JPH04372594A - Rotational speed and torque control circuit for dc motor - Google Patents

Rotational speed and torque control circuit for dc motor

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JPH04372594A
JPH04372594A JP3151227A JP15122791A JPH04372594A JP H04372594 A JPH04372594 A JP H04372594A JP 3151227 A JP3151227 A JP 3151227A JP 15122791 A JP15122791 A JP 15122791A JP H04372594 A JPH04372594 A JP H04372594A
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JP
Japan
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signal
phase
counter
motor
phase signal
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JP3151227A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Takeda
和徳 武田
Tsutomu Kiuchi
勉 木内
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To control the rotational speed of DC motor without increasing the load of CPU by a constitution wherein the CPU once sets a phase difference in a specific counter, hereafter a hardware circuit creates a phase signal. CONSTITUTION:A central processing unit(CPU) previously sets a phase difference, in the form of complement of 1, in a third counter 5. Hereafter, a phase generating circuit 70 creates a second phase signal 2' having desired phase difference. Consequently, rotational speed and torque of a DC motor 1 are controlled with no intervention of the CPU. According to the invention, a low speed CPU can deal with a DC motor 1 having high rotational speed resulting in suppression of cost increase.

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、直流モータの界磁に流
す信号のタイミングを変えることにより、該直流モータ
の回転数, トルクの制御を行う制御回路の構成法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for configuring a control circuit for controlling the rotational speed and torque of a DC motor by changing the timing of signals applied to the field of the DC motor.

【0002】近年、計算機システムの小型化動向に伴い
、直流モータの使用している、例えば、ディスク装置の
小型化, 軽量化が図られ、該直流モータを制御する回
路の小型化, 軽量化が進められているが、このような
小型化, 軽量化が図られても、トルクの向上, 定常
運転時の消費電力の軽減が求められる。
[0002] In recent years, with the trend toward miniaturization of computer systems, the disk devices used in DC motors, for example, have become smaller and lighter, and the circuits that control the DC motors have become smaller and lighter. Progress is being made, but even with such miniaturization and weight reduction, improvements in torque and reduction in power consumption during steady operation are required.

【0003】この場合、できる限り、低コストで、該直
流モータを制御する回路の小型化,軽量化ができること
が必要とされる。
[0003] In this case, it is necessary to make the circuit for controlling the DC motor as small and lightweight as possible at low cost.

【0004】0004

【従来の技術】図4は、直流モータの駆動原理を示した
図であり、図5は、従来の直流モータの制御回路を説明
する図であり、(a) は構成例を示し、(b) は第
1のフェーズ信号■と整流回路に対する入力信号{第2
のフェーズ信号■}との関係を示しており、図6は、従
来の直流モータの動作タイムチャートを示している。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a diagram showing the driving principle of a DC motor, and FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional control circuit for a DC motor, in which (a) shows an example of the configuration, and (b) ) is the first phase signal ■ and the input signal to the rectifier circuit {second
FIG. 6 shows an operation time chart of a conventional DC motor.

【0005】直流モータ(M) 1 の一般的な駆動回
路は、図4に示した形式をとる。即ち、直流モータ(M
) 1 の回転子を回転させる為には、例えば、該直流
モータ(M) 1 が3相モータのとき、図示されてい
る界磁コイルに対して、電流をA→B→Dの方向に流し
た後、A→B→C,D→B→C,D→B→A,C→B→
A,C→B→Dとし、再び、A→B→Dの方向に流すこ
とを繰り返す。
A general drive circuit for the DC motor (M) 1 takes the form shown in FIG. That is, a DC motor (M
) In order to rotate the rotor of 1, for example, when the DC motor (M) 1 is a three-phase motor, current is passed in the direction of A → B → D to the field coil shown in the figure. After that, A→B→C, D→B→C, D→B→A, C→B→
A, C→B→D, and then repeat the flow in the direction of A→B→D.

【0006】このような電流方向の制御を行うのに、上
記A→B→Dに流すときには、本図に示した駆動回路 
8において、スイッチ (電界効果トランジスタ等) 
LA1 と LC2とを“オン”とする。以下、スイッ
チの“オン”順序を、上記の方向に電流が流れるように
制御することにより、該直流モータが回転する。
In order to control the current direction as described above, when flowing from A to B to D, the drive circuit shown in this figure is used.
8, a switch (field effect transistor, etc.)
Turn on LA1 and LC2. Thereafter, the DC motor rotates by controlling the "on" order of the switches so that current flows in the above direction.

【0007】このスイッチ LA1と LC2を制御す
る信号を、直流モータのフェーズ信号、実際には後述す
る第2のフェーズ信号■をデコードして、本図に示した
スイッチ LA1,LA2, 〜LC1,LC2 の6
つのスイッチを制御する6信号を出力するのが、図5(
a)に示した整流回路 7である。
The signals for controlling the switches LA1 and LC2 are decoded from the phase signal of the DC motor, in fact, the second phase signal ■, which will be described later, to create the switches LA1, LA2, ~LC1, LC2 shown in the figure. 6
Figure 5 (
This is the rectifier circuit 7 shown in a).

【0008】通常、直流モータ(M) 1 は、上記回
転子と、図示されていない固定子とがあり、該固定子の
磁界を、該回転子に設けられている、例えば、ホール素
子が検出することにより、該界磁コイルに電流を流すタ
イミングを決める信号(これを、第1のフェーズ信号■
と呼ぶ)を出力し、該直流モータ(M) 1 が出力す
る上記第1のフェーズ信号■に従って、該界磁コイルに
電流を流すと、入力される電力を最も効率良く使用でき
る。
Normally, the DC motor (M) 1 has the above-mentioned rotor and a stator (not shown), and the magnetic field of the stator is detected by, for example, a Hall element provided on the rotor. A signal that determines the timing of applying current to the field coil (this is the first phase signal
If a current is passed through the field coil in accordance with the first phase signal (2) outputted by the DC motor (M) 1 , the input power can be used most efficiently.

