JPH04190658A - Dc motor - Google Patents

Dc motor

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JPH04190658A
JPH04190658A JP2320435A JP32043590A JPH04190658A JP H04190658 A JPH04190658 A JP H04190658A JP 2320435 A JP2320435 A JP 2320435A JP 32043590 A JP32043590 A JP 32043590A JP H04190658 A JPH04190658 A JP H04190658A
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JP
Japan
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voltage
motor
detection
rotation
brushes
Prior art date
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JP2320435A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Yaguchi
矢口 修
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect the rotational speed of a motor and the direction of the rotation at the same time by providing a pair of brushes for detecting the rotational speed of a commutator and an armature coil and the direction of rotation, in the DC motor. CONSTITUTION:When armatures COM1-C0M3 and armature coils L1-L3 rotate, brushes BA and B for detecting each rotational speed and rotational direction generates the detection voltage according to the rotation of the commutator and the armature coil. That is, during the rotation of the commutator and the armature coil, the brushes BA and B for detection are connected to one brush for current supply through the commutator or connected to both brushes B+ and B- through the commutator and the armature coil. Therefore, the detection voltage, which shows the rotational speed and the rotation phase angle, is gotten from each brush for detection. And phase relation changes according to the direction of rotation, between the detection voltages of respective brushes for detection. Accordingly, by detecting this phase relation, conversely the detection of the rotational direction of the motor becomes possible.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はブラシタイプの直流モーターに係り、特に回転
速度及び回転方向検知機能を有する直流モーターに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a brush type DC motor, and particularly to a DC motor having a rotation speed and rotation direction detection function.

[従来の技術] 従来のブラシタイプ直流モーターの一例を第8図および
第9図を用いて説明する。
[Prior Art] An example of a conventional brush type DC motor will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

第8図は、従来の3極ブラシタイプの直流モーターの電
機子回路を示す図である。この図において、Ll ”L
3はそれぞれ3相のデルタ巻線を構成する電機子コイル
であり、COMl−00M3はそれぞれ整流子である。
FIG. 8 is a diagram showing an armature circuit of a conventional three-pole brush type DC motor. In this figure, Ll ”L
3 are armature coils forming three-phase delta windings, and COM1-00M3 are commutators.

また、B+とB−は−対をなす電流供給用ブラシであっ
て、一方のブラシB÷は直流電源Eの正極に接続され、
他方のブラシB−は直流電源Eの負極に接続される。
Further, B+ and B- are a pair of current supply brushes, and one brush B÷ is connected to the positive electrode of the DC power source E.
The other brush B- is connected to the negative electrode of the DC power supply E.

第9図は、第8図の直流モーターのブラシI3+。FIG. 9 shows the brush I3+ of the DC motor shown in FIG.

B−間に発生するりアクタンス電圧を示す波形図である
。ブラシB+、B−間に直流電源Eの電圧EOが供給さ
れると、整流子COMI〜C0M3及び電機子コイルL
l−L3が時計方向に回転する。これらの回転によって
、第9図の波形図に示すようにブラシB+、B−間で電
磁誘導による急峻な正負のパルス電圧(リアクタンス電
圧と称されている)が発生する。このパルス電圧は、3
極のブラシレスタイプの直流モーターでは60度ごとに
発生し、時間的には、モーター速度が高いいほど短い周
期で発生し、モーター速度が低いほど長い周期で発生す
る。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the actance voltage generated between B-. When voltage EO of DC power supply E is supplied between brushes B+ and B-, commutators COMI to C0M3 and armature coil L
l-L3 rotates clockwise. As a result of these rotations, a steep positive and negative pulse voltage (referred to as reactance voltage) is generated between the brushes B+ and B- by electromagnetic induction, as shown in the waveform diagram of FIG. 9. This pulse voltage is 3
In a brushless type DC motor, this occurs every 60 degrees, and in terms of time, the higher the motor speed, the shorter the frequency, and the lower the motor speed, the longer the frequency.

第8図に示す直流モーターを回転検知形直流モーター制
御回路によって駆動制御する場合、かかるパルス電圧の
時間周期に基づいてモーターの回転を検出することがで
きる。なお、従来の回転検知形直流モーター制御回路に
おいては、該パルス電圧を発生しやすくするため、モー
ターの一方の端子と直流電源との間に高周波インダクタ
を挿入していた。
When the DC motor shown in FIG. 8 is driven and controlled by a rotation detection type DC motor control circuit, the rotation of the motor can be detected based on the time period of the pulse voltage. In the conventional rotation detection type DC motor control circuit, a high frequency inductor is inserted between one terminal of the motor and the DC power supply in order to facilitate generation of the pulse voltage.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の直流モーターを一般の回転検
知形直流モーター制御回路によって駆動制御する場合、
モーターの回転方向を検出することはできなかった。し
たがって、従来は、モーターの回転速度及び回転方向を
検知したいときは、モーターにロータリエンコーダを直
結していたがこの方式によると装置機構がかさばりコス
トが高くつくという不具合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the conventional DC motor is driven and controlled by a general rotation detection type DC motor control circuit,
It was not possible to detect the direction of rotation of the motor. Therefore, conventionally, when it was desired to detect the rotational speed and direction of the motor, a rotary encoder was directly connected to the motor, but this method had the disadvantage that the device mechanism was bulky and the cost was high.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、ロー
タリエンコーダ等の特別な検知装置を用いることなくモ
ーターの回転速度及び回転方向を同時に検知可能とする
直流モーターを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a DC motor that can simultaneously detect the rotational speed and rotational direction of the motor without using a special detection device such as a rotary encoder. do.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明の直流モーターは
、複数の整流子と、これらの整流子に適宜接続された複
数の電機子コイルと、前記整流子に接触して前記電機子
コイルに電流を供給するための少なくとも一対の電流供
給用ブラシとを備えるとともに、前記整流子及び電機子
コイルの回転速度及び回転方向を検知するための検知電
圧を発生する少なくとも一対の回転速度及び回転方向検
知用ブラシを具備する構成とした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the DC motor of the present invention includes a plurality of commutators, a plurality of armature coils connected to these commutators as appropriate, and a plurality of armature coils connected to the commutators as appropriate. and at least one pair of current supply brushes for supplying current to the armature coil by contacting the armature coil, and generates a detection voltage for detecting the rotation speed and rotation direction of the commutator and the armature coil. The configuration includes at least one pair of rotation speed and rotation direction detection brushes.

