JPH0540719Y2 - - Google Patents

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JPH0540719Y2
JPH0540719Y2 JP1985057459U JP5745985U JPH0540719Y2 JP H0540719 Y2 JPH0540719 Y2 JP H0540719Y2 JP 1985057459 U JP1985057459 U JP 1985057459U JP 5745985 U JP5745985 U JP 5745985U JP H0540719 Y2 JPH0540719 Y2 JP H0540719Y2
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体装置を使用してなる整流子電
動機の速度制御回路に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a speed control circuit for a commutator motor using a semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、電動ミシンにおいては、通常、足踏コ
ントローラを用いて低速から高速までミシン上軸
回転速度を制御するが、使用者の熟練度や縫の種
類によつて始動回転速度は一定に保つたままでそ
の制御可能な最高回転速度を可変設定する必要が
ある。つまり、足踏みコントローラの浅い踏み込
みに相当する始動回転速度を一定に保つたまま、
足踏みコントローラの深い踏み込みに相当する最
高回転速度を、直線縫いは900rpm、ジグザグ縫
いは700rpm、ボタンホール縫いは500rpm、しつ
け縫いは120rpm(始動回転速度)とすると、縫い
目品質及び操作性を一定レベルに保ことができ
る。又、衣服の曲線部の縫製については、使用者
の技量に応じて最高回転速度が可変設定できると
便利である。
For example, in electric sewing machines, a foot controller is usually used to control the sewing machine's upper shaft rotation speed from low to high speed, but depending on the user's skill level and the type of sewing, the starting rotation speed may be kept constant. It is necessary to variably set the maximum controllable rotation speed. In other words, while keeping the starting rotational speed constant, which corresponds to a shallow depression of the foot controller,
If the maximum rotational speed corresponding to deep depression of the foot controller is 900rpm for straight stitching, 700rpm for zigzag stitching, 500rpm for buttonhole stitching, and 120rpm (starting rotational speed) for basting stitching, seam quality and operability will be maintained at a certain level. can be maintained. Furthermore, when sewing curved sections of clothing, it would be convenient if the maximum rotational speed could be variably set according to the user's skill.

この目的のために、本出願と同一出願人により
特開昭56−94993号のものが提案されている。そ
の回路構成の概要は、第3図の如くに示すことが
出来る。図において、サイリスタSCRは、整流
子電動機M1に接続されていて、交流電源V1の電
圧を位相制御する。電源電圧V1は、ダイオード
D、抵抗R、コンデンサC1、ツエナーダイオー
ドZD1によつて平滑される。速度調節用の可変抵
抗VRAは、前記平滑された電圧を調節してサイ
リスタSCRのゲートに与える。抵抗VRBとツエ
ナーダイオードZD2は、第4図に示す如く抵抗
VRBの値をパラメータとして、可変抵抗VRAの調
節操作量に対する整流子電動機M1の回転速度特
性を′,′,′と変化させるためのものであ
り、抵抗VRBを減少して行くと、ツエナーダイオ
ードZD2を通る電流が大になつて特性′,′,
′の如く順次その傾斜がゆるやかになるが、サ
イリスタSCRのゲート電圧がツエナーダイオー
ドZD2のツエナー電圧を下まわると、以後は抵抗
VRBの値と無関係に、可変抵抗VRAの調節によつ
て、ツエナー電圧で定まる回転速度NZと、可変
抵抗VRAによる始動回転速度NS′間が共通の傾斜
となり、その傾斜は抵抗VRBが無限大に相当する
ところの特性′と一致している。
For this purpose, Japanese Patent Laid-Open No. 56-94993 has been proposed by the same applicant as the present application. The outline of the circuit configuration can be shown as shown in FIG. In the figure, the thyristor SCR is connected to a commutator motor M 1 and provides phase control of the voltage of the AC power supply V 1 . The power supply voltage V 1 is smoothed by a diode D, a resistor R, a capacitor C 1 and a Zener diode ZD 1 . The speed adjusting variable resistor VR A adjusts the smoothed voltage and applies it to the gate of the thyristor SCR. Resistor VR B and Zener diode ZD 2 are resistors as shown in Figure 4.
