JP2013188000A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外力によるモータの回転を適切なトルクで制動して素早く減速させることができ、モータの回転が減速又は停止した状態を保持することができる低消費電力のモータ駆動装置の提供。
【解決手段】制御部１６は、スイッチ４からモータ３の回転指示を受け付けていない場合であって、速度検出部１４が検出した回転速度が所定値未満であるときに、ＦＥＴ３１，３３，３５夫々をオンにすることによってモータ３の端子間を短絡する。また、制御部１６は、スイッチ４からモータ３の回転指示を受け付けていない場合であって、速度検出部１４が検出した回転速度が所定値以上であるときに、モータ３の回転を妨げる方向にトルクが発生する交流電圧に対応するパルス電圧をインバータ１３からモータ３の端子間に印加させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを駆動するモータ駆動装置に関する。

現在、モータは、産業機器、車載機器、家電製品及び情報機器等のあらゆる製品に搭載されている。モータ、より詳細にはモータが有するロータは、モータ駆動装置による電圧の印加によって回転し、ロータに接続されている回転対象物を回転させる。

また、モータは発電作用を有している。このため、モータ駆動装置とモータとが電気的に接続された状態で回転対象物が外力によって回転し、モータが回転対象物の回転に連動して回転した場合、誘起電圧を発生し、発生した誘起電圧がモータ駆動装置を構成する部品に印加する。

外力による回転対象物の回転に連動してモータが回転している状態で、モータ駆動装置がモータに電圧を印加することにより、モータを回転させた場合、非常に大きい誘起電圧が発生し、モータ駆動装置内の部品が破損する虞がある。

このような部品の破損を防止するためには、モータ駆動装置がモータを駆動する前に、モータの回転を制動してモータの回転速度を抑制しておく必要がある。

特許文献１に、モータ駆動装置がモータを駆動する前にモータの回転を制動するモータ駆動装置が開示されている。このモータ駆動装置は、モータを駆動する前に、外力によって回転しているモータの回転速度が所定速度以上である場合に、モータの回転によって発生する誘起電圧を放電することによって、モータが回転に使用するエネルギーを消費し、モータの回転を制動している。

また、特許文献２及び３夫々にモータの回転を制動するモータ駆動装置が開示されている。
特許文献２に記載されているモータ駆動装置は、モータの回転速度が第１の所定速度以上ではモータの端子間を短絡する。これにより、モータの回転によって発生した誘起電圧はモータのステータに装着されている巻線抵抗に印加され、モータの回転エネルギーが消費され、モータの回転が制動される。

更に、特許文献２に記載されているモータ駆動装置は、モータの回転速度が第１の所定速度未満である場合に、モータの回転方向と逆方向にモータを回転させるようにモータの端子間に電圧を印加し、モータの回転を制動する。また、特許文献２に記載されているモータ駆動装置は、モータの回転速度が第１の所定速度よりも遅い第２の所定速度以下である場合にモータの回転を自然に減速させる。

特許文献３に記載されているモータ駆動装置は、モータが有する複数のコイルに直流電流を流すことによって、該複数のコイルに磁気吸引力を発生させ、発生した磁気吸引力によってモータの回転を制動する。

特開２０１１−０３０３３０号公報 特開２００７−１６０２１８号公報 特開平１０−３４１５９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているモータ駆動装置は、モータの回転を制動する場合に発生するトルクを調整することができないため、適切なトルクでモータの回転を制動することができない。このため、モータの回転が急激に制動される虞がある。例えば、モータのロータにギアが接続されている場合、モータの回転の急激な制動によってギアの歯当たりが大きくなってギアが損傷し、ギアの寿命が短くなる。

特許文献２に記載されているモータ駆動装置には、モータの回転速度が第１の所定速度以上である場合、モータの端子間の短絡によってモータの回転を制動するため、モータの回転の制動によって発生するトルクを調整することができず、適切なトルクでモータの回転を制動することができないという問題がある。更に、特許文献２に記載されているモータ駆動装置では、モータの回転速度が高速である場合にモータの端子間の短絡による制動を行い、該制動によって発生するトルクは小さいため、モータの回転を素早く減速させることができないという問題もある。