[作用コ 一対の電流供給用ブラシの間に直流電圧が供給されて、
複数の整流子とそれらに適宜接続された複数の電機子コ
イルとが回転すると、各々の回転速度及び回転方向検知
用ブラシが整流子及び電機子コイルの回転に応じた検知
電圧を発生する。すなわち、整流子及び電機子コイルの
回転中に、各々の回転速度及び回転方向検知用ブラシが
整流子を介して一方の電流供給用ブラシに接続されたり
整流子及び電機子コイルを介して両方の電流供給用ブラ
シに接続されたりするため、回転速度および回転位相角
を表す検知電圧が各々の回転速度及び回転方向検知用ブ
ラシより得られる。そして、それぞれの回転速度及び回
転方向検知用ブラシの検知電圧の間では、回転方向に応
じて位相関係が変わる。したがって、この位相関係を検
出することにより、逆に直流モーターの回転方向を検出
することが可能となる。
[DC voltage is supplied between the pair of current supply brushes,
When the plurality of commutators and the plurality of armature coils appropriately connected to the commutators rotate, each rotation speed and rotation direction detection brush generates a detection voltage according to the rotation of the commutator and the armature coil. That is, while the commutator and armature coils are rotating, each rotation speed and rotation direction detection brush may be connected to one current supply brush through the commutator, or may be connected to both current supply brushes through the commutator and armature coil. Since the brushes are connected to current supply brushes, detection voltages representing the rotational speed and rotational phase angle can be obtained from the respective rotational speed and rotational direction detection brushes. The phase relationship changes depending on the rotational direction between the respective rotational speeds and detection voltages of the rotational direction detection brushes. Therefore, by detecting this phase relationship, it is possible to conversely detect the rotational direction of the DC motor.

[実施例] 以下、第1図〜第7図を参照して本発明の一実施例を説
明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

第1図は、本発明の一実施例による3極のブラシタイプ
の直流モータMにおける電機子回路を示す図である。第
1図において、Ll−L3はそれぞれ3相のデルタ巻線
を構成する電機子コイルであり、COMI−C0M3は
それぞれ整流子である。また、B+とB−は一対をなす
電流供給用ブラシであって、一方のブラシB+は直流電
源Eの正極に接続され、他方のブラシB−は直流電源E
の負極に接続されている。そして、BAとBは一対をな
す回転速度及び回転方向検知用ブラシである。
FIG. 1 is a diagram showing an armature circuit in a three-pole brush type DC motor M according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, Ll-L3 are armature coils forming three-phase delta windings, and COMI-C0M3 are commutators. Further, B+ and B- are a pair of current supply brushes, one brush B+ is connected to the positive electrode of the DC power source E, and the other brush B- is connected to the positive electrode of the DC power source E.
connected to the negative terminal of BA and B are a pair of brushes for detecting rotational speed and rotational direction.

第1図に示すように、一方の回転速度及び回転方向検知
用ブラシBAは、正極側の電流供給用ブラシB+に対し
て回転方向において40度進んだ位置に配置されており
、他方の回転速度及び回転方向検知用ブラシBBは、負
極側の電流供給用ブラシB−に対して回転方向において
40度遅れた位置に配置されている。
As shown in FIG. 1, one rotational speed and rotational direction detection brush BA is arranged at a position 40 degrees ahead of the current supply brush B+ on the positive electrode side in the rotational direction, and the other rotational speed The rotation direction detection brush BB is arranged at a position delayed by 40 degrees in the rotation direction with respect to the current supply brush B- on the negative electrode side.

第2図は、第1図の回転速度及び回転方向検知用ブラシ
BA1BBから出力される検知電圧VBA。
FIG. 2 shows the detection voltage VBA output from the rotation speed and rotation direction detection brush BA1BB shown in FIG.

