JP2006158177A - Motor speed control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OA機器の騒音対策を目的としたモータ速度制御回路ならびにこれを搭載するモータに関するものである。 The present invention relates to a motor speed control circuit for the purpose of noise countermeasures for OA equipment and a motor equipped with the same.
従来、モータの速度制御は実際の回転速度と設定目標速度とを比較し、その誤差が零となるようにフィードバック制御され、この時前述のフィードバック制御系のゲインや積分量は制御すべき回転数や負荷に応じ、応答性や回転ムラが最適値になるように設定され一般的に回転ムラを小さくするためにはゲインを小さくしたり積分量を大きくするように設定し、逆に応答性を高めるためにはゲインを大きくしたり積分量を小さくするように設定される。 Conventionally, the speed control of the motor is compared with the actual rotational speed and the set target speed, and feedback control is performed so that the error becomes zero. At this time, the gain and integral amount of the feedback control system described above are the rotational speed to be controlled. Depending on the load and the load, the response and rotation unevenness are set to the optimum values.In general, to reduce the rotation unevenness, the gain is set to be small or the integral amount is set to be large. In order to increase the gain, the gain is increased or the integral amount is decreased.
図7に周知のモータ速度制御回路の構成を示す。図7において、Lowアクティブの加速指令信号101とLowアクティブの減速指令信号102とを速度指令信号発生手段103に入力し、その出力である速度指令信号104を第1の抵抗105を介してオペアンプ106の反転入力側に入力する。オペアンプ106の出力側と反転入力側の間には、第2の抵抗107とコンデンサ108とを直列接続したものを接続している。また、トルク指令信号109はHigh電圧でモータが加速指令信号となり、Low電圧では減速指令信号となるように構成されている。
FIG. 7 shows a configuration of a known motor speed control circuit. In FIG. 7, a low active
周知のモータ速度制御回路において、モータ起動時から目標回転数へ引き込むまでの動作を図8によって説明する。図8は、周知のモータ速度制御回路によるモータ起動時における加速指令信号101と減速指令信号102、トルク指令信号109を示す波形図である。
In a known motor speed control circuit, the operation from the start of the motor to the drawing to the target rotational speed will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a waveform diagram showing an
図7に示す周知のモータ速度制御回路では、モータを起動させると図8の区間Aにあるように、長期間加速指令信号101が速度指令信号発生手段103に入力され、オペアンプ106からトルク指令信号109としてフル加速トルク指令信号が出力される。その結果、コンデンサ108への充電が行われるが、DC的な電圧に対しては無限大の抵抗値を持つのでオペアンプ106のイマジナリーショートは崩れてしまう。その後、目標回転数を大幅に上回り次ステップとして、図8の区間Bにあるように長期間減速指令信号102が速度指令信号発生手段103へ入力される。そうすると、オペアンプ106からトルク指令信号109としてフル減速トルク指令信号が出力される。そして、オペアンプ106のイマジナリーショートは崩れており、今度は目標回転数を下回ってしまう。その結果、図8の区間Cにあるように再度加速指令信号101が速度指令信号発生手段103に入力され、オペアンプ106からトルク指令信号109として再度加速トルク指令信号が出力され、ようやく目標回転数に引き込まれる。つまり、イマジナリーショートが崩れることによって、図8の区間DおよびEにあるようにフル減速トルク指令信号と再加速指令信号による急峻な変化を持つ電流がモータのコイルに流れ込み、その結果モータが振動し異音として現れてしまう。
In the known motor speed control circuit shown in FIG. 7, when the motor is started, a long-term
この課題を解決する一つの方法として、上記オペアンプ106の出力側と反転入力側の間の両端電圧をクランプする構成が提案されている(例えば特許文献1参照)。
As one method for solving this problem, a configuration has been proposed in which the voltage between both ends between the output side and the inverting input side of the
図9(a)に上記特許文献1に記載された従来のモータ速度制御回路の構成を示す。図9(a)において、Lowアクティブの加速指令信号110とLowアクティブの減速指令信号111とを速度指令信号発生手段112に入力し、その出力である速度指令信号1
