JPS60237870A - モ−タ制御回路 - Google Patents

モ−タ制御回路

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JPS60237870A
JPS60237870A JP59093143A JP9314384A JPS60237870A JP S60237870 A JPS60237870 A JP S60237870A JP 59093143 A JP59093143 A JP 59093143A JP 9314384 A JP9314384 A JP 9314384A JP S60237870 A JPS60237870 A JP S60237870A
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JP
Japan
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output
circuit
reference voltage
current
motor
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Application number
JP59093143A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Ishii
英一 石井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • H02P7/2855Arrangements 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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/90Specific system operational feature
    • Y10S388/903Protective, e.g. voltage or current limit

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は小型直流モータの回転速度を外乱に対して安定
に保つガバナ装置に関するもので、特に、電源投入時の
モータの起動トルクが大きく、低い電源電圧で動作でき
る集積回路化に適したガバナ装置に関するものである。
(従来技術) 従来より小型直流モータ用のガバナ装置として第1図に
示すような構成をもったものがあった。
すなわち、電流制御回路1の第1の出力2は第1の抵抗
3を介して電源4へ接続されるとともに第2の抵抗5と
基準電圧回路6へ接続されている。
基準電圧回路6は入・出力量電位差を常に一定の基準電
圧Vrefに保っている。又、電流制御回路1の第2の
出カフは電源4との間に接続された直流モーター8を駆
動するとともに第2の抵抗5と比較回路9の第2の入力
10へ接続されている。
比較回路9の第1の入力11は基準電圧回路6へ接続さ
れ、比較回路9の出力は駆動回路12を介して端子12
′から電流制御回路1に加えられ、出力回路lを制御し
ている。
第1図における電流制御回路lは第2の出カフより取り
出され、モーター8を駆動する電流が常に第1の出力2
より取り出される電流のに倍とガるよう設定されている
。ここでKは電流比例定数と呼ばれ、通常は約16〜5
0程度に設定されていることが多い。
このような電流制御回路1はたとえば第2図に示される
ようが回路で構成されていた。第2図は電流比例定数K
が20の場合を示している。整合のとられたに+1個の
トランジスタ13.14〜33のベースは共通に接続さ
れ各トランジスタ13.14〜33のエミッタはそれぞ
れ等しい大きさのエミッタ抵抗34.35〜54を介し
て基・ 卑電位へ接続され、トランジスタ13のコレク
タを第1の出力2とし、トランジスタ14〜33のコレ
クタを共通に接続して第2の出カフとし、共通接続され
たベースに端子12′を介して駆動回路、12の出力が
印加されている。
第1図に示した従来例では、定常時の動作として比較回
路9の第1の入力11と第2の入力10の電圧が帰還動
作により等しくなるように制御が行なわれている。
第1図に示した従来例におけるモータ8に印加される端
子電圧VMは次式で与えられる。
V、: Ea+ RMIM −・・・・・・・・(1)
ここで ■M: モータ8の端子電圧 Ea: モータ8の逆起電力 (モータの回転速度に比
例する)RM: モータ8の直流抵抗 ■M: モータ8に流れる電流(モータの負荷トルクに
比例する)又、第2の抵抗5に流れる電流■、は次式で
与えられる。
I 2= Vref / R,−川−(2)ここで ■
、: 第2の抵抗5に流れる電流Vref : 基準電
