JPS644315Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電流制限機能を有する直流モータの速
度制御装置に関するものである。

さて、いわゆる、電子ガバナと称する直流モー
タの速度制御装置は、直流モータの回転速度に比
例して駆動コイルに発生する逆起電力と基準電圧
とを比較し、両者の差電圧によつて制御用トラン
ジスタを制御して直流モータの回転速度を一定に
保つ動作を実行する。

ところで、かかる電子ガバナを半導体集積回路
化するのに好適な回路構成が特願昭52−80817号
によりすでに提案されている。

第１図は、上記電子ガバナの回路構成の一例を
示すものである。

第１図において、コレクタが抵抗２を介して電
源端子３に接続され、エミツタが抵抗４を介して
接地されたトランジスタ５と、コレクタが共通接
続され被制御直流モータ１を介して前記電源端子
３に接続され、各エミツタがそれぞれ、同一の値
に設定された抵抗６，７，８を介して接地された
直流モータ駆動用トランジスタ９，１０，１１と
がベースを共通接続しカレントミラーを構成して
いる。

また、前記トランジスタ５のコレクタに一端が
接続された基準電圧源１２の他端に一方の入力端
子が接続され、他方の入力端子が前記トランジス
タ９，１０，１１のコレクタ共通接続点に接続さ
れ、出力端子が前記トランジスタ５および前記ト
ランジスタ９，１０，１１のベース共通接続点に
接続された比較器１３、ならびに前記基準電圧源
１２を定電流駆動するための定電流源１４、なら
びに前記トランジスタ５のコレクタと前記トラン
ジスタ９，１０，１１のコレクタ共通接続点との
間に接続された抵抗１５を具備している。

以上の構成からなる直流モータの速度制御装置
では、基準電圧源１２の基準電圧V_refと直流モー
タ１の逆起電力Eaとを比較することにより前記
直流モータ１の回転速度を一定にする制御動作が
実行される。

たとえば、外部負荷トルク等の影響によつて直
流モータ１の回転速度が低下した場合、次のよう
な回路動作がなされて回転速度を一定値まで高め
る制御がなされる。すなわち、直流モータ１の回
転速度が低下することにより逆起電力Eaが低下
し、直流モータ駆動用トランジスタ９，１０，１
１のコレクタ共通接続点の電位が高くなる。この
ため比較器１３の一方の入力電圧が高くなり、前
記比較器１３はトランジスタ５，９，１０，１１
へのベース電流供給量を増す方向に働く。したが
つて、前記直流モータ駆動用トランジスタ９，１
０，１１のコレクタ電流が増加するところとな
り、電機子電流Iaが増加して直流モ増タ１の回転
速度を高める方向の制御がなされる。

第１図の直流モータの速度制御装置において、
直流モータ１の逆起電力をEa、電機子電流をIa、
内部抵抗をRaとし、また基準電圧をV_ref、定電
流源の定電流をIr、カレントミラーを構成するト
ランジスタ５とトランジスタ９，１０，１１との
電流比をＫ、抵抗２の抵抗値をR_T、抵抗１５の
抵抗値をR_Sとすると、直流モータ１の回転速度
Ｎは、 Ｎ＝１／Ka〔V_ref｛１＋R_T／R_S（１＋１／Ｋ）｝ ＋Ia（R_T／Ｋ−Ra）＋R_TIr〕 …(1) として表わされる。なお、Kaは直流モータ１の
発電定数である。

さて、いま、前記直流モータ１の内部抵抗Ra
に対応して、抵抗２の抵抗値R_Tを R_T＝KRa …(2) に設定しておけば、第(1)式は Ｎ＝１／Ka〔V_ref｛１＋R_T／R_S （１＋１／Ｋ）｝＋R_TIr〕 …(3) となり、前記直流モータ１は電機子電流Iaすなわ
ち負荷トルクに影響されず、一定回転速度にな
る。

ところで、従来第１図に示されるような回路構
成からなる直流モータの速度制御装置において、
直流モータ１が長時間にわたるロツク状態などの
過負荷状態になつた場合、直流モータ１や速度制
御装置に過大電流が流れ破壊もしくは過度の発熱
によつて発煙、発火などを引き起す危険性があつ
た。

すなわち、直流モータ１がロツク状態になると
逆起電力Eaは零となり、直流モータ駆動用トラ
ンジスタ９，１０，１１のコレクタ共通接続点の
電位が高くなる。このため比較器１３の一方の入
力電圧が高くなり、前記比較器１３はトランジス
タ５，９，１０，１１へのベース電流供給量を増
大させ、前記直流モータ駆動用トランジスタ９，
１０，１１は最大の駆動電流を流すことになる。
そして、そのようなロツク状態などの過負荷状態
が長時間続くと、前記直流モータ１および駆動用
トランジスタ９，１０，１１が過大電流によつて
過熱し、場合によつては発煙、発火などを引き起
すことが考えられた。

