JP3087760B2 - Motor control circuit - Google Patents
Motor control circuitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はモータ制御回路に係り、特にブリッジ接続さ
れた電力用スイッチング素子を介してモータへ電力を供
給するモータ制御回路に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motor control circuit, and more particularly to a motor control circuit that supplies power to a motor via a bridge-connected power switching element.
（従来の技術） 電力用スイッチング素子がブリッジ接続されたインバ
ータ回路を介して電動機の運転制御を行なう技術は知ら
れている。例えば、特開昭63−41667号公報では、６個
のパワーMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジス
タ）を用いて三相モータを駆動する技術が開示されてい
る。また、インバータ回路と直列に電流検出用の抵抗を
備え、この抵抗に発生する電圧に基づいて過電流を検出
した時は、転流論理回路からのゲート駆動電圧を停止さ
せる構成が開示されている。(Prior Art) A technique for controlling the operation of a motor through an inverter circuit in which power switching elements are bridge-connected is known. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 63-41667 discloses a technique for driving a three-phase motor using six power MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors). Further, a configuration is disclosed in which a current detection resistor is provided in series with the inverter circuit, and when an overcurrent is detected based on a voltage generated in the resistor, a gate drive voltage from the commutation logic circuit is stopped. .
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、インバータ回路と電流検出回路を直列
に設ける構成では、特定のパワーMOSFETの短絡障害等の
異常を、モータ等の運転中にしか検出できない。また、
プラス電源側へ接続されたFETとマイナス電源側へ接続
されたFETとが共に短絡障害となった場合は、ゲート駆
動を停止しても電流を停止させることはできず、FETが
異常加熱する等安全上望ましくない他、無駄な電力消費
を行なうこととなり好ましくない。(Problems to be Solved by the Invention) However, in a configuration in which an inverter circuit and a current detection circuit are provided in series, an abnormality such as a short-circuit failure of a specific power MOSFET can be detected only during operation of a motor or the like. Also,
If both the FET connected to the positive power supply and the FET connected to the negative power supply cause a short-circuit fault, the current cannot be stopped even if the gate drive is stopped, and the FET may overheat. In addition to being undesirable for safety, it consumes unnecessary power and is not preferred.
本発明は、このような課題を解決するためなされたも
ので、その目的はモータの運転開始時にインバータ回路
内の電力用スイッチング素子が異常か否かをチェック
し、異常の場合にはインバータ回路への電源供給を停止
するとともに、正常な場合にはモータの運転を自動的に
開始することができるモータ制御回路を提供することに
ある。The present invention has been made to solve such a problem, and its purpose is to check whether or not a power switching element in an inverter circuit is abnormal at the start of operation of a motor, and to determine whether the power switching element in the inverter circuit is abnormal. It is an object of the present invention to provide a motor control circuit capable of stopping the power supply of the motor and automatically starting the operation of the motor in a normal case.
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため本発明に係るモータ制御回路
は、モータの運転開始時に電力用スイッチング素子を全
てオフに制御し、モータの巻線へ供給する電圧を検出
し、検出した電圧が予め設定された電圧範囲外の時には
インバータ回路への電源供給の遮断を制御するととも
に、検出した電圧が予め設定された電圧範囲内の時には
インバータ回路へ電源を供給してモータの運転の自動開
始を制御する自動試験手段を有する運転制御回路を備え
たことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, a motor control circuit according to the present invention controls all power switching elements to be turned off at the start of motor operation, and detects a voltage supplied to a winding of the motor. When the detected voltage is out of the preset voltage range, the control of the supply of power to the inverter circuit is controlled, and when the detected voltage is in the preset voltage range, the power is supplied to the inverter circuit to stop the motor. An operation control circuit having an automatic test means for controlling the automatic start of the operation is provided.
なお、この電圧検出を行なうときは、インバータ回路
へ最大電流が制限された試験電圧を印加する構成が望ま
しい。When performing this voltage detection, it is desirable to apply a test voltage of which maximum current is limited to the inverter circuit.
また、モータの運転開始時に前記電圧検出を行なう構
成が望ましい。Further, it is desirable that the voltage detection be performed at the start of operation of the motor.
また、モータの運転状態においても、モータの巻線へ
供給する電圧を監視して、その電圧が周期的変化を示さ
ない場合は、インバータ回路への電源供給を遮断するた
めの信号を発生する印加電圧周期検出手段を備えてもよ
い。Further, even in the operating state of the motor, the voltage supplied to the winding of the motor is monitored, and if the voltage does not show a periodic change, a signal for cutting off the power supply to the inverter circuit is generated. Voltage cycle detecting means may be provided.
