JPS627793B2 - - Google Patents

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JPS627793B2
JPS627793B2 JP13904181A JP13904181A JPS627793B2 JP S627793 B2 JPS627793 B2 JP S627793B2 JP 13904181 A JP13904181 A JP 13904181A JP 13904181 A JP13904181 A JP 13904181A JP S627793 B2 JPS627793 B2 JP S627793B2
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JP
Japan
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resistor
motor
power supply
resistance
voltage
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JP13904181A
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JPS5839293A (ja
Inventor
Hiroshi Mizuguchi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5839293A publication Critical patent/JPS5839293A/ja
Publication of JPS627793B2 publication Critical patent/JPS627793B2/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
    • H02P7/2855Arrangements 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 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装置、さらに詳
しくは、特に、マイクロカセツトテープレコーダ
などの様に低電圧のもとで動作させる必要のある
刷子形小型直流モータに適した速度制御装置を提
供するものである。
第1図は従来からよく知られたブリツジ検出型
の直流モータの速度制御装置の回路図であり、直
流モータ1と直列に接続された低抵抗2によつて
ブリツジ回路の低抵抗辺を構成し、抵抗3と抵抗
4によつてブリツジ回路の高抵抗辺を構成してい
る。
前記ブリツジ回路の平衡条件が成立していると
きには、第1図の検出点a―b間には前記直流モ
ータ1の回転速度に依存した電圧が現われ、コン
パレータ5と基準電圧源6によつて構成された誤
差検出器の出力を、ブリツジ回路の給電路中にコ
レクタ・エミツタ路が挿入された給電制御トラン
ジスタ7のベースに印加することにより、前記直
流モータは定速制御される。
さて、コンパレータ5の実際の構成は第2図に
示す様な回路構成あるいは類似のもの(多くの場
合、電源の極性が入れ替わつて、NPNトランジ
スタがPNPトランジスタに、またPNPトランジス
タがNPNトランジスタに置換されたものが用い
られる。)が用いられるが、例えば、第2図の回
路を例にとつて説明すると、第1図の直流モータ
1の端子電圧が1V以下にまで下降すると、コン
パレータ5は動作しなくなつてしまう。
冒頭において述べたマイクロカセツトテープレ
コーダあるいは、それに類似の機器では、単三形
乾電池2個分の3V電源で使用することが多く、
直流モータ1もそれらの事情に合わせて、定格負
荷時の端子電圧が1V程度になる様に設計されて
いる。
何らかの原因で直流モータの負荷が軽くなつた
とき、前記直流モータの端子電圧が1V以下にな
ることは充分にあり得るため、第1図のコンパレ
ータ5として第2図の回路を用いることは好まし
くない。なぜならば、第2図の回路において差動
段を構成するトランジスタのベース・エミツタ間
電圧は約0.7Vを必要とし、共通エミツタの定電
流源にも0.3V以上の電圧が必要となるからであ
る。
第2図のNPNトランジスタをすべてPNPトラ
ンジスタに置換し、PNPトランジスタをすべて
NPNトランジスタに置換したとすると、今度は
直流モータ1の負荷がきわめて重くなつたとき
(例えば前記直流モータ1の起動時)、給電制御ト
ランジスタ7はフルオン(飽和)して電源電圧の
殆んどが前記直流モータ1の両端に印加されるの
で、同じ様にコンパレータ5は動作しなくなる。
結局、第1図の回路構成は、この様な低電圧の
もとで使用される用途には適しておらず、一般に
は第3図に示す様な回路構成が使用される。
第3図において、抵抗2の直流抵抗値は直流モ
ータ1の内部抵抗値の10分の1位に選定されるの
が常であるから、負荷の増減によつて前記直流モ
ータ1の両端の電圧が大きく変化したとしても、
a点あるいはb点とプラス側給電線路8の間には
常に電源電圧に近い電圧が現われるので、コンパ
レータ5の内部構成を第2図の回路の相補型の構
成(NPNトランジスタをPNPトランジスタに置
換し、PNPトランジスタをNPNトランジスタに
置換したもの。)とすることによつて、前記コン
