JPH0834720B2 - 回転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，回転制御装置，特に原動機の回転数を定速
制御するための各回路部へ正負の２極性電源を供給する
に当たって，単電源電圧から正負の２極性電圧を発生さ
せるようにした回転制御装置の電源装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来の発動発電機装置で発生された単電源電圧から，
正負の２極性電圧を発生させる両電源定電圧装置には,1
個のIC化されたもの，或いはDC−DCコンバータを２個用
いてさらに定電圧化するもの等がある。

（発明が解決しようとする問題点） １個のIC化されたものは経済的に高い欠点があり，ま
たDC−DCコンバータを２個用いてさらに定電圧化するも
のは，回路構成が複雑となり，またその価格も高くなる
欠点があった。

本発明は，上記の欠点を解決することを目的としてお
り，比較的価格の安価なレギュレータを２個使用し，発
動発電機装置で発生された単電源電圧を基に，正負の２
極性電圧を発生させる回転制御装置の電源装置を提供す
ることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） そしてそのため本発明の回転制御装置はガバナ制御装
置を備え，原動機の定速回転制御が行われる発動発電機
装置において，ガバナ制御装置に，原動機の回転数を電
圧と回転数とでそれぞれ検出する電圧検出回路及び回転
数検出回路と，該電圧検出回路又は回転数検出回路のい
ずれか一方の検出信号を優先させ回転検出信号とするフ
ェール・セーフ回路と，原動機の負荷の重さを検出し，
その重さに応じて制御系のゲインを変えさせるゲイン自
動調整回路と，該ゲイン自動調整回路から得られた出力
を基にPID制御の制御信号を作成するPID調整器と，該PI
D調整器の出力をパルス幅の制御信号に変換するPWM回路
部と，該PWM回路部が出力するPWM信号に応じて原動機の
回転制御を行うアクチェータと，上記各回路部へ正負の
２極性電源を供給する電源装置とを備え，さらに該電源
装置には，入力，出力，アースの各端子を備えた２個の
レギュレータのうち，単電源電圧を入力し2Vの出力電圧
を発生させる＃１レギュレータと，該＃１レギュレータ
が出力する2Vの電圧を入力しＶの電圧を出力する＃２レ
ギュレータとを備え，該＃２レギュレータの出力端子を
共通アースとして，＃２レギュレータの出力端子と＃１
レギュレータの出力端子，及び＃２レギュレータの出力
端子と＃１レギュレータのアース端子とから，正負の２
極性電源を得る接続構成の電源回路を備えたことを特徴
としている。以下図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。

（実施例） 第１図（Ａ），（Ｂ）（Ｃ）は本発明に係わる回転制
御装置の電源装置の一実施例構成，第２図は発生電圧説
明図，第３図（Ａ），（Ｂ）は本発明に係わる回転制御
装置の電源装置の他の実施例構成，第４図は本発明に係
わる回転制御装置の電源装置が使用されている発動発電
機装置の一実施例構成を示している。

第１図ないし第３図の本発明に係わる回転制御装置の
電源装置を説明する前に，第４図を用いて発動発電機に
おける原動機が，ガバナ制御装置により自動制御される
概略を先に説明しておく。

第４図において，符号41は発動発電機,42は回転数検
出回路,43は電圧検出回路,44はフェール・セーフ回路,4
5はゲイン自動調整回路,46はPID調整器,47は増幅器,48
はPWM回路部,49はアクチェータ,20は電源装置を表して
いる。

