JPS648548B2 - - Google Patents

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JPS648548B2
JPS648548B2 JP2409181A JP2409181A JPS648548B2 JP S648548 B2 JPS648548 B2 JP S648548B2 JP 2409181 A JP2409181 A JP 2409181A JP 2409181 A JP2409181 A JP 2409181A JP S648548 B2 JPS648548 B2 JP S648548B2
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JP
Japan
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voltage
circuit
motor
transistor
current
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JP2409181A
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English (en)
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JPS57138887A (en
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Hiromitsu Nakano
Isao Yoshida
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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 JPS57138887A publication Critical patent/JPS57138887A/ja
Publication of JPS648548B2 publication Critical patent/JPS648548B2/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

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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】 本発明はブリツジ検出型の直流モータの速度制
御装置における電流制限回路に関するもので、特
に周囲温度の変化に対して制限電流値の変化の少
ない電流制限回路を実現することを目的としたも
のである。
従来、ブリツジ検出型の直流モータの速度制御
装置としては、第1図に示すように被制御直流モ
ータの逆起電力を利用するようにしたものが考え
られている。ここで、第1図について説明する。
1は速度を制御すべき直流モータ、2,3,4
は抵抗であり、直流モータ1の等価内部抵抗と、
抵抗2、抵抗3、および、抵抗4とでそれぞれを
各辺とするブリツジ回路を構成している。
いま、この直流モータ1の等価内部抵抗をRa
とし、抵抗2、抵抗3、抵抗4の抵抗値をそれぞ
れR1,R2,R3とすると、ブリツジの平衡条件 Ra/R1=R2/R3 が成立しているときには、図中のブリツジ回路の
検出端a,b間の電圧は回転速度のみに依存し
て、負荷トルクすなわち、電機子電流には関係し
ない。
したがつて、この電圧と基準電圧Vrefとの差電
圧を比較増幅器5により比較増幅して、その出力
をトランジスタ6で増幅して、さらに、そのトラ
ンジスタ6の出力をブリツジ回路と直流電源7間
に挿入した給電制御トランジスタ8のベースに加
え、被制御直流モータ1の回転速度が上昇したと
きにブリツジ回路に供給する電流Iを減少させ、
一方、回転速度が下降したときには電流Iを増加
させるように給電制御トランジスタ8のベース電
流を制御するようにすれば、直流モータ1の回転
速度は一定に保たれる。
ここで、9は定電流源、10は定電圧回路であ
り、その定電圧回路10の出力電圧を抵抗11と
抵抗12の直列接続よりなる抵抗分圧回路13に
て分圧し、前記抵抗12の端子電圧として基準電
圧Vrefを得ている。
ところで、上記のようなブリツジ検出型の直流
モータの速度制御装置において、直流モータ1が