13を第1の抵抗114を介してオペアンプ115の反転入力側に入力する。オペアンプ115の出力端子と反転入力端子の間には、第2の抵抗116とコンデンサ117とを直列に接続し、かつ両端に並列に第3のダイオード118と第4のダイオード119が接続され、前記オペアンプ115の出力端子と前記第3のダイオード118のアノード側及び前記第4のダイオード119のカソード側が接続された構成としている。この従来のモータ速度制御回路において、モータ起動時から目標回転数への引き込み、また、モータ定常回転時の動作を、それぞれ図10、図11によって説明する。
FIG. 9A shows a configuration of a conventional motor speed control circuit described in
13 is input to the inverting input side of the
図10は、従来のモータ速度制御回路によるモータ起動時における加速指令信号110と減速指令信号111、トルク指令信号120を示す波形図である。図11は、従来のモータ速度制御回路によるモータ定常回転時におけるコイル電流121と、ダイオードのクランプ電圧122と、モータ定常回転時のトルク指令信号123を示す波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing an
図9(a)に示す従来のモータ速度制御回路では、モータを起動させると図10の区間Fにあるように長期間加速指令信号110が速度指令信号発生手段112に入力され、オペアンプ115からトルク指令信号120としてフル加速トルク指令信号が出力される。オペアンプ115の出力端子の電位が上昇することで第3のダイオード118がオン状態になり、第3のダイオード118と第2の抵抗116により電流が流れ、速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号113に対しイマジナリーショート状態を保ち続けることで、オペアンプ115の出力電圧に対する応答性が向上し、アンダーシュート量を抑制できる。その後、目標回転数を若干上回り次ステップとして、図10の区間Gにあるように長期間減速指令信号111が速度指令信号発生手段112へ入力される。その結果、オペアンプ115からトルク指令信号120としてフル減速トルク指令信号が出力される。この時、第4のダイオード119によりオペアンプ115の出力電圧は、基準電圧出力手段124から出力された電圧を約0.7V下回った電圧でクランプされアンダーシュート量を抑制することができる。その結果、目標回転数の下回る量は抑制され速やかに目標回転数に引き込み、図10の区間Hに示す波形から判断できるようにモータの異音が解消できる。
In the conventional motor speed control circuit shown in FIG. 9A, when the motor is started, a long-term
また、図9(b)に示すように、第3のダイオード125と第4のダイオード126をコンデンサ117に並列に、第3のダイオード125のアノードと、第4のダイオード126のカソードをオペアンプ115の出力端子に接続した構成も、本課題を解決する他の方法として提案されている(例えば特許文献2参照)。
Further, as shown in FIG. 9B, the
上記、図9(b)に示す構成としても、先述した図9(a)に示す構成とほぼ同様の効果が得られる。
しかしながら、上記従来のモータ速度制御回路構成では、図11にあるモータ定常回転時におけるトルク指令信号123の電圧レベルが第3のダイオード118のクランプ電圧122である約0.7Vを越えた瞬間に第3のダイオード118がオン状態になり、第3のダイオード118がオンすることで、第3のダイオード118と第2の抵抗116を介して電流が流れ、オペアンプ115の出力電圧を即座にフィードバックし、オペアンプ115の反転入力端子の電圧が高くなる。その結果、次の状態としてオペアンプ115の出力電圧が低くなり第3のダイオード118がオフ状態になる。つまりオペアンプ115の出力電圧に対して、クランプ手段を動作または非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが不可能であるため、図11のモータ定常回転時におけるトルク指令信号123の
リップルが発生し、モータ定常回転時におけるコイル電流121がモータコイルに流入する事で回転ムラが発生していた。
However, in the conventional motor speed control circuit configuration described above, at the moment when the voltage level of the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり動作および非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能であるクランプ手段を構成したもので、オペアンプの出力電圧によらず、モータ起動時の特性を損なわず目標回転数に滑らかに引き込み、異音を除去し、モータ定常回転時のトルク指令信号のリップルによる回転ムラ特性等の制御性を損なうことのないシンプルなモータ速度制御回路を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and constitutes a clamping means capable of arbitrarily setting a clamp voltage to be operated and deactivated, regardless of an output voltage of an operational amplifier. A simple motor speed control circuit that smoothly pulls in the target rotation speed without losing characteristics at startup, eliminates abnormal noise, and does not impair controllability such as uneven rotation characteristics due to torque command signal ripple during steady motor rotation The purpose is to provide.
