JPS6127996B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電動機の速度制御装置に関するもの
である。

従来、電動機の速度制御装置においてその電動
機の実際速度を検出するために１つの速度検出装
置が設けられており、その速度検出装置としては
例えば等間隔に多数のスリツトが穿設された円板
を電動機の回転出力軸に作動的に連結し、その円
板の両側に発光部と受光部とを配置して電動機の
実際速度に比例した周波数で速度信号を発生する
ように構成された検出装置がよく使用されてお
り、前記速度検出装置からの速度信号の発生毎に
電動機の実際速度と所望の設定速度とが比較され
てその比較結果に従つて電動機への電力の供給及
び遮断を行い、電動機の速度が所望の設定速度に
なるように速度制御が行われていた。そして、前
記速度検出装置は予め定められた電動機の速度制
御範囲に渡つてその実際速度を検出する検出能力
を有し、その速度制御範囲における中速の設定速
度で電動機を駆動するのに適するように前記速度
検出装置の構造、例えば前記スリツトの数が考え
られていた。しかしながら、前記速度検出装置か
ら発生される速度信号の発生周期は、電動機の速
度が高くなる程短くなることから、電動機を高速
の設定速度で駆動する場合には、その速度信号の
非常に短い発生周期の間に前述の如く電動機の実
際速度と所望の設定速度との比較動作及び電動機
への電力制御動作を行わなければならず、その発
生周期が電動機の速度制御回路において許容され
る最小制御動作時間よりも短くなつた時にはその
速度制御回路は正常に動作することができなくな
る。それ故、前記速度信号の発生周期の最小値は
上記の如く速度制御回路における最小制御動作時
間よりも長くなるように電動機の最高速の設定速
度を制限する必要がある。逆に、電動機の速度が
低くなる程前記速度信号の発生周期が長くなるこ
とから、電動機を低速の設定速度で駆動する場合
には電動機への電力の供給期間及びその遮断期間
が非常に長くなり、電動機の実際速度が大きく変
動して電動機の低速駆動特性が好ましくない。そ
れ故、電動機の最低速の設定速度をむやみに低く
定めることはできず、当然その設定速度を制限す
る必要がある。以上の事情から、電動機の速度制
御範囲、即ち低速から高速までの設定速度範囲が
狭くなることから、例えば工業ミシン用の電動機
の速度制御装置の如く広い速度制御範囲を必要と
するものには使用することができず、従来の電動
機の速度制御装置はその用途範囲が制限されてい
た。

そこで、本発明は上記の欠陥を解消するために
為されたものであり、その目的は低速から高速ま
での広い速度制御範囲に渡つて電動機の速度制御
を正確且つ確実に行い得る電動機の速度制御装置
を提供することにある。

以下、この発明を具体化した電動機の速度制御
装置の第１の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は電動機の速度制御装置の電気回路図であ
つて、大きく分けて、予め設定された複数の電動
機の設定回転速度中から所望の設定回転速度を選
択するための速度選択回路１と、その速度選択回
路１で選択された設定回転速度に対応してコード
化された指令信号を出す指令信号発生回路２と、
前記電動機の実際の回転速度に比例した周波数の
速度信号を発生する速度信号発生回路３と、実際
の回転速度に対する速度信号の周波数の比例比率
を命令するプリセツト信号を前記指令信号発生回
路２からの指令信号に基づいて発生し、前記指令
信号とそのプリセツト信号に従つて発生された速
度信号とに応答して前記電動機の駆動制御信号を
発生する制御回路４と、その制御回路４の駆動制
御信号に基づいて電動機への供給及び遮断を制御
するための駆動回路５とから構成されている。

まず速度選択回路１及び指令信号発生回路２に
ついて説明すると、１１は自動復帰形の起動停止
スイツチであり、その一方の端子１１ａが正電圧
＋Vccの端子に抵抗１２を介して接続され、他方
の端子１１ｂが直接に接地端子（零電圧端子）に
接続されている。FF１はその入力端子Ｔを前記
起動停止スイツチ１１の端子１１ａに接続したフ
リツプフロツプ回路であつて、同起動停止スイツ
チ１１を押して開放する度にその出力端子Ｑから
の出力信号が反転するようにＪ−Ｋフリツプフロ
ツプの端子Ｊ，Ｋを正電圧＋Vccの端子にそれぞ
れ接続してＴ型フリツプフロツプとして使用して
いる。１３は前記フリツプフロツプ回路FF１の
出力端子Ｑからの出力信号の立ち上りに応答して
トリガされる単安定マルチバイブレータであつ
て、その出力信号SP１は後記する速度信号発生
回路３のオア回路１９及び制御回路４の減算カウ
ンタ２４のリセツト端子RTに供給されるように
なつている。１４は直流モータＭの回転速度を５
段階に切換設定できるロータリースイツチであつ
て、その共通端子１４ａが直接に接地端子（零電
圧端子）に接続され、その切換端子１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは次段の指令信号発
生回路２のエンコーダ１５にそれぞれ接続されて
いる。そして、このエンコーダ１５は、ロータリ
ースイツチ１４が切換操作されて端子１４ｂと接
続された時、直流モータＭの回転数が4500r・
ｐ・ｍ、端子１４ｃに接続された時3000r・ｐ・
ｍ、端子１４ｄに接続された時2000r・ｐ・ｍ、
端子１４ｅに接続された時1000r・ｐ・ｍ、端子
１４ｆに接続された時200r・ｐ・ｍにそれぞれ選
択されて制御できるように各回転数に対応し且つ
コード化された指令信号を後記する制御回路４の
記憶回路２３に供給している。

