JPS6031427Y2 - 電動機速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電動機速度制御装置に関するもので、その目的
とするところは負荷の大小に拘らずモータの回転数が全
く変動しないよう調整できる制御装置を提供しようとす
るものである。

第１図は従来例の１例を示す速度制御回路のブロック図
である。

１は電動機で、速度発電機２がつながれている。

速度発電機２は電動機１の回転数に比例した直流電圧と
、リップルを含んだ信号を発生する。

３はフィルタで、速度発電機２の信号からリップル分を
減衰させ、直流分だけを取出す。

４は基準電圧で、リップル分を減衰させた直流信号との
差をとれば、速度誤差信号が得られる。

５は増幅器、６は給電装置であり、前記速度誤差信号を
増幅器５で増幅し、給電装置６を駆動して電動機１の負
荷トルクと速度誤差信号の与えるトルクとが等しくなる
ように速度制御を行なうものである。

この制御方式では増幅器５の増幅利得が大きくほど電動
機１の定速性は向上する。

しかしフィルタ３に位相回りがあるため、増幅器５の利
得が大きすぎると制御系がハンティングを起したりして
不安定になるので、おのずと増幅器５の利得には限度が
ある。

従って、電動＠１は負荷トルクの増加に伴ない、必然的
に回転数が減少し、定速度を保てないという欠点があっ
た。

本考案は上述のような従来例の欠点を完全に解消した電
動機速度制御装置を提供したもので、以下実施例として
示した図面に従い説明する。

第１図の従来例と同一部分はブロック図として同一番号
で示した。

本考案装置では電動機１の回転数に比例した直流電圧と
リップル分を含んだ信号を速度発電機２から発生する。

この信号のリップル分をフィルタ３で取除き、回転数に
比例した直流電圧、すなわち速度信号電圧のみを取出す
。

これが本考案にいう速度信号発生手段である。

この実施例では速度信号電圧はアースよりの電圧で表わ
され、電動機回転数が上ると、アースよりの電圧が増す
方向に変化するものである。

フィルタ３の出力即ち速度信号電圧はトランジスタＴ□
のベースへ入力され、このトランジスタＴ１のコレクタ
はアースされ、エミッタは抵１□を介して電源Ｖｃｃへ
接続されると同時にトランジスタＴ２のベースへ接続さ
れている。

トランジスタＴ２のエミッタは抵抗Ｒ２を介してアース
され、コレクタは抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の直列回路
へ接続されている。

この回路においては、トランジスタＴ２はフィルタ３の
出力電圧を抵初パ２で割った値の電流を抵抗Ｒ６とコン
デンサＣ１の直列回路より吸取る方向に流すように働く
。

この際トランジスタＴ１と抵抗Ｒ１はトランジスタＴ２
のベース、エミッタ電圧を補償するように働く。

従って、トランジスタＴ２はそのコレクタ電流として速
度信号電圧に比例した電流すなわち速度信号電流を吸取
る働きをする。

また抵損Ｂ１、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ５が電源Ｖｃｃ
よりアースまで直列に接続されており、ダイオードＤ１
と抵抗Ｒ３の接続点がトランジスタＴ３のベースへ接続
され、そのトランジスタＴ３のエミッタは抵抗Ｒ３を介
して電源Ｖｃｃへ接続され、コレクタは抵初Ｒ６とコン
デンサＣ１の直列回路へ接続されている。

以上の抵抗Ｒ３，ＲｏＲ５及びダイオードＤ１、トラン
ジスタＴ３で構成された回路はトランジスタＴ２のベー
ス電圧が一定であるため、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ１の
直列回路へトランジスタＴ３のコレクタから一定電流、
すなわち速度基準電流を流し込む働きをする。

これを基準信号発生手段という。

従って第２図のように接続された回路は、トランジスタ
Ｔ２とトランジスタＴ３の流す電流の差、すなわち速度
信号電流と速度基準電流の差である速度誤差信号電流が
抵抗Ｒ６とコンデンサＣ３の直列回路へ入力され、この
直列回路に電圧を発生させる。

