JPH0583979A - 電磁回転機の速度制御方法 - Google Patents
電磁回転機の速度制御方法Info
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- JPH0583979A JPH0583979A JP3237646A JP23764691A JPH0583979A JP H0583979 A JPH0583979 A JP H0583979A JP 3237646 A JP3237646 A JP 3237646A JP 23764691 A JP23764691 A JP 23764691A JP H0583979 A JPH0583979 A JP H0583979A
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- loop
- phase compensation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安定した回転精度の得られる電磁回転機の速
度制御装置及び速度制御方法を提案する。 【構成】 電磁回転機１００の回転速度Ｆに応じて発生
する速度信号に基づいて、回転機の加速度の大きさを制
御する制御信号を発生し、この制御信号をトルク発生手
段にフィードバックして電磁回転機を速度制御する方法
であって、速度信号の出力点から加速度信号の発生部の
入力との間に、電磁回転機の速度制御系のオープンルー
プの位相余裕とゲイン余裕を設定するための位相補償フ
ィルタ２０２を含む第１のフィードバックループと、電
磁回転機の速度制御系の外乱応答性を向上させるための
第２のループを形成し、第２のループの特性を、第１の
フィードバックループに設定したゲイン交点より高い帯
域に設定することを特徴とする。
度制御装置及び速度制御方法を提案する。 【構成】 電磁回転機１００の回転速度Ｆに応じて発生
する速度信号に基づいて、回転機の加速度の大きさを制
御する制御信号を発生し、この制御信号をトルク発生手
段にフィードバックして電磁回転機を速度制御する方法
であって、速度信号の出力点から加速度信号の発生部の
入力との間に、電磁回転機の速度制御系のオープンルー
プの位相余裕とゲイン余裕を設定するための位相補償フ
ィルタ２０２を含む第１のフィードバックループと、電
磁回転機の速度制御系の外乱応答性を向上させるための
第２のループを形成し、第２のループの特性を、第１の
フィードバックループに設定したゲイン交点より高い帯
域に設定することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の電磁回転機
のための速度制御方法に関し、特にこの制御回路におけ
るフィルタの改良に関する。
のための速度制御方法に関し、特にこの制御回路におけ
るフィルタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、モータの回転位置検出装置と
して、モータの回転体の所定位置にマグネットを設け、
更にステータ側のこのマグネットと対向する固定的な位
置に、そのマグネットの磁気変化を検出するホール素子
等からなる磁気検出素子を用いてパルス信号を得て、回
転位相を検出する回転位置検出装置が知られている。図
面を参照の上で従来のモータ構成について説明する。図
１は、従来の３相ブラシレスモータの要部の破断平面図
であり、図２は図１のＸ−Ｘ矢視の断面図である。この
ような従来のブラシレスモータでは４つの磁気回路、即
ち、回転駆動力を発生させるための磁気回路、ＦＧ信号
を発生させるための磁気回路、回転位置信号を発生する
ための磁気回路、回転磁界を発生させるための励磁タイ
ミングを検出するための磁気回路が形成されている。
先ず、図２において３相ブラシレスモータの概略構成を
述べる。基板７は鉄など磁性材料などからなり、その中
心部分に含油ベアリング９を圧入する一方、外周端部に
回転位置検出手段であるホール素子１４を配設してい
る。回転軸５は、軸固定部材６を介してロータヨーク４
と一体に設けられており、さらに、含油ベアリング９上
部に設けられたベアリング８のインナーレースと含油ベ
アリング９に嵌着されており、これによりロータヨーク
４，駆動マグネット１，ＦＧマグネット２，位置検出用
マグネット１３等の一体物が基板７に対して自在に回転
する。
して、モータの回転体の所定位置にマグネットを設け、
更にステータ側のこのマグネットと対向する固定的な位
置に、そのマグネットの磁気変化を検出するホール素子
等からなる磁気検出素子を用いてパルス信号を得て、回
