JPS6323755B2 - - Google Patents

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JPS6323755B2
JPS6323755B2 JP55155924A JP15592480A JPS6323755B2 JP S6323755 B2 JPS6323755 B2 JP S6323755B2 JP 55155924 A JP55155924 A JP 55155924A JP 15592480 A JP15592480 A JP 15592480A JP S6323755 B2 JPS6323755 B2 JP S6323755B2
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JP
Japan
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voltage
motor
power supply
rotation speed
drive circuit
Prior art date
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Application number
JP55155924A
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English (en)
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JPS5780283A (en
Inventor
Isao Fukushima
Yoshinori Okada
Hideo Nishijima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP55155924A priority Critical patent/JPS5780283A/ja
Publication of JPS5780283A publication Critical patent/JPS5780283A/ja
Publication of JPS6323755B2 publication Critical patent/JPS6323755B2/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、モータ駆動回路に係り、特にモータ
の回転数を一定となるように制御するところの機
能を有したモータ駆動回路に関するものである。
第1図は、従来のモータ駆動回路である。同図
において、1は周波数−電圧変換器、2は誤差信
号増幅器、3は基準電源、4はモータ駆動トラン
ジスタからなる電流増幅器、5はモータ、6はモ
ータ5の回転数を検出する検出器である。以下第
1図によりその動作説明を行なう。モータ5の回
転数は回転数検出器6により検出され、この回転
数に比例した周波数の信号が、周波数−電圧変換
器1に印加される。周波数−電圧変換器1の出力
は、誤差信号増幅器2で基準電源3の電圧Vrと
比較され、それらの差信号に比例した直流電圧を
出力する。この出力は、モータ駆動トランジスタ
4に印加され、モータにはトランジスタ4の出力
電圧が印加される。ここでモータ5の回転数は周
波数−電圧変換器2で、直流電圧に変換され、こ
の電圧が基準電源3の電圧Vrと常に比較され、
その差電圧が小さくなるよう動作する。したがつ
て回転数は一定となるよう動作する。すなわち、
モータ5の負荷が増加して回転数が低下すれば、
回転数検出器6の出力信号周波数も低下し、周波
数−電圧変換器1の出力は小さくなる。そこで基
準電源3の電圧Vrとの差は大きくなり、誤差信
号増幅器2の出力が増加する。このため、モータ
駆動トランジスタ4の出力電圧は増加し、モータ
電流が増え回転数は増加するよう動作する。結局
回転数が一定に保たれる。
しかしかかる構成では、定常負荷トルク時、モ
ータ5に印加する電圧は小さくて済むが、モータ
の負荷トルクの増加に伴い印加電圧を大にする必
要がある。このため、定常負荷トルク時には、モ
ータ駆動トランジスタ4で電圧降下をさせる必要
がある。この電圧降下分は、電力損失となる。こ
れをDCモータの負荷トルクτ対回転数N特性
(以下、τ−N特性と略す)により説明する。一
一般に、DCモータのτ−N特性はモータ印加電
圧Vccをパラメータとすると第2図の特性8〜1
1に示すように負荷が増加すれば、比例的に回転
数が低下する。このため負荷が増加しても、回転
数の低下がないようにするにはモータ印加電圧を
増加させる。すなわち、無負荷時(τ0=0)には
回転数N0を得るに必要なモータ印加電圧はVcc0
であるが負荷トルクがτ1に増加しても、回転数を
N0に保つためには、モータ駆動トランジスタ4
の出力電圧を増加させモータ印加電圧をVcc1
増加させる必要がある。更にτ2、τ3と増加するに
従つてVcc2、Vcc3と増加させなければならない。
Vcc3が電源7の電圧とすれば、それ以上モータ
