JP4111002B2

JP4111002B2 - Motor control device

Info

Publication number: JP4111002B2
Application number: JP2003048931A
Authority: JP
Inventors: 覚土居; 康司加藤; 正伸辻; 佐千夫上野; 貞裕松浦
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004260927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモータを駆動および回転制御するモータ制御装置の、特に交流電源の接続による回転方向の変更に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一定速で回転する汎用インダクションモータは、モータに直接入力する３相交流電源のうち２本を単純に入れ替えることによって相順を替え、回転方向を反転させることができる。
【０００３】
また、図６に示すようにインダクションモータ６１をインバータ回路６２で駆動させ、回転方向を変えるには、インバータ出力線６３を入れ替える。あるいは、外部スイッチ６４などによりモータ制御装置６０に指令を与え、内部のパワーデバイスのスイッチングパターンを切り替えるのが通常である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１４７９９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、地球環境保護の観点から省資源化、省エネ化が求められており、汎用インダクションモータが使われてきた分野においても、効率改善のためにインバータ駆動のモータへの置換え、さらなる効率改善のためブラシレスモータへの置換えが進んでいる。
【０００６】
インバータ装置でモータを駆動させる場合、モータの回転方向を切り替えるには、上述したように、外部スイッチなどを用いてパワー半導体のスイッチングパターンを切り替えるか、あるいはインバータ回路の出力線を入れ替えることによって行うことができる。
【０００７】
しかしながら、外部スイッチによる切り替えは電気的な知識が必要とされるだけでなく、別途配線などによる設置スペースの増大やコストアップなどの課題がある。
【０００８】
一方、モータおよびモータ制御装置は、機器内部に組み込まれていることが多く、出力線に容易に触れることができず、インバータ回路の出力線を入れ替えることは困難である。特にモータがブラシレスモータの場合には、センサ信号線が存在するため、単純にインバータ回路の出力線の入れ替えだけでは、回転方向を切り替えることができず、課題があった。
【０００９】
また、機器の小型省スペース化に対応しようとしてモータと制御装置を一体構造にすると、回転方向を変更するためにインバータ回路の出力線を入れ替えることは実質的に不可能である。さらに、外部スイッチによる切り替えは、配線など省スペースの面から課題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型、高効率で、使い勝手がよく回転方向の切り替えが容易なモータ制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明のモータ制御装置は、交流電源が接続される３つの電源端子と、前記電源端子に接続した整流回路と、交流電源の相間電圧を検知する相間電圧検知回路と、インバータ回路とモータを駆動するための制御回路とを備え、前記制御回路は、前記相間電圧検知回路が検知した電圧の相順パターンあるいは電圧の発生パターンに基づいて、前記インバータ回路をスイッチングさせ、回転方向を決定する。
【００１２】
また、交流電源の各相と電源端子との接続パターンに基づいてモータの回転方向を決定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載のモータ制御装置は、相間電圧検知回路が検知した電圧の相順パターンに基づき制御回路は、相順パターンに応じたスイッチングパターンでインバータ回路をスイッチングさせるもので、容易に回転方向を変更できる。
【００１４】
また、請求項２記載のモータ制御装置は、相間電圧検知回路が検知した電圧の発生パターンに基づき制御回路は、発生パターンに応じたスイッチングパターンでインバータ回路をスイッチングさせるもので、容易に回転方向を変更できる。
【００１５】
また、請求項３記載のモータ制御装置は、交流電源と電源端子との接続パターンに基づいてモータの回転方向を決定するもので、３相交流電源または単相交流電源で実施することができる。
【００１６】
また、請求項４記載のモータ制御装置は、モータと一体構造をなすもので、省スペースを実現しながら容易に回転方向を変更できる。
【００１７】
さらに、請求項５記載のモータ制御装置は、制御するモータがブラシレスモータであっても、交流電源との接続パターンによって回転方向を変更することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例におけるモータ制御装置について説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は実施例１におけるブロック図である。図１において、モータ制御装置１０は、相間電圧検知回路１１、３つの電源端子１２〜電源端子１４、制御回路１５、インバータ回路１６、整流回路１７を備えている。
【００２０】
相電圧検知回路１１は、例えば複数の固定抵抗器により３相交流電源の各相間の電圧を制御回路１５に入力できるように適当な大きさに分圧することで実現することができる。
【００２１】
制御回路１５には、例えばマイコンやＡ／Ｄコンバータまたはコンパレータなどが含まれており、相電圧検知回路１１により検知した電圧値を制御回路１５内のＡ／Ｄコンバータまたはコンパレータを介してマイコンに入力することによって、３つの電源端子の各相間電圧がどのような順序で変化したかを知ることができる。
【００２２】
例えば、相電圧検知回路１１によって検知された各相間電圧が図２に示すような場合、モータを時計回りに回転するようにインバータ回路１６をスイッチングさせるとする。そして、３相交流電源に対して電源端子１２と電源端子１４を入れ替えると、図３に示すように相電圧検知回路１１が検知した各相間電圧の相順パターンが変化する。この相順パターンのときにモータが反時計回りに回転するようにインバータ回路１６をスイッチングさせる。
【００２３】
つまり、あらかじめ決めた規則（相順パターンに対するスイッチングパターン）に従って、インバータ回路１６のスイッチングパターンを変化させ、モータの回転方向を決定することができる。
【００２４】
このように、電源線との接続パターンから相順パターンがあらかじめ決まり、相順パターンに対する正逆のスイッチングパターンをあらかじめ決めておけば、交流電源との接続パターンからモータの回転方向を切り替えることができる。
【００２５】
ここで扱うモータは、インダクションモータのみならず、ブラシレスモータでもよいことは言うまでもない。
【００２６】
（実施例２）
図４は単相交流電源で動作させる場合のブロック図である。図４において、モータ制御装置４０は、相間電圧検知回路４１、３つの電源端子４２〜電源端子４４、制御回路４５、インバータ回路４６、整流回路４７を備えており、実施例１と同様の機能を備えている。
【００２７】
相間電圧検知回路４１が検知した電圧を制御回路４５のＡ／Ｄコンバータ（またはコンパレータ）を介してマイコンに入力し、相間電圧検知回路４１の３つの電圧検出線３３、３４、３５のうちどれに最も大きな電圧が加わっているかを検出する。その情報をもとにモータの回転方向を決定する。
【００２８】
例えば、電源端子４２と電源端子４３に単相交流電源を接続して、相電圧検知回路４１の３つの電圧検出線のうち電圧検出線３３に最も大きな電圧が加わると、制御回路４５のマイコンは、この電圧値をＡ／Ｄコンバータを介して検知し、モータを時計回りに回転するようにインバータ回路４６をスイッチングさせる。
【００２９】
一方、電源端子４３と電源入力端子４４に単相交流電源を接続して、３つの電圧検出線のうち電圧検出線３４に最も大きな電圧が加わると、マイコンはこの電圧値をＡ／Ｄコンバータを介して検知し、モータを反時計回りに回転するようにインバータ回路４６をスイッチングさせる。
【００３０】
このように、相電圧検知回路４１の３端子の中で最も大きな電圧の発生パターン（端子）に対してスイッチングパターンをあらかじめ決めておき、インバータ回路４６のスイッチングパターンを変化させ、モータの回転方向を決定することができる。
【００３１】
したがって、単相交流電源と電源端子との接続を変更するだけで、モータの回転方向を変えることが可能である。
【００３２】
なお、モータは実施例１と同様にインダクションモータのみならず、ブラシレスモータでもよいことは言うまでもない。
【００３３】
（実施例３）
実施例３のモータ制御装置はモータと一体構造をなすもので、図５において、モータ制御装置５１はモータ５２と一体構造で筐体内に収納され、電源端子である端子台５３を筐体外に設けている。
【００３４】
モータ制御装置５１は、上述した実施例１、実施例２で説明した回路構成および機能を有しており、端子台５３は交流電源との接続作業を容易化するとともに、接続パターン応じてモータを所定の回転方向に駆動させることができる。
【００３５】
交流電源は、３相または単相のどちらであってもよく、モータはインダクションモータでもブラシレスモータでもよい。
【００３６】
特に、モータ制御装置とモータを一体構成する場合においては、インバータ回路による駆動およびブラシレスモータによる高効率という特長を有し、交流電源との接続パターンだけで回転方向を変更することができる。このため、使い勝手のよいモータ制御装置が得られる。
