(57)【要約】【課題】回生電力により上昇した直流電圧が増減を繰り返して変動することがなく、直流電圧が供給される駆動回路によって回転駆動されるモータが加速及び減速を繰り返すことを防止できる電圧制御回路及びモータ駆動装置を提供する。【解決手段】電圧検出回路３０は、直流電圧Ｅａが所定電圧を超えて分圧回路３１による分圧電圧Ｅｂがツェナーダイオード３６のツェナー電圧Ｅｚを超えた場合に、ＰＮＰトランジスタ３４が活性領域で動作し、分圧電圧Ｅｂに応じた検出電圧を出力する。電圧検出回路３０の検出電圧は、ダイオード４３を介して放電回路４０のＦＥＴ４２のゲートに入力される。直流バスＰ及びＮ間には制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２が直列接続されており、制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒの電流量をＦＥＴ４２が検出電圧に応じて線形的に調整する。【選択図】図１
2009278734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源回路からモータの駆動回路へ供給される直流電圧の前記モータからの回生電力による電圧上昇を抑制する電圧制御回路において、
前記直流電圧が所定電圧を超えた場合に、前記直流電圧に応じた検出電圧を出力する電圧検出回路と、
前記電源回路の高電位側出力及び低電位側出力の間に接続された抵抗器、及び前記電圧検出回路の検出電圧に応じて前記抵抗器の通電量を線形的に調整する調整素子を有する放電回路と
を備えることを特徴とする電圧制御回路。
【請求項２】
前記電圧検出回路は、
前記直流電圧を分圧する分圧回路と、
前記所定電圧を規定するツェナーダイオードと、
前記分圧回路の分圧点に一端が接続され、前記ツェナーダイオードのカソードに他端が接続された抵抗器と、
前記分圧回路の分圧点にエミッタが接続され、前記ツェナーダイオードのカソードにベースが接続されて、前記抵抗器の両端の電圧差に応じて前記検出電圧をコレクタから出力するＰＮＰ型のバイポーラトランジスタと
を有することを特徴とする請求項１に記載の電圧制御回路。
【請求項３】
前記調整素子は、前記抵抗器に直列接続され、前記検出電圧に応じた電圧がゲートに入力される電界効果トランジスタであり、
前記放電回路は、前記電界効果トランジスタのゲート及びソースの間に並列接続された抵抗器及びコンデンサを有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電圧制御回路。
【請求項４】
交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路と、
該電源回路が出力する直流電圧が供給されてモータの駆動を行う駆動回路と、
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の電圧制御回路と
を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを駆動する駆動回路へ電力を供給する電源回路の直流電圧が、モータからの回生電力により上昇することを抑制する電圧制御回路、及びこの電圧制御回路を備えたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のモータ駆動装置の構成を示す回路図である。図において１０１はモータ駆動装置であり、交流電源７０から交流電圧が供給されて、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０を駆動する。交流電源７０は、モータ駆動装置１０１の３つの入力端子Ｒ、Ｓ、Ｔに接続されて、３相交流の交流電圧をモータ駆動装置１０１へ供給する。減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は、ブラシレスＤＣモータ８１の出力軸に、減速機８２が取り付けられたものである。ブラシレスＤＣモータ８１は、モータ駆動装置１０１から入力されるＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の駆動電圧又は駆動電流により回転駆動される。
【０００３】
モータ駆動装置１０１は、交流電源７０からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路１０、変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ２０、及びブラシレスＤＣモータ８１を駆動する駆動電圧又は駆動電流を出力するインバータ回路５０を備えている。また、従来のモータ駆動装置１０１は、ブラシレスＤＣモータ８１からの回生電力によって、コンバータ回路１０が出力した直流電圧が上昇することを抑制する電圧制御回路１４０と、この電圧制御回路１４０を動作させるための制御用電源回路１３０とを備えている。
【０００４】
交流電源７０から供給された３相交流の交流電圧はコンバータ回路１０にて整流され、整流された直流電圧は２つの電力供給用配線を介してモータ駆動装置１０１の各回路へ供給される。なお以下においては、２つの電力供給用配線のうち高電位側出力用の配線を直流バスＰと呼び、低電位側出力用の配線を直流バスＮと呼ぶ。コンバータ回路１０から出力された直流電圧は、直流バスＰ及びＮの間に接続された平滑コンデンサ２０にて平滑化されて、インバータ回路５０へ与えられる。インバータ回路５０は、図示しない制御回路から与えられる制御信号に従ってトランジスタのオン／オフがなされ、入力された直流電圧を３相の駆動電圧又は駆動電流に変換してブラシレスＤＣモータ８１へ出力する。これによりブラシレスＤＣモータ８１は回転する。
【０００５】
また、ブラシレスＤＣモータ８１は、回転方向に対して負荷トルクがかかる場合又は慣性の大きな負荷を減速する場合等に、回生電力が発生する。ブラシレスＤＣモータ８１にて発生した回生電力は、インバータ回路５０へ戻り、インバータ回路５０内のダイオードを通して平滑コンデンサ２０を充電するため、直流バスＰ及びＮ間の直流電圧が上昇する。
【０００６】
従来の電圧制御回路１４０は、直流バスＰ及びＮ間に直列に接続された制動抵抗器１４１及びＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ（以下、ＮＰＮトランジスタという）１４２を備えている。詳しくは、制動抵抗器１４１の一端が直流バスＰに接続され、他端がＮＰＮトランジスタ１４２のコレクタに接続されると共に、ＮＰＮトランジスタ１４２のエミッタが直流バスＮに接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１４２には保護用のダイオード１４３が並列に接続されている（ＮＰＮトランジスタ１４２のコレクタにダイオード１４３のカソードが接続され、ＮＰＮトランジスタ１４２のエミッタにはダイオード１４３のアノードが接続されている）。更に、電圧制御回路１４０は、図示は省略するが、直流バスＰ及びＮ間の直流電圧を検出し、検出結果に応じてＮＰＮトランジスタ１４２を駆動する回路を備えている。この回路は、制御用電源回路１３０から与えられる直流電圧と、直流バスＰ及びＮ間の直流電圧とを比較することによって、直流バスＰ及びＮ間の直流電圧の上昇を判定する。
