專利名稱：電動機驅(qū)動系統(tǒng)及電動機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電動機的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，例如能適用于驅(qū)動空調(diào)機的風(fēng)扇的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往有人提出了一種在包含待機時的空調(diào)機的停止時、抑制送風(fēng)機用電動機中的消耗電力的技術(shù)。
例如在以下的專利文獻I中，設(shè)于室內(nèi)控制部的微型計算機單元朝內(nèi)置有電動機驅(qū)動器的PWM直流電動機輸出轉(zhuǎn)速指令。然后，若判斷出轉(zhuǎn)速指令為零，則對電動機是否停止進行判斷。根據(jù)反饋轉(zhuǎn)速信號(轉(zhuǎn)速返回值)來判斷出電動機是否停止。若判斷出電動機停止，則切斷朝PWM直流電動機的供電。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特許第4153586號公報發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
然而，在專利文獻I所記載的技術(shù)中，輸出零的轉(zhuǎn)速指令的微型計算機單元自身在根據(jù)轉(zhuǎn)速返回值確認電動機停止之后，切斷處在朝PWM直流電動機的供電通路中的繼電器。在這樣的控制中，輸出轉(zhuǎn)速指令的微型計算機單元也進行確認電動機停止的判斷處理、用于切斷繼電器的所謂中斷動作等處理。這會導(dǎo)致在軟件方面微型計算機單元的處理產(chǎn)生延遲、以及在硬件方面需增設(shè)用于切斷繼電器的信號端口這樣的問題。
本發(fā)明為避免上述問題而作，其目的在于提供一種以下技術(shù):不用使微型計算機單元進行確認電動機停止的判斷處理、用于切斷繼電器的所謂中斷動作等處理，當電動機實質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)時，不朝驅(qū)動電動機的驅(qū)動電路供給不需要的電力。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第一技術(shù)方案包括:指令值輸出元件(6、7、8)，該指令值輸出元件(6、7、8)輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令(Vspp)的模擬值(Vsp);第一電源線(L1、L2)，該第一電源線(L1、L2)具有第一開關(guān)元件(Kl、K2);驅(qū)動電路(91、92)，該驅(qū)動電路(91、92)經(jīng)由上述第一開關(guān)元件及上述第一電源線被供電，以對供給基于上述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及開關(guān)控制元件(10A、10B)，該開關(guān)控制元件(10A、10B)在上述模擬值低于第一規(guī)定值(Vspb)時將上述第一開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且與上述指令值輸出元件相獨立。
較為理想的是，上述驅(qū)動電路具有朝上述電動機(93)輸出電流的逆變器(92)及控制上述逆變器的驅(qū)動器(91)，上述第一電源線(LI)是朝上述驅(qū)動器供給工作電源的供電通路。
較為理想的是，上述驅(qū)動電路具有朝上述電動機(93)輸出電流的逆變器(92)，上述第一電源線(L2)是朝上述逆變器供給輸入電力的供電通路。
較為理想的是，還包括具有第二開關(guān)元件(K2)的第二電源線(L2)，上述第二電源線是朝上述逆變器(92 )供給輸入電力的供電通路，上述開關(guān)元件在上述模擬值低于第二規(guī)定值時將上述第二開關(guān)元件也設(shè)為非導(dǎo)通。
本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第二技術(shù)方案包括:微型計算機單元(6)，該微型計算機單元(6)輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖信號；電源線(LI)，該電源線(LI)具有開關(guān)元件(Kl);數(shù)模轉(zhuǎn)換器(8)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器(8)經(jīng)由上述開關(guān)元件及上述電源線被供電，以對上述脈沖信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換來輸出模擬值；驅(qū)動電路(91、92)，該驅(qū)動電路(91、92)經(jīng)由上述開關(guān)元件及上述電源線而被供給工作電源，以對供給基于上述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及開關(guān)控制元件(10C)，該開關(guān)控制元件(10C)在上述脈沖信號的積分值低于規(guī)定值時將上述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且該開關(guān)控制元件(IOC)與上述指令值輸出元件相獨立。
