JPS6233837B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスイツチング駆動の行われる電動機の
速度制御装置に関する。

従来の技術 まず、第１図に従来技術によつて構成される電
動機の速度制御装置の具体例を示し、その動作の
概要を説明する。

第１図において、電動機Ｍに連結された交流発
電機Ｃの出力は波形整形回路イに加えられ、矩形
波に整形されてトリガパルス発生回路ロに加えら
れる。この矩形波信号はここでインパルス状のト
リガパルスに変えられて次段の単安定回路ハをド
ライブする。単安定回路ハの出力単波形は一定の
時間幅を有しその繰り返し周波数は前記交流発電
機の出力周波数と同じで、電動機Ｍの回転速度に
依存するから次段の積分回路ニを通すことによつ
て、電動機Ｍの回転速度に依存して変化する直流
電圧が得られる。第１図では交流発電機Ｇを含を
めて、ブロツクイ〜ニまでが回転速度の検出器チ
となる。したがつて、直流電動機Ｍの回転速度に
依存した直流電圧が積分回路ニの出力として得ら
れ、ブロツクリから得られる基準電圧と第１の比
較回路ヘによつて比較されるが、比較ゲインが充
分に大きいものとすると、この第１の比較回路ヘ
の出力トランジスタは前段積分回路ニの出力電圧
と基準電圧がほぼ一致したときにのみ活性領域に
あり、それ以外のときは遮断領域あるいは飽和領
域にある。第１の比較回路ヘの出力トランジスタ
が遮断領域にあるのは、積分回路ニの出力電圧が
基準電圧よりも大きくなつた場合、すなわち直流
電動機Ｍの回転速度があらかじめ設定した回転速
度よりも上昇した場合であるが、このとき第２の
比較回路ヌの出力トランジスタにも全く電流が流
れないから、駆動トランジスタも遮断状態とな
り、直流電動機Ｍの回転速度は減速される。

一方、第１の比較回路ヘの出力トランジスタが
飽和領域にあるのは、積分回路ニの出力電圧が基
準電圧よりも小さくなつた場合、すなわち直流電
動機Ｍの回転速度があらかじめ設定した回転速度
よりも下降した場合であるが、このとき第２の比
較回路ヌの出力トランジスタも飽和状態となり、
駆動トランジスタも飽和状態となつて直流電動機
Ｍの回転速度は加速される。

さて、これらの中間の状態、すなわち、直流電
動機Ｍの回転速度があらかじめ設定された値にほ
ぼ保たれているとき、言いかえれば定速制御が行
われているときには、第１の比較回路ヘの出力ト
ランジスタは活性領域にあり、その出力電流は直
流電動機Ｍの負荷の大小などによつて増減する。

このため、第２の比較回路ヌの出力トランジス
タのベース側電位は第１の比較回路ヘの出力トラ
ンジスタの出力電流の増減に応じて変化し、第２
の比較回路ヌの出力トランジスタのベース側電位
の変化に応じて、鋸歯状波発生回路ホの出力信号
の繰り返しサイクル中の第２の比較回路ヌの出力
トランジスタの導通区間が長くなつたり短くなつ
たりする。例えば、直流電動機Ｍの負荷が増大し
たとき、第２の比較回路ヌの出力トランジスタの
ベース側電位は上昇し、導通区間は長くなる。

したがつて、駆動トランジスタによる直流電動
機Ｍへの給電期間は長くなり、より大きな電力が
直流電動機に印加されるようになる。

発明が解決しようとする問題点 このように第１図に示された電動機の速度制御
装置ではスイツチング駆動によつて効率の良い速
度制御が行えるが、駆動電流を平滑化するために
電動機に直列に接続されたチヨークコイルの直流
抵抗分によつて電動機の起動時における出力トル
クが損なわれるという問題があつた。

問題点を解決するための手段 前記した問題点を解決するために本発明の電動
機の速度制御装置は、電動機の回転速度を検出す
る検出器の出力信号と基準電圧を比較して誤差信
号を発生する第１の比較回路と、その出力信号に
よつて前記電動機を駆動する第１の駆動回路と、
適当な繰り返し周波数の鋸歯状波を発生する信号
発生回路と、前記誤差信号と前記鋸歯状波を比較
してスイツチング信号を発生する第２の比較回路
と、その出力信号によつて駆動電流を平滑化する
ためのチヨークコイルを介して前記電動機を駆動
する第２の駆動回路を備え、通常の運転時には前
記第２の駆動回路を含む第２の駆動系によつて前
記電動機を駆動し、前記電動機の起動時あるいは
過負荷時には主として前記第１の駆動回路を含む
第１の駆動系で前記電動機を駆動するように構成
したものである。

