JPH03289392A - 整流子モータの制御装置 - Google Patents
整流子モータの制御装置Info
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- JPH03289392A JPH03289392A JP2091026A JP9102690A JPH03289392A JP H03289392 A JPH03289392 A JP H03289392A JP 2091026 A JP2091026 A JP 2091026A JP 9102690 A JP9102690 A JP 9102690A JP H03289392 A JPH03289392 A JP H03289392A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/0094—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、整流子モータが回転する際に、その回転子
における整流子とブラシとの相対位置の変化に応じてイ
ンピーダンスが変化するのを利用して、高価で高張る回
転検出器を設けることなく、コンパクトで精度の高い回
転制御をなし得るようにした整流子モータの制御装置に
関するものである。
における整流子とブラシとの相対位置の変化に応じてイ
ンピーダンスが変化するのを利用して、高価で高張る回
転検出器を設けることなく、コンパクトで精度の高い回
転制御をなし得るようにした整流子モータの制御装置に
関するものである。
従来技術
巻線型の回転子を有し、その回転子に設けた整流子にブ
ラシを介して給電して、極性の切換えにより回転子を回
転させる整流子モータが広く普及している。モータは一
般に、電圧や負荷が変動すれば回転速度も追従的に変動
するので、該モータが使用される回転機器の用途によっ
ては精度の高い速度制御を行なう必要がある。そこで前
記の整流子モータでは、例えば光透過材料に不透過スリ
ットを形成したディスクを回転子軸に設け、該ディスク
を挟んで発・受光素子を対向させて、受光素子からの出
力により位置を知る光学式パルスジェネレータが回転制
御手段として使用されている。
ラシを介して給電して、極性の切換えにより回転子を回
転させる整流子モータが広く普及している。モータは一
般に、電圧や負荷が変動すれば回転速度も追従的に変動
するので、該モータが使用される回転機器の用途によっ
ては精度の高い速度制御を行なう必要がある。そこで前
記の整流子モータでは、例えば光透過材料に不透過スリ
ットを形成したディスクを回転子軸に設け、該ディスク
を挟んで発・受光素子を対向させて、受光素子からの出
力により位置を知る光学式パルスジェネレータが回転制
御手段として使用されている。
また回転発電機を整流子モータの回転子軸に設け、該発
電機からの出力を回転数に比例した電圧または周波数で
取出し、これをモータのコントローラにフィードバック
して回転制御を行なう手段も広〈実施されている。
電機からの出力を回転数に比例した電圧または周波数で
取出し、これをモータのコントローラにフィードバック
して回転制御を行なう手段も広〈実施されている。
発明が解決しようとする課題
整流子モータが好適に使用される機器、例えば電動ミシ
ンや電動工具では、一般にモータ取付スペースに制約が
あるので、該モータの小型化に関してユーザーの間に強
い要請が存在する。しかるに、前述したパルスジェネレ
ータや回転発電機等の回転制御手段は、何れも整流子モ
ータの回転軸に装着されるために、これがモータケーシ
ングの後方に大きく突出する構造とならざるを得す、全
体として大型化する欠点を有している。
ンや電動工具では、一般にモータ取付スペースに制約が
あるので、該モータの小型化に関してユーザーの間に強
い要請が存在する。しかるに、前述したパルスジェネレ
ータや回転発電機等の回転制御手段は、何れも整流子モ
ータの回転軸に装着されるために、これがモータケーシ
ングの後方に大きく突出する構造とならざるを得す、全
体として大型化する欠点を有している。
また、前記の回転検出手段は一般に構造が複雑であって
高価となる傾向がある。従って、これに関連する検出用
の部品や組付費等を要することを考慮すると、全体とし
て製造コストがかなり高くなる欠点も指摘される。
高価となる傾向がある。従って、これに関連する検出用
の部品や組付費等を要することを考慮すると、全体とし
て製造コストがかなり高くなる欠点も指摘される。
発明の目的
前述した課題を好適に解決するため本発明は、整流子モ
