JP3191696B2 - 直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法 - Google Patents
直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法Info
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- JP3191696B2 JP3191696B2 JP27109496A JP27109496A JP3191696B2 JP 3191696 B2 JP3191696 B2 JP 3191696B2 JP 27109496 A JP27109496 A JP 27109496A JP 27109496 A JP27109496 A JP 27109496A JP 3191696 B2 JP3191696 B2 JP 3191696B2
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型直流モ
ータその他の各種直流モータの特性測定装置、その方法
及び誘起電圧算出方法に係り、特に、直流モータの外部
からの機械的なトルク測定を不要とした直流モータの特
性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法に関する。
ータその他の各種直流モータの特性測定装置、その方法
及び誘起電圧算出方法に係り、特に、直流モータの外部
からの機械的なトルク測定を不要とした直流モータの特
性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流モータの特性は、直流モータに規定
電圧を印加した時のこの直流モータの出力トルクと、当
該直流モータに流れる電流及びこの直流モータの回転数
とを測定することによって、判定することができる。図
６は従来の永久磁石型直流モータ１の特性測定に関する
構成の概要を示している。
電圧を印加した時のこの直流モータの出力トルクと、当
該直流モータに流れる電流及びこの直流モータの回転数
とを測定することによって、判定することができる。図
６は従来の永久磁石型直流モータ１の特性測定に関する
構成の概要を示している。
【０００３】ここで、直流モータ１の出力軸１１は、ジ
ョイント２を介しトルク−電圧変換器３の一方の回転軸
３１に連結されており、このトルク−電圧変換器３の他
方の回転軸３２には電磁式ブレーキ４が連結されてい
る。直流モータ１の特性測定にあたっては、電磁式ブレ
ーキ４を非作動にし直流モータ１を無負荷にした状態
で、直流モータ１に規定電圧を印加することにより、こ
の直流モータ１を回転させる。
ョイント２を介しトルク−電圧変換器３の一方の回転軸
３１に連結されており、このトルク−電圧変換器３の他
方の回転軸３２には電磁式ブレーキ４が連結されてい
る。直流モータ１の特性測定にあたっては、電磁式ブレ
ーキ４を非作動にし直流モータ１を無負荷にした状態
で、直流モータ１に規定電圧を印加することにより、こ
の直流モータ１を回転させる。
【０００４】このような状態において、直流モータ１の
無負荷電流及び回転数を測定するとともに、電磁式ブレ
ーキ４を作動させて直流モータ１に所定の負荷を与え、
この時の直流モータ１の負荷電流及び出力トルクを測定
する。
無負荷電流及び回転数を測定するとともに、電磁式ブレ
ーキ４を作動させて直流モータ１に所定の負荷を与え、
この時の直流モータ１の負荷電流及び出力トルクを測定
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の直流
モータには、図７に示すようなポンプ内蔵型直流モータ
１Ａがある。直流モータ１Ａは上記直流モータ１にポン
プを付加して構成されており、この直流モータ１Ａの出
力軸１１（直流モータ１の出力軸１１と同様）はヨーク
ハウジング１２から外部へ露出していない。
モータには、図７に示すようなポンプ内蔵型直流モータ
１Ａがある。直流モータ１Ａは上記直流モータ１にポン
プを付加して構成されており、この直流モータ１Ａの出
力軸１１（直流モータ１の出力軸１１と同様）はヨーク
ハウジング１２から外部へ露出していない。
【０００６】ここで、直流モータ１Ａの構成につき説明
すると、図７において、ヨークハウジング１２はポンプ
ハウジング１３に結合されている。ロータ１４を一体に
支持してなる出力軸１１は、その一端にて、ポンプハウ
ジング１３内へ突出し、このポンプハウジング１３内に
て回転自在に支持されている。また、ポンプハウジング
１３内に突出した出力軸１１の偏心部には、ベアリング
１５が支持されており、このベアリング１５には、下方
へ開口する挿入孔１３１内に配設したプランジャ（図示
略）の一端が当接されている。これにより、ベアリング
１５は上記偏心部の偏心作用に伴い上記プランジャを往
復作動させる。
すると、図７において、ヨークハウジング１２はポンプ
ハウジング１３に結合されている。ロータ１４を一体に
支持してなる出力軸１１は、その一端にて、ポンプハウ
ジング１３内へ突出し、このポンプハウジング１３内に
て回転自在に支持されている。また、ポンプハウジング
１３内に突出した出力軸１１の偏心部には、ベアリング
１５が支持されており、このベアリング１５には、下方
へ開口する挿入孔１３１内に配設したプランジャ（図示
略）の一端が当接されている。これにより、ベアリング
１５は上記偏心部の偏心作用に伴い上記プランジャを往
復作動させる。
【０００７】出力軸１１の他端はヨークハウジング１２
の端壁により回転自在に支持されている。また、ヨーク
ハウジング１２の内周壁に固定された各磁極１６はフェ
ライトの永久磁石により形成されている。一方、ロータ
１４のコア１４ａには、捲線１４ｃが、コア１４ａの各
スロット１４ｂを介し巻装されており、この捲線１４ｃ
には、出力軸１１のコンミュテータ１７に接触するブラ
シ１８を介して励磁電流が供給される。
の端壁により回転自在に支持されている。また、ヨーク
ハウジング１２の内周壁に固定された各磁極１６はフェ
ライトの永久磁石により形成されている。一方、ロータ
１４のコア１４ａには、捲線１４ｃが、コア１４ａの各
スロット１４ｂを介し巻装されており、この捲線１４ｃ
には、出力軸１１のコンミュテータ１７に接触するブラ
シ１８を介して励磁電流が供給される。
【０００８】なお、磁極１６の数は４個であり、これら
各磁極１６はヨークハウジング１２の内周壁に沿い等ピ
ッチ間隔にて固定されている。また、スロット１４ｂの
数は１２個であり、これら各スロット１４ｂは、コア１
４ａの外周面に沿い等ピッチ間隔にて形成されている。
また、ヨークハウジング１２及び各磁極１６が直流モー
タ１Ａのステータを構成する。
各磁極１６はヨークハウジング１２の内周壁に沿い等ピ
ッチ間隔にて固定されている。また、スロット１４ｂの
数は１２個であり、これら各スロット１４ｂは、コア１
４ａの外周面に沿い等ピッチ間隔にて形成されている。
また、ヨークハウジング１２及び各磁極１６が直流モー
タ１Ａのステータを構成する。
【０００９】このような直流モータ１Ａの特性測定をす
るに際しては、次のようにして行うことが考えられる。
即ち、図７にて示すように、角孔部１１１を出力軸１１
の他端内部に同軸的に形成する。そして、この角孔部１
１１内にトルク−電圧変換器３の回転軸３１を挿入連結
する。
るに際しては、次のようにして行うことが考えられる。
即ち、図７にて示すように、角孔部１１１を出力軸１１
の他端内部に同軸的に形成する。そして、この角孔部１
１１内にトルク−電圧変換器３の回転軸３１を挿入連結
する。
【００１０】このため、ヨークハウジング１２の端壁に
は、回転軸３１を挿通する開口部１２１を形成し、測定
後に、この開口部１２１をキャップ１９で閉鎖する必要
がある。しかし、このような測定方法では、直流モータ
１Ａの構成が徒に複雑化して大幅なコストアップを招く
という問題がある。
は、回転軸３１を挿通する開口部１２１を形成し、測定
後に、この開口部１２１をキャップ１９で閉鎖する必要
がある。しかし、このような測定方法では、直流モータ
１Ａの構成が徒に複雑化して大幅なコストアップを招く
という問題がある。
【００１１】なお、上述のような機械的トルク測定に代
