JP2995919B2 - Motor speed control device - Google Patents

Motor speed control device

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JP2995919B2
JP2995919B2 JP3161563A JP16156391A JP2995919B2 JP 2995919 B2 JP2995919 B2 JP 2995919B2 JP 3161563 A JP3161563 A JP 3161563A JP 16156391 A JP16156391 A JP 16156391A JP 2995919 B2 JP2995919 B2 JP 2995919B2
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啓之 奥
正浩 八十原
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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、モータを速やかに一定
速度に制御するモータの速度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 motor speed control device for quickly controlling a motor to a constant speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、オーディオ機器の多機能化が進
み、これらの機器に搭載されるモータの高付加価値化が
要求されている。特にモータの速度制御については、速
やかにかつ確実に一定速度に制御することが要求されて
おり、従来から種々の方法が提案されている。このよう
なモータの速度制御装置の従来技術としては、たとえば
所定の基準速度を設定し、モータの速度とあらかじめ設
定した基準速度とを比較して、その差を加速指令または
減速指令を意味する速度誤差信号として出力し、この速
度誤差信号を積分増幅器を用いて積分して、積分増幅器
の出力をモータのトルクを可変するトルク指令信号とし
て利用し、速度誤差に比例したトルクをモータに発生さ
せるよう作用させることによってモータの速度を制御す
るものが一般的な方法の一つである。しかし、このよう
な速度制御装置については、積分増幅器の構成上、積分
増幅器の直流増幅率がきわめて大きく、モータの起動時
等モータの速度が基準速度に対していちじるしく小さ
く、加速指令を意味する速度誤差信号が積分増幅器に入
力され続けられる場合には、積分増幅器の出力は積分増
幅器が出力しうる最大値または最小値に容易に飽和す
る。積分増幅器は、その出力が飽和すると速度誤差信号
の変化に対する積分増幅器の出力の変化、すなわち積分
増幅器の入出力応答が極めて悪化する。積分増幅器の出
力は、モータのトルクを可変させるトルク指令信号であ
るので積分増幅器の入出力応答が悪化すると、速度誤差
信号の値の変化に対して、モータに発生するトルクを直
ちに変化させることが出来ず、速度誤差信号に対するモ
ータの応答性が悪化するため、モータの速度があらかじ
め設定した基準速度に等しい一定速度になかなか安定し
ないという問題点がある。上記問題点の改善策として、
積分増幅器の入出力間にダイオードを設けることにより
速度誤差信号が積分増幅器に入力され続け、積分増幅器
の出力が減小または増大しても、その出力の変化はダイ
オードのON電圧を越えることがない。積分増幅器の出
力はダイオードのON電圧に制限されることによって飽
和防止されるため、積分増幅器の入出力応答が良好とな
り、モータに発生させられるトルクを速度誤差信号の変
化に対し素早く可変することが可能となり、モータの速
度を速やかに一定速度に安定可能とする従来からの手段
がある。
2. Description of the Related Art In recent years, multi-functionality of audio equipment has been advanced, and high value-added motors mounted on these equipment have been demanded. In particular, regarding the speed control of the motor, it is required that the speed be controlled quickly and reliably to a constant speed, and various methods have been conventionally proposed. As a conventional technique of such a motor speed control device, for example, a predetermined reference speed is set, a motor speed is compared with a preset reference speed, and a difference between the motor speed control device and an acceleration command or a deceleration command is referred to. An error signal is output, the speed error signal is integrated using an integrating amplifier, and the output of the integrating amplifier is used as a torque command signal for varying the motor torque, so that the motor generates a torque proportional to the speed error. Controlling the speed of the motor by acting on it is one of the general methods. However, in such a speed control device, the DC amplification factor of the integrating amplifier is extremely large due to the configuration of the integrating amplifier, and the speed of the motor is significantly smaller than the reference speed, such as when the motor is started, and the speed that indicates an acceleration command is used. If the error signal continues to be input to the integrating amplifier, the output of the integrating amplifier easily saturates to the maximum or minimum value that the integrating amplifier can output. When the output of the integrating amplifier is saturated, a change in the output of the integrating amplifier with respect to a change in the speed error signal, that is, an input / output response of the integrating amplifier is extremely deteriorated. Since the output of the integrating amplifier is a torque command signal for varying the torque of the motor, if the input / output response of the integrating amplifier deteriorates, the torque generated in the motor can be changed immediately in response to a change in the value of the speed error signal. However, since the response of the motor to the speed error signal deteriorates, the speed of the motor is not easily stabilized at a constant speed equal to a preset reference speed. As a remedy for the above problems,
By providing a diode between the input and output of the integrating amplifier, even if the speed error signal continues to be input to the integrating amplifier and the output of the integrating amplifier decreases or increases, the change in the output does not exceed the ON voltage of the diode. . Since the output of the integrating amplifier is prevented from being saturated by being limited to the ON voltage of the diode, the input / output response of the integrating amplifier is improved, and the torque generated in the motor can be quickly varied in response to changes in the speed error signal. There is a conventional means that makes it possible to quickly stabilize the speed of the motor to a constant speed.