ータの回転軸にパルスジェネレータ等の構造的に高張る
回転検出手段を設けることなく、該モータの精度の高い
回転制御をなし得るようにして、モータ全体の小型化を
図ると共に、低廉なコストでの製造を実現し得る制御装
置を提供することを目的とする。
ータの回転軸にパルスジェネレータ等の構造的に高張る
回転検出手段を設けることなく、該モータの精度の高い
回転制御をなし得るようにして、モータ全体の小型化を
図ると共に、低廉なコストでの製造を実現し得る制御装
置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
前記課題を克服し、所期の目的を遠戚するため発明者は
鋭意検討を行なった結果、整流子モータでは、回転子の
回転による整流子のブラシ通過位置に対応して、該モー
タのインピーダンスが変化する事実に着目し、これをモ
ータの１ｉ１２１転制御に利用し得る点に想到するに到
った。すなわち、整流子モータの概略構成を示す第４図
（ａ）では、各整流子片１０がブラシ１２と整列した状
態となっており、従って各回転子巻線１４は全体として
直列に接続されている。しかるに第４図（ｂ）では、相
互に隣接し合う整流子片１０，１０がブラシ１２に共通
的に接触しており、従って回転子巻線１４は両整流子片
１０，１０の間で短絡されていることになる。
鋭意検討を行なった結果、整流子モータでは、回転子の
回転による整流子のブラシ通過位置に対応して、該モー
タのインピーダンスが変化する事実に着目し、これをモ
ータの１ｉ１２１転制御に利用し得る点に想到するに到
った。すなわち、整流子モータの概略構成を示す第４図
（ａ）では、各整流子片１０がブラシ１２と整列した状
態となっており、従って各回転子巻線１４は全体として
直列に接続されている。しかるに第４図（ｂ）では、相
互に隣接し合う整流子片１０，１０がブラシ１２に共通
的に接触しており、従って回転子巻線１４は両整流子片
１０，１０の間で短絡されていることになる。
そこで、回転子巻線１４に高周波電圧を加えれば、前述
の如く各整流子片１０のブラシ１２に対する位置に応じ
て、回転子巻線１４が直列に接続された状態となったり
、短絡された状態となったりすることから、回転子巻線
１４における相互インダクタンスの違いを生ずることに
なる。この相互インダクタンスの違いは、モータの回転
により追従的に変化する総合インピーダンスの変化を招
くことになる。従って、モータ回転時におけるこのイン
ピーダンス変化を検出し、これをモータのコントローラ
にフィードバックすれば、好適な回転制御をなし得るも
のである。
の如く各整流子片１０のブラシ１２に対する位置に応じ
て、回転子巻線１４が直列に接続された状態となったり
、短絡された状態となったりすることから、回転子巻線
１４における相互インダクタンスの違いを生ずることに
なる。この相互インダクタンスの違いは、モータの回転
により追従的に変化する総合インピーダンスの変化を招
くことになる。従って、モータ回転時におけるこのイン
ピーダンス変化を検出し、これをモータのコントローラ
にフィードバックすれば、好適な回転制御をなし得るも
のである。
すなわち本発明は、電源同期信号と速度指令信号とを受
けて、速度制御信号を出力するコントローラと、この速
度制御信号を受けて駆動電圧を整流子モータに供給する
モータドライバとを備える整流子モータの制御装置にお
いて、 高周波電圧を発生して、この電圧を前記整流子モータに
加える高周波電圧発生装置と、整流子モータの回転に伴
う高周波電圧の変化を、該モータの整流子がブラシを通
過する位置に対応するインピーダンス変化として検出す
る検出器とからなり、 この検出器からの検出信号を前記コントローラに加える
ことにより、前記モータドライバを介して整流子モータ
の回転制御を行なうようにしたことを特徴とする。
けて、速度制御信号を出力するコントローラと、この速
度制御信号を受けて駆動電圧を整流子モータに供給する
モータドライバとを備える整流子モータの制御装置にお
いて、 高周波電圧を発生して、この電圧を前記整流子モータに
加える高周波電圧発生装置と、整流子モータの回転に伴
う高周波電圧の変化を、該モータの整流子がブラシを通
過する位置に対応するインピーダンス変化として検出す
る検出器とからなり、 この検出器からの検出信号を前記コントローラに加える
ことにより、前記モータドライバを介して整流子モータ
の回転制御を行なうようにしたことを特徴とする。
作用
本発明によれば、高周波電圧発生装置からの高周波電圧
は、モータの整流子にブラシを介して加えられることに
