JPS5925589A - Dc motor - Google Patents

Dc motor

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JPS5925589A
JPS5925589A JP57135345A JP13534582A JPS5925589A JP S5925589 A JPS5925589 A JP S5925589A JP 57135345 A JP57135345 A JP 57135345A JP 13534582 A JP13534582 A JP 13534582A JP S5925589 A JPS5925589 A JP S5925589A
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transistor
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base current
drive transistor
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Makoto Goto
誠 後藤
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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
    • H02P7/18Arrangements 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 master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements 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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements 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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements 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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements 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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements 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 master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

Abstract

PURPOSE:To obtain the commutatorless DC motor generating small base current loss at low current conducting time by a method wherein the base current of a driving switching transistor is increased or decreased corresponding to the detected value of a motor coil supply current. CONSTITUTION:The switching transistor 51 of a voltage converter 12 performs ON, OFF action by the duty corresponded to a speed detecting signal Vd. The common emitter current of a selector 11 is supplied by a base current supplier 10, and the base current supplier 10 detects the coil supply current Ia according to the voltage drop of a current detecting resistor 21. The voltage drop thereof is converted into a current i2 by a transistor 22, the emitter follower transistor 24 of a constant current source 23 and a resistor 25. The current i2 is synthesized with the current I3 of a constant current source 26, inverted and amplified by a current mirror (diodes 28, 29, resistors 27, 30, and transistors 31, 32) to be made as the current i4, and is made as the base current of the driving transistors 7-9 selected by the selector 11.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は直流モータに関するものであジ、特に、電源か
ら供給される電力を効率良く利用するようにしたもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to a DC motor, and in particular to one that efficiently utilizes the power supplied from a power source.

従来例の構成とその問題点 従来、たとえば直流モータに速度制御を施こす場合など
では、出力電圧の一定な直流m源からトランジスタ等を
ノ月いて減圧、制御し、モータの速度に列応した駆動電
圧をコイルに供給していた。
Conventional configuration and its problems Traditionally, for example, when speed control was applied to a DC motor, a transistor or the like was used to reduce and control the voltage from a DC source with a constant output voltage, and the voltage was adjusted to match the speed of the motor. The driving voltage was supplied to the coil.

この様な構成では、直流電源の供給電力はコイルでの有
効消費電力とトランジスタのコレクタ損失の和となる。
In such a configuration, the power supplied by the DC power supply is the sum of the effective power consumption in the coil and the collector loss of the transistor.

通常の直流モータにおいては、′flL源の供給電力に
列する有効消費電力の比(電力効率)は小さく、10〜
30%程度であった。特に、速度可反範囲の広い多段速
度切換えができる直流モータや、駆動力の可変範囲の広
い巻取用の直流モータでは、低速度動作時や低駆動力動
作時の効率が著しく悪くなっていた。
In a normal DC motor, the ratio (power efficiency) of the effective power consumption in line with the power supplied by the 'flL source is small, 10~
It was about 30%. In particular, DC motors with a wide variable speed range and multi-speed switching, and DC motors for take-up with a wide variable range of driving force, are significantly less efficient when operating at low speeds or with low driving force. .

そのような欠点を解消するために、本出願人は特願昭5
4−17375号において、回置出力の直流電圧を取シ
出すことのできるスイッチング方式の1冗圧灰換器を使
用した電力効率の良い直流モータについて、電子整流子
形の直流モータを例にとつて説明している。ところで、
このような電子整流子形の直流モータにおいては、コイ
ルに駆動トランジスタな介して電流、電圧?供給してい
る。各駆動トランジスタはモータ可動部(ロータ)の位
置に応動してオン・オフする。いま、速度制御を施こす
場合¥考えると、モータの起動°加速段階においては、
MiJ記電圧反換器の出力電圧が太きくなりコイルに大
電流を供給する必要があり、駆動トランジスタのベース
電流を太きくしなければならない。一方、所定速度にて
制御されている状態(定速回転制御状態)において、M
f /EE 父換器の出力電圧は負荷トルクと逆起電圧
(モータの回転速度に比例)に応動した所要の値となジ
、駆動トランジスタのコイルへの供給電流は起動・加速
時と比較すればかなり小さな値となる(−例をあげれば
、起動特約2人で定速制御時250mA程度となる)。
In order to eliminate such drawbacks, the applicant has filed a patent application filed in 1973.
No. 4-17375 describes a power-efficient DC motor that uses a switching type single redundant pressure ash exchanger that can extract DC voltage from a rotary output, using an electronic commutator type DC motor as an example. It explains. by the way,
In such an electronic commutator type DC motor, current and voltage are passed through the coil and drive transistor. supplying. Each drive transistor turns on and off in response to the position of the motor movable part (rotor). Now, if we consider speed control, at the motor start-up acceleration stage,
The output voltage of the MiJ voltage converter increases, and it is necessary to supply a large current to the coil, and the base current of the drive transistor must be increased. On the other hand, in a state controlled at a predetermined speed (constant speed rotation control state), M
f /EE The output voltage of the father converter is the required value in response to the load torque and back electromotive force (proportional to the motor rotation speed), and the current supplied to the coil of the drive transistor is compared with that during startup and acceleration. Otherwise, the value will be quite small (for example, with two people starting the special vehicle, it will be about 250 mA during constant speed control).