本考案はこのような問題点を第１図における抵
抗２または抵抗２を構成する抵抗成分の端子電圧
を検出電圧とする電流制限回路を設け、その出力
電圧にて直流モータ駆動用トランジスタ９，１
０，１１の駆動電流を制限することにより解消す
ることを目的としたものである。

以下に本考案の実施例を第２図と共に説明する
が、第１図に示した素子と同様なものは同図番を
付して表わし、その説明はここでは省略する。

この第２図の実施例における電流制限回路１６
の回路構成を説明する。

まず、第１図における抵抗２を抵抗１７および
抵抗１８の直列回路に分ける。ここで、前記抵抗
１７と抵抗１８の値の和が前記第１図における抵
抗２の値R_Tに等しくなるようにする。そして、
前記抵抗１７と抵抗１８の接続点にPNPトラン
ジスタ１９のベースを接続し、そのトランジスタ
１９のエミツタは前記抵抗１７が接続されている
電源端子３に、またコレクタはNPNトランジス
タ２０のベースに接続されている。また、前記ト
ランジスタ２０のエミツタは接地され、コレクタ
はトランジスタ５および駆動用トランジスタ９，
１０，１１のベース共通接続点に接続されてい
る。さらに、前記トランジスタ２０のベース・エ
ミツタ間には抵抗２１が接続されている。

さて、このような回路構成において、直流モー
タがロツク状態などの過負荷状態になり、電機子
電流Iaが増加したとすると、それに伴ないIa／Ｋ
の電流が抵抗２に流れるので抵抗２の抵抗成分で
ある抵抗１７の端子電圧が増大する。そして、そ
の端子電圧がトランジスタ１９をターン・オンす
るのに十分な電圧になると、前記トランジスタ１
９にコレクタ電流が流れ、次いでトランジスタ２
０をターン・オンし、そのトランジスタ２０のコ
レクタ電流として前記トランジスタ５および駆動
用トランジスタ９，１０，１１のベース電流を分
流しオフ状態に移行させようとするので前記駆動
用トランジスタ９，１０，１１の駆動電流が制限
され、過大電流が流れるのを防止できる。

以上のように本考案によれば、この種の直流モ
ータの速度制御装置において、たとえ、直流モー
タがロツク状態などの過負荷状態が長く続いたと
しても直流モータや駆動用トランジスタに過大電
流が流れ破壊もしくは過度の発熱によつて発煙、
発火などを引き起すのを回避でき、安全性対策と
して大なる効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直流モータの速度制御装置の電
気回路図、第２図は本考案の実施例にかかる直流
モータの速度制御装置の電気回路図である。 １……直流モータ、２……第１の抵抗、３……
電源端子、５……第１のトランジスタ、９，１
０，１１……第２のトランジスタ、１２……基準
電圧源、１３……比較器、１６……電流制限回
路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 コレクタが第１の抵抗を介して電源端子に接続
   され、エミツタが接地された第１のトランジスタ
   と、ベースが前記第１のトランジスタのベースに
   共通接続され、コレクタが直流モータを介して前
   記電源端子に接続され、エミツタが接地された第
   ２のトランジスタと、前記電源端子の電圧から前
   記第１の抵抗の電圧降下分と基準電圧源の電圧の
   和を差し引いた電圧と、前記電源端子の電圧から
   前記直流モータに印加される電圧を差し引いた電
   圧とを比較し、その出力を前記第１および第２の
   トランジスタのベース共通接続点に帰還する比較
   器を有し、前記直流モータに流れる電流と前記第
   １の抵抗に流れる電流が常に比例するように動作
   することにより前記直流モータの回転速度を制御
   する手段を備えるとともに、前記第１の抵抗また
   は前記第１の抵抗の一部を構成する抵抗成分の電
   圧降下として前記直流モータに流れる電流に比例
   した電流を検出し、 該電圧降下がベース・エミツタ間に印加される
   第３のトランジスタと、 ベースが前記第３のトランジスタのコレクタに
   接続され、エミツタが接地され、コレクタが前記
   第１および第２のトランジスタのベース共通接続
   点に接続された第４のトランジスタを具備し、 前記電圧降下が前記第３のトランジスタのベー
   ス・エミツタ間閾値電圧を超えると、前記第３お
   よび第４のトランジスタをオン状態に移行させる
   ことにより、前記第１および第２のトランジスタ
   をオフ状態に移行させる電流制限回路を備えたモ
   ータの速度制御装置。