JPS6155357B2 - - Google Patents

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JPS6155357B2
JPS6155357B2 JP9962079A JP9962079A JPS6155357B2 JP S6155357 B2 JPS6155357 B2 JP S6155357B2 JP 9962079 A JP9962079 A JP 9962079A JP 9962079 A JP9962079 A JP 9962079A JP S6155357 B2 JPS6155357 B2 JP S6155357B2
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JP
Japan
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terminal
voltage
motor
reference voltage
circuit
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Application number
JP9962079A
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English (en)
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JPS5625392A (en
Inventor
Tsuneto Takeuchi
Seishi Myazaki
Jinichi Ito
Hiroo Ashibe
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd filed Critical Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority to JP9962079A priority Critical patent/JPS5625392A/ja
Priority to US06/174,429 priority patent/US4350937A/en
Priority to EP80302643A priority patent/EP0024151B1/en
Priority to DE8080302643T priority patent/DE3068198D1/de
Publication of JPS5625392A publication Critical patent/JPS5625392A/ja
Publication of JPS6155357B2 publication Critical patent/JPS6155357B2/ja
Granted 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
    • H02P7/288Arrangements 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 using variable impedance
    • H02P7/2885Arrangements 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 using variable impedance 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流モータの速度制御を直流モータ速
度制御用ICを用いて行なわせるようにした装置
に関する。
一般に速度制御は回転数に比例した電圧と基準
電圧とが比較され、これの出力信号に基いて制御
される。一定の界磁を持つた直流モータは、等価
的には内部抵抗R0と前記直流モータの回転によ
つて誘起される逆起電力E0とを直列にした形で
表わすことができ、上記直流モータに流れる電流
をIaとした時の直流モータの回転数Nと逆起電力
E0との関係は、 N=E0/K2ZΦ ……………(1) 但し、K2ZΦは逆起定数 となり、また負荷トルクTdと直流モータの電流
Iaとの関係は、 Td=K1ZΦ・Id ……………(2) 但し、K1ZΦはトルク定数 となる。更に直流モータの端子電圧Vmは Vm=E0+R0Ia ………………(3) となり、上記(3)式においてE0=Vm−R0Iaの関係
にすれば回転数に比例した電圧が検出でき、この
電圧を制御系に帰還すれば、直流モータは負荷の
変化その他に依存しない一定回転速度を得ること
ができる。
この原理は従来公知であり、例えば特開昭53−
142611号公報に記載されているように、この種直
流モータ速度制御用ICの多くは3端子ユニツト
を使用して、数少ない外部受動回路素子との結合
により、第1図に示す如き直流モータ速度制御装
置を構成している。即ち、第1図において、Mは
速度を制御すべき直流モータ、1は速度制御用
IC、Rt、Rsは抵抗、Q1,Q2はトランジスタ、
、,はIC1の端子ピンであり、は入力
端子、は出力端子、は基準端子である。Ia,
Itは矢印位置を流れる電流、R0は前記直流モータ
の等価内部抵抗、E0はその逆起電力、Erefは基
準電圧、Vccは電源電圧を示し、1aは誤差検出
回路を示している。