従って、起動時の大電流時に必要とされる駆動トランジ
スタのベース電流に較べて、定速制御時に必要とされる
ベース電流は大幅に小さくなる。その結果、起動時の大
電流通電(起動トルクを太きくするために必要とされる
)を可能とするベース電流を常時駆動トランジスタに与
えるようにするならば、定速回転時の小電流通電時にお
いて大幅な損失電力を生じて好ましくない。
Therefore, the base current required during constant speed control is significantly smaller than the base current of the drive transistor required during large current at startup. As a result, if the base current that enables large current energization at startup (required to increase the starting torque) is constantly supplied to the drive transistor, then when small current is energized during constant speed rotation, This is undesirable as it causes significant power loss.

前述の引例では、駆動トランジスタをダーリントン接続
された2個のトランジスタによって構成し、ベースrI
流値の絶対値自体を小さくなしている。しズ諏し、この
様な構成では、オン時の飽和電圧が VCE (sat) (ダーリントン) =VBE+ 
VCE (sat)と通常のトランジスタ飽和電圧VC
E (saリニ01〜0.6V(通電電流による)よシ
もVBE * 0.7 Vも太きくなり、ダーリントン
接続された駆動トランジスタでの電力損失が太きくなり
、好ましくない。
In the above cited example, the drive transistor is configured by two transistors connected in Darlington, and the base rI
The absolute value of the flow value itself is made small. However, in this configuration, the saturation voltage when on is VCE (sat) (Darlington) = VBE+
VCE (sat) and normal transistor saturation voltage VC
Both E (sa linear 01 to 0.6 V (depending on the current flow) and VBE*0.7 V become large, and the power loss in the Darlington-connected drive transistor becomes large, which is not preferable.

発明の目的 本発明は、そのような点を考慮し、コイルに供給されて
いる電流を検出し、その検出値に応動して駆動トランジ
スタのベース電流を増減させることによって(駆動トラ
ンジスタはオン・オフ動作)、低′f代流通水時のペー
ス電流損失を小さくなしたm。
Purpose of the Invention The present invention takes such points into consideration by detecting the current supplied to the coil and increasing or decreasing the base current of the drive transistor in response to the detected value (the drive transistor is turned on or off). (operation), which reduces the pace current loss when water is flowing at low 'f'.

子整流子形の直流モータな提供することな目的とするも
のである。
The purpose is to provide a child commutator type DC motor.

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、複数個の磁極を
有する界磁手段と、複数個のコイルと、前記コイルへの
電流路を切換えるためにオン・オフ動作する複数個の駆
動トランジスタと、モータ可動部の位置全検出する位置
検出手段と、前記位置検出手段の出力に応動してオンと
なる前記駆動トランジスタを選択する選択手段と、11
■記駆動トランジスタのオン時の′ベース電流を供給す
るベース電流供給手段とを具備し、gtJ記ベース電流
供給手段は前記コイルへの供給電流を検出する電流検出
手段を含んで構成され、前記電流検出手段の出力に応動
してMiJ記駆動駆動トランジスタース電流を便化させ
るように構成したものである。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention includes a field means having a plurality of magnetic poles, a plurality of coils, and a plurality of field means that operate on and off to switch the current path to the coil. a drive transistor, a position detection means for detecting the entire position of the motor movable part, and a selection means for selecting the drive transistor to be turned on in response to the output of the position detection means;
(2) base current supply means for supplying a base current when the drive transistor is turned on; The configuration is such that the MiJ drive transistor current is reduced in response to the output of the detection means.

更に本発明は、直流電源から可変出力の直流電圧を得る
スイッチングトランジスタを有するスイッチング方式の
電圧変換手段を具備し、ベース電流供給手段は駆動トラ
ンジスタのオン時のベース電流および電圧変換手段のス
イッチングトランジスタのオン時のベース電流な供給す
るとともに、前記ベース電流供給手段はコイルへの供給
電流を検出する電流検出手段なきんで構成され、nI前
記電流検出手段の出力に応動して前記駆動トランジスタ
のベース電流および前記スイッチングトランジスタのベ
ース電流を変化させるように構成したものである。
Furthermore, the present invention includes a switching type voltage converting means having a switching transistor that obtains a variable output DC voltage from a DC power supply, and the base current supplying means converts the base current when the driving transistor is turned on and the switching transistor of the voltage converting means. The base current supply means is configured with a current detection means for detecting the current supplied to the coil, and supplies the base current of the drive transistor in response to the output of the current detection means. The switching transistor is configured to change the base current of the switching transistor.

