JP2589993B2 - 直流電動機の制御回路 - Google Patents
直流電動機の制御回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流電動機の制御回路に関する。
直流電動機の端子に生じる誘導起電力を回転検出用ト
ランジスタで検出して電動機駆動用トランジスタをオン
にすると共に、拘束時には誘導起電力が無くなることに
より、上記駆動用トランジスタをオフ（給電遮断）にす
るために、所定の時定数で定まる周期ごとにオンとなる
制御用トランジスタを設けて、上記回転検出用トランジ
スタを周期的にオフにして、所定周期ごとに回転／拘束
の監視を行うようにした電動機制御回路である。
ランジスタで検出して電動機駆動用トランジスタをオン
にすると共に、拘束時には誘導起電力が無くなることに
より、上記駆動用トランジスタをオフ（給電遮断）にす
るために、所定の時定数で定まる周期ごとにオンとなる
制御用トランジスタを設けて、上記回転検出用トランジ
スタを周期的にオフにして、所定周期ごとに回転／拘束
の監視を行うようにした電動機制御回路である。
例えばラジオコントロール式の電動玩具自動車におい
ては、リモートコントローラによって電動機のオン・オ
フ制御や回転速度の制御を行っている。従ってリモート
コントローラによって一旦駆動（走行）させるとスイッ
チをオフにしない限り駆動が停止しない。このため、ラ
ジオコントロール不能状態で障害物に走行を阻止された
場合、或いは駆動輪が拘束された状態で、例えば雑音等
によって回路がオンになった場合、電動機に拘束電流が
流れる。このため必要以上に電気エネルギーが消費され
て不経済である上に、電動機、その他の機構に無理な負
荷を与え、玩具自動車の寿命を短縮させたり、トラブル
の原因となった。また電動機に拘束電流が流れると、電
動機や抵抗器、バッテリー等からの発熱で火災が発生す
ることがあった。
ては、リモートコントローラによって電動機のオン・オ
フ制御や回転速度の制御を行っている。従ってリモート
コントローラによって一旦駆動（走行）させるとスイッ
チをオフにしない限り駆動が停止しない。このため、ラ
ジオコントロール不能状態で障害物に走行を阻止された
場合、或いは駆動輪が拘束された状態で、例えば雑音等
によって回路がオンになった場合、電動機に拘束電流が
流れる。このため必要以上に電気エネルギーが消費され
て不経済である上に、電動機、その他の機構に無理な負
荷を与え、玩具自動車の寿命を短縮させたり、トラブル
の原因となった。また電動機に拘束電流が流れると、電
動機や抵抗器、バッテリー等からの発熱で火災が発生す
ることがあった。
この問題を解消するために本願出願人は、電動機が拘
束停止したときには給電を遮断する直流電動機の制御回
路を提案している（特願昭62−97082号）。この制御回
路は、直流電動機の誘導起電力でオンとなる回転検知用
トランジスタ等と、この検知用トランジスタによってオ
ンとなって駆動電圧を上記直流電動機に供給する駆動用
トランジスタとを備える。また上記直流電動機の整流子
の極性切替点では電機子巻線に発生するパルスによって
上記検知用トランジスタが瞬時オフするように、上記直
流電動機の電機子巻線に連なる端子と上記検知用トラン
ジスタとを接続してある。
束停止したときには給電を遮断する直流電動機の制御回
路を提案している（特願昭62−97082号）。この制御回
路は、直流電動機の誘導起電力でオンとなる回転検知用
トランジスタ等と、この検知用トランジスタによってオ
ンとなって駆動電圧を上記直流電動機に供給する駆動用
トランジスタとを備える。また上記直流電動機の整流子
の極性切替点では電機子巻線に発生するパルスによって
上記検知用トランジスタが瞬時オフするように、上記直
流電動機の電機子巻線に連なる端子と上記検知用トラン
ジスタとを接続してある。
電動機に外力を与えて強制回転させると、誘導起電力
が発生し、これによって回転検知用トランジスタがオン
となり、更に駆動用トランジスタがオンとなる。従って
電動機が回転を続ける。
が発生し、これによって回転検知用トランジスタがオン
となり、更に駆動用トランジスタがオンとなる。従って
電動機が回転を続ける。
電動機の回転に伴って、整流子の極性切換点で電機子
巻線に発生するパルスで検知用トランジスタが周期的に
強制オフさせられる。しかし回転系の慣性で電動機が誘
導起電力を発生している限りは、検知用トランジスタは
即座にオンに復帰するので、駆動用トランジスタもオン
となり、回転は維持される。上記パルスは電動機の拘束
（回転停止）を検知するためのサンプリングパルスとし