発動発電機41の原動機又は発電機側から，負荷変動又
は何らかの原因に基づく該発動発電機41の回転変動が，
回転数検出回路42と電圧検出回路43とによって，それぞ
れ個別に検出される。回転数検出回路42によって検出さ
れた回転数検出信号，及び電圧検出回路43によって検出
された電圧検出信号は，フェール・セーフ回路44でいず
れか一方の検出信号，例えば電圧検出信号が優先的に上
記発動発電機41の回転検出信号として選出される。他方
の回転数検出信号は，上記電圧検出回路43系に異常が発
生したとき，該電圧検出回路43から得られた電圧検出信
号を替え，回転数検出回路42から得られる回転数検出信
号が回転検出信号としてフェール・セーフ回路44で選出
され，原動機の暴走等その異常回転の発生を防止するよ
うになっている。ゲイン自動調整回路45は発動発電機41
の出力から現負荷の軽重，すなわち重さを検出し，該負
荷の重さに応じて制御系のゲインを決定する。そして系
のゲインがこの決定された値となされるべく，上記フェ
ール・セーフ回路44から選出された検出信号，すなわち
電圧検出信号を増幅する。続いてPID調整器46で目標値
と最終値との間の残留偏差，すなわち定常誤差が最小と
なり，応答性も回転変動に素早く追従されるべき制御信
号に変えられる。該制御信号は増幅器47で増幅され，さ
らにPWM回路部48で該制御信号はPWM信号に変換される。
該PWM信号でロータリ・エンコーダのアクチェータ49を
制御し，アクチェータが出力する角度によって発動発電
機41における原動機の回転数が一定になるように制御さ
れる。電源装置20から各回路部へ正負の２極性電源電圧
が供給されている。この電源装置20から供給される正負
の電圧でアクチェータ49のロータリ・エンコーダの回転
を上記PWM信号のパルス幅に応じて正又は逆回転させ，
原動機の回転数を一定にする正逆の制御角信号を得てい
る。

次に本発明に係わる回転制御装置の電源装置を第１図
と共に説明する。

第１図（Ａ）において，符号１は＃１レギュレータ,1
−１は入力端子,1−２は出力端子,1−３はアース端子,2
は＃２レギュレータ,2−１は入力端子,2−２は出力端
子,2−３はアース端子,3,4は電源装置の入力端子,5ない
し７は電源装置の出力端子を表している。

＃１レギュレータ1,＃２レギュレータ２は，共に正出
力のものが用いられている。該＃１レギュレータ１によ
り，電源装置の入力端子３と４との間に入力される発動
発電機41から得られた直流入力電圧Vinが定電圧＋2V（V
in＞2V）となって＃１レギュレータ１の出力端子１−２
とアース端子１−３との間，すなわち電源装置の出力端
子5,7間に出力される。この＃１レギュレータ１の出力
電圧＋2Vは，＃２レギュレータ２の入力電圧となってお
り，該＃２レギュレータ２により，出力端子２−２とア
ース端子２−３との間に定電圧＋Ｖが出力されるように
なっている。すなわち電源装置の出力端子6,7間に該定
電圧Ｖが出力される。そして＃２レギュレータ２の出力
端子２−２はアースされているので，電源装置の出力端
子６が零電位で，電源装置の出力端子７は負の電位−Ｖ
となり，従って電源装置の出力端子５は正の電位＋Ｖと
なる。つまり正負の２極性電圧を有する定電源装置とな
る。

＃１レギュレータ１及び＃２レギュレータ２の出力が
共に負出力のレギュレータを用いる場合は，第１図
（Ｂ）図示の構成となる。

第１図（Ｂ）において,3ないし７は第１図（Ａ）のも
のに対応し,11は＃１レギュレータ,11−１は入力端子,1
1−２は出力端子,11−３はアース端子,12は＃２レギュ
レータ,12−１は入力端子,12−２は出力端子,12−３は
アース端子を表している。

第１図（Ｂ）の動作は，＃１レギュレータ11,＃２レ
ギュレータ12の出力が負になっているだけであり，第１
図（Ａ）の場合と同様である。つまり＃１レギュレータ
11のアース端子11−３と出力端子11−２との間に−2Vの
定電圧が発生し，＃２レギュレータ12によって，該＃２
レギュレータ12のアース端子12−３と出力端子12−２と
の間に−Ｖの定電圧が発生する。そして該＃２レギュレ
ータ12の出力端子12−２がアースされているので，電源
装置の出力端子６を零電位とすれば，電源装置の出力端
子5,7は，正の電位＋V,負の電位−Ｖとなる。