えて、例えば、特開平６−３１１７７４号公報には、補
極を有する直流モータにおいて、この補極のリアクタン
ス電圧と端子間電圧とにより主極の銅損を推定し、この
銅損を考慮して直流モータの誘起電圧と出力トルクとを
算出するものが示されている。しかし、これは、補極を
有する直流モータにのみ適用可能なものであるととも
に、直流モータの特性全体を示すものではなく、また、
測定点数が多いために測定に手間取るという問題があ
る。
えて、例えば、特開平６−３１１７７４号公報には、補
極を有する直流モータにおいて、この補極のリアクタン
ス電圧と端子間電圧とにより主極の銅損を推定し、この
銅損を考慮して直流モータの誘起電圧と出力トルクとを
算出するものが示されている。しかし、これは、補極を
有する直流モータにのみ適用可能なものであるととも
に、直流モータの特性全体を示すものではなく、また、
測定点数が多いために測定に手間取るという問題があ
る。
【００１２】本発明は、以上のような課題を解決するも
ので、モータ構造を複雑化することなく、ポンプ内蔵型
モータを含む直流モータ一般に広く適用可能で、簡易か
つ安価な直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起
電圧算出方法を提供することを目的とする。
ので、モータ構造を複雑化することなく、ポンプ内蔵型
モータを含む直流モータ一般に広く適用可能で、簡易か
つ安価な直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起
電圧算出方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１、２に記載の発明によれば、直流モータを
電圧の印加により起動し、この直流モータの回転状態に
おける当該直流モータへの供給電流及びこの直流モータ
の回転数を測定する。そして、直流モータへの電圧の印
加を停止した後の時間経過と直流モータの端子間電圧と
の間の関係に基づき電圧の印加の停止時における直流モ
ータの誘起電圧を算出し、供給電流、誘起電圧、回転数
及び予め測定した拘束時電流に基づき直流モータの拘束
時トルクを算出する。
め、請求項１、２に記載の発明によれば、直流モータを
電圧の印加により起動し、この直流モータの回転状態に
おける当該直流モータへの供給電流及びこの直流モータ
の回転数を測定する。そして、直流モータへの電圧の印
加を停止した後の時間経過と直流モータの端子間電圧と
の間の関係に基づき電圧の印加の停止時における直流モ
ータの誘起電圧を算出し、供給電流、誘起電圧、回転数
及び予め測定した拘束時電流に基づき直流モータの拘束
時トルクを算出する。
【００１４】ここで、直流モータの電流及び回転数はそ
のトルクに対して直線的に変化するから、本発明のよう
に、直流モータが電圧印加の下で回転している時の供給
電流とトルク、及び拘束時電流とトルクを測定算出する
ことにより、直流モータの特性全体が明らかになる。特
に、特性端である拘束時の電流を用いているため、直流
モータの特性全体を精度良く測定できる。
のトルクに対して直線的に変化するから、本発明のよう
に、直流モータが電圧印加の下で回転している時の供給
電流とトルク、及び拘束時電流とトルクを測定算出する
ことにより、直流モータの特性全体が明らかになる。特
に、特性端である拘束時の電流を用いているため、直流
モータの特性全体を精度良く測定できる。
【００１５】この場合、直流モータの回転時の電圧印加
を停止した後の時間経過と直流モータの端子間電圧との
関係より、電圧印加中の直流モータにおける誘起電圧を
算出している。従って、負荷、無負荷に関係なく直流モ
ータの誘起電圧を正確に知ることができ、直流モータの
回転時トルク及び拘束時トルクを更に正確に測定するこ
とができる。
を停止した後の時間経過と直流モータの端子間電圧との
関係より、電圧印加中の直流モータにおける誘起電圧を
算出している。従って、負荷、無負荷に関係なく直流モ
ータの誘起電圧を正確に知ることができ、直流モータの
回転時トルク及び拘束時トルクを更に正確に測定するこ
とができる。
【００１６】また、従来の機械的なトルク測定が不要で
あるから、測定機器の構成がコンパクトかつ簡易にな
り、コスト低減が実現される。特に出力軸がヨークハウ
ジング外へ突出していないポンプ一体型の直流モータに
おいて、モータ構造の複雑化を避けることができ、大幅
なコスト低減が可能である。また、請求項３に記載の発
明によれば、直流モータを電圧の印加により起動し、こ
の直流モータの回転状態における当該直流モータへの供
給電流及びこの直流モータの回転数を測定し、直流モー
タの拘束時電流を求め、直流モータへの印加電圧、供給
電流及び回転数から回転時トルクを算出し、直流モータ
への電圧の印加停止時のこの直流モータの誘起電圧及び
拘束時電流と、回転時トルクにおける供給電流及び回転
数とに基づき拘束時トルクを算出する。
あるから、測定機器の構成がコンパクトかつ簡易にな
り、コスト低減が実現される。特に出力軸がヨークハウ
ジング外へ突出していないポンプ一体型の直流モータに
おいて、モータ構造の複雑化を避けることができ、大幅
なコスト低減が可能である。また、請求項３に記載の発
明によれば、直流モータを電圧の印加により起動し、こ
の直流モータの回転状態における当該直流モータへの供
給電流及びこの直流モータの回転数を測定し、直流モー
タの拘束時電流を求め、直流モータへの印加電圧、供給
電流及び回転数から回転時トルクを算出し、直流モータ
への電圧の印加停止時のこの直流モータの誘起電圧及び
拘束時電流と、回転時トルクにおける供給電流及び回転
数とに基づき拘束時トルクを算出する。
【００１７】ここで、上述のごとく、直流モータの電流
及び回転数はそのトルクに対して直線的に変化するか
ら、上述のように、直流モータの特性データを求めるこ
とで、この直流モータの特性全体が明らかにすることが
できる。特に、特性端である拘束時の電流を用いている
ため、直流モータの特性全体を精度良く測定できる。
及び回転数はそのトルクに対して直線的に変化するか
ら、上述のように、直流モータの特性データを求めるこ
とで、この直流モータの特性全体が明らかにすることが
できる。特に、特性端である拘束時の電流を用いている
ため、直流モータの特性全体を精度良く測定できる。
【００１８】また、従来の機械的なトルク測定が不要で
あるから、測定機器の構成がコンパクトかつ簡易にな
り、コスト低減が実現される。特に出力軸がヨークハウ
ジング外へ突出していないポンプ一体型の直流モータに
おいて、モータ構造の複雑化を避けることができ、大幅
なコスト低減が可能である。また、請求項４に記載の発
明によれば、無負荷状態にある直流モータを電圧の印加
により起動し、この直流モータの回転状態における当該
直流モータへの供給電流及びこの直流モータの回転数を
測定し、直流モータの拘束時電流を求め、直流モータへ
の電圧の印加停止後のこの直流モータの誘起電圧、供給
電流、拘束時電流及び回転数に基づき拘束時トルクを算
出する。
あるから、測定機器の構成がコンパクトかつ簡易にな
り、コスト低減が実現される。特に出力軸がヨークハウ
ジング外へ突出していないポンプ一体型の直流モータに
おいて、モータ構造の複雑化を避けることができ、大幅
なコスト低減が可能である。また、請求項４に記載の発
明によれば、無負荷状態にある直流モータを電圧の印加
により起動し、この直流モータの回転状態における当該
直流モータへの供給電流及びこの直流モータの回転数を
測定し、直流モータの拘束時電流を求め、直流モータへ
の電圧の印加停止後のこの直流モータの誘起電圧、供給
電流、拘束時電流及び回転数に基づき拘束時トルクを算
出する。
【００１９】このように、直流モータのデータを求める
ことで、直流モータの特性全体を明らかにすることがで
きる。また、請求項５に記載の発明によれば、拘束時電
流が、直流モータに備えたステータの磁極の非着磁状態
において、直流モータに電圧を印加することにより測定
される。
ことで、直流モータの特性全体を明らかにすることがで
きる。また、請求項５に記載の発明によれば、拘束時電
流が、直流モータに備えたステータの磁極の非着磁状態
において、直流モータに電圧を印加することにより測定
される。
【００２０】これによっても、請求項１乃至４に記載の
