JPH06101947B2 - モータの速度制御回路 - Google Patents
モータの速度制御回路Info
- Publication number
- JPH06101947B2 JPH06101947B2 JP60178864A JP17886485A JPH06101947B2 JP H06101947 B2 JPH06101947 B2 JP H06101947B2 JP 60178864 A JP60178864 A JP 60178864A JP 17886485 A JP17886485 A JP 17886485A JP H06101947 B2 JPH06101947 B2 JP H06101947B2
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- Japan
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- circuit
- motor
- signal
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- capacitor
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 23
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、モータの回転数を検出する検出センサーから
の信号によりフィードバック制御を行なうようにしたモ
ータの速度制御回路に関するものである。
の信号によりフィードバック制御を行なうようにしたモ
ータの速度制御回路に関するものである。
［背景技術］ 一般にモータ応用機器で、負荷の増大でモータがロック
すると、過大な電流が流れてモータが焼損したり、速度
制御を行なう半導体素子がモータに直列に入っていたり
すると、半導体素子が焼損したりするという問題があっ
た。モータをロックするための検知は、微小抵抗で電流
値を検知する方法や、回転数の低下を検知する方法があ
る。低電圧で速度制御付きの機器では、回転数の検知の
方がメリットがある。これは、速度制御を行なうために
速度信号をあつかっており、この信号をロック検知にも
使用できるためである。この方式では速度が完全にロッ
クする前である回転数まで低下したら、モータに直列に
入っている制御素子をオフさせる方法となる。この方式
の欠点は起動時の回転数が低いときに、ロック保護回路
が動作して起動しなくなることがあることである。
すると、過大な電流が流れてモータが焼損したり、速度
制御を行なう半導体素子がモータに直列に入っていたり
すると、半導体素子が焼損したりするという問題があっ
た。モータをロックするための検知は、微小抵抗で電流
値を検知する方法や、回転数の低下を検知する方法があ
る。低電圧で速度制御付きの機器では、回転数の検知の
方がメリットがある。これは、速度制御を行なうために
速度信号をあつかっており、この信号をロック検知にも
使用できるためである。この方式では速度が完全にロッ
クする前である回転数まで低下したら、モータに直列に
入っている制御素子をオフさせる方法となる。この方式
の欠点は起動時の回転数が低いときに、ロック保護回路
が動作して起動しなくなることがあることである。
［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、起動
時にはロック保護回路が動作せず、スムースに起動でき
るモータの速度制御回路を提供することを目的とするも
のである。
時にはロック保護回路が動作せず、スムースに起動でき
るモータの速度制御回路を提供することを目的とするも
のである。
［発明の開示］ 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。まず、
全体の回路動作を説明する。第１図は速度制御回路のブ
ロック図を示し、第２図はその定常時のタイムチャート
を示すものである。モータの回転数に比例する信号を出
力する速度検出回路１は、周波数ジェネレータFG、オペ
アンプOP1、抵抗RF，RS等から構成されている。サンプ
ルパルスやリセットパルスといったタイミングパルスを
