JP4696899B2 - DC motor drive control device and pump unit - Google Patents
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Description
本発明は、DCモータ駆動制御装置及びポンプユニットに関する。 The present invention relates to a DC motor drive control device and a pump unit.
従来、直流ブラシレスモータの近傍に設けられたエンコーダによりロータ回転位置を検出し、検出したロータ回転位置の情報に基づいてパルス幅変調制御(以下PWM(Pulse Width Modulation)制御という)を行って、モータを駆動するモータ駆動装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし、従来のモータ駆動装置では、PWM制御の特性上、構成部品の1つであるスイッチング手段(トランジスタなど)を高発熱させてしまい、放熱部品の大型化や高コスト化、さらにはスイッチング手段の短寿命化を招く可能性があった。 However, in the conventional motor drive device, the switching means (transistor, etc.) which is one of the component parts generate high heat due to the characteristics of PWM control, and the heat dissipation parts are increased in size and cost, and further the switching means. There was a possibility of shortening the service life.
本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、構成部品の1つであるスイッチング手段の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段の短寿命化を抑制することが可能なDCモータ駆動制御装置及びポンプユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and by suppressing the high heat generation of the switching means that is one of the component parts, the heat radiation component is increased in size and cost, and the switching means is shortened. It is an object of the present invention to provide a DC motor drive control device and a pump unit that can suppress the lifetime.
本発明のDCモータ駆動制御装置は、DCモータのロータ回転位置を検出し、検出した回転位置に基づいて複数相のモータ巻線への通電状態を決定し、決定した通電状態に基づいてDCモータの駆動制御を行うものである。 A DC motor drive control device according to the present invention detects a rotor rotational position of a DC motor, determines an energization state to a plurality of phases of motor windings based on the detected rotation position, and determines a DC motor based on the determined energization state. The drive control is performed.
このDCモータ駆動制御装置は、DCモータを停止状態から運転させる場合に、パルス幅変調制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、ピーク電流制御を行う第1制御手段を備えている。この第1制御手段は、PWMピーク電流制御として、0%を超え100%を下回るデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、ピーク電流制御として、100%のデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第2所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、モータ巻線に供給された電流を電圧に変換したときの第1電圧値とDCモータの目標回転数に応じた大きさの第2電圧値とを比較することで、モータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値または第2所定電流値に達したことを判断して、モータ巻線への電流供給を停止し、DCモータの目標回転数が高くなるに従って第2電圧値を大きくすると共に、目標回転数が所定値未満の場合における第2電圧値の増加率を、目標回転数が所定値以上の場合における第2所定電圧値の増加率よりも高くする。 This DC motor drive control device includes first control means for performing peak width control after performing pulse width modulation control and then performing PWM peak current control when the DC motor is operated from a stopped state. In the first control means, as PWM peak current control, current is supplied to the motor windings of a plurality of phases at a duty ratio exceeding 0% and less than 100%, and the value of the current supplied to the motor windings is a first predetermined value. When the current value is reached, control is performed to stop the current supply to the motor winding until the phase of energization to the motor winding is switched, and peak current control is performed to the motor winding of a plurality of phases with a duty ratio of 100%. Control to stop the current supply to the motor winding until the phase of the current supply to the motor winding is switched when the value of the current supplied to the motor winding reaches the second predetermined current value. The motor winding is energized by comparing the first voltage value when the current supplied to the motor winding is converted into a voltage with the second voltage value having a magnitude corresponding to the target rotational speed of the DC motor. The value of the current to be generated is the first predetermined current value or It is determined that the second predetermined current value has been reached, the current supply to the motor winding is stopped, the second voltage value is increased as the target rotational speed of the DC motor is increased, and the target rotational speed is a predetermined value. The increase rate of the second voltage value in the case of less than the predetermined value is set higher than the increase rate of the second predetermined voltage value in the case where the target rotational speed is equal to or greater than the predetermined value.
また、他の発明のDCモータ駆動制御装置は、DCモータを運転状態から停止させる場合に、ピーク電流制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、パルス幅変調制御を行う第2制御手段を備えている。この第2制御手段は、PWMピーク電流制御として、0%を超え100%を下回るデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、ピーク電流制御として、100%のデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第2所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、モータ巻線に供給された電流を電圧に変換したときの第1電圧値とDCモータの目標回転数に応じた大きさの第2電圧値とを比較することで、モータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値または第2所定電流値に達したことを判断して、モータ巻線への電流供給を停止し、DCモータの目標回転数が低くなるに従って第2電圧値を小さくすると共に、目標回転数が所定値未満の場合における第2電圧値の減少率を、目標回転数が所定値以上の場合における第2所定電圧値の減少率よりも高くする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a second control means for performing pulse width modulation control after performing peak current control when the DC motor is stopped from the operating state, and then performing PWM peak current control. It has. As the PWM peak current control, the second control means supplies current to the motor windings of a plurality of phases at a duty ratio exceeding 0% and less than 100%, and the value of the current supplied to the motor windings is a first predetermined value. When the current value is reached, control is performed to stop the current supply to the motor winding until the phase of energization to the motor winding is switched, and peak current control is performed to the motor winding of a plurality of phases with a duty ratio of 100%. Control to stop the current supply to the motor winding until the phase of the current supply to the motor winding is switched when the value of the current supplied to the motor winding reaches the second predetermined current value. The motor winding is energized by comparing the first voltage value when the current supplied to the motor winding is converted into a voltage with the second voltage value having a magnitude corresponding to the target rotational speed of the DC motor. The value of the current to be generated is the first predetermined current value or It is determined that the second predetermined current value has been reached, the current supply to the motor winding is stopped, the second voltage value is decreased as the target rotational speed of the DC motor is lowered, and the target rotational speed is a predetermined value. The decrease rate of the second voltage value in the case of less than the predetermined value is set higher than the decrease rate of the second predetermined voltage value in the case where the target rotational speed is equal to or greater than the predetermined value.
通常のDCモータ駆動制御装置では、DCモータの駆動にあたり、駆動初期段階でPWM制御を行い、その後ピーク電流制御を行って、目標となるモータ回転数を実現するようにしている。 In a normal DC motor drive control device, when a DC motor is driven, PWM control is performed at an initial stage of drive, and then peak current control is performed to achieve a target motor rotation speed.
