JPH1070897A - Control circuit for direct-current motor - Google Patents
Control circuit for direct-current motorInfo
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- JPH1070897A JPH1070897A JP8224823A JP22482396A JPH1070897A JP H1070897 A JPH1070897 A JP H1070897A JP 8224823 A JP8224823 A JP 8224823A JP 22482396 A JP22482396 A JP 22482396A JP H1070897 A JPH1070897 A JP H1070897A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電動機の制御
回路に関し、電源遮断して主回路を遮断した時に電動機
が外部からの力により回転して過回転になっても誘起電
圧を一定値以下に抑え、かつ、過回転を自動的に電気制
動することができるように工夫したものである。本発明
は、特に、永久磁石式直流電動機（以下「直流パーマネ
ントモータ」と略称する）に適用して有効なものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for a DC motor, and more particularly to a control circuit for controlling the induced voltage of a DC motor below a certain value even when the motor is rotated by an external force when the main circuit is cut off and the motor is over-rotated. , And over-rotation can be automatically braked automatically. The present invention is particularly effective when applied to a permanent magnet type DC motor (hereinafter abbreviated as “DC permanent motor”).
【０００２】[0002]
【従来の技術】直流パーマネントモータを正逆転制御す
る制御回路として、図５に示すような制御回路が一般的
に使用されている。即ち、いわゆるＨ形ブリッジ回路に
より直流パーマネントモータＰＭを正逆転制御する制御
回路構成としている。上記Ｈ形ブリッジ回路は、第１の
直列回路αと第２の直列回路βを、直流電源であるバッ
テリＢ（例えば電圧が２４Ｖのバッテリ）に対して並列
接続し、且つ、直列回路αの点Ｐ１と、直列回路βの点
Ｐ２との間に、直流パーマネントモータＰＭを接続した
構成となっている。2. Description of the Related Art A control circuit as shown in FIG. 5 is generally used as a control circuit for controlling a DC permanent motor to rotate forward and reverse. That is, the control circuit is configured to control the DC permanent motor PM to rotate in the forward and reverse directions using a so-called H-bridge circuit. The H-type bridge circuit connects the first series circuit α and the second series circuit β in parallel to a battery B (for example, a battery having a voltage of 24 V) as a DC power supply, and A DC permanent motor PM is connected between P1 and a point P2 of the series circuit β.
【０００３】第１の直列回路αは、スイッチング素子Ｔ
Ｒ１とこれに対して逆並列接続されたフライホイールダ
イオードＤ１でなる第１の上アームと、スイッチング素
子ＴＲ２とこれに対して逆並列接続されたフライホイー
ルダイオードＤ２でなる第１の下アームとを直列接続し
て構成されている。上記点Ｐ１は、第１の上アームと第
１の下アームとの接続点である。第２の直列回路βは、
スイッチング素子ＴＲ３とこれに対して逆並列接続され
たフライホイールダイオードＤ３でなる第２の上アーム
と、スイッチング素子ＴＲ４とこれに対して逆並列接続
されたフライホイールダイオードＤ４でなる第２の下ア
ームとを直列接続して構成されている。上記点Ｐ２は、
第２の上アームと第２の下アームとの接続点である。The first series circuit α includes a switching element T
A first upper arm composed of R1 and a flywheel diode D1 connected in anti-parallel to this, and a switching element TR2 and a first lower arm composed of a flywheel diode D2 connected in anti-parallel to this. It is configured by connecting in series. The point P1 is a connection point between the first upper arm and the first lower arm. The second series circuit β is
A second upper arm including a switching element TR3 and a flywheel diode D3 connected in anti-parallel thereto, and a second lower arm including a switching element TR4 and a flywheel diode D4 connected in anti-parallel to the switching element TR4 Are connected in series. The point P2 is
A connection point between the second upper arm and the second lower arm.
【０００４】上記スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２，Ｔ
Ｒ３，ＴＲ４としては、トランジスタ，ＦＥＴ，ＩＧＢ
Ｔなど各種のスイッチング素子が採用されている（な
お、図５の回路では、スイッチング素子としてＦＥＴを
採用している）。The above switching elements TR1, TR2, T
Transistors, FETs, IGBs are used as R3 and TR4.
Various switching elements such as T are employed (in the circuit of FIG. 5, FETs are employed as the switching elements).
【０００５】図５において、コンデンサＣは、スイッチ
ング素子ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４をスイッチン
グ動作したときに発生するサージを吸収するためのコン
デンサである。また、リレーＲＹは、バッテリＢとブリ
ッジ回路との間に介装されており、非動作時または非常
時に開放されて主回路を遮断するリレーである。In FIG. 5, a capacitor C is a capacitor for absorbing a surge generated when the switching elements TR1, TR2, TR3 and TR4 perform a switching operation. The relay RY is interposed between the battery B and the bridge circuit, and is opened when not operating or in an emergency to cut off the main circuit.