【０００７】
図４は、従来の電圧制御回路１４０の動作を説明するための模式図であり、（ａ）に直流バスＰ及びＮ間の直流電圧Ｅａの変化を示し、（ｂ）に制動抵抗器１４１を流れる電流Ｉｂｒの変化を示してある。ブラシレスＤＣモータ８１が通常回転している場合、直流電圧Ｅａは電圧値ｅ１に保たれている。ブラシレスＤＣモータ８１にて回生電流が発生し、直流電圧Ｅａが上昇して電圧値ｅ３に達した場合（図中のｔ１、ｔ３、ｔ５、…、ｔｙ参照）、電圧制御回路１４０はＮＰＮトランジスタ１４２を導通させる。これにより制動抵抗器１４１に電流が流れて直流電圧Ｅａが下降し、直流電圧Ｅａが電圧値ｅ２を下回った場合（図中のｔ２、ｔ４、ｔ６、…、ｔｚ参照）、電圧制御回路１４０はＮＰＮトランジスタ１４２を非導通とし、制動抵抗器１４１に流れる電流を遮断する。よって、電圧制御回路１４０は、直流電圧Ｅａが電圧値ｅ３を超えないように回生電力による変動を抑制することができる。
【０００８】
また、特許文献１においては、直流回路の電圧変動に応じた出力電圧を出力する電圧検出手段と、この出力電圧及び直流回路の電圧を比較する電圧比較手段と、増幅された電圧比較手段の出力電圧を受けて動作する半導体スイッチと、この半導体スイッチにより直流回路に接・断される抑制抵抗とを備えて構成された電圧抑制回路が提案されている。この電圧抑制回路は、従来の回路と比較して、抑制抵抗を制御する回路の絶縁と比較器のヒステリシスを省略することができるため、コストを大幅に削減することができる。
【０００９】
特許文献２においては、直流電源回路における平滑コンデンサの両端間に並列接続された第１の抵抗及び電圧制御素子の直列回路で構成された回生電力消費回路と、平滑コンデンサの両端間に並列接続されたツェナーダイオード及び第２の抵抗の直列回路と、第２の抵抗の両端間電圧差が所定値以上のときに回生電力消費回路の電圧制御素子を導通駆動する導通手段とを備えて構成された電動機の制御回路が提案されている。この制御回路は、回生電力により電源電圧が高くなって第２の抵抗の両端間電圧が設定以上になると、電圧制御素子が導通駆動されて回生電流が第１の抵抗に流れるため、第１の抵抗において回生電力が消費され、回生動作直後における電圧が供給電源電圧よりも大幅に上昇することを回避できる。
【００１０】
特許文献３においては、交流を直流に変換するコンバータ部から出力される電流の方向及び電流値を検出する電流検出手段と、回生電力を放電させる回生電力放電手段と、電流検出手段の検出信号を基に電流の方向が回生側で且つ電流値が設定値を超えた場合に回生電力放電手段を動作させる制御手段とを備えて構成されたインバータ装置が提案されている。このインバータ装置は、主回路電流の方向及び電流値に応じて回生電力放電手段をオン−オフ制御させるため、減速運転中であっても主回路電圧の上昇及び変動幅を抑えることができる。
【特許文献１】特開昭５９−１１０３８５号公報
【特許文献２】特開平２−７４１８２号公報
【特許文献３】特開平５−３４４７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図３に示した従来のモータ駆動装置１０１では、図４に示すように回生電力によって直流電圧Ｅａが上昇した場合に、直流電圧Ｅａは電圧値ｅ２及びｅ３の間で変動し、増減を繰り返す。例えばモータ駆動装置１０１が駆動するモータが誘導モータであり、モータ駆動装置１０１が誘導モータを周波数制御する（回転速度を周波数により制御する）構成である場合には、直流電圧Ｅａが図４に示すように変動したとしても、回転速度が変動することはない。
【００１２】
しかしながら、モータ駆動装置１０１がブラシレスＤＣモータ８１を駆動する場合、ブラシレスＤＣモータ８１の回転速度は直流電圧Ｅａに応じて変動するため、直流電圧Ｅａが図４に示すように増減を繰り返すと、ブラシレスＤＣモータ８１は加速及び減速を繰り返す。特にこの場合は、ブラシレスＤＣモータ８１が通常回転を行う電圧値ｅ１よりも直流電圧Ｅａが高い電圧となるため、ブラシレスＤＣモータ８１は、通常より高い回転数又は回転速度での加速及び減速を繰り返す。
【００１３】
減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は、ブラシレスＤＣモータ８１の回転数及びトルク等を実際の使用に適したものとするために、例えばブラシレスＤＣモータ８１の出力軸に設けたピニオンに噛合するギヤホイールを有する減速機８２を取り付け、ブラシレスＤＣモータ８１及び減速機８２を一体化したものである。減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は慣性が大きい負荷を駆動する場合に用いられることが多いため、周期的に回生電力が発生して電圧制御回路１４０が動作し、直流電圧Ｅａが増減を繰り返し、ブラシレスＤＣモータ８１が加速及び減速を繰り返すことが多い。
【００１４】
ブラシレスＤＣモータ８１が加速及び減速を繰り返すと、ブラシレスＤＣモータ８１の出力軸に設けられたピニオンの歯面、及びこれに噛合する減速機８２のギヤホイールの歯面が歯打ちを起こす。このため、ピニオン及びギヤホイールの劣化及び破壊等が発生する虞があり、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０の寿命を縮めるという問題があった。また、ブラシレスＤＣモータ８１が加速及び減速を繰り返すと、これに伴って減速機８２の出力軸が加速及び減速を繰り返すため、減速機８２の出力軸及び機械負荷の締結部分が劣化する虞もある。
【００１５】
また、従来の電圧制御回路１４０は、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０のピニオン及びギヤホイールの歯打ちなどを抑制するために、制動抵抗器１４１の抵抗値を適切に選定する必要があった。図５は、従来の電圧制御回路１４０において制動抵抗器１４１の抵抗値を小さくした場合の動作を説明するための模式図であり、（ａ）に直流バスＰ及びＮ間の直流電圧Ｅａの変化を示し、（ｂ）に制動抵抗器１４１を流れる電流Ｉｂｒの変化を示してある。制動抵抗器１４１の抵抗値を小さくした場合、制動抵抗器１４１を流れる電流Ｉｂｒは増加するため、直流電圧Ｅａはより速く下降し、ブラシレスＤＣモータ８１はより速く減速する。よって、制動抵抗器１４１の抵抗値を小さくすると、ピニオン及びギヤホイールの歯打ちがより起こりやすくなり、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０の劣化及び破壊等がより起こりやすい。逆に、制動抵抗器１４１の抵抗値を大きくすると、ブラシレスＤＣモータ８１にて発生する回生電力が大きい場合に、直流電圧Ｅａの上昇を十分に抑制できない虞がある。このことから、制動抵抗器１４１の抵抗値は、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が駆動する負荷の特性を考慮して選定しなければならないという問題がある。