これに対し、本発明では、DCモータを停止状態から運転させる場合、PWM制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、ピーク電流制御を行うこととしている。すなわち、本発明では、従来PWM制御を行っていた期間においてPWM制御とPWMピーク電流制御とを行うこととなり、PWMピーク電流制御が行われている分だけ、従来と比べスイッチング回数が減少し、スイッチング手段の発熱を抑制することができる。従って、構成部品の1つであるスイッチング手段の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段の短寿命化を抑制することができる。 On the other hand, in the present invention, when the DC motor is operated from a stopped state, PWM control is performed, and then peak current control is performed after performing PWM peak current control. In other words, in the present invention, PWM control and PWM peak current control are performed during the period in which PWM control has been performed in the past, and the number of switching operations is reduced by the amount of PWM peak current control. The heat generation of the means can be suppressed. Therefore, by suppressing the high heat generation of the switching means, which is one of the component parts, it is possible to suppress an increase in size and cost of the heat dissipating parts and a shortening of the life of the switching means.
また、他の発明によれば、DCモータを運転状態から停止させる場合に、ピーク電流制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、PWM制御を行うこととしている。この場合についても上記と同様に従来と比べスイッチング回数が減少し、スイッチング手段の発熱を抑制することができる。従って、構成部品の1つであるスイッチング手段の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段の短寿命化を抑制することができる。 According to another invention, when the DC motor is stopped from the operating state, the peak current control is performed, and then the PWM peak current control is performed, and then the PWM control is performed. Also in this case, similarly to the above, the number of times of switching is reduced compared to the conventional case, and heat generation of the switching means can be suppressed. Therefore, by suppressing the high heat generation of the switching means, which is one of the component parts, it is possible to suppress an increase in size and cost of the heat dissipating parts and a shortening of the life of the switching means.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一又は同様の要素には同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図1は、本発明の第1実施形態に係るポンプユニットを含む液体供給装置の構成図である。同図に示すように、液体供給装置100は、ポンプユニット1と、浴槽101と、第1配管102と、第2配管103と、加熱部104と、第3配管105とからなっている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a liquid supply apparatus including a pump unit according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
ポンプユニット1は、内部に、後述するDCモータ駆動制御装置とDCモータを有しており、DCモータ駆動制御装置によりDCモータを駆動し、DCモータの構成部品であるロータと一体化した羽根車を回転させることにより流体を吸水および吐出を行う構成となっている。液体供給装置100では、このポンプユニット1の駆動により液体が循環するようになっている。
The
浴槽101は、例えば風呂場や温水プール等において用いられるものであって人工大理石やステンレスやFRP(Fiberglass Reinforced Plastics)などから構成され、液体供給装置100において循環させる液体を貯留するものである。この浴槽101の下部側面には流出口101aが設けられ、上部側面には流入口101bが設けられている。浴槽101に貯留される液体は流出口101aから流出した後、流入口101bから浴槽101に戻ってくることとなる。
The
第1配管102は、耐熱塩ビやステンレスなどから構成された配管であり、一端が浴槽101の流出口101aに接続され、他端がポンプユニット1に接続されている。このため、浴槽101の液体は流出口101aから第1配管102を通じてポンプユニット1に至ることとなる。また、第2配管103は、第1配管102と同様に耐熱塩ビやステンレスなどから構成された配管であり、一端がポンプユニット1に接続され、他端が加熱部104に接続されている。このため、ポンプユニット1に流入し吐き出された液体は、第2配管103を通じて加熱部104に至る。
The
加熱部104は、ガス、電気または灯油などを用いて液体を所定の温度に加熱するものであり、例えば図示しない操作パネルなどによって加熱目標となる温度が設定されると、液体がその設定温度となるように加熱する構成となっている。第3配管105は、他の配管102,103と同様に耐熱塩ビやステンレスなどから構成された配管であり、一端が加熱部104に接続され、他端が浴槽101の流入口101bに接続されている。このため、加熱部104にて加熱された液体は第3配管105を通じて浴槽101に戻されることとなる。
The
次に、図2を参照してポンプユニット1の詳細を説明する。図2は、図1に示したポンプユニット1に搭載されるDCモータ等の構成図である。なお、図2において羽根車等の構成は省略するものとする。同図に示すように、ポンプユニット1には、DCモータ10およびDCモータ駆動制御装置20などが搭載されている。DCモータ10は、薄い鉄板(厚さ約0.5mm程度)が積相されたステータ11、このステータ11に巻かれた複数相のモータ巻線、回転子としてのマグネットのロータ12、ロータ12の回転と共に回転しロータ12の回転中心を貫通するように配置された回転軸13、および、ロータ12の回転位置を検出する回転位置検出センサ14などからなっている。ここで、回転位置検出センサ14は、ホールセンサやホールIC(Integrated Circuit)などにより構成される。また、回転位置検出センサ14は、モータ巻線の誘起電圧を利用してロータ12の回転位置を検出する構成であってもよい。