【０００６】直流パーマネントモータＰＭは、点Ｐ１か
ら点Ｐ２に向かって電流が通電するときに正転回転し、
点Ｐ２から点Ｐ１に向かって電流が通電するときに逆転
回転する。The DC permanent motor PM rotates forward when current flows from point P1 to point P2,
When the current flows from point P2 toward point P1, the motor rotates reversely.
【０００７】上記構成の制御回路では、直流パーマネン
トモータＰＭを正転回転させるときには、リレーＲＹを
投入して、スイッチング素子ＴＲ１及びスイッチング素
子ＴＲ４を導通状態にするとともにスイッチング素子Ｔ
Ｒ３及びスイッチング素子ＴＲ２を遮断状態にする。こ
のようにすると、点Ｐ１から点Ｐ２に向かって電流が通
電し、直流パーマネントモータＰＭが正転回転する。In the control circuit having the above configuration, when the DC permanent motor PM is rotated forward, the relay RY is turned on to make the switching elements TR1 and TR4 conductive and to switch the switching element T1.
R3 and the switching element TR2 are turned off. In this way, a current flows from point P1 toward point P2, and DC permanent motor PM rotates forward.
【０００８】直流パーマネントモータＰＭを逆転回転さ
せるときには、リレーＲＹを投入して、スイッチング素
子ＴＲ３及びスイッチング素子ＴＲ２を導通状態にする
とともにスイッチング素子ＴＲ１及びスイッチング素子
ＴＲ４を遮断状態にする。このようにすると、点Ｐ２か
ら点Ｐ１に向かって電流が通電し、直流パーマネントモ
ータＰＭが逆転回転する。When the DC permanent motor PM is rotated in the reverse direction, the relay RY is turned on to make the switching elements TR3 and TR2 conductive and to switch off the switching elements TR1 and TR4. In this way, current flows from point P2 toward point P1, and DC permanent motor PM rotates in the reverse direction.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
制御回路では、非常時等にリレーＲＹを開放させて主回
路を遮断している場合に外力によりモータが回転される
と、その回転数が上昇しすぎて過回転になったり、モー
タ端子電圧（誘起電圧）が上昇したりして、次に示すよ
うな問題があった。In the control circuit having the above structure, when the motor is rotated by an external force when the main circuit is shut off by opening the relay RY in an emergency or the like, the number of rotations is reduced. If the motor terminal voltage (induced voltage) rises due to excessive rise or excessive rotation, the following problems occur.
【００１０】即ち、上記構成の制御回路では、非常時等
にリレーＲＹを開放させて主回路を遮断しているときが
ある。例えば、直流パーマネントモータＰＭを回転させ
る指令を作成する回路やシステムがダウンしている時な
どにリレーＲＹを開放させている。より具体的に説明す
ると、医療用ホイスト等の巻き上げ用モータの制御を、
図５に示す制御回路により行なう場合、回路故障等によ
り、電気的な指令でホイストを下げることができない状
態になったときには、手動で機械ブレーキを解放し、か
つ、安全のために手動によりリレーＲＹを開放して主回
路を遮断する。このようにしてから、ホイストを手動で
下げるようにしている。That is, in the control circuit having the above configuration, the main circuit may be shut off by opening the relay RY in an emergency or the like. For example, the relay RY is opened when a circuit or system for generating a command for rotating the DC permanent motor PM is down. More specifically, the control of a hoist motor such as a medical hoist,
In the control circuit shown in FIG. 5, when the hoist cannot be lowered by an electric command due to a circuit failure or the like, the mechanical brake is manually released, and the relay RY is manually operated for safety. To shut off the main circuit. After this, the hoist is manually lowered.
