JPH07123354B2 - 直流モ−タの速度制御回路 - Google Patents
直流モ−タの速度制御回路Info
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- JPH07123354B2 JPH07123354B2 JP62167258A JP16725887A JPH07123354B2 JP H07123354 B2 JPH07123354 B2 JP H07123354B2 JP 62167258 A JP62167258 A JP 62167258A JP 16725887 A JP16725887 A JP 16725887A JP H07123354 B2 JPH07123354 B2 JP H07123354B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流モータ速度制御用ICに接続された直流モー
タの回転速度を段階的に切換えることが可能な小型直流
モータの多段速度制御回路に関するものである。
タの回転速度を段階的に切換えることが可能な小型直流
モータの多段速度制御回路に関するものである。
〔従来の技術〕 従来の小型直流モータの速度制御装置、たとえば公開実
用56−73195に開示されている小型直流モータの速度制
御装置は、第２図に示すような構成のものであった。
用56−73195に開示されている小型直流モータの速度制
御装置は、第２図に示すような構成のものであった。
第２図において、２は小型直流モータの速度制御用ICを
示し、３はこの小型直流モータの速度制御用IC2に接続
される外部回路を示す。
示し、３はこの小型直流モータの速度制御用IC2に接続
される外部回路を示す。
直流モータの速度制御用IC2には、基準端子１と、逆起
電力Eoの等価電圧を検出する検出端子２と、出力端子３
と、接地された端子４とを設けてある。以下、説明の便
宜上、端子１乃至４をそれぞれ順に第1,第2,第3,第４の
端子と呼ぶことにする。
電力Eoの等価電圧を検出する検出端子２と、出力端子３
と、接地された端子４とを設けてある。以下、説明の便
宜上、端子１乃至４をそれぞれ順に第1,第2,第3,第４の
端子と呼ぶことにする。
そして、この第１の端子１には、分流用トランジスタQ1
のコレクタを接続してあり、この分流用トランジスタQ1
のエミッタは、抵抗R1を介して第４の端子４に接続して
ある。そして第３の端子３には複数の駆動トランジスタ
Q2乃至Qnのコレクタをそれぞれ接続してあり、この複数
のトランジスタQ2乃至Qnのエミッタはそれぞれ抵抗R2乃
至Rnを介して第４の端子４に接続してある。そして、こ
れらのトランジスタQ1，Q2，…，Qnの各ベースはそれぞ
れ誤差検出回路2aの出力端子に接続してある。誤差検出
回路2aは、入力端子B,C間の電位差によりトランジスタQ
1，Q2，……，Qnを制御し、抵抗Rtを通って第１の端子
１から第４の端子４に流れる電流Itと直流モータＭを通
って第３の端子３から第４の端子４に流れる電流Iaとを
調節する。この誤差検出回路2aの入力端子と第１の端子
１との間には、基準電圧源Erefを設けてあり、他方、誤
差検出回路2aの入力端子Ｃは第２の端子２に接続してあ
る。
のコレクタを接続してあり、この分流用トランジスタQ1
のエミッタは、抵抗R1を介して第４の端子４に接続して
ある。そして第３の端子３には複数の駆動トランジスタ
Q2乃至Qnのコレクタをそれぞれ接続してあり、この複数
のトランジスタQ2乃至Qnのエミッタはそれぞれ抵抗R2乃
至Rnを介して第４の端子４に接続してある。そして、こ
れらのトランジスタQ1，Q2，…，Qnの各ベースはそれぞ
れ誤差検出回路2aの出力端子に接続してある。誤差検出
回路2aは、入力端子B,C間の電位差によりトランジスタQ
1，Q2，……，Qnを制御し、抵抗Rtを通って第１の端子
１から第４の端子４に流れる電流Itと直流モータＭを通
って第３の端子３から第４の端子４に流れる電流Iaとを