VBBを示す波形図である・。ブラシB+、B−間に直
流電源Eの電圧EOが供給されると、第1図の状態から
電機子は時計方向に回転する。この回転状態において、
両ブラシBA1BBが出力する検知電圧VBA1VBB
は、電機子回転角θの変化につれて第2図(A)、(B
)の波形図に示すように変化する。すなわち、一方の検
知電圧VBAは、電機子回転角θの120度毎に、電源
電圧レベルEOを基準として40度の幅で電圧振幅−E
O/2を有するパルス電圧である。他方の検知電圧VB
Bは、電機子回転角θの120度毎に、グランドレベル
(Oボルト)を基準として40度の幅で電圧振幅EO/
2を有するパルス電圧である。そして両検知電圧VBA
、 VBBノ間テハ、前者(VBA)!l(後者(VB
B)に対して位相が20度進んでいる関係にある。
It is a waveform diagram showing VBB. When the voltage EO of the DC power source E is supplied between the brushes B+ and B-, the armature rotates clockwise from the state shown in FIG. In this rotating state,
Detection voltage VBA1VBB output by both brushes BA1BB
2 (A) and (B) as the armature rotation angle θ changes.
) changes as shown in the waveform diagram. That is, one detection voltage VBA has a voltage amplitude -E of 40 degrees with the power supply voltage level EO as a reference every 120 degrees of the armature rotation angle θ.
It is a pulse voltage with O/2. The other detection voltage VB
B is the voltage amplitude EO/ in a width of 40 degrees with respect to the ground level (O volts) for every 120 degrees of the armature rotation angle θ.
It is a pulse voltage having a voltage of 2. And both detection voltage VBA
, The former (VBA)! l(latter(VB
The phase is 20 degrees ahead of B).

第3図は、第1図に示す3相ブラシ直流モ一タMの電機
子の回転方向を反転させるため、モータMに対する直流
電源Eの極性を反転した場合を示す図である。この場合
、第1図の場合に対して電流供給用ブラシB+、B−の
位置が互いに入れ替わることにより、回転及び回転方向
検知用ブラシ13BA、 BBBの相対位置関係も相互
に入れ替わる。
FIG. 3 is a diagram showing a case where the polarity of the DC power source E for the motor M is reversed in order to reverse the rotational direction of the armature of the three-phase brush DC motor M shown in FIG. In this case, since the positions of the current supply brushes B+ and B- are interchanged with respect to the case of FIG. 1, the relative positional relationship of the rotation and rotation direction detection brushes 13BA and BBB is also interchanged.

すなわち、一方の回転速度及び回転方向検知用ブラシB
Aは負極側の電流供給用ブラシB−に対し回転方向にお
いて40度遅れた位置に配置され、他方の回転速度及び
回転方向検知用ブラシBBは正極側の電流供給用ブラシ
B+に対して回転方向に40度進んだ位置に配置されて
いる。
That is, one rotation speed and rotation direction detection brush B
A is arranged at a position 40 degrees behind the current supply brush B- on the negative electrode side in the rotation direction, and the other rotation speed and rotation direction detection brush BB is arranged at a position delayed by 40 degrees in the rotation direction with respect to the current supply brush B+ on the positive electrode side. It is placed 40 degrees ahead of the

第4図は、第3図の回転速度及び回転方向検知用ブラシ
BA、BBから出力される検知電圧VBAVBBを示す
波形図である。第2図の波形図と比較してわかるように
、このモーターMにおいて電機子の回転方向が逆転する
と、検知電圧VBA、 VBHの波形及び位相が相互に
入れ替わる。すなわち、第4図(A)に示すように、検
知電圧VBAは電機子回転角θの120度毎に、グラン
ドレベル(0ボルト)を基準として40度の幅で電圧振
幅EO/2のパルス電圧となる。他方、第4図(B)に
示すように、検知電圧VBBは、電機子回転角θの12
0度毎に電源電圧レベルEOを基準として40度の幅で
電圧振幅−EO/2のパルス電圧となる。そして、両検
知電圧VBA、 VBHの間では、後者(V BB)が
前者(V BA)に対して位相が20度進む関係になる
FIG. 4 is a waveform diagram showing the detection voltage VBAVBB output from the rotation speed and rotation direction detection brushes BA and BB of FIG. 3. As can be seen by comparing with the waveform diagram in FIG. 2, when the rotational direction of the armature in this motor M is reversed, the waveforms and phases of the detection voltages VBA and VBH are interchanged. That is, as shown in FIG. 4(A), the detection voltage VBA is a pulse voltage with a voltage amplitude EO/2 in a width of 40 degrees with respect to the ground level (0 volts) every 120 degrees of the armature rotation angle θ. becomes. On the other hand, as shown in FIG. 4(B), the detection voltage VBB is
A pulse voltage with a voltage amplitude -EO/2 is generated every 0 degrees with a width of 40 degrees based on the power supply voltage level EO. Then, between the two detection voltages VBA and VBH, the latter (VBB) leads the former (VBA) by 20 degrees in phase.

なお、禽2図及び第4図においては、電機子コイルLl
−L3の直流抵抗分子 LI= r L3が等しいもの
として図示している。また、電機子の回転に伴う誘導起
電力の影響も無視して図示している。
In addition, in Figures 2 and 4, the armature coil Ll
- Direct current resistance numerator of L3 LI= r It is illustrated assuming that L3 is equal. Moreover, the influence of induced electromotive force accompanying the rotation of the armature is also ignored in the illustration.