Next, the details of the
このようなDCモータ10では、回転位置検出センサ14によって検出したロータ回転位置の情報がDCモータ駆動制御装置20に送信され、DCモータ駆動制御装置20において複数相のモータ巻線への通電状態が決定され、決定された通電状態に従って複数相のモータ巻線へ電流が供給される。これにより、DCモータ10は、ステータ11が電磁石として作用し、電磁石の磁界とマグネットのロータ12との磁極が吸引・反発してロータ12に回転トルクを発生させることで、駆動することとなる。
In such a
DCモータ駆動制御装置20は、図2に示す電装基盤6に搭載されている。このDCモータ駆動制御装置20は、モータ巻線に電流を供給するにあたり、電流のピーク即ち電流の最大値を制限して所定のモータ出力(回転数)が得られるように調整するようになっている。この制御をピーク電流制御という。より詳しく説明するとピーク電流制御は、複数相のモータ巻線への電流供給をデューティ比100%で行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が所定電流値(第2所定電流値)に達したときにモータ巻線への通電の次回の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御をいう。また、DCモータ駆動制御装置20は、DCモータ10の駆動初期段階においてPWM制御を行うようになっており、DCモータ10の始動をスムーズにさせるようにしている。
The DC motor
さらに、ポンプユニット1には信号入出力部30が設けられ、DCモータ駆動制御装置20には信号入出力部30を通じて各種信号が入出力されるようになっている。具体的に信号入出力部30の信号線31からは、DCモータ10の駆動電圧が入力され、信号線32からは、内部回路の基準電圧(GND)が入力される。また、信号線33からは、DCモータ駆動制御装置20の制御電圧が入力され、信号線34からは、回転目標信号(以下SP信号という)が入力される。ここで、SP信号は、DCモータ10の回転目標となる信号であり、DCモータ駆動制御装置20はSP信号(電圧信号)の大きさに従ってDCモータ10の回転数、すなわちモータ出力を制御することとなる。
Further, the
図3は、図2に示したDCモータ駆動制御装置20の詳細構成図である。図3に示すように、DCモータ駆動制御装置20は、増幅器21およびコントロールIC22を備えている。増幅器21の非反転入力端子にはSP信号が入力されるようになっており、増幅器21は、入力したSP信号を抵抗R1,R2の比率で増幅するようになっている。この増幅された電圧信号Vo(sp)はコントロールIC22に入力される。ここで、SP信号の電圧値をViとした場合、電圧信号Vo(sp)は、Vo(sp)=(1+R2/R1)×Viで表すことができる。
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of the DC motor
コントロールIC22は、信号線33から制御電圧を入力して動作するものであり、入力した電圧信号Vo(sp)の大きさに応じてDCモータ10の出力を制御するようになっている。また、コントロールIC22は、内部に電源回路を備えており、接続されるコンデンサCを充電することで、基準電圧を生成するようになっている。さらに、コントロールIC22には、回転位置検出センサ14からの信号が入力される。コントロールIC22は、この回転位置検出センサ14により検出されるロータ位置に基づいて、モータ巻線への通電状態を変更する構成となっている。この通電状態を変更する際、コントロールIC22は、スイッチング手段23を構成する各FET(Field Effect Transistor)にオンオフ制御信号を出力し、FETをオン状態とオフ状態とで切り替えるようになっている。
The
また、コントロールIC22とスイッチング手段23の上側アームFET群23aとの間には、相毎にブートストラップ回路24が設けられている。ブートストラップ回路24は、コントロールIC22から出力される各FETのオン信号を、信号線33からの駆動電圧の電圧レベルまでレベルシフトする回路である。このため、コントロールIC22から出力される各FETのオン信号はブートストラップ回路24によって制御電圧まで高められたうえでFETをオンすることとなる。なお、下側アームFET群23bとの間にはブートストラップ回路24は設けられていない。
A
また、DCモータ駆動制御装置20は増幅器25を備えている。増幅器25の非反転入力端子にはシャント抵抗R3が接続され、このシャント抵抗R3にはモータ巻線に流れた電流Imが流れるようになっている。このため、増幅器25の非反転入力端子には(Im×R3)の値の電圧が入力される。また、増幅器25の反転入力端子には抵抗R4,R5が接続されており、増幅器25は電圧(Im×R3)を抵抗R4,R5の比率で増幅する構成となっている。このため、増幅後の電圧信号Vo(im)は、Vo(im)=(1+R5/R4)×Im×R3で表すことができる。なお、増幅後の電圧信号Vo(im)は、モータ巻線に供給された電流を電圧に変換したときの第1電圧値に該当する。
Further, the DC motor
また、増幅後の電圧信号Vo(im)は、比較器26の非反転入力端子に入力される。比較器26は上記した基準電圧を電源電圧とし、反転入力端子には、SP信号を抵抗R6,R7で分圧した電圧信号Vi(sp)が入力される。なお、この電圧信号Vi(sp)は、DCモータ10の回転数に応じた大きさの第2電圧値に該当する。
The amplified voltage signal Vo (im) is input to the non-inverting input terminal of the
比較器26は、上記の電圧信号Vi(sp),Vo(im)を比較する。そして、比較器26は、Vi(sp)>Vo(im)の場合、Lレベルの電圧信号Vo(si)を出力し、Vi(sp)≦Vo(im)の場合、Hレベルの電圧信号Vo(si)を出力する。なお、抵抗R6,R7の接続点Aには抵抗R8の一端が接続され、抵抗R8の他端からは基準電圧が供給されるようになっている。この抵抗R8は、抵抗値が抵抗R7の約10倍程度とされている。
The
また、上記電圧信号Vo(si)はラッチ回路27に入力される。ラッチ回路27は、Hレベルの電圧信号Vo(si)が入力するとラッチ状態となる。ラッチ回路27がラッチ状態となると、コントロールIC22からの上側アームFET群23aへ供給されるオンオフ制御信号は、コントロールIC22からブートストラップ回路24との間に接続されるダイオードを介してグランドGまで至ることとなる。このため、ラッチ回路27にHレベルの電圧信号Vo(si)が入力されてラッチ状態となった場合、上側アームFET群23aのFETはすべてオフ状態となり、モータ巻線には電流が流れないこととなる。
The voltage signal Vo (si) is input to the
ここで、上記コントロールIC22は、相切替のタイミング毎にラッチ回路27に対して回転信号Sを出力するようになっている。ラッチ回路27は、この回転信号Sを入力すると、ラッチ状態を解除するようになっている。これにより、コントロールIC22からのオンオフ制御信号は、上側アームFET群23aに至ることとなる。
Here, the
次に、DCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の駆動の様子を説明する。図4は、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の駆動の様子を示すタイムチャートであり、(a)はPWMキャリア信号と電圧信号Vo(sp)とを示し、(b)は上側アームFET群23aに入力されるオンオフ制御信号を示している。なお、図4(a)および(b)において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。
Next, how the
