JPH1169859A - モータ制御回路 - Google Patents
モータ制御回路Info
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- JPH1169859A JPH1169859A JP9226882A JP22688297A JPH1169859A JP H1169859 A JPH1169859 A JP H1169859A JP 9226882 A JP9226882 A JP 9226882A JP 22688297 A JP22688297 A JP 22688297A JP H1169859 A JPH1169859 A JP H1169859A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐圧の大きなFETなどの半導体スイッチを
用いることなく、ひいては装置を大型化することなく高
負荷時に充分な駆動電流を流すことができるモータ制御
回路を提供する。 【解決手段】 電動芝刈り機や電動工具などの電動モー
タの回転数を制御する制御回路であって、モータ1、モ
ータ1への通電回路に設けたFET2、モータ1の回転
数に対応するパルスを検出する回転パルス発生手段3と
回転パルス検出回路4、回転数に対応する電圧を発生す
る積分回路5、過負荷状態を検出する過負荷検出回路
6、モータ1の回転速度を設定する速度設定回路7、過
負荷検出回路6と速度設定回路7との出力を比較してF
ET2をON/OFFするFET駆動回路8、FET2
に並列に設けたリレー9の接点、負荷状態に応じてリレ
ー9のコイルへの通電を制御するフリップフロップ回路
10から構成されている。
用いることなく、ひいては装置を大型化することなく高
負荷時に充分な駆動電流を流すことができるモータ制御
回路を提供する。 【解決手段】 電動芝刈り機や電動工具などの電動モー
タの回転数を制御する制御回路であって、モータ1、モ
ータ1への通電回路に設けたFET2、モータ1の回転
数に対応するパルスを検出する回転パルス発生手段3と
回転パルス検出回路4、回転数に対応する電圧を発生す
る積分回路5、過負荷状態を検出する過負荷検出回路
6、モータ1の回転速度を設定する速度設定回路7、過
負荷検出回路6と速度設定回路7との出力を比較してF
ET2をON/OFFするFET駆動回路8、FET2
に並列に設けたリレー9の接点、負荷状態に応じてリレ
ー9のコイルへの通電を制御するフリップフロップ回路
10から構成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを用い
た電動芝刈り機や電動工具などの制御回路に関し、特に
電動モータの高負荷時にモータの駆動電流を増大させる
ことが可能なモータ制御回路に適用して有効な技術に関
する。
た電動芝刈り機や電動工具などの制御回路に関し、特に
電動モータの高負荷時にモータの駆動電流を増大させる
ことが可能なモータ制御回路に適用して有効な技術に関
する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、発明者が検討した技術とし
て、モータの制御回路において、モータの電源側か接地
側にFETなどの半導体スイッチを用いたものが一般的
である。このものは、FETのON/OFF制御(PW
M制御など)することで駆動電流を制御することが可能
となり、モータの回転数やトルクを自由に制御できるの
でモータの制御として有効である。
て、モータの制御回路において、モータの電源側か接地
側にFETなどの半導体スイッチを用いたものが一般的
である。このものは、FETのON/OFF制御(PW
M制御など)することで駆動電流を制御することが可能
となり、モータの回転数やトルクを自由に制御できるの
でモータの制御として有効である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なモータ制御回路において、モータは負荷の増大に伴い
駆動電流も大きくなるため、FETなどの半導体スイッ
チはその駆動電流に充分に耐え得るものが使用されるこ
とになり、素子の大型化や放熱性を考慮した装置が必要
となり、制御回路の大型化やコストの向上を招くことに
なる。
なモータ制御回路において、モータは負荷の増大に伴い
駆動電流も大きくなるため、FETなどの半導体スイッ
チはその駆動電流に充分に耐え得るものが使用されるこ
とになり、素子の大型化や放熱性を考慮した装置が必要
となり、制御回路の大型化やコストの向上を招くことに
なる。
【0004】そこで、本発明の目的は、耐圧の大きなF
ETなどの半導体スイッチを用いることなく、ひいては
装置を大型化することなく高負荷時に充分な駆動電流を
流すことができるモータ制御回路を提供することにあ
る。
ETなどの半導体スイッチを用いることなく、ひいては
装置を大型化することなく高負荷時に充分な駆動電流を
流すことができるモータ制御回路を提供することにあ
る。
【0005】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0007】すなわち、本発明のモータ制御回路は、モ
ータと、このモータへの通電回路に設けたスイッチ手段
と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、モー
タの回転数設定回路と、回転数検出手段で検出されたモ
ータ回転数と回転数設定回路の設定回転数とを比較して
スイッチ手段をON/OFF制御する制御手段と、スイ
ッチ手段に並列に設けたバイパス手段と、モータ回転数
が所定値以下の時にバイパス手段をONする通電切換手
段とを有するものである。さらに、回転数設定回路の設
定回転を可変する設定回転数可変手段を付加するように
したものである。
ータと、このモータへの通電回路に設けたスイッチ手段
と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、モー
タの回転数設定回路と、回転数検出手段で検出されたモ
ータ回転数と回転数設定回路の設定回転数とを比較して