印加電圧は増加させられないので、τ3以上の負荷
トルクに対しては制御不能となり、回転数の低下
となる。すなわち、負荷が定常時に比べて増加し
たときも回転数を一定に保つための電圧余裕が必
要である。したがつて、Vccより定常負荷時のモ
ータを差引いた電圧がトランジスタ4に印加され
ており、流れる電流と、この電圧差に相当する電
力損失が生ずる。ポータブル機器の場合、モータ
は電池を駆動源としているが、この電池の長寿命
化のためには、上述の電力損失を少しでも低減し
たい。更に、モータ駆動トランジスタ4には、大
きな電力損失に耐えるものを使用しなければなら
ず、放熱手段も施す必要が生じる。これはコスト
高になるので、この電力損失の低減が望まれてい
る。
かかる問題は、第3図に示すように第1図に示
した電源7の代わりにたとえばDC−DCコンバー
タ13に代表される高能率電源を可変電圧源とし
て用い、抵抗20により検出するモータ電流すな
わち、モータ5の負荷の大小によりこの電源電圧
を変化させ、定常負荷時モータ駆動トランジスタ
4に低い電圧を印加することにより大幅に改善で
きる。
しかしながら、第3図にあつては周波数−電圧
変換器1の出力と基準電源3の基準電圧Vrとが
誤差信号増幅器2で比較され、それらの差信号に
比例した直流電圧がモータ駆動トランジスタ4に
印加され、誤差信号増幅器2の出力をできるだけ
DC−DCコンバータ13の出力に近づくように制
御するものであるので、少なくとも誤差信号増幅
器2の電源はDC−DCコンバータ13の出力電圧
の最大値と等しいかそれより大きい電源が必要で
あり、省電力の面で十分でない。
本発明の目的は、上記した問題点をなくし、消
費電力の少ないモータ駆動回路を提供することに
ある。上記目的は、モータの駆動電圧源としてモ
ータの負荷の増減に応じて電源電圧が変化する可
変電圧源を用い、該可変電圧源とモータとの間に
定電流駆動回路を設け、該定電流駆動回路を介し
てモータの速度を一定となるように制御する速度
制御手段を上記可変電圧電源の出力とは異なる電
源で駆動することによつて達成される。
以下本発明の実施例について説明する。第4図
は本発明の機能を示すブロツク図で、第1図、第
3図と同一機能のものは同一符号を付してある。
同図において13は可変電圧電源を示し、該可変
電圧電源は可変パルス幅矩形波発振器14とスイ
ツチ15とダイオード16とコイル17と容量1
8からなるDC−DCコンバータである。このDC
−DCコンバータ13は周知のようにスイツチ1
5が導通したとき電源7′より負荷側に電力を供
給すると共に、コイル17に電力の一部を蓄積
し、スイツチ15が非導通のとき、コイル17に
蓄積された電力を負荷側に供給するよう動作す
る。容量18はコイル17と共に低域通過フイル
タを構成しダイオード16はスイツチ15が非導
通のとき、負荷への電流経路を作るためのもので
ある。このようなDC−DCコンバータ13の消費
電力は、スイツチ15の導通抵抗で消費される電
力のみであるので、極めて高能率電圧源として使
用できる。通常この効率は85〜90%程度得られ
る。
このようなDC−DCコンバータを可変電圧電源
として用い、負荷の小さいときは、モータ駆動ト
ランジスタ4のエミツタに低電圧を印加し、過負
荷時、または起動時には、高電圧を印加すれば、
モータ駆動トランジスタの電力損失を低減でき
る。すなわち、第4図に示すように、周波数−電
圧変換器1、誤差信号増幅器2、モータ駆動トラ
ンジスタ4、モータ5、回転数検出器6からなる
速度制御系(速度制御手段)を構成し、モータコ
イル抵抗に対して充分小さな抵抗20を挿入す
る。
かかる構成において、モータ5の負荷が増加す
ると、回転数が低下しないよう、誤差信号増幅器
2の出力電圧が増加し、上記出力電圧はトランジ
スタ21、抵抗22により電流信号に変換された
後モータ駆動トランジスタ4に供給されて、モー
タ駆動トランジスタ4からの電流が増加し、回転
数は一定に維持される。したがつて、モータの負
荷の増減は、モータ電流の増減で検出できる。し
たがつて抵抗20に発生する電圧をDC−DCコン
バータ13の可変パルス幅矩形波発振器14に印
加し、この電圧に比例させて出力が増加するよう
制御すれば、負荷の増加に比例して、モータ駆動
トランジスタ4の印加電圧が変わり、モータ5に
所望電流を供給することができ、モータ5の回転
数を一定に保つことができる。したがつて、モー
タ駆動トランジスタ4の電圧降下は少なくでき、
しかもその供給電源は、DC−DCコンバータで代
表される高能率電源であるので、モータ駆動トラ
ンジスタ4での電力損失は軽減できる。DC−DC
コンバータ出力は、設計条件により、電源7′の
電圧の2〜5倍程度は比較的容易に実現できる。
通常、モータは一定の負荷条件で使用されること
が多く、時折ある負荷変動に対してもモータ回転
速度を一定とするための制御余裕と、起動時間の
短縮のための高い電源電圧を必要としている。し
たがつて定常時の低電力化を行なえば、充分省電
力できる。しかもDC−DCコンバータは設計次第
では充分高電圧も可能であるので、制御範囲を大
きくし起動時間の短縮が図れる。このようにモー
タ駆動トランジスタ4での電力損失を少なくでき
るので、モータ駆動系の低電力化の他に、モータ
駆動トランジスタ4は放熱手段を必要とせず、耐
電力損失の小さなもので充分である。
以上述べた定電流駆動方式にあつては速度制御
系の周波数−電圧変換器1、誤差信号増幅器2の
電源7″を特にDC−DCコンバータ13の出力に
接続する必要はない。すなわち、第4図のごとく
速度制御系の電源をDC−DCコンバータの出力電
圧源とは異なるところから供給し、該速度制御系
をもつて定電流駆動回路を制御することによつ
て、電流増幅トランジスタ21のコレクタ電圧
は、誤差信号増幅器2の出力電圧の設計次第でそ
のベース電圧よりも低くならないので飽和するこ
とはない。したがつて、所望電流は、抵抗22の
値を選ぶことにより供給することができ、また誤
差信号増幅器2の電圧源をある低電圧の一定電圧
源から得られることができる。これらは上述した
定電圧動方式に対し、さらに省電力効果を実現で
き、また誤差信号増幅器を低電圧源で駆動可能な
ので、制御動作の安定化が図れることを意味す
る。
以上のように本発明によれば、可変電圧源の出
力電圧を負荷の増加に伴つて可変し、この電流を
モータ駆動回路に印加することによりモータを低
電力駆動することができ、しかもモータの回転数
制御範囲を広げ、起動時間を短縮することが可能
である。また本発明のようにモータの回転速度検
出信号と基準信号との誤差信号にて定電流駆動回
路を制御するものにあつては、誤差信号増幅器の
電圧源を低電圧の一定電圧源から得ることが可能
となり、定電圧駆動に対し、さらに省電力効果を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のモータ駆動回路の例を示すブ
ロツク図、第2図は一般モータの負荷トルク対回
転数特性を示す特性図、第3図はモータ駆動回路
の例を示すブロツク図、第4図は本発明の実施例
を示すブロツク図である。 1:周波数−電圧変換器、2:誤差信号増幅
器、3:基準電源、4:モータ駆動トランジス
タ、5:モータ、6:回転数検出器、7:電源、
13:DC−DCコンバータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 モータの回転数を検出して駆動回路に帰還
    し、回転数を一定に制御するようにしたモータ駆
    動回路において、モータの負荷の増減に応じて電
    源電圧が変化する可変電圧電源と、上記モータと
    上記可変電圧電源との間に設けられた定電流駆動
    回路と、上記モータの回転数を検出し、該回転数
    に応じた信号を出力する回路手段と、該回路手段
    の出力と基準信号とを比較し、該両信号の誤差を
    出力すると共に該誤差信号にて上記定電流駆動回
    路を制御する誤差信号増幅器を含む速度制御手段
    と、を具え、上記速度制御手段を上記可変電圧電
    源の出力電圧とは異なる電圧源にて駆動してなる
    ことを特徴とするモータ駆動回路。
JP55155924A 1980-11-07 1980-11-07 Drive circuit for motor Granted JPS5780283A (en)

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JP55155924A JPS5780283A (en) 1980-11-07 1980-11-07 Drive circuit for motor

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JP55155924A JPS5780283A (en) 1980-11-07 1980-11-07 Drive circuit for motor

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JPS5780283A JPS5780283A (en) 1982-05-19
JPS6323755B2 true JPS6323755B2 (ja) 1988-05-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH028844U (ja) * 1988-06-30 1990-01-19

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61116987A (ja) * 1984-11-13 1986-06-04 Hitachi Ltd 回転速度制御装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5513673A (en) * 1978-07-15 1980-01-30 Sony Corp Servo-circuit of direct current motor

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