実施例の説明 以下、本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。第
1図は、本発明の一夾力魚例な表わす電気回路図である
。第1図において、(1)は直流電源、(2)はモータ
可動部(ローフ)にと9つけられた複数個の磁極を有す
る界磁用のマグネット(界磁手段)、(31(4) (
5)はマグネット(2)の磁束と鎖交する3相のコイル
、(6)はモータ可動部の位置を検出する位置抽出器、
(7) (8) (9)はコイル(3) (4) (5
)への電流路を切換える駆動トランジスタ群であシ、破
線にて囲まれた部分OIは駆動トランジスタのオン時の
ベース電流を供給するベース電流供給器、σ〃は位置検
出器(6)の出力に応動してオンとなる駆動トランジス
タを選択する選択器、(2)は直流電源lとコイル(3
)(4) (51の間に挿入されたスイッチング方式の
電圧挺換器である。また、(I3はマグネット(2ンの
回転速度を検出し、その速度に対応した電圧信号Vdを
得る速度検出器である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The present invention will be described below based on illustrated embodiments. FIG. 1 is an electrical circuit diagram representing one example of the present invention. In Fig. 1, (1) is a DC power supply, (2) is a field magnet (field means) having a plurality of magnetic poles attached to the motor movable part (loaf), (31 (4) (
5) is a three-phase coil that interlinks with the magnetic flux of magnet (2), (6) is a position extractor that detects the position of the motor moving part,
(7) (8) (9) is the coil (3) (4) (5
), the part OI surrounded by the broken line is the base current supplier that supplies the base current when the drive transistor is on, and σ is the output of the position detector (6). A selector (2) selects a drive transistor that is turned on in response to a DC power supply l and a coil (3
)(4) (This is a switching voltage converter inserted between It is a vessel.

次に、その動作について説明する。マグネット(2)(
モータ可動部)の回転速度を速度検出器0にて検出して
、その速度に対応した電圧信号Vdを電圧反換器(ロ)
のコンパレーク(4りに入力する。車圧ジ挨器(6)の
発振器141)は、所定周波数(50KH2程度)の鋸
歯状波信号を発生ずる。電圧信号Vdと鋸歯状波信号は
コンパレータ(4匈にて比較され、前記電圧信号Vdす
なわち速度検出信号Vdに対応したデユティにてトラン
ジスタhiをオン・オフ動作させる。
Next, its operation will be explained. Magnet (2) (
The rotational speed of the motor moving part) is detected by the speed detector 0, and the voltage signal Vd corresponding to the detected speed is sent to the voltage converter (b).
The comparator (input to the 4th oscillator 141 of the vehicle pressure detector (6)) generates a sawtooth wave signal of a predetermined frequency (about 50KH2). The voltage signal Vd and the sawtooth wave signal are compared by a comparator (4 units), and the transistor hi is turned on and off at a duty corresponding to the voltage signal Vd, that is, the speed detection signal Vd.

トランジスタ131がオンの時には定電流源(4蜀の電
流■1をバイパスし、トランジスタt411) +49
1がオフとなり、スイッチングトランジスタ(1)Il
のベース電流を零となし、スイッチングトランジスタQ
liI)をオフにする。トランジスタ(43がオフの時
゛には、定電流源(4蜀の9d流■1がダイオード(憎
顛、抵抗t47) @0)、トランジスタi4〜119
)からなるカレントミラーに供給されて、11に比例(
約40倍)した電流をトランジスタ+411119)の
コレクタ側よシ吸引する。このコレクタN流はスイッチ
ングトランジスタいりのペース?U流となり、スイッチ
ングトランジスタ(51)をオンにする。すなわち、ス
イッチングトランジスタイリは速度検出信号Vdに対応
したオン時間比率(デユーティ)にてオン・オフ動作す
る。
When the transistor 131 is on, the constant current source (bypasses the current 1, transistor t411) +49
1 is turned off, switching transistor (1) Il
Assuming that the base current of is zero, the switching transistor Q
liI) off. When transistor (43 is off), constant current source (4 x 9d current 1 is diode (resistance t47) @0), transistor i4 to 119
) is supplied to a current mirror consisting of a current mirror proportional to 11 (
The current increased by about 40 times) is drawn into the collector side of the transistor +411119). Is this collector N current at a pace that requires a switching transistor? It becomes a U current and turns on the switching transistor (51). That is, the switching transistor Iri is turned on and off at an on-time ratio (duty) corresponding to the speed detection signal Vd.

スイッチングトランジスタGllがオンになると直流電
s (1)の電圧Vs(20V)が出力されrViキV
s)、インダクタンス素子い→を介してコンデンサい→
およびコイル(3) (4) (5)に供給きれる。ス
イッチングトランジスタ卯υがオフになるとフライホイ
ールダイオードtiaが導通し、インダクタンス素子間
に蓄えられたエネルギーを負荷側に供給する。その結果
、ダイオード働、インダクタンス素子1531 、コン
デンサ(財)にて平滑され、竜圧夏換器(6)の出力電
圧VMはスイッチングトランジスタいυのオン時間比率
に対応した値(速度検出信号Vdに対応した値)となる
When the switching transistor Gll is turned on, the voltage Vs (20V) of the DC current s (1) is output and rVikiV
s), inductance element → via capacitor →
and coils (3), (4), and (5). When the switching transistor 卯υ turns off, the flywheel diode tia becomes conductive, supplying the energy stored between the inductance elements to the load side. As a result, the output voltage VM of the dragon pressure summer converter (6) is smoothed by the diode, the inductance element 1531, and the capacitor (incorporated), and the output voltage VM of the dragon pressure summer converter (6) is a value corresponding to the on-time ratio of the switching transistor υ (speed detection signal Vd). corresponding value).

