JPS62501535A - 直巻電動機の速度制御回路装置 - Google Patents

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】 石巻電動機の速度制御回路装置 本発明は特許請求の範囲第１項記載の上位概念に記載の回路装置に関する。

この種類の公知の回路装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９０６３８８号 公報）においては界磁巻線の２つの半部の間に電動機の電機子巻線と制御可能な 整流器との直列接続が接続されている。この直列接続と並列にポテンショメータ が接続され、このポテンショメータのタップは、積分増幅器として構成されてい る演算増幅器の反転入力側へ導びかれている。この。

反Ｅ入力側はポテンショメータのん子に接続され、この接端子は制御可能な整流 器の電極に直接に接続されている。この基準電位点から始まる界磁巻線部に並列 に、１つのコンデンサと１つの抵抗から成る直列接続が接続され、その際、コン デンサは基準電位点に接続されている。コンデンサと抵抗の接続点からリード線 が演算増幅器の反転入力側に導びかれている。このようにして、モータ電流に比 例する信号が発生し、この信号は、ポテンショメータにおいて取出された信号と を の「とれるように接続されている。演算増幅器の出力能な整流器の制御電極に作 用する。この回路装置において不利な点は、回転数調整に用いられるポテンショ メータを介して、制御可能な整流器の非導通時間に生ずる電圧降下も検出される ことにある。ポテンショメータのタップに加わっている制御電圧の、測定結果を 誤まらせるこの部分を抑圧するために、制御可能な整流器の非導通時間の間に、 ポテンショメータのタップに印加されている制御信号を基準電位点に対して短絡 する個有のスイッチが必要である。

不発明の基礎とする課題は、負荷に依存させて回転数を追従調整することを特徴 とする特許請求の範囲第１項記載の上位概念に記載の回路装置を提供することに ある。

この問題は、本発明の特許請求の範囲第１項記載の特徴部分に記載の構成により 解決される。

本発明による回路装置において、電機子の接続導線から直接取出される、電機子 の回転数に比例して変化する電圧は、演算増幅器の許容される制御データへの整 合の後この演算増幅器の双方の入力側へ印加される。

このようにすると演算増幅回路の出力側に、１機子回転数に対応する制御電圧が 生じ、この制御電圧は実際値トしてコンパレータの入力側に印加され、又、この コンパレータの第２の入力側に目標値信号が付加接続される。その際に、演算増 幅器から送出された実際値が所与の目標値より低い場合、コンパレータは位相匍 制御装置の位相制御入力側へ、電流変化により実際値が目標値へ近ずくように導 通開始位相角を、制御可能な整流器を介して変更する信号を送出する。コンパレ ータが１つのオン信号又はオフ信号を送出するだけで回転数を迅速に追従調整す ることが達成される。しかしながら制御過程の中で過振動が生じないようにコン パレータの出力側に積分コンデンサが接続されている。

調整機能を更に改良するためにモータ電流回路内に測定抵抗が直列に接続され、 この測定抵抗で、実際に流れるモータ電流に比例する測定電圧が取出される。

抵抗値を小さく保つために測定電圧は、１コ標値ポテンシヨメータがその出力信 号を受取る増幅器の入力側に印加される。この目標値ポテンショメータのタップ はコンパレータの対応する入力側に接続される。こうすることにより目標値はモ ータ電流（Ｃ依存１．、て制御さ肱その結果、モータに負荷がかかつている際に 、電機子巻線上で取出された制槍！電圧のみでなく、測定抵抗において検出され た測定電圧も電流流通角が、制御可能な一整流器により増大する。

