JPS63186590A

JPS63186590A - 電流制限装置付直流モ−タ

Info

Publication number: JPS63186590A
Application number: JP61048165A
Authority: JP
Inventors: ロルフ・ミユラー
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1985-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1988-08-02
Also published as: JPH10117494A; JP3119299B2

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】〔技術分野〕本発明は、特許請求の範囲第１項の前文に記載の直流電
動機の制御回路に関する。

〔従来の技術〕

このような回路は、西ドイツ特許出願公開第３０４４０
２７　　号公報から知られている。この公知の回路にお
いて電流制限装置が設けられ、この装置は、電動機の最
大電流を、その全体の回転数範囲に亘って完全に一定に
保持している。このような電動機が外部の咬み合いによ
って拘束された場合には、比較的大きな電流が流れ、そ
のために過熱される場合がある。

〔目的〕

従って本発明の目的は、そのような電動機において特に
電動機が拘束された場合に電流を減少させることにある
。

〔発明の構成概要〕

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項に
記載の対策によって達成される。

〔好適な実施の態様〕

本発明の詳細および好適な実施態様は、次に説明され図
に示された１本発明を決して限定するものではない実施
例に示され、さらに特許請求の範囲の従属項に記載され
ている。

〔実施例〕

第１図は、一般の集電子形小形電動機として構成されバ
イパスダイオード１１を並列に接続することが可能な直
流電動機１０を示している。電動＠１０の一方の端子は
、プラス導線１２と接続され、この導線は、逆極保護の
役割をなすダイオード１３を介して端子１４に接続され
ている。電動機１０の他方の端子は、ｎｐｎダーリント
ントランジスタ１５のコレクタと接続され、そのエミッ
タはマイナス導線１６と接続され、このマイナス導線は
、低抵抗の測定抵抗２０およびこれに接続された導線部
分２１を介して電動機装置の端子１７に接続されている
。端子１４および１７は、例えば１２Ｖまたは２４Ｖの
蓄電池に接続することができる。

導線１２および２１の間には、平滑コンデンサ１８が接
続されている。さらに、抵抗１９は導線１２によって接
続点２２に接続され、この接続点からツェナーダイオー
ド２３が導線２１に接続されている。この接続点２２は
、ｎｐｎ）ランジスタ２４のベースに接続され、このコ
レクタは抵抗２５を介して導線１２に接続され、そのエ
ミッタは導線２６に接続され、動作時には、この導線２
６に、導線２１に対して一定な例えば５ｖの電圧が印加
される。従って、要素１９ないし２５は、導線２６に接
続された電流制限装置２７の構成要素に対する電圧安定
装置として使用され、前記電流制限装置２７は、測定抵
抗２０における電圧降下を検出し、所定の最大電流の場
合、抵抗２０における電圧降下に応じてダーリントント
ランジスタ１５を阻止し、従って端子１４．１７から電
動機１０に流れる電流が遮断され、電動機１０内の電流
が、バイパスダイオード１１を介して減衰する。時間関
数素子によって作動されるが所定の最小電流が認められ
るまでの時間経過によっても得られる遅延時間の後、電
流が電動機１０に再び投入され、最大電流の所定値を再
び超過した際、この動作が緑返される。本発明は、最大
電流の所定値が、零回転数の場合および低回転数の場合
に、電動機１０の定格回転数の場合より小さくなるよう
に、最大電流の所定値を制御する問題に関する。

電流制限装置２７は演算増幅器３０を備え、この演算増
幅器３０は、比較器としての役割をなし、導線２６およ
び２１によって電流が供給される。マイナス符号で示さ
れた反転端子は、接続点３１と接続され、この点から抵
抗３２が導線２６に接続され、抵抗３３が導線２１に接
続されている。従って、抵抗３２および３３は１分圧器
を構成する。抵抗３３と並列に数ルＦのコンデンサ３４
が接続されている。さらに、接続点３１から抵抗３５が
ｎｐｎｈランジスタ３６のコレクタに接続され、そのエ
ミッタは導線２１と接続され、そのベースは抵抗３８を
介して比較器３０の出力端子３７と接続されている。比
較器３０は、その反転していない入力端子十が、その反
転入力端子−よりも負の電位を有する間、その出力端子
３７が、内部において導線２１と接続されるように、内
部が構成されている。これに対して、逆転された場合に
は、出力端子３７は導線２１と接続されていない（いわ
ゆる開放コレクタを有する回路）、この出力端子３７は
、抵抗３９を介して導線２６と接続され、抵抗４２を介
してｎｐｎ）ランジスタ４３のベースと接続され、その
コレクタは、抵抗４４を介して導線１２と接続され、そ
のエミッタは導線１６と接続されている。従って、比較
器３０の出力端子３７が導線２１と接続された場合には
、トランジスタ３６および４３を阻止し、トランジスタ
１５は、抵抗４４を介してベース電流を得るため、電動
機１０にトランジスタ１５を介して電流が供給される。