【００１１】このようにして、ホイストを手動により下
げると、直流パーマネントモータＰＭは、外部から回転
力が与えられて回転し発電機として機能する。この時、
スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４はオフ状態になってい
るため、直流パーマネントモータＰＭの端子は開放状態
になり、直流パーマネントモータＰＭの端子間には、下
式に示すように、モータ回転数に比例した端子電圧（誘
起電圧）Ｅo が発生する。 Ｅo ＝Ｋa ・Φo ・ωm 但し Ｋa ：誘起電圧係数 Φo ：磁束 ωm ：回転数When the hoist is manually lowered in this way, the DC permanent motor PM is rotated by an externally applied rotational force and functions as a generator. At this time,
Since the switching elements TR1 to TR4 are in the off state, the terminal of the DC permanent motor PM is in an open state, and the terminal between the terminals of the DC permanent motor PM is proportional to the motor speed as shown in the following equation. A voltage (induced voltage) Eo is generated. E o = K a · Φ o · ω m However K a: induced voltage coefficient Φ o: magnetic flux ω m: rotational speed
【００１２】例えば、直流パーマネントモータＰＭの定
格がＤＣ２４〔Ｖ〕であった場合、定格回転数で回転す
ると、端子電圧Ｅo はＤＣ２４〔Ｖ〕となり、回転数が
定格回転数以上になると、端子電圧Ｅo は２４〔Ｖ〕を
越えてさらに高くなる（回転数に比例して電圧が高くな
る）。[0012] For example, if the rating of the DC permanent motor PM were DC24 [V], when rotating at nominal speed, the terminal voltage E o is DC24 [V], and the the rotational speed is equal to or greater than rated speed, terminal The voltage Eo further increases beyond 24 [V] (the voltage increases in proportion to the rotation speed).
【００１３】（１）結局、手動でホイストを下げていっ
た場合、直流パーマネントモータＰＭの端子は開放状態
になっているため、電気的な制動が発生せず、ギヤ等の
機械的な抵抗のみしか制動力として作用しないため、回
転数は上昇しすぎることになり、手動巻下げ時のスピー
ドが速くなることがあり危険である。(1) After all, when the hoist is manually lowered, the terminals of the DC permanent motor PM are in an open state, so that no electric braking occurs and only the mechanical resistance of gears and the like is generated. However, only the braking force acts as a braking force, so that the rotation speed is excessively increased, and the speed at the time of manual lowering is increased, which is dangerous.
【００１４】（２）上述したようにして回転数が上昇し
すぎると、端子電圧Ｅo が高くなり、スイッチング素子
ＴＲ１〜ＴＲの耐圧を越えてしまう場合があり、素子破
壊になる恐れがあった。スイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ
４等は、コスト低減を考慮してなるべく低耐圧のものを
使用したい要請があり、また、大電流のスイッチング素
子は一般に低耐圧であるため、端子電圧Ｅo が高くなる
とかかる不具合が発生するのである。[0014] (2) When the rotational speed in the manner described above becomes too high, the terminal voltage E o is high, may exceed the withstand voltage of the switching element TR1～TR, there may become element destruction . Switching elements TR1 to TR
The like 4, there is a demand that want to use those possible low voltage in consideration of the cost reduction, also, since the switching element of large current is generally low withstand voltage, because such a problem occurs when the terminal voltage E o becomes high is there.
【００１５】本発明は、上記従来技術に鑑み、リレーの
開放により電源とブリッジ回路との間が遮断され主回路
を遮断したときに、外力により直流電動機が回転させら
れ発電機として機能する状態になった場合に、端子電圧
（誘起電圧）を一定値以下に抑え、かつ、電気的な制動
を発生させて直流電動機の過回転を防止するようにした
直流電動機の制御回路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, in that when a relay is opened to disconnect a power supply and a bridge circuit and a main circuit is disconnected, a DC motor is rotated by an external force to function as a generator. The present invention provides a control circuit for a DC motor in which a terminal voltage (induced voltage) is suppressed to a certain value or less and an electrical braking is generated to prevent the DC motor from over-rotating in the event that the DC voltage becomes excessive. And
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、スイッチング素子を含む第１の上アームと
スイッチング素子を含む第１の下アームとを直列接続し
てなる第１の直列回路と、スイッチング素子を含む第２
の上アームとスイッチング素子を含む第２の下アームと
を直列接続してなる第２の直列回路とが、リレーを介し
て直流電源に並列接続され、第１の上アームと第１の下
アームとの接続点と、第２の上アームと第２の下アーム
との接続点との間に直流電動機を接続している直流電動
機の制御回路において、前記直流電動機の一方の端子に
アノードが接続されているダイオードと、このダイオー
ドを介して逆阻止状態で前記一方の端子に接続されてい
るツェナーダイオードと、ツェナーダイオードがブレー
クダウンして流れる電流をアース電位ラインに流す抵抗
と、この抵抗に生じた抵抗降下電圧を前記スイッチング
素子のうち予め決めたスイッチング素子のスイッチング
端子に入力してそのスイッチング素子を導通状態にする
ドライブラインと、でなる保護回路を備えたことを特徴
とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first series circuit comprising a first upper arm including a switching element and a first lower arm including a switching element connected in series. Circuit and a second element including a switching element
A second series circuit formed by serially connecting an upper arm and a second lower arm including a switching element are connected in parallel to a DC power supply via a relay, and a first upper arm and a first lower arm are connected. In a control circuit of a DC motor connecting a DC motor between a connection point of the DC motor and a connection point of a second upper arm and a second lower arm, an anode is connected to one terminal of the DC motor. A diode, a Zener diode connected to the one terminal in a reverse blocking state via the diode, a resistor that causes a current flowing when the Zener diode breaks down to flow to the ground potential line, and a resistor generated in the resistor. A drive line for inputting the reduced resistance voltage to a switching terminal of a predetermined switching element among the switching elements to make the switching element conductive. Characterized by comprising a protection circuit consisting of.