スイッチ手段をON/OFF制御する制御手段と、スイ
ッチ手段に並列に設けたバイパス手段と、モータ回転数
が所定値以下の時にバイパス手段をONする通電切換手
段とを有するものである。さらに、回転数設定回路の設
定回転を可変する設定回転数可変手段を付加するように
したものである。
【0008】よって、前記モータ制御回路によれば、モ
ータの回転数と設定回転数とを比較して、モータへの通
電回路に設けたスイッチ手段をON/OFF制御すると
ともに、モータ回転数が所定値以下に低下したことによ
って判別される負荷状態に応じてスイッチ手段に並列に
設けたバイパス手段をONに切り換えることができる。
すなわち、通電切換手段は高負荷時、たとえばモータの
回転数が所定数だけ低下した高負荷時にバイパス手段を
ONにすることができる。
ータの回転数と設定回転数とを比較して、モータへの通
電回路に設けたスイッチ手段をON/OFF制御すると
ともに、モータ回転数が所定値以下に低下したことによ
って判別される負荷状態に応じてスイッチ手段に並列に
設けたバイパス手段をONに切り換えることができる。
すなわち、通電切換手段は高負荷時、たとえばモータの
回転数が所定数だけ低下した高負荷時にバイパス手段を
ONにすることができる。
【0009】これにより、スイッチ手段としてFETな
どの半導体素子を用いた場合でも、この半導体スイッチ
を小型化しながらも、モータに対して負荷に見合った駆
動電流を供給することができる。さらに、設定回転数可
変手段を付加した場合には、モータの回転数を簡単に設
定変更することができる。
どの半導体素子を用いた場合でも、この半導体スイッチ
を小型化しながらも、モータに対して負荷に見合った駆
動電流を供給することができる。さらに、設定回転数可
変手段を付加した場合には、モータの回転数を簡単に設
定変更することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0011】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1であるモータ制御回路を電動芝刈り機や電動工具な
どに用いた電動モータ制御回路の概略を示す構成図、図
2は本実施の形態1であるモータ制御回路を用いた電動
モータ制御回路における起動時の制御を示すタイミング
チャート、図3は過負荷時の制御を示すタイミングチャ
ートである。
態1であるモータ制御回路を電動芝刈り機や電動工具な
どに用いた電動モータ制御回路の概略を示す構成図、図
2は本実施の形態1であるモータ制御回路を用いた電動
モータ制御回路における起動時の制御を示すタイミング
チャート、図3は過負荷時の制御を示すタイミングチャ
ートである。
【0012】まず、図1により本実施の形態1のモータ
制御回路を用いた電動モータ制御回路の概略構成を説明
する。
制御回路を用いた電動モータ制御回路の概略構成を説明
する。
【0013】本実施の形態1のモータ制御回路を用いた
電動モータ制御回路は、たとえば電動芝刈り機や電動工
具などの電動モータの回転数を制御する制御回路とさ
れ、モータ1と、このモータ1への通電回路に設けたF
ET2と、モータ1の回転数に対応するパルスを発生す
る回転パルス発生手段3と、この回転パルスを検出する
回転パルス検出回路4と、この回転パルスの電圧に応じ
て充放電を繰り返しながら回転数に対応する電圧を発生
する積分回路5と、この電圧から過負荷状態を検出する
過負荷検出回路6と、モータ1の回転速度を設定する速
度設定回路7と、過負荷検出回路6と速度設定回路7と
の出力を比較してFET2をON/OFF制御するFE
T駆動回路8と、FET2に並列に設けたリレー9の接
点と、負荷状態に応じてリレー9のコイルへの通電を制
御するフリップフロップ回路10とから構成されてい
る。
電動モータ制御回路は、たとえば電動芝刈り機や電動工
具などの電動モータの回転数を制御する制御回路とさ
れ、モータ1と、このモータ1への通電回路に設けたF
ET2と、モータ1の回転数に対応するパルスを発生す
る回転パルス発生手段3と、この回転パルスを検出する
回転パルス検出回路4と、この回転パルスの電圧に応じ
て充放電を繰り返しながら回転数に対応する電圧を発生
する積分回路5と、この電圧から過負荷状態を検出する
過負荷検出回路6と、モータ1の回転速度を設定する速
度設定回路7と、過負荷検出回路6と速度設定回路7と
の出力を比較してFET2をON/OFF制御するFE
T駆動回路8と、FET2に並列に設けたリレー9の接
点と、負荷状態に応じてリレー9のコイルへの通電を制
御するフリップフロップ回路10とから構成されてい
る。
【0014】モータ1は、永久磁石により磁界を発生さ
せるステータと、このステータによる磁界中でトルクを
発生させて回転するロータとからなり、たとえばロータ
のアーマチュアには6つの並列回路にコイルが重ね巻き
され、それぞれの並列回路に対してブラシが備えられ、
6個のブラシを有する6極モータ構造となっており、こ
れらのブラシには複数の通電回路が接続されており、こ
の通電回路を介して、3個の正極ブラシは共通にスイッ
チ11を介して直流電源12の電源電圧に接続され、3
個の負極ブラシは共通に並列接続されたFET2とリレ
ー9の接点とを介して接地されている。
せるステータと、このステータによる磁界中でトルクを
発生させて回転するロータとからなり、たとえばロータ
のアーマチュアには6つの並列回路にコイルが重ね巻き
され、それぞれの並列回路に対してブラシが備えられ、
6個のブラシを有する6極モータ構造となっており、こ
れらのブラシには複数の通電回路が接続されており、こ
の通電回路を介して、3個の正極ブラシは共通にスイッ
チ11を介して直流電源12の電源電圧に接続され、3
個の負極ブラシは共通に並列接続されたFET2とリレ
ー9の接点とを介して接地されている。
【0015】FET2は、FET駆動回路8からの出力
信号を入力として、モータ1の負極をON/OFF制御
するスイッチ手段であり、FET駆動回路8からのON
信号に対してはモータ1の負極ブラシを接地側に接続し
てモータ1のブラシ回路が通電状態とされ、一方OFF
