JPH06165543A - モータ速度制御回路 - Google Patents

モータ速度制御回路

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JPH06165543A
JPH06165543A JP4314488A JP31448892A JPH06165543A JP H06165543 A JPH06165543 A JP H06165543A JP 4314488 A JP4314488 A JP 4314488A JP 31448892 A JP31448892 A JP 31448892A JP H06165543 A JPH06165543 A JP H06165543A
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JP
Japan
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circuit
current
motor
control circuit
voltage
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Application number
JP4314488A
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English (en)
Inventor
Atsushi Kishi
淳 岸
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】負性インピーダンスによる電流制御式のモータ
速度制御回路の起動時特性を改善することにある。 【構成】モータ1の回転速度を外部抵抗R1,R2と制
御回路2により制御する。この制御回路2は比較回路6
の入力端子a,b間の差電圧により動作する起動電流増
加回路9を備え、モータ1の起動時にのみ電流IM1,I
M2を重畳した電流を供給する。この比較回路6の端子
a,b間のアンバランスを利用し、起動電流増加回路9
を動作させることにより、起動時のトルクを増大させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はモータ速度制御回路に関
し、特に負性インピーダンスによる電流制御式モータの
速度を制御する際の起動時特性を改善するモータ速度制
御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、従来の負性インピーダンスによ
る電流制御式のモータの速度制御回路は、可変抵抗を用
いている。
【0003】図4はかかる従来の負性インピーダンスに
よる電流制御式モータの速度制御回路の概略図である。
図4に示すように、従来の速度制御回路は制御すべきモ
ータ1の両端を電源電圧Vccおよび制御回路2aの出
力端子10に接続している。しかも、抵抗R1をVcc
と制御回路2aの基準電圧端子3間に接続し且つ可変抵
抗R2を制御回路2aの基準電圧端子3と出力端子10
間に接続している。
【0004】この速度制御回路において、モータ1の端
子電圧は、制御回路2aを流れる電流をI1 とし、可変
抵抗R2を流れる電流をI2 とすると、抵抗R1による
電圧降下分VR1および制御回路2a内に設けられた基準
電圧回路(図示略)で発生する基準電圧、すなわち基準
電圧端子3と出力端子10の差電圧の和である。従っ
て、可変抵抗R2はそのドロップ分が制御回路2a内の
基準電圧に等しくなるように抵抗値を変えて電流値I2
を制御する。要するに、モータ1の負荷変動に対応して
回転数の変動が発生するが、この回転数の変動によるモ
ータ1の逆起電力の変化を検出し、基準電圧と比較す
る。その比較結果の誤差分で基準電圧端子3への流入電
流をI1 を制御回路2aの内部で変化させ、抵抗R1の
電圧ドロップVR1を変える。これにより、モータ1の端
子電圧、すなわちモータ電流IM を負荷変動に応じて変
化させ、モータ1の回転数が一定になるように制御す
る。
【0005】例えば、モータ1の負荷が重くなった場合
は、モータIの流入電流IM を増加させる。この場合は
電流IM に対応して制御回路2aの基準電圧端子3へ流
入する電流I1 も増加し、抵抗R1の電圧ドロップVR
を増加させるので、モータ1の端子電圧を上昇させる。