次に、第1図〜第4図に示した直流モーターMを用いた
回転速度及び回転方向検知形直流モーター制御回路の一
例を第5図〜第7図につき説明する。
Next, an example of a rotation speed and rotation direction detection type DC motor control circuit using the DC motor M shown in FIGS. 1 to 4 will be explained with reference to FIGS. 5 to 7.

第5図は、本発明の一実施例である直流モーターMを応
用した回転速度及び回転方向検知形直流モーター制御回
路の一例を示す回路図である。また、第6図および第7
図は第5図の主要部の動作波形図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a rotation speed and rotation direction detection type DC motor control circuit to which a DC motor M according to an embodiment of the present invention is applied. Also, Figures 6 and 7
The figure is an operation waveform diagram of the main part of FIG. 5.

第5図において、直流モーターMの出力軸(図示せず)
が回転していない時には、エミッタを接地されたトラン
ジスタQ32はオフしており、電圧コンパレータCot
はその出力部に高レベルの電圧を出力している。このた
め、それぞれアノードを駆動用リレーの1次コイルXL
に接続されたダイオードD311D32はともにオフし
ている。したがって、ダイオードD31. D32と直
流電源Eの正極との間に接続された駆動用リレーの1次
コイルXLには、直流電源Eから電流は供給されない。
In Fig. 5, the output shaft of DC motor M (not shown)
When Cot is not rotating, transistor Q32, whose emitter is grounded, is off and the voltage comparator Cot
is outputting a high level voltage to its output section. For this reason, each anode is connected to the primary coil XL of the driving relay.
Both diodes D311 and D32 connected to are off. Therefore, the diode D31. No current is supplied from the DC power source E to the primary coil XL of the driving relay connected between D32 and the positive electrode of the DC power source E.

1次コイルXLに電流が流れないので、直流電源Eの正
極と直流モーターMの端子TIとの間に接続された駆動
用リレーの2次接点Xsはオフとなっている。
Since no current flows through the primary coil XL, the secondary contact Xs of the drive relay connected between the positive electrode of the DC power supply E and the terminal TI of the DC motor M is turned off.

2次接点XSがオフであるので、この2次接点XSと直
列に接続された直流モーターMの端子Tには電源電圧E
Oが供給されていない。ここで、端子TIは、第1図の
ブラシB+に接続されており、接地された端子T2はブ
ラシB−に接続されている。したがって、第1rRJの
回転検知用ブラシBBに接続された端子T3は、整流子
(COMI〜C0M3)とブラシB−を介して端子T2
に接続されているか、または整流子と電機子コイル(L
l −L3 )及びブラシB+を介して端子TIに接続
されている。また、第1図の回転検知用ブラシBAに接
続された端子T4は整流子(COMI〜C0M3)とブ
ラシB十を介して端子TIに接続されているか、または
整流子と電機子コイル(Ll −L3 )及びブラシB
−を介して端子T2に接続されている。すなわち、直流
モーターMの端子T3、T4の一端は接地されているか
、またはオープンの状態になっている。
Since the secondary contact XS is off, the power supply voltage E is applied to the terminal T of the DC motor M connected in series with the secondary contact XS.
O is not supplied. Here, the terminal TI is connected to the brush B+ in FIG. 1, and the grounded terminal T2 is connected to the brush B-. Therefore, the terminal T3 connected to the rotation detection brush BB of the first rRJ is connected to the terminal T2 via the commutator (COMI to C0M3) and the brush B-.
or commutator and armature coil (L
l-L3) and the terminal TI via the brush B+. Furthermore, the terminal T4 connected to the rotation detection brush BA in FIG. L3) and brush B
- is connected to terminal T2 via. That is, one ends of the terminals T3 and T4 of the DC motor M are grounded or open.

また、端子T3の他端は、回転検出のために、コンデン
サC31と、接地された抵抗R31とからなる微分回路
に接続されている。直流モーターMの出力軸が回転して
いない時、コンデンサC31と抵抗R31との接続点3
0の電圧、すなわちリセット信号832はOボルトにな
っている。このリセット信号S32は、抵抗R32を介
してNPN形のリセット用トランジスタQ31のベース
に供給される。なお、抵抗R31と並列接続されたダイ
オードD30はクランプ用のダイオードである。
The other end of the terminal T3 is connected to a differentiating circuit including a capacitor C31 and a grounded resistor R31 for rotation detection. When the output shaft of DC motor M is not rotating, connection point 3 between capacitor C31 and resistor R31
0 voltage, ie, the reset signal 832 is at O volts. This reset signal S32 is supplied to the base of an NPN type reset transistor Q31 via a resistor R32. Note that the diode D30 connected in parallel with the resistor R31 is a clamping diode.

エミッタを接地されたトランジスタQ31は、そのベー
スに供給されるリセット信号832がOボルトであるの
で、オフしている。トランジスタQ31のコレクタには
、抵抗R33とコンデンサC32との並列回路である時
定数回路50の一端が接続されている。なお、この時定
数回路50の他端は直流電源Eの正極に接続されている
。したがって、トランジスタQ31のコレクタと接続さ
れた時定数回路50の出力端子50aは、ドライブ制御
信号S33として直流電源Eの電圧EOを出力している
Transistor Q31, whose emitter is grounded, is off because the reset signal 832 applied to its base is O volts. One end of a time constant circuit 50, which is a parallel circuit of a resistor R33 and a capacitor C32, is connected to the collector of the transistor Q31. Note that the other end of this time constant circuit 50 is connected to the positive electrode of the DC power supply E. Therefore, the output terminal 50a of the time constant circuit 50 connected to the collector of the transistor Q31 outputs the voltage EO of the DC power supply E as the drive control signal S33.

