energization current value to the coil 20 rises with a steep slope, but at a certain stage, the increase width of the energization current value (time change rate of the energization current value). ) Decreases, and the current value has a certain peak value. The peak value is maintained until the latter half of the unit energization period determined according to the number of magnetic poles, but the energization current value further increases at the latter half of the unit energization period. Since the unit energization period in which such a change appears in the energization current value corresponds to the rotation angle of the rotor 8, the rotation angle of the rotor 8 can be estimated from the change in the energization current value.

そこで、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５は、電流センサ３８で検知されたコイル２０の通電電流値の変化に基づき、まず、通電電流値の時間変化率が所定値以下となるピーク値を判断する。そして、そのピーク値を基準に閾値を設定して、コイル２０の通電電流値が設定した閾値に達したときに、ロータ８の回転角が電流切替えタイミングとなる回転角となったと判断して、そのタイミングでコイル２０に対する通電方向を切替える。これにより、センサレスでのクローズドループ制御が実現できる。なお、ここでピーク値を基準に閾値を設定するのは、負荷変動によってピーク値は変化するため、閾値を絶対値で定めると負荷の変動により通電方向の切替えタイミングにずれが生じ、制御の安定性が損なわれる虞があるからである。   Therefore, the motor controller 35 of the drive circuit D first determines a peak value at which the temporal change rate of the energized current value is equal to or less than a predetermined value based on the change in the energized current value of the coil 20 detected by the current sensor 38. Then, a threshold value is set with reference to the peak value, and when the energization current value of the coil 20 reaches the set threshold value, it is determined that the rotation angle of the rotor 8 has become the rotation angle that is the current switching timing, At that timing, the energization direction for the coil 20 is switched. Thereby, sensorless closed loop control can be realized. Note that the threshold value is set based on the peak value here, because the peak value changes due to load fluctuations. If the threshold value is set as an absolute value, the switching timing of the energization direction is shifted due to load fluctuations, and the control is stabilized. This is because the property may be impaired.

コイル２０に対する通電電流値の変化に基づいた以上のような通電方向の切替えタイミングの判定は、必ずしも毎回行わなくてもよい。すなわち、大きな負荷変動がない状況では、通電方向切替えの周期となる単位通電期間はほぼ一定であるため、以上のような手法で通電方向の切替えを所定回数（例えば５周期）行った際にそれぞれの切替え周期の平均時間を求めて、その平均時間で単位通電期間を設定し、その後は設定した単位通電期間に相当する時間間隔で通電方向の切替えを行うことも可能である。ただし、このように設定した単位通電期間は微小な誤差を含んでおり、この誤差が累積されると許容誤差範囲を超えることも考えられるので、設定した単位通電期間に応じた通電方向の切替えを行う場合でも、通電電流値の変化に基づく通電方向の切替えタイミングの判定を定期的に行って、単位通電時間に対するキャリブレーションを実施することが望ましい。   The determination of the energization direction switching timing based on the change in the energization current value for the coil 20 does not necessarily have to be performed every time. That is, in a situation where there is no large load fluctuation, the unit energization period that is the cycle of the energization direction switching is almost constant, so each time the energization direction is switched a predetermined number of times (for example, 5 cycles) by the above method, It is also possible to obtain the average time of the switching cycle, set the unit energization period with the average time, and then switch the energization direction at a time interval corresponding to the set unit energization period. However, the unit energization period set in this way includes a minute error, and if this error is accumulated, it is considered that the allowable error range is exceeded.Therefore, the energization direction is switched according to the set unit energization period. Even when it is performed, it is desirable to periodically determine the switching timing of the energization direction based on the change in the energization current value, and to perform calibration for the unit energization time.

以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態のポンプでは、羽根車１を回転させる駆動源となる単相モータＭの駆動回路Ｄが、センサレスでのクローズドループ制御によりステータ１０のコイル２０に対する通電の切替えを制御するモータコントローラ３５を備えているので、負荷トルクに応じた出力制御を行うことができ、効率よくポンプを作動させて液体の吸排を効率よく行うことができる。   As described above with specific examples, in the pump according to the present embodiment, the drive circuit D of the single-phase motor M serving as a drive source for rotating the impeller 1 is controlled by the sensorless closed loop control. Since the motor controller 35 that controls switching of energization of the coil 20 is provided, output control according to the load torque can be performed, and the pump can be operated efficiently to efficiently suck and discharge the liquid.

