JPS61116989A - 直流モ−タの速度制御装置 - Google Patents

直流モ−タの速度制御装置

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JPS61116989A
JPS61116989A JP59237813A JP23781384A JPS61116989A JP S61116989 A JPS61116989 A JP S61116989A JP 59237813 A JP59237813 A JP 59237813A JP 23781384 A JP23781384 A JP 23781384A JP S61116989 A JPS61116989 A JP S61116989A
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JP
Japan
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voltage
circuit
motor
resistance element
power supply
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Pending
Application number
JP59237813A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Yamane
満 山根
Hiromitsu Nakano
中野 博充
Isao Yoshida
功 吉田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61116989A publication Critical patent/JPS61116989A/ja
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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
    • H02P7/2805Arrangements 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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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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】 産業上の利用分野 本発明は音響機器などに用いることができる直流モータ
の速度制御装置に関するものである。
従来の技術 近年、リセットテープレコーダなどの音響機器の駆動用
として、周波数発電機などの特別な速度検出機を具備し
ないで、きわめて簡単な構成で直流モータの回転速度を
定速制御するブリッジ検出形の直流モータの速度制御装
置が実用化されている。従来の直流モータの速度制御装
置としては、例えば、特開昭57−153583号公報
に示されているようなものがある。
以下図面を参照しながら、上述した従来の直流モータの
速度制御装置の一例について説明する。
第2図は従来の直流モータの速度制御装置の回路結線図
を示すものである。1は被制御直流モータであり、この
直流モータ1の等髄内部抵抗と抵抗2、抵抗3、抵抗4
とでそれぞれを各辺とするブリッジ回路を構成している
。6は直流電源であり、6は前記直流電源6の正側給電
線路であり、7は同負側給電線路である。トランジスタ
8,9はベースを共通接続すると共にそれぞれのエミッ
タは前記直流電源正側給電線路6に接続されカレントミ
ラーを構成している。前記トランジスタ8のベースはコ
レクタに接続されると共に定電流源10を介して前記直
流電源負側給電線路アに接続されている。11は定電圧
回路であり、トランジスタ9のコレクタと前記ブリッジ
回路の一方の検出端子aとの間に挿入されている。前記
定電圧回路11の両端に抵抗12と抵抗13とからなる
直列回路が接続され、前記抵抗12と抵抗13の接続点
Cは誤差増幅器14の非反転入力端子に接続されている
。前記誤差増幅器14の反転入力端子には前記ブリッジ
回路のもう一方の検出端子すが接続されていると共に、
前記誤差増幅器14の出力は、前記直流電源正側給電線
路6と前記ブリッコ       ジ回路の一方の給電
端子dとの間に挿入された給電制御トランジスター5の
ベースに接続されている。前記トランジスター5のエミ
ッタは正側給電線路6に、コレクタはブリッジの一方の
給電端子dにそれぞれ接続されている。前記ブリッジの
もう一方の給電端子eは負側給電線路7に接続されてい
る。
以上のように構成された直流モータの速度制御装置につ
いて、以下その動作について説明する。
直流モーターの等側内部抵抗をRaとし、抵抗2、抵抗
3および抵抗4の抵抗値をそれぞれR1゜R2およびR
3とすると、ブリッジの平衡条件R1・R2=R3・R
4(1) が成立しているときは、ブリッジ回路の検出端子a、b
間の電圧は回転速度のみに依存し、負荷トルク即ち電機
子電流工、には関係しない。したがって、この電圧と基
準電圧とを誤差増幅器14にて比較増幅し、その出力に
て前記給電制御トランジスター5を制御して直流モータ
ーの回転速度が上昇したときにブリッジ回路に供給する
電流工を減少させ、また、回転速度が下降したときに電
流磯 ■を増加させるようにすれば回転速度は一定に保たれる
ことになる。
発明が解決しようとする問題点 このような構成をもつ従来の直流モータの速度制御装置
において、直流電源5の電圧が変化した場合について説
明する。
この装置において制御回転速度の基準となる基準電圧は
、定電流源10を負荷とするトランジスタ8とカレント
ミラー構成になっているトランジスタ9により定電流駆