時定数回路50の出力端子50aは電圧コンパレータC
otの非反転入力部に接続されている。
The output terminal 50a of the time constant circuit 50 is a voltage comparator C.
It is connected to the non-inverting input of ot.

したがって、電圧コンパレータCotの非反転入力部に
は電圧EOが供給されている。一方、直流電源Eと並列
にトルクコントロール用可変抵抗VR31が接続されて
おり、この可変抵抗VR31の摺動接点が電圧コンパレ
ータCotの反転入力部に接続されている。可変抵抗V
R31の摺動接点は電圧EOを分圧した電圧eOを電圧
コンパレータCO1の反転入力部に供給している。
Therefore, the voltage EO is supplied to the non-inverting input of the voltage comparator Cot. On the other hand, a variable resistor VR31 for torque control is connected in parallel with the DC power source E, and a sliding contact of this variable resistor VR31 is connected to an inverting input part of a voltage comparator Cot. variable resistance V
The sliding contact R31 supplies a voltage eO obtained by dividing the voltage EO to the inverting input of the voltage comparator CO1.

したがって、電圧コンパレータCOIは、その非反転入
力部に供給される電圧EOが反転入力部に供給される電
圧eOよりも大きいために、出力部に高レベルの電圧を
出力し続ける。この結果、カソードを電圧コンパレータ
COIの出力部に接続されたダイオードD31はオフし
ている。また、カソードをトランジスタQ32のコレク
タに接続されたダイオードD32もオフしているので、
直流モーターMの出力軸は回転しない状態を保っている
いま、抵抗R34と一端を接地された抵抗R35とから
なる分圧回路を介して、トランジスタQ32のベースに
高レベルの電圧である起動信号831が供給されたとす
る。すると、トランジスタQ32がオンする。このトラ
ンジスタQ32のオンによって、ダイオードD32もオ
ンする。したがって、駆動用リレーの1次コイルXLに
直流電源Eから電流が供給される。1次コイルXLに電
流が流れるので、駆動用リレーの2次接点XSはオンに
なる。
Therefore, the voltage comparator COI continues to output a high level voltage at its output since the voltage EO supplied to its non-inverting input is greater than the voltage eO supplied to its inverting input. As a result, the diode D31 whose cathode is connected to the output part of the voltage comparator COI is turned off. Also, since the diode D32 whose cathode is connected to the collector of the transistor Q32 is also turned off,
Now that the output shaft of the DC motor M is not rotating, a starting signal 831, which is a high level voltage, is applied to the base of the transistor Q32 via a voltage divider circuit consisting of a resistor R34 and a resistor R35 whose one end is grounded. Suppose that is supplied. Then, transistor Q32 is turned on. By turning on transistor Q32, diode D32 is also turned on. Therefore, current is supplied from the DC power supply E to the primary coil XL of the drive relay. Since current flows through the primary coil XL, the secondary contact XS of the drive relay is turned on.

2次接点XSがオンになると、直流モーターMに直流電
源Eから電圧EOが供給される。これにより、直流モー
ターMの出力軸(図示せず)が回転する。すなわち、直
流モーターMの電機子(整流子COMI−COM3及び
電機子コイルLl〜L3)が回転する。電機子が回転す
ると端子T3に検知電圧VBBが発生する。この検知電
圧VBBは第6図(A)に示すようなパルスP’l〜P
 ’n+1を有している。なお、そのパルスの電圧振幅
は、電圧EOを2つの電機子で分圧したEO/2となっ
ている。
When the secondary contact XS is turned on, voltage EO is supplied to the DC motor M from the DC power supply E. This causes the output shaft (not shown) of the DC motor M to rotate. That is, the armature (commutator COMI-COM3 and armature coils L1 to L3) of the DC motor M rotates. When the armature rotates, a detection voltage VBB is generated at terminal T3. This detection voltage VBB is a pulse P'l~P as shown in FIG. 6(A).
'n+1. Note that the voltage amplitude of the pulse is EO/2, which is obtained by dividing the voltage EO by two armatures.

端子T3に発生した検知電圧VBBは、コンデンサC3
1と抵抗R31とからなる微分回路により微分される。
The detection voltage VBB generated at terminal T3 is connected to capacitor C3.
1 and a resistor R31.

微分された検知電圧VBBは、第6図(B)に示すよう
なパルスを有するリセット信号S32になる。このリセ
ット信号S32は、抵抗R32を介してトランジスタQ
31のベースに供給される。したがって、トランジスタ
Q31はリセット信号S32の正のパルスが供給される
毎に瞬時オンする。
The differentiated detection voltage VBB becomes a reset signal S32 having pulses as shown in FIG. 6(B). This reset signal S32 is applied to the transistor Q via the resistor R32.
31 bases. Therefore, transistor Q31 is turned on momentarily every time a positive pulse of reset signal S32 is supplied.