較為理想的是，上述電動機驅(qū)動系統(tǒng)包括:微型計算機單元(6)，該微型計算機單元(6)輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖信號；電源線(LI)，該電源線(LI)具有開關(guān)元件(Kl);指令值輸出元件(7、8)，該指令值輸出元件(7、8)經(jīng)由上述開關(guān)元件及上述電源線被供電，以對上述脈沖信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換來輸出模擬值；驅(qū)動電路(91、92 )，該驅(qū)動電路(91、92 )經(jīng)由上述開關(guān)元件及上述電源線而被供給工作電源，以對供給基于上述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及開關(guān)控制元件(10D)，該開關(guān)控制元件(IOD)在因上述脈沖信號超過規(guī)定值而使絕對值增加的信號的積分值低于其它規(guī)定值時將上述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且該開關(guān)控制元件(IOD)與上述指令值輸出元件相獨立。
本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案或第二技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在從朝上述電動機單元(9)開始供電起的規(guī)定期間中，上述脈沖信號的脈沖寬度及占空比與上述規(guī)定期間結(jié)束后比較是較小的。
本發(fā)明的電動機系統(tǒng)包括:上述電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第一至第三技術(shù)方案中的任意技術(shù)方案；以及電動機單元(9),該電動機單元(9)內(nèi)置上述控制電路(91、92)及上述電動機(93)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第一技術(shù)方案，當電動機實質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)時，不將不需要的電力供給至驅(qū)動電路。而且，開關(guān)控制元件與指令值輸出元件獨立地將開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，因此，無需使指令值輸出元件進行指令值輸出元件是否低于第一規(guī)定值的判斷處理、當?shù)陀诘谝灰?guī)定值時進行中斷動作等處理。
根據(jù)本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第二技術(shù)方案，當電動機實質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)時，不會將不需要的電力供給至驅(qū)動電路、指令值輸出元件。而且，開關(guān)控制元件與指令值輸出元件獨立地將開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，因此，無需使指令值輸出元件進行模擬值是否低于規(guī)定值的判斷處理、當?shù)陀诘谝灰?guī)定值時進行中斷動作等處理。
根據(jù)本發(fā)明的電動機驅(qū)動系統(tǒng)的第三技術(shù)方案，從驅(qū)動電路被供電至其功能正常發(fā)揮為止能爭取更多的時間。
通過以下詳細的說明和附圖，本發(fā)明的目的、特征、情形及優(yōu)點會變得更加清楚。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是例示出數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖3是例示出能作為電壓檢測電路采用的電路等的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是表示采用復(fù)位集成電路作為電壓檢測電路的情況的電路圖。
圖5是表示模擬指令值轉(zhuǎn)變時的較為理想的形態(tài)的圖表。
圖6是例示出第二規(guī)定值比第一規(guī)定值小的情況的圖表。
圖7是例示出能作為電壓檢測電路采用的電路等的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖8是表示本發(fā)明第四實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖9是例示出在本發(fā)明第四實施方式中能作為電路檢測電路采用的電路的電路圖。
圖10是例示出在本發(fā)明第四實施方式中能作為電路檢測電路采用的另一電路的電路圖。