【００１７】また本発明の構成は、前記直流電動機は永
久磁石式直流電動機であることを特徴とする。Further, the configuration of the present invention is characterized in that the DC motor is a permanent magnet DC motor.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１９】図１は本発明の実施の形態にかかる直流電
動機の制御回路を示す。本実施の形態にかかる制御回路
は、医療用ホイストの巻き上げ用モータ（直流パーマネ
ントモータＰＭ）を制御するものであり、いわゆるＨ形
ブリッジ回路により直流パーマネントモータＰＭを正逆
転制御する制御回路構成としている。上記Ｈ形ブリッジ
回路は、第１の直列回路αと第２の直列回路βを、直流
電源であるバッテリＢ（例えば電圧が２４Ｖのバッテ
リ）に対して並列接続し、且つ、直列回路αの点Ｐ１
と、直列回路βの点Ｐ２との間に、直流パーマネントモ
ータＰＭを接続した構成となっている。FIG. 1 shows a control circuit of a DC motor according to an embodiment of the present invention. The control circuit according to the present embodiment controls a motor for hoisting a medical hoist (DC permanent motor PM), and has a control circuit configuration for controlling the DC permanent motor PM to rotate forward and reverse by a so-called H-shaped bridge circuit. . The H-type bridge circuit connects the first series circuit α and the second series circuit β in parallel to a battery B (for example, a battery having a voltage of 24 V) as a DC power supply, and P1
And a point P2 of the series circuit β, a DC permanent motor PM is connected.
【００２０】第１の直列回路αは、スイッチング素子Ｔ
Ｒ１とこれに対して逆並列接続されたフライホイールダ
イオードＤ１でなる第１の上アームと、スイッチング素
子ＴＲ２とこれに対して逆並列接続されたフライホイー
ルダイオードＤ２でなる第１の下アームとを直列接続し
て構成されている。上記点Ｐ１は、第１の上アームと第
１の下アームとの接続点である。第２の直列回路βは、
スイッチング素子ＴＲ３とこれに対して逆並列接続され
たフライホイールダイオードＤ３でなる第２の上アーム
と、スイッチング素子ＴＲ４とこれに対して逆並列接続
されたフライホホールダイオードＤ４でなる第２の下ア
ームとを直列接続して構成されている。上記点Ｐ２は、
第２の上アームと第２の下アームとの接続点である。The first series circuit α includes a switching element T
A first upper arm composed of R1 and a flywheel diode D1 connected in anti-parallel to this, and a switching element TR2 and a first lower arm composed of a flywheel diode D2 connected in anti-parallel to this. It is configured by connecting in series. The point P1 is a connection point between the first upper arm and the first lower arm. The second series circuit β is
A second upper arm including a switching element TR3 and a flywheel diode D3 connected in anti-parallel to the switching element TR3, and a second lower arm including a switching element TR4 and a flywheel diode D4 connected in anti-parallel to the switching element TR4. The arm is connected in series. The point P2 is
A connection point between the second upper arm and the second lower arm.
【００２１】上記スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ２，Ｔ
Ｒ３，ＴＲ４としては、トランジスタ，ＦＥＴ，ＩＧＢ
Ｔなど各種のスイッチング素子が採用されている（な
お、図１の回路では、スイッチング素子としてＦＥＴを
採用している）。The switching elements TR1, TR2, T
Transistors, FETs, IGBs are used as R3 and TR4.
Various switching elements such as T are employed (in the circuit of FIG. 1, FETs are employed as the switching elements).
【００２２】図１において、コンデンサＣは、スイッチ
ング素子ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４をスイッチン
グ動作したときに発生するサージを吸収するためのコン
デンサである。また、リレーＲＹは、バッテリＢとブリ
ッジ回路との間に介装されており、非動作時または非常
時に開放されて主回路を遮断するリレーである。In FIG. 1, a capacitor C is a capacitor for absorbing a surge generated when the switching elements TR1, TR2, TR3, and TR4 perform a switching operation. The relay RY is interposed between the battery B and the bridge circuit, and is opened when not operating or in an emergency to cut off the main circuit.
