JP2854169B2 - モーター駆動制御装置 - Google Patents

モーター駆動制御装置

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JP2854169B2 JP3216979A JP21697991A JP2854169B2 JP 2854169 B2 JP2854169 B2 JP 2854169B2 JP 3216979 A JP3216979 A JP 3216979A JP 21697991 A JP21697991 A JP 21697991A JP 2854169 B2 JP2854169 B2 JP 2854169B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、モータを連続的に減
速または増速するように制御するモータ駆動制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】以下、磁気記録再生装置(以下、「VT
R」という)における磁気テープの早送りおよび巻き戻
し(以下、「早送り」という)動作を例に説明する。図
6は、モーター駆動制御装置の構成の一例を示すブロツ
ク回路図で、1はモータ、2はモータ1の駆動回路、4
はモータ1の回転速度Nに応じたパルス信号を発生する
回転速度検出ヘッド、5はモータ1の制御パターン等を
記憶し、制御のための切替信号1,2を送出するマイク
ロコンピュータ、6は制御基準信号に応じた回転速度制
御電圧を駆動回路2に送出するサーボ回路、7は磁気テ
ープの速度に応じたパルス信号(CTL信号)を発生す
る磁気テープ速度検出ヘッド、8はサーボ回路6に入力
される制御基準信号を切り替えるスイッチA、9は通常
電圧VL と高電圧VH を出力する駆動電源、10は駆動
回路2に印加される駆動電圧Vm を切り替えるスイッチ
Bである。
【0003】従来のVTRの早送りは、回転速度制御電
圧の切り替え、または、それに加えて、高速となる動作
の前後に駆動電圧を切り替えることによって行われ、よ
り高速な磁気テープ送りを得ていた。
【0004】従来の早送り制御パターンの一例として、
磁気テープに記録された(CTL信号)の周波数を基準
にして、モータの回転速度を制御する手段がある。
【0005】図7は、この制御手段によるモータ1の回
転速度の変化を示す特性図で、横軸は磁気テープカセッ
ト内のリールの巻径、すなわち、リールに巻き上げられ
た磁気テープの量を示しており、同図(a)の縦軸は駆
動回路2に印加される駆動電圧Vm を、同図(b)の縦
軸はモータの回転速度数Nを、同図(c)の縦軸は駆動
回路2内の半導体接合部(以下、「半導体接合部」とい
う)の温度Tj をそれぞれ示している。
【0006】次に、動作について説明する。いま、モー
タ1に図7(a)に示すように一定の駆動電圧VH が印
加されているとすると、リールの巻径の変化にともなっ
てモータ1の一回転当たりの巻き上げ量が多くなるの
で、モータ1の制御目標回転速度は、図7(b)に示す
ように次第に低下していく。
【0007】このように、駆動電圧VH 一定のもとで回
転速度が低下すると、モータ1の逆起電圧が低下し、半
導体接合部における発熱量Pw が増加する。この発熱量
w および半導体接合部の温度Tjは、それぞれ(1)
式,および(2)式で表される。
【0008】 Pw =(Vm −Ke ・N−R・I)・I ‥‥(1) Tj =θ・Pw ‥‥(2) ただし、 Vm :駆動電圧 Ke :モータの逆起電力定数 N :モータの回転速度 R :モータのコイル抵抗 I :モータの負荷電流 θ :半導体接合部から半導体のパッケージへの熱抵抗
【0009】負荷一定のもとでモータの回転速度Nが下
がると、(1)式中のKe ・N(逆起電圧)の項が小さ
くなり、結果として発熱量Pw の値が大きくなり、ま
た、(2)式から、発熱量Pw の増加にともない、半導
体接合部の温度Tj が図7(c)に示すように上昇す
る。
【0010】図3は、モータの回転速度Nと半導体接合
部の温度Tj の関係を示す図で、半導体接合部の温度T
j は、半導体素子の動作信頼性上、上限温度Tmax が規
定されており、通常、その上限温度Tmax にディレイテ
ィングを考慮した許容温度TL 以下の範囲で使用され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のモーター駆動制
御装置は、磁気テープの速度が一定となるようにモータ
の回転速度を制御するので、磁気テープの巻き終わりに
