JP2013031360A - Dc brushless motor - Google Patents
Dc brushless motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013031360A JP2013031360A JP2012137502A JP2012137502A JP2013031360A JP 2013031360 A JP2013031360 A JP 2013031360A JP 2012137502 A JP2012137502 A JP 2012137502A JP 2012137502 A JP2012137502 A JP 2012137502A JP 2013031360 A JP2013031360 A JP 2013031360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- power
- mover
- commercial
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、空調機器などの家電機器に主に使用され、商用交流電源を直接入力して駆動されるAC入力のDCブラシレスモータに関する。 The present invention relates to an AC input DC brushless motor that is mainly used in home appliances such as air conditioners and is driven by directly inputting commercial AC power.
商用交流電源で直接駆動できるモータとしては、特許文献1のようにインダクションモータがよく知られており、空調機器のファン用途などの回転機構に使用されてきた。
As a motor that can be directly driven by a commercial AC power supply, an induction motor is well known as disclosed in
しかしインダクションモータは、2次導体への励磁が原理的に必要なため効率面での課題があり、近年の機器の効率化と省電力化要求の高まりから、DCブラシレスモータへの置き換えが進みつつある。そして、この傾向は世界的な環境意識の高まりと共にますます強まっている。 However, induction motors have a problem in terms of efficiency because they need to be excited to a secondary conductor in principle, and replacement with DC brushless motors is advancing due to the recent increase in efficiency of equipment and demand for power saving. is there. And this trend is getting stronger with increasing global environmental awareness.
DCブラシレスモータをインダクションモータに置き換えて使用するには、駆動用のDC電源や、インダクションモータと等価な回転速度精度性能を実現するための速度制御機能などを備える必要がある。 In order to replace the DC brushless motor with an induction motor, it is necessary to provide a DC power source for driving, a speed control function for realizing a rotational speed accuracy performance equivalent to that of the induction motor, and the like.
特に、速度制御機能を有するDCブラシレスモータを実現するために、その速度周期基準信号として特許文献2のように水晶発振器を用いる方法が一般的に知られている。また、特許文献3のように商用交流電源の周波数を基準に速度制御される直流モータ(DCブラシ付モータ)の例が開示されている。これらの開示されている技術は、モータを駆動するためのDC電源をモータの外部に用意する必要があること、また、特に特許文献3の技術では、商用交流電源の周波数が変化すれば直流モータの回転数が変化するという課題がある。
In particular, in order to realize a DC brushless motor having a speed control function, a method using a crystal oscillator as a speed cycle reference signal as in
DCブラシレスモータの速度制御の例を、具体的に図13、図14を用いて説明する。 An example of speed control of a DC brushless motor will be specifically described with reference to FIGS.
図13は、従来のDCブラシレスモータの構成例で、駆動巻線を有する固定子3と可動子2とを備えたモータ部4と、固定子3に駆動電力を供給する複数のパワー素子5a〜5fからなるパワー部6と、パワー部6の駆動電力を制御するパワー制御部7と、可動子2の位置に応じた信号を発生する位置信号発生部8と、可動子2の回転速度を制御する速度制御信号を発生する速度制御部9と、DC電源部17が入力される端子部10から構成されている。
FIG. 13 shows a configuration example of a conventional DC brushless motor. The
パワー制御部7は、位置信号発生部8が発生する可動子位置信号と、速度制御部9から出力される速度制御信号とが入力され、可動子位置信号により複数のパワー素子5a〜5fをオンオフ制御して可動子2を駆動するとともに、速度制御信号により複数のパワー素子5a〜5fの通電量を制御することで可動子2の回転速度の加速減速を行う。
The
速度制御部9は、水晶発振器出力部16の分周信号である速度基準信号と、位置信号発生部8から出力される可動子位置信号をもとに回転数検出部14から出力される実回転数信号とを比較部13によって比較し、比較した結果に応じて制御アンプ部15より速度制御信号をパワー制御部7に出力する。
The
図14は、上記した従来例のDCブラシレスモータの速度制御部の動作を示したものである。 FIG. 14 shows the operation of the speed controller of the conventional DC brushless motor.