さらに、多相モータの各巻線へ電力を供給するモータ
制御回路にあっては、インバータ回路へ印加する試験電
圧を直流電圧に限定し、モータの巻線抵抗が小さい値で
あることを利用して、複数の巻線のうちいずれか一つの
巻線に発生する電圧を検出することで、すべての電力用
のスイッチング素子に異常がないかをチェックし、検出
電圧が所定の電圧以外の時は、インバータ回路への電源
供給を遮断する構成とすることができる。Furthermore, in a motor control circuit that supplies power to each winding of a multiphase motor, the test voltage applied to the inverter circuit is limited to a DC voltage, and the fact that the winding resistance of the motor is a small value is used. By detecting the voltage generated in any one of the plurality of windings, it is checked whether all the power switching elements are normal.If the detected voltage is other than the predetermined voltage, The power supply to the inverter circuit may be cut off.
（作用） 電力用スイッチング素子をすべてオフ状態に設定して
も、インバータ回路内に短絡障害等をおこしている電力
用スイッチング素子が存在すると、モータの巻線との接
続端子に発生する電圧は、インバータ回路に印加した電
圧の略1/2の値より大きくずれた値となる。したがっ
て、運転制御回路は、この電圧を検出するとインバータ
回路への電源供給を遮断する。よって、過電流による異
常加熱や不必要な電力消費を未然に防止できる。(Operation) Even if all the power switching elements are set to the OFF state, if there is a power switching element that is causing a short-circuit fault or the like in the inverter circuit, the voltage generated at the connection terminal with the winding of the motor is: This is a value that is greatly deviated from a value approximately half of the voltage applied to the inverter circuit. Therefore, the operation control circuit cuts off the power supply to the inverter circuit when detecting this voltage. Therefore, abnormal heating and unnecessary power consumption due to overcurrent can be prevented.
また、運転開始時に電力用スイッチング素子の異常チ
ェックと運転開始を自動的に行うので、特に運転とは別
に電力用スイッチング素子の異常確認試験をしなくて
も、通常の運転開始時に電力用スイッチング素子の異常
確認試験後に自動的に運転に入ることができる。In addition, since the power switching element abnormality check and operation start are automatically performed at the start of operation, the power switching element can be used at normal operation start without performing a power switch element abnormality confirmation test separately from operation. The operation can be started automatically after the abnormality check test.
なお、試験時には電流制限をして電圧を印加するの
で、短絡障害等をおこしたスイッチング素子が存在して
も、異常加熱等は発生しない。During the test, current is limited and a voltage is applied. Therefore, even if a switching element that has caused a short-circuit fault or the like exists, abnormal heating or the like does not occur.
また、モータの運転開始時に電力用スイッチング素子
の異常の有無をチェックすることができる。Further, it is possible to check whether or not the power switching element is abnormal at the start of the operation of the motor.
また、電圧印加周期検出手段を備えている場合は、モ
ータの運転状態においても電力用スイッチング素子の異
常が発生したことを検出してモータの運転を停止させる
ことができる。In addition, when the voltage application cycle detecting means is provided, even when the motor is in the operating state, it is possible to detect the occurrence of the abnormality of the power switching element and stop the operation of the motor.
さらに、複数の巻線のうちいずれか一つの巻線に発生
する電圧の検出だけで、すべてのスイッチング素子に異
常がないかを検出できるので、チェック時間の短縮・チ
ェック回路の簡略化が図れる。Further, since it is possible to detect whether or not all the switching elements are abnormal by only detecting the voltage generated in any one of the plurality of windings, the check time can be reduced and the check circuit can be simplified.
（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described based on an accompanying drawing.
第１図は本発明のモータ制御回路を三相巻線を有する
永久磁石ブラシレスモータに適用した場合のブロック構
成図である。FIG. 1 is a block diagram showing a case where the motor control circuit of the present invention is applied to a permanent magnet brushless motor having three-phase windings.
図において、１は永久磁石ブラシレスモータであり、
このモータ１の各巻線はインバータ回路２の出力端子2
a,2b,2cへ接続されている。直流電源３は運転制御回路
４を介してインバータ回路２の出力端子2dへ接続されて
おり、インバータ回路２と運転制御回路４でモータ制御
回路５を構成している。また、本実施例では、電力用ス
イッチング素子の異常等を検出してモータの運転を停止
させた場合は、それを表示する表示回路６を備えてい
る。In the figure, 1 is a permanent magnet brushless motor,
Each winding of the motor 1 is connected to an output terminal 2 of the inverter circuit 2.
a, 2b, 2c. The DC power supply 3 is connected to an output terminal 2d of the inverter circuit 2 via the operation control circuit 4, and the inverter circuit 2 and the operation control circuit 4 constitute a motor control circuit 5. Further, in the present embodiment, when the operation of the motor is stopped upon detecting an abnormality or the like of the power switching element, the display circuit 6 for displaying the display is provided.