信号に対しては負極ブラシから接地側への接続を断って
非通電状態とされる。このスイッチ手段は、FET2の
他に、たとえばトランジスタなどの他の半導体スイッチ
についても適用可能である。
信号を入力として、モータ1の負極をON/OFF制御
するスイッチ手段であり、FET駆動回路8からのON
信号に対してはモータ1の負極ブラシを接地側に接続し
てモータ1のブラシ回路が通電状態とされ、一方OFF
信号に対しては負極ブラシから接地側への接続を断って
非通電状態とされる。このスイッチ手段は、FET2の
他に、たとえばトランジスタなどの他の半導体スイッチ
についても適用可能である。
【0016】回転パルス発生手段3は、モータ1のステ
ータによる磁界中で回転するロータの回転パルスを発生
する手段であり、この方法としては、たとえばモータ1
の駆動軸に回転検出用の磁石を固定し、ホール素子を用
いて回転パルスを生成する方法などが用いられ、この回
転パルス発生手段3によって発生された回転パルスは回
転パルス検出回路4に出力される。
ータによる磁界中で回転するロータの回転パルスを発生
する手段であり、この方法としては、たとえばモータ1
の駆動軸に回転検出用の磁石を固定し、ホール素子を用
いて回転パルスを生成する方法などが用いられ、この回
転パルス発生手段3によって発生された回転パルスは回
転パルス検出回路4に出力される。
【0017】回転パルス検出回路4は、回転パルス発生
手段3からの回転パルスを検出する回路であり、この回
転パルス検出回路4と回転パルス発生手段3との組み合
わせによりモータ1の回転がパルスとして検出されるよ
うになっている。なお、このモータ1の回転を検出する
方法としては、他にタコジェネレータを利用して回転数
を検出する方法などもある。
手段3からの回転パルスを検出する回路であり、この回
転パルス検出回路4と回転パルス発生手段3との組み合
わせによりモータ1の回転がパルスとして検出されるよ
うになっている。なお、このモータ1の回転を検出する
方法としては、他にタコジェネレータを利用して回転数
を検出する方法などもある。
【0018】積分回路5は、回転パルス検出回路4より
検出された回転パルスを入力として、この回転パルスの
入力に応じて充放電を繰り返して、回転数に応じた電圧
を発生する回路であり、この積分回路5によってモータ
1の回転数が電圧に変換され、過負荷検出回路6および
速度設定回路7に対して出力される。
検出された回転パルスを入力として、この回転パルスの
入力に応じて充放電を繰り返して、回転数に応じた電圧
を発生する回路であり、この積分回路5によってモータ
1の回転数が電圧に変換され、過負荷検出回路6および
速度設定回路7に対して出力される。
【0019】過負荷検出回路6は、積分回路5からの出
力電圧をマイナス入力(−)として、この入力電圧とプ
ラス入力(+)の予め設定された基準値の電圧とを比較
する比較回路であり、この比較結果はインバータを介し
て反転されて、入力電圧が基準値電圧未満のときは低レ
ベル(“L”)、入力電圧が基準値電圧を越えると高レ
ベル(“H”)の電圧がそれぞれ出力される。
力電圧をマイナス入力(−)として、この入力電圧とプ
ラス入力(+)の予め設定された基準値の電圧とを比較
する比較回路であり、この比較結果はインバータを介し
て反転されて、入力電圧が基準値電圧未満のときは低レ
ベル(“L”)、入力電圧が基準値電圧を越えると高レ
ベル(“H”)の電圧がそれぞれ出力される。
【0020】速度設定回路7は、積分回路5からの出力
電圧をマイナス入力(−)として、この入力電圧とプラ
ス入力(+)の予め設定された基準値の電圧とを比較す
る比較回路であり、入力電圧が基準値電圧未満のときは
“H”、入力電圧が基準値電圧を越えると“L”の電圧
がそれぞれ出力される。
電圧をマイナス入力(−)として、この入力電圧とプラ
ス入力(+)の予め設定された基準値の電圧とを比較す
る比較回路であり、入力電圧が基準値電圧未満のときは
“H”、入力電圧が基準値電圧を越えると“L”の電圧
がそれぞれ出力される。
【0021】FET駆動回路8は、速度設定回路7から
の出力電圧とフリップフロップ回路10の正転出力電圧
とを入力として、これらの電圧を比較してFET2をO
N/OFF制御する回路であり、速度設定回路7からの
出力電圧が“H”で、かつフリップフロップ回路10の
正転出力電圧が“H”のときにはFET2をON状態に
する“H”の電圧が出力され、それ以外のときはFET
2をOFF状態にする“L”の電圧が出力される。
の出力電圧とフリップフロップ回路10の正転出力電圧
とを入力として、これらの電圧を比較してFET2をO
N/OFF制御する回路であり、速度設定回路7からの
出力電圧が“H”で、かつフリップフロップ回路10の
正転出力電圧が“H”のときにはFET2をON状態に
する“H”の電圧が出力され、それ以外のときはFET
2をOFF状態にする“L”の電圧が出力される。
【0022】リレー9は、このコイルが電源電圧とフリ
ップフロップ回路10の反転出力との間に接続され、ま
た通常閉じている接点はFET2に並列に接続されてお
り、フリップフロップ回路10の反転出力電圧が“L”
のときにはコイルが通電されて励磁状態となり、この励
磁状態のときに接点が開いてモータ1の負極ブラシから
接地側への接続を断って非通電状態とされ、一方反転出
力電圧が“H”のときにはコイルが非励磁状態となって
接点は閉じたままなので、モータ1の負極ブラシを接地
側に接続してモータ1のブラシ回路が通電状態とされ
る。すなわち、リレー9の接点はモータ1の回転数が予
め設定した回転数よりも低い場合に閉じられている。
ップフロップ回路10の反転出力との間に接続され、ま
た通常閉じている接点はFET2に並列に接続されてお
り、フリップフロップ回路10の反転出力電圧が“L”
のときにはコイルが通電されて励磁状態となり、この励
磁状態のときに接点が開いてモータ1の負極ブラシから
接地側への接続を断って非通電状態とされ、一方反転出
力電圧が“H”のときにはコイルが非励磁状態となって
接点は閉じたままなので、モータ1の負極ブラシを接地
