JPH0456557B2 - - Google Patents

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JPH0456557B2
JPH0456557B2 JP57038870A JP3887082A JPH0456557B2 JP H0456557 B2 JPH0456557 B2 JP H0456557B2 JP 57038870 A JP57038870 A JP 57038870A JP 3887082 A JP3887082 A JP 3887082A JP H0456557 B2 JPH0456557 B2 JP H0456557B2
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JP
Japan
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brushes
motor
switches
rotation speed
torque
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JP57038870A
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JPS58157387A (ja
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Ushiji Negishi
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/08Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、エアコンモータ等を多極多ブラシ構
造として、導通させるブラシ数を選択的に変化さ
せることによりモータの回転数を制御するモータ
の回転数制御方法及びその制御装置に関するもの
である。 通常、モータの回転数を制御する場合は、駆動
回路に異なる抵抗を介在させ、この異なる抵抗の
選択により導通させる抵抗を可変にしてモータに
印加される電圧等を変化させる方法が採用されて
いる。この場合、介在された抵抗が発熱する為、
又、抵抗の配設には発熱体としてのスペースの配
慮が必要で回路設計上で障害となりがちであり、
コストを上昇させる要因にもなる。又、発熱分の
電力が無駄となり省エネルギ面からも検討の余地
があつた。 本発明は以上の点に鑑みなされたものであつ
て、一般の多極多ブラシ構造のモータを使用する
ことにより抵抗を介在させず簡単にモータの回転
数を変化させることが出来るモータの回転数制御
方法とその制御装置を提供することを目的とす
る。第1の発明であるモータの回転数制御方法の
特徴とするところは、エアコンモータ等を複数n
(4以上の偶数)個の極とn個のブラシとn個の
ブラシでn個の巻線部分に分割される電機子巻線
とを有する構成とし、n個の前記ブラシの少なく
とも2個を任意に選択して電流を導通させ、選択
される前記ブラシの数を変化通電される前記巻線
部分により形成される並列回路を最大n個まで変
化させることで電機子抵抗を変化させて、エアコ
ンモータ等の回転数を、制御する点である。 第2の発明であるモータの回転数制御装置の特
徴とするところは、複数n(4以上の偶数)個の
極とn個のブラシとn個のブラシでn個の巻線部
分に分割される電機子巻線とを有するモータと、
複数個のスイツチを有しn個の前記ブラシと複数
個の前記スイツチの1端を選択的に組合せて接続
された回路と、電源とを有し、複数個の前記スイ
ツチを選択的にオンすることによりn個の前記ブ
ラシの少なくとも2個を選択的に導通させ、導通
される前記ブラシの選択数を変化させることによ
り、通電される前記巻線部分により形成される並
列回路を最大n個まで変化させることで電機子抵
抗を変化させて前記モータの回転数を制御する点
である。 次に、本発明によるモータの回転数制御方法を
採り入れたその制御装置の具体的な実施の態様に
ついて、添付の図面に基づき説明する。第1図
は、本発明による車両用空調器に用いられるフア
ン送風量制御駆動装置の回路図である。第1a図
に示される如く、バツテリ電源Bのプラス側経路
は2方に分岐され、夫々スイツチS1,S2を介
して4極4ブラシ構造のフアン駆動モータMの内
の任意の2個のブラシBR1,BR2に接続され
ている。一方バツテリ電源Bのマイナス側経路
は、2方に分岐された後にその一方はスイツチS
3を介してフアン駆動モータMの残りの未接続ブ
ラシ2個の内の任意の1個BR3に接続され、他
の一方はスイツチを介さず直接残りの未接続ブラ
シBR4に接続されている。夫々のスイツチS