【0009】然し、該直流モータは、固定子が生成して
いる磁界の中を界磁コイルを持つ回転子が回転すると、
発電機として機能し、該界磁コイルに逆起電力が発生し
、入力された界磁電圧との、例えば,差分に対応する電
圧に応じた回転数しか得られない為、限られた電圧下で
回転数を上げたいときには、上記入力する第2のフェー
ズ信号■の位相を少しずらせることを行う。
However, in the DC motor, when a rotor having a field coil rotates in a magnetic field generated by a stator,
It functions as a generator, and a back electromotive force is generated in the field coil, and the number of revolutions can only be obtained according to the voltage difference from the input field voltage. When it is desired to increase the rotation speed, the phase of the input second phase signal (2) is slightly shifted.

【0010】図5は、従来の直流モータの制御回路を説
明する図であり、(a) は構成例を示し、(b) は
上記第1のフェーズ信号■と整流回路に対する入力信号
{上記第2のフェーズ信号■}との関係を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional DC motor control circuit, in which (a) shows an example of the configuration, and (b) shows the above first phase signal ■ and the input signal to the rectifier circuit {the above first 2 shows the relationship with phase signal {}}.

【0011】直流モータ(M) 1 が出力する上記第
1のフェーズ信号■のフロントエッジを、周期計測回路
(周期計測) 2,3,4のフロントエッジ検出部 2
で検出する毎に、第1のカウンタ 3で計測されている
周期を、図示されていないラッチ回路でラッチし、例え
ば、中央処理装置(CPU) 10に、割り込みにより
通知する。又、このとき、該周期計測回路 (周期計測
) 2,3,4 の上記第1のカウンタ 3をクリアし
て、次の周期の計測を行うようにする。
The front edge of the first phase signal ■ outputted by the DC motor (M) 1 is detected by the front edge detection section 2 of the period measurement circuit (period measurement) 2, 3, and 4.
Each time it is detected, the period measured by the first counter 3 is latched by a latch circuit (not shown), and is notified to the central processing unit (CPU) 10, for example, by an interrupt. Also, at this time, the first counter 3 of the period measurement circuits (period measurement) 2, 3, and 4 is cleared to measure the next period.

【0012】中央処理装置(CPU) 10は、上記計
測した第1のフェーズ信号■の周期データを元に、現状
の回転数に対する位相差を算出し、該算出した位相差分
を加えた第2のフェーズ信号■{図6のタイムチャート
では、フェーズA’〜C’で示す}を生成して、整流回
路 7に入力し、前述のスイッチ LA1,LA2, 
〜LC1,LC2 を制御する信号を生成し、前述の駆
動回路(本図では、ドライブ回路、以下、ドライブ回路
という) 8に入力する。
[0012] The central processing unit (CPU) 10 calculates a phase difference with respect to the current rotational speed based on the period data of the first phase signal (2) measured above, and calculates a second phase difference to which the calculated phase difference is added. A phase signal {indicated by phases A' to C' in the time chart of FIG. 6} is generated and input to the rectifier circuit 7, and the aforementioned switches LA1, LA2,
A signal for controlling ~LC1, LC2 is generated and inputted to the aforementioned drive circuit (in this figure, the drive circuit, hereinafter referred to as the drive circuit) 8.

【0013】この直流モータ(M) 1 から出力され
る第1のフェーズ信号■(フェーズA〜C)と、上記整
流回路 7に入力される第2のフェーズ信号■(フェー
ズA’〜C’)と、該整流回路 7のデコード信号 (
便宜的に、上記スイッチに対応付けて、 LA1,LA
2, 〜LC1,LC2 で示す) との相互関係を示
したものが、図6に示したタイムチャートである。
The first phase signal ■ (phases A to C) output from this DC motor (M) 1 and the second phase signal ■ (phases A' to C') input to the rectifier circuit 7. and the decode signal of the rectifier circuit 7 (
For convenience, LA1, LA
2, ~LC1, LC2) is shown in the time chart shown in FIG. 6.

【0014】通常、直流モータ(M) 1 の第1のフ
ェーズ信号■のフェーズAの周期を計測して、第2のフ
ェーズ信号■(フェーズA’〜C’)を生成する。
Normally, the period of phase A of the first phase signal (2) of the DC motor (M) 1 is measured to generate the second phase signal (1) (phases A' to C').

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上記従来方式の直流モ
ータ(M) 1 の回転数を制御する制御回路では、1
周期の計測が終わる毎に中央処理装置(CPU) 10
に割り込み、中央処理装置(CPU) 10はその度に
、他の処理を中断し、その割り込み処理において、前述
の第2のフェーズ信号■の作成といった該直流モータ(
M) 1 の回転制御(ローカル処理という)を行う。
[Problem to be Solved by the Invention] In the control circuit for controlling the rotation speed of the conventional DC motor (M) 1 described above, 1
Every time the cycle measurement is completed, the central processing unit (CPU) 10
Each time an interrupt occurs, the central processing unit (CPU) 10 interrupts other processing, and in the interrupt processing, the DC motor (
M) 1 rotation control (referred to as local processing).