【００２３】直流パーマネントモータＰＭは、点Ｐ１か
ら点Ｐ２に向かって電流が通電するときに正転回転し、
点Ｐ２から点Ｐ１に向かって電流が通電するときに逆転
回転する。The DC permanent motor PM rotates forward when current flows from point P1 to point P2,
When the current flows from point P2 toward point P1, the motor rotates reversely.
【００２４】上記構成の制御回路では、直流パーマネン
トモータＰＭを正転回転させるときには、リレーＲＹを
投入して、スイッチング素子ＴＲ１及びスイッチング素
子ＴＲ４を導通状態にするとともにスイッチング素子Ｔ
Ｒ３及びスイッチング素子ＴＲ２を遮断状態にする。こ
のようにすると、点Ｐ１から点Ｐ２に向かって電流が通
電し、直流パーマネントモータＰＭが正転回転する。In the control circuit having the above-described structure, when the DC permanent motor PM is rotated forward, the relay RY is turned on to make the switching elements TR1 and TR4 conductive and to switch the switching element T4.
R3 and the switching element TR2 are turned off. In this way, a current flows from point P1 toward point P2, and DC permanent motor PM rotates forward.
【００２５】直流パーマネントモータＰＭを逆転回転さ
せるときには、リレーＲＹを投入して、スイッチング素
子ＴＲ３及びスイッチング素子ＴＲ２を導通状態にする
とともにスイッチング素子ＴＲ１及びスイッチング素子
ＴＲ４を遮断状態にする。このようにすると、点Ｐ２か
ら点Ｐ１に向かって電流が通電し、直流パーマネントモ
ータＰＭが逆転回転する。When the DC permanent motor PM is rotated in the reverse direction, the relay RY is turned on to turn on the switching elements TR3 and TR2 and to turn off the switching elements TR1 and TR4. In this way, current flows from point P2 toward point P1, and DC permanent motor PM rotates in the reverse direction.
【００２６】なお、各スイッチング素子ＴＲ１，ＴＲ
２，ＴＲ３，ＴＲ４は、リレーＲＹが投入されている電
源投入状態において、ゲート制御回路（図示省略）から
端子ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を介してゲート制御信号が
入力されることにより、スイッチング動作をする。Each switching element TR1, TR
2, TR3 and TR4 perform a switching operation when a gate control signal is input from a gate control circuit (not shown) via terminals t1, t2, t3 and t4 in a power-on state where the relay RY is turned on. do.
【００２７】ここまでは、図５に示す従来技術と同様な
構成となっている。更に本実施の形態では、第１の保護
回路１０と第２の保護回路２０が付加されている。Up to this point, the configuration is similar to that of the prior art shown in FIG. Further, in the present embodiment, a first protection circuit 10 and a second protection circuit 20 are added.
【００２８】第１の保護回路１０は、ダイオードＤ５
と、ツェナーダイオードＺ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、ド
ライブラインＤＬ１とで構成されている。ダイオードＤ
５と、ツェナーダイオードＺ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２は直
列接続されており、ダイオードＤ５のアノードは点Ｐ１
に接続され、抵抗Ｒ２はアース電位ラインに接続されて
いる。そして点Ｐ１から保護回路１０に向かい流れ出る
方向の電流に対して、順方向にダイオードＤ５が配置さ
れており、逆阻止方向にツェナーダイオードＺ１が配置
されている。また、ドライブラインＤＬ１は、抵抗Ｒ
１, Ｒ２との接続点Ｐ３と、スイッチング素子（ＦＥ
Ｔ）ＴＲ２のゲート端子（スイッチング端子）とを接続
している。The first protection circuit 10 includes a diode D5
, A Zener diode Z1, resistors R1 and R2, and a drive line DL1. Diode D
5, the Zener diode Z1, and the resistors R1 and R2 are connected in series, and the anode of the diode D5 is connected to the point P1.
, And the resistor R2 is connected to the ground potential line. A diode D5 is arranged in the forward direction and a Zener diode Z1 is arranged in the reverse blocking direction with respect to the current flowing from the point P1 toward the protection circuit 10. The drive line DL1 is connected to a resistor R
1, a connection point P3 with R2 and a switching element (FE
T) The gate terminal (switching terminal) of TR2 is connected.
