JPH0888993A - Ｄｃブラシレスモータの保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、従来回転位置を検出するために用
いられていたホール素子を利用して、シンプルな構成で
過負荷等の異常運転からＤＣブラシレスモータの保護を
行うことができ、ＤＣブラシレスモータの状態を監視す
ることが容易なＤＣブラシレスモータの保護方法を提供
することを目的とする。 【構成】 ホール素子２の検出したパルス信号４から単
位時間当りのパルス数をカウントしてパルス信号周波数
を求め、パルス信号周波数から換算速度を換算し、換算
速度と設定速度を比較して、起動後の一定時間を除いて
換算速度と設定速度が不一致であればＤＣブラシレスモ
ータ１を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホール素子によって得
た位置情報を換算して回転の検知を行い、ＤＣブラシレ
スモータを保護するＤＣブラシレスモータの保護方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、長寿命の電動ポンプに対する要求
が高まり、そのため電動ポンプの駆動モータとしてＤＣ
ブラシレスモータが使用されることが増えている。殊
に、ＤＣブラシレスモータを電動ポンプの駆動手段に使
用する際には、水に含まれる汚れが付着してつまりを生
じたり、異物が噛み込んだりしてＤＣブラシレスモータ
に過負荷が及んだり、また水なしで空運転が行われたり
というように、ＤＣブラシレスモータの運転状態が異常
となることが多い。従って、電動ポンプの寿命を長くす
るために、過負荷がＤＣブラシレスモータに及んでいな
いかどうか、監視する必要がある。しかも、電動ポンプ
の起動時には、ＤＣブラシレスモータの駆動コイルに大
電流が流れるので、起動時に適正な電流が流れるように
制御する必要がある。

【０００３】ＤＣブラシレスモータはホール素子を用
い、このホール素子で検出したパルス信号によって回転
磁界を形成して回転子を回転させているが、従来過負荷
等の防止のためには専用の制御装置を外付けする必要が
あった。図５は従来のＤＣブラシレスモータの制御回路
図である。

【０００４】図５中、１はＤＣブラシレスモータ、２は
ＤＣブラシレスモータ１の回転位置を検知するホール素
子、７は全体を制御するコンピュータ５の速度指令信号
８に応じてＤＣブラシレスモータ１をドライブするＤＣ
ブラシレスモータ駆動回路である。そして、ＤＣブラシ
レスモータ１に過負荷が及んでいるかどうかは、ＤＣブ
ラシレスモータ１のステータに誘導結合されたカレント
トランスＴから電流信号を取り出し、コンピュータ５に
出力する専用回路Ｃを用いて監視される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、カレントトランス、専用回路といった特
別の要素を必要とし、構成が大がかりになるという問題
点があった。

【０００６】そこで本発明は、従来回転位置を検出する
ために用いられていたホール素子を利用して、シンプル
な構成で過負荷等の異常運転からＤＣブラシレスモータ
の保護を行うことができ、ＤＣブラシレスモータの状態
を監視することが容易なＤＣブラシレスモータの保護方
法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＤＣブラシレス
モータの保護方法は、ホール素子の検出したパルス信号
から単位時間当りのパルス数をカウントしてパルス信号
周波数を求め、パルス信号周波数から換算速度を換算
し、換算速度と設定速度を比較して、起動後の一定時間
を除いて換算速度と設定速度が不一致であればＤＣブラ
シレスモータを停止することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成により、ＤＣブラシレスモータの状態
は、回転位置を検知するために既に設けられているホー
ル素子から得て監視されるので、カレントトランスやカ
レントトランスの出力を処理する専用回路などの要素を
省略することができ、シンプルな構成でＤＣブラシレス
モータを保護することができる。

【０００９】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。ここで、従来の技術を示す図５の構成要素と
同様の構成要素については同一符号を付すことにより、
説明を省略する。