また、単相モータＭとしてクローポール型モータを用いることで、多極化による出力特性の向上を図ることが容易となり、センサレスでのクローズドループ制御との相乗効果により、ポンプの作動効率をさらに高めることができる。   In addition, by using a claw pole type motor as the single-phase motor M, it becomes easy to improve the output characteristics due to multipolarization, and the synergistic effect with sensorless closed loop control can further increase the operating efficiency of the pump. it can.

さらに、単相モータＭは多相モータと比べて構成が簡素であり、センサレスでのクローズドループ制御を行う上でも部品点数や配線などを大幅に削減できるので、低コスト化を実現しながら、ポンプの作動効率を高めることができる。   In addition, the single-phase motor M has a simpler configuration than the multi-phase motor, and the number of parts and wiring can be greatly reduced even when sensorless closed-loop control is performed. The operating efficiency can be increased.

なお、以上は駆動回路Ｄがバイポーラ駆動回路として構成されていることを前提として説明したが、駆動回路Ｄを図４に示すようなユニポーラ駆動回路として構成した場合でも、同様に、センサレスでのクローズドループ制御によるコイル２０に対する通電の切替え制御が可能である。   The above description is based on the assumption that the drive circuit D is configured as a bipolar drive circuit. However, even when the drive circuit D is configured as a unipolar drive circuit as shown in FIG. Switching control of energization to the coil 20 by loop control is possible.

この場合、コイル２０は互いに逆向きに巻回された第１コイル部２０ａと第２コイル部２０ｂとを有しており、これら第１コイル部２０ａおよび第２コイル部２０ｂの一端がそれぞれ中間タップにより単相交流電源に接続されている。また、第１コイル部２０ａの他端はＦＥＴ３９のエミッタに接続され、第２のコイル部２０ｂの他端はＦＥＴ４０のエミッタに接続されている。ＦＥＴ３９、４０は、それぞれドレインがグラウンド、ゲートがモータコントローラ４１に接続されており、このモータコントローラ４１からの入力信号電圧によってＦＥＴ３９，４０のオン／オフが切替えられる。モータコントローラ４１がＦＥＴ３９をオン、ＦＥＴ４０をオフすることにより、コイル２０の第１コイル部２０ａに図中矢印Ａ１で示す方向に電流が流れ、ＦＥＴ４０をオン、ＦＥＴ３９をオフすることにより、コイル２０の第２コイル部２０ｂに図中矢印Ａ２で示す方向に電流が流れる。そして、これら第１コイル部２０ａと第２コイル部２０ｂのうちで通電するコイル部を交互に切替えることにより回転磁界が発生して、ロータ８が回転する。   In this case, the coil 20 has a first coil portion 20a and a second coil portion 20b wound in opposite directions, and one end of each of the first coil portion 20a and the second coil portion 20b is an intermediate tap. Is connected to a single-phase AC power source. The other end of the first coil portion 20a is connected to the emitter of the FET 39, and the other end of the second coil portion 20b is connected to the emitter of the FET 40. Each of the FETs 39 and 40 has a drain connected to the ground and a gate connected to the motor controller 41, and the on / off of the FETs 39 and 40 is switched by an input signal voltage from the motor controller 41. When the motor controller 41 turns on the FET 39 and turns off the FET 40, a current flows through the first coil portion 20a of the coil 20 in the direction indicated by an arrow A1 in the figure, and when the FET 40 is turned on and the FET 39 is turned off, A current flows through the second coil portion 20b in the direction indicated by the arrow A2 in the figure. And a rotating magnetic field generate | occur | produces by switching the coil part electrically supplied among these 1st coil parts 20a and the 2nd coil parts 20b, and the rotor 8 rotates.

