JPH11341877A - 電動モータ速度制御装置 - Google Patents
電動モータ速度制御装置Info
- Publication number
- JPH11341877A JPH11341877A JP10141665A JP14166598A JPH11341877A JP H11341877 A JPH11341877 A JP H11341877A JP 10141665 A JP10141665 A JP 10141665A JP 14166598 A JP14166598 A JP 14166598A JP H11341877 A JPH11341877 A JP H11341877A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric motor
- circuit
- dead band
- motor speed
- threshold
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- Pending
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動モータの回転を円滑に制御可能とさせ、
抵抗器の発熱による部品への悪影響をなくす。 【解決手段】 デッドバンド幅（ｅ1）を設定し、三角
波をこのデッドバンド幅（ｅ1）に対し上下動させ、パ
ルス出力を調節する。温度センサ（Ｄ2，Ｒ7）により温
度上昇時には電動モータ（５）の回転を止める。
抵抗器の発熱による部品への悪影響をなくす。 【解決手段】 デッドバンド幅（ｅ1）を設定し、三角
波をこのデッドバンド幅（ｅ1）に対し上下動させ、パ
ルス出力を調節する。温度センサ（Ｄ2，Ｒ7）により温
度上昇時には電動モータ（５）の回転を止める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動モータの速度制
御装置に関する。
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動モータの速度制御装置の代表
的な例を図７に示す。速度制御装置は抵抗器１の上をサ
ーボ２によって摺動する接点３と、抵抗器１とを電動モ
ータ４および電源５に対し直列に接続した構成を有す。
この例は、サーボ２を動作させ、接点３の抵抗器１への
接触位置を変えることで回路抵抗を変化させ、電動モー
タの回転速度を制御する。たとえば、このような速度制
御装置は、模型（特に、ＲＣ車）用の電動モータと組合
せて広く利用される。
的な例を図７に示す。速度制御装置は抵抗器１の上をサ
ーボ２によって摺動する接点３と、抵抗器１とを電動モ
ータ４および電源５に対し直列に接続した構成を有す。
この例は、サーボ２を動作させ、接点３の抵抗器１への
接触位置を変えることで回路抵抗を変化させ、電動モー
タの回転速度を制御する。たとえば、このような速度制
御装置は、模型（特に、ＲＣ車）用の電動モータと組合
せて広く利用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した如き従来の速
度制御装置は抵抗器を用いることから、速度制御が段階
的になりがちで、細かい制度制御が難しく、又、抵抗器
の発熱による周辺部品への悪影響並びに発熱による電力
損失といった不具合がみられる。
度制御装置は抵抗器を用いることから、速度制御が段階
的になりがちで、細かい制度制御が難しく、又、抵抗器
の発熱による周辺部品への悪影響並びに発熱による電力
損失といった不具合がみられる。
【０００４】それ故に、本発明は前述した不具合を解消
させることを解決すべき課題とする。
させることを解決すべき課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、基本的には、デッドバンドを特定す
るしきい値に対してパルス波形を上下動させ出力の大小
を調整するＰＷＭ（pulse width modulation)方式を採
用する技術手段を用いる。
を解決するために、基本的には、デッドバンドを特定す
るしきい値に対してパルス波形を上下動させ出力の大小
を調整するＰＷＭ（pulse width modulation)方式を採
用する技術手段を用いる。
【０００６】この技術手段の採用は、電動モータの速度
と正転逆転の切り替えをＲＣ（ラジオコントロール）の
機械的変位量で制御される可変抵抗器からの機械的入力
やＲＣ受信機に直結したパルス入力で制御できることか
ら、本発明はＲＣカー等の模型分野や電池式電動ドリ
ル、その外電動モータを用いる各種の分野へ広く応用で
きる。
と正転逆転の切り替えをＲＣ（ラジオコントロール）の
機械的変位量で制御される可変抵抗器からの機械的入力
やＲＣ受信機に直結したパルス入力で制御できることか
ら、本発明はＲＣカー等の模型分野や電池式電動ドリ