正出力のレギュレータと負出力のレギュレータとの組
み合わせでも，正負の２極性電源を得ることができる。
例えば＃１レギュレータが正出力のもの，＃２レギュレ
ータが負出力のものを用いる場合は，第１図（Ｃ）図示
の構成となる。

第１図（Ｃ）において，符号３ないし７は第１図のも
のに対応し,21は正出力の＃１レギュレータ,21−１は入
力端子,21−２は出力端子,21−３はアース端子,22は負
出力の＃２レギュレータ,22−１は入力端子,22−２は出
力端子,22−３はアース端子を表している。

第１図（Ｃ）の動作は，＃１レギュレータ21の出力端
子21−２とアース端子21−３との間に＋2Vの定電圧が発
生し，＃２レギュレータ22によって，該＃２レギュレー
タ22の出力端子22−２とアース端子22−３との間に−Ｖ
の定電圧が発生する。そして該＃２レギュレータ22の出
力端子22−２がアースされているので，電源装置の出力
端子６を零電位とすれば，電源装置の出力端子5,7は，
正の電位＋V,負の電位−Ｖとなる。

また＃１レギュレータと＃２レギュレータの出力が逆
の負出力と正出力の場合でも，電源装置の出力端子5,6,
7が正の電位＋V,0,負の電位−Ｖに構成することができ
ることは明らかであろう。

上記説明の如く,2個のレギュレータを第１図（Ａ）な
いし（Ｃ）の様に組み合わせ接続することにより，第４
図図示の電源装置20のモデルは，第２図図示の如くな
り，発動発電機41から得られる直流単電源の電圧Vinを
入力端子3,4に入力させれば，電源装置20の出力端子５
ないし７には，定電圧化された正電圧＋V,負電圧−Ｖの
２極性電源を発生させることができる。また同時に定電
圧化された2V電源も得ることができる。言い換えれば，
＃１レギュレータで｜＋V|＋｜−V|＝2Vの定電圧を発生
させ，＃２レギュレータで｜＋V|又は｜−V|の定電圧を
発生させている。

第３図（Ａ），（Ｂ）は他の実施例を示しており，ブ
リーダ抵抗８をそれぞれの回路に接続することにより，
第１図（Ａ），（Ｂ）図示の電源装置は，その性能がさ
らに向上する。

これらのブリーダ抵抗８は＃２レギュレータ２の出力
端子間に接続されている。すなわち第３図（Ａ）におい
ては，＃２レギュレータ２の出力端子２−２とアース端
子２−３との間にブリーダ抵抗８が接続され，第３図
（Ｂ）においては＃２レギュレータ12のアース端子12−
３と出力端子12−２との間にブリーダ抵抗８が接続され
る。

第３図（Ａ）において，負荷９が負荷10に比べ大きい
場合，＃１レギュレータ１から流れ出す負荷電流は，負
荷９そして負荷10とブリーダ抵抗８とに分流して流れ
る。一方＃２レギュレータ２から流れ出す負荷電流は，
負荷10とブリーダ抵抗８とに分流して流れる。この様に
＃１レギュレータ１及び＃２レギュレータ２とも正出力
であるので，＃１レギュレータ１からの影響を受ける＃
２レギュレータ２の電流が流れ出す方向は，その出力端
子２−２からブリーダ抵抗８側へ向かって流れ，該＃２
レギュレータ２は正常に動作する。もしブリーダ抵抗８
が接続されていないときには，＃１レギュレータ１から
流れる負荷電流が＃２レギュレータ２の出力端子２−２
に向かっても流れ込み，従って正出力の＃２レギュレー
タ２は正常な動作をしないことになる。なお，負荷９が
負荷10に比べ小さいときには，＃１レギュレータ１の負
荷電流の影響を受けることなく，＃２レギュレータ２の
出力端子２−２から負荷10へその負荷電流を流し込み，
＃２レギュレータ２は正常な動作を行う。