圧回路6の電圧 几5: 第2の抵抗5の抵抗値 又、第1の抵抗3における電圧降下■7は次式%式% (3) ここで ■T: 第1の抵抗3における電圧降下へ :
 第1の抵抗3の抵抗値 K : 電流比例定数 ここで、第1の抵抗3の抵抗値R8は次式が成立するよ
うに選ばれている。
R,: K RM ・・・・・・・・・(4)又、定常
時の動作は比較回路9の第1の入力11とfs2の入力
10の電圧が等しくなるよう動作しているので次式が成
立する。
VT + Vref = VM −−−(51以上 (
1)〜(5)式より次式が導びかれるEa = (1+
 RM/R5+KRM/R,)V r e f −−(
6)(6)式はモータ8の回転速度に比例する逆起電力
Eaがモータ8に流れる電流IMにようす一定になるこ
とを示している。すなわち゛モータ8に加わる負荷トル
クが変化して、モータ8に流れる電流I。
が変化してもモータ8の回転速度を一定に保つガバナ装
置の動作原理を示す式である。
又(6)式は各モータに特有のモータの直流抵抗RMと
ガバナ装置に特有の電流比例定数にと基準電圧回路の電
圧Vrefに対し第2の抵抗5の抵抗値R5によってそ
−りの回転速度が任意に設定できることを示している。
第1図に示した従来例の定常動作は以上説明した通りで
ある。また第1図に示した従来例の電源投入時の動作は
次のようである。
すなわち電源投入時及び直後はモータ8は回転していな
いので逆起電力Eaが発生していない。
したがって、出力回路lの第1の出力2と第2の出カフ
の電圧は等しい。一方、比較回路9の第1の入力11の
電圧は基準電圧回路6が接続されているため第2の入力
10よつ低くなっている。このため比較回M9は駆動回
路12を介して電流制御回路1を強く駆動し必要な起動
トルクを発生させている。
しかし第1図に示した従来例では起動トルクを大きくす
るよう駆動回路12の駆動能力を大きくすることができ
ない欠点かあ□、た。
すなわち、電流制御回路1の第1の出力2の電位■1と
第2の出カフの電位■2の差が基準電圧回路6で生じる
基準電圧Vrefと同じかそれ以上となって、定常状態
へと移行できるのに対し、駆動回路12の駆動能力が太
きいと、電流制御回路lの第1の出力2の電位V、が本
来の基準電圧Vrefより低くなりすぎてしまい、もは
や第2の出カフの電位■2が宵、位V8より基準Vre
f以上低くならなくなってしまい、この結果モーター8
に必要以上に大きな電流を供給することになる。その後
比較回路9が働き駆動回路12の出力を/JSさくして
所定の電流モーター8に流すことに力る。このような状
態のモータ8の制御特性を第3図に示す。すなわち、モ
ータ8の回転速度が一定゛になる前に正常な回転速度よ
り速くなる不安定な領域が生じている。このため、第1
図に示した従来例では駆動回路12の最大駆動能力を十
分大きくして起動トルクを大きくすることができないと
いう欠点があった。
又、このような事態に陥いらないため、従来は基準電圧
回路6の動作バイアス源を電流制御回路1の第1の出力
2より供給しさらに比較回路9と駆動回jli)12の
動作バイアスを基準電圧回路6の電圧を利用して与える
ような構成とする場合もあった。このような構成のもと
では、駆動回路12に強く駆動されて電流制御回路lの
第1.第2の出力2,7に流れる電流が大きくなって、
電流制御回路1の第1の出力2の電圧が低くなり基準電
圧回路6からの定常時の基準電圧Vrefより低くなろ
うとすると、駆動回路12の駆動出力も同時に小さくな
るので、電流制御回路1の第1の出力2の電圧は基準電
圧Vrefよりは下艇ることはなく不安定な動作に陥い
ることは々い。しかしこのよう力方法でも駆動回路12
の駆動能力が自動的に制限されるだけであって、起動時
に十分な起動トルクが得られない点では同じであった。
この場合の制御特性を84図に示す。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は以上説明したような欠点を改善し、電源
投入時の起動トルク全人きく保ちながらかつ制御特性の
安定なガバナ装置を構成することにある。
(問題を解決するための手段) 本発明によれば、電源端子と、第1および第2の出力を
有し、これら第1および第2の出力が入力信号で制御さ
れる電流制御回路と、電源端子と電流制御回路の第1の
出力との間に接続された第1の電流通路と、電流端子と
電流制御回路の第2の出力との間に接続されたモーター
等の被制御物を含む第2の電流通路と、電流制御回路の
第1の由十W惇tIIJセ・1ワ4工〃)11中十聞ξ
4貫沿貨匡2庄じる基準電圧発生回路と、基準電圧発生
回路の出力と電流制御回路の第2の出力とを比較し、比
較結果を電流制御回路の入力に与える比較回路と、電流
制御回路の第1の出力が基準電圧発生回路の基準電圧よ
り似下しないようにする手段とを含むモーター制御回路
を得る。