側に接続してモータ1のブラシ回路が通電状態とされ
る。すなわち、リレー9の接点はモータ1の回転数が予
め設定した回転数よりも低い場合に閉じられている。
【0023】フリップフロップ回路10は、リセット入
力(R)があれば出力がリセット状態になり、逆にセッ
ト入力(S)があれば出力がセット状態になり、入力が
なけれればそのままの状態を保持するRSフリップフロ
ップであり、過負荷検出回路6からの出力電圧がリセッ
ト入力、速度設定回路7からの出力電圧がセット入力と
して入力され、この正転出力(Q)の電圧によりFET
駆動回路8が制御され、また反転出力(/Q)の電圧に
よりリレー9が制御され、FET2とリレー9の接点と
が同時に通電されないようになっている。
力(R)があれば出力がリセット状態になり、逆にセッ
ト入力(S)があれば出力がセット状態になり、入力が
なけれればそのままの状態を保持するRSフリップフロ
ップであり、過負荷検出回路6からの出力電圧がリセッ
ト入力、速度設定回路7からの出力電圧がセット入力と
して入力され、この正転出力(Q)の電圧によりFET
駆動回路8が制御され、また反転出力(/Q)の電圧に
よりリレー9が制御され、FET2とリレー9の接点と
が同時に通電されないようになっている。
【0024】次に、本実施の形態1の作用について、始
めに電動モータ制御回路の作動を起動時の制御タイミン
グを示す図2に基づいて説明する。
めに電動モータ制御回路の作動を起動時の制御タイミン
グを示す図2に基づいて説明する。
【0025】(1).モータ1の起動に先立って、過負荷検
出回路6の基準値電圧はTH1、速度設定回路7の基準
値電圧はTH2にそれぞれ設定されている。
出回路6の基準値電圧はTH1、速度設定回路7の基準
値電圧はTH2にそれぞれ設定されている。
【0026】(2).起動時の初期状態では、モータ1が停
止状態となっているので、回転パルス発生手段3、回転
パルス検出回路4を通じて積分回路5から出力される電
圧波形Bは0Vである。このときに、過負荷検出回路6
の出力電圧Cは“L”、速度設定回路7の出力電圧Dは
“H”となり、フリップフロップ回路10の正転出力E
は“L”、反転出力Fは“H”となる。
止状態となっているので、回転パルス発生手段3、回転
パルス検出回路4を通じて積分回路5から出力される電
圧波形Bは0Vである。このときに、過負荷検出回路6
の出力電圧Cは“L”、速度設定回路7の出力電圧Dは
“H”となり、フリップフロップ回路10の正転出力E
は“L”、反転出力Fは“H”となる。
【0027】よって、FET駆動回路8からはOFF信
号が出力されてFET2がOFF状態となり、一方リレ
ー9のコイルは非励磁状態となって接点は閉じたままな
ので、モータ1の負極ブラシはリレー9の接点を介して
接地側に接続された状態となる。
号が出力されてFET2がOFF状態となり、一方リレ
ー9のコイルは非励磁状態となって接点は閉じたままな
ので、モータ1の負極ブラシはリレー9の接点を介して
接地側に接続された状態となる。
【0028】(3).起動のためにスイッチ11をON状態
にすると、モータ1の正極ブラシはスイッチ11を介し
て直流電源12の電源電圧に接続され、負極ブラシはリ
レー9の接点を介して接地されるので、モータ1は回転
を開始する。
にすると、モータ1の正極ブラシはスイッチ11を介し
て直流電源12の電源電圧に接続され、負極ブラシはリ
レー9の接点を介して接地されるので、モータ1は回転
を開始する。
【0029】(4).モータ1の回転数が徐々に増加する
と、これに伴って回転パルス発生手段3を介して回転パ
ルス検出回路4から出力される回転パルス数が増加し
て、積分回路5から出力される電圧波形Bは徐々に上昇
する。
と、これに伴って回転パルス発生手段3を介して回転パ
ルス検出回路4から出力される回転パルス数が増加し
て、積分回路5から出力される電圧波形Bは徐々に上昇
する。
【0030】(5).このモータ1の回転数の増加に伴う積
分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電圧
が過負荷検出回路6の基準値電圧TH1を越えると、過
負荷検出回路6の出力電圧Cは“L”から“H”に移行
するが、フリップフロップ回路10はそのままの状態を
保持し、リレー9の接点を介してモータ1の通電が継続
される。
分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電圧
が過負荷検出回路6の基準値電圧TH1を越えると、過
負荷検出回路6の出力電圧Cは“L”から“H”に移行
するが、フリップフロップ回路10はそのままの状態を
保持し、リレー9の接点を介してモータ1の通電が継続
される。
【0031】(6).さらにモータ1の回転数が増加し、積
分回路5から出力される電圧が速度設定回路7の基準値
電圧TH2を越えると、速度設定回路7の出力電圧Dは
“H”から“L”に移行する。これに伴って、フリップ
フロップ回路10がセット状態となり正転出力Eは
“L”から“H”、反転出力Fは“H”から“L”に移
行し、リレー9のコイルは励磁状態となって接点が開
き、モータ1の負極ブラシから接地側への接続を断って
モータ1は非通電状態となる。このとき、FET駆動回
路8の速度設定回路7からの入力は“L”であり、FE
T2はOFF状態である。
分回路5から出力される電圧が速度設定回路7の基準値
電圧TH2を越えると、速度設定回路7の出力電圧Dは
“H”から“L”に移行する。これに伴って、フリップ
フロップ回路10がセット状態となり正転出力Eは
“L”から“H”、反転出力Fは“H”から“L”に移
行し、リレー9のコイルは励磁状態となって接点が開
き、モータ1の負極ブラシから接地側への接続を断って
モータ1は非通電状態となる。このとき、FET駆動回
路8の速度設定回路7からの入力は“L”であり、FE
T2はOFF状態である。
【0032】この時点まで、すなわち前記(3) の起動時
にスイッチ11をON状態にしてから、積分回路5から
の出力電圧が速度設定回路7の基準値電圧TH2を越え
るまでは、モータ1の通電状態をリレー9の接点が閉じ