まず、図4(a)に示すように、PWMキャリア信号は振幅範囲2〜5〔V〕とする3角波形である。そして、DCモータ10の回転目標となるSP信号がDCモータ駆動制御装置20に入力し、このSP信号が増幅器21によって増幅され、増幅された電圧信号Vo(sp)が時間t1においてコントロールIC22に入力する。この電圧信号Vo(sp)は、時間t2に至るまで比例的に電圧値が増加し、時間t2以降は一定電圧値(すなわち、回転目標に対応した電圧値)を保つ。
First, as shown in FIG. 4A, the PWM carrier signal has a triangular waveform with an amplitude range of 2 to 5 [V]. Then, the SP signal that is the rotation target of the
図4(a)に示すように、電圧信号Vo(sp)は時間t3までPWMキャリア信号の電圧値未満であり、図4(b)に示すように、上側アームFET群23aのオンオフ制御信号はLレベルとなる。これにより、DCモータ10は駆動しないこととなる。
As shown in FIG. 4A, the voltage signal Vo (sp) is less than the voltage value of the PWM carrier signal until time t3. As shown in FIG. 4B, the on / off control signal of the upper
その後、時間t3において、電圧信号Vo(sp)がPWMキャリア信号の電圧値に達する。これにより、上側アームFET群23aのFETのうち、いずれかの相のFETについてのオンオフ制御信号はHレベルとなり、DCモータ10の駆動が開始する。以降、時間t4に至るまでこの状態を維持する。
Thereafter, at time t3, the voltage signal Vo (sp) reaches the voltage value of the PWM carrier signal. As a result, the on / off control signal for the FET of any phase among the FETs of the upper
ところが、時間t4において再度電圧信号Vo(sp)がPWMキャリア信号の電圧値未満となる。故に、上側アームFET群23aのオンオフ制御信号は再度Lレベルとなる。そして、時間t5に至るまでオンオフ制御信号はHレベルとLレベルとの間で交互に変化することとなる。すなわち、時間t3〜t5の期間において、DCモータ駆動制御装置20はPWM制御を実行することとなる。
However, the voltage signal Vo (sp) again becomes less than the voltage value of the PWM carrier signal at time t4. Therefore, the on / off control signal of the upper
ここで、電圧信号Vo(sp)の電圧値は、時間t3〜t5の期間においても徐々に上昇している。このため、オンオフ制御信号はHレベルの期間が徐々に長くなる(オンオフ制御信号はLレベルの期間が徐々に短くなる)。すなわち図4(b)に示すようにオンオフ制御信号がHレベルとなる期間P1よりもその後にHレベルとなる期間P2の方が長くなる。同様に期間P2よりも期間P3が、期間P3よりも期間P4が長くなる。このように、PWM制御を行う時間t3〜t5の期間では、デューティ比が徐々に大きくなっていく。 Here, the voltage value of the voltage signal Vo (sp) gradually increases during the period of time t3 to t5. For this reason, the ON / OFF control signal is gradually increased in the H level period (the ON / OFF control signal is gradually decreased in the L level period). That is, as shown in FIG. 4B, the period P2 in which the ON / OFF control signal becomes H level after that becomes longer than the period P1 in which the ON / OFF control signal becomes H level. Similarly, the period P3 is longer than the period P2, and the period P4 is longer than the period P3. Thus, the duty ratio gradually increases during the period from time t3 to t5 when the PWM control is performed.
そして、時間t5以降となると、電圧信号Vo(sp)がPWMキャリア信号の電圧値未満となることがなく、上側アームFET群23aのFETのうち、いずれかの相のFETについてのオンオフ制御信号はHレベルとなる。なお、DCモータ駆動制御装置20は、時間t5以降においてモータ巻線に流れる電流値を制限するピーク電流制御を行うことで、目標となるモータ回転数を実現することとなる。
Then, after time t5, the voltage signal Vo (sp) does not become less than the voltage value of the PWM carrier signal, and the on / off control signal for the FET of any phase among the FETs of the upper
以上がDCモータ駆動制御装置20の制御であるが、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20では、図4に示した時間t3〜t5の期間において、PWM制御だけでなく、PWM制御とピーク電流制御との同時制御に該当するPWMピーク電流制御を行うようになっている。以下、図5を参照してPWMピーク電流制御を説明する。なお、図5では、PWMピーク電流制御の他に、ピーク電流制御およびPWM制御についても説明する。
The above is the control of the DC motor
図5は、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によりDCモータ10を始動させるときの詳細動作を示すタイムチャートであり、(a)はDCモータ10の停止状態における電圧の様子を示し、(b)はPWM制御での電圧の様子を示し、(c)はPWMピーク電流制御での電圧の様子を示し、(d)はピーク電流制御での電圧の様子を示している。なお、図5(a)乃至(d)において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。
FIG. 5 is a time chart showing the detailed operation when starting the
まず、DCモータ10は停止しているとする。このとき、図5(a)に示すように、比較器26の反転入力端子には基準電圧を抵抗R7,R8で分圧した電圧信号Vi(sp)(すなわち、図5(a)に示す電圧V1)が入力される。一方、DCモータ10が停止しているため、モータ巻線に流れる電流Imは「0」であり、比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vo(im)は「0」となる。よって、比較器26からはLレベルの電圧信号Vo(si)が出力されることとなり、ラッチ回路27はラッチ状態となることがない。
First, it is assumed that the