転位相を検出する回転位置検出装置が知られている。図
面を参照の上で従来のモータ構成について説明する。図
１は、従来の３相ブラシレスモータの要部の破断平面図
であり、図２は図１のＸ−Ｘ矢視の断面図である。この
ような従来のブラシレスモータでは４つの磁気回路、即
ち、回転駆動力を発生させるための磁気回路、ＦＧ信号
を発生させるための磁気回路、回転位置信号を発生する
ための磁気回路、回転磁界を発生させるための励磁タイ
ミングを検出するための磁気回路が形成されている。
先ず、図２において３相ブラシレスモータの概略構成を
述べる。基板７は鉄など磁性材料などからなり、その中
心部分に含油ベアリング９を圧入する一方、外周端部に
回転位置検出手段であるホール素子１４を配設してい
る。回転軸５は、軸固定部材６を介してロータヨーク４
と一体に設けられており、さらに、含油ベアリング９上
部に設けられたベアリング８のインナーレースと含油ベ
アリング９に嵌着されており、これによりロータヨーク
４，駆動マグネット１，ＦＧマグネット２，位置検出用
マグネット１３等の一体物が基板７に対して自在に回転
する。
【０００３】ロータヨーク４の外縁部には駆動マグネッ
ト１（図１）が固定されており、周知のように、駆動マ
グネット１に対して回転磁界を作用させることによりロ
ータヨーク４を回転駆動を行わせる。このために駆動マ
グネット１は、図１に示すように、半径方向に１６極に
多極着磁されると共に、ロータヨーク４の外縁部内側に
固着されている。
ト１（図１）が固定されており、周知のように、駆動マ
グネット１に対して回転磁界を作用させることによりロ
ータヨーク４を回転駆動を行わせる。このために駆動マ
グネット１は、図１に示すように、半径方向に１６極に
多極着磁されると共に、ロータヨーク４の外縁部内側に
固着されている。
【０００４】回転磁界を作用させるために、複数の駆動
コイル１０がステータヨーク１１の回りに捲着されて設
けられ、その一方、このステータヨーク１１が回転軸５
の回りに放射状に複数形成されており、駆動コイルもヨ
ーク１１上において周方向に複数分設けられている。こ
のステータヨーク１１は、図示していないネジなどの固
定部材により鉄基板７上に固定されている。
コイル１０がステータヨーク１１の回りに捲着されて設
けられ、その一方、このステータヨーク１１が回転軸５
の回りに放射状に複数形成されており、駆動コイルもヨ
ーク１１上において周方向に複数分設けられている。こ
のステータヨーク１１は、図示していないネジなどの固
定部材により鉄基板７上に固定されている。
【０００５】以上の構成において、ステータヨーク１１
は、駆動マグネット１、ロータヨーク４、駆動マグネッ
トヨーク３と共に閉じた磁気回路を形成している。尚、
駆動マグネット１が、ステータヨーク１１の半径方向に
このヨーク１１から離間して設けられているタイプのブ
ラシレスモータを周対向型モータと呼ぶ。ロータヨーク
４の外周面には切り欠き部４ｈが加工成形されており、
この切り欠き部４ｈに回転位相検出手段である位置検出
用マグネット１３が埋設されている。このマグネット１
３によっても１つの磁気回路が構成されている。
は、駆動マグネット１、ロータヨーク４、駆動マグネッ
トヨーク３と共に閉じた磁気回路を形成している。尚、
駆動マグネット１が、ステータヨーク１１の半径方向に
このヨーク１１から離間して設けられているタイプのブ
ラシレスモータを周対向型モータと呼ぶ。ロータヨーク
４の外周面には切り欠き部４ｈが加工成形されており、
この切り欠き部４ｈに回転位相検出手段である位置検出
用マグネット１３が埋設されている。このマグネット１
３によっても１つの磁気回路が構成されている。
【０００６】更に、各相のコイル１０の励磁タイミング
を検出するための複数のホール素子１２ａ，１２ｂ，１
２ｃが基板７上の適切な位置に固着されている。駆動マ
グネット１からの磁界はこれらのホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃを通るので、これらの素子１２ａ，１２
ｂ，１２ｃによりマグネット１からの磁界変化が検出さ
れて、ステータ１１のコイル１０が発生させるべき磁界
の、回転する駆動マグネット１の磁界に対する位相差が
検出され、適切なタイミングで駆動コイルの各相に電流
が流されて回転磁界が発生させられる。この回転磁界は
ロータ４を図１の矢印方向Ａに回転させる。
を検出するための複数のホール素子１２ａ，１２ｂ，１
２ｃが基板７上の適切な位置に固着されている。駆動マ
グネット１からの磁界はこれらのホール素子１２ａ，１