ていることによって制御することができる。このことに
より、始動時の大きな起動電流はリレー9の接点を介し
て流すことになる。
にスイッチ11をON状態にしてから、積分回路5から
の出力電圧が速度設定回路7の基準値電圧TH2を越え
るまでは、モータ1の通電状態をリレー9の接点が閉じ
ていることによって制御することができる。このことに
より、始動時の大きな起動電流はリレー9の接点を介し
て流すことになる。
【0033】(7).モータ1が非通電状態になると、モー
タ1の回転数が徐々に減少し、これに伴って回転パルス
発生手段3を介して回転パルス検出回路4から出力され
る回転パルス数が減少して、積分回路5から出力される
電圧波形Bは上昇から下降に移行する。
タ1の回転数が徐々に減少し、これに伴って回転パルス
発生手段3を介して回転パルス検出回路4から出力され
る回転パルス数が減少して、積分回路5から出力される
電圧波形Bは上昇から下降に移行する。
【0034】(8).このモータ1の回転数の減少に伴う積
分回路5からの電圧波形Bの下降中において、この電圧
が速度設定回路7の基準値電圧TH2未満になると、速
度設定回路7の出力電圧Dは“L”から“H”に移行す
る。これに伴って、FET駆動回路8からはON信号が
出力されてFET2がON状態となり、モータ1の負極
ブラシはFET2を介して接地側に接続されてモータ1
が通電状態となる。このとき、フリップフロップ回路1
0は変化しないので、リレー9の接点は開いた状態を保
持する。
分回路5からの電圧波形Bの下降中において、この電圧
が速度設定回路7の基準値電圧TH2未満になると、速
度設定回路7の出力電圧Dは“L”から“H”に移行す
る。これに伴って、FET駆動回路8からはON信号が
出力されてFET2がON状態となり、モータ1の負極
ブラシはFET2を介して接地側に接続されてモータ1
が通電状態となる。このとき、フリップフロップ回路1
0は変化しないので、リレー9の接点は開いた状態を保
持する。
【0035】(9).モータ1が通電状態になると、再びモ
ータ1の回転数が徐々に増加し、これに伴って回転パル
ス発生手段3を介して回転パルス検出回路4から出力さ
れる回転パルス数が増加して、積分回路5から出力され
る電圧波形Bは下降から上昇に移行する。
ータ1の回転数が徐々に増加し、これに伴って回転パル
ス発生手段3を介して回転パルス検出回路4から出力さ
れる回転パルス数が増加して、積分回路5から出力され
る電圧波形Bは下降から上昇に移行する。
【0036】(10). このモータ1の回転数の増加に伴う
積分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電
圧が再び速度設定回路7の基準値電圧TH2を越える
と、速度設定回路7の出力電圧Dは“H”から“L”に
移行する。これに伴って、FET駆動回路8からはOF
F信号が出力されてFET2がOFF状態となり、モー
タ1の負極ブラシから接地側への接続を断ってモータ1
は再び非通電状態となる。
積分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電
圧が再び速度設定回路7の基準値電圧TH2を越える
と、速度設定回路7の出力電圧Dは“H”から“L”に
移行する。これに伴って、FET駆動回路8からはOF
F信号が出力されてFET2がOFF状態となり、モー
タ1の負極ブラシから接地側への接続を断ってモータ1
は再び非通電状態となる。
【0037】(11). 以降は前記(7) からの動作を繰り返
し、モータ1の回転数に対応する積分回路5からの出力
電圧と、速度設定回路7の基準値電圧TH2との比較結
果に基づいて、FET駆動回路8からのON/OFF信
号によるFET2のON/OFF制御によりモータ1の
通電/非通電状態を制御することができ、モータ1の回
転数を一定に保つことができる。この状態では、フリッ
プフロップ回路10の出力は変化しないので、リレー9
の接点は開いた状態を保持する。
し、モータ1の回転数に対応する積分回路5からの出力
電圧と、速度設定回路7の基準値電圧TH2との比較結
果に基づいて、FET駆動回路8からのON/OFF信
号によるFET2のON/OFF制御によりモータ1の
通電/非通電状態を制御することができ、モータ1の回
転数を一定に保つことができる。この状態では、フリッ
プフロップ回路10の出力は変化しないので、リレー9
の接点は開いた状態を保持する。
【0038】次に、過負荷時の制御タイミングを図3に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【0039】(21). 前記制御における、FET2のON
/OFF制御によるモータ1の通電/非通電状態の繰り
返し制御中において、たとえばモータ1に大きな負荷が
加えられると、モータ1の回転数が次第に減少し、これ
に伴って回転パルス発生手段3を介して回転パルス検出
回路4から出力される回転パルス数が減少して、積分回
路5から出力される電圧波形Bは大きく下降する。
/OFF制御によるモータ1の通電/非通電状態の繰り
返し制御中において、たとえばモータ1に大きな負荷が
加えられると、モータ1の回転数が次第に減少し、これ
に伴って回転パルス発生手段3を介して回転パルス検出
回路4から出力される回転パルス数が減少して、積分回
路5から出力される電圧波形Bは大きく下降する。
【0040】すなわち、モータ1に大きな負荷が加わっ
た場合には、積分回路5から出力される電圧は速度設定
回路7の基準値電圧TH2からさらに低い過負荷検出回
路6の基準値電圧TH1未満になる。このときに、過負
荷検出回路6の出力電圧Cは“H”から“L”に移行す
る。
た場合には、積分回路5から出力される電圧は速度設定
回路7の基準値電圧TH2からさらに低い過負荷検出回
路6の基準値電圧TH1未満になる。このときに、過負
荷検出回路6の出力電圧Cは“H”から“L”に移行す
る。
【0041】これに伴って、フリップフロップ回路10
の正転出力Eは“H”から“L”、反転出力Fは“L”
から“H”に移行し、FET駆動回路8からはOFF信