これによって、負荷トルクの増加分を打ち消すだけの回
転トルクを得るので、モータ1を定速回転させることが
できる。
【0006】図5は従来の一例を示すモータ速度制御回
路図である。図5に示すように、従来の負性インピーダ
ンスを備えた電流制御式のモータ速度制御回路は、モー
タ1に対する制御回路2aを有し、その制御回路2aは
定電流Iccを流す定電流回路4と、リファレンス電流
R を入力して基準電圧を発生する電圧リファレンス回
路5と、この電圧リファレンス回路5および出力端子1
0からの電圧を入力し誤差増幅する比較回路6と、出力
ドライブ回路7と、トランジスタQ1,Q2および抵抗
R3,R4を備え且つ出力ドライブ回路7から駆動され
る対称電流回路8とから構成されている。このうち、比
較回路6は電圧リファレンス回路5で発生する基準電圧
および基準電圧端子3に直列接続された抵抗R1の電圧
ドロップの和aと、制御回路2aの出力端子10の電圧
bとを比較する。この比較回路6の出力は出力ドライブ
回路7で増幅され、対称電流回路8を駆動する。この対
称電流回路8はトランジスタQ1,Q2および抵抗R
3,R4でカレントミラー回路を構成している。
【0007】平常時、すなわち回転制御時の動作は、比
較回路6で基準電圧aと制御電圧bとの差分を検出し、
出力ドライブ回路7を介して対称電流回路8をカレント
ミラー回路を制御するように構成された閉ループによ
り、モータ1の端子電圧を一定に保ちつつ、モータ1を
定速で回転させる。
【0008】図6(a),(b)はそれぞれ図5におけ
る軽負荷時および重負荷時の比較回路の入力電位レベル
図である。まず図6(a)に示すように、軽負荷制御時
においては、対称電流回路8によりモータ流入電流IM
に比例した電流Icを制御回路2aの基準電圧端子3に
接続された抵抗R1に流し込むことによって、比較回路
6の2つの入力a,bはバランスしている。ここで、R
a ・IM はモータ1の内部抵抗によるドロップ分、Ea
はモータ1の逆起動力である。また、Ic・R1は内部
抵抗Raと電流比を等価に設定した時の抵抗R1の電圧
ドロップ分、(Icc+IR +I2 )R1は制御回路2
aの基準電圧端子3から他の定電流回路4,電圧リファ
レンス回路5および可変抵抗R2に流れ込む電流と外部
抵抗R1とによって生ずる電圧ドロップ分、Vrは制御
回路2aの電圧リファレンス回路5で生ずる基準電圧で
ある。
【0009】次に、図6(b)に示すように、モータ1
に重負荷がかかると、モータ1への流入電流IM が増
し、モータ1の内部抵抗Raのドロップ分Ra・IM
大きくなる。このモータ1の内部抵抗のドロップ分Ra
・IM は大きくなるが、制御回路2aの基準電圧端子3
と電源Vccの抵抗R1はモータ内部抵抗Raと比例関
係を持たせてあるので、同じように抵抗R1の電圧ドロ
ップも大きくなる。すなわち、モータ1が重負荷になっ
ても、モータ流入電流IM を検出することにより抵抗R
1の電圧ドロップ分を増大させ、モータ1の端子電圧を
上げる。従って、負荷変動に対してもモータ1の逆起電
力Eaを一定に保ち、回転速度を一定にすることができ
る。
【0010】図7(a)〜(c)はそれぞれ図5におけ
る電源投入時,起動時および平常回転時の比較回路の入
力電位レベル図である。まず図7(a)に示すように、
モータの電源投入時においては、スタートの瞬間では逆
起電力も電流IM も零、トランジスタQ2は“オフ”と
なる。従って、制御回路2aの出力端子10には、ほぼ
電源電圧Vccが発生する。この電圧は比較回路6の一
端の電圧bとなる。また、比較回路6の他端の電圧a
は、電圧リファレンス回路5がすでに動作しているの
で、電圧bより低い電圧が発生する。この状態での比較
回路6の2つの比較入力a,bは、それぞれa=Vcc
−(VR1+Vr),b≒Vccとなっており、その差は
大きい。ここで、VR1=(Icc+IR )R1である。
【0011】次に、図7(b)に示すように、上述した
電圧関係によって対称電流回路8のトランジスタQ2が
導通状態になり、コレクタに流れる電流IM によりモー
タ1は回転を始める。ここで、制御回路2aの基準電圧
端子3の電圧V1 は、トランジスタQ2の最大ドライブ
時において制御回路2a内部の回路構成で決定される電
圧値V1 (min)に降下する。しかるに、モータ1の
起動電流IM は、前述した通り、制御回路2aへの流入
