(57)【要約】【課題】２００Ｖショートラインの発生を確実に防ぐ構成とすることで、信頼性の高いモータ制御装置及びそれを用いた生ゴミ処理機の提供を目的とする。【解決手段】三相交流電源２の相順と三相交流モータ９の相順が同じになるように配線した１組以上の順方向電力供給ライン１３と、前記三相交流電源２の相順と前記三相交流モータ９の相順が異なるように配線した１組以上の逆方向電力供給ライン１４と、前記各ラインの３相の電力供給をそれぞれ別々に制御する駆動手段１６とを備え、前記順方向電力供給ライン１３と前記逆方向電力供給ライン１４とを切り換えることで、前記三相交流モータ９の回転方向を切り換える切換手段１５を有するものである。【選択図】  図１
2005020801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流電源の相順と三相交流モータの相順が同じになるように配線した１組以上の順方向電力供給ラインと、前記三相交流電源の相順と前記三相交流モータの相順が異なるように配線した１組以上の逆方向電力供給ラインと、前記各ラインの３相の電力供給をそれぞれ別々に制御する駆動手段とを備え、前記順方向電力供給ラインと前記逆方向電力供給ラインとを切り換えることで、前記三相交流モータの回転方向を切り換える切換手段を有するモータ制御装置。
【請求項２】
駆動手段を半導体で、切換手段をリレーで構成した請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
切換手段で三相交流モータの回転方向を切り換える前に、前記三相交流モータを所定時間停止するおよび／または前記切換手段で前記三相交流モータの回転方向を切り換えた後の所定時間後に、前記三相交流モータを駆動する請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
三相交流電源の相順を検出する相順検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、相順が順方向または逆方向に関わらずモータが所定の方向に回転するように、切換手段および／または駆動手段の動作を制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
電力供給ライン３相のうちの少なくとも１相に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段が検出した値によって、電力供給ラインの異常を検出する異常検出手段とを設け、前記異常検出手段の検出結果に応じて、切換手段および／または駆動手段の動作を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
異常検出手段が電力供給ラインの異常を検出し、かつ異常が検出されていない１組以上の電力供給ラインがある場合、異常が検出されていない電力供給ラインを使用して、三相交流モータを駆動させる請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
異常検出手段が電力供給ラインの異常を検出し、かつ異常が検出されていない１組以上の電力供給ラインがある場合、三相交流モータの回転パターンを変更する請求項６記載のモータ制御装置。
【請求項８】
異常検出手段の検出結果を、使用者に報知する請求項５〜７のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
上記請求項１〜８記載のいずれか１項記載のモータ制御装置を用いた生ゴミ処理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は三相交流電力を使用した三相交流モータ制御装置及びそれを用いた生ゴミ処理機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の三相交流モータ制御装置は、例えば特許文献１にあるようなものであった。図７において、１は電源２から供給される電力供給ラインの相順が各々Ｕ、Ｖ、Ｗ（実線）とＷ、Ｖ、Ｕ（一点鎖線）である場合でもリレー３と４を各々オンオフすることでモータ端子５Ｒ、５Ｓ、５Ｔの相順と前記三相電源２の供給ラインの相順が同じになるように相順を入れ換える相順切換回路である。６は各々Ｕ、Ｖ、ＷとＷ、Ｖ、Ｕである三相電源からのラインをリレー７と８により各々オンオフすることで三相交流モータ９の回転方向を切り換えるモータ端子接続回路である。