JP2012165612A - Dc motor ceiling fan - Google Patents

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JP2012165612A
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JP2011025730A
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Kanji Izaki
勘治 井崎
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Panasonic Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC motor ceiling fan which does not require positioning of a rotor at the time of start-up and surely rotates a motor in a desired direction so as to prevent reverse rotation from giving an uneasy feeling to a user.SOLUTION: A DC motor ceiling fan comprises: position detection means 15 which detects a magnetic pole position of a rotor magnet (magnet 6) in a brushless DC motor in a sensorless manner; and stop position fixing means 17 which controls a blade stop position of the ceiling fan to be a constant position compared with a phase energized at the end by energizing a specific phase of the brushless DC motor for a fixed time or longer when stopping the ceiling fan. Therefore, the DC motor ceiling fan is possible to shift from stopped status to normal spinning motion.

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータを搭載した天井型扇風機に関するものである。   The present invention relates to a ceiling fan mounted with a brushless DC motor.

従来、この種のＤＣモータ天井扇風機は、ホール素子等の磁気センサーを利用して回転子磁石の磁極位置を検出し、回転駆動させるものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, this type of DC motor ceiling fan is known in which a magnetic pole position of a rotor magnet is detected by using a magnetic sensor such as a Hall element and is rotated. (For example, refer to Patent Document 1).

以下、そのＤＣモータ天井扇風機の動作について図５を参照しながら説明する。   The operation of the DC motor ceiling fan will be described below with reference to FIG.

図に示すように、従来のＤＣモータ天井扇風機のモータは、固定子１０１の外周部に空隙を介して、磁石１０２を備えた回転子１０３が回転自在に設けられている。固定子１０１は中空軸１０７により、図にＷで示された天井に取付けられた固定板１０８に、吊り下げ固定されている。固定子１０１の上端側には、磁石１０２の磁極位置を検出するホールＩＣ１０５を搭載したセンサー基板１０４が設けられている。そしてこのホールＩＣ１０５で検出された磁極位置に基づいて、固定板１０８の内部に設けられた駆動基板１０９にて固定子１０１の巻線に通電し、回転子１０３を回転させる。このようにして、回転子１０３に一体的に取付けられた羽根１１０を回転させ、室内に風を供給している。ホールＩＣ１０５の出力は中空軸１０７の中空部内に通されたリード線１０６を通じて、駆動基板１０９に供給されている。   As shown in the figure, in the motor of a conventional DC motor ceiling fan, a rotor 103 including a magnet 102 is rotatably provided on the outer periphery of the stator 101 via a gap. The stator 101 is suspended and fixed by a hollow shaft 107 to a fixing plate 108 attached to the ceiling indicated by W in the drawing. On the upper end side of the stator 101, a sensor substrate 104 on which a Hall IC 105 that detects the magnetic pole position of the magnet 102 is mounted is provided. Then, based on the magnetic pole position detected by the Hall IC 105, the winding of the stator 101 is energized by the driving substrate 109 provided inside the fixed plate 108, and the rotor 103 is rotated. In this way, the blades 110 integrally attached to the rotor 103 are rotated to supply air into the room. The output of the Hall IC 105 is supplied to the drive substrate 109 through the lead wire 106 passed through the hollow portion of the hollow shaft 107.

また、センサレスブラシレスＤＣモータにおいて、起動時に特定の固定子巻線相に通電し、回転子の位置を所定の位置に位置決めしてから起動するものが知られている。（例えば、特許文献２参照）。   In addition, a sensorless brushless DC motor is known in which a specific stator winding phase is energized at the time of startup, and the rotor is started after being positioned at a predetermined position. (For example, refer to Patent Document 2).

以下、そのセンサレスブラシレスＤＣモータの動作について図６を参照しながら説明する。   The operation of the sensorless brushless DC motor will be described below with reference to FIG.