調節する。この誤差検出回路2aの入力端子と第１の端子
１との間には、基準電圧源Erefを設けてあり、他方、誤
差検出回路2aの入力端子Ｃは第２の端子２に接続してあ
る。
４端子を有する速度制御用IC2は以上のように構成して
あり、この速度制御用IC2に外部回路３が接続される。
あり、この速度制御用IC2に外部回路３が接続される。
電源端子Vccと第３の端子３とには、内部抵抗Roと逆起
電力Eoとであらわされる直流モータＭを接続してあり、
電源端子Vccと第１の端子とには抵抗Rtを接続してあ
る。更に、第１の端子にはスイッチS1を介して第２の端
子２と分圧抵抗Rbとにそれぞれ接続される複数の分圧抵
抗Ra1，Ra2，Ra3を接続してある。この複数の分圧抵抗R
a1，Ra2，Ra3と分圧抵抗Rbとにより、複数の分圧回路が
構成されており、この分圧抵抗Ra1，Ra2，Ra3と分圧抵
抗Rbとの間に分圧比切換スイッチS1を介在させてある。
直流モータＭの回転速度ＮはこのスイッチS1を操作する
ことにより段階的に切換えられる。
電力Eoとであらわされる直流モータＭを接続してあり、
電源端子Vccと第１の端子とには抵抗Rtを接続してあ
る。更に、第１の端子にはスイッチS1を介して第２の端
子２と分圧抵抗Rbとにそれぞれ接続される複数の分圧抵
抗Ra1，Ra2，Ra3を接続してある。この複数の分圧抵抗R
a1，Ra2，Ra3と分圧抵抗Rbとにより、複数の分圧回路が
構成されており、この分圧抵抗Ra1，Ra2，Ra3と分圧抵
抗Rbとの間に分圧比切換スイッチS1を介在させてある。
直流モータＭの回転速度ＮはこのスイッチS1を操作する
ことにより段階的に切換えられる。
以下に、上記構成の回転速度制御装置による場合の回転
速度Ｎを式にもとづいて説明する。
速度Ｎを式にもとづいて説明する。
一般に、直流モータＭの逆起電力Eoと回転速度Ｎとの間
には Eo＝Ｎ・K2Zφ ……（２） K2Zφ……比例定数 の関係がある。
には Eo＝Ｎ・K2Zφ ……（２） K2Zφ……比例定数 の関係がある。
また、直流モータＭを流れる電流Iaと、直流モータＭに
かかる負荷トルクTdとの間には Td＝K1Zφ・Ia ……（３） K1Zφ……比例定数 の関係がある。
かかる負荷トルクTdとの間には Td＝K1Zφ・Ia ……（３） K1Zφ……比例定数 の関係がある。
そして、直流モータＭの両端の電圧Vmと直流モータＭを
流れる電流Iaとの間に Vm＝Eo＋RoIa ……（４） の関係が成立する。
流れる電流Iaとの間に Vm＝Eo＋RoIa ……（４） の関係が成立する。
そして、抵抗Rtには、速度制御用IC2により分流トラン
ジスタQ1の増巾度を駆動トランジスタQ2，……，Qnの増
巾度との比に対応する電流Itが流れるので、この比例定
数をＫとするとき、電流Itと電流Iaとの間に、 Ia＝Ｋ・It ……（５） の関係が成立する。
ジスタQ1の増巾度を駆動トランジスタQ2，……，Qnの増
巾度との比に対応する電流Itが流れるので、この比例定
数をＫとするとき、電流Itと電流Iaとの間に、 Ia＝Ｋ・It ……（５） の関係が成立する。
そして、直流モータＭの回転速度の制御が正しく行なわ
れている場合、誤差検紙回路2aの入力端子BC間は短絡状
態とめなすことができる。
れている場合、誤差検紙回路2aの入力端子BC間は短絡状
態とめなすことができる。
Is＝Eref/Ra1 ……（６） ただし、Isは抵抗Ra1，スイッチS1を通って分圧抵抗Rb
に流れる電流である。
に流れる電流である。
一方、固定抵抗Rtには、分圧抵抗を流れる電流Is、速度
制御用IC2を作動させる微小なバイアス電流Ir、駆動ト
ランジスタQ1に流れる電流Itが流れているので、電源端
子Vccと誤差検出回路2aの入力端子Ｂとの間の電圧V
ABは、 VAB＝Eref＋（Is＋Ir＋It）・Rt ……（７） 電流Itに比較して、電流Is,Irはそれぞれ微小とみなせ