逆に、比較器３０の出力端子３７が導線２１と接続され
ていない場合には、トランジスタ３６および４３は、抵
抗３９を介してベース電流が供給され、導通する。次に
トランジスタ１５が阻止されると、トランジスタ３６は
、抵抗３５が抵抗３３と並列に接続されるように作動す
る。特に、抵抗３５が抵抗３３より極めて僅か小さいよ
うに、抵抗３５および３３が構成されているため、これ
らの抵抗は、実際には、抵抗３３の値、または、この抵
抗３３に印加され測定抵抗２０を流れる電流の最高値を
決定する電圧の値を二分するように作用する。

比較器３０は、動作時に、電動機１０の回転数、従って
その逆起電力に依存して常にその接続状態を変えるため
、トランジスタ３６は動作時に連続的に導通Φ阻止され
、従って接続点３１と導線２１との間の電圧が、この変
化の周期で常に変動するかの如く作動する。これは、こ
の電圧を平滑にするコンデンサ３４によって回避され、
従って、コンデンサ３４における直流電圧は、定常の運
転回転数の場合にトランジスタ３６が常に阻止されてい
るため高く、これに対して電動機１０が阻止されている
場合には、トランジスタ３６が大部分の時間、導通して
いるため低い。電動機１０の起動時に、コンデンサ３４
におけるこの電圧は、静止時の低い値から出発し、運転
回転数における最高値まで、はぼ連続的に増加する。こ
のように、電流制限装置２７によって制限された最大電
流の値は、電動ｆｉｌｏの回転数の関数である。

トランジスタ３６．抵抗３３，３５．およびコンデンサ
３４からなる回路は、ディジタル・アナログ変換器と同
様に、電流パルスのタイミングパルス時間率（デユーテ
ィ比）、従って間接的には電動機１０の回転数に依存し
て、この値を制御するように作用する。

比較＠３０は、いわゆるタイミングパルス増幅器として
接続され、このためキャパシタンスをもつ正帰還特性を
有し、従って比較器３０は、高過ぎる電動機電流に作用
した場合には、所定時間後に初めて以前の接続状態に再
び復帰することがでいきる。このため、出力端子３７は
、抵抗４６および第１コンデンサ４７の直列回路を介し
て接続点４８と接続され、この接続点４８は、第２コン
デンサ４９を介して比較器３０の反転されていない入力
端子と接続されている。さらに、２つのダイオード５２
．５３が接続されている。ダイオード５３の７ノードは
導線２１と接続され、そのカソードは接続点４８と接続
されている。ダイオード５２のカソードは、比較器３０
の反転されていない入力端子と直接接続され、抵抗５４
を介して導線１６と接続されており、他方において、そ
の７ノードは接続点４８と接続されている。

タイミングパルス増幅器の時定数は、抵抗４６．５４お
よびコンデンサ４７によって、はぼ決定される（抵抗４
６は主として比較器３０の高周波振動の防止に使用され
る）、これらの接続要素は、コンデンサ４７の再充電時
間をほぼ決定する。電動機の拘束状態および低回転数の
場合、タイミングパルス増幅器が高周波数に接続される
ため、コンデンサ４７の再充電に充分な時間を使用する
ことができない、従って、回転数の減少に伴って電動機
電流が例えば３０％増加し、これは説明した理由から不
都合であり、特に電動機１０が停止されている場合には
、これによってパワートランジスタ１５も危険にさらさ
れる場合がある。コンデンサ４７を充電する場合、ダイ
オード５３が抵抗５４を橋絡するため、ダイオード５３
によって、遅延が生じないようになる。これに対して、
コンデンサ４７の放電時に、ダイオード５３は阻止され
るが、ダイオード５２は導通し、従って抵抗５４を通し
て放電が行われ、必要な時間特性が得られる。

