JP2706586B2 - Motor protection device - Google Patents
Motor protection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、工業用集塵装置が備え
る送風機などに用いられるブラシレスモータに係り、特
に、このモータが設定温度以上となった際に、モータの
運転を停止し、その停止状態を保持できるようにしたモ
ータ保護装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor used for an air blower or the like provided in an industrial dust collector, and more particularly, to stop the operation of the motor when the temperature of the motor exceeds a set temperature. The present invention relates to a motor protection device capable of holding a stopped state.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば回転数が20000rpm以上の高速で、
かつ、入力が 200W以上の高速・高入力の送風機用ブラ
シレスモータでの温度上昇は、低風量域において発生し
易い。そして、低風量となる原因としては、モータの吸
込み口までの吸込み風路が塞がれたり、吸込まれたごみ
等が送風ファンに詰まったりして、或いはモータの内部
にごみ等が入ってロータの回転を妨げたり、ロータを支
持する軸受が劣化し焼付けを起こしてロータの回転を妨
げたりする等種々考えられる。したがって、風量が低下
した場合には、モータに何等かの異常が発生したと認識
できる。しかも、風量の低下によりステータへの空冷作
用が損なわれるので、モータの温度は上昇する。2. Description of the Related Art For example, at a high speed of 20,000 rpm or more,
In addition, temperature rise in a high-speed, high-input brushless motor for a blower having an input of 200 W or more easily occurs in a low air volume range. As a cause of the low air volume, the suction air path up to the suction port of the motor is blocked, dirt or the like sucked is clogged in the blower fan, or dirt or the like enters the motor and the rotor is The rotation of the rotor may be hindered, and the bearing supporting the rotor may be deteriorated and burnt to hinder the rotation of the rotor. Therefore, when the air volume decreases, it can be recognized that some abnormality has occurred in the motor. In addition, since the air cooling effect on the stator is impaired due to the decrease in the air volume, the temperature of the motor increases.
【0003】そこで、モータの温度上昇に基づいて運転
を停止させれば、このモータを保護できる。しかし、そ
のような工夫は、高速・高入力の送風機用ブラシレスモ
ータにおいては従来知られていなかった。Therefore, if the operation is stopped based on the temperature rise of the motor, the motor can be protected. However, such a device has not been known in brushless motors for high-speed, high-input blowers.
【0004】ところで、設定温度になると動作して通電
回路を切るものとしては、温度ヒューズおよびサーモス
タットが知られている。したがって、これらを適用する
ことで、高速・高入力の送風機用ブラシレスモータにお
いても、低風量域となった時に、このモータを保護する
ことは可能である。[0004] By the way, thermal fuses and thermostats are known as those which operate when the set temperature is reached and cut off the current-carrying circuit. Therefore, by applying these, even in a high-speed, high-input brushless motor for a blower, it is possible to protect this motor when the air volume becomes low.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、温度ヒューズ
は設定温度を変えることができないから、汎用性がない
とともに、一度切れてしまうと、その後新たな温度ヒュ
ーズを補充するまでモータを運転できないという問題が
ある。また、サーモスタットの動作温度を調節するに
は、モータに組込んだままでは行うことができず、一度
モータから取外して行わなければならないという不便が
ある。本発明の目的は、保護動作の信頼性が高く、この
保護動作を任意に再開させ得るとともに、設定温度の調
節も容易にできるモータ保護装置を得ることにある。However, since the temperature fuse cannot change the set temperature, it has no versatility, and once blown, the motor cannot be operated until a new thermal fuse is refilled thereafter. There is. In addition, adjusting the operating temperature of the thermostat cannot be performed while the thermostat is incorporated in the motor, and has to be removed once from the motor. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a motor protection device which has high reliability of a protection operation, can restart the protection operation arbitrarily, and can easily adjust a set temperature.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ロータの回転
位置を検出する検出センサの出力を信号分配回路を通し
てモータ駆動回路のアンドゲートに入力することによ
り、駆動コイルに対するスイッチングトランジスタをオ
ン・オフして前記ロータの回転を制御するモータに取付
けられるモータ保護装置を前提とする。そして、前記課
題を解決するために、本発明に係るモータ保護装置は、
モータの温度変化を電圧に変換して出力する温度センサ
と、可変抵抗を有した基準電圧設定回路が接続され、こ
の回路により前記モータの上限温度に対応して定められ
た基準電圧と前記温度センサの出力電圧とを比較する比
較器と、前記アンドゲートの入力端にコレクタを接続し
て設けられ、前記基準電圧を前記出力電圧が超えた時に
オフされるとともに、前記基準電圧を前記出力電圧が超
えない時にオンされて、前記オンの状態にある時に前記
モータ駆動回路の動作を停止させるとともに、前記オフ
の状態にある時に前記モータ駆動回路の動作を許す第1
トランジスタと、アノードを前記温度センサと前記比較
器との間に接続して設けられたダイオード、およびベー
スに前記比較器の比較出力が入力されるとともに、コレ
クタを前記ダイオードのカソードに接続し、かつ、エミ
ッタをグランドに接続して設けられ、前記基準電圧を前
記出力電圧が超えた時にオフされるとともに、前記基準
電圧を前記出力電圧が超えない時にオンされる第2トラ
ンジスタを含むロック回路とを具備したものである。According to the present invention, an output of a detection sensor for detecting a rotational position of a rotor is inputted to an AND gate of a motor drive circuit through a signal distribution circuit, thereby turning on / off a switching transistor for a drive coil. It is assumed that a motor protection device is attached to a motor that controls the rotation of the rotor. And in order to solve the above-mentioned subject, the motor protection device according to the present invention is:
A temperature sensor that converts a temperature change of the motor into a voltage and outputs the voltage, and a reference voltage setting circuit having a variable resistor are connected, and a reference voltage determined according to an upper limit temperature of the motor by the circuit and the temperature sensor A comparator for comparing the output voltage of the AND gate, and a collector connected to the input terminal of the AND gate, provided when the output voltage exceeds the reference voltage.
