JPH0132738B2 - - Google Patents

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JPH0132738B2
JPH0132738B2 JP54136663A JP13666379A JPH0132738B2 JP H0132738 B2 JPH0132738 B2 JP H0132738B2 JP 54136663 A JP54136663 A JP 54136663A JP 13666379 A JP13666379 A JP 13666379A JP H0132738 B2 JPH0132738 B2 JP H0132738B2
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JP
Japan
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motor
circuit
transistor
back electromotive
voltage
Prior art date
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JP54136663A
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English (en)
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JPS5662035A (en
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Toshio Hoshino
Masami Furuta
Susumu Yamamoto
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS5662035A publication Critical patent/JPS5662035A/ja
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、直流電動機のロツク状態を保護する
回路に関する。
〔従来技術とその問題点〕
電動機にある程度を超えた過負荷がかかると、
この負荷に追従ないしはバランスするだけの出力
トルクを発生することができなくなり、回転を停
止ないしは実質上停止し、いわゆるロツク状態と
なる。このような状態では、電動機に過大の電流
が流れ危険であるから、すみやかに電動機の供給
電源をしや断する必要がある。
ロツク状態では、電動機はみかけ上回転を停止
ないしはそれに近い状態にある。したがつて従来
のロツク保護回路は電動機の回転数が所定以下に
なつているのを検出していた。しかし電動機の始
動前や始動直後においても停止またはそれに近い
状態になつているため、電動機の停止状態が、始
動前や始動直後等の「正常」なものであるか、過
負荷等による「異常」なものであるかを判別しな
ければならず構成が複雑であつた。
〔発明の目的〕
本発明は位相制御方式で速度制御がなされる直
流電動機において、簡単な回路構成で、直流電動
機がロツク状態となつた際の確実な保護の行なえ
る直流電動機のロツク保護回路を提供することを
目的とする。
〔発明の要点〕
本発明によるロツク保護回路は、位相制御方式
で直流電動機の速度制御を行なつているシステム
に適合されるものであり、回転停止の検出方式と
して電動機の逆起電圧を監視するという方式を採
り、停止がロツク状態であるか否かの判別方式と
して逆起電圧がOVないしはそれに近い状態で所
定時間以上継続しているかどうかによつて判別す
るタイマー方式を採用した点に特徴を有する。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して実施例を説明する。
第4図は、本発明によるロツク保護回路6を付
加した直流電動機の位相制御方式の速度制御シス
テムのブロツク図である。1は整流回路で商用電
源を整流し全波あるいは半波整流波をつくる。2
は位相回路で通常サイリスタやトランジスタなど
のスイツチング素子が使用されている。当然のこ
とながらサイリスタを使用した場合は、1の整流
回路は2の位相回路に含まれてしまう。3は直流
電動機で、4は位相回路2の位相を制御する制御
回路で、2と4により電動機の位相制御部を構成
する。5は3の直流電動機の逆起電圧を検出し4
の制御回路へフイードバツクする逆起電圧検出回
路である。以上が普通一般に使用されている単純
な直流電動機制御システムの構成である。そし
て、本発明によるロツク保護回路は符号6で示し
た位置に付加し、逆起電圧検出回路5からの逆起
電圧信号を受けとることにより使用できる。
すなわち、本発明のひとつの特徴は電動機が停
止したことを逆起電圧の大きさから知ることにあ
る。第4図のように電動機を位相制御している場
合、電動機に電源電圧の加わらない期間(第5図
に全波整流波を位相回路2を通して電動機に加え
たときの電動機端子間の電圧波形を示してある
が、その図のab間が電源電圧の加わつていない