また、特許文献２に記載されているモータ駆動装置には、モータの回転速度が第２の所定速度以下である場合、モータの回転を自然に減速させるので、この期間に再度、回転対象物に外力が加わるとモータの回転が再加速する。このため、特許文献２に記載されているモータ駆動装置には、モータの回転が減速又は停止した状態を保持できないという問題がある。

また、特許文献３に記載された方法でモータの回転を制動する場合、モータ駆動装置はモータが有する複数のコイルに直流電流を流し続けなければならず、電力が無駄に消費されるという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外力によるモータの回転を適切なトルクで制動して素早く減速させることができ、モータの回転が減速又は停止した状態を保持することができる低消費電力のモータ駆動装置を提供することにある。

本発明に係るモータ駆動装置は、モータの端子間に電圧を印加することによって、前記モータを駆動するモータ駆動装置において、前記モータの回転指示を受け付ける受付手段と、前記モータの回転速度を検出する検出部とを備え、前記受付手段が回転指示を受け付けていない場合であって、前記検出部が検出した回転速度が第１速度未満であるときに、前記端子間を短絡し、前記検出部が検出した回転速度が前記第１速度以上であるときに、前記モータの回転を妨げる方向にトルクが発生するように前記端子間に電圧を印加するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、受付手段がモータの回転指示を受け付けていない場合であって、検出部が検出したモータの回転速度が第１速度以上であるときに、モータの回転を妨げる方向にトルクが発生するようにモータの端子間に電圧を印加し、モータの回転を制動する。そして、受付手段がモータの回転指示を受け付けていない場合であって、検出部が検出したモータの回転速度が第１速度未満になったときに、モータの端子間を短絡してモータの回転を制動する。

モータの回転を妨げる方向にトルクが発生するようにモータの端子間に電圧を印加する場合、モータの端子間に印加する電圧を調整することによって、モータの回転を妨げる方向のトルクを調整することが可能である。更に、モータの回転速度が第１速度未満になり十分に小さくなった場合にモータの端子間の短絡によりモータの回転を制動する。

このため、適切なトルクでモータの回転を制動することが可能となり、素早くモータの回転が減速する。また、モータの端子間を短絡している間、モータに電圧を印加する必要はなく、モータの回転の制動によって消費する電力は低い。更に、受付手段が回転指示を受け付けていない間、常にモータの回転が制動されているので、一旦減速したモータの回転が外力によって再加速することはない。このため、モータの回転が減速又は停止した状態が保持される。

本発明に係るモータ駆動装置は、前記受付手段が回転指示を受け付けた場合であって、前記検出部が検出した回転速度が第２速度以上であるときに、前記回転を妨げる方向にトルクが発生するように前記端子間に電圧を印加し、前記検出部が検出した回転速度が第２速度未満であるときに、前記モータの回転を開始するように構成してあることを特徴とする。

本発明にあっては、受付手段が回転指示を受け付けた場合であっても、検出部が検出した回転速度が第２速度以上であるときには、モータの回転を開始させずに、モータの回転を妨げる方向にトルクを発生するように端子間に電圧を印加してモータの回転を制動する。受付手段が回転指示を受け付けた場合であって、検出部が第２速度未満の回転速度を検出したとき、モータの回転を開始する。

これにより、モータは回転速度が第２速度未満であって十分に遅い場合に回転を開始するため、モータが回転を開始した場合に発生する誘起電圧は確実に低くなる。このため、モータに接続している部品の破損が確実に防止される。

本発明に係るモータ駆動装置は、前記第１速度は、前記端子間の短絡によって前記モータに発生するトルクが最大となる回転速度であることを特徴とする。

本発明にあっては、モータの回転を妨げる方向に発生するトルクによる制動からモータの端子間の短絡による制動に切り替える第１速度は、該短絡によるモータに発生するトルクが最大となる回転速度である。このため、モータの端子間の短絡による制動がより効果的になる。

本発明に係るモータ駆動装置は、前記回転速度が前記第１速度である場合に前記回転を妨げる方向に発生するトルクは、前記回転速度が前記第１速度である場合に前記端子間の短絡によって発生するトルクと略一致していることを特徴とする。

