JPS6091896A - モ−タの速度制御装置 - Google Patents

モ−タの速度制御装置

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Publication number
JPS6091896A
JPS6091896A JP58200662A JP20066283A JPS6091896A JP S6091896 A JPS6091896 A JP S6091896A JP 58200662 A JP58200662 A JP 58200662A JP 20066283 A JP20066283 A JP 20066283A JP S6091896 A JPS6091896 A JP S6091896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
speed
low
torque
torque mode
Prior art date
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Pending
Application number
JP58200662A
Other languages
English (en)
Inventor
Kaoru Furukawa
薫 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP58200662A priority Critical patent/JPS6091896A/ja
Publication of JPS6091896A publication Critical patent/JPS6091896A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

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】 〔技、術分野〕 この発明はモータの速度制御装置に関するものである。
〔背景技術〕
第1図に示すような2極モータlのロータ2に3つ以上
の刷子3a〜3Cを設けた多刷子モータにおいて、使用
する一対の刷子の対向する角度を変えることにより、モ
ータ特性を刷子3b、3c間通電による高速低トルク(
第2図の4a)と刷子3B、3c間通電による低速高ト
ルク(第2図の4b)とに切換えることができる。なお
、N。
Sは磁極、SWoは切換スイッチを示す。高速低トルク
、低速高トルクという特性は電動工具等のモータとして
は最適である。たとえば、木に穴をあけるとか小さい穴
をあけるという低負荷のときは高速で短時間で加工でき
、鉄に穴をあける時は低速で時間はかかるが高トルクを
発生するため〃■工が可能となる。これはギヤで減速比
を変えるのと同等の特性をモータ自体でできることにな
る。
しかしながら、このモータは高速低トルクモードで動作
させる場合、刷子3b、3c間に通電される。そのため
ロータ2の巻線Rは第3図のように8スロツトのとき巻
線抵抗が3/2Rとなり、刷子3a、3c間の通電時(
低速筋トルクモード)の巻線抵抗が2Rであるのと比べ
て低下するため起動電流が増加する。ここで低トルクと
は低起動トルクおよび低停動トルクのことであり、起動
しにしくくなっているので負荷をかけての起動等に問題
がある。呼たこのとき大きな起動電流が刷子−整流子間
に流れ、この電流を刷子tまオン−オフとするため刷子
3b、3cの寿命が短くなる。また電池でこのモータを
駆動する場合、電池の消耗が早いという欠点かある。さ
らに高速低トルクモードの場合、モータの巻線抵抗が低
下するう“〕でロック電流が増加するが、このロック電
流により発熱する部分が巻線の一部に限られるので温度
上昇しやすく、ロック時には枠線破損となりやすい。
とくに電動工具等は使わノr方によってモータに加わる
負荷が変化し、ロックするような負荷を加えられること
も多い。そのうえ高速時は低停動トルクとなっており、
ロックしやすい。
〔発明の目的〕
したがって、この発明の目的は、高速低トルクモードの
低速時の刷子摩耗および電池駆動の場合の電池消耗を低
減することができるモータの速度制御装置を提供するこ
とである。
〔発明の開示〕
この発明は、多側子モータの高速低トルク動作において
、モータの低速状態を検知手段により検知し、切換手段
により低速高トルク動作に切換えることを特徴としてい
る。したがって、低速状態である起動時は低速高トルク
動作であるため、起動電流は小さく、刷子摩耗ならびに
電池消耗を低減でき、しかも起動をスムーズに行える。
この発明の第1の実施例を第4図および第5図に示す。
すなわち、5は多側子モータ、6a〜6cは刷子、7V
i直流電源、8はオンオフスイッチ。
5WVi速度切換スイッチ、Qlはモータ電流検知用ト
ランジスタ、Q、は切換用トランジスタ、Rよ〜R5け
抵抗、Rr/′iリレーのコイル、NOはリレーの常開
接点、NCはリレーの常閉接点、Cはコンデンサである
まず高速低トルクモードの場合、速度切換スイッチS 
Wがオンになっており、オンオフスイッチ8がオンにな
ると抵抗R5fi:通してリレーコイルRyに電流が流
れ、その常開接点Noが閉成され、モータ5は刷子61