さらに、正帰還特性を所望の状態に制御するため、第２
コンデンサ４９が設けられ、これは、例えばコンデンサ
４７の３分の１のキャパシタンスをもち、ダイオード５
２と並列に接続されている。このコンデンサ４９は、タ
イミングパルス増幅器の高速切換を行なう、コンデンサ
４９が、コンデンサ４７と同じ大きさにつくられている
場合には、第２コンデンサ４９の充電動作および放電動
作が非対称にならないため、低回転数の場合に再び不都
合な状態になる。ダイオード５２および５３によって、
（トランジスタ３６および抵抗３５がない場合）回転数
の低下に伴って電動機電流が一層高い値に制限されるこ
とが防止される。

次に、第１図に示す回路の構成要素の幾つかの代表的な
値が示されており、その場合。

ｋ＝にΩ、ｎ＝＝ｎＦを意味している。

ダイオード１３・・・　　　　　　型式４００１コンデ
ンサ１８・・・　　　　　　１００終Ｆ抵抗２０・・・
　　　　　　　　　０．１Ω抵抗３２・・・　　　　　
　　　　１００に抵抗３３・・・　　　　　　　　　１
３に抵抗３５．３８，４２．２６・・・１０に抵抗３９
．４４・・・　　　　　　１．５に抵抗４６・・・　　
　　　　　　　ｌｋ増幅器３０・・・　　　　　　　　
ＬＭ３９３コンデンサ４７・・・　　　　　　１５ｎコ
ンデンサ４９・・・　　　　　４．７ｎ抵抗５４・・・
　　　　　　　　　３．３にコンデンサ３４・・・　　
　　　３ｇＦ動作：静止している電動機を電源に接続した場合、この電動機
はまだ回転しないため、電動Ｉａ、１０の逆起電力は零
である。従って、電動機電流が急速に増大するため、短
い投入時間の後、電流制限装置２７が作動し、高いタイ
ミングパルス周波数および低いタイミングパルス時間率
によって電流を遮断する。従って、トランジスタ３６は
、この高いタイミングパルス周波数によって極めて短時
間、例えば１０　ｍ　ｓで阻止され１次に比較的長い時
間、例えば５０ｍｓの間、導通し、これによってコンデ
ンサ３４の電圧が、連続的に開路されたトランジスタ３
６の場合の値の約半分に減少する。

従って、測定抵抗２０を流れる電流が、定格回転数にお
ける値の約半分に制限され、しかも、この減少した電流
がタイミングパルス増幅器３０の一定の接続および切離
しによって、電動機に外部から極めて短い時間間隔の間
、供給されるため、電動機１０への電力供給は、定格回
転数における電力の約４分の１に制限され、その結果、
阻止された状態において過熱を生じない。

電動機１０が起動すると、その回転数にほぼ比例した逆
起電力を誘起し、従って電動機内の電流が徐々に増加し
、タイミングパルス増幅器３０のＰａ統期間が長くなり
、即ちいわゆるパルス時間率またはタイミング比率（マ
ーク◆スペース比率）が増加し、トランジスタ３６は一
層長い時間、非導通となり、一層短い期間だけ導通する
。これに対応してコンデンサ３４の電圧が増加し測定抵
抗２０を流れる電流が、一層高い値に制限される。

これは、例えば通風機のような回転数に依存する負荷の
場合、充分な起動モーメントを発生するために必要であ
る。

定格回転数の場合、電動機１０の逆起電力が極めて大き
いため、その電流は許容最大電流以下であり、従って電
流制限装置２７は作動せず、双方のトランジスタ３６お
よび４３は常に非導通状態にあり、トランジスタ１５は
常に導通状態にある。その場合、コンデンサ３４におけ
る電圧は、その最大値を有し、電流は、例えば回転数が
零の場合または低回転数の場合の２倍の値に制限される
。このようにして、電流制限作動値が、最低の費用で回
転数に依存して変化される。ダイオード５２および５３
の動作は既に説明した。これらは同じ目的に使用され、
構成要素３４ないし３６の動作を支援する。

