JPS6011756Y2 - 電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案の第１の目的は電動機の起動時に回路部分の損失
がきわめて少ない装置を簡単な構成で実現することにあ
る。

本考案の第２の目的は耐圧の低いドライブトランジスタ
を用いて、より高い電源電圧までパワートランジスタを
ドライブすることの出来る装置を得ることにある。

ここで、従来より多用されてきた電動機の速度制御装置
の一例を第１図に示し、その問題点について示す。

第１図において直流電動機１に連結された交流発電機２
の出力端子の一方はマイナス側給電線路に接続され、他
端は抵抗３、可変抵抗器４を介してスイッチングトラン
ジスタ５のベースに接続されている。

前記スイッチングトランジスタ５のベース・エミッタ間
には抵抗６が接続され、同トランジスタ５のエミッタは
マイナス側給電線路に接続されている。

一方、プラス側給電線路とマイナス側給電線路の間には
抵抗７とダイオード８，９．１０からなる定電圧回路が
挿入され、前記抵抗７と前記ダイオード８のアノードの
接続点、すなわち安定化された給電点ａと前記スイッチ
ングトランジスタ５のコレクタの間には抵抗１１が接続
されている。

さらに、前記スイッチングトランジスタ５のコレクタ・
エミッタ間にはコンデンサ１２が接続されるとともに同
トランジスタのコレクタにはドライブトランジスタ１３
のベースが接続され、前記ドライブトランジスタ１３は
次段のパワートランジスタ１４にダーリントン接続され
ている。

また、前記パワートランジスタ１４のコレクタとプラス
側給電線路の間には直流電動機１が接続されている。

さて、第１図において交流発電機２、抵抗３、可変抵抗
器４、スイッチングトランジスタ５、抵抗６、抵抗１１
、コンデンサ１２は直流電動機１の回転速度を検出する
検出回路１６を構威し、前記検出回路１６の出力信号、
すなわち前記スイッチングトランジスタ５のコレクタに
現われる信号はドライブトランジスタ１３のベースに印
加され、前記ドライブトランジスタ１３の出力電流によ
って直流電動機１を駆動するためのパワートランジスタ
１４が動作する。

ところで、第１図においてプラス側給電線路とマイナス
側給電線路の間に電源電圧を印加した瞬間、すなわち直
流電動機１の起動時にはスイッチングトランジスタ５が
オフ状態となっているため抵抗１１を流れる電流は全て
ドライブトランジスタ１３のベースに流れ込み、同トラ
ンジスタ１３は飽和状態となってパワートランジスタ１
４にベース電流を供給するが、前記パワートランジスタ
１４が飽和状態にはならない。

この原因は、前記パワートランジスタ１４のベース電流
が前記ドライブトランジスタ１３のコレクタ・エミッタ
間を通して前記パワートランジスタ１４のコレクタから
供給されるためで、仮に、前記パワートランジスタ１４
が飽和して、コレクタ・エミッタ間電圧が０．２Ｖ位に
なったとすればもはや、前記パワートランジスタ１４に
はベース電流が流れなくなってしまう。

これは、一般にシリコントランジスタのベース・エミッ
タ間順方同室ち上がり電圧は０．６〜０．８Ｖ位である
ことに起因するもので、第１図に示した装置では、直流
電動機１の起動時におけるパワートランジスタ１４のコ
レクタ・エミッタ間ドロップ電圧は０．８〜１．０Ｖ程
度になり、特に電源電圧が６Ｖ前後のときには、この程
度のドロップ電圧も無視することはできず、直流電動機
１の起動トルクの減少が大きな問題であった。

つぎに、第２図に示した装置は上述の問題を解消するた
めに考えられたもので、ドライブトランジスタ１３のコ
レクタは抵抗１５を介してプラス側給電線路に接続され
ている。

このような構成にするとパワートランジスタ１４のベー
ス電流は抵抗１５を通してプラス側給電線路から供給さ
れるので前記抵抗１５の抵抗値を充分小さく設定してお
けば前記パワートランジスタ１４は飽和する。

しかしながら、第２図のように構成すると抵抗が１側糸
分に必要となるうえ、ドライブトランジスタ１３のコレ
クタ・エミッタ間には直流電動機１の負荷が軽くなった
ときには、はぼ電源電圧が印加されるため、前記ドライ
ブトランジスタ１３には電源電圧と同じ耐圧をもつトラ
ンジスタが必要となる不都合があった。