また、この駆動回路Ｄでは、第１コイル部２０ａへの通電電流値を検知する検知手段として電流センサ３８ａ、第２コイル部２０ｂへの通電電流値を検知する検知手段として電流センサ３８ｂがそれぞれ設けられており、これら電流センサ３８ａ，３８ｂの出力がモータコントローラ４１に接続されている。そして、モータコントローラ４１は、これら電流センサ３８ａ，３８ｂの出力に基づいて、上述したバイポーラ駆動の場合と同様の手法でコイル２０の第１コイル部２０ａと第２コイル部２０ｂとに対する通電切替えのタイミングを判定し、センサレスでのクローズドループ制御により通電切替えを制御する。   Further, in this drive circuit D, a current sensor 38a is provided as a detection means for detecting a current value supplied to the first coil part 20a, and a current sensor 38b is provided as a detection means for detecting a current value supplied to the second coil part 20b. The outputs of the current sensors 38a and 38b are connected to the motor controller 41. The motor controller 41 then switches the energization switching to the first coil portion 20a and the second coil portion 20b of the coil 20 based on the outputs of the current sensors 38a and 38b in the same manner as in the bipolar drive described above. And the energization switching is controlled by sensorless closed loop control.

また、このようなユニポーラ駆動の場合、コイル２０を構成する第１コイル部２０ａと第２コイル部２０ｂとは交互に通電され、一方が通電されているときは他方の通電はＯＦＦされているので、ロータ８の回転角に応じてコイル２０に発生する逆起電圧を通電ＯＦＦされているコイル部で検知することができる。したがって、第１コイル部２０ａおよび第２コイル部２０ｂそれぞれの電圧を検知する検知手段としての電圧センサを駆動回路Ｄに設けるようにすれば、上述した通電電流値の変化を用いた手法に代えて、あるいは上述した手法と組み合わせて、逆起電圧検知による通電切替えの制御を行うことも可能である。   In the case of such unipolar drive, the first coil portion 20a and the second coil portion 20b constituting the coil 20 are alternately energized, and when one is energized, the other energization is OFF. The counter electromotive voltage generated in the coil 20 in accordance with the rotation angle of the rotor 8 can be detected by the coil portion that is turned off. Therefore, if a voltage sensor as a detecting means for detecting the voltages of the first coil portion 20a and the second coil portion 20b is provided in the drive circuit D, instead of the above-described method using the change in the energization current value. Or, in combination with the above-described method, it is also possible to control energization switching by detecting the back electromotive voltage.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５によるコイル２０に対する通電切替え制御の内容が、上述した第１実施形態とは若干異なるものである。ポンプ全体の構成や単相モータＭの基本構成は第１実施形態と同じであるため、以下ではこれらの重複した説明は省略し、本実施形態に特徴的な通電切替え制御についてのみ説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the contents of energization switching control for the coil 20 by the motor controller 35 of the drive circuit D are slightly different from those in the first embodiment described above. Since the overall configuration of the pump and the basic configuration of the single-phase motor M are the same as those in the first embodiment, a redundant description thereof will be omitted below, and only the energization switching control characteristic of this embodiment will be described.

単相モータＭでは、単位通電期間の後半部分において、ロータ８とステータ１０の爪磁極９との吸引力が回転の逆方向に発生することになる。このため、単位通電期間の後半部分は、コイル２０に対する通電電流が大きくなる一方で、出力トルクが小さく、効率の悪い部分となる。そこで、本実施形態では、図５に示すように、この単位通電期間の後半部分を通電ＯＦＦ期間として設定し、この通電ＯＦＦ期間においてはコイル２０に対する通電を停止させることで、単位通電期間の中で高い効率が得られる部分のみを用いてコイル２０を駆動し、さらなる高効率化を実現するようにしている。   In the single-phase motor M, the attractive force between the rotor 8 and the claw magnetic pole 9 of the stator 10 is generated in the reverse direction of rotation in the latter half of the unit energization period. For this reason, in the latter half of the unit energization period, the energization current to the coil 20 is large, while the output torque is small and the efficiency is low. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the latter half of the unit energization period is set as the energization OFF period, and the energization to the coil 20 is stopped during the energization OFF period. Thus, the coil 20 is driven using only a portion where high efficiency can be obtained, thereby realizing further improvement in efficiency.