【0016】通常、該中央処理装置(CPU) 10は
、例えば、複数個のディスク装置を同期して制御してい
る場合には、所謂、該複数個のディスク装置の内、マス
タのディスク装置が発生しているマスタパルスに基づい
て、該複数個のディスク装置の回転の同期をとる為のス
ピンドル・シンク処理とか、回転数を調整する為の上記
第2のフェーズ信号のパルス幅を変調する、所謂、PW
M処理とか、上位装置(本体装置)からの命令処理等を
行っている。
Normally, when the central processing unit (CPU) 10 synchronously controls a plurality of disk devices, the so-called master disk device among the plurality of disk devices is controlled. Based on the generated master pulse, spindle sync processing is performed to synchronize the rotations of the plurality of disk devices, and the pulse width of the second phase signal is modulated to adjust the rotation speed. So-called PW
It performs M processing, command processing from a host device (main device), etc.

【0017】該中央処理装置(CPU) 10では、制
御対象の直流モータ(M) 1 を制御して、一定の回
転数で回転させることが絶対条件であるが、上記スピン
ドル・シンク処理中に、上記割り込みによる回転制御が
入ってくると、マスタパルスが入ってからの同期をとる
処理が、上記直流モータ(M) 1 の回転制御期間は
、少なくとも、遅延してしまう為、該スピンドル・シン
ク処理の精度が制限されてしまう問題が生じる。
In the central processing unit (CPU) 10, it is an absolute condition to control the DC motor (M) 1 to be controlled and rotate it at a constant rotation speed, but during the spindle sink process, When the rotation control by the above-mentioned interrupt is input, the synchronization process after the input of the master pulse is delayed at least during the rotation control period of the DC motor (M) 1, so the spindle sync process A problem arises in that the accuracy of is limited.

【0018】例えば、上記割り込み処理が、0.3 m
s, 上記スピンドル・シンク処理が 1.5 ms,
上記PWM処理に 0.6 ms、合計 2.4 ms
 必要であるとすると、回転数 4000rpm,3相
,8極の直流モータ(M) 1 の場合、3.75 m
s 毎に上記の割り込みがかかる為、3.75−2.4
=1.35 msで、他の処理、例えば、通常のデータ
処理を行う必要があるが、ディスク装置は、年々高速回
転になる傾向にあり、例えば、上記回転数が 5000
 rpm となると、上記他の処理に許容される時間は
、0.6 msとなり、ディスク装置の機能を損なうこ
とになってしまうという問題がある。
For example, the above interrupt processing takes 0.3 m
s, the above spindle sync processing takes 1.5 ms,
0.6 ms for the above PWM processing, total 2.4 ms
If necessary, for a DC motor (M) 1 with a rotation speed of 4000 rpm, 3 phases, and 8 poles, 3.75 m
3.75-2.4 because the above interrupt occurs every s
= 1.35 ms, it is necessary to perform other processing, such as normal data processing, but disk devices tend to rotate at higher speeds year by year, and for example, the rotation speed is 5000 ms.
rpm, the time allowed for the other processes mentioned above is 0.6 ms, which poses a problem in that the functions of the disk device are impaired.

【0019】勿論、中央処理装置(CPU) 10の処
理速度を向上させれば、解決する問題であるが、その為
に、現状の、8ビットマシンから、16ビットマシンに
変更すると、非常に高価なものとなり、経済性を損なう
問題があった。
Of course, this problem can be solved by improving the processing speed of the central processing unit (CPU) 10, but changing from the current 8-bit machine to a 16-bit machine would be extremely expensive. However, there was a problem in that the cost was reduced and the economic efficiency was impaired.

【0020】本発明は上記従来の欠点に鑑み、直流モー
タ(M) から出力されるタイミング信号 (第1のフ
ェーズ信号) ■を変更して、回転数の制御を行う制御
回路において、簡単な構成の論理回路により行い、中央
処理装置(CPU) の負担を増加させることなく、直
流モータ(M) の回転数の制御を行うことができる制
御回路を提供することを目的とするものである。
In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional art, the present invention provides a simple configuration of a control circuit that controls the rotational speed by changing the timing signal (first phase signal) (1) output from the DC motor (M). The purpose of this invention is to provide a control circuit that can control the rotational speed of a DC motor (M) without increasing the burden on the central processing unit (CPU).

【0021】[0021]

【課題を解決する為の手段】図1は、本発明の原理構成
図である。上記の問題点は下記の如くに構成した直流モ
ータ(M) の回転数を制御する制御回路によって解決
される。
[Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. The above problem can be solved by a control circuit for controlling the rotation speed of the DC motor (M) configured as follows.

