JPH07106073B2 - モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置 - Google Patents
モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置Info
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- JPH07106073B2 JPH07106073B2 JP1097343A JP9734389A JPH07106073B2 JP H07106073 B2 JPH07106073 B2 JP H07106073B2 JP 1097343 A JP1097343 A JP 1097343A JP 9734389 A JP9734389 A JP 9734389A JP H07106073 B2 JPH07106073 B2 JP H07106073B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
- H02P3/20—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by reversal of phase sequence of connections to the motor
-
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータの減速装置に関し、回制制動動作する汎
用的なモータに適用されるが、とりわけミシン用モータ
の減速装置として好適なものである。
用的なモータに適用されるが、とりわけミシン用モータ
の減速装置として好適なものである。
従来、例えばミシン用モータは電磁クラツチ・ブレーキ
モータが用いられている。この種のモータで制動に要す
る時間は、機械的な摩擦ブレーキに依存して比較的短時
間であり、迅速に停止できる良さがある。しかし、反面
機械的な要素を多く必要とし、摩擦面が摩滅し、寿命に
問題があり、製作性が悪く、高価で又、衝撃も大なるも
のであつた。
モータが用いられている。この種のモータで制動に要す
る時間は、機械的な摩擦ブレーキに依存して比較的短時
間であり、迅速に停止できる良さがある。しかし、反面
機械的な要素を多く必要とし、摩擦面が摩滅し、寿命に
問題があり、製作性が悪く、高価で又、衝撃も大なるも
のであつた。
一方、これを解決するものとし、電気的な制動装置を用
いることも知られている。特公昭63−35267号公報記載
のものも電気制動装置を具備したものであり、具体的に
は、モータを逆相制動するミシンの駆動制御装置にあ
る。
いることも知られている。特公昭63−35267号公報記載
のものも電気制動装置を具備したものであり、具体的に
は、モータを逆相制動するミシンの駆動制御装置にあ
る。
前記公報記載のミシンの駆動制御装置では、減速全過程
において逆相制動を行つているが、駆動素子に付与され
る電気的負荷に対しては配慮されていない。
において逆相制動を行つているが、駆動素子に付与され
る電気的負荷に対しては配慮されていない。
つまり、電気制動を行う場合は、逆相あるいは回制動力
をその制御回路内で電気エネルギを吸収する必要がある
が、この電気エネルギを吸収するためにはモータの駆動
する駆動素子に大きな電流を流す必要がある。
をその制御回路内で電気エネルギを吸収する必要がある
が、この電気エネルギを吸収するためにはモータの駆動
する駆動素子に大きな電流を流す必要がある。
従来のものは、制動期間全領域に亘つて大電流を駆動素
子に流すことになり、駆動素子が破損したり、又、この
事故を防止するための電流リミツタを有するものにあつ
てはこれの誤動作を招くとの問題点も有していた。
子に流すことになり、駆動素子が破損したり、又、この
事故を防止するための電流リミツタを有するものにあつ
てはこれの誤動作を招くとの問題点も有していた。
この傾向は、摩擦トルクが小さく、慣性の大きな負荷を
駆動するもの程顕著である。ミシンもこのような負荷に
類する。
駆動するもの程顕著である。ミシンもこのような負荷に
類する。
本発明の主たる目的は電気的な制動を付与するものにお
いても駆動素子の破損や制御回路の誤動作のないモータ
の制御装置を提案することにある。
いても駆動素子の破損や制御回路の誤動作のないモータ
の制御装置を提案することにある。
又、この改良された電動機の制御装置によつて駆動され
る信頼性の高いミシンの制御装置を提供することを他の
目的とするものである。
る信頼性の高いミシンの制御装置を提供することを他の
目的とするものである。
前記目的は、モータと、このモータを駆動する駆動回路
と、この駆動回路にモータを指令された所定の転数にて
回転させるための回転数制御回路と、この回転数制御回
路に動作指令を付与する回路とを有するものにおいて、 回転数制御回路はモータの制動動作の初期においてモー
タに断続的な回生制動動作を行なわせ、所定の基準回転
数に達したときに連続的な回生制動動作を行なわせる要
素を含ませることによつて達成される。
と、この駆動回路にモータを指令された所定の転数にて
回転させるための回転数制御回路と、この回転数制御回
路に動作指令を付与する回路とを有するものにおいて、 回転数制御回路はモータの制動動作の初期においてモー
タに断続的な回生制動動作を行なわせ、所定の基準回転
数に達したときに連続的な回生制動動作を行なわせる要
素を含ませることによつて達成される。
制動初期は大きな回生電流がインバータ回路に流れる
が、本発明のように、制動初期に断続制動電流あるいは
小さな回生制動電流を流すようにしたので駆動回路を構
成する回路素子の保護を図ることができ、又、断続電流
を終始流すものに比して制動時間も短縮するように作用