水晶発振器出力部16から分周して出力された速度基準信号と、位置信号発生部8からの出力される可動子位置信号をもとに回転数検出部14から出力される実回転数信号とを、比較部13で比較する。比較部13の出力は制御アンプ部15を介して加速減速指令としてパワー制御部7に伝えられる。パワー制御部7は、制御アンプ部15の加速減速指令によってパワー部6の複数のパワー素子5a〜5fの通電量を制御する。これにより、固定子3に印加される電圧あるいは電流が制御され、可動子2を所望の回転速度で動かすことができる。
A speed reference signal output by frequency division from the crystal
図14のB区間では、水晶発振器出力部16出力の速度基準信号の周期t0より回転数検出部14出力の実回転数信号の周期t2が長いため、比較部13は回転速度が遅いと判断して“H”レベル信号を出力し、制御アンプ部15から加速の速度制御信号をパワー制御部7に出力する。これにより、パワー制御部7はパワー部6の通電量を増やし回転数を上げるように動作する。C区間では、実回転数信号の周期t3が短いため、比較部13は回転速度が速いと判断して“L”レベル信号を出力し、制御アンプ部15から減速の速度制御信号をパワー制御部7に出力する。これにより、パワー制御部7はパワー部6の通電量を減少させ回転数を下げるように動作する。このようにして速度周期基準信号と実回転数周期が概ね一致するように速度制御が行われる。概ね一致とは、速度基準信号と実回転数信号の差分がゼロに収束するように加速、減速の指令が繰り返され制御されるが、微小な差分が残り完全なゼロにはならず微小な加速減速を指令を繰り返して所望の回転速度になるように安定することを意味する。なおA区間は、速度基準信号の周期t0と実回転数信号の周期t1とが完全に一致している状態を示しているが、加速減速指令が無い状態を維持するA区間の状態は実際には起きない。
In section B of FIG. 14, since the period t2 of the actual rotation speed signal output from the rotation
しかしながら上記従来の方法は、DC電源入力を前提としているため、商用交流電源などのAC電源入力に対応できる構成にはなっておらず、また速度制御の基準信号として水晶発振器を使用しているため、家電機器に使用されるACインダクションモータからの置き換えとしてのDCブラシレスモータを実現するには高価となる。また、商用交流電源の周波数は地域によって50/60Hzの違いがあるため、モータの回転速度変動が機器の動作や効率などの性能に影響を与えるという課題がある。 However, since the above conventional method is based on the assumption of a DC power supply input, it is not configured to be compatible with an AC power input such as a commercial AC power supply, and a crystal oscillator is used as a speed control reference signal. It is expensive to realize a DC brushless motor as a replacement for an AC induction motor used in home appliances. Further, since the frequency of the commercial AC power supply varies by 50/60 Hz depending on the region, there is a problem that fluctuations in the rotational speed of the motor affect performance such as operation and efficiency of the device.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、商用交流電源などのAC電源の直接入力が可能で、その商用電源の周波数に応じた速度で駆動が可能なAC入力DCブラシレスモータを提供するものである。言い換えれば、商用交流電源に直接接続でき、その周波数に応じた回転数で駆動されるインダクションモータの利便性を継承した高効率で安価なAC入力DCブラシレスモータを提供するものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides an AC input DC brushless motor that can directly input an AC power source such as a commercial AC power source and can be driven at a speed corresponding to the frequency of the commercial power source. Is. In other words, the present invention provides a high-efficiency and inexpensive AC-input DC brushless motor that can be directly connected to a commercial AC power supply and inherits the convenience of an induction motor that is driven at a rotational speed corresponding to the frequency.
また、商用交流電源の周波数に地域差に依らず回転数が変わらないモータを実現し、如何なる地域でも安定した回転数で機器の効率性能などを損なわない駆動が可能なAC入力DCブラシレスモータを提供するものである。 In addition, the AC input DC brushless motor that realizes a motor whose rotational speed does not change regardless of the regional difference in the frequency of the commercial AC power supply and can be driven without impairing the efficiency performance of the equipment with a stable rotational speed in any region is provided. To do.
本発明のAC入力のDCブラシレスモータは、単相または複数相の駆動巻線と可動子とを少なくとも有するモータ部と、前記駆動巻線に駆動電力を供給する複数のパワー素子と、前記複数のパワー素子の前記駆動電力を制御するパワー制御部と、前記可動子の位置に応じた可動子位置信号を発生する位置信号発生部と、前記可動子の速度制御信号を発生する速度制御部と、商用交流電源が入力される端子部とを備え、前記パワー制御部は、前記可動子位置信号と前記速度制御信号とが入力され、前記可動子位置信号によりオンオフ制御を行うパワー素子を前記複数のパワー素子から選択して前記可動子を駆動すると共に、前記速度制御信号により前記複数のパワー素子の通電量を制御するものであり、前記速度制御部は、前記端子部に入力される商用交流電源の周波数に基づいて前記可動子の速度を制御する前記速度制御信号を前記パワー制御部に出力するものであり、前記モータ部と、前記複数のパワー素子と、前記パワー制御部と、前記位置信号発生部と、前記速度制御部とを少なくとも内蔵し、前記端子部への商用交流電源の接続によって商用電源の周波数に応じた速度で駆動されるものである。 An AC input DC brushless motor according to the present invention includes a motor unit having at least a single-phase or multiple-phase drive winding and a mover, a plurality of power elements for supplying drive power to the drive winding, A power control unit that controls the driving power of the power element, a position signal generation unit that generates a mover position signal corresponding to a position of the mover, a speed control unit that generates a speed control signal of the mover, A power supply unit that receives the mover position signal and the speed control signal, and performs power on / off control according to the mover position signal. The power element is selected from the power element to drive the mover, and the energization amount of the plurality of power elements is controlled by the speed control signal. The speed control unit is input to the terminal unit. Output the speed control signal for controlling the speed of the mover based on the frequency of the commercial AC power supply to the power control unit, the motor unit, the plurality of power elements, and the power control unit, The position signal generation unit and the speed control unit are at least built-in, and are driven at a speed corresponding to the frequency of the commercial power supply by connecting a commercial AC power supply to the terminal unit.