て機能している。
巻線に発生するパルスで検知用トランジスタが周期的に
強制オフさせられる。しかし回転系の慣性で電動機が誘
導起電力を発生している限りは、検知用トランジスタは
即座にオンに復帰するので、駆動用トランジスタもオン
となり、回転は維持される。上記パルスは電動機の拘束
（回転停止）を検知するためのサンプリングパルスとし
て機能している。
電動機を拘束すると、停止直前には誘導起電力は極め
て小さくなり、整流切換点で発生する上記のパルスでも
って検知用トランジスタがオフにされると、もはや検知
用トランジスタがオンとなることができない。従って駆
動用トランジスタもオフになり、電動機は停止する。
て小さくなり、整流切換点で発生する上記のパルスでも
って検知用トランジスタがオフにされると、もはや検知
用トランジスタがオンとなることができない。従って駆
動用トランジスタもオフになり、電動機は停止する。
一方、速度制御に関しては、従来は電動機に印加する
電圧を変えて回転速度を制御していて、印加電圧を変え
るために電動機と直列に可変抵抗器を接続したり、或い
は複数のバッテリーを設けて電源から異なる電圧を出力
できるようにしていた。
電圧を変えて回転速度を制御していて、印加電圧を変え
るために電動機と直列に可変抵抗器を接続したり、或い
は複数のバッテリーを設けて電源から異なる電圧を出力
できるようにしていた。
特願昭62−97082号で提案した制御回路は、整流子の
極性切換点で電機子巻線に発生するスパイク状パルスに
よって回転検知用トランジスタをオフさせている。この
ためパルスを発生する電動機しか拘束検出及び給電遮断
を行うことができない。従って、スパイク状パルスを発
生しないような電動機を制御する場合には、回転検知用
トランジスタを周期的にオフさせる必要がある。このた
め外部からオフ用のパルスを回転検知用トランジスタの
制御電極に与えたり、或いは検知用トランジスタを周期
的にオフさせるための発振器を組み込まなければならな
いので、制御回路の構成が複雑になっていた。
極性切換点で電機子巻線に発生するスパイク状パルスに
よって回転検知用トランジスタをオフさせている。この
ためパルスを発生する電動機しか拘束検出及び給電遮断
を行うことができない。従って、スパイク状パルスを発
生しないような電動機を制御する場合には、回転検知用
トランジスタを周期的にオフさせる必要がある。このた
め外部からオフ用のパルスを回転検知用トランジスタの
制御電極に与えたり、或いは検知用トランジスタを周期
的にオフさせるための発振器を組み込まなければならな
いので、制御回路の構成が複雑になっていた。
また従来の制御回路は拘束検出及び給電遮断と、電動
機の回転速度制御とを別々に行っているので、更に回路
構成が複雑になっていた。
機の回転速度制御とを別々に行っているので、更に回路
構成が複雑になっていた。
また単一電圧の電源で速度制御を行うために可変抵抗
器を用いると電機エネルギーの損失がある上、駆動電流
が大きい場合は発熱が大きく危険である。一方複数個の
バッテリーを配設して電源の出力電圧を変えるようにす
ると、高速走行時及び低速走行時において使用されるバ
ッテリーが異なるため、個々のバッテリーの消費量に差
が出てしまう不都合がある。
器を用いると電機エネルギーの損失がある上、駆動電流
が大きい場合は発熱が大きく危険である。一方複数個の
バッテリーを配設して電源の出力電圧を変えるようにす
ると、高速走行時及び低速走行時において使用されるバ
ッテリーが異なるため、個々のバッテリーの消費量に差
が出てしまう不都合がある。
本発明は上述の問題点にかんがみ、電動機からパルス
が出なくても拘束検出及び給電遮断ができると共に、所
望の回転速度が得られるようにすることができる制御回
路の回路構成を簡略化することを目的とする。
が出なくても拘束検出及び給電遮断ができると共に、所
望の回転速度が得られるようにすることができる制御回
路の回路構成を簡略化することを目的とする。
本発明の直流電動機の制御回路は、直流電動機Ｍの端
子に接続され誘動起電力でオンとなる回転検知用トラン
ジスタQ1と、この回転検知用トランジスタQ1のオン出力
によりオンとなって駆動電圧Ｅを上記直流電動機Ｍに供
給する駆動用トランジスタQ2と、上記駆動用トランジス
タQ2のオン出力によってオンとなって上記回転検知用ト
ランジスタQ1をオフにし、これにより上記駆動用トラン
ジスタQ2をオフにする制御用トランジスタQ3と、上記駆
動用トランジスタQ3のオン出力により作動して所定時間
後に上記制御用トランジスタQ3をオンにする電圧を形成