する。
が、本発明のように、制動初期に断続制動電流あるいは
小さな回生制動電流を流すようにしたので駆動回路を構
成する回路素子の保護を図ることができ、又、断続電流
を終始流すものに比して制動時間も短縮するように作用
する。
以下、本発明の構成の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
本発明は前述の如くモータとして広く利用できる汎用的
なものであるが、以下便宜的に本発明を工業用ミシンに
適用したものについて説明する。
なものであるが、以下便宜的に本発明を工業用ミシンに
適用したものについて説明する。
本発明が適用されるモータは、永久磁石をもつロータと
し、ステータには３相の巻線を有し、ロータの前記永久
磁石の位置を検出する磁極検出素子からの信号に基づい
て前記３相巻線の相を切換えて通電する方式のものであ
る。
し、ステータには３相の巻線を有し、ロータの前記永久
磁石の位置を検出する磁極検出素子からの信号に基づい
て前記３相巻線の相を切換えて通電する方式のものであ
る。
更に、このモータのロータ軸端には回転数の検出として
磁気あるいは光式のエンコーダが取付けられていて、こ
のエンコーダから得られる信号によつて回転数を検出す
るようになされている。エンコーダは相互に電気信号で
90度の位相差を有する進相（φＡ）、遅相（φＢ）の２
相信号を出力するようになつており、これらの２相信号
の進遅によつて回転方向も検出できるようになつてい
る。
磁気あるいは光式のエンコーダが取付けられていて、こ
のエンコーダから得られる信号によつて回転数を検出す
るようになされている。エンコーダは相互に電気信号で
90度の位相差を有する進相（φＡ）、遅相（φＢ）の２
相信号を出力するようになつており、これらの２相信号
の進遅によつて回転方向も検出できるようになつてい
る。
工業用ミシンは一般に、モータの駆動力をベルトを回し
てミシン軸に駆動力を伝達するように構成されており、
この伝達比はモートル軸に取付けられたプーリとミシン
軸に取付けられたプーリの比によつて決定される。そし
て、両プーリとベルトの伝達経路にスリツプがなければ
モータの回転数からミシン軸の回転数を検出することが
可能である。
てミシン軸に駆動力を伝達するように構成されており、
この伝達比はモートル軸に取付けられたプーリとミシン
軸に取付けられたプーリの比によつて決定される。そし
て、両プーリとベルトの伝達経路にスリツプがなければ
モータの回転数からミシン軸の回転数を検出することが
可能である。
一方、ミシン軸にはミシン針の上，下位置を検出する針
位置検出器が取付けられており、この針位置検出器から
得られる検出信号で縫製作業の内容によつてミシン針を
上位置、あるいは下位置に選択的に停止することができ
る。又、これはミシン軸の回転数をも検出することが出
来るもので通称シンクロナイザとも呼ばれている。
位置検出器が取付けられており、この針位置検出器から
得られる検出信号で縫製作業の内容によつてミシン針を
上位置、あるいは下位置に選択的に停止することができ
る。又、これはミシン軸の回転数をも検出することが出
来るもので通称シンクロナイザとも呼ばれている。
次に、第１図に示した構成について説明する。図におい
てＶは電源電圧、φＡは前記エンコーダの進相信号、φ
Ｂはエンコーダの遅相信号で両者には電気角で90度（信
号波長λに対してはλ/4）だけの位相差を有している。
HDはモータのフレームあるいは配線基板等（図示せず）
に取付けられ、ホール素子あるいは電気抵抗効果素子等
からなるロータの磁極検出素子から得られる磁極検出信
号、SSETはミシン軸の回転数を検出する回転検出器から
与えられる回転数指示信号である。そして、エンコーダ
信号φA,φＢ、磁極検出信号HD.およびこの回転数指示
信号SSETはそれぞれ後述する回転数制御回路１に入力さ
れるものである。
てＶは電源電圧、φＡは前記エンコーダの進相信号、φ
Ｂはエンコーダの遅相信号で両者には電気角で90度（信
号波長λに対してはλ/4）だけの位相差を有している。
HDはモータのフレームあるいは配線基板等（図示せず）
に取付けられ、ホール素子あるいは電気抵抗効果素子等
からなるロータの磁極検出素子から得られる磁極検出信
号、SSETはミシン軸の回転数を検出する回転検出器から
与えられる回転数指示信号である。そして、エンコーダ
信号φA,φＢ、磁極検出信号HD.およびこの回転数指示
信号SSETはそれぞれ後述する回転数制御回路１に入力さ
れるものである。
UDETはミシン針の上位置信号、DDETは同じく下位置信号
LSWはモータに起動・停止を指示する動作指令信号であ
り、前記針位置信号UDET,DDETと共にモータの起動とモ
ータを所定の位置に停止させるシーケンス制御回路２に
入力されている。
LSWはモータに起動・停止を指示する動作指令信号であ
り、前記針位置信号UDET,DDETと共にモータの起動とモ
ータを所定の位置に停止させるシーケンス制御回路２に
入力されている。
INVは前記のように速度を検出するエンコーダＥを具備
するブラシレスモータＭを駆動するインバータ回路であ
る。ブラシレスモータＭは図示のように３相の駆動巻線
を有しており、インバータ回路も３相インバータを構成
する。
するブラシレスモータＭを駆動するインバータ回路であ
る。ブラシレスモータＭは図示のように３相の駆動巻線
を有しており、インバータ回路も３相インバータを構成
する。
インバータ回路は上アーム３個、下アーム３個のドライ
バから構成されている。Q1〜Q6はトランジスタ、あるい
は他の半導体素子から成るスイツチング素子、D1〜D6は
それぞれのスイツチング素子Q1〜Q6のコレクタとエミツ
タ間に接続されたダイオードでこれらはスイツチング素