これにより、商用交流電源に直接接続でき、その周波数に応じた回転数で駆動されるインダクションモータの利便性を継承した高効率で安価なAC入力DCブラシレスモータが実現できる。 As a result, it is possible to realize a highly efficient and inexpensive AC input DC brushless motor that can be directly connected to a commercial AC power supply and inherits the convenience of an induction motor driven at a rotational speed corresponding to the frequency.
また、商用交流電源の周波数が50Hzの場合と60Hzの場合との可動子の速度が、同じ所望の速度となるように切替えが可能な速度切替部を備えるものである。 Moreover, the speed change part which can be switched so that the speed | velocity | rate of a needle | mover with the case where the frequency of commercial alternating current power supply is 50 Hz and 60 Hz may become the same desired speed is provided.
これにより、商用電源の周波数が異なる地域でも安定した回転数で駆動でき、機器の効率性能などを損なわないAC入力のDCブラシレスモータが実現できる。 Thereby, it is possible to realize an AC input DC brushless motor that can be driven at a stable rotational speed even in a region where the frequency of the commercial power source is different and does not impair the efficiency performance of the device.
また、単相または複数相の駆動巻線と可動子とを少なくとも有するブラシレスモータ部と、前記駆動巻線に駆動電力を供給する複数のパワー素子と、前記複数のパワー素子の前記駆動電力を制御するパワー制御部と、前記可動子の位置に応じた可動子位置信号を発生する位置信号発生部と、前記可動子の速度制御信号を発生する速度制御部と、商用交流電源が入力される端子部とを備え、前記パワー制御部は、前記可動子位置信号と前記速度制御信号とが入力され、前記可動子位置信号によりオンオフ制御を行うパワー素子を前記複数のパワー素子から選択して前記可動子を駆動すると共に、前記速度制御信号により前記複数のパワー素子の通電量を制御するものであり、前記速度制御部は、前記端子部に入力される商用交流電源の周波数変動を低減あるいは無視する安定化部を有し、前記安定化部により変動が低減あるいは無視された周波数情報信号に基づいて前記可動子の速度を制御する前記速度制御信号を前記パワー制御部に出力するものであり、前記ブラシレスモータ部と、前記複数のパワー素子と、前記パワー制御部と、前記位置信号発生部と、前記速度制御部とを少なくとも内蔵し、前記端子部への商用交流電源の接続によって商用電源の周波数に応じた速度で駆動され、かつ前記安定化部によって商用交流電源の周波数変動に速度が影響されない構成としたものである。 In addition, a brushless motor unit having at least a single-phase or multiple-phase drive winding and a mover, a plurality of power elements for supplying drive power to the drive winding, and controlling the drive power of the plurality of power elements Power control unit, a position signal generation unit that generates a mover position signal according to the position of the mover, a speed control unit that generates a speed control signal of the mover, and a terminal to which commercial AC power is input The power control unit receives the mover position signal and the speed control signal, selects a power element that performs on / off control based on the mover position signal from the plurality of power elements, and moves the power control unit. And a power control unit for controlling the energization amount of the plurality of power elements by the speed control signal. The speed control unit changes a frequency of a commercial AC power source input to the terminal unit. And a speed control signal for controlling the speed of the mover based on the frequency information signal whose fluctuation is reduced or ignored by the stabilization section is output to the power control section. The brushless motor unit, the plurality of power elements, the power control unit, the position signal generation unit, and the speed control unit are built in at least, and a commercial AC power supply is connected to the terminal unit. Therefore, the stabilization unit is configured to be driven at a speed corresponding to the frequency of the commercial power source, and the speed is not affected by the frequency fluctuation of the commercial AC power source by the stabilizing unit.
