JP2504727B2 - Rotation control device - Google Patents

Rotation control device

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JP2504727B2
JP2504727B2 JP3185524A JP18552491A JP2504727B2 JP 2504727 B2 JP2504727 B2 JP 2504727B2 JP 3185524 A JP3185524 A JP 3185524A JP 18552491 A JP18552491 A JP 18552491A JP 2504727 B2 JP2504727 B2 JP 2504727B2
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弘巳 中瀬
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子整流子モータのト
ルク変動を低減し回転むらを減少するようにした回転制
御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation control device for reducing torque fluctuation of an electronic commutator motor and reducing uneven rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、回転ヘッドにより映像信号の記録
・再生を行う斜め走査型の磁気記録再生装置(以下VT
Rという)に使用される回転ヘッド駆動モータ、キャプ
スタン駆動モータ、リール駆動モータ等として、小型高
効率で信頼性の高い直流の電子整流子モータが直結して
用いられるようになった。このようなVTRにおいて、
映像信号は回転ヘッド駆動モータにより高速回転する回
転ヘッドにより、磁気記録媒体上に記録されている。従
って回転ヘッド駆動モータに回転むらが生じた場合、再
生した映像信号のジッタと呼ばれる時間軸が変動し、テ
レビジョン受像機に映し出された再生画像に横ゆれが生
じ画質の劣化を招く。このため、回転むらの要因である
回転ヘッド駆動モータのトルク変動を低く抑える必要が
ある。一方、音声信号は走行するテープに対して固定さ
れたヘッドで記録されているVTRもある。この場合、
テープを走行させるキャプスタン駆動モータに回転むら
が生じると、再生した音声信号にもワウ・フラッタと呼
ばれる時間軸変動を生じて音声信号の劣化を招く。この
ため、キャプスタン駆動モータにおいても回転むらの要
因であるトルク変動を低く抑える必要がある。更にリー
ル駆動モータにおいても、トルクの変動を抑制しなけれ
ばテープ走行系のテープ張力が変動し、キャプスタン駆
動モータや回転ヘッド駆動モータの回転むらを誘発し
て、再生画像の横ゆれや再生音声信号のワウ・フラッタ
を生じることになる。
2. Description of the Related Art In recent years, an oblique scanning type magnetic recording / reproducing apparatus (hereinafter referred to as VT) for recording / reproducing a video signal by a rotary head.
As a rotary head drive motor, a capstan drive motor, a reel drive motor, etc. used for R), a direct current electronic commutator motor of small size, high efficiency and high reliability has been directly connected and used. In such a VTR,
The video signal is recorded on the magnetic recording medium by the rotary head that rotates at high speed by the rotary head drive motor. Therefore, when rotation unevenness occurs in the rotary head drive motor, the time axis called jitter of the reproduced video signal fluctuates, and the reproduced image displayed on the television receiver is shaken laterally to deteriorate the image quality. Therefore, it is necessary to suppress the torque fluctuation of the rotary head drive motor, which is a cause of uneven rotation, to a low level. On the other hand, there is a VTR in which an audio signal is recorded by a head fixed to a running tape. in this case,
When the capstan drive motor for running the tape has uneven rotation, the reproduced audio signal also undergoes time axis fluctuation called wow and flutter, which causes deterioration of the audio signal. Therefore, also in the capstan drive motor, it is necessary to suppress the torque fluctuation, which is a factor of uneven rotation, to a low level. Even in the reel drive motor, if the fluctuation of the torque is not suppressed, the tape tension of the tape running system fluctuates, which induces the rotation unevenness of the capstan drive motor and the rotary head drive motor, which causes the horizontal shake of the reproduced image and the reproduced sound. This will cause wow and flutter of the signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようにVTR等に
おいては、再生信号の安定性を期するため、使用するモ
ータのトルク変動の抑制が重要な課題となる。従来、こ
のようなモータのトルク変動に起因して生じる回転むら
を抑制するため、回転体の慣性モーメントの増加とモー
タ制御系の利得増加による対策が用いられてきた。しか
し可搬型のVTRでは、重量軽減と小型化を図るべく回
転ヘッド駆動モータやキャプスタン駆動モータの慣性モ
ーメントは小さくなっている。又、直結駆動とした場
合、駆動モータの回転速度が低速化するため、従来のよ
うなモータの慣性モーメントの増加と制御系の利得増加
による対策だけでは回転むらの抑制は不可能であるとい
う問題点を有していた。
As described above, in the VTR or the like, in order to ensure the stability of the reproduced signal, it is an important issue to suppress the torque fluctuation of the motor used. Conventionally, in order to suppress the rotation unevenness caused by such torque fluctuations of the motor, measures have been used by increasing the moment of inertia of the rotating body and increasing the gain of the motor control system. However, in a portable VTR, the moment of inertia of the rotary head drive motor and the capstan drive motor is reduced in order to reduce the weight and downsize. Further, in the case of direct connection drive, the rotation speed of the drive motor slows down, so it is impossible to suppress the rotation unevenness only by conventional measures such as increasing the moment of inertia of the motor and increasing the gain of the control system. Had a point.

【0004】次にモータの回転むらの原因について詳細
に説明する。まず、VTRの回転駆動系に使用される電
子整流子モータの発生するトルク変動について簡単に述
べる。このモータは4コイル・6極着磁の電子整流子モ
ータで2相全波駆動するものとする。図13は電子整流
子モータの基本構造を示す説明図である。(a)はロー
タマグネット1の着磁分布を示す図であり、(b)はス
テータコイル基板2のコイル配置を示す図である。本図
において、ロータマグネット1では機械角で60°毎に
S極,N極が交互に着磁されている。又ステータコイル
基板2上には機械角90°のピッチでステータのコイル
L1、L2、L3、L4が配設され、各コイルL1、L
2、L3、L4はそれぞれ機械角60°(即ちN又はS
の永久磁石の1個分の巾)にわたって巻装されている。
そしてこれらのコイルL1、L2、L3、L4はそれぞ
れ機械角90°の位相差でもって配置されている。又ロ
ータマグネット1の回転位置を検出し、コイルL1〜L
4に通電するタイミングを制御するための第1のホール
素子H1及び第2のホール素子H2が、それぞれコイル
L1とL2の中点、コイルL4とL1の中点に設けられ
ている。
Next, the cause of the uneven rotation of the motor will be described in detail. First, the torque fluctuation generated by the electronic commutator motor used for the rotary drive system of the VTR will be briefly described. This motor is a 4-coil, 6-pole magnetized electronic commutator motor that is driven by two-phase full-wave. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the basic structure of the electronic commutator motor. (A) is a figure which shows the magnetization distribution of the rotor magnet 1, (b) is a figure which shows the coil arrangement of the stator coil board 2. FIG. In the figure, in the rotor magnet 1, S poles and N poles are alternately magnetized every 60 ° in mechanical angle. In addition, stator coils L1, L2, L3, and L4 are arranged on the stator coil substrate 2 at a mechanical angle of 90 °.
2, L3 and L4 are mechanical angles of 60 ° (ie N or S
The width of one permanent magnet of (1) is wound.
The coils L1, L2, L3, L4 are arranged with a phase difference of 90 ° in mechanical angle. Further, the rotational position of the rotor magnet 1 is detected, and the coils L1 to L
A first Hall element H1 and a second Hall element H2 for controlling the timing of energizing 4 are provided at the midpoints of the coils L1 and L2 and the midpoints of the coils L4 and L1, respectively.

【0005】図14,図15は電子整流子モータを駆動
するモータ駆動回路の一例を示す回路図である。図14
において差動増幅器AMP1,AMP2は、ホール素子
H1,H2の出力を増幅する差動増幅器である。反転ゲ
ート回路INV1〜INV4は、差動増幅器AMP1,
AMP2の出力を反転し、ロジックレベルに変換するも
のであって、INV2〜INV4の出力はアンドゲート
回路AND1〜AND4に与えられる。アンドゲート回
路AND1〜AND4は、図15に示すトランジスタT
r5〜Tr8にゲートパルスを与えるものである。図1
5の回路は、モータの各コイルL1〜L4のドライブ回
路部であり、図14の各出力信号S1〜S4からのパル
ス信号が与えられてスイッチングするトランジスタTr
5〜Tr8、電源Vcc2 とのオンオフを行うトランジス
タTr1〜Tr4、抵抗R1〜R13、コンデンサC1
〜C2及びコイルL1〜L4から構成される電流切換回
路である。
14 and 15 are circuit diagrams showing an example of a motor drive circuit for driving an electronic commutator motor. FIG.
In, differential amplifiers AMP1 and AMP2 are differential amplifiers that amplify the outputs of the Hall elements H1 and H2. The inverting gate circuits INV1 to INV4 include differential amplifiers AMP1 and
The output of AMP2 is inverted and converted to a logic level, and the outputs of INV2 to INV4 are given to AND gate circuits AND1 to AND4. The AND gate circuits AND1 to AND4 are the transistors T shown in FIG.
A gate pulse is applied to r5 to Tr8. FIG.
The circuit 5 is a drive circuit unit of the coils L1 to L4 of the motor, and is a transistor Tr that is switched by receiving pulse signals from the output signals S1 to S4 of FIG.
5 to Tr8, transistors Tr1 to Tr4 for turning on / off the power supply Vcc2, resistors R1 to R13, and a capacitor C1
To C2 and coils L1 to L4.

【0006】さてモータのロータマグネット1が図13
(a)の矢印方向Xに回転しているとき、図14のホー
ル素子H1の両端の出力Ha1、Ha2及びホール素子
H2の両端の出力Hb1、Hb2、反転ゲート回路IN
V1,INV3の各出力A,B、アンドゲート回路AN
D1〜AND4の各出力S1,S2,S3,S4の各波
形は夫々図16に示したようになる。
The rotor magnet 1 of the motor is shown in FIG.
When rotating in the arrow direction X of (a), the outputs Ha1 and Ha2 at both ends of the Hall element H1 and the outputs Hb1 and Hb2 at both ends of the Hall element H2 in FIG. 14 and the inverting gate circuit IN.
Outputs A and B of V1 and INV3, AND gate circuit AN
The waveforms of the outputs S1, S2, S3 and S4 of D1 to AND4 are as shown in FIG.

【0007】ホール素子H1、H2の出力波形は図16
の出力Ha1,Ha2,Hb1,Hb2で示すようにロ
ータマグネット1の1組のS極、N極の区間で1周期と
なる繰り返し波形で、ロータマグネット1の回転角度1
20°で1周期となる。以後、ロータマグネット1の回
転角度120°(機械角120°)を電気角360°と
定義する。又ホール素子H1及びH2は機械角で90°
だけ隔てて取り付けられているため、電気角で270°
即ち機械角90°位相の異なる出力波形Ha1、Hb1
が得られる。尚、出力Ha2、Hb2はそれぞれ出力H
a1、Hb1と逆相の信号となる。
The output waveforms of the Hall elements H1 and H2 are shown in FIG.
Output Ha1, Ha2, Hb1, Hb2 of the rotor magnet 1 is a repetitive waveform having one cycle in the section of one set of S pole and N pole, and the rotation angle of the rotor magnet 1 is 1
One cycle becomes 20 °. Hereinafter, the rotation angle 120 ° (mechanical angle 120 °) of the rotor magnet 1 is defined as an electrical angle 360 °. The Hall elements H1 and H2 have a mechanical angle of 90 °.
270 ° in electrical angle because they are installed separately
That is, output waveforms Ha1 and Hb1 having different mechanical angles of 90 ° in phase
Is obtained. Outputs Ha2 and Hb2 are output H
The signal has a phase opposite to that of a1 and Hb1.

