JPS6222355B2 - - Google Patents
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- JPS6222355B2 JPS6222355B2 JP55146044A JP14604480A JPS6222355B2 JP S6222355 B2 JPS6222355 B2 JP S6222355B2 JP 55146044 A JP55146044 A JP 55146044A JP 14604480 A JP14604480 A JP 14604480A JP S6222355 B2 JPS6222355 B2 JP S6222355B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
- H02P7/291—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation with on-off control between two set points, e.g. controlling by hysteresis
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、速度制御すべき直流電動機の電機子
をブリツジ回路の一辺に含ませ、該ブリツジ回路
への給電を制御することによつて電動機の回転を
制御する速度制御回路を提供しようとするもので
あり、以下図面を参照して詳細に説明する。Detailed Description of the Invention The present invention provides speed control in which the armature of a DC motor whose speed is to be controlled is included in one side of a bridge circuit, and the rotation of the motor is controlled by controlling the power supply to the bridge circuit. The present invention is intended to provide a circuit, which will be described in detail below with reference to the drawings.
図示した回路は、本発明の一実施例であり、同
図において１は抵抗２，３，４及び電動機の電機
子５より構成されたブリツジ回路、６は直流電
源、７は該直流電源６から前記ブリツジ回路１へ
の電流供給を制御するべく電流供給内にコレク
タ・エミツタ路が接続されている給電制御用トラ
ンジスター、８は該給電制御用トランジスター７
から前記ブリツジ回路１への電流供給路内に挿入
接続されたコイル、９は前記電機子５に並列に接
続されているコンデンサーである。１０はエミツ
タがブリツジ回路１の不平衡電圧検出端子ｂに接
続されていると共にベースが他方の不平衡電圧検
出端子ｃに接続された検出力トランジスターであ
り、そのコレクタは抵抗１１を介して接地されて
いる。１２は前記検出用トランジスター１０のコ
レクタに抵抗１３を介してベースが接続されてい
ると共にエミツタが接地されている第１制御トラ
ンジスターであり、そのコレクタは抵抗１４を介
して前記直流電源６に接続されている。１５は、
前記第１制御トランジスター１２のコレクタにベ
ースが接続されていると共にエミツタが接地され
ている第２制御トランジスターであり、そのコレ
クタは抵抗１６を介して前記給電制御用トランジ
スター７のベースに接続されている。１７はリツ
プルを除去するために設けられた平滑コンデンサ
ーであり、前記コイル８のブリツジ回路１側と接
地間に接続されている。また該コイル８の直流電
源６側と接地間には該直流電源６に対して逆極性
になるようにダイオード１８が接続されている。 The illustrated circuit is an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a bridge circuit composed of resistors 2, 3, 4 and an armature 5 of a motor, 6 is a DC power source, and 7 is a bridge circuit from the DC power source 6. A power supply control transistor 8 has a collector-emitter path connected in the current supply to control the current supply to the bridge circuit 1 ; 8 is the power supply control transistor 7;
A coil 9 is inserted and connected in the current supply path from the bridge circuit 1 to the bridge circuit 1, and a capacitor 9 is connected in parallel to the armature 5. 10 is a detection power transistor whose emitter is connected to the unbalanced voltage detection terminal b of the bridge circuit 1 and whose base is connected to the other unbalanced voltage detection terminal c, and whose collector is grounded through the resistor 11. ing. Reference numeral 12 denotes a first control transistor whose base is connected to the collector of the detection transistor 10 via a resistor 13 and whose emitter is grounded, and whose collector is connected to the DC power supply 6 via a resistor 14. ing. 15 is
A second control transistor whose base is connected to the collector of the first control transistor 12 and whose emitter is grounded, and whose collector is connected to the base of the power supply control transistor 7 via a resistor 16. . A smoothing capacitor 17 is provided to remove ripples, and is connected between the bridge circuit 1 side of the coil 8 and ground. Further, a diode 18 is connected between the DC power source 6 side of the coil 8 and ground so as to have a polarity opposite to the DC power source 6.
以上の如く本発明の速度制御回路は構成されて
おり、次に斯かる回路の動作について説明する。
ブリツジ回路１を構成する抵抗２，３及び４の値
を夫々R1、R2、R3、電動機の直流抵抗をRa、定
格回転数における逆起電圧をE0、検出用トラン
ジスター１０のベース・エミツタ間電圧をＶBEと
すると、
E0＝Ｒ２＋Ｒ３／Ｒ２ＶBE
となり、また
RaR2＞R1R3
となるように抵抗２，３及び４の値を設定する。 The speed control circuit of the present invention is constructed as described above, and the operation of this circuit will now be described.