期間であり、斜線部分が逆起電圧を示している)
には、第5図のように逆起電圧(誘起電圧)が電
動機の電機子に発生する。逆起電圧は電動機の回
転に従うから電動機速度vが零のときには発生し
ない。したがつて逆起電圧のきさを監視すれば電
動機が回転しているか停止しているかを知ること
ができる。
しかし、ここで考慮しなければならないのは、
電動機が停止状態にある限りは、逆起電圧が発生
しないということである。例えば、電動機を回転
させるスイツチを投入した直後を考えてみると、
電動機はそれまで止まつていたのであるから逆起
電圧は発生しない(急に大きくなり得ない)。と
すれば、上述の検出手段のみでロツク保護回路を
構成した場合には、スイツチの投入と同時に動作
して電動機の電源をしや断してしまう。そこで電
動機の停止状態が正常動作によるものか過負荷等
の異常のために生じたロツク状態なのか判定する
必要が生じる。電動機のロツク状態はどのような
停止状態なのかを知るために逆に正常な停止状態
というものを考え直してみる。正常な停止状態の
基本的な場合は、電動機を回転させるためのスイ
ツチが切れている状態である。他方、電動機を回
転させるためのスイツチがON状態なのに電動機
が連続して停止しているということは異常な停止
状態と考えることができる。この異常な停止状態
をロツク状態とみなせばラインから電動機に電源
が供給されている場合にある時間連続して電動機
が回転していないときはロツク状態にあると考え
てさしつかえないことになる。
以上のような考えを具体的な回路にまとめたも
ののひとつが第1図である。まず、電動機に電源
が供給されていることをこの保護回路が確認でき
るように、保護回路の電源Cも電動機を回転させ
るスイツチが投入されると供給されるように第4
図の2あるいは4の制御部内の起動スイツチの後
にある電源ラインDに接続しておく。次に第4図
5の逆起電圧検出回路からの逆起電圧信号をトラ
ンジスタTr1のベース端子に入れる。そしてこ
の保護回路から指令信号すなわちロツク状態の場
合電動機の電源をしや断する信号は第4図の位相
回路2内のスイツチング素子に直接接続したり4
の位相制御回路内の適切な場所に接続して使用で
きる。
次にこの保護回路の詳細な動作説明を行う。こ
の保護回路に電源が供給されていると(すなわち
電動機にはラインから電源が供給されていて正常
であれば回転状態になつている)、トランジスタ
Tr1のベースには第4図の逆起電圧検出回路5
よりフイードバツクされた逆起電圧信号が加えら
れる。電動機が回転している場合にはトランジス
タTr1には逆起電圧が印加されるのでON状態と
なる。したがつて第1図のプログラマブル・ユニ
ジヤンクシヨン・トランジスタPUT(以下PUT
と記す)のアノード電圧VAはほぼOVでありコン
デンサC1は充電されない。PUTのゲート電位
VGは抵抗R2,R3により適切な値にバイアス
されている。コンデンサC2は電源ラインの変動
等によるPUTの誤動作防止用のコンデンサであ
る。PUTはVG>VAの場合OFF状態である。すな
わち電動機が正常回転している間はOFFしてい
る。
電動機に電源が供給されているにもかかわらず
電動機が回転していない場合を考えてみると、回
転していないのであるから逆起電圧は発生しな
い。したがつてTr1のベースに印加されていた
逆起電圧信号は零となりTr1はOFF状態となる。
すると、コンデンサC1は抵抗R1を介して充電
が開始される。C1は電源電圧まで充電されるは
ずであるがPUTがあるので実際にはVA=VGとな
るまで充電されることになる。VA=VGとなると
PUTがON状態となり抵抗R4に電圧が生じトラ
ンジスタTr2が導通する。すなわちC1が充電
されVA=VBとなるまでの一定時間tの間連続し
て電動機が停止していたことになる。これは、こ
の停止が異常な停止状態つまりロツク状態である
という証明であるからPUTがOFF状態からON
状態になることは、この保護回路がこの停止をロ
ツク状態であると判定したことに他ならない。
PUTがOFF状態のときはTr2のベースに電流が
流れ込まないからTr2のコレクタ電位VCはある
一定の正電位をもつ。PTUがONするとTr2が
ONするのでコレクタ電位VCは零電位となる。こ
のTr2のスイツチング信号を電動機の電源供給
をしや断する制御信号として利用すればよい。
例えば第4図の位相回路2内のスイツチング素
子がNPNトランジスタの場合にはそのトランジ
スタのベースにこの制御信号の出力端子を接続す
ればよい。またサイリスタを使用している場合に
はそのサイリスタのゲート端子に接続すればゲー
ト電位を零電位にできるので、アノード電位が次
に零電位になつた時点(第5図のaとcの中間の
ところからcにまで時間が経過した時点)で電源
をしや断できる。ハイブリツドIC等により電動
機の速度制御回路が構成されており直接にこの保
護回路が接続できないような場合には第4図の位
相制御回路4内のしかるべきところ(電源ライン
のように、その場所を零電位とすれば位相制御回
路4の動作を停止、すなわち位相回路2のスイツ
チング素子をOFF状態にするような場所)に接
続すれば使用できる。
ここで第4図のブロツク図について第2図の具