次に速度信号発生回路３について説明すると、
１６は直流モータＭの実際回転速度に比例した周
波数のパルス信号を発生するパルス発生器であつ
て、この実施例では直流モータＭの回転軸に取着
した円盤（図示しない）の同一円周上に対して等
間隔に400個のスリツトを設け、その円盤をはさ
んで一側に発光ダイオードを設けるとともに、同
発光ダイオードに対向する他側にフオトトランジ
スタを設けている。その円盤上のスリツトの数
は、直流モータＭを前記５つの設定回転数中の最
低回転数200r・ｐ・ｍで駆動するのに適するよう
に決められたものである。直流モータＭの回転に
よつてフオトトランジスタは発光ダイオードから
の光をスリツトを介して断続的に検出して、前記
直流モータＭの回転に比例した周波数のパルス信
号を発生するようになつている。従つて、直流モ
ータＭが4500r・ｐ・ｍの一定回転数で回転して
いる時、パルス発生器１６からのパルス信号の周
波数は３×10⁴pulse/secとなり、同様に直流モー
タＭが3000r・ｐ・ｍ、2000r・ｐ・ｍ、1000r・
ｐ・ｍ、及び200r・ｐ・ｍの回転数で回転してい
る場合はそのパルス信号の周波数はそれぞれ２×
10⁴pulse/sec、4/3×10⁴pulse/sec、2/3×10⁴pul
ｓｅ／ｓｅｃ、及び4/3×10³pulse/secとなる。

１７は計数入力端子DNに前記パルス発生器１
６からのパルス信号が計数信号として供給される
減算カウンタであつて、後記する制御回路４の記
憶回路２３の出力端子MD１からそのプリセツト
入力端子INにプリセツト値Ｐ１を表わすプリセ
ツト信号が供給され、前記パルス信号の立ち下り
に応答してそのプリセツト値Ｐ１から減算を行う
とともにその計数内容を４ビツトの２進コード形
式で出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに出力するようにな
つており、又前記減算カウンタ１７はその出力端
子Ａを最上位ビツト出力端子として且つ出力端子
Ｄを最下位ビツト出力端子として計数内容を出力
するように構成されている。１８は前記減算カウ
ンタ１７の出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの出力信
号が供給されるアンド回路であつて、その出力信
号を次段のオア回路１９を介して同減算カウンタ
１７のロード端子LDに供給するようになつてい
る。そして、後記する減算に基づいて、その出力
端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの出力信号が（１、１、
１、１）となつた時、アンド回路１８及びオア回
路１９を介してロード端子LDに“１”の出力信
号が供給され、それにより同減算カウンタ１７は
前記プリセツト値Ｐ１にセツトされて初期の状態
に復帰し、再び前記パルス信号の計数動作を開始
するようになる。

２０は同じく前記減算カウンタ１７の出力端子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの出力信号が供給されるオア
回路であつて、その出力信号を次段のノツト回路
２１に供給するようにしている。２２は前記ノツ
ト回路２１の出力信号と前記パルス発生回路１６
のパルス信号とが供給されるアンド回路であつ
て、後記する制御回路４の減算カウンタ２４のロ
ード端子LDに速度信号SP２を供給している。

次に制御回路４について説明すると、２３はア
ドレス入力端子ADSに前記エンコーダ１５から
の各回転数に対応し且つコード化された指令信号
をアドレス入力信号として受けるとともに、同指
令信号に従つてアドレス指定される記憶回路であ
つて、各設定回転数に対応した指令信号に従つて
指定されたアドレス内の記憶内容を出力端子MD
１，MD２から出力するように構成されている。
なお、この実施例においては前記ロータリースイ
ツチ１４を4500r・ｐ・ｍの回転数に対応した端
子１４ｂにセツトした時、記憶回路２３は10進数
の「８」を表わす２進コード形式のプリセツト信
号を前記減算カウンタ１７のプリセツト入力端子
INに供給し、その減算カウンタ１７のロード端
子LDに“１”のロード信号が供給された時に減
算カウンタ１７は10進数の「８」に相当するプリ
セツト値（１、０、０、０）にセツトされ、その
後前記パルス信号の立ち下りが供給される度に減
算カウンタ１７の出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの
出力信号が、（１、０、０、０）→（０、１、
１、１）→（０、１、１、０）→（０、１、０、
１）→（０、１、０、０）→（０、０、１、１）
→（０、０、１、０）→（０、０、０、１）→
（０、０、０、０）→（１、１、１、１）→
（１、０、０、０）となるように減算カウンタ１
７は計数動作を繰り返す。前記減算カウンタ１７
の出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力信号が（０、
０、０、０）となつた時、オア回路２０の出力信
号は“１”から“０”に変化しノツト回路２１を
介してアンド回路２２に供給され、それによりア
ンド回路２２は開放されて前記パルス発生器１６
からのパルス信号を通過させその出力端子に速度
信号SP２を発生するようになる。従つて、前記
アンド回路２２からの速度信号SP２は前記パル
ス発生器１６から９個のパルス信号が発生される
毎に１個発生することになり、その速度信号SP
２の周波数はパルス信号の周波数の1/9になる。

前記記憶回路２３は、前記ロータリースイツチ
１４を端子１４ｃにセツトした時に10進数の
「５」を表わすプリセツト信号を、ロータリース
イツチ１４を端子１４ｄにセツトした時に10進数
の「３」を表わすプリセツト信号を、ロータリー
スイツチ１４を端子１４ｅにセツトした時に10進
数の「１」を表わすプリセツト信号を、ロータリ
ースイツチ１４を端子１４ｆにセツトした時に10
進数の「０」を表わすプリセツト信号を前記減算
カウンタ１７のプリセツト入力端子INに供給す
る。そのプリセツト信号の内容であるプリセツト
値Ｐ１がセツトされた減算カウンタ１７は前述し
た如くそのプリセツト値Ｐ１に従う周期でもつて
出力端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの出力信号を（０、
０、０、０）に変化させるためにその出力信号
（０、０、０、０）を受けたオア回路２０の出力
信号“０”はノツト回路２１を通してアンド回路
２２を周期的に開放させ、前記パルス発生器１６
からのパルス信号がそのアンド回路２２を周期的
に通過することにより速度信号SP２が発生する
ようになる。それ故、前記ロータリースイツチ１
４が端子１４ｃにセツトされた時には速度信号
SP２の周波数は前記パルス発生器１６からのパ
ルス信号の周波数の1/6になり、ロータリースイ
ツチ１４が端子１４ｄにセツトされた時には速度
信号SP２の周波数はパルス信号の周波数の1/4に
なり、ロータリースイツチ１４が端子１４ｅにセ
ツトされた時には速度信号SP２の周波数はパル
ス信号の周波数の1/2になり、そしてロータリー
スイツチ１４が端子１４ｆにセツトされた時には
速度信号SP２の周波数はパルス信号の周波数と
等しくなる。