【００１６】
また、交流電源７０が停止してモータ駆動装置１０１に交流電圧が供給されていないときに、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が外力によって回転された場合、ブラシレスＤＣモータ８１が発電機として作用し、発電された電力がインバータ回路５０のダイオードを通じて平滑コンデンサ２０を充電するため、直流電圧Ｅａが上昇する。しかし、従来のモータ駆動装置１０１では、制御用電源回路１３０は交流電源７０による交流電圧の供給がなければ動作できず、電圧制御回路１４０を動作させることができないため、直流電圧Ｅａの上昇を抑制することができないという問題がある。
【００１７】
特許文献１に記載の電圧抑制回路は、半導体スイッチをオン／オフして抑制抵抗の接・断を制御する構成であるため、上述の従来のモータ駆動装置１０１と同様に、直流電圧の変動が発生する虞がある。特許文献２に記載の電動機の制御回路もまた、電圧制御素子であるトランジスタを導通させて第１の抵抗に回生電流を流す構成であるため、同様に直流電圧の変動が発生する虞がある。また、特許文献３に記載のインバータ装置は、検出した電流の電流値に比例して回生電力放電動作デューティを大きくしていくように制御すれば直流電圧の変動範囲を狭く抑えることができるとされているが、このような制御方法の詳細については言及されていない。
【００１８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、直流電圧が所定電圧を超えた場合に電圧検出回路が直流電圧の電圧値に応じた検出電圧を出力し、放電回路が検出電圧に応じて抵抗器の通電量を線形的に調整して直流電圧を調整する構成とすることにより、回生電力により上昇した直流電圧が増減を繰り返して変動することがなく、直流電圧が供給される駆動回路によって回転駆動されるモータが加速及び減速を繰り返すことを防止できる電圧制御回路を提供することにある。
【００１９】
また本発明の他の目的とするところは、直流電圧を分圧した分圧電圧と、ツェナーダイオードのツェナー電圧との電位差に応じてバイポーラトランジスタが検出電圧を出力する構成とすることにより、ツェナー電圧により規定される所定電圧を直流電圧が超えて変動した場合に、直流電圧の変動に応じた線形的な検出電圧を出力することができ、放電回路の抵抗器の通電量を線形的に調整するための検出電圧を電圧検出回路が出力することができる電圧制御回路を提供することにある。
【００２０】
また本発明の他の目的とするところは、放電のための抵抗器に直列接続した調整素子としての電界効果トランジスタを検出電圧に応じて線形的に動作させる構成とすることにより、抵抗器の通電量を線形的に調整することができる電圧制御回路を提供することにある。
【００２１】
また本発明の他の目的とするところは、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路、及び直流電圧の供給によりモータの駆動を行う駆動回路に加えて、上述の電圧制御回路を備える構成とすることにより、回生電力による電圧上昇を抑制し、直流電圧が増減を繰り返して変動することがなく、駆動回路によって回転駆動されるモータが加速及び減速を繰り返すことを防止できるモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る電圧制御回路は、電源回路からモータの駆動回路へ供給される直流電圧の前記モータからの回生電力による電圧上昇を抑制する電圧制御回路において、前記直流電圧が所定電圧を超えた場合に、前記直流電圧に応じた検出電圧を出力する電圧検出回路と、前記電源回路の高電位側出力及び低電位側出力の間に接続された抵抗器、及び前記電圧検出回路の検出電圧に応じて前記抵抗器の通電量を線形的に調整する調整素子を有する放電回路とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明においては、モータの駆動回路へ供給される直流電圧の変動を検出する電圧検出回路は、直流電圧が所定電圧を超えた場合に、その電圧値に応じた検出電圧を出力する。即ち、直流電圧が所定電圧を超えた場合、電圧検出回路が出力する検出電圧は、直流電圧の電圧値に応じた線形的な電圧値となる。電源回路の高電位出力及び低電位出力の間に接続されて直流電圧を放電する抵抗器を有する放電回路は、電圧検出回路が出力する検出電圧に応じて、抵抗器への通電量を線形的に調整し、直流電圧を低減する。抵抗器の通電をデジタル的に導通／非導通と制御するのではなく、通電量を検出電圧に応じて線形的に調整することによって、直流電圧の急峻な変動を抑制できる。これにより、回生電力により上昇した直流電圧が増減を繰り返して変動することがないように、直流電圧の電圧上昇を抑制することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電圧制御回路は、前記電圧検出回路が、前記直流電圧を分圧する分圧回路と、前記所定電圧を規定するツェナーダイオードと、前記分圧回路の分圧点に一端が接続され、前記ツェナーダイオードのカソードに他端が接続された抵抗器と、前記分圧回路の分圧点にエミッタが接続され、前記ツェナーダイオードのカソードにベースが接続されて、前記抵抗器の両端の電圧差に応じて前記検出電圧をコレクタから出力するＰＮＰ型のバイポーラトランジスタとを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、電圧検出回路は、直流電圧を分圧する分圧回路とツェナーダイオードとを用いてバイポーラトランジスタを活性領域で動作させる。詳しくは、バイポーラトランジスタのエミッタを分圧回路の分圧点に接続し、バイポーラトランジスタのベースをツェナーダイオードのカソードに接続すると共に、バイポーラトランジスタのベース及びエミッタを抵抗器で接続する。これにより、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間に、抵抗器の両端の電圧（分圧回路の分圧電圧及びツェナーダイオードのツェナー電圧の電位差）が加わり、分圧電圧に応じた検出電圧がバイポーラトランジスタのコレクタから出力される。よって、電圧検出回路は、直流電圧が所定電圧を超え、分圧電圧及びツェナー電圧の電位差がバイポーラトランジスタを動作させる閾値電圧を超えた場合に、直流電圧を分圧した分圧電圧に応じた電圧を検出電圧として出力することができる。電圧検出回路が出力する検出電圧は、デジタル的に変化する電圧ではなく、分圧電圧に応じて（即ち、直流電圧に応じて）線形的に変化する電圧である。