体的な回路図を用いて説明する。第2図は本発明
と同時出願である特願昭54−136668号の第1図に
記載された回路構成図である。先ず、商用電源1
1を全波整流する整流回路1を設け、その出力電
流電圧を直流電動機3に入力する。さらに速度制
御するため導通角制御される位相回路2であるト
ランジスタTr4を電動機3に直列に接続する。
また、逆起電圧を検出するため、電動機3と並列
に抵抗R7,R8からなる分圧回路を接続し、そ
の分圧点をトランジスタTr5のベースに接続す
る。トランジスタTr5のエミツタは電流制御抵
抗R9を介して直流電圧の側に、コレクタはダ
イオードD2と抵抗R/Oを介して側に接続す
る。トランジスタTr4の導通角制御回路4は制
御電源用に抵抗R11を介したツエナダイオード
ZD商用電源に同期させるための同期回路7、商
用電源に同期して鋸歯状歯を発生する鋸歯状波発
生回路8、逆起電圧と鋸歯状波を比較してトラン
ジスタTr4の導通角を決定するための比較スイ
ツチング回路9で構成される。
次に動作について説明すると、先ず、商用電源
電圧が印加されると、ツエナーダイオードZDに
は台形波V2が発生し、これを電源としてこの台
形波に同期する鋸歯状波V4が鋸歯状波発生回路
8によつて発生される。ここで、逆起電圧V7が
発生しているとすれば、この鋸歯状波と逆起電圧
が比較され、逆起電圧より鋸歯状波の高い期間が
トランジスタTr4のベース信号V5となつてト
ランジスタTr4の導通角が決定される。さらに、
設定器10で鋸歯状波の傾斜を可変すれば、逆起
電圧より鋸歯状波の高い期間が長くまたは短かく
なり、トランジスタTr4の導通角が可変されて
直流電動機3の速度制御ができる。
次に電動機3の逆起電圧の検出について示す
と、今、トランジスタTr4がオフした期間に電
動機3の両端にV1なる逆起電圧が発生したとす
ればこの逆起電圧は抵抗R7,R8を通して流
れ、抵抗R7に分圧された逆起電圧はトランジス
タTr5のバイアス電圧となりトランジスタTr5
を駆動する。トランジスタTr5はトランジスタ
Tr4のオフ期間における全波整流された直流電
圧を電源としてこのバイアス電圧に相当した電流
i1を流す。また、トランジスタTr4をオンす
る期間にはダイオードD1により電流i1はバイ
アスされる。従つて、電動機3の逆起電圧発生期
間のみ逆起電圧に相当した電流i1だけ取り出
し、リツプル低減するためにダイオードD2、コ
ンデンサC3により平滑して電圧変換し、適切な
逆起電圧量を得る。このようにして得た逆起電圧
を比較スイツチング回路9に入力して鋸歯状波と
比較し、トランジスタTr4の導通角を決定すれ
ば、負荷変動等で電動機の速度が低下すると、検
出される逆起電圧が小さくなつてトランジスタ
Tr4の導通角が増加し、逆に速度が上昇し逆起
電圧が大きくなると、トランジスタTr4の導通
角が狭くなつて設定した速度になるように制御さ
れる。
なおこの回路に本発明第1図のロツク保護回路
を付加する場合にはダイオードD2とコンデンサ
C3の接続点AにトランジスタTr1のベースを
接続し、トランジスタTr4のベースからダイオ
ードD3を介して、該ダイオードD3のカソード
側BへトランジスタTr2のコレクタと抵抗R5
の接続点を接続し保護回路の電源Cも電源ライン
Dに接続すればよい。ここでダイオードD3を挿
入するのは抵抗R5によりオープンコレクタとな
つているためトランジスタTr2がオフしている
際に抵抗R5を介してトランジスタTr4のベー
スへ電流が流れトランジスタTr4が誤動作する
のを防止するためである。
次に第4図の位相回路内のスイツチング素子が
PNPトランジスタの場合は第1図の保護回路を
接続できない。そのときにはトランジスタTr2
のコレクタラインにもう一段NPNトランジスタ
Tr3を接続した第3図aの回路にすればTr3の
スイツチングはTr2のスイツチングと逆になる
ので、その出力をPNPトランジスタのベースに
接続できる。また第3図bのTr2′のようにPNP
トランジスタを使用すれば抵抗R4′,R5′,R
6′の値を適切に選ぶことにより第3図aの回路
と同等の動作をさせることができる。これは、第
4図の2の位相回路内のスイツチング素子として
NPNトランジスタを使用している場合はトラン
ジスタのベース電位を零電位にすればトランジス
タの動作を停止できるが、PNPトランジスタを
使用している場合にはベース電位が零電位のとき
にトランジスタはONするので保護回路を接続し
て使用するためには制御信号を一度反転して
OFFであるという信号を送らなければならない
からである。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、電動機が停止した
ことを電動機の位相制御のフイードバツク信号と
して用いられる逆起電圧を利用して知り、その停
止が過負荷等によるロツク状態であるかどうかを
コンデンサを応用したタイマーによつて判断する
ことで、新たに電動機がロツク状態であるかどう
かを検出するための回路(例えば電動機の電流や
温度等を検出する回路)を付加する必要なしに保
護回路を確実に動作させることができる。このた