発明と同様の作用効果を達成できる。なお、「非着磁状
態」とは、永久磁石型直流モータのステータの永久磁石
からなる磁極が着磁されていない状態以外に、永久磁石
型以外の直流モータのステータの磁極に巻装した捲線が
通電されていない状態をも含むものである。また、請求
項６に記載の発明によれば、直流モータに備えたロータ
の捲線抵抗を測定し、拘束時電流を電圧及び捲線抵抗に
基づき算出するので、着磁された磁極を有する直流モー
タをも含めて、直流モータ特性の全体を算出することが
できる。
発明と同様の作用効果を達成できる。なお、「非着磁状
態」とは、永久磁石型直流モータのステータの永久磁石
からなる磁極が着磁されていない状態以外に、永久磁石
型以外の直流モータのステータの磁極に巻装した捲線が
通電されていない状態をも含むものである。また、請求
項６に記載の発明によれば、直流モータに備えたロータ
の捲線抵抗を測定し、拘束時電流を電圧及び捲線抵抗に
基づき算出するので、着磁された磁極を有する直流モー
タをも含めて、直流モータ特性の全体を算出することが
できる。
【００２１】また、請求項７に記載の発明によれば、直
流モータを電圧の印加により起動した後前記電圧の印加
を停止し、この停止後の時間経過と直流モータの端子間
電圧との間の関係に基づき電圧の印加の停止時における
直流モータの誘起電圧を算出する。これによれば、直流
モータの回転時における誘起電圧を用いて直流モータの
拘束時トルク又は回転時トルクを算出する直流モータの
特性測定に適した直流モータの誘起電圧算出方法が提供
される。
流モータを電圧の印加により起動した後前記電圧の印加
を停止し、この停止後の時間経過と直流モータの端子間
電圧との間の関係に基づき電圧の印加の停止時における
直流モータの誘起電圧を算出する。これによれば、直流
モータの回転時における誘起電圧を用いて直流モータの
拘束時トルク又は回転時トルクを算出する直流モータの
特性測定に適した直流モータの誘起電圧算出方法が提供
される。
【００２２】また、請求項８に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の作用効果を達成し得る直流モータ
の特性測定装置が提供される。また、請求項１乃至４の
いずれか一つに記載の発明において、直流モータの回転
数を、この直流モータへの供給電流の脈動に応じて測定
するようにしてもよい。
求項１に記載の発明の作用効果を達成し得る直流モータ
の特性測定装置が提供される。また、請求項１乃至４の
いずれか一つに記載の発明において、直流モータの回転
数を、この直流モータへの供給電流の脈動に応じて測定
するようにしてもよい。
【００２３】また、請求項１乃至４のいずれか一つに記
載の発明において、直流モータの回転数を、この直流モ
ータにおけるコギングトルクの発生間隔に基づき当該直
流モータへの供給電流に生ずる脈動に応じて測定するよ
うにしてもよい。また、請求項３に記載の発明におい
て、誘起電圧を直流モータへの電圧の印加時の直流モー
タの端子間電圧としてもよい。
載の発明において、直流モータの回転数を、この直流モ
ータにおけるコギングトルクの発生間隔に基づき当該直
流モータへの供給電流に生ずる脈動に応じて測定するよ
うにしてもよい。また、請求項３に記載の発明におい
て、誘起電圧を直流モータへの電圧の印加時の直流モー
タの端子間電圧としてもよい。
【００２４】また、請求項７に記載の発明において、直
流モータへの電圧印加の停止後の時間経過と直流モータ
の端子間電圧との間の関係が比例関係であり、誘起電圧
の算出を、上記停止後の時間経過と直流モータの端子間
電圧との間の上記比例関係に基づき行うようにしてもよ
い。また、請求項８に記載の発明において、拘束時トル
ク算出手段が、誘起電圧の回転数に対する比を算出する
比算出手段（ステップ１１４）を備え、拘束時電流と供
給電流の差及び比算出手段による算出比に応じて拘束時
トルクを算出するようにしてもよい。
流モータへの電圧印加の停止後の時間経過と直流モータ
の端子間電圧との間の関係が比例関係であり、誘起電圧
の算出を、上記停止後の時間経過と直流モータの端子間
電圧との間の上記比例関係に基づき行うようにしてもよ
い。また、請求項８に記載の発明において、拘束時トル
ク算出手段が、誘起電圧の回転数に対する比を算出する
比算出手段（ステップ１１４）を備え、拘束時電流と供
給電流の差及び比算出手段による算出比に応じて拘束時
トルクを算出するようにしてもよい。
【００２５】また、請求項８に記載の発明において、拘
束時トルクに基づき直流モータの特性の良否を判定する
手段（ステップ１１７）を備えるようにしてもよい。ま
た、請求項８に記載の発明において、回転数測定手段
が、直流モータへの供給電流の脈動に応じた脈動電圧を
測定する脈動電圧測定手段（５２、６１１、６１２、６
１５、６１６、ステップ１０４）を備え、当該脈動電圧
に応じて直流モータの回転数を測定するようにしてもよ
い。
束時トルクに基づき直流モータの特性の良否を判定する
手段（ステップ１１７）を備えるようにしてもよい。ま
た、請求項８に記載の発明において、回転数測定手段
が、直流モータへの供給電流の脈動に応じた脈動電圧を
測定する脈動電圧測定手段（５２、６１１、６１２、６
１５、６１６、ステップ１０４）を備え、当該脈動電圧
に応じて直流モータの回転数を測定するようにしてもよ
い。
【００２６】また、請求項８に記載の発明において、回
転数測定手段が、直流モータにおけるコギングトルクの
発生間隔に基づき当該直流モータへの供給電流に生ずる
脈動を脈動電圧として測定する脈動電圧測定手段（５
２、６１１、６１２、６１５、６１６、ステップ１０
４）を備え、当該脈動電圧に応じて直流モータの回転数
を測定するようにしてもよい。
転数測定手段が、直流モータにおけるコギングトルクの
発生間隔に基づき当該直流モータへの供給電流に生ずる
脈動を脈動電圧として測定する脈動電圧測定手段（５
２、６１１、６１２、６１５、６１６、ステップ１０
４）を備え、当該脈動電圧に応じて直流モータの回転数
を測定するようにしてもよい。
【００２７】また、請求項８に記載の発明において、直
流モータへの印加電圧、供給電流及び回転数から直流モ
ータの回転時トルクを算出する回転時トルク算出手段を
備えるようにしてもよい。また、ここにおいて、さら
に、拘束時トルク及び回転時トルクに基づき直流モータ
の特性の良否を判定する手段（ステップ１１７）を備え
るようにしてもよい。
流モータへの印加電圧、供給電流及び回転数から直流モ
ータの回転時トルクを算出する回転時トルク算出手段を
備えるようにしてもよい。また、ここにおいて、さら
に、拘束時トルク及び回転時トルクに基づき直流モータ
の特性の良否を判定する手段（ステップ１１７）を備え
るようにしてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明が図７の直流モータ
１Ａの特性測定にあたり適用される回路構成の一例を示
す。なお、直流モータ１Ａのヨークハウジング１２や出
力軸１１には、上述したようなトルク−電圧変換器３の
回転軸３１を連結するための余分な構成は付加されてい
ない。従って、出力軸１１は、ヨークハウジング１２か
ら外部へは突出していない。
について説明する。図１は、本発明が図７の直流モータ
１Ａの特性測定にあたり適用される回路構成の一例を示
す。なお、直流モータ１Ａのヨークハウジング１２や出
力軸１１には、上述したようなトルク−電圧変換器３の
回転軸３１を連結するための余分な構成は付加されてい
ない。従って、出力軸１１は、ヨークハウジング１２か
ら外部へは突出していない。
【００２９】図１において、測定対象たる直流モータ１
Ａは、その正端子にて、検出抵抗５２を介し直流電源５
１の正極に接続されており、一方、この直流モータ１Ａ
の負端子は、直流モータ１Ａへの電力供給を制御する回
路開閉用スイッチングトランジスタ５３を介し直流電源
５１の負極に接続されている。検出抵抗５２の端子間電
圧は、直流モータ１Ａへの供給電流に比例するもので、
当該端子間電圧は、測定回路６の検出抵抗側前段部を構
成する差動増幅回路６１１により差動増幅された後、検
出抵抗側後段部を構成する反転増幅回路６１２により増
幅されてＡ／Ｄコンバータ７１及び高帯域フィルタ回路
