JPH03155379A - モータ駆動制御装置 - 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、モータを駆動制御するモータ駆動制御装置に
係り、特に起動時及び回転時における駆動特性の改善を
図ったモータ駆動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来よりのモータ駆動制？１１装置では、モータの回転
数を所定の回転数に維持するための回転速度信号が行わ
れている。これらの多（は、ホール素子等の位置センサ
によりモータの回転を検出して、その回転速度を基準回
転速度にあわせるように制御されている。この回転速度
制御は、モータの回転速度と基準速度との差を誤差信号
としてフィードバック制御することで行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

−ｉにモータの駆動制御は、起動時と定速回転時とでは
制御特性が異なっている。即ち、起動時では、回転速度
の加速、減速を短時間で行う必要がある。これに対し、
定速回転時では、定速回転を維持するだめの加速、減速
を極力減らし回転ムラを減少させるのが望ましい。

このように、モータのフィードバック制御において、モ
ータの起動時では応答性によい時定数の小さな制御が通
しており、一方の定速回転時では回転変動の少ない時定
数の大きな制御が適し°ζいる。

しかし、前述したような従来のモータ駆動制御では、制
御に対する応答の時定数は、起動時と、定速回転時とで
異なる値に設定されていないためにそれぞれに適した制
御ができなかった。

そこで本発明では、モータの起動時、定速回転時におい
て自動的にそれぞれの場合に適した特定数になるように
、各定数を選択できるモータ駆動制御装置を提供するこ
とをその目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のモータ駆動制御装置は、モータの回転速度を検
出して回転速度信号を出力する回転速度検出手段と、前
記回転速度信号と設定された設定回転速度との差異に対
応した速度差信号を発生する速度差信号生成手段と、前
記速度差信号を実質的に積分してフィードバック信号を
生成するフィードバック信号生成手段と、前記フィード
バック信号及び前記回転速度信号に基づいてモータへの
駆動電流を供給制御する電流供給制御手段と、を存し、 前記フィードバック信号生成手段は、前記速度差信号を
実質的に積分するときの時定数が設定される時定数設定
手段と、前記時定数がモータの起動時においてモータの
定速回転時での時定数よりも実質的に小さく設定される
ように自動的に前記時定数設定手段の時定数を切換える
時定数切換手段とを有していることを特徴としている。

前記時定数設定手段は抵抗及びコンデンサを有するとと
もに、前記時定数切換手段はダイオードによって構成さ
れ、このダイオードは前記時定数設定手段の抵抗又はコ
ンデンサと並列に接続される。モータの起動時において
は前記ダイオードが導通状態となり、前記時定数設定手
段は第１の時定数に設定され、またモータの定速回転時
においては前記ダイオードが非導遡状態となり、前記時
定数設定手段は第１の時定数より大きい第２の時定数に
設定される。

〔作用〕

本発明のモータ駆動制御装置は、フィードバック制御に
用いるフィードバック信号を生成するフィードバック１
８号生成手段を備え、このフィードバック信号生成手段
は速度差検出信号に対する応答特性を規定する時定数を
設定する時定数設定手段を含んでいる。そして、この時
定数設定手段は、起動時の制御に適した第１の時定数と
、定速回転の制御に適した第２の時定数との２種類を自
動的に切換える時定数切換手段を有している。

このため、モータの起動時と、定速回転時においてそれ
ぞれ適した時定数が得られるため、起動時では、立ち上
がりの速い制御、定速回転時では回転ムラの少ない制御
がともに可能となる。

〔実施例〕

本発明による実施例のモータ駆動制御装置を第１図及び
第２図を参照しながら説明する。第１図は本実施例のモ
ータ駆動制御装置のブロック図であり、第２回は本実施
例における要部拡大図である。尚、このモータ駆動制御
装置は、光ディスクを回転駆動させるためのモータの制
御に好都合に通用することができる。

本実施例のモータ駆動制御装置は、第１図に示すように
、モータの駆動コイル８に駆動電流を供給制御する例え
ば駆動アンプ１でよい電流供給制御手段と、モータの回
転位置を検出するホール素子より成る回転速度検出手段
２（位置検出手段としても機能する）と、水晶発振器を
用い所定の基準周波数を生成する基準周波数発生手段３
と、回転速度検出手段２の出力信号（回転速度信号）及
び基準周波数発生手段３の出力信号（設定回転速度に対
応した信号）よりモータの回転速度の基準速度からの差
異に対応した信号を生成する速度差信号生成手段４と、
速度差信号生成手段４の出力信号を積分してフィードバ
ック信号を生成するフィードバック信号生成手段５と、
を備えている。

さらに、駆動アンプ１は、モータの駆動コイル８に送給
される駆動電流を、回転速度検出手段２からの回転速度
信号及びフィードバック信号生成手段５からのフィード
バック信号をマトリックス的に合成して生成された信号
に基づいて増幅する。