２ｂ，１２ｃを通るので、これらの素子１２ａ，１２
ｂ，１２ｃによりマグネット１からの磁界変化が検出さ
れて、ステータ１１のコイル１０が発生させるべき磁界
の、回転する駆動マグネット１の磁界に対する位相差が
検出され、適切なタイミングで駆動コイルの各相に電流
が流されて回転磁界が発生させられる。この回転磁界は
ロータ４を図１の矢印方向Ａに回転させる。
【０００７】一方、ＦＧマグネット２は、ロータヨーク
４の最外周縁部に固着されており、全部で１２０極分が
着磁されている。このＦＧマグネット２と対向する鉄基
板７の表面部には、矩形形状の多数の発電線素７ａが銅
パターンなどによりエッチング形成されている。以上の
構成により、ロータヨーク４が回転起動されると、発電
線素７ａよりロータヨーク４の回転速度に応じた周波数
の正弦波が発生するので、不図示のコントロール回路に
より、定速回転制御が行われる。
４の最外周縁部に固着されており、全部で１２０極分が
着磁されている。このＦＧマグネット２と対向する鉄基
板７の表面部には、矩形形状の多数の発電線素７ａが銅
パターンなどによりエッチング形成されている。以上の
構成により、ロータヨーク４が回転起動されると、発電
線素７ａよりロータヨーク４の回転速度に応じた周波数
の正弦波が発生するので、不図示のコントロール回路に
より、定速回転制御が行われる。
【０００８】このロータヨーク４が回転すると、前記ロ
ータヨーク４に固着されていたマグネット１３も一体回
転するので、インデックス位置検出用ホール素子１４に
よりマグネット１３の磁界変化を感知して、ロータヨー
ク４が１回転に対して、１発のパルス状のいわゆる位置
検出信号を発生するようにしている。このパルス信号に
より回転体の回転位相等を検出できるようにしている。
ータヨーク４に固着されていたマグネット１３も一体回
転するので、インデックス位置検出用ホール素子１４に
よりマグネット１３の磁界変化を感知して、ロータヨー
ク４が１回転に対して、１発のパルス状のいわゆる位置
検出信号を発生するようにしている。このパルス信号に
より回転体の回転位相等を検出できるようにしている。
【０００９】一方、モータの速度制御回路として、ＦＧ
コイル等の速度信号発生装置の出力から速度コントロー
ル信号を作成し、積分器を通して電流ドライブ回路にフ
ィードバックしているものが知られている。図３は従来
の速度制御回路の構成を示す。図４は図３の速度制御回
路に用いられている積分器２０２の回路図であり、図５
はその積分器２０２の伝達特性である。また、図６は図
５の特性を有する積分器を図３の速度制御回路に適用し
たときの、その制御回路の伝達特性である。
コイル等の速度信号発生装置の出力から速度コントロー
ル信号を作成し、積分器を通して電流ドライブ回路にフ
ィードバックしているものが知られている。図３は従来
の速度制御回路の構成を示す。図４は図３の速度制御回
路に用いられている積分器２０２の回路図であり、図５
はその積分器２０２の伝達特性である。また、図６は図
５の特性を有する積分器を図３の速度制御回路に適用し
たときの、その制御回路の伝達特性である。
【００１０】図３において、モータ１００は、１/(Ｊｓ
＋Ｄ）で表わされるロータ回転体４０と、６０/(２π)
の伝達特性を有する発電線素部７ａと、Ｋの伝達特性を
有するトルク項（トルク発生部）１０１で等価される。
一方、速度制御回路２００は発電線素部７ａからの周波
数信号Ｆを電圧に変換するためのＦ−Ｖ変換部２０１
（ゲインＧ）と、ここから出力された電圧信号を安定化
させるための積分器２０２と、電圧を電流Ｉに変換して
トルク発生部１０１に出力するＶ−Ｉ変換部（ゲイン
ｇ）とからなる。
＋Ｄ）で表わされるロータ回転体４０と、６０/(２π)
の伝達特性を有する発電線素部７ａと、Ｋの伝達特性を
有するトルク項（トルク発生部）１０１で等価される。
一方、速度制御回路２００は発電線素部７ａからの周波
数信号Ｆを電圧に変換するためのＦ−Ｖ変換部２０１
（ゲインＧ）と、ここから出力された電圧信号を安定化
させるための積分器２０２と、電圧を電流Ｉに変換して
トルク発生部１０１に出力するＶ−Ｉ変換部（ゲイン
ｇ）とからなる。
【００１１】図４の構成を有する積分器２０２の伝達関
数Ｇ（ｓ）は、 で表わされる。図４のキャパシタや抵抗に具体的な値を
与えて、そのＧ(s)が、9.37×(4×10-2s +1)/(S×(4.23
×10-4 +1)) で表わされるときは、速度制御回路２０
０の伝達特性は図６により示される。但し、図６（ａ）
はゲイン特性を、（ｂ）は位相特性を示す。この特性の
