JPH10117494A - Dc motor control circuit with current-limit device - Google Patents
Dc motor control circuit with current-limit deviceInfo
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- JPH10117494A JPH10117494A JP9178970A JP17897097A JPH10117494A JP H10117494 A JPH10117494 A JP H10117494A JP 9178970 A JP9178970 A JP 9178970A JP 17897097 A JP17897097 A JP 17897097A JP H10117494 A JPH10117494 A JP H10117494A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電流制限装置を備
えた直流電動機、特にその制御回路に関する。詳しく
は、電動機への電流供給を所定の最大電流に達した際に
遮断し所定時間遅延後に再び導通させる電流制限手段を
備えた制御回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC motor having a current limiting device, and more particularly to a control circuit for the DC motor. More specifically, the present invention relates to a control circuit including a current limiting unit that cuts off current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached and turns on again after a predetermined time delay.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような回路は、西ドイツ特許出願公
開第３０４４０２７号公報から知られている。この公知
の回路において電流制限装置が設けられ、この装置は、
電動機の最大電流を、その全体の回転数範囲に亘って完
全に一定に保持している。このような電動機が外部の咬
み合いによって拘束された場合には、比較的大きな電流
が流れ、そのために過熱される場合がある。2. Description of the Related Art Such a circuit is known from DE 3044027 A1. In this known circuit, a current limiting device is provided,
The maximum current of the motor is kept completely constant over its entire speed range. If such an electric motor is restrained by an external bite, a relatively large current will flow and may be overheated.
【０００３】[0003]
【目的】従って本発明の目的は、そのような電動機にお
いて特に電動機が拘束された場合に小形モータに許容さ
れうる簡単な手段によって電流を減少させて過熱を防止
することにある。OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to prevent overheating by reducing the current in such motors, especially when the motor is restrained, by simple means that can be tolerated by small motors.
【０００４】[0004]
【発明の構成概要】この目的は、本発明によれば、特許
請求の範囲第１〜３項に記載の特徴によって達成され
る。SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved according to the invention by the features described in claims 1-3.
【０００５】本発明の第１の視点によれば、電動機への
電流供給を所定の最大電流に達した際に遮断し所定時間
遅延後に再び導通させる電流制限手段を備えた直流電動
機の制御回路において、電動機に電源を供給する電動機
電源供給部が、開閉要素、電動機電流実際値認識回路を
介して電動機に接続され、該電動機電流実際値認識回路
は、電動機電流が所定の最大値を超過した場合に、開路
信号を開閉要素に送出すると共に、電動機電流のタイミ
ングパルス時間率（閉路時間対開路時間）を電動機回転
数を表わす信号として低減装置に供給し、該低減装置
は、該電動機回転数に表わす信号に基づき最大電流を低
減した信号を電動機電流実際値認識回路に供給し、該電
動機電流実際値認識回路は時間遅延回路を介して閉路信
号を閉路要素に供給するように構成されたことを特徴と
する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control circuit for a DC motor having current limiting means for interrupting the supply of current to a motor when a predetermined maximum current is reached and re-energizing after a predetermined time delay. A motor power supply unit for supplying power to the motor is connected to the motor via an opening / closing element and a motor current actual value recognition circuit, and the motor current actual value recognition circuit operates when the motor current exceeds a predetermined maximum value. At the same time, an open circuit signal is sent to the switching element, and a timing pulse time ratio (close time versus open time) of the motor current is supplied to the reduction device as a signal representing the motor rotation speed. A signal obtained by reducing the maximum current based on the represented signal is supplied to a motor current actual value recognition circuit, and the motor current actual value recognition circuit supplies a closing signal to a closing element via a time delay circuit. Characterized in that configured so that.
【０００６】本発明の第２の視点によれば、電動機への
電流供給を所定の最大電流に達した際に遮断し所定時間
遅延後に再び導通させる電流制限手段を備えた直流電動
機の制御回路において、電動機に電源を供給する電動機
電源供給部が、開閉要素、電動機電流実際値認識回路を
介して電動機に接続され、該電動機電流実際値認識回路
は、電動機電流が所定の最大値を超過した場合に、開路
信号を開閉要素に送出すると共に、電動機電流のタイミ
ングパルス時間率（閉路時間対開路時間）を電動機回転
数を表わす信号として、低減装置に供給し、該低減装置
は、該電動機回転数を表わす信号に基づき最大電流を低
減した信号を電動機電流実際値認識回路に供給し、該電
動機電流実際値認識回路は、電動機電流が所定の下限値
以下になった場合に、閉路信号を開閉要素に送出するこ
とを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a control circuit for a DC motor provided with current limiting means for shutting off current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached and re-energizing after a predetermined time delay. A motor power supply unit for supplying power to the motor is connected to the motor via an opening / closing element and a motor current actual value recognition circuit, and the motor current actual value recognition circuit operates when the motor current exceeds a predetermined maximum value. In addition, an open circuit signal is sent to the switching element, and the timing pulse time ratio of the motor current (closed time versus open time) is supplied to the reduction device as a signal representing the motor rotation speed. Is supplied to the motor current actual value recognition circuit based on the signal indicating the motor current, and the motor current actual value recognition circuit detects when the motor current falls below the predetermined lower limit. Characterized by sending a close signal to the closure element.
【０００７】本発明の第３の視点によれば、電動機への
電流供給を所定の最大電流に達した際に遮断し所定時間
遅延後に再び導通させる電流制限手段を備えた直流電動
機の制御回路において、電動機へ電流を供給するための
電流パスと、前記電流パスを遮断制御するために前記電
流パス中に設けられたスイッチング手段と、前記スイッ
チング手段と前記電流パス内において直流に接続され、
前記電流パスの電流を検出する電流検出手段と、前記電
流検出手段に接続され電動機回転数を示す信号を導出す
る回路手段と、前記電流検出手段により検出された電流
が前記電動機に対して選択された最大電流よりも大の際
に前記スイッチング手段を繰り返して開閉し、いくつか
のスイッチングサイクルに亘る前記電動機の平均電流が
前記選択された最大電流よりも小となるように制御し、
前記選択された最大電流を前記電動機回転数を示す信号
に応じて可変させ、相対的に低速度回転において選択さ
れた最大電流について、前記相対的に低速度回転に対し
電動機回転速度が増大するに従い前記選択された最大電
流よりも大の最大電流に設定する手段と、を備えたこと
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a control circuit for a DC motor having current limiting means for shutting off current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached, and re-energizing after a predetermined time delay. A current path for supplying a current to the motor, switching means provided in the current path for interrupting control of the current path, connected to a direct current in the switching means and the current path,
A current detecting means for detecting a current of the current path; a circuit means connected to the current detecting means for deriving a signal indicating a motor speed; and a current detected by the current detecting means is selected for the motor. The switching means is repeatedly opened and closed when the current is larger than the maximum current, and the average current of the motor over several switching cycles is controlled to be smaller than the selected maximum current.
The selected maximum current is varied according to a signal indicating the motor rotation speed, and for the maximum current selected at a relatively low speed rotation, as the motor rotation speed increases with respect to the relatively low speed rotation. Means for setting the maximum current larger than the selected maximum current.
【０００８】[0008]
【発明の実施の態様】本発明の詳細および好適な実施態
様は、次に説明され図に示された、本発明を決して限定
するものではない実施例に示されている。なお、特許請
求の範囲の各項に付記した図面参照符号は、理解を助け
るためであり、発明を図示の態様に限定することを意図
しない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details and preferred embodiments of the present invention are shown in the examples, which are described and illustrated in the following and which do not limit the invention in any way. It should be noted that reference numerals in the drawings appended to the respective claims are for the purpose of understanding and are not intended to limit the invention to the illustrated embodiments.
【０００９】概説すると、スイッチング手段が作動の際
に、分圧器の一の抵抗に他の抵抗を並列接続して分圧比
を変化させることができる。並列接続によって生ずる並
列抵抗回路における電圧の跳躍変動を平滑化するコンデ
ンサを設けることができる。電流制限手段が演算増幅器
を備え、該演算増幅器の２つの入力端子に、電動機電流
に依存する信号（抵抗２０に流れる電機電流による電位
降下）と、所定の電流最大値を表わす信号（抵抗３３に
おける）との差を示す信号を供給するように構成するこ
とができる。また、前記演算増幅器の出力端子と、その
入力端子との間に、容量性帰還回路を設けることができ
る。[0009] In general, when the switching means is activated, one resistance of the voltage divider can be connected in parallel with another resistance to change the voltage division ratio. It is possible to provide a capacitor for smoothing a jump of a voltage in the parallel resistance circuit caused by the parallel connection. The current limiting means includes an operational amplifier, and a signal (potential drop due to the electric current flowing through the resistor 20) dependent on the motor current and a signal (a resistor 33 ) Can be provided. Further, a capacitive feedback circuit can be provided between the output terminal of the operational amplifier and its input terminal.