位置検出器(6)はマグネット(2)の磁束を感知する
オール素子とその出力を整形合成する回路によって+1
4成され、モータ可動部の位置に応じたディジタル的な
電圧信号を選択器aυの各トランジスタ国例の〜のベー
ス端子に印加している。
The position detector (6) uses all elements that sense the magnetic flux of the magnet (2) and a circuit that shapes and synthesizes their outputs to generate a +1
A digital voltage signal corresponding to the position of the movable part of the motor is applied to the base terminal of each transistor of the selector aυ.

選択器(ロ)のトランジスタ+31 (34) 43F
Oはエミッタを共通接続され、そのベース電位の最も低
いトランジスタが活性とな夛、他のトランジスタは不活
性となる。その結果、選択器(ロ)の入力電流(共通エ
ミッタ電流)は活性なトランジスタのコレクタ電流とな
シ、他のトランジスタのコレクタ電流は零となる。選択
器(2)のトランジス7 +33) 48 flQの各
コレクタ電流はそれぞれ駆動トランジスタ(7) (8
) (9)のベース電流となシ、駆動トランジスタ(7
) (8) (9)をオン・オフ制御する。
Selector (b) transistor +31 (34) 43F
The emitters of O transistors are commonly connected, and the transistor with the lowest base potential is active, while the other transistors are inactive. As a result, the input current (common emitter current) of the selector (b) becomes the collector current of the active transistor, and the collector currents of the other transistors become zero. Each collector current of transistor 7 +33) 48 flQ of selector (2) is connected to drive transistor (7) (8
) The base current of (9) and the drive transistor (7
) (8) On/off control of (9).

選択器Qυの共通エミッタ電流はベーク電流供給器(l
t3によって供給されている。ベース電流供給器00は
、コイルに供給される電流Iaを電流路に直列に挿入さ
れた抵抗シυ(電流検出手段)の電圧降下によって検出
する。そのm圧降下は、トランジスタ(2乃と定電流源
(2)のエミッタホロワ−およびトランジスタ(24)
と抵抗(2四によって電流12に変換される。
The common emitter current of the selector Qυ is determined by the bake current supply (l
t3. The base current supply device 00 detects the current Ia supplied to the coil by the voltage drop across a resistor υ (current detection means) inserted in series in the current path. The m pressure drop is the emitter follower of the transistor (2) and the constant current source (2) and the transistor (24).
and resistor (24) is converted into current 12.

トランジスタ(22)と(財)のベース・エミッタ間順
方向電圧(約0.7 V )は相殺され、抵抗(2+1
と(2〜の電圧降下は等しくなるから、抵抗シυと(社
)の値をそれぞれ山、馬とすると となジ、トランジスタレ弔のエミッタ電流I2はフィル
への供給電流Ia (ここでは、駆動トランジスタのエ
ミッタ電流)に応fI/l(比例)して変化する。
The forward voltage (approximately 0.7 V) between the base and emitter of the transistor (22) and the
The voltage drops of It changes in proportion to fI/l (emitter current of the drive transistor).

ここで、几、= 1000−几、とすわば12はIa 
ノ1ooo分の1となり、十分に小さくなる(通常、几
、は■への100倍以上に設定される)。また、fLl
における電圧降下の最大値は0.1V程度で良く、検出
に伴う電力損失は小さい(電流が少なくなるとR1にお
ける電力損失は大幅に小さくなる)。
Here, 几 = 1000 - 几, and 12 is Ia
It becomes 1/1ooo of , which is sufficiently small (normally, 几 and 几 are set to 100 times or more of ■). Also, fLl
The maximum value of the voltage drop in R1 may be about 0.1 V, and the power loss associated with detection is small (as the current decreases, the power loss in R1 becomes significantly smaller).

電流12はトランジスタ(24)のコレクタ堆泥とな参
(トランジスタ儲(の電流増幅度が大きい)、定電流源
&(Qの電流■3と合成されて、カレントミラー(りL
f ”、t −)” (2Q f20)、抵FC+27
) Hl) ランシスタa◇aa )によシ反転増幅さ
れて出力電流i4とな9、選択器(6)にて選ばれた駆
動トランジスタのベース電流となる。抵抗Q7)と(3
0)の抵抗値をそれぞれR,、R,とする心、出力電流
i4(駆動トランジスタのベース電流)となる(ダイオ
ード08! (29+の電圧降下とトランジスタ(3υ
□□□のベース・エミッタ間電圧降下は相殺する)。
The current 12 is synthesized with the collector sludge of the transistor (24) (the current amplification of the transistor is large), the current of the constant current source &
f ”, t −)” (2Q f20), resistance FC+27
) Hl) The current is inverted and amplified by the run transistor a◇aa), and the output current i4 becomes the base current of the drive transistor selected by the selector (6). Resistance Q7) and (3
0), respectively, the output current i4 (base current of the drive transistor) becomes (the voltage drop of the diode 08! (29+) and the transistor (3υ
The voltage drop between the base and emitter of □□□ cancels out).