1,S2,S3は1箇所に集めてスイツチ装置S
にまとめられている。尚、C1,C2,C3,C
4は単一の電機子巻線において、各ブラシで分け
られる巻線部分を示しており、最大4個の並列回
路が形成されている。 以上の如く構成された回路において、所望の送
風量制御駆動機能を得る為の動作につき、次に説
明する。まずスイツチS1をオンするとブラシ
BR1とブラシBR4の2ブラシが導通されフア
ン駆動モータMが作動を開始する。この時、電機
子巻線は、巻線部分C4,C3,C2の直列回路
が巻線部分C1と並列になつている。次にスイツ
チS1をオンしたままスイツチS2をオンすると
ブラシBR2も導通され3ブラシの導通状態で、
電機子巻線は巻線部分C1とC2が並列となり、
フアン駆動モータが運転され、フアン回転数が2
ブラシ導通時よりも増大して送風量も増大する。
さらにスイツチS1,S2をオンしたままスイツ
チS3もオンすると、スイツチBR3も導通され
るブラシの導通状態で、電機子巻線は巻線部分C
1とC2とC3とC4が並例となりフアン駆動モ
ータMが運転され、フアン回転数及び送風量が3
ブラシ導通時よりもさらに増大する。これは、モ
ータの回転数NとトルクTとの関係が、 N=K0・a/Z・(V−R・I) ……(1) T=K1・Z/a・I ……(2) 但し、aは並列回路数 Zは有効導体数 Vは電源電圧 Rは電機子抵抗 Iは電機子電流 K0,K1は定数 (1)、(2)式より、 N=K0・a/Z・(V−a/K1・Z・R・T) =K0・a/Z・V−K0/K1・(a/Z)2・R・T…
…(3) で与えられ、スイツチの状態に対するa、Z、R
及びNとTとの関係が次表の通りとなり、
【表】 スイツチの状態によつて、電機子抵抗Rが変化
し、モータの回転数N対トルクTの特性が変化す
る為である。尚、この時の電流IとトルクTとの
関係は、(2)式と前表とからわかる様に、スイツチ
の状態が変わつても、トルク定数K1・Z/aが変わ らないので、同一の電流値に対しては同一のトル
クが発生する。 以上の如く、送風量の高位、中位、下位の3段
階のレベルが、スイツチS1,S2,S3を順に
オンして行くことにより得られる。送風量を下げ
る場合は、上記操作とは逆に、順にスイツチS
3,S2,S1をオフして行けば良い。 尚、均等に4個のブラシを導通させ摩耗度合を
平均化するには、種々の方法が考えらるが第1b
図に示される如くバツテリ電源Bのマイナス側の
経路でスイツチが介在されていない経路にもスイ
ツチを介在させ、合計4個のスイツチを設ける構
成としても良い。この場合、3個のブラシを導通
させて送風量の中位レベルを得るには、4個のス
イツチの内任意に3個のスイツチを選びオンさせ
れば良く、従つてその選び方は4通りになる。
又、2個のブラシを導通させて送風量の低位レベ
ルを得る際は、バツテリ電源Bのプラス側には接
続されたスイツチS1,S2の組Sとマイナス
側に接続されたスイツチS3,S4の組Sの
夫々の組から1個づつ選んでオンさせれば良く、
従つてその組合せは4通りとなる。送風量が高位
レベルの4個すべてのブラシを導通させる場合は
4個のスイツチをすべてオンさせる1通りであ
り、これら9通りのスイツチ操作をランダムに実
施できるスイツチ装置Sを構成すれば4個のブラ
シの摩耗度合が平均化される。又別の対策として
は、導通頻度の高いブラシを大きくする構成とす
る方法も考えられる。 次に3段階の送風量レベルの夫々の場合におけ
るモータの特性について、第2図のモータ特性グ
ラフ図に基づき説明する。第2図は、本例の4極
4ブラシモータを任意に導通ブラシの数を変えて
運転した場合のトルクと回転数及びトルクと電流
の相関値を、実際により求めてグラフに表わした
ものである。第2図によれば、モータの回転数
は、いずれの場合も、トルク即ち負荷が0の時が
最大であり、トルクが増すに従つて1次関数的に
低下している。その低下速度は2ブラシの場合が
最も速く、3ブラシから4ブラシへ導通ブラシ数
を増加させるに従つて遅くなつている。これは言
い換えれば導通ブラシ数が多い程高度な送風能力
を有するということであり、モータをロツクした
状態、即ち無回転時、のトルク値は導通ブラシ数
の多い方が大幅に大きくなつていることにも示さ
れている(ロツクトルクはK1・Z/a・V/R・で与 えられ、前述の通りブラシが増加してもトルク定
数は変わらず、電機子抵抗Rの変化により、ブラ
シの増加に伴つて1/3:1/2:1の割合でロツクト
ルクが増加するという理論値と略一致する)。 然るに、電流値の方は導通ブラシの数を変化さ
せても余り差異は認められず、若干導通ブラシ数
の多い方がトルクの増加に対する電流値の増加率
が高くなつている程度である(トルクTに対する
