JPS5836189A - 直流電動機の制御装置 - Google Patents
直流電動機の制御装置Info
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- JPS5836189A JPS5836189A JP13272081A JP13272081A JPS5836189A JP S5836189 A JPS5836189 A JP S5836189A JP 13272081 A JP13272081 A JP 13272081A JP 13272081 A JP13272081 A JP 13272081A JP S5836189 A JPS5836189 A JP S5836189A
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- 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
- H02P7/06—Arrangements 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
- H02P7/18—Arrangements 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
- H02P7/24—Arrangements 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
- H02P7/28—Arrangements 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
- H02P7/281—Arrangements 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 the DC motor being operated in four quadrants
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (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】
本発明は自己消弧素子をブリッジ結線し、対向する辺の
素子を対にして２対の素子を交互にオンすることによね
直流電動機への平均印加電圧の大きさを変える直流電動
機の制御装置に関する。
素子を対にして２対の素子を交互にオンすることによね
直流電動機への平均印加電圧の大きさを変える直流電動
機の制御装置に関する。
トランジスタやゲートターオフサイリスタなどの自己消
弧素子をブリッジ結線したインバータにより直流電動機
の速度制御を行うことは良く知られている。この速度制
御は対向する辺の自己消弧素子を対にし、２対の素子を
交互にオンしてオン時間を変えることにより行われる。
弧素子をブリッジ結線したインバータにより直流電動機
の速度制御を行うことは良く知られている。この速度制
御は対向する辺の自己消弧素子を対にし、２対の素子を
交互にオンしてオン時間を変えることにより行われる。
ところで、一方の１対の素子をオンして他方の１対の素
子をオンするまで電動機電流は帰還ダイオードと直流電
源を介して流れ減少する。この際、直流電動機と直流電
源は同極性で直列接続されるため、電動機電流は急激に
減少するようになる。
子をオンするまで電動機電流は帰還ダイオードと直流電
源を介して流れ減少する。この際、直流電動機と直流電
源は同極性で直列接続されるため、電動機電流は急激に
減少するようになる。
このため、電動機電流の最大値と平均値の比であるリッ
プルが大きくなる。電流リップルが大きいと直流電動機
の整流子を破損することになる。しだがって、電流リッ
プルは極力小さくすることが必要となる。このリップル
は特に軽負荷時に問題になる。
プルが大きくなる。電流リップルが大きいと直流電動機
の整流子を破損することになる。しだがって、電流リッ
プルは極力小さくすることが必要となる。このリップル
は特に軽負荷時に問題になる。
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは電流リップルを低減できる直流電動機の制
御装置を提供することにある。
するところは電流リップルを低減できる直流電動機の制
御装置を提供することにある。
本発明の特徴とするところは一方の一対の自己消弧素子
をオンした後、他方の一対の素子をオンするまで一方の
一対の素子のうち直流電源負側の自己消弧素子をオン状
態に維持するようにしたことにある。
をオンした後、他方の一対の素子をオンするまで一方の