The values of the resistors 2, 3, and 4 constituting the bridge circuit 1 are respectively R 1 , R 2 , and R 3 , the DC resistance of the motor is Ra, the back electromotive force at the rated rotation speed is E 0 , and the base of the detection transistor 10 is When the emitter-to-emitter voltage is VBE , E 0 =R 2 +R 3 /R 2 VBE , and the values of resistors 2, 3, and 4 are set so that RaR 2 >R 1 R 3 .
直流電源６より電圧Vsが供給されると抵抗１
４を通して第２制御トランジスター１５にバイア
ス電流が流れ、該第２制御トランジスター１５が
オン状態に反転するため、その反転動作に伴なつ
て給電制御用トランジスター７がオン状態に反転
する。該給電制御用トランジスター７がオン状態
に反転すると該給電制御用トランジスター７のコ
レクタよりコイル８を通してブリツジ回路１に電
流Isが供給される。電動機の回転数が低いときに
は逆起電圧Ｅが小さいため検出用トランジスター
１０はオフ状態にあり、それ故第１制御トランジ
スター１２がオフ、第２制御トランジスター１５
及び給電制御用トランジスター７がオン状態とな
り、ブリツジ回路１に電流が供給される。斯かる
状態より電動機の回転数が上昇するとその上昇に
伴なつて逆起電圧Ｅが増大し、その逆起電圧Ｅが
所定値を越えるとオフ状態にあつた検出用トラン
ジスター１０が能動領域における導通状態に移行
する。その結果該検出用トランジスター１０のコ
レクタタよりベースバイアスが与えられる第１制
御トランジスター１２がオン状態となり、第２制
御トランジスター１５をオフ状態にせしめる。該
第２制御トランジスター１５がオフ状態になると
該第２制御トランジスター１５によつて制御され
る給電制御用トランジスター７がオフ状態とな
り、ブリツジ回路１への電流Isが零になる。該給
電制御用トランジスター７がオフ状態に反転する
とコイル８に誘起電力が発生し、この誘起電力に
よつてダイオード１８を通してブリツジ回路１に
電流が流れる。このダイオード１８に流れる電流
をIfとし、ブリツジ回路１に流れる電流をIbとす
ると、Ibは、
Ib＝Is＋If
となる。給電制御用トランジスター７がオフにな
るとブリツジ回路１の給電端子ａの電位Vaは、
コイル８、平滑コンデンサー１７及びブリツジ回
路１の負荷によつて決定される曲線で降下する。
不平衡電圧検出端子ｃの電位Vcは、給電端子ａ
に対して、
Vc＝Ｒ３／Ｒ２＋Ｒ３Va
なる関係のもとに降下するが、不平衡電圧検出端
子ｂの電位Vbはコンデンサー９の充電電荷によ
りその降下が遅延せしめられる。それ故その間検
出用トランジスター１０は深くバイアスされた状
態に保持される。そして前記コンデンサー９に充
電されていた電荷が放電されると不平衡電圧検出
端子ｂの電位が降下するため深くバイアスされて
いた検出用トランジスター１０が浅くバイアスさ
れた状態に移行する。該検出用トランジスター１
０が浅くバイアスされた状態に移行すると第１制
御トランジスター１２へのバイアス電流が減少
し、該第１制御トランジスター１２がオフ状態に
反転するので第２制御トランジスター１５はオン
状態に反転せしめられる。その結果給電制御用ト
ランジスター７がオン状態となり、該トランジス
ター７を通して直流電源６よりブリツジ回路１に
電流Isが供給される。斯かる動作により給電端子
ａの電位Vaは再び上昇するが不平衡電圧検出端
子ｂの電位Vbはコンデンサー９によつてその上
昇が遅延せしめられる。従つて、その間検出用ト
ランジスター１０は浅くバイアスされた状態にあ
るが前記不平衡電圧検出端子ｂの電位Vbが所定
値まで上昇すると該検出用トランジスター１０は
再び深くバイアスされた状態になる。前記給電端
子ａの電位Vaの変化と検出用トランジスター１
０のバイアス点は次のように計算される。 When voltage Vs is supplied from DC power supply 6, resistance 1
A bias current flows through the second control transistor 15 through the second control transistor 15, and the second control transistor 15 is inverted to the on state, so that the power supply control transistor 7 is inverted to the on state along with the inversion operation. When the power supply control transistor 7 is turned on, a current Is is supplied from the collector of the power supply control transistor 7 to the bridge circuit 1 through the coil 8. When the rotational speed of the motor is low, the back electromotive force E is small, so the detection transistor 10 is in an off state, so the first control transistor 12 is off and the second control transistor 15 is off.
