JP4111002B2

JP4111002B2 - モータ制御装置

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

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。
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。
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。
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。
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。