【００２９】この第１の保護回路１０は、リレーＲＹが
開放されてバッテリＢの電圧がブリッジ回路に供給され
ていないときに、外力により直流パーマネントモータＰ
Ｍが正転回転して、点Ｐ１に正電圧（正極性の誘起電
圧）が発生したときに、スイッチング素子ＴＲ２の過電
圧破損を防止するとともに、直流パーマネントモータＰ
Ｍの正転回転に対して電気的制動を発生するものであ
る。When the relay RY is opened and the voltage of the battery B is not supplied to the bridge circuit, the first protection circuit 10 controls the DC permanent motor P by external force.
When M rotates forward and a positive voltage (positive induced voltage) is generated at point P1, overvoltage damage to switching element TR2 is prevented and DC permanent motor P
An electric brake is generated for the forward rotation of M.
【００３０】第２の保護回路２０は、ダイオードＤ６
と、ツェナーダイオードＺ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４と、ド
ライブラインＤＬ２とで構成されている。ダイオードＤ
６と、ツェナーダイオードＺ２と、抵抗Ｒ３，Ｒ４は直
列接続されており、ダイオードＤ６のアノードは点Ｐ２
に接続され、抵抗Ｒ４はアース電位ラインに接続されて
いる。そして点Ｐ２から保護回路２０に向かい流れ出る
方向の電流に対して、順方向にダイオードＤ６が配置さ
れており、逆阻止方向にツェナーダイオードＺ２が配置
されている。また、ドライブラインＤＬ２は、抵抗Ｒ
３, Ｒ４との接続点Ｐ４と、スイッチング素子（ＦＥ
Ｔ）ＴＲ４のゲート端子（スイッチング端子）とを接続
している。The second protection circuit 20 includes a diode D6
, A Zener diode Z2, resistors R3 and R4, and a drive line DL2. Diode D
6, the Zener diode Z2, and the resistors R3 and R4 are connected in series, and the anode of the diode D6 is connected to the point P2.
, And the resistor R4 is connected to the ground potential line. A diode D6 is arranged in the forward direction and a Zener diode Z2 is arranged in the reverse blocking direction with respect to the current flowing from the point P2 toward the protection circuit 20. The drive line DL2 is connected to a resistor R
3, a connection point P4 with R4 and a switching element (FE
T) The gate terminal (switching terminal) of TR4 is connected.
【００３１】この第２の保護回路２０は、リレーＲＹが
開放されてバッテリＢの電圧がブリッジ回路に供給され
ていないときに、外力により直流パーマネントモータＰ
Ｍが逆転回転して、点Ｐ２に正電圧（正極性の誘起電
圧）が発生したときに、スイッチング素子ＴＲ４の過電
圧破損を防止するとともに、直流パーマネントモータＰ
Ｍの逆転回転に対して電気的制動を発生するものであ
る。When the relay RY is opened and the voltage of the battery B is not supplied to the bridge circuit, the second protection circuit 20 activates the DC permanent motor P by an external force.
When M rotates in the reverse direction and a positive voltage (positive induced voltage) is generated at the point P2, the overvoltage of the switching element TR4 is prevented and the DC permanent motor P
An electric brake is generated for the reverse rotation of M.
【００３２】ここで、リレーＲＹを開放して主回路を遮
断しスイッチング素子ＴＲ１〜ＴＲ４がオフ状態になっ
ているときに、手動によりホイストを下げたときの保護
動作を、図１および図２（電流や電圧の発生状態を示し
ている）並びにフローチャートである図３を参照して説
明する。なお、図２では、電流が流れていない素子等は
図示していない。Here, when the relay RY is opened to shut off the main circuit and the switching elements TR1 to TR4 are turned off, the protection operation when the hoist is manually lowered is shown in FIG. 1 and FIG. This will be described with reference to FIG. 3 which is a flow chart showing the generation state of current and voltage). In FIG. 2, elements and the like through which no current flows are not shown.
【００３３】リレーＲＹを開放して手動によりホイスト
を下げると（ステップ１）、直流パーマネントモータＰ
Ｍは、外力により逆転回転し（ステップ２）、点Ｐ２側
を正電圧極性とする誘起電圧ＶM を発生する（ステップ
３）。When the relay RY is opened and the hoist is manually lowered (step 1), the DC permanent motor P
M is reversed rotated by an external force (Step 2), it generates an induced voltage V M to the point P2 side is positive voltage polarity (Step 3).
【００３４】直流パーマネントモータＰＭの回転数が上
昇していくと、スイッチング素子ＴＲ４の端子間電圧
（ドレイン，ソース間電圧）ＶDSが、ツェナーダイオー
ドＺ２のブレークダウン電圧ＶZ2よりも大きくなり（ス
テップ４）、ツェナーダイオードＺ２がブレークダウン
（導通）する（ステップ５）。As the rotational speed of the DC permanent motor PM increases, the voltage V DS between the terminals of the switching element TR4 (voltage between the drain and source) becomes larger than the breakdown voltage V Z2 of the Zener diode Z2 (step). 4), the Zener diode Z2 breaks down (conducts) (step 5).