一対の素子のうち直流電源負側の自己消弧素子をオン状
態に維持するようにしたことにある。
このようにすることにより電動機電流は直流電動機の時
定数で減少するので、電流リップルを低減することがで
きる。
定数で減少するので、電流リップルを低減することがで
きる。
以下、本発明を第１図、第２図に示す一実施例において
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図にトランジスタインバータで直流電動機を１駆動
する構成を示す。１〜４はパワートランジスタでブリッ
ジ接続されている。各トランジスタにはそれぞれ逆並列
に逆電圧防止用ダイオード５〜８が接続される。トラン
ジスタ１，２コＶクタとダイオード５，７のカソードは
互に接続され、これは直流電源９の正側に接続されてい
る。また、トランジスタ２，４のエミッタとダイオード
６．８のアノードは互に接続され、直流電源９の負側に
接続されている。トランジスタ１のエミッタ、トランジ
スタ２のコレクタ、ダイオード５のアノード、６の”カ
ソードは互に接続され直流電動機１０に接続される。捷
だ、トランジスタ３のエミッタ、４のコレクタダイオー
ド７のアノード、６のカソードは互に接続され直流電動
機１０に接続される。
する構成を示す。１〜４はパワートランジスタでブリッ
ジ接続されている。各トランジスタにはそれぞれ逆並列
に逆電圧防止用ダイオード５〜８が接続される。トラン
ジスタ１，２コＶクタとダイオード５，７のカソードは
互に接続され、これは直流電源９の正側に接続されてい
る。また、トランジスタ２，４のエミッタとダイオード
６．８のアノードは互に接続され、直流電源９の負側に
接続されている。トランジスタ１のエミッタ、トランジ
スタ２のコレクタ、ダイオード５のアノード、６の”カ
ソードは互に接続され直流電動機１０に接続される。捷
だ、トランジスタ３のエミッタ、４のコレクタダイオー
ド７のアノード、６のカソードは互に接続され直流電動
機１０に接続される。
第２図にトランジスタ１〜４のヘース史動回路の具体的
な一例を示す。
な一例を示す。
第２図において、１０１は基準周波数の三角波１３およ
び矩形波Ｃを発生する信号発生回路、■ｃは制御信号で
正負の入力が印加される。１０２゜１０３は制御信号Ｖ
ｃの極性に応じて出力を生じる極性判別回路、ＣＰｌは
信号発生回路１０１のＥ角波信号Ｂと極性判別回路１０
２の出力を比較する比較回路、ＣＦ２は信号発生回路１
０１の三角波信号Ｂと極性判別回路１０３の出力を比較
して矩形波出力を出す比較回路、ＣＦ２は信号発生回路
１０１の矩形波信号Ｂのレベル比較を行う比較回路、Ｉ
ＮＶは極性反転回路、ＯＲはオア回路、ＮＡＮＤはナン
ド回路、ＴＤは波形の立上りに時間遅れを設ける遅延回
路、ＤＲｖはパルス増巾回路である。
び矩形波Ｃを発生する信号発生回路、■ｃは制御信号で
正負の入力が印加される。１０２゜１０３は制御信号Ｖ
ｃの極性に応じて出力を生じる極性判別回路、ＣＰｌは
信号発生回路１０１のＥ角波信号Ｂと極性判別回路１０
２の出力を比較する比較回路、ＣＦ２は信号発生回路１
０１の三角波信号Ｂと極性判別回路１０３の出力を比較
して矩形波出力を出す比較回路、ＣＦ２は信号発生回路
１０１の矩形波信号Ｂのレベル比較を行う比較回路、Ｉ
ＮＶは極性反転回路、ＯＲはオア回路、ＮＡＮＤはナン
ド回路、ＴＤは波形の立上りに時間遅れを設ける遅延回
路、ＤＲｖはパルス増巾回路である。
以Ｆ１第１図、第２図、第３図、第６図を用いて直流電
動機停止状態の動作を、第１〜２図、第４図および第７
図を用いて正転運転状態の動作を、第１〜２図、第５図
、第８図を用いて逆転状態の動作を説明する。
動機停止状態の動作を、第１〜２図、第４図および第７
図を用いて正転運転状態の動作を、第１〜２図、第５図
、第８図を用いて逆転状態の動作を説明する。
まず、直流電動機停止状態の動作は制御信号ＶＣ％すな
わち信号Ａは零材である。このとき、信号発生回路１０
１は一定周期の三角波Ｂを発生する。
わち信号Ａは零材である。このとき、信号発生回路１０
１は一定周期の三角波Ｂを発生する。
一方、制御人力Ｖｃは極性判別回路１０２゜１０３に入
力され、１０２の出力と１０１の出力信号Ｂと比較回路
ＣＰ１で比較され信号りを出力する。１だ、極性判別回
路１０３の出力と１０１の三角波信号ＢとがＣＦ２で比
較され信号Ｅが出力される。
力され、１０２の出力と１０１の出力信号Ｂと比較回路
ＣＰ１で比較され信号りを出力する。１だ、極性判別回
路１０３の出力と１０１の三角波信号ＢとがＣＦ２で比
較され信号Ｅが出力される。
さらに、信号発生回路１０１の矩形波信号Ｃと比較レベ