電流制限作動値の変化が他の方法によって得られること
は勿論である０例えば、抵抗３３の代りに電位差計を使
用することが可能であり、これは、偏位が増幅器のタイ
ミングパルス周波数の関数である電気調整装置によって
調整される。または、抵抗３２と並列に、抵抗およびト
ランジスタの直列回路を接続することができ、この場合
、このトランジスタは、トランジスタ１５も導通してい
る場合に導通する。この場合、平滑コンデンサ３４を使
用する必要があり、この平滑コンデンサ３４は、接続点
３１と導線２１との間か、または点３１と導線２６との
間に接続することができる。また、この代りに、測定抵
抗２０の値をパルス時間率に依存して変化することも可
能であるが、これは数羽の構成要素を前提とする。従っ
て、本発明の枠内において多くの変更を加えることがで
き、図示の実施態様は、現在において知られた最良の実
施態様ではあるが、決して唯一のものではない。

第２図ないし第４図は、無集電子直流電動機の場合にお
ける本発明の適用を示している。第１図の場合と同一ま
たは同じ作用を行なう部分は、第２図ないし第４図にお
いても同じ参照符号で示されており、再度説明されては
いない。このような電動機の代表的な実施例が、第２図
に極めて概略的に示されている。第２図は、２極、２パ
ルス、単相の無集電子直流電動機を示している。

定義：２パルス：　電気角３６０°の回転子回転毎に固定子に
供給される電流パルスの数。これは例えば２パルス電動機の場合、電気角３６０”当り２電流パルスである。

単相：　　　電動機が唯一つの巻線を備える。

２極：　　　回転子が２極を備える。

実施例には示されていないが、他のパルス形態、他の相
数および極数を有する電動機の場合にも、本発明が同様
に適用されることは勿論である。

第２図に示された電動機６０は、２極、２パルス、単相
の外部回転子電動機である。この外部回転子６１は半径
方向に磁化されており、この場合、双方の極がＮおよび
Ｓで示されている。

この磁化は、極間に狭い空隙部６４および６５（電気角
的５″ないし１５°）を備えて梯形をなしている。梯形
の磁化は、夫々電気角１６５°ないし１７５°に亘って
実際的に一定な磁束を生じ、これに続いて磁化が単調に
低下している（詳細に説明された出願人の西ドイツ特許
第２ａｔ＋’ｎｏ　　号参照）。

回転子６１は、周囲部分６２、例えば鋼製の深絞りされ
た容器を備え、この図示されていなし）底部は、回転子
の図示されていない軸と結合されている。この容器６２
の中に特別な磁石６３が固定されている。容器６２には
、電動機６０によって駆動される通風機の通風羽根６７
が溶接されてｌ、Ｘる。ここでは１つの羽根６７だけが
示されてし）る。

第２図において、実際に一定な磁束（磁束密度）を有す
る個所が、北極ではノ＼ツチングにより、南極では点に
よって概略的に示されている。

回転方向は符号６６で示されている。固定子６８は、２
つの突出した極すなわち上部極６９および下部極７０を
備え、これらの極の間には、単相巻線７５が設けられる
溝７３および７４を包含し、この巻線の２つの端子は符
号７８および７９で示されている０回転子位置センサ８
２が、溝７４の開口部に設けられている。これは特に電
流磁気センサ、例えばホールＩＣである。ホールＩＣは
、回転子６２が回転する際に、ｍ＝５０％のパルス時間
率を有する、換言すればパルス長さが休止長さと略等し
い略矩形信号を送出する。

固定子極６９の上の空隙部８３、およびこれと形状が等
しい極７０の上の空隙部８４は、アメリカ合衆国特許第
４０３０００５　　号明細書が示すように形成されてい
る０例えば空隙部８３は、溝７３から出発して回転方向
に最大点８０まで増大し、そこから最小点ｄ、まで単調
に再び減少している。

従って、所望の磁気抵抗モーメントが生じる（前述の西
ドイツ特許第２３４ｆ）３８０　　号明細書参照）。

本発明による電動機が、同様に、内部回転子電動機とし
て、または（平らな空隙部を備えた）平形電動機として
も構成されることは勿論である０図示の円筒形空隙部の
場合の空隙部の形状は、所望の磁気抵抗モーメントの形
態および回転子６１の磁化の形式に依存する。極空隙６
４および６５は、傾斜させることが有効な場合がある。

