JPS6141438Y2 - - Google Patents

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JPS6141438Y2
JPS6141438Y2 JP1979123169U JP12316979U JPS6141438Y2 JP S6141438 Y2 JPS6141438 Y2 JP S6141438Y2 JP 1979123169 U JP1979123169 U JP 1979123169U JP 12316979 U JP12316979 U JP 12316979U JP S6141438 Y2 JPS6141438 Y2 JP S6141438Y2
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small
resistor
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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、速度制御用ICを用いて小型直流モ
ータの回転速度の制御を行なう装置の改良に関す
るものである。
一般に、界磁を有する小型直流モータは、小型
直流モータの内部抵抗R0と小型直流モータの回
転によつて誘起される逆起電力E0とを直列に結
線した等価回路であらわされる。
そして、小型直流モータの関係式として、下記
に示す式が一般に知られている。
小型直流モータの回転速度をN、電機子に巻か
れる線材の巻線数をZ、比例定数をK2とする
時、 N=E0/K2ZΦ ……(1) 小型直流モータに加わる負荷トルクをTd、小
型直流モータに流れる電流をIa、比例定数をK1
とする時、 Td=K1NΦ・Ia ……(2) 小型直流モータの端子電圧をVnとする時、 Vn=E0+R0Ia ……(3) この(3)式を変形して、 E0=Vn−R0Ia ……(3′) ここで、この(3)′式に含まれる端子電圧Vnによ
り、−R0Iaの項を相殺するようにすれば、逆起電
力E0が小型直流モータに流れる電流Iaに依存し
ないこととなるので、(1)式と(2)式から容易にわか
るように、回転速度Nは負荷トルクTdの変動に
無関係に安定に保たれる。
従来から、負荷トルクTdに無関係に回転速度
Nを安定に保つというこの制御の原理は知られて
おり、たとえば特開昭53−142611号公報にはこの
原理を3端子の速度制御用ICを用いた速度制御
装置に応用した発明が開示されている。
第1図は、特開昭53−142611号公報に記載され
ている3端子の速度制御用ICを用いた速度制御
装置の一例で、図中、Mは等価回路で表わされた
小型直流モータ、1は3端子の速度制御用IC,
t,Rsは抵抗、Q1,Q2はトランジスタ、,
,は3端子の速度制御用IC1の端子ピンで
あり、1aは差動増巾器等の誤差検出回路であ
る。
また、Iaは小型直流モータMに流れる電流、
tは抵抗Rtを流れる電流、Isは抵抗Rtを経由
して抵抗Rsに流れる電流、Eretは基準電源電
圧、Vccは電源電圧である。
このような構成の速度制御装置にあつては、下
記の関係式が成立している。
E0=Eref+(Eref/Rs) Rt−I0(R0−Rt/K) ……(4) N={Eref+(Eref/Rs)Rt} /K2ZΦ−Td(R0−Rt/K)K2ZΦ・K1
……(5) これ故、3端子の速度制御用ICを用いた速度
制御装置にあつては、R0−Rt/K=0となるよ
うにRtを設定することにより、負荷トルクTd
変動にかかわらず回転速度Nを安定に保つという
制御を行なつていた。
更に、小型直流モータの回転速度Nを温度変化
があつた場合でも一定に保つようにするため、正
の温度係数を有する内部抵抗R0に対して抵抗Rt
にも同様に正温度係数を有する抵抗部材を用い
て、周囲に温度変化があつた場合であつても、
R0−Rt/K=0の関係が維持されるようにして
いた。
しかしながら、小型直流モータを高速の回転速
度で使用する場合には、温度変化に対する回転速
度の制御は以下に述べる理由により非常に困難な
ものとなるという欠点があつた。
以下、この理由を説明する。
抵抗RtをR0−Rt/K=0となるように設定し
た場合には、(4)式は E0=Eref+(Eref/Rst ……(4′) 式となる。
一方、Eref/Rs=Isで与えられるので、この
Eref/Rs=Isを(4)′式に適用すると、 Is=(E0−Eref)/Rt ……(4″) 式が得られる。
従つて、抵抗RtをR0−Rt/K=0となるよう
に設定した場合には、電流Isは逆起電圧E0と基
準電圧源Erefとの差に比例することとなる。
ところで、小型直流モータMを高速で使用する
場合には、(1)式により逆起電圧E0が増大するの
で、電圧Isが増大することとなる。そして、こ
の電流Isは抵抗Rtを経由して流れるので、抵抗
tは電流Isの増大により発熱し、周囲の温度に