６１５に入力される。
Ａは、その正端子にて、検出抵抗５２を介し直流電源５
１の正極に接続されており、一方、この直流モータ１Ａ
の負端子は、直流モータ１Ａへの電力供給を制御する回
路開閉用スイッチングトランジスタ５３を介し直流電源
５１の負極に接続されている。検出抵抗５２の端子間電
圧は、直流モータ１Ａへの供給電流に比例するもので、
当該端子間電圧は、測定回路６の検出抵抗側前段部を構
成する差動増幅回路６１１により差動増幅された後、検
出抵抗側後段部を構成する反転増幅回路６１２により増
幅されてＡ／Ｄコンバータ７１及び高帯域フィルタ回路
６１５に入力される。
【００３０】ここで、反転増幅回路６１２の増幅電圧
は、直流モータ１Ａの供給電流に比例する。高帯域フィ
ルタ回路６１５は、反転増幅回路６１２の増幅電圧を濾
波し、直流モータ１Ａの回転数に比例する脈動信号を出
力する。この脈動信号は反転増幅回路６１６により増幅
された後Ｆ／Ｖコンバータ６１７に入力される。
は、直流モータ１Ａの供給電流に比例する。高帯域フィ
ルタ回路６１５は、反転増幅回路６１２の増幅電圧を濾
波し、直流モータ１Ａの回転数に比例する脈動信号を出
力する。この脈動信号は反転増幅回路６１６により増幅
された後Ｆ／Ｖコンバータ６１７に入力される。
【００３１】Ｆ／Ｖコンバータ６１７は、上記脈動信号
を、この信号の周波数に比例する出力電圧に変換しＡ／
Ｄコンバータ７１に出力する。ここで、上記脈動信号の
周波数、即ち、Ｆ／Ｖコンバータ６１７の出力電圧が直
流モータ１Ａの回転数に比例する根拠について説明す
る。上述のごとく、直流モータ１Ａの各磁極１６が永久
磁石からなり、コア１４のスロット１４ｃの数は１２個
である。
を、この信号の周波数に比例する出力電圧に変換しＡ／
Ｄコンバータ７１に出力する。ここで、上記脈動信号の
周波数、即ち、Ｆ／Ｖコンバータ６１７の出力電圧が直
流モータ１Ａの回転数に比例する根拠について説明す
る。上述のごとく、直流モータ１Ａの各磁極１６が永久
磁石からなり、コア１４のスロット１４ｃの数は１２個
である。
【００３２】このため、直流モータ１Ａの１回転あた
り、直流モータ１Ａに固有のコギングトルクが、各スロ
ット１４ｃのピッチ間隔に合わせて１２回発生する。こ
のことは、直流モータ１Ａの負荷がコギングトルクの発
生間隔にて変動することを意味する。このため、検出抵
抗５２に流れる電流、即ち、検出抵抗５２に生ずる端子
間電圧もコギングトルクの発生間隔にて脈動する。
り、直流モータ１Ａに固有のコギングトルクが、各スロ
ット１４ｃのピッチ間隔に合わせて１２回発生する。こ
のことは、直流モータ１Ａの負荷がコギングトルクの発
生間隔にて変動することを意味する。このため、検出抵
抗５２に流れる電流、即ち、検出抵抗５２に生ずる端子
間電圧もコギングトルクの発生間隔にて脈動する。
【００３３】従って、この端子間電圧の直流モータ１Ａ
の１回転あたりの脈動数は、直流モータ１Ａの回転数に
比例する周波数としての意味をもつ。その結果、Ｆ／Ｖ
コンバータ６１７の出力電圧が直流モータ１Ａの回転数
に比例するものである。直流モータ１Ａの端子間電圧
は、測定回路６の直流モータ側前段部を構成する差動増
幅回路６１３により差動増幅された後、直流モータ側後
段部を構成する反転増幅回路６１４により増幅されてＡ
／Ｄコンバータ７１に入力される。
の１回転あたりの脈動数は、直流モータ１Ａの回転数に
比例する周波数としての意味をもつ。その結果、Ｆ／Ｖ
コンバータ６１７の出力電圧が直流モータ１Ａの回転数
に比例するものである。直流モータ１Ａの端子間電圧
は、測定回路６の直流モータ側前段部を構成する差動増
幅回路６１３により差動増幅された後、直流モータ側後
段部を構成する反転増幅回路６１４により増幅されてＡ
／Ｄコンバータ７１に入力される。
【００３４】ここで、反転増幅回路６１４の増幅電圧
は、直流モータ１Ａの端子間電圧に比例する。Ａ／Ｄコ
ンバータ７１は、反転増幅回路６１２の増幅電圧、反転
増幅回路６１４の増幅電圧及びＦ／Ｖコンバータ６１７
の出力電圧をそれぞれ８ビットのデジタルデータに変換
してＣＰＵ７へ出力する。
は、直流モータ１Ａの端子間電圧に比例する。Ａ／Ｄコ
ンバータ７１は、反転増幅回路６１２の増幅電圧、反転
増幅回路６１４の増幅電圧及びＦ／Ｖコンバータ６１７
の出力電圧をそれぞれ８ビットのデジタルデータに変換
してＣＰＵ７へ出力する。
【００３５】入出力インターフェース回路６１８（以
下、ＰＩＯ回路６１８という）及びインバータ６１９
は、ＣＰＵ７と、スイッチングトランジスタ５３と共に
ダーリントン回路を構成するトランジスタ６２０との間
に接続されている。しかして、このＰＩＯ回路６１８
は、ＣＰＵ７により制御されて、出力ポートＤＢ７から
インバータ６１９を介しトランジスタ６２０を駆動する
出力を発生する。なお、ＰＩＯ回路６１８は、日本電気
株式会社製８２５５型のものが採用されている。
下、ＰＩＯ回路６１８という）及びインバータ６１９
は、ＣＰＵ７と、スイッチングトランジスタ５３と共に
ダーリントン回路を構成するトランジスタ６２０との間
に接続されている。しかして、このＰＩＯ回路６１８
は、ＣＰＵ７により制御されて、出力ポートＤＢ７から
インバータ６１９を介しトランジスタ６２０を駆動する
出力を発生する。なお、ＰＩＯ回路６１８は、日本電気
株式会社製８２５５型のものが採用されている。
【００３６】クロックジェネレータ６２１は、ＰＩＯ回
路６１８の出力ポートＤＢ２からのリセット信号により
適宜リセットされるもので、このクロックジェネレータ
６２１から発生するクロック信号が、ＰＩＯ回路６１８
の出力ポートＤＢ１、ＤＢ０からの信号によりリセット
された８ビットのカウンタ６２２へ入力される。そし
て、このカウンタ６２２の出力がＰＩＯ回路６１８の８
ビットの入力ポートＤＡ０〜ＤＡ７へ入力される。ＰＩ
Ｏ回路６１８とＣＰＵ７との間では、８ビットの並列デ
ータでバス通信がなされる。なお、クロックジェネレー
タ６２１は、エプソン株式会社製８６４０ＢＮ型のもの
であり、カウンタ６２２は、ＳＮ７４ＬＳ５９０型のも
のである。また、カウンタ６２２のカウント機能に代え
て、このカウント機能と同様の機能を、ＣＰＵ７にてソ
フトウェアにより実行するようにしてもよい。
路６１８の出力ポートＤＢ２からのリセット信号により
適宜リセットされるもので、このクロックジェネレータ
６２１から発生するクロック信号が、ＰＩＯ回路６１８
の出力ポートＤＢ１、ＤＢ０からの信号によりリセット
された８ビットのカウンタ６２２へ入力される。そし
て、このカウンタ６２２の出力がＰＩＯ回路６１８の８
ビットの入力ポートＤＡ０〜ＤＡ７へ入力される。ＰＩ
Ｏ回路６１８とＣＰＵ７との間では、８ビットの並列デ
ータでバス通信がなされる。なお、クロックジェネレー
タ６２１は、エプソン株式会社製８６４０ＢＮ型のもの
であり、カウンタ６２２は、ＳＮ７４ＬＳ５９０型のも
のである。また、カウンタ６２２のカウント機能に代え
て、このカウント機能と同様の機能を、ＣＰＵ７にてソ
フトウェアにより実行するようにしてもよい。
【００３７】図２、図３は上記ＣＰＵ７の処理手順を示
すフローチャートである。ステップ１０１では、ＣＰＵ
７のＰＩＯ回路６１８に対する出力指令により、スイッ
チングトランジスタ５３が、インバータ６１９及びトラ
ンジスタ６２０を介し導通作動される。このため、直流
モータ１Ａが、直流電源５１から規定電圧Ｖを印加され
て起動される。これにより、直流モータ１Ａが回転す
る。なお、直流モータ１Ａは、内蔵ポンプとしての負荷
を無視した上で、無負荷状態にあるものする。
すフローチャートである。ステップ１０１では、ＣＰＵ
７のＰＩＯ回路６１８に対する出力指令により、スイッ
チングトランジスタ５３が、インバータ６１９及びトラ
ンジスタ６２０を介し導通作動される。このため、直流
モータ１Ａが、直流電源５１から規定電圧Ｖを印加され
て起動される。これにより、直流モータ１Ａが回転す
る。なお、直流モータ１Ａは、内蔵ポンプとしての負荷
を無視した上で、無負荷状態にあるものする。
【００３８】また、上記ＰＩＯ回路６１８に対する出力
指令により、カウンタ６２２がＰＩＯ回路６１９により
リセットされる。これにより、カウンタ６２２がクロッ
クジェネレータ６２１からのクロック信号をカウントし