【0022】直流モータ(M) 1 が出力する第1の
フェーズ信号■に同期して、位相のずれた第2のフェー
ズ信号■に基づいて生成した界磁電流を与えることによ
り、該直流モータ(M) 1 の回転数を制御する制御
回路であって、該第1のフェーズ信号■の周期を計測す
る第1のカウンタ 3と、該計測した周期に基づいて、
上記第1のフェーズ信号■と同期し、特定の位相のずれ
をもった第2のフェーズ信号■を発生させる回路と、上
記第1のフェーズ信号■, 又は、第2のフェーズ信号
■から、上記界磁電流の流れる方向を決定する整流回路
 7とを備え、該計測した周期を2n 分割し、2n 
分割信号■を出力するラッチカウント部 41,42と
、1/2n 周期を単位とした上記位相差を出力する第
3のカウンタ 5と、該第3のカウンタ 5からの出力
タイミング信号■を契機に、上記2n 分割信号■を計
数して上記第1のフェーズ信号■に同期して、位相のず
れた第2のフェーズ信号■を生成するためのクロック信
号■を生成する第4のカウンタ 6を備えて、上記第1
のフェーズ信号■を上記第1のカウンタ 3に入力して
、該第1のフェーズ信号■の周期を計測し、該計測した
周期データを、上記ラッチカウント部 41,42に入
力して2n 分割信号■を生成し、該生成した2n 分
割信号■を、特定の値を設定した上記第3のカウンタ 
5に入力して、上記予め定められている特定の値に対応
した、上記1/2n 周期を単位とした位相差を持つタ
イミング信号■を得ると共に、該得たタイミング信号■
に基づいて、上記第4のカウンタ 6を付勢して、上記
第2のフェーズ信号■を生成する為のクロック信号■を
出力するように構成する。
By applying a field current generated based on a phase-shifted second phase signal ■ in synchronization with the first phase signal ■ outputted by the DC motor (M) 1, the DC motor (M) M) A control circuit for controlling the rotation speed of the first phase signal 3, which measures the period of the first phase signal 3, and a first counter 3 that measures the period of the first phase signal 3,
A circuit that generates a second phase signal ■ that is synchronized with the first phase signal ■ and has a specific phase shift; A rectifier circuit 7 that determines the direction in which the field current flows, divides the measured period by 2n, and divides the measured period by 2n.
Latch counting units 41 and 42 that output the divided signal ■, a third counter 5 that outputs the above phase difference in units of 1/2n cycles, and triggered by the output timing signal ■ from the third counter 5. , a fourth counter 6 for counting the 2n divided signal ■ and generating a clock signal ■ for generating a phase-shifted second phase signal ■ in synchronization with the first phase signal ■. So, the above 1st
The phase signal ■ is input to the first counter 3, the period of the first phase signal ■ is measured, and the measured period data is input to the latch count sections 41 and 42 to obtain a 2n divided signal. The generated 2n divided signal ■ is sent to the third counter set to a specific value.
5 to obtain the timing signal ■ corresponding to the predetermined specific value and having a phase difference in units of 1/2n cycles, and the obtained timing signal ■
Based on this, the fourth counter 6 is energized to output a clock signal (2) for generating the second phase signal (2).

【0023】[0023]

【作用】即ち、本発明の、直流モータ(M) の回転数
の制御回路においては、直流モータ(M) から出力さ
れる上記第1のフェーズ信号■の周期は、従来とおりの
形式で、該第1のフェーズ信号■の、例えば、フェーズ
Aのフロンドエッジを検出した時点から、特定のクロッ
クで、第1のカウンタで計測する。
[Operation] That is, in the control circuit for the rotation speed of the DC motor (M) of the present invention, the period of the first phase signal (■) output from the DC motor (M) is set in the conventional format. From the time when the front edge of, for example, phase A of the first phase signal (2) is detected, the first counter measures the signal at a specific clock.

【0024】この計測した周期データに対して、必要と
する精度のフェーズの位相差に対応して、該周期データ
を割算し、nビットの第2のカウンタにロードする。具
体的には、該第1のカウンタが、例えば、16ビットカ
ウンタであると、該第1のカウンタの出力の上位8ビッ
トを、ラッチ回路にラッチした後、上位8ビットを、8
ビットの第2のカウンタにロード(具体的には、1の補
数をとってロード)し、上記第1のカウンタで使用した
クロックと同じクロックで、該8ビットの第2のカウン
タを動かすことにより、上記第1のフェーズ信号■の1
周期を28 =256分割した分割信号■を、キャリー
信号として得ることができる。又、上記は、 16 ビ
ットをラッチ回路にラッチし、8ビットをシフトするこ
とにより、28 分割するという手法でもできる。
The measured period data is divided in accordance with the phase difference of the required precision and is loaded into the n-bit second counter. Specifically, if the first counter is, for example, a 16-bit counter, after the upper 8 bits of the output of the first counter are latched into a latch circuit, the upper 8 bits are
By loading the second 8-bit counter (specifically, taking the one's complement and loading it) and running the second 8-bit counter with the same clock as the first counter. , 1 of the above first phase signal ■
A divided signal (2) obtained by dividing the period by 28=256 can be obtained as a carry signal. The above can also be done by latching 16 bits into a latch circuit and shifting 8 bits to divide into 28.

【0025】該nの値により、分割信号■の精度を決定
することができる。nを大きくすると、きめ細かい分割
信号■を得ることができる。この分割信号■を、予め、
特定の値の、例えば、1の補数をセットしておいた第2
のカウンタでカウントすると、該セットされた1の補数
×分割信号■分の「ずれタイミング信号」■をキャリー
信号として得ることができるので、これを、該直流モー
タ(M)に与える位相差とする。
The accuracy of the divided signal (2) can be determined by the value of n. When n is increased, a finely divided signal (2) can be obtained. This divided signal ■ is given in advance as
A second value set to the one's complement of a specific value, for example
By counting with the counter, it is possible to obtain the "deviation timing signal" ■ by the set 1's complement x divided signal ■ as a carry signal, and use this as the phase difference given to the DC motor (M). .

【0026】このように、該nビットの第2のカウンタ
に上記第1のフェーズ信号■の周期データを、例えば、
シフトして、その1の補数をセットした後、該第2のカ
ウンタから得られる2n 分割された分割信号(キャリ
ー信号)■を、特定の値の1の補数をセットした第3の
カウンタで計数することで、1/2n 周期を単位とし
た補数分の位相差、例えば、アップカウンタであると、
{360度×1/2n ×(カウンタ・フルの値−補数
)}を得ることができる。
In this way, the cycle data of the first phase signal (2) is input to the n-bit second counter, for example.
After shifting and setting its 1's complement, the 2n-divided divided signal (carry signal) obtained from the second counter is counted by a third counter set to the 1's complement of a specific value. By doing so, the phase difference of the complement in units of 1/2n periods, for example, in the case of an up counter,
{360 degrees x 1/2n x (counter full value - complement)} can be obtained.