Using the value of VR B as a parameter, this is used to change the rotation speed characteristics of the commutator motor M 1 with respect to the adjustment operation amount of the variable resistor VR A as ′, ′, ′, and as the resistance VR B decreases, , as the current passing through the Zener diode ZD 2 increases, the characteristics ′, ′,
′, the slope gradually becomes gentler, but when the gate voltage of the thyristor SCR becomes lower than the Zener voltage of the Zener diode ZD2 , the resistor becomes
Regardless of the value of VR B , by adjusting the variable resistor VR A , a common slope will be created between the rotational speed N Z determined by the Zener voltage and the starting rotational speed N S ' determined by the variable resistor VR A. This is consistent with the property ′ where VR B corresponds to infinity.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

第3図の回路においては、最高回転速度を減少
させるために、抵抗VRBの値を小にすると、例え
ば特性′の如く可変抵抗VRAの調節操作量に対
して、始動回転速度NS′から所定の回転速度N2
では比較的少ない操作量で急上昇するが、以後は
殆ど変化しないことになり、足踏みコントローラ
の踏み込み量とミシン上軸回転速度の速度カーブ
が直線的でなく、必ずしも操作性が良いとは云え
ない。
In the circuit shown in Fig. 3, if the value of the resistor VR B is made small in order to reduce the maximum rotational speed, the starting rotational speed N S ' The rotational speed rises rapidly from 2 to the predetermined rotational speed N2 with a relatively small amount of operation, but after that there is almost no change, and the speed curve between the amount of pedal stroke of the foot controller and the rotational speed of the upper shaft of the sewing machine is not linear, and the rotational speed does not necessarily depend on the operation. I can't say that I have good sex.

〔問題点を解決するための手段及びその作用〕[Means for solving problems and their effects]

本考案は、第1図に示す如く、サイリスタ
(SCR1,SCR2)の点弧制御用素子として、プ
ログラマブルユニジヤンクシヨントランジスタ
PUTを使用し、そのアノードAには交流電源と
同期した一定傾斜ののこぎり波を印加し、ツエナ
ーダイオードZDに発生される定レベル電圧を分
圧して取出すようにしたポテンシヨメータの分圧
抵抗として、速度調節用の可変抵抗VR1を備え
て、該可変抵抗を調節した分電圧をゲートGに印
加するようにして、この分電圧と前記のこぎり波
との交点の位相が制御され、そして前記可変抵抗
と並列に速度カーブ設定用の抵抗を備えて、該抵
抗の値を切替えあるいは調節等によつて変化させ
あるいは入・切することによつて、始動回転速度
はそのままで、可変抵抗VR1の調節による始動回
転速度から最高回転速度に至る回転速度の傾斜
(速度カーブ)が適宜変えられるようにしたもの
である。
As shown in FIG.
PUT is used, and a sawtooth wave with a constant slope synchronized with the AC power supply is applied to the anode A of the potentiometer, which divides and extracts the constant level voltage generated by the Zener diode ZD. , a variable resistor VR 1 for speed adjustment is provided, and a voltage adjusted by the variable resistor is applied to the gate G to control the phase of the intersection of this voltage and the sawtooth wave. By providing a speed curve setting resistor in parallel with the resistor and changing the value of the resistor by switching or adjusting it, or turning it on and off, the starting rotation speed remains the same and the variable resistor VR 1 is set. The slope of the rotational speed (speed curve) from the starting rotational speed to the maximum rotational speed can be changed as appropriate by adjustment.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第1図において、サイリスタSCR1,SCR2