始める。ステップ１０２では、カウンタ６２２のカウン
ト値に基づき、直流モータ１Ａの起動後の時間が計測さ
れ、ステップ１０３では、この計測時間が直流モータ１
Ａの動作安定時間に達したか否かが判定される。
指令により、カウンタ６２２がＰＩＯ回路６１９により
リセットされる。これにより、カウンタ６２２がクロッ
クジェネレータ６２１からのクロック信号をカウントし
始める。ステップ１０２では、カウンタ６２２のカウン
ト値に基づき、直流モータ１Ａの起動後の時間が計測さ
れ、ステップ１０３では、この計測時間が直流モータ１
Ａの動作安定時間に達したか否かが判定される。
【００３９】動作安定時間に達している場合には、ステ
ップ１０３におけるＹＥＳとの判定後、ステップ１０４
で、Ａ／Ｄコンバータ７１からの反転増幅回路６１２の
増幅電圧に対するデジタルデータが入力されて無負荷状
態での直流モータ１Ａヘの供給電流ＩO に換算される。
さらに、Ａ／Ｄコンバータ７１からのＦ／Ｖコンバータ
６１７の出力電圧に対するデジタルデータが、直流モー
タ１Ａの無負荷状態での回転数Ｎo として入力される。
ップ１０３におけるＹＥＳとの判定後、ステップ１０４
で、Ａ／Ｄコンバータ７１からの反転増幅回路６１２の
増幅電圧に対するデジタルデータが入力されて無負荷状
態での直流モータ１Ａヘの供給電流ＩO に換算される。
さらに、Ａ／Ｄコンバータ７１からのＦ／Ｖコンバータ
６１７の出力電圧に対するデジタルデータが、直流モー
タ１Ａの無負荷状態での回転数Ｎo として入力される。
【００４０】ステップ１０５では、各ディジタルデータ
が所定数だけ入力されたことが確認され、続くステップ
１０６で、これらのディジタルデータがそれぞれ平均化
される。ステップ１０７では、ＰＩＯ回路６１８がＣＰ
Ｕ７からの出力指令に基づきスイッチングトランジスタ
５３が非導通にされるとともに、カウンタ６２２がリセ
ットされる。
が所定数だけ入力されたことが確認され、続くステップ
１０６で、これらのディジタルデータがそれぞれ平均化
される。ステップ１０７では、ＰＩＯ回路６１８がＣＰ
Ｕ７からの出力指令に基づきスイッチングトランジスタ
５３が非導通にされるとともに、カウンタ６２２がリセ
ットされる。
【００４１】このため、直流電源５１から直流モータ１
Ａへの電圧印加が停止されるとともに、カウンタ６２２
がカウントし始める（後述する図４の時刻ｔ１参照）。
続いて、ステップ１０８では、直流モータ１Ａの電圧無
印加時における端子間電圧Ｖｉ（誘起電圧でもある）
が、Ａ／Ｄコンバータ７１を介し、ディジタルデータと
してＣＰＵ７に入力される。
Ａへの電圧印加が停止されるとともに、カウンタ６２２
がカウントし始める（後述する図４の時刻ｔ１参照）。
続いて、ステップ１０８では、直流モータ１Ａの電圧無
印加時における端子間電圧Ｖｉ（誘起電圧でもある）
が、Ａ／Ｄコンバータ７１を介し、ディジタルデータと
してＣＰＵ７に入力される。
【００４２】しかして、この端子間電圧Ｖｉが所定電圧
Ｅ1 （図４参照）まで降下したら、ステップ１０９にて
ＹＥＳとの判定後、ステップ１１０にて、カウンタ６２
２のカウント値（図４にて示す時間Ｔ1 に相当する）が
ＣＰＵ７に入力される。続いて、端子間電圧Ｖｉが所定
電圧Ｅ2 （図４参照）まで降下した時、ステップ１１１
におけるＹＥＳとの判定後、カウンタ６２２のカウント
値（図４にて示す時間Ｔ2 に相当する）がステップ１１
２にてＣＰＵ７に入力される。
Ｅ1 （図４参照）まで降下したら、ステップ１０９にて
ＹＥＳとの判定後、ステップ１１０にて、カウンタ６２
２のカウント値（図４にて示す時間Ｔ1 に相当する）が
ＣＰＵ７に入力される。続いて、端子間電圧Ｖｉが所定
電圧Ｅ2 （図４参照）まで降下した時、ステップ１１１
におけるＹＥＳとの判定後、カウンタ６２２のカウント
値（図４にて示す時間Ｔ2 に相当する）がステップ１１
２にてＣＰＵ７に入力される。
【００４３】次に、ステップ１１３では、直流モータ１
Ａに対する電圧印加状態における無負荷回転時の直流モ
ータ１Ａの誘起電圧Ｅo が数式１により算出される。
Ａに対する電圧印加状態における無負荷回転時の直流モ
ータ１Ａの誘起電圧Ｅo が数式１により算出される。
【００４４】
【数１】 Ｅo ＝（Ｅ1 −Ｅ2 ）・Ｔ1 ／（Ｔ2 −Ｔ1 ）＋Ｅ1 ここで、時間Ｔ1 、Ｔ2 、所定電圧Ｅ1 、Ｅ2 、誘起電
圧Ｅo の関係は図４に示されている。ｔ1 は直流モータ
１への電圧Ｖの印加を停止した時刻であり、この時の直
流モータ１Ａの端子間電圧Ｖｉがその無負荷回転時の誘
起電圧Ｅo となる。その後、この誘起電圧Ｅo は、時間
の経過とともに、図４にて示すごとく、略直線的に低下
し、時間Ｔ1 でＥ1 に、時間Ｔ2 でＥ2 になる。従っ
て、上記数式１により誘起電圧Ｅo を算出することがで
きる。
圧Ｅo の関係は図４に示されている。ｔ1 は直流モータ
１への電圧Ｖの印加を停止した時刻であり、この時の直
流モータ１Ａの端子間電圧Ｖｉがその無負荷回転時の誘
起電圧Ｅo となる。その後、この誘起電圧Ｅo は、時間
の経過とともに、図４にて示すごとく、略直線的に低下
し、時間Ｔ1 でＥ1 に、時間Ｔ2 でＥ2 になる。従っ
て、上記数式１により誘起電圧Ｅo を算出することがで
きる。
【００４５】ステップ１１４では、起電力係数ＫE が、
直流モータ１Ａの無負荷時の回転数ＮO と上記誘起電圧
ＥO より数式２に基づき算出される。
直流モータ１Ａの無負荷時の回転数ＮO と上記誘起電圧
ＥO より数式２に基づき算出される。
【００４６】
【数２】ＫE ＝Ｅo ／Ｎo なお、この数式２において起電力係数ＫE は、直流モー
タ１Ａの界磁磁界の強さに比例する。続くステップ１１
５では、起電力係数ＫE が、数式３によりトルク係数Ｋ
T へ補正される。
タ１Ａの界磁磁界の強さに比例する。続くステップ１１
５では、起電力係数ＫE が、数式３によりトルク係数Ｋ
T へ補正される。
【００４７】
【数３】ＫT ＝α・ＫE ここでαは、通常、定数（通常は３０／π）であって、
必要に応じて温度補正を加えた値とする。そして、ステ
ップ１１６においては、拘束時トルクＴｓが数式４によ
り算出される。
必要に応じて温度補正を加えた値とする。そして、ステ
ップ１１６においては、拘束時トルクＴｓが数式４によ
り算出される。
【００４８】
【数４】Ｔｓ＝ＫT ・（Ｉｓ−ＩO ） ここで、Ｉｓは拘束時電流であり、この拘束時電流は各
磁極１６の着磁前に規定電圧Ｖを直流モータ１Ａに印加
することで予め実測される。或いは、拘束時電流Ｉｓ
は、ロータ１４の捲線１４ｃの抵抗Ｒａの実測値に基づ
き数式５を利用して算出される。これにより、直流モー
タ１Ａの磁極１６の着磁状態でも拘束時電流Ｉｓの算出
が可能となる。
磁極１６の着磁前に規定電圧Ｖを直流モータ１Ａに印加
することで予め実測される。或いは、拘束時電流Ｉｓ
は、ロータ１４の捲線１４ｃの抵抗Ｒａの実測値に基づ
き数式５を利用して算出される。これにより、直流モー
タ１Ａの磁極１６の着磁状態でも拘束時電流Ｉｓの算出
が可能となる。
【００４９】
【数５】Ｉｓ＝Ｖ／Ｒａ このようにして測定された規定電圧Ｖ下での無負荷時供
給電流ＩO 、無負荷時回転数ＮO 、拘束時電流Ｉｓ、拘
束時トルクＴｓを利用し、次のようにして、直流モータ
１Ａの特性を規格値と照合しこの直流モータ１Ａの特性
の良否を判定する。なお、上記規格値は、例えば、ユー
ザにより要求される直流モータの特性判定値である。
給電流ＩO 、無負荷時回転数ＮO 、拘束時電流Ｉｓ、拘
束時トルクＴｓを利用し、次のようにして、直流モータ
１Ａの特性を規格値と照合しこの直流モータ１Ａの特性
の良否を判定する。なお、上記規格値は、例えば、ユー
ザにより要求される直流モータの特性判定値である。
【００５０】一般に、直流モータの回転数−トルク特性
及び電流−トルク特性は、ほぼ直線的に変化するから、
上述のごとく、規定電圧Ｖ下での無負荷時供給電流
ＩO 、無負荷時回転数ＮO 、拘束時電流Ｉｓ、拘束時ト
ルクＴｓを求めることで、無負荷状態での直流モータ１
Ａの回転数とトルクとの比例関係式及び電流とトルクと
の比例関係式を得ることができる。なお、これをグラフ
で示せば、図５に示すような直流モータ１Ａの特性グラ
フ、即ち、回転数−トルク特性及び電流−トルク特性を
示すグラフとなる。
