JPH0533047Y2 - - Google Patents
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- JPH0533047Y2 JPH0533047Y2 JP1986014569U JP1456986U JPH0533047Y2 JP H0533047 Y2 JPH0533047 Y2 JP H0533047Y2 JP 1986014569 U JP1986014569 U JP 1986014569U JP 1456986 U JP1456986 U JP 1456986U JP H0533047 Y2 JPH0533047 Y2 JP H0533047Y2
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- JP
- Japan
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- voltage
- circuit
- motor
- power supply
- switching power
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、レーダアンテナを回転させる駆動回
路に関する。特に直流モータによる駆動回路に係
る。
路に関する。特に直流モータによる駆動回路に係
る。
レーダアンテナは、探知距離の長短により、そ
のアンテナ回転数を変化することで、感度を上げ
ている。通常高低の２速とする。
のアンテナ回転数を変化することで、感度を上げ
ている。通常高低の２速とする。
小型船舶用レーダとして、従来交流モータが用
いられていたので、高低２速にするためには、極
数を２組設けて切替えるとか、交流周波数を２組
設けて切替えるなどかなり複雑であつた。考案者
の一人は実願昭59−126453において、直流モータ
の電源として、スイツチングレギユレータ電源を
用い、スイツチングレギユレータの基準電圧を２
組設けることにより、比較的簡単な回路構成によ
り実現する方法を得ている。
いられていたので、高低２速にするためには、極
数を２組設けて切替えるとか、交流周波数を２組
設けて切替えるなどかなり複雑であつた。考案者
の一人は実願昭59−126453において、直流モータ
の電源として、スイツチングレギユレータ電源を
用い、スイツチングレギユレータの基準電圧を２
組設けることにより、比較的簡単な回路構成によ
り実現する方法を得ている。
直流モータによる回転制御は、端子電圧Ｖ、モ
ータ回路抵抗ｒ、回転数ｎ、モータ電流Iaとの間
にある次の関係式を利用する。
ータ回路抵抗ｒ、回転数ｎ、モータ電流Iaとの間
にある次の関係式を利用する。
Ｖ＝Ia・ｒ＋Kn (1)
ここでＫはモータ定数である。
(1)より
ｎ＝（Ｖ−Ia・ｒ）／Ｋ＝Ea／Ｋ (2)
となり、一次的には端子電圧Ｖを制御すればよい
ことがわかる。ここでEaは電機子電圧である。
ことがわかる。ここでEaは電機子電圧である。
この制御は、スイツチングレギユレータ電源
（以下ではスイツチング電源という）を用いれば
効率的に行なうことができ、さらに２速に変化す
る場合にきわめて有効である。
（以下ではスイツチング電源という）を用いれば
効率的に行なうことができ、さらに２速に変化す
る場合にきわめて有効である。
しかし、(2)式よりわかるように、回転数をきめ
るものは、直流モータ内部にある電機子抵抗ある
いは場合によつて直列に加えた抵抗を含めたモー
タ回路の直列抵抗の電圧降下を端子電圧より差引
いた電機子電圧Eaである。したがつて、正確な
回転速度を得るためにはモータ負荷により変化す
るモータ電流Iaの影響を補償することが必要であ
る。ところで、アンテナを駆動するモータの負荷
としては、定常的な負荷の他に、風力によるもの
が大きい。この場合、通常アンテナの構造上、風
の方向に対する正面と背面とが同一になることか
ら、一回転に対して２サイクルの負荷変動が生じ
て、定常的負荷に重畳する。負荷変動には回転を
加速させるモードを含み、場合によつては直流モ
ータは発電状態になり、端子電圧が電源の出力電
圧より高くなることがありその対策も必要であ
る。
るものは、直流モータ内部にある電機子抵抗ある
いは場合によつて直列に加えた抵抗を含めたモー
タ回路の直列抵抗の電圧降下を端子電圧より差引
いた電機子電圧Eaである。したがつて、正確な