上記課題を解決するために本発明は、基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、外部からの速度指令信号を入力しトルク指令信号を出力するトルク制御手段と、前記トルク指令信号を入力しモータを駆動するドライブ手段とを具備し、前記トルク制御手段は出力端子が前記ドライブ手段に接続され、前記基準電圧出力手段の出力が第一の入力端子に接続されたオペアンプと、速度指令信号と前記オペアンプの第2の入力端子に接続された第1の抵抗と、前記オペアンプの第2の入力端子と出力端子に並列接続され、第2の抵抗とコンデンサとの直列接続により構成された制御フィルタ手段と、前記制御フィルタ手段に並列に接続され、クランプ電圧を任意に設定可能なクランプ手段とにより構成されたことを特徴とするモータ速度制御回路である。 In order to solve the above problems, the present invention provides a reference voltage output means for outputting a reference voltage, a torque control means for inputting a speed command signal from the outside and outputting a torque command signal, and a motor for inputting the torque command signal. Drive means for driving the operational amplifier, the torque control means having an output terminal connected to the drive means, an output of the reference voltage output means connected to a first input terminal, a speed command signal, and the Control filter means configured by a first resistor connected to the second input terminal of the operational amplifier, a parallel connection between the second input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and a second resistor and a capacitor connected in series. And a clamp means connected in parallel to the control filter means and capable of arbitrarily setting a clamp voltage. That.
本発明は、モータ起動時に外部から入力される速度指令信号が加速指令として入力される際に、動作および非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能であるクランプ手段により制御フィルタ手段内のオペアンプのイマジナリーショートを維持するため、オペアンプの出力電圧によらずコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を著しく低減することができ、目標回転数に滑らかに引き込み、その結果モータ起動時の異音が解消される。 According to the present invention, when a speed command signal input from the outside at the time of starting the motor is input as an acceleration command, a clamp voltage that can be arbitrarily set to operate and not operate is set in the control filter unit. Since the imaginary short of the operational amplifier is maintained, the amount of undershoot caused by the capacitor charging voltage can be significantly reduced regardless of the output voltage of the operational amplifier, and the target rotation speed is smoothly drawn. It will be resolved.
また、モータ定常回転時ではクランプ手段のクランプ電圧を任意に設定することが可能であり、クランプ手段はオフするためオペアンプの出力電圧によらず、トルク指令信号によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわない。さらに、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となる。 In addition, the clamping voltage of the clamping means can be set arbitrarily during normal motor rotation. Since the clamping means is turned off, no ripple is generated by the torque command signal regardless of the output voltage of the operational amplifier. The motor characteristics such as are not impaired. Furthermore, it is possible to easily adjust the amount of undershoot caused by the charging voltage of the capacitor caused by the speed command signal input from the outside, and it is possible to perform optimum voltage conversion for the speed command input from the outside.
本発明の実施の形態は、基準電圧を出力する基準電圧出力手段と、外部からの速度指令信号を入力しトルク指令信号を出力するトルク制御手段と、前記トルク指令信号を入力しモータを駆動するドライブ手段とを具備し、前記トルク制御手段は出力端子が前記ドライブ手段に接続され、前記基準電圧出力手段の出力が第一の入力端子に接続されたオペアンプと、速度指令信号と前記オペアンプの第2の入力端子に接続された第1の抵抗と、前記オペアンプの第2の入力端子と出力端子に並列接続され、第2の抵抗とコンデンサとの直列接続により構成された制御フィルタ手段と、前記制御フィルタ手段に並列に接続され、クランプ電圧を任意に設定可能なクランプ手段とにより構成されたことを特徴とするモータ速度制御回路としたものである。 In the embodiment of the present invention, reference voltage output means for outputting a reference voltage, torque control means for inputting a speed command signal from the outside and outputting a torque command signal, and driving the motor by inputting the torque command signal Drive means, the torque control means having an output terminal connected to the drive means, an output of the reference voltage output means connected to the first input terminal, a speed command signal, and a second of the operational amplifier. A first resistor connected to two input terminals, a control filter means connected in parallel to a second input terminal and an output terminal of the operational amplifier, and configured by a series connection of a second resistor and a capacitor; A motor speed control circuit comprising a clamp means connected in parallel to the control filter means and capable of arbitrarily setting a clamp voltage. .