モータはゲイン余裕１０db以上、位相余裕３０db以上を
目標にしている。図６（ａ）に示された制御回路２００
の特徴は、低域のゲインを伸ばしている。また、（ｂ）
に示すように、ゲインが０db（１倍）になる帯域におけ
る位相を保証することにより、発振を防ぎ、系を安定さ
せている。
数Ｇ（ｓ）は、 で表わされる。図４のキャパシタや抵抗に具体的な値を
与えて、そのＧ(s)が、9.37×(4×10-2s +1)/(S×(4.23
×10-4 +1)) で表わされるときは、速度制御回路２０
０の伝達特性は図６により示される。但し、図６（ａ）
はゲイン特性を、（ｂ）は位相特性を示す。この特性の
モータはゲイン余裕１０db以上、位相余裕３０db以上を
目標にしている。図６（ａ）に示された制御回路２００
の特徴は、低域のゲインを伸ばしている。また、（ｂ）
に示すように、ゲインが０db（１倍）になる帯域におけ
る位相を保証することにより、発振を防ぎ、系を安定さ
せている。
【００１２】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述の従来の速度制御回路によると、以下のような問題点
があった。即ち、 （１）ＦＧマグネットの径が小さいモータでは着磁の極
数が少ないために、コギング等の外乱が発生し易い。図
６に示された特性のモータでは、負荷変動やコギングト
ルク等の外乱を圧縮できるのはせいぜい３０ＨZ までで
ある。周対向モータの場合、１００ＨZ 近辺にコギング
が出る事が多い。また、１００ＨZ 付近では、位相が１
８０度近く回っているために、発振が起こり易く、その
ために回転精度を悪化させ、記録再生装置等に使用する
場合には、記録再生エラーを発生し易い。したがって、
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、安定した回転精度の得られる電
磁回転機の速度制御方法を提案するものである。
述の従来の速度制御回路によると、以下のような問題点
があった。即ち、 （１）ＦＧマグネットの径が小さいモータでは着磁の極
数が少ないために、コギング等の外乱が発生し易い。図
６に示された特性のモータでは、負荷変動やコギングト
ルク等の外乱を圧縮できるのはせいぜい３０ＨZ までで
ある。周対向モータの場合、１００ＨZ 近辺にコギング
が出る事が多い。また、１００ＨZ 付近では、位相が１
８０度近く回っているために、発振が起こり易く、その
ために回転精度を悪化させ、記録再生装置等に使用する
場合には、記録再生エラーを発生し易い。したがって、
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、安定した回転精度の得られる電
磁回転機の速度制御方法を提案するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段及び作用】上述の課題を解
決し、目的を達成するために、本発明による電磁回転機
の速度制御方法は、電磁回転機の回転速度に応じて発生
する速度信号に基づいて、前記回転機の加速度の大きさ
を制御する制御信号を発生し、この制御信号をトルク発
生手段にフィードバックして前記電磁回転機を速度制御
する方法であって、前記速度信号の出力点から加速度信
号の発生部の入力との間に、前記電磁回転機の速度制御
系のオープンループの位相余裕とゲイン余裕を設定する
ための位相補償フィルタを含む第１のフィードバックル
ープと、前記電磁回転機の速度制御系の外乱応答性を向
上させるための第２のループを形成し、前記第２のルー
プの特性を、前記第１のフィードバックループに設定し
たゲイン交点より高い帯域に設定することを特徴とす
る。上述の制御方法によれば、速度制御系の、ゲインが
０dbをクロスするゲイン交点（３０ＨＺ付近）から上の
帯域の外乱に対する圧縮率を向上する事により、速度制
御系オープンループのゲイン交点より上の帯域の外乱抑
圧特性を向上できる。
決し、目的を達成するために、本発明による電磁回転機
の速度制御方法は、電磁回転機の回転速度に応じて発生
する速度信号に基づいて、前記回転機の加速度の大きさ
を制御する制御信号を発生し、この制御信号をトルク発
生手段にフィードバックして前記電磁回転機を速度制御
する方法であって、前記速度信号の出力点から加速度信
号の発生部の入力との間に、前記電磁回転機の速度制御
系のオープンループの位相余裕とゲイン余裕を設定する
ための位相補償フィルタを含む第１のフィードバックル
ープと、前記電磁回転機の速度制御系の外乱応答性を向
上させるための第２のループを形成し、前記第２のルー