図６は、モータの回転子１１１の磁石磁極と固定子１１２の各磁極ａ〜ｉの相対的な位置関係を示しているが、図６（ａ）において、磁極ｇ、ｈ、ｉに巻かれたＵ相巻線１１３から、磁極ｄ，ｅ，ｆに巻かれたＶ相巻線１１４に通電すると、磁極ｇ、ｉ，ｅがＮ極になり、磁極ｈ、ｄ、ｆがＳ極になることにより、回転子１１１の各磁石がその磁極に吸引され、図の矢印のように反時計方向に回転する。次に引き続きＵ相巻線１１３からＶ相巻線１１４への通電を継続すると、図６（ｂ）に示す位置で回転子１１１が停止し、回転子１１１の位置が固定子１１２に対して固定される。この後、Ｕ相巻線１１３からＷ相巻線１１５に通電をすると、回転子１１１は反時計方向に回転を継続する。そして、徐々に通電信号の切替を早くして回転速度を上昇させ、誘起電圧が検出できるようになった時点で、位置検出運転に切替え、センサレス駆動運転を実現するものである。   6 shows the relative positional relationship between the magnetic poles of the rotor 111 of the motor and the magnetic poles a to i of the stator 112. In FIG. 6A, the magnetic poles are wound around the magnetic poles g, h, and i. When the V-phase winding 114 wound around the magnetic poles d, e, and f is energized from the U-phase winding 113, the magnetic poles g, i, and e become N poles, and the magnetic poles h, d, and f become S poles. As a result, each magnet of the rotor 111 is attracted to its magnetic pole and rotates counterclockwise as shown by the arrows in the figure. Next, when energization from the U-phase winding 113 to the V-phase winding 114 is continued, the rotor 111 stops at the position shown in FIG. 6B, and the position of the rotor 111 is fixed to the stator 112. Is done. Thereafter, when the U-phase winding 113 is energized to the W-phase winding 115, the rotor 111 continues to rotate counterclockwise. When the energization signal is gradually switched to increase the rotation speed and the induced voltage can be detected, the position detection operation is switched to realize the sensorless driving operation.

特開昭６２−３２２９７号公報JP-A-62-32297 特開平０９−２３３８８５号公報JP 09-233985 A

特許文献１に示された従来の構成では、回転子の位置を検出するホールＩＣの信号線を固定子の中央部を貫通する中空軸の中空部を通して、天井面近傍の中空軸上部に設けられた駆動基板まで通す必要がある。従って、信号線が非常に長くなることと、例えばブラシレスＤＣモータが３相全波駆動であった場合は、通常３ケのホールＩＣのそれぞれの出力信号線３本と共通の電源線２本、あわせて５本の信号線があるので、中空軸にその信号線を通すのに非常に工数がかかる。その結果、高コストのＤＣモータ天井扇風機になってしまうという課題があった。また、ホールＩＣをモータ外周部にある磁石の端部に設置する必要がある。そのホールＩＣをプリント基板に搭載しているので、モータの軸方向の寸法が大きくなり、薄型のＤＣモータ天井扇風機を実現することができないという課題があった。   In the conventional configuration shown in Patent Document 1, the signal line of the Hall IC that detects the position of the rotor is provided on the upper portion of the hollow shaft near the ceiling surface through the hollow portion of the hollow shaft that passes through the center portion of the stator. It is necessary to pass through the drive board. Therefore, when the signal line becomes very long and, for example, when the brushless DC motor is driven by a three-phase full wave, usually three output signal lines of each of the three Hall ICs and two common power lines, Since there are five signal lines in total, it takes much man-hours to pass the signal lines through the hollow shaft. As a result, there has been a problem of becoming a high-cost DC motor ceiling fan. Moreover, it is necessary to install Hall IC in the edge part of the magnet in a motor outer peripheral part. Since the Hall IC is mounted on the printed circuit board, the dimension of the motor in the axial direction increases, and there is a problem that a thin DC motor ceiling fan cannot be realized.

また特許文献２に示された従来の構成は、センサレスのブラシレスＤＣモータを起動するときに、固定子巻線の特定の相に通電し、回転子磁石の位置を固定子巻線相に対して所定の位置に位置決めしてから、回転信号を供給し回転させている。しかし、起動させるときの回転子磁石の位置は、特定の通電相に対して固定されてはいない。従って、特定の通電相に通電をする時の回転子磁石の位置により、回転子は正転して所定の位置に位置決めされる場合と、逆転して所定の位置に位置決めされる場合がある。すなわち、本技術のセンサレスのブラシレスＤＣモータを天井扇風機に適用した場合、起動時の天井扇風機の羽根の動きが一様でない。そして、位置決めのときに逆転した場合は、通常運転時と逆方向に一旦動いてから正転の方向に羽根が動くので、羽根の動きを見た使用者に、故障しているのではないかという不安感を与えてしまうという課題があった。そこで、使用者に不安感を与えない信頼性の高いセンサレス駆動のブラシレスＤＣモータを搭載したＤＣ天井扇風機を実現することが望まれていた。   The conventional configuration shown in Patent Document 2 energizes a specific phase of a stator winding when starting a sensorless brushless DC motor, and positions the rotor magnet with respect to the stator winding phase. After positioning at a predetermined position, a rotation signal is supplied and rotated. However, the position of the rotor magnet when starting is not fixed with respect to a specific energized phase. Therefore, depending on the position of the rotor magnet when energizing a specific energized phase, the rotor may be rotated forward and positioned at a predetermined position, or may be rotated backward and positioned at a predetermined position. That is, when the sensorless brushless DC motor of the present technology is applied to a ceiling fan, the movement of the blades of the ceiling fan at the time of activation is not uniform. And if it reverses at the time of positioning, the blade will move in the direction of normal rotation after moving once in the reverse direction of normal operation, so it may be a failure for the user who saw the movement of the blade There was a problem of giving a sense of anxiety. Therefore, it has been desired to realize a DC ceiling fan equipped with a highly reliable sensorless drive brushless DC motor that does not cause anxiety to the user.

