JPS5879486A - 直流モ−タの速度制御装置 - Google Patents

直流モ−タの速度制御装置

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JPS5879486A
JPS5879486A JP56178854A JP17885481A JPS5879486A JP S5879486 A JPS5879486 A JP S5879486A JP 56178854 A JP56178854 A JP 56178854A JP 17885481 A JP17885481 A JP 17885481A JP S5879486 A JPS5879486 A JP S5879486A
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Hiromitsu Nakano
中野 博充
Hiroshi Mizuguchi
博 水口
Toshio Inaji
利夫 稲治
Masao Kayashima
萱島 正雄
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co 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
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    • H02P7/288Arrangements 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 variable impedance
    • H02P7/2885Arrangements 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 variable impedance whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブリッジ回路を用いて直流モータの定速制御を
行なうもので、半導体集積回路化に好適な直流モータの
速度制御装置を提供するものである。
直流モータの速度制御を電気的に行なわす方法として、
被制御直流モータの回転速度に比例して駆動巻線に発生
する逆起電力を利用する方法があるが、従来、この種の
装置としては第1図に示すようなものが考えられている
ここで、第1図について説明すると、1は被制御直流モ
ータであり、この直流モータ1の等価内部抵抗と抵抗2
.抵抗3.抵抗4とでそれぞれを各辺とするブリッジ回
路を構成している。
いま、この直流モータ1の等何円部抵抗をRaとし、抵
抗2.抵抗3.抵抗4の抵抗値をそれぞれR1,R2,
R3とすると、ブリッジの平衡条件が成立しているとき
には、図中のブリッジ回路の検出端a、b間の電圧は直
流モータ1の回転速度のみに比例し、負荷トルクすなわ
ち電機子電流には関係しない。したがって、この電圧に
対し、定電圧素子5の両端に発生する電圧とトランジス
タ6のベース・エミッタ間電圧との差を比較して、それ
ぞれの電圧力j等しくなるように、前記トランジスタ6
と給電制御トランジスタ7が接続されているので、前記
直流モータ1の回転速度を一定に制御することができる
ものである。
なお、ここで、図中の8は直流電源であり、また、9は
前記定電圧素子5に流れる電流の大きさを決める抵抗で
ある。
ところで、この種の直流モータの速度制御装置では、回
転速度を任意に設定することが望まれているにもかかわ
らず、速度の基準となる基準電圧の設定を定電圧素子6
の端子電圧によって行なっているので、その電圧を任意
に変化させることができず、速度の設定を簡単に行なう
ことができないという欠点を有していた。
また、たとえひとつの直流モータに合わせて回路定数を
設定したとしても、量産化の場合、直流モータのバラツ
キに応じて、定電圧素子5を種々取替えだり1ブリッジ
回路の定数を種々調整しなければならず、多大な組立工
数を必要としていた。
本発明はこのような不都合に鑑みてなされたもので、特
に半導体集積回路化に好適な構成を具備するとともに、
直流モータの回転速度を任意に調整可変することができ
る直流モータの速度制御装置を提供するものである。
第2図は本発明の原理を示す回路結線図であり、同図に
おいて、第1図に示した素子と同様なものは同一の符号
を付して表わしている。
第2図において、内部抵抗値Ra を有する被制御直流
モータ1と直流抵抗値R1を有する第1の抵抗体2を直
列に接続して低抵抗辺を構成し、まだ、同一集積回路内
に形成された直流抵抗値R2を有する第2の抵抗体3お
よび直流抵抗値R3を有する第3の抵抗体4を直列に接
続して高抵抗辺を構成し、前記第1の抵抗体2と前記第
2の抵抗体3が互いに対辺となるように前記低抵抗辺と
前記高抵抗辺を並列に接続してブリッジ回路を構成して
いる。
さらに、前記第2の抵抗体3と前記第3の抵抗体4の直
列回路に並列に直流抵抗値R4を有する第4の抵抗体1
oと直流抵抗値R5を有する第5の抵抗体11の直列回
路を接続し、前記第2の抵抗体3と前記第3の抵抗体4
の接続点と、前記第4の抵抗体10と前記第6の抵抗体