これにより、電源事情の悪化などで商用電源の電圧変動や周波数変動があった場合においても、回転数変動を抑制しモータが搭載される機器の動作や性能に影響を与えないAC入力DCブラシレスモータが実現できる。 As a result, even if there are voltage fluctuations or frequency fluctuations of the commercial power supply due to deterioration of the power supply situation, the AC input DC brushless motor that suppresses fluctuations in the rotational speed and does not affect the operation and performance of the device on which the motor is mounted Can be realized.
本発明のAC入力のDCブラシレスモータは、商用交流電源と直接接続ができ、その電源周波数に応じた回転数で駆動されるというインダクションモータの利便性とDCブラシレスモータの高効率性能を安価に実現することができる。また、商用電源の周波数が異なる地域でも安定した回転数で駆動でき、機器の効率性能などを損なわないAC入力のDCブラシレスモータが実現できるという効果も奏する。更に、電源事情の悪化などで商用電源の電圧変動や周波数変動があった場合においても、回転数変動を抑制しモータが搭載される機器の動作や性能に影響を与えないという効果も奏する。そして、これまでインダクションモータが主に使用されてきた家電機器などの用途で、より高効率なDCブラシレスモータへの置き換えを促進し、これらモータが搭載される機器の省エネ性能の向上に貢献できる。 The AC input DC brushless motor of the present invention can be directly connected to a commercial AC power source, and realizes the convenience of the induction motor that is driven at the number of rotations according to the power frequency and the high efficiency performance of the DC brushless motor at low cost. can do. In addition, there is an effect that an AC input DC brushless motor that can be driven at a stable rotational speed even in a region where the frequency of the commercial power source is different and does not impair the efficiency performance of the device can be realized. Furthermore, even when there are voltage fluctuations and frequency fluctuations of the commercial power supply due to the deterioration of the power supply situation, there is an effect that the rotation speed fluctuation is suppressed and the operation and performance of the device on which the motor is mounted are not affected. Then, in applications such as home appliances where induction motors have been mainly used so far, replacement with higher-efficiency DC brushless motors can be promoted, and the energy-saving performance of devices equipped with these motors can be improved.
以下、本発明の実施の形態1について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
図1は、本発明の実施の形態1におけるAC入力のDCブラシレスモータの構成を示した図であり、図2はその動作について示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an AC input DC brushless motor according to
図1の実施形態1のAC入力のDCブラシレスモータは、駆動巻線を有する固定子3と可動子2を有するモータ部4と、固定子3に駆動電力を供給する複数のMOSFETなどのパワー素子5a〜5fからなるパワー部6と、パワー素子5a,パワー素子5b,パワー素子5c,パワー素子5d,パワー素子5e,パワー素子5fによる駆動電力を制御するパワー制御部7と、可動子2の位置に応じた可動子位置信号を発生する位置信号発生部8と、可動子2の速度制御信号を発生する速度制御部9と、商用交流電源1が入力される端子部10と、商用交流電源1を直流電圧に変換するAC/DC変換部11とを備える。
A DC brushless motor with an AC input according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a stator 3 having drive windings, a
パワー制御部7は、可動子位置信号と速度制御信号とが入力され、可動子位置信号により、複数のパワー素子5a〜5fの中からオンオフ制御を行うパワー素子を選択して通電し、可動子2を駆動すると共に、速度制御信号によりそのパワー素子の通電量を制御するものである。
The
速度制御部9は、端子部10に入力される商用交流電源1の周波数に基づいて可動子2の速度を制御する速度制御信号をパワー制御部7に出力する。
The
ここで、モータ部4と、複数のパワー素子5a〜5fからなるパワー部6と、パワー制御部7と、位置信号発生部8と、速度制御部9、端子部10、AC/DC変換部11とは一体化され、端子部10への商用交流電源1の接続によって商用電源の周波数に応じた速度で駆動されるAC入力のDCブラシレスモータを構成している。なお、AC/DC変換部については平滑用コンデンサを有していても、有していなくとも構わない。
Here, the
図2は、上記したAC入力のDCブラシレスモータの動作について、特に速度制御部9の動作を示したものである。