It is turned off and turned on when the output voltage does not exceed the reference voltage, stops the operation of the motor drive circuit when in the on state, and turns off the motor drive circuit when in the off state. First to allow action
A transistor, a diode provided with an anode connected between the temperature sensor and the comparator, and a comparison output of the comparator input to a base, a collector connected to a cathode of the diode, and A lock circuit including a second transistor that is provided with an emitter connected to ground, is turned off when the output voltage exceeds the reference voltage, and is turned on when the output voltage does not exceed the reference voltage. It is provided.
【0007】[0007]
【作用】前記の構成において、比較器に基準電圧を設定
する基準電圧設定回路は可変抵抗を有しているので、そ
の基準電圧を容易に調節でき、それにより前記基準電圧
を変えて保護装置が動作するモータ温度を任意に設定で
きる。前記比較器は、その基準電圧とモータの温度によ
り変化する温度センサの出力電圧とを比較する。第1ト
ランジスタは、比較器からの比較出力に応じてオン・オ
フするものであり、モータの温度が設定温度を越えた時
にオンしてモータの駆動回路の動作を停止させる。した
がって、何等かの異常に基づいてモータの温度が設定温
度を越えると、第1トランジスタがオンされてモータの
運転が停止される。その上、ロック回路の第2トランジ
スタも前記比較出力に応じてオン・オフする。そのた
め、モータの温度が設定温度を越えた時に第2トランジ
スタがオンして、ロック回路はそのダイオードを介して
温度センサと比較器との間をグランドに接続し、比較器
をバイパスさせる。したがって、前記運転停止後に温度
が次第に下がるにも拘らず、前記ロック回路によって比
較器の状態は変わることなく維持され、結局、モータの
運転停止状態が保持される。そして、電源を切ること等
により前記保持状態を簡単に解消させて、前記の保護動
作が再開可能な状態に装置を復帰できる。In the above configuration, since the reference voltage setting circuit for setting the reference voltage to the comparator has a variable resistor, the reference voltage can be easily adjusted, thereby changing the reference voltage and the protection device. The operating motor temperature can be set arbitrarily. The comparator compares the reference voltage with an output voltage of a temperature sensor that changes according to the temperature of the motor. The first transistor is turned on / off according to the comparison output from the comparator, and is turned on when the temperature of the motor exceeds the set temperature to stop the operation of the drive circuit of the motor. Therefore, when the temperature of the motor exceeds the set temperature based on some abnormality, the first transistor is turned on and the operation of the motor is stopped. In addition, the second transistor of the lock circuit is turned on / off according to the comparison output. Therefore, when the temperature of the motor exceeds the set temperature, the second transistor is turned on, and the lock circuit connects the ground between the temperature sensor and the comparator via the diode, thereby bypassing the comparator. Therefore, although the temperature gradually decreases after the operation is stopped, the state of the comparator is maintained without change by the lock circuit, and the operation stop state of the motor is eventually maintained. Then, the holding state can be easily canceled by turning off the power or the like, and the apparatus can be returned to a state where the protection operation can be restarted.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図1〜図4を参照して本発明の一実施
例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0009】図4に示す電動送風機1は、インナーロー
タ形のブラシレスモータ10を備えている。このブラシ
レスモータ10の外郭を構成する円筒状のケース11
は、例えば上下一対のケース12とケース13とに二分
割されており、これら両ケース12,13はねじ14に
よって結合されている。ケース11の内側には、ステー
タ15が収容されている。ステータ15は、ステータコ
ア16と、このステータコア16に巻き付けられた三つ
の駆動コイル(なお、図1では代表符号17で示すが、
図2では符号17a〜17cで示す。)を備えており、
これらの駆動コイル17a〜17cは、電気的に120
゜の位相差をもって配置され、例えば100V〜200
Vの駆動電圧で三相駆動し得るように巻かれている。The electric blower 1 shown in FIG. 4 has an inner rotor type brushless motor 10. Cylindrical case 11 constituting the outer shell of this brushless motor 10
Is divided into, for example, a pair of upper and lower cases 12 and 13, and these two cases 12 and 13 are connected by screws 14. A stator 15 is housed inside the case 11. The stator 15 includes a stator core 16 and three drive coils wound around the stator core 16 (in FIG.
In FIG. 2, reference numerals 17a to 17c are shown. )
These drive coils 17a to 17c are electrically
を も っ て, for example, 100V to 200V
It is wound so that three-phase driving can be performed with a driving voltage of V.
【0010】ステータ15の内側には、ロータ19が挿
通配置されている。ロータ19は、ロータ軸20と、こ
のロータ軸20の外周に設けられたロータマグネット2
1とで構成されている。ロータマグネット21はステー
タコア16の内側に位置されており、そのステータコア
16と対向し合う外周部には、複数の磁極が所定角度毎
に着磁されている。そして、ロータ軸20の上端は、上
ケース12の上面壁12aを貫通してケース11の外方
に導出されており、この上面壁12aには、ロータ軸2
0の上端部を回転自在に支持するボール軸受22が設け
られている。A rotor 19 is inserted and arranged inside the stator 15. The rotor 19 includes a rotor shaft 20 and a rotor magnet 2 provided on the outer periphery of the rotor shaft 20.