回転速度を得るためにはモータ負荷により変化す
るモータ電流Iaの影響を補償することが必要であ
る。ところで、アンテナを駆動するモータの負荷
としては、定常的な負荷の他に、風力によるもの
が大きい。この場合、通常アンテナの構造上、風
の方向に対する正面と背面とが同一になることか
ら、一回転に対して２サイクルの負荷変動が生じ
て、定常的負荷に重畳する。負荷変動には回転を
加速させるモードを含み、場合によつては直流モ
ータは発電状態になり、端子電圧が電源の出力電
圧より高くなることがありその対策も必要であ
る。
本考案の目的は、上記の要求、すなわちスイツ
チング電源を応用した、レーダアンテナ駆動用直
流モータの回転制御において、モータ負荷の変動
をも考慮した駆動回路を提供することにある。
チング電源を応用した、レーダアンテナ駆動用直
流モータの回転制御において、モータ負荷の変動
をも考慮した駆動回路を提供することにある。
本考案では、アンテナ駆動用直流モータに印加
する電圧をスイツチング電源から供給する。該ス
イツチング電源は、出力電圧の分圧と外部から印
加可能な参照電圧とを、比較して誤差出力を発生
し、出力電圧を調整するループを内部にもつ。
する電圧をスイツチング電源から供給する。該ス
イツチング電源は、出力電圧の分圧と外部から印
加可能な参照電圧とを、比較して誤差出力を発生
し、出力電圧を調整するループを内部にもつ。
本考案では、前記の参照電圧として、直流モー
タの回転数対応電圧とモータ電流検出電圧とを加
算した電圧を用い、前記スイツチング電源の出力
電圧の分圧比との関係からモータ電機子電圧が前
記回転数対応電圧により定まるように、直流モー
タ回路の抵抗電圧降下を補償する手段と、直流モ
ータがアンテナ外力により発電状態になつたとき
に、直流モータ回路に電流を逆流させる制動回路
とを有するようにしたものである。
タの回転数対応電圧とモータ電流検出電圧とを加
算した電圧を用い、前記スイツチング電源の出力
電圧の分圧比との関係からモータ電機子電圧が前
記回転数対応電圧により定まるように、直流モー
タ回路の抵抗電圧降下を補償する手段と、直流モ
ータがアンテナ外力により発電状態になつたとき
に、直流モータ回路に電流を逆流させる制動回路
とを有するようにしたものである。
本考案は、第１図に示す基本構成をもつ。スイ
ツチング電源１０は、具体的には種々の実現形式
があるが、ここでは原理的に示してある。出力電
圧V0を分圧回路１５で分圧し、その電圧E2を比
較回路１４において、参照電圧E1と比較し、誤
差電圧を増幅器１３で増幅し、その電圧に応じ
て、時比率制御回路１２で制御信号を発生せしめ
DC−DCコンバータ１１のスイツチング制御をな
すことにより出力電圧V0を調整する。
ツチング電源１０は、具体的には種々の実現形式
があるが、ここでは原理的に示してある。出力電
圧V0を分圧回路１５で分圧し、その電圧E2を比
較回路１４において、参照電圧E1と比較し、誤
差電圧を増幅器１３で増幅し、その電圧に応じ
て、時比率制御回路１２で制御信号を発生せしめ
DC−DCコンバータ１１のスイツチング制御をな
すことにより出力電圧V0を調整する。
比較回路１４に入力する電圧は、一方の電圧が
E2＝V0・R2／（R1＋R2） (3)
であり、他方の参照電圧E1と比較する。E1は直
流モータ２０の電流検出電圧として直列に挿入し
た抵抗Rsの電機子電流Iaによる電圧降下Rs・Iaと
回転対応電圧２５の電圧E′0とを加算回路２４で
加算した電圧であるが、ここで、電機子電流Iaは
（V0−Ea）／（RL＋Rs）と表わせるので、 E1＝E′0＋（V0−Ea）RS／（RL＋RS） (4) ここでE′0は所定の回転数を与える電機子電圧
E0をR2／（R1＋R2）倍した値であり、抵抗RL２
１は電機子抵抗である。(3)，(4)が同一になるよう
に、スイツチング電源１０は出力調整を行なう。
したがつて、 V0・R2／（R1＋R2） ＝E0・R2／（R1＋R2）＋（V0＋Ea） ・RS／（RL＋RS） (5) 抵抗RL２１の数値はわかつているから抵抗RS２
２の値を次のように選定する。
流モータ２０の電流検出電圧として直列に挿入し
た抵抗Rsの電機子電流Iaによる電圧降下Rs・Iaと
回転対応電圧２５の電圧E′0とを加算回路２４で
加算した電圧であるが、ここで、電機子電流Iaは