【００１０】容量性帰還回路が第１ダイオードを備え、
該第１のダイオードが、前記容量性帰還回路の再充電動
作に、再充電時定数を短縮する方向に作用することがで
きる。パルスが接地端子に導かれるように、前記第１ダ
イオードができる。前記容量性帰還回路が、第１コンデ
ンサを備え、小さな容量の第２コンデンサが直列に接続
され、２つのコンデンサの接続点に第１ダイオードを接
続できる。前記第２コンデンサに第２ダイオードを並列
に接続できる。A capacitive feedback circuit comprising a first diode;
The first diode can act on the recharging operation of the capacitive feedback circuit in a direction to shorten a recharging time constant. The first diode is configured so that the pulse is directed to a ground terminal. The capacitive feedback circuit includes a first capacitor, a second capacitor having a small capacitance is connected in series, and a first diode can be connected to a connection point between the two capacitors. A second diode can be connected in parallel to the second capacitor.
【００１１】[0011]
【実施例】図１は、一般の集電子形小形電動機（ブラシ
レスＤＣ小形モータ）として構成されバイパスダイオー
ド１１を並列に接続することが可能な直流電動機１０を
示している。電動機１０の一方の端子は、プラス導線１
２と接続され、この導線は、逆極保護の役割をなすダイ
オード１３を介して＋端子１４に接続されている。電動
機１０の他方の端子は、ｎｐｎダーリントントランジス
タ１５のコレクタと接続され、そのエミッタはマイナス
導線１６と接続され、このマイナス導線は、低抵抗の測
定抵抗２０およびこれに接続された導線部分２１を介し
て電動機装置の−端子１７に接続されている。端子１４
および１７は、例えば直流電源として１２Ｖまたは２４
Ｖの蓄電池に接続することができる。FIG. 1 shows a DC motor 10 which is configured as a general current collecting small motor (brushless DC small motor) and to which a bypass diode 11 can be connected in parallel. One terminal of the electric motor 10 is a positive lead 1
2 and this lead is connected to the + terminal 14 via a diode 13 which plays the role of reverse polarity protection. The other terminal of the motor 10 is connected to the collector of the npn Darlington transistor 15, the emitter of which is connected to a negative conductor 16, which is connected via a low resistance measuring resistor 20 and a conductor 21 connected thereto. To the negative terminal 17 of the motor device. Terminal 14
And 17 are, for example, 12 V or 24
V storage battery.
【００１２】導線１２および２１の間には、平滑コンデ
ンサ１８が接続されている。さらに、抵抗１９は導線１
２と接続点２２の間に接続され、この接続点からツエナ
ーダイオード２３が導線２１に接続されている。この接
続点２２は、ｎｐｎトランジスタ２４のベースに接続さ
れ、このコレクタは抵抗２５を介して導線１２に接続さ
れ、そのエミッタは導線２６に接続され、動作時には、
この導線２６に、導線２１に対して一定な例えば５Ｖの
電圧が印加される。従って、要素１９ないし２５は、導
線２６に接続された電流制限装置２７の構成要素に対す
る電圧安定装置として使用され、前記電流制限装置２７
は、測定抵抗２０における電圧降下を検出し、所定の最
大電流の場合、抵抗２０における電圧降下に応じてダー
リントントランジスタ１５を阻止し、従って端子１４、
１７から電動機１０に流れる電流が遮断され、電動機１
０内の電流が、バイパスダイオード１１を介して減衰す
る。時間関数素子によって作動されるが所定の最小電流
が認められるまでの時間経過によっても得られる遅延時
間の後、電流が電動機１０に再び投入され、最大電流の
所定値を再び超過した際、この動作が繰返される。本発
明は、最大電流の所定値が、零回転数の場合および低回
転数の場合に、電動機１０の定格回転数の場合より小さ
くなるように、最大電流の所定値を制御する問題にも関
わる。A smoothing capacitor 18 is connected between the conductors 12 and 21. Further, the resistor 19 is connected to the conductor 1
2, and a Zener diode 23 is connected to the conductor 21 from this connection point. This connection point 22 is connected to the base of an npn transistor 24, its collector is connected to the conductor 12 via a resistor 25, its emitter is connected to the conductor 26, and in operation,
A constant voltage of, for example, 5 V is applied to the conductor 26 with respect to the conductor 21. Thus, the elements 19 to 25 are used as voltage stabilizers for the components of the current limiting device 27 connected to the conductor 26,
Detects the voltage drop across the measuring resistor 20 and, for a given maximum current, blocks the Darlington transistor 15 in response to the voltage drop across the resistor 20, and thus the terminal 14,
The current flowing from the motor 17 to the motor 10 is interrupted, and the motor 1
The current in 0 is attenuated via the bypass diode 11. After a delay time activated by the time function element but also obtained by the lapse of time until a predetermined minimum current is recognized, when the current is turned back on to the motor 10 and again exceeds the predetermined value of the maximum current, this action is taken. Is repeated. The present invention also relates to a problem of controlling the predetermined value of the maximum current such that the predetermined value of the maximum current is smaller at zero rotation speed and at low rotation speed than at the rated rotation speed of the electric motor 10. .
【００１３】電流制限装置２７は演算増幅器３０を備
え、この演算増幅器３０は、比較器としての役割をな
し、導線２６および２１によって電流が供給される。マ
イナス符号で示された反転端子は、接続点３１と接続さ
れ、この点から抵抗３２が導線２６に接続され、抵抗３
３が導線２１に接続されている。従って、抵抗３２およ
び３３は、分圧器を構成する。抵抗３３と並列に数μＦ
のコンデンサ３４が接続されている。さらに、接続点３
１から抵抗３５がｎｐｎトランジスタ３６のコレクタに
接続され、そのエミッタは導線２１と接続され、そのべ
ースは抵抗３８を介して比較器３０の出力端子３７と接
続されている。比較器３０は、その非反転入力端子＋
が、その反転入力端子−よりも低い電位を有する間、そ
の出力端子３７が、内部において導線２１と導通される
ように、内部が構成されている。これに対して、逆転さ
れた場合には、出力端子３７は導線２１と導通されてい
ない（いわゆるオープンコレクタを有する回路）。この
出力端子３７は、抵抗３９を介して導線２６と接続さ
れ、抵抗４２を介してｎｐｎトランジスタ４３のベース
と接続され、そのコレクタは、抵抗４４を介して導線１
２と接続され、そのエミッタは導線１６と接続されてい
る。従って、今仮に、比較器３０の出力端子３７が導線
２１と接続されたとすると、トランジスタ３６および４
３を遮断し、トランジスタ１５は、抵抗４４を介してベ
ース電流を得るため、電動機１０にトランジスタ１５を
介して電流が供給される。逆に、比較器３０の出力端子
３７が導線２１と接続されていない場合には、トランジ
スタ３６および４３は、抵抗３９を介してベース電流が
供給され、導通する。この場合、トランジスタ１５が遮
断されると、トランジスタ３６は、抵抗３５が抵抗３３
と並列に接続されるように遮断する。特に、抵抗３５が
抵抗３３よりも十分に小さな抵抗値となるように、抵抗
３５および３３が構成されているため、これらの抵抗
は、実際には、抵抗３３の値、または、この抵抗３３に
印加され測定抵抗２０を流れる電流の最高値を決定する
電圧の値を二分するように作用する。The current limiting device 27 includes an operational amplifier 30 which acts as a comparator and is supplied with current by conductors 26 and 21. The inverting terminal indicated by a minus sign is connected to a connection point 31 from which a resistor 32 is connected to the conductor 26 and a resistor 3
3 is connected to the conductor 21. Thus, resistors 32 and 33 form a voltage divider. Several μF in parallel with resistor 33
Are connected. In addition, connection point 3
1 to a resistor 35 are connected to the collector of the npn transistor 36, the emitter is connected to the conductor 21, and the base is connected to the output terminal 37 of the comparator 30 via the resistor 38. The comparator 30 has a non-inverting input terminal +
Is configured such that its output terminal 37 is electrically connected to the conductive wire 21 inside while it has a lower potential than its inverting input terminal −. On the other hand, when reversed, the output terminal 37 is not electrically connected to the conductor 21 (a circuit having a so-called open collector). The output terminal 37 is connected to the conducting wire 26 via a resistor 39, connected to the base of an npn transistor 43 via a resistor 42, and has its collector connected to the conducting wire 1 via a resistor 44.
2 and its emitter is connected to conductor 16. Therefore, if the output terminal 37 of the comparator 30 is connected to the conductor 21, the transistors 36 and 4
3 is cut off, and the transistor 15 obtains a base current via the resistor 44, so that a current is supplied to the motor 10 via the transistor 15. Conversely, when the output terminal 37 of the comparator 30 is not connected to the conductor 21, the transistors 36 and 43 are supplied with the base current via the resistor 39 and conduct. In this case, when the transistor 15 is shut off, the transistor 36
To be connected in parallel. In particular, since the resistors 35 and 33 are configured so that the resistor 35 has a sufficiently smaller resistance value than the resistor 33, these resistors are actually connected to the resistor 33 or the resistor 33. It acts to bisect the value of the voltage that determines the maximum value of the applied current flowing through the measuring resistor 20.