なるが、その整流子がブラシを通適する位置に対応して
モータの総合インピーダンスが変化する。そこでインピ
ーダンス変化を検出器で検出し、その検出信号によりモ
ータの回転速度を判断して、所要の回転速度が得られる
よう整流子モータの駆動電圧を制御する。
は、モータの整流子にブラシを介して加えられることに
なるが、その整流子がブラシを通適する位置に対応して
モータの総合インピーダンスが変化する。そこでインピ
ーダンス変化を検出器で検出し、その検出信号によりモ
ータの回転速度を判断して、所要の回転速度が得られる
よう整流子モータの駆動電圧を制御する。
実施例
次に、本発明に係る整流子モータの制御装置につき、好
適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明
する。第１図は、本実施例に係る制御装置の電気ブロッ
ク図であり、第２図は１本実施例の具体的な電気回路図
である。これらの図から判明する如く、整流子モータ２
は、モータドライバｌのスイッチング動作により、ＡＣ
電源から駆動電圧を供給されて回転する。またＣＰＵか
らなるコントローラ７は、電源同期信号９および速度指
令信号８を入力されると共に、制御信号回路６を介して
速度制御信号を、前記モータドライバｌに出力するよう
になっている。
適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明
する。第１図は、本実施例に係る制御装置の電気ブロッ
ク図であり、第２図は１本実施例の具体的な電気回路図
である。これらの図から判明する如く、整流子モータ２
は、モータドライバｌのスイッチング動作により、ＡＣ
電源から駆動電圧を供給されて回転する。またＣＰＵか
らなるコントローラ７は、電源同期信号９および速度指
令信号８を入力されると共に、制御信号回路６を介して
速度制御信号を、前記モータドライバｌに出力するよう
になっている。
このような整流子モータの駆動回路には、第１図に示す
如く、高周波電圧発生装置４が設けられ。
如く、高周波電圧発生装置４が設けられ。
ここで発生した高周波電圧は、モータ駆動電圧と分離す
るための高周波選択手段３を介して、整流子モータ２に
加えられる。また先に述べた如く、整流子モータ２に加
えられた高周波電圧は、該モータ２の整流子１０がブラ
シ１２を通過する位置に対応するインピーダンス変化と
して表われるので、これを検出器５が検出してコントロ
ーラ７に入力するようになっている。
るための高周波選択手段３を介して、整流子モータ２に
加えられる。また先に述べた如く、整流子モータ２に加
えられた高周波電圧は、該モータ２の整流子１０がブラ
シ１２を通過する位置に対応するインピーダンス変化と
して表われるので、これを検出器５が検出してコントロ
ーラ７に入力するようになっている。
更に具体的には、第２図に示すように、高周波トランス
からなる高周波電圧発生装置［４の一次側に５ｖ程度の
電圧を加えると、その二次側に７ Ｋ Ｈｚ程度の高周
波電圧が発生する。この高周波電圧は、バイパスフィル
タとして機能するコンデンサである高周波選択手段３を
介して、整流子モータ２に印加される。このように高周
波選択手段３を回路中に介挿した理由は、モータドライ
バ１により整流子モータ２に供給されるＡＣ駆動電圧を
高周波電圧から分離して、制御素子に過大電圧が加わる
のを防止するためである。
からなる高周波電圧発生装置［４の一次側に５ｖ程度の
電圧を加えると、その二次側に７ Ｋ Ｈｚ程度の高周
波電圧が発生する。この高周波電圧は、バイパスフィル
タとして機能するコンデンサである高周波選択手段３を
介して、整流子モータ２に印加される。このように高周
波選択手段３を回路中に介挿した理由は、モータドライ
バ１により整流子モータ２に供給されるＡＣ駆動電圧を
高周波電圧から分離して、制御素子に過大電圧が加わる
のを防止するためである。
前記の高周波電圧は、ブラシ１２および各整流子片１０
を介して、整流子モータ２の回転子巻線１４に供給され
るが、このとき検出器５に設けた検出用抵抗器上６の間
には、第３図に示す波形でＡ−８間電圧が表われる。こ
のＡ−８間電圧は、第４図（ａ）、（ｂ）に関して説明
した如く、各整流子片１０がブラシ１２を通過する位置
に対応したインピーダンス変化に比例したものである。
を介して、整流子モータ２の回転子巻線１４に供給され
るが、このとき検出器５に設けた検出用抵抗器上６の間
には、第３図に示す波形でＡ−８間電圧が表われる。こ
のＡ−８間電圧は、第４図（ａ）、（ｂ）に関して説明
した如く、各整流子片１０がブラシ１２を通過する位置