従つて、直流モータＭの回転数が4500r・ｐ・
ｍとなるように前記ロータリースイツチ１４を端
子１４ｂにセツトし、同モータＭが正常に
4500r・ｐ・ｍの一定回転数で回転している場
合、減算カウンタ１７はパルス発生器１６から３
×10⁴pulse/secの周波数のパルス信号を受け、９
個のパルス信号を受ける度にその出力端子Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを（０、０、０、０）にしてアンド回
路２２の出力端子に１個の速度信号SP２を発生
させ、それにより速度信号SP２の周波数はパル
ス信号の周波数３×10⁴pulse/secの1/9の周波数
である1/3×10⁴pulse/secになる。又、3000r・
ｐ・ｍの場合、減算カウンタ１７は２×10⁴puls
ｅ／ｓｅｃの周波数のパルス信号を受けその周波数を
1/6に分周してアンド回路２２から1/3×10⁴puls
ｅ／ｓｅｃの速度信号SP２を出力させる。同様に、
2000r・ｐ・ｍ、1000r・ｐ・ｍ、200r・ｐ・ｍの
場合、アンド回路２２にはそれぞれ1/3×10⁴puls
ｅ／ｓｅｃ、1/3×10⁴pulse/sec、及び4/3×10³pulse/
ｓｅｃに分周された速度信号SP２が出力される。

２４は前記記憶回路２３の出力端子MD２から
プリセツト信号を受けるとともに、前記アンド回
路２２からの速度信号SP２をロード端子LDに受
ける減算カウンタであつて、前記ロータリースイ
ツチ１４を端子１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ
にそれぞれセツトした時、同減算カウンタ２４
は、10進数で「300」の値が、端子１４ｆにセツ
トした時は10進数で「750」の値が２進コード化
されたプリセツト値Ｐ２を前記記憶回路２３の出
力端子MD２から受ける。そして、減算カウンタ
２４は計数入力端子DNにアンド回路２５を介し
て供給されるクロツクパルス発振器４ａからの１
×10⁶pulse/secのクロツクパルス信号に基づいて
前記したプリセツト値Ｐ２から１つずつ減算して
行き、その計数内容を出力端子CDに出力するよ
うになつている。

なお、前記記憶回路２３の出力端子MD２から
出力されるプリセツト値Ｐ２、例えばロータリー
スイツチ１４を4500r・ｐ・ｍの回転数に対応し
た端子１４ｂにセツトした時に出力される10進数
の「300」に対応するプリセツト値は、そのセツ
トされた端子１４ｂに対応する回転数4500r・
ｐ・ｍと、その回転数4500r・ｐ・ｍに対応して
予め決められ前記記憶回路２３の出力端子MD１
から出力されるプリセツト値「８」と、前記クロ
ツクパルス発振器４ａからのクロツクパルス信号
の周波数１×10⁶pulse/secとに基づいて予め決定
されている。4500r・ｐ・ｍの回転数の場合、直
流モータＭが正確に4500r・ｐ・ｍで回転してい
るならば、前記パルス発生器１６からのパルス信
号の周波数は３×10⁴pulse/secであり、その周期
は1/3×10^-4secとなるために前記減算カウンタ１
７によつて前述の如くその周波数３×10⁴pulse/s
ｅｃの1/9に分周された前記アンド回路２２からの
速度信号SP２の周期はパルス信号の周期1/3×
10^-4secの９倍の値300×10^-6secとなる。それ
故、その速度信号SP２の１周期300×10^-6secの
間には前記クロツクパルス発振器４ａからのクロ
ツクパルス信号が300個発生することから、その
「300」という値を4500r・ｐ・ｍの回転数に対応
したプリセツト値として前記記憶回路２３内に記
憶させている。4500r・ｐ・ｍの回転数以外の
3000r・ｐ・ｍ、2000r・ｐ・ｍ、1000r・ｐ・
ｍ、200r・ｐ・ｍの回転数にそれぞれ対応したプ
リセツト値も同様に前述の如く予め決められ、記
憶回路２３内に記憶されている。又、前記記憶回
路２３の出力端子MD１から出力されるプリセツ
ト値Ｐ１は、前記制御回路４及び駆動回路５等の
動作時間、即ち指令信号発生回路２からの指令信
号及び速度信号発生回路３からの速度信号を受け
てから直流モータＭへの電力の供給又は遮断動作
が行われるまでの時間に基づいて予め決められて
いる。本実施例においてはその動作時間の最小値
が200×10^-6sec程度に考えられることから前記ア
ンド回路２２からの速度信号SP２の発生周期が
その200×10^-6secより長くなるように前記パルス
信号の周波数に対する速度信号SP２の周波数の
分周率を予め定め、その分周率に従つて前記プリ
セツト値Ｐ１が定められる。例えば、4500r.p.m
の回転数の場合、直流モータＭが4500r・ｐ・ｍ
の回転数で回転している時に前記パルス発生器１
６から発生されるパルス信号の周波数は３×10⁴p
ｕｌｓｅ／ｓｅｃであり、その発生周期は約33×10^-6se
c
であり、その発生周期33×10^-6secは前記最小動
作時間200×10^-6secよりかなり短いために前記パ
ルス信号の周波数３×10⁴pulse/secを少なくとも
1/6の分周率で分周しなければならず、本実施例
においては余裕を持つてその分周率を1/9に決め
ている。従つて、4500r・ｐ・ｍの回転数に対応
する前記プリセツト値Ｐ１はその分周率1/9に従
つて10進数で「８」と決められ前記記憶回路２３
内に記憶されている。

