JPH01174289A - モータの速度制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータの速度制御回路に関するものである。

従来の技術 近年、モータはオートメーション時代を反映してあらゆ
る分野で幅広く利用されている。又その制御は、精密さ
がますます要求され、その負荷条件も多様なものとなっ
ている。

以下図面を参照しながら、上述したモータの速度制御回
路の一例について説明する。

第３図は従来のモータの速度制御回路を示すもので第３
図において、１はモータ、２は電源端子、３はトランジ
スタで、そのエミッタは電源端子２に接続され、コレク
タはモータ１に接続されている。４は抵抗で一端は接地
、他端はモータ１のもう一方の端子に接続されている。

５は差動増幅器、６は制御入力端子、７は抵抗で、差動
増幅器５の入力端子５ａは制御入力端子６に、入力端子
５ｂはモータ１および抵抗４にそれぞれ接続されている
。又差動アンプ５の出力端子５ｃは、抵抗７を介して、
トランジスタ３のベースに接続されている。

以上のように構成されたモータの速度制御回路について
、以下その動作について説明する。

まず速度制御信号が、制御入力端子６に入力され差動増
幅器５の入力端子５ａに入力される。その信号は増幅さ
れ出力端子５ｃから出力され、抵抗７を介してトランジ
スタ３のベースに入力され、トランジスタ３のコレクタ
電流を制御する。

制御されたコレクタ電流はモータ１のモータ駆動電流と
なり、制御入力端子６に入力された速度制御信号により
、モータ１の電流を制御している。

なお、モータ電流はモータ１と直列に接続されている抵
抗４にも流れるため、その電流は抵抗４の両端電圧とし
て検出され、モータの逆起電圧の補償のため、差動増幅
器５の入力端子５ｂに入力される。

発明が解決しようとする問題点 上記のような構成のモータ速度制御回路で低速回転から
高速回転まで幅広い速度制御を行う場合を考える。

モータの逆起電圧は次式で表わせることが知られている
。

Ｅ　ａ　＝　Ｋ　ａ　ｘ　Ｎ　−（１）（ここでＥａは
逆起電圧、Ｋａは逆起電圧係数、Ｎは回転数） つまりモータの逆起電圧はその回転数に比例するため、
モータを駆動するための駆動電圧は逆起電圧以上の電圧
が必要なため、例えば１０倍の速度制御を行うためには
１０倍の電圧が必要となる。

しかし上記のような構成では、回転数が高いときの必要
電源電圧をＶｌ、回転数が低いときの必要電源電圧をｖ
２とすると、同じ電流Ｉをモータ１に流すとすると、低
い回転数のときでも、電源端子２の電圧はＶｌであるた
め実際に必要な電圧Ｖ２とＶｌとの差の電圧（Ｖｌ−Ｖ
２）は全て、トランジスタ３のコレクタ・エミッタ間電
圧となり、トランジスタ３のコレクタ損失はＩ　Ｘ　（
Ｖｌ−Ｖ２）となり、ｖ２とＶｌの差が大きいほど（つ
まり制御する速度変化幅が大きいほど）ムダな電力消費
をトランジスタで発生させ、非常なロスとなるという問
題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、速度制御用トランジスタの
コレクタ損失を大幅に軽減することの出来るモータの速
度制御回路を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のモータ速度制御回
路は、異なる電源に接続された二つの電流制御回路と、
モータの端子電圧の値によって、最適な方の電流制御回
路を選択、動作させる回路を備えたものである。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、モータの端子電圧を常
に検出して、２つの異なる電源電圧にそれぞれ接続され
た２つの電流制御回路のうち、速度制御可能でしかも制
御用トランジスタのコレクタ損失が少なくなる方の電流
制御回路を選択、動作させ、電流制御回路における電力
ロスを低減することになる。

実施例 以下本発明の一実施例のモータの速度制御回路について
、図面を参照しながら説明する。第１図は本発明の実施
例におけるモータの速度制御回路のブロック図を示すも
のである。第１図において８は第一の電流制御回路、９
は第一の電源端子で、第一の電流制御回路８は第二の電
源端子９に接続されている。１０は第二の電流制御回路
８．１１は第二の電源端子で、第二の電流制御回路８は
第二の電源端子１１に接続されている。第一および第二
の電流制御回路８，１０の出力端子は共にモータ１に接
続されている。１２は電圧検出回路で１３はスイッチ回
路である。スイッチ回路１３の入力は制御入力端子６に
接続され、選択出力端子は、それぞれ第一および第二の
電流制御回路８．１０に接続されている。なお、電圧検
出回路１２の入力はモータ１に接続され、その検出出力
はスイッチ回路１３に接続されている。