及び電流−トルク特性は、ほぼ直線的に変化するから、
上述のごとく、規定電圧Ｖ下での無負荷時供給電流
ＩO 、無負荷時回転数ＮO 、拘束時電流Ｉｓ、拘束時ト
ルクＴｓを求めることで、無負荷状態での直流モータ１
Ａの回転数とトルクとの比例関係式及び電流とトルクと
の比例関係式を得ることができる。なお、これをグラフ
で示せば、図５に示すような直流モータ１Ａの特性グラ
フ、即ち、回転数−トルク特性及び電流−トルク特性を
示すグラフとなる。
【００５１】そこで、ステップ１１７で上記両比例関係
式が算出され、これら両比例関係式が上記規格値を満た
すか否かにより直流モータ１Ａの特性の良否が判定され
る。これにより、被測定対象である直流モータ１Ａがユ
ーザの要求する特性を満たすか否かが判定され得る。こ
の場合、上記両比例関係式を利用するので、直流モータ
１Ａの特性の良否を正確に判定できる。
式が算出され、これら両比例関係式が上記規格値を満た
すか否かにより直流モータ１Ａの特性の良否が判定され
る。これにより、被測定対象である直流モータ１Ａがユ
ーザの要求する特性を満たすか否かが判定され得る。こ
の場合、上記両比例関係式を利用するので、直流モータ
１Ａの特性の良否を正確に判定できる。
【００５２】また、直流モータ１Ａの拘束時トルクは、
上述のごとく直流モータ１Ａ自体の特性から得られるか
ら、従来のような機械的なトルク測定が不要となる。そ
の結果、出力軸１１がヨークハウジング１２から外部に
突出していなくても、直流モータ１Ａの構成を複雑にす
ることがなく、コスト低減につながる。なお、上記実施
形態において、無負荷状態においては、誘起電圧は、略
規定電圧Ｖに等しいから、上記数式２の誘起電圧Ｅo を
規定電圧Ｖで置き換えて実施してもよい。
上述のごとく直流モータ１Ａ自体の特性から得られるか
ら、従来のような機械的なトルク測定が不要となる。そ
の結果、出力軸１１がヨークハウジング１２から外部に
突出していなくても、直流モータ１Ａの構成を複雑にす
ることがなく、コスト低減につながる。なお、上記実施
形態において、無負荷状態においては、誘起電圧は、略
規定電圧Ｖに等しいから、上記数式２の誘起電圧Ｅo を
規定電圧Ｖで置き換えて実施してもよい。
【００５３】また、上記実施形態では、直流モータ１Ａ
の無負荷状態において誘起電圧等の特性を求めるように
したが、これに限らず、直流モータ１Ａを負荷状態にお
いて誘起電圧等の特性を次のようにして求めてもよい。
即ち、ステップ１０１にて、直流モータ１Ａに一定の負
荷をかけた状態で、上記実施形態にて述べたと同様に、
直流モータ１Ａが規定電圧Ｖの印加により起動される。
の無負荷状態において誘起電圧等の特性を求めるように
したが、これに限らず、直流モータ１Ａを負荷状態にお
いて誘起電圧等の特性を次のようにして求めてもよい。
即ち、ステップ１０１にて、直流モータ１Ａに一定の負
荷をかけた状態で、上記実施形態にて述べたと同様に、
直流モータ１Ａが規定電圧Ｖの印加により起動される。
【００５４】ステップ１０４では、負荷状態における直
流モータ１Ａへの供給電流Ｉ及び回転数Ｎが、無負荷時
供給電流ＩO 及び無負荷時回転数ＮO に代えて、これら
電流及び回転数と実質的に同様にＣＰＵ７に入力され
る。ステップ１１３では、負荷状態にある直流モータ１
Ａへの電圧印加を停止したときの直流モータ１Ａの誘起
電圧Ｅが、上記誘起電圧Ｅo に代えて、数式１により、
上記実施形態にて述べたと実質的に同様に算出される。
流モータ１Ａへの供給電流Ｉ及び回転数Ｎが、無負荷時
供給電流ＩO 及び無負荷時回転数ＮO に代えて、これら
電流及び回転数と実質的に同様にＣＰＵ７に入力され
る。ステップ１１３では、負荷状態にある直流モータ１
Ａへの電圧印加を停止したときの直流モータ１Ａの誘起
電圧Ｅが、上記誘起電圧Ｅo に代えて、数式１により、
上記実施形態にて述べたと実質的に同様に算出される。
【００５５】ステップ１１４では、直流モータ１Ａの負
荷時の起電力定数ＫE が、上記誘起電圧Ｅo 及び無負荷
時回転数ＮO に代えて、誘起電圧Ｅ及び回転数Ｎに基づ
き数式２から算出される。ステップ１１５では、トルク
係数ＫT が、負荷時の起電力定数ＫE に基づき数式３か
ら算出される。
荷時の起電力定数ＫE が、上記誘起電圧Ｅo 及び無負荷
時回転数ＮO に代えて、誘起電圧Ｅ及び回転数Ｎに基づ
き数式２から算出される。ステップ１１５では、トルク
係数ＫT が、負荷時の起電力定数ＫE に基づき数式３か
ら算出される。
【００５６】また、ステップ１１６では、直流モータ１
Ａの負荷時トルクＴが、トルク係数ＫT と供給電流Ｉと
の積に基づき算出される。さらに、直流モータ１Ａの負
荷時拘束状態における拘束時トルクＴｓが、数式４を利
用して算出される。但し、ここで、数式４の拘束時電流
Ｉｓとしては、上記実施形態にて述べた拘束時電流に代
えて、直流モータ１Ａの各磁極１６の着磁前に、負荷状
態になる直流モータ１Ａに規定電圧Ｖを印加して予め実
測した値が使用される。或いは、拘束時電流Ｉｓは、上
述と同様に、ロータ１４の捲線１４ｃの抵抗Ｒａの実測
値に基づき数式５を利用して算出される。
Ａの負荷時トルクＴが、トルク係数ＫT と供給電流Ｉと
の積に基づき算出される。さらに、直流モータ１Ａの負
荷時拘束状態における拘束時トルクＴｓが、数式４を利
用して算出される。但し、ここで、数式４の拘束時電流
Ｉｓとしては、上記実施形態にて述べた拘束時電流に代
えて、直流モータ１Ａの各磁極１６の着磁前に、負荷状
態になる直流モータ１Ａに規定電圧Ｖを印加して予め実
測した値が使用される。或いは、拘束時電流Ｉｓは、上
述と同様に、ロータ１４の捲線１４ｃの抵抗Ｒａの実測
値に基づき数式５を利用して算出される。
【００５７】また、数式４の無負荷時供給電流ＩO とし
ては、上記実施形態に述べた値に代えて、供給電流Ｉが
使用される。その他の構成は上記実施形態と同様であ
る。このように、直流モータ１Ａの一定の負荷状態での
回転数Ｎ、回転時トルクＴ、供給電流Ｉ（図５参照）
と、拘束時電流Ｉｓ、拘束時トルクＴｓとを測定算出す
ることで、負荷状態での直流モータ１Ａの回転数とトル
クとの比例関係式及び電流とトルクとの比例関係式を得
ることができる。なお、これをグラフで示せば、図５に
示すような回転数−トルク特性及び電流−トルク特性を
示すグラフとなる。
ては、上記実施形態に述べた値に代えて、供給電流Ｉが
使用される。その他の構成は上記実施形態と同様であ
る。このように、直流モータ１Ａの一定の負荷状態での
回転数Ｎ、回転時トルクＴ、供給電流Ｉ（図５参照）
と、拘束時電流Ｉｓ、拘束時トルクＴｓとを測定算出す
ることで、負荷状態での直流モータ１Ａの回転数とトル
クとの比例関係式及び電流とトルクとの比例関係式を得
ることができる。なお、これをグラフで示せば、図５に
示すような回転数−トルク特性及び電流−トルク特性を
示すグラフとなる。
【００５８】その結果、直流モータ１Ａが負荷状態にお
かれていても、上記実施形態にて述べたと同様の作用効
果を達成できる。また、本発明に実施にあたり、直流モ
ータ１Ａのブラシ１８における電圧降下Ｖｂの算出が可
能な場合には、拘束時電流を、数式５に代えて、数式６
を利用して算出することにより、拘束時電流のより正確
な値が得られる。
かれていても、上記実施形態にて述べたと同様の作用効
果を達成できる。また、本発明に実施にあたり、直流モ
ータ１Ａのブラシ１８における電圧降下Ｖｂの算出が可
能な場合には、拘束時電流を、数式５に代えて、数式６
を利用して算出することにより、拘束時電流のより正確
な値が得られる。
【００５９】
【数６】Ｉｓ＝（Ｖ−Ｖｂ）／Ｒａ また、本発明に実施にあたり、上記数式２に代えて、数
式７により、起電力係数ＫE を算出するようにしてもよ
い。
式７により、起電力係数ＫE を算出するようにしてもよ
い。
【００６０】
【数７】ＫE ＝（Ｖ−Ｉ・Ｒａ−Ｖｂ）／Ｎ ここで、Ｖは印加電圧、Ｉは負荷状態での直流モータ１
Ａへの供給電流、Ｒａは捲線１４ｃの抵抗、Ｖｂはブラ
シ１８の降下電圧、Ｎは当該負荷状態での直流モータ１
Ａの回転数である。
Ａへの供給電流、Ｒａは捲線１４ｃの抵抗、Ｖｂはブラ
シ１８の降下電圧、Ｎは当該負荷状態での直流モータ１
Ａの回転数である。
【００６１】また、本発明の実施にあたり、例えば、ス