電流の1部Ic と比例関係を持たせているので、 I1 (max) ={Vcc−V1 (min) }/R1=Icc+Ic (max) +IR となる。尚、I1 (max) は、I2 よりもきわめて大であ
る。
【0012】また、電流Ic は、 Ic(max)={Vcc−V1 (min) }/R1 となる。尚、Ic (max) は、Icc+IR よりもきわめて
大である。
【0013】一方、IM =KIc であるから、 IM (max)=K×{Vcc−V1 (min) }/R1 となる。
【0014】ここに、Icは抵抗R1から対称電流回路
8のトランジスタQ1に流れる電流であるとともに、対
称電流回路8のトランジスタQ2に流れるIM に比例し
た電流である。また、I1 は抵抗R1を介して制御回路
2aに流れる電流である。
【0015】このように、起動時において、モータ1が
最大起動電流によって加速されつつある時の比較回路6
の2つの比較電圧aおよびbは大きく相違している。
【0016】更に、図7(c)に示すように、平常回転
時において、モータ1が回転し、発生する逆起動力Ea
及びモータ1の内部抵抗Raの電圧ドロップにより、出
力端子10の電位は徐々に下がってゆく。そして、比較
回路6の比較電圧aとbのバランスがとれた時点で、平
常回転となる。
【0017】要するに、負性インピーダンスによる電流
制御式のモータ速度制御回路は、ブリッジ回路を応用し
た制御方式であるので、かかる制御方式によるモータ1
の起動電流は、出力トランジスタ特性に無関係となり、
その構成で決定されることになる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモータ
速度制御回路は、その回路構成でモータの起動電流特性
が決まってしまうので、モータに初期の起動トルクを充
分に与えることが出来ないという欠点がある。
【0019】本発明の目的は、かかる起動時の特性を改
善することのできるモータ速度制御回路を提供すること
にある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明のモータ速度制御
回路は、基準電圧およびモータを制御する出力端子電圧
を比較する比較回路と、前記比較回路の出力を増幅する
出力ドライブ回路と、前記出力ドライブ回路の出力に基
づき対称電流を作成する対称電流回路と、あらかじめ定
められたしきい値を持ち且つ前記比較回路の2つの入力
端子間の差電圧により起動電流を増加させる起動電流増
加回路とを有し、モータの起動時にのみ前記対称電流回
路の出力電流に前記起動電流増加回路の出力電流を重畳
するように構成される。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0022】図1は本発明の一実施例を示すモータ速度
制御回路図である。図1に示すように、本実施例はモー
タ1の回転速度が一定になるように電圧を制御回路2で
コントロールする。特に、本実施例における制御回路2
は定電流Iccを流す定電流回路4と、入力する電流I
R に基づき基準電圧を発生する電圧リファレンス回路5
と、この電圧リファレンス回路5の出力電圧および出力
端子10の電圧を比較し且つその誤差を増幅する比較回
路6と、出力ドライブ回路7および対称電流回路8とを
有する他に、電圧リファレンス回路5の出力に基づきモ
ータ1の起動電流IM を増加させる起動電流増加回路9
を備えている。この起動電流増加回路9はトランジスタ
Q3,Q4を備え、電圧リファレンス回路5の出力によ
り、トランジスタQ3が制御される。
【0023】図2は図1における起動時の比較回路の入
力電位レベル図である。尚、モータ1の電源投入時およ
び平常回転時の比較回路6における入力電位レベルは、
前述した図7(a),(c)の従来例の場合と同様であ
るので、説明を省略する。図2に示すように、起動時に
おいては、比較回路6の入力端a,bの電位差で出力ド
ライブ回路7が動作し、対称電流回路8を構成するトラ
ンジスタQ1,Q2をONさせるとともに、起動電流増
加回路9を動作させる。これにより、モータ1に電流を
供給するので、モータ1が回転を開始する。
【0024】これを更に詳細に説明すると、比較回路6
の入力端a,bの電位差で起動電流増加回路9を構成す
るPNPトランジスタQ3がONし、これに接続される