1 and 1. The rotor magnet 21 is located inside the stator core 16, and a plurality of magnetic poles are magnetized at predetermined angles on an outer peripheral portion facing the stator core 16. The upper end of the rotor shaft 20 penetrates through the upper surface wall 12a of the upper case 12 and is led out of the case 11, and the upper surface wall 12a
A ball bearing 22 that rotatably supports the upper end of the “0” is provided.
【0011】下ケース13の底部には、底部材23が取
付けられている。底部材23には、嵌合孔24が形成さ
れている。嵌合孔24はケース11と同軸状をなしてお
り、この嵌合孔24の開口端には、径方向内側に張り出
すフランジ部25が一体に形成されている。底部材23
の下端外周部には、下向きに延びる筒状部26が同軸状
に突設されている。A bottom member 23 is attached to the bottom of the lower case 13. A fitting hole 24 is formed in the bottom member 23. The fitting hole 24 is coaxial with the case 11, and a flange portion 25 projecting radially inward is integrally formed at an open end of the fitting hole 24. Bottom member 23
A cylindrical portion 26 extending downward is coaxially protruded from an outer peripheral portion of a lower end of the cylindrical member.
【0012】底部材23の嵌合孔24内には、軸受ホル
ダ28が嵌合されている。軸受ホルダ28の中央部に
は、前記ロータ軸20の下端部が貫通する貫通孔29が
形成されており、この貫通孔29の内側に前記ロータ軸
20の下端部を回転自在に支持するボール軸受30が設
けられている。したがって、ロータ19のロータ軸20
は、その上下端部がボール軸受22,30を介してケー
ス11に支持されており、このことによりロータマグネ
ット21がステータコア16の内側に同軸状に位置され
ている。A bearing holder 28 is fitted in the fitting hole 24 of the bottom member 23. A through hole 29 is formed in the center of the bearing holder 28 so that the lower end of the rotor shaft 20 penetrates. A ball bearing that rotatably supports the lower end of the rotor shaft 20 inside the through hole 29. 30 are provided. Therefore, the rotor shaft 20 of the rotor 19
The upper and lower ends are supported by the case 11 via ball bearings 22 and 30, whereby the rotor magnet 21 is coaxially located inside the stator core 16.
【0013】前記軸受ホルダ28とボール軸受30は、
ステータ15やロータマグネット21を収容する第1の
室31と、この第1の室31の下側の第2の室32とを
仕切っている。第2の室32は、底部材23と筒状部2
6の内側に位置されており、この筒状部32の開口端
は、シールド板33によって閉塞されている。The bearing holder 28 and the ball bearing 30 are
A first chamber 31 that accommodates the stator 15 and the rotor magnet 21 is partitioned from a second chamber 32 below the first chamber 31. The second chamber 32 includes the bottom member 23 and the cylindrical portion 2.
6, the open end of the tubular portion 32 is closed by a shield plate 33.
【0014】ロータ軸20の下端は、ボール軸受30を
貫通して前記第2の室32に導入されている。このロー
タ軸20の下端外周には、バックヨークを兼ねるブラケ
ット35が同軸状に嵌合されており、このブラケット3
5の下面には、ロータ位置検出用の回転盤36が同軸状
に重ね合わされている。この回転盤36は、ねじ37を
介してロータ軸20の下端面に締め付け固定され、この
ロータ軸20と一体に回転するようになっている。回転
盤36には、複数の磁極が所定角度毎に交互に着磁され
ており、本実施例の場合は三相駆動であるから、8つの
磁極が着磁されている。この回転盤36やブラケット3
5は、前記嵌合孔24の内側に位置されており、この嵌
合孔24のフランジ部25と軸受ホルダ28との間に
は、ウェーブワッシャ等からなるスラストばね38が挾
み込まれている。スラストばね38は、軸受ホルダ28
を第1の室31に向けて押圧しており、この押圧により
上下のボール軸受22,30の遊びが吸収されるように
なっている。The lower end of the rotor shaft 20 penetrates the ball bearing 30 and is introduced into the second chamber 32. A bracket 35 also serving as a back yoke is coaxially fitted around the lower end of the rotor shaft 20.
On the lower surface of 5, a rotating disk 36 for detecting the rotor position is superposed coaxially. The rotating disk 36 is fastened and fixed to the lower end surface of the rotor shaft 20 via a screw 37, and is configured to rotate integrally with the rotor shaft 20. A plurality of magnetic poles are alternately magnetized at predetermined angles on the turntable 36, and eight magnetic poles are magnetized in the present embodiment because three-phase driving is performed. This turntable 36 and bracket 3
Numeral 5 is located inside the fitting hole 24, and a thrust spring 38 made of a wave washer or the like is sandwiched between the flange portion 25 of the fitting hole 24 and the bearing holder 28. . The thrust spring 38 is mounted on the bearing holder 28.
Is pressed toward the first chamber 31, and the play of the upper and lower ball bearings 22 and 30 is absorbed by the pressing.
【0015】ケース11を貫通するロータ軸20の上端
には、遠心式の送風ファン40がナット41を介して締
め付け固定されている。この送風ファン40の周囲は、
ファンカバー42によって覆われている。ファンカバー
42は、下面が開口された形状をなしており、この開口
部分が上ケース12の外周面に突設したフランジ状の支
持壁43の外周に嵌合されている。ファンカバー42の
上面中央部には吸込口44が開口され、この吸込口44
は前記送風ファン40の風入口に対向している。At the upper end of the rotor shaft 20 penetrating the case 11, a centrifugal blower fan 40 is fastened and fixed via a nut 41. The area around the blower fan 40
It is covered by a fan cover 42. The fan cover 42 has a shape in which a lower surface is opened, and this opening portion is fitted to the outer periphery of a flange-shaped support wall 43 protruding from the outer peripheral surface of the upper case 12. A suction port 44 is opened at the center of the upper surface of the fan cover 42.