【0008】出力Ha1、Ha2は差動増幅器AMP1
及び反転ゲート回路INV1によって矩形波Aに波形整
形され、Hb1、Hb2は差動増幅器AMP2及び反転
ゲート回路INV3によって矩形波Bに波形整形され
る。矩形波Aと矩形波Bは図16に示すように電気角で
90°の位相差を有しており、反転ゲート回路INV2
によって信号Aの反転波形A’、反転ゲート回路INV
4によって信号Bの反転波形B’が得られる。そしてア
ンドゲート回路AND1〜AND4によって信号S1〜
S4を得ると、図16に示すようにそれぞれ電気角90
°の区間でハイレベルとなり、周期が電気角360°の
矩形波となる。この信号はS1→S2→S4→S3の順
にそれぞれ位相が90°ずつ遅れた信号となり、これら
の矩形波の信号によってコイルL1〜L4への通電のタ
イミングが制御される。
The outputs Ha1 and Ha2 are differential amplifiers AMP1.
And the inverting gate circuit INV1 shapes the waveform into the rectangular wave A, and Hb1 and Hb2 are shaped into the rectangular wave B by the differential amplifier AMP2 and the inverting gate circuit INV3. The rectangular wave A and the rectangular wave B have a phase difference of 90 ° in electrical angle as shown in FIG. 16, and the inverting gate circuit INV2
Inverted waveform A ′ of signal A, inverted gate circuit INV
4 gives the inverted waveform B ′ of the signal B. Then, the AND gate circuits AND1 to AND4 cause the signals S1 to S1.
When S4 is obtained, as shown in FIG.
It becomes a high level in the section of °, and becomes a rectangular wave with a cycle of electrical angle of 360 °. This signal becomes a signal whose phase is delayed by 90 ° in the order of S1 → S2 → S4 → S3, and the timing of energization of the coils L1 to L4 is controlled by these rectangular wave signals.

【0009】出力S4がハイレベルとなる区間をT1、
出力S3,S1,S2が夫々ハイレベルとなる区間をT
2,T3,T4とすると、区間T1ではトランジスタT
r1、Tr6がオンとなりコイルL3からコイルL1に
電流が流れる。区間T2ではトランジスタTr3、Tr
8がオンとなりコイルL4からコイルL2に電流が流れ
る。同様に区間T3ではトランジスタTr2、Tr5が
オンとなりコイルL1からコイルL3に電流が流れ、区
間T4ではトランジスタTr4、Tr7がオンとなりコ
イルL2からコイルL4に電流が流れる。
The section in which the output S4 is at high level is T1,
T is a section in which the outputs S3, S1, S2 are at high level, respectively.
2, T3 and T4, in the section T1, the transistor T
The r1 and Tr6 are turned on, and a current flows from the coil L3 to the coil L1. In the section T2, the transistors Tr3 and Tr
8 is turned on, and a current flows from the coil L4 to the coil L2. Similarly, in the section T3, the transistors Tr2 and Tr5 are turned on and current flows from the coil L1 to the coil L3, and in the section T4, the transistors Tr4 and Tr7 are turned on and current flows from the coil L2 to the coil L4.

【0010】次に電子整流子モータのトルク発生の原理
を説明する。図16において、ロータマグネット1のN
Sに交互に着磁された永久磁石によって正弦波状の磁界
が形成されている。ロータマグネット1が回転している
ときの磁束密度B1〜B6とコイルL1〜L4の相対的
な位置関係は本図に示した通りである。
Next, the principle of torque generation of the electronic commutator motor will be described. In FIG. 16, N of the rotor magnet 1
A sinusoidal magnetic field is formed by the permanent magnets alternately magnetized in S. The relative positional relationship between the magnetic flux densities B1 to B6 and the coils L1 to L4 when the rotor magnet 1 is rotating is as shown in this figure.

【0011】図17に示す区間T1では、コイルL1に
流れる電流と矢印で示す各区間の磁束密度B2、B3と
の積、及びコイルL3に流れる電流と各磁束密度B5、
B6との積でトルクが発生する。同様に区間T2では、
コイルL2に流れる電流と各磁束密度B1、B2との
積、及びコイルL4に流れる電流と各磁束密度B4、B
5との積でトルクが発生する。同じく区間T3では、コ
イルL1に流れる電流と各磁束密度B3、B4との積、
及びコイルL3に流れる電流と磁束密度B6、B1との
積でトルクが発生する。更に区間T4では、コイルL2
に流れる電流と各磁束密度B2、B3との積、及びコイ
ルL4に流れる電流と各磁束密度B5、B6との積でト
ルクが発生する。
In the section T1 shown in FIG. 17, the product of the current flowing in the coil L1 and the magnetic flux densities B2 and B3 in each section shown by the arrow, and the current flowing in the coil L3 and each magnetic flux density B5,
Torque is generated by the product of B6. Similarly, in section T2,
The product of the current flowing in the coil L2 and the magnetic flux densities B1 and B2, and the current flowing in the coil L4 and the magnetic flux densities B4 and B
The product of 5 and the torque is generated. Similarly, in the section T3, the product of the current flowing through the coil L1 and each magnetic flux density B3, B4,
Also, torque is generated by the product of the current flowing through the coil L3 and the magnetic flux densities B6 and B1. Further, in the section T4, the coil L2
Torque is generated by the product of the current flowing in the coil and the magnetic flux densities B2 and B3, and the product of the current flowing in the coil L4 and the magnetic flux densities B5 and B6.

【0012】磁束密度B1〜B6の各曲線の波形は同一
波形であるため、コイルL1〜L4を流れる各区間T1
〜T4でのスイッチングされた電流値が一定ならば、ロ
ータマグネット1の1回転あたりのトルク変動は、図1
8に示すように一周期が回転角度(機械角)30°とな
る繰り返し波形となる。このようにロータマグネット1
の各コイルL1〜L4の励磁に対して発生する回転トル
クは、各区間T1〜T4毎に山谷を有する交流成分を含
む状態となる。このため電子整流子モータではロータマ
グネット1の1回転毎に12周期の回転トルク変動が生
じ、回転むらの原因となっていた。
Since the curves of the magnetic flux densities B1 to B6 have the same waveform, the sections T1 flowing through the coils L1 to L4 are the same.
If the switched current value from T4 to T4 is constant, the torque fluctuation per rotation of the rotor magnet 1 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 8, one cycle has a repetitive waveform having a rotation angle (mechanical angle) of 30 °. In this way the rotor magnet 1
The rotational torque generated by the excitation of each coil L1 to L4 is in a state including an AC component having peaks and valleys in each section T1 to T4. For this reason, in the electronic commutator motor, a rotation torque variation of 12 cycles occurs for each rotation of the rotor magnet 1, which causes uneven rotation.

【0013】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、モータのトルク変動による回転むらの抑制を図る回
転制御装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a rotation control device which suppresses rotation unevenness due to torque fluctuation of a motor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、複数極に着磁され回転自在に保持されたロータと、
該ロータと対向する位置に形成された複数組の励磁コイ
ル及び該ロータの回転位置を検出する回転センサを含む
ステータとを有するモータの回転制御装置であって、ロ
ータの回転位置を検出し回転角情報を出力する回転角検
出手段と、ステータの励磁コイルの通電切り換え周期T
s に対して周期がTs /n(n=1,2,3,・・・
M)でかつ波高値がAi(iは1≦i≦Mなる整数)で
ある繰り返し波形を、回転角検出手段から出力される回
転角情報に同期して発生するM個の波形データ発生手段
と、所定の定数データを出力する固定データ発生手段
と、M個の波形データ発生手段の出力データ及び固定デ
ータ発生手段の出力データを加算演算する加算演算手段
と、モータの回転制御を行う回転制御信号の利得を加算
演算手段から出力されたトルク変動補正データにより制
御する利得制御手段と、を具備することを特徴とするも
のである。
According to the invention of claim 1 of the present application, a rotor magnetized to a plurality of poles and rotatably held,
A rotation control device for a motor having a plurality of sets of exciting coils formed at a position facing the rotor and a stator including a rotation sensor for detecting a rotation position of the rotor, wherein a rotation position of the rotor is detected and a rotation angle is detected. Rotation angle detecting means for outputting information and energization switching period T of the exciting coil of the stator
For s , the cycle is T s / n (n = 1, 2, 3, ...
M) and M waveform data generating means for generating a repetitive waveform having a peak value of Ai (i is an integer 1 ≦ i ≦ M) in synchronization with the rotation angle information output from the rotation angle detecting means. A fixed data generating means for outputting a predetermined constant data, an addition calculating means for performing an addition operation on the output data of the M waveform data generating means and the output data of the fixed data generating means, and a rotation control signal for controlling the rotation of the motor. And a gain control means for controlling the gain of (1) according to the torque fluctuation correction data output from the addition calculation means.

【0015】本願の請求項2の発明は、複数極に着磁さ
れ回転自在に保持されたロータと、該ロータと対向する
位置に形成された複数組の励磁コイル及び該ロータの回
転位置を検出する回転センサを含むステータとを有する
モータの回転制御装置であって、ロータの回転位置を検
出し回転角情報を出力する回転角検出手段と、ロータの
磁束密度の変化によって生じる回転トルク変動を低減す
べく、励磁コイルの励磁電流をロータの磁束密度と近似
的に逆数関係になるよう変化させるトルク変動補正デー
タを作成するトルク変動補正データ演算手段と、モータ
の回転制御を行う回転制御信号の利得を加算演算手段か
ら出力されたトルク変動補正データにより制御する利得
制御手段と、を具備することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, a rotor rotatably held by being magnetized to a plurality of poles, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotational position of the rotor are detected. A rotation control device for a motor having a stator including a rotation sensor for detecting rotation angle of a rotor and outputting rotation angle information, and reducing rotation torque fluctuation caused by a change in magnetic flux density of the rotor. In order to achieve this, a torque fluctuation correction data calculation means for creating torque fluctuation correction data for changing the exciting current of the exciting coil so as to have an approximately inverse relationship with the magnetic flux density of the rotor, and the gain of the rotation control signal for controlling the rotation of the motor Gain control means for controlling the torque fluctuation correction data output from the addition calculation means.

【0016】本願の請求項3の発明では、トルク変動補
正データ演算手段は、モータの1回転あたりのコイル通
電切り換え回数がK回であるときに、モータの1回転あ
たりL回繰り返される(LはK,2K,3K,・・・な
る整数)余弦波の波高値aK,a2K,a3K,・・・、正
弦波の波高値bK,b2K,b3K,・・・、モータの1回
転あたりの出力トルクの平均値a0、及び回転角検出手
段から出力される回転角情報をもとに演算処理を行い、
トルク変動補正データを求めることを特徴とするもので
ある。
According to the invention of claim 3 of the present application, the torque fluctuation correction data calculation means is repeated L times per one revolution of the motor when the number of times of switching the coil energization per one revolution of the motor is K. K, 2K, 3K, ...) Cosine wave peak values a K , a 2K , a 3K , ..., Sine wave peak values b K , b 2K , b 3K ,. The arithmetic processing is performed based on the average value a 0 of the output torque per one rotation and the rotation angle information output from the rotation angle detection means,
It is characterized in that the torque fluctuation correction data is obtained.