トランジスタＴ２とトランジスタＴ３のコレクタが互い
につながれているため、その接続点の動作出力インピー
ダンスは、非常に大きな値となっている。

（通常数ＭΩ以上）したがって速度誤差電流がコンデン
サＣ１に積分されて、コンデンサ端子電圧は徐々に変化
し、速度誤差電流がＯのときには一定電圧を保つ。

前記速度信号電流と速度基準電流の差に応じた電流を出
力するのを電流源手段と称し、抵抗器とコンデンサの直
列回路よりなるのをインピーダンス手段と称する。

インピーダンス手段からの出力電圧を入力インピーダン
スの十分高い増幅器５で増幅し、給電装置６を介して電
動機１に電力を供給してトルクを発生させる。

本考案は上記のような構成をとったので、速度信号電流
と、速度基準電流とが一個したときすなわちその差であ
る速度誤差信号電流がゼロとなった時、コンデンサＣ１
は充電あるいは放電されることなく一定電圧を保ち、電
動機１は負荷トルクと均り合った一定トルクで回転を続
け、電動機の回転速度は定速に保たれる。

すなわち、もし負荷トルクが増大すると電動機１の回転
数が設定よりも遅くなり速度信号電流が速度基準信号電
流よりも小さくなると、コンデンサＣ１はしだいに正方
向に充電されてゆき、電動機１には、増幅器５、給電装
置６を介して大きな電力が供給され大きなトルクが発生
して、回転数は上昇して設定速度になる。

このとき速度誤差信号電流がＯとなり、コンデンサＣ工
の電圧は安定し、発生トルクは負荷トルクと平衡する。

逆に負荷トルクが減少して電動機１の回転数が設定より
速くなれば、速度信号電流が速度基準電流より大きくな
ってコンデンサＣ１は負方向に充電されて、増幅器５へ
の入力電圧が低くなり、電動機１への入力も少なくなる
ため電動機１のトルクが減少し、電動機１の回転数が下
がり設定速度になる。

このような状態はゆるやかに負荷条件が変化する場合あ
るいは急激な負荷の変化でも電動機１が定常回転してい
る時には成立し、電動機１の負荷トルクに等しい駆動ト
ルクを発生させるだけの電圧を生じさせる電荷がコンデ
ンサＣ１にたくわえられており、速度誤差電流はいかな
る負荷条件下でも定常状態ではゼロとなり安定する。

本考案の速度制御装置では、いかなる負荷条件下におい
ても、定常状態では、電動機の回転数は一定である。

また抵抗Ｒ６は過渡的な制御利得を定めるものであり急
激な速度変化による大きな速度誤差電流の発生の場合に
は抵抗Ｒ６に発生する電圧降下に応じた電動機電流を流
し即時応答する。

Ｃ１Ｒ６で定まる時定数は積分の時定数となるので、こ
れらを適正に設定することにより安定な速度制御ができ
る。

本考案は単に速度誤差信号をコンデンサで平滑するのみ
ではなく、速度誤差信号の大きさに応じた定電流を抵抗
とコンデンサからなる直列インピーダンス手段に流し、
該インピーダンス手段の両端子電圧に応じた電動機電流
を給電するようにしている。

このように簡単な構成により速度誤差を積分して帰還制
御しているため高安定な速度制御が容易に構成出来る。

上述のように本考案装置は、簡単な装置により負荷の大
小にかかわらず回転数が全く変動しない電動機を提供し
たものであり、極めて大きい工業的価値をもつものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すブロック図、第２図は本考案の一
実施例を示す説明図。 ２．３・・・・・・速度信号発生手段、Ｒ３，ＲｏＲ５
゜Ｄ□、Ｔ３・・・・・・基準信号発生手段、Ｔ２．Ｔ
３・・・・・・電流源手段、Ｒ６，Ｃ１・・・・・・イ
ンピーダンス手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電動機の回転速度に応じた速度信号を発生する速度信号
   発生手段と、速度の基準信号を発生する基準信号発生手
   段と、上記速度信号発生手段と上記基準信号発生手段の
   両出力の差に応じた電流を出力する電流源手段と、上記
   電流源手段に結ばれ抵抗器とコンデンサの直列回路より
   なるインピーダンス手段とを具備し、上記インピーダン
   ス手段の両端子間型圧に応じた電流を電動機に給電する
   ことにより速度制御を行なうことを特徴とする電動機速
   度制御装置。