（V0−Ea）／（RL＋Rs）と表わせるので、 E1＝E′0＋（V0−Ea）RS／（RL＋RS） (4) ここでE′0は所定の回転数を与える電機子電圧
E0をR2／（R1＋R2）倍した値であり、抵抗RL２
１は電機子抵抗である。(3)，(4)が同一になるよう
に、スイツチング電源１０は出力調整を行なう。
したがつて、 V0・R2／（R1＋R2） ＝E0・R2／（R1＋R2）＋（V0＋Ea） ・RS／（RL＋RS） (5) 抵抗RL２１の数値はわかつているから抵抗RS２
２の値を次のように選定する。
R2／（R1＋R2）＝RS／（RL＋RS） (6)
この選定により(5)式は
V0＝E0＋（V0−Ea）
となり、Ea＝E0すなわち電機子電圧Eaは所定の
電圧E0となる。このように回転数対応電圧２５
の電圧値E′0を定め、外部的に印加することで直
流モータ２０の回転数を一義的にきめることがで
き、モータ電流による抵抗電圧降下を完全に補償
できる。
電圧E0となる。このように回転数対応電圧２５
の電圧値E′0を定め、外部的に印加することで直
流モータ２０の回転数を一義的にきめることがで
き、モータ電流による抵抗電圧降下を完全に補償
できる。
また、直流モータ回路と並列に制動回路３０を
設けてあるので、風力によりアンテナが加速力を
うけ、直流モータ２０の回転数が所定数より増大
し、ある場合には発電状態になり、スイツチング
電源１０の出力電圧V0よりモータ端子電圧が上
昇すると、電流Ibが制動回路３０を流れ、直流モ
ータ２０の電流は逆向きになり制動作用を生ず
る。通常の場合には制動回路３０には電流は流入
しない。
設けてあるので、風力によりアンテナが加速力を
うけ、直流モータ２０の回転数が所定数より増大
し、ある場合には発電状態になり、スイツチング
電源１０の出力電圧V0よりモータ端子電圧が上
昇すると、電流Ibが制動回路３０を流れ、直流モ
ータ２０の電流は逆向きになり制動作用を生ず
る。通常の場合には制動回路３０には電流は流入
しない。
以下、図面を参照して本考案の一実施例につき
説明する。
説明する。
第２図は、第１図のスイツチング電源１０の比
較回路１４、分圧回路１５を含め、直流モータ側
の回路を具体的に示した図である。２速を得るた
め、変速信号により回転速度を変化するようにし
ている。
較回路１４、分圧回路１５を含め、直流モータ側
の回路を具体的に示した図である。２速を得るた
め、変速信号により回転速度を変化するようにし
ている。
トランジスタQ1，Q2およびR3による差動増幅
器とホトカプラ２７とが比較回路１４を形成す
る。トランジスタQ1のベースには分圧回路１５
により出力電圧V0を分割したV0，R2／（R1＋
R2）が印加される。一方のトランジスタQ2のベ
ースには回転数対応電圧２５（以下基準電圧とい
う）のE′0とモータ電流Iaによる抵抗RS２２の電
圧降下IaRSとが直列に加算されて印加される。
器とホトカプラ２７とが比較回路１４を形成す
る。トランジスタQ1のベースには分圧回路１５
により出力電圧V0を分割したV0，R2／（R1＋
R2）が印加される。一方のトランジスタQ2のベ
ースには回転数対応電圧２５（以下基準電圧とい
う）のE′0とモータ電流Iaによる抵抗RS２２の電
圧降下IaRSとが直列に加算されて印加される。
比較回路１４で検出される誤差電圧はホトカプ
ラ２７を介してスイツチング電源１０内の時比率
制御回路１２へ導かれ、スイツチング電源１０の
出力電圧V0を定める。ここで抵抗RL２１と抵抗
RS２２との比を前記した(6)式のように選定する
ことで、スイツチング電源１０の電圧調整機能に
より、電機子電圧Eaは常に、所定の電圧E0にな
り一定回転を維持する。基準電圧２５は定電圧ダ
イオードD1（5V），D2（10V）が並列に接続されて
構成され、定電圧ダイオードD1側には直列にホ
トカプラ２６の受光部トランジスタが接続されて
いる。変速信号がホトカプラ２６に与えられてい
ないときは、定電圧ダイオードD2のみ動作し、
E′0は10Vである。変速信号が入力すると定電圧
ダイオードD1が動作し、定電圧ダイオードD2は
オフで、E′0は5Vと基準電圧が変わる。これによ
つて回転数を容易に高速から低速へ変換できる。
ラ２７を介してスイツチング電源１０内の時比率
制御回路１２へ導かれ、スイツチング電源１０の
出力電圧V0を定める。ここで抵抗RL２１と抵抗
RS２２との比を前記した(6)式のように選定する