すると共に、上記駆動用トランジスタQ2がオフになった
ときに電動機Ｍの誘導パルスにより上記電圧がリセット
される時定数回路７とを具備している。
子に接続され誘動起電力でオンとなる回転検知用トラン
ジスタQ1と、この回転検知用トランジスタQ1のオン出力
によりオンとなって駆動電圧Ｅを上記直流電動機Ｍに供
給する駆動用トランジスタQ2と、上記駆動用トランジス
タQ2のオン出力によってオンとなって上記回転検知用ト
ランジスタQ1をオフにし、これにより上記駆動用トラン
ジスタQ2をオフにする制御用トランジスタQ3と、上記駆
動用トランジスタQ3のオン出力により作動して所定時間
後に上記制御用トランジスタQ3をオンにする電圧を形成
すると共に、上記駆動用トランジスタQ2がオフになった
ときに電動機Ｍの誘導パルスにより上記電圧がリセット
される時定数回路７とを具備している。
電動機Ｍを一旦回転させると、誘導起電力が発生し
て、これによって回転検知用トランジスタQ1がオンとな
り、更に駆動用トランジスタQ2がオンとなるので、電動
機Ｍが回転を続ける。
て、これによって回転検知用トランジスタQ1がオンとな
り、更に駆動用トランジスタQ2がオンとなるので、電動
機Ｍが回転を続ける。
駆動用トランジスタのオン時点から一定時間後には時
定数回路７の働きにより制御用トランジスタQ3がオンと
なり、回転検知用トランジスタQ1がオフにされ、駆動用
トランジスタQ2がオフにされる。このとき電動機Ｍが拘
束状態でなければ、回転検知用トランジスタQ1がオン
し、駆動用トランジスタQ2が再びオンとなる。即ち制御
用トランジスタQ3がオンになることにより、電動機Ｍの
回転状態がサンプリングされる。
定数回路７の働きにより制御用トランジスタQ3がオンと
なり、回転検知用トランジスタQ1がオフにされ、駆動用
トランジスタQ2がオフにされる。このとき電動機Ｍが拘
束状態でなければ、回転検知用トランジスタQ1がオン
し、駆動用トランジスタQ2が再びオンとなる。即ち制御
用トランジスタQ3がオンになることにより、電動機Ｍの
回転状態がサンプリングされる。
サンプリング時点で駆動用トランジスタQ2が瞬時オフ
すると、電動機Ｍの端子に生じる誘導パルスにより、時
定数回路７がリセットされて制御用トランジスタQ3がオ
フになる。しかし電動機Ｍが回転していれば上述のよう
に駆動用トランジスタQ2がオンとなるので、一定時間後
には時定数回路により制御用トランジスタQ3がオンとな
る。このようにして制御用トランジスタQ3及び回転検知
用トランジスタQ1は一定周期でオン／オフを繰り返し、
回転／拘束の検出を行っている。
すると、電動機Ｍの端子に生じる誘導パルスにより、時
定数回路７がリセットされて制御用トランジスタQ3がオ
フになる。しかし電動機Ｍが回転していれば上述のよう
に駆動用トランジスタQ2がオンとなるので、一定時間後
には時定数回路により制御用トランジスタQ3がオンとな
る。このようにして制御用トランジスタQ3及び回転検知
用トランジスタQ1は一定周期でオン／オフを繰り返し、
回転／拘束の検出を行っている。
電動機Ｍを拘束すると、誘導起電力が無くなるので、
制御用トランジスタQ3がオンとなることにより、回転検
知用トランジスタQ1が一旦オフになると、駆動用トラン
ジスタQ2がオフとなり、給電遮断状態となる。従って外
力による拘束停止ができる。
制御用トランジスタQ3がオンとなることにより、回転検
知用トランジスタQ1が一旦オフになると、駆動用トラン
ジスタQ2がオフとなり、給電遮断状態となる。従って外
力による拘束停止ができる。
また時定数回路７の時定数を適宜設定することによ
り、制御用トランジスタQ3のオン／オフの周期を任意に
定めることができるから、駆動用トランジスタQ2による
電動機Ｍへの給電のデューティに対応して所望の回転速
度を得ることができる。
り、制御用トランジスタQ3のオン／オフの周期を任意に
定めることができるから、駆動用トランジスタQ2による
電動機Ｍへの給電のデューティに対応して所望の回転速
度を得ることができる。
第１図に本発明の一実施例の直流電動機用制御回路を
示す。この制御回路は例えば玩具のラジオコントロール
式電池自動車に組込まれたものである。
示す。この制御回路は例えば玩具のラジオコントロール
式電池自動車に組込まれたものである。
電動機Ｍの端子M1には、電源電圧Ｅを供給する駆動用
トランジスタQ2のエミッタ−コレクタが直列に結合さ
れ、またこのトランジスタQ2のベースに回転検知用トラ
ンジスタQ1のコレクタ−エミッタが直列に直結されてい
る。この検知用トランジスタQ1のベースは抵抗器R2を介