２６は前記減算カウンタ２４の出力端子CDの
出力信号を受けるオア回路であつて、その出力信
号を前記アンド回路２５に供給している。従つ
て、減算カウンタ２４の計数内容が前記クロツク
パルス信号によつて前記プリセツト値Ｐ２から順
次減じられ、やがてその計数内容が“０”になる
と、そのオア回路２６の出力信号は“０”となつ
てアンド回路２５を遮断させるためにクロツクパ
ルス発振器４ａからのクロツクパルス信号は同減
算カウンタ２４への供給が阻止され、それにより
同減算カウンタ２４は減算動作を停止してその出
力端子CDからの出力信号を“０”に保持するよ
うになる。そして、同減算カウンタ２４は前記速
度信号発生回路３のアンド回路２２からの分周さ
れた速度信号SP２を受けて再びその計数内容が
プリセツト値Ｐ２にセツトされるまで計数動作を
再開しないので、それに伴い前記オア回路２６の
出力信号は“０”の状態に保持され続ける。

従つて、ロータリースイツチ１４を4500r・
ｐ・ｍの回転数に対応した端子１４ｂにセツトし
た場合、前記減算カウンタ２４はそのロード端子
LDに速度信号SP２が供給される度に4500r・
ｐ・ｍの回転数に対応したプリセツト値「300」
にその計数内容をセツトし直して減算動作を繰り
返し、減算カウンタ２４が前記クロツクパルス発
振器４ａからのクロツクパルス信号を300個計数
する期間、即ち300×10^-6secの期間と、直流モー
タＭの実際の回転数に関係するアンド回路２２か
らの速度信号SP２の発生周期とが前記減算カウ
ンタ２４、アンド回路２５及びオア回路２６等に
よつて比較され、その比較結果を表わす信号がオ
ア回路２６からの出力信号として発生される。

そして、前記記憶回路２３の出力端子MD２か
らのプリセツト値Ｐ２を基準にして、それぞれ設
定された回転数よりも直流モータＭの実際の回転
数が高い場合は速度信号SP２のパルス周期は短
かくなり、減算カウンタ２４は減算計数している
途中で次の出力信号SP２を受けるため、そのプ
リセツト値Ｐ２をセツトして初期状態に復帰して
最初から減算を開始する。従つてこのような時は
次段のオア回路２６は“１”の状態を保持した状
態となる。そして後記する直流モータＭの駆動電
源を遮断し回転数を落とすことになる。又、逆に
直流モータＭの実際の回転数が設定回転数よりも
低い場合、速度信号SP２のパルス周期は長くな
るため、減算カウンタ２４は減算を終了してしま
つて次の速度信号SP２が供給されるまで計数動
作を停止する。従つて、このような状態の時は次
段のオア回路２６は“０”の状態を保持する。そ
して後記する直流モータＭの駆動電源を印加し回
転数を上げることになる。

FF２は前記オア回路２６の出力信号をデータ
入力端子Ｄに受けるフリツプフロツプ回路であつ
て、同フリツプフロツプ回路FF２のクロツク入
力端子Ｔに供給される前記アンド回路２２からの
速度信号SP２の立ち上り時の前記データ入力端
子Ｄの状態を記憶し、その状態を出力端子Ｑに出
力するようになつている。従つて、前記オア回路
２６の出力信号が“０”の状態の時速度信号SP
２がフリツプフロツプ回路FF２のクロツク入力
端子Ｔに供給されると、その速度信号SP２の立
ち上りをとらえて出力端子Ｑの出力信号は“０”
となり、一方逆に、オア回路２６の出力信号が
“１”の状態の時に速度信号SP２が供給される
と、出力端子Ｑからの出力信号は“１”の状態に
なる。２７は前記フリツプフロツプ回路FF２の
出力信号と前記アンド回路２２からの速度信号
SP２とを受けるアンド回路、２８は前記フリツ
プフロツプ回路FF２のセツト端子STに出力端子
が接続されたノツト回路であつて、その入力端子
が抵抗２８ａを介して正電圧＋Vccの端子に接続
されており、それによりフリツプフロツプ回路
FF２のセツト端子STを常に論理値で“０”状態
にしている。FF３は前記フリツプフロツプ回路
FF２と同機能を有するフリツプフロツプ回路で
あつて、そのデータ入力端子Ｄが前記ノツト回路
２８と抵抗２８ａとの接続点に接続されて常時論
理値で“１”状態にされており、そのクロツク入
力端子Ｔが前記アンド回路２７の出力端子に接続
されている。又、そのフリツプフロツプ回路FF
３は、そのアンド回路２７の出力信号が“０”か
ら“１”に変化した時にその立ち上りに応答して
データ入力端子Ｄの状態、即ち論理値“１”の状
態を記憶し、その“１”の状態の反転された
“０”の状態を出力端子に出力するようになつ
ている。又、同フリツプフロツプ回路FF３のリ
セツト端子はノツト回路２９を介して前記オア回
路の出力信号を受け、オア回路２６の出力信号が
“１”から“０”になつた時、同フリツプフロツ
プ回路FF３の出力端子からの出力信号を論理
値で“１”の状態にするようにしている。

次に駆動回路５について説明すると、３０は前
記速度選択回路１のフリツプフロツプ回路FF１
の出力信号と前記制御回路４のフリツプフロツプ
回路FF３の出力信号とを受けるアンド回路であ
つて、その出力信号が次段のノツト回路３１を介
してスイツチング回路３２に供給されるようにな
つている。