本考案の電動機の速度制御装置は以上のような問題を解
消するものである。

本考案の一実施例における電動機の速度制御装置の回路
結線図を第３図に示し、以下図面に基づき本考案を説明
する。

第３図ではドライブトランジスタ１３のコレクタが抵抗
７とダイオード８，９．１０からなる定電圧回路によっ
て安定化された給電点ａに接続されている。

さて、第３図において、まず直流電動機１の起動時を考
えると、ドライブトランジスタ１３のベース’ＦＩＮは
抵抗１１を通して同トランジスタのコレクタが接続され
た給電点ａから供給されるから前記ドライブトランジス
タ１３は完全に飽和することはない。

しかしながら、パワートランジスタ１４には同トランジ
スタ１４のコレクタ・エミッタ間電圧がいかに小さくな
ろうとも、同トランジスタ１４のベースには同トランジ
スタ１４が飽和するのに必要なベース電流を供給するこ
とができるので、抵抗値を適当に選んでおくことによっ
て同トランジスタ１４は飽和する。

゛したがって、第３図の装置では直流電動機１の起
動時にパワートランジスタ１４のコレクタ・エミッタ間
ドロップ電圧の最も小さい状態で前記直流電動機１を駆
動することができ、起動時の回路部分の損失がきわめて
少ない装置を部品点数を増加させることなく、簡単な構
成で実現することができる。

さらに、第２の効果としてはドライブトランジスタ１３
のコレクタが安定化された給電点ａに接続されているた
め、前記ドライブトランジスタ１３のコレクタ・エミッ
タ間の耐圧はせいぜい給電点ａとマイナス側給電線路の
間の電圧以上あればよく、より安価なトランジスタを使
うことができる。

すなわち、本考案の電動機の速度制御装置は電動機１を
駆動するパワートランジスタ１４の前段に接続されるド
ライブトランジスタ１３のコレクタ側に挿入される電流
制限抵抗と、定電圧回路のために限流抵抗を共用したこ
とに特徴を有するもので、電動機１が定速回転に至るま
での起動時、あるいは過負荷時には抵抗７を流れる電流
の殆んどがパワートランジスタ１４のベースに供給すれ
る構成となっている。

このもようを第３図において説明すると、電動機１が回
転していない状態ではトランジスタ５が遮断領域にあり
、ドライブトランジスタ１３には十分なベース電流が供
給され、前記ドライブトランジスタ１３のコレクタ電位
は、ベース電位に抵抗１１の電圧降下分を加えた値に等
しくなる。

したがって、ダイオード８〜１０の個数と抵抗１１の抵
抗値を適切に選んでおけば、起動時に前記トランジスタ
５と前記ダイオード８〜１０に流れる電流をほぼ零にす
ることができ、回路電流の有効利用を図ることができる
。

一方、前記電動機１が定速回転している状態では、パワ
ートランジスタ１４は活性領域にあるため、起動時に比
べて十分少ないベース電流しか必要としないから、抵抗
７を流れる電流の多くがダイオード８〜１０にも流れ、
検出回路１６の給電線路（給電点）ａの電位は安定化さ
れる。

なお、第３図の実施例において、抵抗７の代わりに定電
流素子などの他の電流制限手段を用いることもできる。

以上に示したように本考案の電動機の速度制御装置では
、安定化された給電点にドライブトランジスタのコレク
タを接続しているので、電動機の起動時における回路部
分の損失がきわめて少ない装置が実現できるだけでなく
、ドライブトランジスタとして比較的耐圧の小さいもの
が使用できるなど、きわめて大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来例を示す直流電動機の速
度制御装置の回路結線図、第３図は本考案の実施例にお
ける直流電動機の速度制御装置の回路結線図である。 １・・・・・・直流電動機、２・・・・・・交流発電機
、１３・・・・・・ドライブトランジスタ、１４・・・
・・・パワートランジスタ、１６・・・・・・検出回路
、１７・・・・・・定電圧ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電動機に連結された交流発電機と、エミッタが一方の電
   源端子に接続され、前記交流発電機の出力信号によって
   スイッチング動作を行なうスイッチングトランジスタと
   、前記スイッチングトランジスタのコレクタにベースが
   接続されたドライブトランジスタと、前記ドライブトラ
   ンジスタのエミッタにベースが接続され、コレクタに前
   記電動機の一方の給電端子が接続され、エミッタが前記
   一方の電源端子に接続されたパワートランジスタと、前
   記電動機の他方の給電端子が接続される他方の電源端子
   と前記ドライブトランジスタのコレクタの間に接続され
   た電流制限手段を具備し、前記スイッチングトランジス
   タのコレクタと前記一方の電源端子の間にコンデンサを
   接続し、前記スイッチングトランジスタのコレクタには
   前記電流制限手段ならびに前記コンデンサとともに平滑
   回路を構成する抵抗を介して給電するようになし、前記
   スイッチングトランジスタのコレクタへの給電点と前記
   一方の電源端子の間に定電圧手段を接続してなる電動機
   の速度制御装置。