以上の構成をとることで、モータ起動時に外部から入力される速度指令信号が加速指令として入力される際に、トルク制御手段内の動作および非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能であるクランプ手段により速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号に対しイマジナリーショート状態を保ち
続けることでオペアンプの出力電圧に対する応答性が向上し、コンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を著しく低減することができ、目標回転数に滑らかに引き込み、その結果モータ起動時の異音が解消される。
With the above configuration, when a speed command signal input from the outside at the time of motor start-up is input as an acceleration command, it is possible to arbitrarily set a clamp voltage for operation and non-operation in the torque control means. A voltage change can be quickly fed back by a certain clamping means. In other words, the responsiveness to the output voltage of the operational amplifier is improved by keeping the imaginary short state for the speed command signal input from the outside, the amount of undershoot due to the capacitor charging voltage can be significantly reduced, and the target rotation The number is smoothly pulled into the number, and as a result, the abnormal noise at the start of the motor is eliminated.
そして、モータ定常回転時ではクランプ手段のクランプ電圧を任意に設定することが可能であり、クランプ手段はオフするため、オペアンプの出力電圧によらず、トルク指令信号によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわない。 During normal motor rotation, the clamping voltage of the clamping means can be set arbitrarily. Since the clamping means is turned off, no ripple is generated due to the torque command signal regardless of the output voltage of the operational amplifier. The motor characteristics such as characteristics are not impaired.
さらに、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となる。 Furthermore, it is possible to easily adjust the amount of undershoot caused by the charging voltage of the capacitor caused by the speed command signal input from the outside, and it is possible to perform optimum voltage conversion for the speed command input from the outside.
なお、上記モータ速度制御回路において、前記クランプ手段を前記コンデンサの両端に並列に接続したとしても同様の作用効果が得られる。 In the motor speed control circuit, even if the clamp means is connected in parallel to both ends of the capacitor, the same effect can be obtained.
また本発明は、制御フィルタ手段に並列に接続された前記クランプ手段が、PNPトランジスタと、そのベース端子に接続された第3及び第4の抵抗とで構成され、前記両抵抗の他端はそれぞれ、電源ライン及びグランドラインに接続され、前記トランジスタのエミッタ端子が前記オペアンプの出力端子に接続されたことを特徴とするモータ速度制御回路であり、モータ起動時に外部から入力される速度指令信号が加速指令として入力される際に、クランプ手段内のPNPトランジスタのエミッタの電位が電源ラインとグランドラインを第3の抵抗と第4の抵抗で分割されたPNPトランジスタのベースの電位を約0.7V上回った瞬間にPNPトランジスタがオンし、PNPトランジスタのコレクタにより電流が流れ、速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号に対しイマジナリーショート状態を保ち続けることでオペアンプの出力電圧に対する応答性が向上し、コンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を著しく低減することができ、目標回転数に滑らかに引き込み、その結果モータ起動時の異音が解消される。 Further, according to the present invention, the clamping means connected in parallel to the control filter means is composed of a PNP transistor and third and fourth resistors connected to the base terminal thereof, and the other ends of the two resistors are respectively The motor speed control circuit is connected to a power supply line and a ground line, and an emitter terminal of the transistor is connected to an output terminal of the operational amplifier, and a speed command signal input from the outside when the motor is started is accelerated. When input as a command, the potential of the emitter of the PNP transistor in the clamping means exceeds the potential of the base of the PNP transistor divided by the third resistor and the fourth resistor in the power line and the ground line by about 0.7V. The PNP transistor is turned on at the moment, current flows through the collector of the PNP transistor, and the voltage changes quickly. It can be fed back. In other words, the responsiveness to the output voltage of the operational amplifier is improved by keeping the imaginary short state for the speed command signal input from the outside, the amount of undershoot due to the capacitor charging voltage can be significantly reduced, and the target rotation Smoothly pulls into the number, and as a result, the abnormal noise at the start of the motor is eliminated.
そして、モータ定常回転時では第3の抵抗と第4の抵抗の抵抗値を調整することで、PNPトランジスタはオフする。つまり、モータ定常回転時においてオペアンプの出力電圧によらず、クランプ手段を非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能であり、トルク指令信号によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわない。 Then, during steady motor rotation, the PNP transistor is turned off by adjusting the resistance values of the third resistor and the fourth resistor. In other words, it is possible to arbitrarily set the clamp voltage that does not operate the clamp means regardless of the output voltage of the operational amplifier at the time of steady motor rotation. Various properties are not impaired.