め回路構成も非常に単純になり安い価格で製作で
きる。また直流電動機の速度制御を位相制御で行
つている回路方式をとつている装置ならほとんど
のものに簡単に付加して使用できるという汎用性
がある。特に小型直流電動機を使用したミシン、
ジユーサ、ミキサー等の家庭電化製品は直接人の
手で取り扱うことが多いのでこのようなロツク保
護回路を付加することは安全面からみてもたいへ
ん有効である。
この発明は逆起電圧をフイードバツクして速度
制御を行つている方式以外にタコジエネレータ
(回転速度計発電機)を速度検出に用いて、タコ
ジエネレータの出力信号により位相制御を行なつ
ている場合にも応用可能である。なぜならば直流
電動機がロツクした状態の時にタコジエネレータ
の出力信号が0なのでこの出力信号をロツク保護
回路の入力とすることにより同等の動作をさせる
ことができるからである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のロツク保護回路のひとつの実
施例を示す回路構成図、第2図は本発明のロツク
保護回路を接続すべく直流電動機の制御装置の回
路構成図、第3図a,bは本発明の他の実施例を
示す回路構成図、第4図は位相制御方式の電動機
速度制御装置に本発明のロツク保護回路を付加し
たブロツク図、第5図は位相制御中の電動機の端
子電圧波形図である。 Tr1……逆起電圧検出用トランジスタ、R1,
C1……時定数回路、PUT……プログラマブ
ル・ユニジヤンクシヨン・トランジスタ、Tr2,
Tr3,Tr2′……出力トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 位相制御方式で速度制御がなされる直流電動
    機の過負荷に基づくロツク状態時に保護を図る回
    路において、 直流電動機の逆起電圧が少なくとも所定レベル
    以下に低下した際にスイツチング動作するスイツ
    チング素子からなる検出回路と、この検出回路か
    らの検出信号により電源ラインを介してコンデン
    サの充電を開始し当該検出信号が所定時間以上継
    続され前記コンデンサの充電電圧が予め定められ
    た所定電圧値を越えた際に直流電動機への電力供
    給を停止させる指令信号を発生するタイマ回路と
    から成る直流電動機のロツク保護回路。
JP13666379A 1979-10-23 1979-10-23 Dc motor lock protecting circuit Granted JPS5662035A (en)

Priority Applications (1)

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JP13666379A JPS5662035A (en) 1979-10-23 1979-10-23 Dc motor lock protecting circuit

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JP13666379A JPS5662035A (en) 1979-10-23 1979-10-23 Dc motor lock protecting circuit

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JPS5662035A JPS5662035A (en) 1981-05-27
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ID=15180580

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JP13666379A Granted JPS5662035A (en) 1979-10-23 1979-10-23 Dc motor lock protecting circuit

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59220092A (ja) * 1983-05-26 1984-12-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無整流子モ−タの焼損防止回路
JPS59226685A (ja) * 1983-06-02 1984-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無整流子モ−タの停止警報回路
JPH01311883A (ja) * 1988-06-08 1989-12-15 Riken Corp モータの拘束トルク制御回路
JPH0429589A (ja) * 1990-05-25 1992-01-31 Zexel Corp 直流モータのロック状態判別方法

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JPS5662035A (en) 1981-05-27

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