11の接続点の間に直流抵抗値R6を有する第6の抵抗
体12を接続するとともに、前記第2の抵抗体3と前記
第3の抵抗体4の接続点と直流電源8の負側給電端子の
間に定電流源13が接続されている。そして、前記ブリ
ッジ回路の検出端a、bの間の電圧を比較増幅器14に
印加し、該比較増幅器14の出力によって前記ブリッジ
回路に直列に接続された給電制御トランジスタ7の通電
量を制御するように構成されている。
一般に、直流モータの等価回路は逆起電力Eaと内部抵
抗Raの直列回路で表わされ、前記逆起電力Eaは回転
速度Nに比例して変化するσすなわち、 E=に、N  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(2)a     a ただし、Kaは直流モータの発電定数である。
第2図において、直流モータ1に流れる電機子電流をI
a、第2の抵抗体3.第4の抵抗体10.。
第6の抵抗体12に流れる電流をそれぞれI2.I4゜
工。、そして定電流源13に流れる電流をIxとし、ブ
リッジ回路の検出端a、b間に現われる電圧vabを求
めると、 Vab=IaR1−(I2+l6−I、)R3・−・・
・−−−−−−−(3)となる。また、 Ia(Ra+R1)+Ea=I2R2+(I、+l6−
Ir)R3−・−−−−−(4)1、R4+(I、−I
6)R5=I、R2+(I2+l6−Ir)R3・、、
、=・、(s)■。R4+工6R6=I2R2曲・曲・
・旧・・・・曲・川(6)となる。上記(3)〜(6)
式より”ab  は次の様に表わされる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・(ア)が成立しているとき、(2)式を考慮して壕と
めると、−−−xl−(R,R,、+R,%+R,R,
+:f(、R,)K、N+すR4”5”j’e””6”
4)” r 1となり、第2図のブリッジ回路の検出端
a、b間に現われる電圧vabは直流モータ1の回転速
度Nに比例した値となり、負荷トルクすなわち電機子電
流Ia には関係しない。
この電圧vabを比較増幅器14に印加し、該比較増幅
器14の出力によって前記ブリッジ回路の給電路中に直
列に接続された給電制御トランジス7の通電量を制御す
るようにすれば、直流モータ1は一定回転速度で制御さ
れる。
以上が本発明の基本的な動作原理の説明である。
ところで、本発明の直流モータの速度制御装置でおいて
は、ブリッジ回路の高抵抗辺を構成する窮2の抵抗体3
および第3の抵抗体4からなる直F1回路を同一集積回
路内に形成している。
たとえば、前記第2の抵抗体3および第3の抵抗体4を
定電流源13.比較増幅器14.給電制御トランジスタ
7などと共に半導体集積回路の同一チップ内に形成する
ことを考えればよい。
そして、前記第2の抵抗体3(直流抵抗値R2)114
モ1aテ ^ n1山イシムムム 、 l −一−←L
げシム1本 h  1 ^−−テ舅−1・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・山・・・・・(e)路に並列
に第4の抵抗体10(直流抵抗値R4)と第6の抵抗体
11(直流抵抗値R5)の直列回路を接続し、さらに、
前記第2の抵抗体3と前記第3の抵抗体4の接続点と前
記第4の抵抗体10と前記第5の抵抗体11の接続点の
間に第6の抵抗体12(直流抵抗値R6)を接続してい
る。
その場合、 1′t4〉R2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(1o)R5> R3−=−==
−、、−、、、、、、、、、、、、、、、(11)の関
係を満たすように各定数の値を決めるようにする。この
ようにすることにより、直流モータ1の負荷トルクに対
する回転速度の安定性に大きな影響を与えるブリッジ回
路の平衡状態は、直流モータ1と第1の抵抗体益の直列
接続よりなる抵抗辺と、第2の抵抗体3と第3の抵抗体
4の直列接続よりなる高抵抗辺より構成されるブリッジ
回路の平衡状態でほぼ決定されることになる。すなわち
、第2の抵抗体3よりも大きい値を有する第4と前記第
3の世仇体4(直流抵抗値R2)の直列口1゜ の抵抗体1oの直流抵抗値および第3の抵抗体4よりも
大きい値を有する第6の抵抗体11の直流抵抗値に多少
のバラツキがあったとしても直流モータ1の負荷トルク
に対する回転速度の安定性にはほとんど影響を与えない
また・ブリッジ回路の高抵抗辺を構成する第2の抵抗体
3および第3の抵抗体4は同一集積回路内に、同一製造
工程において形成されておシ、その抵抗比R2/R3の
バラツキはきわめて小さく(たとえば、モノリシックシ
リコンバイポーラICのペース拡散抵抗ならば±2チ程
度)、また、周囲温度の変化に対しても前記抵抗比R2
/R3の値の変化はきわめて小さく、高精度、高安定性
の制御が得られる。
また、前記(9)式から明らかなように、第2の抵抗体
3と第3の抵抗体4の接続点と第4の抵抗体10と第5
の抵抗体11の接続点の間に接続された第6の抵抗体1
2の直流抵抗値R6を変化させることにより、ブリッジ
回路の平衡状態を維持したまま、したがって、直流モー
タ1の負荷トルクに対する回転速度の安定性に影響を与
えることなく回転速度を可変でき、速度の設定を簡単に