プの特性を、前記第１のフィードバックループに設定し
たゲイン交点より高い帯域に設定することを特徴とす
る。上述の制御方法によれば、速度制御系の、ゲインが
０dbをクロスするゲイン交点（３０ＨＺ付近）から上の
帯域の外乱に対する圧縮率を向上する事により、速度制
御系オープンループのゲイン交点より上の帯域の外乱抑
圧特性を向上できる。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の好
適な実施例を３つ上げて説明する。第１実施例 図７は、図３のモータ１００と、このモータ１００に本
発明を適用した回転制御装置２００の構成とを説明した
ブロック図である。図３と同じ番号を有する要素は同じ
ものである。図７と図３とを対比すれば分るように、こ
の第１実施例の制御装置２００は、積分器２０２とＶ−
Ｉ変換器２０３との間に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
を用いてフィードバックループを構成した点に特徴があ
る。ここで、ｈ２０５は整数であり、前向き伝達関数と
言う。図８は、ＬＰＦ２０４の１例であり、ボルテージ
・コントロールド・ボルテージソース・タイプのバタワ
ースフィルタを用いている。図７において、Ｇ２０１，
積分器（位相補償用のフィルタ）２０２，前向き伝達関
数ｈ２０５，ｇ２０３等はフィードバックループを形成
し、ＬＰＦ２０４は第２の（フィードバック）ループを
形成する。
適な実施例を３つ上げて説明する。第１実施例 図７は、図３のモータ１００と、このモータ１００に本
発明を適用した回転制御装置２００の構成とを説明した
ブロック図である。図３と同じ番号を有する要素は同じ
ものである。図７と図３とを対比すれば分るように、こ
の第１実施例の制御装置２００は、積分器２０２とＶ−
Ｉ変換器２０３との間に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
を用いてフィードバックループを構成した点に特徴があ
る。ここで、ｈ２０５は整数であり、前向き伝達関数と
言う。図８は、ＬＰＦ２０４の１例であり、ボルテージ
・コントロールド・ボルテージソース・タイプのバタワ
ースフィルタを用いている。図７において、Ｇ２０１，
積分器（位相補償用のフィルタ）２０２，前向き伝達関
数ｈ２０５，ｇ２０３等はフィードバックループを形成
し、ＬＰＦ２０４は第２の（フィードバック）ループを
形成する。
【００１５】このＬＰＦ２０４の伝達関数Ｇ（ｓ）は、 であり、減衰定数ζは、 である。図９（ａ）は、図８のＬＰＦ２０４のゲイン特
性を示し、（ｂ）は位相特性を示す。同図によると、Ｌ
ＰＦ２０４の共振周波数は７１ＨZ 、減衰率ζは０．０
５である。図１０図の（ａ）に、図８のＬＰＦを使用し
たときの。図７の系のオープンループ時のゲイン特性
を、（ｂ）に位相特性を示す。ここで、オープンループ
特性とは、図７においてトルク外乱入力点とトルク発生
項１０１の間をカットしたときの、トルク外乱からＫ１
０１までのトータルな伝達関数である。このオープンル
ープ特性は、ゲイン交点での位相余裕（１８０度までの
余裕）、位相が１８０度回った位置でのゲイン余裕（０
dbをどの程度下まわったか）を表わし、安定性圧縮率を
評価する目安となる。図１０の（ａ）の特性は、５０〜
１００Ｈｚ付近で位相が戻り、ゲインも変化して、外乱
圧縮率を上げていることが分る。これは、ｇ２０３と積
分器２０２の間に、ＬＰＦ２０４をフィードバックルー
プ構成で付加したことによる効果である。
性を示し、（ｂ）は位相特性を示す。同図によると、Ｌ
ＰＦ２０４の共振周波数は７１ＨZ 、減衰率ζは０．０
５である。図１０図の（ａ）に、図８のＬＰＦを使用し
たときの。図７の系のオープンループ時のゲイン特性
を、（ｂ）に位相特性を示す。ここで、オープンループ
特性とは、図７においてトルク外乱入力点とトルク発生
項１０１の間をカットしたときの、トルク外乱からＫ１
０１までのトータルな伝達関数である。このオープンル
ープ特性は、ゲイン交点での位相余裕（１８０度までの
余裕）、位相が１８０度回った位置でのゲイン余裕（０
dbをどの程度下まわったか）を表わし、安定性圧縮率を
評価する目安となる。図１０の（ａ）の特性は、５０〜
１００Ｈｚ付近で位相が戻り、ゲインも変化して、外乱
圧縮率を上げていることが分る。これは、ｇ２０３と積
分器２０２の間に、ＬＰＦ２０４をフィードバックルー
プ構成で付加したことによる効果である。
【００１６】図１１の（ａ）及び図１２の（ａ）に、夫