号が出力されてFET2がOFF状態となるが、リレー
9のコイルは非励磁状態となって接点が閉じられるの
で、モータ1の負極ブラシはリレー9の接点を介して接
地側に接続されてモータ1が通電状態を継続する。
の正転出力Eは“H”から“L”、反転出力Fは“L”
から“H”に移行し、FET駆動回路8からはOFF信
号が出力されてFET2がOFF状態となるが、リレー
9のコイルは非励磁状態となって接点が閉じられるの
で、モータ1の負極ブラシはリレー9の接点を介して接
地側に接続されてモータ1が通電状態を継続する。
【0042】(22). リレー9の接点を介したブラシから
の通電状態において、負荷に見合った電流がモータ1に
供給され、負荷が軽減されなければ、モータ1の回転数
は上昇せず(図3点線)、リレー9の接点が閉じた状態
を保持し、負荷が軽減されると、モータ1の回転数が徐
々に増加し、これに伴って回転パルス発生手段3を介し
て回転パルス検出回路4から出力される回転パルス数が
増加して、積分回路5から出力される電圧波形Bは下降
から上昇に移行する。
の通電状態において、負荷に見合った電流がモータ1に
供給され、負荷が軽減されなければ、モータ1の回転数
は上昇せず(図3点線)、リレー9の接点が閉じた状態
を保持し、負荷が軽減されると、モータ1の回転数が徐
々に増加し、これに伴って回転パルス発生手段3を介し
て回転パルス検出回路4から出力される回転パルス数が
増加して、積分回路5から出力される電圧波形Bは下降
から上昇に移行する。
【0043】(23). このモータ1の回転数の増加に伴う
積分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電
圧が過負荷検出回路6の基準値電圧TH1を越えると、
過負荷検出回路6の出力電圧Cは“L”から“H”に移
行するが、フリップフロップ回路10はリセット状態を
保持する。
積分回路5からの電圧波形Bの上昇中において、この電
圧が過負荷検出回路6の基準値電圧TH1を越えると、
過負荷検出回路6の出力電圧Cは“L”から“H”に移
行するが、フリップフロップ回路10はリセット状態を
保持する。
【0044】(24). さらにモータ1の回転数が増加し、
積分回路5から出力される電圧が速度設定回路7の基準
値電圧TH2を越えると、速度設定回路7の出力電圧D
は“H”から“L”に移行する。これに伴って、フリッ
プフロップ回路10の正転出力Eは“L”から“H”、
反転出力Fは“H”から“L”に移行し、リレー9のコ
イルは励磁状態となって接点が開き、モータ1の負極ブ
ラシから接地側への接続を断ってモータ1は非通電状態
となる。
積分回路5から出力される電圧が速度設定回路7の基準
値電圧TH2を越えると、速度設定回路7の出力電圧D
は“H”から“L”に移行する。これに伴って、フリッ
プフロップ回路10の正転出力Eは“L”から“H”、
反転出力Fは“H”から“L”に移行し、リレー9のコ
イルは励磁状態となって接点が開き、モータ1の負極ブ
ラシから接地側への接続を断ってモータ1は非通電状態
となる。
【0045】この時点まで、すなわち前記(21)のモータ
1に過負荷が加わって積分回路5からの出力電圧が過負
荷検出回路6の基準値電圧TH1未満になってから、速
度設定回路7の基準値電圧TH2を越えるまでの高負荷
時には、モータ1の通電状態をリレー9の接点が閉じて
いることによって制御することができる。
1に過負荷が加わって積分回路5からの出力電圧が過負
荷検出回路6の基準値電圧TH1未満になってから、速
度設定回路7の基準値電圧TH2を越えるまでの高負荷
時には、モータ1の通電状態をリレー9の接点が閉じて
いることによって制御することができる。
【0046】(25). 以降は再び前記起動時の制御におけ
る、前記(7) からの動作を繰り返し、モータ1の回転数
に対応する積分回路5からの出力電圧と、速度設定回路
7の基準値電圧TH2との比較結果に基づいて、リレー
9に代えて、FET駆動回路8からのON/OFF信号
によるFET2のON/OFF制御によりモータ1の通
電/非通電状態を繰り返して回転数を一定に保つことが
できる。
る、前記(7) からの動作を繰り返し、モータ1の回転数
に対応する積分回路5からの出力電圧と、速度設定回路
7の基準値電圧TH2との比較結果に基づいて、リレー
9に代えて、FET駆動回路8からのON/OFF信号
によるFET2のON/OFF制御によりモータ1の通
電/非通電状態を繰り返して回転数を一定に保つことが
できる。
【0047】従って、本実施の形態1の電動モータ制御
回路によれば、モータ1の負極をON/OFF制御する
FET2にリレー9の接点を並列に接続して、FET2
をON/OFF制御するとともに、負荷状態に応じてリ
レー9の接点を開閉することにより、モータ1の起動
時、過負荷時にはリレー9の接点、負荷が小さい時には
FET2をそれぞれ介してモータ1の負極ブラシを接地
側に接続することができるので、負荷状態に対応してF
ET2またはリレー9の接点に切り換えてモータ1に対
して負荷に見合った駆動電流を供給することができる。
回路によれば、モータ1の負極をON/OFF制御する
FET2にリレー9の接点を並列に接続して、FET2
をON/OFF制御するとともに、負荷状態に応じてリ
レー9の接点を開閉することにより、モータ1の起動
時、過負荷時にはリレー9の接点、負荷が小さい時には
FET2をそれぞれ介してモータ1の負極ブラシを接地
側に接続することができるので、負荷状態に対応してF
ET2またはリレー9の接点に切り換えてモータ1に対
して負荷に見合った駆動電流を供給することができる。
【0048】特に、モータ1の起動時、過負荷時にはリ
レー9の接点を介して接続することで、FET2に流れ
る駆動電流を考慮する必要がなく、よって耐圧の大きな
FET2を用いる必要がないので、FET2を小型化す
ることができる。
レー9の接点を介して接続することで、FET2に流れ
る駆動電流を考慮する必要がなく、よって耐圧の大きな
FET2を用いる必要がないので、FET2を小型化す
ることができる。