インバータ回路２は、モータの回転位置検出回路７か
らの回転位置検出信号7aに基づいて、電力用スイッチン
グ素子を駆動する信号を発生する転流制御回路８と、三
相ブリッジ接続された６個の電力用スイッチング素子９
〜14からなる。本実施例ではスイッチング素子としてＮ
チャンネルパワーMOSFET（以下FETと記す）を使用して
いるが、パワー用バイボーラトランジスタ等であっても
よい。各FET9〜14のドレイン・ソース間には貫流ダイオ
ード15〜20が並列に接続されている。The inverter circuit 2 includes a commutation control circuit 8 that generates a signal for driving a power switching element based on a rotation position detection signal 7a from a motor rotation position detection circuit 7, and six three-phase bridge-connected commutation control circuits. Power switching element 9
Consists of ~ 14. In this embodiment, the switching element is N
Although a channel power MOSFET (hereinafter referred to as FET) is used, a power bipolar transistor or the like may be used. Flow-through diodes 15 to 20 are connected in parallel between the drain and source of each of the FETs 9 to 14.
転流制御回路８は、運転制御入力端子8aがＬレベルの
時は、FET9〜14のゲート駆動出力をすべてＬレベルに設
定し、入力端子8aがＨレベル時は、位置検出回路７の出
力に基づいて所定のタイミングでゲート駆動出力を端子
8b〜8gへ発生するよう構成されている。The commutation control circuit 8 sets all the gate drive outputs of the FETs 9 to 14 to L level when the operation control input terminal 8a is at L level, and outputs the output of the position detection circuit 7 when the input terminal 8a is at H level. Gate drive output at predetermined timing based on terminal
8b to 8g.
運転制御回路４は、インバータ回路２への電源供給を
遮断する遮断手段21、インバータ回路２への電流制限を
した電圧を印加する試験電圧印加手段22、モータ１の巻
線へ供給する電圧を監視してFET9〜14の異常を検出する
電圧検出手段23から構成されている。The operation control circuit 4 monitors an interruption means 21 for interrupting power supply to the inverter circuit 2, a test voltage application means 22 for applying a current-limited voltage to the inverter circuit 2, and a voltage supplied to the winding of the motor 1. And voltage detecting means 23 for detecting abnormality of the FETs 9 to 14.
遮断手段21は、リレー24とこのリレーを駆動するトラ
ンジスタ25からなり、リレー24の接点24aは直流電源３
のプラス端子とインバータ回路２のプラス側電源端子2d
との間に介設されている。The interrupting means 21 comprises a relay 24 and a transistor 25 for driving this relay.
Plus terminal of the inverter circuit 2 plus power terminal 2d
It is interposed between and.
試験電圧印加手段22は、運転スイッチ26の閉によりオ
ン状態となるNPNトランジスタ27と、このトランジスタ2
7のオンによりオン状態となるPNPトランジスタ28を備え
る。PNPトランジスタ28のエミッタは直流電源３のプラ
ス端子へ接続されており、コレクタは電流制限抵抗29を
介してインバータ回路２のプラス側電源端子2dへ接続さ
れている。また、PNPトランジスタ28のコレクタから転
流制御回路８および電圧検出手段23ならびに表示回路６
へ電源を供給する構成としている。The test voltage applying means 22 includes an NPN transistor 27 which is turned on when the operation switch 26 is closed,
A PNP transistor 28 that is turned on when 7 is turned on is provided. The emitter of the PNP transistor 28 is connected to the positive terminal of the DC power supply 3, and the collector is connected to the positive power supply terminal 2d of the inverter circuit 2 via the current limiting resistor 29. In addition, from the collector of the PNP transistor 28, the commutation control circuit 8, the voltage detection means 23, and the display circuit 6
Power is supplied to the power supply.
電圧検出手段23は、この電圧検出手段23に電源が印加
されてから所定時間経過するまではＬレベルの出力を保
持し、所定時間経過後はＨレベルを保持する遅延タイマ
回路（またはパワーオンイニシャル回路）30を備えてお
り、その出力30aは転流制御回路８の運転制御入力端子8
aおよびフリップフロップ（以下F/Fと記す）31のクロッ
ク入力端子31a、ならびに、電圧印加周期検出回路32、
表示回路６へ接続されている。本実施例では、遅延タイ
マ回路30により自動試験手段を構成している。The voltage detection means 23 holds a low-level output until a predetermined time elapses after the power is applied to the voltage detection means 23, and holds the H level after the predetermined time elapses. Circuit) 30 whose output 30a is connected to the operation control input terminal 8 of the commutation control circuit 8.
a and a clock input terminal 31a of a flip-flop (hereinafter referred to as F / F) 31, a voltage application cycle detection circuit 32,
It is connected to the display circuit 6. In this embodiment, the delay timer circuit 30 constitutes an automatic test means.
さらに、電圧検出手段23は、モータ１の巻線へ供給す
る電圧を検出するための各種回路を備えている。モータ
１の巻線へ供給する電圧は、入力インピーダンスが極め
て高いボルテージフォロワ回路33を介して、第１および
第２の電圧比較器34,35へ印加される。Further, the voltage detecting means 23 includes various circuits for detecting a voltage supplied to the winding of the motor 1. The voltage supplied to the winding of the motor 1 is applied to the first and second voltage comparators 34 and 35 via a voltage follower circuit 33 having an extremely high input impedance.