発生するサンプル・リセットパルス発生回路２は、台形
波を発生する台形波回路11、ヒステリシスコンパレータ
OP2、ICからなるサンプル・リセットパルス発生器2a等
から構成され、サンプル・リセットパルス発生器2aに台
形波を入力する台形波回路11は、定電流源I1、コンデン
サCR等からなっている。サンプル・リセットパルス発生
器2aのリセットパルスによって鋸歯状波を形成する鋸歯
状波発生回路３は定電流源I2、コンデンサCT等から構成
され、サンプル・リセットパルス発生器2aのサンプルパ
ルスによって鋸歯状波電圧をサンプルホールドするサン
プルホールド回路４はバッファ4a,4b、コンデンサCH等
から構成されている。適宜な速度を設定する速度可変回
路７は抵抗RX、ボリュームVR、バッファ7a等からなり、
その出力はエラーアンプ12に入力されてサンプルホール
ド回路４からの出力と比較され、その差が反転増幅され
る。さらに、エラーアンプ12の出力は基準三角波発生回
路５からの基準三角波とコンパレータ13で比較され、こ
のコンパレータ13出力がＨレベルのときに、出力回路８
を駆動する。そして、出力回路８の出力にてスイッチン
グ回路を構成するパワーMOSFET14をオン駆動して、モー
タＭを駆動する。また、電源を電池Ｂとしており、電圧
は昇圧回路10にて昇圧されてモータＭに供給されてい
る。尚、モータＭの速度信号をＦ−Ｖ変換するＦ−Ｖ変
換回路は、鋸歯状波発生回路３とサンプルホールド回路
４とで構成されるものである。
全体の回路動作を説明する。第１図は速度制御回路のブ
ロック図を示し、第２図はその定常時のタイムチャート
を示すものである。モータの回転数に比例する信号を出
力する速度検出回路１は、周波数ジェネレータFG、オペ
アンプOP1、抵抗RF，RS等から構成されている。サンプ
ルパルスやリセットパルスといったタイミングパルスを
発生するサンプル・リセットパルス発生回路２は、台形
波を発生する台形波回路11、ヒステリシスコンパレータ
OP2、ICからなるサンプル・リセットパルス発生器2a等
から構成され、サンプル・リセットパルス発生器2aに台
形波を入力する台形波回路11は、定電流源I1、コンデン
サCR等からなっている。サンプル・リセットパルス発生
器2aのリセットパルスによって鋸歯状波を形成する鋸歯
状波発生回路３は定電流源I2、コンデンサCT等から構成
され、サンプル・リセットパルス発生器2aのサンプルパ
ルスによって鋸歯状波電圧をサンプルホールドするサン
プルホールド回路４はバッファ4a,4b、コンデンサCH等
から構成されている。適宜な速度を設定する速度可変回
路７は抵抗RX、ボリュームVR、バッファ7a等からなり、
その出力はエラーアンプ12に入力されてサンプルホール
ド回路４からの出力と比較され、その差が反転増幅され
る。さらに、エラーアンプ12の出力は基準三角波発生回
路５からの基準三角波とコンパレータ13で比較され、こ
のコンパレータ13出力がＨレベルのときに、出力回路８
を駆動する。そして、出力回路８の出力にてスイッチン
グ回路を構成するパワーMOSFET14をオン駆動して、モー
タＭを駆動する。また、電源を電池Ｂとしており、電圧
は昇圧回路10にて昇圧されてモータＭに供給されてい
る。尚、モータＭの速度信号をＦ−Ｖ変換するＦ−Ｖ変
換回路は、鋸歯状波発生回路３とサンプルホールド回路
４とで構成されるものである。
次に第１図と第２図とにより動作を説明する。尚、第２
図の（ａ）〜（ｊ）は第１図のａ点〜ｊ点の波形を示す
ものである。モータＭの回転数に比例した速度信号は周
波数ジェネレータＧにより出力され、その出力された速
度信号はオペアンプOP1によりRF／RS倍に増幅される。
第２図（ａ）に示すようなオペアンプOP1の出力はヒス
テリシスコンパレータOP2に入力され、第２図（ｂ）に
示すように回転数に比例した周波数の方形波パルスを得
る。この方形波によりサンプル・リセットパルス発生回
路２の台形波回路11で第２図（ｃ）のように台形波を発
生する。この台形波の立ち上がりを基準電圧発生回路６
からの基準電圧V1，V2，V3と比較し（第２図（ｃ））、
サンプルパルス（第２図（ｅ））とリセットパルス（第
２図（ｄ））の発生するタイミングを決定する。一方、