【００１４】比較器３０は、動作時に、電動機１０の回
転数、従ってその逆起電力に依存して常にその接続状態
を変えるため、トランジスタ３６は動作時に連続的に導
通・遮断され、従って接続点３１と導線２１との間の電
圧が、この変化の周期で常に変動するかの如く作動す
る。これは、この電圧を平滑にするコンデンサ３４によ
って回避され、従って、コンデンサ３４における直流電
圧は、定常の運転回転数の場合にトランジスタ３６が常
に遮断されているため高く、これに対して電動機１０が
阻止されている場合には、トランジスタ３６が大部分の
時間、導通しているため低い。電動機１０の起動時に、
コンデンサ３４におけるこの電圧は、静止時の低い値か
ら出発し、運転回転数における最高値まで、ほぼ連続的
に増加する。このように、電流制限装置２７によって制
限される最大電流の値は、電動機１０の回転数の関数で
ある。During operation, the comparator 30 always changes its connection depending on the speed of the motor 10, and therefore on its back electromotive force, so that the transistor 36 is continuously turned on and off during operation, so that the connection point It behaves as if the voltage between 31 and conductor 21 fluctuates constantly with this period of change. This is avoided by the capacitor 34 which smoothes this voltage, so that the DC voltage at the capacitor 34 is high at steady operating speed, since the transistor 36 is always shut off, whereas the motor 10 If it is blocked, it is low because transistor 36 is on most of the time. When the electric motor 10 starts,
This voltage at the condenser 34 increases almost continuously, starting from a low value at rest and up to a maximum at operating speed. Thus, the value of the maximum current limited by the current limiting device 27 is a function of the rotation speed of the electric motor 10.
【００１５】トランジスタ３６、抵抗３３、３５、およ
びコンデンサ３４からなる回路は、ディジタル・アナロ
グ変換器と同様に、電流パルスのタイミングパルス時間
率（デューティ比）、従って関節的には電動機１０の回
転数に依存して、最大電流値を制御するように作用す
る。The circuit consisting of the transistor 36, the resistors 33 and 35, and the capacitor 34 is, like the digital-to-analog converter, a timing pulse time rate (duty ratio) of a current pulse, and thus, jointly, the rotation speed of the motor 10. And acts to control the maximum current value.
【００１６】比較機３０は、いわゆるタイミングパルス
増幅器として接続され、このためキャパシタンスをもつ
正帰還特性を有し、従って比較器３０は、高過ぎる電動
機電流に作用した場合には、所定時間後に初めて以前の
接続状態に再び復帰することができる。このため、出力
端子３７は、抵抗４６および第１コンデンサ４７の直列
回路を介して接続点４８と接続され、この接続点４８
は、第２コンデンサ４９を介して比較器３０の非反転入
力端子＋と接続されている。さらに、２つのダイオード
５２、５３が接続されている。ダイオード５３のアノー
ドは導線２１と接続され、そのカソードは接続点４８と
接続されている。ダイオード５２のカソードは、比較器
３０の非反転入力端子＋と直接接続され、抵抗５４を介
して導線１６と接続されており、他方において、そのア
ノードは接続点４８と接続されている。The comparator 30 is connected as a so-called timing pulse amplifier and thus has a positive feedback characteristic with capacitance, so that the comparator 30 will only act after a certain time if it has acted on too high a motor current. Can be returned to the connection state. Therefore, the output terminal 37 is connected to the connection point 48 via a series circuit of the resistor 46 and the first capacitor 47, and the connection point 48
Is connected to the non-inverting input terminal + of the comparator 30 via the second capacitor 49. Further, two diodes 52 and 53 are connected. The diode 53 has an anode connected to the conductor 21 and a cathode connected to a connection point 48. The cathode of the diode 52 is connected directly to the non-inverting input terminal + of the comparator 30 and to the conductor 16 via a resistor 54, while its anode is connected to the connection point 48.
【００１７】タイミングパルス増幅器の時定数は、抵抗
４６、５４およびコンデンサ４７によって、ほぼ決定さ
れる（抵抗４６は主として比較器３０の高周波振動の防
止に使用される）。これらの接続要素は、コンデンサ４
７の再充電時間をほぼ決定する。電動機の拘束状態およ
び低回転数の場合、タイミングパルス増幅器が高周波数
に接続されるため、コンデンサ４７の再充電に充分な時
間を使用することができない。従って、回転数の減少に
伴って電動機電流が例えば３０％増加し、これは説明し
た理由から不都合であり、特に電動機１０が停止されて
いる場合には、これによってパワートランジスタ１５も
危険にさらされる場合がある。コンデンサ４７を充電す
る場合、ダイオード５３が抵抗５４を橋絡するため、ダ
イオード５３によって、遅延が生じないようになる。こ
れに対して、コンデンサ４７の放電時に、ダイオード５
３は阻止されるが、ダイオード５２は導通し、従って抵
抗５４を通して放電が行われ、必要な時間特性が得られ
る。The time constant of the timing pulse amplifier is substantially determined by resistors 46 and 54 and capacitor 47 (resistor 46 is mainly used to prevent high frequency oscillation of comparator 30). These connecting elements are
7 is substantially determined. When the motor is in the locked state and the rotation speed is low, the timing pulse amplifier is connected to a high frequency, so that a sufficient time cannot be used for recharging the capacitor 47. The motor current therefore increases, for example, by 30% with a decrease in the rotational speed, which is inconvenient for the reasons explained, and this also puts the power transistor 15 at risk, especially when the motor 10 is stopped. There are cases. When charging the capacitor 47, since the diode 53 bridges the resistor 54, the diode 53 prevents the delay. On the other hand, when the capacitor 47 is discharged, the diode 5
3 is blocked, but diode 52 conducts, thus discharging through resistor 54 to provide the required time characteristics.
【００１８】さらに、正帰還特性を所望の状態に制御す
るため、第２コンデンサ４９が設けられ、これは、例え
ばコンデンサ４７の３分の１のキャパシタンスをもち、
ダイオード５２と並列に接続されている。このコンデン
サ４９は、ダイミングパルス増幅器の高速切換を行な
う。仮に、コンデンサ４９が、コンデンサ４７と同じ容
量につくられている場合には、第２コンデンサ４９の充
電動作および放電動作が非対称にならないため、低回転
数の場合に再び不都合な状態になる。ダイオード５２お
よび５３によって、（トランジスタ３６および抵抗３５
がない場合）回転数の低下に伴って電動機電流が一層高
い値に制限されることが防止される。Further, in order to control the positive feedback characteristic to a desired state, a second capacitor 49 is provided, which has a capacitance of, for example, one third that of the capacitor 47,
It is connected in parallel with the diode 52. This capacitor 49 performs high-speed switching of the dimming pulse amplifier. If the capacitor 49 is formed to have the same capacity as the capacitor 47, the charging operation and the discharging operation of the second capacitor 49 do not become asymmetric, so that the state becomes inconvenient again at a low rotation speed. By the diodes 52 and 53, (the transistor 36 and the resistor 35
This prevents the motor current from being limited to a higher value as the rotational speed decreases.
【００１９】次に、図１に示す回路の構成要素の幾つか
の代表的な値が示されており、その場合、ｋ＝ｋΩ，ｎ
＝ｎＦを意味している。Next, some typical values of the components of the circuit shown in FIG. 1 are shown, where k = kΩ, n
= NF.