ル、その外電動モータを用いる各種の分野へ広く応用で
きる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施例の説明に先立ち、
デッドバンドと三角波の関係を説明する。デッドバンド
はＲＣカー等の模型の操縦性の安定に欠かせないもの
で、本発明によれば、このデッドバンドを簡単にかつ安
定した形に設定可能である。図４、図５及び図６を参照
する。設定されたデッドバンド幅（ｅ1）の中心から、
例えば上半分を正転ＰＷＭ波とし、下半分を逆転ＰＷＭ
波とすると、操縦信号に応じて、三角波は上のしきい値
（ｌ1）または下のしきい値（ｌ2）を跨いで任意に動
く。デッドバンド幅（ｅ1）内に三角波がある時はＰＷ
Ｍ波は出力されず、電動モータは停止の状態にある（図
４）。上のしきい値（ｌ1）を越えた場合は図４のｐ1の
波形を電動モータに出力し電動モータは正転をする。三
角波がしきい値（ｌ1）を越えて上部に位置する時はＰ
ＷＭ波はデューティ比１００％となり全速正転となる
（図５）。同様に、逆転ＰＷＭ波の創生の原理を図６に
示す。逆転の出力波形をｐ2として表示した。以上のよ
うなＰＷＭ波で電動モータの回転制御を可能にさせる。
デッドバンドと三角波の関係を説明する。デッドバンド
はＲＣカー等の模型の操縦性の安定に欠かせないもの
で、本発明によれば、このデッドバンドを簡単にかつ安
定した形に設定可能である。図４、図５及び図６を参照
する。設定されたデッドバンド幅（ｅ1）の中心から、
例えば上半分を正転ＰＷＭ波とし、下半分を逆転ＰＷＭ
波とすると、操縦信号に応じて、三角波は上のしきい値
（ｌ1）または下のしきい値（ｌ2）を跨いで任意に動
く。デッドバンド幅（ｅ1）内に三角波がある時はＰＷ
Ｍ波は出力されず、電動モータは停止の状態にある（図
４）。上のしきい値（ｌ1）を越えた場合は図４のｐ1の
波形を電動モータに出力し電動モータは正転をする。三
角波がしきい値（ｌ1）を越えて上部に位置する時はＰ
ＷＭ波はデューティ比１００％となり全速正転となる
（図５）。同様に、逆転ＰＷＭ波の創生の原理を図６に
示す。逆転の出力波形をｐ2として表示した。以上のよ
うなＰＷＭ波で電動モータの回転制御を可能にさせる。
【０００８】図１を参照して、本発明の好ましい実施例
を説明する。たとえば、正転逆転及び方向転換等の信号
に応じて機械的変位量で制御される可変抵抗器の機械的
入力装置１が動作し、三角波発生回路２を駆動する。こ
れとは別にＲＣ受信機に直結したパルス入力を用いて三
角波発生回路２を駆動してもよい。三角波発生回路２
は、デッドバンド設定回路３、モータドライブ回路４を
介して電動モータ５へ接続させる。温度センサ６からの
信号を処理する温度減電圧検出回路７をモータドライブ
回路４へ接続する。三角波発生回路２は公知公用なので
説明を省略する。
を説明する。たとえば、正転逆転及び方向転換等の信号
に応じて機械的変位量で制御される可変抵抗器の機械的
入力装置１が動作し、三角波発生回路２を駆動する。こ
れとは別にＲＣ受信機に直結したパルス入力を用いて三
角波発生回路２を駆動してもよい。三角波発生回路２
は、デッドバンド設定回路３、モータドライブ回路４を
介して電動モータ５へ接続させる。温度センサ６からの
信号を処理する温度減電圧検出回路７をモータドライブ
回路４へ接続する。三角波発生回路２は公知公用なので
説明を省略する。
【０００９】図２を参照してデッドバンド回路３を説明
する。電源（Ｅ）に接続される直列抵抗（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ
3）の各抵抗間を分岐させ、第１と第２の比較器８、９
に接続する。三角波発生回路２からの三角波の入力信号
を両比較器８、９へ入力させる。この回路の採用は、上
限のしきい値を抵抗Ｒ1、下限のしきい値を抵抗Ｒ3が関
与し、デッドバンド幅（ｅ1）は抵抗Ｒ2対（Ｒ1＋Ｒ2＋
Ｒ3）の比が関与する。従って、抵抗（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3）
の値を選ぶことで自由にデッドバンド幅（ｅ1）を変え
ることができる。
する。電源（Ｅ）に接続される直列抵抗（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ
3）の各抵抗間を分岐させ、第１と第２の比較器８、９
に接続する。三角波発生回路２からの三角波の入力信号
を両比較器８、９へ入力させる。この回路の採用は、上
限のしきい値を抵抗Ｒ1、下限のしきい値を抵抗Ｒ3が関
与し、デッドバンド幅（ｅ1）は抵抗Ｒ2対（Ｒ1＋Ｒ2＋
Ｒ3）の比が関与する。従って、抵抗（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3）
の値を選ぶことで自由にデッドバンド幅（ｅ1）を変え
ることができる。