このトランジスタQ31が瞬時オンすることによリ、時
定数回路50の出力端子50aの電圧レベル(信号S3
3のレベル)が低レベルになるとともに、コンデンサC
32が充電される。この充電によって一コンデンサC3
2に蓄えられた電荷は、リセット用トランジスタQ31
がオフした後に放電されるしたがって、時定数回路50
の出力端子50aの電圧は、トランジスタQ31のオフ
後、コンデンサC32、抵抗R33によって定まる時定
数で次第に上昇する。
By instantaneously turning on this transistor Q31, the voltage level of the output terminal 50a of the time constant circuit 50 (signal S3
3 level) becomes low level, and capacitor C
32 is charged. By this charging, one capacitor C3
The charge stored in the reset transistor Q31
Therefore, the time constant circuit 50 is discharged after turning off.
After the transistor Q31 is turned off, the voltage at the output terminal 50a of the transistor Q31 gradually increases with a time constant determined by the capacitor C32 and the resistor R33.

出力端子50aから出力される電圧は、ドライブ制御信
号S33として電圧コンパレータCotの非反転入力部
に供給される。したがって、第6図(C)に示すように
、電圧コンパレータCotの非反転入力部の電圧は、リ
セット信号832の正のパルスが発生するとOボルト(
グランドレベル)に下がり、その後にOボルトから直流
電源Eの電圧EOに向かって立上がるパターンを繰り返
す。
The voltage output from the output terminal 50a is supplied to the non-inverting input of the voltage comparator Cot as a drive control signal S33. Therefore, as shown in FIG. 6(C), the voltage at the non-inverting input of voltage comparator Cot changes to O volts (
(ground level), and then rises from O volts toward the voltage EO of the DC power supply E, repeating this pattern.

このように、リセット信号S32の正のパルスの発生ご
とにドライブ制御信号833をOボルトにリセットして
いるので、直流モーターMの出力軸が所定の速度以上で
回転していれば、ドライブ制御信号333は高低レベル
のしきい値電圧である電圧eOを越えることはない。つ
まり、通常の駆動状態においては、電圧コンパレータC
OIは、その非反転入力部に供給されるドライブ制御信
号833が反転入力部に供給される電圧eOより小さい
ために、出力部に低レベルの電圧を出力する。
In this way, the drive control signal 833 is reset to O volts each time a positive pulse of the reset signal S32 occurs, so if the output shaft of the DC motor M is rotating at a predetermined speed or higher, the drive control signal 833 333 never exceeds the voltage eO, which is the threshold voltage between high and low levels. In other words, under normal driving conditions, the voltage comparator C
OI outputs a low level voltage at its output because the drive control signal 833 applied to its non-inverting input is less than the voltage eO applied to its inverting input.

この結果、ダイオードD31がオンするので、起動信号
831の供給が停止してトランジスタQ32とダイオー
ドD32とがオフしても、駆動用リレーの1次フィルX
Lに直流電源Eからの電流が供給され続ける。1次コイ
ルXLに電流が流れ続けるので、2次接点XSはオンを
保ち、直流モーターMに直流電源Eから電圧EOが供給
され続ける。したがって、直流モーターMの出力軸は回
転を続ける。
As a result, the diode D31 is turned on, so even if the supply of the starting signal 831 is stopped and the transistor Q32 and the diode D32 are turned off, the primary filter X of the driving relay is
The current from the DC power source E continues to be supplied to L. Since the current continues to flow through the primary coil XL, the secondary contact XS remains on, and the voltage EO continues to be supplied to the DC motor M from the DC power supply E. Therefore, the output shaft of the DC motor M continues to rotate.

しかし、起動信号831の供給が停止している状態にお
い゛て、直流モーターMの出力軸の回転が下がり、検知
電圧VBBのパルスの発生間隔が第8図のP’nとP’
n+1との間隔TYのように長くなると、ドライブ制御
信号833の電圧値が電圧eOを越えて高レベルになる
。これにより、電圧コンパレータCOIは、その非反転
入力部に供給される信号S33が反転入力部に供給され
る電圧eOよりも大きいために、出力部に高レベルの電
圧を出力する。
However, in a state where the supply of the start signal 831 is stopped, the rotation of the output shaft of the DC motor M decreases, and the pulse generation interval of the detection voltage VBB changes from P'n and P' in FIG.
When the distance from n+1 becomes as long as TY, the voltage value of the drive control signal 833 exceeds the voltage eO and becomes a high level. Thereby, the voltage comparator COI outputs a high level voltage at its output since the signal S33 supplied to its non-inverting input is greater than the voltage eO supplied to its inverting input.

この結果、ダイオードD31はオフし、ダイオードD3
2もオフしているので、駆動用リレーの1次コイルXL
に電流が流れなくなり、2次接点XSはオフになる。2
次接点XSがオフであるので、直流モーターMの端子T
Iには電圧EOが供給されない。したがって、直流モー
ターMが拘束された時に拘束電流が流れるのを確実に防
止することができる。
As a result, diode D31 is turned off, and diode D3
Since 2 is also off, the primary coil XL of the drive relay
No current flows through the terminal, and the secondary contact XS turns off. 2
Since the next contact XS is off, the terminal T of the DC motor M
I is not supplied with voltage EO. Therefore, it is possible to reliably prevent a locking current from flowing when the DC motor M is locked.