具体例では、回転速度検出手段２は、モータの回転位置
を検出するホール素子を回転速度検出手段としても利用
しているが、これに代えて、周波数発電器（ＦＧ）等を
使用してもよい。

基準周波数発生手段３は、水晶発振器（回路）によって
発振させた高周波を分周して基準周波数を発生する。こ
の基準周波数は、通常においては、モータの回転数と同
じか、その回転数に位置検出手段としてのホール素子の
数を考慮して設定される。

速度差信号生成手段４は、回転速度検出手段２で検出さ
れる回転速度信号としてのパルス信号のパルスの間隔と
、基準周波数発生手段３で生成されるパルスの間隔とを
比較して出力信号を生成する。即ち、速度差信号生成手
段４は、上述の２つの信号のパルス間隔の時間差を検出
し、上記時間差に基づいて回転速度の速度差に対応した
速度差信号として出力する。そして、速度差信号の大き
さは、モータの回転速度と基準回転速度との差が大きい
ほど大きくなり、その極性は、モータの回転速度が基準
の回転速度より速いときには例えば負になり、また上述
とは反対にモータの回転速度の方が遅いときには逆極性
の正となる。

フィードバック信号生成手段５は、時定数を設定する時
定数設定手段５１を有し、速度差信号生成手段４からの
出力信号を実質的に積分してフィードバック信号を生成
する。このとき、フィードバック信号生成手段５の時定
数設定手段５１で設定される時定数によってフィードバ
ック信号生成手段５の積分定数が決定される。この時定
数設定手段５１には、起動時と定速回転時とでその時定
数を切換える時定数切換手段としての切換ダイオード５
２が設けられている。

時定数設定手段５１は、第２図に示すように、速度差信
号生成手段４の出力とフィードバック信号生成手段５１
における演算増幅器５３の入力端５３ａとの間に接続さ
れる第１抵抗５４と、演算増幅器５３の入力端５３ａ及
び出力端５３ｂの間に接続される第１コンデンサ５５゛
とを備え、第２抵抗５６と第２コンデンサ５７とが直列
に接続され、演算増幅器５３の入力端５３ａと出力端５
３ｂとの間に接続される。そして、切換ダイオード５２
は時定数設定手段５１の第２コンデンサ５７の両端に第
２図に図示する方向、（電流がＢ点からＡ点に流れる方
向）で並列に接続される。

また、本実施例のモータ駆動制御装置は、フィードバッ
ク信号生成手段５からのフィードバック信号と回転速度
検出手段２からの回転速度信号とをマトリックス的に合
成し駆動アンプ１に送給するマトリックス回路６とを備
えている。

以上のように構成される本実施例のモータ駆動制御装置
は、次のように動作する。

モータを起動させる時には、外部より起動信号が入力さ
れ、起動用パルス等によりモータが起動し回転を始める
。このとき、回転速度を検知する回転速度検出手段２に
は、回転速度が遅いためパルス間隔の広い、即ち、それ
らのパルス間の時間が長いパルス信号が生成される。一
方、モータの回転速度とは無関係に、基準周波数発生手
段３は基準パルス信号を生成する。この基準周波数発生
手段３でのパルス信号生成には、水晶発振器が使用され
、精度のよい発振周波数が得られる。この信号は数段の
分周器等を経由することで、モータの定速回転数（本実
施例では３６００ｒｐｍ）の３倍の周波数をもつパルス
信号が生成される。

速度差信号生成手段４では、回転速度検出手段２によっ
て得られた回転速度パルス信号と、基準周波数のパルス
信号とが比較される。そしてそれらの速度の差、即ち互
いのパルス間隔の差が、その速度差信号として出力され
る。この出力信号はパルス間隔の差の時間に対応して出
力される間欠的なパルス状信号であり、その速度差が大
きければ、大きい程、相対的に面積の広い信号となり、
反対にその差が小さければ、その面積は小さくなり、ま
た実質上同一のときには基準電位のみとなる。起動時に
は、その差は最大となり最も大きい値の速度差信号が出
力される。

なお、この速度差信号生成手段４では、検出されたモー
タの回転数の方が基準周波数よりも小さな場合（すなわ
ち、回転速度が定速状態よりも遅い場合）には、その出
力される速度差信号は基準電位よりも正となる。また、
検出されたモータの回転数の方が基準周波数よりも大き
な場合（即ち、回転速塵が定速状態よりも速い場合）に
は、逆に基準電位よりも負となる。