Is opposed to the air inlet of the blower fan 40.
【0016】この送風ファン40が回転すると、吸込口
44から吸入された空気は、送風ファン40の外周から
ファンカバー42内に吐出される。そして、上ケース1
2には、空気の導入口45が複数開口されており、前記
ファンカバー42内に吐出された空気は、導入口45を
通じてケース11内に流入されて、ケース11の第2の
室32側に流れ、下ケース13に複数開口された吐出し
口46からケース外11に排気される。したがって、こ
のような送風によりケース11内を流れる風によってス
テータ15等が冷却されるようになっている。When the blower fan 40 rotates, the air sucked from the suction port 44 is discharged from the outer periphery of the blower fan 40 into the fan cover 42. And upper case 1
2, a plurality of air inlets 45 are opened, and the air discharged into the fan cover 42 flows into the case 11 through the inlets 45 and flows into the case 11 on the second chamber 32 side. Then, the air is discharged to the outside 11 of the case through a plurality of discharge ports 46 opened in the lower case 13. Therefore, the stator 15 and the like are cooled by the air flowing in the case 11 by such a blowing.
【0017】前記第2の室32には回路基板50が収容
されている。回路基板50は、底部材23の下面にねじ
49を介して締め付け固定されており、その中央部分が
前記回転盤36の下面に近接している。回路基板50の
下面には、回転盤36との対向部分に位置して、ロータ
19の回転位置を磁気的に検出するための三つのホール
素子製の検出センサ51a〜51cが設けられている。
検出センサ51a〜51cは図4に示すように前記回路
基板50の下面に120゜の位相差をもって配置されて
いる。したがって、検出センサ51a〜51cにより、
回転盤36の磁極の切り替わりが検出されて、ロータ1
9の回転位置が判別されるとともに、この検出センサ5
1a〜51cの出力は図2に示されたモータ駆動回路に
送出されるようになっている。A circuit board 50 is accommodated in the second chamber 32. The circuit board 50 is fastened and fixed to the lower surface of the bottom member 23 via a screw 49, and a central portion thereof is close to the lower surface of the turntable 36. On the lower surface of the circuit board 50, three Hall element detection sensors 51 a to 51 c for magnetically detecting the rotation position of the rotor 19 are provided at a portion facing the rotating disk 36.
The detection sensors 51a to 51c are arranged on the lower surface of the circuit board 50 with a phase difference of 120 ° as shown in FIG. Therefore, by the detection sensors 51a to 51c,
When the switching of the magnetic pole of the turntable 36 is detected, the rotor 1
9 is determined, and the detection sensor 5
The outputs 1a to 51c are sent to the motor drive circuit shown in FIG.
【0018】回路基板50の下面には、モータ10の温
度を電圧に変換する温度センサ例えば負特性サーミスタ
53が取り付けられている。このサーミスタ53は、検
出センサ51a〜51cの雰囲気温度を検出して、この
モータ10の温度が設定した上限温度を越えないように
するための温度情報を後述する保護回路に送出するもの
である。A temperature sensor for converting the temperature of the motor 10 into a voltage, for example, a negative temperature coefficient thermistor 53 is mounted on the lower surface of the circuit board 50. The thermistor 53 detects the ambient temperature of the detection sensors 51a to 51c and sends temperature information for preventing the temperature of the motor 10 from exceeding a set upper limit temperature to a protection circuit described later.
【0019】図2は前記ブラシレスモータ10の駆動回
路を示している。同図中61は商用交流電源62に接続
されたACーDC変換器としての整流スタックである。
この整流スタック61の出力端は、第1スイッチングト
ランジスタ63のコレクタ・エミッタ間、及び前記エミ
ッタにコレクタが接続された第2スイッチングトランジ
スタ64のコレクタ・エミッタ間を介してグランドに接
続されている。同様に、整流スタック61の出力端は、
第3スイッチングトランジスタ65のコレクタ・エミッ
タ間、及び前記エミッタにコレクタが接続された第4ス
イッチングトランジスタ66のコレクタ・エミッタ間を
介してグランドに接続されているとともに、同出力端
は、第5スイッチングトランジスタ67のコレクタ・エ
ミッタ間、及び前記エミッタにコレクタが接続された第
6スイッチングトランジスタ68のコレクタ・エミッタ
間を介してグランドに接続されている。FIG. 2 shows a drive circuit of the brushless motor 10. In the figure, reference numeral 61 denotes a rectifying stack as an AC-DC converter connected to a commercial AC power supply 62.
The output terminal of the rectifying stack 61 is connected to the ground via the collector and the emitter of the first switching transistor 63 and the collector and the emitter of the second switching transistor 64 whose collector is connected to the emitter. Similarly, the output end of the rectification stack 61 is
The third switching transistor 65 is connected to the ground via the collector and the emitter of the third switching transistor 65 and between the collector and the emitter of the fourth switching transistor 66 whose collector is connected to the emitter. The sixth switching transistor 68 whose collector is connected to the emitter is connected to the ground via the collector and the emitter of the sixth switching transistor 68.