【0017】本願の請求項4の発明では、トルク変動補
正データ演算手段は、モータの1回転あたりのコイル通
電切り換え回数がK(回)であるときに、モータの1回
転あたりL回繰り返される(LはK,2K,3K,・・
・なる整数)余弦波の回転角検出手段から出力される回
転角情報に対する位置ずれ角度αK,α2K,α3K,・・
・、及び正弦波の回転角検出手段から出力される回転角
情報に対する位置ずれ角度βK,β2K,β3K,・・・を
もとに演算処理を行いトルク変動補正データを求めるこ
とを特徴とするものである。
According to the invention of claim 4 of the present application, the torque fluctuation correction data calculation means is repeated L times per one rotation of the motor when the number of times of switching the coil energization per one rotation of the motor is K (times) ( L is K, 2K, 3K, ...
· Integer) Position shift angles α K , α 2K , α 3K for the rotation angle information output from the rotation angle detection means of the cosine wave,
.. and torque fluctuation correction data are obtained by performing arithmetic processing based on the positional deviation angles β K , β 2K , β 3K , ... With respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection means of the sine wave. It is what

【0018】本願の請求項5の発明は、複数極に着磁さ
れ回転自在に保持されたロータと、該ロータと対向する
位置に形成された複数組の励磁コイル及び該ロータの回
転位置を検出する回転センサを含むステータとを有する
モータの回転制御装置であって、ロータの回転位置を検
出し回転角情報を出力する回転角検出手段と、モータの
1回転あたりのコイル通電切り換え回数がK回であると
きに、モータの1回転あたりL回繰り返される(Lは
K,2K,3K,・・・なる整数)余弦波の波高値
K,a2K,a3K,・・・、正弦波の波高値bK,b2K
3K,・・・、モータの1回転あたりの出力トルクの平
均値a0、及び回転角検出手段から出力される回転角情
報をもとに演算処理を行いトルク変動補正データを求め
るトルク変動補正データ演算手段と、モータの回転制御
を行う回転制御信号の利得をトルク変動補正データ演算
手段から出力されたトルク変動補正データにより制御す
る利得制御手段と、トルク変動補正データ演算手段にお
ける余弦波の波高値aK,a2K,a3K,・・・、及び正
弦波波形の波高値bK,b2K,b3K,・・・を各モータ
のばらつきに対応して微小量変化させるトルク変動補正
データ調整手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, a rotor rotatably held by magnetizing a plurality of poles, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotational position of the rotor are detected. A rotation control device for a motor having a stator including a rotation sensor for detecting rotation position of a rotor and outputting rotation angle information, and a coil energization switching frequency per rotation of the motor is K times. Is repeated L times per rotation of the motor (L is an integer of K, 2K, 3K, ...) Cosine wave peak values a K , a 2K , a 3K ,. Crest value b K , b 2K ,
b 3K , ..., Torque fluctuation correction for calculating torque fluctuation correction data by performing arithmetic processing based on the average value a 0 of the output torque per one rotation of the motor and the rotation angle information output from the rotation angle detection means. Data calculation means, gain control means for controlling the gain of the rotation control signal for controlling the rotation of the motor by the torque fluctuation correction data output from the torque fluctuation correction data calculation means, and cosine wave wave in the torque fluctuation correction data calculation means. Torque fluctuation correction data for changing the high values a K , a 2K , a 3K , ... And the peak values b K , b 2K , b 3K , ... Of the sine wave waveform by a small amount corresponding to the variations of each motor. And an adjusting means.

【0019】本願の請求項6の発明は、複数極に着磁さ
れ回転自在に保持されたロータと、該ロータと対向する
位置に形成された複数組の励磁コイル及び該ロータの回
転位置を検出する回転センサを含むステータとを有する
モータの回転制御装置であって、ロータの回転位置を検
出し回転角情報を出力する回転角検出手段と、モータの
1回転あたりのコイル通電切り換え回数がK回であると
きに、モータの1回転あたりL回繰り返される(Lは
K,2K,3K,・・・なる整数)余弦波の波高値
K,a2K,a3K,・・・と該余弦波の回転角検出手段
から出力される回転角情報に対する位置ずれ角度αK
α2K,α3K,・・・、正弦波の波高値bK,b2K
3K,・・・と該正弦波の回転角検出手段から出力され
る回転角情報に対する位置ずれ角度βK,β2K,β3K
・・・、モータの1回転あたりの出力トルクの平均値a
0 、回転角検出手段から出力される回転角情報をもとに
演算処理を行いトルク変動補正データを求めるトルク変
動補正データ演算手段と、モータの回転制御を行う回転
制御信号の利得をトルク変動補正データ演算手段から出
力されたトルク変動補正データにより制御する利得制御
手段と、トルク変動補正データ演算手段における余弦波
の位置ずれ角度αK,α2K,α3K,・・・、及び正弦波
の位置ずれ角度βK,β2K,β3K,・・・を各モータの
ばらつきに対応して微小量変化させるトルク変動補正波
形の位置ずれ調整手段と、を具備することを特徴とする
ものである。
According to a sixth aspect of the present invention, a rotor rotatably held by magnetizing a plurality of poles, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotational position of the rotor are detected. A rotation control device for a motor having a stator including a rotation sensor for detecting rotation position of a rotor and outputting rotation angle information, and a coil energization switching frequency per rotation of the motor is K times. And L is repeated per rotation of the motor (L is an integer such as K, 2K, 3K, ...) Cosine wave values a K , a 2K , a 3K , ... And the cosine wave. Misalignment angle α K with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection means of
α 2K , α 3K , ..., Peak value of sine wave b K , b 2K ,
b 3K , ... and position deviation angles β K , β 2K , β 3K , with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection means of the sine wave.
..., the average value a of the output torque per one rotation of the motor
0 , torque fluctuation correction data calculation means for calculating the torque fluctuation correction data by performing calculation processing based on the rotation angle information output from the rotation angle detection means, and torque fluctuation correction for the gain of the rotation control signal for controlling the rotation of the motor Gain control means for controlling by the torque fluctuation correction data output from the data calculation means, and position deviation angles α K , α 2K , α 3K , ... And sine wave positions of cosine waves in the torque fluctuation correction data calculation means. It is characterized in that it is provided with a position deviation adjusting means of a torque fluctuation correction waveform for changing the deviation angles β K , β 2K , β 3K , ... By a minute amount in accordance with the variation of each motor.

【0020】[0020]

【作用】このような特徴を有する本願の請求項1,2,
3の発明によれば、モータのトルク補正を行わないとき
の1回転中のトルク変動波形を予め測定し、このトルク
変動波形に乗算すると一定になる逆数の関数を想定す
る。この関数を、ステータの励磁コイルの通電切換周波
数に対して整数倍の周波数を有する複数の繰り返し波形
及び定数の加算演算により近似的に求め、これをトルク
補正データとする。利得制御手段を介してこのトルク補
正データによってモータ制御信号を変調し、モータ駆動
回路に与えると、ロータの回転位置にかかわらず一定の
回転トルクが得られ、回転むらを減少させることとな
る。
The present invention having the features as described above, claims 1, 2,
According to the third aspect of the invention, the torque fluctuation waveform during one rotation when the torque of the motor is not corrected is measured in advance, and a reciprocal function that becomes constant when this torque fluctuation waveform is multiplied is assumed. This function is approximately obtained by addition calculation of a plurality of repetitive waveforms having a frequency that is an integral multiple of the energization switching frequency of the exciting coil of the stator and a constant, and this is used as torque correction data. When the motor control signal is modulated by this torque correction data via the gain control means and given to the motor drive circuit, a constant rotational torque is obtained regardless of the rotational position of the rotor, and uneven rotation is reduced.

【0021】又本願の請求項4,5,6の発明によれ
ば、モータのトルク補正を行わないときの1回転中のト
ルク変動波形を予め測定し、このトルク変動波形に乗算
すると一定になる逆数の関数を想定する。この関数を、
ステータの励磁コイルの通電切換周波数に対して整数倍
の周波数を有する複数の余弦波及び複数の正弦波及び定
数との加算処理を行うと共に、余弦波及び正弦波の位相
角を回転体の1回転中のトルク変動波形の各ピークの位
置ずれや各モータのばらつきに対応するよう、余弦波及
び正弦波の各周波数別に設定する。これをトルク補正デ
ータとする。利得制御手段を介してこのトルク補正デー
タによってモータ制御信号を変調し、モータ駆動回路に
与えると、ロータの回転位置やそのばらつき及び個々の
モータに対応して一定の回転トルクが得られ、回転むら
を減少させることとなる。
Further, according to the inventions of claims 4, 5, and 6, the torque fluctuation waveform during one rotation when the motor torque is not corrected is measured in advance, and this torque fluctuation waveform is multiplied to be constant. Assume an inverse function. This function
Performs addition processing with a plurality of cosine waves having a frequency that is an integral multiple of the energization switching frequency of the excitation coil of the stator, a plurality of sine waves, and a constant, and also makes the phase angle of the cosine waves and sine waves one revolution of the rotating body. It is set for each frequency of the cosine wave and the sine wave so as to correspond to the positional deviation of each peak of the torque fluctuation waveform and the variation of each motor. This is the torque correction data. When the motor control signal is modulated by this torque correction data via the gain control means and given to the motor drive circuit, a constant rotational torque is obtained corresponding to the rotational position of the rotor and its variation and individual motors, and uneven rotation occurs. Will be reduced.

【0022】[0022]

【実施例】(第1実施例)以下、本発明の第1実施例に
ついて図1、図2、図3を用いて説明する。図1は本発
明の第1実施例における回転駆動装置の概略構成図であ
る。図1において、電子整流子モータユニット101
は、電子整流子モータ(以下単にモータと呼ぶ)10
2、回転速度検出信号発生装置(FGという)103、
及び回転位置検出信号発生装置(PGという)104を
含んで構成される。モータ102は図13(a)に示し
たように6極着磁のロータマグネット1及び図13
(b)に示したステータコイル基板2を有する。回転速
度検出信号発生装置103は、モータ102の1回転数
に比例したロータマグネット1の1回転あたり例えば1
00〜1000パルス以上のパルス信号P1を出力する
ものである。回転位置検出信号発生装置104は、特定
回転位置でロータマグネット1の1回転あたり1パルス
のパルス信号P2を出力するものである。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, electronic commutator motor unit 101
Is an electronic commutator motor (hereinafter simply referred to as a motor) 10
2. Rotational speed detection signal generator (referred to as FG) 103,
And a rotational position detection signal generator (referred to as PG) 104. As shown in FIG. 13A, the motor 102 includes a rotor magnet 1 with 6-pole magnetization and the rotor magnet 1 shown in FIG.
It has the stator coil substrate 2 shown in FIG. The rotation speed detection signal generator 103 has, for example, one rotation per rotation of the rotor magnet 1 proportional to one rotation of the motor 102.
The pulse signal P1 of 100 to 1000 pulses or more is output. The rotational position detection signal generator 104 outputs a pulse signal P2 of one pulse per one rotation of the rotor magnet 1 at a specific rotational position.

【0023】パルス信号P1,P2は回転角検出装置1
05に与えられる。回転角検出装置105はモータ10
2の特定の回転位置からの回転角度に対応した回転角情
報を出力するものであって、回転速度検出信号発生装置
103及び回転位置検出信号発生装置104と共に回転
角検出手段を構成している。回転角検出装置105は、
例えばカウンタ回路で構成され、パルス信号P2をリセ
ット信号としてパルス信号P1を計数するものである。
回転角検出装置105から出力される回転角データは、
パルス信号P2が入力されるとゼロとなり、パルス信号
P1の入力毎に計数値が1ずつカウントアップされ、モ
ータ102の回転角情報を示すものとなる。
The pulse signals P1 and P2 are the rotation angle detecting device 1
Given to 05. The rotation angle detection device 105 is the motor 10
The rotation angle information corresponding to the rotation angle from the specific rotation position 2 is output, and the rotation speed detection signal generation device 103 and the rotation position detection signal generation device 104 constitute rotation angle detection means. The rotation angle detection device 105
For example, it is composed of a counter circuit and counts the pulse signal P1 using the pulse signal P2 as a reset signal.
The rotation angle data output from the rotation angle detection device 105 is
When the pulse signal P2 is input, it becomes zero, and the count value is incremented by 1 each time the pulse signal P1 is input, which indicates the rotation angle information of the motor 102.

