JPH01218374A - ロータ回転数の制御方法および回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲の上位概念に規定するような
ローターの回転数を制御するための方法に関するもので
ある。

従来技術 電子的に制御される駆動装置においては、その継続時間
が軸またはローターの現在回転速度を衣わすパルスを駆
動軸（ローター）と固定された点との間で発生すること
は公知である。そのようにして生じた連続的パルス（列
）の周波数は、電子的評価回路に供給され、望ましい周
波数と比較されて、モーター速度の制御のための電圧が
そこから得られる。

パルスの発生は所謂タコメータージェネレーターと呼ば
れるものによって行なわれるが、これには種々の異なっ
た発生のモードが考えられる。こうして、例えば機械的
、電磁的、または元−電子的なタコメータージェネレー
ターが用いられている。１回転当り１つより多くのパル
スの評価を行なう総てのジェネレーターに共通なのは、
ジェネレーターの個別素子の機械的装置構成によってロ
ーターの１回転の間に偏差が存在し、それにより、均一
回転速度モあるにもかかわらず、１回転の間に送出され
る連続的Ｎ〜パルスの周波数が一定ではないということ
である。もし、偏差を有するそのようなジェネレーター
が、例えば内部時定数の小σいＰＬＬ回路を制御するの
に用いられたなら、１定の回転速度の場合には出力信号
が一定にならなければならないのにそのＰＬＬ回路の出
力信号は１回転の間にそのような偏差を呈する。このこ
とは、ローターの１回転の間に望ましくない制御過程を
起こさせてしまう。

発明の目的 本発明の目的ないし課電とするところは偏差を有してい
る、そのようなタコメータージェネレーターにおいてさ
え、望ましくない制御過程を防止す、ることである。

発明の構成 この目的は本発明によれば特許請求の範囲に記載された
特徴を有する構成要件によって達成される。

本発明の別の発展形は、実施例中に説明される。

本発明による方法においては、ローターの動作の開始に
先立って、−度偏差を有し得る点またはマークの配列が
検出され、そして蓄積される。

それらの値から、補正値が求められ、それらは後続の動
作において求められるパルスの実際値を補正するのに用
いられる。

こうしてローターの作動のためモーター動作のための制
御が作動（接続）開始されると、一回転の間の制御に不
都合な影響を与える一様でないパルスは発生しなくなる
。しかも、パルスの＝＆（均一）なパターンが生せしめ
られて、制御速度を増加させ、またローターの一回転の
周期において現われる変動も補償することが可能となる
。

本発明はさらに、ローターの回転数を制御するための回
路装置にも係わる。

それで、偏差を有するタコメータージェネレーターにお
ける望ましくない制御動作を防止する回路を提供するこ
とも本発明の目的である。

この目的を達成するための回路構成は実施例中に説明さ
れる。

実施例 本発明は、実施例を示した図面を参照しながら、さらに
詳細に説明される。

第１図は磁気テープ装置用のヘッドドラム装置と併せて
電子的に整流の行なわれるモーターを示している。この
モーターは、円形に配置された整流コイルを収めている
ステーター１を有している。

ローター５の中には、複数の磁石が円形縁上に配置され
ており、それらはクリアランスとしてのエアギャップを
介して、ステーター中のコイルに対向するよう設けられ
ている。ローター５は、上部回転ヘッドドラム３と共に
共通軸６上に載せられており、他方、下部固定ヘッドド
ラム２はステーター１にしつかシと取付けられている。

ローターは、その外周上に異なる幅のマーキングライン
１０．１１を有している。

透明プラスチックで作られたローターの外側部分のエツ
ジは、分岐した光電バリヤ７のギャップ内に収められて
おり、モーターが回転している間はマーキングラインに
よって、このバリヤ中にパルスが生じ、そのパルスの連
続からモーター制御回路９によってモーターの制御が与
えられる。

この分岐した光電バリヤは、モーターのステータ一部分
１に突き出ている印刷配線板８上に取付けられており、
これによって分岐した光電バリヤはステーター１のコイ
ルに対して固定した位置関係を持つことができる。

マーキングラインは、ローターの磁石に対して所定の対
応配列をするよう、一定の角度距離に位置決めされる。

それらは、例えば、最小極移行部になるように整列、配
列することができる。マーキングラインｉｏ、１ｉによ
って回転の開始位置をマークするために、マーキングラ
イン１１は他の１様なマーキングライン１０とは異なる
ようにされる。

ここに示されている装置においては、付加的にこのマー
キング１１は、上部ヘッドドラム３における磁気ヘッド
４と整列されている。

第２図は、電子的に整流されるＤＣモーターのモーター
制御のためのブロック回路図を示している。

モーター１８は３相であって、相巻融り、ＥおよびＦを
有している。相巻線はスター結線されている。

スターの中点は動作電圧十ＵＢに接続されている。

モーター１８には、光結合器として働き、そしてロータ
ー外周に設けられているラインコード１０．１１を評価
するためのセンサー１７が結合しでいる。センサー１７
は線路１９を通して信号をコンバーター（変換器゛）２
０に伝達し、その信号は、例えばマイクロプロセッサに
よって、コンバーター内部で評価される。ローターの現
在の相対的位置がそれぞれ、認識され、そして作動用電
圧が出力線ａ、ｂ、ｃおよびＡ。