子の保護を図る環流ダイオードである。
バから構成されている。Q1〜Q6はトランジスタ、あるい
は他の半導体素子から成るスイツチング素子、D1〜D6は
それぞれのスイツチング素子Q1〜Q6のコレクタとエミツ
タ間に接続されたダイオードでこれらはスイツチング素
子の保護を図る環流ダイオードである。
R1は直流あるいは交流から直流化された前記電源Ｖとイ
ンバータ回路INV間に直列に接続された負荷電流検出素
子で通常定抵抗からなり、この素子R1の両端のいわゆる
電圧降下を電流検出回路３によつて検出することにより
負荷（ブラシレスモータＭ）電流を検出することができ
る。
ンバータ回路INV間に直列に接続された負荷電流検出素
子で通常定抵抗からなり、この素子R1の両端のいわゆる
電圧降下を電流検出回路３によつて検出することにより
負荷（ブラシレスモータＭ）電流を検出することができ
る。
次に、前記回路に基づく動作について概略説明する。
例えば、ペダル制御されるミシンにおいて、ペダルが前
踏みされて動作（回転）指令信号LSWがシーケンス制御
回路２に与えられるシーケンス制御回路２は回転数制御
回路１に動作指示信号を与える。回転数制御回路１はこ
の動作指示信号S1を受けてペダルの踏込み角度に応じて
与えられる回転数指示信号SSETで指示される回転数でブ
ラシレスモータを回転するように制御する。つまり、エ
ンコーダＥの２相信号φA,φＢに基づいてブラシレスモ
ータＭの速度と回転方向を演算し、この演算結果に基づ
いて前記インバータ回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6
の導通素子の選択と通電率を決定する。通電率は通常パ
ルスウイドスモジユレーシヨン（PWM）制御され、指令
された速度と実際の速度との差に応じて通電率が決定さ
れる。又、ブラシレスモータＭのどの巻線に電流を流す
か、すなわち、前記導通素子の選択は前記磁極検出信号
HDによつて行なわれる。回転初期に当つては通常指令速
度と実際の速度差が大きいので通電率を大きくし、起動
時間を短かくする。そして、指令速度に実際の速度が近
づけば通電率を小さくし、ハンチングがないように徐々
に指令速度で運転するようにする。
踏みされて動作（回転）指令信号LSWがシーケンス制御
回路２に与えられるシーケンス制御回路２は回転数制御
回路１に動作指示信号を与える。回転数制御回路１はこ
の動作指示信号S1を受けてペダルの踏込み角度に応じて
与えられる回転数指示信号SSETで指示される回転数でブ
ラシレスモータを回転するように制御する。つまり、エ
ンコーダＥの２相信号φA,φＢに基づいてブラシレスモ
ータＭの速度と回転方向を演算し、この演算結果に基づ
いて前記インバータ回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6
の導通素子の選択と通電率を決定する。通電率は通常パ
ルスウイドスモジユレーシヨン（PWM）制御され、指令
された速度と実際の速度との差に応じて通電率が決定さ
れる。又、ブラシレスモータＭのどの巻線に電流を流す
か、すなわち、前記導通素子の選択は前記磁極検出信号
HDによつて行なわれる。回転初期に当つては通常指令速
度と実際の速度差が大きいので通電率を大きくし、起動
時間を短かくする。そして、指令速度に実際の速度が近
づけば通電率を小さくし、ハンチングがないように徐々
に指令速度で運転するようにする。
このようにして、ブラシレスモータＭは運転されるが、
このモータＭに流れる負荷電流Ｉは負荷電流検出素子R1
と電流検出回路３によつて検出することができる。電流
検出回路３によつて検出された電流値が予め設定してあ
る所定値を越えると回転数制御回路１はこの信号を受け
て、インバータ回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6をオ
フにし、モータＭへの通電を遮断すると共に、インバー
タ回路INVを構成する半導体素子の破壊を防止する。一
定時間経過して再起動、負荷電流Ｉが所定値以下の場合
は回転数制御回路１は前述の要領で所定の通電率でスイ
ツチング素子Q1〜Q6を導通し、モータＭを所定の回転数
で回転するようにする。
このモータＭに流れる負荷電流Ｉは負荷電流検出素子R1
と電流検出回路３によつて検出することができる。電流
検出回路３によつて検出された電流値が予め設定してあ
る所定値を越えると回転数制御回路１はこの信号を受け
て、インバータ回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6をオ
フにし、モータＭへの通電を遮断すると共に、インバー
タ回路INVを構成する半導体素子の破壊を防止する。一
定時間経過して再起動、負荷電流Ｉが所定値以下の場合
は回転数制御回路１は前述の要領で所定の通電率でスイ
ツチング素子Q1〜Q6を導通し、モータＭを所定の回転数
で回転するようにする。
回転数指示信号SSETによつて指示された回転数に達した
後に動作指示信号LSWがオフするとシーケンス制御回路
２は上位置信号UDETあるいは下位置信号DDETによつてミ
シン針を上位置あるいは下位置に停止するように回転数
制御回路１に出力する。
後に動作指示信号LSWがオフするとシーケンス制御回路
２は上位置信号UDETあるいは下位置信号DDETによつてミ
シン針を上位置あるいは下位置に停止するように回転数
制御回路１に出力する。
このとき回転数制御回路１はモータＭを迅速に上下いず
れかの位置にミシン針を停止させるために回生制動動作
を行なう。つまり、スイツチング素子Q2,Q4,Q6をオン
し、モータＭが減速時に発生する回生電力をスイツチン
グ素子Q2,Q4,Q6のエミツタに共通に接続した負荷電流検
出素子R1、およびダイオードD2,D4,D6を通る閉回路内で