そして、第１および第２の電圧比較器34,35、しきい
値電圧発生回路36およびアンド回路37とでウィンド・コ
ンパレータ回路が構成されている。The first and second voltage comparators 34 and 35, the threshold voltage generation circuit 36 and the AND circuit 37 constitute a window comparator circuit.
しきい値電圧発生回路36は上限しきい値電圧VUおよび
下限しきい値電圧VLを発生するよう構成されており、上
限しきい値電圧VUは第１の電圧比較器34の非反転入力端
子へ接続され、下限しきい値電圧VLは第２の電圧比較器
35の反転入力端子を接続されている。そして、各電圧比
較器34,35の出力はアンド回路37の入力端子へ接続さ
れ、アンド回路37の出力はF/F31のデータ（Ｄ）入力端
子31bへ接続されている。The threshold voltage generating circuit 36 is configured to generate an upper threshold voltage VU and a lower threshold voltage VL, and the upper threshold voltage VU is supplied to a non-inverting input terminal of the first voltage comparator 34. And the lower threshold voltage VL is connected to the second voltage comparator.
35 inverted input terminals are connected. The outputs of the voltage comparators 34 and 35 are connected to the input terminal of the AND circuit 37, and the output of the AND circuit 37 is connected to the data (D) input terminal 31b of the F / F 31.
本実施例では、上限しきい値電圧VUは試験電圧印加手
段22を介して、インバータ回路２へ印加する電圧値の略
2/3程度、下限しきい値電圧は略1/3程度に設定してい
る。In the present embodiment, the upper threshold voltage VU is approximately the value of the voltage applied to the inverter circuit 2 via the test voltage applying means 22.
The lower threshold voltage is set to about 1/3 and about 2/3.
電圧印加周期検出手段32は、入力端子32aへ印加され
る遅延タイマ回路30の出力がＨレベルの時に第１および
第２の電圧比較器34,35の出力のそれぞれが周期的にH,L
レベルを繰り返さない場合には、出力端子32bへＨレベ
ルの出力を発生するもので、印加電圧周期入力端子32c,
32dにそれぞれ入力される信号の立上りまたは立下りを
検出する回路と、立上りまた立下り検出回路の検出出力
によりリセットされるタイマ回路等により構成されてい
る。電圧印加周期検出手段32の出力端子32bは、F/F31の
リセット（Ｒ）入力端子31cへ接続されている。When the output of the delay timer circuit 30 applied to the input terminal 32a is at the H level, the output of the first and second voltage comparators 34 and 35 is periodically H, L
When the level is not repeated, an H-level output is generated at the output terminal 32b.
The circuit includes a circuit for detecting the rise or fall of the signal input to 32d, a timer circuit reset by the detection output of the rise or fall detection circuit, and the like. An output terminal 32b of the voltage application period detecting means 32 is connected to a reset (R) input terminal 31c of the F / F 31.
また、F/F31のＱ出力端子31dは、ベース抵抗38を介し
てリレー駆動用のトランジスタ25のベースへ接続されて
いる。F/F31のNQ出力端子31eは、表示回路６内のNAND回
路39の入力端子へ接続されている。The Q output terminal 31d of the F / F 31 is connected to the base of the transistor 25 for driving the relay via the base resistor 38. The NQ output terminal 31e of the F / F 31 is connected to the input terminal of the NAND circuit 39 in the display circuit 6.
表示回路６は、NAND回路39の出力端子に接続された電
流制限用抵抗40および発光ダイオード41からなり、イン
バータ回路２内のFET9〜14のいずれかに短絡障害等の異
常があることを検出した場合、これを可視表示するため
のものである。The display circuit 6 includes a current limiting resistor 40 and a light emitting diode 41 connected to the output terminal of the NAND circuit 39, and detects that any of the FETs 9 to 14 in the inverter circuit 2 has an abnormality such as a short circuit failure. In this case, this is for visual display.
なお、表示手段としては、音声合成装置等による可聴
表示であってもよい。Note that the display means may be an audible display by a speech synthesizer or the like.