ルとを比較回路ＣＰ、で比較し信号Ｆを発生する。信号
りは符号変換されその信号と信号Ｅとで信号Ｇを作る。
ルとを比較回路ＣＰ、で比較し信号Ｆを発生する。信号
りは符号変換されその信号と信号Ｅとで信号Ｇを作る。
信号Ｈはは号Ｄ（！：Ｅの符号変換したものをナンド回
路ＮＡＮＤ２から出力する。ナンド回路ＮＡＮＤ１の出
力と１百号トＩをノア回路Ｎ０Ｒ１に加えて信号Ｋを得
る。信号Ｉくを遅延回路ＴＤＩに加え時間遅れの信号り
を得る。この信号りをパルス増巾回路ＤＲｔｒｌにより
増巾しトランジスタ１の駆動信号ｅ１ とする。
路ＮＡＮＤ２から出力する。ナンド回路ＮＡＮＤ１の出
力と１百号トＩをノア回路Ｎ０Ｒ１に加えて信号Ｋを得
る。信号Ｉくを遅延回路ＴＤＩに加え時間遅れの信号り
を得る。この信号りをパルス増巾回路ＤＲｔｒｌにより
増巾しトランジスタ１の駆動信号ｅ１ とする。
一方、ノア回路ＮＯＲ，１の信号Ｋを反転回路ＩＮＶ４
により符号変換し遅延回路ＴＤ２を介して信号Ｍを得、
パルス増巾回路ＤＲＶ２からトランジスタ２に駆動信号
ｅ２として与える。同様にトランジスタ３の、駆動信号
ｅ３、ナンド回路ＮＡＮＤＩの出力とナンド回路ＮＡＮ
Ｄ３の出力Ｉをノア回路Ｎ０Ｒ２に加え、遅延回路ＴＤ
３とパルス増巾回路Ｄ ＲＶ ３を介して得る。トラン
ジスタ４の駆動信号ｅ４ もノア回路Ｎ０Ｒ２の出力を
反転回路■ＮＶ５、遅延回路’Ｉ’ Ｄ ４ 、パルス
増巾回路ＤＲＶ４を介して得る。
により符号変換し遅延回路ＴＤ２を介して信号Ｍを得、
パルス増巾回路ＤＲＶ２からトランジスタ２に駆動信号
ｅ２として与える。同様にトランジスタ３の、駆動信号
ｅ３、ナンド回路ＮＡＮＤＩの出力とナンド回路ＮＡＮ
Ｄ３の出力Ｉをノア回路Ｎ０Ｒ２に加え、遅延回路ＴＤ
３とパルス増巾回路Ｄ ＲＶ ３を介して得る。トラン
ジスタ４の駆動信号ｅ４ もノア回路Ｎ０Ｒ２の出力を
反転回路■ＮＶ５、遅延回路’Ｉ’ Ｄ ４ 、パルス
増巾回路ＤＲＶ４を介して得る。
このようにして得られた。駆動信号ｅ１〜ｅ４をトラン
ジスタ１〜４に与えると、インバータの出力電圧ｅ。、
負荷電流ｉＬおよび電流１１〜、＋８は第６図の如くな
る。
ジスタ１〜４に与えると、インバータの出力電圧ｅ。、
負荷電流ｉＬおよび電流１１〜、＋８は第６図の如くな
る。
まず時刻ｔ。においては信号ｅ１が与えられており、信
号ｅ４が与えられるとトランジスタＴ１＋Ｔ４が導通し
正の電圧ｅ。が直流電動機１０に印加され電流ｉ、、ｉ
４が流れる。時刻ｔ１において信号ｅ１が消失すると、
電圧ｅ。は零になるとともにトランジスタ４およびダイ
オード６が導通し電流’４＋’６が流れる。時刻ｔ２に
おいてトランジスタ２に駆動信号ｅ２が印加されるが電
流’４ ＋ ’６は前の状態を継続する。時刻ｔ３に
おいてトランジスタ４の駆動信号ｅ４は除去される。
号ｅ４が与えられるとトランジスタＴ１＋Ｔ４が導通し
正の電圧ｅ。が直流電動機１０に印加され電流ｉ、、ｉ
４が流れる。時刻ｔ１において信号ｅ１が消失すると、
電圧ｅ。は零になるとともにトランジスタ４およびダイ
オード６が導通し電流’４＋’６が流れる。時刻ｔ２に
おいてトランジスタ２に駆動信号ｅ２が印加されるが電
流’４ ＋ ’６は前の状態を継続する。時刻ｔ３に
おいてトランジスタ４の駆動信号ｅ４は除去される。
時刻ｔ４においてトランジスタ３の駆動信号ｅ３が与え
られ電圧ｅ。は負となる。
られ電圧ｅ。は負となる。
ここで電流’２ ＋ １３が流れる時刻ｔ、においで
駆動信号ｅ２が除去されるとトランジスタ３およびダイ
オード５が導通し環流電流’３＋’５が流れる。時刻ｔ
６においてトランジスタ１に駆動信号ｅ、が印加される
が電流’３ ＋ ’５はこの状態を持続する。その後
、時刻ｔ。にもどり１周期を終了する。
駆動信号ｅ２が除去されるとトランジスタ３およびダイ
オード５が導通し環流電流’３＋’５が流れる。時刻ｔ
６においてトランジスタ１に駆動信号ｅ、が印加される
が電流’３ ＋ ’５はこの状態を持続する。その後
、時刻ｔ。にもどり１周期を終了する。
このように動作するのであるが、電流は平均値で零とな
り電動機は停止状態を維持する。
り電動機は停止状態を維持する。
その際、トランジスタの動作回数は各トランジスタとも
１回のオン、オフを行っており、そのスイッチング損失
は一定値であり、トランジスタの有効な利用が可能とな
る。
１回のオン、オフを行っており、そのスイッチング損失
は一定値であり、トランジスタの有効な利用が可能とな
る。
次に第４図、第７図を用いて正転運転時の動作を説明す
る。第２図の動作は停止時と同じであり、時刻ｔ。にお
いではトランジスタ１に駆動信号ｅ１が印加されており
、トランジスタ４に、駆動信号ｅ４が印加される。トラ