【００３５】そうすると、抵抗Ｒ３，Ｒ４に電流ｉG が
流れることになり、抵抗Ｒ４には抵抗降下電圧ＶG （＝
ｉG ×Ｒ４）が発生する（ステップ６）。この電圧ＶG
は、ドライブラインＤＬ２を介して、スイッチング素子
ＴＲ４のゲート端子（スイッチング端子）に入力されて
いる。Then, the current i G flows through the resistors R3 and R4, and the resistance drop voltage V G (=
i G × R4) occurs (step 6). This voltage V G
Is input to the gate terminal (switching terminal) of the switching element TR4 via the drive line DL2.
【００３６】電圧ＶG がスイッチング素子ＴＲ４の作動
電圧ＶTHよりも大きくなると（ステップ７）、スイッチ
ング素子ＴＲ４は導通状態となる（ステップ８）。[0036] When the voltage V G is greater than the operating voltage V TH of the switching element TR4 (step 7), the switching element TR4 is turned (step 8).
【００３７】このため、スイッチング素子ＴＲ４には電
流ｉD が流れ、誘起電圧ＶM はそれ以上上昇することは
ない。このため、スイッチング素子ＴＲ４に印加される
電圧は過電圧となることなく、スイッチング素子ＴＲ４
の保護がはかれる。また、電流ｉD が流れるため、直流
パーマネントモータＰＭには電気的制動力が発生し、回
転数上昇が抑制される（ステップ９）。[0037] Thus, current i D flows through the switching element TR4, the induced voltage V M is not rise any further. For this reason, the voltage applied to the switching element TR4 does not become an overvoltage and the switching element TR4
Is protected. Further, since the current i D flows, an electric braking force is generated in the DC permanent motor PM, and the increase in the rotation speed is suppressed (step 9).
【００３８】図４は、上記動作（ステップ１〜９）が行
われたときの、回転数Ｎと、電圧Ｖ DSと、電流ｉD の変
化特性を示している。図４からも判るように、スイッチ
ング素子ＴＲ４が導通することにより、回転数の上昇
や、誘起電圧の上昇を抑制することができるのである。FIG. 4 shows that the above operations (steps 1 to 9) are performed.
The rotation speed N and the voltage V DSAnd the current iDStrange
It shows chemical properties. As can be seen from FIG.
The rotation speed increases due to the conduction of the switching element TR4.
In addition, the rise of the induced voltage can be suppressed.
【００３９】なお、リレーＲＹの開放状態で直流パーマ
ネントモータＰＭが正転したときには、保護回路１０
が、保護回路２０と同様に作動して、スイッチング素子
ＴＲ２を過電圧から保護するとともに、電気的制動を発
生させる。When the DC permanent motor PM rotates forward with the relay RY open, the protection circuit 10
Operates in the same manner as the protection circuit 20 to protect the switching element TR2 from overvoltage and generate electric braking.
【００４０】また、第１の上アーム（ＴＲ１，Ｄ１）や
第２の上アーム（ＴＲ３，Ｄ３）に対して、保護回路１
０，２０と同構成となっている保護回路を接続するよう
にしてもよい。The protection circuit 1 is provided to the first upper arm (TR1, D1) and the second upper arm (TR3, D3).
A protection circuit having the same configuration as 0, 20 may be connected.
【００４１】もちろん、ブリッジ回路を構成するスイッ
チング素子としては、ＦＥＴの他、バイポーラトランジ
スタ、ＩＧＢＴなどを採用することができる。また、本
発明は、他のタイプの直流モータを制御するのにも適用
することができる。As a matter of course, a bipolar transistor, an IGBT, or the like can be employed as a switching element constituting the bridge circuit, in addition to the FET. Also, the present invention can be applied to control other types of DC motors.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、本発明によれば、ブリッジ回路に電源電圧が
印加されておらず主回路を遮断したときに、外力により
直流電動機が回転させられて発生した誘起電圧が大きく
なったことを条件に、アームに備えたスイッチング素子
を導通させる保護回路を備えたため、誘起電圧を一定値
以下に抑えることができ、スイッチング素子の過電圧破
壊を防止することができる。このためスイッチング素子
の耐電圧を低く設計でき、コストを抑えて大電流の制御
をすることのできる制御回路とすることができる。According to the present invention, when the power supply voltage is not applied to the bridge circuit and the main circuit is shut off, the DC motor is rotated by an external force, as described in detail with the above embodiments. The protection circuit that turns on the switching element provided on the arm is provided on condition that the induced voltage generated by the switching element becomes large, so that the induced voltage can be suppressed to a certain value or less, and the switching element is prevented from being damaged by overvoltage. be able to. For this reason, the withstand voltage of the switching element can be designed to be low, and a control circuit capable of controlling a large current at a reduced cost can be provided.