【0024】図2は図1に示す回転制御装置の各部の波
形を示す波形図である。図2(a)はトルク補正を行わ
ないときのモータ102の回転トルク変動波形であり、
通電切り換え周期Ts (T1 ,T2 ,T3 ,T4 )毎に
回転トルクが変化している。直流成分発生回路110
は、図2(e)に示すように、モータ102の回転位置
にかかわらず所定の定数データを出力する固定データ発
生手段である。ここでは出力の値が定数1に対応するデ
ータとしている。第1の余弦波発生回路111は、回転
角検出装置105から出力される回転角情報に対応し
て、図2(b)に示すように、モータ102の1回転あ
たり12回繰り返す余弦波データを出力するものであ
り、その波高値をa1とする。第2の余弦波発生回路1
12は、回転角検出装置105から出力される回転角情
報に対応して、図2(c)に示すように、モータ102
の1回転あたり24回繰り返す余弦波データを出力する
ものであり、その波高値をa2とする。更に第3の余弦
波発生回路113は、回転角検出装置105から出力さ
れる回転角情報に対応して、図2(d)に示すように、
モータ102の1回転あたり36回繰り返す余弦波デー
タを出力するものであり、その波高値をa3とする。余
弦波発生回路111,112,113は夫々回転角情報
に同期して発生する波形データ発生手段を構成してい
る。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the waveform of each part of the rotation control device shown in FIG. FIG. 2A is a rotational torque fluctuation waveform of the motor 102 when torque correction is not performed,
The rotation torque changes at every energization switching cycle T s (T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ). DC component generation circuit 110
2 is fixed data generating means for outputting predetermined constant data regardless of the rotational position of the motor 102, as shown in FIG. Here, the output value is data corresponding to the constant 1. The first cosine wave generation circuit 111, corresponding to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105, generates cosine wave data that is repeated 12 times per rotation of the motor 102, as shown in FIG. It is output, and its peak value is a 1 . Second cosine wave generation circuit 1
Reference numeral 12 denotes a motor 102 corresponding to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105, as shown in FIG.
The cosine wave data that is repeated 24 times per revolution is output, and its peak value is a 2 . Further, the third cosine wave generation circuit 113 corresponds to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105, as shown in FIG.
The cosine wave data that is repeated 36 times per one rotation of the motor 102 is output, and its peak value is a 3 . The cosine wave generation circuits 111, 112, 113 each constitute a waveform data generation unit that is generated in synchronization with the rotation angle information.

【0025】加算演算回路106は、直流成分発生回路
110、第1〜3の余弦波発生回路111,112,1
13の波形データ発生手段の各出力データを加算し、そ
の加算結果をトルク変動補正データとして出力する加算
演算手段である。その出力波形は図2(f)に示され
る。利得制御回路107は、モータ102の回転制御を
行なうモータ制御信号発生回路108の出力を増幅ある
いは減衰させる回路であって、加算演算回路107から
出力されるトルク変動補正データによりその利得が制御
されるものである。モータ駆動回路109は、利得制御
回路107から出力されるモータ制御信号の電圧に対応
した駆動電流をモータ102の各コイルL1〜L4に通
電するものである。
The addition arithmetic circuit 106 includes a DC component generating circuit 110 and first to third cosine wave generating circuits 111, 112 and 1.
13 is an addition calculation unit that adds each output data of the waveform data generation unit 13 and outputs the addition result as torque fluctuation correction data. The output waveform is shown in FIG. The gain control circuit 107 is a circuit that amplifies or attenuates the output of the motor control signal generation circuit 108 that controls the rotation of the motor 102, and its gain is controlled by the torque fluctuation correction data output from the addition calculation circuit 107. It is a thing. The motor drive circuit 109 energizes the coils L1 to L4 of the motor 102 with a drive current corresponding to the voltage of the motor control signal output from the gain control circuit 107.

【0026】第1の余弦波発生回路111から出力され
る余弦波の波高値a1は以下のように定める。即ち図2
(a)に示すように予めモータ102のトルク変動波形
を測定しておき、このトルク変動波形(a)の逆数を演
算し、この逆数値からモータ1回転当たり12回繰り返
す波形の波高値をA1とし、波高値A1を離散的フーリ
エ変換等の周波数分析により求める。又図2(a)に示
すトルク変動の平均トルクa0を求め、波高値A1を平
均トルクa0で割った値をa1 (a1=A1/a0)とす
る。同様に、第2の余弦波発生回路112から出力され
る余弦波の波高値a2は、図2(a)に示すトルク変動
波形の逆数からモータ1回転当たり24回繰り返す波形
の波高値をA2とし、波高値A2を離散的フーリエ変換
等の周波数分析により求める。又平均トルクa0をもと
に、波高値A2を平均トルクa0で割った値(a2=A2
/a0)とする。同様に、第3の余弦波発生回路113
から出力される余弦波の波高値a3は、図2(a)のト
ルク変動波形の逆数からモータ1回転当たり36回繰り
返す波形の波高値をA3とし、波高値A3を離散的フー
リエ変換等の周波数分析により求める。そして平均トル
クa0をもとに、波高値a3 を平均トルクa0 で割った
値(a3=A3/a0)として定める。
The crest value a 1 of the cosine wave output from the first cosine wave generation circuit 111 is determined as follows. That is, FIG.
As shown in (a), the torque fluctuation waveform of the motor 102 is measured in advance, the reciprocal of this torque fluctuation waveform (a) is calculated, and from this reciprocal value, the peak value of the waveform repeated 12 times per motor revolution is A1. Then, the peak value A1 is obtained by frequency analysis such as discrete Fourier transform. Further, an average torque a 0 of the torque fluctuation shown in FIG. 2A is obtained, and a value obtained by dividing the peak value A1 by the average torque a 0 is defined as a 1 (a 1 = A1 / a 0 ). Similarly, the peak value a 2 of the cosine wave output from the second cosine wave generation circuit 112 is the peak value of a waveform that repeats 24 times per motor revolution from the reciprocal of the torque fluctuation waveform shown in FIG. Then, the peak value A2 is obtained by frequency analysis such as discrete Fourier transform. Also based on the average torque a 0, a value of the peak value A2 divided by average torque a 0 (a 2 = A2
/ A 0 ). Similarly, the third cosine wave generation circuit 113
The cosine value a 3 of the cosine wave output from the wave crest value of the waveform that repeats 36 times per one rotation of the motor is A3 from the reciprocal of the torque fluctuation waveform of FIG. Determined by frequency analysis. And based on the average torque a 0, determining the peak value a 3 as divided by the average torque a 0 (a 3 = A3 / a 0).

【0027】図3(a),(b),(c)はモータのト
ルク補正の説明図である。(a)は補正を行う前のモー
タのトルク変動波形である。(b)は(a)に示すトル
ク変動波形を演算処理によりその逆数に変換した波形で
ある。即ち(b)に示す波形をトルク変動補正波形とし
て、モータ駆動回路の電流を変調するトルク補正を行
う。このとき回転角検出装置105に位置ずれが生じた
場合にはトルク変動補正波形は(b)に示すものとな
り、この波形でトルク変動補正処理を行った場合のトル
ク変動波形は図3(c)に示すものとなる。ここではコ
イル通電切換タイミング近傍においてトルクが大きく変
化し、モータの回転むらに大きく影響することとなる。
3 (a), 3 (b) and 3 (c) are explanatory views of motor torque correction. (A) is a torque fluctuation waveform of the motor before correction. (B) is a waveform obtained by converting the torque fluctuation waveform shown in (a) into its inverse by a calculation process. That is, the waveform shown in (b) is used as a torque fluctuation correction waveform, and torque correction for modulating the current of the motor drive circuit is performed. At this time, when the rotation angle detection device 105 is displaced, the torque fluctuation correction waveform is as shown in FIG. 3B, and the torque fluctuation waveform when the torque fluctuation correction process is performed with this waveform is shown in FIG. It will be as shown in. Here, the torque greatly changes in the vicinity of the coil energization switching timing, which greatly affects the uneven rotation of the motor.

【0028】さて本発明の第1実施例では、図1に示す
加算演算回路106より得られるトルク変動補正波形は
図3(d)のようになる。図3(a)のトルク変動波形
と図3(d)のトルク変動補正波形とに間に角度ずれが
生じても、補正波形のピーク値が(b)の波形に比べて
低く、トルク変動補正処理を行うことによるトルク変動
波形は図3(e)に示すような状態となる。即ち、区間
Txにおいてトルク変動のピーク値は小さく、モータ1
02の回転むらに与える悪影響が大幅に低減されるとい
う効果が得られる。
In the first embodiment of the present invention, the torque fluctuation correction waveform obtained by the addition arithmetic circuit 106 shown in FIG. 1 is as shown in FIG. 3 (d). Even if there is an angular deviation between the torque fluctuation waveform of FIG. 3A and the torque fluctuation correction waveform of FIG. 3D, the peak value of the correction waveform is lower than that of the waveform of FIG. The torque fluctuation waveform resulting from the process is as shown in FIG. That is, the peak value of the torque fluctuation is small in the section Tx, and the motor 1
It is possible to obtain an effect that the adverse effect on the rotational unevenness of 02 is significantly reduced.

【0029】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
について説明する。図4は第2実施例における回転制御
装置の概略構成図である。本図において、第1実施例の
回転制御装置と同じ構成要素については同一符号を付し
て詳細な説明は省略する。図4において、回転角検出装
置105は、モータ102の回転に伴い回転速度検出信
号発生装置103及び回転位置検出信号発生装置104
の回転パルス信号を回転角データ(θ°)に変換して、
トルク変動補正データ演算装置201に与えるものであ
る。トルク変動補正データ演算装置201は、例えばデ
ータを保持するメモリを有しており、回転角情報に応じ
たトルク変動補正データを演算し、その結果をメモリに
一旦格納して回転角信号に応じて出力するものであっ
て、トルク変動補正データ演算手段を構成している。ト
ルク変動補正データ演算装置201の出力は利得制御回
路107に与えられる。モータ制御信号発生回路108
の回転制御信号は、利得制御回路107で増幅率がトル
ク変動補正データにより制御されてモータ駆動回路10
9に与えられる。モータ駆動回路109は第1実施例で
述べたものと同一であり、この出力がモータ102に印
加される。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the rotation control device in the second embodiment. In the figure, the same components as those of the rotation control device of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In FIG. 4, a rotation angle detection device 105 includes a rotation speed detection signal generation device 103 and a rotation position detection signal generation device 104 as the motor 102 rotates.
The rotation pulse signal of is converted into rotation angle data (θ °),
This is given to the torque fluctuation correction data calculation device 201. The torque fluctuation correction data calculation device 201 has, for example, a memory for holding data, calculates the torque fluctuation correction data according to the rotation angle information, temporarily stores the result in the memory, and according to the rotation angle signal. It outputs the data and constitutes torque fluctuation correction data calculation means. The output of the torque fluctuation correction data calculation device 201 is given to the gain control circuit 107. Motor control signal generation circuit 108
The gain control circuit 107 controls the amplification factor of the rotation control signal of the
9 given. The motor drive circuit 109 is the same as that described in the first embodiment, and its output is applied to the motor 102.

【0030】図2(b)は前述したようにモータ1回転
に12回繰り返す信号(W12)であるが、この信号W
12は以下の式(1)で表すことができる。 a1 cos (12・θ°)・・・(1) 図2(c)は同様にモータ1回転に24回繰り返す信号
(W24)であり、この信号W12は次の式(2)で表
すことができる。 a2 cos (24・θ°)・・・(2) 図2(d)はモータ1回転に36回繰り返す信号(W3
6)を示し、この信号W36は式(3)で表すことがで
きる。 a3 cos (36・θ°)・・・(3) トルク変動補正データ演算装置201では式(1)〜
(3)のデータと直流成分a0 に相当するデータから以
下に示す式(4)で表される演算を行い、演算結果デー
タを出力する。
FIG. 2B shows a signal (W12) repeated 12 times for one rotation of the motor as described above.
12 can be represented by the following formula (1). a 1 cos (12 · θ °) (1) FIG. 2C shows a signal (W24) which is repeated 24 times for one rotation of the motor, and this signal W12 is expressed by the following equation (2). You can a 2 cos (24 · θ °) (2) FIG. 2 (d) shows a signal that repeats 36 times for one rotation of the motor (W3
6), and this signal W36 can be expressed by equation (3). a 3 cos (36 · θ °) (3) In the torque fluctuation correction data calculation device 201, equations (1) to
From the data of (3) and the data corresponding to the DC component a 0 , the operation represented by the following expression (4) is performed, and the operation result data is output.