ことで、スイツチング電源１０の電圧調整機能に
より、電機子電圧Eaは常に、所定の電圧E0にな
り一定回転を維持する。基準電圧２５は定電圧ダ
イオードD1（5V），D2（10V）が並列に接続されて
構成され、定電圧ダイオードD1側には直列にホ
トカプラ２６の受光部トランジスタが接続されて
いる。変速信号がホトカプラ２６に与えられてい
ないときは、定電圧ダイオードD2のみ動作し、
E′0は10Vである。変速信号が入力すると定電圧
ダイオードD1が動作し、定電圧ダイオードD2は
オフで、E′0は5Vと基準電圧が変わる。これによ
つて回転数を容易に高速から低速へ変換できる。
次に、風圧によつて直流モータ２０の端子電圧
V′0がスイツチング電源１０の出力電圧V0より大
きくなつた場合を考える。このとき、電圧上昇部
分が第１図のE1を等価的に上昇させるので、ア
ンテナ回転をさらに加速させる。これを防ぐた
め、このとき電機子に逆方向電流を流す制動回路
３０を設けている。第２図の実施例では、自動切
替を行なうダイオードD3、トランジスタQ3，Q4、
抵抗R4によるダーリントン回路から構成してあ
る。通常の動作では、ダイオードD3は導通し、
両端電圧は零で、ダーリントン回路は電流を流さ
ないが、V′0がV0より大きくなると、ダイオード
D3はオフとなり、（V′0−V0）の電圧がダーリン
トン回路に印加されることになり、Ibなる制動電
流が図示のように流れ抵抗RSにIbRSなる負電圧を
生じて、トランジスタQ2のベース電圧は低下す
る、すなわち第１図のE1が減少し、直流モータ
２０は端子電圧V′0がV0以下となるので正常運転
を維持する。
V′0がスイツチング電源１０の出力電圧V0より大
きくなつた場合を考える。このとき、電圧上昇部
分が第１図のE1を等価的に上昇させるので、ア
ンテナ回転をさらに加速させる。これを防ぐた
め、このとき電機子に逆方向電流を流す制動回路
３０を設けている。第２図の実施例では、自動切
替を行なうダイオードD3、トランジスタQ3，Q4、
抵抗R4によるダーリントン回路から構成してあ
る。通常の動作では、ダイオードD3は導通し、
両端電圧は零で、ダーリントン回路は電流を流さ
ないが、V′0がV0より大きくなると、ダイオード
D3はオフとなり、（V′0−V0）の電圧がダーリン
トン回路に印加されることになり、Ibなる制動電
流が図示のように流れ抵抗RSにIbRSなる負電圧を
生じて、トランジスタQ2のベース電圧は低下す
る、すなわち第１図のE1が減少し、直流モータ
２０は端子電圧V′0がV0以下となるので正常運転
を維持する。
以上、詳しく説明したように、本考案では、レ
ーダアンテナを駆動する直流モータの回転数制御
のため、スイツチング電源を用いることにより広
範囲の制御たとえば２速回転などを行なうように
したものであるが、その際、モータ電流による電
機子抵抗の電圧降下をスイツチング電源の基準電
圧として補償する回路を設けたものである。した
がつて外部的に基準電圧を制御することによつて
所定の回転数をモータ負荷にかかわらず一定にす
ることができる。このとき、風力などによりアン
テナの回転を助長する向きに負荷が加わり、直流
モータが発電状態になり、その端子電圧が供給電
圧より高くなる異常状態においても、制動回路に
よつて直流モータ回路に逆向き電流を流し、正常
状態にもどし一定回転数とする。
ーダアンテナを駆動する直流モータの回転数制御
のため、スイツチング電源を用いることにより広
範囲の制御たとえば２速回転などを行なうように
したものであるが、その際、モータ電流による電
機子抵抗の電圧降下をスイツチング電源の基準電
圧として補償する回路を設けたものである。した
がつて外部的に基準電圧を制御することによつて
所定の回転数をモータ負荷にかかわらず一定にす
ることができる。このとき、風力などによりアン
テナの回転を助長する向きに負荷が加わり、直流
モータが発電状態になり、その端子電圧が供給電
圧より高くなる異常状態においても、制動回路に
よつて直流モータ回路に逆向き電流を流し、正常
状態にもどし一定回転数とする。
レーダアンテナの駆動回路として２速以上の大
幅な回転速度の変更が要求される場合も外部的に
回転数対応の基準電圧を複数個用意して、その切
替で簡単に対応できる。
幅な回転速度の変更が要求される場合も外部的に
回転数対応の基準電圧を複数個用意して、その切
替で簡単に対応できる。