さらに、制御フィルタ手段で行われるゲイン調整の度合いやトルク指令信号の動作電圧範囲によらず、クランプ手段内に第3の抵抗と第4の抵抗により分割されるPNPトランジスタのベースの電位を調整することにより、外部から入力される速度指令信号により引き起こされる、コンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となる。 Further, the base potential of the PNP transistor divided by the third resistor and the fourth resistor is adjusted in the clamp means regardless of the degree of gain adjustment performed by the control filter means and the operating voltage range of the torque command signal. Thus, the amount of undershoot caused by the charging voltage of the capacitor caused by the speed command signal input from the outside can be easily adjusted, and optimum voltage conversion can be performed for the speed command input from the outside.
なお、上記クランプ手段において、前記トランジスタのコレクタ端子を、制御フィルタ手段の第2の抵抗とコンデンサの中継点に接続したとしても同様の作用効果が得られる。 In the above clamping means, the same effect can be obtained even if the collector terminal of the transistor is connected to the second resistor of the control filter means and the relay point of the capacitor.
さらに本発明は、制御フィルタ手段に並列に接続された前記クランプ手段が、第1及び第2のダイオード、第5及び第6の抵抗とで構成され、前記第1のダイオードのアノード側に第5の抵抗、カソード側に、第2のダイオードのアノード側と第6の抵抗がそれぞれ接続され、第5の抵抗の他端が前記オペアンプの出力端子に接続されたことを特徴とするモータ速度制御回路であり、モータ起動時に外部から入力される速度指令信号が加速指令として入力される際に、オペアンプの出力端子の電位が約1.4V上昇すると、オペアン
プの出力端子に接続された第5の抵抗と、前記第5の抵抗に直列に接続された第1のダイオードと、前記第1のダイオードに直列に接続された第2のダイオードにより電流が流れ、速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号に対しイマジナリーショート状態を保ち続けることでオペアンプの出力電圧に対する応答性が向上し、コンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を著しく低減することができ、目標回転数に滑らかに引き込み、その結果モータ起動時の異音が解消される。
Further, according to the present invention, the clamp means connected in parallel to the control filter means is composed of first and second diodes, fifth and sixth resistors, and the fifth diode is disposed on the anode side of the first diode. A motor speed control circuit, wherein the anode side of the second diode and the sixth resistor are connected to the resistor side and the cathode side, respectively, and the other end of the fifth resistor is connected to the output terminal of the operational amplifier. The fifth resistor connected to the output terminal of the operational amplifier increases when the potential of the output terminal of the operational amplifier rises by about 1.4 V when the speed command signal input from the outside at the time of starting the motor is input as the acceleration command. Current flows through the first diode connected in series to the fifth resistor and the second diode connected in series to the first diode, and the voltage change is fed quickly. Can back. In other words, the responsiveness to the output voltage of the operational amplifier is improved by keeping the imaginary short state for the speed command signal input from the outside, the amount of undershoot due to the capacitor charging voltage can be significantly reduced, and the target rotation Smoothly pulls into the number, and as a result, the abnormal noise at the start of the motor is eliminated.
そして、モータ定常回転時では第5の抵抗と第6の抵抗の抵抗値を調整すると共に、第1のダイオードと第2のダイオードの中継点を第6の抵抗を介してグランドラインに接続し、第2のダイオードのアノード側の電位を積極的に低くすることで、第2のダイオードはオフする。つまり、定常時においてオペアンプの出力電圧によらず、クランプ手段を非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能であり、トルク指令信号によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわない。 Then, at the time of steady motor rotation, the resistance values of the fifth resistor and the sixth resistor are adjusted, and the relay point of the first diode and the second diode is connected to the ground line via the sixth resistor, By actively lowering the potential on the anode side of the second diode, the second diode is turned off. In other words, it is possible to arbitrarily set the clamp voltage that does not operate the clamp means regardless of the output voltage of the operational amplifier in the steady state, ripples due to the torque command signal do not occur, and various motor characteristics such as rotation unevenness characteristics Will not be damaged.
さらに、制御フィルタ手段で行われるゲイン調整の度合いやトルク指令信号の動作電圧範囲によらず、クランプ手段内に第1のダイオードの個数を増減する、または、第5の抵抗と第6の抵抗の抵抗値を調整することにより、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能である。 Further, the number of first diodes in the clamp means is increased or decreased regardless of the degree of gain adjustment performed by the control filter means and the operating voltage range of the torque command signal, or the fifth resistor and the sixth resistor By adjusting the resistance value, it is possible to easily adjust the amount of undershoot caused by the capacitor charging voltage caused by the speed command signal input from the outside, and it is possible to perform optimum voltage conversion for the speed command input from the outside It is.