対して抵抗Rtの温度が高くなる。
従つて、温度変化があつた場合において、この
温度変化を相殺するように抵抗Rtに正の温度係
数を有するものを用いたとしても、小型直流モー
タMを高速の回転速度で使用する時には、抵抗R
tの発熱により、R0−Rt/K=0の関係が維持し
えなくなり、小型直流モータMの回転速度の温度
補償に困難をきたすということになる。
本考案は上記欠点を鑑みて、なされたもので、
本考案の目的は、抵抗Rtを経由して抵抗Rsに流
れる電流を微小に設定できるようにすると共に、
抵抗Rtに正の温度係数を有する抵抗部材を用い
て、小型直流モータMの回転速度の温度補償を精
度よく行うことが可能な小型直流モータの速度制
御装置を提供する点にある。
以下に、本考案の実施例を第2図、第3図、第
4図をもとにして説明する。
第2図において、10は4端子を有する小型直
流モータの速度制御用IC、は基準電圧用の第
1の端子、は等価電圧検出用の第2の端子、
は出力用の第3の端子、は接地用の第4の端
子、Q1は抵抗Rtを経由して抵抗R1に流れる電流
tを制御する分流トランジスタ、Q2,……,Qo
は小型直流モータMを介してそれぞれ抵抗R2
R3,……,Roに分配される電流Iaを制御する直
流モータ駆動トランジスタ、Ra,Rbは分圧抵
抗、10aは入力端子Bと入力端子Cに加わる電
圧の差によつてトランジスタQ1,Q2,……,Qo
を制御する誤差検出回路、Isは抵抗Rtを経由し
て分圧抵抗Ra,Rbに流れる電流、Erefは基準電
圧、Irは抵抗Rt、基準電圧Erefを経由して第4
の端子に流れる電流、Vccは電源電圧である。
このように、小型直流モータの速度制御装置を
構成した場合、下記に示す式が成立する。
a=K・It ……(6) ここで、比例定数Kは、分流トランジスタQ1
と駆動トランジスタQ2,……,Qoとによつて決
まる定数である。
更に、小型直流モータMの速度制御が正常に行
われているとすると、誤差検出回路の入力端子
B,C間は短絡状態とみなせるので、 Is=Eref/Ra ……(7) また、電源端子Aと誤差検出回路10aの入力
端子Bとの間の電圧VABは、バイアス電流Ir
び抵抗Ra,Rbの流れる電流Isが微少であるこ
とから、 VAB=Eref+It・Rt ……(8) そして、電源端子Aと誤差検出回路10aの入
力端子Cとの間の電圧VACは、 VAC=E0+Ia・R0−Eref・Rb/Ra……(9) また、小型直流モータの回転速度Nと小型直流
モータの軸トルクTnとの間には N=Tn/JS ……(10) ここで、Jは小型直流モータの回転慣性、Sは
ラプラス変換素子である。
そして、更に、誤差検出回路のゲインをgn
すると、 Ia=gn(VAB−VAC) ……(11) である。
以上に説明した式、(1)式、(2)式、(6)式、(7)式、
(8)式、(9)式、(10)式、(11)式により第3図のイに示す
シグナルフローグラフが得られ、この第3図のイ
に示すシグナルフローグラフを簡略化すると第3
図のロに示すシグナルフローグラフが求まる。こ
の簡略されたシグナルフローグラフにおいて、ゲ
インgn→∞とおくと、基準電圧Erefからみた回
転速度Nは、 N(S)/Eref(S)=(1+R/R/KZΦ/S{J(R−R/K)KZΦ・KZΦ}+
1……(12) となり、負荷トルクTdよりみた回転速度Nは、 N(S)/T(S)=−(R−R/K)/KZΦ・KZΦ/S{J(R−R/K)/KZΦ・
ZΦ}+1……(13) となる。
この(12),(13)の両式より、回転速度の静特性を
求めるために、S=0とおくと N=Eref(1+R/R/KZΦ−T(R−R/K)/KZΦ・KZΦ ……(14) 式を得る。
従つて、逆起電圧E0は(1)式と(2)式とにより、 E0=Eref(1+Rb/Ra) −(R0−Rt/K)Ia ……(15) となる。
(14)式、(15)式をもとにして、本考案を考えて
みると、R0−Rt/K=0となるようにRtを設定
した場合、回転速度Nは負荷トルクTdの変動に
かかわらず抵抗Rb,Raの分圧比によつて定めら
れることとなる。
これ故、抵抗Ra,Rbを抵抗Rtと無関係に設
定することにより小型直流モータの回転速度の設
定が可能となる。
そして、小型直流モータの回転速度の温度補償
を行うために、抵抗Rtに正の温度係数を与えた
場合、従来の3端子を有する速度制御用ICを用
いたものにあつては、小型直流モータを高速の回
転速度で使用した時に、抵抗Rtに流れる電流が
増大して、抵抗Rtの温度が周囲の温度より高く
なりR0−Rt/K=0の関係を維持しえなくて、
小型直流モータの回転速度の温度補償に支障をき
たしていた。本考案にあつては、抵抗Ra,Rb
分圧比のみによつて回転速度Nの設定が可能とな
るので、抵抗Ra,Rbは充分に高い抵抗値の抵抗
を用いられるので、高速回転を得るときでも、電
流値Isは微少なため、抵抗Rtは自己発熱するこ