【００２６】
また、本発明に係る電圧制御回路は、前記調整素子が、前記抵抗器に直列接続され、前記検出電圧に応じた電圧がゲートに入力される電界効果トランジスタであり、前記放電回路は、前記電界効果トランジスタのゲート及びソースの間に並列接続された抵抗器及びコンデンサを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、直流電圧を放電するための抵抗器に電界効果トランジスタを直列に接続し、電圧検出回路の検出電圧を電界効果トランジスタのゲートに入力することによって電界効果トランジスタを線形領域（又は非飽和領域）で動作させる。これにより、抵抗器の通電量を線形的に調整することができる。また、電界効果トランジスタのゲート及び電源回路の低電位側出力の間に抵抗器及びコンデンサを並列接続する。これにより、電圧検出回路からの検出電圧の出力が停止された場合に、コンデンサに蓄えられた電荷が抵抗器を通じて放電されるため、電界効果トランジスタのゲートの電位を滑らかに低下させることができる。
【００２８】
また、本発明に係るモータ駆動装置は、交流電圧を直流電圧に変換して出力する電源回路と、該電源回路が出力する直流電圧が供給されてモータの駆動を行う駆動回路と、上述のいずれか１つの電圧制御回路とを備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明においては、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路及び直流電圧の供給によりモータを駆動する駆動回路をモータ駆動装置が備えると共に、上述の電圧制御回路を備えて直流電圧の制御を行う。これにより、直流電圧が増減を繰り返して変動することがなく、電圧制御回路が回生電力による直流電圧の上昇を抑制することができるため、駆動回路により駆動されるモータが加速及び減速を繰りかえすことはない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明による場合は、直流電圧が所定電圧を超えた場合に電圧検出回路が直流電圧の電圧値に応じた検出電圧を出力し、放電回路が検出電圧に応じて放電用の抵抗器の通電量を線形的に調整する構成とすることにより、回生電力により上昇した直流電圧が増減を繰り返して変動することがないように、直流電圧の電圧上昇を抑制することができるため、直流電圧が供給された駆動回路が加速及び減速を繰り返すようにモータを駆動することを防止できる。
【００３１】
これにより、駆動回路が駆動するモータが例えば減速機付きのブラシレスＤＣモータの場合に、モータの出力軸に設けられたピニオンの歯面及び減速機のギヤホイールの歯面が歯打ちを起こすことを防止できるため、減速機付きのブラシレスＤＣモータの劣化及び破壊等の発生を防止でき、減速機付きのブラシレスＤＣモータの寿命を長期化できる。また、モータの出力軸（又は減速機の出力軸）及び機械負荷の締結部分が、出力軸の加速及び減速の繰り返しにより劣化することを防止できる。よって、モータ及びモータ駆動装置を搭載した機器の寿命を長期化することができる。
【００３２】
また、従来の電源制御回路では、モータの特性及びモータに締結する負荷の特性等に応じて、直流電圧を放電する抵抗器の抵抗値を適切に選定する必要があったが、本発明の電源制御回路は直流電圧が一定となるようにフィードバック制御を行って抵抗器の通電量を線形的に調整することができるため、抵抗器の抵抗値に関わらず直流電圧の制御を行うことができる。よって、モータの特性及びその負荷の特性等に応じて抵抗値を選定する必要がなく、１種類の抵抗器で種々のモータ及びその負荷等に対応することができるため、電源制御回路及びモータ駆動装置の汎用性を向上することができる。
【００３３】
また、本発明の電源制御回路は、従来の電源制御回路に設けられた制御用電源回路を必要としないため、交流電圧の供給が停止されたときにモータによる回生電力が発生した場合であっても、回生電力による電圧上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係るモータ駆動装置の構成を示す回路図である。図において１はモータ駆動装置であり、交流電源７０から交流電圧が供給されて、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０を駆動する。交流電源７０は、モータ駆動装置１の３つの入力端子Ｒ、Ｓ、Ｔに接続されて、３相交流の交流電圧をモータ駆動装置１へ供給する。
【００３５】
減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は、例えばブラシレスＤＣモータ８１の出力軸に設けたピニオンに噛合するギヤホイールを有する減速機８２を取り付け、ブラシレスＤＣモータ８１及び減速機８２を一体化したものであり、ブラシレスＤＣモータ８１の回転速度及びトルク等を減速機８２によって実際の使用に適したものとすることができる。ブラシレスＤＣモータ８１は、モータ駆動装置１から入力されるＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相の駆動電圧又は駆動電流により回転駆動される。なお、ブラシレスＤＣモータ８１にはロータの位置を検出する位置検出器が内蔵されており、位置検出器の検出結果がモータ駆動装置１へフィードバックされることによって、モータ駆動装置１はブラシレスＤＣモータ８１を回転駆動しているが、ブラシレスＤＣモータ８１の位置検出器及びモータ駆動装置１へのフィードバック経路等は図示を省略してある。
【００３６】
モータ駆動装置１は、交流電源７０からの交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路１０、変換された直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ２０、及びブラシレスＤＣモータ８１を駆動する駆動電圧又は駆動電流を出力するインバータ回路５０を備えている。また、本発明に係るモータ駆動装置１は、ブラシレスＤＣモータ８１からの回生電力によって、コンバータ回路１０が出力した直流電圧が上昇することを抑制する電圧制御回路３を備えている。なお、図３に示した従来のモータ駆動装置１０１は電圧制御回路１４０を動作させるための制御用電源回路１３０を備えるが、本発明に係る電圧制御回路３はこのような制御用電源回路を必要としない。