リレー３とリレー４またはリレー７とリレー８が同時にオンすることで前記三相電源２の相間が閉路となる構成となっていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１２８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、リレーの接点がたとえ一つでも溶着した場合、前記リレーに並列に配するリレーをオンした時、三相電源２の相間が閉路となり２００Ｖがショートし、制御装置の破壊に至るという問題があった。例えば、図７において、リレー３が容着した場合、次にリレー４がオンした時、リレー３とリレー４とが同時に導通することになり、三相電源２のＵ相とＷ相の相間が閉路となる。また、リレー７が容着した場合、次にリレー８がオンした時も、三相電源２のＵ相とＷ相の相間が閉路となる。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、２００Ｖショートラインの発生を確実に防ぐ構成とすることで、信頼性の高いモータ制御装置及びそれを用いた生ゴミ処理機の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明は、三相交流電源の相順と三相交流モータの相順が同じになるように配線した１組以上の順方向電力供給ラインと、前記三相交流電源の相順と前記三相交流モータの相順が異なるように配線した１組以上の逆方向電力供給ラインと、前記各ラインの３相の電力供給をそれぞれ別々に制御する駆動手段とを備え、前記順方向電力供給ラインと前記逆方向電力供給ラインとを切り換えることで、前記三相交流モータの回転方向を切り換える切換手段を有するもので、相順の異なる電力供給ラインの相間がショートすることを防ぎ、また、前記駆動手段で各電力供給ラインをそれぞれ別々にオンオフすることが可能な構成としたことにより、同時に２組以上の電力供給ラインをオンしないことで、相順の異なる電力供給ラインの相間がショートすることをより確実に防ぎ、信頼性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、三相交流電源の相順と三相交流モータの相順が同じになるように配線した１組以上の順方向電力供給ラインと、前記三相交流電源の相順と前記三相交流モータの相順が異なるように配線した１組以上の逆方向電力供給ラインと、前記各ラインの３相の電力供給をそれぞれ別々に制御する駆動手段とを備え、前記順方向電力供給ラインと前記逆方向電力供給ラインとを切り換えることで、前記三相交流モータの回転方向を切り換える切換手段を有するもので、前記切換手段は常にいずれか１組の電力供給ラインに切換わることで、相順の異なる電力供給ラインの相間がショートすることを防ぎ、また前記駆動手段で各電力供給ラインをそれぞれ別々にオンオフすることが可能な構成としたことにより、同時に２組以上の電力供給ラインをオンしないことで、相順の異なる電力供給ラインの相間がショートすることをより確実に防ぎ、信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、駆動手段を半導体で、切換手段をリレーで構成したのもので、リレーを常にいずれか１組の電力供給ラインに切り換え、回転方向切換動作の確実性を損なうことなく、前記三相交流モータの制御回路の小型化、低コスト化を実現できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、切換手段で三相交流モータの回転方向を切り換える前に、前記三相交流モータを所定時間停止するおよび／または前記切換手段で前記三相交流モータの回転方向を切り換えた後の所定時間後に、前記三相交流モータを駆動するもので、前記リレーを切り換えた時、たとえチャタリングが発生しても、前記三相交流モータを完全に停止させることで、前記三相交流モータの逆起電力による回路ショートを防ぐことができ、また半導体が完全にオフするまでのタイムラグを加味し、リレーの切換が完了するまで、電力を供給しないことで、２００Ｖショートの発生を確実に防ぐことができ、信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、三相交流電源の相順を検出する相順検出手段を設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、相順が順方向または逆方向に関わらずモータが所定の方向に回転するように、切換手段および／または駆動手段の動作を制御するもので、どのような相順であっても、正常に動作するため、配線作業が容易であり、且つ信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、電力供給ライン３相のうちの少なくとも１相に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段が検出した値によって、電力供給ラインの異常を検出する異常検出手段とを設け、前記異常検出手段の検出結果に応じて、切換手段および／または駆動手段の動作を制御するもので、万一異常が発生した場合でも、三相交流モータの制御を安全に継続することができるため、信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、異常検出手段が電力供給ラインの異常を検出し、かつ異常が検出されていない１組以上の電力供給ラインがある場合、異常が検出されていない電力供給ラインを使用して、三相交流モータを駆動させるもので、万一異常が発生した場合でも、異常が検出された電力供給ラインの使用を避けて前記三相交流モータの制御を安全に継続することができるため、信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、異常検出手段が電力供給ラインの異常を検出し、かつ異常が検出されていない１組以上の電力供給ラインがある場合、三相交流モータの回転パターンを変更するもので、万一異常が発生した場合でも、少しでも効率的な回転パターンに変更して前記三相交流モータの制御を安全に継続することができるため、信頼性の高いモータ制御装置を提供できる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、異常検出手段の検出結果を、使用者に報知するもので、使用者が異常に対応することを促すことができるため、異常の影響が拡大するのを防ぎ、信頼性が向上する。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１〜８記載のいずれか１項記載のモータ制御装置を用いた生ゴミ処理機で、生ゴミ処理機に、同時に２組以上の電力供給ラインをオンしないことで２００Ｖショートの発生を防ぐ構成の前記モータ制御装置を用いたので、生ゴミ処理において必要不可欠な動作である撹拌を前記モータ制御装置により行うことで、撹拌が停止して未処理となることを確実に防ぎ、信頼性の高い生ゴミ処理機を提供できる。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について説明する。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施例におけるモータ制御装置の回路図である。図２は電力供給ラインの相順と三相交流モータ９の回転方向との関係を示す図である。図３はリレー切換の制御のフローチャートである。図４は電力供給ラインが異常のときの制御を示す図である。
【００１８】
図１において三相交流電源２からモータ入力端子５Ｒ、５Ｓ、５Ｔに各々Ｕ、Ｖ、Ｗという相順で入力される順方向電力供給ライン１３と、各々Ｗ、Ｖ、Ｕという相順で入力される逆方向電力供給ライン１４を設け、前記電力供給ライン１３又は１４のどちらか一方に切換わるリレー１５を設ける。また各電力供給ラインの各相毎に電力の供給をオンオフする駆動手段であるトライアック１６と、電流の有無を検知する電流検知手段１７とを設ける。前記電流検知手段１７からなる異常検出手段１８を設ける。また、三相交流電源２の相順を検出するための相順検出手段１９が設けられている。相順検出手段１９、電流検出手段１７、リレー１５、トライアック１６は信号制御手段２０に接続されている。三相交流モータ９は前記モータ入力端子５に接続されている。
【００１９】
次に動作を説明する。
【００２０】
リレー１５を切り換えることで、三相交流モータ９のモータ入力端子５に、順方向電力供給ライン１３と逆方向電力供給ライン１４を切り換えて入力する。リレーは必ず順方向電力供給ライン１３あるいは逆方向電力供給ライン１４のどちらかに切り換え、決して同時に両方のラインが通電されることはない。また、各電力供給ラインは各々トライアック１６によりオンオフする。
【００２１】
図２に示すように、前記モータ入力端子５Ｒ、５Ｓ、５Ｔに入力する電力供給ラインの相順がそれぞれＵ、Ｖ、Ｗである場合、三相交流モータ９は正転し、電力供給ラインの相順がそれぞれＷ、Ｖ、Ｕである場合、三相交流モータ９は逆転する。三相交流モータ９はリレー１５を切り換えることで回転方向を切り換え、さらにトライアック１６で電力供給をオンオフすることで間欠的に左右反転を行うことができる。