次に、本モータ制御回路５の動作を説明する。運転ス
イッチ26が閉状態に操作されると、トランジスタ27,28
がオン状態となり、抵抗29を介してインバータ回路２へ
直流電源３の電圧が印加される。トランジスタ28のオン
により、電圧検出手段23に電源が印加され、遅延タイマ
回路30の出力は一定時間の間Ｌレベルを保持するので、
転流制御回路８はゲート駆動出力をすべてＬレベルに設
定し、各FET9〜14はすべてオフ状態に設定される。この
状態でモータ１の巻線に供給する電圧は、ボルテージフ
ォロワ回路33を介して各電圧比較器34,35に印加され
る。各FET9〜14に短絡障害等の異常があり、巻線へ供給
する電圧が直流電源３のプラス電源側電位またはマイナ
ス電源側電位、あるいはそれに近い電位となった場合
は、アンド回路37の出力はＬレベルとなる。各FET9〜14
に異常がない場合は、巻線へ印加される電圧は、直流電
源３の印加電圧に対して略1/2程度（各FETのリーク抵抗
がほぼ等しい為）となるので、アンド回路37の出力はＨ
レベルとなる。Next, the operation of the motor control circuit 5 will be described. When the operation switch 26 is operated to the closed state, the transistors 27, 28
Is turned on, and the voltage of the DC power supply 3 is applied to the inverter circuit 2 via the resistor 29. When the transistor 28 is turned on, power is applied to the voltage detecting means 23, and the output of the delay timer circuit 30 holds the L level for a certain period of time.
The commutation control circuit 8 sets all the gate drive outputs to the L level, and all the FETs 9 to 14 are set to the off state. In this state, the voltage supplied to the winding of the motor 1 is applied to each of the voltage comparators 34 and 35 via the voltage follower circuit 33. If there is an abnormality such as a short-circuit fault in each of the FETs 9 to 14 and the voltage supplied to the winding becomes the positive power supply side potential or the negative power supply side potential of the DC power supply 3 or a potential close thereto, the output of the AND circuit 37 becomes It becomes L level. Each FET 9-14
If there is no abnormality in the output voltage of the AND circuit 37, the voltage applied to the winding is about 1/2 of the applied voltage of the DC power supply 3 (because the leak resistance of each FET is almost equal). Is H
Level.
所定の遅延タイマ時間が経過すると、遅延タイマ回路
30の出力30aはＬからＨレベルに変化し、この立上りの
タイミングでアンド回路37の出力はF/F31に記憶され
る。従って、各FET9〜14に異常がない場合は、ウィンド
・コンパレータの出力（アンド回路37の出力）はＨレベ
ルであり、この出力がF/F31に記憶されて、Ｑ出力31dは
Ｈレベルとなり、トランジスタ25をオンさせてリレー24
が動作する。これによりリレーの接点24aは閉状態とな
り、インバータ回路２へ直流電源３から直接電圧が印加
され、転流制御回路８の運転制御入力端子8aはＬレベル
となり、各FET9〜14が周期的にオン・オフ制御されて、
モータ１の回転駆動が行なわれる。When a predetermined delay timer time elapses, the delay timer circuit
The output 30a of the signal 30 changes from L to H level, and the output of the AND circuit 37 is stored in the F / F 31 at the rising timing. Therefore, when there is no abnormality in each of the FETs 9 to 14, the output of the window comparator (the output of the AND circuit 37) is at the H level, this output is stored in the F / F 31, and the Q output 31d is at the H level. Turn on transistor 25 and relay 24
Works. As a result, the contact 24a of the relay is closed, a voltage is directly applied from the DC power supply 3 to the inverter circuit 2, the operation control input terminal 8a of the commutation control circuit 8 becomes L level, and the FETs 9 to 14 are periodically turned on.・ Off controlled
The rotation of the motor 1 is performed.
いずれかのFET9〜14に短絡障害等がある場合は、F/F3
1の出力はＬレベルとなるからリレー24は駆動されず、
したがってモータ１の運転はおこなわれず、異常がある
旨可視表示される。If any of the FETs 9 to 14 has a short-circuit fault, etc.
Since the output of 1 becomes L level, the relay 24 is not driven,
Accordingly, the operation of the motor 1 is not performed, and a visual indication that there is an abnormality is displayed.
また、運転開始時の電圧チェックでFET9〜14の異常が
検出されずに、モータ１の運転状態になった後、FTE9〜
14に短絡障害等が発生した場合は、電圧印加周期検出手
段32の出力32bがＨレベルとなり、F/F31をリセットする
のでF/F31のＱ出力31dはＬレベルとなり、リレー24は復
旧してインバータ回路２への直流電源３の供給が遮断さ
れる。またF/F31のNQ出力31eがＨレベルとなるので、NA
ND回路39の出力はＬレベルとなり発光ダイオード41が発
光して異常がある旨の可視表示を行なう。Further, after the voltage check at the start of operation does not detect any abnormality of the FETs 9 to 14, after the motor 1 enters the operation state, the FTE 9 to 14
When a short-circuit fault or the like occurs at 14, the output 32b of the voltage application period detecting means 32 goes high, resetting the F / F 31, so that the Q output 31d of the F / F 31 goes low, and the relay 24 is restored. The supply of the DC power supply 3 to the inverter circuit 2 is cut off. Also, since the NQ output 31e of the F / F 31 becomes H level, NA
The output of the ND circuit 39 becomes the L level, and the light emitting diode 41 emits light to display a visual indication that there is an abnormality.