上記の如き3端子ICで、この速度制御装置の
回転数を決定する基準電圧Esは、 Es=Eref+(Eref/Rs)・Rt ………(4) となり、更に回転数Nは N=Eref+Eref/Rs・Rt/KZΦ−Td(R−Rt/K)/KZΦ・KZΦ………
……(5) となることから、従来この種3端子ICでは、外
部受動回路素子としての抵抗Rt,Rsを変化する
ことにより、基準電圧Es及び回転数の両者が変
化していた。
ところが、一般に直流モータMの界磁としては
フエライトマグネツトを使用していることから、
直流モータMの逆起電力E0は上記界磁の磁束に
よつて影響を受け、一般に負の温度係数を有して
いる反面、直流モータMの等価内部抵抗R0は電
機子巻線によつて正の温度係数を有している。従
つて等価内部抵抗R0の温度補償として抵抗Rtに
正の温度係数を持たせているが、この抵抗Rtの
みにより補償しようとしても(4)式から理解される
ように基準電圧Esが正の温度係数を有してしま
い、負の温度係数を有する逆起電力E0を補償で
きるものでなく、温度に対して回転数が変動する
といつた問題は依然として解消できるものではな
かつた。また、回転数を調節するために抵抗Rs
の抵抗値を変化させると、(4)、(5)式から抵抗Rt
及びRsの比が変化することにより温度係数にバ
ラツキが生じてしまう。
本発明は、上記の欠点に鑑み、第1の端子と第
3の端子との間に接続した分圧回路の分圧点を第
2の端子に接続して、回転数に対応した直流モー
タの逆起電力の検出ゲインを調整し、抵抗Rtの
影響を受けずに上記分圧回路の分圧比を変化する
のみで任意の回転数が設定でき、しかも、より確
実な温度補償ができる小型直流モータの速度制御
装置を提供する。
以下第2図により本発明の一実施例を説明す
る。
直流モータ速度制御用IC10は第1乃至第4
の端子,,,を備えている。第1の端子
は基準端子、第2の端子は逆起電力E0の等
価電圧を検出する検出端子、第3の端子は出力
端子、第4の端子は接地された端子である。そ
して、第1の端子と第4の端子との間には分
流トランジスタQ1のコレクタ、エミツタ間が順
方向に抵抗R1を介して接続されている。また第
3の端子と第4の端子との間には複数の駆動
トランジスタQ2〜Qnのコレクタ、エミツタ間が
順方向に各々抵抗R2〜Rnを介して接続されてい
る。これら分流トランジスタQ1及び駆動トラン
ジスタQ2〜Qnの各トランジスタのベースは共通
に誤差検出回路10aの出力端子に接続されてい
る。この誤差検出回路10aは例えば差動増幅回
路により構成され、誤差出回路10aの一方の入
力端子と第1の端子との間には基準電圧源
Erefが接続され、他方の入力端子は第2の端子
に接続されて4端子の速度制御用IC10を構
成している。この速度制御用IC10の外部受動
回路素子として、電源端子Vccと第3の端子と
の間に直流モータMが接続され、上記電源端子
Vccと第1の端子との間に抵抗Rtが接続されて
いる。更に第1の端子と第3の端子との間に
は抵抗Ra,Rbを直列接続した分圧回路が接続さ
れ、この分圧回路の分圧点、即ち、抵抗RaとRb
との接続点と第2の端子とが接続されている。
かかる構成からなる本発明の実施例についての
作用を以下に述べる。
尚、速度制御用IC10の内部パラメータとし
て基準電圧Eref、定数K及び電流Irは電源電圧或
は雰囲気の変化に対して極めて安定に設定され
る。
直流モータに流れる電流Iaに比例して抵抗Rtに
流れる電流をItとすると、 Ia=K・It ……………(6) 但しKは定数 そして、Rtを流れIC10を動作させる僅かな
バイアス電流をIr、抵抗Rtを流れ分圧回路の抵抗
Ra,Rbに流れる僅かな電流をIsとすると、 Is=Eref/Ra ………(7) また、第2図より電源端子Vccと誤差検出回路
10aの一方の入力端子との間の電圧VABは VAB=Eref+Is・Rt+Ir・Rt+It・Rt
……………(8) となり、Ir及びIsはItに比べて微少な電流値に設
定できることから(8)式は VAB=Eref+It・Rt …………(8)′ と省略できる。
また電源端子Vccより誤差検出回路10aの他
方の入力端子との間の電圧、即ち電源端子Vccか
ら直流モータM及び抵抗Rbを介して他方の入力
端子に至る間の電圧VACは、 VAC=E0+Ia・R0−Eref・Rb/Ra ……(9) となる。
以上第2図について説明した各数式の関係をシ
グナルフローグラフに示すと第3図のようにな
る。なお、Gmは誤差検出回路10aの電圧電流
ゲイン、Tdは直流モータMの負荷トルク、Jは
回転子の慣性モーメント、Sはラプラス変換子を
示す。
そして一般はGmは充分に大きくとれるので、
Gm=∞とおくと、基準電圧Erefからみた回転数
Nは、 N(S)/Eref(S)=(1+Rb/Ra)/KZΦ/S{J(R−Rt/K)/KZΦ・K
Φ}+1……………(10) となり負荷トルクTdからみた回転数Nは、 N(S)/Td(S)=−(R−Rt/K)/KZΦ・KZΦ/S{J(R−Rt/K)/KZΦ
・KZΦ}+1……………(11) となる。
従つて上記(10)及び(11)式より回転数の静特性を求
めると、S=0となることから、 N=Eref(1+Rb/Ra)/K2ZΦ−Td(R0−Rt/K)/K1ZΦ・K2ZΦ ……………(12) となり、この(12)式が第2図に示した制御装置にお