【数1】 [Equation 1]

【0031】この演算後のデータは図2(f)にグラフ
で表される。よってこのデータをアナログ信号としてモ
ータ制御信号に重畳してモータ駆動回路109に与える
と、図3(e)に示すようにモータ102の回転位置に
かかわらずほぼ一定の駆動トルクが得られる。
The data after this calculation is represented by a graph in FIG. Therefore, when this data is superimposed on the motor control signal as an analog signal and given to the motor drive circuit 109, a substantially constant drive torque is obtained regardless of the rotational position of the motor 102, as shown in FIG.

【0032】式(1)〜(4)において回転角をθ
(°)として表したが、実際の処理においては、パルス
信号P1のパルス数がモータ1回転あたりNパルスであ
るとし、回転角検出装置105から出力される計数デー
タをn(0≦n≦N−1)とすると、回転角は次の式
(5)で表すことができる。従って式(4)のθの代わ
りに360・n/Nを代入して演算すれば良い。 θ=360°・n/N・・・(5)
In equations (1) to (4), the rotation angle is θ
In the actual processing, the number of pulses of the pulse signal P1 is N pulses per one rotation of the motor, and the count data output from the rotation angle detection device 105 is n (0 ≦ n ≦ N). −1), the rotation angle can be expressed by the following equation (5). Therefore, the calculation may be performed by substituting 360.n / N instead of θ in the equation (4). θ = 360 ° ・ n / N (5)

【0033】このように第2実施例によれば、モータの
出力トルク変動を補正するのに、式(1)〜(4)に示
す波高値a0 、a1 、a2 、a3 の値を予め求めてお
き、モータの回転位置を検出した上で回転位置検出デー
タを用いて補正データを演算処理で求め、この補正デー
タをトルク変動補正データ演算装置201のメモリに一
旦保持し、モータ回転角に応てトルク変動補正データを
利得制御回路107に与えるようにしている。そうする
とモータ102の回転制御装置には、記憶すべきデータ
量が少なくてすむという実用的効果がある。
As described above, according to the second embodiment, the values of the peak values a 0 , a 1 , a 2 , a 3 shown in the equations (1) to (4) are used to correct the output torque fluctuation of the motor. Is calculated in advance, and the rotational position of the motor is detected, and then the correction data is calculated by using the rotational position detection data. The correction data is temporarily stored in the memory of the torque fluctuation correction data calculation device 201 and the motor rotation is performed. The torque fluctuation correction data is given to the gain control circuit 107 according to the angle. Then, the rotation control device of the motor 102 has a practical effect that the amount of data to be stored is small.

【0034】又近年、制御用マイクロプロセッサを用い
てモータ制御信号発生回路108の回転制御信号を演算
で求める、いわゆるマイコンサーボが広く用いられてい
る。制御用マイクロプロセッサでモータ制御信号を演算
処理する動作に加えて、式(4)のトルク変動補正用デ
ータを演算処理により求めれば、新たに回路を追加する
ことなくトルク変動補正動作を実現することができ、実
用上大きな効果が得られる。
In recent years, a so-called microcomputer servo has been widely used in which a rotation control signal of the motor control signal generation circuit 108 is calculated by using a control microprocessor. In addition to the operation of processing the motor control signal by the control microprocessor, the torque fluctuation correcting operation can be realized without adding a new circuit by calculating the torque fluctuation correcting data of the formula (4) by the calculating processing. It is possible to obtain a great effect in practical use.

【0035】(第3実施例)次に本発明の第3実施例に
ついて、図5を参照しつつ説明する。第3実施例におけ
る回転制御装置は図4と同一の構成を有しており、トル
ク変動補正データ演算装置の演算処理内容だけが異な
る。図6(a)は回転角検出装置105及びトルク変動
補正データ演算装置202の演算処理内容を示すもので
ある。一般に、モータ1回転にL回振動する信号は以下
に示す式(6)で表すことができる。 aL cos (L・θ°)+bL sin (L・θ°)・・・
(6) ここでaL 及びbL はモータの一回転当たりのL回振動
する余弦波及び正弦波の振幅である。よってトルク変動
補正データを求める演算処理は、回転体の1回転あたり
のコイル通電切り換え回数が12回である時には、前述
した第2実施例の繰り返し信号W12,W24,W36
の余弦波波形の波高値をa12,a24,a36とし、各信号
W12,W24,W36の正弦波波形の波高値b12,b
24,b36とし、モータ102の出力トルク平均値a0
すると、回転位置データnを基づいて式(7)で表すト
ルク変動補正データが得られる。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The rotation control device according to the third embodiment has the same configuration as that of FIG. 4, and only the processing contents of the torque fluctuation correction data calculation device are different. FIG. 6A shows the contents of calculation processing of the rotation angle detection device 105 and the torque fluctuation correction data calculation device 202. In general, a signal that vibrates L times for one rotation of the motor can be expressed by the following equation (6). a L cos (L ・ θ °) + b L sin (L ・ θ °) ・ ・ ・
(6) Here, a L and b L are the amplitudes of the cosine wave and the sine wave that vibrate L times per one rotation of the motor. Therefore, the calculation process for obtaining the torque fluctuation correction data is such that when the number of times of switching the coil energization per revolution of the rotating body is 12, the repetitive signals W12, W24, W36 of the second embodiment described above are used.
Let c 12 , a 24 , and a 36 be the peak values of the cosine wave waveform of, and the peak values b 12 , b of the sine wave of the signals W12, W24, and W36.
When 24 and b 36 are set and the output torque average value a 0 of the motor 102 is set, the torque fluctuation correction data represented by the equation (7) is obtained based on the rotational position data n.

【数2】 [Equation 2]

【0036】図5に示すトルク変動補正データ演算装置
202では、各信号W12,W24,W36から回転位
置データnをもとに式(7)に示す演算を行い、回転位
置に対応したトルク変動補正データとしてトルク補正関
数C(n)を、図5に示す利得制御回路107に出力す
るようにしている。
In the torque fluctuation correction data calculation device 202 shown in FIG. 5, the calculation shown in the equation (7) is performed based on the rotational position data n from each of the signals W12, W24, W36, and the torque fluctuation correction corresponding to the rotational position is corrected. The torque correction function C (n) is output as data to the gain control circuit 107 shown in FIG.

【0037】本実施例によれば、モータ1回転当たり1
2,24,36回のトルク変動を繰り返す信号について
回転速度検出信号発生器103のパルス信号P1のパル
ス数Nの値に係わらず自動的に補正することができ、モ
ータの回転位置にかかわらず一定の駆動トルクが得られ
るという効果がある。
According to this embodiment, one motor revolution makes one
A signal that repeats 2, 24, 36 times of torque fluctuations can be automatically corrected regardless of the value of the pulse number N of the pulse signal P1 of the rotation speed detection signal generator 103, and is constant regardless of the rotational position of the motor. There is an effect that the driving torque of is obtained.

【0038】(第4実施例)次に本発明の第4実施例に
ついて、図5〜図7を参照しつつ説明する。本実施例に
おける回転制御装置の全体ブロックは図5と同一であ
り、トルク変動補正データ演算装置203の演算処理内
容が異なる。図7はトルク変動補正信号の各成分と回転
位置検出信号を示す波形図であり、(a)は図2(a)
と同じくモータ102のトルク変動波形である。一般
に、回転位置検出信号発生装置104がモータ102に
取り付けられてパルス信号P2を発生しても、その発生
時刻はコイル通電切り換え時刻と位相が必ずしも一致し
ない。図7(e)に示すように、回転位置検出信号P2
のパルス立ち上がり位置を回転角0°とすると、この回
転角0°はコイル通電切り換え位置とは異なることがあ
る。従って前述した式(6)に示す繰り返し信号の波形
に角度ずれを考慮した項を加えることが好ましい。この
ような角度ずれを考慮したモータ1回転にL回の振動波
形の信号は次の式(8)で表すことができる。 aL cos (L・θ°+αL )+bL sin (L・θ°+β
L )・・・(8)
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The entire block of the rotation control device according to the present embodiment is the same as that of FIG. 5, but the calculation processing content of the torque fluctuation correction data calculation device 203 is different. FIG. 7 is a waveform diagram showing each component of the torque fluctuation correction signal and the rotational position detection signal.
Is a torque fluctuation waveform of the motor 102. In general, even if the rotational position detection signal generator 104 is attached to the motor 102 to generate the pulse signal P2, its generation time does not always match the coil energization switching time in phase. As shown in FIG. 7E, the rotational position detection signal P2
When the pulse rising position of is a rotation angle of 0 °, this rotation angle of 0 ° may be different from the coil energization switching position. Therefore, it is preferable to add a term in consideration of the angular deviation to the waveform of the repetitive signal shown in the equation (6). A signal having a vibration waveform L times per one rotation of the motor in consideration of such an angle deviation can be expressed by the following equation (8). a L cos (L ・ θ ° + α L ) + b L sin (L ・ θ ° + β
L ) ・ ・ ・ (8)

【0039】よってトルク変動補正データを求める演算
処理は、回転体の一回転あたりのコイル通電切り換え回
数が12回である時には、前述した波高値a12,a24
36及び波高値b12,b24,b36、及び各信号W12,
W24,W36の余弦波の回転角検出装置105から出
力される回転角情報に対する位置ずれ角度α12,α24
α36、正弦波の回転角検出装置105から出力される回
転角情報に対する位置ずれ角度をβ12,β24,β36とす
ると、モータ102の出力トルク平均値a0及び回転角
データnに基づいて、次の式(9)でトルク補正関数C
(n)を表すことができる。
Therefore, the calculation process for obtaining the torque fluctuation correction data is such that when the number of times of switching the coil energization per revolution of the rotating body is 12, the above-mentioned peak values a 12 , a 24 ,
a 36 and peak values b 12 , b 24 , b 36 , and each signal W12,
Position shift angles α 12 , α 24 , with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105 for the cosine waves of W24 and W36,
Assuming that α 36 is the displacement angle with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105 of the sine wave is β 12 , β 24 , and β 36 , the average output torque a 0 of the motor 102 and the rotation angle data n Then, in the following equation (9), the torque correction function C
(N) can be represented.

【数3】 (Equation 3)

【0040】本実施例のトルク変動補正データ演算装置
203では、図6(b)に示すように式(9)に示すト
ルク補正関数C(n)の演算を行い、回転位置に対応し
たトルク変動補正データを出力するようにしている。
In the torque fluctuation correction data calculation device 203 of this embodiment, the torque correction function C (n) shown in equation (9) is calculated as shown in FIG. 6 (b), and the torque fluctuation corresponding to the rotational position is calculated. The correction data is output.

【0041】さて、回転角検出装置105では、図7
(e)に示すパルス信号P2の立ち上がりエッジからの
モータ102の回転角度θを検出する。よってこのパル
ス波の立ち上がりエッジが回転角情報の0°位置であ
り、図7(b)〜図7(d)に示す各信号W12,W2
4,W36のトルク変動補正波形は0°位置で角度θ1
°(機械角)のずれがある。次に示す式(10)は前述
した式(9)の余弦波だけで位置ずれ補正項を追加した
トルク補正関数である。
Now, in the rotation angle detecting device 105, as shown in FIG.
The rotation angle θ of the motor 102 from the rising edge of the pulse signal P2 shown in (e) is detected. Therefore, the rising edge of this pulse wave is the 0 ° position of the rotation angle information, and the signals W12 and W2 shown in FIG. 7B to FIG.
The torque fluctuation correction waveform of W4 and W36 is angle θ1 at 0 ° position.
There is a deviation of ° (mechanical angle). Expression (10) shown below is a torque correction function in which a positional deviation correction term is added only by the cosine wave of Expression (9) described above.