近づくにつれて巻き取りリールの巻径が大きくなってモ
ータの速度が低下し、モータ1の逆起電圧が低下して、
半導体接合部における発熱量が増加し、半導体接合部の
温度Tj が許容温度TL を超えて半導体が破壊されると
いう問題点があった。
【0012】また、モータの駆動電圧Vm を安易に切り
替えると、駆動電圧切替時の回転速度によっては回転速
度に急激な変化が生じ、磁気テープに、たるみや,過剰
な張力が印加されて磁気テープに損傷を与えることがあ
るという問題点があった。
【0013】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、駆動電圧Vm を適当なタイミング
で切り替えることによって、駆動電圧切替時の回転速度
の急激な変化が発生せず、かつ、半導体接合部の温度T
jが許容温度TL を超えない範囲内で使用できるモータ
ー駆動制御装置を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明によるモーター
駆動制御装置は、一定の速度パターンでもって連続的に
減速または増速する制御目標回転速度に従ってモータを
駆動制御するモータ駆動制御装置において、上記モータ
の回転速度を検出する手段と、上記制御目標回転速度の
範囲内にしきい値速度を設定する手段と、上記速度パタ
ーン内のしきい値速度を含み、互いに異なる回転速度範
囲で上記モータの駆動制御が可能な複数の駆動電圧を設
定する手段と、上記モータの回転速度が増速制御の場合
に上記しきい値速度を上回る速度に上昇したとき、上記
モータの駆動電圧をより高い駆動電圧に切り替え、減速
制御の場合には上記しきい値速度を下回る速度に低下し
たとき、上記モータの駆動電圧をより低い駆動電圧に切
り替える手段とを備えたものである。また、この発明の
他のモーター駆動制御装置は、一定の速度パターンでも
って連続的に減速または増速する制御目標回転速度に従
ってモータを駆動制御するモータ駆動制御装置におい
て、上記モータを駆動する駆動回路を構成する半導体素
子の接合部の温度を検出する手段と、上記半導体素子の
接合部の許容温度以下でしきい値温度を設定する手段
と、上記速度パターン内の互いに異なる範囲であって、
上記しきい値温度に対応する回転速度をそれぞれに含む
回転速度範囲で上記モータの駆動制御が可能な複数の駆
動電圧を設定する手段と、上記半導体素子の接合部の温
度が増速制御の場合に上記しきい値温度を下回る温度に
低下したとき、上記駆動回路に印加する駆動電圧をより
高い駆動電圧に切り替え、減速制御の場合には上記しき
い値温度を上回る温度に上昇したとき、上記駆動回路に
印加する駆動電圧をより低い駆動電圧に切り替える手段
とを備えたものである。さらに、これらのモーター駆動
制御装置では、切り替える手段は、増速制御の場合の切
り替え後の駆動電圧による回転速度が切り替え前の制御
目標回転速度より速い回転速度を含むものであってもよ
い。
【0015】
【作用】この発明によるモーター駆動制御装置は、モー
タの回転速度に応じた適当なタイミングで、制御目標回
転速度を維持できる駆動電圧に切り替えるので、モータ
の回転速度に急変が生じることなく、かつ、半導体接合
部の温度Tjが許容温度TL を超えることなく、所定の
パターンでもって連続的に減速または増速するようにモ
ータを駆動することができる。
【0016】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を説明
する。この実施例の構成は、図6に示した従来例と同様
であり、マイクロコンピュータ5による制御動作が異な
っている。図1はその制御動作のフローチャートであ
る。図3は、回転速度Nと半導体接合部の温度Tj の関
係を示す特性図で、回転速度Nが下がるのにしたがって
半導体接合部の温度Tj が上昇することを示している。
【0017】図4は、駆動電圧Vm制御目標回転速度
Nの関係を示す特性図で、駆動電圧Vm が上がるのにし
たがって制御可能な回転速度範囲が広がることを示して
おり、図3および図4から、駆動電圧Vm が高くなるほ
ど半導体接合部の温度Tj が上がることが判る。
【0018】次に、この実施例の動作を図1および図2
を参照して説明する。図2は、従来例で説明したよう
に、経過時間とともにリールの巻径が大きくなり、制御
目標回転速度が低くなっていくが、この実施例では、
回転速度が予め定めたしきい値X を下回る速度に低下
たときに駆動電圧Vm を、VH からVL に切り替えて
いる。