以下本発明を一実施例の回路略図を基に詳細に説明する。

電機子１及びそれに取付けられている電機子巻線を有する直巻電動機はカーボン ブラシ２と整流子を介して接続されている。各カーボンブラシに、火花障害電圧 を抑圧するためにチョークコイル３．がそれぞれ接続巻線４が１つずつ直列に接 続されている。−万の部分巻線４は直接に電源電圧に接続され、他方の部分巻線 は、制御可能な整流器５と測定抵抗６から成る直列接続を介し、電源電圧の第２ の極が接続されているアースに同様に接続されている。チョークコイル３と部分 巻線４の各接続点７にそれぞれ接続導線８が接続さ枳一方の接続導線８は演算増 幅器１２の反転入力側１０に他方の接続導線８は非反転入力側１１に、それぞれ 保護抵抗９を経て接続されている。これらの入力側にはまた保護ダイオード１３ が接続され、保護ダイオード１３のカッ−Ｖは接地されている。その際、反転入 力側１０は帰還抵抗１４を経て演算増幅器１２の出力ｉ：ｊｉｓと接続され、非 反転入力側１１は抵抗１６を経て接地されている。保護抵抗９の回路定数は、電 機子巻線を介して接続導線８に取出された電圧が、入力側１０．１１にお、いて 許容される値を越えないように定められ、又、これら保護抵抗９は、抵抗１４． １６と共働して増幅度を調整するために用いられる。出力側１５に並列に、一端 がアース点に接続されているコンデンサ１７が接続され、このコンデンサ１７は 、突然にブラシ火花等の障害によシ生ずる障害電圧をろ波する。演算増幅器１２ の出力側１５は、制限抵抗１８を経てコンパレータ２０の入力側１９に接続さし 、コンパレータ２０の第２の入力側２１に制限抵抗２２を介してポテンショメー タ２３のタップが接続されている。

ポテンショメータ２．３の１つの接続端子はアースに接続され、第２の接続端子 は整合増幅器２５の出力側２４に接続され１．整合増幅器２５の入力側２６は、 制限可能な整流器５と測定抵抗６との接続点２Ｔに接続されている。制御可能な 整流器５はトライアックとして構成されている。制〜可能な整流器５の制御電極 ２８は位相制御装置３０の出力側２９と接続され、位相制御装［３０の入力側３ １はコンパレータ２０の出力側３２と接続されている。コンパレータ２０の出力 側３２に並列に積分コンデンサ３３が接続されている。

直巻モータを交流電源に接続した後、電機子１は、目標値ポテンショメータ２３ に所与の目標値に相応する回転数に到達する。電機子に負荷がかかつていないと 仮定した場合、先行する零通過点を基準と１−た位相告す御装置３０により与え られる交流半波の導通開始位相角は比較的大きい。それ故、１８０°に僅かに到 達しない部分の半波のみが電流の導通に使用される。その後で機械的負荷即ち電 機子における制動が生ずると、接続導線８に加わっている電機子電圧が回転数の 減少に対応して低下する。演算増幅器１２が差動増幅器として構成されているの で、両接続導線８の間の低下している電圧差は、演算増幅器１２の出力側１５に おける信号電圧をそれに相応して低下させる。先行の無負荷運転の場合にコンパ レータの入力側１９．２１における双方の電圧が同一であったのに対し、この場 合、入力側１９に加わっている実際値信号電圧は、目標値ポテンショメータ２３ にて設定されている目標値を下回る。その結果、コンパレータの出力側は最大出 力電圧に達し、この最大出力電圧は位相制御装置３０の位相制御入力側３１を介 ｌ−１零点の方向へ／）卜する制御パルスを出力側２９からトライアック５の制 御電極２８へ供給する。このようにして電流流通角が高められて、電機子１およ び界磁巻線４を流れる電流の平均ｆ直が高まる。これにより電機子の回転数ひい ては、重機子巻線に加わる電圧は、接続導線８における電圧差が、目標値ポテン ショメータ２３によｐ与えられる目標値の値に等しいか又はこれより大きくなる 迄上昇する。電流導通角の増加に対応して上昇する、測定抵抗６における測定電 圧は同時に増幅器２５の出力側２４において目標値ポテンショメータ２３への供 給電圧をそれに相応して上昇させるので目標値が増加する。しかしながらこの増 加は、この正帰還により電機子１０回転数が実質的に過大に増大する過制御が起 らないように小さく定められている。その後実際値信号カニ目標値信号の値に達 すると、コンパレータはその出力信号を反転し、これにより導通開始位相角は位 相制御装置３０によシ再び１８０°の方にシフトする。著しい飛躍を回避するた めに出力側３２に積分コンデンサ３３が接続され、この積分コンデンサ３３は少 くとも、制御角が小さい値いから大きい値へ突然変化するのを阻止する。