動されている定電圧回路11の端子間電圧を得、その電
圧を抵抗12と抵抗13からなる分圧回路にて分圧し、
その抵抗13の端子電圧として与えられる。
ここで、直流電源6の電圧が増加した場合を考える。ト
ランジスタ8のコレクタ・エミッタ間電圧VCEはベー
ス・コレクタが接続されダイオード接続となっているた
め定電流源10を流れる電流をIr1とすれば、”rl
に応じたベース・エミッタ間電圧v13Eに等しくなり
、 vCE”VBE             (2)が常
に成立する。直流電源5の増加分は、定電流源10の端
子間電圧の増加分となって現われトランジスタ8のコレ
クタ電流は常に工r1に保たれている。一方トランジス
タ8とカレントミラーを構成しているトランジスタ9の
コレクタ・エミッタ間電圧は増加する。この結果、トラ
ンジスタ9のベース幅変調いわゆるアーり効果により、
このトランジスタ9のコレクタ電流が少し増加する。こ
の為、定電圧回路11への電流が少し増加し、定電圧回
路11の端子間電圧が少し上昇し、被制御直流モータ1
の回転速度が少し上昇する。反対に電源電圧が減少する
と上記の過程と反対の過程を経て被制御直流モータ1の
回転速度は減少するという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、電源電圧が変動しても、モ
ータの回転速度の変動がきわめて小さく、しかも、半導
体集積回路化に好適な構成を具備する新規な直流モータ
の速度制御装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するだめに本発明の直流モータの速度
制御装置は、被制御直流モータと第1の抵抗素子の直列
回路で低抵抗辺を構成し、高抵抗素子である第2の抵抗
素子と第3の抵抗素子と前記第2の抵抗素子に接続され
た低抵抗素子である第4の抵抗素子との直列回路で高抵
抗辺を構成するブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の第
2の抵抗素子と第4の抵抗素子との接続点と直流電源の
一方の給電線路との間に接続された高抵抗素子である第
5の抵抗素子と、定電流供給手段になって駆動される定
電圧回路と、前記定電圧回路の出力電圧を抵抗分割する
ことにより得られる基準電圧と前記ブリッジ回路の検出
端子間の電位差を比較増幅する誤差増幅器と、前記誤差
増幅器の出力で電源と前記ブリッジ回路間に挿入した給
電制御トランジスタを制御する手段とを備えたものであ
る。
作用 本発明は上記した構成によって電源電圧の変動に起因す
る基準電圧の変動に応じて、誤差増幅器)      
の反転入力端子の電位を変化させることにより、前記被
制御直流モータの回転速度を常に一定に制御できること
となる。
実施例 以下本発明の一実施例の直流モータの速度制御装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例における直流モータの速度制
御装置の回路結線図を示すものである。第1図において
、第2図に示した従来の実施例の構成要素と同様なもの
は同図番を付して表わしである。第1図において、1は
被制御直流モータであり、等測的には逆起電力Eaと内
部抵抗Raの直列回路として表わすことができ、前記直
流モータ1と第1の抵抗素子2の直列回路でブリッジ回
路の低抵抗辺が構成され、高抵抗素子である第2の抵抗
素子23および第3の抵抗素子24と前記第2の抵抗素
子23に接続された低抵抗素子である第4の抵抗素子2
5との直列回路で同高抵抗辺が構成されている。5は直
流電源であり、6は前記直流電源5の正側給電線路であ
り、7は同負側給電線路である。第2の抵抗素子23と
第4の抵抗素子25の接続点と正側給電線路6との間に
第5の      0抵抗素子26が接続されている。
トランジスタ8゜9はベースを共通接続すると共にそれ
ぞれのエミッタは前記直流電源正側給電線路6に接続さ
れカレントミラーを構成している。前記トランジスタ8
のベースはコレクタに接続されると共に定電流源10を
介して前記直流電源負側給電線路7に接続されている。
11は定電圧回路であり、前記トランジスタ9のコレク
タと前記ブリッジ回路の一方の検出端子aとの間に挿入
されている。前記定電圧回路11の両端に抵抗12と抵
抗13とからなる直列回路が接続され、前記抵抗12と
抵抗13の接続点Cは誤差増幅器14の非反転入力端子
に接続されている。前記誤差増幅器14の反転入力端子
には前記ブリッジ回路のもう一方の検出端子すが接続さ
れていると共に、前記誤差増幅器14の出力は、前記直
流電源正側給電線路6と前記ブリッジ回路の一方の給電
端子dとの間に挿入された給電制御トランジスタ15の
ベースに接続されている。前記トランジスタ15のエミ
ッタは正側給電線路6に、同コレクタは前記ブリッジの
一方の給電端子dにそれぞれ接続されている。前記ブリ
ッジのもう一方の給電端子eは負側給電線路アに接続さ
れている。
以上のように構成された直流モータの速度制御装置につ
いて、以下第1図を用いてその動作を説明する。
今、直流電源6の電圧が変動すると、トランジスタ9の
アーリ効果によシ同コレクタ電流が変化する。そのため
、定電圧回路11の両端の電圧が変化し、接続点Cの電
位、即ち、誤差増幅器14の非反転入力端子の電位が変
化する。一方、抵抗26を流れる電流は電源電圧の変動
に応じて変化するため、抵抗23、抵抗24を流れる電
流も変化する。従って、抵抗23と抵抗24の接続点す
の電位、即ち、誤差増幅器14の反転入力端子の電位も
変化する。前記す点と0点の電源電圧の変動にもとづく
変化量を同じ値にすれば、誤差増幅器14の出力は常に
一定となり、被制御直流モータ1の回転速度は常に一定
に保たれる。
次に、この回路の動作を定量的に考えてみる。
ここで、直流電源5の電圧を■co、被制御直流モータ
1の逆起電力をも、内部抵抗をRa、電機子’FIIK