【0027】従って、本発明の制御回路では、例えば、
中央処理装置(CPU) が、予め、該第3のカウンタ
に、特定値の1の補数をセットしておくだけで、上記1
/2n の精度で、補数分の位相差を得ることができる
Therefore, in the control circuit of the present invention, for example,
The central processing unit (CPU) simply sets the one's complement of the specific value in the third counter in advance.
The phase difference for the complement can be obtained with an accuracy of /2n.

【0028】後は、該位相差を特定した上記第3のカウ
ンタのキャリー信号■を契機として、上記分割信号■を
、第2のフェーズ信号■を生成する為のクロック■を生
成する第4のカウンタに入力して分周することで、第1
のフェーズ信号■に対して、上記位相差を持つ第2のフ
ェーズ信号■を生成するクロック■を得ることができる
After that, using the carry signal (■) of the third counter that specifies the phase difference as a trigger, a fourth clock (■) for generating the divided signal (■) and the second phase signal (■) is generated. By inputting it into the counter and dividing it, the first
With respect to the phase signal ■, it is possible to obtain a clock ■ that generates a second phase signal ■ having the above-mentioned phase difference.

【0029】該直流モータ(M) を3相のモータとす
ると、該第2のフェーズ信号■は、前述の図6に示され
ているように、60度(360度の1/6)のずれタイ
ミングを持っているので、該第2のフェーズ信号■を、
上記第1のフェーズ信号■の1周期を28 =256分
割した分割信号■を、例えば、256 /6≒42分周
したクロック信号■を用いることによって、該第2のフ
ェーズ信号■を生成することができる。
When the DC motor (M) is a three-phase motor, the second phase signal ■ has a deviation of 60 degrees (1/6 of 360 degrees), as shown in FIG. Since it has a timing, the second phase signal ■ is
The second phase signal ■ is generated by using a clock signal ■ obtained by dividing one cycle of the first phase signal ■ by 28=256, for example, by dividing the frequency of the divided signal ■ by 256/6≒42. Can be done.

【0030】このように、本発明においては、例えば、
中央処理装置(CPU) が、上記第3のカウンタに、
位相差を1の補数の形式で一度設定するだけで、以降は
、ハードウェア回路で、第2のフェーズ信号■を生成す
ることができるので、該中央処理装置(CPU) は、
何らの介入を必要とすることなく、該直流モータ(M)
 の回転数, トルクの制御を行うことができる。従っ
て、該直流モータ(M) の回転数が高い場合でも、低
速の中央処理装置(CPU) で対処することができ、
コストの上昇を抑止することができる効果がある。
[0030] Thus, in the present invention, for example,
The central processing unit (CPU) inputs the above third counter,
By simply setting the phase difference once in one's complement format, the second phase signal ■ can be generated by the hardware circuit, so the central processing unit (CPU) can:
The DC motor (M) without the need for any intervention
The rotation speed and torque can be controlled. Therefore, even if the rotation speed of the DC motor (M) is high, it can be handled by a low-speed central processing unit (CPU).
This has the effect of suppressing cost increases.

【0031】[0031]

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述する
。前述の図1は、本発明の原理構成図であり、図2は本
発明の一実施例を示した図であり、図3は本発明の動作
タイムチャートである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The above-mentioned FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operation time chart of the present invention.

【0032】本発明においては、直流モータ(M) 1
 が出力する第1のフェーズ信号■に同期して、位相の
ずれた第2のフェーズ信号■をデコ−ドして生成した整
流信号でスイッチ LA1,LA2, 〜,LC1,L
C2を制御して、界磁に流す電流の方向を決定すること
により、該直流モータ(M) 1 の回転数を制御する
制御回路として、該第1のフェーズ信号■の周期を計測
する第1のカウンタ 3と、該計測した周期に基づいて
、上記第1のフェーズ信号■と同期し、特定の位相のず
れをもった第2のフェーズ信号■を入力して、上記界磁
に入力する界磁電流の方向を決定する整流回路 7とを
備え、且つ、該計測した周期を2n 分割し、該2n 
分割信号■を出力するラッチカウント部 41,42と
、該ラッチカウント部41,42からの2n 分割信号
■を計数して、1/2n 周期を単位とした上記位相差
を出力する第3のカウンタ 5と、該第3のカウンタ 
5からの出力タイミング信号■を契機に、上記2n 分
割信号■を計数して上記第1のフェーズ信号■に同期し
て、位相のずれた第2のフェーズ信号■を生成するため
のクロック信号■を生成する第4のカウンタ 6を備え
る手段が、本発明を実施するのに必要な手段である。尚
、全図を通して同じ符号は同じ対象物を示している。
In the present invention, a DC motor (M) 1
The switches LA1, LA2, ~, LC1, L are activated by a rectified signal generated by decoding the phase-shifted second phase signal ■ in synchronization with the first phase signal ■ output by the
A first control circuit that measures the period of the first phase signal ■ serves as a control circuit that controls the rotation speed of the DC motor (M) 1 by controlling C2 and determining the direction of the current flowing through the field. 3 and a second phase signal ■ which is synchronized with the first phase signal ■ and has a specific phase shift based on the measured period, and inputs the field to be input to the field. and a rectifier circuit 7 that determines the direction of the magnetic current, and divides the measured period into 2n, and divides the measured period into 2n.
Latch counting units 41 and 42 that output divided signals ■, and a third counter that counts the 2n divided signals ■ from the latch counting units 41 and 42 and outputs the phase difference in units of 1/2n periods. 5 and the third counter
Clock signal ■ for counting the 2n divided signal ■ and generating a phase-shifted second phase signal ■ in synchronization with the first phase signal ■, triggered by the output timing signal ■ from 5. The means provided with the fourth counter 6 that generates is the means necessary to implement the present invention. Note that the same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.