とがない。したがつて、抵抗Rtの抵抗値は周囲
の温度に比例して変化するので、本考案の如く、
抵抗Rtに内部抵抗R0と同じ正の温度係数をもた
せれば、負荷変動に対して変化のない回転速度が
得られ、モータの負荷に対する回転速度の温度補
償を何等阻害することなく行なえる。
第4図は、以上説明したことをグラフ化した特
性図で、実線で示された直線は、本考案による小
型直流モータの速度制御装置を用いた場合の回転
速度の温度依存特性を示しており、破線で示され
た直線は、3端子を有する小型直流モータの速度
制御用ICを用いた場合の回転速度の温度依存特
性を示している。第4図からも明らかなように、
本考案による速度制御装置を用いた場合の回転速
度の温度依存特性は従来の速度制御装置を用いた
場合の回転速度の温度依存特性に比較して良好な
ものとなつている。
本考案は、速度制御用ICの第1の端子と第3
の端子とに分圧回路を接続し、分圧回路の分圧点
に第2の端子を接続すると共に、第1の端子と前
記電源端子との間に接続される抵抗に正の温度係
数を有する抵抗部材を用いたので、温度変化に対
して負荷による回転速度の変動が少なく、しかも
高速の回転速度で使用される小型直流モータに好
適の速度制御装置の提供が可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の3端子速度制御用ICを用い
た小型直流モータの制御装置の回路図、第2図
は、本考案に係る小型直流モータの速度制御装置
の回路図、第3図のイは、本考案に係る小型直流
モータの速度制御装置の制御の流れを示すシグナ
ルフローグラフ、第3図のロは、第3図のイを簡
略化したシグナルフローグラフ、第4図は小型直
流モータの回転速度の温度依存特性を示すグラフ
である。 10……速度制御用IC、10a……誤差検出
回路、Ra,Rb……分圧抵抗、Q1……分流トラン
ジスタ、Q2,……,Qo……駆動トランジスタ、
Eref……基準電圧。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 第1及び第2の端子とこの各端子に対応した誤
    差検出回路の2つの入力端子との線路間に基準電
    圧源を設け、第3の端子と接地された第4の端子
    との間に駆動トランジスタを接続し、前記第1の
    端子と第4の端子との間に分流トランジスタを設
    け、前記第3の端子に流れる負荷電流に比例した
    電流が前記第1の端子に流れるように構成され、
    かつ前記第1及び第3の端子の間に発生する電圧
    に対応した電圧を前記第2の端子に加え、この電
    圧と前記基準電圧とを前記誤差検出回路によつて
    検出し、この誤差検出回路の出力信号を前記分流
    及び駆動トランジスタの制御入力端子に加えてな
    る直流モータ制御用ICを備え、電源端子と前記
    第3の端子との間に直流モータを接続する一方、
    前記電源端子と前記第1の端子との間に抵抗を接
    続し、前記第1の端子と第3の端子との間に分圧
    回路を接続してこの分圧回路の分圧点を前記第2
    の端子に接続し、更に、前記抵抗を正の温度係数
    を有する抵抗部材としたことを特徴とする小型直
    流モータの速度制御装置。
JP1979123169U 1979-08-04 1979-09-06 Expired JPS6141438Y2 (ja)

Priority Applications (4)

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JP1979123169U JPS6141438Y2 (ja) 1979-09-06 1979-09-06
US06/174,429 US4350937A (en) 1979-08-04 1980-08-01 Motor speed control device for DC motor
DE8080302643T DE3068198D1 (en) 1979-08-04 1980-08-04 Motor speed control device for dc motor
EP80302643A EP0024151B1 (en) 1979-08-04 1980-08-04 Motor speed control device for dc motor

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JP1979123169U JPS6141438Y2 (ja) 1979-09-06 1979-09-06

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JPS5640494U JPS5640494U (ja) 1981-04-15
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