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、使用者に起動時の不安を与えず、低コストで薄型化可能なセンサレス駆動を採用したＤＣモータ天井扇風機を実現することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and aims to realize a DC motor ceiling fan that employs a sensorless drive that can be thinned at a low cost without giving the user uneasy at startup. To do.

そして、この目的を達成するために、本発明はブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの回転子磁石の磁極位置をセンサレスで検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記ブラシレスＤＣモータを通電制御する駆動手段と、天井扇風機を停止させるときに、ブラシレスＤＣモータの特定の相に一定の時間以上通電し、前記天井扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御する停止位置固定手段を備えたＤＣモータ天井扇風機としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。   In order to achieve this object, the present invention is based on a brushless DC motor, position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor magnet of the brushless DC motor without a sensor, and the output of the position detecting means. When stopping the ceiling fan and the driving means for controlling energization of the brushless DC motor, the specific phase of the brushless DC motor is energized for a certain period of time, and the stop position of the blades of the ceiling fan is the final energized phase. On the other hand, it is a DC motor ceiling fan provided with a stop position fixing means that is controlled so as to be always constant, thereby achieving the intended purpose.

本発明によれば、ブラシレスＤＣモータの回転子磁石の磁極位置をセンサレスで検出する位置検出手段を備え、天井扇風機を停止させるときに、ブラシレスＤＣモータの特定の相に一定の時間以上通電し、前記天井扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御する停止位置固定手段を備えた構成にしたことにより、モータにホール素子等の回転子位置検出用の磁気センサーを設ける必要が無く、中空軸に通過させるリード線の本数も減る。従って、センサー基板を固定子の軸方向端部に設ける必要がなく、低価格で薄型のＤＣモータ天井扇風機を実現できる。また、停止位置固定手段により通電相に対する羽根の相対的な停止位置が固定されているので、天井扇を起動させるときにロータ位置の特定が可能であり、起動時の回転子の位置決めをすることなく、確実にモータを所望の方向に回転できるので、使用者に逆転による不安感を与えない高品質のＤＣモータ天井扇を実現できる。   According to the present invention, it is provided with position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor magnet of the brushless DC motor sensorlessly, and when the ceiling fan is stopped, a specific phase of the brushless DC motor is energized for a certain period of time, By using stop position fixing means for controlling the stop position of the fan of the ceiling fan so as to be always constant with respect to the final energized phase, it is possible to detect the rotor position of a hall element or the like in the motor. It is not necessary to provide a magnetic sensor, and the number of lead wires passing through the hollow shaft is also reduced. Therefore, there is no need to provide a sensor substrate at the axial end of the stator, and a low-cost and thin DC motor ceiling fan can be realized. In addition, since the stop position relative to the energized phase is fixed by the stop position fixing means, the rotor position can be specified when starting the ceiling fan, and the rotor is positioned at the start. Since the motor can be reliably rotated in a desired direction, a high-quality DC motor ceiling fan that does not give the user a sense of insecurity due to reverse rotation can be realized.

本発明の実施の形態１のＤＣモータ天井扇風機の主要部の断面図Sectional drawing of the principal part of DC motor ceiling fan of Embodiment 1 of this invention 同駆動回路基板のブロック図Block diagram of the drive circuit board 同運転の為のプログラムの１例を示すフローチャート図The flowchart figure which shows one example of the program for the same operation 同停止時と起動時の固定子磁極と回転子磁極の位置関係を示す説明図Explanatory drawing showing the positional relationship between the stator magnetic pole and rotor magnetic pole at the time of stopping and starting 従来のＤＣモータ天井扇風機の主要部の断面図Sectional drawing of the principal part of the conventional DC motor ceiling fan 従来のセンサレスブラシレスモータの起動時の回転子磁石磁極と固定子磁極の相対的な位置関係を示した説明図Explanatory drawing which showed the relative positional relationship of the rotor magnet magnetic pole and stator magnetic pole at the time of starting of the conventional sensorless brushless motor

