JPH0669304B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JPH0669304B2
JPH0669304B2 JP59122354A JP12235484A JPH0669304B2 JP H0669304 B2 JPH0669304 B2 JP H0669304B2 JP 59122354 A JP59122354 A JP 59122354A JP 12235484 A JP12235484 A JP 12235484A JP H0669304 B2 JPH0669304 B2 JP H0669304B2
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敏治 大橋
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Matsushita Electric Works Ltd
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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
    • H02P7/29Arrangements 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 pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements 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 pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、小形電気機器に使用する直流モータの制御装
置に関するものである。
[背景技術] 通常この種のモータの過負荷を検出する手段としては、
モータの温度上昇をチェックする方法が一般的である。
しかし最近ではモータの制御用に半導体素子が使用され
ることが多く、温度が上昇する前に過電流が流れてスイ
ッチング素子が破壊するおそれがある。またモータの過
負荷を過電流によって検出する方法は、電流検出用抵抗
値のばらつき、モータの特性のばらつき、あるいは電池
の残容量の違いなどのために制御のかかる回転数が変動
し易いという問題がある。
そこで、回転軸に連結した周波数発生器の第5図(イ)
に示す出力を変換して同図(ロ)に示すパルス波形にす
る波形整形回路と、上記パルスをタイミング信号として
同図(ハ)に示す鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生回路
と、上記鋸歯状波電圧を基準電圧と比較し、その出力で
モータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を制御し
て過負荷時にモータへの給電を遮断する鋸歯状波電圧比
較回路を設けたものがある。第5図(ニ)に鋸歯状波電
圧比較回路の出力を示す。
このモータ制御装置によれば、モータの過負荷状態を回
転数で検出して、温度が上昇する前にモータへの給電を
遮断し、モータおよび半導体スイッチング素子を保護す
ることができる。
しかしながら、この種のモータ制御装置では次のような
問題がある。つまり、上記モータ制御装置においてt1
点で過負荷を検出してモータを停止させると、モータを
収納している機器本体が反動でモータ回転方向と反対方
向に回転してしまう。このため、第5図(イ)の右側に
示すように、周波数発生器にモータの回転時と同様の出
力が発生し、これにより同図(ロ),(ハ)に示すよう
に波形整形回路及び鋸歯状波発生回路からモータの回転
時と同様の出力が発生し、鋸歯状波電圧比較回路の出力
が同図(ニ)に示すようにリセットされてしまう。この
ときには、半導体スイッチング素子がオンとなり、モー
タへの給電が行われるため、過負荷時のモータおよび半
導体スイッチング素子の保護機能が正常に働かない。
[発明の目的] 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、モータの過負荷状態を回転数で検出
して、モータへの給電を遮断してモータおよび半導体ス
イッチング素子の保護を図るモータ制御装置を、モータ
を収納した機器本体がモータの停止時に反動でモータ回
転方向と反対方向に回転しても、モータへの給電を遮断
した状態に保つことができるようにすることにある。
[発明の開示] 本発明によるモータ制御装置は、回転軸に連結した周波
数発生器の出力を変換してパルス波形にする波形整形回
路と、上記パルスをタイミング信号として鋸歯状波を発
生する鋸歯状波発生回路と、上記鋸歯状波電圧を基準電
圧と比較し、その出力でモータ給電回路に挿入されたス
イッチング素子を制御して過負荷時にモータへの給電を
遮断する鋸歯状波電圧比較回路を備えることにより、モ
ータの過負荷状態を回転数で検出して、温度が上昇する
前にモータへの給電を遮断し、モータおよび半導体スイ
ッチング素子を保護する。そして、過負荷を検出してモ
ータを停止したとき、モータを収納した機器本体が反動
でモータ回転方向と反対方向に回転しても、鋸歯状波電
圧比較回路の出力がリセットされることがないように構
成してある。つまり、本発明のモータ制御装置では、上