【００１０】図３を用いて、温度減電圧検出回路７を説
明する。比較器１０の出力はオン・オフ（オンをＬレベ
ル、オフをＨレベルとする）でありオンのときモータド
ライブ回路４からのモータ５への出力信号を停止する。
電源（Ｅ）に対し、抵抗（Ｒ 4）とダイオード（Ｄ1）を
直列に接続し、この直列回路に、抵抗（Ｒ5，Ｒ6）とダ
イオード（Ｄ2）を並列に接続し、ポイント１１、１２
を比較器１０の入力に接続する。ダイオード（Ｄ2）に
抵抗Ｒ7）を並列に接続する。
明する。比較器１０の出力はオン・オフ（オンをＬレベ
ル、オフをＨレベルとする）でありオンのときモータド
ライブ回路４からのモータ５への出力信号を停止する。
電源（Ｅ）に対し、抵抗（Ｒ 4）とダイオード（Ｄ1）を
直列に接続し、この直列回路に、抵抗（Ｒ5，Ｒ6）とダ
イオード（Ｄ2）を並列に接続し、ポイント１１、１２
を比較器１０の入力に接続する。ダイオード（Ｄ2）に
抵抗Ｒ7）を並列に接続する。
【００１１】この回路７について具体的に説明する。比
較器１０の（−）端は電池電圧がダイオード（Ｄ1）の
順方向電圧ＶF1以上あれば電池電圧が変動してもＶF1に
固定させるようセットされる。即ち、比較器１０の
（−）端子の回路は、Ｒ4×ｉ1＋ＶF1＝Ｅを満足する電
流ｉ1が流れる。一方、比較器１０の（＋）端子は、ダ
イオード（Ｄ2）の順方向電圧ＶF2を超える電池電圧で
あれば、Ｅ＝ｉ2×（Ｒ5＋Ｒ6）＋ＶF2の関係を満足す
る電流（ｉ2）が流れることになる。かくして、比較器
１０の（＋）端子の電圧は（ＶF2＋Ｒ6×ｉ2）となって
いる。ダイオード（Ｄ2）の両端電圧がＶF2を切ると、
（Ｅ＝ｉ2×（Ｒ5＋Ｒ6＋Ｒ7））を満たす電流（ｉ2）
が流れることになる。この時点での比較器１０の（＋）
端子の電圧は、（ｉ2×（Ｒ6＋Ｒ7））となり、（−）
端子に比し（＋）端子の電圧が低くなり、比較器１０が
反転し、モータ５への電流をカットし、電圧の低下によ
る誤動作を防止する。
較器１０の（−）端は電池電圧がダイオード（Ｄ1）の
順方向電圧ＶF1以上あれば電池電圧が変動してもＶF1に
固定させるようセットされる。即ち、比較器１０の
（−）端子の回路は、Ｒ4×ｉ1＋ＶF1＝Ｅを満足する電
流ｉ1が流れる。一方、比較器１０の（＋）端子は、ダ
イオード（Ｄ2）の順方向電圧ＶF2を超える電池電圧で
あれば、Ｅ＝ｉ2×（Ｒ5＋Ｒ6）＋ＶF2の関係を満足す
る電流（ｉ2）が流れることになる。かくして、比較器
１０の（＋）端子の電圧は（ＶF2＋Ｒ6×ｉ2）となって
いる。ダイオード（Ｄ2）の両端電圧がＶF2を切ると、
（Ｅ＝ｉ2×（Ｒ5＋Ｒ6＋Ｒ7））を満たす電流（ｉ2）
が流れることになる。この時点での比較器１０の（＋）
端子の電圧は、（ｉ2×（Ｒ6＋Ｒ7））となり、（−）
端子に比し（＋）端子の電圧が低くなり、比較器１０が
反転し、モータ５への電流をカットし、電圧の低下によ
る誤動作を防止する。
【００１２】本例において、温度検出をダイオード（Ｄ
1とＤ2）により行なう。ダイオードのＰＮ結合は約−
１．８ｍＶ／℃の温度係数をもつが、本例はこの特性を
活用する。ダイオード（Ｄ2）を最終段Ｔｒと熱的結合
度の高い近傍に配し、ダイオード（Ｄ1）を最終段Ｔｒ
の放熱の影響が少ない離れた位置に配す。この２個のダ
イオード（Ｄ1，Ｄ2）の配置により、ダイオード
（Ｄ2）が最終段Ｔｒの電力損失の発熱によりＶF2を低
下させ、前述した比較器１０の（＋）端子電圧（ＶF2＋
Ｒ6×ｉ2）が、（−）端子電圧（ＶF1）に対し、（ＶF2
＋Ｒ6×ｉ2）＜（ＶF1）を満たした時、比較器１０が反
転しモータへの電流をカットし、外気温による弊害を阻
止して安全に電動モータ５を運転できる。
1とＤ2）により行なう。ダイオードのＰＮ結合は約−
１．８ｍＶ／℃の温度係数をもつが、本例はこの特性を
活用する。ダイオード（Ｄ2）を最終段Ｔｒと熱的結合
度の高い近傍に配し、ダイオード（Ｄ1）を最終段Ｔｒ
の放熱の影響が少ない離れた位置に配す。この２個のダ
イオード（Ｄ1，Ｄ2）の配置により、ダイオード
（Ｄ2）が最終段Ｔｒの電力損失の発熱によりＶF2を低
下させ、前述した比較器１０の（＋）端子電圧（ＶF2＋
Ｒ6×ｉ2）が、（−）端子電圧（ＶF1）に対し、（ＶF2
＋Ｒ6×ｉ2）＜（ＶF1）を満たした時、比較器１０が反
転しモータへの電流をカットし、外気温による弊害を阻
止して安全に電動モータ５を運転できる。
【図１】本発明の一例のブロック図である。
【図２】デッドバンド回路図である。
【図３】温度減電圧検出回路図である。
【図４】デッドバンド幅と三角波の関係を示す図であ
る。
る。
【図５】デッドバンド幅と三角波の関係を示す図であ
る。
る。
【図６】デッドバンド幅内に位置する三角波を示す図で
ある。
ある。
【図７】従来のモータの速度制御装置のブロック図であ
る。
る。
２ 三角波発生回路 ３ デッドバンド設定回路 ４ モータドライブ回路 ５ 電動モータ ７ 温度減電圧検出回路 ８、９、１０ 比較器
