JPS5840435B2 - 小型直流モ−タの速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブリッジ検出型の直流モータの速度制御装置に
おいて、モータの起動をより少ない構成部品点数で容易
ならしめるためになされたものである。

従来より、この種の装置としては第１図に示すように、
給電線路間に抵抗とダイオードの直列回路により基準電
位点を設け、起動用のスイッチングトランジスタによっ
てモータ電圧を検出して給電制御トランジスタに起動用
ベース電流を流すものが考えられている。

ここで、第１図について動作の概要を説明すると、１は
速度を制御すべき直流モータの回転子、２および２′は
そのブラシ、３および３′は固定子磁石であり、この直
流モータのブラシ２および２′を含む回転子１と抵抗４
，５，６とでそれぞれを各辺とするブリッジ回路を構成
している。

いま、この直流モータの等価内部抵抗をＲａとし、抵抗
４，５．６の抵抗値をそれぞれ、Ｒ４，Ｒ５゜Ｒ６とす
ると、ブリッジの平衡条件 Ｒａ−Ｒ５＝Ｒ４・Ｒ６ が取立しているときには図中のブリッジ検出端子ａ −
ｂ間の電圧は回転速度のみに依存する。

したがって、検出用トランジスタ７により、前記ａ −
ｂ間電圧と基準電圧用のダイオード８，９の電圧値Ｅｓ
との差電圧を検出し、直流モータの回転速度が上昇した
ときに、ブリッジ回路と直流電源１４の間に挿入した給
電制御用トランジスタ１０の内部抵抗が大きくなり、一
方、回転速度が下降したときには内部抵抗は小さくなる
ように、そのベース電流を制御すれば直流モータの回転
速度は一定に保たれることになる。

この回路では、直流モータの回転速度が下降したときに
はａ点の電位が下がるからトランジスタ７のベース電流
は増加し、これによってコレクタ電流も増加するからト
ランジスタ１０の内部抵抗は小さくなり、直流モータの
回転速度を上昇させる方向に働く。

一方、直流モータの回転速度が上昇したときにはａ点の
電位が上がるから、トランジスタ７のベース電流は減少
し、これによってコレクタ電流も減少するからトランジ
スタ１０の内部抵抗は大きくなり、直流モータの回転速
度を下降させる方向に働く。

さて、第１図において、プラス側給電線路とマイナス側
給電線路の間には、抵抗１１、ダイオード１２．１３が
直列に接続され、抵抗とダイオードの接続点には抵抗１
４を介して起動用トランジスタ１５のベースが接続され
ている。

また、前記起動用トランジスタ１５のエミッタは検出ト
ランジスタ７のエミッタに、コレクタは給電制御用トラ
ンジスタ１０のベースにそれぞれ接続されている○ つぎに、これらの素子の効果を説明するためにいま、電
源スィッチ１６をオン状態にして、直流電源１７の電圧
値を零から徐々に上昇させていく場合について考える。

ただし、ダイオード１２゜１３、トランジスタ１５のベ
ース・エミッタ間は全て完全な折れ線特性を有するもの
とし、それぞれの順方向電圧がＶ、、、Ｖ８に達したと
き初めて電流が流れるものとする。

さて、電源電圧Ｅ。

が、Ｅｏく■８のときはダイオード、トランジスタは全
てオフ状態で、制御回路に電流は流れない。

したがって抵抗１８の両端の電圧も零である。

Ｅｏ≧■８となったときトランジスタ１５のベース・エ
ミッタ間に順方向電流、すなわちベース電流が流れるか
らコレクタ電流も流れ、これが給電制御用トランジスタ
１０のベース電流となるから直流モータの両端には電圧
が現われる。

２■Ｆ＞Ｅｏ≧ＶＢの範囲ではダイオード１２゜１３は
オフ状態を続けるが、Ｅｏ≧２Ｖ、となるとダイオード
１２．１３はオン状態になり、以後Ｃ点の電位は２Ｖ、
に保たれる。

さらにＥ。

力状きくなるにしたがって直流モータ両端の電圧が高く
なり、ダイオード８，９にも順方向電流が流れるように
なるが、直流モータ両端の電圧が（４Ｖ、−ＶＢ）より
も大きくなったとき、トランジスタ１５のベース電流は
流れなくなり、直流モータ両端の電圧がさらに大きくな
れはトランジスタ１５のベース・エミッタ間は逆バイア
スされ、ここに至って起動回路は完全に制御回路から切
り離される。

しかしながら、このときにはトランジスタ１０は導通状
態にあるから検出トランジスタ７のベース・エミッタ間
には順方向電流が流れ、電源電圧Ｅ。

が規定値以上になったときには、直流モータの回転速度
を定速に制御するようにトランジスタ７および１０は動
作する。

尚、トランジスタ１５のベース側に挿入された抵抗１４
はトランジスタ１５のベース・エミッタ間逆バイアスが
深くなりすぎたとき、なだれ降伏によって接合が破壊す
るのを防止するためのもので、プラス側給電線路と直流
モータのプラス側給電端子の間に挿入された抵抗１９は
電圧特性補正用の抵抗であり、さらにトランジスタ１０
のベース・エミッタ間に挿入された抵抗２０は漏洩電流
補償用の抵抗である。