【００３７】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように請求項１記載の発明によれば、相間電圧の相順パターンに基づきインバータ回路をスイッチングさせ、回転方向を決定することができる。
【００３８】
また、請求項２記載の発明によれば、最大電圧の発生パターンに基づきインバータ回路をスイッチングさせ、回転方向を決定することができる。
【００３９】
また、請求項３記載の発明によれば、３相または単相交流電源のいずれでも実施でき、接続パターンから回転方向を決定することができる。
【００４０】
また、請求項４記載の発明によれば、省スペースを実現しながら容易に回転方向を変更できる。
【００４１】
さらに、請求項５記載の発明によれば、小型高効率で交流電源との接続パターンによって回転方向が変更できる使い勝手のよいモータ制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるモータ制御装置のブロック図（３相入力）
【図２】本発明の実施例１における相間電圧と相順を説明する図
【図３】本発明の実施例１における接続変更後の相順を説明する図
【図４】本発明の実施例２におけるモータ制御装置のブロック図（単相入力）
【図５】本発明の実施例３におけるモータ一体構造の概略図
【図６】従来のインバータ駆動モータの説明図
【符号の説明】
１０、４０モータ制御装置
１１、４１相間電圧検知回路
１２〜１４、４２〜４４（５３）電源端子（端子台）
１５、４５制御回路
１６、４６インバータ回路
１７、４７整流回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor control device for driving and controlling rotation of a motor, and more particularly to changing the rotation direction by connecting an AC power source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a general-purpose induction motor that rotates at a constant speed can change the phase order by simply exchanging two of the three-phase AC power supplies that are directly input to the motor and reverse the rotation direction.
[0003]
Further, as shown in FIG. 6, in order to drive the induction motor 61 by the inverter circuit 62 and change the rotation direction, the inverter output line 63 is replaced. Or it is normal to give a command to motor control device 60 by external switch 64 etc., and to change the switching pattern of an internal power device (for example, refer to patent documents 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 55-147992
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, resource saving and energy saving have been demanded from the viewpoint of protecting the global environment, and even in fields where general-purpose induction motors have been used, replacement with inverter-driven motors for further efficiency improvement Replacement with brushless motor is progressing.
[0006]
When the motor is driven by the inverter device, the rotation direction of the motor is switched by switching the switching pattern of the power semiconductor using an external switch or the like, or by switching the output line of the inverter circuit as described above. Can do.
[0007]
However, switching by an external switch requires not only electrical knowledge but also problems such as an increase in installation space due to separate wiring and cost increase.
[0008]
On the other hand, the motor and the motor control device are often incorporated in the equipment, and cannot easily touch the output line, and it is difficult to replace the output line of the inverter circuit. In particular, when the motor is a brushless motor, a sensor signal line is present, so that simply rotating the output line of the inverter circuit cannot change the rotation direction, causing a problem.
[0009]
Further, if the motor and the control device are integrated in an attempt to cope with the reduction in the size and space of the device, it is practically impossible to replace the output line of the inverter circuit in order to change the rotation direction. Furthermore, switching by an external switch has a problem in terms of space saving such as wiring.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a motor control device that is compact, highly efficient, easy to use, and easy to switch the rotation direction.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a motor control device of the present invention includes three power supply terminals to which an AC power supply is connected, a rectifier circuit connected to the power supply terminal, and an interphase voltage detection circuit that detects an interphase voltage of the AC power supply. And an inverter circuit and a control circuit for driving the motor, wherein the control circuit switches the inverter circuit based on a phase sequence pattern of voltage detected by the interphase voltage detection circuit or a voltage generation pattern. Determine the direction of rotation.
[0012]
Further, the rotation direction of the motor can be determined based on the connection pattern between each phase of the AC power supply and the power supply terminal.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the above-described problem, the motor control device according to claim 1 is configured such that the control circuit switches the inverter circuit with a switching pattern corresponding to the phase sequence pattern based on the phase sequence pattern of the voltage detected by the phase voltage detection circuit. Therefore, the direction of rotation can be easily changed.