なお、上記クランプ手段において、前記第2のダイオードのカソード側を、制御フィルタ手段の第2の抵抗とコンデンサの中継点に接続したとしても同様の作用効果が得られる。 In the above clamping means, even if the cathode side of the second diode is connected to the second resistor of the control filter means and the relay point of the capacitor, the same effect can be obtained.
さらに本発明は、上述したモータ速度制御回路を搭載したモータであり、この発明によれば、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となるので、モータ起動時において目標回転数に滑らかに引き込むことで異音を解決し、モータ定常回転時のトルク指令信号のリップルによる回転ムラ特性等の制御性を損なうことのないシンプルな速度制御回路を備えたモータを提供できる。 Furthermore, the present invention is a motor equipped with the above-described motor speed control circuit. According to this invention, the amount of undershoot caused by the charging voltage of the capacitor caused by the speed command signal input from the outside can be easily adjusted. Because it is possible to perform optimal voltage conversion for the speed command input from the motor, abnormal noise can be solved by smoothly pulling in the target rotational speed when the motor is started, and the torque command signal ripple during steady motor rotation It is possible to provide a motor having a simple speed control circuit that does not impair controllability such as uneven rotation characteristics.
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1(a)においてモータ速度制御回路は、基準電圧を出力する基準電圧出力手段1と、外部からの速度指令信号2を入力しトルク指令信号3を出力するトルク制御手段4と、前記トルク指令信号3を入力しモータ5を駆動するドライブ手段6とを具備し、前記トルク制御手段4は出力端子が前記ドライブ手段6に接続され、非反転入力端子が前記基準電圧出力手段1に接続されたオペアンプ7と、両端を速度指令信号2と前記オペアンプ7の反転入力端子に接続された第1の抵抗8と、前記オペアンプ7の反転入力端子と出力端子に並列接続され、第2の抵抗9とコンデンサ10との直列接続により構成された制御フィルタ手段11と、前記制御フィルタ手段11に並列に接続され、動作および非動作させるクランプ電圧を任意に設定することが可能なクランプ手段12とで構成されている。
Example 1
In FIG. 1A, a motor speed control circuit includes a reference voltage output means 1 for outputting a reference voltage, a torque control means 4 for inputting a speed command signal 2 from the outside and outputting a
また、図2に示すように、クランプ手段12が、PNPトランジスタ13と、そのベース端子14と電源ライン15、及びベース端子14とグランドライン16に、両端がそれぞれ接続された、第3の抵抗17及び第4の抵抗18とで構成されており、前記トランジスタ13のエミッタ端子19が前記オペアンプ7の出力端子に、前記トランジスタ13のコレクタ端子20が前記オペアンプ7の反転入力端子に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, the clamping means 12 includes a
トルク指令信号3はHigh電圧でモータ1に対して加速指令となり、Low電圧では減速指令となるように構成されている。
The
モータ定常回転時の動作を図5、図6によって説明する。 The operation during steady motor rotation will be described with reference to FIGS.
図5は、本発明の実施例のモータ速度制御回路によるモータ起動時における加速指令信号21と減速指令信号22、トルク指令信号3を示す波形図である。図6は、本発明の実施例のモータ速度制御回路によるモータ定常回転時におけるコイル電流23と、ダイオードのクランプ電圧24と、モータ定常回転時のトルク指令信号25を示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an
図1、及び図2に示す、本発明のモータ速度制御回路を用いることにより、モータを起動させると図5の区間A1にあるように長時間加速指令信号21が速度指令信号発生手段26に入力され、オペアンプ7からトルク指令信号3としてフル加速トルク指令信号が出力される。オペアンプ7の出力端子の電位が上昇すると、クランプ手段12中のPNPトランジスタ13のエミッタ電位が電源ライン15とグランドライン16を第3の抵抗17と第4の抵抗18で分割されたPNPトランジスタ13のベースの電位を約0.7V上回った瞬間にPNPトランジスタ13がオン状態になり、PNPトランジスタ13のコレクタにより電流が流れ、速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号2に対しイマジナリーショート状態を保ち続けることでオペアンプ7の出力電圧に対する応答性が向上し、コンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を著しく抑制できる。その結果、図5の区間B1に示すように、起動時間が短く、速やかに目標回転数に引き込むことで、モータの異音が解消できる。
When the motor is started by using the motor speed control circuit of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the long-time