Then, the power supply control transistor 7 is turned on, and current is supplied to the bridge circuit 1 . When the rotational speed of the motor increases from this state, the back electromotive force E increases with the increase, and when the back electromotive force E exceeds a predetermined value, the detection transistor 10, which was in the off state, becomes conductive in the active region. transition to state. As a result, the first control transistor 12 to which the base bias is applied from the collector of the detection transistor 10 is turned on, and the second control transistor 15 is turned off. When the second control transistor 15 is turned off, the power supply control transistor 7 controlled by the second control transistor 15 is turned off, and the current Is to the bridge circuit 1 becomes zero. When the power supply control transistor 7 is turned off, induced power is generated in the coil 8, and current flows into the bridge circuit 1 through the diode 18 due to the induced power. If the current flowing through the diode 18 is If, and the current flowing through the bridge circuit 1 is Ib, Ib=Is+If. When the power supply control transistor 7 is turned off, the potential Va of the power supply terminal a of the bridge circuit 1 is
It falls along a curve determined by the loads of the coil 8, smoothing capacitor 17 and bridge circuit 1 .
The potential Vc of the unbalanced voltage detection terminal c is the same as the potential Vc of the unbalanced voltage detection terminal c.
However, the potential Vb at the unbalanced voltage detection terminal b is delayed in its fall by the charge in the capacitor 9 . The detection transistor 10 is therefore kept deeply biased during this time. When the charge stored in the capacitor 9 is discharged, the potential of the unbalanced voltage detection terminal b drops, so that the detection transistor 10, which had been deeply biased, shifts to a shallowly biased state. The detection transistor 1
When 0 shifts to a shallowly biased state, the bias current to the first control transistor 12 decreases, and the first control transistor 12 is turned off, so that the second control transistor 15 is turned on. As a result, the power supply control transistor 7 is turned on, and a current Is is supplied to the bridge circuit 1 from the DC power supply 6 through the transistor 7. Due to this operation, the potential Va at the power supply terminal a rises again, but the rise of the potential Vb at the unbalanced voltage detection terminal b is delayed by the capacitor 9. Therefore, during that time, the detection transistor 10 is in a shallowly biased state, but when the potential Vb of the unbalanced voltage detection terminal b rises to a predetermined value, the detection transistor 10 becomes deeply biased again. Changes in the potential Va of the power supply terminal a and the detection transistor 1
The zero bias point is calculated as follows.
Vc＝Ｒ３／Ｒ２＋Ｒ３Va
Vb＝Ｒａ／Ｒａ＋Ｒ１（Va−E0）＋E0＝Ｒａ／Ｒａ＋Ｒ
１Va
＋Ｒ１／Ｒａ＋Ｒ１E0
検出用トランジスター１０のＶBEは
ＶBE＝Vb−Vc
であるから
ＶBE＝ＲａＲ２−Ｒ１Ｒ３／（Ｒａ＋Ｒ１）（Ｒ２＋Ｒ
３）Va＋Ｒ１／Ｒａ＋Ｒ１E0
となる。斯かる式より明らかなように検出用トラ
ンジスター１０のバイアス点は給電端子ａに印加
される信号のリツプルにより変化することにな
る。ここで
RaR2−R1R3＞０
とすると前述した検出用トランジスター１０のバ
イアス変化動作に伴なつて給電制御用トランジス
ター７がオン・オフ動作することになるので発振
動作が維持される。 Vc= R3 / R2 + R3 Va Vb=Ra/Ra+ R1 (Va- E0 )+ E0 =Ra/Ra+R
1 Va +R 1 /Ra + R 1 E Since the V BE of the detection transistor 10 is V BE = Vb - Vc, V BE = RaR 2 - R 1 R 3 / (Ra + R 1 ) (R 2 + R
3 ) Va+R 1 /Ra+R 1 E 0 . As is clear from this equation, the bias point of the detection transistor 10 changes depending on the ripple of the signal applied to the power supply terminal a. Here, if RaR 2 -R 1 R 3 >0, the power supply control transistor 7 will turn on and off in conjunction with the aforementioned bias change operation of the detection transistor 10, so that the oscillation operation will be maintained.