鋸歯状波発生回路３では、コンデンサCTを定電流源I2に
より充電し、第２図（ｆ）に示すようにリセットパルス
が発生した時にコンデンサCTに充電された電荷を放電
し、同図のような鋸歯状波を発生する。サンプルホール
ド回路４では、サンプルパルスが発生した時に、ホール
ドコンデンサCHを充電あるいは放電することにより、そ
の時の鋸歯状波電圧をサンプルホールドする。従って、
サンプルホールド回路４には第２図（ｇ）に示すような
回転数に比例したDC信号が出力されることになる。
図の（ａ）〜（ｊ）は第１図のａ点〜ｊ点の波形を示す
ものである。モータＭの回転数に比例した速度信号は周
波数ジェネレータＧにより出力され、その出力された速
度信号はオペアンプOP1によりRF／RS倍に増幅される。
第２図（ａ）に示すようなオペアンプOP1の出力はヒス
テリシスコンパレータOP2に入力され、第２図（ｂ）に
示すように回転数に比例した周波数の方形波パルスを得
る。この方形波によりサンプル・リセットパルス発生回
路２の台形波回路11で第２図（ｃ）のように台形波を発
生する。この台形波の立ち上がりを基準電圧発生回路６
からの基準電圧V1，V2，V3と比較し（第２図（ｃ））、
サンプルパルス（第２図（ｅ））とリセットパルス（第
２図（ｄ））の発生するタイミングを決定する。一方、
鋸歯状波発生回路３では、コンデンサCTを定電流源I2に
より充電し、第２図（ｆ）に示すようにリセットパルス
が発生した時にコンデンサCTに充電された電荷を放電
し、同図のような鋸歯状波を発生する。サンプルホール
ド回路４では、サンプルパルスが発生した時に、ホール
ドコンデンサCHを充電あるいは放電することにより、そ
の時の鋸歯状波電圧をサンプルホールドする。従って、
サンプルホールド回路４には第２図（ｇ）に示すような
回転数に比例したDC信号が出力されることになる。
エラーアンプ12では、速度可変回路７で設定した電圧VX
とサンプルホールド回路４の出力電圧VOの差をRA／RN倍
に反転増幅し、その出力を第２図（ｈ）に示すように基
準三角波発生回路５の基準三角波とコンパレータ13で比
較し、第２図（ｉ）に示すように方形波を得ている。こ
の方形波を出力回路８を通じて出力して第２図（ｊ）に
示すようなゲート電圧を得て、パワーMOSFET14によりDC
モータＭの供給電源をPWM制御するようにしている。ロ
ック保護回路９は次のような機能を有している。つま
り、モータＭに過負荷がかかると、モータＭの回転数が
落ちる。従って、周波数ジェネレータFGの出力周波数が
小さくなり、サンプルホールド回路４の出力電圧が高く
なる。その電圧を抵抗RL1とRL2とで分圧された電圧とコ
ンパレータ15により検出し、回転数が設定値以下に落ち
ると、出力パルスを遮断し、モータＭを停止させるもの
である。
とサンプルホールド回路４の出力電圧VOの差をRA／RN倍
に反転増幅し、その出力を第２図（ｈ）に示すように基
準三角波発生回路５の基準三角波とコンパレータ13で比
較し、第２図（ｉ）に示すように方形波を得ている。こ
の方形波を出力回路８を通じて出力して第２図（ｊ）に
示すようなゲート電圧を得て、パワーMOSFET14によりDC
モータＭの供給電源をPWM制御するようにしている。ロ
ック保護回路９は次のような機能を有している。つま
り、モータＭに過負荷がかかると、モータＭの回転数が
落ちる。従って、周波数ジェネレータFGの出力周波数が
小さくなり、サンプルホールド回路４の出力電圧が高く
なる。その電圧を抵抗RL1とRL2とで分圧された電圧とコ
ンパレータ15により検出し、回転数が設定値以下に落ち
ると、出力パルスを遮断し、モータＭを停止させるもの
である。
次に起動時の動作について説明する。サンプルホールド
回路４のコンデンサCHは上述したように、モータＭの速
度が遅いと周波数ジェネレータFGの周波数が下がるた
め、サンプリングを行なう時間が長くなり、コンデンサ
CHの電圧は高くなる。ところが、起動時はコンデンサCH
は充電されておらず、速度が早いという信号となり、モ
ータＭに電流が流さなくなる。このため、モータＭは起
動回路がないと起動しない。
回路４のコンデンサCHは上述したように、モータＭの速