行なうことができる。
第3図は本発明の具体的実施例にかかる直流モータの速
度制御装置の回路結線図であるが、同図において、第1
図および第2図に示した素子と同様な働きをするものは
同一の符号を付して表わしている。
本実施例においては、直流モータ1に直列にチョークコ
イル2′を接続し、並列には大容量のコンデンサ16を
接続して給電制御トランジスタ7にスイッチング給電を
行なわせている。
第3図において、点線内の回路は本発明を適用ゝした速
度制御用半導体集積回路16によって構成されており、
第2の抵抗体3.第3の抵抗体4゜定電流源13.比較
増幅器14.給電制御トランジスタ7などが前記半導体
集積回路16の内部で構成されている。
また、直流モータ1に直列に接続されたチョークコイル
2′の直流抵抗分は第1の抵抗体を構成している。さら
に前記直流モータ1とチョークコイル2′の直列回路に
並列に第4の抵抗体10と第5の抵抗体11の直列回路
が接続されており、また、前記半導体集積回路16内に
形成された前記第2の抵抗体3と前記第3の抵抗体4の
接続点と、前記第4の抵抗体1oと前記第6の抵抗体1
1の接続点の間に第6の抵抗体を構成する可変抵抗器1
2が接続されている。
なお、本実施例においては前記直流モータ1の端子間を
前記半導体集積回路16内に形成された抵抗17および
抵抗18で分割して、その中点a′から検出出力を取り
出すように構成しているが、本発明の主旨から逸脱する
ものではない。
以上のように本発明の直流モータの速度制御装置では直
流モータと第1の抵抗を直列に接続してブリッジ回路の
低抵抗辺を構成し、また、同一集積回路内に形成された
第2の抵抗体および第3の抵抗体を直列に接続して前記
ブリッジ回路の高抵抗辺を構成し、さらに、前記第2の
抵抗体と前記第3の抵抗体の直列回路に並列に第4の抵
抗体と第6の抵抗体の直列回路を接続し、前記第2の抵
抗体と前記第3の抵抗体の接続点に定電流源を接続し、
そして、前記第2の抵抗体と第3の抵抗体の接続点と、
前記第4の抵抗体と第5の抵抗体の接続点の間に第6の
抵抗体を接続し、該第6の抵抗体の抵抗値を可変するよ
うに構成しているので、前記直流モータの負荷トルクに
対する回路速度の安定性に影響を与えることなく回転速
度を可変でき、速度の設定をきわめて簡単に、かつ高精
度に行なうことができ、この種の直流モータの速度制御
装置に犬なる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流モータの速度制御装置の構成例を示
す回路結線図、第2図は本発明の直流モータの速度制御
装置の原理を示す回路結線図、第3図は本発明の具体的
実施例にかかる直流モータの速度制御装置の回路結線図
である。 1・・・・・・被制御直流モータ、2・・・・・−抵抗
(第1の抵抗体)、3・・・・・・抵抗(第2の抵抗体
)、””・・・・抵抗(第3の抵抗体)、了・・・・・
・給電制御トランジスタ、8・・・・・・直流電源、1
o・・・・・・抵抗(第4の抵抗体)、11・・・・・
・抵抗(第5の抵抗体)、12・・・・・・抵抗(第6
の抵抗体)、13・・・・・・定電流源、14・・・−
・・比較増幅器、16・・・・・集積回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被制御直流モータと第1の抵抗体を直列に接続し
    て低抵抗辺を構成し、同一集積回路内に形成された第2
    の抵抗体および第3の抵抗体を直列に接続して高抵抗辺
    を構成し、前記第1の抵抗体と前記第2の抵抗体が互い
    に対辺となるように前記低抵抗辺と前記高抵抗辺を並列
    に接続してブリッジ回路を構成し、かつ前記第2の抵抗
    体と前記第3の抵抗体の直列回路に並列に第4の抵抗体
    と第5の抵抗体の直列回路を接続し、前記第2の抵抗体
    と前記第3の抵抗体の接続点と、前記第4の抵抗体と前
    記第5の抵抗体の接続点の間に第6の抵抗体を接続する
    とともに、前記第2の抵抗体と前記第3の抵抗体の接続
    点に定電流源を接続し、前記ブリッジ回路の検出端の間
    の電圧を誤差検出手段に印加し、該誤差検出手段の出力
    によって前記ブリッジ回路の給電路中に接続された給電
    制御手段の通電量を制御するように構成したことを特徴
    とする直流モータの速度制御装置。 (2、特許請求の範囲第(1)項の記載において、前記
    第6の抵抗体を可変抵抗器を含む抵抗回路によって構成
    し、前記可変抵抗器を調整することによって前記被制御
    直流モータの回転速度を可変できるようにしたことを特
    徴とする直流モータの速度制御装置。
JP56178854A 1981-11-06 1981-11-06 直流モ−タの速度制御装置 Granted JPS5879486A (ja)

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JPS6314596B2 JPS6314596B2 (ja) 1988-03-31

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