[0014]
In the motor control device according to claim 2, the control circuit switches the inverter circuit with a switching pattern corresponding to the generation pattern based on the voltage generation pattern detected by the interphase voltage detection circuit. Can change.
[0015]
The motor control device according to claim 3 determines the rotation direction of the motor based on the connection pattern between the AC power supply and the power supply terminal, and can be implemented with a three-phase AC power supply or a single-phase AC power supply.
[0016]
In addition, the motor control device according to the fourth aspect has an integral structure with the motor, and can easily change the rotation direction while realizing space saving.
[0017]
Further, in the motor control device according to the fifth aspect, even if the motor to be controlled is a brushless motor, the rotation direction can be changed depending on the connection pattern with the AC power supply.
[0018]
【Example】
Hereinafter, a motor control device according to an embodiment of the present invention will be described.
[0019]
(Example 1)
FIG. 1 is a block diagram according to the first embodiment. In FIG. 1, the motor control device 10 includes an interphase voltage detection circuit 11, three power supply terminals 12 to 14, a control circuit 15, an inverter circuit 16, and a rectifier circuit 17.
[0020]
The phase voltage detection circuit 11 can be realized, for example, by dividing the voltage between the phases of the three-phase AC power supply into an appropriate size so that the voltage can be input to the control circuit 15 by a plurality of fixed resistors.
[0021]
The control circuit 15 includes, for example, a microcomputer, an A / D converter, or a comparator, and the voltage value detected by the phase voltage detection circuit 11 is input to the microcomputer via the A / D converter or comparator in the control circuit 15. By doing so, it is possible to know in what order the voltages between the phases of the three power supply terminals have changed.
[0022]
For example, when the voltage between the phases detected by the phase voltage detection circuit 11 is as shown in FIG. 2, the inverter circuit 16 is switched so as to rotate the motor clockwise. When the power supply terminal 12 and the power supply terminal 14 are switched with respect to the three-phase AC power supply, the phase sequence pattern of each interphase voltage detected by the phase voltage detection circuit 11 changes as shown in FIG. The inverter circuit 16 is switched so that the motor rotates counterclockwise in this phase sequence pattern.
[0023]
That is, the rotation direction of the motor can be determined by changing the switching pattern of the inverter circuit 16 according to a predetermined rule (switching pattern with respect to the phase sequence pattern).
[0024]
In this way, if the phase sequence pattern is determined in advance from the connection pattern with the power supply line, and the forward / reverse switching pattern with respect to the phase sequence pattern is determined in advance, the rotation direction of the motor can be switched from the connection pattern with the AC power source. .
[0025]
It goes without saying that the motor handled here may be a brushless motor as well as an induction motor.
[0026]
(Example 2)
FIG. 4 is a block diagram when operating with a single-phase AC power source. 4, the motor control device 40 includes an interphase voltage detection circuit 41, three power supply terminals 42 to 44, a control circuit 45, an inverter circuit 46, and a rectifier circuit 47, and has the same function as that of the first embodiment. I have.
[0027]
The voltage detected by the interphase voltage detection circuit 41 is input to the microcomputer via the A / D converter (or comparator) of the control circuit 45, and to which of the three voltage detection lines 33, 34, 35 of the interphase voltage detection circuit 41 is input. Detect whether the largest voltage is applied. Based on the information, the rotation direction of the motor is determined.
[0028]