は、電源スイツチSWを介して交流電源Vを受
け、ダイオードD1,D2と共に全波位相制御のた
めの混合ブリツジ回路を構成し、これらは整流子
電動機Mとの直列回路をなしていて交流電源電圧
を位相制御して速度制御する。ダイオードD3は、
サイリスタSCR1,SCR2の消弧を確実にするため
のフリーホイールダイオードである。ダイオード
D4、抵抗R1は電動機Mの電流検出用である。ダ
イオードD5,D6は、ダイオードD1,D2と組をな
して全波整流回路を構成し、その直流出力側は、
制限抵抗R2を介してサイリスタSCR1,SCR2
点弧制御するための電圧を供給する。ツエナーダ
イオードZDは、そのアノードが各サイリスタ
SCR1,SCR2のカソードと電流検出用のダイオー
ドD4との接続点Eに接続され、接続点Eに対し、
台形形状の定レベル電圧が得られるようにしてい
る。抵抗R3とコンデンサCは、ツエナーダイオ
ードZDによる定レベル電圧を受けて、のこぎり
波発生回路を構成して、そののこぎり波をプログ
ラマブルユニジヤンクシヨントランジスタPUT
のアノードAに与えるようにしているが、トラン
ジスタPUTが不導通でサイリスタSCR1,SCR2
が不導通のときは、コンデンサCが過充電されて
いる。抵抗R4、速度調節用の可変抵抗VR1、抵
抗R5の直列回路は、ツエナーダイオードZDによ
る定レベル電圧を受けていて、摺動子S1により可
変抵抗VR1からその分電圧を取出すようにしたポ
テンシヨメータをなし、該分電圧をトランジスタ
PUTのゲートGに与えている。トランジスタ
PUTは、そのアノードAの電位がゲートGの電
位を所定の電圧(例えば約0.5V)以上上まわつ
たとき点弧して、その位相においてサイリスタ
SCR1あるいはサイリスタSCR2を点弧させるよう
にしている。抵抗R3、コンデンサCによるのこ
ぎり波発生回路は、サイリスタSCR1,SCR2が点
弧すると、接続点Eの電位が電源Vの電位となる
ことによつてコンデンサCが放電され、引続く電
源Vの電位が0となつた位相を起点として一定傾
斜ののこぎり波を発生するようにしている。摺動
子S1は、可変抵抗VR1に対して、図の状態から下
方に摺動させることによつてのこぎり波との交点
の位相を進めて速度を上昇せしめる。摺動子S2
は、摺動子S1と連動しており、常時は接点Pとの
間を閉にして、ツエナーダイオードZDの電圧を
トランジスタPUTのゲートGに与えて、アノー
ドAの電位がゲートGの電位を上まわることな
く、よつて電動機Mを停止させている。そして速
度調節を開始するために操作されると開となつ
て、以後、摺動子S1による可変抵抗VR1の調節を
有効にする。速度カーブ設定用の抵抗VR2は、そ
の一端が抵抗R4と可変抵抗VR1との接続点に接
続されて摺動子S1が取出し可能にしている最大電
圧を受け、他端がトランジスタPUTのゲートG
に接続され、その抵抗値は可変抵抗VR1に比して
著しく大であり、切替え接片S3を図の上方から下
方に順次切替えると、高速指定から低速指定に順
次切替え指定されるようになつている。トランジ
スタTRは、そのベース、エミツタ間に、電動機
Mの電流に比例した電圧を受けていて、例えばそ
の電流が大になると、抵抗R6,R7とトランジス
タTRの等価抵抗とによる合成抵抗が低下して、
このときトランジスタPUTのゲートGの電位が
下つて、サイリスタSCR1,SCR2の点弧位相を進
めるようにし、よつて負荷に対するフイードバツ
ク回路を構成している。抵抗R8,R9,R10は、サ
イリスタSCR1,SCR2の各バランス用抵抗と、こ
れらの誤点弧防止用抵抗である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In Figure 1, thyristors SCR 1 and SCR 2
receives an AC power supply V via a power switch SW, and constitutes a mixed bridge circuit for full-wave phase control together with diodes D 1 and D 2 , and these form a series circuit with a commutator motor M. Speed control is performed by controlling the phase of the power supply voltage. Diode D 3 is
This is a freewheel diode to ensure that the thyristors SCR 1 and SCR 2 are extinguished. diode
D 4 and resistor R 1 are for detecting the current of the motor M. Diodes D 5 and D 6 form a pair with diodes D 1 and D 2 to form a full-wave rectifier circuit, and the DC output side is
A voltage for controlling the ignition of the thyristors SCR 1 and SCR 2 is supplied via the limiting resistor R 2 . The Zener diode ZD has an anode connected to each thyristor.