ンジスタ１，４が導通し正の出力電圧ｅ。が出力される
。このとき、電ｌ！１．ｊ４がトランジスタ１，４に流
れる。時刻ｔ、において駆動信号ｅ、が除去される。す
ると、出力電圧ｅ。は零になるとともに、電流！。
る。第２図の動作は停止時と同じであり、時刻ｔ。にお
いではトランジスタ１に駆動信号ｅ１が印加されており
、トランジスタ４に、駆動信号ｅ４が印加される。トラ
ンジスタ１，４が導通し正の出力電圧ｅ。が出力される
。このとき、電ｌ！１．ｊ４がトランジスタ１，４に流
れる。時刻ｔ、において駆動信号ｅ、が除去される。す
ると、出力電圧ｅ。は零になるとともに、電流！。
がトランジスタ４に、電流＋６がダイオード６に流れて
電流環流モードとなる。次に、時刻ｔ２においてトラン
ジスタ２の５駆動信号ｅ２が印加される。しかし電流’
６ ＋ ’４は流れつづける。時刻Ｉ３においてトラ
ンジスタ４の駆動信号ｅ４が除去されると、′醒流！４
はなくなり、ダイオード６゜７が導通し電流１６，１□
が流れ電源回生モードとなる。時刻ｔ４ においてトラ
ンジスタ２，３が導通し、負の紙圧ｅ。が現われるが電
流は相変らず、ダイオード６．７を流れつづけ回生モー
ドを継続する。時刻ｔ、においてトランジスタ２の駆動
信号ｅ２が除去され、出力電圧ｅ。は零になるが＼電流
ｉ６．ｉ７が流れつづける。時刻ｔ６においてトランジ
スタ１の駆動信号ｅ、が与えられるとトランジスタ１、
ダイオード７の環流ループが形成され電流’１ ＋
’７が流れる。＋７においてトランジスタ３の駆動信号
ｅ３は除去されるが、電流＋１１ ’７が流れつづける
。次に時刻ｔ。にもどり一周期が完了する。
電流環流モードとなる。次に、時刻ｔ２においてトラン
ジスタ２の５駆動信号ｅ２が印加される。しかし電流’
６ ＋ ’４は流れつづける。時刻Ｉ３においてトラ
ンジスタ４の駆動信号ｅ４が除去されると、′醒流！４
はなくなり、ダイオード６゜７が導通し電流１６，１□
が流れ電源回生モードとなる。時刻ｔ４ においてトラ
ンジスタ２，３が導通し、負の紙圧ｅ。が現われるが電
流は相変らず、ダイオード６．７を流れつづけ回生モー
ドを継続する。時刻ｔ、においてトランジスタ２の駆動
信号ｅ２が除去され、出力電圧ｅ。は零になるが＼電流
ｉ６．ｉ７が流れつづける。時刻ｔ６においてトランジ
スタ１の駆動信号ｅ、が与えられるとトランジスタ１、
ダイオード７の環流ループが形成され電流’１ ＋
’７が流れる。＋７においてトランジスタ３の駆動信号
ｅ３は除去されるが、電流＋１１ ’７が流れつづける
。次に時刻ｔ。にもどり一周期が完了する。
第５図、第８図は、逆転運転時の動作波形を示すが、い
づれの場合においても、トランジスタ１〜４の駆動信号
ｅ、、ｅ４の動作時間のみ違うだけで、正転運転時と同
じである。
づれの場合においても、トランジスタ１〜４の駆動信号
ｅ、、ｅ４の動作時間のみ違うだけで、正転運転時と同
じである。
このようにして動作するのであるが、直流電源を介する
ことなく環流ループが形成されるので、電流の減衰率が
小さくなる。その結果、直流リソゾルを小さくすること
ができる。
ことなく環流ループが形成されるので、電流の減衰率が
小さくなる。その結果、直流リソゾルを小さくすること
ができる。
また、直流電動機を駆動するパワートランジスタの動作
回数を１周期において各１回、として、７（ランスさせ
、トランジスタの損失を均一化して低減し、トランジス
タの利用率を大巾に改善することができる。
回数を１周期において各１回、として、７（ランスさせ
、トランジスタの損失を均一化して低減し、トランジス
タの利用率を大巾に改善することができる。
さらに、停止時においては必要最底限の電圧を供給する
ことにより停止動作をさせることができるので、停止時
の損失を低減できる。
ことにより停止動作をさせることができるので、停止時
の損失を低減できる。
以上説明したように本発明によれば、電動伎電流の減衰
率を小さくできるので、電流リップルを著しく低減する
ことができる。
率を小さくできるので、電流リップルを著しく低減する
ことができる。
第１図はトランジスタインバータの主回路構成図、第２
図は本発明によるトランジスタ駆動回路の一実施例を示
す構成図、第３図〜第５図は駆動回路の動作タイムチャ
ート、第６図は直流電動機停止時の動作タイムチャート
、第７図は正転運転時、第８図は逆転運転時の動作タイ
ムチャートである。 １〜４・・・トランジスタ、５〜８・・・帰還夕゛イオ
ード、９・・・直流電源、１０・・・直流電動域、ｅ＋
〜ｅ４・・・第 １ 口
図は本発明によるトランジスタ駆動回路の一実施例を示
す構成図、第３図〜第５図は駆動回路の動作タイムチャ