通電ＯＦＦ期間は、例えば、単位通電期間の後半部分に時間長さ一定で設定する。つまり、単位通電期間におけるコイル２０への通電電流値は、上述したように、単位通電期間の後半まであるピーク値を維持し、通電ＯＦＦ期間が設定されていなければ、単位通電期間の後半部分において通電電流値がさらに増大した後、通電切り替えタイミング（単位通電期間終了タイミング）となる。この単位通電期間後半の通電電流値が増大する範囲を十分にカバーできるように、単位通電期間が終了する通電切替えタイミングを基準として、それより前の単位通電期間の後半部分に一定の長さの時間で通電ＯＦＦ期間を設定する。そして、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５は、この通電ＯＦＦ期間においてコイル２０への通電を一時的に停止させた後、通電切替えタイミングでコイル２０に対する通電方向を切替えて、通電を再開する。   The energization OFF period is set, for example, at a constant time length in the latter half of the unit energization period. That is, as described above, the energization current value to the coil 20 in the unit energization period maintains a certain peak value until the latter half of the unit energization period, and in the latter half of the unit energization period if the energization OFF period is not set. After the energization current value further increases, the energization switching timing (unit energization period end timing) is reached. In order to sufficiently cover the range in which the energization current value increases in the latter half of the unit energization period, the energization switching timing at the end of the unit energization period is used as a reference, and a constant length is set in the latter half of the previous unit energization period Set the energization OFF period in time. The motor controller 35 of the drive circuit D temporarily stops energization of the coil 20 during the energization OFF period, then switches the energization direction to the coil 20 at the energization switching timing, and resumes energization.

具体的には、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５は、まず、第１実施形態で説明したように、コイル２０に対する通電電流値の変化に基づいた通電切替えを所定回数（例えば５周期）行ってそれぞれの切替え周期の平均時間を求め、その平均時間で単位通電期間を設定する。そして、この単位通電期間の後半部分の一定時間を通電ＯＦＦ期間とし、コイル２０に対する通電を開始（単位通電期間の開始）した後、単位通電期間の時間長さから通電ＯＦＦ期間の時間長さを引いた時間が経過したタイミングでコイル２０に対する通電を停止させる。そして、その後、通電ＯＦＦ期間の時間が経過したタイミングでコイル２０に対する通電方向を切替えて、コイル２０に対する通電を再開（次の単位通電期間の開始）させる。   Specifically, as described in the first embodiment, the motor controller 35 of the drive circuit D first performs energization switching based on a change in the energization current value for the coil 20 a predetermined number of times (for example, 5 cycles), respectively. The average period of the switching cycle is obtained, and the unit energization period is set by the average time. Then, a certain time in the latter half of the unit energization period is set as an energization OFF period, and energization of the coil 20 is started (start of the unit energization period). Energization of the coil 20 is stopped at the timing when the drawn time has elapsed. Then, the energization direction to the coil 20 is switched at the timing when the energization OFF period has elapsed, and the energization to the coil 20 is resumed (start of the next unit energization period).

ところで、駆動回路Ｄがバイポーラ駆動回路の場合であっても、以上のように単位通電期間の後半部分に通電ＯＦＦ期間を設定して、この通電ＯＦＦ期間においてコイル２０に対する通電を一時的に停止させるようにした場合には、この通電ＯＦＦ期間の中で、ロータ８の回転角に応じてコイル２０に発生する逆起電圧の検知が可能になる。そこで、本実施形態では、図６に示すように、コイル２０の電圧を検知する検知手段としての電圧センサ４２を駆動回路Ｄに設け、この電圧センサ４２でコイル２０に発生する逆起電圧を検知できるようにして、モータコントローラ３５が、コイル２０に発生する逆起電圧が検知されたタイミングでコイル２０に対する通電方向の切替えを行って、通電を再開させるようにすることが望ましい。このように、逆起電圧の検知タイミングでコイル２０に対する通電方向の切替えを行うようにすれば、ロータ８の回転角に応じて正確にコイル２０に対する通電方向の切替えが行えるので、制御の安定性を高めることができる。   By the way, even when the drive circuit D is a bipolar drive circuit, the energization OFF period is set in the latter half of the unit energization period as described above, and energization to the coil 20 is temporarily stopped during the energization OFF period. In such a case, it is possible to detect the counter electromotive voltage generated in the coil 20 in accordance with the rotation angle of the rotor 8 during the energization OFF period. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, a voltage sensor 42 as a detecting means for detecting the voltage of the coil 20 is provided in the drive circuit D, and the back electromotive voltage generated in the coil 20 is detected by the voltage sensor 42. It is desirable that the motor controller 35 switches the energization direction to the coil 20 at the timing when the counter electromotive voltage generated in the coil 20 is detected, and resumes energization. Thus, if the direction of energization to the coil 20 is switched at the detection timing of the counter electromotive voltage, the direction of energization to the coil 20 can be accurately switched according to the rotation angle of the rotor 8, so that the control stability Can be increased.