そして前記スイツチング回路６を第２図に従つ
て説明すると、３３は保持型の電源スイツチであ
つて、このスイツチ３３を押すことによつてスイ
ツチング回路６に直流電圧＋Vsを印加させると
ともに、１つの正のパルス信号SNを発生させ、
そのパルス信号SNを前記フリツプフロツプ回路
FF１，FF２並びに減算カウンタ１７の各リセツ
ト端子RT及び前記フリツプフロツプ回路FF３の
セツト端子STに供給している。Tr１，Tr２はダ
ーリントン接続したスイツチング用トランジスタ
であつて、コレクタ端子を前記直流モータＭを介
して電源スイツチ３３に接続している。Tr３は
スイツチング用トランジスタであつて、そのベー
ス端子がダイオードＤを介して前記ノツト回路３
１の出力端子に接続され、そのコレクタ端子が前
記スイツチング用トランジスタTr１のベース端
子に接続されている。従つて、スイツチング用ト
ランジスタTr３のベース端子に前記ノツト回路
３１から“０”の出力信号を受けた時、同トラン
ジスタTr３は非導通状態となるため、次段のス
イツチング用トランジスタTr１，Tr２は直流電
圧＋Vsから抵抗３４を介してベース電流の供給
を受けて導通し直流モータＭは直流電圧＋Vsを
印加され回転する。逆にノツト回路３１から
“１”の出力信号を受けた時、スイツチング用ト
ランジスタTr３は抵抗３５によつて適宜のベー
スバイアス電流の供給を受けて導通し、それによ
りスイツチング用トランジスタTr１，Tr２はそ
のベース・エミツタ間が短絡されて非導通となり
同直流モータＭへの直流電圧＋Vsの供給が遮断
される。

次に前記のように構成した電動機の速度制御装
置の作用について説明する。

さて、今直流モータＭを4500r・ｐ・ｍの回転
数で速度制御する場合について説明する。まずロ
ータリースイツチ１４を操作し端子１４ｂと接続
させる。そして、記憶回路２３はエンコーダ１５
から4500r・ｐ・ｍの回転数に対応したコード信
号を受けてアドレス指定される。次に、電源スイ
ツチ３３を押してスイツチング回路３２に直流電
圧＋Vsを印加すると、パルス信号SNが発生し、
フリツプフロツプ回路FF１，FF２の出力端子Ｑ
及びフリツプフロツプ回路FF３の出力端子の
出力信号が各々“０”となるようにリセツト及び
セツトされるとともに、速度信号発生回路３の減
算カウンタ１７がリセツトされて、その出力端子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを（０、０、０、０）に変化さ
せ、前記記憶回路２３の出力端子MD１，MD２
からプリセツト信号が出力される。

この時、前記駆動回路５のアンド回路３０はフ
リツプフロツプFF１の出力端子Ｑから“０”の
出力信号を受けて遮断状態になるために、前記制
御回路４の動作状態に関係なくアンド回路３０は
ノツト回路３１を介してスイツチング回路３２に
“１”の状態の出力信号（遮断命令信号）を供給
し、直流モータＭへの電力を遮断している。

そして、この状態から起動停止スイツチ１１を
押すとフリツプフロツプ回路FF１の出力端子Ｑ
の出力信号が“０”から“１”に反転し、その出
力信号“１”を受けたアンド回路３０は前記フリ
ツプフロツプ回路FF３からの出力信号の通過を
許容するようになるとともに、次段の単安定マル
チバイブレータ１３はトリガされて出力信号SP
１を発生し、それにより減算カウンタ２４はリセ
ツトされてその出力端子CDを10進数の「０」を
表わす状態にし、前記オア回路２６の出力信号は
“０”の状態になり前記アンド回路２５を遮断さ
せて前記クロツクパルス発振器４ａから減算カウ
ンタ２４の計数入力端子DNへのクロツクパルス
信号の供給を停止させる。従つて、オア回路２６
の出力信号は、減算カウンタ２４のロード入力端
子LDに前記出力信号SP２が供給されるまで
“０”の状態に保持され、減算カウンタ２４は計
数動作を停止する。前記オア回路２６からの
“０”の状態の出力信号はノツト回路２９を介し
てフリツプフロツプ回路FF３のリセツト端子RT
に供給されてそのフリツプフロツプ回路FF３を
リセツトしてその出力端子からの出力信号を
“０”の状態から“１”の状態に変化させ、その
出力端子からの出力信号を受けたアンド回路３
０はノツト回路３１を介してスイツチング回路３
２に“０”の状態の出力信号（供給命令信号）を
供給し、直流モータＭは直流電圧＋Vsの供給を
受けて起動される。その直流モータＭの起動によ
り、パルス発生器１６からパルス信号の発生が開
始されそのパルス信号が減算カウンタ１７等によ
り分周されてアンド回路２２から１つの速度信号
SP２が発生すると、その速度信号SP２は減算カ
ウンタ２４のロード端子LDに供給されその減算
カウンタ２４はプリセツト入力端子INに供給さ
れているプリセツト値「300」をセツトしてその
計数内容を「300」にする。減算カウンタ２４が
プリセツト値をセツトした状態即ち初期状態にな
つた時に次段のオア回路２６の出力信号は“０”
の状態から“１”の状態に変化してアンド回路２
５を開放させ、クロツクパルス発振器４ａからの
クロツクパルス信号はそのアンド回路２５を介し
て減算カウンタ２４の計数入力端子DNに供給さ
れ、その減算カウンタ２４は減算動作を開始する
ようになる。

一方、前記アンド回路２２から発生された１つ
の速度信号SP２はフリツプフロツプ回路FF２の
クロツク入力端子Ｔに供給され、そのフリツプフ
ロツプ回路FF２は前記オア回路２６の出力信号
が“０”から“１”に変化する直前に前記速度信
号SP２の立ち上りをとらえてそのデータ入力端
子Ｄに供給されているオア回路２６からの“０”
の状態の出力信号を読み込み、その出力端子Ｑに
“０”の出力信号が発生される。それにより、ア
ンド回路２７が遮断されて前記速度信号SP２の
通過を阻止することからフリツプフロツプ回路
FF３の出力信号は“１”から“０”に変化する
ことなく、更に直流モータＭは直流電圧＋Vsの
供給を受けて回転数を上昇させる。そしてこのよ
うな動作を繰り返し直流モータＭは4500r・ｐ・
ｍまで回転数を上げて行くとともに、速度信号
SP２もパルス周期を短かくして行き次第に300×
10^-6secの周期に近づいて行く。