【００１０】図１は、本発明の第１の実施例におけるＤ
Ｃブラシレスモータの制御回路図である。図１中、３は
ホール素子２の出力端子に接続され、ホール素子２が出
力するパルス信号４を入力するバッファアンプである。
そして、バッファアンプ３からコンピュータ５の入力端
子ににパルス信号６が出力される。

【００１１】次に図２（本発明の第１の実施例における
ＤＣブラシレスモータの保護方法を示すフローチャー
ト）を参照しながら、本発明の第１の実施例におけるＤ
Ｃブラシレスモータ１の保護方法について説明する。ま
ず、制御手段であるコンピュータ５からＤＣブラシレス
モータ駆動回路７に与えられる速度指令信号８が、予め
設定された設定速度となるまで増加され（ステップ
１）、速度指令信号８がＤＣブラシレスモータ駆動回路
７に出力される（ステップ２）。これにより、ＤＣブラ
シレスモータ１は起動される。

【００１２】次に、ホール素子２がＤＣブラシレスモー
タ１の回転子の位置をパルス信号４として検知し、パル
ス信号４がバッファアンプ３を介しパルス信号６として
コンピュータ５に入力される。そこで、入力されたパル
ス信号６はステップ３の周波数測定ルーチン（ステップ
３）により単位時間当りのパルス数をカウントすること
で、周波数として求められる。次にこの周波数は、ステ
ップ４のパルス信号周波数換算ルーチンによりホール素
子２の数等を考慮して、ＤＣブラシレスモータの換算速
度に換算される。そして、この換算速度が設定速度と比
較される（ステップ５）。

【００１３】ここで、換算速度と設定速度がほぼ一致し
ているときは、正常な運転が行われているものとして、
ステップ１に戻り、運転が継続される。

【００１４】また換算速度が設定速度よりも大きいとき
は、ＤＣブラシレスモータ１の速度が過剰であるため、
コンピュータ５の速度指令信号８が示す設定速度を０に
して、ＤＣブラシレスモータ１を停止させる（ステップ
９）。

【００１５】また、ステップ５にて、換算速度が設定速
度よりも低いという比較結果が得られた場合、ステップ
６にて起動中かどうかチェックされる。起動中でなけれ
ば、異常と判定して、ステップ９の停止動作を行う。一
方起動中であるときは、ステップ７にて起動から定常状
態に移るために必要な時間だけのタイマーカウントを開
始して、一旦ステップ１へ戻る。そしてカウントアップ
した際にも、依然として、換算速度が設定速度よりも低
い場合、ステップ９の停止処理を行う。

【００１６】ここで、ＤＣブラシレスモータ１が駆動す
る電動ポンプなどに詰まりを生じている場合には、起動
後一定時間経過しても、換算速度が設定速度よりも低い
ままになるので、ステップ８からステップ９へのルート
でＤＣブラシレスモータ１を停止させる。次に、電動ポ
ンプが定常運転に入っているときに、異物が電動ポンプ
に噛み込んだような場合には、ステップ５、ステップ
６、ステップ９のルートでＤＣブラシレスモータ１が停
止する。

【００１７】以上の２つの場合には、作業者が電動ポン
プから詰まりあるいは異物を除去する作業を行ってから
再起動することになる。

【００１８】さらに、電動ポンプに水が導入されず、電
動ポンプが空運転している場合には、ＤＣブラシレスモ
ータ１はほとんど無負荷運転の状態となり、ＤＣブラシ
レスモータ１の回転が異常に高速となるので、ステップ
５、ステップ９のルートでＤＣブラシレスモータ１が停
止するようになっている。

【００１９】勿論、ＤＣブラシレスモータ１に異常がな
ければ、定常回転を継続する（ステップ５、ステップ
１）。

【００２０】なお、本実施例では、ホール素子２とバッ
ファアンプ３とを独立別体のものとして構成したが、こ
れらを一体にした電子部品を用いてもよいし、図１のバ
ッファアンプ３にかえてトランジスタスイッチを用いて
もよい。また、本実施例では、換算速度と設定速度とを
直接比較したが、これらに従属する関数値を比較して比
較結果を評価してもよい。