For example, when a single-phase AC power supply is connected to the power supply terminal 42 and the power supply terminal 43 and the largest voltage is applied to the voltage detection line 33 among the three voltage detection lines of the phase voltage detection circuit 41, the microcomputer of the control circuit 45 The voltage value is detected via the A / D converter, and the inverter circuit 46 is switched so as to rotate the motor clockwise.
[0029]
On the other hand, when a single-phase AC power supply is connected to the power supply terminal 43 and the power supply input terminal 44 and the largest voltage is applied to the voltage detection line 34 among the three voltage detection lines, the microcomputer converts the voltage value to the A / D converter. And the inverter circuit 46 is switched so as to rotate the motor counterclockwise.
[0030]
Thus, the switching pattern is determined in advance for the generation pattern (terminal) of the largest voltage among the three terminals of the phase voltage detection circuit 41, the switching pattern of the inverter circuit 46 is changed, and the rotation direction of the motor is changed. Can be determined.
[0031]
Therefore, it is possible to change the rotation direction of the motor only by changing the connection between the single-phase AC power supply and the power supply terminal.
[0032]
Needless to say, the motor may be a brushless motor as well as an induction motor as in the first embodiment.
[0033]
(Example 3)
The motor control device according to the third embodiment has an integrated structure with the motor. In FIG. 5, the motor control device 51 is integrated with the motor 52 and housed in the housing, and a terminal block 53 that is a power supply terminal is provided outside the housing. ing.
[0034]
The motor control device 51 has the circuit configuration and functions described in the first and second embodiments, and the terminal block 53 facilitates the connection work with the AC power source, and the motor according to the connection pattern. It can be driven in a predetermined rotational direction.
[0035]
The AC power supply may be either three-phase or single-phase, and the motor may be an induction motor or a brushless motor.
[0036]
In particular, in the case where the motor control device and the motor are integrally configured, the motor control device and the brushless motor are highly efficient, and the rotation direction can be changed only by the connection pattern with the AC power supply. For this reason, a user-friendly motor control device can be obtained.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above embodiments, according to the first aspect of the present invention, the inverter circuit is switched based on the phase sequence pattern of the interphase voltage, and the rotation direction can be determined.
[0038]
According to the second aspect of the present invention, the rotation direction can be determined by switching the inverter circuit based on the maximum voltage generation pattern.
[0039]
Further, according to the invention described in claim 3, it can be carried out by either a three-phase or single-phase AC power supply, and the rotation direction can be determined from the connection pattern.
[0040]
According to the invention of claim 4, the rotation direction can be easily changed while realizing space saving.
[0041]
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, an easy-to-use motor control device that is small and highly efficient and that can change the rotation direction by a connection pattern with an AC power source can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device according to a first embodiment of the present invention (three-phase input).
FIG. 2 is a diagram for explaining phase voltages and phase sequences in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining phase sequences after connection change in Embodiment 1 of the present invention. Block diagram of motor controller in 2 (single phase input)
FIG. 5 is a schematic diagram of a motor integrated structure in Embodiment 3 of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional inverter drive motor.
10, 40 Motor control device 11, 41 Interphase voltage detection circuit 12-14, 42-44 (53) Power supply terminal (terminal block)
15, 45 Control circuit 16, 46 Inverter circuit 17, 47 Rectifier circuit