【0003】図3は従来のモータの速度制御装置の構成
図を示すものである。図3において、モータ1の入力端
子はモータ駆動手段2の出力端子と接続されている。3
は速度検出器であり、その出力側は速度誤差信号発生器
5の一方の入力側に接続されている。速度誤差信号発生
器5の第1の出力は、第1のタイマ9に入力される。第
1のタイマ9の出力は、第2のタイマ10に入力され
る。第2のタイマ10の出力側は、速度誤差信号発生器
5の他方の入力側に接続される。ここで第1のタイマ9
および第2のタイマ10は、速度基準発生器4を構成
し、第1のタイマ9の入力は、速度基準発生器4の入力
を成し、第2のタイマ10の出力は、速度基準発生器4
の出力を成している。速度誤差信号発生器5の第2の出
力側は、チャージポンプ6の第1の入力側に接続され、
速度誤差信号発生器5の第3の出力側は、チャージポン
プ6の第2の入力側に接続される。11は第1の定電流
源であり、一方は正側給電線路に接続され、他方は第1
のスイッチ13の一方に接続されている。12は第2の
定電流源であり、一方は接地され、他方は第2のスイッ
チ14の一方に接続されている。第1のスイッチ13お
よび第2のスイッチ14の他方は共通に接続される。こ
こで各構成要素11〜14はチャージポンプ6を構成
し、第1のスイッチ13および第2のスイッチ14の他
方の共通接続点CPOは、チャージポンプ6の出力側と
なっている。15は増幅器であり、一方の入力側は第1
のバイアス電源16と接続されており、他方の入力側は
チャージポンプ6の出力側と接続されるとともに、抵抗
17の一方と接続されている。抵抗17の他方はコンデ
ンサ18の一方と接続され、コンデンサ18の他方は、
増幅器15の出力側と接続されている。ここで各構成要
素15〜18は積分増幅器7を構成しており、増幅器1
5の他方の入力側が積分増幅器7の入力を成し、また増
幅器15の出力が増幅器7の出力を成している。19は
ダイオードであり、ダイオード19のアノードが積分増
幅器7の入力側に接続され、ダイオード19のカソード
は積分増幅器7の出力側に接続されている。積分増幅器
7の出力はモータ駆動手段2に入力される。モータ駆動
手段2の出力はモータ1に入力される。
FIG. 3 shows a configuration diagram of a conventional motor speed control device. In FIG. 3, the input terminal of the motor 1 is connected to the output terminal of the motor driving means 2. 3
Is a speed detector, the output side of which is connected to one input side of the speed error signal generator 5. A first output of the speed error signal generator 5 is input to a first timer 9. The output of the first timer 9 is input to the second timer 10. The output of the second timer 10 is connected to the other input of the speed error signal generator 5. Here, the first timer 9
And the second timer 10 constitute the speed reference generator 4, the input of the first timer 9 forms the input of the speed reference generator 4, and the output of the second timer 10 4
Output. A second output of the speed error signal generator 5 is connected to a first input of the charge pump 6,
A third output of the speed error signal generator 5 is connected to a second input of the charge pump 6. Reference numeral 11 denotes a first constant current source, one of which is connected to the positive power supply line, and the other of which is the first constant current source.
Is connected to one of the switches 13. Reference numeral 12 denotes a second constant current source, one of which is grounded and the other is connected to one of the second switches 14. The other of the first switch 13 and the second switch 14 is commonly connected. Here, the components 11 to 14 constitute the charge pump 6, and the other common connection point CPO of the first switch 13 and the second switch 14 is on the output side of the charge pump 6. 15 is an amplifier, one input side of which is the first
And the other input side is connected to the output side of the charge pump 6 and to one of the resistors 17. The other side of the resistor 17 is connected to one side of the capacitor 18, and the other side of the capacitor 18 is
It is connected to the output side of the amplifier 15. Here, the components 15 to 18 constitute the integrating amplifier 7, and the amplifier 1
The other input of 5 forms the input of the integrating amplifier 7 and the output of the amplifier 15 forms the output of the amplifier 7. Reference numeral 19 denotes a diode. The anode of the diode 19 is connected to the input side of the integrating amplifier 7, and the cathode of the diode 19 is connected to the output side of the integrating amplifier 7. The output of the integrating amplifier 7 is input to the motor driving means 2. The output of the motor driving means 2 is input to the motor 1.

【0004】以上のように構成された従来のモータの速
度制御装置について、以下その動作を図4の動作図を用
いて説明する。まず速度検出器3によりモータの速度を
検出して、モータの速度の大きさに比例した周波数を有
するFG信号を出力させる。一方、速度基準発生器4を
構成する第1のタイマ9および第2のタイマ10によっ
て速度基準時間Tを発生させる。第1のタイマ9および
第2のタイマ10は、そのタイマのスタートから終了ま
での動作時間をそれぞれT1,T2とすると、T 1+T2
速度基準時間Tとなるように構成されている。
The speed of the conventional motor configured as described above is
The operation of the degree control device will be described with reference to the operation diagram of FIG.
Will be described. First, the speed of the motor is determined by the speed detector 3.
Detects and has a frequency proportional to the motor speed.
FG signal to be output. On the other hand, the speed reference generator 4
The first timer 9 and the second timer 10 that constitute
To generate a speed reference time T. A first timer 9 and
The second timer 10 runs from the start to the end of the timer.
Operating time at T1, TTwoThen T 1+ TTwoBut
The speed reference time T is set.