吸収しようとするものである。ただし、この閉回路で吸
収しきれない、すなわち電源電圧Ｖを越える電力はダイ
オードD1,D3,D5を通して電源Ｖに戻される。
れかの位置にミシン針を停止させるために回生制動動作
を行なう。つまり、スイツチング素子Q2,Q4,Q6をオン
し、モータＭが減速時に発生する回生電力をスイツチン
グ素子Q2,Q4,Q6のエミツタに共通に接続した負荷電流検
出素子R1、およびダイオードD2,D4,D6を通る閉回路内で
吸収しようとするものである。ただし、この閉回路で吸
収しきれない、すなわち電源電圧Ｖを越える電力はダイ
オードD1,D3,D5を通して電源Ｖに戻される。
大電流が流れる回生制動状態が長く続くとインバータ回
路INVの素子が破壊される場合があるので、モータＭの
回転数が所定の回転数を越える高速領域では回生制動を
断続的に行うのが本発明の主旨である。
路INVの素子が破壊される場合があるので、モータＭの
回転数が所定の回転数を越える高速領域では回生制動を
断続的に行うのが本発明の主旨である。
通常工業用ミシンの最高速は約5000（RPM）であり、ミ
シン軸に取り付けられたプーリとモータ軸に取り付けら
れたプーリ比は約3:4である。具体的にはミシン側プー
リ径は75（mm）、モータ側プーリ径は110（mm）である
ので、ミシンの最高速の5000（RPM）で回転するときの
モータＭの速度は約3,400（RPM）である。
シン軸に取り付けられたプーリとモータ軸に取り付けら
れたプーリ比は約3:4である。具体的にはミシン側プー
リ径は75（mm）、モータ側プーリ径は110（mm）である
ので、ミシンの最高速の5000（RPM）で回転するときの
モータＭの速度は約3,400（RPM）である。
前記回生制動を断続的に行う基準速度を3000（RPM）と
するとミシン軸の回転数は4400（RPM）となる。
するとミシン軸の回転数は4400（RPM）となる。
この基準回転数はミシン軸あるいはモータ軸のいずれの
回転速度を基準にしてもよいが、慣性が大きく、減速に
時間がかかる場合は高い回転数に慣性が小さく減速にさ
ほど時間がかからない場合は低い回転数に設定するのが
インバータ回路INVを保護するのに好適である。
回転速度を基準にしてもよいが、慣性が大きく、減速に
時間がかかる場合は高い回転数に慣性が小さく減速にさ
ほど時間がかからない場合は低い回転数に設定するのが
インバータ回路INVを保護するのに好適である。
又、スイツチング素子Q1〜Q6に与える断続周波数は、素
子がトランジスタの場合は数Kzが適当である。
子がトランジスタの場合は数Kzが適当である。
第２図は第１図に示した回転数制御回路１の詳細ブロツ
ク図である。図において、４は回転数検出回路、５は通
常の回転領域におけるPWMに関する通電率演算回路、６
は同じく通常の回転領域におけるスイツチング素子Q1〜
Q6の駆動信号出力回路、７は回生制動動作時の通電率決
定回路、８は同じく回生制動動作時にスイツチング素子
Q1〜Q6に対する駆動信号出力回路、９は断続回生制動か
連続回生制動かを基準速度に応じて切換える選択回路で
ある。
ク図である。図において、４は回転数検出回路、５は通
常の回転領域におけるPWMに関する通電率演算回路、６
は同じく通常の回転領域におけるスイツチング素子Q1〜
Q6の駆動信号出力回路、７は回生制動動作時の通電率決
定回路、８は同じく回生制動動作時にスイツチング素子
Q1〜Q6に対する駆動信号出力回路、９は断続回生制動か
連続回生制動かを基準速度に応じて切換える選択回路で
ある。
次に動作を説明する。
エンコーダＥからの２相信号φA,φＢから回転数検出カ
回路４はモータＭの実際の回転数を検出する。これによ
つて得られた回転数検出値と外部から与えられた回転数
指令信号SSETにより、通流率演算回路５はインバータ回
路INVに与える通電率と演算によつて求め、この値が駆
動信号出力回路６および選択回路９を経てインバータ回
路INVに駆動信号として与えられる。
回路４はモータＭの実際の回転数を検出する。これによ
つて得られた回転数検出値と外部から与えられた回転数
指令信号SSETにより、通流率演算回路５はインバータ回
路INVに与える通電率と演算によつて求め、この値が駆
動信号出力回路６および選択回路９を経てインバータ回
路INVに駆動信号として与えられる。
一方、モータＭの制動時には、通電率決定回路７が前記
回転数４から得られた回転数検出信号に基づいて、回生
制動動作を断続にするか連続にするかを決定し、駆動信
号出力回路８を通して前記選択回路９に与えられる。
回転数４から得られた回転数検出信号に基づいて、回生
制動動作を断続にするか連続にするかを決定し、駆動信
号出力回路８を通して前記選択回路９に与えられる。
選択回路９は回転数検出回路４によつて得られた実際の
モータＭの回転数（速度）と回転数指令信号SSETとから
通常運転の回転制御か回制制動制御かを判断し、駆動信
号出力回路6,8のいずれの回路を選択するかを判断す
る。
モータＭの回転数（速度）と回転数指令信号SSETとから
通常運転の回転制御か回制制動制御かを判断し、駆動信
号出力回路6,8のいずれの回路を選択するかを判断す
る。
第３図は実際のミシンの速度制御状態を示すタイミング
チヤートである。図において、Ｎはミシン軸の回転数あ
るいはモータＭの回転数を示し、N1は最高回転数、N2は
基準回転数を示す。t0,t1,t2は時刻、PWMはインバータ
回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6に与える通電率であ
るPWM制御信号である。
チヤートである。図において、Ｎはミシン軸の回転数あ
るいはモータＭの回転数を示し、N1は最高回転数、N2は