イッチングトランジスタ５３はパワーＭＯＳＦＥＴ等で
代用可能である。また、両ステップ１０５、１０６は必
要に応じて省略可能である等、上記実施形態に限定され
るものではなく、種々の態様で本発明を実施することが
可能である。また、本発明の実施にあたっては、直流モ
ータ１Ａのように永久磁石型のものに限ることなく、界
磁巻線を巻装してなる磁極を備えたステータを有する直
流モータに本発明を適用して実施してもよい。
イッチングトランジスタ５３はパワーＭＯＳＦＥＴ等で
代用可能である。また、両ステップ１０５、１０６は必
要に応じて省略可能である等、上記実施形態に限定され
るものではなく、種々の態様で本発明を実施することが
可能である。また、本発明の実施にあたっては、直流モ
ータ１Ａのように永久磁石型のものに限ることなく、界
磁巻線を巻装してなる磁極を備えたステータを有する直
流モータに本発明を適用して実施してもよい。
【００６２】ここで、この直流モータは、ロータのコア
にスロットがある限り、コギングトルクが、スロットの
ピッチにてコギングトルクを発生する。従って、上記実
施形態と同様に回転数を求めることできる。なお、被測
定対象となる直流モータのステータ磁極数やロータのコ
アのスロット数は、適宜変更して実施してもよい。
にスロットがある限り、コギングトルクが、スロットの
ピッチにてコギングトルクを発生する。従って、上記実
施形態と同様に回転数を求めることできる。なお、被測
定対象となる直流モータのステータ磁極数やロータのコ
アのスロット数は、適宜変更して実施してもよい。
【図１】本発明に係る直流モータの特性測定方法の一実
施形態を示す測定回路図である。
施形態を示す測定回路図である。
【図２】上記一実施形態におけるＣＰＵの処理フローチ
ャートの一部である。
ャートの一部である。
【図３】上記一実施形態におけるＣＰＵの処理フローチ
ャートの一部である。
ャートの一部である。
【図４】上記一実施形態における直流モータの端子間電
圧の経時変化を示す図である。
圧の経時変化を示す図である。
【図５】上記一実施形態における直流モータのトルクと
回転数及び電流との関係を示す特性図ある。
回転数及び電流との関係を示す特性図ある。
【図６】従来の直流モータの特性測定における機器構成
を示す概略側面図である。
を示す概略側面図である。
【図７】ポンプ内蔵型直流モータの縦断面図である。
１Ａ…直流モータ、５１…直流電源、５２…検出抵抗、
５３…スイッチングトランジスタ、６…測定回路、７…
ＣＰＵ。
５３…スイッチングトランジスタ、６…測定回路、７…
ＣＰＵ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/34
Claims (8)
- 【請求項１】 拘束時トルクを直流モータの一つの特性
として測定する特性測定方法であって、 前記直流モータを電圧の印加により起動し、 この直流モータの回転状態における当該直流モータへの
供給電流及びこの直流モータの回転数を測定し、 前記直流モータの拘束時電流を求め、 前記直流モータへの前記電圧の印加を停止し、 この停止後の時間経過と前記直流モータの端子間電圧と
の間の関係に基づき前記電圧の印加の停止時における前
記直流モータの誘起電圧を算出し、 前記供給電流、前記誘起電圧、前記拘束時電流及び前記
回転数に基づき前記拘束時トルクを算出するようにした
直流モータの特性測定方法。 - 【請求項２】 前記停止後の時間経過と前記直流モータ
の端子間電圧との間の関係が比例関係であり、 前記誘起電圧の算出を、前記停止後の時間経過と前記直
流モータの端子間電圧との間の前記比例関係に基づき行
うことを特徴とする請求項１に記載の直流モータの特性
測定方法。 - 【請求項３】 拘束時トルク及び回転時トルクを直流モ
ータの特性として測定する特性測定方法であって、 前記直流モータを電圧の印加により起動し、 この直流モータの回転状態における当該直流モータへの
供給電流及びこの直流モータの回転数を測定し、 前記直流モータの拘束時電流を求め、 前記直流モータへの印加電圧、前記供給電流及び前記回
転数から前記回転時トルクを算出し、 前記直流モータへの電圧の印加停止時のこの直流モータ
の誘起電圧及び前記拘束時電流と、前記回転時トルクに
おける前記供給電流及び前記回転数とに基づき前記拘束
時トルクを算出するようにした直流モータの特性測定方
法。 - 【請求項４】 拘束時トルクを直流モータの特性として
測定する特性測定方法であって、 無負荷状態にある前記直流モータを電圧の印加により起
動し、 この直流モータの回転状態における当該直流モータへの
供給電流及びこの直流モータの回転数を測定し、 前記直流モータの拘束時電流を求め、 前記直流モータへの電圧の印加停止時のこの直流モータ
の誘起電圧、前記供給電流、前記拘束時電流及び前記回
転数に基づき前記拘束時トルクを算出するようにした直
流モータの特性測定方法。 - 【請求項５】 前記拘束時電流が、前記直流モータに備
えたステータの磁極の非着磁状態において、前記直流モ
ータに前記電圧を印加することにより測定されることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の直流
モータの特性測定方法。 - 【請求項６】 前記直流モータに備えたロータの捲線抵
抗を測定し、 前記拘束時電流を、前記印加電圧及び前記捲線抵抗に基
づき算出するようにしたことを特徴とする請求項１乃至
４のいずれか１つに記載の直流モータの特性測定方法。 - 【請求項７】 直流モータの回転時における誘起電圧を
用いて前記直流モータの拘束時トルク又は回転時トルク
を算出する直流モータの特性測定方法のための誘起電圧
算出方法であって、 前 記直流モータを電圧の印加により起動した後前記電圧
の印加を停止し、 この停止後の時間経過と前記直流モータの端子間電圧と
の間の関係に基づき前記電圧の印加の停止時における前
記直流モータの誘起電圧を算出するようにした直流モー
タの特性測定方法のための誘起電圧算出方法。 - 【請求項８】 直流モータ（１Ａ）を電圧の印加により
起動する起動手段（５１、５３、６２０、６１８、１０
１）と、 前記直流モータの回転状態における当該直流モータへの
供給電流を測定する供給電流測定手段（５２、６１１、
６１２、１０４）と、 前記直流モータの回転状態における当該直流モータの回
転数を測定する回転数測定手段（５２、６１１、６１
２、６１５、６１６、６１７、１０４）と、 前記直流モータの拘束時電流を測定する拘束時電流測定
手段と、 前記供給電流測定手段及び回転数測定手段による測定
後、前記直流モータへの前記電圧の印加を停止する停止
手段（１０７）と、 この停止手段による停止後の時間経過と前記直流モータ
の端子間電圧との間の比例関係に基づき前記停止手段に
よる停止時の前記直流モータの誘起電圧を算出する誘起
電圧算出手段（１０９、１１０、１１１、１１２、１１
３）と、 前記供給電流、前記誘起電圧、前記拘束時電流及び前記
回転数に基づき前記直流モータの拘束時トルクを算出す
る拘束時トルク算出手段（１１６）とを備えるようにし
た直流モータの特性測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27109496A JP3191696B2 (ja) | 1995-11-15 | 1996-10-14 | 直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法 |
| US08/748,659 US5811668A (en) | 1995-11-15 | 1996-11-14 | Method of measuring characteristics of a DC motor, apparatus for implementing the method, and method of calculating inductive voltage thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-297150 | 1995-11-15 | ||
| JP29715095 | 1995-11-15 | ||