【数4】 [Equation 4]

【0042】(10)式のトルク補正関数を用いること
により、回転角検出装置105から出力される回転角情
報に対して自動的にロータの位置ずれに対応することが
でき、安定したトルク変動補正効果を実現することがで
きるという効果がある。
By using the torque correction function of the equation (10), it is possible to automatically cope with the positional deviation of the rotor with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection device 105, and to perform stable torque fluctuation correction. There is an effect that the effect can be realized.

【0043】本実施例によれば、モータ1回転あたり1
2,24,36回のトルク変動の繰り返し成分について
補正できると共に、回転位置検出信号発生装置104の
取り付けにより、回転位置検出信号の出力位置がコイル
通電切り換え位置と一致しなくても、角度ずれを演算に
より処理することができ、モータの回転位置にかかわら
ず一定の駆動トルクが得られるという効果が得られる。
According to the present embodiment, one per one rotation of the motor
It is possible to correct the repeated component of the torque fluctuation of 2, 24, and 36 times, and by installing the rotation position detection signal generator 104, even if the output position of the rotation position detection signal does not coincide with the coil energization switching position, the angular deviation is corrected. It can be processed by calculation, and an effect that a constant drive torque can be obtained regardless of the rotational position of the motor is obtained.

【0044】(第5実施例)次に、本発明の第5実施例
について図8を参照しつつ説明を行なう。図8は第5実
施例における回転制御装置の概略構成図である。本図に
おいても、図1の構成要素と同一部分については同一符
号を付して、その説明は省略する。補正ゲイン調整回路
301は、モータ1台毎の出力トルクのばらつきを調整
するためのデータを出力するものである。トルク変動補
正データ演算装置204は、モータ102のトルク変動
を低減すべき補正データを、回転角検出装置105から
出力されるモータ102の回転角データをもとに演算処
理で求めるものである。トルク変動補正データ演算装置
204は、補正ゲイン調整回路301から出力される波
高値調整データにより、モータ毎の出力トルクのばらつ
きを調整し、よって量産時のモータの出力トルクのばら
つきにかかわらず安定したトルク変動補正効果を得るこ
とのできる演算処理を行う。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the rotation control device in the fifth embodiment. Also in this figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The correction gain adjustment circuit 301 outputs data for adjusting variations in output torque for each motor. The torque fluctuation correction data calculation device 204 obtains correction data for reducing the torque fluctuation of the motor 102 by calculation processing based on the rotation angle data of the motor 102 output from the rotation angle detection device 105. The torque fluctuation correction data calculation device 204 adjusts the variation in the output torque of each motor based on the peak value adjustment data output from the correction gain adjustment circuit 301, and thus stabilizes regardless of the variation in the output torque of the motor during mass production. The arithmetic processing that can obtain the torque fluctuation correction effect is performed.

【0045】図9は、補正ゲイン調整回路301及びト
ルク変動補正データ演算装置204の演算処理内容を示
すブロック図である。すでに本発明の第3実施例で説明
したように、各モータ102の出力トルクにばらつきの
ないときのトルク変動補正データを求める演算処理は、
回転体の1回転あたりのコイル通電切り換え回数が12
回とすると、前述のように式(7)で表すことができ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing the calculation processing contents of the correction gain adjustment circuit 301 and the torque fluctuation correction data calculation device 204. As already described in the third embodiment of the present invention, the calculation process for obtaining the torque fluctuation correction data when the output torque of each motor 102 does not vary,
The number of times the coil energization is switched per revolution of the rotating body is 12
If the number of times is set, it can be expressed by the equation (7) as described above.

【0046】これに対して、各モータ102の出力トル
クのばらつき、即ち各信号W12,W24,W36の繰
り返し信号波形の波高値のばらつきを調整するために、
補正ゲイン調整回路301を設ける。補正ゲイン調整回
路301は、トルク変動補正データ演算装置204にお
いて補正データを演算するために余弦波の波高値a12
24,a36の各調整量Δa12、Δa24、Δa36、正弦波
の波高値b12,b24,b36の各調整量Δb12、Δb24
Δb36を出力するものであり、請求項5記載のトルク変
動補正データ調整手段の働きをしている。
On the other hand, in order to adjust the variation in the output torque of each motor 102, that is, the variation in the peak value of the repetitive signal waveform of each signal W12, W24, W36,
A correction gain adjustment circuit 301 is provided. The correction gain adjustment circuit 301 uses a cosine wave crest value a 12 , in order to calculate correction data in the torque fluctuation correction data calculation device 204.
a 24 , a 36 adjustment amounts Δa 12 , Δa 24 , Δa 36 , sine wave peak values b 12 , b 24 , b 36 adjustment amounts Δb 12 , Δb 24 ,
It outputs Δb 36 and functions as the torque fluctuation correction data adjusting means.

【0047】トルク変動補正データ演算装置204で
は、補正ゲイン調整回路301の出力である各調整量Δ
12、Δa24、Δa36、Δb12、Δb24、Δb36、波高
値a12,a24,a36、波高値b12,b24,b36、出力ト
ルク平均値a0及び回転位置データnに基づいて次の式
(11)に示す演算を行い、回転位置に対応したトルク
変動補正関数C(n)を利得制御回路107に出力す
る。
In the torque fluctuation correction data calculation device 204, each adjustment amount Δ output from the correction gain adjustment circuit 301.
a 12 , Δa 24 , Δa 36 , Δb 12 , Δb 24 , Δb 36 , peak value a 12 , a 24 , a 36 , peak value b 12 , b 24 , b 36 , output torque average value a 0 and rotational position data. The following equation (11) is calculated based on n, and the torque fluctuation correction function C (n) corresponding to the rotational position is output to the gain control circuit 107.

【数5】 (Equation 5)

【0048】本実施例によれば、モータ1回転12,2
4,36回のトルク変動の振動成分について、各モータ
毎に異なる出力トルクを有し、ばらつきが存在しても安
定して補正することができ、モータの回転位置にかかわ
らず一定の駆動トルクが得られるという効果がある。
According to this embodiment, one rotation of the motor 12,2
With respect to the vibration component of the torque fluctuation of 4,36 times, each motor has a different output torque, and even if there is a variation, it can be stably corrected, and a constant drive torque can be obtained regardless of the rotational position of the motor. It has the effect of being obtained.

【0049】(第6実施例)次に、本発明の第6実施例
について図面を参照しつつ説明を行なう。図10は本発
明の第6実施例における回転制御装置の概略構成図であ
る。本図において、図1の構成要素と同一部分について
は同一符号を付して、説明は省略する。補正波形位置ず
れ調整回路401は、モータに固有の回転角情報に対す
るトルク変動の各振動成分のばらつきを調整するための
データをトルク変動補正データ演算装置205に出力す
るものである。トルク変動補正データ演算装置205
は、モータ102のトルク変動を低減すべき補正データ
を、回転位置情報をもとに演算処理で求める。即ち補正
波形位置ずれ調整回路401から出力される回転位置ず
れ調整データにより、モータ1台毎のトルク変動の各繰
り返し成分の回転位置に対するばらつきを調整し、よっ
て量産時のモータの出力トルク波形のばらつきにかかわ
らず安定したトルク変動補正効果を得ることのできる演
算処理を行う。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the rotation control device in the sixth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The correction waveform position deviation adjustment circuit 401 outputs data for adjusting the variation of each vibration component of the torque fluctuation with respect to the rotation angle information peculiar to the motor to the torque fluctuation correction data calculation device 205. Torque fluctuation correction data calculation device 205
Calculates the correction data for reducing the torque fluctuation of the motor 102 by calculation processing based on the rotational position information. That is, the variation of each repetitive component of the torque fluctuation for each motor with respect to the rotational position is adjusted by the rotational position deviation adjustment data output from the correction waveform positional deviation adjustment circuit 401, and thus the variation of the output torque waveform of the motor during mass production is adjusted. Irrespective of the above, arithmetic processing that can obtain a stable torque fluctuation correction effect is performed.

【0050】図11は、回転角検出装置105と、補正
波形位置ずれ調整回路401及びトルク変動補正データ
演算装置205の演算処理内容を保持するブロック図で
ある。すでに本発明の第4実施例で説明したように、モ
ータのトルク変動の各繰り返し波形の回転位置に対する
ばらつきのないときのトルク変動補正データを求める演
算処理は、式(9)で表される。これに対して、本実施
例では補正波形位置ずれ調整回路401を設け、トルク
変動補正データ演算装置205において補正データを演
算するため各信号W12,W24,W36の余弦波の位
置ずれ角度α12,α24,α36の各調整量Δα12、Δ
α24、Δα36、及び各信号W12,W24,W36の正
弦波の位置ずれ角度β12,β24,β36の各調整量Δ
β12、Δβ24、Δβ36を補正波形位置ずれ調整回路40
1から出力する。ここで補正波形位置ずれ調整回路40
1は請求項6記載のトルク変動補正波形の位置ずれ調整
手段の機能を達成している。
FIG. 11 is a block diagram for holding the calculation processing contents of the rotation angle detection device 105, the correction waveform position deviation adjustment circuit 401 and the torque fluctuation correction data calculation device 205. As already described in the fourth embodiment of the present invention, the calculation process for obtaining the torque fluctuation correction data when there is no variation in the repeated waveform of the torque fluctuation of the motor with respect to the rotational position is expressed by equation (9). On the other hand, in the present embodiment, a correction waveform position deviation adjusting circuit 401 is provided, and in order to calculate the correction data in the torque fluctuation correction data calculation device 205, the position deviation angle α 12 , of the cosine wave of each of the signals W12, W24, W36, Adjustment amount of α 24 and α 36 Δα 12 , Δ
α 24 , Δα 36 , and the adjustment amounts Δ of the position deviation angles β 12 , β 24 , β 36 of the sine waves of the signals W12, W24, W36.
β 12 , Δβ 24 , Δβ 36 are corrected. Waveform position deviation adjustment circuit 40
Output from 1. Here, the correction waveform position deviation adjustment circuit 40
1 achieves the function of the position deviation adjusting means of the torque fluctuation correction waveform.

【0051】トルク変動補正データ演算装置205で
は、補正波形位置ずれ調整回路4011の出力である調
整量Δα12、Δα24、Δα36、Δβ12、Δβ24、Δ
β36、波高値a12,a24,a36、波高値b12,b24,b
36、位置ずれ角度α12,α24,α36、位置ずれ角度
β12,β24,β36、出力トルク平均値a0及び回転位置
データnに基づいて式(12)に示す演算を行い、回転
位置に対応したトルク変動補正関数C(n)を利得制御
回路107に出力する。
In the torque fluctuation correction data calculation device 205, the adjustment amounts Δα 12 , Δα 24 , Δα 36 , Δβ 12 , Δβ 24 , Δ output from the correction waveform position deviation adjusting circuit 4011.
β 36 , peak values a 12 , a 24 , a 36 , peak values b 12 , b 24 , b
36 , the positional deviation angles α 12 , α 24 , α 36 , the positional deviation angles β 12 , β 24 , β 36 , the output torque average value a 0, and the rotational position data n, the calculation shown in the equation (12) is performed. The torque fluctuation correction function C (n) corresponding to the rotational position is output to the gain control circuit 107.