して電動機Ｍの端子M1に接続され、抵抗器R5を介して入
力端子１に接続されている。またそのエミッタはトラン
ジスタQ4のコレクタ−エミッタ及び抵抗器R1を介して電
動機Ｍの端子T2（接地電位）に接続されている。トラン
ジスタQ4のベースは抵抗器R4を介して駆動入力端子２に
接続されている。
トランジスタQ2のエミッタ−コレクタが直列に結合さ
れ、またこのトランジスタQ2のベースに回転検知用トラ
ンジスタQ1のコレクタ−エミッタが直列に直結されてい
る。この検知用トランジスタQ1のベースは抵抗器R2を介
して電動機Ｍの端子M1に接続され、抵抗器R5を介して入
力端子１に接続されている。またそのエミッタはトラン
ジスタQ4のコレクタ−エミッタ及び抵抗器R1を介して電
動機Ｍの端子T2（接地電位）に接続されている。トラン
ジスタQ4のベースは抵抗器R4を介して駆動入力端子２に
接続されている。
トランジスタQ1のベースと抵抗器R2とを接続するライ
ン３と接地ライン４との間に速度制御用トランジスタQ3
のコレクタ−エミッタが直列に接続され、そのベースと
接地ライン４との間にコンデンサC3が接続されている。
また抵抗器R2と電動機Ｍの端子T1とを接続するライン５
と接地ライン４との間に、抵抗器R3と可変抵抗器VRの直
列回路が接続されていて、可変抵抗器VRの可動端子とコ
ンデンサC3の一端（非接地側）とが接続されている。抵
抗器R3、可変抵抗器VR及びコンデンサC3で時定数回路７
が構成されていて、コンデンサC3の充電電圧が速度制御
用トランジスタQ3のベースに与えられる。
ン３と接地ライン４との間に速度制御用トランジスタQ3
のコレクタ−エミッタが直列に接続され、そのベースと
接地ライン４との間にコンデンサC3が接続されている。
また抵抗器R2と電動機Ｍの端子T1とを接続するライン５
と接地ライン４との間に、抵抗器R3と可変抵抗器VRの直
列回路が接続されていて、可変抵抗器VRの可動端子とコ
ンデンサC3の一端（非接地側）とが接続されている。抵
抗器R3、可変抵抗器VR及びコンデンサC3で時定数回路７
が構成されていて、コンデンサC3の充電電圧が速度制御
用トランジスタQ3のベースに与えられる。
２個のトランジスタQ1、Q2はオン状態が自己保持され
る接続になっている。即ち、一旦Q1がオンになると、そ
のコレクタ電流がQ2のベース電流となってQ2がオンす
る。従ってQ2のコレクタ電圧が上昇して電動機Ｍに駆動
電圧が供給される。このときQ2のコレクタからQ1にベー
ス電流が供給されるので、Q1のオン状態が保持される。
る接続になっている。即ち、一旦Q1がオンになると、そ
のコレクタ電流がQ2のベース電流となってQ2がオンす
る。従ってQ2のコレクタ電圧が上昇して電動機Ｍに駆動
電圧が供給される。このときQ2のコレクタからQ1にベー
ス電流が供給されるので、Q1のオン状態が保持される。
第１図の電動機制御回路は静止状態においてオフに保
たれている。ここで電源スイッチ（図示せず）を入れて
駆動入力端子２に所定の動作電圧８を印加するとQ4がオ
ンとなる。これによりQ1がスタンバイ状態となり、例え
ばリモートコントローラを操作して起動入力端子１に起
動パルス６を与えるとQ1がオンとなる。従ってトランジ
スタQ2もオンとなり、電動機Ｍに駆動電圧Ｅが供給され
て正回転する。この正回転によって誘導起電力Enが発生
する。誘導起電力Enは電機子の回転速度Ｎに比例する。
たれている。ここで電源スイッチ（図示せず）を入れて
駆動入力端子２に所定の動作電圧８を印加するとQ4がオ
ンとなる。これによりQ1がスタンバイ状態となり、例え
ばリモートコントローラを操作して起動入力端子１に起
動パルス６を与えるとQ1がオンとなる。従ってトランジ
スタQ2もオンとなり、電動機Ｍに駆動電圧Ｅが供給され
て正回転する。この正回転によって誘導起電力Enが発生
する。誘導起電力Enは電機子の回転速度Ｎに比例する。
En＝Ａ・Ｎ（Ａは定数） ENがトランジスタQ1のベース・エミッタ順方向電圧V
BE1を超えると、抵抗R2を通してベース電流を流れ、Q1
がオンとなる。従ってトランジスタQ2もオンとなり、正
回転が持続する。
BE1を超えると、抵抗R2を通してベース電流を流れ、Q1
がオンとなる。従ってトランジスタQ2もオンとなり、正
回転が持続する。
電動機Ｍの端子T1、T2間の電圧VMを、抵抗器R3及び可
変抵抗器VRの分割抵抗VR1と、可変抵抗器VRの分割抵抗V
R2とで分圧してコンデンサC3に印加している。従って駆
動用トランジスタQ2がオンとなって電動機Ｍに駆動電圧
Ｅが印加されているときにはコンデンサC3に、 の電圧が印加される。