基準回転数を示す。t0,t1,t2は時刻、PWMはインバータ
回路INVのスイツチング素子Q1〜Q6に与える通電率であ
るPWM制御信号である。
時刻t0で動作指令信号LSWが与えられるとモータＭは起
動を開始し、所定時間後に回転数指令信号SSETで指令さ
れた最高回転数Noに達する。その後所定の縫製作業を終
了し、モータＭを所定の上位置あるいは下位置に停止す
るために時刻t1で制動動作に移行する。制動動作には動
作指令信号LSWか断たれることによつて移行する。
動を開始し、所定時間後に回転数指令信号SSETで指令さ
れた最高回転数Noに達する。その後所定の縫製作業を終
了し、モータＭを所定の上位置あるいは下位置に停止す
るために時刻t1で制動動作に移行する。制動動作には動
作指令信号LSWか断たれることによつて移行する。
制動開始当初は断続回生制動動作を行ない基準回転数N1
に達する時刻t2に連続回生制動に移行し、更に減速を続
ける。更に所定の停止可能速度に達するt3において、通
電率を極端に下げた例えば200〜400（RPM）で回転さ
せ、ミシン針が上，下位置の所定位置に達すると機械的
あるいは逆相ブレーキをかけ、その位置に保持する。
に達する時刻t2に連続回生制動に移行し、更に減速を続
ける。更に所定の停止可能速度に達するt3において、通
電率を極端に下げた例えば200〜400（RPM）で回転さ
せ、ミシン針が上，下位置の所定位置に達すると機械的
あるいは逆相ブレーキをかけ、その位置に保持する。
第４図はモータＭに流れる断続的回制電流の通電率（通
流率＝デユーテイ）を可変にしたものである。図におい
てILは電流検出素子R1と電流検出回路３によつて検出さ
れた電流検出信号である。この電流検出信号ILは通電率
決定回路７に入力される。この信号ILは、回生制動制御
時には回生電流値を示すものであり、この信号の大きさ
に基づいて通電率決定回路７は断続的回生制動を行うか
連続回生制動を行なうかを決定する。つまり、電流値IL
が大きい場合は通電率を小さくして回生電力を減じイン
バータ回路INVの保護を行ない、電流値ILが小さい場合
は回生電力を余り減じないで効率がよく、制御時間を短
かくするようにすることが可能である。又、この通電率
決定回路は、検出信号ILの大きさに基づいて断続回生か
連続回生かの切換えの判断も行うように内部構成されて
いる。他の回路構成については第２図のものと同一のも
のである。
流率＝デユーテイ）を可変にしたものである。図におい
てILは電流検出素子R1と電流検出回路３によつて検出さ
れた電流検出信号である。この電流検出信号ILは通電率
決定回路７に入力される。この信号ILは、回生制動制御
時には回生電流値を示すものであり、この信号の大きさ
に基づいて通電率決定回路７は断続的回生制動を行うか
連続回生制動を行なうかを決定する。つまり、電流値IL
が大きい場合は通電率を小さくして回生電力を減じイン
バータ回路INVの保護を行ない、電流値ILが小さい場合
は回生電力を余り減じないで効率がよく、制御時間を短
かくするようにすることが可能である。又、この通電率
決定回路は、検出信号ILの大きさに基づいて断続回生か
連続回生かの切換えの判断も行うように内部構成されて
いる。他の回路構成については第２図のものと同一のも
のである。
尚、前記構成では、制動初期に断続制動電流を流し、そ
の後に連続制動電流を流すようにしたものであるが、制
動初期は直列あるいは並列抵抗で回生制動電流を減じ、
後にこの抵抗を介さないで大きな回生制動電流を流すよ
うにしても同一の効果を得ることができる。
の後に連続制動電流を流すようにしたものであるが、制
動初期は直列あるいは並列抵抗で回生制動電流を減じ、
後にこの抵抗を介さないで大きな回生制動電流を流すよ
うにしても同一の効果を得ることができる。
すなわち、制動初期に制動エネルギ（実効電流）を小さ
く、その後制動エネルギ（実効電流）を大きくするもの
であれば他の手段でもよい。例えば断続電流の通電率
（通流率＝デユーテイ）を徐々に上げるか、あるいはこ
の目的のために周波数を可変にすること等が考えられ
る。
く、その後制動エネルギ（実効電流）を大きくするもの
であれば他の手段でもよい。例えば断続電流の通電率
（通流率＝デユーテイ）を徐々に上げるか、あるいはこ
の目的のために周波数を可変にすること等が考えられ
る。
更に、回制制動は類似の電気的制動装置に置換され、通
常直流制動装置（直流ブレーキ）と称されるものも、こ
の技術範囲にある。
常直流制動装置（直流ブレーキ）と称されるものも、こ
の技術範囲にある。
本発明は前述のように、モータと、このモータを駆動す
る駆動回路と、この駆動回路にモータを指令された所定
の回転数にて回転させるための回転数制御回路と、この
回転数制御回路に動作指令を付与する回路とを有するも
のにおいて、 回転数制御回路はモータの制動動作の初期においてモー
タに断続的な回生制動動作を行なわせ、所定の基準回転
数に達したときに連続的な回生制動動作を行なわせる要
素を、含むモータの減速装置あるいはモータの駆動回
路、又はミシンの制御装置にそれぞれ含むように構成し
たものであるから、それぞれの装置において、制動時に
駆動回路を構成する素子の破損が防止され、信頼性が高
く、寿命の長いそれぞれの装置を提供することが出来る
ものである。
る駆動回路と、この駆動回路にモータを指令された所定
の回転数にて回転させるための回転数制御回路と、この
回転数制御回路に動作指令を付与する回路とを有するも
のにおいて、 回転数制御回路はモータの制動動作の初期においてモー
タに断続的な回生制動動作を行なわせ、所定の基準回転
数に達したときに連続的な回生制動動作を行なわせる要
素を、含むモータの減速装置あるいはモータの駆動回
路、又はミシンの制御装置にそれぞれ含むように構成し