本発明の請求項１記載の発明は、ブラシレスＤＣモータと、前記ブラシレスＤＣモータの回転子磁石の磁極位置をセンサレスで検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記ブラシレスＤＣモータを通電制御する駆動手段と、天井扇風機を停止させるときに、ブラシレスＤＣモータの特定の相に一定の時間以上通電し、前記天井扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御する停止位置固定手段を備えたＤＣモータ天井扇風機としたものであり、モータにホール素子等の回転子位置検出用の磁気センサーを設ける必要が無く、中空軸に通過させるリード線の本数も減る。従って、センサー基板を固定子の軸方向端部に設ける必要がなく、低価格で薄型のＤＣモータ天井扇風機を実現できる。また、停止位置固定手段により通電相に対する羽根の相対的な停止位置が固定されているので、天井扇を起動させるときにロータ位置の特定が可能であり、起動時の回転子の位置決めをすることなく、確実にモータを所望の方向に回転できるので、使用者に逆転による不安感を与えない高品質のＤＣモータ天井扇を実現できるという効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, the brushless DC motor, the position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor magnet of the brushless DC motor without sensor, and the output of the position detecting means based on the output of the brushless DC motor. When stopping the ceiling fan with the drive means for controlling energization of the motor, the specific phase of the brushless DC motor is energized for a certain period of time, and the stop position of the blade of the ceiling fan is relative to the final energized phase. This is a DC motor ceiling fan equipped with a stop position fixing means that is controlled so as to be always constant, and it is not necessary to provide a magnetic sensor for rotor position detection such as a Hall element in the motor, and it is passed through a hollow shaft. The number of lead wires is also reduced. Therefore, there is no need to provide a sensor substrate at the axial end of the stator, and a low-cost and thin DC motor ceiling fan can be realized. In addition, since the stop position relative to the energized phase is fixed by the stop position fixing means, the rotor position can be specified when starting the ceiling fan, and the rotor is positioned at the start. Since the motor can be reliably rotated in a desired direction, there is an effect that a high-quality DC motor ceiling fan that does not give the user a sense of insecurity due to the reverse rotation can be realized.

また、天井扇風機を停止させるときに、前記天井扇風機の回転数を検出するとともに、回転数が特定の回転数より低くなったときに、前記停止位置固定手段により、前記扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御するという構成にしてもよい。これにより、モータの回転数が低くなってから、停止位置固定の為の通電をするので、停止の為の通電電流を低く設定することが可能になり、確実に回転子を所定の位置で停止させることができる。また、駆動の為のスイッチング素子等の電子部品の耐圧や電流容量を高くする必要がなく、低価格の電子部品を採用できるので安価なＤＣモータ天井扇風機を実現できるという効果を奏する。   Further, when the ceiling fan is stopped, the number of rotations of the ceiling fan is detected, and when the number of rotations becomes lower than a specific number of rotations, the stop position fixing means causes the stop position of the fan blades to be stopped. The final energized phase may be controlled so as to be always constant. As a result, the motor is energized to fix the stop position after the motor speed has decreased, so the energization current for stopping can be set low, and the rotor is reliably stopped at a predetermined position. Can be made. In addition, it is not necessary to increase the withstand voltage and current capacity of electronic components such as a switching element for driving, and low-cost electronic components can be employed, so that an inexpensive DC motor ceiling fan can be realized.

また、天井扇風機を起動させるときに、前記停止位置固定手段によって停止した前記回転子磁石の磁極位置に基づいて、あらかじめ設定した通電切替信号を前記駆動手段に加え、天井扇風機の回転を徐々に増加させ、前記位置検出手段による回転子位置検出が可能になった時点で、前記位置検出手段による位置検出運転に切り替える構成としてもよい。これにより、あらかじめ設定した通電切替信号が、天井扇風機の回転を徐々に増加させ、位置検出運転が可能になった状態で位置検出運転に切り替えるので、起動から位置検出運転まで、および位置検出運転への切替え前後の急激な回転変化を抑制することができ、使用者に回転状態の不安感を与えない高品質のＤＣモータ天井扇を実現できるという効果を奏する。   Further, when starting the ceiling fan, based on the magnetic pole position of the rotor magnet stopped by the stop position fixing means, a preset energization switching signal is applied to the driving means, and the rotation of the ceiling fan is gradually increased. In addition, when the rotor position can be detected by the position detection unit, the position detection operation may be switched to the position detection unit. As a result, the preset energization switching signal gradually increases the rotation of the ceiling fan and switches to position detection operation in a state where position detection operation is possible, so from start to position detection operation and to position detection operation. As a result, it is possible to suppress a sudden rotation change before and after switching, and to realize a high-quality DC motor ceiling fan that does not give the user a sense of instability in the rotation state.