運転時に巻線７５内に直流パルスが端子７８から端子７
９へ、続いて直流パルスが端子７９から端子７８へ交互
に流れる。互に隣り合う２つのパルスの間には、夫々電
流体止期間がある。この休止期間は、例えば西ドイツ特
許第３０４４０５８号（Ｄ１２２）によって、特に長く
なることを回避するために有効な前記西ドイツ特許の第
４図または第６図による装置によって発生することがで
きる。

第４図が示すように、電動機巻線７５は、２つｃｙ）　
ｐ　ｎ　ｐパワートランジスタ９１．９２および２つの
ｐｎｐパワートランジスタ９３．９４をもつ全ブリッジ
回路９０の一部である。トランジスタ９１および９２の
エミッタはプラス導線１２に接続され、トランジスタ９
３および９４のエミッタはマイナス導線１６に接続され
ている。トランジスタ９１および９３のコレクタは、互
に巻線端子７８に接続されている。同様に、トランジス
タ９２および９４のコレクタは、互に巻線端子７９に’
ｆＲＫＧされている。２つのバイパスダイオード９５お
よび９６は、パワートランジスタ９１および９２と逆並
列に接続され、遮断動作時における過度に高い尖頭電圧
から、このトランジスタを保護している。トランジスタ
９１および９２のベースは、夫々コンデンサ１０１．１
０２を介してプラス導線１２と接続されている。トラン
ジスタ９１ないし９４は、低い動作電圧の場合、簡単な
トランジスタであり、高い動作電圧の場合は特に図示の
ようにダーリントントランジスタである。

ブリッジ回路９０の駆動には、２つのｎｐｎ）ランジス
タ１０６，１０７が使用される。１０６のコレクタは抵
抗１０８を介して９２のベースと接続され、１０７のコ
レクタは抵抗１０９を介して９１のベースと接続されて
いる。１０６のエミッタは９３のベースと接続され、１
０７のエミッタは９４のベースと接続されている。従っ
て、トランジスタ１０６が接続された場合には、２つの
逆向きに対向したパワートランジスタ９２”および９３
が導通し、電流１１が、端子７９から端子７８の方向に
巻線７５を通して流れる。逆に、トランジスタ１０７が
接続された場合には、逆向きに対向したトランジスタ９
１および９４が導通され、電流１２が、端子７８から端
子７９の方向に流れる。

電流制限装置１１０の調整装置として、２つのｎｐｎ）
ランジスタ１１２および１１３が設けられ、これらは夫
々エミッタがマイナス導線１６に接続されている。１１
２のコレクタは９３のベースと接続され、１１３のコレ
クタは９４のベースと接続されている。トランジスタ１
１２のベースは、抵抗１１４を介し、トランジスタ１１
３のベースは、抵抗１１５を介して、電流制限装置１１
０の出力端子３７と接続されている。電流制限装置１１
０が２つのトランジスタ１１２および１１３を導通させ
た場合には、パワートランジスタ９３および９４のベー
スが無電流になり、これら２つのトランジスタが阻止さ
れ、従って巻線７５はマイナス導線１６から切離され、
そこから電流が得られなくなる。これに対して、この場
合、パワートランジスタ９１および９２は引続き接続状
態にある。このことは、巻線７５における電流の減衰が
緩やかになり、巻線７５には、−暦車さな尖頭電圧が生
じるため有効である。このようにすることによって、電
動機６０は、静かに安定して回転し、パワートランジス
タ９１ないし９４の負荷が少くなり、電動機６ｏの鉄損
が減少する。そのほか、電動機への電流供給導線に、−
暦車さな電流変動が生じ、これはコンデンサ１８によっ
て抑制される。

制御トランジスタ１０６および１０７は、制御導線１１
６，１１７を介して電動機の整流制御部１２０から駆動
される。制御部１２０は、選択回路とも称される整流制
御装置１１８を備え、この装はは、制御装置１１８と同
様に示されているように、導線２６および２１の間の調
整された電圧に接続されたホールＩＣ８２（第２図）か
ら制御パルスの供給を受ける。第３図に概略的に示すよ
うに、矩形パルスｘ１ｓ’（第３Ａ図）および１１７”
　（第３Ｂ図）が、制御導線１１６゜１１７に互に交替
して起生され、パルス休止期間αによって互に離間され
ているため、常に交替してパワートランジスタ９１およ
び９４、次にパワートランジスタ９２および９３が導通
され、交替して導通されなければ、これらのトランジス
タは惹起した短絡によって直ちに破壊されるため、全て
の４つのトランジスタ９１ないし９４が、同時に導通さ
れることはない。