【0033】以下、図1を参照しながら、図2,図3に
よって、本発明の直流モータ(M) 1の回転数, ト
ルクを制御する制御回路の構成と動作を説明する。本実
施例においては、例えば、3相8極の直流モータ(M)
 1 を用いて、4000 rpmの回転数 (従って
、周期は、約15000μs)で、位相のずれ量を、1
/256=1.4 度ステップで制御する例で説明する
。又、カウンタでクロックの記載のないものは、全て1
μs でクロッキングされているものとする。
The configuration and operation of the control circuit for controlling the rotational speed and torque of the DC motor (M) 1 of the present invention will be explained below with reference to FIG. 1 and FIGS. 2 and 3. In this embodiment, for example, a 3-phase 8-pole DC motor (M)
1, the rotation speed is 4000 rpm (therefore, the period is about 15000 μs), and the amount of phase shift is set to 1.
An example of control in steps of /256=1.4 degrees will be explained. Also, all counters that do not have a clock listed are 1.
Assume that it is clocked at μs.

【0034】先ず、図2において、フロントエッジ検出
部 2で、該第1のフェーズ信号■のフェーズAの信号
のフロントエッジを検出し、そのタイミングで、それま
でに、第1のカウンタ(例えば、16ビットカウンタ)
 3 で計測されている、該フェーズAの周期データを
、ラッチ回路 41 にロードすると共に、1μs シ
フトしたタイミングで、該第1のカウンタ 3をクリア
して、次のフェーズAの周期の計測を開始する。
First, in FIG. 2, the front edge detection section 2 detects the front edge of the phase A signal of the first phase signal (2), and at that timing, the first counter (for example, 16 bit counter)
Load the cycle data of the phase A measured in step 3 into the latch circuit 41, clear the first counter 3 at a timing shifted by 1 μs, and start measuring the cycle of the next phase A. do.

【0035】次に、該ラッチ回路 41 にラッチされ
たフェーズAの周期データの、例えば、上位8ビットの
1の補数をとって第2のカウンタ 42 にロード(ロ
ード1)する。この第2のカウンタ 42 を、16ビ
ットで構成した場合は、上位の8ビットには、全“1”
をセットする。
Next, for example, the 1's complement of the upper 8 bits of the periodic data of phase A latched by the latch circuit 41 is taken and loaded into the second counter 42 (load 1). When this second counter 42 is configured with 16 bits, the upper 8 bits contain all "1"s.
Set.

【0036】該第2のカウンタ 42 を同じ1μs 
クロックで動作させると、上記第1のカウンタ 3を2
8=256 分割した分割信号■をキャリーとして出力
する。該キャリーが出力される毎に、上記ラッチ回路 
41 にラッチされているデータの上位8ビットの1の
補数をとって第2のカウンタ 42 にロード(ロード
1)することを繰り返すことにより、該フェーズAの周
期を 256分割した分割信号■が、256 パルス出
力される。{図3の動作タイムチャート参照}この分割
信号■は、直流モータ(M) 1 のフェーズ信号 (
第1のフェーズ信号)■の1周期を 256等分した信
号である。
[0036] The second counter 42 is
When operated with a clock, the first counter 3 above becomes 2
8=256 The divided signal ■ is output as a carry. Each time the carry is output, the latch circuit
By repeating the process of taking the 1's complement of the upper 8 bits of the data latched in 41 and loading it into the second counter 42 (Load 1), a divided signal (■) obtained by dividing the period of the phase A by 256 is obtained. 256 pulses are output. {Refer to the operation time chart in Figure 3} This divided signal ■ is the phase signal of the DC motor (M) 1 (
This is a signal obtained by dividing one period of the first phase signal (2) into 256 equal parts.

【0037】第3のカウンタ 5は、上記分割信号■を
クロックとするカウンタで、例えば、中央処理装置(C
PU) 10から、予め、位相差を設定する為に、特定
の値mの1の補数を設定しておくことで、上記フェーズ
Aのフロントエッジを検出したタイミングから、該設定
されている「特定の値m×1/256 周期分」の時間
差を経たタイミングTの信号(ロード2)■を得ること
ができる。この時間差を第2のフェーズ信号■の第1の
フェーズ信号■に対する位相差とし、該タイミングTで
、第4のカウンタ 6を付勢して、上記分割信号■をク
ロックとして、該分割信号■を、例えば、42分周する
ことにより、図3の動作タイムチャートに示したクロッ
ク■を得ることができる。又、上記タイミングTにおい
て、フェーズ発生回路 70 を強制的にセットする。
The third counter 5 is a counter clocked by the above-mentioned divided signal
PU) 10, in order to set the phase difference in advance, by setting the 1's complement of a specific value m, the set "specific It is possible to obtain a signal (load 2) (2) at timing T after a time difference of "value m x 1/256 cycles". This time difference is taken as the phase difference of the second phase signal (■) with respect to the first phase signal (2), and at the timing T, the fourth counter 6 is energized and the divided signal (2) is set as a clock to convert the divided signal (2). For example, by dividing the frequency by 42, it is possible to obtain the clock {circle around (2)} shown in the operation time chart of FIG. Also, at the above timing T, the phase generation circuit 70 is forcibly set.

