JP2015023649A - インバータ装置およびこれを用いた脱水機 - Google Patents
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Abstract
Description
のである。ブレーキ動作中のモータ16の回転30度毎にホールIC20、21、22からのエッジが発生するため、時間間隔からモータ回転数が逆算でき、ブレーキ開始時点t0から、ブレーキ動作による速度低下によりエッジの時間間隔が徐々に長くなり、所定速度Nthに達したt1の段階で、速度変化の大きさから時間Tcを決定し、Tc時間後にブレーキを解除することにより、ほぼ回転が零となるt2でブレーキが解除され、その後の使用者の操作に対して応答性が良いドライバドリルを実現する。
となる。
図1は、本発明の第1の実施の形態におけるインバータ装置のブロック図を示すもので、図2は、同インバータ装置の3相/2相変換手段が用いる数式1を示す図である。図1において、永久磁石41、42と3相の巻線43、44、45を有し、動力伝達経路となるベルト46とプーリ47を介して負荷48を駆動する電動機50、電圧VDCを出力する直流電源51、6個のスイッチング素子52、53、54、55、56、57を有し、電動機50に交流電流を供給するインバータ回路58、スイッチング素子52、53、54、55、56、57をオンオフ制御する制御回路60を有している。
電動機50に入力される交流電流を検知する電流検知手段66と、電流検知手段66の出力を受け、周期的に周波数を検知する周波数検知手段68、電動機50の停止を判定する停止判定手段70を有している。本実施の形態においては、周波数検知手段68は、3相/2相変換手段72、極座標変換手段73、微分手段74を有している。3相/2相変換手段72は、図2に示される数式1を用いて静止座標(αβ)のα成分(U相電流Iuの起磁力と同じ向きの成分)とβ成分(αからπ/2進んだ直交成分)を算出するものである。
、短絡制動期間以外の制動を行う期間があってもよく、例えばベクトル制御を用いてIqを負として設定し、直流電源51の電圧VDCが過剰とならない範囲で、回生電力を適宜抵抗または他の電気負荷への有効活用等で消費させる期間を短絡制動期間の前に有するもの、またスイッチング素子55、56、57を急に一斉オンさせず、永久磁石41、42の位相に応じて、順々にオン状態に移行させたり、電動機50の入力電圧を所定期間内に徐々に零となるように制御するなど、過渡的な過電流を防止するための期間を短絡制動期間の前に設けるなどしてもかまわない。
図5は、本発明の第2の実施の形態におけるインバータ装置のブロック図を示すものである。図5においては、制御回路88が、マイクロコンピュータ89、セラミック発振子90を用いて構成しているが、その他の構成要素については、第1の実施の形態と同等のものを用いている。
が可能である他、有線/無線の各種通信回線を通じて、使用者による書き換えを可能とすることもできる。
、Yesの場合には、周波数検知手段112の出力ωが所定値ωth以上ではなくなった時から0.3秒を超えている状態となったことから「停止判定フラグセット」129を行い、Noの場合には、それは行われないまま、END130に至り、割り込み処理が終了するものとなる。
した時点t1からの経過時間T2が、384μsに達している。この場合、「T1<375μs?」114はNo判断となり、ωの計算(更新)はなされないものとなる。
図9は、第3の実施の形態のインバータ装置のフローチャートを示している。本実施の形態においては、ハード構成については、第2の実施の形態と同等であり、マイクロコンピュータ89内のフラッシュメモリ部分に書き込まれている制御用プログラムのアルゴリズムのみが異なるものとなり、図9は、特に「3.3ms周期の割込サービスルーチン」のフローチャートを示したものとなる。
、まず「破損フラグ」146の判断がなされ、ここでLowの場合には「T3<Tc?」147の判断に移り、本実施の形態においては、Tcの値は10秒とおいている。
図11は、第4の実施の形態の脱水機の断面図を示している。図11においては、負荷155は、被脱水物156を収納した多数の穴を有するドラム157となり、ドラム157の軸158は、ボールベアリング160、161にて回転自在に保持されている。