次に、DCモータ10を駆動させるべく、DCモータ駆動制御装置20にSP信号が入力したとする。ここで、SP信号は、図4に示したように、ある程度の時間を掛けて一定電圧値(目標回転数に対応した電圧値)に達する。故に、SP信号の入力の初期段階では、SP信号はあまり大きい値となっておらず、図5(b)に示すように比較器26の反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)についても電圧V1よりもやや大きい電圧V2となっている。また、この状態において、増幅器21により増幅された電圧信号Vo(sp)は、図4でいうところのPWMキャリア信号の上限値と下限値との間(すなわち図4では5Vと2Vとの間)に収まっており、PWM制御が行われることとなる。なお、PWM制御中において、比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vo(im)は電圧信号Vi(sp)以上とならない。よって、比較器26からはLレベルの電圧信号Vo(si)が出力されることとなり、ラッチ回路27はラッチ状態となることがない。
Next, it is assumed that an SP signal is input to the DC motor
次に、DCモータ駆動制御装置20に入力するSP信号がやや大きくなったとする。このとき、図5(c)に示すようにPWMピーク電流制御が行われる。すなわち、0%を超え100%を下回るデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の次回の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御が行われる。ここで、モータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したか否かの判断は、電圧信号Vo(im)と(第1電圧値と)、電圧信号Vi(sp)と(第2電圧値と)を比較することで行われる。
Next, it is assumed that the SP signal input to the DC motor
PWMピーク電流制御を具体的に説明する。図5(c)の状態において、比較器26の反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)は電圧V2よりもやや大きい電圧V3となっている。この電圧V3に相当する電流値が上記の第1所定電流値に該当する。一方、比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vo(im)は時間t11において電圧V3に達する。これにより、比較器26はHレベルの電圧信号Vo(si)を出力し、ラッチ回路27はラッチ状態となり、コントロールIC22からのオンオフ制御信号は、ダイオードおよびラッチ回路27を通じてグランドGに至ることとなる。よって、図5(c)に示すように、時間t11以降、電圧信号Vo(im)は「0」となる。その後、時間t12においてコントロールIC22から、モータ巻線への通電の相切替を示す回転信号Sがラッチ回路27に入力される。これにより、ラッチ回路27のラッチ状態は解除され、再度モータ巻線に電流が供給される。このように、図5(c)の状態では、ピーク電流を制限するピーク電流制御が行われる。
The PWM peak current control will be specifically described. In the state of FIG. 5C, the voltage signal Vi (sp) input to the inverting input terminal of the
さらに、図5(c)の状態では、増幅器21により増幅された電圧信号Vo(sp)は、図4でいうところのPWMキャリア信号の上限値と下限値との間(すなわち図4では5Vと2Vとの間)に収まっており、PWM制御が行われることとなる。このように、図5(c)の状態では、PWM制御とピーク電流制御との同時制御であるPWMピーク電流制御が行われる。なお、時間t12以降については、上記の繰り返しとなる。
Further, in the state of FIG. 5C, the voltage signal Vo (sp) amplified by the
次に、DCモータ駆動制御装置20に入力するSP信号が目標とするモータ回転数に相当する電圧値に到達したとする。このとき、図5(d)に示すようにピーク電流制御が行われる。すなわち、100%のデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第2所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御が行われる。ここで、PWMピーク電流制御と同様に、モータ巻線に通電する電流の値が第2の所定電流値に達したか否かの判断は、電圧信号Vo(im)と(第1電圧値と)、電圧信号Vi(sp)と(第2電圧値と)を比較することで行われる。
Next, it is assumed that the SP signal input to the DC motor
ピーク電流制御を具体的に説明する。図5(d)の状態において、比較器26の反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)は電圧V3よりもやや大きい電圧V4となっている。この電圧V4に相当する電流値が上記の第2所定電流値に該当する。一方、比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vo(im)は時間t21において電圧V4に達する。これにより、比較器26はHレベルの電圧信号Vo(si)を出力し、ラッチ回路27はラッチ状態となる。よって、図5(c)に示すように、時間t21以降、電圧信号Vo(im)は「0」となる。その後、時間t22においてコントロールIC22から、モータ巻線への通電の相切替を示す回転信号Sがラッチ回路27に入力される。これにより、ラッチ回路27のラッチ状態は解除され、再度モータ巻線に電流が供給される。このように、図5(c)の状態では、ピーク電流を制限するピーク電流制御が行われる。
The peak current control will be specifically described. In the state of FIG. 5D, the voltage signal Vi (sp) input to the inverting input terminal of the
なお、図5(c)の状態では、増幅器21により増幅された電圧信号Vo(sp)は、図4でいうところのPWMキャリア信号の上限値を超えており(すなわち図4では5Vを超えており)、PWM制御は行われない。また、時間t22以降については、上記の繰り返しとなる。
In the state of FIG. 5 (c), the voltage signal Vo (sp) amplified by the
ここで、従来では、図5(c)のように、PWM制御とピーク電流制御との同時制御であるPWMピーク電流制御が実行されないようになっている。このため、従来では、PWMピーク電流制御が実行されている期間においてPWM制御が実行されることとなり、FETのスイッチング回数が多くなってしまう。よって、従来では、スイッチング手段23を高発熱させてしまい、放熱部品の大型化や高コスト化、さらにはスイッチング手段23の短寿命化を招く可能性があった。 Here, conventionally, as shown in FIG. 5C, PWM peak current control, which is simultaneous control of PWM control and peak current control, is not executed. For this reason, conventionally, PWM control is executed during a period in which PWM peak current control is executed, and the number of switching times of the FET increases. Therefore, conventionally, the switching means 23 generates a large amount of heat, which may lead to an increase in the size and cost of the heat dissipating component and a shortened life of the switching means 23.