なお、本実施例ではモータ１の三相巻線のうち１つの
巻線に印加される電圧を検出する構成であるが、すべて
の巻線について電圧を検出する構成であってもよい。ま
た、この場合電圧検出手段23を巻線の数に対応させて複
数設けてもよいし、入力切替回路等を備えて１つの電圧
検出手段23により順次各巻線の電圧を検出する構成とし
てもよい。遮断手段21は、リレー24等を用いずに半導体
スイッチ等を用いる構成であってもよい。In the present embodiment, the voltage applied to one of the three-phase windings of the motor 1 is detected. However, the voltage may be detected for all the windings. In this case, a plurality of voltage detecting means 23 may be provided corresponding to the number of windings, or a configuration may be adopted in which an input switching circuit or the like is provided and one voltage detecting means 23 sequentially detects the voltage of each winding. . The shutoff means 21 may be configured to use a semiconductor switch or the like without using the relay 24 or the like.
試験電圧印加手段22は、直流電源３の電圧を印加する
以外に、別電源を用いて例えばスイッチング素子の最大
定格電圧を印加して、スイッチング素子の耐圧をも含め
て異常がないかを検出する構成としてもよい。The test voltage applying unit 22 detects whether there is any abnormality including the withstand voltage of the switching element by applying, for example, the maximum rated voltage of the switching element using another power supply, in addition to applying the voltage of the DC power supply 3. It may be configured.
さらに、試験電圧として、直流電圧以外に交流電圧を
印加して、スイッチング素子内部の容量等を含めてスイ
ッチング素子の特性に異常がないかをも併せて検出する
構成としてもよい。Further, an AC voltage other than the DC voltage may be applied as the test voltage to detect whether or not there is any abnormality in the characteristics of the switching element including the capacitance inside the switching element.
第２図は本発明の他の実施例を示すブロック構成図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
この実施例のモータ制御回路50は、第１図の転流制御
回路８を１チップマイクロコンピュータ（CPUと記す）5
1で構成するとともに、マルチプレクサ付のA/D変換器52
を用いて、モータ１の各巻線へ印加する電圧を検出する
ようにしたものであり、各巻線の電圧は高インピーダン
スのボルテージフォロワ回路33…ならびに分圧器53を介
してA/Dコンバータ52へ入力する構成としている。第１
実施例の遅延タイマ回路30、電圧印加周期検出手段32、
表示回路６等の機能はソフトウェアににより実現してい
る。The motor control circuit 50 of this embodiment includes a commutation control circuit 8 shown in FIG.
A / D converter 52 composed of 1 and equipped with multiplexer
Is used to detect the voltage applied to each winding of the motor 1, and the voltage of each winding is input to an A / D converter 52 via a high-impedance voltage follower circuit 33. Configuration. First
Example delay timer circuit 30, voltage application cycle detection means 32,
The functions of the display circuit 6 and the like are realized by software.
したがって、運転スイッチ26が閉状態に操作される
と、トランジスタ28を介してCPU51へ電源が印加され、
パワーオンイニシャル回路（POI）54によりCPU51の初期
設定がなされる。CPU51は、電流制限抵抗29を介してイ
ンバータ回路２へ印加された電圧により、モータ１の各
巻線に発生する電圧に係るデータをA/Dコンバータ52よ
り順次読み込み、その電圧に係るデータが所定の範囲内
にあるときはポート出力51aへＨレベルの出力を発生し
て、リレー24を駆動するとともに、各FET9〜14を駆動し
てモータ１を回転させる。CPU51は、A/Dコンバータ52よ
り読み込んだ電圧に係るデータが所定の範囲外にあると
きは、ポート出力51aをＬレベルに保持して、インバー
タ回路２への電力供給を遮断するとともに、ポート出力
51bをＨレベルにして表示回路６の発光ダイオード41を
点灯させる。Therefore, when the operation switch 26 is operated to the closed state, power is applied to the CPU 51 via the transistor 28,
The power-on initial circuit (POI) 54 initializes the CPU 51. The CPU 51 sequentially reads data related to the voltage generated in each winding of the motor 1 from the A / D converter 52 according to the voltage applied to the inverter circuit 2 via the current limiting resistor 29, and the data related to the voltage is a predetermined data. When it is within the range, an H-level output is generated to the port output 51a to drive the relay 24 and to drive the FETs 9 to 14 to rotate the motor 1. When the data relating to the voltage read from the A / D converter 52 is out of the predetermined range, the CPU 51 holds the port output 51a at L level, cuts off the power supply to the inverter circuit 2, and outputs the port output 51a.
The light emitting diode 41 of the display circuit 6 is turned on by setting 51b to the H level.