【0038】そして、該クロック■を、図1に示したフ
ェーズ発生回路 70に入力することにより、図3に示
した第2のフェーズ信号■(フェーズA’〜C’)を生
成することができる。
By inputting the clock ■ to the phase generation circuit 70 shown in FIG. 1, the second phase signal ■ (phases A' to C') shown in FIG. 3 can be generated. .

【0039】このようにして得られた第2のフェーズ信
号■(フェーズA’〜C’)を整流回路 7に入力する
ことにより、前述の図6に示した6種類のデコード信号
(スイッチ LA1,LA2, 〜LC1,LC2 を
制御する信号) を得ることができ、このデコード信号
をドライブ回路 8に供給することにより、該直流モー
タ(M) 1 を、所望の回転数で回転させることがで
きるようになる。
By inputting the second phase signal (1) (phases A' to C') thus obtained to the rectifier circuit 7, the six types of decoded signals (switches LA1, By supplying this decoded signal to the drive circuit 8, the DC motor (M) 1 can be rotated at a desired rotation speed. become.

【0040】尚、上記の実施例では、所望を位相差を得
るのに、中央処理装置(CPU) 10が、第1のフェ
ーズ信号■の周期の1/2n 周期のm倍分の位相差を
第2のフェーズ信号■に対して設定したいとき、予め、
第3のカウンタ 5に、mの1の補数を設定する例で説
明したが{従って、この場合には、前述のように、中央
処理装置(CPU) 10は、該mの1の補数を設定す
るだけで、所望の回転数となるように制御することがで
きる)、中央処理装置(CPU) 10が、値mの1の
補数を設定する方法に限定されるものではなく、予め、
固定的に, ハードウェアで設定するようにしておいて
もよいことはいうまでもないことである。
In the above embodiment, in order to obtain the desired phase difference, the central processing unit (CPU) 10 generates a phase difference of 1/2n of the period of the first phase signal (2) and m times the period of the first phase signal (2). When you want to set for the second phase signal ■, in advance,
An example was explained in which the 1's complement of m is set in the third counter 5. Therefore, in this case, as described above, the central processing unit (CPU) 10 sets the 1's complement of m. The central processing unit (CPU) 10 is not limited to the method of setting the one's complement of the value m;
It goes without saying that it may be possible to set it permanently using the hardware.

【0041】このように、本発明による直流モータ(M
) 1 の回転数, トルクの制御回路は、直流モータ
(M)(1)が出力する第1のフェーズ信号■に同期し
て、位相のずれた第2のフェーズ信号■をデコ−ドして
生成した整流信号をスイッチ LA1,LA2, 〜,
LC1,LC2に与えることにより、該直流モータ(M
) 1 の回転数を制御する制御回路として、該第1の
フェーズ信号■の周期を計測する第1のカウンタ 3と
、該計測した周期に基づいて、上記第1のフェーズ信号
■と同期し、特定の位相のずれをもった第2のフェーズ
信号■を入力して、上記界磁に入力する電流の方向を決
定する信号を生成する整流回路 7とを備え、且つ、該
計測した周期を2n 分割するnビットのラッチカウン
ト部 41,42と、該ラッチカウント部 41,42
からの2n 分割信号■を計数して、1/2n 周期を
単位とした上記位相差を出力する第3のカウンタ 5と
、該第3のカウンタ 5からの出力タイミング信号■を
契機に、上記2n 分割信号■を計数して上記第1のフ
ェーズ信号■に同期して、位相のずれた第2のフェーズ
信号■を生成するためのクロック信号■を生成する第4
のカウンタ 6を備えて、上記分割信号■を、上記第4
のカウンタ 6で、例えば、42分周することで、該第
1のフェーズ信号■の周期の2n 分割信号■を6等分
したタイミングのクロック■を得て、該第1のフェーズ
信号■に同期して、且つ、所望の位相差を持つ第2のフ
ェーズ信号■を生成するようにしたところに特徴がある
In this way, the DC motor (M
) 1 rotation speed and torque control circuit decodes the phase-shifted second phase signal ■ in synchronization with the first phase signal ■ output from the DC motor (M) (1). Switch the generated rectified signal LA1, LA2, ~,
By applying to LC1 and LC2, the DC motor (M
) A first counter 3 that measures the period of the first phase signal ■ as a control circuit for controlling the rotation speed of the first phase signal ■; a rectifier circuit 7 that receives a second phase signal (1) having a specific phase shift and generates a signal that determines the direction of the current input to the field; Latch count units 41 and 42 of n bits to be divided and the latch count units 41 and 42
A third counter 5 counts the 2n divided signal ■ from the 1/2n cycle and outputs the above phase difference in units of 1/2n period, and the output timing signal ■ from the third counter 5 triggers the 2n divided signal ■. A fourth clock signal (2) that counts the divided signal (2) and generates a clock signal (2) in synchronization with the first phase signal (2) to generate a second phase signal (2) with a phase shift.
The counter 6 is provided with a counter 6, and the divided signal
For example, by dividing the frequency by 42 with the counter 6, a clock ■ having a timing obtained by dividing the 2n divided signal ■ of the period of the first phase signal ■ into six equal parts is obtained, and the clock ■ is synchronized with the first phase signal ■. The feature is that the second phase signal (2) having a desired phase difference is generated.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
直流モータの回転数,トルクを制御する回路においては
、例えば、中央処理装置(CPU) が、上記第3のカ
ウンタに、位相差を1の補数の形式で一度設定するだけ
で、以降は、ハードウェア回路で、所望の位相差を持っ
た第2のフェーズ信号■を生成することができるので、
該中央処理装置(CPU) は、何らの介入を必要とす
ることなく、該直流モータ(M) の回転数の制御を行
うことができる。従って、該直流モータ(M) の回転
数が高い場合でも、低速の中央処理装置(CPU) で
対処することができ、コストの上昇を抑止することがで
きる効果がある。
Effects of the Invention As described above in detail, in the circuit for controlling the rotational speed and torque of a DC motor of the present invention, for example, the central processing unit (CPU) inputs the phase difference into the third counter. By simply setting .
The central processing unit (CPU) can control the rotation speed of the DC motor (M) without requiring any intervention. Therefore, even when the rotational speed of the DC motor (M) is high, it can be handled by a low-speed central processing unit (CPU), which has the effect of suppressing an increase in costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の原理構成図[Figure 1] Principle configuration diagram of the present invention