すなわち、オンとなる駆動トランジスタのベース、電流
i4は、コイルへの供給電流Iaが大きい時には太きく
なシ、コイルへの供給電流Iaが/J・さい時には小さ
くなる。ここで、R,=40・瓜とするとi4は(it
+ I3)の40倍となる(通常、R,は■t、の10
倍以上に設定される)。
That is, the base current i4 of the drive transistor that is turned on does not become large when the current Ia supplied to the coil is large, and becomes small when the current Ia supplied to the coil is /J·. Here, if R, = 40・melon, i4 is (it
+ I3) (usually R, is 10 times of ■t)
(set to more than double).

第1図に示した本発明の実施例では、駆動トランジスタ
のベース電流i4をコイルへの供給?電流Iaに応じて
変化させているために、定速制御状態におけるペースt
〃流損失が著しく小さくなっている。
In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, the base current i4 of the drive transistor is supplied to the coil. Since it is changed according to the current Ia, the pace t in the constant speed control state
〃Flow loss is significantly reduced.

これについて説明すれば、モータの起動・加速段階にお
いて速度検出器a3の出力Vdは小さくなぁ、スイッチ
ングトランジスタ優りのオン時間比率が大きくなり、電
圧変換器(6)の出力電圧VM全太きくし、コイル(3
) (4) (5)への供給電流を大きくする。コイル
への電流を大きくするためには、駆動トランジスタ(7
) (s) (9)のオン時の通電電流Iaを大きくす
る必要がち9、従って、そのベースWW流を大きくする
必要がある。いま、コイルへの供給電流Iaな2人とし
、駆動トランジスタのオン時での電流増幅度11FEを
25とすると、そのベース電流として2 A/25=8
0mA以上の電流を供給する必要がある。ここで、定速
制御状態におけるコイルへの供給電流が250mA (
負荷トルクに対応)になるものとすると、駆動トランジ
スタ(7) (81(9)のオン時のベース電流として
z5omA/2s = 10mAを必要−とされるにす
ぎない。
To explain this, in the motor startup/acceleration stage, the output Vd of the speed detector a3 is small, the on-time ratio of the switching transistor becomes large, and the output voltage VM of the voltage converter (6) is fully increased, and the coil (3
) (4) Increase the current supplied to (5). In order to increase the current to the coil, a drive transistor (7
) (s) (9) It is necessary to increase the conduction current Ia when on (9), and therefore, it is necessary to increase the base WW current. Now, assuming that there are two people supplying current Ia to the coil, and assuming that the current amplification degree 11FE when the drive transistor is on is 25, the base current is 2 A/25 = 8.
It is necessary to supply a current of 0 mA or more. Here, the current supplied to the coil in the constant speed control state is 250 mA (
(corresponding to the load torque), only z5omA/2s = 10mA is required as the base current of the drive transistor (7) (81(9)) when it is on.

このとき、起動・加速時に必要とされるベースYd流(
80mA以上)をそのまま流すものとすれば、80+n
A −10mA = 70mAの損失(70mAX 2
0V= 14W)を生じることになる。
At this time, the base Yd flow (
80mA or more), 80+n
A -10mA = 70mA loss (70mAX 2
0V=14W).

本実施例では、ベース電流供給器00によシコイルへの
γα流Iaに応動して駆動トランジスタのオン時のベー
ス電流を変化させ、起動°加速時でも十分に大きなベー
ス電流(80mA以上)を供給すると共に、定速制御状
態においてはそのベース?ば流を小さくするようにして
いる。すなわち、Ia = 2Aとするとi、 = 2
A/1000 = 2mAとなジ、I 3= 0.1m
Aとするとi2 + I3 = 2.1mAとな9、駆
動トランジスタ(7) (8) (9)のベース電流は
14=40・(i2+ I5.l = 84m人となる
(駆(4)トランジスタは十分にオンとなる)。
In this embodiment, the base current supply device 00 changes the base current when the drive transistor is turned on in response to the γα current Ia to the coil, and supplies a sufficiently large base current (80 mA or more) even during start-up acceleration. At the same time, in the constant speed control state, the base? I am trying to minimize the flow. That is, if Ia = 2A, then i, = 2
A/1000 = 2mA, I3 = 0.1m
If A, then i2 + I3 = 2.1mA9, and the base current of the drive transistor (7) (8) (9) is 14 = 40・(i2+I5.l = 84mA) (the drive transistor (4) is fully turned on).

また、Ia = 250mA C定速回転状態)のとき
には12= 0.25mAとなり、i2+ J、= 0
.35m人であるからi、=14mAとなる(必要ベー
ス汚泥はxomAであるから、駆動トランジスタ(7)
 (8) (9)はオン・オフ動1作する)。従って、
84mA−14mA : 70mAのベース電流損失(
70mA X 20V = 1.4 W )が軽減され
ている。
Also, when Ia = 250mA (C constant speed rotation state), 12 = 0.25mA, and i2 + J, = 0
.. Since there are 35m people, i = 14mA (the required base sludge is xomA, so the drive transistor (7)
(8) (9) performs one on/off operation). Therefore,
84mA-14mA: 70mA base current loss (
70mA x 20V = 1.4W) is reduced.