また、CPU51はモータ１の運転中もA/Dコンバータ52を
介して、各巻線へ供給された電圧に係るデータを読み込
み、インバータ回路２の動作に異常がないかチェック
し、異常を検出した時は、ポート51aの出力をＬレベル
とし、リレー24を復旧させてモータ１の運転を停止する
とともに、表示回路６を駆動して異常を検出したことを
表示する。CPU51は、FET9〜14のゲート駆動出力8b〜8g
と、各巻線の電圧に係るデータを比較してFETのショー
トやオープン障害を検出する構成でもよいし、ゲート駆
動出力と巻線に印加される電圧との時間差や巻線に印加
される電圧値をもとにFETの特性劣化等をも検出する構
成であってもよい。Also, the CPU 51 reads the data relating to the voltage supplied to each winding via the A / D converter 52 even during the operation of the motor 1, checks whether there is any abnormality in the operation of the inverter circuit 2, and detects the abnormality. Sets the output of the port 51a to the L level, restores the relay 24, stops the operation of the motor 1, and drives the display circuit 6 to indicate that an abnormality has been detected. CPU 51 has gate drive outputs 8b-8g for FETs 9-14
And the data on the voltage of each winding may be compared to detect a short circuit or open fault in the FET, or the time difference between the gate drive output and the voltage applied to the winding or the voltage value applied to the winding The configuration may be such that the deterioration of the characteristics of the FET or the like is also detected based on this.
なお、各実施例とも三相巻線を有する永久磁石ブラシ
レスモータについて説明したが、本発明に係るモータ制
御回路は、誘導モータ等の各種モータに適用することが
可能である。また、モータ（電動機）とジェネレータ
（発電機）とを共用する発電発動機のモータ制御回路に
適用してもよい。In each of the embodiments, a permanent magnet brushless motor having a three-phase winding has been described. However, the motor control circuit according to the present invention can be applied to various motors such as an induction motor. Further, the present invention may be applied to a motor control circuit of a power generator that shares a motor (electric motor) and a generator (generator).
（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るモータ制御回路
は、モータの運転開始時に電力用スイッチング素子をオ
フ状態に設定し、この状態でモータの巻線へ供給される
電圧に基づいて電力用スイッチング素子の短絡障害等を
検出し、異常が認められた場合は電力用スイッチング素
子への電力供給を遮断するので、モータの運転を開始す
る前に電力用スイッチング素子の短絡障害等・絶縁低下
等を検出することができ、不要な電力消費をなくすこと
ができるとともに、過電流によりインバータ回路の異常
加熱や直流電源の損傷等を未然に防止することができ
る。なお、モータの運転開始時に電力用スイッチング素
子の異常確認試験を行い、続いてモータの運転を自動的
に行うので、試験と運転を効率良く実行することができ
る。(Effect of the Invention) As described above, the motor control circuit according to the present invention sets the power switching element to the off state at the start of the operation of the motor, and based on the voltage supplied to the winding of the motor in this state. Short-circuit fault etc. of the power switching element, and if an abnormality is detected, the power supply to the power switching element is shut off.Therefore, short-circuit fault etc. of the power switching element before starting the motor operation. It is possible to detect a decrease in insulation or the like, to eliminate unnecessary power consumption, and to prevent abnormal heating of the inverter circuit or damage to the DC power supply due to an overcurrent. In addition, since the abnormality check test of the power switching element is performed at the start of the operation of the motor, and then the operation of the motor is automatically performed, the test and the operation can be efficiently performed.
また、モータの巻線に印加される電圧の周期的変化を
監視する印加電圧周期検出手段を備えることにより、モ
ータの運転状態においても電力用スイッチング素子の異
常等を検出し、モータの運転状態を停止させることがで
きる。印加電圧周期検出手段は、過電流検出用抵抗をイ
ンバータ回路と直列に設ける従来の技術と異なり電力損
失を発生しないので、モータの巻線へ供給する電力が減
少しないという利点を有する。Further, by providing an applied voltage cycle detecting means for monitoring a periodic change of the voltage applied to the windings of the motor, an abnormality or the like of the power switching element is detected even in the operating state of the motor, and the operating state of the motor is determined. Can be stopped. Since the applied voltage cycle detecting means does not generate power loss unlike the conventional technique in which the overcurrent detecting resistor is provided in series with the inverter circuit, it has an advantage that the power supplied to the winding of the motor does not decrease.
また、電力用スイッチング素子の極めて電流値の小さ
いリーク電流を利用して各素子の異常を検出するもので
あるから、モータの巻線抵抗による電圧降下はほぼ無視
することができるので、多相巻線を有するモータであっ
ても、そのうちの任意の一つの巻線に印加される電圧を
検出することで、すべての電力用スイッチング素子の異
常を検出することができる。よって、モータ制御回路の
小形化、低価格化に寄与することができる。In addition, since the abnormality of each element is detected by using the leakage current of the power switching element having an extremely small current value, the voltage drop due to the winding resistance of the motor can be almost ignored. Even in a motor having a wire, by detecting a voltage applied to any one of the windings, it is possible to detect an abnormality in all power switching elements. Therefore, it is possible to contribute to downsizing and cost reduction of the motor control circuit.