) 、 6 c間に通電されて駆Ibされ。
もって高速低トルクモードで動作する。この状態でモー
タに負荷がかかると、モータ電流が増え抵抗R□での電
圧時「が増えトランジスタQ□がオントなり、こt+に
よってトランジスタQ2もオンとなり抵抗R5を通して
IJ l/−コイルkyに流Jする電流をトランジスタ
(Q2へバイパスさせるため、リレーコイルRyには電
流が流J1なくなり、リレー接点C旧よ常開接点NOか
ら常閉接点NCに切換わり、モータ5の刷子6 a 1
6 C間に電流が流れ、低速篩トルクモードでモータ5
f;(動作する。モータ5の負荷が軽くなるとトランジ
スタQ□、Q、がオフとなり。
リレー接点CMは再び常開接点N Oに切換わり。
モータ刷子6b、6c間が使用され高速低トルクモード
となる。
つぎに低速高トルクモードで駆動する場合、この時は速
度切換スイッチSWがオフになっており。
リレーコイルRyKけ電流が流れずリレー接点CMは常
閉接点NC側となっており、モータ5は刷子6a、6c
を使用し低速高トルクで動作する。また負荷がかかって
トランジスタQ工、Q2が動作してもリレーコイルRy
にはもともと電流は流れておらず、動作モードは変わら
ない。
第5図G−ji D Cマグネットモータで前記のよう
に刷子角を切換えたときの特性図で、N□、n高速低ト
ルクモード、N、は低速高トルクモードである。本回路
″IC挿入することにより高速低トルクモードでNよの
イーロ間はなくなり、N2のイーハ間に切換わる。DC
マグネットモータでは停動トルクの1/2のトルクの所
で出力が最大となり、これ以上の負荷トルクとなると出
力が低下し、負荷は増えモータ出力は減少となってモー
タはロックに向かう。
したがって、高速低トルク動作から低速旨トルク動作へ
の切換は高速低トルクモードの(停動トルク)/2の位
置から停動トルクの間または低速高トルクモードの(停
動トルク)/2のいずtlか低いトルクの間で切換える
ことが必四である。しかし、NよとN、の交点で切換わ
るのが急激な速度変化がなくてベストである。またDC
マグネットモータは負荷により電流が直線的に増加する
ため、切換点を電流値で正確に検出できる。
このようにPI/)成したため、ロックしゃすい商速低
トルクモードでモータロックしそうになると低速高トル
クモードに切換わるのでモータロックしにくいという効
果がある。電動■二具等に応用したときけ、ロックして
しまうと非常に作芋性が悪くなるがこtl−を防ぐこと
ができる。また充電式の電動工具ではロック電流が流J
することにより電池の消耗が早くなるという欠点をなく
することができ。
起動時においても電池消耗および刷子摩耗を低減するこ
とができる。また低速高トルクモードの場合はモータの
直流巻線抵抗が高くロック電流がある程度制限されるの
と、並列接続された2組の巻#(第3図)の抵抗バラン
スがとれているたぬ巻線の一部だけが発熱することもな
く、シたがってロックに強く破損しにくい。
この発明の第2の実施例を第6図に示す。すなわち、D
Cタコジェネレータ1゛Gでモータ5の回転数に比例し
たDC電圧を発生し、コンパレータCOM”を切換用)
ランジスタQ、を駆動している。その他は第1の実施例
とほぼ同様である。、高速低トルクモードで動作させる
場合、速度切換スイッチSWをオンにしでおき、オンオ
フスイッチ8をオンにすると、抵抗R5全通してリレー
コイルRyに′電流が流ねリレー接点CMは常開接点N
Oに接続され、モータ5は刷子6b、6cを使用して駆
動され高速低トルクモードで動作する。この状態で負荷
がかかり回転数が低下すると、タコジエネの出力電圧が
Fがりこの電圧が抵抗R7,R8でつくる電圧より下が
るとコンパレータCOMの出力がハイ(High )に
なりトランジスタQ2をオンにする。トランジスタQ、
がオンとなるとリレーコイルRyK覗流が流れなくなり
、リレー接点CMV;j常閉接点NCに切換わり、モー
タ5に1刷子6a 、 6cを使い低速高トルクの状態
で動作し、モータ5がロックするのを防ぐ。モータ5の
負荷が軽くなると、コンパレータCOMの出力はロウ(
Low)となり。
トランジスタ02はオフとなり、再びリレー接点CMは
常開接点No側となり、モータ5は刷子6b。
6cを使い高速低トルクモードで動作する。なお。
R6,Roは抵抗、C1はコンデンサである。
第1の実施例の場合、モータ電流が流れるラインに抵抗
R□があるためその分だけ熱損失となり。
この電圧降F分だけモータ5に印加さJする′電圧が減
少し、モータ5の回転数および停動トルクが低下するが
、この実施例はこf+らがない。その他用1の実施例と
同効果金有する。
この発明の第3の¥栴例を第7図および第8図に示す。
すなわち、高速低トルクモードで起動させる場合、一度
起動7■流が少なく起動トルクの大きい低速高トルクモ
ードで起動させ、その後高速低トルクモードに切換わる
ようにしだものである。
高速低トルクモードと低速高トルクモードとの切換は前
記した速度切換スイッチSWで行う。低速高トルクモー
ドでの駆動時は速度切換スイッチSWをオフ罠する。こ
の時は抵抗R3+ ’)レーコイルRyに電流は流れず
、リレー接点CMは常閉接点NCに接続され、モータ5
の刷子6a、6c間に電圧が加わり、低速高トルクモー