ところで、第１図の回路のうち、トランジスタ１５、抵
抗１１，１４、ダイオード１２．１３は起動用の素子で
あり、モータが正常に回転しているときには全く必要の
ない部品であるにもかかわらず回路部品の総コストの４
分の１以上を占め、部品点数でも総部品点数（モータ、
スイッチ、電源は除く）の３分の１を占めている。

これは必要以上に製品の原価をアップさせるだけでなく
、部品点数の増大になる信頼性の低下を招くなど、問題
が多かった。

本発明の小型直流モータの速度制御装置は部品点数を極
力少なくすることにより、かかる問題を低減したもので
ある。

第２図に本発明の一実施例における回路結線図を示す。

尚、第２図において、横取、機能が第１図と同一のもの
については同一図番にて示し、説明は省略する。

第２図ではプラス側給電線路とマイナス側給電線路の間
には抵抗１１、スイッチングトランジスタ２１のコレク
タ・エミッタ間が直列に接続され、前記スイッチングト
ランジスタ２１のエミツタハマイナス側給電線路に接続
されるとともに、コレクタには一端を検出トランジスタ
７のベースに接続された抵抗６の他端が接続され、また
、前記検出トランジスタ７のエミッタとマイナス側給電
線路の間には抵抗１８と抵抗２２によって分割回路が横
取され、この分割点には前記スイッチングトランジスタ
２１のベースが接続されている。

すなわち、直流モータを一辺に含ませて横取したブリッ
ジ回路の検出端子より、この直流モータの回転速度に比
例した電圧を得て、この電圧を検出トランジスタ７によ
りダイオード８，９によって得られる基準電圧と比較し
、前記検出トランジスタフの出力電流によって前記ブリ
ッジ回路のプラス側給電線路に挿入した給電制御トラン
ジスタ１０を１駆動して直流モーフの回転速度が一定に
制御されるように構威し、さらに、前記ブリッジ回路の
直流モーフを含まない側の一辺は抵抗６とスイッチング
トランジスタ２１のコレクタ・エミッタ間の直列回路に
よって構成し、前記スイッチングトランジスタ２１のエ
ミッタはマイナス側給電線路に接続するとともに、コレ
クタとプラス側給電線路の間にも抵抗１１を接続し、前
記スイッチングトランジスタ２１のベースは直流モータ
の電位分割点であるところの抵抗１８．２２による分割
点に接続されている。

さて、動作の概要を説明すると、スイッチ１６を閉じて
直流電源１７の電圧Ｅ。

を徐々に上昇させたとき、始めは抵抗２２の両端には重
上が現われないからスイッチングトランジスタ２１はオ
フ状態であり、電圧Ｅ。

がある程度高くなった時点で、抵抗１１、抵抗６を通っ
てトランジスタ７にベース電流が流れるようになる。

電圧Ｅ。

かさらに上昇し、直流モータが起動して抵抗２２の両端
の電圧がスイッチングトランジスタ２１のベース・エミ
ッタ間順方向電圧■８に達すると今度はスイッチングト
ランジスタ２１にベース電流が流れて、オン状態になり
、コレクタ・エミッタ間の電圧は殆んど零となる。

ここに至ってスイッチングトランジスタ２１、抵抗１１
、抵抗２２による起動回路の動作が完了したわけで、以
後は電源電圧Ｅ。

が変動してもスイッチングトランジスタ２１のコレクタ
・エミッタ間が短絡状態にあるので制御に殆んど影響を
及ぼさない。

さらに、第３図は本発明の他の実施例を示した回路結線
図で、ブリッジ回路の給電端子間を抵抗２３、抵抗２２
によって分割し、その分割点にスイッチングトランジス
タ２１のベースが接続されている。

尚、動作は第２図と全く同じである。

さて、第２図に示した小型直流モータの速度制御装置で
は、第１図の従来例に比べてダイオード２個分だけ起動
用の部品点数が減少しているので製品の原価も安くなり
、信頼性も向上する。

第３図の装置についても同様である。

以上のように本発明の小型直流モータの速度制御装置に
よれば従来の装置よりも少ない部品点数で起動回路を構
成することができるので、信頼性が向上し、製品原価も
安くできるなど、犬なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路結線図、第２図、第３図は本
発明の実施例における小型直流モータの速度制御装置の
回路結線図である。 １・・・・・・直流モータの回転子、４，５，６・・・
・・・抵抗、７・・・・・・検出用トランジスタ、８，
９・・・・・・ダイオード、１０・・・・・・給電制御
トランジスタ、１１゜１８．２２，２３・・・・・・抵
抗、２１・・・・・・スイッチングトランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流モータを一辺に含ませて構成したブリッジ回路
   の検出端子より前記直流モータの回転速度に比例した電
   圧を得て、この電圧を検出トランジスタにより基準電圧
   と比較し、前記検出トランジスタの出力電流によって前
   記ブリッジ回路の給電線路に挿入した給電制御トランジ
   スタを駆動して前記直流モータの回転速度が一定となる
   ように制御される装置において、前記ブリッジ回路の直
   流モータを含まない側の一辺は抵抗とスイッチングトラ
   ンジスタのコレクタ・エミッタ間の直列回路によって構
   成し、前記スイッチングトランジスタのエミッタは一方
   の給電線路に接続するとともに、コレクタと他方の給電
   線路の間にも抵抗を接続し、前記スイッチングトランジ
   スタのベースは前記直流モータの電位分割点あるいは前
   記ブリッジ回路の給電電位分割点に接続したことを特徴
   とする小型直流モータの速度制御装置。