【００２０】 ダイオード１３... 型式４００１ コンデンサ１８... １００μＦ 抵抗２０... ０．１Ω 抵抗３２... １００ｋ 抵抗３３... １３ｋ 抵抗３５、３８、４２、２６... １０ｋ 抵抗３９、４４... １．５ｋ 抵抗４６... １ｋ 増幅器３０... Ｌ Ｍ３９３ コンデンサ４７... １５ｎ コンデンサ４９... ４．７ｎ 抵抗５４... ３．３ｋ コンデンサ３４... ３μＦDiode 13 Model 4001 Capacitor 18 100 μF Resistor 20 0.1 Ω Resistor 32 100k Resistor 33 13k Resistors 35, 38, 42, 26 ... 10k Resistor 39 , 44 ... 1.5k resistor 46 ... 1k amplifier 30 ... LM393 capacitor 47 ... 15n capacitor 49 ... 4.7n resistor 54 ... 3.3k capacitor 34 ... 3μF
【００２１】動作：静止している電動機を電源に接続し
た場合、この電動機はまだ回転しないため、電動機１０
の逆起電力は零である。従って、電動機電流が急速に増
大するため、短い投入時間の後、電流制限装置２７が作
動し、高いタイミングパルス周波数および低いタイミン
グパルス時間率によって電流を遮断する。従って、トラ
ンジスタ３６は、この高いタイミングパルス周波数によ
って極めて短時間、例えば１０ｍｓで遮断され、次に比
較的長い時間、例えば５０ｍｓの間、導通し、これによ
ってコンデンサ３４の電圧が、連続的に開路（非導通）
状態とされたトランジスタ３６の場合の値の約半分に減
少する。従って、測定抵抗２０を流れる電流が、定格回
転数における値の約半分に制限され、しかも、この減少
した電流がタイミングパルス増幅器３０の一定の接続お
よび切離しによって、電動機に外部から極めて短い時間
間隔の間、供給されるため、電動機１０への電力供給
は、定格回転数における電力の約４分の１に制限され、
その結果、拘束又は停止された状態においても過熱を生
じない。Operation: When a stationary motor is connected to a power source, the motor does not rotate yet, so the motor 10
Is zero. Therefore, after a short turn-on time, the current limiting device 27 is activated and shuts off the current with a high timing pulse frequency and a low timing pulse time rate because the motor current increases rapidly. Thus, transistor 36 is turned off by this high timing pulse frequency for a very short time, eg, 10 ms, and then conducts for a relatively long time, eg, 50 ms, thereby causing the voltage on capacitor 34 to open continuously ( Non-conducting)
It is reduced to about half of the value for the activated transistor 36. Therefore, the current flowing through the measuring resistor 20 is limited to about half of the value at the rated speed, and the reduced current is supplied to the motor from the outside by a constant connection and disconnection of the timing pulse amplifier 30 for a very short time interval. Power supply to the motor 10 is limited to approximately one-fourth of the power at the rated speed,
As a result, overheating does not occur even in the restrained or stopped state.
【００２２】電動機１０が起動すると、その回転数にほ
ぼ比例した逆起電力を誘起し、従って電動機内の電流が
徐々に増加し、タイミングパルス増幅器３０の導通期間
が長くなり、即ちいわゆるパルス時間率またはタイミン
グ比率（マーク・スペース比率）が増加し、トランジス
タ３６は一層長い時間、非導通となり、一層短い期間だ
け導通する。これに対応してコンデンサ３４の電圧が増
加し測定抵抗２０を流れる電流が、一層高い値に制限さ
れる。これは、例えば通風機のような回転数に依存する
負荷の場合、充分な起動モーメントを発生するために必
要である。When the motor 10 is started, a back electromotive force is induced substantially proportional to the number of revolutions of the motor 10, so that the current in the motor gradually increases, and the conduction period of the timing pulse amplifier 30 becomes longer. Alternatively, the timing ratio (mark-space ratio) increases, and transistor 36 remains non-conductive for a longer period of time and conducts for a shorter period of time. Correspondingly, the voltage on capacitor 34 increases and the current through measurement resistor 20 is limited to a higher value. This is necessary in order to generate a sufficient starting moment in the case of a load dependent on the number of revolutions, such as a fan, for example.
【００２３】定格回転数の場合、電動機１０の逆起電力
が極めて大きいため、その電流は許容最大電流以下であ
り、従って電流制限装置２７は作動せず、双方のトラン
ジスタ３６および４３は常に非導通状態にあり、トラン
ジスタ１５は常に導通状態にある。その場合、コンデン
サ３４における電圧は、その最大値を有し、電流は、例
えば回転数が零の場合または低回転数の場合の２倍の値
に制限される。このようにして、電流制限作動値が、最
低の費用で回転数に依存して変化される。ダイオード５
２および５３の動作は既に説明した。これらは同じ目的
に使用され、構成要素３４ないし３６の動作を支援す
る。At the rated speed, the back electromotive force of the motor 10 is so large that its current is less than the maximum allowable current, so that the current limiting device 27 does not operate and both transistors 36 and 43 are always non-conductive. State, and the transistor 15 is always on. In that case, the voltage at the capacitor 34 has its maximum value and the current is limited, for example, to twice the value at zero or low speed. In this way, the current limit activation value is changed at a minimum cost as a function of the speed. Diode 5
The operations of 2 and 53 have already been described. These are used for the same purpose and assist in the operation of components 34-36.
【００２４】電流制限作動値の変化が他の方法によって
得られることは勿論である。例えば、抵抗３３の代りに
電位差計を使用することが可能であり、これは、偏位が
増幅器のタイミングパルス周波数の関数である電気制御
装置によって制御される。または、抵抗３２と並列に、
抵抗およびトランジスタの直列回路を接続することがで
き、この場合、このトランジスタは、トランジスタ１５
も導通している場合に導通する。この場合、平滑コンデ
ンサ３４を使用する必要があり、この平滑コンデンサ３
４は、接続点３１と導線２１との間か、または点３１と
導線２６との間に接続することができる。また、この代
りに、測定抵抗２０の値をパルス時間率に依存して変化
することも可能であるが、これは数個の構成要素を前提
とする。従って、本発明の枠内において多くの変更を加
えることができ、図示の実施態様は、現在において知ら
れた最良の実施形態ではあるが、決して唯一のものでは
ない。Of course, the change of the current limit operation value can be obtained by another method. For example, it is possible to use a potentiometer instead of the resistor 33, which is controlled by an electric control whose excursion is a function of the timing pulse frequency of the amplifier. Or, in parallel with the resistor 32,
A series circuit of a resistor and a transistor can be connected, in which case the transistor is a transistor 15
Also conducts when also conducting. In this case, it is necessary to use a smoothing capacitor 34,
4 can be connected between the connection point 31 and the conductor 21 or between the point 31 and the conductor 26. Alternatively, the value of the measuring resistor 20 can be changed depending on the pulse time rate, but this is based on several components. Thus, many modifications can be made within the framework of the present invention, and the illustrated embodiment is by no means the only presently known best embodiment.
【００２５】図２ないし図４は、無集電子直流電動機の
場合における本発明の適用を示している。図１の場合と
同一または同じ作用を行なう部分は、図２ないし図４に
おいても同じ参照符号で示されており、再度説明されて
はいない。このような電動機の代表的な実施例が、図２
に極めて概略的に示されている。図２は、２極、２パル
ス、単相の無集電子直流電動機を示している。FIGS. 2 to 4 show the application of the present invention in the case of a current-collected DC motor. Parts performing the same or the same operations as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals in FIGS. 2 to 4 and are not described again. A typical embodiment of such a motor is shown in FIG.
Are very schematically shown in FIG. FIG. 2 shows a two-pole, two-pulse, single-phase, currentless DC motor.
【００２６】定義： ２パルス： 電気角３６０°の回転子回転毎に固定子に
供給される電流パルスの数。これは例えば２パルス電動
機の場合、電気角３６０°当り２電流パルスである。Definitions: 2 pulses: The number of current pulses supplied to the stator for each 360 ° rotor rotation. This is, for example, in the case of a two-pulse motor, two current pulses per 360 electrical degrees.
【００２７】単相：電動機が唯一つの巻線を備える。 ２極：回転子が２極を備える。Single phase: The motor has only one winding. Two poles: the rotor has two poles.
【００２８】実施例には示されていないが、他のパルス
形態、他の相数および極数を有する電動機の場合にも、
本発明が同様に適用されることは勿論である。Although not shown in the example, motors with other pulse forms, other numbers of phases and poles are also
It goes without saying that the invention applies equally.
【００２９】図２に示された電動機６０は、２極、２パ
ルス、単相の外部回転子電動機である。この外部回転子
６１は半径方向に磁化されており、この場合、双方の極
がＮおよびＳで示されている。The motor 60 shown in FIG. 2 is a two pole, two pulse, single phase external rotor motor. This outer rotor 61 is magnetized in the radial direction, in which case both poles are indicated by N and S.
【００３０】この磁化は、極間に狭い空隙部６４および
６５（電気角約５°ないし１５ °）を備えて梯形をな
している。梯形の磁化は、夫々電気角１６５°ないし１
７５°に亘って実際的に一定な磁束を生じ、これに続い
て磁化が単調に低下している（詳細に説明された出願人
の西ドイツ特許第２３４６３８０号参照）。The magnetization has a trapezoidal shape with narrow gaps 64 and 65 between the poles (electrical angle about 5 ° to 15 °). The trapezoidal magnetization has an electrical angle of 165 ° to 1
It produces a practically constant magnetic flux over 75 °, followed by a monotonic decrease in magnetization (see Applicant's West German Patent No. 2346380 described in detail).