圖11是表示本發(fā)明第五實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖12是表示本發(fā)明第五實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖13是表示未設(shè)置電壓檢測電路及開關(guān)的情況下的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。
具體實施方式
第一實施方式
圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。在圖1中例示出該電動機系統(tǒng)適用于空調(diào)機的情況。該電動機系統(tǒng)具有:驅(qū)動壓縮機(未圖不)的壓縮機用電動機4 ；以及對朝熱交換機送風(fēng)的風(fēng)扇(均未圖示)供給旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇電動機單元9。
風(fēng)扇電動機單元9是電動機單元，例如是驅(qū)動器內(nèi)置型電動機。風(fēng)扇電動機單元9內(nèi)置風(fēng)扇驅(qū)動器91、PWN逆變器92及風(fēng)扇電動機93。然而，風(fēng)扇電動機單元9并不一定需要內(nèi)置風(fēng)扇驅(qū)動器91及PWN逆變器92。風(fēng)扇驅(qū)動器91或風(fēng)扇驅(qū)動器91及PWN逆變器92也可設(shè)于風(fēng)扇電動機單元9的外部。上述風(fēng)扇安裝于風(fēng)扇電動機93。
從工業(yè)電源I供給來的交流電壓被整流電路2暫時整流為第一直流電壓。第一直流電壓被電源線L2通過開關(guān)K2供給(供電)至PWM逆變器92。具體而言，風(fēng)扇電動機單元9具有端子902，端子902與PWM逆變器92的高壓側(cè)連接。此外，電源線L2通過開關(guān)K2與端子902連接。
第一直流電壓被PWM逆變器3轉(zhuǎn)換為交流電壓。此外，該交流電壓被供給至壓縮機用電動機4，以驅(qū)動壓縮機用電動機4。
電源電路5對工業(yè)電源I供給來的交流電力進行整流，以輸出第二直流電壓和第三直流電壓。第二直流電壓被輸出至電源線L3，第三直流電壓被輸出至電源線LI。
MCU (微型計算機單元)6以第二直流電壓作為其工作電壓，并輸出對風(fēng)扇電動機93的旋轉(zhuǎn)速度進行指示的脈沖狀的旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp。
數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8以第三直流電壓作為其工作電壓，對通過光耦合器7獲得旋轉(zhuǎn)速度指令的旋轉(zhuǎn)速度指令進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，以輸出模擬的電壓值(以下暫稱為“模擬指令值”)Vspt5模擬指令值Vsp通過風(fēng)扇電動機單元9所具有的端子903輸入至風(fēng)扇驅(qū)動器91。
能將MCU6、光耦合器7及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8看作輸出風(fēng)扇電動機93的旋轉(zhuǎn)所依據(jù)的模擬指令值Vsp的指令值輸出元件。此外，還能認為風(fēng)扇電動機93供給基于模擬指令值Vsp的旋轉(zhuǎn)。
風(fēng)扇驅(qū)動器91以第三直流電壓為其工作電壓，并根據(jù)模擬指令值Vsp對PWN逆變器92進行控制。第三直流電壓被電源線LI通過開關(guān)Kl供給(供電)至風(fēng)扇驅(qū)動器91。具體而言，風(fēng)扇電動機單元9具有端子901，端子901與風(fēng)扇驅(qū)動器91的高壓側(cè)連接。此外，電源線LI通過開關(guān)Kl與端子901連接。PWN逆變器92朝電動機93輸出電流以使電動機進行旋轉(zhuǎn)動作。由此，能將PWM逆變器92與風(fēng)扇驅(qū)動器91相結(jié)合地看作驅(qū)動電動機93的驅(qū)動電路。
若開關(guān)Kl、K2處于導(dǎo)通狀態(tài)，則通過各個開關(guān)Kl、K2將第三直流電壓及第一直流電壓朝風(fēng)扇電動機單元9供電。利用電壓檢測電路10進行上述開關(guān)K1、K2的導(dǎo)通/非導(dǎo)通的控制。具體而言，若模擬指令值Vsp處于規(guī)定值以上，則使開關(guān)K1、K2導(dǎo)通，若模擬指令值Vsp低于規(guī)定值，則將開關(guān)Κ1、Κ2設(shè)為非導(dǎo)通。這樣，能將對開關(guān)Κ1、Κ2的導(dǎo)通/非導(dǎo)通進行控制的電壓檢測電路10看作與輸出模擬指令值Vsp的指令值輸出元件相獨立的開關(guān)控制元件。能將開關(guān)Κ1、Κ2—起看作開關(guān)元件。在該情況下，可認為上述驅(qū)動電路通過該開關(guān)元件而被供電。
此外，在模擬指令值Vsp低于第一規(guī)定值、且風(fēng)扇電動機單元9實質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)的情況下，電壓檢測電路10將開關(guān)Κ1、Κ2設(shè)為非導(dǎo)通，從而不會將不需要的電力供給至風(fēng)扇電動機單元9。而且，電壓檢測電路10與指令值輸出元件相獨立地將開關(guān)Κ1、Κ2設(shè)為非導(dǎo)通。由此，無需使指令值輸出元件進行是否低于規(guī)定值的判斷處理、低于規(guī)定值時的中斷動作等處理。