【0019】この動作を、図1のフローチャートを用い
て説明する。まず、ステップ1(以下、「S1」のよう
にいう)で磁気テープ巻取り動作を開始し、S2で磁気
テープから再生されたCTL信号の周波数が一定となる
制御に入り、S3で切り替えスイッチBによって駆動電
圧Vm が高電圧VH に設定される。
【0020】その後、S4で駆動電圧 m 切替えるた
めの回転速度NX (図2(b)参照)をしきい値速度
して回転速度Nを監視するループに入り、回転速度Nが
X以下になったとき、S5でスイッチBを駆動電圧VL
側に切り替えてモータの駆動動作を続行し、S6で磁
気テープが終端に達したとき、または、停止指令を受け
たときモータを停止させる。
【0021】次に、上記駆動電圧Vm を切り替えるしき
い値速度X の設定例について、図2,図3および図4
を用いて説明する。図2(b)に示すように、回転速度
Nが時間経過とともに低くなていくと、半導体接合部
の温度Tj は、図3の特性曲線上を左側に移動してゆ
き、回転速度NL 以下になると、半導体接合部の温度T
j が許容温度TL を超えることになる。
【0022】他方、図4上で、制御目標回転速度Nが低
くなった場合に必要な駆動電圧Vmを考えると、制御目
回転速度NがN 1 以下であれば、駆動電圧がV L によ
って制御可能になる。よって駆動電圧Vm を切り替える
タイミングとしては、しきい値速度NX L <NX <N1 の範囲内に設定して、検出された回転速度をしきい値速
度N X と比較し、その結果に基づいて速度駆動電圧Vm
をVH からVL に切り替える。こうすれば、回転速度の
制御はずれ等による回転速度の変動が生じることなく、
滑らかな連続減速制御を行うことができるとともに、半
導体接合部の温度Tj をTL 以下に抑えることができ
る。
【0023】実施例2.上記実施例では、滑らかな連続
減速制御を行う場合について述べたが、図5に示すよう
な連続増速制御を行う場合にも同様に適用することがで
きる。すなわち、駆動電圧Vm を切り替えるとき、しき
い値NX にて駆動電圧をVL からVH に切り替えれば、
制御はずれ等による回転速度の変動が生じることなく、
滑らかな連続増速制御を行うことができるとともに、半
導体接合部の温度Tj をTL 以下に抑えることができ
る。
【0024】実施例3.上記実施例では、減速または増
速時に、駆動電圧Vm の切り替えを一度行う例について
述べたが、制御する回転速度の変化範囲が広いときに
は、複数の駆動電圧切替回転速度NXiを設定し、順次駆
動電圧Vm を切り替えれば、制御回転速度範囲が広い場
合でも上記実施例と同様の効果が得られる。
【0025】実施例4.また、上記実施例では、磁気テ
ープに記録されたCTL信号の周波数を基準にして、磁
気テープの早送り速度を一定速度に制御する場合につい
て説明したが、これ以外の回転速度を連続的に変化させ
る制御手段を用いたシステムに適用しても、同様の効果
が得られる。
【0026】実施例5. また、上記実施例1〜4では、駆動電圧を切り替えるし
きい値として、モータの回転速度を用いた例について述
べたが、駆動回路を構成する半導体素子の接合部の温度
Tj を検出して許容温度TL 以下に設定されたしきい値
温度と比較してもよい。すなわち、減速制御のときに接
合部の温度がしきい値温度を上回る温度に上昇し、或い
は増速制御のときに下回る温度に低下したとき、駆動回
路に印加する駆動電圧を、減速制御の場合にはより低い
駆動電圧に切り替え、増速制御の場合にはより高い駆動
電圧に切り替えるようにしても、上記実施例1〜4と同
様の効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、モー
タの回転速度を連続的に減速または増速するように制御
する場合、モータの駆動回路を構成する半導体の接合部
の温度Tj が許容温度TL となる動作条件に到達する手
前にしきい値を設定し、上記動作条件が上記しきい値に
なったとき上記モータの駆動回路に印加する駆動電圧を
上記半導体接合部の温度Tj がTL を超えない範囲内
で、かつ、切り替え後の駆動電圧による回転速度が、そ
の時の制御目標速度より速い回転速度が得られる駆動電
圧に切り替えるようにしたものであるから、モータの駆
動回路内の半導体接合部の温度Tj を常にTL 以下にす
ることができ、また、駆動電圧の切り替えによるモータ
の回転速度の急変を防止することができ、結果として、
広い回転連続範囲にわたってモータの可変速度制御を行
うことができるモーター駆動制御装置が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による駆動電圧切り替え制
御動作のフローチャートである。
【図2】この実施例の駆動電圧,回転速度および半導体
接合部の温度の変化を示す図である。
【図3】半導体接合部の温度と回転速度の関係を示す図
である。
【図4】モータの回転速度と駆動電圧の関係を示す特性
図である。
【図5】この発明の他の実施例の駆動電圧,回転速度お
よび半導体接合部の温度の変化を示す図である。
【図6】この発明の一実施例および従来例のモーター駆
動制御装置を示すブロツク回路図である。
【図7】この従来例の駆動電圧,回転速度および半導体
接合部の温度の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 モータ 2 駆動回路 4 回転速度検出ヘッド 5 マイクロコンピュータ 6 サーボ回路 7 磁気テープ速度検出ヘッド 8 切り替えスイッチ 9 駆動電源 10 切り替えスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/00 - 5/52 H02P 7/00 - 7/80 G11B 15/46 - 15/58

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定の速度パターンでもって連続的に減
    速または増速する制御目標回転速度に従ってモータを駆
    動制御するモータ駆動制御装置において、上記モータの
    回転速度を検出する手段と、上記制御目標回転速度の範
    囲内にしきい値速度を設定する手段と、上記速度パター
    ン内のしきい値速度を含み、互いに異なる回転速度範囲
    で上記モータの駆動制御が可能な複数の駆動電圧を設定
    する手段と、上記モータの回転速度が増速制御の場合に
    上記しきい値速度を上回る速度に上昇したとき、上記モ
    ータの駆動電圧をより高い駆動電圧に切り替え、減速制
    御の場合には上記しきい値速度を下回る速度に低下した
    とき、上記モータの駆動電圧をより低い駆動電圧に切り
    替える手段とを備えたことを特徴とするモーター駆動制
    御装置。
  2. 【請求項2】 一定の速度パターンでもって連続的に減
    速または増速する制御目標回転速度に従ってモータを駆
    動制御するモータ駆動制御装置において、上記モータを
    駆動する駆動回路を構成する半導体素子の接合部の温度
    を検出する手段と、上記半導体素子の接合部の許容温度
    以下でしきい値温度を設定する手段と、上記速度パター
    ン内の互いに異なる範囲であって、上記しきい値温度に
    対応する回転速度をそれぞれに含む回転速度範囲で上記
    モータの駆動制御が可能な複数の駆動電圧を設定する手
    段と、上記半導体素子の接合部の温度が増速制御の場合
    に上記しきい値温度を下回る温度に低下したとき、上記
    駆動回路に印加する駆動電圧をより高い駆動電圧に切り
    替え、減速制御の場合には上記しきい値温度を上回る温
    度に上昇したとき、上記駆動回路に印加する駆動電圧を
    より低い駆動電圧に切り替える手段とを備えたことを特
    徴とするモーター駆動制御装置。
  3. 【請求項3】 前記切り替える手段は、増速制御の場合
    切り替え後の駆動電圧による回転速度範囲が切り替え
    の制御目標回転速度より速い回転速度を含むものであ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに
    記載のモーター駆動制御装置。
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JPH0556678A JPH0556678A (ja) 1993-03-05
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JPS5854892A (ja) * 1981-09-25 1983-03-31 Citizen Watch Co Ltd モ−タ駆動回路
JPS59194683A (ja) * 1983-04-20 1984-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd モ−タ駆動装置

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