これに対し、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20では、PWMピーク電流制御を実行するため、スイッチング回数が減少し(すなわち、図5(c)で言えば、時間t11から時間t12の間のスイッチングが行われなくなり)、発熱が抑制されることとなる。これにより、本実施形態では、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段23の短寿命化を抑制することができる。
On the other hand, in the DC motor
さらに、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20は上記のような発熱抑制等の他に以下の効果を有している。図6は、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の始動の様子および従来技術のDCモータ駆動制御装置によるDCモータのを始動の様子を示すグラフである。なお、図6において縦軸はモータ巻線に流れる電流を示し、横軸は電圧信号Vo(sp)を示している。また、図6において、実線は本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の始動の様子を示し、破線は従来技術に係るDCモータ駆動制御装置によるDCモータの始動の様子を示している。さらに、図6において従来技術のDCモータ駆動制御装置は、電圧信号Vo(sp)が約0.6V未満でモータ停止状態であり、約0.6以上3.1V未満でPWM制御を行い、3.1V以上でピーク電流制御を行う。また、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20は、電圧信号Vo(sp)が約0.6V未満でモータ停止状態であり、約0.6以上1.7V未満でPWM制御を行い、1.7V以上3.1V未満でPWMピーク電流制御を行い、3.1V以上でピーク電流制御を行う。
Furthermore, the DC motor
従来技術のDCモータ駆動制御装置によるDCモータの駆動制御では、図6に示すように、電圧信号Vo(sp)の上昇時において、一時的且つ急激な電流低下によるモータトルクの低下、またモータトルクの低下によるロータ12の脱腸を生じる可能性があった。そして、モータトルクが低下した場合には、滑らか且つ確実なDCモータの起動を期待することができなかった。
In the DC motor drive control by the conventional DC motor drive control device, as shown in FIG. 6, when the voltage signal Vo (sp) rises, the motor torque decreases due to a temporary and rapid current drop, and the motor torque There was a possibility of causing the ileum of the
これに対し、本実施形態では、PWM制御からピーク電流制御に移行する過渡期間において、PWMピーク電流制御が介在されているため、一時的且つ急激な電流低下が生じることなく、モータ巻線に流れる電流の値は、電圧信号Vo(sp)が大きくなるに従って増加していく。これにより、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20では、滑らか且つ確実なDCモータ10の起動を行うことができる。以上、本実施形態では、スイッチング手段23の発熱抑制の他、滑らか且つ確実なDCモータ10の起動を行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, the PWM peak current control is interposed during the transition period from the PWM control to the peak current control, so that the current flows through the motor winding without causing a temporary and rapid current drop. The value of the current increases as the voltage signal Vo (sp) increases. Thereby, in the DC motor
このようにして、本実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によれば、DCモータ10を停止状態から運転させる場合、PWM制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、ピーク電流制御を行うこととしている。すなわち、本実施形態では、従来PWM制御を行っていた期間においてPWM制御とPWMピーク電流制御とを行うこととなり、PWMピーク電流制御が行われている分だけ、従来と比べスイッチング回数が減少し、スイッチング手段23の発熱を抑制することができる。従って、構成部品の1つであるスイッチング手段23の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段23の短寿命化を抑制することができる。
As described above, according to the DC motor
また、DCモータ10を運転状態から停止させる場合に、ピーク電流制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、PWM制御を行うこととしている。この場合についても上記と同様に従来と比べスイッチング回数が減少し、スイッチング手段23の発熱を抑制することができる。従って、構成部品の1つであるスイッチング手段23の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段23の短寿命化を抑制することができる。
In addition, when the
さらに、本実施形態に係るポンプユニット1によれば、滑らか且つ確実なDCモータ10の起動により安定的な流体の吸水および吐出を行うことができる。
Furthermore, according to the
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態に係るポンプユニット1は、第1実施形態のものと同様であるが、DCモータ駆動制御装置20の構成が第1実施形態のものと異なっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The
図7は、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20の構成図である。同図に示すように、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20では、増幅器21によって増幅された電圧信号Vo(sp)がダイオードおよび抵抗R9を介して比較器26の非反転入力端子に入力される。これにより、第2実施形態では、比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)に変化を持たせている。
FIG. 7 is a configuration diagram of the DC motor
図8は、各種電圧の関係を示すグラフであり、(a)は電圧信号Vo(sp)および各分圧値などを示し、(b)は比較器26の非反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)を示している。なお、図8において、抵抗R1,R2の抵抗値は等しいものとする。また、基準電圧は7.5Vであり、抵抗R6,R7,R9は抵抗値が等しく、抵抗R8は抵抗R7の約9倍の抵抗値を有するものとする。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between various voltages, where (a) shows the voltage signal Vo (sp) and each divided value, and (b) shows the voltage signal input to the non-inverting input terminal of the
まず、図8(a)に示すように、増幅器21は、入力したSP信号を約2倍の電圧値に増幅する。すなわち、2VのSP信号が入力されると電圧信号Vo(sp)は4Vとなり、3VのSP信号が入力されると電圧信号Vo(sp)は6Vとなる。なお、SP信号が3Vに達した時点で電圧信号Vo(sp)は6Vとなり増幅器21は飽和状態となる。これにより、SP信号を3V以上にしたとしても、電圧信号Vo(sp)は6Vを維持することとなる。
First, as shown in FIG. 8A, the
また、基準電圧は7.5Vであり、抵抗R8は抵抗R7の約9倍の抵抗値を有するため、図8(a)に示すように、抵抗R7、R8の分圧値は0.75Vとなる。また、抵抗R6,R7は抵抗値が等しいため、抵抗R6,R7の分圧値はSP信号の電圧値の1/2となる。すなわち、抵抗R6,R7の分圧値はSP信号の増加に伴って比例的に増加すると共に、SP信号が6Vとなると抵抗R6,R7の分圧値は3Vとなる。さらに、抵抗R7,R9の分圧値は抵抗R7,R9の抵抗値が等しいことから電圧信号Vo(sp)の1/2となる。すなわち、抵抗R7,R9の分圧値は電圧信号Vo(sp)が6Vのときに3Vとなり、3V以上には上昇しない。 Further, the reference voltage is 7.5V, and the resistor R8 has a resistance value about nine times that of the resistor R7. Therefore, as shown in FIG. 8A, the divided voltage value of the resistors R7 and R8 is 0.75V. Become. Further, since the resistance values of the resistors R6 and R7 are equal, the divided voltage value of the resistors R6 and R7 is ½ of the voltage value of the SP signal. That is, the divided voltage values of the resistors R6 and R7 increase proportionally with the increase of the SP signal, and when the SP signal becomes 6V, the divided voltage values of the resistors R6 and R7 become 3V. Further, the divided voltage values of the resistors R7 and R9 are ½ of the voltage signal Vo (sp) because the resistance values of the resistors R7 and R9 are equal. That is, the divided voltage value of the resistors R7 and R9 is 3V when the voltage signal Vo (sp) is 6V, and does not increase above 3V.