また、モータ定常回転時では第3の抵抗17と第4の抵抗18の抵抗値を調整することで、PNPトランジスタ13はオフする。つまり、クランプ手段のクランプ電圧24を任意に調整することが可能であり、モータ定常回転時においてオペアンプ7の出力電圧によらず、クランプ手段12を非動作させるクランプ電圧24を任意に設定することが可能であり、モータ定常回転時におけるコイル電流23からも判断できるようにモータ定常回転時のトルク指令信号25によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわないという効果が得られる。
Further, during the steady rotation of the motor, the
さらに、制御フィルタ手段11で行われるゲイン調整の度合いやトルク指令信号6の動作電圧範囲によらず、クランプ手段12内に第3の抵抗17と第4の抵抗18により分割されるPNPトランジスタ13のベースの電位を調整することにより、外部から入力される速度指令信号2により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令2に対する最適な電圧変換を行うことが可能になる。
Further, the
なお、図1(b)に示すように、モータ速度制御回路において、クランプ手段12を前記コンデンサ10の両端に並列に接続しても、すなわち、前記トランジスタのコレクタ端子20を、前記オペアンプ7の反転入力端子と出力端子との間に直列に接続された、第2の抵抗9と前記コンデンサ10の中継点に接続しても上述と同様の効果が得られる。
As shown in FIG. 1B, in the motor speed control circuit, even if the clamping means 12 is connected in parallel to both ends of the
さらに、図4(a)、(b)に示すように、基準電圧出力手段1を第1の抵抗8を介して反転入力端子に、速度指令信号2を非反転入力端子に接続するようにしても、上述と同様の効果が得られる。 Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the reference voltage output means 1 is connected to the inverting input terminal via the first resistor 8 and the speed command signal 2 is connected to the non-inverting input terminal. Also, the same effect as described above can be obtained.
また、以上のようなモータ制御回路を搭載したモータとすることで、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を
容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となるので、モータ起動時において目標回転数に滑らかに引き込むことで異音を解決し、モータ定常回転時のトルク指令信号のリップルによる回転ムラ特性等の制御性を損なうことのないシンプルな速度制御回路を備えたモータを提供できる。
In addition, by using a motor equipped with a motor control circuit as described above, the amount of undershoot caused by the capacitor charging voltage caused by the speed command signal input from the outside can be easily adjusted. It is possible to perform optimal voltage conversion for the motor, so that abnormal noise can be solved by smoothly pulling in the target rotation speed when starting the motor, and control of rotation unevenness characteristics etc. due to torque command signal ripple during steady motor rotation It is possible to provide a motor having a simple speed control circuit that does not impair the performance.
(実施例2)
本発明のその他の実施例を図3に示す。他の実施例のクランプ手段12は、第1のダイオード27のアノードに第5の抵抗28、そして、前記ダイオードのカソードに第6の抵抗29と第2のダイオード30のアノードが接続された構成をしている。そして、第6の抵抗29の他端はグランドライン31に、第5の抵抗28の他端は、図1に示す前記オペアンプ7の出力端子に、そして、第2のダイオード30のカソードは前記オペアンプ7の反転入力端子に、それぞれ接続されている。
(Example 2)
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. The clamping means 12 of another embodiment has a configuration in which the
本発明のモータ速度制御回路を用いることにより、図5に示すように、モータを起動させると長期間加速指令信号21が速度指令信号発生手段26に入力され、オペアンプ7からトルク指令信号3としてフル加速トルク指令信号が出力される。オペアンプ7の出力端子の電位が約1.4V上昇すると、オペアンプ7の出力端子に接続された第5の抵抗28と、前記第5の抵抗28に直列に接続された第1のダイオード27と、第2のダイオード30に電流が流れ、速やかに電圧の変化をフィードバックできる。つまり、外部から入力される速度指令信号2に対しイマジナリーショート状態を保ち続けることでオペアンプ7の出力電圧に対する応答性が向上し、コンデンサ10の充電電圧によるアンダーシュート量を著しく低減することができ、目標回転数に滑らかに引き込み、その結果モータ起動時の異音が解消される。
By using the motor speed control circuit of the present invention, as shown in FIG. 5, when the motor is started, a long-term
また、モータ定常回転時では第5の抵抗28と第6の抵抗29の抵抗値を調整すると共に、第1のダイオード27と第2のダイオード30の中継点を第6の抵抗29を介してグランドライン31に接続し、第2のダイオード30のアノード側の電位を積極的に低くすることで、第2のダイオード30はオフする。つまり、モータ定常回転時においてオペアンプ7の出力電圧によらず、クランプ手段を非動作させるクランプ電圧24を任意に設定することが可能であり、トルク指令信号3によるリップルが発生せず、回転ムラ特性等のモータ諸特性を損なわない。
In addition, during steady motor rotation, the resistance values of the