に対応したインピーダンス変化に比例したものである。
そして、該Ａ−Ｂ間電圧をダイオード１８で検波して、
第３図に半波整流波形で示すＣ−８間電圧を得る。
第３図に半波整流波形で示すＣ−８間電圧を得る。
このＣ−８間電圧は、ホトカプラ２０により光変換して
平滑コンデンサ２２に伝えられ、ここで電圧波形の谷間
が平滑整形されると、Ｄ−Ｅ間に第３図に示す如き信号
が得られる。
平滑コンデンサ２２に伝えられ、ここで電圧波形の谷間
が平滑整形されると、Ｄ−Ｅ間に第３図に示す如き信号
が得られる。
このＤ−Ｅ開信号は、比較ｗ２８における一方の側の端
子に入力されるが、他方の側の端子には、抵抗２４．２
６により設定される基準電圧ＶＴＲが印加されている。
子に入力されるが、他方の側の端子には、抵抗２４．２
６により設定される基準電圧ＶＴＲが印加されている。
従って該比較４１２８では、Ｄ−Ｅ開信号と電圧ＶＴ）
ｌとが比較され、Ｄ−Ｅ開信号の値がＶＴ）ｌの値を超
過すると、該比較［！１４からの出力は第３図に示すよ
うにＨｉｇｈとなり、またＤ−Ｅ開信号の値がＶＴ）Ｉ
の値より下回るとＬｏｗになる。そこで、この検出器５
からの出力（ａ号を。
ｌとが比較され、Ｄ−Ｅ開信号の値がＶＴ）ｌの値を超
過すると、該比較［！１４からの出力は第３図に示すよ
うにＨｉｇｈとなり、またＤ−Ｅ開信号の値がＶＴ）Ｉ
の値より下回るとＬｏｗになる。そこで、この検出器５
からの出力（ａ号を。
前記コントローラ７に加えることにより、前記モータド
ライバ１を介して整流子モータ２の一回転制御が好適に
なされることになる。
ライバ１を介して整流子モータ２の一回転制御が好適に
なされることになる。
発明の詳細
な説明した如く、本発明に係る整流子モータの制御装置
によれば、モータの回転軸にパルスジェネレータや回転
発電機等の構造的に高張る回転検出手段を設けることな
く、該モータの精度の高い回転制御をなし得るものであ
る。従って、整流子モータ全体の小型化を図ることがで
き、しかも一般に高価な回転検出手段が不要となったこ
とに伴い、関連部品や組付費等も低減させ得るので、低
廉なコストでの製造を実現し得る等の優れた利点を有す
る。
によれば、モータの回転軸にパルスジェネレータや回転
発電機等の構造的に高張る回転検出手段を設けることな
く、該モータの精度の高い回転制御をなし得るものであ
る。従って、整流子モータ全体の小型化を図ることがで
き、しかも一般に高価な回転検出手段が不要となったこ
とに伴い、関連部品や組付費等も低減させ得るので、低
廉なコストでの製造を実現し得る等の優れた利点を有す
る。
第１図は１本発明の好適な実施例に係る整流子モータの
制御装置の電気的ブロック図、第２図は、本実施例の具
体的な電気回路図、第３図は、第２図に示す電気回路に
おける各部の電圧波形図、第４図（ａ）、（ｂ）は、整
流子とブラシとの位雪関係を示す概略説明図である。 １・・・モータドライバ ３・・・高周波選択手段 ５・・・検出器 ７・・・コントローラ ９・・・電源同期信号 １２・・・ブラシ １６・・・検出用抵抗器 ２０・・・ホトカプラ ２４．２６・・・抵抗 ２・・・整流子モータ ４・・・高周波電圧発生装置 ６・・・制御信号回路 ８・・・速度指令信号 １０・・・整流子片 １４・・・回転子巻線 １８・・・ダイオード ２２・・・平滑コンデンサ ２８・・・比較器 Ｆ Ｉ ０．１ １・・・モータドライバ ４・・・高周波電圧発生装置 ７・・・コントローラ ９・・・電源同期信号 ２・・・整流子モータ ５・・・検出器 ８・・・速度指令信号 １２・・・ブラシ ＦＩｏ、４ ａｌ Ｆ Ｉ Ｇ、４ ＋ｂ）
制御装置の電気的ブロック図、第２図は、本実施例の具
体的な電気回路図、第３図は、第２図に示す電気回路に
おける各部の電圧波形図、第４図（ａ）、（ｂ）は、整
流子とブラシとの位雪関係を示す概略説明図である。 １・・・モータドライバ ３・・・高周波選択手段 ５・・・検出器 ７・・・コントローラ ９・・・電源同期信号 １２・・・ブラシ １６・・・検出用抵抗器 ２０・・・ホトカプラ ２４．２６・・・抵抗 ２・・・整流子モータ ４・・・高周波電圧発生装置 ６・・・制御信号回路 ８・・・速度指令信号 １０・・・整流子片 １４・・・回転子巻線 １８・・・ダイオード ２２・・・平滑コンデンサ ２８・・・比較器 Ｆ Ｉ ０．１ １・・・モータドライバ ４・・・高周波電圧発生装置 ７・・・コントローラ ９・・・電源同期信号 ２・・・整流子モータ ５・・・検出器 ８・・・速度指令信号 １２・・・ブラシ ＦＩｏ、４ ａｌ Ｆ Ｉ Ｇ、４ ＋ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕電源同期信号と速度指令信号とを受けて、速度制