圖13是表示未設(shè)置電壓檢測電路10及開關(guān)Κ1、Κ2的情況下的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。此處，參照該結(jié)構(gòu)以作為本實施方式的比較例。在這種結(jié)構(gòu)中，當風(fēng)扇電動機單元9實質(zhì)上未被驅(qū)動時，也朝風(fēng)扇驅(qū)動器91和/或PWM逆變器3供電，因而消耗了不需要的電力。與此相對，在本實施方式中，能避免上述不需要的電力消耗。
當然，也可僅設(shè)置開關(guān)Κ1、Κ2中的任意一方?；蛘?，也可使用于進行開關(guān)Κ1、Κ2的導(dǎo)通/非導(dǎo)通的控制的模擬指令值Vsp的閾值互不相同。例如，也可根據(jù)模擬指令值Vsp是否低于第一規(guī)定值分別將開關(guān)Kl設(shè)為非導(dǎo)通/導(dǎo)通，并根據(jù)模擬指令值Vsp是否低于第二規(guī)定值分別將開關(guān)Κ2設(shè)為非導(dǎo)通/導(dǎo)通。
MCU6的接地利用光耦合器7而與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8、風(fēng)扇電動機單元9及電壓檢測電路10的接地分離。具體而言，光耦合器7的光電二極管7a與MCU6的接地共通，在圖中以三角形表示該接地(以下暫稱為“第一接地”)。另一方面，光耦合器7的光電晶體管7b與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8、風(fēng)扇電動機單元9及電壓檢測電路10彼此的接地共通，在圖中以使用多條橫線的記號來表示該接地(以下暫稱為“第二接地”)。
風(fēng)扇電動機單元9具有端子904。在風(fēng)扇電動機單元9的內(nèi)部，風(fēng)扇驅(qū)動器91的接地側(cè)和PWM逆變器92的接地側(cè)與端子904連接。端子904與第二接地連接。另外，整流電路2的低壓側(cè)也與第二接地連接。
圖2是例示出數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。光耦合器7的光電晶體管7b為npn型，其發(fā)射極與第二接地連接，其集電極通過電阻R81、R82的串聯(lián)連接與電源線LI連接。電阻R81設(shè)于比電阻R82更靠電源線LI側(cè)的位置，在電路R81和電阻R82彼此間的連接點上連接著晶體管Q8的基極。晶體管Q8為pnp型，其發(fā)射極與電源線LI連接。
在電源線LI與第二接地之間直接連接著電阻R84、R85，電阻R84設(shè)于第二接地側(cè)。在電阻R84、R85彼此間的連接點上通過電阻R83連接著晶體管Q8的集電極。另外，在電阻R84上并聯(lián)地設(shè)有電容器C83，在電阻R85上并聯(lián)地設(shè)有二極管D8。二極管D8的陰極與電源線LI連接。
電容器C81連接在光電晶體管7b的集電極一發(fā)射極間。電容器C82連接在晶體管Q8的集電極與第二接地之間。
MCU6輸出的脈沖狀的旋轉(zhuǎn)速度指令在光耦合器7中使光電晶體管7b導(dǎo)通/非導(dǎo)通。
當光電晶體管7b處于非導(dǎo)通時，施加于電源線LI的第三直流電壓與第二接地之間電壓被電阻R84、R85分壓。電阻R85的電阻值被設(shè)定成比電阻R84的電阻值大很多，因此，電容器C83幾乎不被充電。例如，電阻R84、R85的電阻值分別被設(shè)定為IkQ、200k Ω。
另一方面，當光電晶體管7b導(dǎo)通時，第三直流電壓與第二接地之間的電壓被電阻R81、R82分壓。分壓后的電壓作為偏置電壓而被施加至晶體管Q8的基極。例如，電阻R81、82的電阻值被設(shè)定為彼此相同的程度，被設(shè)定為IOkQ。
當對晶體管Q8的基極施加偏置電壓時，晶體管Q8導(dǎo)通。當晶體管Q8導(dǎo)通時，第三直流電壓與第二接地之間的電壓因電阻R83與電阻R85的并聯(lián)連接和電阻R84而被分壓。電阻R83、R84的電阻值被設(shè)定為彼此相同的程度，電阻R85的電阻值被設(shè)定為電阻R83的電阻值的數(shù)倍左右。例如，電阻R85、R84、R83的電阻值分別被設(shè)定為200k Ω、Ik Ω、750 Ω。由此，被電阻R83、R84分壓后的電壓是與第三直流電壓相同程度的等級的電壓，電容器C83被充電。
電容器C83的兩端電壓被輸出作為模擬指令值Vsp。此處，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8的接地和風(fēng)扇電動機單元9的接地均為第二接地，因此，能采用電容器C83的高壓側(cè)的電位作為模擬指令值Vsp。由此，在圖2中，將電阻R83、R84、R85彼此間的連接點與端子903連接。
如上所述，電容器C83作為用于獲得模擬指令值Vsp的積分器起作用，因此，采用例如IOOyF左右的容量值。另一方面，電容器C81、C82是為了去除噪聲而設(shè)的，因此，采用例如IOOOpF左右的容量值。