たものであるから、それぞれの装置において、制動時に
駆動回路を構成する素子の破損が防止され、信頼性が高
く、寿命の長いそれぞれの装置を提供することが出来る
ものである。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はミシン
の制御装置を示す回路図、第２図は第１図の回転数制御
回路のブロツク図、第３図はミシンの速度と制動電流と
の関係を示す図、第４図は第２図に示す回転数制動回路
の他の実施例構成を示す図である。 １……回転数制御回路、２……シーケンス制御回路、４
……回転数検出回路、５……通電率演算回路、６……駆
動信号出力回路、７……通電率決定回路、８……駆動信
号出力回路、９……選択回路、INV……駆動回路（イン
バータ）。
の制御装置を示す回路図、第２図は第１図の回転数制御
回路のブロツク図、第３図はミシンの速度と制動電流と
の関係を示す図、第４図は第２図に示す回転数制動回路
の他の実施例構成を示す図である。 １……回転数制御回路、２……シーケンス制御回路、４
……回転数検出回路、５……通電率演算回路、６……駆
動信号出力回路、７……通電率決定回路、８……駆動信
号出力回路、９……選択回路、INV……駆動回路（イン
バータ）。
フロントページの続き (72)発明者 谷嶋 誠 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 日 立多賀エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 豊田 栄治 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 日 立多賀エンジニアリング株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】モータと、このモータを駆動する駆動回路
と、この駆動回路にモータを指令された所定の回転数に
て回転させるための回転数制御回路と、この回転数制御
回路に動作指令を付与する回路とを有するものにおい
て、 回転数制御回路はモータの制御動作の初期においてモー
タに断続的な回生制御動作を行わせ、所定の基準回転数
に達したときに連続的な回生制御動作を行わせる要素を
含むことを特徴とするモータの減速装置。 - 【請求項２】前記請求項１において、駆動回路をインバ
ータ回路とし、このインバータ回路はモータの相数に応
じた数のスイッチング素子とこれらにそれぞれ接続され
たダイオードとを有することを特徴とするモータの減速
装置。 - 【請求項３】前記請求項２において、 スイッチング素子はトランジスタであるモータの減速装
置。 - 【請求項４】モータに駆動と減速動作をインパータ回路
に付与するモータの駆動回路において、 駆動回路は、外部から与えらえる回転数指令信号および
速度検出の源信号となるエンコーダ信号を取込み、減速
開始から所定の基準回転数に達するまでは断続的な回生
制御信号を前記インバータ回路に付与し、モータの速度
が基準回転数より低下した後は連続の回生制御信号をイ
ンバータに付与することを特徴とするモータ駆動回路。 - 【請求項５】前記請求項１あるいは４のいずれかにおい
て、減速開始初期は減速エネルギを小に、次いで減速エ
ネルギを大にすることを特徴とするモータの減速装置あ
るいはモータの駆動装置。 - 【請求項６】モータと、このモータを駆動する駆動回路
と、この駆動回路にモータを指令された所定の回転数に
て回転させるための回転数制御回路と、この回転数制御
回路に動作指令を付与える回路とを具備するものにおい
て、 回転数制御回路は制動指令に応じた回生制動時に回生電
流を検出し、回生電流が所定の基準電流よりも大きいと
きは断続的な回生制動動作を行わせ、この基準電流より
も回生電流が小さいときは連続的な回生制動動作を行わ
せることを特徴とするモータの減速装置あるいはモータ
の駆動装置。 - 【請求項７】ミシン駆動用モータと、このモータを駆動
する回転数制御回路と、この回転数制御回路にペダル等
によって指令された指令信号に応じた所定の動作指示信
号を付与するシーケンス制御回路とを有し、 シーケンス制御回路は前記のペダル信号，ミシン針の
上，下位置信号を取込み、回転数制御回路はエンコーダ
二相信号，磁石位置信号、および回転数指令信号を取込
み、回転数制御回路はペダルによる制動指令信号による
制動初期においてミシンモータに断続的な回生制動動作
を行わせ、次いで連続的な回生制動動作を行わせる信号
をモータの駆動回路に付与することを特徴とするミシン
の制御装置。 - 【請求項８】前記請求項７において、 ミシンモータはブラシレスモータであり、駆動回路はイ
ンバータ回路であるミシンの制御装置。 - 【請求項９】前記請求項７において、 前記断続的な回生制動動作と連続的な回生制動動作の切
換えは、モータの実測回転数と基準回転数の比較あるい
はモータの回生制動電流と基準回路電流との比較に基づ
いて行うことを特徴とするミシンの制御装置。 - 【請求項１０】前記請求項1,4あるいは７のいずれかの
一つにおいて、制動時のモータの回転速度あるいは回生
制動電流が所定の値よりも小の場合は連続の制動動作を
直ちに行うことを特徴とするモータの減速装置あるいは
モータ駆動装置、またはミシンの制御装置。 - 【請求項１１】前記請求項７において、 制動初期の回生制動電流を小さく、その後大きくするよ
うにしたモータの減速装置あるいはモータの駆動回路又
はミシンの制御装置。 - 【請求項１２】前記請求項1,4あるいは７のいずれかの
一つにおいて、 回生制動は類似の電気的制動で置換されるものであるモ
ータの減速装置あるいはモータの駆動回路又はミシンの