| JP27109496A JP3191696B2 (ja) | 1995-11-15 | 1996-10-14 | 直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197027A JPH09197027A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3191696B2 true JP3191696B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=26549532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27109496A Expired - Lifetime JP3191696B2 (ja) | 1995-11-15 | 1996-10-14 | 直流モータの特性測定装置、その方法及び誘起電圧算出方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5811668A (ja) |
| JP (1) | JP3191696B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US7592727B1 (en) | 2005-08-01 | 2009-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Quiet load for motor testing |
| TWI327228B (en) * | 2007-04-13 | 2010-07-11 | Ind Tech Res Inst | Method for detecting and controlling output characteristics of a dc motor and a self-propelled apparatus using the same |
| JP5001713B2 (ja) * | 2007-05-16 | 2012-08-15 | アスモ株式会社 | モータトルク測定方法及びモータトルク測定装置 |
| JP5540567B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2014-07-02 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機の特性を取得する方法、装置およびコンピュータープログラム |
| JP2010045959A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-25 | Seiko Epson Corp | 電動機の特性を算出する方法 |
| JP5499520B2 (ja) * | 2008-10-27 | 2014-05-21 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機の特性を取得する装置、方法、電動機、電動機搭載装置、及びコンピュータープログラム |
| JP5564832B2 (ja) * | 2009-05-27 | 2014-08-06 | セイコーエプソン株式会社 | 電動機の特性を取得する装置、電動機の特性を取得する方法、電動機を制御する装置、コンピュータープログラム、電動機、及び電動機搭載装置 |
| JP5724335B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2015-05-27 | セイコーエプソン株式会社 | 電気機械装置の特性測定装置、測定方法、及び電気機械装置 |
| DE102014211563A1 (de) * | 2014-06-17 | 2015-12-17 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Anordnung und Verfahren zur sensorlosen Positionsbestimmung einer Antriebseinheit |
| CN105388419B (zh) * | 2015-10-23 | 2018-04-06 | 东阳市东政电机有限公司 | 一种电机寿命智能测试方法 |
| JP2020038313A (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US2352779A (en) * | 1941-10-11 | 1944-07-04 | Apex Electrical Mfg Co | Motor testing apparatus |
| US2362682A (en) * | 1942-04-23 | 1944-11-14 | Self Priming Pump & Eng Co Ltd | Apparatus for checking the power generated by small motors |
| GB1227134A (ja) * | 1967-04-19 | 1971-04-07 | ||
| US3638480A (en) * | 1969-11-21 | 1972-02-01 | Bucyrus Erie Co | Dual-stator induction motor torque sensor ac dynamometer |
| US3898875A (en) * | 1973-10-09 | 1975-08-12 | Whirlpool Co | Method and apparatus for testing electric motors |
| US3952586A (en) * | 1975-06-19 | 1976-04-27 | Rca Corporation | Determining engine compression from starter motor current |
| US4091662A (en) * | 1977-07-18 | 1978-05-30 | Ervin Mitchel Emanuel | Apparatus for testing the performance of electric motors |
| US4204425A (en) * | 1978-06-29 | 1980-05-27 | Westinghouse Electric Corp. | Method of testing induction motors |
| US4922172A (en) * | 1988-06-23 | 1990-05-01 | Emerson Electric Co. | Motor test apparatus, system and method |
| JPH06311774A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-11-04 | Toei Denki Kk | モーター特性測定方法と制御方法およびその装置 |
| US5519337A (en) * | 1993-11-04 | 1996-05-21 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Motor monitoring method and apparatus using high frequency current components |
| JPH08248104A (ja) * | 1995-03-10 | 1996-09-27 | Toyota Motor Corp | 電動機性能試験装置 |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27109496A patent/JP3191696B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-14 US US08/748,659 patent/US5811668A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09197027A (ja) | 1997-07-31 |
| US5811668A (en) | 1998-09-22 |
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