二極管D8使得不從電源線LI直接朝電容器C83充電，因此，起到了風(fēng)扇電動機單元9的端子903的輸入保護作用。
圖3是例示出能作為電壓檢測電路10采用的電路IOA及開關(guān)Kl(或開關(guān)Κ2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。電路IOA具有在電源線LI與第二接地之間串聯(lián)連接的電阻R101、R102。被電阻R101、R102分壓后的電壓被用作與模擬指令值Vsp的比較基準即規(guī)定值Vspb。
電路IOA還具有比較器G10。比較器GlO根據(jù)模擬指令值Vsp是否處于上述規(guī)定值Vspb以上的比較結(jié)果來分別輸出高電位/低電位。具體而言，模擬指令值Vsp被輸入至比較器GlO的非反相輸入端，規(guī)定值Vspb被輸入至比較器GlO的反相輸入端。
電路IOA還具有npn晶體管QlO及電阻R103。比較器GlO的輸出通過電阻R103被施加至npn晶體管QlO的基極。npn晶體管QlO的發(fā)射極與第二接地連接,從而形成了集電極開路型的輸出段。
開關(guān)Kl具有pnp型晶體管Ql及電阻R1、R2。晶體管Ql的發(fā)射極與電源線LI連接。晶體管Ql的發(fā)射極與基極之間連接有電阻R2，電阻Rl的一端與晶體管Ql的基極連接。晶體管Ql形成集電極開路型的輸出段，晶體管Ql的集電極與端子901連接。
此外，開關(guān)Kl的電阻Rl的另一端與電路IOA的晶體管QlO的集電極連接。藉此，第三直流電壓與第二接地之間的電壓通過電阻R1、R2的串聯(lián)連接被施加至晶體管QlO的集電極一發(fā)射極間。
若比較器GlO的輸出為高電位(即若模擬指令值Vsp處于規(guī)定值Vspb以上),則高電位通過電阻R103被施加至晶體管QlO的基極，使晶體管QlO導(dǎo)通，晶體管Ql的基極電位降低，使晶體管Ql導(dǎo)通。藉此，電源線LI與端子901連接。
若比較器GlO的輸出為低電位(即若模擬指令值Vsp低于規(guī)定值Vspb),則低電位通過電阻R103被施加至晶體管QlO的基極，使晶體管QlO非導(dǎo)通。由此，晶體管Ql的基極電位處于浮動狀態(tài)，晶體管Ql處于非導(dǎo)通。藉此，端子901與電源線LI之間被隔斷。
圖4是采用通稱為復(fù)位集成電路(復(fù)位IC)的電路IOZ作為電壓檢測電路10的情況下的電路圖。能在復(fù)位集成電路IOZ中設(shè)定規(guī)定值Vspb，利用規(guī)定值Vspb與模擬指令值Vsp的比較結(jié)果來控制開關(guān)Kl。
在圖3及圖4中的任意電路中，通過分別將電源線LI替換為電源線L2，并將開關(guān)Kl替換為開關(guān)K2，也能獲得用于進行第一直流電壓向風(fēng)扇電動機單元9的供電及其停止的結(jié)構(gòu)。
第二實施方式
通過采用上述結(jié)構(gòu)，在風(fēng)扇電動機單元9實質(zhì)上停止的狀況下，對風(fēng)扇驅(qū)動器91和/或PWM逆變器92停止供電。在從上述狀況驅(qū)動風(fēng)扇電動機單元9的情況下，即便模擬指令值Vsp處于規(guī)定值Vspb以上而立即朝風(fēng)扇驅(qū)動器91和/或PWM逆變器92供電，它們的功能也可能不會立即正常發(fā)揮。因此，當模擬指令值Vsp從低于規(guī)定值Vspb轉(zhuǎn)變?yōu)槌^該規(guī)定值Vspb的值時，較為理想的是該轉(zhuǎn)變歷時緩慢。
圖5是表示模擬指令值Vsp從低于規(guī)定值Vspb轉(zhuǎn)變?yōu)槌^該規(guī)定值Vspb的值Vsp1、VSP2、VSP3時的較為理想的形態(tài)的圖表。此處，設(shè)為VspI < Vsp2 < Vsp3。另外，值VspO是風(fēng)扇電動機93實質(zhì)上旋轉(zhuǎn)的最低的模擬指令值Vsp。
在圖5中，例示出了在時刻t0從MCU6開始輸出脈沖狀的旋轉(zhuǎn)速度指令的情況。藉此，模擬指令值Vsp在時刻tl達到規(guī)定值Vspb以上。旋轉(zhuǎn)速度指令剛開始(圖5中為時刻tl t3)的脈沖寬度及其占空比較小，由此，當模擬指令值Vsp上升一定程度時，上升速度會變得緩慢。這是由于例如數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8的電容器C83 (圖2)在晶體管Q8斷開時通過電阻R84放電等的原因。
這樣模擬指令值Vsp在時刻tl達到規(guī)定值Vspb以上之后，到時刻t3為止的上升變得緩慢或平坦(圖5例示出了該情況)。由此，從朝風(fēng)扇驅(qū)動器91和/或PffM逆變器92供電到它們的功能正常發(fā)揮為止能爭取更多時間。而且，在這樣模擬指令值Vsp的上升變得緩慢或平坦的狀態(tài)下，通過將該模擬指令值Vsp所取的值設(shè)定得比值VspO小，可避免在風(fēng)扇驅(qū)動器91和/或PWM逆變器92的動作不穩(wěn)定的狀況下使風(fēng)扇電動機93旋轉(zhuǎn)。