長時間にわたるロツク状態などの過負荷状態にな
つた場合、速度制御装置に過大電流が流れ破壊も
しくは過度の発熱によつて発煙、発火などを引き
起す危険性があつた。
すなわち、直流モータ1がロツク状態などの過
負荷状態になつた場合には、ブリツジの検出端a
点の電位がそれまでに比べて上昇し、それに伴な
つて比較増幅器5の非反転入力端子の電位が上昇
するので、比較増幅器5の出力端子すなわちトラ
ンジスタ6のベース電位も上昇しコレクタ電流を
増大させ、給電制御トランジスタ8をフル・オン
状態にする。その結果、直流電源7から給電制御
トランジスタ8のエミツタ、コレクタ、直流モー
タ1、抵抗2を通して過大電流が流れる。そのよ
うな状態が長時間続くと、給電制御トランジスタ
8、直流モータ1および抵抗2が過大電流によつ
て過熱し発煙、発火などを引き起すことが考えら
れた。
本発明はこのような問題点を、ブリツジ回路の
給電端から見て直流モータ1と直列に接続された
第1の抵抗(図番2)の両端に生ずる第1の電圧
量と、基準電圧Vrefを得るために設けられた定電
圧回路10の出力電圧を温度敏感性抵抗素子を含
む分圧回路で分圧して得られる第2の電圧量との
加算電圧をあらかじめ定められた所定の閾値電圧
と比較し、前記第1の電気量と第2の電気量との
加算電圧が前記閾値電圧を超えるとターン・オン
する制限トランジスタを設け、前記制限トランジ
スタのターン・オンに伴ない給電制御トランジス
タをオフ状態に移行せしめ、直流モータへの電流
供給量を制限することにより解消し、しかも周囲
温度が変化しても制限電流値の変化の少ない電流
制限回路を実現したものである。
以下に本発明の実施例を第2図と共に説明する
が、第1図に示した素子と同様なものは同図番を
付して表わし、その説明はここでは省略する。
第2図において、14は電流検出回路であり、
その回路構成を説明する。
まず、定電圧回路10を抵抗素子15と抵抗素
子16の直列接続よりなる抵抗分圧回路を新設し
て前記定電圧回路10の出力電圧を分圧する。こ
こで、前記抵抗素子15には正の温度係数を有す
る抵抗素子を使用し、また、前記抵抗素子16に
は通常の炭素皮膜固定抵抗器を使用する。そし
て、前記抵抗素子15の一端は定電圧回路10の
プラス出力端子に、前記抵抗素子16の一端はマ
イナス出力端子に接続されると共に直流モータ1
と第1の抵抗2との接続点に接続される。また、
前記抵抗素子15と抵抗素子16の接続点は制限
トランジスタ17のベースに、前記制限トランジ
スタ17のエミツタは第1の抵抗2の前記直流モ
ータ1が接続されているのとは反対の端に接続さ
れ、また前記制限トランジスタ17のコレクタは
給電制御トランジスタ8の前段トランジスタ6の
ベースに接続されている。
さて、このような回路構成において、直流モー
タ1がロツク状態などの過負荷状態になり、ブリ
ツジ回路に供給される電流Iが増加したとすると
それに伴ない第1の抵抗2の端子電圧すなわち第
1の電圧量も増大する。一方、第2の電圧量は定
電圧回路10の出力電圧を前記抵抗素子15と前
記抵抗素子16の直列接続よりなる抵抗分圧回路
によつて分圧して得られる前記抵抗16の端子電
圧として与えられる。
ところで、制限トランジスタ17のベース・エ
ミツタ間には、前記第1の電圧量と第2の電圧量
との加算電圧が印加されており、前記電流Iの増
加に伴ない前記第1の電圧量が増大するので、前
記制限トランジスタ17のベース・エミツタ間電
圧も増大する。そして、前記第1の電圧量と第2
の電圧量の加算電圧が前記制限トランジスタ17
をターン・オンするのに十分な電圧になると、ト
ランジスタ6のベース電流を前記制限トランジス
タ17のコレクタ電流として分流するので給電制
限トランジスタ8のベース電流が制限され、その
結果、ブリツジ回路に供給される電流Iが制限さ
れることになる。
さて、ここで、前記抵抗素子15に正の温度係
数を有する抵抗素子を使用する理由について述べ
るが、その前に、いま、仮りに前記抵抗素子15
にも抵抗素子16と同様に通常の炭素皮膜固定抵
抗器を使用したときの負荷トルク対回転速度およ
び負荷トルク対負荷電流の関係を表わした特性図
を第3図に示してあるが、それについて説明す
る。ここで、IAは常温における制限電流値であ
り、TAはそのときの負荷トルクである。また、
IBは高温における制限電流値であり、TBはそのと
きの負荷トルクである。さらに、ICは低温におけ