Ｂ、Ｃに出力され、これにより制御可能な増幅器２３か
ら２８までを通して、モーター１８の個々の相コイルが
励起される。整流の位相関係の情報は、動作期間の総て
の時間にわたって、ｋａ＋ｂｙｃおよびＡ、Ｂ、Ｃ上に
存在する。

ここで、例えば出力線ａ、ｂおよびＣは減速の方向にお
ける整流を宍わし、また線Ａ、ＢおよびＣは加速の方向
における整流を弄わす。

整流の実際の方向および整流の強度は、制御可能な増幅
器２３から２８までによシ、前もって決められ、これら
増幅器は最終制御素子としてコンバーター２０の出力線
とモーター１８のコイル結線との間に接続される。こう
して、減速（制動）方向のための出力＆ａ、ｂ、ｃは増
幅器２３．２４および２５０入力に接＆され、また加速
の方向のための出力＠Ａ、ＢおよびＣは増幅器２６．２
７および２８に接続される。

増幅器２３．２４および２５は、並列に接続されている
それらの制御入力が線路２２を通してＰＬＬ回路１６に
接続されている１つのグループを形成しており、増幅器
２６，２γおよび２８で構成されるグループは、これも
また互いに接続されているそれらの制御入力に関して、
線路２１を通してＰＬＬ回路１６に接続されている。

増幅器２３および２６の出力はモーター１Ｂの相巻線り
に、増幅器２４および２７の出力は相巻線Ｆに、そして
増幅器２５および２８の出力は相巻＃ｊＩＥに供給され
る。

２３から２５までの、あるいは２６から２８までの、増
幅器グループそれぞれは、各々の制御線２１または２２
全通して作動させられるのであって、それはすなわち増
幅器入力に存在しているコンバーター２０の整流信号が
、線路２１または２２それぞれにおける制御信号に依存
して、モーター１８の相巻線に”伝達”されるからであ
る。

こうして、整流電流の強さは、”伝達”した増幅器の内
部抵抗に依存することとなり、換言すればそれは制御線
路２１または２２それぞれに現われている電圧の大きさ
に依存するものとなるのである。

この電圧、あるいはさらに、これらの電圧はＰＬＬ回路
１６の内部で発生されるものである。

それらの程度、および電圧が供給されるべきそれぞれの
線２１または２２の選択も、モーター速度から得られる
実際値時間差の連続（列）Ｆｌを、望ましい差の連続（
設定値時間差列）Ｆ２と比較することによって得られる
。

センサー１７によってローター外周のラインコードを評
価することによって、タコメーター周波数が生じ、そこ
から第２の、そしてざらに別の評価に用いられる実際の
時間差の連続Ｆ１が得られる。

公称（定格）速度においてはＦｌは望ましい（設定値）
時間差の連続（列）Ｆ２と等しい。

ＦｌがＦ２よりも大きい間は、電圧がＰＬＬ回路から線
路２１に出力されて、加速の方向に整流するために用い
られる制御用増幅器グループ２６から２８までを制御す
る。

もし、反対に、例えば負荷の減少によって、センサー１
１がより高い周波数を発生するような回転数に達したな
らば、信号は線路２１に向かい、そしてモーター１８は
減速（制動）される。

個々増幅器制御（励振）の強さは、こうして回路１６の
中で望ましい値に比較されて現われた実際値（フィード
バック値）から得られる。

モーター１８の制御が作用する前は、モーターは最初に
公称速度まで加速させられる。その制御がスイッチオフ
されると共に、モーターの駆動は１定のままとなり、そ
して連続するパルスの間の時間間隔−が、１回転の総（
オーバーオール）時間ＴＣと共に求められる。この過程
は、初期決定の正確さをチエツクするために数回転にわ
たって実行することも可能である。

その結果、求められた総（オーバーオール）時間ＴＯは
パルスの数ｎで分割される。ここから得られる結果とし
て、パルスの通常距離を表わす時間パターンＴｓが得ら
れる。

機械的偏差によって、測定されたパルス間の時間々隔−
は時間パターンＴｓによって発生されるパルスからは、
ずれている。これらの偏差は、毎回のパルス間の間隔の
補正値として計算されるもので、それはＡ（ｎ　）　＝
　Ｔｓ　／　ＴＭ（ｎ　）の形で得られる。

これらの補正値が求められ、そして蓄積された後には、
通常の制御動作モードに切替えることが可能となる。

これによって、１旦蓄積された補正値は、何度でも実際
値の差の連続Ｆ１のフィードバック値を補正するために
用いられる。この目的のために、補正値Ａ（ｎ　）には
測定されたパルス間隔ＴＭが乗ぜられる。