It is connected to the connection point E between the cathodes of SCR 1 and SCR 2 and the current detection diode D 4 , and for the connection point E,
A trapezoidal constant level voltage is obtained. Resistor R3 and capacitor C form a sawtooth wave generation circuit by receiving a constant level voltage from Zener diode ZD, and generate the sawtooth wave by programmable union transistor PUT.
However, since the transistor PUT is non-conductive, the thyristors SCR 1 and SCR 2
When is not conducting, capacitor C is overcharged. The series circuit of resistor R 4 , variable resistor VR 1 for speed adjustment, and resistor R 5 receives a constant level voltage from Zener diode ZD, and the slider S 1 extracts the corresponding voltage from variable resistor VR 1 . A potentiometer is used to convert the corresponding voltage into a transistor.
It is given to gate G of PUT. transistor
PUT is fired when the potential of the anode A exceeds the potential of the gate G by a predetermined voltage (for example, approximately 0.5V), and the thyristor is activated in that phase.
SCR 1 or thyristor SCR 2 is fired. In the sawtooth wave generation circuit using a resistor R 3 and a capacitor C, when the thyristors SCR 1 and SCR 2 are fired, the potential at the connection point E becomes the potential of the power supply V, so that the capacitor C is discharged, and the subsequent power supply V A sawtooth wave with a constant slope is generated starting from the phase where the potential becomes 0. The slider S 1 advances the phase of the intersection with the sawtooth wave by sliding the variable resistor VR 1 downward from the state shown in the figure, thereby increasing the speed. Slider S 2
is linked to the slider S1 , and is normally closed between the contact P and the voltage of the Zener diode ZD is applied to the gate G of the transistor PUT, so that the potential of the anode A is equal to the potential of the gate G. The electric motor M is then stopped without overshooting. When it is operated to start speed adjustment, it opens and thereafter enables adjustment of the variable resistor VR 1 by the slider S 1 . The speed curve setting resistor VR 2 has one end connected to the connection point between the resistor R 4 and the variable resistor VR 1 to receive the maximum voltage that the slider S 1 can take out, and the other end connected to the transistor PUT. Gate G
The resistance value is significantly larger than that of the variable resistor VR 1 , and when the switching contact S 3 is sequentially switched from the top to the bottom of the diagram, the high speed designation is sequentially switched from the low speed designation to the low speed designation. It's summery. The transistor TR receives a voltage between its base and emitter that is proportional to the current of the motor M. For example, when the current increases, the combined resistance of resistors R 6 and R 7 and the equivalent resistance of the transistor TR decreases. do,
At this time, the potential of the gate G of the transistor PUT is lowered to advance the firing phase of the thyristors SCR 1 and SCR 2 , thereby forming a feedback circuit for the load. Resistors R 8 , R 9 , and R 10 are resistances for balancing the thyristors SCR 1 and SCR 2 , and resistances for preventing their erroneous firing.