【0005】図4において、速度検出器3は、時刻t=
0の時、立ち下がり信号を速度誤差信号発生器5に入
力する。速度誤差信号発生器5は直ちに、速度基準発生
器4を構成する第1のタイマ9をスタートさせる。時刻
t=t1になると第1のタイマ9が終了し、直ちに第2
のタイマ10をスタートさせる。時刻t=t2になると
第2のタイマ10が終了する。第2のタイマ10は、動
作終了後直ちに速度誤差信号発生器5に、加速指令を意
味する速度誤差信号を出力させる。時刻t=t 3になる
と再びFG信号は立ち下がり信号が速度誤差信号発生器
5に入力され、速度誤差信号発生器5は、加速指令を意
味する速度誤差信号の出力を停止させる。すなわちt=
2からt=t3に至るまでの間、速度誤差信号発生器5
は、第2の出力より加速指令を意味する速度誤差信号を
出力する。時刻t=t3では再び第1のタイマ9がスタ
ートし、t=t4で第1のタイマ9が終了し、直ちに第
2のタイマ10がスタートするが、第2のタイマ10が
終了する前t=t5にFG信号は立ち下がり信号を示す
と、速度誤差信号発生器5は、第3の出力より減速指令
を意味する速度誤差信号を出力する。そして時刻t=t
6で第2のタイマ10が終了すると、速度誤差信号発生
器5は、減速指令を意味する速度誤差信号の出力を停止
する。すなわちt=t5からt=t6に至るまでの間、速
度誤差信号発生器5は第3の出力より減速指令を意味す
る速度誤差信号を出力する。このようにして速度誤差信
号が出力された場合、チャージポンプ6は、順方向また
は逆方向の定電流を出力する。すなわち、速度誤差信号
発生器5が加速指令を意味する信号を出力した時、チャ
ージポンプ6の構成要素の1つである第1のスイッチ1
3が閉じて順方向の定電流を出力し、減速指令を意味す
る信号を出力した時、チャージポンプ6の構成要素の1
つである第2のスイッチ14を閉じて逆方向の定電流を
出力する。以上のようにFG信号の周期と、速度基準発
生器4の第1のタイマ9および第2のタイマ10の動作
時間T=T1+T2との時間差を速度誤差信号として出力
する方法は、二重モノマルチ方式として一般的に広く知
られている。
[0005] In FIG. 4, the speed detector 3 detects the time t =
t0Input the falling signal to the speed error signal generator 5.
Power. The speed error signal generator 5 immediately generates the speed reference.
The first timer 9 constituting the container 4 is started. Times of Day
t = t1, The first timer 9 ends and the second timer
Of the timer 10 is started. Time t = tTwoTo become and
The second timer 10 ends. The second timer 10 operates
Immediately after the operation is completed, an acceleration command is sent to the speed error signal generator 5.
Outputs the desired speed error signal. Time t = t Threebecome
And again the FG signal is the falling signal and the speed error signal generator
5, and the speed error signal generator 5 receives an acceleration command.
Stop the output of the desired speed error signal. That is, t =
tTwoFrom t = tThreeUntil the speed error signal generator 5
Calculates a speed error signal indicating an acceleration command from the second output.
Output. Time t = tThreeThen, the first timer 9 is restarted.
And t = tFourAnd the first timer 9 is terminated.
The second timer 10 starts, but the second timer 10
Before ending t = tFiveThe FG signal indicates a falling signal
And the speed error signal generator 5 outputs a deceleration command from the third output.
Is output. And time t = t
6When the second timer 10 ends, a speed error signal is generated.
Unit 5 stops outputting the speed error signal indicating the deceleration command
I do. That is, t = tFiveFrom t = t6Until the speed
The degree error signal generator 5 indicates a deceleration command from the third output.
Output a speed error signal. In this way, the speed error signal
Signal is output, the charge pump 6
Outputs a constant current in the reverse direction. That is, the speed error signal
When the generator 5 outputs a signal indicating an acceleration command,
Switch 1 which is one of the components of the energy pump 6
3 closes and outputs a constant current in the forward direction, meaning a deceleration command
When a signal is output, one of the components of the charge pump 6
The second switch 14 is closed and the constant current in the reverse direction is
Output. As described above, the period of the FG signal and the speed reference
Operation of first timer 9 and second timer 10 of creature 4
Time T = T1+ TTwoAnd output the time difference as a speed error signal
This method is generally widely known as a dual mono multi system.
Have been.

【0006】チャージポンプ6により電流に変換された
速度誤差信号は、積分増幅器7により積分される。積分
増幅器7の出力は、トルク指令としてモータ駆動手段2
に入力されるので、速度誤差の大きさに比例して、トル
ク指令を可変することによりモータ駆動手段2は、モー
タ1に発生させるトルクを制御する結果、速度基準発生
器4において発生させる時間T=T1+T2と、モータ1
の速度を表すFG信号との周期が一致するよう、すなわ
ち速度誤差が零になるようモータの速度が制御される。
すなわちモータ1の速度は、速度基準発生器4において
発生する時間T=T1+T2によって決まる基準速度N0
に安定させられる。基準速度N0は、速度基準発生器4
において発生する時間T=T1+T2を変えることによ
り、任意に設定することが出来る。
[0006] The speed error signal converted into a current by the charge pump 6 is integrated by an integrating amplifier 7. The output of the integrating amplifier 7 is used as a torque command as the motor driving means 2
The motor drive means 2 controls the torque generated by the motor 1 by varying the torque command in proportion to the magnitude of the speed error, and as a result, the time T generated by the speed reference generator 4 is obtained. = T 1 + T 2 and motor 1
The speed of the motor is controlled so that the cycle with the FG signal representing the speed of the motor coincides, that is, the speed error becomes zero.
That is, the speed of the motor 1 is equal to the reference speed N 0 determined by the time T = T 1 + T 2 generated in the speed reference generator 4.
To be stabilized. The reference speed N 0 is determined by the speed reference generator 4
Can be set arbitrarily by changing the time T = T 1 + T 2 that occurs in.

【0007】以上のモータの速度制御において、特にモ
ータ起動時等モータの速度が基準速度に対して著しく小
さく加速指令を意味する速度誤差信号が出力され続け
て、積分増幅器7にチャージポンプ6より電流が入力さ
れ続けると、積分増幅器7は、その入出力間すなわちフ
ィードバックループにコンデンサと抵抗を直列に設けて
いる構成上、フィードバックループの直流インピーダン
スがきわめて大きく、その結果直流増幅率がきわめて大
きくなるため、出力が積分増幅器7の出力し得る最大値
または最小値に容易に飽和しようとするが、積分増幅器
7の入出力間にダイオード19を設けることにより、積
分増幅器7の出力がバイアス電源16の電圧VREF1
り、ダイオードのON電圧VBEより下まわる電圧差を有
する電圧値になるとダイオード19は導通し、チャージ
ポンプ6より出力される電流はダイオード19を介して
積分増幅器7の出力に流れ込み、積分増幅器7の出力の
減小は停止する。すなわち積分増幅器7の出力は、バイ
アス電源16の電圧VREF1より、ダイオード19のON
電圧VBEを減じた値以下に低下することはなく、モータ
の起動時等モータの速度が基準速度に対して著しく小さ
く、加速指令を意味する速度誤差信号が出力され続け
て、積分増幅器7にチャージポンプ6より電流が入力さ
れ続けても、積分増幅器7の出力電圧の減小は、ダイオ
ード19のON電圧VBEに制約されるので、積分増幅器
7の出力は飽和せず、積分増幅器7は速度誤差の変化に
対し、すばやくトルク指令VTを可変して、モータ1に
発生させるトルクを変え、モータ1の速度を速やかに一
定速度に制御することが出来る。以上の動作は図4に示
す通りである。
In the speed control of the motor described above, especially when the motor is started, the speed of the motor is significantly smaller than the reference speed, and a speed error signal indicating an acceleration command is continuously output. Is continuously input, the integrating amplifier 7 has a very large DC impedance in the feedback loop due to the configuration in which a capacitor and a resistor are provided in series between the input and output, that is, in the feedback loop. As a result, the DC amplification factor becomes extremely large. , The output tends to saturate easily to the maximum value or the minimum value that the integrating amplifier 7 can output, but by providing the diode 19 between the input and output of the integrating amplifier 7, the output of the integrating amplifier 7 than V REF1, becomes a voltage value having a voltage difference drops below than the oN voltage V bE of the diode da Ord 19 conducts and current output from the charge pump 6 flows into the output of the integrating amplifier 7 via the diode 19, decreasing small the output of the integrating amplifier 7 is stopped. That is, the output of the integrating amplifier 7 is turned on by the diode 19 based on the voltage V REF1 of the bias power supply 16.
The voltage V BE does not drop below the reduced value, the speed of the motor is significantly lower than the reference speed at the time of starting the motor, and a speed error signal indicating an acceleration command is continuously output. Even if the current continues to be input from the charge pump 6, the decrease in the output voltage of the integrating amplifier 7 is limited by the ON voltage V BE of the diode 19, so that the output of the integrating amplifier 7 is not saturated, and to changes in the speed error, quickly torque command V T by varying, varying the torque generated in the motor 1, the speed of the motor 1 rapidly can be controlled to a constant speed. The above operation is as shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のモータの速度制御装置では、ダイオードを用いて
積分増幅器の出力電圧の減小を制約して、積分増幅器の
出力の飽和を防いでいるため、積分増幅器の出力の制約
レベル(以後説明を簡単にするため、制約レベルをクラ
ンプレベル、制約することをクランプと呼ぶことにす
る。)は、ダイオードのON電圧によって制限を受ける
ことになり、積分増幅器の出力のクランプレベルを任意
にばらつきなく安定的に設定することは困難である。特
に、モータの速度制御装置を乾電池一本で動作させる場
合には、モータの速度制御装置に電力を供給する正側給
電線路の電位は1.5Vときわめて小さく、積分増幅器
のクランプは、積分増幅器のバイアス電源の電圧より
0.2〜0.3V減じた値にクランプレベルを設定する
必要がある。しかし、ダイオードのON電圧は0.7V
であり、ダイオードを用いた積分増幅器のクランプは不
可能である。従って積分増幅器の出力の飽和を防ぐこと
が出来ず、積分増幅器の入出力応答は悪化するため、モ
ータをあらかじめ設定した基準速度に等しい一定速度に
速やかに安定させることが困難になる。
However, in the above-described conventional motor speed control device, a diode is used to restrict the reduction of the output voltage of the integrating amplifier, thereby preventing the output of the integrating amplifier from being saturated. The constraint level of the output of the integrating amplifier (hereinafter, the constraint level is referred to as a clamp level and the constraint is referred to as a clamp for simplicity of description) is limited by the ON voltage of the diode. It is difficult to arbitrarily and stably set the output clamp level without variation. In particular, when the motor speed control device is operated with a single dry cell, the potential of the positive power supply line that supplies power to the motor speed control device is extremely small at 1.5 V, and the clamping of the integrating amplifier is performed by the integrating amplifier. It is necessary to set the clamp level to a value obtained by subtracting 0.2 to 0.3 V from the bias power supply voltage. However, the ON voltage of the diode is 0.7V
Therefore, it is impossible to clamp the integrating amplifier using a diode. Therefore, the saturation of the output of the integrating amplifier cannot be prevented, and the input / output response of the integrating amplifier deteriorates, so that it is difficult to quickly stabilize the motor at a constant speed equal to a preset reference speed.

【0009】本発明は上記問題点に鑑み、乾電池一本と
いうきわめて低い電源電圧においても速やかにモータを
あらかじめ設定した基準速度に等しい一定速度に安定さ
せることができるモータの速度制御装置を提供すること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a motor speed control device that can quickly stabilize a motor at a constant speed equal to a preset reference speed even at an extremely low power supply voltage of one dry cell. It is intended for.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のモータの速度制御装置は、モータとモータ
にトルクを発生させるモータ駆動手段と、モータの速度
を検出する速度検出器と、モータの速度基準を決める速
度基準発生器と、この速度基準発生器が発生するモータ
の基準速度を意味する信号と速度検出器が検出したモー
タの速度とを比較し、速度の差すなわち速度誤差を意味
する信号を発生する速度誤差信号発生器と、この速度誤
差信号発生器が速度誤差を意味する信号を発生したと
き、順方向または逆方向の電流を出力するチャージポン
プと、このチャージポンプが出力する電流を積分する積
分増幅器と、この積分増幅器の入出力端子間にこの積分
増幅器の出力を一定の値に制約するクランプ回路とを備
え、前記クランプ回路は第1のトランジスタのベースに
バイアス電源が接続され、エミッタは第2のトランジス
タのエミッタおよび第1の定電流源の一方と共通接続さ
れ、前記第1のトランジスタのコレクタは第3のトラン
ジスタのコレクタおよび第5のトランジスタのベースと
共通に接続され、第1の定電流源の他方は接地され、第
3のトランジスタのエミッタは正側給電線路に接続さ
れ、ベースは第4のトランジスタのベースおよびコレク
タおよび第2の定電流源の一方に共通接続され、第4の
トランジスタのエミッタは正側給電線路に接続され、第
2の定電流源の他方は接地され、第2のトランジスタの
コレクタは正側給電線路に接続され、ベースは第5のト
ランジスタのコレクタおよび前記積分増幅器の出力側に
接続され、第5のトランジスタのエミッタは前記積分増
幅器の入力側に接続され、前記積分増幅器の出力を前記
モータ駆動手段に入力するように構成したモータの速度
制御装置。
In order to achieve this object, a motor speed control device according to the present invention comprises a motor, a motor driving means for generating torque to the motor, a speed detector for detecting the speed of the motor, and A speed reference generator that determines the speed reference of the motor, a signal representing the reference speed of the motor generated by the speed reference generator and the speed of the motor detected by the speed detector, and a speed difference, that is, a speed error A speed error signal generator that generates a signal indicating a speed error; a charge pump that outputs a forward or reverse current when the speed error signal generator generates a signal that indicates a speed error; and an integrating amplifier for integrating a current output, and a clamp circuit that constrains the output of the integrating amplifier between the input and output terminals of the integrating amplifier to a constant value, said clamping times The base of the first transistor
A bias power supply is connected, and the emitter is connected to the second transistor.
Connected to one of the emitter and one of the first constant current sources.
And the collector of the first transistor is connected to a third transistor.
With the collector of the transistor and the base of the fifth transistor
Commonly connected, the other of the first constant current sources is grounded,
The transistor 3 has its emitter connected to the positive feeder line.
And the base is the base and collector of the fourth transistor.
And a fourth constant current source.
The emitter of the transistor is connected to the positive feed line,
The other of the two constant current sources is grounded, and the second constant current source
The collector is connected to the positive feeder, and the base is connected to the fifth
At the collector of the transistor and at the output of the integrating amplifier
And the emitter of the fifth transistor is connected to the integration amplifier.
A motor speed control device connected to an input side of the width unit and configured to input an output of the integrating amplifier to the motor driving means.

【0011】[0011]

【作用】本発明は、上記した構成によって、積分増幅器
の出力のクランプレベルを任意にばらつきなく安定的に
設定することが出来るだけでなく、モータの速度制御装
置を乾電池一本すなわち1.5Vというきわめて低電圧
で動作させる場合においても、積分増幅器のクランプは
可能であり、モータをあらかじめ設定した基準速度に等
しい一定速度に速やかに安定させることが出来る。
According to the present invention, not only the clamp level of the output of the integrating amplifier can be stably set arbitrarily without variation but also the speed control device of the motor can be a single dry battery, that is, 1.5V. Even when operating at an extremely low voltage, the integrating amplifier can be clamped, and the motor can be quickly stabilized at a constant speed equal to a preset reference speed.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は、本発明のモータの速度制御
装置の構成図を示すものである。図1は、図3に示す従
来例のダイオード19に代わって、クランプ回路8が積
分増幅器7の入出力端子間に設けられている以外は、図
3に示す従来のモータの速度制御装置と同一である。ク
ランプ回路8の構成について以下に述べる。トランジス
タ22のベースには、第2のバイアス電源27が接続さ
れ、エミッタはトランジスタ21のエミツタおよび第3
の定電流源25の一方と共通接続されている。前記トラ
ンジスタ22のコレクタはトランジスタ23のコレクタ
およびトランジスタ20のベースと共通接続されてい
る。第3の定電流源25の他方は接地されている。トラ
ンジスタ23のエミッタは正側供給線路23に接続さ
れ、ベースはトランジスタ24のベースおよびコレクタ
および第4の定電流源26の一方に共通接続されてい
る。トランジスタ24のエミッタは正側給電線路に接
されている。第4の定電流源26の他方は接地されてい
る。トランジスタ21のコレクタは正側供給線路に接続
され、ベースはトランジスタ20のコレクタおよび積分
増幅器7の出力側に接続されている。トランジスタ20
のエミッタは、積分増幅器7の入力側に接続されてい
る。ここで前記各構成要素20〜27は、クランプ回路
8を構成している。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of a motor speed control device of the present invention. FIG. 1 is the same as the conventional motor speed control device shown in FIG. 3 except that a clamp circuit 8 is provided between the input and output terminals of the integrating amplifier 7 in place of the diode 19 of the conventional example shown in FIG. It is. The configuration of the clamp circuit 8 will be described below. A second bias power supply 27 is connected to the base of the transistor 22, and the emitter is the emitter of the transistor 21 and the third bias power supply 27.
Is connected in common with one of the constant current sources 25. The collector of the transistor 22 is commonly connected to the collector of the transistor 23 and the base of the transistor 20. The other of the third constant current sources 25 is grounded. The emitter of the transistor 23 is connected to the positive supply line 23, and the base is commonly connected to one of the base and the collector of the transistor 24 and the fourth constant current source 26. The emitter of transistor 24 is connected <br/> the positive side feeder line. The other of the fourth constant current sources 26 is grounded. The collector of the transistor 21 is connected to the positive supply line, and the base is connected to the collector of the transistor 20 and the output of the integrating amplifier 7. Transistor 20
Are connected to the input side of the integrating amplifier 7. Here, the components 20 to 27 constitute the clamp circuit 8.

【0013】以上のように構成したクランプ回路8のG
NDから定電流源26およびトランジスタ24を経て正
側給電線路に至る経路において、まず定電流源26は通
常トランジスタで構成されるため、定電流源26の両端
にはトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧に相当す
る電圧VCE=0.1〜0.2Vが必要である。そしてト
ランジスタ24には、ベース・コレクタ間が接続されて
いるので、トランジスタ24のコレクタ・エミッタ間電
圧VBE=0.7Vが必要である。すなわち正側給電線路
の電位は、VCE+VBE=0.8〜0.9V以上であれ
ば、トランジスタ24および定電流源26は動作可能で
ある。クランプ回路8のGNDから正側給電線路に至る
その他の経路において、VCE+VBE=0.8〜0.9V
を越える電位が必要な経路はなく、従ってクランプ回路
8は、正側給電線路の電位がVCE+VBE=0.8〜0.
9V以上の電圧であれば動作可能であり、乾電池一本す
なわち電源電圧1.5Vを正側給電線路の電源に使用し
ても何らさしつかえないことになる。このように構成さ
れたモータの速度制御装置について、図2を用いその動
作を説明する。まずチャージポンプ6が、速度誤差信号
により順方向または逆方向の定電流を出力する動作につ
いては、従来のモータの速度制御装置の動作と全く同一
であるので、ここではその説明は省く。
The G of the clamp circuit 8 configured as described above
In the path from the ND to the positive feeder line via the constant current source 26 and the transistor 24, the constant current source 26 is usually composed of a transistor. A corresponding voltage V CE = 0.1-0.2V is required. Since the base and the collector are connected to the transistor 24, the collector-emitter voltage V BE = 0.7 V of the transistor 24 is required. That is, the transistor 24 and the constant current source 26 can operate as long as the potential of the positive power supply line is V CE + V BE = 0.8 to 0.9 V or more. In other paths from the GND of the clamp circuit 8 to the positive feeder line, V CE + V BE = 0.8 to 0.9 V
There is no path that requires a potential that exceeds V. Therefore, the clamp circuit 8 sets the potential of the positive feeder line to V CE + V BE = 0.8-0.
Operation is possible with a voltage of 9 V or more. Even if one dry cell, that is, a power supply voltage of 1.5 V is used as the power supply of the positive-side power supply line, no problem occurs. The operation of the thus configured motor speed control device will be described with reference to FIG. First, the operation of the charge pump 6 for outputting a constant current in the forward or reverse direction according to the speed error signal is exactly the same as the operation of the conventional motor speed control device, and a description thereof will be omitted.

【0014】図2において、時刻t=t2からt3に至る
間、速度誤差信号発生器5は加速指令を意味する速度誤
差信号を発生し、チャージポンプ6に入力する。チャー
ジポンプ6は、第1のスイッチ13を閉じて第1の定電
流源11によって発生する大きさが一定の電流IACを出
力する。チャージポンプ6より出力された電流IACは積
分増幅器7に入力される。積分増幅器7は直流増幅率が
きわめて大きいためその出力電圧を直ちに減小するが、
トランジスタ21および22はエミッタが共通接続さ
れ、トランジスタ21のベースには積分増幅器7の出力
であるトルク指令VTが入力され、トランジスタ22の
ベースには第2のバイアス電源27の電圧VREF2が入力
されているので、VTの値がVREF2の値より大きい場合
には、トランジスタ21は導通状態、トランジスタ22
は非導通状態になり、その結果、トランジスタ20は非
導通状態になる。さらに積分増幅器7にIACが入力され
続けて、VTの値がVREF2の値より小さくなると、トラ
ンジスタ21は導通状態から非導通状態になり、トラン
ジスタ22は非導通状態から導通状態となって、トラン
ジスタ23のコレクタより供給される電流よりも大きな
電流がトランジスタ22のコレクタに吸い込まれると、
トランジスタ20のベースから電流が吸い出されること
になり、その結果トランジス20は導通を始める。トラ
ンジスタ20が導通すると積分増幅器7に入力されてい
るIACは直ちにトランジスタ20を介して積分増幅器7
の出力に流れ込み、積分増幅器7の出力VTの減小は、
REF2に留まることになる。すなわち積分増幅器7の出
力VTの最小値は、クランプ回路8の構成要素である第
2のバイアス電源27の電圧VREF2の値にクランプされ
ることになる。従って、モータの起動時等モータの速度
が基準速度に対して著しく小さく、速度誤差信号発生器
5が加速指令を意味する信号をチャージポンプ6に入力
して、チャージポンプ6が電流IACを積分増幅器7に与
え続けても、積分増幅器7の出力であるトルク指令VT
は、VREF2を下回わることがなく、その出力の飽和が防
がれる結果積分増幅器7は、速度誤差の変化に対し、す
ばやくトルク指令VTを可変してモータ1に発生させる
トルクを変え、モータ1の速度を速やかに一定速度に安
定させることが出来る。
In FIG. 2, during a period from time t = t 2 to t 3 , a speed error signal generator 5 generates a speed error signal indicating an acceleration command and inputs the speed error signal to a charge pump 6. The charge pump 6 closes the first switch 13 and outputs a constant current I AC generated by the first constant current source 11. The current I AC output from the charge pump 6 is input to the integrating amplifier 7. Although the integrating amplifier 7 immediately reduces its output voltage because the DC amplification factor is extremely large,
Transistors 21 and 22 emitters are commonly connected to the base of the transistor 21 is input the torque command V T is the output of the integrating amplifier 7, to the base of the transistor 22, the voltage V REF2 of the second bias power supply 27 input When the value of V T is larger than the value of V REF2 , the transistor 21 is turned on and the transistor 22 is turned on.
Is turned off, so that transistor 20 is turned off. Further continuously input the I AC to integrating amplifier 7, the value of V T is smaller than the value of V REF2, the transistor 21 is made from a conductive state to a non-conducting state, transistor 22 is rendered conductive from non-conductive state When a current larger than the current supplied from the collector of the transistor 23 is drawn into the collector of the transistor 22,
Current will be drawn from the base of transistor 20 so that transistor 20 will begin to conduct. When the transistor 20 is turned on, the I AC input to the integrating amplifier 7 is immediately passed through the integrating amplifier 7 via the transistor 20.
And the output V T of the integrating amplifier 7 decreases as
It will stay at V REF2 . That minimum value of the output V T of integrating amplifier 7 will be clamped to the value of the voltage V REF2 of the second bias power supply 27 which is a component of the clamp circuit 8. Accordingly, the speed of the motor is significantly lower than the reference speed when the motor is started, and the speed error signal generator 5 inputs a signal indicating an acceleration command to the charge pump 6, and the charge pump 6 integrates the current I AC . The torque command V T, which is the output of the integrating amplifier 7,
Is without Waru falls below the V REF2, the result integrating amplifier 7 saturation of the output is prevented, compared changes in the speed error, changing the torque generated quickly torque command V T to the motor 1 to the variable Thus, the speed of the motor 1 can be quickly stabilized at a constant speed.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明のモ
ータの速度制御装置は、構成要素の一つである積分増幅
器の入出力端子間にクランプ回路を設けることにより、
積分増幅器の出力をクランプして、その出力が飽和する
ことを防止し、速度誤差信号の変化に対し、トルク指令
Tを速やかに可変し、モータに発生させるトルクをす
ばやく変化させて、モータの速度を速やかに一定速度に
安定させることが出来る。そして、積分増幅器の出力の
クランプレベルをあらかじめ任意に、精度良く設定する
ことが出来るだけでなく、モータの速度制御装置を乾電
池一本すなわち1.5Vというきわめて低い電圧で動作
させる場合においても、モータの速度をすばやく制御す
ることができるモータの速度制御装置を実現するもので
ある。
As is apparent from the above description, the motor speed control device of the present invention is provided with a clamp circuit between the input and output terminals of the integrating amplifier, which is one of the components.
The output of the integrating amplifier is clamped to prevent the output from saturating, the torque command VT is quickly changed in response to a change in the speed error signal, and the torque generated in the motor is quickly changed, so that the The speed can be quickly stabilized at a constant speed. Further, not only can the clamp level of the output of the integrating amplifier be arbitrarily and accurately set in advance, but also when the motor speed control device is operated with a single dry cell, that is, an extremely low voltage of 1.5 V, To realize a motor speed control device capable of quickly controlling the speed of the motor.

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

【図1】本発明の実施例におけるモータの速度制御装置
の回路構成図
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a motor speed control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例におけるモータの速度制御装置
の動作説明図
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the motor speed control device according to the embodiment of the present invention.

【図3】従来のモータの速度制御装置の回路構成図FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a conventional motor speed control device.

【図4】従来のモータの速度制御装置の動作説明図FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of a conventional motor speed control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2 モータ駆動手段 3 速度検出器 4 速度基準発生器 5 速度誤差信号発生器 6 チャージポンプ 7 積分増幅器 8 クランプ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Motor drive means 3 Speed detector 4 Speed reference generator 5 Speed error signal generator 6 Charge pump 7 Integral amplifier 8 Clamp circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 博充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−128782(JP,A) 特開 昭63−283484(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/00 G05B 11/42 G05D 13/62 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiromitsu Nakano 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-61-228782 (JP, A) JP-A-63- 283484 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02P 5/00 G05B 11/42 G05D 13/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 モータと、モータのトルクを発生させる
モータ駆動手段と、モータの速度を検出する速度検出器
と、モータの基準速度を決める速度基準発生器と、前記
速度検出器が発生するモータの速度を意味する信号と前
記速度基準発生器が発生するモータの基準速度を意味す
る信号とを比較して速度誤差を意味する信号を発生する
速度誤差信号発生器と、前記速度誤差信号発生器が速度
誤差を意味する信号を発生したとき順方向または逆方向
の電流を出力するチャージポンプと、前記チャージポン
プが出力する電流を積分する積分増幅器と、前記積分増
幅器の入出力端子間にこの積分増幅器の出力を一定の値
に制約するクランプ回路とを備え、前記クランプ回路は
第1のトランジスタのベースにバイアス電源が接続さ
れ、エミッタは第のトランジスタのエミッタおよび第
1の定電流源の一方と共通接続され、前記第のトラン
ジスタのコレクタは第3のトランジスタのコレクタおよ
び第5のトランジスタのベースと共通に接続され、第1
の定電流源の他方は接地され、第3のトランジスタのエ
ミッタは正側給電線路に接続され、ベースは第4のトラ
ンジスタのベースおよびコレクタおよび第2の定電流源
の一方に共通接続され、第4のトランジスタのエミッタ
は正側給電線路に接続され、第2の定電流源の他方は接
地され、第のトランジスタのコレクタは正側給電線路
に接続され、ベースは第5のトランジスタのコレクタお
よび前記積分増幅器の力側に接続され、第5のトラン
ジスタのエミッタは前記積分増幅器の入力側に接続さ
れ、前記積分増幅器の出力を前記モータ駆動手段に入力
するように構成したモータの速度制御装置。
1. A motor, motor driving means for generating a motor torque, a speed detector for detecting a speed of the motor, a speed reference generator for determining a reference speed of the motor, and a motor generated by the speed detector A speed error signal generator that compares a signal representing the speed of the motor and a signal representing the reference speed of the motor generated by the speed reference generator to generate a signal representing a speed error; and the speed error signal generator. Generates a signal representing a speed error, outputs a forward or reverse current, an integrating amplifier that integrates the current output by the charge pump, and the integration amplifier between the input and output terminals of the integrating amplifier. A clamp circuit for constraining the output of the amplifier to a constant value, wherein the clamp circuit has a bias power supply connected to the base of the first transistor and the emitter connected to the second transistor. The emitter of the transistor and one of the first constant current sources are commonly connected, and the collector of the first transistor is commonly connected to the collector of the third transistor and the base of the fifth transistor.
The other of the constant current sources is grounded, the emitter of the third transistor is connected to the positive power supply line, the base is commonly connected to one of the base and the collector of the fourth transistor, and the second constant current source. Emitter of transistor 4
It is connected to the positive side power supply line, the other of the second constant current source is grounded, the collector of the second transistor is connected to the positive side power supply line, based out of the collector and the integrating amplifier of the fifth transistor 5th transformer
The emitter of the transistor is connected to the input of the integrating amplifier.
Is, the speed control device for a motor that constitutes the output of the integrating amplifier to enter into the motor drive means.
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