在時刻t3后，旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖寬度變大，且其占空比變大，從而使模擬指令值Vsp急劇上升至Vspl、Vsp2、Vsp3。換言之，在朝風(fēng)扇電動機單元9開始供電之后的規(guī)定期間(tl t3)中，旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖寬度及占空比與該規(guī)定期間結(jié)束后比較是較小的。圖5中示意地示出了模擬指令值Vsp作為轉(zhuǎn)變的旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖波形轉(zhuǎn)變?yōu)閂sp3的情況。
或者，采用圖4中例示出的復(fù)位集成電路IOZ也是較為理想的。這是因為，在通常情況下，復(fù)位集成電路只有在獲得為了使其輸出變?yōu)橛行璧妮^大的輸入后經(jīng)過了規(guī)定期間，才使輸出變?yōu)橛行А?br> 第三實施方式
也可使第一規(guī)定值與第二規(guī)定值相不互同，其中，上述第一規(guī)定值要與用于使開關(guān)K1、K2從非導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通的模擬指令值Vsp比較，上述第二規(guī)定值要與用于使開關(guān)Kl、K2從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榉菍?dǎo)通的模擬指令值Vsp比較。特別地，使第二規(guī)定值比第一規(guī)定值小在將風(fēng)扇電動機93減速之后來使其維持低速旋轉(zhuǎn)的情況下是較為理想的。例如，風(fēng)扇電動機93對朝熱交換機送風(fēng)的風(fēng)扇進行驅(qū)動。在使朝熱交換機的送風(fēng)變得平緩之后、進行一定程度的送風(fēng)的情況下，產(chǎn)生維持上述低速旋轉(zhuǎn)的要求。
圖6是例示出第二規(guī)定值Vspa比第一規(guī)定值Vspb小的情況的圖表。示出了以下情況:在時刻tm，模擬指令值Vsp從低于第一規(guī)定值Vspb的值達到第一規(guī)定值Vspb,在時刻U，模擬指令值Vsp從超過第二規(guī)定值Vspb的值達到第二規(guī)定值Vspa。在時刻tm，開關(guān)K1、K2從非導(dǎo)通(斷開)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通(接通)，在時刻，開關(guān)Κ1、Κ2從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榉菍?dǎo)通。
這樣要與模擬指令值Vsp比較的規(guī)定值具有所謂滯后的形態(tài)能通過采用上述復(fù)位集成電路IOZ來加以實現(xiàn)。
或者，也能對比較器GlO追加電阻以對輸入靈敏度施加滯后。圖7是例示出能作為電壓檢測電路10采用的電路IOB及開關(guān)Kl (或開關(guān)K2)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖。電路IOB為在電路IOA中追加了電阻R104、R105后的結(jié)構(gòu)。電阻R104連接在電阻R101、R102彼此間的連接點與比較器GlO的反相輸入端之間。電阻R105連接在比較器GlO的反相輸入端與輸出端之間。由于利用上述電阻R104、R105對輸入靈敏度施加滯后的技術(shù)自身是眾所周知的，因而此處省略說明。
第四實施方式
圖8是表示本發(fā)明第四實施方式的電動機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的電路圖。在本實施方式中，將開關(guān)Kl設(shè)于電源線LI上的比數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8更靠電源電路5 —側(cè)的位置。藉此，不僅能降低風(fēng)扇電動機單元9的電力消耗，也能降低數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8的電力消耗。這是由于在實質(zhì)上不使風(fēng)扇電動機93旋轉(zhuǎn)的情況下、也不需要使數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8工作的緣故。
然而，當根據(jù)模擬指令值Vsp控制朝數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8的供電的開始/停止時，一旦停止之后，就不能再次朝數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8供電。由此，在本實施方式中，并不根據(jù)模擬指令值Vsp，而是根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp控制開關(guān)Kl或開關(guān)K1、K2的打開關(guān)閉。
具體而言，朝電壓檢測電路10輸入MCU6所輸出的旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp。由于MCU6與第一接地連接，因此電壓檢測電路10也不與第二接地連接，而是與第一接地連接。藉此，電壓檢測電路10將第二直流電壓作為其工作電壓，并不是電源線LI，而是電源線L3與電壓檢測電路10連接。由于旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp為脈沖狀，因此電壓檢測電路10設(shè)有對該旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp進行積分的元件。
