JPS5934076B2 - 電動機の速度制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は起動トルクを大幅に改善した電動機の速度制御
回路に関する。

本発明は速度制御すべき電動機の電機子をプリ１０ ツ
ジ回路の一辺に含ませ、前記電動機の回転数の変化に伴
う電圧の変動を検出し給電電圧をトランジスターで制御
して電動機を定速度制御する様にした速度制御回路の改
良に関し、電源スイッチをオフし電動機を停止した後直
ぐに電動機を再起動１５したときであつても大トルクで
起動できるようにした電動機の速度制御回路に関する。

一般に速度制御回路は第１図に示す如く抵抗１、２、３
及び電動機の電機子４で平衡ブリッジを形成している。

いま電動機がある一定の速度で回転２０しているとき接
続点Ａ、Ｂにはある一定の電圧が生じる。その電位差を
不平衡電圧検出用のトランジスター５のベースエミッタ
間で検出し、それに相当するコレクタ電流を給電電圧制
御用のトランジスター６のベースに加える。もし電動機
の負荷２５が増加する場合その負荷の増加に伴い電動機
の回転数が低下する。このことは接続点Ａの電圧が低下
することであわ、又トランジスター５のエミッタ電位が
低下することである。その為トランジスーター５のベー
スエミッタ間電圧が増加し該トラン３０ ジスター５の
コレクタ電流が増加する。トランジスター５のコレクタ
電流はトランジスター６のベース電流となＤこの電流が
増加することはトランジスター６のエミッタ、コレクタ
間の電圧が小さくなヤ結局抵抗１を通じて電機子４に印
加される３５電圧が上昇することになク電動機の回転速
度を速める働きをする。電動機の速度が上昇した場合は
この逆の動作を行い、又電源電圧の土下に対しても同様
の働きをする。このように電動機の回転速度を電圧の変
動、負荷の変動いずれに対しても補償し一定とする。

しかし起動の際給電電圧制御用のトランジスターのエミ
ツタ・コレクタ間のインピーダンスは高く、電機子４に
供給される電圧は小さく、定速になるまでに時間を要し
たう、あるいは極く低温では起動できないことがあつた
。本発明は上記欠点を除去するために前記ブリツジ回路
の不平衡電圧検出端子に不平衡検出用トランジスターの
ベースを接続するとともにダイオードを介して起動用コ
ンデンサーを接続じ、起動時これらダイオード及び起動
用コンデンサーによシ前記不平衡検出用トランジスター
のエミツタペースに大電流を流し、それによつて給電電
圧制御用トランジスターのエミツターコレクタ間インピ
ーダンスを急激に小さくし、電機子に大なる電圧を供給
し大起動トルクを得るようにするとともに前記起動用コ
ンデンサーに放電用ダイオードを接続し、電源スイツチ
をオフした瞬間に前記起動用コンデンサーに充電されて
いる電荷を放電し、次にすぐに電源スイツチをオンした
ときにも前記同様大起動トルクを得ることのできるよう
にした電動機の速度制御回路に関する。

以下本発明を第２図に基づいて説明する。

７，８は正負の電源端子、９はブリツジ回路で＝辺に速
度制御すべき電動機の電機子１０を、それに対向する辺
に抵抗１１、該抵抗１１に直列接続された抵抗１３とバ
リスター１２との並列回路１４及び可変抵抗１５を、他
の二辺に抵抗１６，１７を接続し、そのブリツジ回路９
の電機子１０が接続された側の不平衡電圧検出端子１８
に不平衡電圧検出用トランジスター１９のエミッターを
該トランジスター１９のベース・エミツタ間方向と逆方
向の基準電圧用ダイオード２０を介して接続し他方の不
平衡電圧検出端子２１に該トランジスタ一１９のベース
を接続し、前記不平衡電圧検出用トランジスター１９の
コレクタをエミツタコレクタがブリツジ回路の給電端子
と直流電源の一方の極に接続されている給電電圧制御用
トランジスター２２のベースに接続されている。

前記不平衡電圧検出用トランジスター１９のベースが接
続されている不平衡電圧検出端子２１には該トランジス
ターのエミツタ・ベース間方向と順方向に接続されたダ
イオード２３を介して起動用コンデンサー２４が接続さ
れている。さらに前記起動用コンデンサー２４と直流電
源間には電源スイツチ２５をオフしたときに前記起動用
コンデンサー２４の電荷を放電させる方向に放電用ダイ
オード２６を接続している。

次に本発明の作用を説明すると、電源スイツチ２５をオ
ンすると電流は抵抗２７を通つて不平衡電圧検出用トラ
ンジスター１９のエミツタ、ベースに流れる。

さらにその電流はダイオード２３及び起動用コンデンサ
ー２４に流れる。前記起動用コンデンサー２４は電源ス
イツチ２５をオンした瞬間は未充電であるため大きな充
電電流が流れる。このために、給電電圧制御用トランジ
スター２２のベースにも大電流を供給して該トランジス
ター２２のエミツタコレクタ間のインピーダンスを瞬間
的に零とし電機子１０に大電圧を供給するので前記電機
子１０は急速に回転を初める。起動用コンデンサー２４
が充電されるに従い、充電電流が少なくなｂ高速で起動
回転していた電機子１０も定速回転に近づく。