【００３１】回転子６１は、周囲部分６２、例えば鋼製
の深絞りされた容器を備え、この図示されていない底部
は、回転子の図示されていない軸と結合されている。こ
の容器６２の中に特別な磁石６３が固定されている。容
器６２には、電動機６０によって駆動される通風機の通
風羽根６７が溶接されている。ここでは１つの羽根６７
だけが示されている。The rotor 61 comprises a peripheral part 62, for example a deep-drawn container made of steel, whose bottom not shown is connected to a shaft, not shown, of the rotor. A special magnet 63 is fixed in the container 62. A ventilation blade 67 of a ventilator driven by the electric motor 60 is welded to the container 62. Here, one blade 67
Only shown.
【００３２】図２において、実際に一定な磁束（磁束密
度）を有する個所が、Ｎ極ではハッチングにより、Ｓ極
では点によって概略的に示されている。回転方向は符号
６６で示されている。固定子６８は、２つの突出した極
すなわち上部極６９および下部極７０を備え、これらの
極の間には、単相巻線７５が設けられる溝７３および７
４を包含し、この巻線の２つの端子は符号７８および７
９で示されている。回転子位置センサ８２が、溝７４の
開口部に設けられている。これは特に電流磁気センサ、
例えばホールＩＣである。ホールＩＣは、回転子６２が
回転する際に、ｍ＝５０％のパルス時間率を有する、換
言すればパルス長さが休止長さと略等しい略矩形信号を
送出する。In FIG. 2, portions having an actually constant magnetic flux (magnetic flux density) are schematically indicated by hatching on the N pole and by dots on the S pole. The direction of rotation is indicated by reference numeral 66. The stator 68 has two protruding poles, an upper pole 69 and a lower pole 70, between which grooves 73 and 7 in which a single-phase winding 75 is provided.
4 and the two terminals of this winding are labeled 78 and 7
The reference numeral 9 indicates. A rotor position sensor 82 is provided at the opening of the groove 74. This is especially for current magnetic sensors,
An example is a Hall IC. When the rotor 62 rotates, the Hall IC transmits a substantially rectangular signal having a pulse time rate of m = 50%, in other words, a pulse length substantially equal to the pause length.
【００３３】固定子極６９の上の空隙部８３、およびこ
れと形状が等しい極７０の上の空隙部８４は、アメリカ
合衆国特許第４０３０００５号明細書が示すように形成
されている。例えば空隙部８３は、溝７３から出発して
回転方向に最大点８０まで増大し、そこから最小点ｄ1
まで単調に再び減少している。従って、所望の磁気抵抗
モーメントが生じる（前述の西ドイツ特許第２３４６３
８０号明細書参照）。本発明による電動機が、同様に、
内部回転子電動機として、または（平らな空隙部を備え
た）平形電動機としても構成されることは勿論である。
図示の円筒形空隙部の場合の空隙部の形状は、所望の磁
気抵抗モーメントの形態および回転子６１の磁化の形式
に依存する。極空隙６４および６５は、傾斜させること
が有効な場合がある。The air gap 83 above the stator pole 69 and the air gap 84 above the pole 70 having the same shape are formed as shown in US Patent No. 4030005. For example, the gap 83 increases from the groove 73 to the maximum point 80 in the direction of rotation, from which the minimum point d 1.
It is monotonically decreasing again. Thus, the desired magnetoresistive moment occurs (see the aforementioned German Patent No. 23463).
No. 80). The motor according to the invention is likewise
Of course, it can also be configured as an internal rotor motor or as a flat motor (with a flat gap).
The shape of the air gap in the case of the illustrated cylindrical air gap depends on the form of the desired magnetoresistance moment and the type of magnetization of the rotor 61. The pole gaps 64 and 65 may be usefully inclined.
【００３４】運転時に巻線７５内に直流パルスが端子７
８から端子７９へ、続いて直流パルスが端子７９から端
子７８へ交互に流れる。互に隣り合う２つのパルスの間
には、夫々電流休止期間がある。この休止期間は、例え
ば西ドイツ特許第３０４４０５６号によって、特に長く
なることを回避するために有効な前記西ドイツ特許の図
４または図６による装置によって発生することができ
る。During operation, a DC pulse is applied to terminal 7 in winding 75.
8 to terminal 79, followed by alternating DC pulses from terminal 79 to terminal 78. There is a current pause between each two adjacent pulses. This rest period can be generated, for example, by the device according to FIG. 4 or FIG. 6 of the above-mentioned West German patent, which is effective to avoid particularly long periods according to DE 3044056.
【００３５】図４が示すように、電動機巻線７５は、２
つのｐｎｐパワートランジスタ９１、９２および２つの
ｐｎｐパワートランジスタ９３，９４をもつ全ブリッジ
回路９０の一部である。トランジスタ９１および９２の
エミッタはプラス導線１２に接続され、トランジスタ９
３および９４のエミッタはマイナス導線１６に接続され
ている。トランジスタ９１および９３のコレクタは、互
に巻線端子７８に接続されている。同様に、トランジス
タ９２および９４のコレクタは、互に巻線端子７９に接
続されている。２つのバイパスダイオード９５および９
６は、パワートランジスタ９１および９２と逆並列に接
続され、遮断動作時における過度に高い尖頭電圧から、
このトランジスタを保護している。トランジスタ９１お
よび９２のベースは、夫々コンデンサ１０１，１０２を
介してプラス導線１２と接続されている。トランジスタ
９１ないし９４は、低い動作電圧の場合、簡単なトラン
ジスタであり、高い動作電圧の場合は特に図示のように
ダーリントントランジスタである。As shown in FIG. 4, the motor winding 75 is
It is part of a full bridge circuit 90 having two pnp power transistors 91, 92 and two pnp power transistors 93, 94. The emitters of transistors 91 and 92 are connected to positive lead 12 and
The emitters of 3 and 94 are connected to the negative conductor 16. The collectors of the transistors 91 and 93 are mutually connected to the winding terminal 78. Similarly, the collectors of transistors 92 and 94 are connected to winding terminal 79 together. Two bypass diodes 95 and 9
6 is connected in anti-parallel with the power transistors 91 and 92, and from an excessively high peak voltage during the cutoff operation,
This transistor is protected. The bases of transistors 91 and 92 are connected to positive conductor 12 via capacitors 101 and 102, respectively. Transistors 91 to 94 are simple transistors at low operating voltages, and are Darlington transistors as shown, especially at high operating voltages.
【００３６】ブリッジ回路９０の駆動には、２つのｎｐ
ｎトランジスタ１０６，１０７が使用される。１０６の
コレクタは抵抗１０８を介して９２のベースと接続さ
れ、１０７のコレクタは抵抗１０９を介して９１のベー
スと接続されている。１０６のエミッタは９３のベース
と接続され、１０７のエミッタは９４のベースと接続さ
れている。従って、トランジスタ１０６がターンオンさ
れた場合には、２つの対角線上逆向きに対向したパワー
トランジスタ９２および９３が導通し、電流ｉ1が、端
子７９から端子７８の方向に巻線７５を通して流れる。
逆に、トランジスタ１０７が接続された場合には、対角
線上逆向きに対向したトランジスタ９１および９４が導
通され、電流ｉ2が、端子７８から端子７９の方向に流
れる。To drive the bridge circuit 90, two np
N transistors 106 and 107 are used. The collector of 106 is connected to the base of 92 via a resistor 108, and the collector of 107 is connected to the base of 91 via a resistor 109. The emitter of 106 is connected to the base of 93, and the emitter of 107 is connected to the base of 94. Thus, when transistor 106 is turned on, two diagonally opposite power transistors 92 and 93 conduct and current i 1 flows through winding 75 in the direction from terminal 79 to terminal 78.
On the contrary, when the transistor 107 is connected, the transistors 91 and 94 which are opposite to each other on the diagonal line are turned on, and the current i 2 flows from the terminal 78 to the terminal 79.
【００３７】電流制限装置１１０の制御装置として、２
つのｎｐｎトランジスタ１１２および１１３が設けら
れ、これらは夫々エミッタがマイナス導線１６に接続さ
れている。１１２のコレクタは９３のべースと接続さ
れ、１１３のコレクタは９４のベースと接続されてい
る。トランジスタ１１２のベースは、抵抗１１４を介
し、トランジスタ１１３のべースは、抵抗１１５を介し
て、電流制限装置１１０の出力端子３７と接続されてい
る。電流制限装置１１０が２つのトランジスタ１１２お
よび１１３を導通させた場合には、パワートランジスタ
９３および９４のベースが無電流になり、これら２つの
トランジスタが遮断され、従って巻線７５はマイナス導
線１６から切離され、そこから電流が得られなくなる。
これに対して、この場合、パワートランジスタ９１およ
び９２は引続き導通状態にある。このことは、巻線７５
における電流の減衰が緩やかになり、巻線７５には、一
層小さな尖頭電圧が生じるため有効である。このように
することによって、電動機６０は、静かに安定して回転
し、パワートランジスタ９１ないし９４の負荷が少くな
り、電動機６０の鉄損が減少する。そのほか、電動機へ
の電流供給導線に、一層小さな電流変動が生じ、これは
コンデンサ１１８によって抑制される。As a control device of the current limiting device 110, 2
Two npn transistors 112 and 113 are provided, each having an emitter connected to the negative conductor 16. The collector of 112 is connected to the base of 93, and the collector of 113 is connected to the base of 94. The base of the transistor 112 is connected via a resistor 114 and the base of the transistor 113 is connected via a resistor 115 to the output terminal 37 of the current limiting device 110. If the current limiter 110 causes the two transistors 112 and 113 to conduct, the bases of the power transistors 93 and 94 will be currentless, and these two transistors will be shut off, thus the winding 75 will be disconnected from the negative conductor 16. And no current can be obtained therefrom.