パレータ5が動作しなくなるという事態を回避す
ることが出来る。
しかしながら、第3図の回路構成では、直流モ
ータ1のいずれの端子もプラス側給電線路8ある
いはマイナス側給電線路9から浮いているため、
ノイズ対策上きわめて不都合となる。
すなわち、直流モータ1は一種の火花ノイズ発
生器であり、輻射ノイズを防止する為にシールド
ケースに入れたり、あるいは伝導ノイズを防止す
るためにGNDラインとの間にコンデンサを接続
したりするが、第3図の回路構成では直流モータ
1のいずれの端子もGNDラインからの有限イン
ピーダンスを有しているため、ノイズ防止対策が
難かしくなる。
また、直流モータ1に直列にチヨークコイルを
接続し、並列には大容量のコンデンサを接続して
給電制御トランジスタ7にスイツチング給電を行
なわせる場合、チヨークコイルの挿入箇所はブリ
ツジ回路と給電制御トランジスタの間に限定され
るという不都合もある。
すなわち、第3図に矢印で示す様に、チヨーク
コイル10をブリツジ回路と前記トランジスタ7
の間に挿入し、さらにブリツジ回路に並列にコン
デンサを接続した場合にはスイツチング給電を行
うことが出来るが、前記チヨークコイル10の挿
入損失(直流抵抗による損失)をなくす目的で抵
抗2をチヨークコイルに置換して動作させること
はきわめて難しい。
その理由は第1図の回路構成と第3図の回路構
成の違いに起因し、第1図の回路においては、抵
抗2をチヨークコイルに置換したとしても、直流
モータ1および抵抗3に並列に平滑用のコンデン
サを接続すれば、コンパレータ5の入力信号のパ
ルス成分は除去されるが、第3図の回路では、直
流モータ1および抵抗3に並列に平滑用のコンデ
ンサを接続しても、コンパレータ5の入力電位は
同相でパルス的に変化し、しかも同相分が本来検
出すべき速度電圧成分よりも大きくなるので、パ
ルス的な入力電位の変動に影響されない出力を前
記コンパレータ5から取り出すことは、きわめて
難しくなる。
本発明の直流モータの速度制御装置は以上の様
な問題を解消するものである。
第4図に本発明の一実施例の回路結線図を示
す。なお、同図において、第1図および第3図で
説明したものと同様のものは同一の符号を付して
いる。
第4図において、直流モータ1と、該直流モー
タ1の内部抵抗Raよりも小さい直流抵抗値R1
有する第1の抵抗体2′を直列に接続して低抵抗
辺が構成され、前記第1の抵抗体2′よりも大き
い直流抵抗値R2を有する第2の抵抗体3′と、前
記抵抗体3′よりも大きい直流抵抗値R3を有する
第3の抵抗体4′を直列に接続して高抵抗辺が構
成され、前記第1の抵抗体2′と前記第2の抵抗
体3′が互いに対辺となる様に、前記低抵抗辺と
前記高抵抗辺が並列に接続されてブリツジ回路が
構成されている。さらに前記直流モータ1と並列
に直流抵抗値R11を有する第4の抵抗体11と直
流抵抗値R12を有する第5の抵抗体12からなる
直流回路が接続され、前記第2の抵抗体3′と前
記第3の抵抗体4′の接続点dと、前記第4の抵
抗体11と前記第5の抵抗体12の接続点cの間
の電圧がコンパレータ5と基準電圧源6よりなる
誤差検出増幅器に印加され、前記コンパレータ5
の出力によつて、前記ブリツジ回路の給電路中に
接続された給電制御トランジスタ7の通電量を制
御する様に構成されいる。
一般に、直流モータの等価回路は発電電圧Ea
と、内部抵抗Raの直列回路で表わされ、前記発
電電圧Eaは回転速度に比例して変化する。
すなわち、 Ea=Ka・N ……(1) ただし、Nは直流モータの回転速度であり、
Kaは該直流モータの発電定数と呼ばれるもので
ある。
第4図において、直流モータ1に流れる電流を
a、抵抗3′,抵抗11に流れる電流を、それぞ
れI3,I11として、ブリツジ回路の検出端子c―d
間に現われる電圧Ecdを求めると次式のごとくと
なる。
cd=R1(Ia+I11) +R12・I11−R3・I3 ……(2) また、 Ia・Ra+Ea=I11(R11+R12) ……(3) Ia・Ra+Ea+R1(Ia+I11) =I3(R2+R3) ……(4) 上記(3),(4)式を(2)式に代入して整理すると、Ecd
は次の様に表わせる。
cd={R(R+R12)/R11+R12+R
−R/R+R −R/(R+R)(R11+R12
)}Ia +{R+R12/R11+R12−R/R
−R/(R+R)(R11+R12)}
a……(5) ここで、 Ra(R+R12)/R11+R12+R
RaR/R+R −RaR/(R+R)(R11+R
)=O……(6) が成立しているものとすると、(5),(6)式より Ecd=−R/R(R+R)・Ea……(7) さらに、(1)式を考慮すると、 Ecd=−R/R(R+R)・Ka・N……
(8) となり、第4図のブリツジ回路の検出端子c―d
間に現われる電圧は直流モータ1の回転速度Nに
比例した値となることがわかる。
さて、具体的な数値例として次に示す定数を用
いて実際の平衡条件を求めてみる。
すなわち、 Ra=6(Ω) R1=1(Ω) R11=1000(Ω) とすると、(6)式より、 R12=1/7(6000・R/R−1006) ……(9) また、(7)式より、 いま、R3/R2=6に設定したとすると、(9)式
および(10)式より、 R12≒5000(Ω) Ecd=Ea/42 が得られる。
この定数のもとで第4図のc点の電位が最も低
下する状態、つまり、コンパレータ5として第2