る制限電流値であり、TCはそのときの負荷トル
クである。これらから分かるように電流制限値お
よびそのときの負荷トルクは常温時に比べ、高温
時では小さく低温時では大きくなる。したがつ
て、常温時において電流制限値が適切に設定され
ていても、高温時において直流モータが起動トル
ク不足になつたり、低温時において過大電流が流
れてしまう恐れがある。
つまり、定電圧回路10の出力電圧が周囲温度
が変化してもほとんど変わらないとすると、抵抗
素子15,16に同一種類の抵抗素子を使用した
ときは周囲温度が変化してもその分圧比は変わら
ず、したがつて、前記抵抗素子16の端子電圧す
なわち第2の電圧量は周囲温度にかかわらず一定
の値となる。一方、制限トランジスタ17をター
ン・オンさせるのに必要なベース・エミツタ間電
圧は約−2mV/℃の温度係数を有し高温時では
小さく低温時では大きくなる。したがつて、常温
時に比べ高温時では第1の電圧量が小さくても前
記制限トランジスタ17はターン・オンし、低温
時では第1の電圧量が大きくならないと前記制限
トランジスタ17はターン・オンしない。第1の
電圧量は第1の抵抗2の電圧降下によつて決まる
ので、電流Iは常温時に比べ高温時では小さな
値、低温時では大きな値で電流制限がかかること
になる。
このように電流制限値が周囲温度によつて変化
し、上記のような問題点が発生するのを防ぐため
には、抵抗素子15に正の温度係数を有する抵抗
素子を使用すればよい。
つまり、抵抗素子15を正の温度係数を有する
抵抗素子にすると、前記抵抗素子15の抵抗値は
高温時に大きく、低温時に小さくなる。一方、抵
抗素子16はその温度係数が前記抵抗素子15の
温度係数に比べてきわめて小さい炭素皮膜固定抵
抗器とすると周囲温度が変化しても前記抵抗素子
16の抵抗値はほとんど変化しない。したがつ
て、周囲温度の変化に伴なつて、前記抵抗素子1
5と抵抗素子16の直列接続よりなる分圧回路の
分圧比が変化し、前記抵抗素子16の端子電圧す
なわち第2の電圧量は高温時に小さく、低温時に
大きくなり、制限トランジスタ17をターン・オ
ンさせるのに必要なベース・エミツタ間の温度変
化を補償する方向となる。
したがつて、この場合は第4図に示した負荷ト
ルク対回転速度および負荷トルク対負荷電流の特
性図のように周囲温度の変化に対して制限電流値
の変化が少なく、周囲温度に関係なく適切な制限
電流を設定できるのである。ここで、IA′は常温
における制限電流値であり、TA′はそのときの負
荷トルクである。また、IB′は高温時における制
限電流値であり、TB′はそのときの負荷トルクで
ある。さらに、IC′は低温における制限電流値で
あり、TC′はそのときの負荷トルクである。
次に本発明の別の実施例を第5図と共に説明す
るが、第1図および第2図で示した素子と同様な
ものは同図番を付して表わし、その説明はここで
は省略する。
この第5図の実施例における電圧検出回路14
の回路構成を説明する。回路結線は第2図に示し
た実施例と同じであるが、この場合は定電圧回路
10の出力電圧を、通常の炭素皮膜固定抵抗器を
使用した抵抗素子18と負の温度係数を有する抵
抗素子19の直列接続よりなる抵抗分圧回路にて
分圧している。そして、第2の電圧量を前記負の
温度係数を有する抵抗素子19の端子電圧として
得ている。
この場合は前記抵抗素子19の抵抗値は高温時
に小さく、低温時に大きくなる。一方、前記抵抗
素子18はその温度係数が前記抵抗素子19の温
度係数に比べてきわめて小さい炭素皮膜固定抵抗
器とすると周囲温度が変化しても前記抵抗素子1
8の抵抗値変化はほとんどない。したがつて、周
囲温度の変化に伴なつて、前記抵抗素子18と抵
抗素子19の直列接続よりなる抵抗分圧回路の分
圧比が変化し、第2図に示した実施例同様、第2
の電圧量は高温時に小さく、低温時に大きくな
り、制限トランジスタ17をターン・オンさせる
のに必要なベース・エミツタ間の温度変化を補償
する方向になり、周囲温度の変化に対して制限電
流値の変化が少ない電流制限回路を実現できる。
さて、以上の説明においては、定電圧回路10
の出力電圧が周囲温度が変化しても変らないもの
として述べてきたが、前記定電圧回路10に温度
特性がある場合にもその温度特性を考慮に入れた
上で、前記定電圧回路10の出力電圧を分圧する
分圧回路の分圧比および前記分圧回路に含まれる
温度敏感性抵抗素子の温度係数を選定すればよい