電機子１の機械的負荷を減少させると回転数が増加しひいてはそわに相応して接 続導線８における差電圧が増大する。電機子１における差電圧のこのような変化 は、コンパレータの入力側１９における実際値電圧の相応の追従調整を行ない、 これにょシコンパレータはその出力信号を再び零の方に切換えるので電流流通角 は位相匍」御装置３０１（より戻される。モーターを通過する電流カニより小さ い中間の値であると電機子１の回転数は、コンパレータの入力側１９．２１にお いて再び平衡状態となり、又、更に回転数が降下すると導通開始位相角が再び増 大する。即ち、文と１−Ｃ各半波に対して電機子１の回転数に依存して導通開始 位相角が新しく定められｌ・ライアック５により制御される。このように１２で 高い回転数の安定怜ミが生ずろ。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．直列に接続されている界磁巻線と電機子巻線を有する電動機の回転数を調整 する回路装置であつて、前記界磁巻線と前記電機子に直列に制御可能な整流器が 接続されており、前記制御可能な整流器は位相制御装置により、電機子巻線にお いて発生し増幅器を介して供給される制御信号に依存して制御される回路装置に おいて、電機子（１）の１方の接続端子（２，７）は演算増幅器（１２）の反転 入力側（１０）に接続され、他方の接続端子（２，７）は非反転入力側（１１） に接続され、演算増幅器（１２）の出力側（１５）はコンパレータ（２０）の入 力側（１９）に接続され、前記コンパレータ（２０）の第２の入力側（２１）は 目標値発生器（２３）に接続され、前記コンパレータ（２０）の出力側（３２） は位相制御装置（３０）の位相制御入力側（３１）と接続されていることを特徴 とする速度制御回路装置。
2. ２．電機子（１）の接続端子（７）から演算増幅器（１２）の入力側（１０，１ １）への接続導線上に保護抵抗（９）が接続されている特許請求の範囲第１項記 載の回路装置。
3. ３．演算増幅器（１２）の各入力側（１０，１１）に並列に保護ダイオード（１ ３）が接続されている特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれか１項に記載の 回路装置。
4. ４．演算増幅器（１２）の出力側（１５）は帰還抵抗（１４）を介してその反転 入力側（１０）と接続されている特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項の いずれか１項に記載の回路装置。
5. ５．演算増幅器（１２）の出力側（１５）に並列にコンデンサ（１７）が接続さ れている特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の回路装置。
6. ６．各接続端子（２）に電機子（１）に直列にチヨークコイル（３）が接続され 、演算増幅器（１２）の入力側（１０，１１）への接続導線（８）がそれぞれの チヨークコイル（３）と界磁巻線（４）の一部分の間に接続されている特許請求 の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の回路装置。
7. ７．目標値発生器がポテンシヨメータ（２３）であり、該ポテンシヨメータ（２ ３）のタツプはコンパレータ（２０）の目標値入力側（２１）に接続され、又、 前記ポテンシヨメータ（２３）に、モータ電流に依存する電圧が印加される特許 請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の回路装置。
8. ８．電動機の電流回路に抵抗（６）が接続され、抵抗（６）において生ずる測定 電圧に比例する制御電圧が目標値発生器（２３）に印加される特許請求の範囲第 １項ないし第７項のいずれか１項に記載の回路装置。
9. ９．測定電圧が増幅器（２５）に制御信号として印加され、増幅器の出力側（２ ４）がポテンシヨメータ（２３）に接続されている特許請求の範囲第８項記載の 回路装置。