【数6】 (Equation 6)

【0052】図12はトルク変動波形及び各補正波形の
信号W12,W24,W36を示す波形図である。一般
にモータには組立誤差が発生することが多く、図13に
示すようにその誤差には、ロータマグネット1の回転位
置を検出するホール素子H1,H2とステータのコイル
L1〜L4の相対位置誤差、回転位置検出装置104の
取り付け誤差、ロータマグネット1の着磁むら等があ
る。その結果、トルク変動波形は図12(a)に示すよ
うに、図2(a)のトルク変動波形に対して歪んだもの
となる。図12(a)の上部に記した角度は、図12
(e)に示すパルス信号P2をもとに回転角検出装置1
05で検出したモータ102の回転角度である。図12
(b)に示す波形は図12(a)に示すトルク変動波形
の逆数に含まれる信号を変換した信号W12であり、回
転角検出装置105から出力される回転角データに対し
て角度θ1だけタイミングをずらして信号W12の補正
データを演算作成すれば、角度ずれを生じることなくト
ルク変動を補正できる。
FIG. 12 is a waveform diagram showing the torque fluctuation waveform and the signals W12, W24, W36 of the respective correction waveforms. In general, an assembly error is often generated in a motor. As shown in FIG. 13, the error includes relative position errors between the Hall elements H1 and H2 that detect the rotational position of the rotor magnet 1 and the coils L1 to L4 of the stator. There are mounting errors of the rotational position detecting device 104, uneven magnetization of the rotor magnet 1, and the like. As a result, the torque fluctuation waveform is distorted with respect to the torque fluctuation waveform of FIG. 2A, as shown in FIG. The angle shown at the top of FIG.
The rotation angle detection device 1 based on the pulse signal P2 shown in (e)
The rotation angle of the motor 102 detected in 05. FIG.
The waveform shown in (b) is the signal W12 obtained by converting the signal included in the reciprocal of the torque fluctuation waveform shown in FIG. 12 (a), and is the timing of the angle θ1 with respect to the rotation angle data output from the rotation angle detection device 105. If the correction data of the signal W12 is calculated by shifting the above, the torque fluctuation can be corrected without causing the angular deviation.

【0053】図12(c)に示す波形は図12(a)の
トルク変動波形の逆数に含まれる信号を変換した信号W
24であり、回転角検出装置105から出力される回転
角データに対して角度θ2だけタイミングをずらして信
号W24の補正データを演算作成を行う。同様に図12
(d)に示す波形は図12(a)のトルク変動波形の逆
数に含まれる信号を変換した信号W36であり、角度θ
3だけタイミングをずらして信号W36の補正データを
演算作成すれば、角度ずれなくW36成分を補正でき
る。
The waveform shown in FIG. 12 (c) is a signal W obtained by converting the signal included in the reciprocal of the torque fluctuation waveform shown in FIG. 12 (a).
24, the correction data of the signal W24 is calculated and created by shifting the timing by the angle θ2 with respect to the rotation angle data output from the rotation angle detection device 105. Similarly, FIG.
The waveform shown in (d) is the signal W36 obtained by converting the signal included in the reciprocal of the torque fluctuation waveform in FIG.
If the correction data of the signal W36 is calculated by shifting the timing by 3, the W36 component can be corrected without angular deviation.

【0054】即ち、モータの組立誤差等により、ロータ
マグネット1の着磁やステータコイル基板2のコイルL
1〜L4にばらつきを生じ、各トルク変動成分の角度ず
れが生じても、各周波数成分毎に補正データの波形の位
相を微調整することにより、安定した補正効果が得られ
るという効果がある。尚、本実施例は4コイル・6極着
磁の電子整流子モータを2相全波駆動する場合について
説明したが、本発明は他の構成のモータ及び半波駆動や
3相駆動などの他の駆動方式にも有効であることはいう
までもない。
That is, the rotor magnet 1 is magnetized and the coil L of the stator coil substrate 2 is caused by the assembly error of the motor.
Even if there is a variation in 1 to L4 and an angular deviation of each torque fluctuation component occurs, there is an effect that a stable correction effect can be obtained by finely adjusting the phase of the waveform of the correction data for each frequency component. Although the present embodiment has been described with respect to the case where an electronic commutator motor with 4-coil and 6-pole magnetization is driven by two-phase full-wave drive, the present invention is not limited to a motor having another configuration and half-wave drive or three-phase drive. It goes without saying that it is also effective for the driving method of.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1,2,3の発明によれば、モータの1回転中のトルク
変動を予め測定しておき、このトルク変動波形の逆数の
関係になる関数を、波形発生回路又はトルク変動補正デ
ータ演算装置により演算作成している。このためモータ
のトルク変動を補正するモータ制御信号を自動的に発生
させることができ、これをモータ駆動回路に与えると回
転体の回転角にかかわらず一定のトルク出力を得ること
ができる。従って低慣性の電子整流子モータなどの回転
むらを容易に低減でき、磁気記録再生装置の小型化と重
量軽減を計る優れた回転制御装置を実現できるという効
果が得られる。
As described in detail above, according to the inventions of claims 1, 2 and 3, the torque fluctuation during one rotation of the motor is measured in advance, and the relationship of the reciprocal of the torque fluctuation waveform is obtained. The following function is calculated and created by the waveform generation circuit or the torque fluctuation correction data calculation device. Therefore, a motor control signal for correcting the torque fluctuation of the motor can be automatically generated, and if this signal is given to the motor drive circuit, a constant torque output can be obtained regardless of the rotation angle of the rotating body. Therefore, it is possible to easily reduce the rotation unevenness of the low-inertia electronic commutator motor and the like, and it is possible to realize an excellent rotation control device that can reduce the size and weight of the magnetic recording / reproducing device.

【0056】更に本願の請求項目4,5,6の発明によ
れば、請求項1,2,3の効果に加えて、電子整流子モ
ータの生産時に発生する各モータの特性のばらつき、即
ちロータの着磁むら及びステータの励磁コイルの励磁特
性のばらつきや回転位置検出装置(PG)のロータに対
する取付け位置のばらつき等が存在しても、出力トルク
が一定になるよう自動的に補正することができる優れた
回転制御装置を実現できるという効果が得られる。
Further, according to the inventions of claims 4, 5 and 6 of the present application, in addition to the effects of claims 1, 2 and 3, variations in the characteristics of the respective motors generated during the production of the electronic commutator motor, that is, the rotor Even if there is unevenness in magnetization, variations in the excitation characteristics of the exciting coil of the stator, variations in the mounting position of the rotational position detector (PG) with respect to the rotor, etc., the output torque can be automatically corrected to be constant. The effect that an excellent rotation control device can be realized can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例における回転制御装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation control device in a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例におけるトルク変動補正波
形を合成する手順を示す波形図であり、(a)はトルク
変動の波形図、(b),(c),(d)はトルク変動補
正波形のうちモータ1回転に12,24,36回繰り返
す波形成分を示す波形図である、(e)は定数データ、
(f)は各波形成分を合成して得られるトルク変動補正
波形を示している。
2A and 2B are waveform diagrams showing a procedure for synthesizing torque fluctuation correction waveforms in the first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a torque fluctuation waveform diagram, and FIGS. 2B, 2C, and 2D are torque diagrams. It is a waveform diagram which shows the waveform component which repeats 12, 24, 36 times in 1 rotation of a motor among fluctuation correction waveforms, (e) is constant data,
(F) shows a torque fluctuation correction waveform obtained by combining the waveform components.

【図3】本発明の第1実施例のトルク変動補正を行う説
明図である。(a)はトルク変動波形、(b)は従来の
トルク補正波形、(c)は(a),(b)により補正し
たトルク変動波形、(d)は第1実施例のトルク変動補
正波形、(e)は(a),(d)により補正したトルク
変動波形である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for performing torque fluctuation correction according to the first embodiment of this invention. (A) is a torque fluctuation waveform, (b) is a conventional torque correction waveform, (c) is a torque fluctuation waveform corrected by (a) and (b), (d) is a torque fluctuation correction waveform of the first embodiment, (E) is a torque fluctuation waveform corrected by (a) and (d).

【図4】本発明の第2実施例における回転制御装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation control device in a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3及び第4実施例における回転制御
装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation control device in third and fourth embodiments of the present invention.

【図6】(a)は本発明の第3実施例におけるトルク変
動補正データ演算装置の演算内容を示すブロック図、
(b)は第4実施例におけるトルク変動補正データ演算
装置の演算内容を示すブロック図である。
FIG. 6A is a block diagram showing calculation contents of a torque fluctuation correction data calculation device according to a third embodiment of the present invention;
(B) is a block diagram showing the contents of calculation of the torque fluctuation correction data calculation device in the fourth embodiment.

【図7】本発明の第4実施例におけるトルク変動補正波
形を合成する手順を示す波形図であり、(a)はトルク
変動波形の波形図、(b),(c),(d)はモータ1
回転12,24,36回繰り返す成分の波形図、(e)
は回転位置検出信号波形の波形図を示している。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a procedure for synthesizing torque fluctuation correction waveforms in the fourth embodiment of the present invention, (a) is a waveform diagram of torque fluctuation waveforms, and (b), (c), (d) are FIG. Motor 1
Waveform diagram of the component that repeats rotation 12, 24, 36 times, (e)
Shows a waveform diagram of the rotational position detection signal waveform.

【図8】本発明の第5実施例における回転制御装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation control device in a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5実施例におけるトルク変動補正デ
ータ演算装置及び補正ゲイン調整回路の演算内容を示す
ブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing calculation contents of a torque fluctuation correction data calculation device and a correction gain adjustment circuit in a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6実施例における回転制御装置の
概略構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation control device in a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6実施例におけるモータの回転制
御装置の補正波形位置ずれ調整回路及びトルク変動補正
データ演算装置を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a correction waveform position deviation adjustment circuit and a torque fluctuation correction data calculation device of a motor rotation control device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6実施例におけるトルク変動補正
波形を合成する手順を示す波形図であり、(a)はトル
ク変動波形の波形図、(b),(c),(d)はトルク
変動補正信号のうちモータ1回転12,24,36回繰
り返す成分の波形図、(e)は回転位置検出信号波形の
波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram showing a procedure for synthesizing torque fluctuation correction waveforms in the sixth embodiment of the present invention, where (a) is a waveform diagram of the torque fluctuation waveform, and (b), (c), and (d) are FIG. 6E is a waveform diagram of a component of the torque fluctuation correction signal that is repeated 12, 24, and 36 times for one rotation of the motor, and FIG.

【図13】電子整流子モータの構造を示す説明図であ
り、(a)はロータマグネットの平面図、(b)はステ
ータコイル基板の平面図である。
13A and 13B are explanatory views showing the structure of an electronic commutator motor, where FIG. 13A is a plan view of a rotor magnet, and FIG. 13B is a plan view of a stator coil substrate.

【図14】モータ駆動回路の前段部の回路である。FIG. 14 is a circuit of a front stage portion of a motor drive circuit.

【図15】モータ駆動回路のスイッチング部の回路であ
る。
FIG. 15 is a circuit of a switching unit of a motor drive circuit.

【図16】図14,図15に示すモータ駆動回路の動作
を説明するための信号波形を示す波形図である。
16 is a waveform diagram showing signal waveforms for explaining the operation of the motor drive circuit shown in FIGS. 14 and 15. FIG.

【図17】各コイルへの通電の切り換え時のコイルとロ
ータマグネットの位置関係を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a positional relationship between a coil and a rotor magnet when switching energization to each coil.