制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097343A JPH07106073B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置 |
| US07/504,864 US5151637A (en) | 1989-04-19 | 1990-04-05 | Deceleration apparatus for motor and drive circuit for use in motor deceleration apparatus or control apparatus for use in sewing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097343A JPH07106073B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280682A JPH02280682A (ja) | 1990-11-16 |
| JPH07106073B2 true JPH07106073B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=14189835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1097343A Expired - Fee Related JPH07106073B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | モータの減速装置およびこれに用いられるモータ駆動回路あるいはミシンの制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH07106073B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5450306A (en) * | 1992-12-07 | 1995-09-12 | Square D Company | Closed loop pulse width modulator inverter with volt-seconds feedback control |
| US5604412A (en) * | 1993-03-19 | 1997-02-18 | Nidec Corporation | Brushless motor and a control circuit thereof |
| US5449990A (en) * | 1993-04-26 | 1995-09-12 | The Whitaker Corporation | Single cycle positioning system |
| JPH07261845A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Nippondenso Co Ltd | サーボモータの位置決め制御装置 |
| US6121740A (en) * | 1994-06-27 | 2000-09-19 | Ford Global Technologies, Inc. | Control of regeneration energy from an electric motor |
| JP2987121B2 (ja) * | 1997-04-18 | 1999-12-06 | 京浜精密工業株式会社 | パワーシフタの制御装置 |
| US5917296A (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-29 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Optimum motor speed control system |
| US6249097B1 (en) | 1997-11-21 | 2001-06-19 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Optimum motor speed control system |
| US6373207B1 (en) | 2000-07-11 | 2002-04-16 | Kalish Inc. | Braking system for a DC motor |
| JP2002109820A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Fujitsu Ltd | 情報記憶装置 |
| TW200744304A (en) * | 2006-05-16 | 2007-12-01 | Wiz Energy Technology Company | Electronic brake and energy recycling system applied in brushless DC motor |
| JP4989591B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2012-08-01 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石同期モータの駆動装置、空気調和装置、換気扇の駆動装置、洗濯機、自動車及び車両 |
| JP5896301B2 (ja) * | 2012-12-25 | 2016-03-30 | 三菱自動車工業株式会社 | 回生ブレーキ制御装置 |
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| US11623529B2 (en) | 2018-03-19 | 2023-04-11 | Tula eTechnology, Inc. | Pulse modulated control with field weakening for improved motor efficiency |