【0020】前記駆動コイル17aは、第1スイッチン
グトランジスタ63のエミッタと第2スイッチングトラ
ンジスタ64のコレクタとの接続点に接続されている。
同様に前記駆動コイル17bは、第3スイッチングトラ
ンジスタ65のエミッタと第4スイッチングトランジス
タ66のコレクタとの接続点に接続されているととも
に、前記駆動コイル17cは、第5スイッチングトラン
ジスタ67のエミッタと第6スイッチングトランジスタ
68のコレクタとの接続点に接続されている。The drive coil 17a is connected to a connection point between the emitter of the first switching transistor 63 and the collector of the second switching transistor 64.
Similarly, the driving coil 17b is connected to a connection point between the emitter of the third switching transistor 65 and the collector of the fourth switching transistor 66, and the driving coil 17c is connected to the emitter of the fifth switching transistor 67 and the sixth switching transistor 67. It is connected to the connection point of the switching transistor 68 with the collector.
【0021】前記検出センサ51a〜51cの出力端は
夫々信号分配回路69に接続されている。この回路69
はICからなり、各トランジスタ63〜68の数と同数
の出力端を有し、これらは各トランジスタ63〜68に
夫々別々に対応して設けられたアンドゲート70〜75
の一方の入力端に接続されている。各アンドゲート70
〜75の他方の入力端には保護回路81の出力端が夫々
接続されている。各アンドゲート70〜75の出力端は
各トランジスタ63〜68のベースの夫々別々に接続さ
れている。The output terminals of the detection sensors 51a to 51c are connected to a signal distribution circuit 69, respectively. This circuit 69
Is composed of ICs and has the same number of output terminals as the number of transistors 63 to 68. These are AND gates 70 to 75 provided respectively corresponding to the transistors 63 to 68, respectively.
Is connected to one of the input terminals. Each AND gate 70
The output terminals of the protection circuit 81 are respectively connected to the other input terminals of .about.75. The output terminals of the AND gates 70 to 75 are separately connected to the bases of the transistors 63 to 68, respectively.
【0022】保護回路81は前記負特性サーミスタ53
とともにモータ保護装置をなすものであり、その構成は
図1に詳しく示されている。この保護回路81は、比較
器82と、第1トランジスタ83と、ロック回路84と
を備えている。The protection circuit 81 is provided with the negative characteristic thermistor 53.
Together with a motor protection device, the configuration of which is shown in detail in FIG. The protection circuit 81 includes a comparator 82, a first transistor 83, and a lock circuit 84.
【0023】比較器82の反転入力(マイナス)端子に
は、負特性サーミスタ53が接続されているとともに、
抵抗85を介してプラス電源端子が接続されている。比
較器82の非反転入力(プラス)端子には、プラス電源
端子とグランド間に接続された可変抵抗85と抵抗86
とからなる基準電圧設定回路87における前記両抵抗8
5,86の相互接続点が接続されている。基準電圧設定
回路87は、その可変抵抗85の抵抗値を変化させるこ
とにより、前記ブラシレスモータ10の上限温度に対応
する値の基準電圧を任意に定めて、それを比較器82の
非反転入力端子に設定するものである。A negative characteristic thermistor 53 is connected to an inverting input (minus) terminal of the comparator 82.
A positive power supply terminal is connected via a resistor 85. A non-inverting input (plus) terminal of the comparator 82 has a variable resistor 85 and a resistor 86 connected between a plus power supply terminal and the ground.
The two resistors 8 in the reference voltage setting circuit 87
5,86 interconnection points are connected. The reference voltage setting circuit 87 arbitrarily determines a reference voltage having a value corresponding to the upper limit temperature of the brushless motor 10 by changing the resistance value of the variable resistor 85, and outputs the reference voltage to the non-inverting input terminal of the comparator 82. Is set to
【0024】第1トランジスタ83のベースは比較器8
2の出力端に抵抗95を介して接続されている。このト
ランジスタ83のエミッタはグランドに接続されている
とともに、コレクタは抵抗88を介してプラス電源端子
93に接続されている。さらに、第1トランジスタ83
のコレクタは制御端子83aに接続され、この端子83
a前記モータ駆動回路のアンドゲート70〜75の他方
の入力端に夫々接続されている。The base of the first transistor 83 is a comparator 8
2 is connected via a resistor 95 to the output terminal. The emitter of the transistor 83 is connected to the ground , and the collector is connected to a positive power supply terminal 93 via a resistor 88. Further, the first transistor 83
Is connected to a control terminal 83a.
aThey are connected to the other input terminals of the AND gates 70 to 75 of the motor drive circuit, respectively.
【0025】ロック回路84は、抵抗89と、ダイオー
ド90と、第2トランジスタ91とから形成されてい
る。抵抗89の一端は比較器82の反転入力端子に接続
され、他端はダイオード90のアノードに接続されてい
る。ダイオード90のカソードは、第2トランジスタ9
1のコレクタ・エミッタ間を介してグランドに接続され
ている。第2トランジスタ91のベースは比較器82の
出力端に抵抗92を介して接続されている。このロック
回路84の抵抗89とダイオード90との合計抵抗値
は、第2トランジスタ91がオン状態にある時に、比較
器82の非反転入力端子の電圧が反転入力端子の基準電
圧より小さく維持されるような値に設定される。The lock circuit 84 includes a resistor 89, a diode 90, and a second transistor 91. One end of the resistor 89 is connected to the inverting input terminal of the comparator 82, and the other end is connected to the anode of the diode 90. The cathode of the diode 90 is connected to the second transistor 9
It is connected to ground via one collector and emitter. The base of the second transistor 91 is connected to the output terminal of the comparator 82 via the resistor 92. The total resistance of the resistor 89 and the diode 90 of the lock circuit 84 is such that the voltage at the non-inverting input terminal of the comparator 82 is kept lower than the reference voltage at the inverting input terminal when the second transistor 91 is on. Is set to such a value.
