JPS6091896A - モ−タの速度制御装置 - Google Patents
モ−タの速度制御装置Info
- 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
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- JP
- Japan
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- motor
- speed
- low
- torque
- torque mode
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements 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
- H02P7/18—Arrangements 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
- H02P7/24—Arrangements 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
- H02P7/28—Arrangements 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
- H02P7/285—Arrangements 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
Landscapes
- 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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- (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)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)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
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58200662A JPS6091896A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | モ−タの速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58200662A JPS6091896A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | モ−タの速度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6091896A true JPS6091896A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16428133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58200662A Pending JPS6091896A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | モ−タの速度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6091896A (ja) |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58200662A patent/JPS6091896A/ja active Pending
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