本発明にあっては、モータの回転速度が第１速度である場合において、モータの回転を妨げる方向に発生するトルクと、モータの端子間の短絡によって発生するトルクとは略一致している。このため、モータの回転を妨げる方向に発生するトルクによる制動からモータの端子間の短絡による制動への切り替えがスムーズである。従って、制動が切り替わった場合にトルクが急激に変動してモータの回転対象物に大きな衝撃を与えることはなく、回転対象物が破損する虞がない。

本発明によれば、外力によるモータの回転を適切なトルクで制動して素早く減速させることができ、モータの回転が減速又は停止した状態を保持することができる低消費電力のモータ駆動装置を実現することができる。

本発明に係るモータ駆動装置の要部構成を示す回路図である。 短絡制動及び遅れ位相制動によって生じるトルクの特性を示すグラフである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。 制御部が実行する動作の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係るモータ駆動装置の要部構成を示す回路図である。このモータ駆動装置１は、交流電圧を出力する交流電源２と、モータ３と、モータ３の回転指示を出力するためのスイッチ４の一方の端子とに接続されている。スイッチ４の他方の端子は図示しない回路に接続されている。

モータ３は、３相のブラシレスＤＣモータであり、モータ３が有する図示しないステータにコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗが各別に巻装されている。コイルＬｕの一方の端子は、コイルＬｖ，Ｌｗ夫々の一方の端子に接続されており、コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ夫々の他方の端子はモータ駆動装置１に各別に接続されている。

モータ３の端子間、即ち、コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ夫々の他方の端子間に、交流電圧に対応するパルス電圧がモータ駆動装置１によって印加された場合、モータ３、より詳細にはモータ３が有する図示しないロータが回転する。モータ３の回転により、モータ３のロータに接続された回転対象物、例えばギアが回転する。

モータ３は、ステータ、ロータ及びコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他に、永久磁石で構成されるロータから発生する磁界の大きさを検出し、ロータの磁極が切り替わった場合に出力電圧が大きく変化するホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗを有する。

スイッチ４は、モータ駆動装置１がモータ３の回転指示及び停止指示を受け付けるためのスイッチであり、使用者によってオン／オフされる。例えば、スイッチ４に接続されている回路が抵抗を有し、抵抗の一方の端子がスイッチ４の他方の端子に接続されて抵抗の他方の端子に一定の電圧が印加されている状態で、使用者がスイッチ４をオンにした場合、モータ駆動装置１に所定電圧以上の電圧が印加され、モータ駆動装置１は回転指示を受け付ける。また、前記状態で使用者がスイッチ４をオフにした場合、スイッチ４を介してモータ駆動装置１に印加される電圧が所定電圧以下となり、モータ駆動装置１は停止指示を受け付ける。

モータ駆動装置１は、整流回路１１、コンデンサ１２、インバータ回路１３、速度検出部１４、記憶部１５及び制御部１６を備える。整流回路１１は、交流電源２及びコンデンサ１２夫々の両端に各別に接続されており、コンデンサ１２の両端は、更に、インバータ回路１３に各別に接続されている。

交流電源２が出力した交流電圧は、整流回路１１によって直流電圧に整流され、整流された直流電圧はコンデンサ１２によって平滑化されてインバータ回路１３に印加される。

インバータ回路１３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）３０，３１，・・・，３５を有する。ＦＥＴ３０，３２，３４夫々のドレインはコンデンサ１２の一方の端子に、ＦＥＴ３１，３３，３５夫々のソースはコンデンサ１２の他方の端子に接続されている。

ＦＥＴ３０のソースは、ＦＥＴ３１のドレイン、及び、モータ３のコイルＬｕの他方の端子に、ＦＥＴ３２のソースは、ＦＥＴ３３のドレイン、及び、モータ３のコイルＬｖの他方の端子に、ＦＥＴ３４のソースは、ＦＥＴ３５のドレイン、及び、モータ３のコイルＬｗの他方の端子に接続している。

ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５夫々のゲートは、制御部１６に各別に接続されている。ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５夫々は、Ｎチャネル型のＦＥＴであり、半導体スイッチとして機能する。ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５夫々について、制御部１６によってゲートに所定電圧以上の電圧が印加された場合、ドレインからソースに電流が流れることが可能となってオンとなり、制御部１６によってゲートに印加されている電圧が所定電圧未満に調整された場合、ドレインからソースに電流が流れずにオフになる。

インバータ回路１３は、制御部１６がＦＥＴ３０，３１，・・・，３５を各別にオン／オフすることによって、整流回路１１及びコンデンサ１２夫々によって整流及び平滑化が行われた直流電圧を、交流電圧に対応するパルス電圧に変換する。インバータ回路１３は、変換したパルス電圧をモータ３の端子間に印加することによって、モータ３を回転させる。インバータ回路１３は、モータ３の端子間に印加すべき交流電圧の絶対値に応じてパルス電圧のパルス幅を調整することによって、実質的な交流電圧をモータ３の端子間に印加する。

速度検出部１４は、モータ３が有するホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗに各別に接続しており、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗ夫々の出力電圧からモータ３、より詳細にはロータの回転速度を検出する。速度検出部１４は、ロータの磁極が切り替わった場合に生じるホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗ夫々の出力電圧の大きな変化を検知し、出力電圧の大きな変化を検知した時間間隔からモータ３の回転速度を検出している。

更に、速度検出部１４は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗ夫々の出力電圧と、検出したモータ３の回転速度とからロータの回転位置、即ち、モータ３の回転によって発生する誘起電圧の位相を算出する。具体的には、速度検出部１４は、ホールセンサＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗ夫々の出力電圧の大きな変化から、ロータのＳ極及びＮ極の切り替わり位置を検出する。速度検出部１４は、切り替わり位置を検出した時点からの経過時間と、検出した回転速度との積に基づいて、ロータが切り替わり位置から回転した角度を演算する。速度検出部１４は、検出した切り替わり位置と、演算したロータの回転角度とからロータの回転位置、即ち誘起電圧の位相を算出する。速度検出部１４は、検出したモータ３の回転速度、及び、算出した誘起電圧の位相を制御部１６に通知する。
なお、速度検出部１４は特許請求の範囲における検出部に該当する。

記憶部１５には、モータ駆動装置１がモータ３の回転指示を受け付けた場合に回転させるモータ３の目標回転速度を記憶してある。

制御部１６は、スイッチ４の一方の端子に接続されており、使用者から開始指示及び停止指示を受け付ける。モータ駆動装置１の図示しない電源スイッチがオンになってモータ駆動装置１が起動してから開始指示を受け付けるまでの準備期間に、制御部１６は、速度検出部１４が検出したモータ３の回転速度を読み込むことによって、外力による回転対象物の回転に連動して回転しているモータ３の回転速度を認識する。

制御部１６は、準備期間中に、回転速度Ｎ１以上のモータ３の回転速度を読み込んだ場合、速度検出部１４が算出した誘起電圧の位相に対して遅れた位相でモータ３の端子間に電圧を印加することによって、モータ３の回転を妨げる方向にトルクを発生させて、モータ３の回転の制動を行う。このモータ３の回転の制動を以下では遅れ位相制動と記載する。制御部１６は、インバータ回路１３のＦＥＴ３０，３１，・・・，３５を各別にオン／オフすることによって、モータ３の端子間に印加する電圧を調整し、遅れ位相制動を行う。

制御部１６は、準備期間中に、回転速度Ｎ１未満のモータ３の回転速度を読み込んだ場合、ＦＥＴ３１，３３，３５夫々をオンにすることによってモータ３の端子間を短絡する。これにより、モータ３の回転によって発生した誘起電圧はコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ夫々の巻線抵抗に印加され、モータ３の回転エネルギーが消費され、モータ３の回転が制動される。以下、モータ３の端子間の短絡による制動を短絡制動と記載する。