図に示す様な回路を用いたときの最悪状態は、給
電制御トランジスタ7がフルオンしてブリツジ回
路の給電端にほぼ電源電圧が印加された場合に生
ずる。
この様な状態は直流モータ1の起動時(Ea
O)に生じ、そのときのブリツジ回路の高抵抗辺
側の等価回路は第5図bの様に表わすことが出来
る。なお、第5図aは等価変換する前の回路であ
る。
第5図bより明らかな様に、本発明の第4図の
回路では直流モータ1の起動時にブリツジ回路の
給電端に電源電圧の殆んどすべてが印加されたと
しても、c点の電位は電源電圧の7分の1(先に
述べた定数のもとで)しか低下せず、c点とマイ
ナス側給電線路9の間にはコンパレータが充分動
作するだけの電圧を確保することが出来る。
また、直流モータ1の一端はプラス側給電線路
8に直接接続されているので、伝導性の火花ノイ
ズ対策としては前記直流モータ1の両端にコンデ
ンサを接続するだけで良く(殆んどの場合、Vcc
ラインとGNDラインの間には大容量のコンデン
サが接続されているので、VccラインとGNDライ
ンの間の交流インピーダンスはきわめて低い。)、
また、第6図に示す様に簡単にスイツチング給電
を行なわせることも出来る。
第6図において点線内の回路は本発明を摘用し
たスイツチング制御用ワンチツプICによつて構
成されており、第2の抵抗体3′、第3の抵抗体
4′、第4の抵抗体11、第5の抵抗体12、コ
ンパレータ5、給電制御トランジスタ7などは、
すべて前記IC100の内部で構成されている。
また、直流モータ1に直列に接続されたチヨー
クコイル10は前記2′で示す第1の抵抗体を構
成している。
なお、本発明は第4図、第6図に示した実施例
に限定されるものではなく、種々に変形して応用
することが出来る。例えば、第7図の回路はPNP
トランジスタとNPNトランジスタを置換して電
源の極性も入れ替えたものである。
以上の様に本発明の直流モータの速度制御装置
は、直流モータと、該直流モータに直列に接続さ
れた低抵抗体によつてブリツジ回路の低抵抗辺を
構成し、前記低抵抗体よりも大きい直流抵抗値を
有する第2、第3の抵抗体によつて前記ブリツジ
回路の高抵抗辺を構成し、さらに前記直流モータ
の端子間を抵抗分割して、その中点から検出出力
を取り出す様に構成しているので、低電圧のもと
で動作させるのに適した速度制御装置が実現出
来、スイツチング給電も容易に行なえるなど、大
なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は従来例の回路結
線図、第4図は本発明の一実施例を示す回路結線
図、第5図a,bは本発明の効果を説明するため
のブリツジ回路の部分的等価回路図、第6図およ
び第7図は本発明の別の実施例の回路結線図であ
る。 1……直流モータ、2′……第1の抵抗体、
3′……第2の抵抗体、4′……第3の抵抗体、5
……コンパレータ、6……基準電圧源、7……給
電制御トランジスタ、10……チヨークコイル、
11……第4の抵抗体、12……第5の抵抗体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流モータと、該直流モータの内部抵抗より
    も小さい直流抵抗値を有する第1の抵抗体を直列
    に接続して低抵抗辺を構成し、前記第1の抵抗体
    よりも大きい直流抵抗値を有する第2の抵抗体と
    前記第2の抵抗体よりも大きい直流抵抗値を有す
    る第3の抵抗体を直列に接続して高抵抗辺を構成
    し、前記第1の抵抗体と前記第2の抵抗体が互い
    に対辺となる様に前記低抵抗辺と前記高抵抗辺を
    並列に接続してブリツジ回路を構成し、さらに前
    記直流モータと並列に第4の抵抗体と第5の抵抗
    体の直列回路を接続し、前記第2の抵抗体と前記
    第3の抵抗体の接続点と、前記第4の抵抗体と前
    記第5の抵抗体の接続点の間の電圧を誤差検出手
    段に供給し、前記誤差検出手段の出力によつて前
    記ブリツジ回路の給電路中に接続された給電制御
    手段の通電量を制御するように構成したことを特
    徴とする直流モータの速度制御装置。 2 特許請求の範囲第1項の記載において、前記
    第1の抵抗体をチヨークコイルによつて構成し、
    前記給電制御手段にスイツチング動作を行なわし
    めるようにしたことを特徴とする直流モータの速
    度制御装置。
JP13904181A 1981-09-02 1981-09-02 直流モ−タの速度制御装置 Granted JPS5839293A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06341172A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Shoei Kamei Kk コンクリート構造物における伸縮目地構造

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JPH06341172A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Shoei Kamei Kk コンクリート構造物における伸縮目地構造

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