度が遅いと周波数ジェネレータFGの周波数が下がるた
め、サンプリングを行なう時間が長くなり、コンデンサ
CHの電圧は高くなる。ところが、起動時はコンデンサCH
は充電されておらず、速度が早いという信号となり、モ
ータＭに電流が流さなくなる。このため、モータＭは起
動回路がないと起動しない。
この起動回路16は第１図に示すような構成となってい
る。すなわち、起動回路16は抵抗R1〜R6、コンデンサ
C1、コンパレータ16a、RS型のフリップフロップ16b、Ｔ
型のフリップフロップ16c等、トランジスタQ1，Q2から
構成されている。フリップフロップ16bの出力端はサン
プルホールド回路４のコンデンサCH側に接続されてお
り、フリップフロップ16cはロック保護回路９に接続さ
れている。抵抗R1とR2とで抵抗分割された電圧がコンパ
レータ16aの反転入力端子に接続され、抵抗R3とコンデ
ンサC1との接続点がコンパレータ16aの非反転入力端子
に接続され、コンパレータ16aの出力はフリップフロッ
プ16b,16cに夫々入力されている。尚、上記コンデンサC
1、抵抗R1〜R3、コンパレータ16a、トランジスタQ1，Q2
等にて時間遅れ発生手段を構成している。
る。すなわち、起動回路16は抵抗R1〜R6、コンデンサ
C1、コンパレータ16a、RS型のフリップフロップ16b、Ｔ
型のフリップフロップ16c等、トランジスタQ1，Q2から
構成されている。フリップフロップ16bの出力端はサン
プルホールド回路４のコンデンサCH側に接続されてお
り、フリップフロップ16cはロック保護回路９に接続さ
れている。抵抗R1とR2とで抵抗分割された電圧がコンパ
レータ16aの反転入力端子に接続され、抵抗R3とコンデ
ンサC1との接続点がコンパレータ16aの非反転入力端子
に接続され、コンパレータ16aの出力はフリップフロッ
プ16b,16cに夫々入力されている。尚、上記コンデンサC
1、抵抗R1〜R3、コンパレータ16a、トランジスタQ1，Q2
等にて時間遅れ発生手段を構成している。
次に、起動回路16の動作を第１図及び第３図に基づいて
説明する。まず、抵抗R3とコンデンサC1とによる１回目
の動作について説明する。起動のため、電源が投入され
ると、起動回路16のコンパレータ16aに抵抗R1，R2で基
準電圧が入力され、第３図（ｂ）に示すように抵抗R3で
コンデンサC1が充電される。この時、コンパレータ16a
の出力は第３図（ｃ）に示すようにＬレベルであり、ト
ランジスタQ1，Q2はオフしている。一方、電源投入と同
時にフリップフロップ16bに抵抗R4，R5によりリセット
信号が与えられ、出力条件が例えばＨレベルとなるこの
信号で、第３図（ｄ）に示すような起動パルスを出力し
てサンプルホールド回路４を操作し、鋸歯状波発生回路
３のコンデンサCTの電圧VCTと、サンプルホールド回路
４のコンデンサCHの電圧VCHとが、VCT＝VCHの電圧とな
るように充電する。サンプルホールド回路４のコンデン
サCHが充電されると、出力回路８が動作し、モータＭに
電流を流す。第３図（ａ）に示すようにモータＭが少し
でも動き出すと、周波数ジェネレータFGから信号が入
り、サンプル・リセットパルス発生回路２が動作し、サ
ンプルホールド回路４も正常に動作を始める。コンデン
サC1の充電電圧が抵抗R1，R2による基準電圧を越える
と、第３図（ｃ）に示すようにコンパレータ16aの出力
はＨレベルとなり、これがフリップフロップ16bにセッ
ト信号として加わり、第３図（ｄ）に示すように起動パ
ルスを停止すると同時に、トランジスタQ1，Q2をオン駆
動してコンデンサC1の電荷を放電させる（第３図
（ｂ））ことになる。
説明する。まず、抵抗R3とコンデンサC1とによる１回目
の動作について説明する。起動のため、電源が投入され
ると、起動回路16のコンパレータ16aに抵抗R1，R2で基
準電圧が入力され、第３図（ｂ）に示すように抵抗R3で
コンデンサC1が充電される。この時、コンパレータ16a
の出力は第３図（ｃ）に示すようにＬレベルであり、ト
ランジスタQ1，Q2はオフしている。一方、電源投入と同
時にフリップフロップ16bに抵抗R4，R5によりリセット
信号が与えられ、出力条件が例えばＨレベルとなるこの