その後、直流モータＭの回転数が4500r・ｐ・
ｍ以上に上がると、速度信号SP２のパルス周期
が300×10^-6secより短かくなるため、減算カウン
タ２４が「300」の値を減算している途中で次の
速度信号SP２を受けて、ただちに、同減算カウ
ンタ２４が初期状態に復帰して再び最初の
「300」の値から減算を開始するようになる。従つ
てオア回路２６の出力信号は“０”の状態に変化
することなく“１”の状態を保持しつづけるとと
もに、フリツプフロツプ回路FF２の出力信号は
このオア回路２６の出力信号と速度信号SP２と
に基づいて、“０”から“１”に反転して、アン
ド回路２７を開放させ、そのアンド回路２７は同
速度信号SP２を通過させて次段のフリツプフロ
ツプ回路FF３の出力信号を１”から“０”に反
転させる。これによつて、スイツチング回路３２
はアンド回路３０、ノツト回路３１を介して
“１”の出力信号を受けて直流モータＭに対する
直流電圧＋Vsの供給が遮断され、同モータＭの
回転数が4500r・ｐ・ｍとなるように落とされ
る。

逆に直流モータＭの回転数が4500r・ｐ・ｍよ
り落ちた場合、速度信号SP２のパルス周期は300
×10^-6secより長くなるため、減算カウンタ２４
のロード端子LDに次の速度信号SP２が供給され
る前に減算カウンタ２４の計数動作が終了してオ
ア回路２６の出力信号が“０”の状態になる。そ
して、その出力信号がノツト回路２９を介してフ
リツプフロツプ回路FF３のリセツト端子RTに供
給されて、同フリツプフロツプ回路FF３はリセ
ツトされてその出力信号を“０”から“１”に反
転し、再び直流モータＭに直流電圧＋Vsが印加
されて回転数が4500r・ｐ・ｍとなるように加速
される。

従つて、予め設定した4500r・ｐ・ｍの回転数
に対してそれ以上に回転数が上つた場合は直流モ
ータＭへの直流電圧＋Vsの供給が遮断され、
又、回転数が落ちた場合には直流モータＭに直流
電圧＋Vsが印加されて同直流モータＭは常時一
定した4500r・ｐ・ｍの回転数になるように制御
される。

なお、直流モータＭを停止させる場合、起動停
止スイツチ１１を押せばフリツプフロツプ回路
FF１の出力信号が“１”から“０”に反転し前
記フリツプフロツプ回路FF３の出力信号がどん
な状態にあつても直流モータＭに対する直流電圧
＋Vsの印加が遮断され同直流モータＭはやがて
停止する。

次に、同様に直流モータＭの回転数をそれぞれ
一定の3000r・ｐ・ｍ、2000r・ｐ・ｍ、1000r・
ｐ・ｍ、200r・ｐ・ｍとなるように速度制御する
場合は、前記と同様にロータリースイツチ１４を
所望の設定回転数に対応するようにセツトすれ
ば、アンド回路２２はパルス発生器１６からのパ
ルス信号に対し、1/6、1/4、1/2、１にそれぞれ
分周された速度信号SP２を出す。一方、減算カ
ウンタ２４もこれに対応して「300」、「300」、
「300」、「750」の値をそれぞれクロツクパルス信
号に基づいて減算するように動作する。

従つて、前記4500r・ｐ・ｍの速度制御時と同
様に減算カウンタ２４が次の速度信号SP２を受
けるまでにそれぞれプリセツトされた値の減算を
終了するか否かを次段のオア回路２６の出力信号
で判別し、その出力信号の状態に基づいて、直流
電圧＋Vsが直流モータＭに印加されて、直流モ
ータＭは所望の回転数に速度制御される。

以上の説明から理解されるように、直流モータ
Ｍを低速設定回転数200r.p.m以上の設定回転数
で駆動する場合、前記パルス発生器１６からのパ
ルス信号の周波数を各設定回転数に応じた分周率
で分周して速度信号SP２を発生させていること
から、前記制御回路４及び駆動回路５等の最小動
作時間200×10^-6secよりも長い周期でもつてその
制御回路４を動作させることができ、その制御回
路４は直流モータＭの実際回転数と設定回転数と
の大小関係を正確に判断して電力の供給命令信号
及び遮断命令信号を発生することができる。又、
本第１の実施例における前記パルス発生器１６
は、低速設定回転数200r・ｐ・ｍで直流モータＭ
を駆動するのに適するように例えば前記スリツト
の数を多目に設けた構造を有していることから、
前記制御回路４は低速設定回転数200r・ｐ・ｍで
の駆動時においては750×10^-6secの比較的短い速
度信号SP２の周期でもつて前述の大小関係の判
断を行うことができ、それにより直流モータＭの
低速駆動時における回転数変動をかなり低減させ
て低速駆動特性を向上させることができる。

次に第２実施例を第３図に基づいて説明する。
この実施例の電動機の速度制御装置は指令信号発
生回路２と速度信号発生回路３及び制御回路４の
一部を除いて回路構成及びその作用も同じである
ため変更した要部のみ説明する。