を工、、トランジスタ9のコレクタ電流を工。、抵抗2
3に流れる電流を工1、抵抗26を流れる電流を工2、
抵抗12を流れる電流を工。
とする。また、抵抗2の抵抗値をR1、抵抗23の抵抗
値をR2、抵抗24の抵抗値をR3、抵抗25の抵抗値
をR抵抗26の抵抗値をR5、抵抗12の抵抗値をR6
、抵抗13の抵抗値をR7とそれぞれおく。定電圧回路
11?両端の電圧をvrefとする。
さて、いま、誤差増幅器140入力インピーダンスが非
常に大きく、その入力電流はきわめて小さく無視できる
ものとし、かつ、誤差増幅器14、トランジスタ9およ
び給電制御トランジスター6での利得がきわめて大きい
ものとすると次の4式が成立する。
Vref= l3(R6+R7)          
   (5Jit             (I、 
−■、)R4+I、(%+R3):Ea+Iakta+
(Ia+1゜)R111R3==(Ia+Io)R,+
l3R7(7)I、R5+ I、 (R2+ R3) 
=Vcc(81上の4式より となる。モータの逆起電力Eaはモータの回転速度に比
例するから、モータの回転速度を一定にするためには、
Eaが一定となるようにすればよい。
ここで、モータの回転速度が負荷トルク即ち電機子電流
工、に関係しないで、かつ、電源電圧vccが変動して
も常に一定となるためには、次の二式が成立すればよい
。                    6(1Q
〕 (10)式より (12)式を(9)式、(11)弐に代入し整理すると
、となる。ここで、直流電源6が変動した場合トランジ
スタ9のアーり効果によシ、同;レクタ電流■。および
、基準電圧V工efは通常正の電圧特性を有する。した
がって(14)式において、右辺第1項および第2項は
それぞれ正となり、その和を第3項にて相殺するように
抵抗25、抵抗26の値を設定すれば、電源電圧および
負荷トルクが変動しても、被制御直流モータ1の回転速
度は常に一定に保つことができる。
発明の効果 以上のように本発明は被制御直流モータと第1の抵抗素
子の直列回路で低抵抗辺を構成し、高抵抗素子である第
2の抵抗素子と第3の抵抗素子と前記第2の抵抗素子に
接続された低抵抗素子である第4の抵抗素子との直列回
路で高抵抗辺を構成するブリッジ回路と、前記ブリッジ
回路の第2の抵抗素子と第4の抵抗素子との接続点と直
流電源の一方の給電線路との間に接続された高抵抗素子
である第5の抵抗素子と、定電流供給手段によって駆動
される定電圧回路と、前記定電圧回路の出力電圧を抵抗
分割することにより得られる基準電圧と前記ブリッジ回
路の検出端子間の電位差を比較増幅する誤差増幅器と、
前記誤差増幅器の出力で電源と前記ブリッジ回路間に挿
入した給電制御トランジスタを制御する手段とを設ける
ことにより、被制御直流モータの回転速度は、負荷トル
クおよび電源電圧が変動しても常に一定に保つことがで
きる。
また、半導体集積回路では一般に抵抗値の絶対値のバラ
ツキは太きいが、同一チップ内の抵抗値の比率を正確に
設計し比率のバラツキを小さくすることは容易であり、
かつ、同一チップ内の各素子間の温度特性のバラツキも
小さい。したがって、ブリッジ回路を構成する抵抗23
、抵抗24、抵抗25および抵抗26を含めて本発明の
直流モータの速度制御装置を半導体集積回路で構成すれ
ばきわめて高精度でしかも優れた安定性を有する直、 
     流モータの速度制御装置を実現できる。
1  4□、017つ。
第1図は本発明の実施例における直流モータの速度制御
装置の回路結線図、第2図は従来の直流モータの速度制
御装置の回路結線図である。
1・・・・・・被制御直流モータ、2,3,4・・・・
・・ブリッジ回路を構成する抵抗、8・・・・・・第1
のトランジスタ、9・・・・・・第2のトランジスタ、
1o・・・・・・定電流源、11・・・・・・定電圧回
路、14・・・・・・誤差増幅器、15・・・・・・給
電制御トランジスタ、23,24.25・・・・・・ブ
リッジ回路を構成する抵抗、26・・・・・・第5の抵
抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被制御直流モータと第1の抵抗素子の直列回路で低抵抗
    辺を構成し、高抵抗素子である第2の抵抗素子と第3の
    抵抗素子と前記第2の抵抗素子に接続された低抵抗素子
    である第4の抵抗素子との直列回路で高抵抗辺を構成す
    るブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の第2の抵抗素子
    と第4の抵抗素子との接続点と直流電源の一方の給電線
    路との間に接続された高抵抗素子である第5の抵抗素子
    と、定電流供給手段によって駆動される定電圧回路と、
    前記定電圧回路の出力電圧を抵抗分割することにより得
    られる基準電圧と前記ブリッジ回路の検出端子間の電位
    差を比較増幅する誤差増幅器と、前記誤差増幅器の出力
    で電源と前記ブリッジ回路間に挿入した給電制御トラン
    ジスタを制御する手段とを備えた直流モータの速度制御
    装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560727A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 国家电网公司 一种晶体管桥式伺服控制电路

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JPS5374222A (en) * 1976-12-15 1978-07-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor control device

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