信号で、第３図（ｄ）に示すような起動パルスを出力し
てサンプルホールド回路４を操作し、鋸歯状波発生回路
３のコンデンサCTの電圧VCTと、サンプルホールド回路
４のコンデンサCHの電圧VCHとが、VCT＝VCHの電圧とな
るように充電する。サンプルホールド回路４のコンデン
サCHが充電されると、出力回路８が動作し、モータＭに
電流を流す。第３図（ａ）に示すようにモータＭが少し
でも動き出すと、周波数ジェネレータFGから信号が入
り、サンプル・リセットパルス発生回路２が動作し、サ
ンプルホールド回路４も正常に動作を始める。コンデン
サC1の充電電圧が抵抗R1，R2による基準電圧を越える
と、第３図（ｃ）に示すようにコンパレータ16aの出力
はＨレベルとなり、これがフリップフロップ16bにセッ
ト信号として加わり、第３図（ｄ）に示すように起動パ
ルスを停止すると同時に、トランジスタQ1，Q2をオン駆
動してコンデンサC1の電荷を放電させる（第３図
（ｂ））ことになる。
次に２回目動作について説明する。コンデンサC1の電圧
が、第３図（ｂ）のように抵抗R1と、抵抗R2及びR6で定
まる電圧まで低下すると、第３図（ｃ）に示すようにコ
ンパレータ16aの出力は再びＬレベルとなり、トランジ
スタQ1，Q2がオフしてコンデンサC1は抵抗R1，R2の電圧
まで充電される。コンデンサC1が抵抗R1，R2で定まる電
圧まで充電されると、コンパレータ16a出力はＨレベル
となり、２個目のパルスを出力する。
が、第３図（ｂ）のように抵抗R1と、抵抗R2及びR6で定
まる電圧まで低下すると、第３図（ｃ）に示すようにコ
ンパレータ16aの出力は再びＬレベルとなり、トランジ
スタQ1，Q2がオフしてコンデンサC1は抵抗R1，R2の電圧
まで充電される。コンデンサC1が抵抗R1，R2で定まる電
圧まで充電されると、コンパレータ16a出力はＨレベル
となり、２個目のパルスを出力する。
従って、この２個のパルスがＴ−フリップフロップ16c
に入ることにより、このＴ−フリップフロップ16cは出
力が反転する。即ち、このＴ−フリップフロップ16C
は、例えばＴ型フリップフロップの２段接続等の工夫に
より、電源投入時にオートリセットされ、この出力信号
でロック保護回路９の動作を停止していたのが、この２
個目のパルスにより、ロック保護動作停止の機能が解除
され、ロック保護回路９が動作を開始する（第３図
（ｅ））。これと同時にコンデンサC1の電荷を強制放電
し、起動回路16の動作を停止する。
に入ることにより、このＴ−フリップフロップ16cは出
力が反転する。即ち、このＴ−フリップフロップ16C
は、例えばＴ型フリップフロップの２段接続等の工夫に
より、電源投入時にオートリセットされ、この出力信号
でロック保護回路９の動作を停止していたのが、この２
個目のパルスにより、ロック保護動作停止の機能が解除
され、ロック保護回路９が動作を開始する（第３図
（ｅ））。これと同時にコンデンサC1の電荷を強制放電
し、起動回路16の動作を停止する。
［発明の効果］ 本発明は上述のように、モータの回転数を検出し、この
検出信号にて設定回転数の信号と比較してモータの回転
数をフィードバック制御すると共に、モータの回転数が
所定数以下になった時にモータへの電源を遮断するロッ
ク保護回路を備えたモータの速度制御回路において、１
回目の信号をモータの起動信号とし、２回目の信号を上
記ロック保護回路の動作開始信号とした２回の動作信号
を発生させる１つの時間遅れ発生手段を有する起動回路
を設けたものであるから、１回目の起動のための信号
と、２回目の起動がかかるまでロック保護回路の動作を
止めておく信号とを１つの時間遅れ発生手段で作り出す
ことができ、また、ロック保護回路を２回目の信号で動
作開始とすることにより、モータを低回転数からスムー
スに回転させることができ、モータの速度制御をするこ
とができる効果を奏するものである。
検出信号にて設定回転数の信号と比較してモータの回転
数をフィードバック制御すると共に、モータの回転数が
所定数以下になった時にモータへの電源を遮断するロッ
ク保護回路を備えたモータの速度制御回路において、１
回目の信号をモータの起動信号とし、２回目の信号を上
記ロック保護回路の動作開始信号とした２回の動作信号