On the other hand, in this case, power transistors 91 and 92 are still conductive. This means that the winding 75
Is moderate, and the winding 75 is effective because a smaller peak voltage is generated. By doing so, the motor 60 rotates quietly and stably, the load on the power transistors 91 to 94 is reduced, and the iron loss of the motor 60 is reduced. In addition, smaller current fluctuations occur in the current supply line to the motor, which are suppressed by the capacitor 118.
【００３８】制御トランジスタ１０６および１０７は、
制御導線１１６，１１７を介して電動機の整流制御部１
２０から駆動される。制御部１２０は、選択回路とも称
される整流制御装置１１８を備え、この装置は、制御装
置１１８と共に示されているように、導線２６および２
１の間の調整された電圧に接続されたホールＩＣ８２
（図２）から制御パルスの供給を受ける。図３に概略的
に示すように、矩形パルス１１６’（図３Ａ）および１
１７’（図３Ｂ）が、制御導線１１６，１１７に互に交
替して起生され、パルス休止期間αによって互に離間さ
れているため、常に交替してパワートランジスタ９１お
よび９４、次にパワートランジスタ９２および９３が導
通され、交替して導通されなければ、これらのトランジ
スタは惹起した短絡によって直ちにブレークされるた
め、全ての４つのトランジスタ９１ないし９４が、同時
に導通されることはない。The control transistors 106 and 107 are
Commutation control unit 1 of the motor via control leads 116 and 117
Driven from 20. The control unit 120 includes a commutation control device 118, also referred to as a selection circuit, which, as shown with the control device 118, includes wires 26 and 2
Hall IC 82 connected to a regulated voltage between 1
The control pulse is supplied from FIG. As shown schematically in FIG. 3, rectangular pulses 116 '(FIG. 3A) and 1
17 '(FIG. 3B) are alternately generated in the control lines 116, 117 and are spaced apart by a pulse pause α so that they are always alternated with the power transistors 91 and 94 and then the power transistors. If the transistors 92 and 93 are turned on and not turned on alternately, all four transistors 91 to 94 will not be turned on at the same time, since these transistors are immediately broken by the short circuit caused.
【００３９】ブリッジ回路９０は、別の構成要素を包含
し、トランジスタ１０６および９３のベースの間に抵抗
１２３が設けられ、同様にトランジスタ１０７および９
４のベースの間に抵抗１２４が設けられている。トラン
ジスタ１０６および９３のエミッタ間にコンデンサ１２
５があり、同様にトランジスタ１０７および９４のエミ
ッタ間にコンデンサ１２６がある。これらのコンデンサ
は、トランジスタ９１，９２の接続の際における不都合
な尖頭電流を回避するのに使用される。コンデンサ１０
１，１０２は、トランジスタ９３および９４の場合と同
じ作用を行なう。The bridge circuit 90 includes another component, a resistor 123 is provided between the bases of the transistors 106 and 93, and the transistors 107 and 9 are similarly connected.
A resistor 124 is provided between the four bases. The capacitor 12 is connected between the emitters of the transistors 106 and 93.
5 as well as a capacitor 126 between the emitters of transistors 107 and 94. These capacitors are used to avoid undesired peak currents in the connection of the transistors 91,92. Capacitor 10
1, 102 perform the same operation as in transistors 93 and 94.
【００４０】電流制限装置１１０は、図１の電流制限装
置２７と全く同一に構成されており、従って図１と同じ
符号が使用されている。しかしながら、図４では、演算
増幅器３０のほかに演算増幅器（デュアル・コンパレー
タ）１３０を備えた複合比較器が使用されており、この
演算増幅器１３０は、同様に、非反転入力端子＋が、反
転入力端子−よりも低い電位をもつ間、その出力端子１
３１が内部において導線２１に導通されるように構成さ
れている。逆の場合には、出力端子１３１は導線２１と
導通されない（いわゆるオープンコレクタを有する回
路）。増幅器１３０は、増幅器３０と共に電流の供給を
受け、従って、その電流供給は特に記されていない。図
４の場合、抵抗３５が、出力端子１３１と接続点３１と
の間に接続され、非反転入力端子＋が、反転入力端子−
よりも低い電位をもつ場合、抵抗３５は演算増幅器１３
０によって抵抗３３と並列に接続され、逆の場合には、
抵抗３３と並列に接続されない。The current limiting device 110 has exactly the same configuration as the current limiting device 27 of FIG. 1, and accordingly, the same reference numerals as in FIG. 1 are used. However, in FIG. 4, a composite comparator including an operational amplifier (dual comparator) 130 in addition to the operational amplifier 30 is used, and the operational amplifier 130 similarly has a non-inverting input terminal + having an inverting input terminal +. While having a lower potential than terminal-, its output terminal 1
31 is configured to be electrically connected to the conductor 21 inside. In the opposite case, the output terminal 131 is not electrically connected to the conductor 21 (a circuit having a so-called open collector). The amplifier 130 is supplied with current together with the amplifier 30, and therefore the current supply is not specified. In the case of FIG. 4, the resistor 35 is connected between the output terminal 131 and the connection point 31, and the non-inverting input terminal + is connected to the inverting input terminal −
If it has a lower potential than the
0 connects in parallel with resistor 33, and vice versa.
It is not connected in parallel with the resistor 33.
【００４１】図４において、図１の抵抗３２が、２つの
直列に接続された抵抗３２’おび３２’’に分割されて
おり、これらの接続点１３２が、増幅器１３０の非反転
入力端子＋と接続されている。これに対して、増幅器１
３０の反転入力端子−は、増幅器３０の出力端子３７と
接続され、従って増幅器１３０は常に増幅器３０と反対
の切換動作を行ない、従って同一のタイミングパルスで
切換えらえる。例えば、電動機６０が定格回転数で回転
し、その電流が電流制限装置１１０の作動閾値以下にあ
る場合には、増幅器３０の出力端子３７が導線２１と接
続され、従ってトランジスタ１１２および１１３が遮断
され、ブリッジ回路９０は、通常、導線１１６および１
１７のパルス１１６’，１１７’によって騒動すること
ができる。この場合、増幅器１３０の出力端子１３１は
導線２１に接続されておらず、従って、抵抗３５は抵抗
３３と並列に接続されておらず、電流制限装置１１０の
作動値は高い。In FIG. 4, the resistor 32 of FIG. 1 is divided into two serially connected resistors 32 'and 32'', and these connection points 132 are connected to the non-inverting input terminal + of the amplifier 130. It is connected. In contrast, amplifier 1
The inverting input terminal 30 is connected to the output terminal 37 of the amplifier 30, so that the amplifier 130 always carries out the switching operation opposite to that of the amplifier 30, and is therefore switched with the same timing pulse. For example, if the motor 60 is running at the rated speed and its current is below the operating threshold of the current limiting device 110, the output terminal 37 of the amplifier 30 is connected to the conductor 21 and thus the transistors 112 and 113 are turned off. , Bridge circuit 90 typically includes conductors 116 and 1
The 17 pulses 116 ', 117' can make a noise. In this case, the output terminal 131 of the amplifier 130 is not connected to the conductor 21, and therefore, the resistor 35 is not connected in parallel with the resistor 33, and the operation value of the current limiting device 110 is high.
【００４２】これに対し、起動時には、増幅器３０が高
い周波数でスイッチングし、従って、この増幅器が、場
合によってはトランジスタ１１２および１１３を毎秒数
千回、開閉し、これによって作動値以上の電流増加を防
止するため、巻線７５への電流の供給を常に遮断する。
この電流遮断の間、増幅器１３０によって抵抗３５が抵
抗３３と並列に接続され、従って電流制限装置１１０の
作動値が適切に低下し、適当に小さな電流が巻線７５に
流れ、その結果、電動機６０によって使用される電力
は、図１において説明したように、例えば定格回転数の
場合の電力の４分の１に制限される。On the other hand, at start-up, the amplifier 30 switches at a high frequency, so that it may open and close the transistors 112 and 113 several thousand times per second, thereby increasing the current above the operating value. To prevent this, the supply of current to the winding 75 is always shut off.
During this current interruption, the resistor 35 is connected in parallel with the resistor 33 by the amplifier 130, so that the operating value of the current limiting device 110 is appropriately reduced and a suitably small current flows through the winding 75, so that the motor 60 Is limited, for example, to one-fourth of the power at the rated speed, as described in FIG.