御信号を出力するコントローラと、この速度制御信号を
受けて駆動電圧を整流子モータに供給するモータドライ
バとを備える整流子モータの制御装置において、 高周波電圧を発生して、この電圧を前記整流子モータに
加える高周波電圧発生装置と、 整流子モータの回転に伴う高周波電圧の変化を、該モー
タの整流子がブラシを通過する位置に対応するインピー
ダンス変化として検出する検出器とからなり、 この検出器からの検出信号を前記コントローラに加える
ことにより、前記モータドライバを介して整流子モータ
の回転制御を行なうようにしたことを特徴とする整流子
モータの制御装置。 〔２〕整流子モータに加えた高周波電圧を、該整流子モ
ータの駆動電圧から分離するための選択手段を設けた ことを特徴とする請求項１記載の整流子モータの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091026A JPH03289392A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 整流子モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2091026A JPH03289392A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 整流子モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289392A true JPH03289392A (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=14015017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2091026A Pending JPH03289392A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | 整流子モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03289392A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009112094A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Robert Bosch Gmbh | Elektromotor, motorsystem und verfahren zur bestimmung einer absoluten winkellage eines rotors eines elektromotors |
| EP2246970A3 (de) * | 2009-04-27 | 2017-07-12 | Robert Bosch GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Winkellage eines Rotors eines kommutierten Elektromotors |
-
1990
- 1990-04-04 JP JP2091026A patent/JPH03289392A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009112094A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Robert Bosch Gmbh | Elektromotor, motorsystem und verfahren zur bestimmung einer absoluten winkellage eines rotors eines elektromotors |
| EP2246970A3 (de) * | 2009-04-27 | 2017-07-12 | Robert Bosch GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer absoluten Winkellage eines Rotors eines kommutierten Elektromotors |
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