また、天井扇風機を起動させるときに、前記停止位置固定手段によって前記回転子磁石の磁極位置を位置決めさせる構成としてもよい。これにより、天井扇を位置決め停止させた後に、天井扇自身の点検により羽根の停止位置が変更されたり、あるいは天井扇が設置された空間内に外風等が導入され、強力な気流により、羽根の停止位置が変化した場合でも、起動時に特定の位置に位置決めしてから起動するので、起動失敗のない信頼性の高いＤＣモータ天井扇風機を実現できるという効果を奏する。   Further, when starting the ceiling fan, the magnetic pole position of the rotor magnet may be positioned by the stop position fixing means. As a result, after stopping the positioning of the ceiling fan, the stop position of the blade is changed by inspection of the ceiling fan itself, or outside wind is introduced into the space where the ceiling fan is installed, Even when the stop position of the motor changes, since the motor is started after being positioned at a specific position at the time of starting, there is an effect that a highly reliable DC motor ceiling fan without starting failure can be realized.

また、天井扇風機の回転方向を切り替えるときに、前記停止位置固定手段により、前記天井扇風機の羽根を、前記最終の通電相に対して常に一定の位置で停止させてから、逆方向に起動させる構成にしてもよい。これにより、一旦回転子を特定の位置で停止させてから逆回転させるので、確実に逆回転をさせることが可能になり、回転方向切り替え失敗のない信頼性の高いＤＣモータ天井扇風機を実現できるという効果を奏する。   Further, when the rotation direction of the ceiling fan is switched, the stop position fixing means causes the blades of the ceiling fan to always stop at a fixed position with respect to the final energized phase and then start in the reverse direction. It may be. As a result, the rotor is stopped once at a specific position and then reversely rotated, so that the reverse rotation can be reliably performed, and a highly reliable DC motor ceiling fan that does not fail to switch the rotation direction can be realized. There is an effect.

また、天井扇風機の回転方向を切り替えるときに、最初に、前記ブラシレスＤＣモータのすべての相の巻線を接続して短絡し、ブレーキをかけて減速させた後に、前記停止位置固定手段により、前記天井扇風機の羽根を、前記最終の通電相に対して常に一定の位置で停止させてから、逆方向に起動させる構成としてもよい。これにより、巻線を短絡する短絡ブレーキにより、回転速度の低下を早めることができ、回転方向切り替えの時間を短縮することのできる快適性の高いＤＣモータ天井扇風機を実現できるという効果を奏する。   Further, when switching the rotation direction of the ceiling fan, first, the windings of all phases of the brushless DC motor are connected and short-circuited, and after braking and decelerating, by the stop position fixing means, It is good also as a structure which makes the blade | wing of a ceiling fan stop in a fixed position always with respect to the said last electricity supply phase, and is started in a reverse direction. Thereby, the short circuit brake which short-circuits a coil | winding can speed-up the fall of a rotational speed, and there exists an effect that the highly comfortable DC motor ceiling fan which can shorten the time of rotation direction switching is realizable.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＤＣモータ天井扇風機の主要部の断面図、図２は同駆動回路基板のブロック図、図３は同運転の為のプログラムの１例を示すフローチャート図、図４は同停止時と起動時の固定子磁極と回転子磁極の位置関係を示す説明図である。図において１は３相のスター結線された固定子巻線２を備えた固定子である。固定子１の外周には空隙を介して１０極の磁石６を備えた回転子５が設けられており、軸受７により回転自在に保持されている。固定子巻線２には給電用のリード線４が取付けられており、中空軸３の中空部を通じて回転子５の上部に設けられた制御ケース１１内に収納された、駆動回路基板１０に接続されている。駆動回路基板１０には、交流を直流に整流平滑する平滑回路１９と固定子巻線２への通電を切り替えるインバータ回路１２とインバータ回路１２の負電位側と平滑回路の負電位側間に接続されたシャント抵抗１３とが搭載されている。そして、インバータ回路１２に流れる電流によって前記シャント抵抗１３に発生する電圧を検出し、検出した電圧をデジタル信号に変換してマイクロコンピュータ１８に出力するＡＤ変換器１４とが搭載されている。マイクロコンピュータ１８にはＡＤ変換器１４の出力により、回転子５の磁石６の位置を検出する位置検出手段１５と、この位置検出手段１５が検出した磁石６の位置に応じて、インバータ回路１２に通電を切り替えるゲート信号を出力する駆動手段と、天井扇風機の運転を停止させるときに、回転子５の磁石６の位置が固定子１に対して、常に特定の位置で停止するように、駆動手段１６にゲート信号を出力させる停止位置固定手段１７が設けられている。 (Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a main part of a DC motor ceiling fan according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the drive circuit board, and FIG. 3 shows an example of a program for the operation. FIG. 4 is a flowchart showing the positional relationship between the stator magnetic pole and the rotor magnetic pole when the actuator is stopped and started. In the figure, reference numeral 1 denotes a stator having a stator winding 2 in a three-phase star connection. A rotor 5 having a 10-pole magnet 6 is provided on the outer periphery of the stator 1 through a gap, and is rotatably held by a bearing 7. A lead wire 4 for power feeding is attached to the stator winding 2, and is connected to a drive circuit board 10 housed in a control case 11 provided on the top of the rotor 5 through a hollow portion of the hollow shaft 3. Has been. The drive circuit board 10 is connected between a smoothing circuit 19 that rectifies and smoothes alternating current into direct current, an inverter circuit 12 that switches energization to the stator winding 2, a negative potential side of the inverter circuit 12, and a negative potential side of the smoothing circuit. A shunt resistor 13 is mounted. An AD converter 14 that detects a voltage generated in the shunt resistor 13 by a current flowing through the inverter circuit 12, converts the detected voltage into a digital signal, and outputs the digital signal to the microcomputer 18 is mounted. The microcomputer 18 detects the position of the magnet 6 of the rotor 5 based on the output of the AD converter 14 and the inverter circuit 12 according to the position of the magnet 6 detected by the position detection means 15. Driving means for outputting a gate signal for switching energization, and driving means so that the position of the magnet 6 of the rotor 5 always stops at a specific position with respect to the stator 1 when the operation of the ceiling fan is stopped. Stop position fixing means 17 is provided for causing 16 to output a gate signal.