第３図（Ｂ）についても同様なことが言え，負荷９が
負荷10に比べ小さいときには，ブリーダ抵抗８を介して
＃２レギュレータ12の出力端子12−２側へ負荷電流の一
部が流れ込み，該＃２レギュレータ12は正常に動作す
る。負荷９が負荷10に比べ大きいときには，該ブリーダ
抵抗８がなくても，その負荷電流の一部が＃２レギュレ
ータ12へ流れ込み，該＃２レギュレータ12が正常に動作
することは言うまでもない。

つまり，＃２レギュレータの出力側にブリーダ抵抗８
を接続することにより，外部負荷とのバランスがとら
れ，外部負荷がアンバランスのときでも該＃２レギュレ
ータが正常に動作するようになる。従って第１図
（Ａ），（Ｂ）の回路構成のものよりも，ブリーダ抵抗
８を接続するだけで第３図（Ａ），（Ｂ）のものはその
性能が向上している。

また，第１図（Ｃ）図示の如く正出力のレギュレータ
と負出力のレギュレータで構成する場合についても全く
同様で，＃２レギュレータの出力側にブリーダ抵抗８を
接続することにより，その性能が向上する。

上記説明のレギュレータとして，三端子レギュレータ
を代表的に説明してきたが，四端子レギュレータについ
ても全く同様であり，またスイッチングレギュレータ等
どんな型のレギュレータでも使用できることは言うまで
もない。

（発明の効果） 以上説明した如く，本発明によれば，レギュレータを
２個組み合わせるだけで単電源から正負の２極性電源に
することができ，その接続構成も単純明快である。それ
故安価に正負の２極性電源を製造でき，またブリーダ抵
抗を接続しておけば，負荷がアンバランスのときでも，
常に正常に動作する。従って回転制御装置の各回路部へ
安定した正負の２電源を供給することができる。

また，レギュレータに三端子レギュレータを使用すれ
ば，回路は安価で簡素な電源装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明に係わる回転制
御装置の電源装置の一実施例構成，第２図は発生電圧説
明図，第３図（Ａ），（Ｂ）は本発明に係わる回転制御
装置の電源装置の他の実施例構成，第４図は本発明に係
わる回転制御装置に電源装置が使用されている発動発電
機装置の一実施例構成を示している。 図中,1,11,21は＃１レギュレータ,2,12,22は＃２レギュ
レータ,3,4は電源装置の入力端子,5ないし７は電源装置
の出力端子,8はブリーダ抵抗を表している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガバナ制御装置を備え，原動機の定速回転
   制御が行われる発動発電機装置において，ガバナ制御装
   置に，原動機の回転数を電圧と回転数とでそれぞれ検出
   する電圧検出回路及び回転数検出回路と，該電圧検出回
   路又は回転数検出回路のいずれか一方の検出信号を優先
   させ回転検出信号とするフェール・セーフ回路と，原動
   機の負荷の重さを検出し，その重さに応じて制御系のゲ
   インを変えさせるゲイン自動調整回路と，該ゲイン自動
   調整回路から得られた出力を基にPID制御の制御信号を
   作成するPID調整器と，該PID調整器の出力をパルス幅の
   制御信号に変換するPWM回路部と，該PWM回路部が出力す
   るPWM信号に応じて原動機の回転制御を行うアクチェー
   タと，上記各回路部へ正負の２極性電源を供給する電源
   装置とを備え，さらに該電源装置には，入力，出力，ア
   ースの各端子を備えた２個のレギュレータのうち，単電
   源電圧を入力し2Vの出力電圧を発生させる＃１レギュレ
   ータと，該＃１レギュレータが出力する2Vの電圧を入力
   しＶの電圧を出力する＃２レギュレータとを備え，該＃
   ２レギュレータの出力端子を共通アースとして，＃２レ
   ギュレータの出力端子と＃１レギュレータの出力端子，
   及び＃２レギュレータの出力端子と＃１レギュレータの
   アース端子とから，正負の２極性電源を得る接続構成の
   電源回路を備えたことを特徴とする回転制御装置。
2. 【請求項２】上記＃２レギュレータには，該＃２レギュ
   レータの出力端子とアース端子との間に負荷のバランス
   をはかるブリーダ抵抗を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の回転制御装置。