を発生させる１つの時間遅れ発生手段を有する起動回路
を設けたものであるから、１回目の起動のための信号
と、２回目の起動がかかるまでロック保護回路の動作を
止めておく信号とを１つの時間遅れ発生手段で作り出す
ことができ、また、ロック保護回路を２回目の信号で動
作開始とすることにより、モータを低回転数からスムー
スに回転させることができ、モータの速度制御をするこ
とができる効果を奏するものである。
第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は同上の
定常時のタイムチャート、第３図は同上の起動時におけ
るタイムチャートである。 ８は出力回路、９はロック保護回路、16は起動回路を示
す。
定常時のタイムチャート、第３図は同上の起動時におけ
るタイムチャートである。 ８は出力回路、９はロック保護回路、16は起動回路を示
す。
Claims (1)
- 【請求項１】モータの回転数を検出し、この検出信号に
て設定回転数の信号と比較し、この比較結果に基づいて
モータの給電を制御してモータの回転数をフィードバッ
ク制御するフィードバック制御回路と、モータの回転数
が所定数以下になった時には上記検出信号に応答してモ
ータへの電源を遮断するロック保護回路を備えたモータ
の速度制御回路において、電源投入後所定時間毎に２回
の動作信号を発生させる１つの時間遅れ発生手段を有
し、電源投入直後には上記フィードバック制御回路に起
動用補助信号を供給し、１回目の動作信号によってこの
起動用補助信号を終了し、２回目の動作信号によって上
記ロック保護回路の動作を開始させる起動回路を設けた
ことを特徴とするモータの速度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60178864A JPH06101947B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | モータの速度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60178864A JPH06101947B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | モータの速度制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240081A JPS6240081A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH06101947B2 true JPH06101947B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16056016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60178864A Expired - Lifetime JPH06101947B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | モータの速度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101947B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4964362A (ja) * | 1972-10-20 | 1974-06-21 | ||
| JPS5748086A (en) * | 1980-09-03 | 1982-03-19 | Oriental Motor Co Ltd | Electric switch controller |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60178864A patent/JPH06101947B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240081A (ja) | 1987-02-21 |
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