変抵抗器VRの分割抵抗VR1と、可変抵抗器VRの分割抵抗V
R2とで分圧してコンデンサC3に印加している。従って駆
動用トランジスタQ2がオンとなって電動機Ｍに駆動電圧
Ｅが印加されているときにはコンデンサC3に、 の電圧が印加される。
この電圧によってコンデンサC3は充電され、C3・（R3
＋VR1）の時定数で端子電圧が上昇して行く。従ってQ3
のベース電圧VB3が上記時定数で上昇し、第２図Ａに示
すように時点t0でQ3のベース・エミッタ順方向電圧VBE3
に達すると、第２図Ｂに示すようにQ3がオンとなる。Q3
のオンによってQ1はベースが接地されるので、時点t1で
オフとなる（第２図Ｃ）。従って第２図Ｄに示すように
Q2がオフとなって電動機Ｍへの給電が遮断される（第２
図Ｅ）。
＋VR1）の時定数で端子電圧が上昇して行く。従ってQ3
のベース電圧VB3が上記時定数で上昇し、第２図Ａに示
すように時点t0でQ3のベース・エミッタ順方向電圧VBE3
に達すると、第２図Ｂに示すようにQ3がオンとなる。Q3
のオンによってQ1はベースが接地されるので、時点t1で
オフとなる（第２図Ｃ）。従って第２図Ｄに示すように
Q2がオフとなって電動機Ｍへの給電が遮断される（第２
図Ｅ）。
電動機Ｍへの給電が遮断されると、電動機Ｍに生じる
スパイク状の誘導パルスによって端子T1が負電圧とな
る。このためコンデンサC3に充電されていた電荷が可変
抵抗器VR、抵抗器R3を通して瞬時に放電されてベース電
圧VB3が低下する。従ってQ3にはベース電流が流れなく
なるので、ベース領域に流入したキャリア蓄積が無くな
る一定時間ｔが経過した第２図の時点t1においてQ3がオ
フとなる。これによりQ1のベースに誘導起電力Enが印加
されてQ1がオンとなる。従ってQ2がオンとなり電動機Ｍ
に駆動電圧Ｅが印加される。
スパイク状の誘導パルスによって端子T1が負電圧とな
る。このためコンデンサC3に充電されていた電荷が可変
抵抗器VR、抵抗器R3を通して瞬時に放電されてベース電
圧VB3が低下する。従ってQ3にはベース電流が流れなく
なるので、ベース領域に流入したキャリア蓄積が無くな
る一定時間ｔが経過した第２図の時点t1においてQ3がオ
フとなる。これによりQ1のベースに誘導起電力Enが印加
されてQ1がオンとなる。従ってQ2がオンとなり電動機Ｍ
に駆動電圧Ｅが印加される。
時点t1で給電が開始されるとコンデンサC3が端子T1、
T2間の電圧VMによって再び充電されることによって、前
記したように制御用トランジスタQ3のベース電圧VB3が
上昇していく。そしてベース電圧VB3が時点t2におい
て、Q3のベース・エミッタ順方向電圧BBE3に達するとQ3
が再びオンとなる。以後、Q1オフ→Q2オフ→誘導パルス
発生→C3が放電→Q3オフ→C3を充電→Q3オンのサイクル
で自励発振して電動機Ｍへの給電を断続的に行い、給電
遮断時に回転状態をサンプリングする。
T2間の電圧VMによって再び充電されることによって、前
記したように制御用トランジスタQ3のベース電圧VB3が
上昇していく。そしてベース電圧VB3が時点t2におい
て、Q3のベース・エミッタ順方向電圧BBE3に達するとQ3
が再びオンとなる。以後、Q1オフ→Q2オフ→誘導パルス
発生→C3が放電→Q3オフ→C3を充電→Q3オンのサイクル
で自励発振して電動機Ｍへの給電を断続的に行い、給電
遮断時に回転状態をサンプリングする。
回転検知用トランジスタQ1がオフになったとき電動機
Ｍが拘束されていると、誘導起電力が無いので、Q1が再
びオンにならない。従って制御回路は継続的にオフにな
る。
Ｍが拘束されていると、誘導起電力が無いので、Q1が再
びオンにならない。従って制御回路は継続的にオフにな
る。
速度制御用トランジスタQ3がオフとなっている期間、
即ち電動機Ｍに給電している期間Ｔを変化させることに
より、Q3がオンして給電遮断している期間ｔとの比を変
えて回転速度を制御できる。即ち、例えばリモート動作
する駆動機構によって可変抵抗器VRの可動端子を第１図
において矢印10方向に動かすと、抵抗値VR1が小さくな
ると共にVR2が大きくなる。従ってコンデンサC3の充電
の時定数が短くなるので、電動機Ｍへ給電している期間
Ｔが短くなって回転速度が遅くなる。
即ち電動機Ｍに給電している期間Ｔを変化させることに
より、Q3がオンして給電遮断している期間ｔとの比を変
えて回転速度を制御できる。即ち、例えばリモート動作
する駆動機構によって可変抵抗器VRの可動端子を第１図
において矢印10方向に動かすと、抵抗値VR1が小さくな
ると共にVR2が大きくなる。従ってコンデンサC3の充電