ることから、（７′）式は VAB＝Eref＋It・Rt ……（７） となる。
制御用IC2を作動させる微小なバイアス電流Ir、駆動ト
ランジスタQ1に流れる電流Itが流れているので、電源端
子Vccと誤差検出回路2aの入力端子Ｂとの間の電圧V
ABは、 VAB＝Eref＋（Is＋Ir＋It）・Rt ……（７） 電流Itに比較して、電流Is,Irはそれぞれ微小とみなせ
ることから、（７′）式は VAB＝Eref＋It・Rt ……（７） となる。
一方、電源端子Vccと誤差検出回路2aの入力端子Ｃとの
間の電圧VACは、抵抗Roに電流Iaが流れ、抵抗Rbに電流I
sが流れているので VAC＝Eo＋Ia・Ro−Rb・Is ……（８′） （８′）式を（６）式を用いて変形すると、 VAC＝Eo＋Ro・Ia−Rb・Eref/Ra1 ……（８） 式を得る。
間の電圧VACは、抵抗Roに電流Iaが流れ、抵抗Rbに電流I
sが流れているので VAC＝Eo＋Ia・Ro−Rb・Is ……（８′） （８′）式を（６）式を用いて変形すると、 VAC＝Eo＋Ro・Ia−Rb・Eref/Ra1 ……（８） 式を得る。
そして、電圧VABは電圧VACと等しいので、（７）式と
（８）式とにより（９）式をうる。
（８）式とにより（９）式をうる。
Eo＝Eref（１＋Rb/Ra1）＋It・Rt−ItRo ……（９） そして、（５）式を用いて（９）式のItを消去すること
により、 Eo＝Eref（１＋Rb/Ra1）＋（Rt/K−Ro）Ia ……（10） 式をうる。
により、 Eo＝Eref（１＋Rb/Ra1）＋（Rt/K−Ro）Ia ……（10） 式をうる。
又抵抗Rtとモータの内部抵抗Roは Rt＝KRo ……（11） の関係に設定されている。
この（10）式に、（２），（３），（１）式を適用し
て、下記に示す。
て、下記に示す。
回転速度Ｎの制御式がえられる。
スイッチS1を切換えて、分圧抵抗Ra2と分圧抵抗Rbとで
分圧回路を構成した場合、回転速度Ｎ′の制御式は、 となる。
分圧回路を構成した場合、回転速度Ｎ′の制御式は、 となる。
同様に、分圧抵抗Ra3と分圧抵抗Rbとで分圧回路を構成
した場合、回転速度Ｎ″の制御式は となる。
した場合、回転速度Ｎ″の制御式は となる。
従って、分圧抵抗Ra1，Ra2，Ra3にそれぞれ異なる抵抗
値を有する抵抗器を用いた場合、分圧回路の分圧比がそ
れぞれ異なることとなるので、スイッチS1を切換えるこ
とにより、段階的に回転速度Ｎが切換えられていた。
値を有する抵抗器を用いた場合、分圧回路の分圧比がそ
れぞれ異なることとなるので、スイッチS1を切換えるこ
とにより、段階的に回転速度Ｎが切換えられていた。
図で示す従来例による場合、分圧抵抗Rbがたとえ抵抗の
温度係数の大きな値を有する抵抗器であったとしても、
分圧抵抗Ra1，Ra2，Ra3にそれぞれ分圧抵抗Rbと略同一
の抵抗の温度係数を有する抵抗器を使用すれば、式（1
2），（13），（14）の第１項ではRb/Raとして抵抗Ra、
抵抗Rbが表現されるから温度変動による抵抗値の変化を
相殺することができるので、回転速度N,N′,N″がそれ
ぞれ温度変動にかかわらず安定したものとなっていた。
温度係数の大きな値を有する抵抗器であったとしても、
分圧抵抗Ra1，Ra2，Ra3にそれぞれ分圧抵抗Rbと略同一
の抵抗の温度係数を有する抵抗器を使用すれば、式（1
2），（13），（14）の第１項ではRb/Raとして抵抗Ra、
抵抗Rbが表現されるから温度変動による抵抗値の変化を
相殺することができるので、回転速度N,N′,N″がそれ
ぞれ温度変動にかかわらず安定したものとなっていた。
更に、本実施例による場合、回転速度Ｎの速度を変更す
るに際して、スイッチS1の切換えにより分圧抵抗Ra1，R
a2，Ra3と分圧抵抗Rbの接続状態にあるので、誤差検出
回路2aの内部インピーダンスが高いため第２の端子２が
回路的に浮いた時に誤差検出回路2aに生じる雑音変動を
防止できていた。
るに際して、スイッチS1の切換えにより分圧抵抗Ra1，R