圖9是例示出在本實施方式中能作為電壓檢測電路10采用的電路IOC的電路圖。能通過在圖3例示出的電路中追加電容器ClOl來實現(xiàn)電路IOC的結(jié)構(gòu)。電容器ClOl設(shè)于比較器GlO的非反相輸入端與第一接地之間。在該結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp在電容器ClOl中被積分后的電壓與規(guī)定值Vspb進行比較。如圖9所示，開關(guān)K1、K2采用繼電器開關(guān)。這是由于以下緣故:在電壓檢測電路10中，從電源線L3供給第二直流電壓以作為其工作電壓，另一方面，在風(fēng)扇電動機單元9中，從電源線LI或電源線L2供給第三直流電壓或第一直流電壓。
圖10是例示出在本實施方式中能作為電壓檢測電路10采用的另一電路IOD的電路圖。在該情況下，也采用繼電器開關(guān)來作為開關(guān)Κ1、Κ2。能通過在圖3例示出的電路中追加電容器C102來實現(xiàn)電路IOD的結(jié)構(gòu)。電容器C102被設(shè)在比較器GlO的輸出端與晶體管QlO的發(fā)射極(此處為晶體管QlO的發(fā)射極與第一接地連接)之間。在該結(jié)構(gòu)中，用電容器C102對作為旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp與規(guī)定值Vspb的比較結(jié)果的信號進行積分，積分獲得的電壓被施加至晶體管QlO的基極。該積分的時間常數(shù)由電阻R103和電容器C102確定。若通過積分獲得的電壓起到了晶體管QlO的基極偏置的作用，則晶體管QlO接通，開關(guān)Kl (Κ2)也接通。若該電壓未起到基極偏置的作用，則晶體管QlO斷開，開關(guān)Kl (Κ2)也斷開。
電路IOD采用了 npn晶體管以作為晶體管Q10，但也能采用其它導(dǎo)電型的晶體管。由此，能將比較器GlO的輸出看作因旋轉(zhuǎn)速度指令Vspp超過規(guī)定值Vspb而使絕對值增加的信號。此外，根據(jù)該信號的積分值是否起到了晶體管QlO的基極偏置的作用，分別使開關(guān)Kl(K2)導(dǎo)通/非導(dǎo)通。能將該信號的積分值是否起到了晶體管QlO的基極偏置的作用看作該積分值是處于另一規(guī)定值以上還是低于另一規(guī)定值。
電路IOD在降低施加于MCU6的輸出段的負載的觀點上比起電路IOC是較為理想的。
第五實施方式
在MCU6并不與第一接地連接、而是與第二接地連接的情況下，不需要利用光耦合器7進行接地的分離。由此，朝數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8直接輸入旋轉(zhuǎn)速度指$VSPP。圖11示出了開關(guān)Kl設(shè)于電源線LI上的比數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8更靠電源電路5 —側(cè)的位置的情況。圖12示出了開關(guān)Kl設(shè)于電源線LI上的比數(shù)模轉(zhuǎn)換電路8更靠風(fēng)扇電動機單元9 一側(cè)的位置的情況。
雖然對本發(fā)明進行了詳細說明，但上述說明在所有的情況下僅是例示，本發(fā)明并不局限于此。應(yīng)當了解能在不脫離本發(fā)明范圍的情況下想到?jīng)]有例示的無數(shù)實施例。
權(quán)利要求
1.一種電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括: 指令值輸出元件(6、7、8 )，該指令值輸出元件(6、7、8 )輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令(Vspp)的模擬值(Vsp)； 第一電源線(L1、L2),該第一電源線(L1、L2)具有第一開關(guān)兀件(KU K2)； 驅(qū)動電路(91、92)，該驅(qū)動電路(91、92)經(jīng)由所述第一開關(guān)元件及所述第一電源線被供電，以對供給基于所述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及 開關(guān)控制元件(10A、10B)，該開關(guān)控制元件(10A、10B)在所述模擬值低于第一規(guī)定值(Vspb)時將所述第一開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且該開關(guān)控制元件(10A、10B)與所述指令值輸出元件相獨立。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述驅(qū)動電路具有朝所述電動機(93)輸出電流的逆變器(92)及控制所述逆變器的驅(qū)動器(91)， 所述第一電源線(LI)是朝所述驅(qū)動器供給工作電源的供電通路。