ここで、後半部分に通電ＯＦＦ期間が設定された単位通電期間におけるロータ８の回転角の時間変化の一例について、図７を用いて説明する。なお、この図７に示す例では、簡単のためにモータ磁極数を４とし、１つの単位通電期間においてロータ８の回転角が機械角で９０度（電気角１８０度）変化するものとし、また、通電ＯＦＦ期間は電気角３０度に相当する時間長さに設定されているものとする。   Here, an example of the time change of the rotation angle of the rotor 8 in the unit energization period in which the energization OFF period is set in the latter half will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 7, for the sake of simplicity, the number of motor magnetic poles is four, and the rotation angle of the rotor 8 changes by 90 degrees mechanical angle (electrical angle 180 degrees) in one unit energization period. The energization OFF period is set to a time length corresponding to an electrical angle of 30 degrees.

図７（ａ）のように、通電ＯＦＦ期間ではロータ８はマグネット７からの磁束でステータ１０に対して磁気的に安定した位置に向かって回転を継続する。そして、磁気的安定位置に達すると、コイル２０に逆起電圧が生じるので、例えば、電圧センサ４２によりこの逆起電圧が検知されたタイミングで、モータコントローラ３５がコイル２０に対する通電方向を切替えて、コイル２０に対する通電を開始する。このコイル２０への通電によりステータ１０の爪磁極９がＮ極とＳ極とで交互に励磁される。このときの爪磁極９の極性は前回の単位通電期間における極性とは逆極性になるので、図７（ｂ）に示すように、ロータ８のマグネット７とステータ１０の爪磁極９とは同じ極性がそれぞれ対向し、その反発力によりロータ８が回転する。その後、コイル２０に対する通電が継続されている間、ロータ８のマグネット７とステータ１０の爪磁極９との間の反発・吸引作用により、ロータ８は回転を続け、図７（ｃ）に示す電気角３０度（機械角１５度）の位置、図７（ｄ）に示す電気角６０度（機械角３０度）の位置、図７（ｅ）に示す電気角９０度（機械角４５度）の位置、図７（ｆ）に示す電気角１２０度（機械角６０度）の位置へと順次到達する。そして、図７（ｇ）に示す電気角１５０度（機械角７５度）に到達すると、モータコントローラ３５がコイル２０に対する通電を停止させる。その後、ロータ８はマグネット７からの磁束でステータ１０に対して磁気的に安定した位置に向かって回転を継続し、ロータ８が図７（ｈ）に示す磁気的安定位置に達すると、電圧センサ４２によりコイル２０に生じる逆起電圧が検知され、モータコントローラ３５がコイル２０に対する通電方向を切替えて、コイル２０に対する通電を開始する。以上のサイクルを繰り返すことで、ロータ８は安定的に回転する。   As shown in FIG. 7A, the rotor 8 continues to rotate toward a magnetically stable position with respect to the stator 10 by the magnetic flux from the magnet 7 during the energization OFF period. When the magnetic stable position is reached, a counter electromotive voltage is generated in the coil 20. For example, at the timing when the counter electromotive voltage is detected by the voltage sensor 42, the motor controller 35 switches the energization direction to the coil 20, Energization of the coil 20 is started. By energizing the coil 20, the claw magnetic pole 9 of the stator 10 is alternately excited by the N pole and the S pole. Since the polarity of the claw magnetic pole 9 at this time is opposite to the polarity in the previous unit energization period, the magnet 7 of the rotor 8 and the claw magnetic pole 9 of the stator 10 have the same polarity as shown in FIG. Are opposed to each other, and the rotor 8 is rotated by the repulsive force. Thereafter, while energization of the coil 20 is continued, the rotor 8 continues to rotate by the repulsion / attraction action between the magnet 7 of the rotor 8 and the claw magnetic pole 9 of the stator 10, and the electric power shown in FIG. An angle of 30 degrees (mechanical angle of 15 degrees), an electrical angle of 60 degrees (mechanical angle of 30 degrees) shown in FIG. 7D, and an electrical angle of 90 degrees (mechanical angle of 45 degrees) shown in FIG. The position sequentially reaches the position of electrical angle 120 degrees (mechanical angle 60 degrees) shown in FIG. When the electric angle reaches 150 degrees (mechanical angle 75 degrees) shown in FIG. 7G, the motor controller 35 stops energization of the coil 20. Thereafter, the rotor 8 continues to rotate toward the magnetically stable position with respect to the stator 10 by the magnetic flux from the magnet 7, and when the rotor 8 reaches the magnetically stable position shown in FIG. The counter electromotive voltage generated in the coil 20 is detected by 42, and the motor controller 35 switches the energizing direction to the coil 20 and starts energizing the coil 20. By repeating the above cycle, the rotor 8 rotates stably.