【００３７】
交流電源７０から供給された３相交流の交流電圧はコンバータ回路１０にて整流され、整流された直流電圧は２つの電力供給用配線から出力され、この配線を介してモータ駆動装置１の各回路へ供給される。なお以下においては、２つの電力供給用配線のうち、高電位側出力用の配線を直流バスＰと呼び、低電位側出力用の配線を直流バスＮと呼ぶ。コンバータ回路１０は、６つのダイオード１１〜１６を有しており、それぞれ直列に接続された２つのダイオード１１及び１２と、２つのダイオード１３及び１４と、２つのダイオード１５及び１６とが、直流バスＰ及びＮの間に並列に接続された全波整流回路の構成である。詳しくは、ダイオード１１のカソードが直流バスＰに接続され、ダイオード１１のアノードがダイオード１２のカソード及び入力端子Ｒに接続され、ダイオード１２のアノードが直流バスＮに接続されている。また、ダイオード１３のカソードが直流バスＰに接続され、ダイオード１３のアノードがダイオード１４のカソード及び入力端子Ｓに接続され、ダイオード１４のアノードが直流バスＮに接続されている。同様に、ダイオード１５のカソードが直流バスＰに接続され、ダイオード１５のアノードがダイオード１６のカソード及び入力端子Ｔに接続され、ダイオード１６のアノードが直流バスＮに接続されている。これらのダイオード１１〜１６により、直流バスＰ及びＮには常に同じ方向に電圧が印加されるため、交流電源７０からの交流電圧をコンバータ回路１０にて整流して直流電圧に変換することができる。
【００３８】
コンバータ回路１０にて全波整流されて出力された直流電圧は、直流バスＰ及びＮの間に接続された平滑コンデンサ２０にて平滑化されて、インバータ回路５０へ与えられる。コンバータ回路１０が全波整流した出力電圧は脈動成分を有しているため、平滑コンデンサ２０の平滑化によって、脈動成分のない（又は少ない）直流電圧をインバータ回路５０へ供給することができる。
【００３９】
インバータ回路５０は、６つのＮＰＮトランジスタ５１及びダイオード５２を備えて構成されており、それぞれ２つずつ直列に接続されたＮＰＮトランジスタ５１が直流バスＰ及びＮの間に３組並列に接続され、各ＮＰＮトランジスタ５１には並列にダイオード５２がそれぞれ接続されている。詳しくは、一のＮＰＮトランジスタ５１のコレクタが直流バスＰに接続され、このＮＰＮトランジスタ５１のエミッタが他のＮＰＮトランジスタのコレクタ及び出力端子に接続され、他のＮＰＮトランジスタ５１のエミッタが直流バスＮに接続された直列回路が並列に３つ接続されている。また、各ＮＰＮトランジスタ５１のコレクタにはダイオード５２のカソードが接続され、エミッタにはダイオード５２のアノードが接続されている。
【００４０】
また、各ＮＰＮトランジスタ５１のベースは、図示しない制御回路に接続されており、制御回路からそれぞれ与えられる制御信号に応じて各ＮＰＮトランジスタ５１のオン／オフがなされる。制御回路は、ブラシレスＤＣモータ８１に内蔵された上述の位置検出器の検出結果などに基づいて、６つの制御信号を生成して各ＮＰＮトランジスタ５１へ出力する。これにより６つのＮＰＮトランジスタ５１は適切なタイミングでオン／オフがなされ、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の駆動電圧又は駆動電流をブラシレスＤＣモータ８１へ出力することができる。
【００４１】
減速機付ブラシレスＤＣモータ８０を通常回転させる場合（力行）、交流電源７０から供給された交流電圧はコンバータ回路１０にて整流されて直流電圧に変換され、更に平滑コンデンサ２０にて平滑化されて、インバータ回路５０へ与えられる。インバータ回路５０は、制御回路から与えられる制御信号に従ってＮＰＮトランジスタ５１をオン／オフし、与えられた直流電圧を３相の駆動電圧又は駆動電流に変換してブラシレスＤＣモータ８１へ出力する。これによりブラシレスＤＣモータ８１は回転する。
【００４２】
ブラシレスＤＣモータ８１は、回転方向に対して負荷トルクがかかる場合又は慣性の大きな負荷を減速する場合等に、回生電力が発生する。ブラシレスＤＣモータ８１にて発生した回生電力がインバータ回路５０へ戻ることによって、回生電力による電流がダイオード５２を通して平滑コンデンサ２０を充電し、直流バスＰ及びＮ間の直流電圧を上昇させる。このとき、本発明に係るモータ駆動装置１は、電圧制御回路３が直流電圧の上昇を抑制することができる。
【００４３】
本発明に係る電圧制御回路３は、直流電圧の上昇を検出する電圧検出回路３０、及び放電により直流電圧が上昇することを抑制する放電回路４０を備えて構成されている。電圧検出回路３０は、直流バスＰ及びＮの間に直列に接続された２つの抵抗器３２及び３３で構成される分圧回路３１を有している。詳しくは、分圧回路３１の抵抗器３２は、一端が直流バスＰに接続され、他端が抵抗器３３の一端に接続されている。分圧回路３１の抵抗器３３は、一端が抵抗器３２の他端に接続され、他端が直流バスＮに接続されている。抵抗器３２及び３３の接続点が直流電圧を分圧する分圧点であり、分圧点の電圧が分圧回路３１の出力をなす分圧電圧である。
【００４４】
分圧回路３１の分圧点には、電圧検出回路３０が有するＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ（以下、ＰＮＰトランジスタという）３４のエミッタが接続されていると共に、抵抗器３５を介してＰＮＰトランジスタ３４のベースが接続してある。また、ＰＮＰトランジスタ３４のベースにはツェナーダイオード３６のカソードが接続され、ツェナーダイオード３６のアノードは直流バスＮに接続されている。ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタは、検出電圧を主力する電圧検出回路３０の出力端をなしており、放電回路４０に接続されている。
【００４５】
電圧検出回路３０においては、分圧回路３１による分圧電圧がツェナーダイオード３６のツェナー電圧を超えた場合に（即ち、ツェナー電圧と分圧回路３１の抵抗値とにより規定される所定電圧を、直流電圧が超えた場合に）、抵抗器３５の両端の電圧差に応じてＰＮＰトランジスタ３４にベース電流が流れ、分圧電圧とＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ−エミッタ間電圧とに応じたコレクタ電圧が検出電圧として出力される。電圧検出回路３０が出力する検出電圧は、直流電圧が所定電圧を超えた場合に、直流電圧の変化に伴って連続的に変化する。
【００４６】
放電回路４０は、直流バスＰ及びＮの間に直列に接続された制動抵抗器４１、及びＮチャネル型の電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）という）４２を有している。詳しくは、制動抵抗器４１の一端が直流バスＰに接続され、他端がＦＥＴ４２のドレインに接続されていると共に、ＦＥＴ４２のソースは直流バスＮに接続されている。