FIG. 2 shows the operation of the
周波数検出部12は、商用交流電源1の電源周波数を取り込み、その周波数を速度基準信号として出力する。また回転数検出部14は、位置信号発生部8から出力される可動子2の位置に応じた可動子位置信号を処理し、その周期を実回転数信号として出力する。これら速度基準信号と実回転数信号とは比較部13で比較される。比較部13の出力は、制御アンプ部15により増幅および制御安定化のための位相補償などの処理が行われ、加速指令または減速指令としてパワー制御部7に伝えられる。パワー制御部7は、制御アンプ部15からの出力によってパワー部6の複数のパワー素子5a〜5fの通電量を制御し、固定子3の印加電圧あるいは電流を制御して可動子2を駆動する。
The
図2のB区間では、周波数検出部12から出力される速度基準信号の周期t0と回転数検出部14から出力される実回転数信号の周期t2とを比較した結果、実回転数信号の周期t2のほうが長いため、比較部13はモータの回転速度が遅いと判断し“H”レベルの信号を出力する。その結果、制御アンプ部15は加速指令を出力する。C区間では、実回転数信号の周期t3が短く、比較部13はモータの回転速度が速いと判断し“L”レベルの信号を出力する。その結果、制御アンプ部15から減速指令を出力する。このようにして、商用交流電源1の周波数に応じた速度基準信号の周期と可動子位置信号をもとに回転数検出部より出力される実回転数信号の周期とが概ね一致するように可動子の速度は制御される。概ね一致とは、速度基準信号と実回転数信号の差分がゼロに収束するように加速、減速の指令が繰り返され制御されるが、微小な差分が残り完全なゼロにはならず微小な加速減速を指令を繰り返して所望の回転速度になるように安定することを意味する。なおA区間は、速度基準信号の周期と実回転数信号の周期とが完全に一致している状態を示しているが、加速減速指令が無い状態を維持するA区間の状態は実際には起きない。
In the section B of FIG. 2, the period t0 of the speed reference signal output from the
次に本発明の実施の形態2について図3、図4を参照しながら説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図3は、本発明の実施の形態2におけるAC入力のDCブラシレスモータの構成を示した図であり、図4はその動作について示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an AC input DC brushless motor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the operation thereof.
図3の実施形態2のAC入力のDCブラシレスモータは、図1の実施形態1に示したものに対し、速度制御部9を成す比較部13を判別部22とした点が異なり、その他は同じ構成である。
The AC input DC brushless motor of the second embodiment in FIG. 3 is different from the one shown in the first embodiment in FIG. 1 in that the
図3の実施形態2の速度制御部9は、商用交流電源1の周波数に応じた周期または周波数を有する速度基準信号と、位置信号発生部8から出力される可動子位置信号をもとに回転数検出部14より出力される実回転数信号の周期または周波数との周期差または周波数差が、所望の範囲外であるか所望の範囲内であるかを判別する判別部22を有している。
3 is rotated based on a speed reference signal having a period or frequency corresponding to the frequency of the commercial
判別部22が範囲外と判別した場合は所望の範囲内に向かう方向に速度制御信号を増減させ、固定子3に印加するパワー部6の複数のパワー素子5a〜5fの通電量を制御し可動子2を加速あるいは減速させる。
When the
判別部22が所望の範囲内と判別した場合は速度制御信号の増減を停止させ、固定子3に印加するパワー部6の複数のパワー素子5a〜5fへの通電量を固定することで可動子2の速度を維持させる。
When the discriminating
これにより、商用交流電源1の周波数に応じた速度基準信号と回転数検出部より出力される実回転数信号との周期差または周波数差が所望の範囲内に収まるように可動子2の速度は制御される。
Thereby, the speed of the
図4は、実施形態2の動作について説明した図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.
周波数検出部12は、商用交流電源1の電源周波数を取り込み、その周波数を速度基準信号として出力する。また回転数検出部14は、位置信号発生部8から出力される可動子2の位置に応じた可動子位置信号を処理し、その周期を実回転数信号として出力する。これら速度基準信号の周期と実回転数信号の周期との差が、所望の範囲内かどうかを判別部22で判別する。
The
例えば、図4のB区間では速度基準信号の周期t0と実回転数信号の周期t2との周期差t2−t0が所望の範囲の上限値αを超え、モータの回転速度が遅いと判断され、判別部22は“遅い”を意味する“H”レベルの判別信号を出力している。これに伴い制御アンプ部15は、速度制御信号として加速指令をパワー制御部7に伝え、パワー部6の複数のパワー素子5a〜5fの通電量を増加させ、固定子3に印加する電圧または電流を増加して可動子2を加速する。
For example, in section B in FIG. 4, it is determined that the period difference t2-t0 between the period t0 of the speed reference signal and the period t2 of the actual rotational speed signal exceeds the upper limit value α of the desired range, and the rotational speed of the motor is slow. The
また、図4のC区間では速度基準信号の周期t0と実回転数信号の周期t3との周期差t3−t0が所望の範囲の下限値−αを下回り、モータの回転速度が速いと判断され、判別部22は“速い”を意味する“L”レベルの判別信号を出力している。これに伴い制御アンプ部15は、速度制御信号として減速指令をパワー制御部7に伝え、パワー部6の通電量を減少させ、固定子3に印加する電圧または電流を減少して可動子2を減速する。