以上のように構成されたモータの速度制御回路について
以下第１図、第２図を用いてその動作を説明する。

第１図において、速度制御信号は制御入力端子６からス
イッチ回路１３で選択され、出力端子１３ｂ又は１３ｃ
からそれぞれ第一および第二の電流制御回路８，１０に
入力される。スイッチ回路１３は電流制御回路１２の出
力により切り換えられるが今出力端子１３ｂが選択され
ているとすると、制御入力端子６から入力された速度制
御信号は第一の電流制御回路に入力されている。第一の
電流制御回路８では速度制御信号により第一の電源端子
からの電力をモータ１に必要な電力にまで制限して供給
する。任意のある状態において必要なモータの端子電圧
をＶｌ、電流をＩ！、第一の電源端子９の入力電圧をｖ
９とすると、第一の電流制御回路の入力電力Ｖ９ＸＩＩ
と、出力電力（つまりモータ１の入力電力）、ＶＩＸＩ
Ｉの差の電力（Ｖ９−Ｖｌ）ｘ　Ｉ＋は全て第一の電流
制御回路で熱として消費することになるがＶ９＞Ｖｌの
範囲内でＶ９の値をＶｌに出来る限り近ずけることによ
り、この電力のロスは小さくすることが出来る。

さて、モータ１の速度が異なったものとなり、その回転
数において必要なモータ１の端子電圧をＶ２、電流を１
２とすると、もしＶ９＞Ｖ２ならば電力ロスが非常に大
となるためモータ１の端子電圧を検出している電圧検出
回路１２がｖ２を検出してスイッチ回路１３に切り換え
指令を出し、スイッチ回路１３は、制御入力端子６から
の信号を出力端子１３ｃに導き、第二の電流制御回路１
０に入力する。この場合第二の電源端子１１の電源電圧
をＶｌｌとすると、前記と同様に第二の電流制御回路１
０の電力ロスは（Ｖｌｌ−Ｖ２）　Ｘ　Ｉ２となりＶ’
ｌｌ＞Ｖ２の範囲内でＶｌｌの値を出来る限り低く設定
することにより、この電力ロスは非常に小さ（すること
が出来る。

なお、電流制御回路１２は、モータ１の端子電圧が、Ｖ
ｌ＋以下のときはスイッチ回路１３に出力端子１３ｃに
接続するよう指令し、モータ１の端子電圧がＶ１１以上
になると、出力端子１３ｂに接続するような指令を出す
ように設定してお（。

第２図は、第１図のブロック図の具体回路を示すもので
、第一および第二の電流制御回路８．１０の動作は第３
図の従来例と全く同じため省略する。

まず電圧検出回路１２について説明する。１４゜１５は
抵抗である。１６はコンパレータである。

抵抗１４．１５は直列に接続され、一端を第一の電流端
子９に接続され、一端は接地され抵抗１４゜１５の接続
端はコンパレータ１６の正入力端子に接続されている。

抵抗１４．１５は第１の電源端子９の電源電圧を分圧し
、その値をほぼ第２の電源端子１１の電源電圧に等しく
なるように設定しである。コンパレータ１６の負入力端
子はモータ１に接続されているため、モータの端子電圧
が第二の電源端子１１の電圧以下だとコンパレータ１６
の出力はＯＦＦ、第二の電源端子１１の電圧以上でＯＮ
となる。

次にスイッチ回路１３について説明する。１７゜１８は
抵抗で１９．２０はトランジスタで２１はインバータで
ある。電圧検出回路１２の出力には、抵抗１７を介して
トランジスタ１９のベースに、又インバータ２１．抵抗
１８を介してトランジスタ２０のベースにそれぞれ接続
されている。

その結果、コンパレータ１６の出力がＯＮのときは、ト
ランジスタ１９はＯＦＦ、トランジスタ２０はＯＮ、反
対にコンパレータ１６の出力がＯＦＦのときは、トラン
ジスタ１９がＯＮ、トランジスタ２０がＯＮとなる。

トランジスタ１９．２０のコレクタは、それぞれ第一、
第二の電流制御回路８．ｌＯの制御信号ラインに接続さ
れているため、それぞれのトランジスタがＯＮのときは
、制御信号がＯＦＦ、トランジスタがＯＦＦのときは制
御信号がＯＮとなって、第一および第二の電流制御回路
は、スイッチ回路１３の指示にしたがうことになる。

発明の効果 以上のように本発明は、異なる電源に接続された２つの
電流制御回路と、モータの端子電圧の値によって最適な
法の電流制御回路を選択、動作させる回路を設けること
により電力ロスの少ないモータの速度制御回路を供給す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるモータの速度制御回路
のブロック図、第２図は第１図の具体回路図、第３図は
従来のモータの速度制御回路の回路図である。 １・・・・・・モータ、８・・・・・・第一の電流制御
回路、１０・・・・・・第二の電流制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の電流制御回路と、この電流制御回路と異なった電
   源に接続された第二の電流制御回路と、モータと、モー
   タの端子電圧の値によって、第一又は第二の電流制御回
   路のどちらかの動作を選択する回路とを備えたことを特
   徴とするモータの速度制御回路。