ブリッジ回路９０は、別の構成要素を包含し、トランジ
スタ１０６および９３のベースの間に抵抗１２３が設置
すられ、同様にトランジスタ１０７および９４のベース
の間に抵抗１２４が設けられている。トランジスタ１０
６および９３のエミッタ間にコンデンサ１２５があり、
同様にトランジスタ１０７および９４のエミッタ間にコ
ンデンサ１２６がある。これらのコンデンサは、トラン
ジスタ９１．９２の接続の際における不都合な尖頭電流
を回避するのに使用される。コンデンサ１０１．１０２
は、トランジスタ９３および９４の場合の同じ作用を行
なう。

電流制限装置１１０は、第１図の電流制限装置２７と全
く同一に構成されており、従って第１図と同じ符号が使
用されている。しかしながら、第４図では、演算￥ｊｖ
Ａ器３０のほかに演算増幅器１３０を備えた複合比較器
が使用されており、この演算増幅器１３０は、同様に、
その反転されていない入力端子十が、その反転入力端子
−と同様に負電位をもつ間、その出力端子１３１が内部
において導線２１に接続されるように構成されている。

逆の場合には、出力端子１３１は導線２１と接続されな
い（いわゆる開放コレクタを有する回路）、増幅器１３
０は、増幅器３０と共に電流の供給を受け、従って、そ
の電流供給は特に記されていない。第４図の場合、抵抗
３５が、出力端子１３１と接続点３１との間に接続され
、反転されていない入力端子十が、反転入力端子−と同
様に負電位をもつ場合、抵抗３５は演算増幅器１３０に
よって抵抗３３と並列に接続され、逆の場合には、抵抗
３３と並列に接続されない。

第４図において、第１図の抵抗３２が、２つの直列に接
続された抵抗３２゛および３２°“に分割されており、
これらの接続点１３２が、増幅器１３０の反転されてい
ない入力端子牛と接続されている。これに対して、増幅
器１３０の反転入力端子−は、増幅器３０の出力端子３
７とｖｃ続され、従って増幅器１３０は常に増幅器３０
と反対の切換動作を行ない、従って同一のタイミングパ
ルスで切換えらえる０例えば、電動機６０が定格回転数
で回転し、その電流が電流制限装置１１０の作動閾値以
下にある場合には、増幅器３０の出力端子３７が導線２
１と接続され、従ってトランジスタ１１２および１１３
が阻止され、ブリッジ回路９０は、通常、導線１１６お
よび１１７のパルス１１６′、１１７’によって駆動す
ることができる。この場合、増幅器１３０の出力端子１
３１は導線２１に接続されておらず、従って、抵抗３５
は抵抗３３と並列に接続されておらず。

電流制限装置１１０の作動値は高い。

これに対し、起動時には、増幅器３０が高周波数と接続
され、従って、この増幅器が、場合によってはトランジ
スタ１１２および１１３を毎秒数千回、開閉し、これに
よって作動値以上の電流増加を防止するため１巻線７５
への電流の供給を常に遮断する。この電流遮断の間、増
幅器１３０によって抵抗３５が抵抗３３と並列に接続さ
れ、従って電流制限装置１１０の作動値が適切に低下し
、適当に小さな電流が巻線７５に流れ、その結果、電動
ａ６０によって使用される電力は、第１図において説明
したように、例えば定格回転数の場合の電力の４分の１
に制限される。

第４図の構成要素の値は、第１図に対して示された値と
同じである。２つの演算増幅器３０および１３０には、
２つのそのような増幅器を備えた例えば複合比較器ＬＭ
３９３を使用することができ、従って装置通風機に特に
重要であるが、装置の全体の寸法が極めて小さくなる。

第４図に示す装置を２相電動機の場合に使用するには、
例えば巻線７５を除き、トランジスタ９１の代りに１つ
の巻線相、トランジスタ９２の代りに第２の巻線相を設
け、その場合、抵抗１０８および１０９は夫々導線１２
と接続する必要がある。電流制限装置によって同様に２
つの全ブリッジ回路を適切に制御することができること
は当然であり、その場合、トランジスタ１１２および１
１３に相当する第２全ブリッジ回路のトランジスタは、
同様に抵抗を介して出力端子３７と接続する必要がある
。そのような他の変更は、当然本発明の枠内に入る０本
発明は、特にいわゆる装置通風機の運転に適し、その理
由として、実際に４見られるように、その拘束状態にお
いて通風機電動機の過熱を防止する。また、例えば西ド
イツ特許出願公開第３０４４０２７公報に記載された方
法によって、回転数調整器との組合せも可能である。