また、トルクコントロール用可変抵抗VR31で電圧e
Oを変えることにより、駆動用リレーの2次接点xSの
オン状態が継続可能な検知電圧VBHのパルスの最長間
隔を任意に設定できる。したがって、可変抵抗VR31
の摺動接点の位置を変えることにより、停止直前の直流
モーターMの回転速度を任意に制御することができ、こ
のために直流モーターMのトルクコントロールが可能に
なる。
Also, the voltage e is set by variable resistor VR31 for torque control.
By changing O, the longest interval of pulses of the detection voltage VBH that allows the secondary contact xS of the drive relay to remain in the ON state can be arbitrarily set. Therefore, variable resistor VR31
By changing the position of the sliding contact, it is possible to arbitrarily control the rotational speed of the DC motor M immediately before stopping, which makes it possible to control the torque of the DC motor M.

このように、本直流モーター制御回路では、モーターM
の回転速度を表す信号を、電流供給用ブラシB+、B−
からモーターパルスとして得るのではなく、検知ブラシ
BBから検知電圧VBBとして得るので、モーターパル
スの発生を助長するための高周波インダクタンスが不要
となっている。
In this way, in this DC motor control circuit, the motor M
A signal representing the rotational speed of the current supply brushes B+ and B-
Since the detection voltage VBB is obtained from the detection brush BB rather than as a motor pulse from the motor pulse, a high frequency inductance for promoting the generation of motor pulses is not required.

なお、検知ブラシBBからの検知電圧VBHに代わりに
、検知ブラシBAからの検知電圧VBAを用いても、同
様な作用効果が得られる。
Note that similar effects can be obtained by using the detection voltage VBA from the detection brush BA instead of the detection voltage VBH from the detection brush BB.

次に、第5図及び第7図を参照して本直流モーター制御
回路におけるモーター回転方向検出機能について説明す
る。
Next, the motor rotation direction detection function in this DC motor control circuit will be explained with reference to FIGS. 5 and 7.

第5図において、端子T3 、T4の他端は、回転方向
検出のために、電圧変換回路10.12の入力端子にそ
れぞれ接続されている。これら電圧変換回路10.12
は、端子T3 、T4からのパルスte検知IE圧Vn
A、 vBBヲT’T’Lレベルのパルス信号SA、S
Hに変換するための回路であり、それらの出力端子はD
形フリップフロップ14のデータ端子り、クロック端子
Cにそれぞれ接続されている。
In FIG. 5, the other ends of terminals T3 and T4 are connected to input terminals of voltage conversion circuits 10 and 12, respectively, for detecting the direction of rotation. These voltage conversion circuits 10.12
is the pulse te detection IE pressure Vn from terminals T3 and T4
A, vBBwoT'T'L level pulse signals SA, S
These are circuits for converting to H, and their output terminals are D
The data terminal and clock terminal C of the flip-flop 14 are respectively connected.

直流モーターMの出力軸が回転していない時、端子T3
、T4より検知電圧VBB、 VBAが出力されないの
で、電圧変換回路10.12の出力端子にパルス信号5
A1SBが生成されず、したがってフリップフロップ1
4は作動していない。
When the output shaft of DC motor M is not rotating, terminal T3
, T4 does not output the detection voltages VBB and VBA, so the pulse signal 5 is output to the output terminal of the voltage conversion circuit 10.12.
A1SB is not generated and therefore flip-flop 1
4 is not working.

直流モーターMの出力軸が回転すると、端子”3)T4
より検知電圧VBB、 VBAが出力される。その回転
方向が、例えば第1図に示すように電機子が時計方向に
回転するような方向のとき、両検知電圧VBA1VBB
ハ、第2図(A)、(B) の波形図に示すようなもの
である。したがって、このとき電圧変換回路10.12
の出力端子に得られるTTLレベルのパルス信号SA、
SRは、第7図の区間KOに示すようなものとなり、S
AがSRに対して位相が20度進んでいる。そうすると
、フリップフロップ14においては、クロック信号(S
B)の立ち上がりでデータ信号(SA ”)のレベル“
L”を取り込むことにより、その出力端子Qより“L”
レベルの回転方向検知信号R8が出力される。
When the output shaft of DC motor M rotates, terminal "3) T4
Detection voltages VBB and VBA are output. When the direction of rotation is such that the armature rotates clockwise as shown in FIG. 1, for example, both detection voltages VBA1VBB
C. The waveforms are as shown in the waveform diagrams in FIGS. 2(A) and 2(B). Therefore, at this time, the voltage conversion circuit 10.12
TTL level pulse signal SA obtained at the output terminal of
The SR will be as shown in section KO in Figure 7, and the S
A is 20 degrees ahead of SR in phase. Then, in the flip-flop 14, the clock signal (S
At the rising edge of B), the level of the data signal (SA ”)
By taking in “L”, “L” is output from the output terminal Q.
A level rotation direction detection signal R8 is output.

直流モーターMの出力軸の回転方向が逆転して第3図に
示すように電機子が反時計方向に回転しているとする。
Assume that the direction of rotation of the output shaft of the DC motor M is reversed and the armature is rotating counterclockwise as shown in FIG.