なお、璽圧父換器OZの出力電圧VMが零の状態(コイ
ルへの供給電流Iaが零)よシモータの起動・加速を行
なう場合には、速度検出器Q9の出力Vdが小さくなp
1スイッチングトラ/ジスタのオン時間比率が大きくな
り、その出力電圧へを大きくする。選択器α漫にて選択
された駆1ta トランジスタの初期のベース電流は定
電流源翰の電流■3に対応する値(i、=:40− f
3 = 4mA )であシ、駆動トランジスタの通電電
流はIa = IIFE−A4 := 100mAとな
り、完全なオン(飽和)とはならないが、その通電電流
Iaによpペース電流供給器0Qの電流i、が流れ、さ
らに電流Iaを太きくし、駆動トランジスタを完全なオ
ンとなるように動作する。すなわち、過渡的に正帰還が
生じて駆動トランジスタはオンとなる。
Note that when starting and accelerating the motor when the output voltage VM of the pressure converter OZ is zero (current Ia supplied to the coil is zero), the output Vd of the speed detector Q9 becomes small and p
1 The on-time ratio of a switching transistor/transistor increases, increasing its output voltage. The initial base current of the transistor selected by the selector α is the value (i, =: 40-f) corresponding to the current 3 of the constant current source.
3 = 4 mA), the current flowing through the drive transistor is Ia = IIFE-A4:= 100 mA, and although it is not completely turned on (saturated), the current flowing through the drive transistor Ia increases the current i of the p-pace current supply 0Q. , flows, further increases the current Ia, and operates to completely turn on the drive transistor. That is, transient positive feedback occurs and the drive transistor is turned on.

このような正帰還動作を安定に作動させ、かつベース電
流損失を小さくするためには、次のように設定すること
が望ましい。
In order to operate such positive feedback operation stably and to reduce base current loss, it is desirable to set as follows.

■ コイルへの供給電流が零の場合にも駆動トランジス
タに所定の小さなベース電流が供給されるようにする(
選択器(6)にて選択された駆動トランジスタ)。
■ Even when the current supplied to the coil is zero, a predetermined small base current is supplied to the drive transistor (
drive transistor selected by selector (6)).

■ ペース1g流供給器00における電流Ia力・ら駆
動トランジスタのベース電流14址での変換利得をAI
 (第1図ではA、=(几1/J(2)・(几、/瓜)
である)とし、駆動トランジスタの電流増幅度をA、 
(A、: 1 + hIFE)とするとき、総合積A1
゜A2を1に近づける。実際には、駆動トランジスタの
電流増幅度A2が変動しやすいために、o8≦AI’A
2≦10・・・・・・(3)とすることが好ましい。
■ AI is the conversion gain when the base current of the drive transistor is 14 from the current Ia in the pace 1g current supply device 00.
(In Figure 1, A, = (几1/J(2)・(几, /melon)
), and the current amplification degree of the drive transistor is A,
When (A,: 1 + hIFE), the total product A1
° Bring A2 closer to 1. In reality, since the current amplification degree A2 of the drive transistor tends to fluctuate, o8≦AI'A
It is preferable that 2≦10 (3).

(A1・A2が小さすぎると大電流動作′時の駆動トラ
ンジスタが十分にオンとならないために、コイル電流の
最大値が小さくなる。また、A1・A2が太きすぎると
、駆動トランジスタに過剰なベース電流を供給すること
になシ、ベース電流の軽減効果が/」・さくなる。)ま
た、第1図、の実施例では、駆動トランジスタがオン(
飽和)している場合には、ベース電流i4の増加分がそ
のまま電流Iaの増加分となるために、ベース電流自体
による正帰還が生じている。このような正帰還によって
、過大なベース電流が生じないようにするためには、前
述のAIを1より小さくすることが必要となシ(駆動ト
ランジスタは完全に飽和しているので、増加分に対する
電流増幅度A2二1と考えて良い)、 A、≦0.5            曲−(4)とす
ることが好ましい。
(If A1 and A2 are too small, the drive transistor will not turn on sufficiently during large current operation, resulting in a small maximum value of the coil current. Also, if A1 and A2 are too large, the drive transistor will have excessive In addition, in the embodiment shown in FIG. 1, the drive transistor is turned on (
When the base current i4 is saturated), the increase in the base current i4 directly becomes the increase in the current Ia, and positive feedback occurs due to the base current itself. In order to prevent excessive base current from occurring due to such positive feedback, it is necessary to make the aforementioned AI smaller than 1 (the drive transistor is fully saturated, so the increase in It is preferable to set the current amplification degree to A221), A, ≦0.5 (4).