【００２１】上述のように、本実施例では、もともとＤ
Ｃブラシレスモータ１の回転位置を検知するために、Ｄ
Ｃブラシレスモータ１に付属しているホール素子２を用
いてＤＣブラシレスモータ１の負荷状態を監視してお
り、バッファアンプ３など付加する要素は、２〜３個の
部品でシンプルな構成にすることができる。

【００２２】次に図３（本発明の第２の実施例における
ＤＣブラシレスモータの制御回路図）、図４（本発明の
第２の実施例におけるＤＣブラシレスモータの保護方法
を示すフローチャート）を参照しながら、本発明の第２
の実施例を説明する。

【００２３】第２の実施例では、図３に示すように、コ
ンピュータ５に表示装置９を接続している。そして図４
に示すように、第２の実施例では、第１の実施例に対し
て、ステップ５からステップ９に至る途中で、異常高回
転の表示（ステップ１０）を、ステップ６からステップ
９に至る途中で、定常時における異常低回転の表示（ス
テップ１１）を、ステップ８からステップ９に至る途中
で、起動時における異常低回転の表示を（ステップ１
２）、それぞれ行うようにしている点が相違する。その
他は、第１の実施例と同様である。

【００２４】このように、表示装置９により、異常の内
容を作業者に知らせることにより、作業者の保守作業を
容易にすることができる。勿論、表示装置９による表示
でなく、音声で報知するようにしてもよいことは言うま
でもない。

【００２５】上記のような監視を行うことにより、ＤＣ
ブラシレスモータ１の異常をいち早く、しかもＤＣブラ
シレスモータ１の規模を大きくせずに察知して、ＤＣブ
ラシレスモータ１を保護することにより、ＤＣブラシレ
スモータ１の寿命を延ばすことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のＤＣブラシレスモータの保護方
法は、ホール素子の検出したパルス信号からパルス信号
周波数を求め、換算速度に換算し、この換算速度と設定
速度を比較してＤＣブラシレスモータを保護するので、
カレントトランスや専用回路などの特別な要素を用いる
ことなく、ＤＣブラシレスモータを保護することができ
る。また異常の表示を行うから保守作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるＤＣブラシレス
モータの制御回路図

【図２】本発明の第１の実施例におけるＤＣブラシレス
モータの保護方法を示すフローチャート

【図３】本発明の第２の実施例におけるＤＣブラシレス
モータの制御回路図

【図４】本発明の第２の実施例におけるＤＣブラシレス
モータの保護方法を示すフローチャート

【図５】従来のＤＣブラシレスモータの制御回路図

【符号の説明】 １ ＤＣブラシレスモータ ２ ホール素子 ４ パルス信号 ５ コンピュータ ７ ＤＣブラシレスモータ駆動回路 ８ 速度指令信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＤＣブラシレスモータと、前記ＤＣブラシ
   レスモータをドライブするＤＣブラシレスモータ駆動回
   路と、前記ＤＣブラシレスモータ駆動回路に速度指令信
   号を与える制御手段とを有し、ホール素子により回転子
   の位置がパルス信号として検知されるＤＣブラシレスモ
   ータの保護方法であって、 前記ホール素子の検出したパルス信号から単位時間当り
   のパルス数をカウントしてパルス信号周波数を求め、前
   記パルス信号周波数から換算速度を換算し、前記換算速
   度と設定速度を比較して、起動後の一定時間を除いて前
   記換算速度と前記設定速度が不一致であればＤＣブラシ
   レスモータを停止することを特徴とするＤＣブラシレス
   モータの保護方法。
2. 【請求項２】前記換算速度と前記設定速度が不一致のと
   き異常の表示をすることを特徴とする請求項１記載のＤ
   Ｃブラシレスモータの保護方法。