ドで動作することとなる。一方速度切換スイソチSWを
オンにすると抵抗R3、!Jフレーイルしに電流が流f
+、リレー接点CMは常開接点No側になり、モータ5
の刷子6 b + 6 c間に電圧が加わり、高速低ト
ルクモードで動作する。この高速低トルクモードで起動
する場合、速度切換スイッチSWがオンの状態でオンオ
フスイッチ8をオンにすると、抵抗R5+リレーコイル
Ryに電流が流れようとするがこれと同時に抵抗R、ト
ランジスタQ 1.のエミッタ、同べ一部1 ス、抵抗R、コンデンサC3とベース電流が流れ2 こtlによりトランジスタQ工′がオンとなりトランジ
スタQ、をオン((シ、リレーコイル譜へ電流を流さな
い。これによりリレー接点CMは常閉接点NC側となり
、モータ5は刷子6a 、6c間に′電圧が1加わり、
低速高トルクモードの高起動トルクかつ小起動電流でモ
ータ5を起動さぜる。この状!>理がトランジスタQl
′のペース電流でコンデンサC3が充電される捷で続く
。コンデンサC2が充電され電位が上がり、トランジス
タQよ′のベース電流が減りコレクター電流も減少し、
ある値傾なるとトランジスタQ2がオフとなり、リレー
コ、イルRyに電流が流ノ1.リレー接点CMけ常開接
点N O側に切換わり、切換スイッチSWによって設定
された1′、1J速低トルクモードとなる。
第8図はモータの環流一時間特注を示し、P11□け市
速低トルクモード、M2は低速高トルクモードであり、
起動時はM2.その後はM□によりモータ5は動作して
いることとなる。
その結果、モータ5の起動時は自動的に起動トルクが犬
へ〈起動電流が小さいのでモータ5は起動しやすく、刷
子摩耗を押え長寿命にすることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明のモータの速度制御装置によれ
ば、高速低トルク動作の起動時のモータ刷子摩耗ならび
に電池駆動の場合の電池消耗を低減することができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は多刷子モータの概略図、第2図はそのトルク−
回転数の特性図、第3図はロータの巻線回路図、第4図
はこの発明の第1の実晦例の速度制御回路図、第5図は
そのトルク−回転数の特性図、第6図は第2の実施例の
速度制御回路図、第7図は第3の実施例の速度制御回路
図、第8図はその電流一時間特性図である。 5・・・多刷子モータ、6a〜6c・・^1;す子、S
W・・・切換スイッチ、Ry・・・切換用リレー、Q□
、Q□′・・、検知用トランジスタ(検知手段)、GT
 ・タコジェネレータ(検知手段) ] 第1図 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相対向する第1および第2の刷子ならびに第1お
    よび第2の刷子間に配設した第3の刷子を有する多刷子
    モータと、高速低トルク動作となる第1および第3の刷
    子間通室と低速高トルク動作となる第1および第2の刷
    子間通室を切換える切換手段と、前記第1および第3の
    刷子間通室の高速低トルク動作で前記モータの回転速度
    が低速のとき前記切換手段を前記第1および第2の刷子
    間通室に切換させる検知手段とを備えたモータの速度制
    御装置。
  2. (2)前記検知手段は前記モータの電流を検知する特許
    請求の範囲第(1)項記載のモータの速度制御装置。
  3. (3)前記検知手段は前記モータの回転速度を検知する
    特許請求の範囲第(1)項記載のモータの速度制御装置
JP58200662A 1983-10-25 1983-10-25 モ−タの速度制御装置 Pending JPS6091896A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58200662A JPS6091896A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 モ−タの速度制御装置

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JP58200662A JPS6091896A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 モ−タの速度制御装置

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JPS6091896A true JPS6091896A (ja) 1985-05-23

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ID=16428133

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JP58200662A Pending JPS6091896A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 モ−タの速度制御装置

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