なお、コイル(3) (4) (51に並列に接続され
た抵抗@υ鋼(60とコンデ/す(62例例の直列回路
は、縦流路の切夛換えに伴ってコイル(3) (4) 
(5)に生じるスパイク電圧を低減するものである。
In addition, in the series circuit of the example, the coil (3) (4) (51 is connected in parallel with the resistor @υsteel (60) (4)
(5) This reduces the spike voltage that occurs in (5).

第2図に本発明の他の実施例を表わす電気回路図を示す
。本実施例では、′1fJ1図の電圧父換器(イ)のス
イッチングトランジスタ(51)のオン時のベース電流
もコイルへの供給電流Iaに応動して便化させ、そのベ
ース電流損失を軽減している。ベース電流供給器(]0
 )ランジスタHの抵抗υカの値をR,とすれば、その
tg流は 15 = (11,l/Ra) ・Ia       
 ・−=−(5]となる。定電流源(73)の電流I、
と加算され、この加算電流(i5+I6)はトランジス
タ(74)(ハ)によって反転され、電圧灰換器(6)
のカレントミラー(ダイオード(45)囮、抵抗t47
)H,)シンジスタf4Q kg) Kよって増幅され
て、スイッチングトランジスタHのベース電流時となる
。抵抗0ηl5(2)の値をそれぞれR,、R丁とする
と 17=()ち/R7)・(i、+I。)     ・・
・・・ (6)となる。ここで、R5= 1000 ・
R4、16= 0.1mA 、 Iも。
FIG. 2 shows an electrical circuit diagram representing another embodiment of the invention. In this embodiment, the base current when the switching transistor (51) of the voltage converter (a) in the figure '1fJ1 is turned on is also simplified in response to the current Ia supplied to the coil, thereby reducing the base current loss. ing. Base current supply (]0
) If the value of the resistance υ of transistor H is R, then the tg current is 15 = (11, l/Ra) ・Ia
-=-(5).The current I of the constant current source (73),
This added current (i5+I6) is inverted by the transistor (74) (c), and the voltage converter (6)
current mirror (diode (45) decoy, resistor t47
)H, )syndistor f4Q kg)K, and becomes the base current of the switching transistor H. Letting the values of resistance 0ηl5(2) be R and R, respectively, 17=()chi/R7)・(i,+I.) ・・
...(6). Here, R5=1000・
R4,16 = 0.1 mA, I too.

=40−1も7とし、スイッチングトランジスタ圓の電
流増幅度を25とすると、駆動トランジスタのベース電
流損失の低減の場合と同じように、スイッチングトラン
ジスタ(51)のベース電流損失が小さくなる(定速回
転側副状態)。j−なわち、Ia =: 2Aのときに
はi5=2mAとな9、I、二0.1mAであるからA
6 +I6二2.]、mAとなり、スイッチングトラン
ジスタいυのオン時のベース電流時 (必要ベースn1bitは2 A−/ 25 = 80
 mA )。まlコ、Ia=250mA(定速回転時)
のときにばi、= 0.25mAとなり、i5+][、
= 0.35mAであるからi、= 14mA  とな
る(必要ベースmδILは250mA/25 = ] 
OmA )。
= 40-1 is also set to 7, and the current amplification degree of the switching transistor circle is set to 25, the base current loss of the switching transistor (51) is reduced (constant speed (rotational collateral condition). j- That is, when Ia =: 2A, i5 = 2mA, and since 9, I, 2 is 0.1mA, A
6 +I622. ], mA, and the base current when the switching transistor υ is on (the required base n1 bit is 2 A-/25 = 80
mA). Marco, Ia = 250mA (at constant speed rotation)
When, i, = 0.25mA, i5+][,
= 0.35mA, so i, = 14mA (Required base mδIL is 250mA/25 = ]
OmA).

′また、Iaからi、までの変換利得をB、(B1−(
几/R6)・(R,’R,) )  とし、スイッチン
グトランジスタt51)のjd電流増幅度り、とすると
、131・B、キ1         ・・・・・(7
)o8≦B、 −E2≦10・・・・・(8)とするこ
とが好ましい。さらに、Ia二〇のときにも、スイッチ
ングトランジスタい0に小さなベース電流を供給すると
とも重要である。
'Also, the conversion gain from Ia to i is B, (B1-(
几/R6)・(R,'R,)), and the jd current amplification degree of the switching transistor t51) is 131・B, Ki1......(7
) o8≦B, −E2≦10 (8). Furthermore, even when Ia is 20, it is important to supply a small base current to the switching transistor I0.

なお、スイッチングトランジスタ炉υのベース電流1丁
から電流Taへの直接の伝達はないので、Bl自体の制
限は考えなくても良い。その他、駆動トランジスタ(7
) (8) (9)のペース電流損失の軽減の方法につ
いては、ex図の実施例と同様であり、説明を省略する
Note that since there is no direct transmission from one base current of the switching transistor furnace υ to the current Ta, there is no need to consider the limitations of Bl itself. In addition, drive transistors (7
) (8) The method of reducing pace current loss in (9) is the same as the embodiment shown in the ex diagram, and its explanation will be omitted.