このように出力された速度差信号はフィードバック信号
生成手段５に入力され、実質的に積分される。具体例で
は、第２抵抗５６及び第２コンデンサ５７の間のＡ点と
演算増幅器５３及び第２コンデンサ５７の間のＢ点との
電位差は、起動時においてはｌ■程度と高く、その信号
は連続的に続く。一方、切換ダイオード５２の順方向導
通電圧は、０．３ｖ程度である。従って、起動時には、
Ａ点とＢ点との電位差がダイオード５２の導通電圧より
も高い故に、切換ダイオード５２は導通状態になり、第
２コンデンサ５７は実質上無効になる。かく無効になる
と、この起動時におけるフィードバック信号生成手段５
の積分時の時定数は第２コンデンサ５７が無い状態の時
定数（第１の時定数）となり、第２コンデンサ５７があ
る場合に比して１／１０程度の小さな値となる。その結
果、起動時の速度差信号はほとんど時間遅れなしでフィ
ードバック信号として生成され、マトリックス回路６を
経て駆動アンプｌに人力されモータの回転を加速し、こ
のように応答性がよい回転速度制御が可能となる。

次に、モータの起動後、その回転が定格回転数に近くな
ると、速度差信号生成手段４に入力される回転速度検出
手段２からの回転速度信号と基準周波数信号とは、それ
らの間の速度差が小さくなり、出力される速度差信号は
、その電圧レベルも第２コンデンサ５７が存在するため
実効電圧が小さくなり、フィードバック信号生成手段５
のＡ点とＢ点との電位差も小さくなる。そして、上記電
位差が切換ダイオード５２の順方向導通電圧０゜３■よ
りも小さくなると、切換ダイオード５２は非導通状態と
なる。かく非導通状態になると、時定数設定手段５１の
第２コンデンサ５７は有効に働き、そして、時定数の設
定にを効に作用する。

そのため、時定数設定手段５１の時定数は上記第１の時
定数より大きい第２の時定数となり、変動に対して緩や
か応答となり、回転ムラの少ない制御が実現される。

なお、実施例に例示した時定数切換手段としてダイオー
ドを用いる方式は部品数も非常に少なく、またコスト的
にも有利であり、大変メリットが大きい。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明は、上記実
施例のみに限定されるのではなく、本発明の構成を有す
るものは当然に本発明の範囲に含まれる。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明のモータ駆動制御装置では、
モータの回転速度を制御するために用いるフィードバッ
ク制御用の信号を生成するフィードバンク信号生成手段
が、時定数を設定する時定数設定手段と、この時定数設
定手段により設定される時定数を自動的に切換える時定
数切換手段を有している。このため、本発明のモータ駆
動制御装置では、起動時のように応答性のよい制御が必
要な場合と、定速回転時のように安定性がよく回転ムラ
の少ない制御が必要な、場合とで、時定数の設定を自動
的に切換えることができ、起動時及び定速回転時にて所
望通りの回転制御を行うことができる。また、かく回転
制御できるため、モータの回転特性を大幅に向上させる
ことができ、特に時定数切換手段としてダイオードを用
いた場合では、それに必要な部品数は非常に少なく低コ
ストで実現できるなど、高い経済性を存している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う一実体例であるモータ駆動制御装
置のブロック図であり、第２図は同じくその要部を示す
回路図である。 １・・・駆動アンプ ４・・・速度差信号生成手段 ５・・・フィードバック信号生成手段 ５１・・・時定数設定手段 ５２・°・・時定数切換手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータの回転速度を検出して回転速度信号を出力す
   る回転速度検出手段と、前記回転速度信号と設定された
   設定回転速度との差異に対応した速度差信号を発生する
   速度差信号生成手段と、前記速度差信号を実質的に積分
   してフィードバック信号を生成するフィードバック信号
   生成手段と、前記フィードバック信号及び前記回転速度
   信号に基づいてモータへの駆動電流を供給制御する電流
   供給制御手段と、を有するモータ駆動制御装置において
   、 前記フィードバック信号生成手段は、前記速度差信号を
   実質的に積分するときの時定数が設定される時定数設定
   手段と、前記時定数がモータの起動時においてモータの
   定速回転時での時定数よりも実質的に小さく設定される
   ように自動的に前記時定数設定手段の時定数を切換える
   時定数切換手段とを有している、ことを特徴とするモー
   タ駆動制御装置。 ２、前記時定数設定手段は抵抗及びコンデンサを備えて
   おり、前記時定数切換手段はダイオードから構成され、
   前記ダイオードは前記時定数設定手段の抵抗又はコンデ
   ンサと並列に接続されており、モータの起動時において
   は前記ダイオードが導通状態になって前記時定数設定手
   段は第１の時定数に設定され、またモータの定速回転時
   においては前記ダイオードが非導通状態となって前記時
   定数設定手段は前記第１の時定数より大きい第２の時定
   数に設定される請求項１記載のモータ駆動制御装置。