図２は短絡制動及び遅れ位相制動によって生じるトルクの特性を示すグラフである。図２Ａは短絡制動によるトルク特性を、図２Ｂは遅れ位相制動によるトルク特性を示している。図２Ｃには、短絡制動及び遅れ位相制動夫々のトルク特性が併記されている。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃ夫々には、モータ３の回転速度に対するトルクが示されており、モータ３の回転を妨げる方向に発生するトルクは負のトルクで示されている。Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、遅れ位相制動を行うためにインバータ１３がモータ３の端子間に印加する交流電圧の振幅値であり、振幅値はＶ１，Ｖ２，Ｖ３の順に大きい。

短絡制動によって発生するトルクは、図２Ａに示すように、モータ３の回転速度がゼロから所定速度になるまで回転速度の上昇と共に増加し、回転速度が所定速度を超えた場合、回転速度の上昇と共に減少する。遅れ位相制動から短絡制動に切り替えられる回転速度Ｎ１は、短絡制動によって生じるトルクが最大値Ｔ１となる前記所定速度に設定されている。回転速度Ｎ１は特許請求の範囲における第１速度に該当する。

遅れ位相制動によって発生するトルクは、図２Ｂに示すように、モータ３の端子間に印加する交流電圧の振幅値が同じ場合、モータ３の回転速度の上昇と共に増加する。また、遅れ位相制動によって発生するトルクは、同一の回転速度においては、モータ３の端子間に印加する交流電圧の振幅値がＶ１，Ｖ２，Ｖ３と大きくなるにつれて増加する。

制御部１６は、準備期間中、短絡制動と遅れ位相制動とを併用することによって、外力によるモータ３の回転を制動する。この制動方法を、図２Ｃを用いて説明する。制御部１６は、準備期間中に、速度検出部１４が検出した回転速度がＮ１以上であった場合、モータ３の回転を妨げる方向にトルクが発生するような交流電圧に対応するパルス電圧をインバータ１３からモータ３の端子間に印加させる。これにより、制御部１６は遅れ位相制動を行い、モータ３の回転を減速させる。ここで、制御部１６は、遅れ位相制動を行う場合に、モータ３の端子間に印加する交流電圧の振幅値を、速度検出部１４が検出した回転速度に応じて調整することによってモータ３の回転に妨げる方向に発生するトルクを調整する。

制御部１６は、モータ３の回転が減速して速度検出部１４が検出した回転速度がＮ１になった場合に、遅れ位相制動から短絡制動に切り替える。このとき、制御部１６は、遅れ位相制動を行っている間、速度検出部１４が検出した回転速度がＮ１である場合に、振幅値がＶ２である交流電圧をインバータ１３からモータ３の端子間に印加させるように構成されてある。ここで、振幅値Ｖ２は、図２Ｃに示すように、回転速度がＮ１である場合にトルクが略Ｔ１となる振幅値である。

遅れ位相制動から短絡制動に切り替わるモータ３の回転速度が短絡制動によってモータ３に発生するトルクが最大となる回転速度Ｎ１であるため、短絡制動がより効果的に行われる。

更に、遅れ位相制動から短絡制動に切り替わるモータ３の回転速度Ｎ１において、遅れ位相制動、及び、短絡制動夫々によって生じるトルクが略一致しているため、遅れ位相制動から短絡制動への切り替えがスムーズである。このため、遅れ位相制動から短絡制動に切り替わった場合にモータ３に発生するトルクが急激に変動してモータ３の回転対象物に大きな衝撃が加わることはなく、回転対象物の破損が防止される。

制御部１６は、準備期間中、速度検出部１４が検出した回転速度がＮ１未満になった場合、短絡制動によりモータ３の回転を減速させ、モータ３の回転速度がゼロになっても、モータ３の回転指示を受け付けるまで、短絡制動を継続して行う。

このため、準備期間中、モータ３の回転は常に制動されているため、一旦減速又は停止したモータ３の回転が外力によって再加速することはなく、モータ３の回転が減速又は停止した状態が保持される。更には、制御部１６が短絡制動を行っている間、モータ３の端子間に電圧を印加する必要はなく、モータ３の回転の制動によって消費する電力は低い。