ける回転数を表わす基本式となる。
この(12)式で示した基本式において第2項は負荷
勾配を表わし、従来例で示した(5)式の第2項と同
一となる。この項に対する温度変化を相殺する為
には、抵抗Rtの温度係数を等価内部抵抗R0の温
度係数に近ずけるとよい。因みに一般の直流モー
タMにおける等価内部抵抗R0の温度係数は+0.4
%/℃〜+0.3%/℃であり、K1ZΦ及びK2ZΦは
−0.18%/℃〜−0.1%/℃である。このような
等価内部抵抗R0の温度係数に対して抵抗Rtに正
の温度係数を持たせて温度補償をしている。
この結果、負荷勾配は温度変化に対して影響を
受けない。更に、上記(12)式第1項では抵抗Rtが
含まれないため、何ら影響を及ぼさないことが理
解できる。また、回転数Nの調節は分圧回路の抵
抗Ra,Rbの分圧比を可変することにより、上記
(12)式第1項から回転数が変化する。
尚、基準電圧Erefは、前述のように第1の端
子と誤差検出回路10aの一方の入力端子との
線路間に接続する他、第2の端子と誤差検出回
路10aの他方の入力端子との線路間に接続して
もよく、また、これら両者に各々接続してもよ
い。
以上説明した本発明によれば、第1の端子と第
3の端子との間に分圧回路を接続し、この分圧回
路の分圧点と第2の端子とを接続したことによ
り、前記(12)式第1項から抵抗Rtに関するバラメ
ータが削除できるので、従来例の(5)式第1項に示
されるように抵抗Rtに正の温度係数をもたせて
も、この項全体として正の温度係数となり、定数
K2ZΦの負の度係数と相反して適切な温度補償が
できなくなることがなく、単独に負の温度係数を
持たせることができる。しかも従来例では、回転
数調節のために抵抗Rsを変化させているが、上
述のように抵抗Rtに正の温度係数を持たせて
も、抵抗Rs,Rtの比により温度係数が変化して
しまうが、本発明では(12)式第1項から抵抗Rtが
削除されているので、分圧回路の分圧比のみで回
転数調節ができ、温度係数の変化はない。また、
従来例においては抵抗Rsが温度変化を受けた場
合、回転数が変化してしまうが、本発明では、分
圧比としているので、温度変化に対して比の値は
一定にできるため温度変化があつても極めて安定
な回転数が維持できる。また、前記(12)式の第1項
と第2項において、各々独立に温度係数設定及び
パラメータ設定が可能であり、設計の自由度が広
く、広汎な応用ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す回路図、第2図は本発明
の一実施例を示す回路図、第3図は同回路図にお
ける制御系のシグナルフローグラフである。 10……直流モータ速度制御用IC、10a…
…誤差検出回路、Ra,Rb……分圧回路の抵抗、
M……直流モータ、Rt……抵抗、Q1……分流ト
ランジスタ、Q2〜Qn……駆動トランジスタ、
Eref……基準電圧、……第1の端子、……
第2の端子、……第3の端子、……第4の端
子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、この分圧回路の分圧点を前記
    第2の端子に接続し、この分圧点の電圧と前記基
    準電圧とが等しくなるように制御されることを特
    徴とする小型直流モータの速度制御装置。
JP9962079A 1979-08-04 1979-08-04 Speed controller for compact dc motor Granted JPS5625392A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9962079A JPS5625392A (en) 1979-08-04 1979-08-04 Speed controller for compact dc motor
US06/174,429 US4350937A (en) 1979-08-04 1980-08-01 Motor speed control device for DC motor
EP80302643A EP0024151B1 (en) 1979-08-04 1980-08-04 Motor speed control device for dc motor
DE8080302643T DE3068198D1 (en) 1979-08-04 1980-08-04 Motor speed control device for dc motor

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JPS5625392A JPS5625392A (en) 1981-03-11
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JPS58165681A (ja) * 1982-03-26 1983-09-30 Sanyo Electric Co Ltd 直流モ−タの速度制御回路
JPS6288489U (ja) * 1985-11-20 1987-06-05
JP2625176B2 (ja) * 1988-10-14 1997-07-02 株式会社テック 充電式電気かみそり

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