斯かる回路において、発振動作は行なわれるが
その発振周波数は、コイル８、コンデンサー９及
び１７によつて決定され、その周波数は電動機の
整流波形に比較して十分大きくなるように、また
コイルの振動を考慮して20K〜100KHzに選ばれ
る。 In such a circuit, an oscillation operation is performed, and the oscillation frequency is determined by the coil 8 and the capacitors 9 and 17, and the oscillation frequency is determined so that the frequency is sufficiently large compared to the rectified waveform of the motor, and the vibration of the coil is The frequency is selected between 20K and 100KHz.
また直流的には従来のブリツジ回路の制御動作
が行なわれ検出用トランジスター１０は電動機の
負荷電流に関係なく逆起電圧E0を一定にするべ
く作用し、そして給電制御用トランジスター７の
オン・オフ動作によつてブリツジ回路１の給電端
子ａに適当な電圧Vaが与えられる。斯かる動作
によつて電動機の回転駆動は行なわれるが直流電
源６からの電流供給は給電制御用トランジスター
７のオン・オフによつて周期的に行なわれるため
消費電流が少なくなり、電流電源６として使用さ
れる電池の寿命を大幅に改善することが出来る。 In addition, in terms of direct current, the conventional bridge circuit control operation is performed, and the detection transistor 10 acts to keep the back electromotive force E 0 constant regardless of the motor load current, and the power supply control transistor 7 is turned on and off. By the operation, an appropriate voltage Va is applied to the power supply terminal a of the bridge circuit 1 . Although the motor is rotationally driven by such an operation, the current supply from the DC power source 6 is performed periodically by turning on and off the power supply control transistor 7, so the current consumption is reduced, and the current supply 6 is used as the current power source 6. The lifespan of the batteries used can be significantly improved.
尚本実施例では検出用トランジスター１０及び
給電制御用トランジスター７としてPNP型のトラ
ンジスターを使用し、第１制御用トランジスター
１２及び第２制御用トランジスター１５として
NPN型のトランジスターを使用した場合につい
て説明したが逆導電型のトランジスターを使用し
て構成することは勿論可能である。 In this embodiment, PNP transistors are used as the detection transistor 10 and the power supply control transistor 7, and as the first control transistor 12 and the second control transistor 15.
Although the case where an NPN type transistor is used has been described, it is of course possible to use a reverse conductivity type transistor.
以上に説明したように本発明の速度制御回路
は、電動機の電機子が一辺に含まれたブリツジ回
路と直流電源との間にコレクタ・エミツタ路が接
続されている給電制御用トランジスターをオン・
オフ動作せしめることによつて電流電源からの電
流をブリツジ回路に供給するようにしたので消費
電流を少なくすることが出来、電源として使用さ
れる電池の寿命を長くすることが出来るという利
点を有している。また、ブリツジ回路の不平衡電
圧を検出する検出用トランジスターによつてオ
ン・オフ動作せしめられると共に給電制御用トラ
ンジスターをオン・オフ動作せしめるべく設けら
れている制御トランジスターのベース電流を該給
電制御用トランジスターの直流電源側より供給す
るようにしたので電源投入時前記給電制御用トラ
ンジスターをオン状態にせしめる起動手段として
該制御トランジスターが動作することになり、本
発明の速度制御回路は起動特性が優れているもの
である。更に、本発明は、ブリツジ回路への電流
供給を制御するべく設けられている給電制御用ト
ランジスターのバイアス電流をブリツジ回路を介
することなく流すようにしたので電動機の速度制
御動作を行なう場合に重要な働きを成すブリツジ
回路に対して何等悪影響を与えることなく回路設
計を従来一般に行なわれているブリツジ回路と同
様に行なうことが出来、その効果は非常に大きな
ものである。 As explained above, the speed control circuit of the present invention turns on and off the power supply control transistor whose collector-emitter path is connected between the bridge circuit, in which the armature of the motor is included, and the DC power supply.
By turning it off, current from the current power source is supplied to the bridge circuit, which has the advantage of reducing current consumption and extending the life of the battery used as a power source. ing. In addition, the base current of a control transistor provided to turn on and off the power supply control transistor, which is turned on and off by the detection transistor that detects the unbalanced voltage of the bridge circuit, is transferred to the power supply control transistor. Since the control transistor is supplied from the DC power supply side of the power source, the control transistor operates as a starting means to turn on the power supply control transistor when the power is turned on, and the speed control circuit of the present invention has excellent starting characteristics. It is something. Furthermore, the present invention allows the bias current of the power supply control transistor provided to control the current supply to the bridge circuit to flow without going through the bridge circuit, which is important when controlling the speed of the motor. The circuit design can be carried out in the same manner as conventional bridge circuits without any adverse effect on the bridge circuit that functions, and the effect is very large.