々、従来の速度制御回路２００をモータ１００に接続し
てテストしたときの回転変動のパワースペクトルを、図
１２の（ｂ）及び図１２の（ｂ）に、夫々、図７の速度
制御回路２００をモータ１００に接続してテストしたと
きのそれらを示す。尚、ジッタは２５０ＫＨZ の信号を
再生したときのものである。従来の速度制御回路による
テスト結果と本実施例の速度制御回路によるテスト結果
とを比較して解るように、本手法によれば、回転変動に
ついては５０〜１００Ｈｚ付近の変動成分が少なくなっ
ている。また、ジッタ成分については、３．８％から
２．９％に減少し、回転精度が向上している事がわか
る。
々、従来の速度制御回路２００をモータ１００に接続し
てテストしたときの回転変動のパワースペクトルを、図
１２の（ｂ）及び図１２の（ｂ）に、夫々、図７の速度
制御回路２００をモータ１００に接続してテストしたと
きのそれらを示す。尚、ジッタは２５０ＫＨZ の信号を
再生したときのものである。従来の速度制御回路による
テスト結果と本実施例の速度制御回路によるテスト結果
とを比較して解るように、本手法によれば、回転変動に
ついては５０〜１００Ｈｚ付近の変動成分が少なくなっ
ている。また、ジッタ成分については、３．８％から
２．９％に減少し、回転精度が向上している事がわか
る。
【００１７】第２実施例 図１３は、図７に示した速度制御回路２００を若干変更
して、積分器２０２を前向き伝達関数とし、ＬＰＦ２０
４をフィードバック伝達関数としたときの速度制御系４
００のブロック図を示す。図１３のＬＰＦ２０４も図８
の構成を有する。図１４に、第２実施例の制御回路４０
０のオープンループ特性のシミュレーション結果を示
す。この第２実施例の特性は、第１実施例と同じ傾向が
みられる事から、同等の効果が期待できる。
して、積分器２０２を前向き伝達関数とし、ＬＰＦ２０
４をフィードバック伝達関数としたときの速度制御系４
００のブロック図を示す。図１３のＬＰＦ２０４も図８
の構成を有する。図１４に、第２実施例の制御回路４０
０のオープンループ特性のシミュレーション結果を示
す。この第２実施例の特性は、第１実施例と同じ傾向が
みられる事から、同等の効果が期待できる。
【００１８】第３実施例 図１５に第３実施例の速度制御回路５００を示す。この
第３実施例の回路は、従来の制御回路（図３）に比し
て、積分器２０２の出力とＶＩ変換器２０３の間に、ハ
イパスフィルタ２０６（ＨＰＦ）を、ゲインが整数ｈで
ある伝達関数を持つ回路部分２０５に並列に付加するよ
うにしたものである。図１６は同回路５００に用いられ
ているＨＰＦ２０６の回路例である。同例の伝達関数Ｇ
（ｓ）は、 であり、減衰定数ζは、 である。同ＨＰＦは、ボルテージ・コントロールド・ボ
ルテージソース・タイプのバタワース・フィルタであ
り、その減衰定数はζ＝０．０５、共振周波数は約９０
Ｈｚである。図１７（ａ）はＨＰＦ２０６のゲイン特性
を示し、（ｂ）は位相特性を示す。図１８（ａ），
（ｂ）に、夫々、制御回路２０６のゲイン及び位相のオ
ープンループ特性を示す。この第３実施例も、第１実施
例と同じ傾向がみられる事から、第１実施例と同等の効
果が期待できる。尚、図１８にはｈ＝１の場合を示し
た。
第３実施例の回路は、従来の制御回路（図３）に比し
て、積分器２０２の出力とＶＩ変換器２０３の間に、ハ
イパスフィルタ２０６（ＨＰＦ）を、ゲインが整数ｈで
ある伝達関数を持つ回路部分２０５に並列に付加するよ
うにしたものである。図１６は同回路５００に用いられ
ているＨＰＦ２０６の回路例である。同例の伝達関数Ｇ
（ｓ）は、 であり、減衰定数ζは、 である。同ＨＰＦは、ボルテージ・コントロールド・ボ
ルテージソース・タイプのバタワース・フィルタであ
り、その減衰定数はζ＝０．０５、共振周波数は約９０
Ｈｚである。図１７（ａ）はＨＰＦ２０６のゲイン特性
を示し、（ｂ）は位相特性を示す。図１８（ａ），
（ｂ）に、夫々、制御回路２０６のゲイン及び位相のオ
ープンループ特性を示す。この第３実施例も、第１実施
例と同じ傾向がみられる事から、第１実施例と同等の効
果が期待できる。尚、図１８にはｈ＝１の場合を示し
た。
【００１９】上記実施例は本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形が可能である。例えば、上記３つの実施例
は、本発明を回転位置検出装置を有したスピンドルモー
タであって周対向型のスピンドルモータに適用したもの
であったが、本発明はそれに限定されず、面対向型のモ
ータに適用が可能である。
囲で種々変形が可能である。例えば、上記３つの実施例