a2，Ra3と分圧抵抗Rbの接続状態にあるので、誤差検出
回路2aの内部インピーダンスが高いため第２の端子２が
回路的に浮いた時に誤差検出回路2aに生じる雑音変動を
防止できていた。
このようにして安定な小型直流モータの多段速度制御装
置が構成できていた。
置が構成できていた。
以上説明したように従来より温度に対して安定化された
小型直流モータの多段速度制御装置が得られてはいた
が、回転速度を切り替えて速くしたとき対負荷トルク特
性が劣化するという問題があった。第３図に回転速度対
負荷トルクの特性を３種類の回転速度の設定について示
す。第３図に示すように従来例では回転速度の設定を速
くすると対負荷トルク特性が大巾に劣化していた。
小型直流モータの多段速度制御装置が得られてはいた
が、回転速度を切り替えて速くしたとき対負荷トルク特
性が劣化するという問題があった。第３図に回転速度対
負荷トルクの特性を３種類の回転速度の設定について示
す。第３図に示すように従来例では回転速度の設定を速
くすると対負荷トルク特性が大巾に劣化していた。
これは等価的にモータの内部抵抗Roが一定の値でなく回
転速度につれて大きくなるせいである。この様子を第４
図に示す。即ち第４図には、直流モーターにおいてその
回転速度の増大に従って、内部抵抗R0が増加する様子が
示されている。そしてモーターの内部抵抗Roが大きくな
ると（12）式〜（14）式で示されるように回転数が下が
りかつ負荷トルクTdによって回転速度が下がる量が大き
くなってしまう欠点があった。
転速度につれて大きくなるせいである。この様子を第４
図に示す。即ち第４図には、直流モーターにおいてその
回転速度の増大に従って、内部抵抗R0が増加する様子が
示されている。そしてモーターの内部抵抗Roが大きくな
ると（12）式〜（14）式で示されるように回転数が下が
りかつ負荷トルクTdによって回転速度が下がる量が大き
くなってしまう欠点があった。
本発明による小型直流モータの多段制御回路では回転速
度を切り替えるあたり抵抗Rtの値と分圧抵抗の値を同時
に切り替える手段を有している。
度を切り替えるあたり抵抗Rtの値と分圧抵抗の値を同時
に切り替える手段を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明による小型直流モータの多段速度制御回
路である。
路である。
第１図において第１の出力端子３と接地された接地端子
４の間にモーター駆動トランジスタQ2が接続され、第２
の出力端子１と接地された接地端子４の間に分流トラン
ジスタQ1が接続され、第１の出力端子３は誤差検出回路
2aの入力端子Ｃへ接続され、誤差検出回路2aの出力はモ
ータ駆動トランジスタQ2と分流トランジスタQ1のベース
へ接続され、検出端子２へは基準電圧源Erefが接続さ
れ、基準電圧源Erefの他端は誤差検出回路2aの入力端子
Ｂへ接続されるとともにバイアス電流源Irへ接続されて
いる。
４の間にモーター駆動トランジスタQ2が接続され、第２
の出力端子１と接地された接地端子４の間に分流トラン
ジスタQ1が接続され、第１の出力端子３は誤差検出回路
2aの入力端子Ｃへ接続され、誤差検出回路2aの出力はモ
ータ駆動トランジスタQ2と分流トランジスタQ1のベース
へ接続され、検出端子２へは基準電圧源Erefが接続さ
れ、基準電圧源Erefの他端は誤差検出回路2aの入力端子
Ｂへ接続されるとともにバイアス電流源Irへ接続されて
いる。
電源端子Vccと第１の出力端子３の間に直流モータＭが
接続され検出端子２と第２の出力端子１の間には分圧抵
抗Rb3が接続され検出端子２と第１の出力端子３の間に
は分圧抵抗Raが接続され電源端子Vccと第２の出力端子
１の間には抵抗Rt1，Rt2，Rt3が直列に接続され抵抗Rt1
とRt2の接続点はスイッチS1と抵抗Rb1の直列回路を介し
て検出端子２へ接続され抵抗Rt2とRt3の接続点はスイッ
チS2と抵抗Rb2の直列回路を介して検出端子２へ接続さ
れている。