第５図は、直流電動機を制御する本発明による回路の原
理図を示している。括弧内に記入された参照数字は、第
１図から取出したものであり、原理図と詳細な実施例と
の対照を判り易くするためにだけ使用される。

図示されていない電源から供給される電動機電流は、開
閉要素２０１を介して、電動機電流実際値認識回路２０
２に達し、そこから直流電動機２０３に達する。電動機
電流実際値認識回路２０２において、逆起電力によって
影響を受けた電動機電流が、所定の最大値を超過するか
否かが監視される（この場合、第１図ないし第４図に詳
細に説明されているように、逆起電力は電動機回転数に
依存する）、特に拘束された電動機の場合、または起動
段階において、所定の最大電流を超過した場合には、回
路２０２は遮断信号を開閉要素２０１に送出し、これに
よって電動機電流が遮断される。同時に（回転数に依存
する）＠号が、低減装置２０４に送出され、この低減装
置２０４は、比較的長い時定数（電動機電流のパルス幅
継続期間によって測定される）によって、幾つかのこの
ような信号から電動機電流のオンオフ時間率を見出すよ
うに構成されている。さらに、遅延時間の経過後に、閉
路信号を開閉要素２０１に送出する時間遅延要素２０５
が作動し、従って電動機２０３が再び電源に接続される
。この経過は、低減装置２０４の時定数に対応して電動
機電流の幾つかのオンオフ周期に亘って繰返され、最後
に電動機電流実際値認識回路２０２に最大電流低減信号
が送出されるようになり、回路２０２においては、上記
に基づいて電動機電流の監視限界値が低減される。

既に第１図ないし第４図について説明したように、電動
機がその定格回転数にまだ達していないか、または完全
に拘束されている場合、電動機電流の低減が、このよう
にして簡単な手段によって行われる。

第６図には、第５図の修正例の原理図が示されており、
これ・によって、第５図の時間遅延要素をなくすことが
できる。また、この場合には、電動機電流が、開閉要素
２０６および電動機電流実際値認識回路２０７を介して
電動機２０Ｂに供給される。しかしながら、この場合は
第５図と異なり、電動機電流実際値認識回路２０７に、
所定の最大電流および所定の最小電流を認識する機能が
与えられる。また、この場合、電動機電流が所定の最大
電流を超過した際に、遮断信号が開閉要素２０６に送出
され、これによって電流の供給が中止される。この場合
、電動機電流実際値認識回路２０７は、電動機２０８に
おいて減少する電流から、所定の下限値以下になる時間
を計算する。下限値以下になったことが確認されると、
直ちに電動機電流実際値認識回路２０７は、閉路信号を
開閉要素２０６に送出し、これによって電動機２０８が
再び電源に接続される。また、この場合、遮断後に遅延
時間が経過した後、電動機電流が再び閉路される。

この場合、低減装置２０９は、第５図について説明した
ように作動する。

〔発明の効果〕

従って、本発明の主要な概念は、使用された電流制限装
置のタイミングパルス時間率に含まれる夫々の電動機回
転数に関する情報を、定格回転数における運転を妨げる
ことなく、低回転数および回転数界の場合に電動機電流
を低い値に制限することができるように、この電流制限
装置の上部（および場合によっては下部）の作動値を移
動するために使用することにある。これは、本発明によ
って、極めて簡単な手段および極めて僅少な経費によっ
て達成され、本発明は、逆起電力がＴＬ電動機回転数関
数であるような全ての電動機形式に適する。

本発明は、電流が上部作動値を超過したことだけを検出
するタイミングパルス増幅器を備えた装置に限らず、電
動機の電流が連続的に測定され、上限値な超過した際に
電流が遮断され、下限値より低下した際に（従って遅延
時間の後）再び閉路される、いわゆる二位置調整器にも
同様に適する。この電動機の場合にも、タイミングパル
ス時間率は逆起電力従って回転数の関数であり、そのた
め、本発明が同様に適用される。