さらに、制御フィルタ手段11で行われるゲイン調整の度合いやトルク指令信号3の動作電圧範囲によらず、クランプ手段12内に第1のダイオード27の個数を増減する、または、第5の抵抗28と第6の抵抗29の抵抗値を調整することにより、外部から入力される速度指令信号2により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令2に対する最適な電圧変換を行うことが可能である。
Further, regardless of the degree of gain adjustment performed by the
なお、実施例1と同様、図1(b)に示すように、本クランプ手段を、前記第2のダイオード30のカソードを、前記オペアンプ7の反転入力端子と出力端子との間に直列接続した前記第2の抵抗9と前記コンデンサ10の中継点に接続しても、上述と同様の効果が得られる。
As in the first embodiment, as shown in FIG. 1B, the present clamping means is configured such that the cathode of the
さらに、図4(a)、(b)に示すように、基準電圧出力手段1を第1の抵抗8を介して反転入力端子に、速度指令信号2を非反転入力端子に接続するようにしても、上述と同様の効果が得られる。 Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the reference voltage output means 1 is connected to the inverting input terminal via the first resistor 8 and the speed command signal 2 is connected to the non-inverting input terminal. Also, the same effect as described above can be obtained.
また、トルク制御手段4内の制御フィルタ手段11に構成された第1の抵抗8とコンデンサ10との順は不動であり、第2の抵抗9とコンデンサ10が接続される順序が逆で構
成された制御フィルタ手段11であっても、同様に実施可能である
さらに、以上のようなモータ制御回路を搭載したモータとすることで、外部から入力される速度指令信号により引き起こされるコンデンサの充電電圧によるアンダーシュート量を容易に調整でき、外部から入力される速度指令に対する最適な電圧変換を行うことが可能となるので、モータ起動時において目標回転数に滑らかに引き込むことで異音を解決し、モータ定常回転時のトルク指令信号のリップルによる回転ムラ特性等の制御性を損なうことのないシンプルな速度制御回路を備えたモータを提供できる。
Further, the order of the first resistor 8 and the
本発明のモータ速度制御回路は、OA用ポリゴンミラースキャナーモータの制御回路として利用可能である。 The motor speed control circuit of the present invention can be used as a control circuit for a polygon mirror scanner motor for OA.
1 基準電圧出力手段
2 速度指令信号
4 トルク制御手段
3 トルク指令信号
5 モータ
6 ドライブ手段
7 オペアンプ
8 第1の抵抗
9 第2の抵抗
10 コンデンサ
11 制御フィルタ手段
12 クランプ手段
13 PNPトランジスタ
14 ベース端子
15 電源ライン
16 グランドライン
17 第3の抵抗
18 第4の抵抗
19 エミッタ端子
20 コレクタ端子
24 クランプ電圧
27 第1のダイオード
28 第5の抵抗
29 第6の抵抗
30 第2のダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A motor equipped with the motor speed control circuit according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005135549A JP2006158177A (en) | 2004-05-11 | 2005-05-09 | Motor speed control circuit |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004140785 | 2004-05-11 | ||
JP2004249781 | 2004-08-30 | ||
JP2004309389 | 2004-10-25 | ||
JP2005135549A JP2006158177A (en) | 2004-05-11 | 2005-05-09 | Motor speed control circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006158177A true JP2006158177A (en) | 2006-06-15 |
Family
ID=36635771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005135549A Pending JP2006158177A (en) | 2004-05-11 | 2005-05-09 | Motor speed control circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006158177A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7711021B2 (en) * | 2006-06-02 | 2010-05-04 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Laser driver circuit able to compensate a temperature dependence of the laser diode |
CN102624328A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-01 | 三洋半导体株式会社 | Motor speed control circuit |
-
2005
- 2005-05-09 JP JP2005135549A patent/JP2006158177A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7711021B2 (en) * | 2006-06-02 | 2010-05-04 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Laser driver circuit able to compensate a temperature dependence of the laser diode |
CN102624328A (en) * | 2011-01-12 | 2012-08-01 | 三洋半导体株式会社 | Motor speed control circuit |
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