(実施例) 次に、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
第5図は本発明の一実施例を示したもので、電流制御回
路l、抵抗3.i源4.抵抗5.基準電圧回路6.直流
モーター8.比較回路91.駆劇回路12の回j!8構
成は亮1図および第2図の従来例と同じである。電流制
御回路]の第1の出力端2にはリミッタ−回路55が加
えられている。このリミッタ回路55によって、電流制
御回路1の第1の出力端2の電圧が基準電圧回路が発生
する基準電圧Vrefよりも低くならないようにしてい
んこのようなリミッタ回路55はたとえば第6図に示さ
れるような回路で実現できる。す表わち第6図において
、トランジスタ56のコレクタは電源4へ接続され、ベ
ースは定電圧回路57へ接続され、エミッタがリミッタ
回路55の出力となっている。ここで定電圧回路57の
電圧Vref−2は基準電圧回路6の発生する基準電圧
Vrefよりもトランジスタ56のベース・エミッタ間
の順方向電圧VBEだけ高く設定されている。すなわち
、次式の関係にある。
Vref−2= Vref + VBB ・・・・” 
・・・(力木発明によるガバナ装置は以上述べたような
構成となっているため、電流制御回路lの第1の出力端
2の電圧が基準電圧回路6が発生する基準電圧Vref
よりも高くなる定常時では第1図に示した従来例と全く
同じ動作を行なう。
一方、電源投入時にはリミッタ回路55により電流制御
回路1の第1の出力端2の電圧は基*電圧回路6が発生
する基準電圧Vrefよりも下がることがないので、駆
動回路12により十分に出力回路1を駆動してモータ8
から大きな起動トルクを発生させてやっても起動後は定
常状態に安定に移行できる。このようなガバナ装置によ
る制御特性を第7図に示す。すなわち、起動時から十分
ガ起動トルクを生じるように電流がモーターに供給され
ており、かつモーターが定常回転するまで安定に動作し
ている。
以上説明したように、本発明によれば、起動トルクが大
きくかつ制御特性の安定カガバナ装置が構成できる利点
がある。又、本発明によれば第7図に示されるように低
い電源電圧でも回転速度を一定に保つ効果が改善できる
利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガバナ装置の構成の例を示すブロック図
、第2図はその電流制御回路の例を示す回路図、第3図
は従来のガバナの制御特性の例を示すグラフ、第4図は
別の従来のガバナの制御特性の例を示すグラフである。 第5図は本発明の一実施例によるガバナ装置の構成を示
すブロック図。 第6図はそのリミッタ回路の例を示すブロック図、第7
図は本発明一実施例によるガバナの制御特性を示すグラ
フである。 l・・・・・・電流制御回路、2・・・・・・電流制御
回路の第1の出力端、3,5.34〜54・・・・・・
抵抗、4・・・電源、6・・・・・・電圧回路、7・・
・・・・電流制御回路の第2の出力端、8・・・・・・
直流モーター、9・・・・・・比較回路、10・・・・
・・比較回路の第2の入力端、11・・・・・・比較回
路の第1の入力端、12・・・・・・駆動回路。 13〜33,56・・・・・・トランジスタ、55・・
・・・・リミ、り回路、57・・・・・・定電圧回路葛
7B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電源端子と、第1および第2の出力端と入力端とを有し
    、該第1および第2の出力端に出力される電流は該入力
    端に加わる信号で制御される電流制御回路と、前記電源
    端子と前記第1の出力端との間に接続された第1の電流
    通路と、前記−電源端子と前記第2の出力端との間に接
    続されたモーターを含む第2の電流通路と、前記第1の
    電流通路に入力部が接続されその出力部と入力部との間
    に基準電圧を生じる基準電圧回路と、該基準電圧回路の
    前記出力部の電圧と前記電流制御回路の前記第2の出力
    端の電圧とを比較し、比較結果を前記電流制御回路の前
    記入力端に前記信号として加える比較回路と、前記電流
    制御回路の前記第1の出力端の電位を前記基準電圧より
    低くならないようにする手段とを含むことを特徴とする
    モーター制御回路。
JP59093143A 1984-05-10 1984-05-10 モ−タ制御回路 Pending JPS60237870A (ja)

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JP59093143A JPS60237870A (ja) 1984-05-10 1984-05-10 モ−タ制御回路
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