４１は指令信号発生回路２のエンコーダであつ
て、この実施例ではロータリースイツチ１４を端
子１４ｂから端子１４ｆまで切換操作することに
よつて、直流モータＭの回転数が6000r・ｐ・
ｍ、4500r・ｐ・ｍ、2000r・ｐ・ｍ、1000r・
ｐ・ｍ、200r・ｐ・ｍにそれぞれ選択されて速度
制御できるよう、各回転数に対応してコード化さ
れた指令信号を制御回路４の記憶回路４２にアド
レス入力信号として供給するようになつている。
そして、記憶回路４２はこの指令信号に従つて指
定されたアドレス内の記憶内容を出力端子MD１
ａ，MD１ｂ，MD１ｃ，MD２及びMD３から出
力するように構成されている。前記ロータリース
イツチ１４が6000r・ｐ・ｍの回転数に対応した
端子１４ｂにセツトされた場合10進数で「２」
（分周率で1/3）を表わすプリセツト信号が、
4500r・ｐ・ｍ並びに2000r・ｐ・ｍの回転数に対
応した端子１４ｃ及び１４ｄにセツトされた場合
10進数で「１」（分周率で1/2）を表わすプリセツ
ト信号が、そして1000r・ｐ・ｍ並びに200r・
ｐ・ｍの回転数に対応した端子１４ｅ及び１４ｆ
にセツトされた場合10進数で「０」（分周率で
１）を表わすプリセツト信号が、前記記憶回路４
２の出力端子MD２から減算カウンタ１７のプリ
セツト入力端子INに供給される。又、前記記憶
回路４２の出力端子MD３から減算カウンタ２４
のプリセツト入力端子INに供給されるプリセツ
ト信号の内容であるプリセツト値は、前記ロータ
リースイツチ１４が端子１４ｂ，１４ｄ及び１４
ｅにセツトされた場合10進数で「300」、端子１４
ｃにセツトされた場合10進数で「267」、端子１４
ｆにセツトされた場合10進数で「500」となり、
記憶回路４２の出力端子MD１ａ，MD１ｂ，MD
１ｃから出力される出力信号は、前記ロータリー
スイツチ１４が端子１４ｂ，１４ｃにセツトされ
た場合（１、０、０）、端子１４ｄ，１４ｅにセ
ツトされた場合（０、１、０）、端子１４ｆにセ
ツトされた場合（０、０、１）となる。４３，４
４，４５は前記記憶回路４２の出力端子MD１
ａ，MD１ｂ，MD１ｃに一方の入力端子がそれ
ぞれ接続されたアンド回路で、その他方の入力端
子が高、中、低速用パルス発生器４６，４７，４
８の出力端子にそれぞれ接続されている。それら
のパルス発生器４６，４７，４８は第１の実施例
のパルス発生器１６と同様に直流モータＭの回転
軸にそれぞれスリツト数の異なる円盤を取着して
同直流モータＭの実際の回転数に比例した周波数
のパルス信号を発生するように構成されており、
同高速用パルス発生器４６の円盤には100個のス
リツト、中速用パルス発生器４７の円盤には200
個のスリツト、低速用パルス発生器４８の円盤に
は600個のスリツトがそれぞれ同一円周上で等間
隔に形成されている。そして各高、中、低速用パ
ルス発生器４６，４７，４８からのパルス信号を
それぞれ前記アンド回路４３，４４，４５に供給
し、前記記憶回路４２の出力端子MD１ａ乃至
MD１ｃからの出力信号に従つてそれらのアンド
回路の１つを選択し次段のオア回路４９を介して
前記減算カウンタ１７にパルス信号を供給してい
る。従つてロータリースイツチ１４を6000r・
ｐ・ｍ域いは4500r・ｐ・ｍに対応した端子１４
ｂ又は１４ｃにセツトした時、アンド回路４３、
オア回路４９を介して高速用パルス発生器４６か
らのパルス信号を減算カウンタ１７は受ける。そ
して直流モータＭが正常に6000r・ｐ・ｍ又は
4500r・ｐ・ｍの回転数で回転している時、１×
10⁴pulse/sec、0.75×10⁴pulse/secの周波数のパ
ルス信号を減算カウンタ１７に供給するようにな
つている。同様に、2000r・ｐ・ｍ又は1000r・
ｐ・ｍの時はアンド回路４４、オア回路４９を介
して中速用パルス発生器４７から2/3×10⁴pulse/
ｓｅｃ、1/3×10⁴pulse/secの周波数のパルス信号
を、又200r・ｐ・ｍの時はアンド回路４５、オア
回路４９を介して低速用パルス発生器４８から
0.2×10⁴pulse/secの周波数パルス信号を減算カ
ウンタ１７に供給するようになつている。

次に前記のように構成した電動機の制御装置の
作用について説明する。

今、直流モータＭを200r・ｐ・ｍの低速回転数
で速度制御する場合について説明する。まずロー
タリースイツチ１４を200r・ｐ・ｍに対応した端
子１４ｆにセツトすると、記憶回路４２の出力端
子MD１ａ，MD１ｂ，MD１ｃからの（０、０、
１）のコード信号に基づき減算カウンタ１７は低
速用パルス発生器４８からのパルス信号を受ける
とともに、同パルス信号に対し分周率「１」で分
周された速度信号SP２が発生されるように前記
出力端子MD２から「０」を表わすプリセツト信
号を受ける。そして、第１の実施例と同様にこの
速度信号SP２をロード端子LDに受けた減算カウ
ンタ２４はその計数内容を10進数の「500」にプ
リセツトし、次の速度信号SP２が供給されるま
での間に、同カウンタ２４がクロツクパルス発生
器４ａからのクロツクパルス信号１×10⁶pulse/s
ｅｃに基づいてプリセツトされた「500」の値の減
算を終了したか否かを第１の実施例の場合と同様
にオア回路２６の出力信号状態で判別し速度制御
をするようにしている。

同様に中速回転数2000r・ｐ・ｍ、1000r・ｐ・
ｍ又は高速回転数6000r・ｐ・ｍ、4500r・ｐ・ｍ
の速度制御する場合も、それぞれ中速用パルス発
生器４７又は高速用パルス発生器４６からパルス
信号を取り出して、前記制御回路４の減算カウン
タ２４においてプリセツトされた「300」の値
（ただし4500r・ｐ・ｍの時は「267」）の減算が終
了したか否かをオア回路２６の出力信号状態で判
別し、前記200r・ｐ・ｍの速度制御の場合と同様
に制御が行われる。