【００４７】
また、ＦＥＴ４２のゲートにはダイオード４３を介して電圧検出回路３０の検出電圧が入力され、ＦＥＴ４２のゲート−ソース間にはコンデンサ４４及び抵抗器４５が並列に接続されている。詳しくは、電圧検出回路３０のＰＮＰトランジスタ３４のコレクタがダイオード４３のアノードに接続され、ダイオード４３のカソードがＦＥＴ４２のゲートに接続されている。コンデンサ４４の一端はＦＥＴ４２のゲートに接続され、他端は直流バスＮに接続されている。同様に、抵抗器４５の一端はＦＥＴ４２のゲートに接続され、他端は直流バスＮに接続されている。
【００４８】
放電回路４０においては、電圧検出回路３０の検出電圧がダイオード４３を介してＦＥＴ４２のゲートに入力され、ゲート電圧がＦＥＴ４２のカットオフ電圧を超えた場合に、ＦＥＴ４２が導通してドレイン電流が流れ、制限抵抗器４１に電流が流れることによって、直流電圧の上昇を抑制することができる。ＦＥＴ４２は、連続的に変化するゲート電圧に応じて線形的に動作し、線形的にドレイン電流を変化させることができるため、制限抵抗器４１を流れる電流の量を線形的に調整することができる。また、ＦＥＴ４２のゲート−ソース間にコンデンサ４４及び抵抗器４５を並列接続することによって、電圧検出回路３０の検出電圧が急峻に変化した場合であっても、ＦＥＴ４２のゲート電圧を滑らかに変化させることができる、即ち検出電圧を平滑化してＦＥＴ４２へ入力することができる。
【００４９】
次に、電圧制御回路３の動作を電圧波形及び電流波形等を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る電圧制御回路３の動作を説明するための模式図であり、（ａ）に減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が発生する回生電力の変化を示し、（ｂ）に直流バスＰ及びＮ間の直流電圧Ｅａの変化を示し、（ｃ）にＦＥＴ４２のドレイン電圧Ｅｄの変化を示し、（ｄ）にＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇの変化を示し、（ｅ）に制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒの変化を示してある。
【００５０】
図２（ａ）に示す例では、時刻０〜ｔｒの期間は減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が通常回転している力行の状態であり、回生電力は発生しない。時刻ｔｒにて減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は回生の状態へ移行し、時刻ｔｒ〜ｔ３の期間では回生電力が増加し、時刻ｔ３〜ｔ４の期間は回生電力が一定で推移し、時刻ｔ４〜ｔ５の期間では回生電力が減少する。その後、時刻ｔ５以降においては、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は力行の状態へ移行し、回生電力は発生しない。このように、図２（ａ）に示す例で減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が動作する場合の電圧制御回路３の動作について説明する。なお、図１に示すモータ駆動装置１は、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が力行又は回生のいずれの状態であっても、各回路にて電力損失が発生する可能性があるが、説明を容易にするため、以下の説明において放電回路４０以外での電力損失は無視する。ただし、モータ駆動装置１において、放電回路４０以外での電力損失は、放電回路４０の制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２での電力消費と比較して十分に少ない。
【００５１】
時刻０〜ｔｒの力行状態の期間において、交流電圧がコンバータ回路１０にて整流され、平滑コンデンサ２０で平滑化された直流電圧Ｅａは、電圧値ｅ１であるものとする。このときに、電圧検出回路３０の分圧回路３１にて直流電圧Ｅａを分圧した分圧電圧をＥｂとすると、ツェナーダイオード３６のツェナー電圧Ｅｚに対して分圧電圧ＥｂがＥｂ＜Ｅｚとなるように、分圧回路３１の抵抗器３２及び３３の抵抗値がそれぞれ設定されている。よって、ＰＮＰトランジスタ３４は遮断され、電圧検出回路３０の検出電圧は出力されないため、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇは０Ｖとなり、ＦＥＴ４２は非導通であることから、制動抵抗器４１に電流は流れない（Ｉｂｒ＝０）。
【００５２】
時刻ｔｒにおいて、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は回生状態へ推移し、ブラシレスＤＣモータ８１にて発生する回生電力による電流が平滑コンデンサ２０を充電し、回生電力の増加に伴って直流電圧Ｅａは電圧値ｅ１から上昇し始める。よって、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂが上昇するが、Ｅｂ＜Ｅｚの条件が成立している場合には、ＰＮＰトランジスタ３４は遮断されているため、ＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇは０Ｖであり、ＦＥＴ４２は非導通であることから、制動抵抗器４１に電流は流れない。
【００５３】
時刻ｔ０において直流電圧Ｅａが電圧値ｅ２に達し、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂがツェナーダイオード３６のツェナー電圧Ｅｚに達する（Ｅｂ＝Ｅｚ）。その後、更に直流電圧Ｅａが上昇して分圧電圧Ｅｂがツェナー電圧Ｅｚを超えた場合（Ｅｂ＞Ｅｚ）、電源検出回路３０の抵抗器３５に電流が流れて、ＰＮＰトランジスタ３４には以下の（１式）で表わされるベース−エミッタ間電圧ＶBE（負の値）が加わる。
ＶBE  ＝  Ｅｚ−Ｅｂ      …（１式）
このベース−エミッタ間電圧ＶBEに従って、ＰＮＰトランジスタ３４にはベース電流Ｉｂ（負の値）が流れ、ＰＮＰトランジスタ３４は活性領域で動作する。なお電圧値ｅ２は、ツェナーダイオード３６のツェナー電圧Ｅｚと、分圧回路３１の抵抗器３２及び３３の抵抗値とにより規定される電圧値であり、電圧検出回路３０は直流電圧Ｅａが所定の電圧値ｅ２を超えたことを検出して動作を開始する。
【００５４】