は、本発明を回転位置検出装置を有したスピンドルモー
タであって周対向型のスピンドルモータに適用したもの
であったが、本発明はそれに限定されず、面対向型のモ
ータに適用が可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電磁回
転機の回転速度に応じて発生する速度信号に基づいて、
前記回転機の加速度の大きさを制御する制御信号を発生
し、この制御信号をトルク発生手段にフィードバックす
ることにより第１のフィードバックループを形成して前
記電磁回転機を速度制御する方法であって、前記速度信
号の出力点から加速度信号の発生部の入力との間に、前
記第１のフィードバックループのオープンループの位相
余裕とゲイン余裕を設定するための位相補償フィルタを
含む第２のループを形成し、前記位相補償フィルタの特
性を、第１のフィードバックループのオープンループ特
性のゲイン交点より高い帯域において外乱を抑制するよ
うに設定することを特徴とする。
転機の回転速度に応じて発生する速度信号に基づいて、
前記回転機の加速度の大きさを制御する制御信号を発生
し、この制御信号をトルク発生手段にフィードバックす
ることにより第１のフィードバックループを形成して前
記電磁回転機を速度制御する方法であって、前記速度信
号の出力点から加速度信号の発生部の入力との間に、前
記第１のフィードバックループのオープンループの位相
余裕とゲイン余裕を設定するための位相補償フィルタを
含む第２のループを形成し、前記位相補償フィルタの特
性を、第１のフィードバックループのオープンループ特
性のゲイン交点より高い帯域において外乱を抑制するよ
うに設定することを特徴とする。
【００２１】上述の制御方法によれば、速度制御系の、
ゲインが０dbをクロスするゲイン交点（３０ＨＺ付近）
から上の帯域の外乱に対する圧縮率を向上する事によ
り、速度制御系オープンループのゲイン交点より上の帯
域の外乱抑圧特性を向上できる。特に、例えば、記録デ
ータの再生に信頼性の向上を達成することができ、ま
た、頑強な電磁回転機を提供できる。
ゲインが０dbをクロスするゲイン交点（３０ＨＺ付近）
から上の帯域の外乱に対する圧縮率を向上する事によ
り、速度制御系オープンループのゲイン交点より上の帯
域の外乱抑圧特性を向上できる。特に、例えば、記録デ
ータの再生に信頼性の向上を達成することができ、ま
た、頑強な電磁回転機を提供できる。
【図１】 従来技術に係る３相ブラシレスモータＦＧ着
磁方法を説明するためのロータの平面図。
磁方法を説明するためのロータの平面図。
【図２】 図１のモータの部分断面図。
【図３】 従来の速度制御装置の構成を示すブロック
図。
図。
【図４】 従来の位相補償用の積分器の回路構成を示す
図。
図。
【図５】 図４の積分器の特性を示すグラフ。
【図６】 図３の制御回路の特性を示す図。
【図７】 第１実施例の速度制御回路の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図８】 図７の速度制御回路に用いられているＬＰＦ
の回路例を示す図。
の回路例を示す図。
【図９】 図８のＬＰＦの特性を示すグラフ。
【図１０】 図７の制御回路の特性を示す図。
【図１１】
【図１２】 従来の制御回路と第１実施例の制御回路の
特性を比較して示したグラフ。
特性を比較して示したグラフ。
【図１３】 第２実施例の速度制御回路の構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図１４】 図１３の制御回路の特性を示す図。
【図１５】 第３実施例の速度制御回路の構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図１６】 図１５の速度制御回路に用いられているＨ
ＰＦの回路例を示す図。
ＰＦの回路例を示す図。
【図１７】 図１６のＨＰＦの特性を示すグラフ。
【図１８】 図５の制御回路の特性を示す図。
１…駆動マグネット、２…ＦＧマグネット、４…ロータ
ヨーク、７ａ…発電線素部、１００…モータ、１０１…
トルク定数、２００，３００，４００，５００…制御回
路２０１…Ｆ−Ｖ変換部、２０２…積分器、２０３…Ｖ
−Ｉ変換部、２０４…ＬＰＦ、２０５…前向き伝達関
数、２０６…ＨＰＦ
ヨーク、７ａ…発電線素部、１００…モータ、１０１…
トルク定数、２００，３００，４００，５００…制御回
路２０１…Ｆ−Ｖ変換部、２０２…積分器、２０３…Ｖ
−Ｉ変換部、２０４…ＬＰＦ、２０５…前向き伝達関
数、２０６…ＨＰＦ
Claims (8)