本形態において、ＤＣ天井扇風機の電源が投入されると、マイクロコンピュータ１８のＲＯＭに記憶された図３のフローチャートに示すプログラムの手順にしたがって運転が開始される。まず、ステップ２０で停止位置固定手段１７の指示に基づいて、駆動手段１６からインバータ回路１２に固定子巻線２の特定の相に通電するゲート信号を出力し、回転子５を所定の位置に停止させる。図４の（ａ）はその停止させたときの、固定子巻線２と磁石６の位置関係を示している。図においてはＵ相からＶ相に通電されており、図におけるＵ＋とＶ−極がＮ極に磁化され、Ｕ−とＶ＋極がＳ極に磁化されることにより、磁石６が図に示す位置に固定される。次にステップ２１でＵ相からＷ相への通電に切り替えると、Ｕ相およびＷ相巻線の各磁極が図４の（ｂ）に示す極に磁化され、磁石６が反時計方向への回転を開始する。以後順番に、Ｖ相からＷ相、Ｖ相からＵ相、Ｖ相からＵ相、Ｗ相からＵ相、Ｗ相からＶ相への通電切替を実施し、通電電圧を上昇させながら通電切替スピードを徐々に早くしていけば、回転子５の回転も徐々に高くなる。その間、ステップ２２にてＡＤ変換器１４が常にモータ電流を検出し、ステップ２３にて位置検出手段１５が検出された電流にて回転子位置検出が可能かどうか判断する。そして、回転の上昇により位置検出が可能な状態となっていると判断した場合は、ステップ２４にて回転子位置検出運転に切替え、ステップ２５にて回転子位置に応じた通電信号を駆動手段１６からインバータ回路１２に出力する。次にステップ２６で天井扇風機の停止指示があるかどうか検出し、停止指示があった場合は通電電圧を徐々にさげる。そして、回転数が低くなった時点で、ステップ２８にてステップ２０と同様に、停止位置固定手段１７の指示に基づいて、駆動手段１６からインバータ回路１２に固定子巻線２のＵ相からＶ相に通電するゲート信号を出力し、回転子５を図４（ａ）の位置に停止させてから、通電を止め、天井扇風機の運転を停止する。前述したように、天井扇風機の場合は、運転停止後も羽根が外風等によって停止位置から動くことはない。従って、上記のように停止処理を行うと、再度天井扇風機の運転指示が出された場合、ステップ２０で位置決め信号が出力されても羽根は逆転することなく、停止した状態から、ステップ２１以降の通常の運転に移行することが可能になり、使用者に不安を与えるような動作は生じない。   In this embodiment, when the power of the DC ceiling fan is turned on, the operation is started according to the procedure of the program shown in the flowchart of FIG. 3 stored in the ROM of the microcomputer 18. First, in step 20, based on an instruction from the stop position fixing means 17, a gate signal for energizing a specific phase of the stator winding 2 is output from the driving means 16 to the inverter circuit 12 to bring the rotor 5 to a predetermined position. Stop. FIG. 4A shows the positional relationship between the stator winding 2 and the magnet 6 when the operation is stopped. In the figure, the U phase and the V phase are energized, the U + and V− poles in the figure are magnetized to the N pole, and the U− and V + poles are magnetized to the S pole, so that the magnet 6 is positioned in the figure. Fixed to. Next, when switching from the U-phase to the W-phase in step 21, the magnetic poles of the U-phase and W-phase windings are magnetized to the poles shown in FIG. 4B, and the magnet 6 rotates counterclockwise. To start. After that, the energization switching from the V phase to the W phase, the V phase to the U phase, the V phase to the U phase, the W phase to the U phase, and the W phase to the V phase is performed, and the energization switching speed is increased while increasing the energization voltage. If the speed is gradually increased, the rotation of the rotor 5 gradually increases. In the meantime, the AD converter 14 always detects the motor current in step 22, and in step 23, it is determined whether the rotor position can be detected with the detected current. If it is determined that the position can be detected due to the increase in rotation, the operation is switched to the rotor position detection operation in step 24, and an energization signal corresponding to the rotor position is supplied in step 25 to the drive means 16. To the inverter circuit 12. Next, at step 26, it is detected whether or not there is an instruction to stop the ceiling fan. If there is an instruction to stop, the energization voltage is gradually reduced. Then, at the time when the rotational speed becomes low, in the same manner as in step 20 in step 28, the driving means 16 sends the inverter circuit 12 to the inverter circuit 12 from the U phase of the stator winding 2 in accordance with the instruction from the stop position fixing means 17. A gate signal for energizing the phases is output and the rotor 5 is stopped at the position shown in FIG. 4A, and then the energization is stopped and the operation of the ceiling fan is stopped. As described above, in the case of a ceiling fan, even after the operation is stopped, the blades do not move from the stop position due to the outside wind or the like. Accordingly, when the stop process is performed as described above, when the operation instruction for the ceiling fan is issued again, the blades do not reverse even if the positioning signal is output in step 20, and from the stopped state, the steps after step 21 are performed. It becomes possible to shift to normal driving, and no action that causes anxiety to the user occurs.