このときの両検知電圧VBA、 VBBは第4図(A)
、(B)の波形図に示すようなものである。したがって
、このとき電圧変換回路10.12の出力端子に得られ
るTTLレベルのパルス信号SA%SBは、第7図の区
間Klに示すようなものとなり、SBがSAに対して位
相が20度進んでいる。そうすると、フリップフロップ
14においては、クロック信号(SB )の立ち上がり
でデータ信号(SA)のレベル“H”ヲ取す込むことに
より、その出力端子Qより“H”レベルの回転方向検知
信号R8が出力される。
At this time, both detection voltages VBA and VBB are shown in Figure 4 (A).
, as shown in the waveform diagram of (B). Therefore, the TTL level pulse signal SA%SB obtained at the output terminal of the voltage conversion circuit 10.12 at this time is as shown in the section Kl of FIG. 7, and the phase of SB is 20 degrees ahead of SA. I'm here. Then, the flip-flop 14 receives the "H" level of the data signal (SA) at the rising edge of the clock signal (SB), and outputs the "H" level rotational direction detection signal R8 from its output terminal Q. be done.

このように、本直流モータ制御回路では、直流モータM
における出力軸ないし電機子の回転方向を表す回転方向
検知信号R8がフリップフロップ14の出力端子に得ら
れる。
In this way, in this DC motor control circuit, the DC motor M
A rotational direction detection signal R8 representing the rotational direction of the output shaft or armature at is obtained at the output terminal of the flip-flop 14.

[発明の効果コ 本発明は、以上説明したように構成されていることによ
り、直流モーター自体から回転速度及び回転方向を検知
するための検知電圧を得るようにしたので、ロータリエ
ンコーダ等の特別な回転速度及び回転方向検出装置を不
要とし、小型かつ低コストな直流モーターを提供するこ
とができる。
[Effects of the Invention] The present invention is constructed as described above, and the detection voltage for detecting the rotational speed and rotation direction is obtained from the DC motor itself, so that special equipment such as a rotary encoder is not required. A small and low-cost DC motor can be provided without the need for a rotational speed and rotational direction detection device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の直流モーターの一実施例を示す電機子
回路図、第2図は第1図の検知電圧を示す波形図、第3
図は第1図の直流モーターにおける回転方向を反転させ
るための例を示す電機子回路図、第4図は第3図の検知
電圧を示す波形図、第5図は第1図及び第3図の直流モ
ーターを応用した回転速度及び回転方向検知形石流モー
ター制御回路の一例を示す回路図、第6図は第5図の主
要部の動作波形図、第7図は回転方向検出機能を説明す
るための第5図の主要部の動作波形図、第8図は従来の
直流モーターの一例を示す電機子回路図、第9図は第8
図のりアクタンス電圧を示す波形図である。 なお図面に用いた符号において、 COMI−C0M3・・・・・・・・整流子L!〜L3
・・・・・・・・電機子コイルB+、B−・・・・・・
・・電流供給用ブラシBA1BB・・・・・・・・回転
及び回転方向検出用ブラシ である。
Fig. 1 is an armature circuit diagram showing one embodiment of the DC motor of the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram showing the detected voltage of Fig. 1, and Fig. 3 is a waveform diagram showing the detected voltage of Fig. 1.
The figure is an armature circuit diagram showing an example of reversing the rotation direction in the DC motor in Figure 1, Figure 4 is a waveform diagram showing the detected voltage in Figure 3, and Figure 5 is the same as in Figures 1 and 3. A circuit diagram showing an example of a rotational speed and rotational direction detection stone flow motor control circuit using a DC motor, Fig. 6 is an operation waveform diagram of the main part of Fig. 5, and Fig. 7 explains the rotational direction detection function. Figure 5 is an operating waveform diagram of the main parts for
FIG. 3 is a waveform diagram showing actance voltage. In addition, in the symbols used in the drawings, COMI-C0M3... Commutator L! ~L3
・・・・・・Armature coil B+, B−・・・・・・
...Current supply brush BA1BB...Brush for rotation and rotation direction detection.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の整流子と、これらの整流子に適宜接続された複数
の電機子コイルと、前記整流子に接触して前記電機子コ
イルに電流を供給するための少なくとも一対の電流供給
用ブラシとを有するブラシタイプの直流モーターであっ
て、前記整流子及び電機子コイルの回転速度及び回転方
向を検知するための検知電圧を発生する少なくとも一対
の回転速度及び回転方向検知ブラシを具備することを特
徴とする直流モーター。
It has a plurality of commutators, a plurality of armature coils appropriately connected to these commutators, and at least one pair of current supply brushes that contact the commutators and supply current to the armature coils. The brush-type DC motor is characterized by comprising at least one pair of rotational speed and rotational direction detection brushes that generate detection voltages for detecting the rotational speed and rotational direction of the commutator and armature coils. DC motor.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0753931A1 (en) * 1995-07-12 1997-01-15 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG Device for measuring the speed of rotation, the rotation direction and/or the rotation angle position of a commutator motor
US6617816B2 (en) * 1999-12-27 2003-09-09 Ricoh Company, Ltd. DC motor rotation detecting apparatus and DC motor rotation control apparatus
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