3.如權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 所述驅(qū)動電路具有朝所述電動機輸出電流的逆變器(92 )， 所述第一電源線(L2)是朝所述逆變器供給輸入電力的供電通路。
4.如權(quán)利要求2所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 還包括具有第二開關(guān)元件(K2)的第二電源線(L2)， 所述第二電源線是朝所述逆變器(92)供給輸入電力的供電通路， 所述開關(guān)元件在所述模擬值低于第二規(guī)定值時將所述第二開關(guān)元件也設(shè)為非導(dǎo)通。
5.—種電動機驅(qū)動系統(tǒng),包括: 微型計算機單元(6)，該微型計算機單元(6)輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖信號； 電源線(LI )，該電源線(LI)具有開關(guān)元件(Kl)； 數(shù)模轉(zhuǎn)換器(8)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器(8)經(jīng)由所述開關(guān)元件及所述電源線被供電，以對所述脈沖信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換來輸出模擬值； 驅(qū)動電路(91、92)，該驅(qū)動電路(91、92)經(jīng)由所述開關(guān)元件及所述電源線而被供給工作電源，以對供給基于所述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及 開關(guān)控制元件(10C),該開關(guān)控制元件(10C)在所述脈沖信號的積分值低于規(guī)定值時將所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且該開關(guān)控制元件(IOC)與所述指令值輸出元件相獨立。
6.—種電動機驅(qū)動系統(tǒng),包括: 微型計算機單元(6)，該微型計算機單元(6)輸出基于旋轉(zhuǎn)速度指令的脈沖信號； 電源線(LI)，該電源線(LI)具有開關(guān)元件(Kl); 指令值輸出元件(7、8)，該指令值輸出元件(7、8)經(jīng)由所述開關(guān)元件及所述電源線被供電，以對所述脈沖信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換來輸出模擬值；驅(qū)動電路(91、92)，該驅(qū)動電路(91、92)經(jīng)由所述開關(guān)元件及所述電源線而被供給工作電源，以對供給基于所述模擬值的旋轉(zhuǎn)的電動機(93)進行驅(qū)動；以及 開關(guān)控制元件(10D)，該開關(guān)控制元件(10D)在因所述脈沖信號超過規(guī)定值而使絕對值增加的信號的積分值低于其它規(guī)定值時將所述開關(guān)元件設(shè)為非導(dǎo)通，且該開關(guān)控制元件(IOD)與所述指令值輸出元件相獨立。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 在從朝所述驅(qū)動電路(91、92)開始供電起的規(guī)定期間中，所述脈沖信號的脈沖寬度及占空比與所述規(guī)定期間結(jié)束后比較是較小的。
8.—種電動機系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求1至6中任一項所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)；以及 電動機單元(9 ),該電動機單元(9 )內(nèi)置所述控制電路(91、92 )及所述電動機(93 )。
9.一種電 動機系統(tǒng),其特征在于,包括: 權(quán)利要求7所述的電動機驅(qū)動系統(tǒng)；以及 電動機單元(9 ),該電動機單元(9 )內(nèi)置所述控制電路(91、92 )及所述電動機(93 )。
全文摘要
不使微型計算機單元進行確認電動機停止的判斷處理、用于切斷繼電器的所謂中斷動作等處理，當驅(qū)動器內(nèi)置型電動機實質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)時，不將不需要的電力供給至驅(qū)動器內(nèi)置型電動機。通過設(shè)有開關(guān)(K1)的電源線(L1)朝內(nèi)置于風(fēng)扇電動機單元(9)的風(fēng)扇驅(qū)動器(91)供電?；谛D(zhuǎn)速度指令(Vspp)的模擬指令值(Vsp)被從數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(8)輸出。當模擬指令值(Vsp)低于規(guī)定值(Vspb)時，電壓控制電路(10)將開關(guān)(K1)設(shè)為非導(dǎo)通。
文檔編號H02P29/00GK103109456SQ20118004406
公開日2013年5月15日 申請日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者東山伸, 八木達 申請人:大金工業(yè)株式會社