の時定数が短くなるので、電動機Ｍへ給電している期間
Ｔが短くなって回転速度が遅くなる。
反対に可変抵抗器VRの可動端子を第１図において矢印
11方向に動かすと、抵抗値VR1が大きくなると共にVR2が
小さくなるので、電動機Ｍへ給電している期間Ｔが長く
なって回転速度が早くなる。
11方向に動かすと、抵抗値VR1が大きくなると共にVR2が
小さくなるので、電動機Ｍへ給電している期間Ｔが長く
なって回転速度が早くなる。
このようにトランジスタQ3がオフとなっている期間Ｔ
を変えて電動機Ｍの回転速度を制御するので、可変抵抗
器を用いる従来の方式と比較して電力損失を大幅に軽減
できると共に、発熱を最小限に抑えることができる。ま
た可変抵抗器を使用しない速度制御を、出力電圧の大き
さが単一の電源で行うことができる。なお時定数回路７
の時定数を固定又は半固定にし、設定した所望回転数を
維持するようにしてもよい。
を変えて電動機Ｍの回転速度を制御するので、可変抵抗
器を用いる従来の方式と比較して電力損失を大幅に軽減
できると共に、発熱を最小限に抑えることができる。ま
た可変抵抗器を使用しない速度制御を、出力電圧の大き
さが単一の電源で行うことができる。なお時定数回路７
の時定数を固定又は半固定にし、設定した所望回転数を
維持するようにしてもよい。
また実施例の回路は自励発振して電動機Ｍへの給電を
周期的に遮断し、電動機Ｍの回転状態を所定時間ごとに
サンプリングしている。従って、例えば回転検知用トラ
ンジスタQ1をオフさせるための負パルスを外部から与え
たり、或いはQ1を周期的にオフさせるための発振器を組
み込む必要がない。このため電動機の制御回路の構成を
簡略化できる。
周期的に遮断し、電動機Ｍの回転状態を所定時間ごとに
サンプリングしている。従って、例えば回転検知用トラ
ンジスタQ1をオフさせるための負パルスを外部から与え
たり、或いはQ1を周期的にオフさせるための発振器を組
み込む必要がない。このため電動機の制御回路の構成を
簡略化できる。
第１図の制御回路は、可変抵抗器VRの可変端子を矢印
11側の移動限界まで動かして電動機Ｍを最高速度で回転
させると、コンデンサC3が充電されなくなることによっ
て速度制御用トランジスタQ3が周期的にオンしなくな
る。従って、回転検知用及び駆動用トランジスタQ1、Q2
を周期的にオフさせることができない。しかし、例えば
第３図に示すような直流３極（相）タイプの整流子電動
機を使用すれば、コンデンサC3が充電されない状態で動
作させても、Q1及びQ2を周期的にオフさせて拘束検出を
行うことができる。第３図の電動機を用いた場合、第１
図の制御回路は以下の原理により自動的にオフとなる。
11側の移動限界まで動かして電動機Ｍを最高速度で回転
させると、コンデンサC3が充電されなくなることによっ
て速度制御用トランジスタQ3が周期的にオンしなくな
る。従って、回転検知用及び駆動用トランジスタQ1、Q2
を周期的にオフさせることができない。しかし、例えば
第３図に示すような直流３極（相）タイプの整流子電動
機を使用すれば、コンデンサC3が充電されない状態で動
作させても、Q1及びQ2を周期的にオフさせて拘束検出を
行うことができる。第３図の電動機を用いた場合、第１
図の制御回路は以下の原理により自動的にオフとなる。
即ち、第３図の電動機Ｍは三相のデルタ巻線L1、L2、
L3の３極の整流子C1、C2、C3及び一対のブラシB1、B2か
ら成る。（ａ）の回転位置では、ブラシB1、B2間で巻線
L2とL3の直列が巻線L1と並列になっている。（ｂ）の回
転位置では、巻線L3が短絡で、巻線L1、L2とが並列、更
に（ｃ）の回転位置では巻線L1とL3との直列が巻線L2と
並列になっている。従って（ｂ）の回転位置では、第４
図の波形図に示すように電動機Ｍの端子T1、T2間で電磁
誘導による急峻な正負のパルス電圧が発生する。第３図
（ｂ）と同様な接続状態が電機子の１回転につき６回生
じるので、このパルス電圧は60゜ごとに発生する。
L3の３極の整流子C1、C2、C3及び一対のブラシB1、B2か
ら成る。（ａ）の回転位置では、ブラシB1、B2間で巻線
L2とL3の直列が巻線L1と並列になっている。（ｂ）の回
転位置では、巻線L3が短絡で、巻線L1、L2とが並列、更
に（ｃ）の回転位置では巻線L1とL3との直列が巻線L2と
並列になっている。従って（ｂ）の回転位置では、第４
図の波形図に示すように電動機Ｍの端子T1、T2間で電磁
誘導による急峻な正負のパルス電圧が発生する。第３図
（ｂ）と同様な接続状態が電機子の１回転につき６回生
じるので、このパルス電圧は60゜ごとに発生する。