【0026】そして、第2トランジスタ91のコレクタ
は表示回路を介してプラス電源端子に接続されている。
表示回路は抵抗96と発光ダイオード97とで形成され
ている。なお、図1および図2に示されたモータ駆動回
路と保護回路81とは、前記ケース11の外部に配置さ
れた図示しない制御盤に設けられている。The collector of the second transistor 91 is connected to a positive power supply terminal via a display circuit.
The display circuit is formed by a resistor 96 and a light emitting diode 97. The motor drive circuit and the protection circuit 81 shown in FIGS. 1 and 2 are provided on a control panel (not shown) arranged outside the case 11.
【0027】前記構成において電源を投入すると、その
時点ではブラシレスモータ10は常温であるとともに、
モータ温度を検出する負特性サーミスタ53の抵抗値は
通常400KΩ程度であるため、このサーミスタ53から
の出力電圧は、比較器82に設定された基準電圧よりも
当然に大きい。When the power is turned on in the above configuration, the brushless motor 10 is at room temperature at that time,
Since the resistance value of the negative characteristic thermistor 53 for detecting the motor temperature is usually about 400 KΩ, the output voltage from the thermistor 53 is naturally higher than the reference voltage set in the comparator 82.
【0028】そのため、比較器82の比較出力はローレ
ベルであり、第1トランジスタ83、および第2トラン
ジスタ91はいずれもオフ状態を維持する。したがっ
て、プラス電源端子93に接続された制御端子83aは
ハイレベル状態にあり、その電源電圧が各アンドゲート
70〜75に供給されるから、図2のモータ駆動回路は
動作される。Therefore, the comparison output of the comparator 82 is at the low level, and both the first transistor 83 and the second transistor 91 maintain the off state. Therefore, the control terminal 83a connected to the positive power supply terminal 93 is at a high level, and the power supply voltage is supplied to each of the AND gates 70 to 75, so that the motor drive circuit of FIG. 2 operates.
【0029】すなわち、検出センサ51a〜51cによ
るロータ19の位置検出に基づく駆動信号が、信号分配
回路69を介して入力された二つのアンドゲートが開い
て、それに連なるなスイッチングトランジスタがオンさ
れる。信号分配回路69は、スイッチングトランジスタ
63,65,67の内のいずれか一つと、スイッチング
トランジスタ64,66,68の内のいずれか一つに駆
動信号を供給して、これらをオンさせる動作を、予め決
められた順序にしたがって実行させる。That is, two AND gates input with a drive signal based on the detection of the position of the rotor 19 by the detection sensors 51a to 51c via the signal distribution circuit 69 are opened, and a switching transistor connected thereto is turned on. The signal distribution circuit 69 supplies a drive signal to any one of the switching transistors 63, 65, and 67 and any one of the switching transistors 64, 66, and 68 to perform an operation of turning them on. The program is executed according to a predetermined order.
【0030】そのため、オン動作された二つのスイッチ
ングトランジスタを通して、これらの間に直列に挿入さ
れた二つの駆動コイルに対して、前記整流スタック61
で交流から変換された直流が供給され、ロータ19およ
び送風ファン40の回転が開始される。以下、検出セン
サ51a〜51cによるロータ19の位置検出に基づい
て、駆動コイル17a〜17cが3相バイポーラ駆動に
より励磁されて、このブラシレスモータ10の運転が継
続されるものである。Therefore, the rectifying stack 61 is connected to two drive coils inserted in series between the two switching transistors that are turned on.
The DC converted from the AC is supplied, and the rotation of the rotor 19 and the blower fan 40 is started. Hereinafter, based on the detection of the position of the rotor 19 by the detection sensors 51a to 51c, the drive coils 17a to 17c are excited by three-phase bipolar driving, and the operation of the brushless motor 10 is continued.
【0031】この運転中に例えば吸込み経路が詰まるな
どの原因で定常状態から風量が低下すると、ブラシレス
モータ10のステータ15の温度が上昇される。この温
度上昇に伴い負特性サーミスタ53の温度も上昇するた
め、このサーミスタ53の抵抗値およびそれに対応して
出力電圧が下がる。そして、負特性サーミスタ53の出
力電圧が比較器82に設定された基準電圧より低くなる
と、その時点から比較器82の比較出力がハイレベルと
なり、第1トランジスタ83、および第2トランジスタ
91がいずれもオンされる。During this operation, if the air flow decreases from the steady state due to, for example, a blockage of the suction passage, the temperature of the stator 15 of the brushless motor 10 increases. Since the temperature of the negative characteristic thermistor 53 also rises with this temperature rise, the resistance value of the thermistor 53 and the output voltage correspondingly decrease. Then, when the output voltage of the negative characteristic thermistor 53 becomes lower than the reference voltage set in the comparator 82, the comparison output of the comparator 82 becomes high level from that point, and both the first transistor 83 and the second transistor 91 become active. Turned on.