こうして、補正された実際（値）の差値の連続（列）Ｆ
ｌは、Ｆ１＝　Ｔ（ｎ）　＝　ＴＭ（ｎ）　ｘＡ（ｎ）
　　として求められる。

計算のための、そして蓄積のための回路は、評価回路２
９中のサブブロックとして、それらが表わされているよ
うに用いられることができる。

ここで、連続するパルス間の時間々隔ＴＭヲ決めるため
の測定回路３０は、ローターの１回転のオーバーオール
時間Ｔｃを測定するのにも用いられ、その中に測定回路
３０の出力信号がスイッチ３２を介して供給される除算
回路３１は補正値を求めるのに用いられ、蓄積回路３３
は補正値を蓄積し、そして乗算回路３４は、１方では連
続するパルス間の時間々隔ＴＭ（ｎ）を、他方では補正
値Ａ（ｎ　）に乗算する。

乗算回路３４の出力信号は次に、ＰＬＬ回路１６の形式
となっている制御゛回路に達する。

別の方法として、望ましい除算および乗算の代わりに、
差を求め、次に加算または減算を行うことも可能である
。

３０から３４で示されたサブブロックはマイクロプロセ
ッサによって実現することが可能であって、そこでは図
示されている回路の特質は適切なプログラムルーチンに
よって連続的に発生される。

さらに、特許請求の範囲に示した方法の変形として次の
ような方法を用い得る。

最初にローターが、そのモーター駆動によって公称（定
格）速度まで加速され、次に、各パルスの時点または連
続するパルス間の時間々隔ＴＭおよび１回転のオーバー
オール時間ＴＣを求める間は、ローターが一定に制御さ
れるよう、前もって決められた回転の数が規定されるよ
うな方法を用い得る。

また、時間パターンＴｓが、オーバーオール時間ＴＣｔ
　１回転の間のパルスの数ｎで除して求めるような方法
を用い得る。

更に補正値Ａが、時間パターンによって生ずる望ましい
間隔または時間パターンと実際の間隔ＴＭとの間の比の
商によって表わされるような方法を用い得る。

また、補正値によって補正される実際値（フィードバッ
ク値）が、フィードバック値に補正値を乗じて得られる
ような方法を用い得る。

また、逆に、補正値が、時間パターンとパルスの時間と
の間の時間差として、パターンに関して時間の進みまた
は遅れがあるかどうかに依存して、正または負の前置符
号を付与して弄わされるような方法を用い得る。

更に補正値によって補正されるフィードバック値が、補
正値にフィードバック値を減算または加算して得られる
ような方法を用い得る。

さらに、本発明によれば次のような回路装置を用い得る
、即ち１回転の間に、固定されたポイントと複数のポイ
ント１０．１１との間でｎパルス発生器によつ℃発生さ
れるパルスの評価によってローターの回転数の制御を行
うための回路装置に本発明の方法を適用すると、測定回
路３０はパルスの時間または連続するパルス間の時間々
隔ＴＭおよびローターの１回転のオーバーオール時間Ｔ
Ｃを求めるのに用いられ、補正値Ａを得るために測定回
路３０の出力信号は除算回路３２に供給され、そして除
算回路の後には補正値Ａを蓄積するための蓄積回路３３
があり、また乗算回路３４には１方ではパルスの時間ま
たは連続するパルス間の時間々隔へか、そして他方では
補正値Ａが供給されて、その出力信号Ｆ１はローター１
８のモーター駆動を制御するために制御回路に導かれる
ような回路装置を実現させ得る。

発明の効果 本発明によれば偏差を有するタコメータージェネレータ
ーにおいても、望ましくない制御過程を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気テープ装置用のヘッドドラム装置と共に電
子整流形モーターを示す概要図であり、 第２図は電子整流形ＤＣモーターのモーター制御のため
のブロック回路図である。 １・・・ステーター、２・・・ドラム、３・・・ドラム
、４・・・ヘッド、５・・・ローター、６・・・軸、７
・・・光電バリヤ、８・・・印刷配線板、９・・・モー
ター制御回路、１０．１１・・・マーキングライン、１
６・・・ＰＬＬ回Ｍ、１７・・・センサー、１８・・・
モーター、１９・・・線路、２０・・・コンバーター、
２１．２２・・・線、２３〜２８・・・増幅器、２９・
・・評価回路、３０・・・測定回路、３１・・・除算回
路、３２・・・スイッチ、３３・・・蓄積回路、３４・
・・乗算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｎパルス発生器によつて、１回転の間に、固定され
   た複数のポイントとローターの複数のポイントとの間で
   、発生されるパルスを評価することによりローターの回
   転数を制御するための方法において、 前もつて決められた回転数のもとでパルスの時点または
   順次連続するパルスの間の時間間隔（Ｔ＿Ｍ）および１
   回転の総時間（Ｔ＿Ｃ）を測定し、１回転の間に発生さ
   れるパルス（Ｔ＿Ｍ）の数（ｎ）から均一な時間パター
   ン（Ｔ＿Ｓ）を求め、上記時間パターンからのパルスの
   偏差から補正値（Ａ）を求めて蓄積し、そして ローターの引き続く回転においては駆動モーターの制御
   のための信号（Ｆ１）を、補正値（Ａ）だけ補正された
   当該パルスの実際値（Ｔ＿Ｍ）から導出することを特徴
   とするローター回転数の制御方法。