のとなる。t2において、ωがωthに達した時点から、第1の所定時間となる0.3秒の時間計測が開始され、その間となるt3において、ドラム157は停止した状態となる。S1は、t2から第1の所定時間0.3秒後となるt4にHighに立ち上がり、ソレノイド駆動回路175からソレノイド181への供給電流Ikが立ち上がる。
大小から伝達機構破損検出を行う構成も考えられるが、ベルト166が無くなった場合に上記のような急激な減速がある場合には、dq座標の検出の誤差が大きくなる傾向があり、複雑な構成が必要となるが、短絡制動期間での静止座標を用いる本発明の構成は、簡単であり、かつ伝達機構破損検出として信頼性の高いものが得られるものとなり、効果が非常に大きいものとなる。
43、44、45 巻線
48、155 負荷
50、163 電動機
52、53、54、55、56、57 スイッチング素子
58、171 インバータ回路
60、88、172 制御回路
66 電流検知手段
68、112 周波数検知手段
70、110 停止判定手段
140 負荷停止推定手段
145 伝達機構破損検出手段
170 インバータ装置
156 被脱水物
157 ドラム
177 扉
Claims (8)
- 永久磁石と3相の巻線を有し、負荷を駆動する電動機と、複数のスイッチング素子を有し、前記電動機に交流電流を供給するインバータ回路と、前記スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路を有し、前記制御回路は、前記交流電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の出力を受け、周期的に周波数を検知する周波数検知手段と、前記電動機の停止を判定する停止判定手段を有し、前記制御回路は、前記負荷の制動期間に、前記電動機の入力電圧が略零となるように、前記スイッチング素子を制御する短絡制動期間を有し、前記停止判定手段は、前記周波数検知手段の出力が所定値以上ではなくなった時から第1の所定時間経過した後に、前記電動機を停止と判定するインバータ装置。
- 前記周波数検知手段は、前記短絡制動期間内に、静止座標での電流ベクトルの位相の時間的変化から角速度を演算する電流角速度検知期間を有し、前記角速度が所定値以下となった後、停止判定を行う請求項1に記載のインバータ装置。
- 前記周波数検知手段は、前記電流検知手段の出力レベルが所定値以上の場合に、検知周波数の更新を行う請求項1又は2に記載のインバータ装置。
- 前記周波数検知手段は、前記電流角速度検知期間内の角速度の演算の時間間隔を、前記電流角速度検知期間内の前記電動機の最高速度での角速度の1周期よりも短い周期とした請求項2又は3に記載のインバータ装置。
- 前記周波数検知手段は、前記電流検知手段の出力レベルが所定値以上の場合に、静止座標での電流ベクトルの位相を記憶し、前回記憶した位相からの経過時間が所定値よりも長い場合に検知周波数の更新を行わず、前回記憶した位相からの経過時間が所定値以下の場合に、前回との位相差と経過時間から検知周波数を計算して更新を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載のインバータ装置。
- 前記電動機と前記負荷間の動力伝達経路の異常を検知する伝達機構破損検出手段と、負荷停止推定手段を有し、前記負荷停止推定手段は、前記伝達機構破損検出手段からの破損信号を受けた場合に、前記停止判定より遅延した負荷停止推定信号を出力する請求項1〜5のいずれか1項に記載のインバータ装置。
- 前記伝達機構破損検出手段は、前記短絡制動期間の開始から前記電動機が停止するまでの時間が第2の所定時間より小である場合に、前記破損信号を出力する請求項6に記載のインバータ装置。
- 前記負荷は被脱水物を収納するドラムとし、前記電動機は前記ドラムを回転駆動して遠心力で脱水する脱水運転を行う請求項1〜7のいずれか1項に記載のインバータ装置と、使用者が前記ドラム内に手を入れることを阻止する開閉可能な扉を有し、前記インバータ装置は、前記脱水運転の終了後に、短絡制動期間を有し、停止判定前に前記扉を閉状態に保つロック期間を有する脱水機。
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