なお、前述の実施例では、3相のコイルな使用した例を
示したが、本発明はそのような場合に限らず、一般に、
複数個のコイルを有する直流モータを構成できる。また
、速度検出器的、位置検出器(6)等は周知の各種の構
成が採用できる。さらに、回転型の直流モータに限らず
、モータ可動部が直進移動する直進型の直流モータも構
成できるOその他、本発明の主旨を変えずして種々の変
形が可能である。
In addition, in the above-mentioned embodiment, an example was shown in which a three-phase coil was used, but the present invention is not limited to such a case, and generally,
A DC motor having multiple coils can be constructed. Further, various known configurations can be adopted for the speed detector, position detector (6), etc. Further, the present invention is not limited to a rotary type DC motor, but can also be configured as a linear type DC motor in which the movable part of the motor moves in a straight line.In addition, various modifications can be made without changing the gist of the present invention.

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の直流モータは
m力効率の良い構成となしている。従つて、本発明にも
とすいて、乾電池を電源とする音響、映像機器用の直流
モータな構成するならば、消費電力の小さい電池寿命の
長い機器を実現することができる。
Effects of the Invention As is clear from the above description, the DC motor of the present invention has a configuration with high force efficiency. Therefore, if the present invention is configured as a DC motor for audio and video equipment using dry batteries as a power source, equipment with low power consumption and long battery life can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一夾施例を表わす電気回路図、第2図
は本発萌の他の実施例を表わす電気回路図である。 (1)・・・直流電源、(2)・・・マグネット、(3
) (4) (5)・・・コイル、(6)・・・位置検
出器、(7) (8) (o)・・・駆動トランジスタ
、θQ・・・ペース電流供給器、Oυ・・・選択器、■
・・・曜圧灰換器、0・・・速度検出器、シυ・・・電
流検出用の抵抗、(4υ・・・発振RL(4a・・・コ
ンパレータ、(5υ・・・スイッチングトランジスタ 代理人 森本義弘
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the present invention. (1)...DC power supply, (2)...Magnet, (3
) (4) (5)...Coil, (6)...Position detector, (7) (8) (o)...Drive transistor, θQ...Pace current supply device, Oυ... Selector, ■
... Pressure exchanger, 0... Speed detector, υ... Resistor for current detection, (4υ... Oscillation RL (4a... Comparator, (5υ... Switching transistor substitute) People Yoshihiro Morimoto

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数個の磁極を有する界磁手段と、複数個のコイル
と、前記コイルへの電流路を切換えるためにオン・オフ
動作する複数個の駆動トランジスタと、モータ可動部の
位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出
力に応動してオンとなる前記駆動トランジスタを選択す
る選択手段と、前記、駆動トランジスタのオン時のベー
ス電流を供給するベース電流供給手段となA備し、前記
ベース電流供給手段は前記コイルへの供給電流を検出す
る電流検出手段を含んで構成され、前記′fjt流検出
手段の出力に応動して前i8駆動トランジスタのペース
電流を便化させた直流モータ。 2、複数個の磁極を有する界磁手段と、複数個のコイル
と、前記コイルへの電流路な切換えるためにオン・オフ
動作する複数個の駆動トランジスタと、モータ可動部の
位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出
力に応動してオンとなる前記駆動トランジスタを選択す
る選択手段と、直流電源から可罠出力の直流電圧を得る
スイッチングトランジスタを有するスイッチング方式の
電圧変換手段と、前記駆動トランジスタのオン時のペー
ス電流および?IJ記電圧電圧変換手段イッチングトラ
ンジスタのオン時のペース暖流を供給するベース電流供
給手段とを具備し、前記ベース電流供給手段は前記コイ
ルへの供給電流を検出する電流検出手段を含んで構成さ
れ、前記電流検出手段の出力に応動して前記駆動トラン
ジスタのベース電流および前記スイッチングトランジス
タのベース電流を便化させた直流モータ。
[Claims] 1. Field means having a plurality of magnetic poles, a plurality of coils, a plurality of drive transistors that operate on and off to switch the current path to the coils, and a motor movable part position detection means for detecting the position of the drive transistor; selection means for selecting the drive transistor to be turned on in response to the output of the position detection means; and base current supply means for supplying a base current when the drive transistor is turned on. A, the base current supply means includes a current detection means for detecting the current supplied to the coil, and the base current supply means is configured to include a current detection means for detecting the current supplied to the coil, and controls the pace current of the front i8 drive transistor in response to the output of the 'fjt current detection means. A convenient DC motor. 2. Field means having a plurality of magnetic poles, a plurality of coils, a plurality of drive transistors that operate on and off to switch the current path to the coils, and a position for detecting the position of the motor movable part. a detection means, a selection means for selecting the driving transistor that is turned on in response to the output of the position detection means, and a switching type voltage conversion means having a switching transistor that obtains a DC voltage of an adjustable output from a DC power supply; The pace current when the drive transistor is turned on and ? and base current supply means for supplying a pace warm current when the switching transistor is turned on, the base current supply means comprising current detection means for detecting the current supplied to the coil, A DC motor in which the base current of the drive transistor and the base current of the switching transistor are adjusted in response to the output of the current detection means.
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