Further, in section C of FIG. 4, the period difference t3-t0 between the period t0 of the speed reference signal and the period t3 of the actual rotational speed signal is less than the lower limit value −α of the desired range, and it is determined that the rotation speed of the motor is fast. The
このようにして、商用交流電源1の周波数に応じた速度基準信号の周期と、回転数検出部より出力される実回転数信号の周期との周期差あるいは周波数差が、所望の範囲内に収まるように可動子2の速度が制御される。
In this way, the period difference or frequency difference between the period of the speed reference signal corresponding to the frequency of the commercial
A区間では、速度基準信号の周期t0と実回転数信号の周期t1との周期差t1−t0が所望の範囲内(−αからαの間)に入っており、判別部22からの判別信号は範囲内であることを意味する信号が出力され、制御アンプ部15は速度制御信号の増減を停止して直前の速度制御信号の状態を維持した指令をパワー制御部7に伝え、パワー部6の通電量を固定し、可動子2の回転速度を維持している様子を示している。
In section A, the period difference t1-t0 between the period t0 of the speed reference signal and the period t1 of the actual rotational speed signal is within a desired range (between −α and α). Is output within the range, and the
なお実施形態2では、判別部22を用い、モータの回転数が所望の範囲内であるときは制御アンプ部15の出力を維持固定するように動作させるため、制御アンプ部15は制御安定化のための位相補償などの処理が不要となり、実施形態1に比べて構成をより簡素化できる効果がある。実施形態1とは、速度基準信号と実回転数信号の差分が所望の範囲に治まれば、微小な加速減速の指令を行わず状態を維持することができる点が異なる。指令状態を維持するA区間は実際に存在する。
In the second embodiment, the
次に本発明の実施の形態3について図5、図6を用いて説明する。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図5は、本発明の実施の形態3におけるAC入力のDCブラシレスモータの構成を示した図であり、図6はその動作について示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an AC input DC brushless motor according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing its operation.
図5の実施形態3のAC入力のDCブラシレスモータは、図1の実施形態1に示したものに対し、分周逓倍速度切替部23を備えた点が異なる。以外は同じ構成である。分周逓倍速度切替部23は、商用交流電源1の周波数を任意の周期または周波数に分周あるいは逓倍するものであり、この構成により、任意の周期または周波数を有する速度基準信号をつくり、モータを任意の回転速度で駆動することができる。
The AC input DC brushless motor of Embodiment 3 of FIG. 5 differs from that shown in
図6はその動作の様子を示している。 FIG. 6 shows the state of the operation.
次に本発明の実施の形態4について図7、図8を用いて説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図7は、本発明の実施の形態4におけるAC入力のDCブラシレスモータの構成を示した図であり、図8はその動作について示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an AC input DC brushless motor according to
図7の実施形態4のAC入力のDCブラシレスモータは、図1の実施形態1に示したものに対し、切替スイッチ25を有する50/60Hz速度切替部24を備えた点が異なる。以外は同じ構成である。
The AC input DC brushless motor of
例えばモータを使用する地域の商用交流電源の周波数が50Hzである場合、切替スイッチ25を50Hz側に設定する。また60Hzの地域で使用する場合、60Hz側に切替スイッチ25を設定する。ここで、50Hzの地域に比べて60Hzの地域では商用交流電源の周期が0.83倍となるため、50Hzの地域のモータ回転速度と60Hzの地域のモータ回転速度を同じ速度とするためには、60Hzの地域では商用交流電源1の1.2倍周期の速度基準信号を生成することで、50Hzの地域と同じ回転速度で駆動することができる。
For example, when the frequency of the commercial AC power source in the area where the motor is used is 50 Hz, the
実施形態4のブラシレスモータは、上記したように、切替スイッチ25を60Hz側に設定した場合、50Hz側に設定した場合に比べて商用電源周波数の周期の1.2倍周期の速度基準信号を生成するように動作するものである。また、切替スイッチ25を50Hz側に設定した場合は、商用電源周波数の周期の速度基準信号を生成するように動作するものである。これにより、比較部13に入力される速度基準信号の周期は、商用電源の周期が50Hzの地域でも60Hzの地域でも同じ周期となり、同じ回転速度でモータを駆動することが可能になる。これにより、商用電源の周波数が異なる地域でも安定した回転数で駆動でき、機器の効率性能などを損なわないAC入力のDCブラシレスモータが実現できる。
As described above, the brushless motor according to the fourth embodiment generates a speed reference signal having a cycle that is 1.2 times the cycle of the commercial power frequency when the
図8はその動作の様子を示している。 FIG. 8 shows the state of the operation.