NPNトランジスタQ4を動作させる。すなわち、起動
時のみ対称電流回路8のトランジスタQ2に流れる電流
M1と起動電流増加回路9のトランジスタQ4に流れる
電流IM2とを重畳し、起動電流IM を増加させる。
【0025】また、平常回転時への移行はモータ1が回
転し、逆起電力Eaおよびモータ1の巻線抵抗等による
電圧ドロップが徐々に増加することにより、制御回路2
の出力端子10、すなわち比較回路6の端子bの電位が
降下する。この端子bの電位が比較回路6の端子aと同
電位になった時点で、出力ドライブ回路7及び対称電流
回路8は大電流駆動から小電流駆動となり、モータの平
常回転時に推移して行く。
【0026】そして、比較回路6の端子a,b間の差電
圧がトランジスタQ3のVBE以下まで下がると、起動電
流増加回路9は“オフ”する。要するに、平常回転時は
この起動電流増加回路9が動作せず、制御回路2のモー
タ1に対する制御特性にはまったく影響をおよぼさない
のである。このことは、負荷変動時においても同様であ
る。
【0027】図3は本発明の他の実施例を示すモータ速
度制御回路図である。図3に示すように、本実施例は前
述した一実施例と比較して起動電流増加回路の構成を変
更したものである。この起動電流増加回路12におい
て、比較回路6のa,b端子電圧によりトランジスタQ
3がONすると、カレントミラー回路を形成するトラン
ジスタQ5,Q6が動作し、これによりトランジスタQ
4が駆動される。以下は前述した一実施例と同様であ
る。
【0028】以上要するに、本実施例においては、今ま
でその原理より定まっていた起動特性をあえて比較回路
6がアンバランスになるのを積極的に利用し、起動時特
性の改善を計ることができる。また、モータ1に対する
一時的な過負荷においても、対称電流回路8を構成する
トランジスタQ2と起動電流増加回路9,12を構成す
るトランジスタQ4とが並列接続されるので、より大き
な起動トルクを得ることが可能となる。
【0029】
【発明の効果】本発明のモータ速度制御回路は、その動
作原理にかかわらず、モータに大トルクを与えることが
出来るので、起動特性の改善が計れるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すモータ速度制御回路図
である。
【図2】図1における起動時の比較回路の入力電位レベ
ル図である。
【図3】本発明の他の実施例を示すモータ速度制御回路
図である。
【図4】従来の負性インピーダンスによる電流制御式モ
ータの速度制御回路の概略図である。
【図5】従来の一例を示すモータ速度制御回路図であ
る。
【図6】図5における軽負荷時および重負荷時の比較回
路の入力電位レベル図である。
【図7】図5における電源投入時,起動時および平常回
転時の比較回路の入力電位レベル図である。
【符号の説明】
1 モータ 2 制御回路 3 基準電圧端子 4 定電流回路 5 電圧リファレンス回路 6 比較回路 7 出力ドライブ回路 8 対称電流回路 9,12 起動電流増加回路 10 出力端子 11 GND端子 R1,R3,R4 抵抗 R2 可変抵抗 Q1〜Q6 トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準電圧およびモータを制御する出力端
    子電圧を比較する比較回路と、前記比較回路の出力を増
    幅する出力ドライブ回路と、前記出力ドライブ回路の出
    力に基づき対称電流を作成する対称電流回路と、あらか
    じめ定められたしきい値を持ち且つ前記比較回路の2つ
    の入力端子間の差電圧により起動電流を増加させる起動
    電流増加回路とを有し、モータの起動時にのみ前記対称
    電流回路の出力電流に前記起動電流増加回路の出力電流
    を重畳することを特徴とするモータ速度制御回路。
JP4314488A 1992-11-25 1992-11-25 モータ速度制御回路 Pending JPH06165543A (ja)

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JP4314488A JPH06165543A (ja) 1992-11-25 1992-11-25 モータ速度制御回路

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990323