ート、第６図は直流電動機停止時の動作タイムチャート
、第７図は正転運転時、第８図は逆転運転時の動作タイ
ムチャートである。 １〜４・・・トランジスタ、５〜８・・・帰還夕゛イオ
ード、９・・・直流電源、１０・・・直流電動域、ｅ＋
〜ｅ４・・・第 １ 口
Claims (1)
- １、 ブリノン結線されている自己消弧素子と、各自己
消弧素子と逆並列接続される帰還ダイオードと、前記ブ
リッジ回路の一方の対向する頂点間に直流電圧を加える
直流電源と、前記ブリッジ回路の他方の対向する頂点間
に接続される直流電動機とを有し、前記ブリッジ回路の
対向する辺の自己消弧素子を対とし、２対の素子を交互
にオンさせるようにした直流電動機の制御装置において
、一方の一対の自己消弧素子をオンした後、他方の一対
の素子をオンするまで一方の一対の素子のうち直流電源
負側の自己消弧素子をオン状態に維持するようにしたこ
とを特徴とする直流電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13272081A JPS5836189A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 直流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13272081A JPS5836189A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 直流電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5836189A true JPS5836189A (ja) | 1983-03-03 |
Family
ID=15087995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13272081A Pending JPS5836189A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 直流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836189A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514666A (en) * | 1982-11-09 | 1985-04-30 | Seiko Instruments & Electronics Ltd. | Pulse width modulation d.c. servo motor driving circuit |
| US4568863A (en) * | 1984-06-27 | 1986-02-04 | Goodyear Aerospace Corporation | Controller for electric brake motors |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658783A (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Electric power conversion device |
-
1981
- 1981-08-26 JP JP13272081A patent/JPS5836189A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658783A (en) * | 1979-10-17 | 1981-05-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Electric power conversion device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514666A (en) * | 1982-11-09 | 1985-04-30 | Seiko Instruments & Electronics Ltd. | Pulse width modulation d.c. servo motor driving circuit |
| US4568863A (en) * | 1984-06-27 | 1986-02-04 | Goodyear Aerospace Corporation | Controller for electric brake motors |
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