起動用コンデンサー２４の充電が完了すると電機子１０
は定速回転になる。それ以後はダイオード２３のため起
動用コンデンサー２４の充電電圧は他に影響を与えない
ことになるので、従来と同様に速度制御を行う。前記電
動機が高トルクを発生する時間は起動用コンデンサー２
４の容量を変えることにより調整できる。その様子を表
わしたのが第３図で横軸に起動時よりの時間をとシ縦軸
に電機子１０の端子電圧をとつている。これで判るよう
にダイオード２３，２６及び起動用コンデンサー２４が
無い従来のものでは曲線イに示す如く起動時より電機子
１０の端子電圧が一定であるのに対して曲線口、ハ、二
で示す如く、起動用コンデンサー２４の容量を大きくし
ていくに従つて電機子１０の端子電圧が定常状態になる
までの間が長くなることが判る。従つて起動時に大きな
トルクが要求されるデユアルキヤプスタン式テープレコ
ーダーやフライホイールを正転、逆転するアンチローリ
ング機構のテーブレコーダ一によつて起動用コンデンサ
ーの容量値を変えればよい。ところで電源スイツチ２５
をオフすると起動用コンデンサー２４に充電されている
電荷は放電用ダイオード２６を介して瞬時に放電される
。

即ち、起動用コンデンサー２４は定常状態では比較的高
い電圧が充電されている一方正電源端子７からみたイン
ピーダンスは他の接続されている回路も並列に入るため
非常に小さい。したがつて電源スイツチ２５をオフした
瞬間には前記放電用ダイオード２６はオンし該放電用ダ
イオード２６を介して起動用コンデンサー２４の充電電
荷は急速に放電するので、電源スイツチ２５をオフにし
てから又すぐにオンしたときであつても前記と同様起動
用コンデンサー２４に充電される電流によつて電機子１
０に高電圧が供給されて大起動トルクが得られる。しか
し若し放電用ダイオード２６がないのなら放電時ダイオ
ード２３が逆方向になるため非常に長い間充電されたま
まである。

前記起動用コンデンサー２４が充電されたままの状態で
は次に電源スイツチ２５をオンしても不平衡電圧検出用
トランジスター１９に大きなベース電流が流れないため
全然効果なく大起動トルクを得ることが不可能である。

又、前記放電用ダイオード２６の代シに抵抗を使用した
場合は抵抗がある程度小さくなければ放電時間を短縮す
ることにならないが抵抗が小さければ電源スイツチ２５
をオンした時にこの抵抗を通つて前記起動用コンデンサ
ー２４に充電されてしまい前記不平衡電圧検出用トラン
ジスター１９に大ベース電流を流すことができず大きな
起動トルクが得られない。

そこで本発明は上述の如く放電用ダイオード２６を接続
した。本発明の電動機の速度制御回路は上述する如くブ
リツジ回路の一方の不平衡電圧検出端子に不平衡電圧検
出用トランジスターのベースを接続し、該ベースに前記
不平衡電圧検出用トランジスターのエミツタ・ベースに
対し順方向に接続した充電用ダイオードを介して起動用
コンデンサーを接続したので、起動時前記起動用コンデ
ンサーに流れる充電電流によつて不平衡電圧検出用トラ
ンジスターに大なるベース電流が供給され給電電圧制御
用トランジスターを十分にバイアスし電動機の端子電圧
を高める。

従つて大起動トルクを得ることができ、しかも起動用コ
ンデンサーが充電された後その充電された電圧は前記充
電用ダイオードによつて阻止されブリツジ回路に何等の
影響を与えない。又、前記起動用コンデンサーと直流電
源間に該直流電源に対し逆方向に放電用ダイオードを接
続したので、電源スイツチをオフにした瞬間に起動用コ
ンデンサーの電荷は放電されるため電源スイツチをオフ
にした後直ちにオンしたときであつても大起動トルクを
得ることができる。

従つて本発明の回路は特に小型テープレコーダの如く、
モータへの電源電圧を遮断してポーズ状態にするものに
とつて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機の速度制御回路図、第２図は本発
明の電動機の速度制御回路図、第３図は電機子電圧と時
間との関係を示す特性曲線図である。 ９・・・ブリツジ回路、１０・・・電機子、１８・・・
不平衡電圧検出端子、１９・・・不平衡電圧検出用トラ
ンジスター、２０・・・基準電圧用ダイオード、２１・
・・不平衡電圧検出端子、２２・・・給電電圧制御用ト
ランジスター、２３・・・ダイオード、２４・・・起電
用コンデンサー、２６・・・放電用ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 速度制御すべき電動機の電機子を一辺に含ませたブ
   リッジ回路と直流電源間に給電電圧制御用トランジスタ
   ーを接続し、前記ブリッジ回路の不平衡電圧検出端子間
   に不平衡電圧検出用トランジスターのベース・エミッタ
   を接続するとともに、前記不平衡電圧検出用トランジス
   ターのコレクタを前記給電電圧制御用トランジスターの
   ベースに接続したものにおいて、前記不平衡電圧検出用
   トランジスターのベースに該不平衡電圧検出用トランジ
   スターのエミッタ・ベースに対し順方向になるように充
   電用ダイオードを接続し、該充電用ダイオードの前記不
   平衡電圧検出用トランジスターのベースに接続されてい
   るのと反対側の極と直流電源の一極間とに起動用コンデ
   ンサーを接続し、該起動用コンデンサーの充電用ダイオ
   ードが接続されている前記一極と直流電源の他極間に該
   直流電源に対して逆方向になるように放電用ダイオード
   を接続し、電源スイッチのオン時には前記不平衡電圧検
   出用トランジスターのエミッタ・ベース及び充電用ダイ
   オードを介して起動用コンデンサーに充電し、電源スイ
   ッチのオフ時には前記起動用コンデンサーに充電された
   電荷を放電用ダイオードを介して放電させることを特徴
   とする電動機の速度制御回路。