【００４３】図４の構成要素の値は、図１に対して示さ
れた値と同じである。２つの演算増幅器３０および１３
０には、２つのそのような増幅器を備えた例えば複合比
較器（デュアル・コンパレータ）ＬＭ３９３を使用する
ことができ、従って装置通風機に特に重要であるが、装
置の全体の寸法が極めて小さくなる。The values of the components of FIG. 4 are the same as the values shown for FIG. Two operational amplifiers 30 and 13
For example, a composite comparator (dual comparator) LM393 with two such amplifiers can be used for the zero, and is therefore particularly important for the device ventilator, but the overall size of the device is very small. .
【００４４】図４に示す装置を２相電動機の場合に使用
するには、例えば巻線７５を除き、トランジスタ９１の
代りに１つの巻線相、トランジスタ９２の代りに第２の
巻線相を設け、その場合、抵抗１０８および１０９は夫
々導線１２と接続する必要がある。電流制限装置によっ
て同様に２つの全ブリッジ回路を適切に制御することが
できることは当然であり、その場合、トランジスタ１１
２および１１３に相当する第２全ブリッジ回路のトラン
ジスタは、同様に抵抗を介して出力端子３７と接流する
必要がある。そのような他の変更は、当然本発明の枠内
に入る。本発明は、特にいわゆる装置通風機の運転に適
し、その理由として、実際に屡々見られるように、その
拘束状態において通風機電動機の過熱を防止する。ま
た、例えば西ドイツ特許出願公開第３０４４０２７公報
に記載された方法によって、回転数制御器との組合せも
可能である。In order to use the apparatus shown in FIG. 4 in the case of a two-phase motor, for example, except for the winding 75, one winding phase is used instead of the transistor 91 and a second winding phase is used instead of the transistor 92. In this case, the resistors 108 and 109 need to be connected to the conductor 12 respectively. Naturally, the current limiting device can likewise control the two full bridge circuits appropriately, in which case the transistors 11
Similarly, the transistors of the second full bridge circuit corresponding to 2 and 113 need to be in contact with the output terminal 37 via a resistor. Such other modifications naturally fall within the scope of the invention. The invention is particularly suitable for the operation of so-called device ventilators, because, as is often the case in practice, prevents overheating of the ventilator motor in its restrained state. Further, a combination with a rotation speed controller is also possible, for example, by a method described in West German Patent Application Publication No. 3044027.
【００４５】図５は、直流電動機を制御する本発明によ
る回路の原理図を示している。括弧内に記入された参照
数字は、図１から取出したものであり、原理図と詳細な
実施例との対照を判り易くするためにだけ使用される。FIG. 5 shows the principle of a circuit according to the invention for controlling a DC motor. Reference numerals in parentheses are taken from FIG. 1 and are used only to make it easier to distinguish the principle diagram from the detailed embodiment.
【００４６】図示されていない電源から供給される電動
機電流は、開閉要素２０１を介して、電動機電流実際値
認識回路２０２に達し、そこから直流電動機２０３に達
する。電動機電流実際値認識回路２０２において、逆起
電力によって影響を受けた電動機電流が、所定の最大値
を超過するか否かが監視される（この場合、図１ないし
図４に詳細に説明されているように、逆起電力は電動機
回転数に依存する）。特に拘束された電動機の場合、ま
たは起動段階において、所定の最大電流を超過した場合
には、回路２０２は遮断信号を開閉要素２０１に送出
し、これによって電動機電流が遮断される。同時に（回
転数に依存する）信号が、低減装置２０４に送出され、
この低減装置２０４は、比較的長い時定数（電動機電流
のパルス幅継続期間によって測定される）によって、幾
つかのこのような信号から電動機電流のオンオフ時間率
を見出すように構成されている。さらに、遅延時間の経
過後に、閉路信号を開閉要素２０１に送出する時間遅延
要素２０５が作動し、従って電動機２０３が再び電源に
接続される。この経過は、低減装置２０４の時定数に対
応して電動機電流の幾つかのオンオフ周期に亘って繰返
され、最後に電動機電流実際値認識回路２０２に最大電
流低減信号が送出されるようになり、回路２０２におい
ては、上記に基づいて電動機電流の監視限界値が低減さ
れる。The motor current supplied from a power source (not shown) reaches a motor current actual value recognition circuit 202 via a switching element 201, and then reaches a DC motor 203. In the actual motor current value recognition circuit 202, it is monitored whether the motor current affected by the back electromotive force exceeds a predetermined maximum value (in this case, it is described in detail in FIGS. 1 to 4). The back EMF depends on the motor speed). In the case of a particularly restricted motor or during the start-up phase, if a predetermined maximum current is exceeded, the circuit 202 sends a shut-off signal to the switching element 201, whereby the motor current is interrupted. At the same time, a signal (depending on the speed) is sent to the reduction device 204,
The reducer 204 is configured to find the motor current on / off time rate from several such signals with a relatively long time constant (measured by the pulse width duration of the motor current). Furthermore, after the elapse of the delay time, the time delay element 205 for sending the closing signal to the switching element 201 is activated, so that the electric motor 203 is again connected to the power supply. This process is repeated over several on-off periods of the motor current corresponding to the time constant of the reduction device 204, and finally the maximum current reduction signal is sent to the actual motor current value recognition circuit 202. In the circuit 202, the monitoring limit value of the motor current is reduced based on the above.
【００４７】既に図１ないし図４について説明したよう
に、電動機がその定格回転数にまだ達していないか、ま
たは完全に拘束されている場合、電動機電流の低減が、
このようにして簡単な手段によって行われる。As already described with reference to FIGS. 1 to 4, if the motor has not yet reached its rated speed or is completely restrained, the reduction in motor current is
This is done by simple means.
【００４８】図６には、図５の修正例の原理図が示され
ており、これによって、図５の時間遅延要素をなくすこ
とができる。また、この場合には、電動機電流が、開閉
要素２０６および電動機電流実際値認識回路２０７を介
して電動機２０８に供給される。しかしながら、この場
合は図５と異なり、電動機電流実際値認識回路２０７
に、所定の最大電流および所定の最小電流を認識する機
能が与えられる。また、この場合、電動機電流が所定の
最大電流を超過した際に、遮断信号が開閉要素２０６に
送出され、これによって電流の供給が中止される。この
場合、電動機電流実際値認識回路２０７は、電動機２０
８において減少する電流から、所定の下限値以下になる
時間を計算する。下限値以下になったことが確認される
と、直ちに電動機電流実際値認識回路２０７は、閉路信
号を開閉要素２０６に送出し、これによって電動機２０
８が再び電源に接続される。また、この場合、遮断後に
遅延時間が経過した後、電動機電流が再び閉路される。FIG. 6 shows a principle diagram of the modified example of FIG. 5, whereby the time delay element of FIG. 5 can be eliminated. In this case, the motor current is supplied to the motor 208 via the switching element 206 and the actual motor current value recognition circuit 207. However, in this case, unlike FIG.
Is provided with a function of recognizing a predetermined maximum current and a predetermined minimum current. Also, in this case, when the motor current exceeds a predetermined maximum current, a shutoff signal is sent to the switching element 206, whereby the current supply is stopped. In this case, the motor current actual value recognition circuit 207
From the current decreasing in 8, the time when the current falls below the predetermined lower limit is calculated. As soon as it is confirmed that the current value has become equal to or lower than the lower limit value, the motor current actual value recognition circuit 207 sends a closing signal to the switching element 206, thereby
8 is again connected to the power supply. Also, in this case, after the delay time has elapsed after the interruption, the motor current is closed again.
【００４９】この場合、低減装置２０９は、図５につい
て説明したように作動する。In this case, the reduction device 209 operates as described with reference to FIG.
【００５０】[0050]
【発明の効果】従って、本発明によれば、電動機電源供
給部が開閉要素により開閉され、この開閉要素を電動機
電流実際値認識回路の出力信号により開閉すると共に、
使用された電流制限装置のタイミングパルス時間率に含
まれる夫々の電動機回転数に関する情報を、定格回転数
における運転を妨げることなく、低回転数および回転数
零の場合に電動機電流を低い値に制限することができる
ように、この電流制限装置の上部（および場合によって
は下部）の作動値を移動するために使用する。即ちこの
ようにして、本発明によって、電動機が拘束（ロック）
した場合の過熱防止が極めて簡単な手段および極めて僅
少な経費によって達成され、本発明は、逆起電力が電動
機回転数の関数であるような全ての電動機形式に適す
る。Therefore, according to the present invention, the motor power supply is opened and closed by the switching element, and the switching element is opened and closed by the output signal of the actual motor current value recognition circuit.