以上の構成において、以下にその動作を説明す
る。電源スイツチSWを閉じた状態において、摺
動子S2が接点Pとの間を閉にしていると、プログ
ラマブルユニジヤンクシヨントランジスタPUT
は不導通であり、よつてサイリスタSCR1,SCR2
は不導通であつて整流子電動機Mは停止してい
る。速度カーブ設定用の抵抗VR2の切替え接片S3
を図の最上位置にして高速指定し、電動機Mを始
動するために摺動子S2と接点Pとの間を開にする
と、このときのトランジスタPUTのゲートGの
電圧VGHは、ツエナーダイオードZDのツエナー電
圧をVZとし摺動子S1によつて分割される可変抵
抗VR1の抵抗R4側分をRA、抵抗R5側分をRBとす
ると、 VGH=VZ(R5+RB)/{R4+(RA×
VR2)/(RA+VR2)+RB+R5} となり、抵抗VR2は抵抗RAより著しく大である
ので、近似的に、 VGH=VZ(R5+RB)/(R4+VR1+R5) となる。電圧VGHは、摺動子S1を移動させること
によつて可変抵抗VR1の調節された抵抗値RB
対して直線的に変化し、且つ始動に対応するその
最大値は、抵抗値RBの最大値、例えばRB=VR1
によつて設定され、最小値は抵抗値RBの最小値、
例えばRB=0によつて設定される。トランジス
タPUTのアノードには、交流電源Vが0レベル
となる位相を各起点として一定傾斜ののこぎり波
が発生するので電圧VGHのレベルに応じてトラン
ジスタPUTの点弧位相が制御され、よつてサイ
リスタSCR1,SCR2の点弧位相が制御されて第2
図の特性に示す如く速度制御される。
The operation of the above configuration will be explained below. When the power switch SW is closed and the slider S2 closes the contact P, the programmable union transistor PUT
are non-conducting, so thyristors SCR 1 , SCR 2
is out of conduction and the commutator motor M is stopped. Switching piece S 3 with resistor VR 2 for speed curve setting
When specifying a high speed by setting the switch to the top position in the figure and opening between the slider S 2 and the contact P to start the motor M, the voltage V GH at the gate G of the transistor PUT at this time is equal to that of the Zener diode. If the Zener voltage of ZD is V Z , the resistance R 4 side of the variable resistor VR 1 divided by the slider S 1 is R A , and the resistance R 5 side is R B , V GH = V Z ( R 5 + R B )/{R 4 + (R A ×
V GH = V Z ( R 5 + R B ) / ( R 4 +VR 1 +R 5 ). The voltage V GH changes linearly with respect to the adjusted resistance value R B of the variable resistor VR 1 by moving the slider S 1 , and its maximum value, which corresponds to starting, Maximum value of R B , e.g. R B = VR 1
The minimum value is the minimum value of resistance R B ,
For example, it is set by R B =0. Since a sawtooth wave with a constant slope is generated at the anode of the transistor PUT, starting from the phase when the AC power supply V is at 0 level, the firing phase of the transistor PUT is controlled according to the level of the voltage V GH , and therefore the thyristor The firing phase of SCR 1 and SCR 2 is controlled and the second
The speed is controlled as shown in the characteristics in the figure.

つぎに切替え接片S3を図の最下位置にして低速
指定すると、同様にゲートGの電圧VGLは、 VGL=VZ(R5+RB)/(R4+RB+R5) となり、電圧VGHとして分子が同一であつて、分
母が小になつた分だけ比例的に増大し、そしてそ
の最大値はRB=VR1となつたときであり、この
とき電圧VGHと一致する。よつて第2図の特性
に示す如く速度制御されて、その始動回転速度
NSは特性の場合一致する。切替え接片を各位
置に適宜切替えることによつて、その中間の特性
等が同様にして得られる。
Next, if you set the switching contact S 3 to the lowest position in the figure and specify low speed, the voltage V GL of the gate G will be V GL = V Z (R 5 + R B )/(R 4 + R B + R 5 ). , the numerator is the same as the voltage V GH , and it increases proportionally as the denominator becomes smaller, and its maximum value is when R B = VR 1 , in which case it matches the voltage V GH do. Therefore, the speed is controlled as shown in the characteristics shown in Figure 2, and the starting rotation speed is
N S matches if the property. By appropriately switching the switching contact piece to each position, intermediate characteristics can be similarly obtained.

なお、本実施例においては、速度カーブ設定用
の抵抗VR2は、その抵抗値を調節可能にしている
が、これを固定抵抗にして、スイツチによつてゲ
ートGとの間を開閉して2段切替え等にしてもよ
い。
In this embodiment, the resistance value of the speed curve setting resistor VR 2 is adjustable, but it is made a fixed resistor and the connection with the gate G is opened and closed by a switch. It may also be a step change.