【0032】そうすると、第1トランジスタ83のオン
により、そのコレクタ・エミッタ間を通してプラス電源
端子93の電源電圧がグランドに落とされて、制御端子
83aがロー状態となる。したがって、各アンドゲート
70〜75がいずれも閉じられるから、各スイッチング
トランジスタ63〜68はいずれもオフして、駆動コイ
ル17a〜17cへの直流の供給が断たれ、ブラシレス
モータ10の運転が停止される。Then, when the first transistor 83 is turned on, the power supply voltage of the positive power supply terminal 93 is dropped to the ground through the collector and the emitter of the first transistor 83, and the control terminal 83a is set to the low state. Therefore, since all the AND gates 70 to 75 are closed, all of the switching transistors 63 to 68 are turned off, the supply of DC to the drive coils 17 a to 17 c is cut off, and the operation of the brushless motor 10 is stopped. You.
【0033】同時に第2トランジスタ91もオンされる
から、比較器82をバイパスしたロック回路84を介し
て比較器82の反転入力端子がグランドに接続される。
そのため、前記モータ10の運転停止後に負特性サーミ
スタ53が冷えてきて、その抵抗値および出力電圧が大
きくなっても、ロック回路84でのバイパスによって比
較器82の反転入力端子の電圧が、基準電圧以上となる
ことが防止される。したがって、比較器82の比較出力
はローレベルのままであるから、運転停止状態を保持で
きる。Since the second transistor 91 is also turned on at the same time, the inverting input terminal of the comparator 82 is connected to the ground via the lock circuit 84 bypassing the comparator 82.
Therefore, even if the negative temperature coefficient thermistor 53 cools down after the operation of the motor 10 is stopped and the resistance value and the output voltage increase, the voltage at the inverting input terminal of the comparator 82 is reduced by the bypass in the lock circuit 84. The above is prevented. Therefore, since the comparison output of the comparator 82 remains at the low level, the operation stop state can be maintained.
【0034】既述のようにして何等かの異常によりブラ
シレスモータ10の風量が正常時よりも著しく低下し
て、モータ10の温度が上昇すると、運転を停止できる
だけでなく、その後の温度低下にも拘らず運転が再開さ
れることがない。したがって、異常状態下でモータ10
が繰返し運転されることがないので、保護動作の信頼性
が高い。As described above, when the air volume of the brushless motor 10 is significantly reduced due to some abnormality and the temperature of the motor 10 rises, not only can the operation be stopped, but also the subsequent temperature decrease. Regardless, operation is not restarted. Therefore, under abnormal conditions, the motor 10
Is not repeatedly operated, so that the reliability of the protection operation is high.
【0035】このモータ10の運転停止状態において
は、前記第2トランジスタ91がオンされると同時に発
光ダイオード97が点灯され、運転停止を報知できる。
しかも、この時発光ダイオード97を点灯させるための
電流が、ロック回路84を逆流して比較器82の反転入
力端子に供給されることは、ロック回路84のダイオー
ド93により防止できる。そのため、既述の運転停止状
態の保持動作を保証できる。When the operation of the motor 10 is stopped, the light emitting diode 97 is turned on at the same time when the second transistor 91 is turned on, so that the stop of the operation can be notified.
Moreover, at this time, the diode 93 of the lock circuit 84 can prevent the current for lighting the light emitting diode 97 from flowing backward through the lock circuit 84 and being supplied to the inverting input terminal of the comparator 82. Therefore, the operation of maintaining the operation stop state described above can be guaranteed.
【0036】そして、電源を切って比較器82をリセッ
トすることにより、前記保持状態を簡単に解消でき、そ
れにより前記保護動作の再開が可能な状態に保護回路8
1を復帰できる。なお、この復帰を電源供給状態で行う
場合には、比較器82の非反転入力端子とグランドとの
間にスイッチを設けて、このスイッチを閉じて非反転入
力端子の電圧を反転入力端子の電圧よりも低くするよう
にしてもよい。Then, by turning off the power and resetting the comparator 82, the holding state can be easily eliminated, and the protection circuit 8 can be restarted so that the protection operation can be resumed.
1 can be restored. When the return is performed in the power supply state, a switch is provided between the non-inverting input terminal of the comparator 82 and the ground, and the switch is closed to change the voltage of the non-inverting input terminal to the voltage of the inverting input terminal. Alternatively, it may be set lower.
【0037】また、前記構成のモ−タ保護装置において
は、温度センサとしての負特性サーミスタ53のみがモ
ータ10に組込まれる。そして、この負特性サーミスタ
53は従来のサーモスタットに比較して遥かに小形であ
るから、モータ10への組込み上有利である。In the motor protection device having the above-described structure, only the negative characteristic thermistor 53 as a temperature sensor is incorporated in the motor 10. Since the negative characteristic thermistor 53 is much smaller than a conventional thermostat, it is advantageous in incorporating it into the motor 10.
【0038】しかも、前記構成のモ−タ保護装置におい
て、モータ10の外部に設置される保護回路61が備え
た比較器82に基準電圧を設定する基準電圧設定回路8
7は、可変抵抗85を有しているので、モータ10の外
部において比較器82の基準電圧を容易に調節でき、し
たがって、保護装置をモータ10から取外して調節をす
る面倒がない。それにより、使用されるブラシレスモー
タ10の使用条件などに応じて、前記基準電圧を変えて
保護装置が動作するモータ温度を任意に設定できる。Further, in the motor protection device having the above-mentioned configuration, the reference voltage setting circuit 8 for setting the reference voltage to the comparator 82 provided in the protection circuit 61 provided outside the motor 10.
7 has a variable resistor 85, so that the reference voltage of the comparator 82 can be easily adjusted outside the motor 10, so that there is no trouble in removing the protection device from the motor 10 and adjusting it. Thereby, the motor temperature at which the protection device operates can be arbitrarily set by changing the reference voltage according to the use conditions of the brushless motor 10 to be used.