また、ステップ２６で停止信号が検出されなかった場合は、ステップ２９で回転方向切替が指示されているかどうかを検出し、指示されていない場合はステップ２４に戻り、以後は前記説明と同様の運転を繰り返す。ステップ２９で回転方向切替が指示されている場合は、すぐにステップ３０で通電を停止し、次にステップ３１で固定子巻線２の各相巻線を短絡する信号を駆動手段１６からインバータ回路１２に出力し、短絡ブレーキをかけて回転を低下させる。そして、回転が十分低下した段階で、ステップ３２でステップ２０あるいはステップ２８と同様に、停止位置固定手段１７の指示に基づいて、駆動手段１６からインバータ回路１２に固定子巻線２のＵ相からＶ相に通電するゲート信号を出力し、回転子５を図４（ａ）の位置に停止させる。その後、Ｗ相からＶ相へ通電すれば、回転方向が切り替わり図４の（ｃ）に示すように、時計方向に回転をする。以後はすでに説明した動作に基づいて運転を継続することが可能であり、短絡ブレーキをかけているので、回転方向切替の時間を短縮できるとともに、センサー付モータと同様の回転方向切替動作が可能になり、使用者に不安感を与えるようなことは発生しない。   If no stop signal is detected in step 26, it is detected in step 29 whether rotation direction switching is instructed. If not, the process returns to step 24. Thereafter, the same operation as described above is performed. repeat. If rotation direction switching is instructed in step 29, the energization is immediately stopped in step 30 and then a signal for short-circuiting each phase winding of the stator winding 2 is sent from the driving means 16 to the inverter circuit in step 31. 12 and apply a short circuit brake to reduce the rotation. Then, at the stage when the rotation is sufficiently reduced, in the same way as in Step 20 or Step 28 in Step 32, from the U phase of the stator winding 2 from the driving means 16 to the inverter circuit 12 based on the instruction of the stop position fixing means 17. A gate signal for energizing the V phase is output, and the rotor 5 is stopped at the position shown in FIG. Thereafter, if the W phase is energized from the V phase, the rotation direction is switched and the rotation is clockwise as shown in FIG. After that, it is possible to continue the operation based on the operation already described, and since the short-circuit brake is applied, the rotation direction switching time can be shortened and the rotation direction switching operation similar to the sensor-equipped motor can be performed. Thus, there is no occurrence of anxiety for the user.

尚、本実施例においては、１２スロット・１０極のブラシレスＤＣモータの３相全波１２０度通電方式で説明したが、１２スロット・１０極である必要は無く、３相全波１２０度通電方式である必要もなく、１５０度でも１８０度通電方式でも単相駆動でもよい。また位置検出の方法もワンシャント抵抗による電流検出によるセンサレスの位置検出である必要はなく、誘起電圧を検出する方法でもよい。要は、停止時に所定の位置に回転子を停止させることができれば、その作用効果に差異を生じない。   In this embodiment, the 12-slot and 10-pole brushless DC motor has been described with the three-phase full-wave 120-degree energization method. There is no need to be 150 °, 180 ° energization method or single phase drive. Also, the position detection method need not be sensorless position detection by current detection using a one-shunt resistor, but may be a method of detecting an induced voltage. In short, if the rotor can be stopped at a predetermined position at the time of stopping, there is no difference in the effect.