図示した回路は、本発明の速度制御回路の一実
施例である。
主な図番の説明、１……ブリツジ回路、５……
電機子、６……直流電源、７……給電制御用トラ
ンジスター、８……コイル、１０……検出用トラ
ンジスター、１２……第１制御トランジスター、
１５……第２制御トランジスター、１８……ダイ
オード。
The illustrated circuit is one embodiment of the speed control circuit of the present invention. Explanation of main drawing numbers, 1 ...Bridge circuit, 5...
Armature, 6... DC power supply, 7... Power supply control transistor, 8... Coil, 10... Detection transistor, 12... First control transistor,
15...second control transistor, 18...diode.
Claims (1)
れたブリツジ回路と、該ブリツジ回路と直流電源
との間にコレクタ・エミツタ路が接続されている
と共に該ブリツジ回路への電流供給を制御する給
電制御用トランジスターと、該給電制御用トラン
ジスターから前記ブリツジ回路への電流供給路内
に挿入接続されたインダクタンス素子と、前記ブ
リツジ回路の不平衡電圧を検出する検出用トラン
ジスターと、該検出用トランジスターによつてオ
ン・オフ動作せしめられる第１制御トランジスタ
ーと、該第１制御トランジスターによつてオン・
オフ動作せしめられると共に前記給電制御用トラ
ンジスターをオン・オフ動作せしめ、且つベース
電流が該給電制御用トランジスターの直流電源側
より供給される第２制御トランジスターと、前記
給電制御用トランジスターがオン状態よりオフ状
態に反転したとき前記インダクタンス素子に生じ
る誘起電力を前記ブリツジ回路に供給するべく接
続されたダイオードとより成り、前記第２制御ト
ランジスターを起動手段として使用すると共に前
記給電制御用トランジスターのバイアス電流を前
記ブリツジ回路を介することなく流すようにした
ことを特徴とする直流電動機の速度制御回路。1. A bridge circuit in which one side includes the armature of a motor whose speed is to be controlled, a collector-emitter path connected between the bridge circuit and a DC power supply, and a power supply for controlling the current supply to the bridge circuit. A control transistor, an inductance element inserted and connected in a current supply path from the power supply control transistor to the bridge circuit, a detection transistor for detecting unbalanced voltage of the bridge circuit, and a detection transistor configured to detect an unbalanced voltage of the bridge circuit. a first control transistor that is turned on and off by the first control transistor;
a second control transistor that is turned off and turns on and off the power supply control transistor, and whose base current is supplied from the DC power supply side of the power supply control transistor; and a diode connected to supply the induced power generated in the inductance element to the bridge circuit when the state is reversed, and the second control transistor is used as a starting means and the bias current of the power supply control transistor is controlled by the second control transistor. A speed control circuit for a DC motor, characterized in that the current flows without passing through a bridge circuit.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146044A JPS5771283A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Speed control circuit for dc motor |
| US06/310,066 US4427931A (en) | 1980-10-17 | 1981-10-09 | Speed control apparatus for direct current motor |
| FR8119409A FR2492607A1 (en) | 1980-10-17 | 1981-10-15 | SPEED CONTROL DEVICE FOR A CONTINUOUS CURRENT MOTOR |
| DE3141190A DE3141190C2 (en) | 1980-10-17 | 1981-10-16 | Circuit arrangement for regulating the speed of a DC motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146044A JPS5771283A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Speed control circuit for dc motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5771283A JPS5771283A (en) | 1982-05-04 |
| JPS6222355B2 true JPS6222355B2 (en) | 1987-05-18 |
Family
ID=15398828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55146044A Granted JPS5771283A (en) | 1980-10-17 | 1980-10-17 | Speed control circuit for dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5771283A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917882A (en) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Speed control circuit for dc motor |
| JPS5963993A (en) * | 1982-10-05 | 1984-04-11 | Secoh Giken Inc | Bridge servo circuit by chopper control |
-
1980
- 1980-10-17 JP JP55146044A patent/JPS5771283A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5771283A (en) | 1982-05-04 |
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