[发明专利]单相串励换向器电动机的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及单相串励换向器电动机的驱动装置。

背景技术

(单相串励换向器电动机的概要)

单相串励换向器电动机在直流、交流这两电源中都能够旋转驱动，并且被称为交直流两用电动机。由于能够高速旋转，并且电源频率的影响很微少，能够以低价进行制作，因此被更好地利用于使用交流电源的电动工具。

而且单相串励换向器电动机串联地连接有电枢绕组和励磁绕组，若在此连接电源则产生转矩，从而进行旋转驱动。

给单相串励换向器电动机赋予特征的构造是只要没有电枢绕组和励磁绕组的连接变更，就无论交流电源、直流电源的极性如何，产生转矩总是被固定为单向。

在想要切换产生转矩的方向的情况下，通过使电枢绕组或励磁绕组中的某一个的连接方向变为相反而被实现。

在存在切换单相串励换向器电动机的产生转矩的方向的用途时，为了在励磁绕组两端切换连接方向而能够通过使用单极双掷开关来实现。

(对于制动器制动)

作为切换产生转矩的方向的用途，在想要使单相串励换向器电动机尽快停止时所需的制动器制动为其一例。

从基于某一方向的转矩的通常使用，通过在停止时产生相反方向的转矩而实现制动器制动。

通常处于在以串联的方式连接的电枢绕组和励磁绕组连接有电源的状态，通过将电枢绕组或励磁绕组中的某一个的连接方向设为相反而在串联连接的绕组形成短路以及形成经由电阻的电流环路从而产生与通常相反朝向的转矩，并进行制动器制动。

(基于电阻、短路的制动器制动的问题点)

当这样的进行制动器制动时，进行制动器制动的期间与电动机的转数相应的制动器电流在所形成的环路内流动，在制动器制动开始时会流动过大的电流。位于电流环路内的马达的换向器因该过大电流会导致恶化。

(制动器电流、定电流控制的实例)

于是，为了防止这样的问题，提出有如下方案：在电动机制动时检测在由电枢和励磁绕组形成的制动电流路径流动的制动电流，若制动电流达到一定的上限，则切断该制动电流路径，将励磁绕组的两端经由电流消耗用的电阻器进行连接(例如，参照专利文献1等)。

换句话说，在该提案的装置，若制动电流达到一定的上限，则将励磁绕组的两端经由电流消耗用的电阻器进行连接，由此回流电流经由电阻器流过励磁绕组，而使励磁绕组所积蓄的能量经由电阻器而释放出。

而且，在上述提案的装置中，若经由电阻器在励磁绕组流动的回流电流降低，则再次形成由电枢和励磁绕组构成的制动电流路径。

因此，根据上述提案的装置，在制动器制动时，通过将制动电流抑制在上限值以下，并且使电动机产生制动转矩，能够使电动机停止。

专利文献1：日本专利2735771号公报

然而，在上述提案的装置中，由于若制动电流达到一定的上限，则将励磁绕组的两端与电流消耗用的电阻器连接，所以存在因在该电阻器流动的电流而导致电阻器自身发热这样的问题。

由此，为了使上述提案的装置实用化，必须如下述那样实施用于使电阻器产生的热进行散热的散热对策，例如，在电阻器设置散热用的散热片，或者使用散热特性好的大型的电阻器，由此存在导致电动机以及使用该电动机构成的电动工具的大型化这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于在单相串励换向器电动机的驱动装置中，不用因散热对策而使装置大型化，就能够抑制制动时的发热。

根据为了实现这样的目的而做出的技术方案1所记载的单相串励换向器电动机的驱动装置，在驱动开关被切换到驱动位置时，将励磁绕组和电枢串联连接在外部电源，电动机向规定的一个方向进行旋转。

而且，由于经由第l二极管将电容器并列连接在电枢，所以电动机进行旋转时，经由第l二极管向电容器施加直流电压，通过该施加电压在电容器中积蓄电荷。

接下来，电动机处于旋转状态时，若驱动开关被切换到制动位置，则励磁绕组沿与电动机的旋转驱动时相反的方向连接在电枢，通过电枢和励磁绕组形成制动电流路径。

该制动电流路径上，从电枢的一端侧起按顺序设置有上述的第1二极管、开关元件以及电流检测单元。而且，开关元件被电流控制单元控制以使得由电流检测单元检测的制动电流达到规定电流。

由此，若将驱动开关从驱动位置切换到制动位置，则开关元件变为接通状态，电容器所积蓄的电荷以开关元件→电流检测单元→励磁绕组→电容器的路径进行放电。