Claims (5)
- 【請求項１】 制御信号入力手段と電動モータとの間
に、三角波発生回路と、デッドバンド設定回路、モータ
ドライブ回路を接続し、モータドライブ回路に温度セン
サ付きの温度減電圧検出回路からの信号を供給し、温度
上昇、或いは電源電圧の低下に応じて電動モータの回転
を規制可能としたことを特徴とする電動モータ速度制御
装置。 - 【請求項２】 デッドバンド設定回路が２個の比較器
と、両比較器の端子に接続されかつ電源に通じる抵抗回
路と、両比較器の端子に接続される信号入力回路とから
なる請求項１記載の電動モータ速度制御装置。 - 【請求項３】 温度減電圧検出回路が第１のダイオード
を含む第１の抵抗回路と、第１の抵抗回路に並列にして
かつ第２のダイオードを含む第２の抵抗回路を、両抵抗
回路に接続された比較器とを有し、第２のダイオードの
温度係数を温度センサとして利用する請求項２記載の電
動モータ速度制御装置。 - 【請求項４】 制御信号入力手段がラジオコントロール
され機械的変位量で制御される可変抵抗器である請求項
３記載の電動モータ速度制御装置。 - 【請求項５】 制御信号入力手段がＲＣ受信機に直結し
たパルス入力である請求項３記載の電動モータ速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141665A JPH11341877A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 電動モータ速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141665A JPH11341877A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 電動モータ速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11341877A true JPH11341877A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15297341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10141665A Pending JPH11341877A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 電動モータ速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11341877A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095189B2 (en) * | 2004-04-20 | 2006-08-22 | Minebea Co., Ltd. | Method for controlling a brushless electric motor |
| CN103606890A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 加速切除的变压器死区故障继电保护方法 |
| CN106685282A (zh) * | 2015-11-05 | 2017-05-17 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 电动器具及其电机调速装置 |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP10141665A patent/JPH11341877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095189B2 (en) * | 2004-04-20 | 2006-08-22 | Minebea Co., Ltd. | Method for controlling a brushless electric motor |
| CN103606890A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 国家电网公司 | 加速切除的变压器死区故障继电保护方法 |
| CN106685282A (zh) * | 2015-11-05 | 2017-05-17 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 电动器具及其电机调速装置 |
| CN106685282B (zh) * | 2015-11-05 | 2024-01-05 | 广东美的生活电器制造有限公司 | 电动器具及其电机调速装置 |
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