【００２２】
次に、前記三相交流モータ９の回転方向を切り換える制御について説明する。例えばリレー１５を電力供給ライン１３に切り換えてトライアック１６ａと１６ｂと１６ｃをオンすることで三相交流モータ９は正転する。図３に示すように、正転している時は、まずトライアック１６ａと１６ｂと１６ｃをオフしてから１秒経過（三相交流モータ９が完全に停止）した後、リレー１５を電力供給ライン１４に切り換える。三相交流モータ９が完全に停止して逆起電力がなくなってからリレー１５が切換わるので、チャタリングが発生しても前記三相交流モータ９から見てリレー１５より先の相間がショートすることはない。リレー１５を切り換えた後、さらに１秒経過（トライアック１６ａ、１６ｂ、１６ｃが完全にオフ）した後、トライアック１６ｄと１６ｅと１６ｆをオンして、三相交流モータ９が逆転する。トライアックが完全にオフするまでのタイムラグを加味して、トライアック１６ａ、１６ｂ、１６ｃが完全にオフするまでは、トライアック１６ｄ、１６ｅ、１６ｆをオンしない、つまりトライアック１６ａ、１６ｂ、１６ｃとトライアック１６ｄ、１６ｅ、１６ｆとが同時にオンすることはないので、リレー１５を切り換えた時、チャタリングが発生しても三相交流電源から見てリレー１５より先で相間がショートすることはないので、信頼性が向上する。
【００２３】
相順検出手段１９では、三相交流電源２の各相の電圧波形を検出し、例えばその検出結果によりＵ相の電圧波形の位相がＶ相の電圧波形の位相より進んでいる場合、三相交流モータ９を正転させる時はリレー１５を電力供給ライン１３に切り換え、逆転させる時はリレー１５を電力供給ライン１４に切り換える。Ｕ相の電圧波形の位相が、Ｖ相の電圧波形の位相より遅れている場合は、三相交流モータ９を正転させる時は、リレー１５を電力供給ライン１４に切り換え、逆転させる時は、リレー１５を電力供給ライン１３に切り換える。三相交流電源がどんな相順であっても、三相交流電源の配線を変更することなく、所定の制御が行えるので、信頼性が向上する。
【００２４】
リレー１５又はトライアック１６が異常である場合、リレー１５とトライアック１６の制御を次のようにして変更する。図３に示すように、例えば三相交流モータ９が正転する状態でリレー１５が溶着した場合、正常時には逆転させる制御とする期間において、リレー１５が溶着して電力供給ライン１４に切換わらないために、三相交流モータ９には電力が供給されずに停止する。このとき、電流検出手段１７により電力供給ライン１４に電流が流れていないことを検出し、電力供給ライン１４が異常であると判定し、その旨を使用者に報知し対応を促すとともに、異常が検出されていない電力供給ライン１３を使用して、応急的に三相交流モータ９の制御を継続する。例えば、逆転側の電力供給ラインが異常であるために逆転せずに止まっている間、代わりに正転させることで、回転パターンの効率化が図れ、三相交流モータ９の制御を安全に継続することができる。また、使用者は異常を報知されることで、その異常の対処を早急に行うことができ、異常の影響が拡大するのを防ぎ、信頼性が向上する。また、トライアック１６ａが断線した場合、リレー１５が電力供給ライン１３に切換わった時、電流検出手段１７によりトライアック１６ａのラインに電流が流れていないことを検出し、電力供給ライン１３は異常であると判定し、以後リレー１５を正常である電力供給ライン１４に切り換え、三相交流モータ９の制御を継続する。またトライアック１６ａと１６ｂとがショートした場合でも、トライアック１６ｃをオフすることで、三相交流モータ９に入力する電力供給ライン１３の１相がオフされるので三相交流モータ９を停止させることができ、通常の制御を継続することができ、信頼性が向上する。
【００２５】
なお、上記回路を、三相交流電源２のいずれか２相の配線順番が異なる電力供給ラインを２組のみ設けた構成とした場合、回路の構成要素が少なくなり、回路の小型化、低コスト化が可能である。
【００２６】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例においては、上記第１の実施例で述べた、モータ制御装置の回路を用いた生ゴミ処理機について図５及び図６を参照しながら説明する。
【００２７】