ことは言うまでもない。
以上のように本発明の直流モータの電流制限回
路は、ブリツジ検出型の直流モータの速度制御装
置において、ブリツジ回路の給電端から見て被制
御直流モータと直列に接続された第1の抵抗の両
端に生ずる第1の電圧量と基準電圧を得るために
設けられた定電圧回路の出力電圧を温度敏感性抵
抗素子を含む分圧回路で分圧して得られる第2の
電圧量の加算電圧を検出電圧として電圧検出回路
に設けられた通常はオフである制限トランジスタ
をターン・オンさせ、給電制御トランジスタの給
電量を制限するという極めて簡単で安価でしかも
周囲温度に関係なく確実に、前記被制御直流モー
タが長時間にわたるロツク状態などの過負荷状態
になつた場合にでも速度制御装置に過大電流が流
れるのを制限し、破壊もしくは過度の発熱によつ
て発煙、発火などを引き起す危険を回避すること
ができ、この種の速度制御装置の安全対策として
大なる効果を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のブリツジ検出型の直流モータの
速度制御装置の電気回路図、第2図は本発明の一
実施例にかかる直流モータの電流制限回路図、第
3図は第2図の本発明の実施例にかかる直流モー
タの電流制限回路において仮りに抵抗素子15お
よび抵抗16に同種の固定抵抗器を使用した場合
の負荷トルク対回転速度および負荷トルク対負荷
電流の特性図、第4図は第2図の本発明の実施例
にかかる直流モータの電流制限回路そのものの負
荷トルク対回転速度および負荷トルク対負荷電流
の特性図、第5図は本発明の別の実施例にかかる
直流モータの電流制限回路図である。 1……被制御直流モータ、2……第1の抵抗、
3,4……抵抗、5……比較増幅器、6……給電
制御トランジスタの前段トランジスタ、7……直
流電源、8……給電制御トランジスタ、9……定
電流源、10……定電圧回路、11,12……抵
抗、13……抵抗分圧回路、14……電圧検出回
路、15……温度敏感性抵抗素子(正の温度係数
を有する抵抗素子)、16,18……抵抗素子、
17……制限トランジスタ、19……温度敏感性
抵抗素子(負の温度係数を有する抵抗素子)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 逆起電力が回転速度に比例する被制御直流モ
    ータを一辺として構成したブリツジ回路と、電源
    と前記ブリツジ回路間に挿入された給電制御トラ
    ンジスタと、一方の端子が定電流源を介して前記
    電源に接続され、他方の端子が前記ブリツジ回路
    を構成する前記被制御直流モータと第1の抵抗の
    接続点に接続された定電圧回路と、前記定電圧回
    路の出力電圧を基に速度の基準となる基準電圧を
    発生させる手段とを備え、前記ブリツジ回路の検
    出端より前記被制御直流モータの回転速度に比例
    した電圧を得、この電圧を前記基準電圧と比較
    し、その差電圧で前記給電制御トランジスタを制
    御して回転速度を制御する直流モータの速度制御
    装置において、前記ブリツジ回路の給電端から見
    て前記被制御直流モータと直列に接続された前記
    第1の抵抗の両端に生ずる第1の電圧量と、前記
    定電圧回路の出力電圧を温度敏感性抵抗素子を含
    む分圧回路で分圧して得られる第2の電圧量との
    加算電圧がベース・エミツタ間に印加される制限
    トランジスタを備え、前記加算電圧が前記制限ト
    ランジスタのベース・エミツタ間閾値電圧を超え
    るとターン・オンし、前記制限トランジスタのタ
    ーン・オンに伴ない、同コレクタ信号により前記
    給電制御トランジスタをオフ状態に移行せしめ前
    記被制御直流モータへの電流供給量を制限するよ
    うにした直流モータの電流制限回路。
JP2409181A 1981-02-19 1981-02-19 Current limiting circuit for dc motor Granted JPS57138887A (en)

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JPS57138887A JPS57138887A (en) 1982-08-27
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