記波形整形回路を、周波数発生器の出力にバイアス電圧
を重畳して脈流とするレベルシフト回路と、この脈流電
圧を上記バイアス電圧よりも若干低い基準電圧と比較す
る脈流電圧比較回路と、この脈流電圧比較回路の出力を
整形する整形回路とで構成してある。これにより、上記
レベルシフト回路で周波数発生器の出力に重畳するバイ
アス電圧を、モータ停止時の反動による回転程度では波
形整形回路の出力がリセットされることがないように設
定し、反動で機器本体がモータ回転方向と反対方向に回
転しても、鋸歯状波電圧比較回路の出力がリセットされ
ないようにし、モータへの給電を遮断した状態に保つ。
第1図は本発明装置の一実施例を示したものである。同
図において、1はモータMの回転軸に連結された周波数
発生器で、永久磁石回転子とホール素子あるいはコイル
などよりなる固定子とで構成されている。周波数発生器
1の出力は第3図の(イ)に示すようにほぼ正弦波とな
っており、次段のレベルシフト回路2でこの正弦波の振
幅よりも若干大きなバイアス電圧Vdcが重畳される。し
たがってレベルシフト回路2の出力信号は同図(ロ)に
示すように直流レベルが振幅値よりもやや高い脈流とな
る。この脈流電圧が次段の脈流電圧比較回路3で基準電
圧Vf1と比較され、比較回路3の出力が整形回路4で整
形されて(ハ)に示すようなパルスを得る。すなわちレ
ベルシフト回路2、脈流電圧比較回路3および整形回路
4により波形整形回路5を構成しているのである。6は
鋸歯状波発生回路で、上記パルス信号の立上りをタイミ
ングとして充放電を行なう時定数回路で構成され、この
鋸歯状波のピーク値が上記タイミングパルスでサンプル
ホールド回路7に保持される。サンプルホールド回路7
の出力は直流増幅回路8でレベルで調整された後、三角
波電圧比較回路10で基準三角波発生回路9の出力と比較
され、この比較回路10の出力によって制御されるスイッ
チング素子11によってモータMの電源をオンオフするこ
とにより、モータの速度制御を行なっている。すなわち
モータの速度が低下するとタイミングパルスの時間間隔
が長くなるので、鋸歯状波のピーク値が高くなってサン
プルホールド回路7の保持電圧が高くなり、その結果比
較回路10の出力信号のパルス幅が大きくなってモータへ
の供給電流が増加するのである。上述の鋸歯状波発生回
路6の出力は、鋸歯状波電圧比較回路12および起動時作
動遅延回路13よりなる過負荷検出回路14にも入力され、
鋸歯状波電圧のピーク値が基準電圧と比較される。モー
タ回転数が一定値よりも低下すると過負荷検出回路14の
出力により上記スイッチング素子11をオフにし、モータ
への給電を遮断する。
第2図は第1図の装置の具体回路を示したものである。
同図において、モータ速度制御IC15は第1図における脈
流電圧比較回路3、整形回路4、鋸歯状波発生回路6、
サンプルホールド回路7および直流増幅回路8を含んで
おり、モータ速度制御IC15から出力された鋸歯状波信号
が過負荷検出回路14の鋸歯状波電圧比較回路12に印加さ
れている。いま第4図(イ)に示すように、モータの回
転数が落ち、周波数発生器1の出力の周期が長くなって
くると、(ハ)のパルス幅も長くなり、そのために
(ニ)に示すように鋸歯状波のピーク値が大きくなる。
このピーク値が抵抗Rk1およびRk2で決定される基準電圧
Vf2を超えると、(ホ)に示すように鋸歯状波電圧比較
回路12から過負荷検出信号が出力されて、トランジスタ
Q3をオンすることによりスイッチング素子11をオフにし
モータを停止させる。第4図のt1時点で一旦モータが停
止すると、図示のように周波数発生器1の出力はゼロと
なるが、前述のようにバイアス電圧Vdcの方が脈流電圧
比較回路3の基準電圧Vf1よりも若干高く設定されてい
るので、波形整形回路5の出力がt1時点以降はHレベル
にクランプされ、したがって鋸歯状波のピーク値は時定
数回路CtRtによって電源電圧Vcまで上昇しクランプさ
れ、それによってモータが再スタートするのを防止して
いる。
また、バイアス電圧Vdcは、過負荷を検出してモータM
を停止したとき、モータMを収納した機器本体が反動で
モータMの回転方向と反対方向に回転しても、鋸歯状波
電圧比較回路12の出力がリセットされないように設定し
てある。このため、モータMの停止時の反動による回転
程度では、モータMへの給電が再開されず、過負荷時の
モータおよび半導体スイッチング素子の保護機能を正常
に働かせることができる。
またモータ起動初期においては、起動時作動遅延回路13
の時定数回路CsRsがトランジスタQ4をオン状態に保つこ
とにより、鋸歯状波電圧が比較回路12に入力されるのを
阻止し、過負荷検出回路14の作動開始を遅らせている。
なお16は直流増幅回路8のゲインを調整する回路で、こ
れによってモータMの速度を調整するものである。17は
各回路へ電源電圧Vcを供給する定電圧回路であり、この
定電圧回路17の電源はモータMの電池電源Vbを共用して
いる。電圧Vcが低下すると抵抗Rb1およびRb2による分圧
電圧とトランジスタQ5のベースエミッタ間電圧との和が
ツェナーダイオードDzと発光ダイオードLEDの電圧の和
よりも低くなり、トランジスタQ6をオフすると共に、発
光ダイオードが消灯する。これによってモータの停止し
た原因が過負荷によるものではなく電池切れによるもの
であることを表示することができる。