なお、実施形態4では、50Hz地域で使用することを主として、通常は50Hz側に切替スイッチを設定し、60Hz地域で使用する特殊な場合は、切替スイッチ25を60Hz側に設定し、商用交流電源の1.2倍周期の速度基準信号を生成し、切替スイッチ25を50Hz側に設定した場合は、商用交流電源の周期の速度基準信号を生成するようにしたが、逆に、60Hz地域で使用することを主として、通常は60Hz側に切替スイッチを設定し、50Hz地域で使用する特殊な場合は、切替スイッチ25を50Hz側に設定し、商用交流電源の1/1.2倍周期の速度基準信号を生成し、切替スイッチ25を60Hz側に設定した場合は、商用交流電源の周期の速度基準信号を生成するようにしても良い。
In the fourth embodiment, the changeover switch is usually set on the 50 Hz side mainly for use in the 50 Hz region, and in the special case of use in the 60 Hz region, the
次に本発明の実施の形態5について図9、図10を用いて説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は、本発明の実施の形態5におけるAC入力のDCブラシレスモータの構成を示した図であり、図10はその動作について示した図である。
図9の実施形態5のAC入力DCブラシレスモータは、図7に示したものに対して、商用交流電源周波数の切替スイッチ25を廃した自動50/60Hz速度切替部26を備えた点が異なる。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an AC input DC brushless motor according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing its operation.
The AC input DC brushless motor of the fifth embodiment of FIG. 9 differs from that shown in FIG. 7 in that it includes an automatic 50/60 Hz
自動50/60Hz速度切替部26は、商用交流電源の地域による50Hzと60Hzの周波数差を自動判別する動作を備えたものである。50/60Hzの自動判別については、図10に示すように、例えば0.1msのパルス列を数えて180パルス以上数えた場合は50Hzとして自動認識し、180パルス以下しか数えられなかった場合は60Hzとして自動認識することで実現できる。0.1msのパルス列の発生は安価な例えば、CR発振器で生成し、パルスの計測は8ビットカウンタなどを使用することで実現可能である。
The automatic 50/60 Hz
これにより実施の形態5では、図7で示した実施形態4の効果に加え更に利便性の高い、商用電源周波数の地域差に依らない安定した回転数で駆動できるAC入力のDCブラシレスモータが実現できる。 Thus, in the fifth embodiment, in addition to the effects of the fourth embodiment shown in FIG. 7, an AC input DC brushless motor that is more convenient and can be driven at a stable rotational speed independent of regional differences in commercial power supply frequency is realized. it can.
なお、図11、図12は、可動子2の位置に応じた信号を発生する位置信号発生部8の具体例であり、図11はホール素子を使用した例、図12はシャント抵抗20を利用した例で、位置センサレス駆動などで用いられ、OPアンプ21を具備するものである。また、図11に示すように、ホール素子18、コンパレータ19を具備する。
11 and 12 are specific examples of the
以上のように本発明のAC入力のDCブラシレスモータは、商用交流電源と直接接続ができ、その電源周波数に応じた回転数で駆動されるというインダクションモータの利便性とDCブラシレスモータの高効率性能を安価に実現することができる。また、商用電源の周波数が異なる地域でも安定した回転数で駆動でき、機器の効率性能などを損なわないAC入力DCブラシレスモータが実現できるという効果も奏する。 As described above, the AC input DC brushless motor of the present invention can be directly connected to a commercial AC power supply and is driven at a rotational speed corresponding to the power supply frequency, and the high efficiency performance of the DC brushless motor. Can be realized at low cost. In addition, there can be achieved an AC input DC brushless motor that can be driven at a stable rotational speed even in regions where the frequency of the commercial power source is different and does not impair the efficiency performance of the device.
なお、上記にてDCブラシレスモータと記載したが、別の呼称によれば直流ブラシレスモータと記載されることもある。同じく、AC入力と記載したが、別の呼称によれば交流入力と記載されることもある。 In addition, although it described as a DC brushless motor above, according to another name, it may be described as a DC brushless motor. Similarly, although described as AC input, according to another name, it may be described as AC input.
本発明のAC入力DCブラシレスモータは、これまでインダクションモータが主に使用されてきた空調機器などの家電機器に利用可能で、これらの機器において、より高効率なDCブラシレスモータへの置き換えを促進し、これらモータが搭載される機器の省エネ性能の向上に貢献できる。 The AC input DC brushless motor of the present invention can be used for home appliances such as air conditioners in which induction motors have been mainly used so far. In these devices, replacement with higher efficiency DC brushless motors is promoted. This can contribute to the improvement of energy saving performance of equipment equipped with these motors.