Claims

交流電源が接続される３つの電源端子と、前記電源端子に接続した整流回路と、交流電源の相間電圧を検知する相間電圧検知回路と、インバータ回路とモータを駆動するための制御回路とを備え、前記制御回路は、前記相間電圧検知回路が検知した電圧の相順パターンに基づいて、前記インバータ回路をスイッチングさせ、回転方向を決定するモータ制御装置。Three power supply terminals to which an AC power supply is connected, a rectifier circuit connected to the power supply terminal, an interphase voltage detection circuit for detecting an interphase voltage of the AC power supply, an inverter circuit, and a control circuit for driving the motor The control circuit switches the inverter circuit based on the phase sequence pattern of the voltage detected by the interphase voltage detection circuit, and determines the rotation direction.

交流電源が接続される３つの電源端子と、前記電源端子に接続した整流回路と、交流電源の相間電圧を検知する相間電圧検知回路と、インバータ回路とモータを駆動するための制御回路とを備え、前記制御回路は、前記相間電圧検知回路が検知した電圧の発生パターンに基づいて、前記インバータ回路をスイッチングさせ、回転方向を決定するモータ制御装置。Three power supply terminals to which an AC power supply is connected, a rectifier circuit connected to the power supply terminal, an interphase voltage detection circuit for detecting an interphase voltage of the AC power supply, an inverter circuit, and a control circuit for driving the motor The control circuit switches the inverter circuit based on a voltage generation pattern detected by the interphase voltage detection circuit, and determines a rotation direction.

交流電源と電源端子との接続パターンに基づいてモータの回転方向を決定する請求項１または請求項２記載のモータ制御装置。The motor control device according to claim 1, wherein the motor rotation direction is determined based on a connection pattern between the AC power supply and the power supply terminal.

モータと一体構造をなす請求項１または請求項２記載のモータ制御装置。The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device has an integral structure with the motor.

制御するモータがブラシレスモータである請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor to be controlled is a brushless motor.