この場合、電動機はりアクドルのように作用し、過度に
高い周波数の場合には過度に大きな鉄損が生じるため、
拘束された電動機におけるタイミングパルス増幅器のタ
イミングパルス周波数は、設計技術者がタイミング増幅
器のパラメータを選択することによって設定することが
でき、通常は数ｋＨｚに制限される。１：４ないしに６
の範囲の電流パルスと電流体止との比率が、拘束状態に
対して典型的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明を適用することが可能な無集電子形式の外部回転子電
動機の構成を示す断面図、第３図は本発明の動作を示す
波形図、第４図は本発明の別の実施例を示す回路図、第
５図は第１図に示す回路のブロック結線図、第６図は別
の実施例を示すブロック結線図である。２０・・・測定抵抗。２７・・・電流制限装置。３０・・・演算増幅器（比較器）。３２．３３・・・抵抗（分圧器）。３４・・・コンデンサ（低減装置）。３５・・・抵抗（低減装置）。３６・・・トランジスタ（スイッチング素子、低減装置
）。３７・・・演算増幅器出力端子。３８・・・抵抗（低減装器）。４７・・・コンデンサ（帰還回路）。４８・・・接続点。４９・・・コンデンサ（帰還回路）。５２．５３・・・ダイオード。１１０・・・電流制限装置。出願人ハブスト・モートーレン・ゲーエムベーハ一番つ
ント・ニー・カーゲー代理人　弁理士　　加藤　　朝道（他１名）第２図第３図第５図電源第６図官源手続補正書（自発）昭和６１年３月２８日

Claims

【特許請求の範囲】１）電動機への電流供給を所定の最大電流に達した際に
中断し時間遅延後に再び行なう電流制限装置（２７；１
１０）を備えた直流電動機の制御回路において、電動機
回転数に依存する低減装置（第１図：３４、３５、３６
、３８）を備え、該装置が、電動機の低回転数の場合お
よび停止の場合に、この最大電流の値を一層高い回転数
の場合の値に比べて低減させることを特徴とする直流電
動機の制御回路。２）電流制限装置（２７、１１０）において生じる電動
機電流のタイミングパルス時間率（閉路時間対開路時間
）が、電動機に誘起される逆起電力によって影響され、
低減装置（第１図：３４、３５、３６、３８）が、タイ
ミングパルス時間率に含まれる情報に応じ、誘起逆起電
力の大きさによって最大電流を変化させるシフト回路を
備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回
路。３）電流制限装置（２７、１１０）に、分割比によって
電流制限最大電流を定める分圧器（３２、３３）が設け
られ、シフト回路が分圧比を制御するスイッチング素子
（３６）を備えることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の回路。４）スイッチング素子（３６）が作動の際に、分圧器（
３２、３３）の抵抗（３３）に他の抵抗（３５）を並列
接続し、これによって分圧比を変化させることを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の回路。５）並列接続によって生じる、この並列回（３３、３５）における電圧の跳躍変動を平滑化するた
め、平滑素子、特にコンデンサ（３４）が設けられるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の回路。６）電流制限装置（２７；１１０）が演算増幅器（３０
）を備え、その２つの入力端子の間に、電動機電流を依
存する信号（抵抗２０における）と、所定の電流最大値
を表わす信号（抵抗３３における）との差を示す信号を
供給可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の回路。７）演算増幅器（３０）の出力端子（３７）と、その入
力端子との間に、容量性帰還回路（４７、４９）が設け
られることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の回
路。８）容量性帰還回路（４７、４９）が第１ダイオード（
５３）を備え、このダイオードが、この帰還回路の再充
電動作に、再充電時定数を短縮する方向に作用すること
を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の回路。９）パルスがアースに導出されるように、第１ダイオー
ド（５３）が接続されることを特徴とする特許請求の範
囲第８項記載の回路。１０）容量性帰還回路（４７、４９）が第１コンデンサ
（４７）を備え、これに、好ましくは小さな第２コンデ
ンサ（４９）が直列に接続され、この場合、２つのコン
デンサ（４７、４９）の接続点（４８）に第１ダイオー
ド（５３）が接続されることを特徴とする特許請求の範
囲第８項記載の回路。１１）第２コンデンサ（４９）に第２ダイオード（５２
）が並列に接続されることを特徴とする特許請求の範囲
第１０項記載の回路。