前記第１の実施例においては１つのパルス発生
器１６によつて直流モータＭの実際の回転数に比
例した周波数のパルス信号を発生させていたが、
そのパルス発生器１６が前記実際の回転数に比例
した周波数でパルス信号を正確に発生することが
できる能力、即ち前記フオトトランジスタ及び発
光ダイオード等による回転数検出能力には限界が
あるため、直流モータＭの設定回転数をむやみに
高速又は低速に設定することができず、当然その
回転数検出能力に従つて直流モータＭの設定速度
範囲は制限される。しかし、第２の実施例におい
ては高速、中速、低速の設定回転数に応じて高速
用パルス発生器４６、中速用パルス発生器４７、
低速用パルス発生器４８がそれぞれ個別に設けら
れていることから、直流モータＭの実際の回転数
に比例した周波数で前記パルス信号を正確に発生
させることができ、前記第１の実施例における如
く１つのパルス発生器の回転数検出能力に左右さ
れることなく直流モータＭの設定速度範囲をより
広く定めることができる。

以上詳述したようにこの発明は電動機の実際速
度に比例した周波数で速度信号が発生され、その
速度信号が発生される毎に、電動機の実際速度を
予め設定された設定速度にするために電動機への
電力供給を制御する電動機の速度制御装置におい
て、予め設定された複数の設定速度中から所望の
設定速度を選択するための速度選択手段と、その
選択された設定速度に対応する指令信号を発生す
るための指令信号発生手段と、前記実際速度に対
する前記速度信号の周波数の比例比率を前記複数
の設定速度の各々に応じて複数種類有しており、
その内の一つの比例比率に基づいて速度信号を発
生する速度信号発生手段と、前記指令信号発生手
段からの指令信号に基づいて前記速度信号発生手
段から発生される速度信号の比例比率を選択する
とともに、前記速度信号の発生毎に前記選択され
た設定速度に応じた基準時間を設定し、その基準
時間終了前に次の速度信号が発生された時、第一
状態の駆動制御信号を発生し、前記基準時間終了
後に次の速度信号が発生された時、その時間終了
後から速度信号の発生までの間第二状態の駆動制
御信号を発生する制御手段と、前記駆動制御信号
が第一状態の時、前記電動機への電力供給を停止
し、前記駆動制御信号が第二状態の時、前記電動
機への電力供給を開始する駆動手段とを設けたこ
とにより、高速回転から低速回転まで広い範囲に
わたつて電動機の速度制御を確実且つ正確に行う
ことができ、電動機の速度制御装置として産業上
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した電動機の速度制
御装置の第１の実施例を説明する電気回路図、第
２図は同じくスイツチング回路図、第３図は第２
の実施例を説明する電動機の速度制御装置の電気
回路図である。 速度選択回路……１、指令信号発生回路……
２、速度信号発生回路……３、制御回路……４、
駆動回路……５、ロータリースイツチ……１４、
エンコーダ……１５，４１、パルス発生器……１
６、減算カウンタ……１７，２４、記憶回路……
２３，４２、アンド回路……１８，２２，２５，
２７，３０，４３，４４，４５、ノツト回路……
２１，２８，２９，３１、オア回路……１９，２
０，２６，４９、高速用パルス発生器……４６、
中速用パルス発生器……４７、低速用パルス発生
器……４８、フリツプフロツプ回路……FF１，
FF２，FF３、直流モータ……Ｍ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機Ｍの実際速度に比例した周波数で速度
   信号SP２が発生され、その速度信号SP２が発生
   される毎に、電動機Ｍの実際速度を予め設定され
   た設定速度にするために電動機Ｍへの電力供給を
   制御する電動機の速度制御装置において、 予め設定された複数の設定速度中から所望の設
   定速度を選択するための速度選択手段１４等と、 その選択された設定速度に対応する指令信号を
   発生するための指令信号発生手段２と、 前記実際速度に対する前記速度信号SP２の周
   波数の比例比率を前記複数の設定速度の各々に応
   じて複数種類有しており、その内の一つの比例比
   率に基づいて速度信号SP２を発生する速度信号
   発生手段３と、 前記指令信号発生手段２からの指令信号に基づ
   いて前記速度信号発生手段３から発生される速度
   信号SP２の比例比率を選択するとともに、前記
   速度信号SP２の発生毎に前記選択された設定速
   度に応じた基準時間Ｐ２を設定し、その基準時間
   Ｐ２終了前に次の速度信号SP２が発生された
   時、第一状態の駆動制御信号を発生し、前記基準
   時間Ｐ２終了後に次の速度信号SP２が発生され
   た時、その時間終了後から速度信号SP２の発生
   までの間第二状態の駆動制御信号を発生する制御
   手段４と、 前記駆動制御信号が第一状態の時、前記電動機
   Ｍへの電力供給を停止し、前記駆動制御信号が第
   二状態の時、前記電動機Ｍへの電力供給を開始す
   る駆動手段５と からなる電動機の速度制御装置。 ２ 前記速度信号発生手段は、前記電動機に作動
   的にそれぞれ連結され且つ互いに異なる前記比例
   比率をそれぞれ有している複数の速度信号発生器
   と、それら速度信号発生器の出力側に接続された
   ゲート回路とを含み、前記制御手段は前記指令信
   号に従つてそのゲート回路に選択信号を供給して
   それらの速度信号発生器中のいずれか１つを有効
   化することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の電動機の速度制御装置。 ３ 前記速度信号発生手段は、前記複数の設定速
   度中の最低の設定速度で前記電動機を駆動するの
   に適した１つの前記比例比率を有する１つの速度
   信号発生器と、その発生器からの速度信号を分周
   するための分周回路とを含み、前記制御手段は、
   その分周回路の分周率を前記指令信号に従つて指
   定することにより前記速度信号発生手段の複数種
   類の比例比率中から所望の比例比率を選択するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電
   動機の速度制御装置。 ４ 前記制御手段は、前記複数の設定速度の各々
   に対応して予め定められた前記分周回路の複数種
   類の分周率を記憶するための記憶手段を有し、そ
   の記憶手段は前記指令信号に従つてアドレス指定
   されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に
   記載の電動機の速度制御装置。