本発明かかるＤＣ天井扇風機はセンサレス駆動のブラシレスＤＣモータを搭載しているので、薄型で低価格を実現するとともに、停止時に所定の位置で回転子が停止するように制御しているので、使用者に不安を与えないスムーズな起動が可能であり、天井扇風機として有用である。   Since the DC ceiling fan according to the present invention is equipped with a sensorless driving brushless DC motor, it is thin and low in price, and is controlled so that the rotor stops at a predetermined position when stopped. It is possible to start smoothly without worrying about, and is useful as a ceiling fan.

１ 固定子
２ 固定子巻線
３ 中空軸
４ リード線
５ 回転子
６ 磁石
１０ 駆動回路基板
１２ インバータ回路
１３ シャント抵抗
１４ ＡＤ変換器
１５ 位置検出手段
１６ 駆動手段
１７ 停止位置固定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Stator winding 3 Hollow shaft 4 Lead wire 5 Rotor 6 Magnet 10 Drive circuit board 12 Inverter circuit 13 Shunt resistor 14 AD converter 15 Position detection means 16 Drive means 17 Stop position fixing means

Claims (6)

ブラシレスＤＣモータを用いた天井扇風機であって、
前記ブラシレスＤＣモータの回転子磁石の磁極位置をセンサレスで検出する位置検出手段と、
この位置検出手段の出力に基づいて、前記ブラシレスＤＣモータを通電制御する駆動手段と、
天井扇風機を停止させるときに、ブラシレスＤＣモータの特定の相に一定の時間以上通電し、前記天井扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御する停止位置固定手段を備えたＤＣモータ天井扇風機。 A ceiling fan using a brushless DC motor,
Position detecting means for detecting the magnetic pole position of the rotor magnet of the brushless DC motor sensorlessly;
Driving means for energizing the brushless DC motor based on the output of the position detecting means;
When the ceiling fan is stopped, a specific phase of the brushless DC motor is energized for a certain period of time, and the suspension is controlled so that the stop position of the blade of the ceiling fan is always constant with respect to the final energized phase. DC motor ceiling fan provided with position fixing means. 天井扇風機を停止させるときに、前記天井扇風機の回転数を検出するとともに、回転数が特定の回転数より低くなったときに、前記停止位置固定手段により、前記扇風機の羽根の停止位置が、前記最終の通電相に対して常に一定になるように制御する請求項１記載のＤＣモータ天井扇風機。 When stopping the ceiling fan, the rotational speed of the ceiling fan is detected, and when the rotational speed becomes lower than a specific rotational speed, the stop position fixing means causes the stop position of the fan blades to be The DC motor ceiling fan according to claim 1, wherein the DC motor ceiling fan is controlled so as to be always constant with respect to a final energized phase. 天井扇風機を起動させるときに、前記停止位置固定手段によって停止した前記回転子磁石の磁極位置に基づいて、あらかじめ設定した通電切替信号を前記駆動手段に印加し、天井扇風機の回転を徐々に増加させ、前記位置検出手段による回転子位置検出が可能になった時点で、前記位置検出手段による位置検出運転に切り替える請求項１または２記載のＤＣモータ天井扇風機。  When starting the ceiling fan, a predetermined energization switching signal is applied to the driving means based on the magnetic pole position of the rotor magnet stopped by the stop position fixing means, and the rotation of the ceiling fan is gradually increased. 3. The DC motor ceiling fan according to claim 1, wherein when the rotor position can be detected by the position detecting unit, the position detecting operation is switched to the position detecting operation by the position detecting unit. 天井扇風機を起動させるときに、前記停止位置固定手段によって前記回転子磁石の磁極位置を位置決めさせる請求項３記載のＤＣモータ天井扇風機。  4. The DC motor ceiling fan according to claim 3, wherein when the ceiling fan is started, the magnetic pole position of the rotor magnet is positioned by the stop position fixing means. 天井扇風機の回転方向を切り替えるときに、前記停止位置固定手段により、前記天井扇風機の羽根を、前記最終の通電相に対して常に一定の位置で停止させてから、逆方向に起動させる請求項１乃至４のいずれか一つに記載のＤＣモータ天井扇風機。  2. When switching the rotation direction of the ceiling fan, the stop position fixing means causes the blades of the ceiling fan to always stop at a fixed position with respect to the final energized phase and then start in the opposite direction. DC motor ceiling fan as described in any one of thru | or 4. 天井扇風機の回転方向を切り替えるときに、最初に、前記ブラシレスＤＣモータのすべての相の巻線を接続して短絡し、ブレーキをかけて減速させる請求項５記載のＤＣモータ天井扇風機。  6. The DC motor ceiling fan according to claim 5, wherein when switching the rotation direction of the ceiling fan, first, the windings of all phases of the brushless DC motor are connected and short-circuited, and the brake is applied to decelerate.
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