作 用 本発明では前記した構成によつて、電動機の起
動時における効率が高い装置を実現できる。

実施例 第２図は本発明の一実施例における電動機の速
度制御装置の主要部の回路構成図を示したもの
で、トランジスタ１のベースが接続される端子１
には第１図に示された第１の比較回路ヘの出力が
供給される。なお、ここでは前記第１の比較回路
ヘを始め、波形整形回路イ、トリガパルス発生回
路ロ、単安定回路ハ、積分回路ニと基準電圧を作
りだすためのブロツクリの構成は第１図と同じも
のとする。

第２図では第１の比較回路ヘ（第１図に示す）
の出力端子１にはトランジスタ１、抵抗２、トラ
ンジスタ３、抵抗４、トランジスタ５（第１の駆
動用トランジスタ）による駆動回路が接続される
とともに、トランジスタ１のコレクタとマイナス
側給電線路の間には抵抗９を介してトランジスタ
１０（第２の駆動系を構成する初段トランジス
タ）のベース・エミツタ間が接続され、前記トラ
ンジスタ１０のコレクタは抵抗１１を介してプラ
ス側給電線路に接続されている。また、プラス側
給電線路とマイナス側給電線路の間には、トラン
ジスタ１２および１３、抵抗１４，１５，１６，
１７、コンデンサ１８，１９によつて周知の非安
定マルチバイブレータが構成され、前記トランジ
スタ１２のコレクタとプラス側給電線路の間には
非安定マルチバイブレータの出力矩形波を鋸歯状
波に変換するために、抵抗２０とコンデンサ２１
によつて構成された積分回路が挿入されている。
前記積分回路の出力側にはトランジスタ２２のベ
ースが接続され、前記トランジスタ２２のエミツ
タは前記トランジスタ１０のコレクタに接続さ
れ、コレクタは抵抗２３を介してプラス側給電線
路に接続されている。また、前記トランジスタ２
２のコレクタにはトランジスタ２４（第２の駆動
用トランジスタ）のベースが接続され、前記トラ
ンジスタ２４のエミツタは抵抗２５を介してプラ
ス側給電線路に接続され、コレクタはトランジス
タ２６のベースに接続されている。さらに前記ト
ランジスタ２６のエミツタはマイナス側給電線路
に接続されるとともに、駆動電流を平滑化するた
めのチヨークコイル２７を通して直流電動機６の
一方の給電端子に接続されている。前記直流電動
機６の他方の給電端子はプラス側給電線路に接続
されるとともに、前記直流電動機６と平列にコン
デンサ７が接続されている。また、前記トランジ
スタ２６のコレクタとプラス側給電線路の間には
ダイオード２８が接続されている。

尚、端子ｃおよびｂはそれぞれ、プラスおよび
マイナス給電端子である。

第２図では、図には書かれていない、ブロツク
ヘとトランジスタ１、抵抗２によつて第１の比較
回路が構成され、トランジスタ３、抵抗４、トラ
ンジスタ５によつて第１の駆動回路ルが構成さ
れ、抵抗９、トランジスタ１０、抵抗１１、トラ
ンジスタ２２、抵抗２３によつて第２の比較回路
ヌが構成され、さらに、トランジスタ２４、抵抗
２５、トランジスタ２６、チヨークコイル２７、
ダイオード２８によつて第２の駆動回路ト′が構
成されている。

第２図に示した装置では、第１の比較回路の比
較ゲインを充分大きくしておけば通常の閉ループ
の速度制御が行われているときにはトランジスタ
１のコレクタ電流はかなり小さい値になつている
ので、抵抗９の値をその両端の電圧ドロツプがト
ランジスタ３のベース・エミツタ間電圧を越えな
いような値に選ぶことによつて、コレクタ電流の
全てがトランジスタ１０のベース電流となるよう
に設定することが出来る。

このとき、第１の駆動系は遮断状態になり、第
２の比較回路を含む第２の駆動系（第２の駆動回
路ト′と鋸歯状波発生回路ホならびに第２の比較
回路ヌにより構成される。）によつてのみ直流電
動機６はスイツチング制御される。