従って第１図において例えば制御回路がオンとなって
いて電動機Ｍが正転しているときには、端子T1、T2間の
発生する負のパルスで検知用トランジスタQ1のベース・
エミッタ間が逆バイアスされるので、トランジスタQ1及
びQ2が電動機Ｍの60゜回転ごとに一瞬オフになる。しか
し電動機Ｍが回転している限りは、前記したようにその
正の誘導起電力でもって制御回路は再びオンとなる。
いて電動機Ｍが正転しているときには、端子T1、T2間の
発生する負のパルスで検知用トランジスタQ1のベース・
エミッタ間が逆バイアスされるので、トランジスタQ1及
びQ2が電動機Ｍの60゜回転ごとに一瞬オフになる。しか
し電動機Ｍが回転している限りは、前記したようにその
正の誘導起電力でもって制御回路は再びオンとなる。
なお、可変抵抗器VRと接地ライン４との間に所定値の
抵抗器を挿入すれば、可動端子を矢印11方向の移動限界
まで動かした場合でも速度制御用トランジスタQ3を周期
的にオンさせることができる。
抵抗器を挿入すれば、可動端子を矢印11方向の移動限界
まで動かした場合でも速度制御用トランジスタQ3を周期
的にオンさせることができる。
また第５図に示すように、Q1のエミッタに抵抗器を接
続しないで、Q2のベースに電流制限用抵抗R12、Q1のコ
レクタに負荷抵抗R11を接続してもよい。
続しないで、Q2のベースに電流制限用抵抗R12、Q1のコ
レクタに負荷抵抗R11を接続してもよい。
また必要に応じて第１図の制御回路に停止スイッチを
付加してもよい。停止スイッチは例えばトランジスタQ1
又はQ2のベース・エミッタ間を短絡するプッシュスイッ
チであってよい。停止スイッチを設ければ、電動機Ｍの
外力による起動及び拘束による停止の外に、スイッチに
よる起動／停止の制御もできるようになる。
付加してもよい。停止スイッチは例えばトランジスタQ1
又はQ2のベース・エミッタ間を短絡するプッシュスイッ
チであってよい。停止スイッチを設ければ、電動機Ｍの
外力による起動及び拘束による停止の外に、スイッチに
よる起動／停止の制御もできるようになる。
本発明は上述のように、電動機の誘導起電力を検出す
る回転検知用トランジスタと、電動機に給電する駆動用
トランジスタとを正帰還結合して回転により誘導起電力
が発生している限りは回転が持続するようにすると共
に、駆動用トランジスタがオンになってから所定時間後
に上記回転検知用トランジスタを瞬時オフにするための
制御用トランジスタ及び時定数回路を設けて、周期的に
回転検知用トランジスタをオフにし、これにより電動機
の回転／拘束を所定周期ごとに検知できるようにしたの
で、簡単な回路構成で拘束検出と拘束時の給電遮断を行
うことができる。特に、電動機として整流子からスパイ
クノイズが発生しないようなタイプに適用しても、自励
発振で回転検知用トランジスタを周期的にオフにできる
ので、オフ用の発振器を組み込む必要が無い。
る回転検知用トランジスタと、電動機に給電する駆動用
トランジスタとを正帰還結合して回転により誘導起電力
が発生している限りは回転が持続するようにすると共
に、駆動用トランジスタがオンになってから所定時間後
に上記回転検知用トランジスタを瞬時オフにするための
制御用トランジスタ及び時定数回路を設けて、周期的に
回転検知用トランジスタをオフにし、これにより電動機
の回転／拘束を所定周期ごとに検知できるようにしたの
で、簡単な回路構成で拘束検出と拘束時の給電遮断を行
うことができる。特に、電動機として整流子からスパイ
クノイズが発生しないようなタイプに適用しても、自励
発振で回転検知用トランジスタを周期的にオフにできる
ので、オフ用の発振器を組み込む必要が無い。
また時定数回路の時定数を適宜設定することにより、
所望のデューティでチョッパ駆動が行われるので、電動
機への給電のデューティに対応して所望の回転速度を得
ることができる。従って給電遮断制御を行う回路の部品
と所望の回転速度を得るためのチョッパ駆動回路の部品
とが共用になっているから、部品点数が少なく、回路構
成が簡単で、電力損失や発熱の少ない電動機制御回路が
得られる。
所望のデューティでチョッパ駆動が行われるので、電動
機への給電のデューティに対応して所望の回転速度を得
ることができる。従って給電遮断制御を行う回路の部品
と所望の回転速度を得るためのチョッパ駆動回路の部品
とが共用になっているから、部品点数が少なく、回路構
成が簡単で、電力損失や発熱の少ない電動機制御回路が
得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す直流電動機の制御回路