回生電力の増加により直流電圧Ｅａが更に上昇すると、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂが更に上昇し、ベース−エミッタ間電圧ＶBEの絶対値が更に大きくなる。これにより、ＰＮＰトランジスタ３４のベース電流Ｉｂの絶対値が大きくなり、ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCE（負の値）の絶対値が小さくなる。このとき、ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ電圧Ｅｃは、以下の（２式）で表わされ、直流電圧Ｅａの上昇に伴って上昇する。
Ｅｃ  ＝  Ｅｂ＋ＶCE      …（２式）
【００５５】
また、放電回路４０には、（２式）で表わされるＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ電圧Ｅｃが検出電圧として入力される。これにより、ダイオード４３を通してコンデンサ４４及び抵抗器４５の並列回路へ電流が流れるため、コレクタ電圧Ｅｃの上昇に伴ってＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇが上昇する。ただし、ゲート電圧ＥｇがＦＥＴ４２のカットオフ電圧Ｖｏｆｆを超えるまでは、ＦＥＴ４２は非導通であり、制動抵抗器４１に電流は流れない。
【００５６】
回生電力が更に増加して直流電圧Ｅａが更に上昇し、時刻ｔ１において直流電圧Ｅａが電圧値ｅ３を超えたとき、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇが上昇してカットオフ電圧Ｖｏｆｆを超え、ＦＥＴ４２が導通する。これにより、ＦＥＴ４２にドレイン電流が流れるため、制動抵抗器４１に電流Ｉｂｒが流れ始める。
【００５７】
その後、回生電力は増加するため直流電圧Ｅａは電圧値ｅ３を超えて更に上昇し、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂが更に上昇し、活性領域で動作しているＰＮＰトランジスタ３４のベース電流Ｉｂの絶対値が更に大きくなる。これに伴ってＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCEの絶対値は小さくなるため、（２式）よりコレクタ電圧Ｅｃが上昇し、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇが上昇する。ゲート電圧Ｅｇの上昇により、ＦＥＴ４２のドレイン電流が増加し、制動抵抗器４１に流れる電流Ｉｂｒが増加する。
【００５８】
このとき、放電回路４０の制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２にて消費される電力Ｗは、以下の（３式）又は（５式）にて表わされる。
Ｗ  ＝  Ｅａ×Ｉｂｒ    …（３式）
Ｉｂｒ  ＝  （Ｅａ−Ｅｄ）／（制動抵抗器４１の抵抗値）    …（４式）
（３式）及び（４式）より、
Ｗ  ＝  Ｅａ×（Ｅａ−Ｅｄ）／（制動抵抗器４１の抵抗値）    …（５式）
【００５９】
制動抵抗器４１に流れる電流Ｉｂｒが増加することによって、直流電圧Ｅａの上昇が抑えられ、時刻ｔ２において（３式）又は（５式）で表わされる制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２の消費電力Ｗと、ブラシレスＤＣモータ８１にて発生する回生電力とが等しくなる。これにより、直流電圧Ｅａが電圧値ｅ４に収束する。その後、ブラシレスＤＣモータ８１の回生電力が増加しても、回生電力の増加による直流電圧Ｅａの増加が電圧検出回路３０へフィードバックされて制動抵抗器４１に流れる電流Ｉｂｒが増加し、増加した回生電力を制動抵抗器４１にて消費することができるため、直流電圧Ｅａは電圧値ｅ４で一定に保たれる。
【００６０】
時刻ｔ３〜ｔ４の回生電力が一定の期間においては、一定の回生電力を制動抵抗器４１にて消費している状態であるため、制動抵抗器４１に流れる電流Ｉｂｒは電流値Ｉｂｒ１の一定値となり、直流電圧Ｅａは電圧値ｅ４で一定に保たれる。このとき、ＰＮＰトランジスタ３４は活性領域で動作し、ＦＥＴ４２はゲート電圧Ｅｇに応じたドレイン電流を流している。
【００６１】
時刻ｔ４〜ｔ５の回生電力が減少する期間においては、直流電圧Ｅａが低下すると電圧検出回路３０へフィードバックされる電圧も低下するため、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂが低下する。分圧電圧Ｅｂの低下によって、（１式）よりＰＮＰトランジスタ３４のベース−エミッタ間電圧ＶBEの絶対値が小さくなり、ベース電流Ｉｂの絶対値が小さくなり、コレクタ−エミッタ間電圧ＶCE（負の値）の絶対値は大きくなる。よって（２式）から、ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ電圧Ｅｃ、即ち検出電圧が低下し、ダイオード４３を介してコレクタ電圧Ｅｃが印加されるＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇが低下し、ＦＥＴ４２のドレイン電流が減少するため、制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒが減少する。即ち、回生電力が減少すると、制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２にて消費される電力Ｗが減少するため、直流電圧Ｅａは電圧値ｅ４で一定に保たれる。
【００６２】
時刻ｔ５にて減速機付ブラシレスＤＣモータ８０は回生状態から力行状態へ推移し、ブラシレスＤＣモータ８１は回生電力を発生しない。回生電流がなくなることによって、制動抵抗器４１及びＦＥＴ４２にて消費される電力と、インバータ回路５０にてブラシレスＤＣモータ８１の駆動に消費される電力とにより、直流電圧Ｅａが徐々に低下する。
【００６３】
時刻ｔ５〜ｔ６の期間においては、直流電圧Ｅａの低下によって分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂが低下し、活性領域で動作しているＰＮＰトランジスタ３４のベース電流Ｉｂ（負の値）の絶対値が小さくなり、これに伴ってＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ−エミッタ間電圧ＶCE（負の値）の絶対値は大きくなる。よって（２式）より、ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ電圧Ｅｃが低下し、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇが低下するため、制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒが減少する。