【0049】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2であるモータ制御回路を電動芝刈り機や電動工具な
どに用いた電動モータ制御回路の概略を示す構成図であ
る。
態2であるモータ制御回路を電動芝刈り機や電動工具な
どに用いた電動モータ制御回路の概略を示す構成図であ
る。
【0050】本実施の形態2のモータ制御回路を用いた
電動モータ制御回路は、前記実施の形態1と同様に、電
動芝刈り機や電動工具などの電動モータの回転数を制御
する制御回路とされ、図4に示すように、モータ1、F
ET2、回転パルス発生手段3、回転パルス検出回路
4、積分回路5、過負荷検出回路6、速度設定回路7、
FET駆動回路8、リレー9、フリップフロップ回路1
0などから構成され、前記実施の形態1との相違点は、
過負荷検出回路6、速度設定回路7の基準値を可変する
基準値可変手段13を付加するようにした点である。
電動モータ制御回路は、前記実施の形態1と同様に、電
動芝刈り機や電動工具などの電動モータの回転数を制御
する制御回路とされ、図4に示すように、モータ1、F
ET2、回転パルス発生手段3、回転パルス検出回路
4、積分回路5、過負荷検出回路6、速度設定回路7、
FET駆動回路8、リレー9、フリップフロップ回路1
0などから構成され、前記実施の形態1との相違点は、
過負荷検出回路6、速度設定回路7の基準値を可変する
基準値可変手段13を付加するようにした点である。
【0051】すなわち、本実施の形態2においては、基
準値可変手段13により、過負荷検出回路6のプラス入
力の基準値電圧、速度設定回路7のプラス入力の基準値
電圧をそれぞれ任意の電圧値に変えることができるの
で、過負荷検出回路6の基準値電圧に対応するモータ1
の過負荷の条件を変更することができ、かつ速度設定回
路7の基準値電圧に対応するモータ1の回転数も変更す
ることができるようになっている。
準値可変手段13により、過負荷検出回路6のプラス入
力の基準値電圧、速度設定回路7のプラス入力の基準値
電圧をそれぞれ任意の電圧値に変えることができるの
で、過負荷検出回路6の基準値電圧に対応するモータ1
の過負荷の条件を変更することができ、かつ速度設定回
路7の基準値電圧に対応するモータ1の回転数も変更す
ることができるようになっている。
【0052】従って、本実施の形態2の電動モータ制御
回路によれば、前記実施の形態1と同様に、FET2を
小型化しながらも、モータ1に対して負荷に見合った駆
動電流を供給することができるとともに、特に過負荷検
出回路6、速度設定回路7の基準値を可変する基準値可
変手段13を付加することで、モータ1の回転数ならび
にモータ1の過負荷判別の条件となるモータ1の回転数
を簡単に設定変更することができる。
回路によれば、前記実施の形態1と同様に、FET2を
小型化しながらも、モータ1に対して負荷に見合った駆
動電流を供給することができるとともに、特に過負荷検
出回路6、速度設定回路7の基準値を可変する基準値可
変手段13を付加することで、モータ1の回転数ならび
にモータ1の過負荷判別の条件となるモータ1の回転数
を簡単に設定変更することができる。
【0053】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態1,2に基づき具体的に説明したが、本
発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいう
までもない。
明の実施の形態1,2に基づき具体的に説明したが、本
発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいう
までもない。
【0054】たとえば、前記実施の形態においては、6
個のブラシを有する6極のモータである場合について説
明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるもので
はなく、2個、4個、8個などの多数のブラシを有する
多極ブラシモータについても広く適用可能である。
個のブラシを有する6極のモータである場合について説
明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるもので
はなく、2個、4個、8個などの多数のブラシを有する
多極ブラシモータについても広く適用可能である。
【0055】また、前記実施の形態においては、負極ブ
ラシ側を通電したり、または通電を断って非通電とする
場合について説明したが、逆に正極ブラシ側を通電/非
通電とすることも可能であることはいうまでもない。
ラシ側を通電したり、または通電を断って非通電とする
場合について説明したが、逆に正極ブラシ側を通電/非
通電とすることも可能であることはいうまでもない。
【0056】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその属する技術分野である電動芝刈り
機や電動工具などに用いられるモータ制御回路に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、DCブラシモータを有する他の装置、機器などの
モータ制御回路についても広く適用可能である。
てなされた発明をその属する技術分野である電動芝刈り
機や電動工具などに用いられるモータ制御回路に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、DCブラシモータを有する他の装置、機器などの
モータ制御回路についても広く適用可能である。
【0057】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0058】(1).モータの回転数と設定回転とを比較し
て、モータへの通電回路に設けたスイッチ手段をON/
OFF制御するとともに、モータの回転数が予め設定さ
れた回転数より低いときはスイッチ手段に並列に設けた
バイパス手段をONに切り換えることで、高負荷時の大
電流はバイパス手段を介して流すことにより、スイッチ
手段としてFETなどの半導体素子を用いた場合でも、