図、第２図は各部の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第３図ａ〜ｃは電動機の電機子回路図、第４図は電
動機の端子電圧波形図、第５図は第１図とは別の実施例
を示す制御回路図である。 なお図面に用いた符号において、 Ｍ……電動機 Q1……回転検知用トランジスタ Q2……駆動用トランジスタ Q3……速度制御用トランジスタ R1……抵抗 L1〜L3……電機子巻線 C1〜C3……整流子 B1、B2……ブラシ T1、T2……端子 ７……時定数回路 である。
図、第２図は各部の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第３図ａ〜ｃは電動機の電機子回路図、第４図は電
動機の端子電圧波形図、第５図は第１図とは別の実施例
を示す制御回路図である。 なお図面に用いた符号において、 Ｍ……電動機 Q1……回転検知用トランジスタ Q2……駆動用トランジスタ Q3……速度制御用トランジスタ R1……抵抗 L1〜L3……電機子巻線 C1〜C3……整流子 B1、B2……ブラシ T1、T2……端子 ７……時定数回路 である。
Claims (2)
- 【請求項１】直流電動機の端子に接続され誘動起電力で
オンとなる回転検知用トランジスタと、 この回転検知用トランジスタのオン出力によりオンとな
って駆動電圧を上記直流電動機に供給する駆動用トラン
ジスタと、 上記駆動用トランジスタのオン出力によってオンとなっ
て上記回転検知用トランジスタをオフにし、これにより
上記駆動用トランジスタをオフにする制御用トランジス
タと、 上記駆動用トランジスタのオン出力により作動して所定
時間後に上記制御用トランジスタをオンにする電圧を形
成すると共に、上記駆動用トランジスタがオフになった
ときに電動機の誘導パルスにより上記電圧がリセットさ
れる時定数回路とを具備する直流電動機の制御回路。 - 【請求項２】上記時定数回路が時定数可変手段を具備す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の直流
電動機の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319820A JP2589993B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 直流電動機の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319820A JP2589993B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 直流電動機の制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164283A JPH01164283A (ja) | 1989-06-28 |
| JP2589993B2 true JP2589993B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=18114569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62319820A Expired - Lifetime JP2589993B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 直流電動機の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589993B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001016893A (ja) * | 1999-04-28 | 2001-01-19 | Keyence Corp | 直流モータ駆動装置 |
| JP2015133835A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 豊田合成株式会社 | 電動機駆動装置 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319820A patent/JP2589993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01164283A (ja) | 1989-06-28 |
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