接続され検出端子２と第２の出力端子１の間には分圧抵
抗Rb3が接続され検出端子２と第１の出力端子３の間に
は分圧抵抗Raが接続され電源端子Vccと第２の出力端子
１の間には抵抗Rt1，Rt2，Rt3が直列に接続され抵抗Rt1
とRt2の接続点はスイッチS1と抵抗Rb1の直列回路を介し
て検出端子２へ接続され抵抗Rt2とRt3の接続点はスイッ
チS2と抵抗Rb2の直列回路を介して検出端子２へ接続さ
れている。
本発明による小型直流モータの多段速度制御回路は以上
のような構成となっており回転数を低く（NL）設定する
場合はスイッチS1がONでスイッチS2はOFFとしている。
又、回転数を中間（NM）に設定する場合はスイッチS1を
OFFとしスイッチS2をONとしている。又、回転数を高速
（NH）に設定する場合はスイッチS1，S2が共にOFFとす
る。
のような構成となっており回転数を低く（NL）設定する
場合はスイッチS1がONでスイッチS2はOFFとしている。
又、回転数を中間（NM）に設定する場合はスイッチS1を
OFFとしスイッチS2をONとしている。又、回転数を高速
（NH）に設定する場合はスイッチS1，S2が共にOFFとす
る。
このときの動作は従来と同様で式で表わすと次のように
なる。
なる。
ただしRo1はモータＭの回転速度がNLのときの等価抵抗
であり、抵抗Rt1は Rt1＝KRo1 ……（16） となるよう設定してある。
であり、抵抗Rt1は Rt1＝KRo1 ……（16） となるよう設定してある。
同様に であり、 Rt2＝Ｋ・Ro2−Rt1 ……（19） Rt3＝Ｋ・Ro3−Rt1−Rt2 ……（20） Rt2，Rt3＜＜Rb2，Rb3 ……（21） となってう設定されている。ここでRo2，Ro3はそれぞれ
モータＭの回転数がNM，NHのときの等価抵抗である。
モータＭの回転数がNM，NHのときの等価抵抗である。
本発明による小型直流モータの多段速度制御回路の対負
荷特性を第５図に示す。
荷特性を第５図に示す。
なおNLの回転速度でモーターＭを回転させるときほぼ抵
抗Rt2とRt3が分流トランジスタQ1のコレクタにシリーズ
に接続されることになるが分流トランジスタQ1のコレク
タ−エミッタ間電圧はモーター駆動トランジスタQ2のコ
レクタ−エミッタ間電圧よりモードＭの逆起電力分高く
かかているため問題とならない。
抗Rt2とRt3が分流トランジスタQ1のコレクタにシリーズ
に接続されることになるが分流トランジスタQ1のコレク
タ−エミッタ間電圧はモーター駆動トランジスタQ2のコ
レクタ−エミッタ間電圧よりモードＭの逆起電力分高く
かかているため問題とならない。
第６図に本発明の又別の実施例を示す。第６図に示した
例は第１図の例に対して切り替える回転速度を２段だけ
に限定したものである。
例は第１図の例に対して切り替える回転速度を２段だけ
に限定したものである。
この場合回転速度の切り替えスイッチは１個だけでよく
回転速度の切り替えスイッチを引きのばすときの配線も
少なくてすむ利点がある。
回転速度の切り替えスイッチを引きのばすときの配線も
少なくてすむ利点がある。
以上説明したように本発明ではモーターの回転速度を切
り替えても対負荷特性が劣化しない利点がある。
り替えても対負荷特性が劣化しない利点がある。
第１図は本発明による小型直流モータの多段速度制御回
路図、第２図は従来例図、第３図は従来例の対負荷特性
図、第４図はモーターの等価抵抗と回転速度の特性図、
第５図は本発明の対負荷特性図、第６図は本発明の又別
の応用例図である。 図において、2a……誤差検出回路、Ｍ……小型直流モー
タ、Ra,Ra1，Ra2，Ra3,Rb,Rb1，Rb2，Rb3……分圧抵
抗、Q1，Q2，…Qn……トランジスタ、S1，S2……スイッ
チ、Eref……基準電圧源、２……速度制御用IC、３……
外部回路。
路図、第２図は従来例図、第３図は従来例の対負荷特性
図、第４図はモーターの等価抵抗と回転速度の特性図、
第５図は本発明の対負荷特性図、第６図は本発明の又別