[発明の効果] 本発明に上述のように、波形整形回路を、周波数発生器
の出力にバイアス電圧を重畳して脈流とするレベルシフ
ト回路と、この脈流電圧を上記バイアス電圧よりも若干
低い基準電圧と比較する脈流電圧比較回路と、この脈流
電圧比較回路の出力を整形する整形回路とで構成してあ
るので、レベルシフト回路で周波数発生器の出力は重畳
するバイアス電圧を、モータ停止時の反動による回転程
度では波形整形回路の出力がリセットされることがない
ように設定すれば、モータを収納した機器本体が反動で
モータ回転方向と反対方向に回転しても、鋸歯状波電圧
比較回路の出力がリセットされず、モータへの給電を遮
断した状態に保つことができ、過負荷時のモータおよび
半導体スイッチング素子の保護機能を正常に働かせるこ
とができる。しかも、フリップフリップなどの保持手段
を特別に設けることなく、周波数発生器の出力にバイア
ス電圧を重畳するという簡単な方法で、上記効果を得る
ことができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック回路図、第2
図は同上の具体回路図、第3図は同上の各部波形図、第
4図は同上の過負荷時の動作を示す各部波形図、第5図
は従来例の問題となる動作の説明図である。 1は周波数発生器、2はレベルシフト回路、3は脈流電
圧比較回路、4は整形回路、5は波形整形回路、6は鋸
歯状波発生回路、7はサンプルホールド回路、8は直流
増幅回路、9は基準三角波発生回路、10は三角波電圧比
較回路、11はスイッチング素子、12は鋸歯状波電圧比較
回路、13は起動時作動遅延回路、14は過負荷検出回路、
15はモータ速度制御IC、16はゲイン調整回路、17は定電
圧回路、Vf1,Vf2は基準電圧、Vdcはバイアス電圧、Vbは
電池電源電圧、Vcは定電圧電源電圧、Mはモータ、Dzは
定電圧要素あるいはツェナーダイオード、LEDは発光ダ
イオード。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転軸に連結した周波数発生器の出力を変
    換してパルス波形にする波形整形回路と、上記パルスを
    タイミング信号として鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生
    回路と、上記鋸歯状波電圧を基準電圧と比較し、その出
    力でモータ給電回路に挿入されたスイッチング素子を制
    御して過負荷時にモータへの給電を遮断する鋸歯状波電
    圧比較回路を備え、上記波形整形回路を、周波数発生器
    の出力にバイアス電圧を重畳して脈流とするレベルシフ
    ト回路と、この脈流電圧を上記バイアス電圧よりも若干
    低い基準電圧と比較する脈流電圧比較回路と、この脈流
    電圧比較回路の出力を整形する整形回路とで構成して成
    ることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 【請求項2】モータ起動時に上記鋸歯状電圧比較回路の
    出力端に信号が出力されることを阻止する作動遅延手段
    を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    モータ制御装置。
  3. 【請求項3】上記鋸歯状波電圧のピーク値を上記タイミ
    ングパルスでサンプリング保持するサンプルホールド回
    路と、この保持レベルを基準三角波発生回路の出力と比
    較する三角波電圧比較回路を備え、この三角波電圧比較
    回路の出力で上記スイッチング素子を制御することによ
    り、モータの速度を制御して成ることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のモータ制御装置。
  4. 【請求項4】上記各回路に電源電圧を供給する定電圧回
    路の電源をモータの電池電源と共用し、この定電圧回路
    の定電圧素子の一部として電池切れ表示用発光ダイオー
    ドを使用したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のモータ制御装置。
JP59122354A 1984-06-14 1984-06-14 モータ制御装置 Expired - Lifetime JPH0669304B2 (ja)

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JPS614481A JPS614481A (ja) 1986-01-10
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49121916A (ja) * 1973-03-30 1974-11-21
JPS54957U (ja) * 1977-06-04 1979-01-06
JPS5631393A (en) * 1979-08-22 1981-03-30 Hitachi Ltd Controlling device for motor
JPS5748086A (en) * 1980-09-03 1982-03-19 Oriental Motor Co Ltd Electric switch controller

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