電流はa/K1・Z・Tで与えられ、前述の通りブラ シの数によつてトルク定数が変わらないので、増
加率a/K1Zも変わらないという理論値と略一致す る)。 第2図において、まず送風量が低位レベル、即
ち導通ブラシ数が2個、の場合において、本実施
例の装置はトルクがT1・回転数がN1の特性を
示す点の状態で稼働していた。次に送風量が中
位の3ブラシ導通運転に切り換えると、トルクが
T1の約1.4倍のT2、回転数がN1の約1.15倍
のN2の特性を示す点の状態に移行し変化量も
ほぼ同比率で増大した。そしてさらに送風量が高
位のレベルの4ブラシ導通運転に切り換えると、
トルクがT2の約1.5倍でT1の約2.1倍のT3、
回転数がN2の約1.2倍でN1の約1.4倍のN3の
特性を示す点の状態に移行し最大の送風量が得
られた。これら、、3点を結ぶフアン動作
曲線は2点鎖線で示す如く予想される。尚、これ
らの特性は、同一装置を同一雰囲気の下で運転し
変化させるパラメータは導通ブラシ数だけという
実験方法により得られた。 以上詳述した如く、本発明によれば、フアンの
駆動モータを多極多ブラシ構造とし導通ブラシ数
を選択的に変化させることにより、抵抗を不要と
し抵抗の発熱の処理を配慮する必要のない簡便に
して効果的なフアン送風量の制御方法を得ること
ができる。又抵抗を不要とする為、回路構成上の
スペース面及びコスト面で有利となる有用なフア
ン送風量制御駆動装置を得ることができる。尚、
本発明は上記の実施例に限定されるべきものでは
なく本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。例えばモータの極数
が4極ではなくより多極な構成としブラシ数も対
応して増せば、送風量レベルをより細かく分割す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、本発明によるフアン送風量制御駆
動装置の1実施例の回路図、第1b図は、本発明
によるフアン送風量制御駆動装置の他の実施例の
回路図、第2図は本発明によるフアン送風量制御
駆動装置における駆動モータの導通ブラシ数の変
化に対するトルク−回転数特性、トルク−電流特
性の変化を示す特性グラフで、実線は4ブラシ導
通時、破線は3ブラシ導通時、一点鎖線は2ブラ
シ導通時の特性を示している。 (符号の説明) B:バツテリ電源、S1,S
2,S3,S4:スイツチ、BR1,BR2,BR
3,BR4:ブラシ、M:駆動モータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 モータを複数n(4以上の偶数)個の極とn
    個のブラシとn個のブラシでn個の巻線部分に分
    割される電機子巻線とを有する構成とし、n個の
    前記ブラシの少なくとも2個を選択して電流を導
    通させ、選択される前記ブラシの数を変化させる
    ことにより、通電される前記巻線部分により形成
    される並列回路を最大n個まで変化させることで
    電機子抵抗を変化させて、前記モータの回転数を
    制御することを特徴とするモータの回転数制御方
    法。 2 上記第1項において、n個の前記極とn個の
    ブラシは夫々4個であることを特徴とするモータ
    の回転数制御方法。 3 複数n(4以上の偶数)個の極とn個のブラ
    シとn個のブラシでn個の巻線部分に分割される
    電機子巻線とを有するモータと、複数個のスイツ
    チを有しn個の前記ブラシと複数個の前記スイツ
    チの1端を選択的に組合せて接続された回路と、
    電源とを有し、複数個の前記スイツチを選択的に
    オンすることによりn個の前記ブラシの少なくと
    も2個を選択的に導通させ、選択的に導通される
    前記ブラシの選択数を変化させることにより、通
    電される前記巻線部分により形成される並列回路
    を最大n個まで変化させることで電機子抵抗を変
    化させて、モータの回転数を制御することを特徴
    とするモータの回転制御装置。
JP3887082A 1982-03-13 1982-03-13 モ−タの回転数制御方法及びモ−タの回転数制御装置 Granted JPS58157387A (ja)

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JPS58157387A JPS58157387A (ja) 1983-09-19
JPH0456557B2 true JPH0456557B2 (ja) 1992-09-08

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