【図18】トルク変動波形を示す波形図である。FIG. 18 is a waveform diagram showing a torque fluctuation waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロータマグネット 2 ステータコイル基板 L1〜L4 コイル 101 電子整流子モータユニット 102 電子整流子モータ 103 回転速度検出信号発生装置 104 回転位置検出信号発生装置 105 回転角検出装置 106 加算演算回路 107 利得制御回路 109 モータ駆動回路 110 直流成分発生回路 111 第1の余弦波発生回路 112 第2の余弦波発生回路 113 第3の余弦波発生回路 201〜205 トルク変動補正データ演算装置 301 補正ゲイン調整回路 401 補正波形位置ずれ調整回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rotor magnet 2 stator coil substrate L1-L4 coils 101 electronic commutator motor unit 102 electronic commutator motor 103 rotational speed detection signal generator 104 rotational position detection signal generator 105 rotational angle detection device 106 addition arithmetic circuit 107 gain control circuit 109 Motor drive circuit 110 DC component generation circuit 111 First cosine wave generation circuit 112 Second cosine wave generation circuit 113 Third cosine wave generation circuit 201 to 205 Torque fluctuation correction data calculation device 301 Correction gain adjustment circuit 401 Correction waveform position Offset adjustment circuit

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数極に着磁され回転自在に保持された
ロータと、該ロータと対向する位置に形成された複数組
の励磁コイル及び該ロータの回転位置を検出する回転セ
ンサを含むステータとを有するモータの回転制御装置で
あって、前記ロータの回転位置を検出し回転角情報を出
力する回転角検出手段と、前記ステータの励磁コイルの
通電切り換え周期Ts に対して周期がTs /n(n=
1,2,3,・・・M)でかつ波高値がAi(iは1≦
i≦Mなる整数)である繰り返し波形を、前記回転角検
出手段から出力される回転角情報に同期して発生するM
個の波形データ発生手段と、所定の定数データを出力す
る固定データ発生手段と、前記M個の波形データ発生手
段の出力データ及び前記固定データ発生手段の出力デー
タを加算演算する加算演算手段と、前記モータの回転制
御を行う回転制御信号の利得を前記加算演算手段から出
力されたトルク変動補正データにより制御する利得制御
手段と、を具備することを特徴とするモータの回転制御
装置。
1. A stator including a rotor that is magnetized into a plurality of poles and is rotatably held, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotation sensor that detects a rotational position of the rotor. And a rotation angle detection means for detecting a rotation position of the rotor and outputting rotation angle information, and a cycle of T s / with respect to an energization switching cycle T s of the exciting coil of the stator. n (n =
1, 2, 3, ... M) and the peak value is Ai (i is 1 ≦
A repetitive waveform of i ≦ M) is generated in synchronization with the rotation angle information output from the rotation angle detection means.
Waveform data generating means, fixed data generating means for outputting predetermined constant data, and addition calculating means for performing an addition operation on the output data of the M waveform data generating means and the output data of the fixed data generating means, A rotation control device for a motor, comprising: a gain control means for controlling the gain of a rotation control signal for controlling the rotation of the motor, based on the torque fluctuation correction data output from the addition calculation means.
【請求項2】 複数極に着磁され回転自在に保持された
ロータと、該ロータと対向する位置に形成された複数組
の励磁コイル及び該ロータの回転位置を検出する回転セ
ンサを含むステータとを有するモータの回転制御装置で
あって、前記ロータの回転位置を検出し回転角情報を出
力する回転角検出手段と、前記ロータの磁束密度の変化
によって生じる回転トルク変動を低減すべく、前記励磁
コイルの励磁電流を前記ロータの磁束密度と近似的に逆
数関係になるよう変化させるトルク変動補正データを作
成するトルク変動補正データ演算手段と、前記モータの
回転制御を行う回転制御信号の利得を前記加算演算手段
から出力されたトルク変動補正データにより制御する利
得制御手段と、を具備することを特徴とするモータの回
転制御装置。
2. A rotor including a rotor magnetized to have a plurality of poles and rotatably held, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotation sensor for detecting a rotational position of the rotor. A rotation control device for a motor having: a rotation angle detecting means for detecting a rotation position of the rotor and outputting rotation angle information; and the excitation for reducing a rotation torque fluctuation caused by a change in magnetic flux density of the rotor. The torque fluctuation correction data calculation means for creating torque fluctuation correction data for changing the exciting current of the coil so as to have an approximately inverse relationship with the magnetic flux density of the rotor, and the gain of the rotation control signal for controlling the rotation of the motor are A rotation control device for a motor, comprising: a gain control unit that controls the torque variation correction data output from the addition calculation unit.
【請求項3】 前記トルク変動補正データ演算手段は、
モータの1回転あたりのコイル通電切り換え回数がK回
であるときに、前記モータの1回転あたりL回繰り返さ
れる(LはK,2K,3K,・・・なる整数)余弦波の
波高値aK,a2K,a3K,・・・、正弦波の波高値bK
2K,b3K,・・・、前記モータの1回転あたりの出力
トルクの平均値a0、及び前記回転角検出手段から出力
される回転角情報をもとに演算処理を行い、前記トルク
変動補正データを求めることを特徴とする請求項2記載
のモータの回転制御装置。
3. The torque fluctuation correction data calculation means,
When the number of times of switching the coil energization per rotation of the motor is K, the peak value a K of the cosine wave that is repeated L times per rotation of the motor (L is an integer of K, 2K, 3K, ...). , A 2K , a 3K , ..., The peak value b K of the sine wave,
b 2K , b 3K , ..., The average value a 0 of the output torque per one rotation of the motor, and the rotation angle information output from the rotation angle detecting means are used to perform arithmetic processing to obtain the torque fluctuation. 3. The motor rotation control device according to claim 2, wherein correction data is obtained.
【請求項4】 前記トルク変動補正データ演算手段は、
モータの1回転あたりのコイル通電切り換え回数がK
(回)であるときに、前記モータの1回転あたりL回繰
り返される(LはK,2K,3K,・・・なる整数)余
弦波の前記回転角検出手段から出力される回転角情報に
対する位置ずれ角度αK,α2K,α3K,・・・、及び正
弦波の前記回転角検出手段から出力される回転角情報に
対する位置ずれ角度βK,β2K,β3K,・・・をもとに
演算処理を行い前記トルク変動補正データを求めること
を特徴とする請求項3記載のモータの回転制御装置。
4. The torque fluctuation correction data calculation means comprises:
The number of coil energization changes per motor revolution is K
Position, the position of the cosine wave that is repeated L times per rotation of the motor (L is an integer of K, 2K, 3K, ...) With respect to the rotation angle information output from the rotation angle detection means. Based on the deviation angles α K , α 2K , α 3K , ... And the position deviation angles β K , β 2K , β 3K , ... With respect to the rotation angle information output from the rotation angle detecting means of the sine wave. 4. The motor rotation control device according to claim 3, wherein the torque fluctuation correction data is obtained by performing a calculation process on.
【請求項5】 複数極に着磁され回転自在に保持された
ロータと、該ロータと対向する位置に形成された複数組
の励磁コイル及び該ロータの回転位置を検出する回転セ
ンサを含むステータとを有するモータの回転制御装置で
あって、前記ロータの回転位置を検出し回転角情報を出
力する回転角検出手段と、前記モータの1回転あたりの
コイル通電切り換え回数がK回であるときに、前記モー
タの1回転あたりL回繰り返される(LはK,2K,3
K,・・・なる整数)余弦波の波高値aK,a2K
3K,・・・、正弦波の波高値bK,b2K,b3K,・・
・、前記モータの1回転あたりの出力トルクの平均値a
0、及び前記回転角検出手段から出力される回転角情報
をもとに演算処理を行いトルク変動補正データを求める
トルク変動補正データ演算手段と、前記モータの回転制
御を行う回転制御信号の利得を前記トルク変動補正デー
タ演算手段から出力されたトルク変動補正データにより
制御する利得制御手段と、前記トルク変動補正データ演
算手段における余弦波の波高値aK,a2K,a3K,・・
・、及び正弦波波形の波高値bK,b2K,b3K,・・・
を各モータのばらつきに対応して微小量変化させるトル
ク変動補正データ調整手段と、を具備することを特徴と
するモータの回転制御装置。
5. A rotor including a rotor which is magnetized into a plurality of poles and is rotatably held, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotation sensor which detects a rotational position of the rotor. A rotation control device for a motor having: a rotation angle detecting means for detecting a rotation position of the rotor and outputting rotation angle information; and a coil energization switching frequency per rotation of the motor is K times, Repeated L times per revolution of the motor (L is K, 2K, 3
K, ... an integer) Cosine wave peak values a K , a 2K ,
a 3K , ..., Crest value of sine wave b K , b 2K , b 3K , ...
.., Average value a of output torque per one rotation of the motor
0 , and torque fluctuation correction data calculation means for calculating the torque fluctuation correction data by performing calculation processing based on the rotation angle information output from the rotation angle detection means, and the gain of the rotation control signal for controlling the rotation of the motor. Gain control means for controlling by the torque fluctuation correction data output from the torque fluctuation correction data calculation means, and cosine wave peak values a K , a 2K , a 3K , ... In the torque fluctuation correction data calculation means.
.., and crest values of sine wave waveforms b K , b 2K , b 3K , ...
And a torque fluctuation correction data adjusting means for changing a small amount according to the variation of each motor.
【請求項6】 複数極に着磁され回転自在に保持された
ロータと、該ロータと対向する位置に形成された複数組
の励磁コイル及び該ロータの回転位置を検出する回転セ
ンサを含むステータとを有するモータの回転制御装置で
あって、前記ロータの回転位置を検出し回転角情報を出
力する回転角検出手段と、前記モータの1回転あたりの
コイル通電切り換え回数がK回であるときに、前記モー
タの1回転あたりL回繰り返される(LはK,2K,3
K,・・・なる整数)余弦波の波高値aK,a2K
3K,・・・と該余弦波の前記回転角検出手段から出力
される回転角情報に対する位置ずれ角度αK,α2K,α
3K,・・・、正弦波の波高値bK,b2K,b3K,・・・
と該正弦波の前記回転角検出手段から出力される回転角
情報に対する位置ずれ角度βK,β2K,β3K,・・・、
前記モータの1回転あたりの出力トルクの平均値a0
前記回転角検出手段から出力される回転角情報をもとに
演算処理を行いトルク変動補正データを求めるトルク変
動補正データ演算手段と、前記モータの回転制御を行う
回転制御信号の利得を前記トルク変動補正データ演算手
段から出力された前記トルク変動補正データにより制御
する利得制御手段と、前記トルク変動補正データ演算手
段における余弦波の位置ずれ角度αK,α2K,α3K,・
・・、及び正弦波の位置ずれ角度βK,β2K,β3K,・
・・を各モータのばらつきに対応して微小量変化させる
トルク変動補正波形の位置ずれ調整手段と、を具備する
ことを特徴とするモータの回転制御装置。
6. A rotor including a rotor that is magnetized into a plurality of poles and is rotatably held, a plurality of sets of exciting coils formed at positions facing the rotor, and a rotation sensor that detects a rotational position of the rotor. A rotation control device for a motor having: a rotation angle detecting means for detecting a rotation position of the rotor and outputting rotation angle information; and a coil energization switching frequency per rotation of the motor is K times, Repeated L times per revolution of the motor (L is K, 2K, 3
K, ... an integer) Cosine wave peak values a K , a 2K ,
a 3K , ... and the positional deviation angles α K , α 2K , α of the cosine wave with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detecting means.
3K , ..., Crest value of sine wave b K , b 2K , b 3K , ...
And the positional deviation angles β K , β 2K , β 3K , ... Of the sine wave with respect to the rotation angle information output from the rotation angle detecting means.
Average value a 0 of output torque per one rotation of the motor,
A torque fluctuation correction data calculation means for calculating a torque fluctuation correction data based on the rotation angle information output from the rotation angle detection means, and a gain of a rotation control signal for controlling the rotation of the motor, the torque fluctuation. Gain control means for controlling by the torque fluctuation correction data output from the correction data calculation means, and position deviation angles α K , α 2K , α 3K of cosine waves in the torque fluctuation correction data calculation means.
.., and position deviation angles of sine wave β K , β 2K , β 3K , ・
A rotation control device for a motor, comprising: a position deviation adjusting means for a torque fluctuation correction waveform that changes a small amount according to the variation of each motor.
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