1 商用交流電源
2 可動子
3 固定子
4 モータ部
5a、5b、5c、5d、5e、5f パワー素子
6 パワー部
7 パワー制御部
8 位置信号発生部
9 速度制御部
10 端子部
11 AC/DC変換部
12 周波数検出部
13 比較部
14 回転数検出部
15 制御アンプ部
16 水晶発振器出力部
17 DC電源部
18 ホール素子
19 コンパレータ
20 シャント抵抗
21 OPアンプ
22 判別部
23 分周逓倍速度切替部
24 50/60Hz速度切替部
25 切替スイッチ
26 自動50/60Hz速度切替部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記パワー制御部は、前記可動子位置信号と前記速度制御信号とが入力され、前記可動子位置信号によりオンオフ制御を行うパワー素子を前記複数のパワー素子から選択して前記可動子を駆動すると共に、前記速度制御信号により前記複数のパワー素子の通電量を制御するものであり、
前記速度制御部は、前記端子部に入力される商用交流電源の周波数に基づいて前記可動子の速度を制御する前記速度制御信号を前記パワー制御部に出力するものであり、
前記モータ部と、前記複数のパワー素子と、前記パワー制御部と、前記位置信号発生部と、前記速度制御部とを少なくとも内蔵し、前記端子部への商用交流電源の接続によって商用電源の周波数に応じた速度で駆動されるAC入力のDCブラシレスモータ。 A motor unit having at least a single-phase or multiple-phase driving winding and a mover, a plurality of power elements for supplying driving power to the driving winding, and power control for controlling the driving power of the plurality of power elements A position signal generating unit that generates a mover position signal corresponding to the position of the mover, a speed control unit that generates a speed control signal of the mover, and a terminal unit to which commercial AC power is input. Prepared,
The power control unit receives the mover position signal and the speed control signal, selects a power element that performs on / off control based on the mover position signal from the plurality of power elements, and drives the mover. , Controlling the energization amount of the plurality of power elements by the speed control signal,
The speed control unit outputs the speed control signal for controlling the speed of the mover to the power control unit based on the frequency of the commercial AC power input to the terminal unit,
The motor unit, the plurality of power elements, the power control unit, the position signal generation unit, and the speed control unit are built in at least, and the frequency of the commercial power supply is connected by connecting the commercial AC power source to the terminal unit. AC input DC brushless motor driven at a speed corresponding to
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012137502A JP2013031360A (en) | 2011-06-22 | 2012-06-19 | Dc brushless motor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011137968 | 2011-06-22 | ||
| JP2011137968 | 2011-06-22 | ||
| JP2012137502A JP2013031360A (en) | 2011-06-22 | 2012-06-19 | Dc brushless motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013031360A true JP2013031360A (en) | 2013-02-07 |
Family
ID=47787829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012137502A Pending JP2013031360A (en) | 2011-06-22 | 2012-06-19 | Dc brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013031360A (en) |
-
2012
- 2012-06-19 JP JP2012137502A patent/JP2013031360A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2020745B1 (en) | Engine start system with a regulated permanent magnet machine | |
| EP3329587B1 (en) | Braking energy recovery system for an electric motor and method | |
| JP5077348B2 (en) | Motor drive device, motor device, and integrated circuit device | |
| JP5712124B2 (en) | Excitation synchronous power generation system for wind power generation and control method thereof | |
| US20140084823A1 (en) | Motor controlling device and motor controlling method | |
| JP5624873B2 (en) | Air conditioner | |
| KR101939474B1 (en) | Motor drive apparatus | |
| JP2013060907A (en) | Compressor control device | |
| JP5770701B2 (en) | Stepping motor drive control device | |
| EP3306804A1 (en) | Dc-brushless-motor control device | |
| JP5841088B2 (en) | Inverter control method | |
| JP2006149097A (en) | Motor control device | |
| JP2013081320A (en) | Motor drive unit | |
| US8427090B2 (en) | Magnetic-drive-pulsation motor | |
| JP2013031360A (en) | Dc brushless motor | |
| KR102539553B1 (en) | thyristor starting device | |
| JP5251577B2 (en) | Compressor control device | |
| JP3827927B2 (en) | Inverter device and refrigerator equipped with this device | |
| JP2017108512A (en) | Air conditioner | |
| JPWO2016194836A1 (en) | DC brushless motor controller | |
| JP2016059122A (en) | Motor controller and its method | |
| JP2013031361A (en) | DC brushless motor | |
| JP2012012194A (en) | Motor and oscillating conveyor | |
| JP2009148065A (en) | Electric motor control device and air conditioner equipped with the same | |
| JP5309926B2 (en) | Compressor control device |