以上、具体的な例を挙げながら説明したように、本実施形態では、駆動回路Ｄのモータコントローラ３５が、単相モータＭのコイル２０に対する単位通電期間の後半部分に通電ＯＦＦ期間を設定し、この通電ＯＦＦ期間においてコイル２０への通電を一時的に停止させた後、通電切替えタイミングでコイル２０に対する通電方向を切替えて、通電を再開させるようにしているので、単位通電期間の中で高い効率が得られる部分のみを用いてコイル２０を駆動して単相モータＭを作動させることができ、単相モータＭの高効率化、つまりはこの単相モータＭを用いたポンプの作動効率の更なる向上を実現することができる。   As described above with specific examples, in this embodiment, the motor controller 35 of the drive circuit D sets the energization OFF period in the second half of the unit energization period for the coil 20 of the single-phase motor M, Since the energization to the coil 20 is temporarily stopped during the energization OFF period and then the energization direction for the coil 20 is switched at the energization switching timing to resume the energization. The single-phase motor M can be operated by driving the coil 20 using only the portion where the above-mentioned is obtained. The efficiency of the single-phase motor M is improved, that is, the operating efficiency of the pump using the single-phase motor M is improved. An improvement can be realized.

また、単位通電期間の後半部分に通電ＯＦＦ期間を設定することで、逆起電圧の検知によるセンサレスでのクローズドループ制御を行うことが可能となり、安定的な通電切替え制御を実現できる。   Also, by setting the energization OFF period in the latter half of the unit energization period, sensorless closed loop control based on detection of the counter electromotive voltage can be performed, and stable energization switching control can be realized.

なお、以上で説明した例では、通電ＯＦＦ期間を時間長さ一定で設定するようにしているが、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、通電ＯＦＦ期間の時間長さをモータ回転数に応じて変化させるようにしてもよい。通電ＯＦＦ期間を時間長さ一定で設定した場合には、制御方式が単純で低コスト化が望めるといった利点がある反面、モータ回転数が変化すると単位通電期間に対する通電ＯＦＦ期間の割合（電気角）が変化するため、モータ回転数によって単相モータＭの高効率化の効果に差が生じることになり、モータ回転数によっては効率がさほど上がらないことも想定される。そこで、単相モータＭの安定的な高効率化が強く求められる場合には、モータ回転数に応じて最適な時間長さの通電ＯＦＦ期間を設定するようにすれば、制御方式は多少複雑になるが、モータ回転数によらず常に安定的に単相モータＭの高効率化の効果を得ることができる。   In the example described above, the energization OFF period is set at a constant time length. However, as shown in FIGS. 8A and 8B, the time length of the energization OFF period is set. You may make it change according to motor rotation speed. When the energization OFF period is set to a constant time length, there is an advantage that the control method is simple and the cost can be reduced. On the other hand, when the motor speed changes, the ratio of the energization OFF period to the unit energization period (electrical angle) Therefore, the efficiency of the single-phase motor M becomes different depending on the motor rotation speed, and it is assumed that the efficiency does not increase so much depending on the motor rotation speed. Therefore, when a stable and high efficiency of the single-phase motor M is strongly demanded, the control method is somewhat complicated if an energization OFF period having an optimum time length is set according to the motor rotation speed. However, the effect of increasing the efficiency of the single-phase motor M can always be obtained stably regardless of the motor rotational speed.

また、このような通電ＯＦＦ期間の設定は、例えば図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、モータ回転数が変化したときでも通電ＯＦＦ期間の電気角が常に一定となるように設定することが望ましい。これにより、単位通電期間に対する通電ＯＦＦ期間の割合が常に一定となり、モータ回転数によらず常に安定的に単相モータＭの高効率化の効果を得ることができる。   Further, such setting of the energization OFF period is performed so that, for example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the electrical angle of the energization OFF period is always constant even when the motor speed changes. It is desirable to set. As a result, the ratio of the energization OFF period to the unit energization period is always constant, and the effect of increasing the efficiency of the single-phase motor M can be obtained stably regardless of the motor rotation speed.