の応用例図である。 図において、2a……誤差検出回路、Ｍ……小型直流モー
タ、Ra,Ra1，Ra2，Ra3,Rb,Rb1，Rb2，Rb3……分圧抵
抗、Q1，Q2，…Qn……トランジスタ、S1，S2……スイッ
チ、Eref……基準電圧源、２……速度制御用IC、３……
外部回路。
Claims (1)
- 【請求項１】内部抵抗を有する直流モータに接続された
第１の節点と、 前記第１の節点に接続され制御信号に応じて前記直流モ
ータを駆動する第１の駆動部と、 前記第１の節点と第２の節点との間に接続された第１の
抵抗回路であって、それぞれ前記直流モータの所定の動
作速度を設定するための抵抗値を有する複数の第１の抵
抗路を有する第１の抵抗回路と、 前記第２の節点と電源との間に接続された第２の抵抗回
路であって、設定された前記直流モータの動作速度のそ
れぞれに応じた前記直流モータの内部抵抗に比例する抵
抗値を持つ複数の第２の抵抗路を形成するための、複数
の抵抗の直列回路を有する第２の抵抗回路と、 前記第１の抵抗回路における前記第１の抵抗路を選択的
に、前記複数の抵抗の直列回路における前記複数の抵抗
同士の共通接続点と前記第１の節点との間に電気的に接
続する選択接続部と、 前記第２の節点に接続され前記制御信号に応じて前記第
２の節点に電流を供給する第２の駆動部と、 前記第１の抵抗回路において生じる所定の電位差を検出
する検出部であって前記電位差に応じて前記第１及び第
２の駆動部に対して前記制御信号を供給する検出部とを
有することを特徴とする直流モータの速度制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167258A JPH07123354B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 直流モ−タの速度制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167258A JPH07123354B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 直流モ−タの速度制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6412890A JPS6412890A (en) | 1989-01-17 |
| JPH07123354B2 true JPH07123354B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=15846399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167258A Expired - Lifetime JPH07123354B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 直流モ−タの速度制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123354B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0754057B2 (ja) * | 1989-10-02 | 1995-06-07 | 積水化学工業株式会社 | 住宅ユニット |
| JP2622220B2 (ja) * | 1991-12-24 | 1997-06-18 | ミサワホーム株式会社 | 住戸ユニットおよび住戸ユニットの連結構造 |
-
1987
- 1987-07-03 JP JP62167258A patent/JPH07123354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6412890A (en) | 1989-01-17 |
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