図５は生ゴミ処理機のモータ制御装置の回路図である。図６は生ゴミ処理機の全体図である。図５において、三相交流電源２からモータ入力端子５Ｒ、５Ｓに各々Ｕ、Ｖという相順で入力される電力供給ライン１３と、各々Ｖ、Ｕという相順で入力される電力供給ライン１４を設け、前記電力供給ライン１３と１４の切換を行うリレー１５を設ける。また、それらの各電力供給ラインの各相に電力の供給をオンオフするトライアック１６と、電流の有無を検知する電流検知手段１７とを設ける。モータ入力端子５Ｔには三相交流電源のＷ相の電力供給ラインを入力する。また、三相交流電源の各相間に生ゴミの乾燥を行うためのヒータ２１を設けると共に、そのヒータ２１の制御を行うためのヒータ駆動回路２２が設けられている。さらに三相交流電源２の相順を検出するための相順検出手段１９が設けられている。相順検出手段１９、電流検出手段１７は信号制御手段２０に接続されている。
【００２８】
図６は、本発明の実施例における生ゴミ処理機の全体図であり、生ゴミを投入する生ゴミ収容部である収容槽２３と、前記収容槽２３内の生ゴミを加熱するための加熱手段であるヒータ２１と、前記収容槽２３内に回転自在に設けられ、生ゴミを撹拌・粉砕するための撹拌手段である撹拌羽２４と、前記撹拌羽２４の回転軸に連携され、前記撹拌羽２４を駆動する駆動手段である三相交流モータ９と、機器の運転状態等を表示する表示手段２５を備えている。
【００２９】
次に動作を説明する。
【００３０】
撹拌羽２４を間欠的に左右反転して前記生ゴミを粉砕・撹拌し、またヒータ２１を駆動して前記生ゴミを乾燥する。撹拌羽２４は三相交流モータ９により駆動される。三相交流モータ９はリレー１５を切り換えることで回転方向を切り換え、またトライアック１６で電力供給をオンオフすることで間欠的に左右反転を行う。
【００３１】
三相交流電源２の配線順番が所定の相順でない場合、三相交流モータ９の運転を開始する前に相順検出手段１９で相順を検出し、どのような相順であっても所定の動作を行うように、リレー１５の制御を変更する。
【００３２】
電流検出手段１７により電力供給ラインの異常を検出した場合、表示手段２５により異常表示する。また、例えば三相交流モータ９が１０秒間正転して３秒間停止した後、１０秒間逆転して３秒間停止する回転パターンで動作している時、三相交流モータ９が正転する状態でリレー１５が溶着した場合は、１０秒間正転した後３秒間停止する回転パターンに変更する。このとき、三相交流モータは正転のみを繰り返すため、左右反転する場合と比較して撹拌の効率は低くなり、生ゴミの温度に斑ができ易くなる。それを避けるために、ヒータ２１の通電率を下げる。
【００３３】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３４】
相順検出手段１９で配線順番を検出した結果に応じて、リレー１５及びトライアック１６の制御を変更することにより、設置作業者がどのように配線を行っても正常に動作する。
【００３５】
電流検出手段１７により電力供給ラインの異常を検出した際、表示手段２５により異常表示を行うことで、使用者に前記異常の対応を促す。またリレー１５及びトライアック１６の動作を変更して、またそれに応じてヒータ２１の通電率を変更することで、処理時間は延長されるが、少しでも処理を続けることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、２００Ｖショートラインの発生を確実に防ぐ構成とすることで、信頼性の高いモータ制御装置及びそれを用いた生ゴミ処理機の提供をできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるモータ制御装置の回路図
【図２】（ａ）三相交流モータの相順と電力供給ラインの相順が同じ場合の三相交流モータ回転方向を示す図
（ｂ）三相交流モータの相順と電力供給ラインの相順が異なる場合の三相交流モータ回転方向を示す図
【図３】同リレー切換の制御のフローチャート
【図４】同電力供給ラインが異常のときの制御を示す図
【図５】本発明の第２の実施例における生ゴミ処理機の回路図
【図６】同生ゴミ処理機の全体図
【図７】従来のモータ制御装置の回路図
【符号の説明】
２  三相交流電源
５  モータ入力端子
９  三相交流モータ
１３  順方向電力供給ライン
１４  逆方向電力供給ライン
１５  切換手段
１６  駆動手段
１７  電流検出手段
１８  異常検出手段
１９  相順検出手段
２０  号制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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