第１図は本発明のモータ制御回路を三相巻線を有する永
久磁石ブラシレスモータに適用した場合のブロック構成
図、第２図は本発明の他の実施例を示す第１図と同様の
ブロック構成図である。 なお、図面中、２はインバータ回路、４は運転制御回
路、5,50はモータ制御回路、９〜14は電力用スイッチン
グ素子、21は遮断手段、22は試験電圧印加手段、23は電
圧検出手段、26は運転スイッチ、29は電流制限抵抗、30
は自動試験手段を構成する遅延タイマ回路、31はフリッ
プフロップ（F/F）、32は電圧印加周期検出回路、34,35
は電圧比較器、36はしきい値電圧発生回路、51は運転制
御回路の一部を構成する１チップマイクロコンピュー
タ、52はA/D変換器、53は分圧器である。FIG. 1 is a block diagram showing the case where the motor control circuit of the present invention is applied to a permanent magnet brushless motor having three-phase windings. FIG. 2 is a block diagram similar to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention. It is a block diagram. In the drawings, 2 is an inverter circuit, 4 is an operation control circuit, 5 and 50 are motor control circuits, 9 to 14 are power switching elements, 21 is a cutoff unit, 22 is a test voltage application unit, and 23 is a voltage detection unit. , 26 is the operation switch, 29 is the current limiting resistor, 30
Is a delay timer circuit constituting automatic test means, 31 is a flip-flop (F / F), 32 is a voltage application cycle detection circuit, and 34 and 35
Is a voltage comparator, 36 is a threshold voltage generation circuit, 51 is a one-chip microcomputer constituting a part of an operation control circuit, 52 is an A / D converter, and 53 is a voltage divider.
Claims (4)
たインバータ回路を介してモータの巻線へ電力を供給す
るモータ制御回路において、 前記モータの運転開始時に前記電力用スイッチング素子
を全てオフに制御し、前記モータの巻線へ供給する電圧
を検出し、検出した電圧が予め設定された電圧範囲外の
時には前記インバータ回路への電源供給の遮断を制御す
るとともに、検出した電圧が予め設定された電圧範囲内
の時には前記インバータ回路へ電源を供給して前記モー
タの運転の自動開始を制御する自動試験手段を有する運
転制御回路を備えたことを特徴とするモータ制御回路。1. A motor control circuit for supplying power to a winding of a motor through an inverter circuit in which power switching elements are bridge-connected, wherein all of the power switching elements are controlled to be off when the motor starts operating, Detecting a voltage to be supplied to the winding of the motor, and controlling the interruption of power supply to the inverter circuit when the detected voltage is out of a predetermined voltage range, and detecting the detected voltage in a predetermined voltage range. A motor control circuit comprising an operation control circuit having an automatic test means for supplying power to the inverter circuit and controlling the automatic start of the operation of the motor when the motor is inside the motor.
始時に前記電力用スイッチング素子を全てオフに設定し
た状態で、前記インバータ回路へ最大電流を制限した電
圧を印加する試験電圧印加手段を備えたことを特徴とす
る請求項１記載のモータ制御回路。2. The operation control circuit includes test voltage applying means for applying a voltage with a maximum current limited to the inverter circuit in a state where all of the power switching elements are turned off at the start of operation of the motor. The motor control circuit according to claim 1, wherein
を介して前記モータの巻線へ電力を供給している状態
で、前記モータの巻線へ供給された電圧に基づいて、そ
の電圧が周期的に変化しない場合は、前記インバータ回
路への電源供給を遮断するための信号を発生する電圧印
加周期検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
のモータ制御回路。3. The operation control circuit according to claim 1, wherein the power supply circuit supplies power to the windings of the motor via the inverter circuit. 2. The motor control circuit according to claim 1, further comprising a voltage application cycle detection unit that generates a signal for cutting off power supply to the inverter circuit when the power supply does not change.
たインバータ回路を介して多相モータの各巻線へ電力を
供給するモータ制御回路において、 前記多相モータの運転開始時に前記電力用スイッチング
素子を全てオフに制御し、前記多相モータの巻線へ供給
する電圧を検出し、検出した電圧が予め設定された電圧
範囲外の時には前記インバータ回路への電源供給の遮断
を制御するとともに、検出した電圧が予め設定された電
圧範囲内の時には前記インバータ回路へ電源を供給して
前記モータの運転の自動開始を制御する自動試験手段を
有する運転制御回路を備えたことを特徴とするモータ制
御回路。4. A motor control circuit for supplying power to each winding of a polyphase motor via an inverter circuit in which power switching elements are bridge-connected, wherein all of the power switching elements are turned off when the multiphase motor starts operating. The voltage to be supplied to the windings of the multi-phase motor is detected, and when the detected voltage is out of a predetermined voltage range, the power supply to the inverter circuit is controlled to be shut off, and the detected voltage is A motor control circuit, comprising: an operation control circuit having automatic test means for supplying power to the inverter circuit when the voltage is within a preset voltage range and controlling automatic start of operation of the motor.
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