以上、本発明の具体的な適用例として第１実施形態及び第２実施形態を例示して説明したが、以上の各実施形態は本発明の一適用例であり、本発明の技術的範囲が以上の各実施形態で説明した内容に限定されることを意図するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、以上の各実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。   As described above, the first embodiment and the second embodiment have been illustrated and described as specific application examples of the present invention. However, each of the above embodiments is an application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is within the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the contents described in the above embodiments. That is, the technical scope of the present invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above embodiments, but includes various modifications, changes, alternative techniques, and the like that can be easily derived from this disclosure.

例えば、第１実施形態及び第２実施形態ではポンプの駆動源となる単相モータＭとしてクローポール型のステッピングモータを例示したが、例えば、積層鋼板で鉄心を構成したものなど、クローポール型以外の他のタイプのステッピングモータ、あるいはステッピングモータ以外の各種の単相モータに対しても本発明は有効に適用することができる。これらクローポール型のステッピングモータ以外の単相モータに対して本発明を適用した場合にも、この単相モータにおいてセンサレスでのクローズドループ制御が可能となり、単相モータ自体やこれを駆動源とするポンプの作動効率の向上が期待できる。   For example, in the first and second embodiments, a claw pole type stepping motor has been exemplified as the single-phase motor M serving as a drive source of the pump. The present invention can be effectively applied to other types of stepping motors or various single-phase motors other than stepping motors. Even when the present invention is applied to a single-phase motor other than these claw pole type stepping motors, sensorless closed-loop control is possible in this single-phase motor, and the single-phase motor itself or this is used as a drive source. Improvement of pump operating efficiency can be expected.

本発明を適用したポンプの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the pump to which this invention is applied. ポンプの駆動源として用いる単相モータの駆動回路の具体的な一例を示す簡易回路図である。It is a simple circuit diagram which shows a specific example of the drive circuit of the single phase motor used as a drive source of a pump. 単相モータのコイルに通電したときの電流波形を示す図である。It is a figure which shows the electric current waveform when supplying with electricity to the coil of a single phase motor. 単相モータの駆動回路の他の例を示す簡易回路図である。It is a simple circuit diagram which shows the other example of the drive circuit of a single phase motor. 単位通電期間の後半部分に通電ＯＦＦ期間を設定した場合の電流波形を示す図である。It is a figure which shows the electric current waveform at the time of setting an electricity supply OFF period in the second half part of a unit electricity supply period. 単相モータの駆動回路の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the drive circuit of a single phase motor. 単位通電期間におけるロータの回転角の時間変化の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the time change of the rotation angle of the rotor in a unit electricity supply period. 通電ＯＦＦ期間の時間長さをモータ回転数に応じて変化させる例を説明する図である。It is a figure explaining the example which changes the time length of the electricity supply OFF period according to a motor rotation speed. 通電ＯＦＦ期間の時間長さを電気角一定となるように設定する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which sets the time length of the electricity supply OFF period so that an electrical angle may become fixed.

符号の説明Explanation of symbols

１ 羽根車
２ 吸入口
３ 排出口
４ ポンプケース
５ ポンプ室
６ 分離板
７ マグネット
８ ロータ
９ 爪磁極
１０ ステータ
１１ 制御基板
２０ コイル
３５，４１ モータコントローラ（通電切替え制御手段）
３８ 電流センサ（検知手段）
４２ 電圧センサ（検知手段）
Ｍ 単相モータ
Ｄ 駆動回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impeller 2 Suction port 3 Discharge port 4 Pump case 5 Pump chamber 6 Separation plate 7 Magnet 8 Rotor 9 Claw magnetic pole 10 Stator 11 Control board 20 Coil 35, 41 Motor controller (energization switching control means)
38 Current sensor (detection means)
42 Voltage sensor (detection means)
M Single-phase motor D Drive circuit

Claims (9)