この半導体スイッチを小型化しながらも、モータに対し
て負荷に見合った駆動電流を供給することが可能とな
る。
て、モータへの通電回路に設けたスイッチ手段をON/
OFF制御するとともに、モータの回転数が予め設定さ
れた回転数より低いときはスイッチ手段に並列に設けた
バイパス手段をONに切り換えることで、高負荷時の大
電流はバイパス手段を介して流すことにより、スイッチ
手段としてFETなどの半導体素子を用いた場合でも、
この半導体スイッチを小型化しながらも、モータに対し
て負荷に見合った駆動電流を供給することが可能とな
る。
【0059】また、負荷と直列に負荷電流を検出する手
段を設ける必要がないため、電力消費量を削減できる。
段を設ける必要がないため、電力消費量を削減できる。
【0060】(2).設定回転数可変手段を付加した場合に
は、モータの回転数ならびにモータの回転数で判別され
る過負荷条件を簡単に設定変更することが可能となる。
は、モータの回転数ならびにモータの回転数で判別され
る過負荷条件を簡単に設定変更することが可能となる。
【0061】(3).前記(1),(2) により、耐圧の大きな半
導体スイッチを用いることなく、ひいては装置を大型化
することなく高負荷時に充分な駆動電流を流すことがで
きるモータ制御回路を実現することが可能となる。
導体スイッチを用いることなく、ひいては装置を大型化
することなく高負荷時に充分な駆動電流を流すことがで
きるモータ制御回路を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1であるモータ制御回路を
電動芝刈り機や電動工具などに用いた電動モータ制御回
路の概略を示す構成図である。
電動芝刈り機や電動工具などに用いた電動モータ制御回
路の概略を示す構成図である。
【図2】本発明の実施の形態1であるモータ制御回路を
用いた電動モータ制御回路における起動時の制御を示す
タイミングチャートである。
用いた電動モータ制御回路における起動時の制御を示す
タイミングチャートである。
【図3】本発明の実施の形態1であるモータ制御回路を
用いた電動モータ制御回路における過負荷時の制御を示
すタイミングチャートである。
用いた電動モータ制御回路における過負荷時の制御を示
すタイミングチャートである。
【図4】本発明の実施の形態2であるモータ制御回路を
電動芝刈り機や電動工具などに用いた電動モータ制御回
路の概略を示す構成図である。
電動芝刈り機や電動工具などに用いた電動モータ制御回
路の概略を示す構成図である。
1 モータ 2 FET 3 回転パルス発生手段 4 回転パルス検出回路 5 積分回路 6 過負荷検出回路 7 速度設定回路 8 FET駆動回路 9 リレー 10 フリップフロップ回路 11 スイッチ 12 直流電源 13 基準値可変手段
フロントページの続き (72)発明者 樋田 直也 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 モータと、前記モータへの通電回路に設
けたスイッチ手段と、前記モータの回転数を検出する回
転数検出手段と、前記モータの回転数設定回路と、前記
回転数検出手段で検出されたモータ回転数と前記回転数
設定回路の設定回転数とを比較して前記スイッチ手段を
ON/OFF制御する制御手段と、前記スイッチ手段に
並列に設けたバイパス手段と、前記モータ回転数が所定
値以下の時に前記バイパス手段をONする通電切換手段
とを有することを特徴とするモータ制御回路。 - 【請求項2】 請求項1記載のモータ制御回路であっ
て、前記回転数設定回路の設定回転を可変する設定回転
数可変手段を付加することを特徴とするモータ制御回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9226882A JPH1169859A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | モータ制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9226882A JPH1169859A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | モータ制御回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1169859A true JPH1169859A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16852065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9226882A Pending JPH1169859A (ja) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | モータ制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1169859A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013150560A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kubota Corp | 電動トラクタ |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP9226882A patent/JPH1169859A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013150560A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kubota Corp | 電動トラクタ |
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---|---|---|---|
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