- 【請求項１】 電磁回転機の回転速度に応じて発生する
速度信号に基づいて、前記回転機の加速度の大きさを制
御する制御信号を発生し、この制御信号をトルク発生手
段にフィードバックして前記電磁回転機を速度制御する
方法であって、 前記速度信号の出力点から加速度信号の発生部の入力と
の間に、前記電磁回転機の速度制御系のオープンループ
の位相余裕とゲイン余裕を設定するための位相補償フィ
ルタを含む第１のフィードバックループと、前記電磁回
転機の速度制御系の外乱応答性を向上させるための第２
のループを形成し、 前記第２のループの特性を、前記第１のフィードバック
ループに設定したゲイン交点より高い帯域に設定するこ
とを特徴とする電磁回転機の速度制御方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電磁回転機の速度制御
方法であって、前記第２のループは、前記位相補償フィ
ルタの後段に配されると共に、前記制御信号を入力する
ローパスフィルタを含み、このローパスフィルタの出力
を前記位相補償フィルタの出力にフィードバックする。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電磁回転機の速度制御
方法であって、前記第２のループは、前記位相補償フィ
ルターの出力を入力とするローパスフィルターを含み、
前記位相補償フィルタを前記第２のループの前向き伝達
関数とする。 - 【請求項４】 請求項２に記載の電磁回転機の速度制御
方法であって、前記位相補償フィルタは積分回路であ
る。 - 【請求項５】 請求項１に記載の電磁回転機の速度制御
方法であって、前記第２のループは、前記位相補償フィ
ルタの後段に置かれ、この位相補償フィルタの出力を増
幅する増幅器と、前記位相補償フィルタの出力を入力と
するハイパスフィルタ含み、前記増幅器とハイパスフィ
ルタ出力とを合成して前記制御信号とするようにループ
を構成する。 - 【請求項６】 請求項１乃至５に記載の電磁回転器の制
御方法において、前記ローパスフィルタまたは前記ハイ
パスフィルタはバタワースフィルタであり、減衰定数ζ
は概略０．０５以下である。 - 【請求項７】 請求項１乃至５に記載の電磁回転機の制
御方法において、前記ローパスフィルタまたは前記ハイ
パスフィルタはボルテージコントロールドボルテージソ
ースタイプである。 - 【請求項８】 請求項５に記載の電磁回転機の制御方法
において、前記位相補償フィルタは前記ハイパスフィル
タが作るループの外側に配設される。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23764691A JP3245194B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電磁回転機の速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23764691A JP3245194B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電磁回転機の速度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583979A true JPH0583979A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3245194B2 JP3245194B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=17018410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23764691A Expired - Lifetime JP3245194B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 電磁回転機の速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245194B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP23764691A patent/JP3245194B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3245194B2 (ja) | 2002-01-07 |
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