一方、直流電動機６の負荷が過負荷状態になつ
たり、起動時などにはチヨークコイル２７による
電圧ドロツプが無視出来なくなるが、このときに
は、直流電動機６の回転速度はあらかじめ設定さ
れた値よりも低くなつているから、トランジスタ
１は飽和し、そのコレクタ電流は急激に増大す
る。前記トランジスタ１のコレクタ電流が大幅に
増大して抵抗９による電圧ドロツプがトランジス
タのベース・エミツタ間順方向電圧を越すように
なると第１の駆動系が動作し、直流電動機６には
主としてトランジスタ５によつて給電されるから
チヨークコイル２７の直流抵抗が大きくても何ら
支障がなくなる。

さらに、第２の比較回路、第２の駆動回路、鋸
歯状波発生回路などが故障して、第２の駆動トラ
ンジスタ２６による給電がストツプしても第１の
駆動トランジスタ５によつて連続制御モードの給
電が行われるから直流電動機６の回転速度はほぼ
一定に保たれる。

尚、第２図ではトランジスタ１のコレクタには
トランジスタ３のベース・エミツタ間を介して第
１の駆動トランジスタ５のベースが接続されてい
るが、トランジスタ３のベース・エミツタ間の代
わりにダイオードなどの電圧降下素子を接続して
も全く同様の効果を得ることが出来る。

発明の効果 本発明の電動機の速度制御装置は以上の説明か
ら明らかなように、電動機の回転速度を検出する
検出器の出力信号と基準電圧を比較して誤差信号
を発生する第１の比較回路と、その出力信号によ
つて前記電動機を駆動する第１の駆動回路と、適
当な繰り返し周波数の鋸歯状波を発生する信号発
生回路と、前記誤差信号と前記鋸歯状波を比較し
てスイツチング信号を発生する第２の比較回路
と、その出力信号によつて前記電動機に直列に接
続されたチヨークコイルを介して前記電動機を駆
動する第２の駆動回路を備え、通常の運転時には
前記第２の発生回路を含む第２の駆動系によつて
前記電動機を駆動し、前記電動機の起動時あるい
は過負荷時には主として前記第１の駆動回路を含
む第１の駆動系で前記電動機を発生するように構
成しているので、電動機の起動時や過負荷時には
前記チヨークコイルを介さないで前記電動機を直
接駆動する第１の駆動系によつて主として前記電
動機への給電が行われ、スイツチング駆動を行う
際のチヨークコイルの直流抵抗分による電動機へ
の最大供給電力の低下を防止でき、一方、前記第
１の比較回路の比較ゲインを充分に大きくしてお
けば、通常の運転時には前記第２の駆動系のみに
よるスイツチング駆動に切り替わるため、きわめ
て効率の良い装置を実現でき、大なる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電動機の速度制御装置の一例を
示す回路構成図、第２図は本発明の一実施例を示
す回路構成図である。 Ｍ……電動機、Ｇ……交流発電機、イ……波形
整形回路、ロ……トリガパルス発生回路、ハ……
単安定回路、ニ……積分回路、ホ……鋸歯状波発
生回路、ヘ……第１の比較回路、ト……駆動回
路、ト′……第２の駆動回路、リ……基準電圧発
生回路、ヌ……第２の比較回路、ル……第１の駆
動回路、５……第１の駆動用トランジスタ、９…
…抵抗、１０……第２の駆動系を構成する初段ト
ランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機の回転速度を検出する検出器と、前記
   検出器の出力信号と基準電圧を比較して誤差信号
   を発生する第１の比較回路と、適当な繰り返し周
   波数の鋸歯状波を発生する信号発生回路と、前記
   誤差信号と前記鋸歯状波を比較してスイツチング
   信号を発生する第２の比較回路と、前記第１の比
   較回路の出力信号によつて前記電動機を駆動する
   第１の駆動回路と、前記第２の比較回路の出力信
   号によつて前記電動機に直列に接続されたチヨー
   クコイルを介して前記電動機を駆動する第２の駆
   動回路を備え、通常の運転時には前記第２の駆動
   回路を含む第２の駆動系によつて前記電動機を駆
   動し、前記電動機の起動時あるいは過負荷時には
   主として前記第１の駆動回路を含む第１の駆動系
   で前記電動機を駆動するように構成したことを特
   徴とする電動機の速度制御装置。 ２ 第１の比較回路の出力側にトランジスタのベ
   ース・エミツタ間、あるいはダイオードなどの電
   圧降下素子を介して第１の駆動用トランジスタの
   ベース・エミツタ間を接続し、また抵抗を介して
   第２の駆動系を構成する初段トランジスタのベー
   ス・エミツタ間を接続し、前記初段トランジスタ
   の出力信号と鋸歯状波を第２の比較回路により比
   較し、前記第２の比較回路の出力側に第２の駆動
   用トランジスタを接続したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電動機の速度制御装置。