第１図は、本考案の基本構成を示す図を、第２
図は具体的実施例の直流モータ側の回路およびス
イツチング電源の要部を示す結線図である。 １０……スイツチング電源、１４……比較回
路、１５……分圧回路、２０……直流モータ、２
１……（電機子）抵抗、２２……（モータ電流検
出）抵抗、２４……加算回路、２５……回転数対
応電圧、２６，２７……ホトカプラ、３０……制
動回路。
図は具体的実施例の直流モータ側の回路およびス
イツチング電源の要部を示す結線図である。 １０……スイツチング電源、１４……比較回
路、１５……分圧回路、２０……直流モータ、２
１……（電機子）抵抗、２２……（モータ電流検
出）抵抗、２４……加算回路、２５……回転数対
応電圧、２６，２７……ホトカプラ、３０……制
動回路。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 スイツチング電源１０と、直流モータ２０と、
直列抵抗器２２と、加算回路２４と、制動回路３
０とから成るレーダアンテナ駆動回路であつて、 前記スイツチング電源１０は、DC−DCコンバ
ータ１１と、時比率制御回路１２と、出力電圧分
圧回路１５と、比較回路１４とを備え、 前記出力電圧分圧回路１５は前記DC−DCコン
バータ１１の出力電圧を分圧し、 前記比較回路１４は前記出力電圧分圧回路１５
で分圧されたDC−DCコンバータ１１の出力電圧
と外部から供給される参照電圧とを比較して誤差
電圧を出力し、 前記時比率制御回路１２は、前記比較回路１４
から出力される誤差電圧に応じた時比率を前記
DC−DCコンバータ１１のスイツチング素子に設
定することにより前記DC−DCコンバータ１１の
出力電圧を制御し、 前記直流モータ２０は前記スイツチング電源１
０から直流電力を受けて駆動されレーダアンテナ
を回転させ、 前記直流抵抗器２２は前記直流モータ２０の低
圧側端子に直列接続され、 前記加算回路２４は前記直列抵抗器２２に生ず
るモータ電流検出電圧と回転数対応電圧２５とを
加算して前記スイツチング電源１０の前記比較回
路１４に前記参照電圧として供給し、 前記回転数対応電圧２５は前記直流モータ２０
が所望の回転数のもとで発生するはずの電機子電
圧を前記出力電圧分圧回路１５の分圧比倍した値
に設定され、 前記直列抵抗器２２の抵抗値は、前記直流モー
タ２０の電機子抵抗に等しい抵抗値を有する抵抗
器とこの直列抵抗器とで構成される仮想的な分圧
回路の分圧比を、前記前記出力電圧分圧回路１５
の分圧比にほぼ等しくする値に設定され、 前記制動回路３０は、前記直流モータ２０から
前記スイツチング電源１０側に流れる逆流電流に
対してこの直流モータ２０と前記直列抵抗器２２
とを含む閉ループを形成することを特徴とするレ
ーダアンテナ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986014569U JPH0533047Y2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986014569U JPH0533047Y2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127108U JPS62127108U (ja) | 1987-08-12 |
| JPH0533047Y2 true JPH0533047Y2 (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=30804676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986014569U Expired - Lifetime JPH0533047Y2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533047Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-02-05 JP JP1986014569U patent/JPH0533047Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62127108U (ja) | 1987-08-12 |
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