【００６４】
時刻ｔ６において、直流電圧Ｅａが電圧値ｅ３まで低下し、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇがカットオフ電圧Ｖｏｆｆより低下したとき、ＦＥＴ４２は非導通となり、制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒは遮断される（Ｉｂｒ＝０）。
【００６５】
その後、インバータ回路５０を通じてブラシレスＤＣモータ８１の駆動に消費される電力により直流電圧Ｅａが更に低下し、時刻ｔ７において直流電圧Ｅａが電圧値ｅ２まで低下した場合、分圧回路３１の分圧電圧Ｅｂがツェナーダイオード３６のツェナー電圧Ｅｚまで低下する（Ｅｂ＝Ｅｚ）。よって（１式）より、ＰＮＰトランジスタ３４のベース−エミッタ間電圧ＶBE＝０となり、活性領域で動作していたＰＮＰトランジスタ３４は遮断される。
【００６６】
ＰＮＰトランジスタ３４の遮断により、電圧検出回路３０の検出電圧が放電回路４０へ入力されなくなる。このとき、放電回路４０のコンデンサ４４に蓄えられた電荷が抵抗器４５を介して放電されるため、ＦＥＴ４２のゲート電圧Ｅｇは滑らかに低下する。このように、放電回路４０のＦＥＴ４２のゲート−ソース間にコンデンサ４４及び抵抗器４５を並列接続することによって、電圧検出回路３０の検出電圧（ＰＮＰトランジスタ３４のコレクタ電圧Ｅｃ）が急峻に変化した場合であっても、ＦＥＴ４３のゲート電圧Ｅｇの変化を滑らかにすることができる。よって、ＦＥＴ４２は滑らかに線形動作し、制動抵抗器４１を流れる電流Ｉｂｒも滑らかに変化する。
【００６７】
その後、インバータ回路５０を通じてブラシレスＤＣモータ８１の駆動に消費される電力により直流電圧Ｅａは電圧値ｅ１まで低下し（時刻ｔ８）、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が回生状態へ推移するまで直流電圧Ｅａは電圧値ｅ１で一定に保たれる。
【００６８】
以上の構成の本発明に係るモータ駆動装置１は、直流電圧Ｅａが所定電圧（電圧値ｅ２）を超えた場合に電圧検出回路３０が直流電圧Ｅａの電圧値に応じた検出電圧（コレクタ電圧Ｅｃ）を出力し、放電回路４０が制動抵抗器４１の通電量を線形的に調整する構成とすることにより、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が回生状態の場合であっても直流電圧Ｅａが一定値（電圧値ｅ４）となるようにフィードバック制御を行うことができるため、直流電圧Ｅａの変動が小さく、且つ、直流電圧Ｅａが電圧値ｅ４以上に上昇することを抑制できる。これにより、ブラシレスＤＣモータ８１の回転速度の変動が小さいため、ブラシレスＤＣモータ８１の出力軸に設けられたピニオンの歯面及び減速機８２のギヤホイールの歯面が歯打ちを起こすことを防止できる。また、減速機８２の出力軸及び機械負荷の締結部分が、出力軸の加速及び減速の繰り返しにより劣化することを防止できる。よって、減速機付ブラシレスＤＣモータ８０及びモータ駆動装置１を搭載した機器の寿命を長期化することができる。
【００６９】
また、本発明の電圧制御回路３は、直流電圧Ｅａが一定となるようにフィードバック制御を行って制動抵抗器４１の通電量をＦＥＴ４２により線形的に調整することができるため、制動抵抗器４１の抵抗値に関わらず、直流電圧Ｅａの制御を行うことができる。よって、ブラシレスＤＣモータ８１の特性及び減速機８２に締結する負荷の特性等に応じて制限抵抗器４１の抵抗値を選定する必要がなく、１種類の同じ制限抵抗器４１を用いて種々のモータ及びその負荷等に対応することができるため、電圧制御回路３及びモータ駆動回路１の汎用性を向上することができる。
【００７０】
また、交流電源７０からの交流電圧の供給が停止されているときに減速機付ブラシレスＤＣモータ８０が外力により回転された場合、減速機８２はブラシレスＤＣモータ８１に対して増速器として作用し、ブラシレスＤＣモータ８１はモータ駆動装置１に対して発電機として作用する。ブラシレスＤＣモータ８１にて発電された電力は、インバータ回路５０のダイオード５２を通して平滑コンデンサ２０を充電するが、これにより直流バスＰ及びＮの間の電圧が上昇した場合であっても、電圧制御回路３が作動して電圧上昇を抑制することができる。本発明のモータ駆動装置１は、図３に示した従来のモータ駆動装置１に設けられた制御用電源回路１３０を必要としないため、交流電源７０による交流電圧の供給が停止された場合であっても、直流バスＰ及びＮ間の電圧の上昇を抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、モータ駆動装置１は減速機付ブラシレスＤＣモータ８０を駆動する構成としたが、これに限るものではなく、減速機を備えないブラシレスＤＣモータを駆動する構成であってもよく、その他のモータを駆動する構成であってもよい。また、図１に示したコンバータ回路１０及びインバータ回路５０の構成は一例であって、これに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係るモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明に係る電圧制御回路の動作を説明するための模式図である。
【図３】従来のモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図４】従来の電圧制御回路の動作を説明するための模式図である。
【図５】従来の電圧制御回路において制動抵抗器の抵抗値を小さくした場合の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  モータ駆動装置
３  電圧制御回路
１０  コンバータ回路（電源回路）
２０  平滑コンデンサ
３０  電圧検出回路
３１  分圧回路
３２、３３  抵抗器
３４  ＰＮＰトランジスタ（バイポーラトランジスタ）
３５  抵抗器
３６  ツェナーダイオード
４０  放電回路
４１  制動抵抗器（抵抗器）
４２  ＦＥＴ（調整素子、電界効果トランジスタ）
４３  ダイオード
４４  コンデンサ
４５  抵抗器
５０  インバータ回路（駆動回路）
８０  減速機付ブラシレスＤＣモータ
８１  ブラシレスＤＣモータ（モータ）
８２  減速機
Ｅａ  直流電圧
Ｅｂ  分圧電圧
Ｅｚ  ツェナー電圧
Ｅｇ  ゲート電圧
Ｐ  直流バス（高電位側出力）
Ｎ  直流バス（低電位側出力）
【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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