ここで、比較器26の反転入力端子に入力する電圧信号Vi(sp)は、第1実施形態の場合、図8(b)の破線に示すようになる。すなわち、第1実施形態において電圧信号Vi(sp)は、抵抗R7,R8の分圧値と抵抗R6,R7の分圧値との関係から定まり、SP信号の電圧値が約1V未満の場合に0.75Vとなる。また、SP信号の電圧値が約1V以上の場合、電圧信号Vi(sp)は、SP信号が1V増加するごとに0.45V増加するようになっている。このように、第1実施形態において電圧信号Vi(sp)は、SP信号の電圧値が約1V以上の場合に、一定の増加率を有することとなる。
Here, the voltage signal Vi (sp) input to the inverting input terminal of the
これに対し、第2実施形態において電圧信号Vi(sp)は、図8(b)の実線に示すように、増加率は一定となっていない。具体的に説明すると、第2実施形態において電圧信号Vi(sp)は、抵抗R7,R8の分圧値と抵抗R6,R7の分圧値と抵抗R7,R9の分圧値との関係から定まり、SP信号の電圧値が約0.75V未満の場合では0.75Vとなる。また、SP信号の電圧値が約0.75V以上の場合、電圧信号Vi(sp)はSP信号が1V増加するごとに約0.6V増加するようになっている。さらに、SP信号の電圧値が約3V以上の場合、電圧信号Vi(sp)はSP信号が1V増加するごとに約0.25V増加するようになっている。このように、第2実施形態において電圧信号Vi(sp)は、SP信号の電圧値に応じて増加率が異なっている。 On the other hand, in the second embodiment, the increase rate of the voltage signal Vi (sp) is not constant as shown by the solid line in FIG. Specifically, in the second embodiment, the voltage signal Vi (sp) is determined from the relationship between the divided values of the resistors R7 and R8, the divided values of the resistors R6 and R7, and the divided values of the resistors R7 and R9. When the voltage value of the SP signal is less than about 0.75V, it becomes 0.75V. When the voltage value of the SP signal is about 0.75 V or more, the voltage signal Vi (sp) is increased by about 0.6 V every time the SP signal is increased by 1 V. Further, when the voltage value of the SP signal is about 3V or more, the voltage signal Vi (sp) increases by about 0.25V every time the SP signal increases by 1V. Thus, in the second embodiment, the increase rate of the voltage signal Vi (sp) varies depending on the voltage value of the SP signal.
ここで、SP信号の大きさは、DCモータ10の目標回転数を示す。このため、第2実施形態では、DCモータ10の目標回転数が高くなるに従って電圧信号Vi(sp)の値を大きくするだけでなく、目標回転数が所定値未満であるときの電圧信号Vi(sp)の値の増加率を、目標回転数が所定値以上であるときの電圧信号Vi(sp)の値の増加率よりも高くすることとなる。これにより、第2実施形態では以下の効果を有する。
Here, the magnitude of the SP signal indicates the target rotational speed of the
図9は、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の始動時の電流値と、第1実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によるDCモータ10の始動時の電流値との比較を示すグラフである。なお、図9において縦軸は電流値を示し、横軸は電圧信号Vo(sp)を示している。
FIG. 9 shows a current value when the
図9の破線に示すように、第1実施形態では電圧信号Vo(sp)の増加に応じて、モータ巻線に供給する電流の値がほぼ比例的に高くなる。これに対し、図9の実線に示すように、第2実施形態ではSP信号が3V以上の区間において電流の値が緩やかに高くなっている。この電流の増加具合は、図8(b)に示したVi(sp)と類似している。すなわち、第1実施形態では、Vi(sp)の傾きが一定であるため、これに併せて電流値の傾きは一定となっている。これに対し、第2実施形態では、SP信号が3V未満においてVi(sp)の傾きが急であり3V以上においてVi(sp)の傾きが緩やかであるため、これに併せて電流値の傾きはSP信号が3V未満において急であり3V以上において緩やかである。 As shown by the broken line in FIG. 9, in the first embodiment, the value of the current supplied to the motor winding increases in proportion to the increase in the voltage signal Vo (sp). On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 9, in the second embodiment, the value of the current gradually increases in the section where the SP signal is 3V or more. This increase in current is similar to Vi (sp) shown in FIG. That is, in the first embodiment, the slope of Vi (sp) is constant, and accordingly, the slope of the current value is constant. On the other hand, in the second embodiment, the slope of Vi (sp) is steep when the SP signal is less than 3V, and the slope of Vi (sp) is gentle when the SP signal is 3V or more. The SP signal is steep when it is less than 3V, and it is moderate when it is 3V or more.
ここで、DCモータ10の出力制御は、SP信号が高い側で困難になるという特徴がある。このため、SP信号が3V以上などの場合には、モータ回転数の制御が困難になる。ところが、第2実施形態では、SP信号が3V以上の区間において、電流値の増加が緩やかになっている。このため、第2実施形態ではSP信号が3V以上の区間においてモータ巻線に流す電流の値を調整しやすくなっており、モータ回転数の制御が困難になり易い区間においてモータ巻線に流す電流を適切に調整してモータ回転数の制御をし易くしている。これにより、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20は、モータ出力の制御精度の向上を図ることができる。
Here, the output control of the
このようにして、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によれば、第1実施形態と同様に、構成部品の1つであるスイッチング手段23の高発熱を抑制することにより、放熱部品の大型化、高コスト化、およびスイッチング手段23の短寿命化を抑制することができる。また、第2実施形態に係るポンプユニット1によれば、第1実施形態と同様に、滑らか且つ確実なDCモータ10の起動により安定的な流体の吸水および吐出を行うことができる
さらに、第2実施形態に係るDCモータ駆動制御装置20によれば、目標回転数が所定値未満であるときの電圧信号Vi(sp)の値の増加率を、目標回転数が所定値以上であるときの電圧信号Vi(sp)の値の増加率よりも高くする。これにより、目標回転数が所定値未満であるときにモータ巻線に多くの電流を流すことができるようになると共に、目標回転数が所定値以上であるときにモータ巻線に流す電流の増加率を緩やかにすることができる。ここで、DCモータ10の出力制御はSP信号が高い側で困難になるという特徴がある。このため、上記の如く、目標回転数が所定値以上であるときにモータ巻線に流す電流の増加率を緩やかにすることで、モータ回転数の制御が困難になり易い区間においてモータ巻線に流す電流を適切に調整してモータ回転数の制御をし易くすることとなる。従って、モータ出力の制御精度の向上を図ることができる。
In this way, according to the DC motor
なお、第2実施形態では、図9に示すようにDCモータ10の始動段階について説明したが、DCモータ10を停止させる場合にも同様にモータ出力の制御精度の向上を図ることができる。すなわち、目標回転数が所定値未満であるときの電圧信号Vi(sp)の値の減少率を、目標回転数が所定値以上であるときの電圧信号Vi(sp)の値の減少率よりも高くすることで、上記と同様にモータ出力の制御精度の向上を図ることができる。
In the second embodiment, the starting stage of the
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that various modifications can be made in accordance with the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from other embodiments.