制御部１６は、スイッチ４からモータ３の回転指示を受け付けた場合、速度検出部１４が検出したモータ３の回転速度を読み込むことによって、外力による回転対象物の回転に連動して回転しているモータ３の回転速度を認識する。制御部１６は、読み込んだモータ３の回転速度が、モータ３の端子間への電圧の印加によってモータ３が回転を開始した場合に過大な誘起電圧が発生しない回転速度Ｎ２未満であるか否かを判定する。
回転速度Ｎ２は特許請求の範囲における第２速度に該当する。

制御部１６は、判定の結果、読み込んだモータ３の回転速度がＮ２以上であると判定した場合、速度検出部１４が算出した誘起電圧の位相に対して遅れた位相でモータ３の端子間に電圧を印加することによって遅れ位相制動を行う。制御部１６は、遅れ位相制動を行った後、再び速度検出部１４が検出した回転速度を読み込み、読み込んだ回転速度がＮ２未満であるか否かを判定する。制御部１６は、速度検出部１４が検出した回転速度がＮ２未満となるまで遅れ位相制動を行い続ける。

制御部１６は、速度検出部１４から読み込んだ回転速度が回転速度Ｎ２未満であると判定した場合、ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５を各別にオン／オフすることによって、交流電圧に対応するパルス電圧をモータ３の端子間に印加し、モータ３の回転を開始する。

従って、モータ３は回転速度がＮ２未満であって十分に遅い場合に回転を開始するため、モータ３が回転を開始した場合に発生する誘起電圧を確実に低くすることができ、モータ３に接続している部品の破損を確実に防止することができる。

モータ３の回転が開始した後、制御部１６は、記憶部１５に記憶してある目標回転速度でモータ３を回転させる。そして、制御部１６は、スイッチ４からモータ３の停止指示を受け付けた場合、速度検出部１４が算出した位相に対して遅れた位相でモータ３の端子間に電圧が印加されるように、ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５を各別にオン／オフすることによって、遅れ位相制動を行う。これにより、制御部１６はモータ３の回転を停止させる。
なお制御部１６は特許請求の範囲における受付手段に該当する。

図３及び図４は制御部１６が実行する動作の手順を示すフローチャートである。制御部１６は、図示しない電源スイッチによってモータ駆動装置１が起動した状態から動作を開始する。

まず、制御部１６は、スイッチ４からモータ３の回転指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部１６は、モータ３の回転指示を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、速度検出部１４が検出した回転速度を読み込む（ステップＳ２）。これにより、制御部１６は、外力によって回転しているモータ３の回転速度を認識する。

次に、制御部１６は、ステップＳ１で読み込んだ回転速度がＮ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。制御部１６は、回転速度がＮ１以上であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、遅れ位相制動を行う（ステップＳ４）。制御部１６は、回転速度がＮ１未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、短絡制動を行う（ステップＳ５）。制御部１６は、モータ３の回転指示を受け付けるまで、短絡制動又は遅れ位相制動を継続して行う。

制御部１６は、モータ３の回転指示を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、速度検出部１４が検出した回転速度を読み込む（ステップＳ６）。これにより、制御部１６は、モータ３の回転を開始する前に、外力による回転対象物に連動して回転しているモータ３の回転速度を認識する。

次に、制御部１６は、ステップＳ６で読み込んだ回転速度がＮ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。制御部１６は、回転速度がＮ２以上であると判定した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、遅れ位相制動を行い（ステップＳ８）、処理をステップＳ６に戻す。制御部１６は、速度検出部１４が検出したモータ３の回転速度がＮ２未満となるまで遅れ位相制動を継続して行う。

制御部１６は、回転速度がＮ２未満であると判定した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５を各別にオン／オフしてインバータ１３からモータ３の端子間に、交流電圧に対応するパルス電圧を印加することによって、モータ３の回転を開始する（ステップＳ９）。
ここで、制御部１６は、記憶部１５に記憶してある回転速度でモータ３を回転させる。

また、短絡制動及び／又は遅れ位相制動によって、モータ３の回転が停止した状態、又は、モータ３の回転速度が十分に遅くなった状態でモータ３の回転が開始されるため、モータ３の回転によって発生する誘起電圧は低く、誘起電圧の印加によってモータ駆動装置１内の部品が破損することはない。