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| US10944352B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-03-09 | Tula eTechnology, Inc. | Boosted converter for pulsed electric machine control |
| JP6984537B2 (ja) * | 2018-05-16 | 2021-12-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像処理装置 |
| US11628730B2 (en) | 2021-01-26 | 2023-04-18 | Tula eTechnology, Inc. | Pulsed electric machine control |
| EP4308405A4 (en) | 2021-03-15 | 2024-07-10 | Tula Technology Inc | WAVEFORM OPTIMIZATION METHODS FOR ELECTRIC MOTORS |
| EP4356511A1 (en) | 2021-06-14 | 2024-04-24 | TULA eTechnology, Inc. | Electric machines with efficient torque transitions |
| JP2024523998A (ja) | 2021-06-28 | 2024-07-05 | トゥラ イーテクノロジー，インコーポレイテッド | 電気機械の選択的相制御 |
| US11557996B1 (en) | 2021-07-08 | 2023-01-17 | Tula eTechnology, Inc. | Methods of reducing vibrations for electric motors |
| US11345241B1 (en) | 2021-08-12 | 2022-05-31 | Tula eTechnology, Inc. | Method of optimizing system efficiency for battery powered electric motors |
| CN117957760A (zh) | 2021-09-08 | 2024-04-30 | 图拉技术公司 | 基于波形整数倍的电动机扭矩调整 |
| US11637466B1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-25 | Tula Etechnology Inc. | Mechanical and electromechanical arrangements for field-weakening of an electric machine that utilizes permanent magnets |
| US11888424B1 (en) | 2022-07-18 | 2024-01-30 | Tula eTechnology, Inc. | Methods for improving rate of rise of torque in electric machines with stator current biasing |
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| JPS547045B2 (ja) * | 1973-10-12 | 1979-04-03 | ||
| IT1093284B (it) * | 1977-02-11 | 1985-07-19 | Cableform Ltd | Perfezionamenti relativi ai controlli d'impulso |
| US4423363A (en) * | 1981-07-27 | 1983-12-27 | General Electric Company | Electrical braking transitioning control |
| JPS62106799A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-18 | 松下電器産業株式会社 | ミシン制御装置 |
| JP2641156B2 (ja) * | 1986-07-03 | 1997-08-13 | ブラザー工業 株式会社 | ミシンにおけるモータ制御装置 |
| GB2201848B (en) * | 1987-01-14 | 1991-01-30 | Hitachi Ltd | Current-type converter apparatus |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1097343A patent/JPH07106073B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-05 US US07/504,864 patent/US5151637A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| US5151637A (en) | 1992-09-29 |
| JPH02280682A (ja) | 1990-11-16 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |