JPH0118669B2 - - Google Patents
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- JPH0118669B2 JPH0118669B2 JP54044721A JP4472179A JPH0118669B2 JP H0118669 B2 JPH0118669 B2 JP H0118669B2 JP 54044721 A JP54044721 A JP 54044721A JP 4472179 A JP4472179 A JP 4472179A JP H0118669 B2 JPH0118669 B2 JP H0118669B2
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- Japan
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- motor
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/2855—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、モータの回転数に比例した周波数の
信号を発生する周波数発電機の出力の周波数また
は周期をカウントし、そのデジタル出力を処理
し、後でデジタル―アナログ（Ｄ／Ａ）変換器に
よつてアナログ出力に変換し、そのアナログ出力
を電力増幅し、その電力でモータの回転速度を制
御する装置に関するもので、モータの定常負過や
低い周波数に対する外乱などの影響を軽減するこ
とを目的としたものである。
信号を発生する周波数発電機の出力の周波数また
は周期をカウントし、そのデジタル出力を処理
し、後でデジタル―アナログ（Ｄ／Ａ）変換器に
よつてアナログ出力に変換し、そのアナログ出力
を電力増幅し、その電力でモータの回転速度を制
御する装置に関するもので、モータの定常負過や
低い周波数に対する外乱などの影響を軽減するこ
とを目的としたものである。
従来のレコードプレヤー等の音響機器に用いら
れるモータとして、普及機には電圧を速度基準と
した速度制御モータを用いているが、この方式は
周囲の温度変化や、部品の経年変化に対して十分
安定な基準電圧をつくるのが難しく、また、定常
負荷に対して速度偏差を生じるという問題を含ん
でいる。
れるモータとして、普及機には電圧を速度基準と
した速度制御モータを用いているが、この方式は
周囲の温度変化や、部品の経年変化に対して十分
安定な基準電圧をつくるのが難しく、また、定常
負荷に対して速度偏差を生じるという問題を含ん
でいる。
この問題を解決するために、高級機では速度制
御ループに、さらに位相制御ループを加えて、定
常負荷に対する安定性を高めているが、この方式
は速度制御ループと位相制御ループの２つの制御
ループからなり、その２つの制御ループの動作が
互に影響を及ぼしあうため、調整が難しく、構成
も複雑になり、さらに周囲温度の変化や部品の経
年変化に対して動作点が移動して、同期範囲が減
少する等の種々の問題が存在している。
御ループに、さらに位相制御ループを加えて、定
常負荷に対する安定性を高めているが、この方式
は速度制御ループと位相制御ループの２つの制御
ループからなり、その２つの制御ループの動作が
互に影響を及ぼしあうため、調整が難しく、構成
も複雑になり、さらに周囲温度の変化や部品の経
年変化に対して動作点が移動して、同期範囲が減
少する等の種々の問題が存在している。
第１図に一般的なデジタル式のモータの速度制
御装置のブロツク図を示す。これを説明すると、
１はモータ、２はモータ１の回転数に比例した周
波数の信号を発生する周波数発電機、３は周波数
発電機２の出力信号の周期を計測するためのカウ
ンタ回路、４はカウンタ回路３の２進または
BCD（２進化10進）の出力を記憶するためのラツ
チ回路で、その出力はモータ１の回転周期、つま
り周波数発電機２の出力周波数信号の周期に対応
した値となる。
御装置のブロツク図を示す。これを説明すると、
１はモータ、２はモータ１の回転数に比例した周
波数の信号を発生する周波数発電機、３は周波数
発電機２の出力信号の周期を計測するためのカウ
ンタ回路、４はカウンタ回路３の２進または
BCD（２進化10進）の出力を記憶するためのラツ
チ回路で、その出力はモータ１の回転周期、つま
り周波数発電機２の出力周波数信号の周期に対応
した値となる。
５は２進またはBCDの入力端子XFとXRおよび
出力端子XOをもつデジタル演算回路で、XFに周
波数発電機２に対応したラツチ回路４の出力を、
XRにモータ１に所望の回転数と対応する２進ま
たはBCDのプリセツト値を入れることにより、
出力端子XOに入力端子XRとXFに入力されるデジ
タル値の差の絶対値が出るようにデジタル演算さ
れる。また、この時、XFに入力される値がXRに
入力される値より大きい時は端子Ｓからモータに
対する加速信号が出力され、逆の時は減速信号が
出力されるように動作する。６はＤ／Ａ変換器
で、ａ，ｂ，ｃ……ｎはそれぞれ２0，２1，２2
……２nの重みに対応する。７はＤ／Ａ変換器６
の出力が入力される端子Ｅと電流方向切換え端子
Ｐをもつモータ駆動回路である。
出力端子XOをもつデジタル演算回路で、XFに周
波数発電機２に対応したラツチ回路４の出力を、
XRにモータ１に所望の回転数と対応する２進ま
たはBCDのプリセツト値を入れることにより、
出力端子XOに入力端子XRとXFに入力されるデジ
タル値の差の絶対値が出るようにデジタル演算さ
れる。また、この時、XFに入力される値がXRに
入力される値より大きい時は端子Ｓからモータに
対する加速信号が出力され、逆の時は減速信号が
出力されるように動作する。６はＤ／Ａ変換器
で、ａ，ｂ，ｃ……ｎはそれぞれ２0，２1，２2
……２nの重みに対応する。７はＤ／Ａ変換器６
の出力が入力される端子Ｅと電流方向切換え端子
Ｐをもつモータ駆動回路である。
この第１図のブロツク図において、モータ１の
回転数が演算回路５の入力端子XRに入力される
プリセツト値に対応する所定の回転数より遅い場
合を考えると、カウンタ回路３とラツチ回路４に
よつて計数記憶された周波数発電機２の出力信号
の周期は演算回路５の入力端子XFに入力され、
さきほどのXRへ入力されているプリセツト値と
比較して、その差をとられる。この時、XFの入
力値はXRの入力値より大きい値となつているた
め、その差がＤ／Ａ変換器６によつて入力デジタ
ル値に比例したアナログ電圧に変換され、モータ
駆動回路７の入力端子Ｅに入力される。また、こ
れと同時に、演算回路５のＳ端子はXFの入力値
がXRの入力値より大きいことを判別して、モー
タ駆動回路７の電流方向切換え端子Ｐに対しモー
タの加速指令を発生して、モータ１の回転数を上
げようとする。
回転数が演算回路５の入力端子XRに入力される
プリセツト値に対応する所定の回転数より遅い場
合を考えると、カウンタ回路３とラツチ回路４に
よつて計数記憶された周波数発電機２の出力信号
の周期は演算回路５の入力端子XFに入力され、
さきほどのXRへ入力されているプリセツト値と
比較して、その差をとられる。この時、XFの入
力値はXRの入力値より大きい値となつているた
め、その差がＤ／Ａ変換器６によつて入力デジタ
ル値に比例したアナログ電圧に変換され、モータ
駆動回路７の入力端子Ｅに入力される。また、こ
れと同時に、演算回路５のＳ端子はXFの入力値
がXRの入力値より大きいことを判別して、モー
タ駆動回路７の電流方向切換え端子Ｐに対しモー
タの加速指令を発生して、モータ１の回転数を上
げようとする。
モータ１の回転数が所定の回転数より速い場合
は、カウンタ回路３とラツチ回路４によつて計数
記憶される周波数発電機２の出力信号の周期の値
（XFの入力値）はプリセツト値（XRの入力値）よ
り小さくなる。このXFとXRの入力値の差は、前
と同様にＤ／Ａ変換器６によつてアナログ電圧に
変換され、モータ駆動回路７の入力端子Ｅに入力
されるが、これと同時に、演算回路５のＳ端子は
XFの入力値がXRの入力値より小さいことを判別
して、モータ駆動回路７の電流方向切換え端子Ｐ
に対しモータの減速指令を発生して、モータ１の
回転数を下げようとする。
は、カウンタ回路３とラツチ回路４によつて計数
記憶される周波数発電機２の出力信号の周期の値
（XFの入力値）はプリセツト値（XRの入力値）よ
り小さくなる。このXFとXRの入力値の差は、前
と同様にＤ／Ａ変換器６によつてアナログ電圧に
変換され、モータ駆動回路７の入力端子Ｅに入力
されるが、これと同時に、演算回路５のＳ端子は
XFの入力値がXRの入力値より小さいことを判別
して、モータ駆動回路７の電流方向切換え端子Ｐ
に対しモータの減速指令を発生して、モータ１の
回転数を下げようとする。
モータ１の回転数が所定の回転数と一致してい
る場合は、演算回路５のXFとXRへの入力値は等
しくなつて、出力XOの値は零となり、その結果、
Ｄ／Ａ変換器６の出力も零となつて、モータ駆動
回路７へはモータ１に対して加速指令も減速指令
も与えないため、モータ１の回転数は一定のまま
保たれる。
る場合は、演算回路５のXFとXRへの入力値は等
しくなつて、出力XOの値は零となり、その結果、
Ｄ／Ａ変換器６の出力も零となつて、モータ駆動
回路７へはモータ１に対して加速指令も減速指令
も与えないため、モータ１の回転数は一定のまま
保たれる。
第２図は第１図に示した従来のモータの速度制
御装置に使用されるＤ／Ａ変換器６の構成例を示
す図で、ａ，ｂ，ｃ……ｎはそれぞれ２0，２1，
２2，……２nのビツトに対応する。１１は演算増
幅器、１２，１３，１４，……１５はＲ，Ｒ／２， Ｒ／４，……Ｒ／2nの抵抗で、それぞれ２0，２1，２2
， ……２nのビツトに対応している。１６は演算増
幅器１１の利得を決定するための帰還抵抗、１
７，１８，１９，……２０はそれぞれ２0，２1，
２2，……２nに対応するスイツチング回路である
が、図面上ではわかりやすくするために機械式ス
イツチで表示している。
御装置に使用されるＤ／Ａ変換器６の構成例を示
す図で、ａ，ｂ，ｃ……ｎはそれぞれ２0，２1，
２2，……２nのビツトに対応する。１１は演算増
幅器、１２，１３，１４，……１５はＲ，Ｒ／２， Ｒ／４，……Ｒ／2nの抵抗で、それぞれ２0，２1，２2
， ……２nのビツトに対応している。１６は演算増
幅器１１の利得を決定するための帰還抵抗、１
７，１８，１９，……２０はそれぞれ２0，２1，
２2，……２nに対応するスイツチング回路である
が、図面上ではわかりやすくするために機械式ス
イツチで表示している。
このＤ／Ａ変換器６は、例えば各入力端子のう
ち、“１”レベルになつた端子と対応するスイツ
チが閉じ、各抵抗の重みを経て基準電圧VRが演
算増幅器１１に加わり、その増幅出力の合計が
Ｄ／Ａ変換出力となるように動作する。
ち、“１”レベルになつた端子と対応するスイツ
チが閉じ、各抵抗の重みを経て基準電圧VRが演
算増幅器１１に加わり、その増幅出力の合計が
Ｄ／Ａ変換出力となるように動作する。
第３図ａ，ｂのＡ，A′は上述の従来のＤ／Ａ
変換器を用いた時のモータの制御特性を示すグラ
フで、それぞれモータに加わるトルクの外乱周波
数と速度変動の関係、モータの負荷トルクと速度
変化の関係とを示している。この図面からわかる
様に、低周波領域での速度変動特性はあまり良く
なく、また負荷トルクを大きくするほど、速度変
化の量も大きくなるという大きな問題点をもつて
いる。
変換器を用いた時のモータの制御特性を示すグラ
フで、それぞれモータに加わるトルクの外乱周波
数と速度変動の関係、モータの負荷トルクと速度
変化の関係とを示している。この図面からわかる
様に、低周波領域での速度変動特性はあまり良く
なく、また負荷トルクを大きくするほど、速度変
化の量も大きくなるという大きな問題点をもつて
いる。
本発明は、以上の従来の問題点、欠点をなくす
ことを目的としてなされたもので、特にＤ／Ａ変
換器６に簡単な低域補償機能を附加することによ
り、モータの制御特性を大幅に改善するようにし
たものである。
ことを目的としてなされたもので、特にＤ／Ａ変
換器６に簡単な低域補償機能を附加することによ
り、モータの制御特性を大幅に改善するようにし
たものである。
以下、本発明について説明するが、その前に、
まず、低域補償をすることによりモータの制御特
性が改善される理由について説明しておく。
まず、低域補償をすることによりモータの制御特
性が改善される理由について説明しておく。
第４図は低域の利得を増大（直流域では演算増
幅器の裸利得によつて、実用上ほぼ無限大とみな
せる。）させて制御系の帰還率を増大させ、モー
タの制御特性の改善をはかるための低域補償回路
の一例を示し、また、第５図はその周波数特性図
である。この第４図に示す低域補償回路３８は、
演算増幅器３１、高域の利得を決定するための抵
抗３２と３３、周波数特性をもたせるためのコン
デンサ３４、および演算増幅器３５と抵抗３６，
３７で構成される反転増幅器で構成されている。
幅器の裸利得によつて、実用上ほぼ無限大とみな
せる。）させて制御系の帰還率を増大させ、モー
タの制御特性の改善をはかるための低域補償回路
の一例を示し、また、第５図はその周波数特性図
である。この第４図に示す低域補償回路３８は、
演算増幅器３１、高域の利得を決定するための抵
抗３２と３３、周波数特性をもたせるためのコン
デンサ３４、および演算増幅器３５と抵抗３６，
３７で構成される反転増幅器で構成されている。
このような低域補償回路３８を第１図に示す
Ｄ／Ａ変換器６とモータ駆動回路７の間に挿入す
ると、速度帰還系の帰還率をほぼ無限大にするこ
とができるため、低周波領域の外乱に対する安定
性、および定常負荷トルクに対する安定性は第３
図ａ，ｂのＢ，B′に示す様に、先に説明した低
域補償のない場合の特性Ａ，A′とくらべて大巾
に改善されることがわかる。この特性は速度制御
系と並列に位相制御系を付加した場合と殆んど等
価になる。
Ｄ／Ａ変換器６とモータ駆動回路７の間に挿入す
ると、速度帰還系の帰還率をほぼ無限大にするこ
とができるため、低周波領域の外乱に対する安定
性、および定常負荷トルクに対する安定性は第３
図ａ，ｂのＢ，B′に示す様に、先に説明した低
域補償のない場合の特性Ａ，A′とくらべて大巾
に改善されることがわかる。この特性は速度制御
系と並列に位相制御系を付加した場合と殆んど等
価になる。
しかし、このような構成では２個の演算増幅器
と数個の抵抗およびコンデンサが必要となるた
め、回路が複雑化し、また演算増幅器の入力オフ
セツト電圧のバラツキ等の要素も問題となり、ま
た、コストが上がるため、好ましくない。
と数個の抵抗およびコンデンサが必要となるた
め、回路が複雑化し、また演算増幅器の入力オフ
セツト電圧のバラツキ等の要素も問題となり、ま
た、コストが上がるため、好ましくない。
そこで本発明は第６図に例示するように、新た
に低域補償回路を増設するのではなく、第２図に
示したＤ／Ａ変換器を構成する演算増幅器１１の
帰還抵抗１６に直列に直流を遮断するためのコン
デンサ４１を接続することにより、Ｄ―Ａ変換器
そのものに低域補償機能をもたせるようにしたも
のである。
に低域補償回路を増設するのではなく、第２図に
示したＤ／Ａ変換器を構成する演算増幅器１１の
帰還抵抗１６に直列に直流を遮断するためのコン
デンサ４１を接続することにより、Ｄ―Ａ変換器
そのものに低域補償機能をもたせるようにしたも
のである。
そのような低域補償機能をもたせＤ―Ａ変換器
６′を第１図に示した６として使用しても速度制
御系の直流域の帰還率をほぼ無限大とすることが
できるため、先述したと同様に、位相制御をかけ
た場合とほぼ等価になり、モータの制御性を大巾
に改善することができる。
６′を第１図に示した６として使用しても速度制
御系の直流域の帰還率をほぼ無限大とすることが
できるため、先述したと同様に、位相制御をかけ
た場合とほぼ等価になり、モータの制御性を大巾
に改善することができる。
以上の説明から明らかなように本発明のモータ
の速度制御装置は、 (1) 構成の簡単な速度制御ループのみの１ループ
の制御系であるにかかわらず、位相制御をかけ
た場合と殆んど同様の負荷特性を持たせること
ができ、また、その結果として位相制御をかけ
た場合の様に、速度制御ループと位相制御ルー
プの動作点が互に干渉しあうことはなく、周囲
温度の変化や部品の経年変化による回路の動作
点の変動もなくなる。
の速度制御装置は、 (1) 構成の簡単な速度制御ループのみの１ループ
の制御系であるにかかわらず、位相制御をかけ
た場合と殆んど同様の負荷特性を持たせること
ができ、また、その結果として位相制御をかけ
た場合の様に、速度制御ループと位相制御ルー
プの動作点が互に干渉しあうことはなく、周囲
温度の変化や部品の経年変化による回路の動作
点の変動もなくなる。
(2) 速度誤差の検出をデジタル的に行なつている
ため、ビツト誤差以外の検出誤差は発生せず、
クロツクパルスとして、水晶発振器の出力のよ
うな安定な周波数信号を用いることにより、モ
ータの回転速度の安定度と精度は水晶発振器の
安定度と精度と同等にすることができる。
ため、ビツト誤差以外の検出誤差は発生せず、
クロツクパルスとして、水晶発振器の出力のよ
うな安定な周波数信号を用いることにより、モ
ータの回転速度の安定度と精度は水晶発振器の
安定度と精度と同等にすることができる。
(3) デジタル式制御であるため、動作点の調整を
する必要がない。
する必要がない。
等の特長の他に、Ｄ／Ａ変換器自身に低域補償機
能をもたせることにより、部品数の著しい削減を
可能にするため、デジタル部をＣ―MOSやIIL素
子でIC化することにより、さらに回路の簡単化
が可能となり、普及型のレコードプレーヤやテー
プレコーダなどのモータの制御装置に応用して多
大の効果をもたらすものである。
能をもたせることにより、部品数の著しい削減を
可能にするため、デジタル部をＣ―MOSやIIL素
子でIC化することにより、さらに回路の簡単化
が可能となり、普及型のレコードプレーヤやテー
プレコーダなどのモータの制御装置に応用して多
大の効果をもたらすものである。
第１図は一般的なデジタル式モータの速度制御
装置のブロツク図、第２図は従来のＤ／Ａ変換器
の一例の回路図、第３図ａ，ｂはモータの制御特
性図、第４図は低域補償回路の構成例を示す回路
図、第５図はその周波数特性図、第６図は本発明
で使用するＤ／Ａ変換器の一例の回路図である。 １…モータ、２…周波数発電機、３…カウンタ
回路、４…ラツチ回路、５…演算回路、６′…
Ｄ／Ａ変換器、７…モータ駆動回路。
装置のブロツク図、第２図は従来のＤ／Ａ変換器
の一例の回路図、第３図ａ，ｂはモータの制御特
性図、第４図は低域補償回路の構成例を示す回路
図、第５図はその周波数特性図、第６図は本発明
で使用するＤ／Ａ変換器の一例の回路図である。 １…モータ、２…周波数発電機、３…カウンタ
回路、４…ラツチ回路、５…演算回路、６′…
Ｄ／Ａ変換器、７…モータ駆動回路。
Claims (1)
- １ 被制御モータと、該モータの回転数に比例し
た周波数の信号を発生する周波数発電機と、該周
波数発電機の出力信号の周波数または周期をカウ
ントするカウンタ回路と、該カウンタ回路のデジ
タル出力をラツチするためのラツチ回路と、該ラ
ツチ回路の出力とデジタル値で与えられるモータ
の速度設定基準値とを演算処理する演算回路と、
該演算回路のデジタル出力信号をアナログ信号に
変換するためのデジタル―アナログ変換器と、該
デジタル―アナログ変換器の出力を電力増幅し前
記モータを駆動するモータ駆動回路を具備した装
置であつて、前記デジタル―アナログ変換器を、
オン、オフされる複数の重み付けされた入力抵抗
群と、コンデンサーと抵抗を直列に接続した帰還
素子と、反転増幅器とで構成したことを特徴とす
るモータの速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4472179A JPS55136885A (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Speed-controlling device for motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4472179A JPS55136885A (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Speed-controlling device for motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55136885A JPS55136885A (en) | 1980-10-25 |
| JPH0118669B2 true JPH0118669B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=12699283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4472179A Granted JPS55136885A (en) | 1979-04-11 | 1979-04-11 | Speed-controlling device for motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55136885A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5441655Y2 (ja) * | 1974-04-01 | 1979-12-05 |
-
1979
- 1979-04-11 JP JP4472179A patent/JPS55136885A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55136885A (en) | 1980-10-25 |
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