コイルが巻回されたステータと、
前記ステータと対向配置されたマグネットを有するロータと、
単相交流で前記コイルを駆動して、前記ステータと前記ロータとの間の磁気的相互作用により前記ロータを回転させる駆動回路と、を備えた単相モータであって、
前記駆動回路に、前記コイルへの通電電流値および／または前記コイルの電圧値を検知する検知手段と、当該検知手段の検知結果に基づいて前記コイルに対する通電の切替えを制御する通電切替え制御手段と、が設けられていることを特徴とする単相モータ。 A stator around which a coil is wound;
A rotor having a magnet disposed opposite to the stator;
A drive circuit that drives the coil with a single-phase alternating current and rotates the rotor by magnetic interaction between the stator and the rotor,
A detecting means for detecting an energization current value to the coil and / or a voltage value of the coil in the drive circuit; and an energization switching control means for controlling switching of energization to the coil based on a detection result of the detecting means. And a single-phase motor. 前記通電切替え制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記コイルへの通電電流値の時間変化率が所定値以下となるピーク値を判断し、当該ピーク値を基準に閾値を設定して、前記コイルへの通電電流値が前記閾値に達したタイミングで前記コイルに対する通電の切替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の単相モータ。   The energization switching control means determines a peak value at which a temporal change rate of the energization current value to the coil is a predetermined value or less based on a detection result of the detection means, and sets a threshold value based on the peak value. 2. The single-phase motor according to claim 1, wherein the energization of the coil is switched at a timing when the energization current value of the coil reaches the threshold value. 前記通電切替え制御手段は、前記コイルに対する通電の切替えを所定回数行った際にそれぞれの切替え周期の平均時間を求めて単位通電期間を設定し、その後は設定した単位通電期間に応じて前記コイルに対する通電の切替えを制御することを特徴とする請求項２に記載の単相モータ。   The energization switching control means obtains an average time of each switching period when the energization switching to the coil is performed a predetermined number of times, sets a unit energization period, and thereafter sets the unit energization period according to the set unit energization period. The single-phase motor according to claim 2, wherein switching of energization is controlled. 前記通電切替え制御手段は、前記単位通電期間の後半部分を通電ＯＦＦ期間として設定し、当該通電ＯＦＦ期間で前記コイルに対する通電を一時的に遮断した後、前記コイルに対する通電の切替えを行うことを特徴とする請求項３に記載の単相モータ。   The energization switching control means sets the latter half of the unit energization period as an energization OFF period, and temporarily switches off the energization to the coil during the energization OFF period, and then switches energization to the coil. The single-phase motor according to claim 3. 前記通電切替え制御手段は、各単位通電期間における前記通電ＯＦＦ期間を一定の時間で設定することを特徴とする請求項４に記載の単相モータ。   5. The single-phase motor according to claim 4, wherein the energization switching control unit sets the energization OFF period in each unit energization period at a constant time. 前記通電切替え制御手段は、各単位通電期間における前記通電ＯＦＦ期間の時間長さをモータ回転数に応じて変化させることを特徴とする請求項４に記載の単相モータ。   5. The single-phase motor according to claim 4, wherein the energization switching control means changes a time length of the energization OFF period in each unit energization period in accordance with a motor rotation speed. 前記通電切替え制御手段は、各単位通電期間における前記通電ＯＦＦ期間の時間長さを電気角一定となるように設定することを特徴とする請求項６に記載の単相モータ。   The single-phase motor according to claim 6, wherein the energization switching control unit sets the time length of the energization OFF period in each unit energization period so that the electrical angle is constant. 前記通電切替え制御手段は、前記通電ＯＦＦ期間の間に前記コイルに生じる逆起電圧が前記検知手段により検知されたタイミングで、前記コイルに対する通電の切替えを行うことを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の単相モータ。   8. The energization switching control unit switches energization to the coil at a timing when a back electromotive voltage generated in the coil during the energization OFF period is detected by the detection unit. The single phase motor of any one of these. 液体を吸排する羽根車と、
前記液体を吸排させる吸入口および排出口を有するポンプケースと、
前記羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、
前記羽根車を回転させるモータと、を備えたポンプであって、
前記モータとして、請求項１乃至８の何れか１項に記載の単相モータを用いたことを特徴とするポンプ。 An impeller for sucking and discharging liquid;
A pump case having an inlet and an outlet for sucking and discharging the liquid;
A separating plate that forms a pump chamber that accommodates the impeller rotatably, and forms a pair with the pump case;
A pump that rotates the impeller,
A pump using the single-phase motor according to any one of claims 1 to 8 as the motor.
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