【００４３】また、誘起電圧が大きくなるとスイッチン
グ素子を導通させて直流モータ電流を流すようにしたた
め、直流電動機に電気的制動力が発生し、外力により直
流電動機が過回転になることを防止することができる。
なお、電気的制動が発生するまでは、軽付加で直流電動
機を回転させることができる。Also, when the induced voltage is increased, the switching element is turned on to allow the DC motor current to flow, so that an electric braking force is generated in the DC motor and the DC motor is prevented from being over-rotated by an external force. Can be.
Until electric braking occurs, the DC motor can be rotated with a light load.
【図１】本発明の実施の形態にかかる直流電動機の制御
回路を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing a control circuit of a DC motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】実施の形態にかかる制御回路での保護動作時の
電圧，電流状態を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing voltage and current states during a protection operation in the control circuit according to the embodiment;
【図３】実施の形態にかかる制御回路の動作状態を示す
フローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing an operation state of the control circuit according to the embodiment;
【図４】保護動作を行ったときの回転数，電圧，電流特
性を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing rotation speed, voltage, and current characteristics when a protection operation is performed.
【図５】従来技術を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional technique.
１０，２０ 保護回路 ＰＭ 直流パーマネントモータ ＲＹ リレー α，β 直列回路 Ｂ バッテリ ＴＲ１〜ＴＲ４ スイッチング素子 Ｃ コンデンサ Ｄ１〜Ｄ４ フライホイールダイオード Ｄ５，Ｄ６ ダイオード Ｚ１，Ｚ２ ツェナーダイオード Ｒ１〜Ｒ４ 抵抗 ＤＬ１，ＤＬ２ ドライブライン 10, 20 Protection circuit PM DC permanent motor RY Relay α, β Series circuit B Battery TR1 to TR4 Switching element C Capacitor D1 to D4 Flywheel diode D5, D6 Diode Z1, Z2 Zener diode R1 to R4 Resistance DL1, DL2 Drive line
Claims (2)
とスイッチング素子を含む第１の下アームとを直列接続
してなる第１の直列回路と、スイッチング素子を含む第
２の上アームとスイッチング素子を含む第２の下アーム
とを直列接続してなる第２の直列回路とが、リレーを介
して直流電源に並列接続され、第１の上アームと第１の
下アームとの接続点と、第２の上アームと第２の下アー
ムとの接続点との間に直流電動機を接続している直流電
動機の制御回路において、 前記直流電動機の一方の端子にアノードが接続されてい
るダイオードと、このダイオードを介して逆阻止状態で
前記一方の端子に接続されているツェナーダイオード
と、ツェナーダイオードがブレークダウンして流れる電
流をアース電位ラインに流す抵抗と、この抵抗に生じた
抵抗降下電圧を前記スイッチング素子のうち予め決めた
スイッチング素子のスイッチング端子に入力してそのス
イッチング素子を導通状態にするドライブラインと、で
なる保護回路を備えたことを特徴とする直流電動機の制
御回路。1. A first series circuit comprising a first upper arm including a switching element and a first lower arm including a switching element connected in series, a second upper arm including a switching element, and a switching element. A second series circuit formed by serially connecting a second lower arm including: a connection point of the first upper arm and the first lower arm, which is connected in parallel to a DC power supply via a relay; In a control circuit of a DC motor connecting a DC motor between a connection point of a second upper arm and a second lower arm, a diode having an anode connected to one terminal of the DC motor; A Zener diode connected to the one terminal in a reverse blocking state via this diode, a resistor for flowing a current flowing when the Zener diode breaks down to the ground potential line, And a drive line for inputting the same resistance drop voltage to a switching terminal of a predetermined switching element among the switching elements to make the switching element conductive, and a protection circuit comprising: Control circuit.
あることを特徴とする請求項１の直流電動機の制御回
路。2. The DC motor control circuit according to claim 1, wherein said DC motor is a permanent magnet DC motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224823A JPH1070897A (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Control circuit for direct-current motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8224823A JPH1070897A (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Control circuit for direct-current motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070897A true JPH1070897A (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=16819763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8224823A Pending JPH1070897A (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Control circuit for direct-current motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1070897A (en) |
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