【図2】本発明の一実施例を示した図[Fig. 2] A diagram showing an embodiment of the present invention

【図3】本発明の動作タイムチャート[Figure 3] Operation time chart of the present invention

【図4】直流モータの駆動原理を示した図[Figure 4] Diagram showing the driving principle of a DC motor

【図5】従来
の直流モータの制御回路を説明する図
[Figure 5] Diagram explaining a conventional DC motor control circuit

【図6】従来の直
流モータの動作タイムチャート
[Figure 6] Operation time chart of conventional DC motor

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1     直流モータ(M)           
    2     フロントエッジ検出部 3     第1のカウンタ            
  41    ラッチ回路42    第2のカウン
タ              5     第3のカ
ウンタ 6     第4のカウンタ            
  7     整流回路70    フェーズ発生回
路            8     ドライブ回路
,又は、駆動回路 ■    第1のフェーズ信号(フェーズA〜C)■ 
   第2のフェーズ信号(フェーズA’〜C’)■ 
   分割信号
1 DC motor (M)
2 Front edge detection section 3 First counter
41 Latch circuit 42 Second counter 5 Third counter 6 Fourth counter
7 Rectifier circuit 70 Phase generation circuit 8 Drive circuit or drive circuit■ First phase signal (phases A to C)■
Second phase signal (phase A' to C') ■
split signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流モータ(M)(1)が出力する第1の
フェーズ信号 (■) に同期して、位相のずれた第2
のフェーズ信号 (■) に基づいて生成した界磁電流
を与えることにより、該直流モータ(M)(1)の回転
数を制御する制御回路であって、該第1のフェーズ信号
 (■) の周期を計測する第1のカウンタ(3) と
,該計測した周期を2n 分割し、2n 分割信号 (
■) を出力するラッチカウント部(41,42) と
、1/2n 周期を単位とした上記位相差を出力する第
3のカウンタ(5) と、該第3のカウンタ(5) か
らの出力タイミング信号 (■) を契機に、上記2n
 分割信号 (■) を計数して上記第1のフェーズ信
号 (■) に同期して、位相のずれた第2のフェーズ
信号 (■) を生成するためのクロック信号 (■)
 を生成する第4のカウンタ(6) と,上記第1のフ
ェーズ信号 (■),又は、第2のフェーズ信号 (■
) から、上記界磁電流の流れる方向を決定する整流回
路(7) とを備えて、上記第1のフェーズ信号 (■
) を上記第1のカウンタ(3) に入力して、該第1
のフェーズ信号 (■) の周期を計測し、該計測した
周期データを、上記ラッチカウント部(41,42) 
に入力して2n 分割信号 (■) を生成し、該生成
した2n 分割信号 (■) を、特定の値を設定した
上記第3のカウンタ(5) に入力して、上記予め定め
られている特定の値に対応した、上記1/2n 周期を
単位とした位相差を持つタイミング信号 (■) を得
ると共に、該得たタイミング信号 (■) に基づいて
、上記第4のカウンタ(6) を付勢して、上記第2の
フェーズ信号 (■) を生成する為のクロック信号 
(■) を出力するように構成したことを特徴とする直
流モータの回転数,トルク制御回路。
Claim 1: In synchronization with the first phase signal (■) outputted by the DC motor (M) (1), a second phase signal with a phase shift is provided.
A control circuit that controls the rotation speed of the DC motor (M) (1) by applying a field current generated based on the first phase signal (■) of the first phase signal (■). A first counter (3) that measures the period divides the measured period into 2n and generates a 2n divided signal (
(2) A latch count unit (41, 42) that outputs , a third counter (5) that outputs the above phase difference in units of 1/2n periods, and an output timing from the third counter (5) At the signal (■), the above 2n
A clock signal (■) for counting the divided signal (■) and generating a phase-shifted second phase signal (■) in synchronization with the first phase signal (■).
a fourth counter (6) that generates the first phase signal (■) or the second phase signal (■
) and a rectifier circuit (7) for determining the direction in which the field current flows, the first phase signal (■
) into the first counter (3), and
The period of the phase signal (■) is measured, and the measured period data is sent to the latch count section (41, 42).
to generate a 2n divided signal (■), and input the generated 2n divided signal (■) to the third counter (5) to which a specific value is set. A timing signal (■) having a phase difference in units of 1/2n periods corresponding to a specific value is obtained, and the fourth counter (6) is controlled based on the obtained timing signal (■). Clock signal for energizing and generating the second phase signal (■)
(■) A rotation speed and torque control circuit for a DC motor, characterized in that it is configured to output.
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