The information on each motor speed included in the timing pulse time rate of the current limiter used is limited to a low value at low speed and zero speed without interrupting operation at rated speed. Used to shift the operating value of the upper (and possibly lower) part of this current limiter so that That is, in this way, according to the present invention, the electric motor is restrained (locked).
In this case, the prevention of overheating is achieved with very simple means and very little expense, and the invention is suitable for all motor types in which the back EMF is a function of the motor speed.
【００５１】本発明は、電流が上部作動値を超過したこ
とだけを検出するタイミングパルス増幅器を備えた装置
に限らず、電動機の電流が連続的に測定され、上限値を
超過した際に電流が遮断され、下限値より低下した際に
（従って遅延時間の後）再び閉路される、いわゆる二位
置調整器にも同様に適する。この電動機の場合にも、タ
イミングパルス時間率は逆起電力従って回転数の関数で
あり、そのため、本発明が同様に適用される。The present invention is not limited to a device provided with a timing pulse amplifier for detecting only that the current has exceeded the upper operating value. The current of the motor is continuously measured, and when the current exceeds the upper limit, the current is increased. So-called two-position regulators which are interrupted and closed again when the voltage drops below a lower limit (and thus after a delay time) are likewise suitable. In the case of this motor as well, the timing pulse time rate is a function of the back electromotive force and therefore of the rotational speed, so that the invention applies equally.
【００５２】この場合、電動機はリアクターのように作
用し、過度に高い周波数の場合には適度に大きな鉄損が
生じるため、拘束された電動機におけるタイミングパル
ス増幅器のタイミングパルス周波数は、設計技術者がタ
イミング増幅器のパラメータを選択することによって設
定することができ、通常は数ｋＨｚに制限される。１：
４ないし１：６の範囲の電流パルス（時間）と電流休止
（時間）との比率が、拘束状態に対して典型的である。In this case, the motor acts like a reactor, and if the frequency is excessively high, a moderately large iron loss occurs. Therefore, the timing pulse frequency of the timing pulse amplifier in the constrained motor is determined by the design engineer. It can be set by selecting the parameters of the timing amplifier and is usually limited to a few kHz. 1:
A ratio of current pulse (time) to current pause (time) in the range of 4 to 1: 6 is typical for a constrained condition.
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】本発明を適用することが可髄な無集電子形式の
外部回転子電動器の構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of a non-collector type external rotor motor to which the present invention is applicable.
【図３】本発明の動作を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing the operation of the present invention.
【図４】本発明の別の実施例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
【図５】図１に示す回路のブロック結線図である。FIG. 5 is a block connection diagram of the circuit shown in FIG. 1;
【図６】別の実施例を示すブロック結線図である。FIG. 6 is a block connection diagram showing another embodiment.
２０ 測定抵抗 ２７ 電流制限装置 ３０ 演算増幅器（比較器） ３２、３３ 抵抗（分圧器） ３４ コンデンサ（低減装置） ３５ 抵抗（低減装置） ３６ トランジスタ（スイッチング素子、低減装置） ３７ 演算増幅器出力端子 ３８ 抵抗（低減装置） ４７ コンデンサ（帰還回路） ４８ 接続点 ４９ コンデンサ（帰還回路） ５２、５３ ダイオード １１０ 電流制限装置。 Reference Signs List 20 measuring resistor 27 current limiting device 30 operational amplifier (comparator) 32, 33 resistor (voltage divider) 34 capacitor (reducing device) 35 resistor (reducing device) 36 transistor (switching element, reducing device) 37 operational amplifier output terminal 38 resistor (Reducing device) 47 Capacitor (feedback circuit) 48 Connection point 49 Capacitor (feedback circuit) 52, 53 Diode 110 Current limiting device.
Claims (3)
した際に遮断し所定時間遅延後に再び導通させる電流制
限手段（２７；１１０）を備えた直流電動機の制御回路
において、 電動機に電源を供給する電動機電源供給部が、開閉要素
（２０１）、電動機電流実際値認識回路（２０２）を介
して電動機（２０３）に接続され、該電動機電流実際値
認識回路は、電動機電流が所定の最大値を超過した場合
に、開路信号を開閉要素（２０１）に送出すると共に、
電動機電流のタイミングパルス時間率（閉路時間対開路
時間）を電動機回転数を表わす信号として低減装置（２
０４）に供給し、該低減装置は、該電動機回転数に表わ
す信号に基づき最大電流を低減した信号を電動機電流実
際値認識回路に供給し、該電動機電流実際値認識回路は
時間遅延回路（２０５）を介して閉路信号を閉路要素
（２０１）に供給するように構成されたことを特徴とす
る直流電動機の制御回路。1. A control circuit for a DC motor having current limiting means (27; 110) for interrupting current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached and re-energizing after a predetermined time delay. Is connected to the motor (203) via an opening / closing element (201) and a motor current actual value recognition circuit (202), and the motor current actual value recognition circuit has a motor current of a predetermined maximum value. When the value is exceeded, an open circuit signal is sent to the switching element (201),
The reduction device (2) uses the timing pulse time ratio (closed time versus open time) of the motor current as a signal representing the motor speed.
04), the reduction device supplies a signal obtained by reducing the maximum current based on the signal representing the motor speed to a motor current actual value recognition circuit, and the motor current actual value recognition circuit includes a time delay circuit (205). A control circuit for a DC motor, characterized in that it is configured to supply a closing signal to the closing element (201) via the control circuit.
した際に遮断し所定時間遅延後に再び導通させる電流制
限手段（２７；１１０）を備えた直流電動機の制御回路
において、 電動機に電源を供給する電動機電源供給部が、開閉要素
（２０６）、電動機電流実際値認識回路（２０７）を介
して電動機（２０８）に接続され、該電動機電流実際値
認識回路は、電動機電流が所定の最大値を超過した場合
に、開路信号を開閉要素（２０６）に送出すると共に、
電動機電流のタイミングパルス時間率（閉路時間対開路
時間）を電動機回転数を表わす信号として、低減装置
（２０９）に供給し、該低減装置は、該電動機回転数を
表わす信号に基づき最大電流を低減した信号を電動機電
流実際値認識回路に供給し、該電動機電流実際値認識回
路は、電動機電流が所定の下限値以下になった場合に、
閉路信号を開閉要素（２０６）に送出することを特徴と
する直流電動機の制御回路。2. A control circuit for a DC motor having current limiting means (27; 110) for interrupting current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached and re-energizing after a predetermined time delay. Is connected to the motor (208) via the switching element (206) and the actual motor current value recognition circuit (207), and the motor current real value recognition circuit is configured to control the motor current to a predetermined maximum value. If the value is exceeded, an open circuit signal is sent to the switching element (206),
The timing pulse time ratio (closed time versus open time) of the motor current is supplied to the reduction device (209) as a signal representing the motor rotation speed, and the reduction device reduces the maximum current based on the signal representing the motor rotation speed. The obtained signal is supplied to a motor current actual value recognition circuit, and the motor current actual value recognition circuit, when the motor current falls below a predetermined lower limit,
A control circuit for a DC motor, which sends a closing signal to an opening / closing element (206).
した際に遮断し所定時間遅延後に再び導通させる電流制
限手段（２７；１１０）を備えた直流電動機の制御回路
において、 電動機へ電流を供給するための電流パスと、 前記電流パスを遮断制御するために前記電流パス中に設
けられたスイッチング手段と、 前記スイッチング手段と前記電流パス内において直流に
接続され、前記電流パスの電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流検出手段に接続され電動機回転数を示す信号を
導出する回路手段と、 前記電流検出手段により検出された電流が前記電動機に
対して選択された最大電流よりも大の際に前記スイッチ
ング手段を繰り返して開閉し、いくつかのスイッチング
サイクルに亘る前記電動機の平均電流が前記選択された
最大電流よりも小となるように制御し、 前記選択された最大電流を前記電動機回転数を示す信号
に応じて可変させ、 相対的に低速度回転において選択された最大電流につい
て、前記相対的に低速度回転に対し電動機回転速度が増
大するに従い前記選択された最大電流よりも大の最大電
流に設定する手段と、 を備えたことを特徴とする直流電動機の制御回路。3. A control circuit for a DC motor having current limiting means (27; 110) for interrupting current supply to a motor when a predetermined maximum current is reached and re-energizing after a predetermined time delay. A current path for supplying the current path, a switching means provided in the current path for interrupting control of the current path, and a direct current in the switching means and the current path, and a current of the current path. Current detection means for detecting; circuit means connected to the current detection means for deriving a signal indicating the motor speed; and a current detected by the current detection means being greater than a maximum current selected for the motor. In this case, the switching means is repeatedly opened and closed so that the average current of the motor over several switching cycles is smaller than the selected maximum current. The selected maximum current is varied in accordance with the signal indicating the motor speed, and the relatively low speed rotation is selected for the maximum current selected at the relatively low speed rotation. Means for setting the maximum current to be greater than the selected maximum current as the motor rotation speed increases.
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