〔効果〕〔effect〕

以上の如く、本考案によれば、速度カーブ設定
回路の調節によつて始動回転速度を一定に保つた
まま最高回転速度が適宜に切替えれら、且つ可変
抵抗VR1の操作量に対して上軸回転速度がそれぞ
れ比例的に変化するので、ミシンモータの制御な
どにおいて操作性が良くなる。
As described above, according to the present invention, by adjusting the speed curve setting circuit, the maximum rotation speed can be changed as appropriate while keeping the starting rotation speed constant, and the Since the shaft rotational speeds change proportionally, operability is improved in controlling sewing machine motors, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の実施例を示す制御回路図、第
2図はその回転速度特性図、第3図は従来例を示
す制御回路図、第4図はその回転速度特性図であ
る。 図中、Mは整流子電動機、SCR1,SCR2はサイ
リスタ、PUTはプログラマブルユニジヤンクシ
ヨントランジスタ、抵抗R3及びコンデンサCは
のこぎり波発生回路の各要素、VR1は速度調節用
の可変抵抗、VR2は速度カーブ設定回路を構成す
る抵抗である。
FIG. 1 is a control circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a rotation speed characteristic diagram thereof, FIG. 3 is a control circuit diagram showing a conventional example, and FIG. 4 is a rotation speed characteristic diagram thereof. In the figure, M is a commutator motor, SCR 1 and SCR 2 are thyristors, PUT is a programmable union transistor, resistor R 3 and capacitor C are elements of the sawtooth wave generation circuit, VR 1 is a variable resistor for speed adjustment, VR 2 is a resistor that constitutes the speed curve setting circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 整流子電動機Mと直列に接続されたサイリスタ
SCR1,SCR2によつて交流電源電圧を位相制
御して速度制御する回路において、前記サイリス
タに点弧信号を与えるプログラマブルユニジヤン
クシヨントランジスタPUTと、該プログラマブ
ルユニジヤンクシヨントランジスタのアノードA
に接続されていて交流電源電圧と同期した一定傾
斜ののこぎり波を発生するのこぎり波発生回路1
と、ツエナーダイオードZDにより発生される定
レベル電圧を分圧してその分電圧を取出すポテン
シヨンメータ要素であつてその調節に応じて前記
ののこぎり波の最大電圧を上まわるレベルからの
こぎり波の傾斜部と交差可能なレベルにわたる電
圧を取出して前記プログラマブルユニジヤンクシ
ヨントランジスタのゲートGに与える速度調節用
の可変抵抗2と、一端が前記分電圧の最大電圧取
出し点近傍(抵抗R4と可変抵抗VR1の交点)
に接続され他端が前記プログラマブルユニジヤン
クシヨントランジスタのゲートに接続されてなる
抵抗を含む回路であつて、該抵抗の値をパラメー
タとして、抵抗R4,R5及び前記可変抵抗VR
1の値に基づいて設定されている始動回転速度
Nsが固定されたままで、前記可変抵抗VR1の調
節操作に対する速度設定値の傾斜が加減され、結
果的に最高回転速度が設定される速度カーブ設定
回路3とを設けてなる整流子電動機の速度制御回
路。
Thyristor connected in series with commutator motor M
In a circuit that controls the speed by controlling the phase of an AC power supply voltage using SCR1 and SCR2, there is a programmable unidirectional transistor PUT that provides an ignition signal to the thyristor, and an anode A of the programmable unidirectional transistor.
A sawtooth wave generation circuit 1 that is connected to the AC power supply voltage and generates a sawtooth wave with a constant slope in synchronization with the AC power supply voltage.
and a potentiometer element that divides the constant level voltage generated by the Zener diode ZD and extracts the voltage, and depending on its adjustment, the slope part of the sawtooth wave from the level exceeding the maximum voltage of the sawtooth wave. A variable resistor 2 for speed adjustment extracts a voltage over a level that can intersect with the programmable union transistor and supplies it to the gate G of the programmable union transistor; )
, and the other end is connected to the gate of the programmable union transistor, the resistor R4, R5 and the variable resistor VR, with the value of the resistor as a parameter.
Starting rotation speed set based on the value of 1
Speed control of a commutator motor comprising a speed curve setting circuit 3 that adjusts the slope of the speed setting value in response to the adjustment operation of the variable resistor VR1 while Ns remains fixed, and as a result sets the maximum rotational speed. circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5694993A (en) * 1979-12-27 1981-07-31 Janome Sewing Mach Co Ltd Speed control circuit for electromotor
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