1…ポンプユニット
10…DCモータ
11…ステータ
12…ロータ
13…回転軸
14…回転位置検出センサ
20…DCモータ駆動制御装置
21…増幅器
22…コントロールIC
23…スイッチング手段
23a…上側アームFET群
23b…下側アームFET群
24…ブートストラップ回路
25…増幅器
26…比較器
27…ラッチ回路
30…信号入出力部
100…液体供給装置
101…浴槽
101a…流出口
101b…流入口
102…第1配管
103…第2配管
104…加熱部
105…第3配管
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Switching means 23a ... Upper
Claims (3)
DCモータを停止状態から運転させる場合に、パルス幅変調制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、ピーク電流制御を行う第1制御手段を備え、
前記第1制御手段は、
前記PWMピーク電流制御として、0%を超え100%を下回るデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、
前記ピーク電流制御として、100%のデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第2所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、
モータ巻線に供給された電流を電圧に変換したときの第1電圧値とDCモータの目標回転数に応じた大きさの第2電圧値とを比較することで、モータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値または第2所定電流値に達したことを判断して、モータ巻線への電流供給を停止し、
DCモータの目標回転数が高くなるに従って前記第2電圧値を大きくすると共に、前記目標回転数が所定値未満の場合における前記第2電圧値の増加率を、前記目標回転数が所定値以上の場合における前記第2所定電圧値の増加率よりも高くする
ことを特徴とするDCモータ駆動制御装置。 A DC motor drive control device that detects a rotor rotational position of a DC motor, determines an energization state to a plurality of phases of motor windings based on the detected rotation position, and performs drive control of the DC motor based on the determined energization state Because
When the DC motor is operated from a stopped state, it comprises a first control means for performing pulse width modulation control and then performing PWM peak current control and then performing peak current control,
The first control means includes
When the PWM peak current control supplies current to the motor windings of a plurality of phases with a duty ratio exceeding 0% and less than 100%, and the value of the current supplied to the motor windings reaches the first predetermined current value Control to stop the current supply to the motor winding until the phase switching point of energization to the motor winding.
As the peak current control, current is supplied to the motor windings of a plurality of phases with a duty ratio of 100%, and when the value of the current supplied to the motor windings reaches the second predetermined current value, There line control to stop the current supply to the motor windings to the phase switching time of the energization,
By comparing the first voltage value when the current supplied to the motor winding is converted into a voltage with the second voltage value having a magnitude corresponding to the target rotational speed of the DC motor, the current passed through the motor winding Determining that the value of the first predetermined current value or the second predetermined current value has been reached, and stopping the current supply to the motor winding,
The second voltage value is increased as the target rotational speed of the DC motor is increased, and the rate of increase of the second voltage value when the target rotational speed is less than a predetermined value is determined. A DC motor drive control device characterized in that it is higher than the increase rate of the second predetermined voltage value in the case .
DCモータを運転状態から停止させる場合に、ピーク電流制御を行い、その後PWMピーク電流制御を行った後に、パルス幅変調制御を行う第2制御手段を備え、
前記第2制御手段は、
前記PWMピーク電流制御として、0%を超え100%を下回るデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、
前記ピーク電流制御として、100%のデューティ比で複数相のモータ巻線への電流供給を行うと共にモータ巻線に通電する電流の値が第2所定電流値に達したときにモータ巻線への通電の相切替時点までモータ巻線への電流供給を停止する制御を行い、
モータ巻線に供給された電流を電圧に変換したときの第1電圧値とDCモータの目標回転数に応じた大きさの第2電圧値とを比較することで、モータ巻線に通電する電流の値が第1所定電流値または第2所定電流値に達したことを判断して、モータ巻線への電流供給を停止し、
DCモータの目標回転数が低くなるに従って前記第2電圧値を小さくすると共に、前記目標回転数が所定値未満の場合における前記第2電圧値の減少率を、前記目標回転数が所定値以上の場合における前記第2所定電圧値の減少率よりも高くする
ことを特徴とするDCモータ駆動制御装置。 A DC motor drive control device that detects a rotor rotational position of a DC motor, determines an energization state to a plurality of phases of motor windings based on the detected rotation position, and performs drive control of the DC motor based on the determined energization state Because
When stopping the DC motor from the operating state, the second motor is provided with a second control unit that performs peak current control and then performs PWM peak current control and then performs pulse width modulation control.
The second control means includes
When the PWM peak current control supplies current to the motor windings of a plurality of phases with a duty ratio exceeding 0% and less than 100%, and the value of the current supplied to the motor windings reaches the first predetermined current value Control to stop the current supply to the motor winding until the phase switching point of energization to the motor winding.
As the peak current control, current is supplied to the motor windings of a plurality of phases with a duty ratio of 100%, and when the value of the current supplied to the motor windings reaches the second predetermined current value, There line control to stop the current supply to the motor windings to the phase switching time of the energization,
By comparing the first voltage value when the current supplied to the motor winding is converted into a voltage with the second voltage value having a magnitude corresponding to the target rotational speed of the DC motor, the current passed through the motor winding Determining that the value of the first predetermined current value or the second predetermined current value has been reached, and stopping the current supply to the motor winding,
The second voltage value is decreased as the target rotational speed of the DC motor becomes lower, and the rate of decrease of the second voltage value when the target rotational speed is less than a predetermined value is set so that the target rotational speed is greater than or equal to the predetermined value. A DC motor drive control device characterized in that it is higher than the decreasing rate of the second predetermined voltage value in the case .
このDCモータ駆動制御装置により駆動されて、前記ロータと一体化した羽根車を回転させることにより液体を吸水および吐出を行うDCモータと、
を備えることを特徴とするポンプユニット。 DC motor drive control device according to claim 1 or 2 ,
A DC motor driven by the DC motor drive control device to absorb and discharge liquid by rotating an impeller integrated with the rotor;
A pump unit comprising:
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---|---|---|---|
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