DCモータの負荷を加えた時のロック状態の解決方法

質問

私は現在倒立振子の制御システムの構築を行っています。
今はDCサーボモータのトルク制御のドライバー回路と装置の製作を行っています。
制御法はレール上の台車の上に振子をおき、台車をワイヤーを介して左右に動かし制御しようとするものです（リフトの要領）。
DCサーボモータは24V49Wのものを使っています。
電源は持ち合わせの12V17AのATX電源と18V6Aの安定化電源の2台です。
トルク制御なのでオペアンプとパワートランジスタを使った定電流回路を構成しました。
またコンプリメンタリ・シンメトリ回路で正逆転も組み込みました。
ドライバー回路もできたのでモータに接続したところ、無負荷状態では正逆転も電流制御もできたのですが、実験装置に組み込み、ワイヤーを張り、動かしてみたところモータは完全に動かず。
しかし、上記のATX電源に直接接続したところ、ものすごい勢いで動きました。
これはドライバー回路か電源に何か問題があるのでしょうか。
ちなみにモータの周辺の回路は電源→パワートランジスタ（エミッタ接地）→モータ→抵抗→GNDの直列接続です。
オペアンプは入力信号を増幅しパワートランジスタにベース接続しています。
回答よろしくお願いします。

回答No.2

lumiheart

無負荷でモータが回り、負荷を掛けたら回らないなら
駆動電流が足りない

要するにサーボドライバ回路の設計がおかしい
さもなくば製作した回路が設計と違ってる

恐らく、モータ電流は数百ｍＡ程度しか流れて居ない
（要するに無負荷駆動電流程度しか流れていない）

>無負荷状態では正逆転も電流制御もできたのですが、
電流制御はどうやって確認しまたか？
無負荷回転数はほぼ電流に比例して増減するはずですが確認しましたか？

単体で無負荷で駆動して何ＲＰＭまで回せるのか？（最大定格まで回転可能か？）
負荷を少し与えて電流変化を実測してみる
小型モータだからモータ軸を指でつまんでみるだけでも簡易的な負荷試験にはなる

本来なら動力計が必要なのですが恐らく用意する事は不可能でしょうから
簡易的に動力計を自作してみるか？
難しく考える事は無い
モータ軸に適当なプーリを直結して適当な重さの重りを糸に結んで巻き上げるだけ
プーリ径と負荷重量と巻き上げ速度、モータ電流を実測するだけでモータ出力は計算できる
http://home.catv.ne.jp/hh/toku/jdsgn/torqu/torqu.htm
http://catalog.nidec-servo.com/products/pdf/soliton15.pdf

お礼

回答ありがとうございます。
電流制御は軽負荷を加えた時に計測しました。

回路は定電流回路を応用したものです。
おっしゃるとおり駆動電流が足りないのかもしれません。

駆動電流を中心に回路を見直してみます

回答No.1

hs001120

アドバイスですが、使用部品、回路の情報は中途半端に伏せない事をお勧めします。

回路、装置がうまく動かず、自力で問題点の判断に行き詰まった場合、大抵は
・ある部分について自分では問題ないと思っている。問題ないと思っているから書かない。
・ある部分について自分では関係ないと思っている。関係ないと思っているから書かない。
その書いてない部分(必要な確認事項だと認識していない点)にこそ、問題があるものです。

例えば、モーターですがどこのメーカーのどの型式のモーターでしょう?
モーターの仕様は確認されましたでしょうか?

一例としてサーボモータ、24V、50Wの例ですが、商品の説明をみれば
http://www.maxonjapan.co.jp/products/datasheets/199.pdf
無負荷電流　0.351A
最大連続電流　2.65A
起動電流　45.8A
ryupioneerさんの使われている、DCサーボモータ24V49Wのものが
この様なものなら、18Vで使う場合、無負荷時・軽負荷時は良いとしても、負荷がかかった状態からの起動には
18V6Aでは全く電流不足である可能性があります。

補足

説明不足で申し訳ありません。
トランジスタは2SC1881と2SA1931のコンプリメンタリを使用しています。
抵抗は2W1Ωの炭素皮膜抵抗を使用しています。
オペアンプはTA75458Pを使用しています。
モータは日本サーボのDSE55BE50-153を使用しています。

基本的にはコンプリメンタリシンメトリ回路なのですが
上記の抵抗をモータに直列でつなげて、コンプリメンタリの８の字の共通部分にいれてあります。そしてその抵抗にかかる電位（GNDからの）をオペアンプの反転部分につなげてあります。
また入力電圧を非反転部分につなげており、非反転増幅回路にしてあります。