制御部１６は、ステップＳ９を実行した後、スイッチ４から停止指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御部１６は、停止指示を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ１０の判定を繰り返し、停止指示を受け付けるまでモータ３を回転させ続ける。

制御部１６は、停止指示を受け付けたと判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、通電位相が遅れた交流電圧に対応するパルス電圧をインバータ１３からモータ３の端子間に印加させてモータ３の回転を制動することによって、モータ３の回転を停止する（ステップＳ１１）。制御部１６は、ステップＳ１１を実行した後、動作を終了し、改めてステップＳ１から動作を実行する。

本実施の形態にあっては、制御部１６は、インバータ１３に遅れ位相制動を行わせる場合に、インバータ１３からモータ３の端子に印加するパルス電圧を調整することによって、モータ３の回転を妨げる方向に作用するトルクを調整することができる。更に、モータ３の回転速度がＮ１未満になり十分に小さくなった場合にモータ３の端子間の短絡によりモータ３の回転を制動する。従って、モータ駆動装置１は外力によるモータ３の回転を適切なトルクで制動して素早く減速させることができる。

なお、制御部１６は、スイッチ４から回転指示を受け付けた場合に、モータ３の回転速度の読み込み、回転速度がＮ２未満であるか否かの判定、及び、遅れ位相制動を行わずに、モータ３の回転を開始してもよい。このとき、図３及び図４に示す制御部１６が実行する動作の手順では、制御部１６は、ステップＳ１で回転指示を受け付けたと判定した場合、ステップＳ９を実行する。

通常、モータ駆動装置１が起動してから制御部１６がモータ３の回転指示を受け付ける間に、制御部９が行う短絡制動及び／又は遅れ位相制動により十分にモータ３の回転速度が遅くなっている。このため、制御部１６は、スイッチ４からモータ３の回転指示を受け付けた場合にモータ３の回転を開始しても、モータ３の回転の開始に伴って発生する誘起電圧は十分に小さく、モータ３に接続している部品の破損が防止される。

また、モータ３は、３相のブラシレスＤＣモータに限定されず、２相又は４相以上のブラシレスＤＣモータであってもよく、更には、ブラシレスＤＣモータに限定されない。

また、回転速度Ｎ１は、短絡制動によってモータ３に発生するトルクが最大となる回転速度に限定されない。この場合であっても、モータ駆動装置１は、適切なトルクによるモータ３の回転の制動、及び、素早いモータ３の回転の減速を低消費電力で行うことができ、減速したモータ３の回転は外力によって再加速することはなく、モータ３の回転が減速又は停止した状態が保持される。

また、ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５夫々は、Ｎチャネル型のＦＥＴに限定されず、Ｐチャネル型のＦＥＴであってもよい。更には、ＦＥＴ３０，３１，・・・，３５夫々は、半導体スイッチであればよいので、バイポーラトランジスタであってもよい。

開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ モータ駆動装置
１４ 速度検出部
１６ 制御部
３ モータ
Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ コイル
Ｎ１，Ｎ２ 回転速度

Claims (4)

1. モータの端子間に電圧を印加することによって、前記モータを駆動するモータ駆動装置において、
   前記モータの回転指示を受け付ける受付手段と、
   前記モータの回転速度を検出する検出部と
   を備え、
   前記受付手段が回転指示を受け付けていない場合であって、前記検出部が検出した回転速度が第１速度未満であるときに、前記端子間を短絡し、前記検出部が検出した回転速度が前記第１速度以上であるときに、前記モータの回転を妨げる方向にトルクが発生するように前記端子間に電圧を印加するように構成してあること
   を特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記受付手段が回転指示を受け付けた場合であって、前記検出部が検出した回転速度が第２速度以上であるときに、前記回転を妨げる方向にトルクが発生するように前記端子間に電圧を印加し、前記検出部が検出した回転速度が第２速度未満であるときに、前記モータの回転を開始するように構成してあること
   を特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記第１速度は、前記端子間の短絡によって前記モータに発生するトルクが最大となる回転速度であること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記回転速度が前記第１速度である場合に前記回転を妨げる方向に発生するトルクは、前記回転速度が前記第１速度である場合に前記端子間の短絡によって発生するトルクと略一致していること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のモータ駆動装置。

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