【0039】本発明は前記一実施例に制約されない。例
えば、温度センサとしては負特性サーミスタに代えて正
特性サーミスタを用いてもよい。その場合、比較器の出
力端に反転回路を挿入して第1,第2トランジスタに接
続して実施するか、もしくは両トランジスタにPNP型
のものを使用して実施すれば良い。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, a positive temperature coefficient thermistor may be used instead of a negative temperature coefficient thermistor. In that case, an inversion circuit may be inserted into the output terminal of the comparator and connected to the first and second transistors, or a PNP transistor may be used for both transistors.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ブ
ラシレスモータの温度が上昇した場合に、このモータの
運転を自動的に停止させて、その停止状態を保持できる
ので、モータの温度上昇に対する保護動作の信頼性が高
いとともに、比較器の基準電圧の調節により、保護装置
が動作するモータ温度を任意かつ容易に設定でき、しか
も、比較器のリセットにより前記保護動作を任意に再開
させることができる。As described above in detail, according to the present invention, when the temperature of the brushless motor rises, the operation of this motor can be automatically stopped and the stopped state can be maintained. The reliability of the protection operation against the rise is high, and the motor temperature at which the protection device operates can be arbitrarily and easily set by adjusting the reference voltage of the comparator, and the protection operation can be arbitrarily restarted by resetting the comparator. be able to.
【図1】本発明の一実施例に係る保護装置の回路構成を
示す図。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a protection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同実施例に係るモータの駆動回路の構成を示す
図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to the embodiment.
【図3】同実施例に係るモータを備える電動送風機の構
成を示す断面図。FIG. 3 is an exemplary sectional view showing the configuration of an electric blower including the motor according to the embodiment;
【図4】シールド板を除去した状態で図3中矢印Z方向
から見て示す電動送風機の下面図。FIG. 4 is a bottom view of the electric blower as viewed from the direction of arrow Z in FIG. 3 with the shield plate removed.
10…ブラシレスモータ、17a〜17c…駆動コイ
ル、51a〜51c…検出センサ、53…負特性サーミ
スタ(温度センサ)、69…信号分配回路、63〜68
…スイッチングトランジスタ、70〜75…アンドゲー
ト、81…保護回路、82…比較器、83…第1トラン
ジスタ、83、84…ロック回路、85…可変抵抗、8
7…基準電圧設定回路、90…ダイオード、91…第2
トランジスタ、93…プラス電源端子。10: brushless motor, 17a to 17c: drive coil
, 51a to 51c: detection sensor, 53: negative characteristic thermistor (temperature sensor), 69: signal distribution circuit, 63 to 68
... Switching transistor, 70-75 ... And gate, 81 ... Protection circuit, 82 ... Comparator, 83 ... First transistor, 83,84 ... Lock circuit, 85 ... Variable resistance, 8
7 ... Reference voltage setting circuit, 90 ... Diode, 91 ... Second
Transistor, 93 ... plus power supply terminal.
Claims (1)
の出力を信号分配回路を通してモータ駆動回路のアンド
ゲートに入力することにより、駆動コイルに対するスイ
ッチングトランジスタをオン・オフして前記ロータの回
転を制御するモータに取付けられるモータ保護装置であ
って、 モータの温度変化を電圧に変換して出力する温度センサ
と、 可変抵抗を有した基準電圧設定回路が接続され、この回
路により前記モータの上限温度に対応して定められた基
準電圧と前記温度センサの出力電圧とを比較する比較器
と、 前記アンドゲートの入力端にコレクタを接続して設けら
れ、前記基準電圧を前記出力電圧が超えた時にオフされ
るとともに、前記基準電圧を前記出力電圧が超えない時
にオンされて、前記オンの状態にある時に前記モータ駆
動回路の動作を停止させるとともに、前記オフの状態に
ある時に前記モータ駆動回路の動作を許す第1トランジ
スタと、 アノードを前記温度センサと前記比較器との間に接続し
て設けられたダイオード、およびベースに前記比較器の
比較出力が入力されるとともに、コレクタを前記ダイオ
ードのカソードに接続し、かつ、エミッタをグランドに
接続して設けられ、前記基準電圧を前記出力電圧が超え
た時にオフされるとともに、前記基準電圧を前記出力電
圧が超えない時にオンされる第2トランジスタを含むロ
ック回路とを具備したモータ保護装置。An output of a detection sensor for detecting a rotational position of a rotor is input to an AND gate of a motor drive circuit through a signal distribution circuit, thereby turning on / off a switching transistor for a drive coil to control the rotation of the rotor. A motor protection device attached to a motor to be connected, wherein a temperature sensor that converts a temperature change of the motor into a voltage and outputs the voltage and a reference voltage setting circuit having a variable resistor are connected, and the circuit is used to adjust the upper limit temperature of the motor. A comparator for comparing a correspondingly determined reference voltage with the output voltage of the temperature sensor, provided with a collector connected to the input terminal of the AND gate, and turned off when the output voltage exceeds the reference voltage Is turned on when the output voltage does not exceed the reference voltage, and the motor is driven when the output voltage is in the on state. A first transistor that stops the operation of the circuit and allows the operation of the motor drive circuit when in the off state, a diode provided with an anode connected between the temperature sensor and the comparator, and A comparison output of the comparator is input to the base, a collector is connected to the cathode of the diode, and an emitter is connected to the ground. The output is turned off when the output voltage exceeds the reference voltage. And a lock circuit including a second transistor that is turned on when the output voltage does not exceed the reference voltage.
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---|---|---|---|
JP3293227A JP2706586B2 (en) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Motor protection device |
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