JPH07106075B2 - モ−タのトルク変動低減装置 - Google Patents
モ−タのトルク変動低減装置Info
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- JPH07106075B2 JPH07106075B2 JP61086469A JP8646986A JPH07106075B2 JP H07106075 B2 JPH07106075 B2 JP H07106075B2 JP 61086469 A JP61086469 A JP 61086469A JP 8646986 A JP8646986 A JP 8646986A JP H07106075 B2 JPH07106075 B2 JP H07106075B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータ、特に電子整流子モータのトルクむらを
低減せしめ、回転むらの減少を実現するモータのトルク
変動低減装置に関する。
低減せしめ、回転むらの減少を実現するモータのトルク
変動低減装置に関する。
従来の技術 近年、回転ヘッドにより映像信号の記録・再生を行なう
斜め走査型の磁気録画再生装置（以下VTRと称す）に使
用される回転ヘッド駆動モータ，キャプスタン駆動モー
タ，リール駆動モータ等において、小型高効率で信頼性
の高い直流の電子整流子モータが用いられるようになっ
た。
斜め走査型の磁気録画再生装置（以下VTRと称す）に使
用される回転ヘッド駆動モータ，キャプスタン駆動モー
タ，リール駆動モータ等において、小型高効率で信頼性
の高い直流の電子整流子モータが用いられるようになっ
た。
さて、この様なVTRにおいて、映像信号は回転ヘッド駆
動モータにより高速回転する回転ヘッドにより磁気記録
媒体上に記録されており、回転ヘッド駆動モータに回転
むらが生じた場合、再生した映像信号の時間軸が変動
し、テレビジョン受像機に映し出された再生画像に横ゆ
れが生じ画質の劣化を招くため、回転むらの要因である
回転ヘッド駆動モータの発生するトルク変動を低く抑え
る必要がある。
動モータにより高速回転する回転ヘッドにより磁気記録
媒体上に記録されており、回転ヘッド駆動モータに回転
むらが生じた場合、再生した映像信号の時間軸が変動
し、テレビジョン受像機に映し出された再生画像に横ゆ
れが生じ画質の劣化を招くため、回転むらの要因である
回転ヘッド駆動モータの発生するトルク変動を低く抑え
る必要がある。
又、音声信号はテープ走行系に対し固定されたヘッドで
記録されており、テープ走行駆動を行なうキャプスタン
駆動モータに回転むらが生じた場合、再生した音声信号
にワウ・フラッタと呼ばれる時間軸変動を生じて、音声
信号の劣化を招くため、キャプスタン駆動モータにおい
ても回転むらの要因であるトルク変動を低く抑える必要
がある。
記録されており、テープ走行駆動を行なうキャプスタン
駆動モータに回転むらが生じた場合、再生した音声信号
にワウ・フラッタと呼ばれる時間軸変動を生じて、音声
信号の劣化を招くため、キャプスタン駆動モータにおい
ても回転むらの要因であるトルク変動を低く抑える必要
がある。
更に、リール駆動モータにおいても、発生するトルク変
動を抑制しなけば、テープ走行系のテープ張力が変動し
キャプスタン駆動モータや回転ヘッド駆動モータの回転
むらを誘発して、再生画像の横ゆれや再生した音声信号
のワウ・フラッタを生じることになる。
動を抑制しなけば、テープ走行系のテープ張力が変動し
キャプスタン駆動モータや回転ヘッド駆動モータの回転
むらを誘発して、再生画像の横ゆれや再生した音声信号
のワウ・フラッタを生じることになる。
このようにVTR等においては、再生信号の安定性を期す
るため、使用するモータの発生するトルク変動抑制が重
要となる。
るため、使用するモータの発生するトルク変動抑制が重
要となる。
従来このようなモータから発生するトルク変動に起因し
て生ずる回転むらを抑制するため、回転体の慣性モーメ
ントの増加と制御系の利得増加による方法が行なわれて
きた。
て生ずる回転むらを抑制するため、回転体の慣性モーメ
ントの増加と制御系の利得増加による方法が行なわれて
きた。
発明が解決しようとする問題点 しかし、可搬型のVTRにおいては重量軽減と小型化を図
るべく、前記回転ヘッド駆動モータやキャプスタン駆動
モータの慣性モーメントを小さくし、且つ直結駆動とし
た場合、駆動モータの回転速度が低速化するため、従来
の様な回転体の慣性モーメントの増加と制御系の利得増
加による方法だけでは回転むらの抑制は不可能である。
るべく、前記回転ヘッド駆動モータやキャプスタン駆動
モータの慣性モーメントを小さくし、且つ直結駆動とし
た場合、駆動モータの回転速度が低速化するため、従来
の様な回転体の慣性モーメントの増加と制御系の利得増
加による方法だけでは回転むらの抑制は不可能である。
本発明は上記従来の問題点を解消するもので、モータの
トルク変動による回転むらの抑制を図るモータのトルク
変動低減装置の提供を目的としている。
トルク変動による回転むらの抑制を図るモータのトルク
変動低減装置の提供を目的としている。
問題点を解決するための手段 本発明は、電子整流モータの逆起電圧波形を測定する手
段と、前記逆起電圧測定手段から出力される逆起電圧波
形を被測定モータの１回転当り複数ポイントでサンプリ
ングし、モータ回転角θ１のときの逆起電圧値Ｔ（θ
１）をもとにトルク変動補正データK/T（θ１）を演算
作成するトルク変動補正データ演算手段と、トルク変動
補正データ演算手段から出力されたトルク変動補正デー
タK/T（θ１）をモータ回転角θ１に対応した記憶手段
のアドレスに書き込むトルク変動補正データ書き込み手
段と、前記記憶手段に書き込まれたトルク変動補正デー
タによりモータ駆動電流を制御するモータ回転制御手段
を有し、前記電子整流子モータの逆起電圧波形測定手段
は、一定回転で回転する外部駆動様モータと、該外部駆
動用モータの回転力を前記被測定モータに伝達する伝達
部材と、前記外部駆動用モータを一定回転で回転させる
ための制御回路と、前記被測定モータを構成するステー
タコイルに対するロータマグネットの回転位置を検出し
てステータコイルの通電を切り換える通電切換信号を発
生する通電切換信号発生回路と、ステータコイルに発生
する逆起電圧波形を反転増幅する反転増幅回路と、ステ
ータコイルに発生する逆起電圧波形あるいは反転増幅回
路から出力される反転逆起電圧波形のうち通電切換信号
発生回路から出力される通電切換信号をもとに電子整流
子モータが回転トルクを発生すべく通電切換が行なわれ
る所定のステータコイルに発生する逆起電圧波形あるい
は反転逆起電圧波形を選択して出力するゲート回路から
成るモータのトルク変動低減装置である。
段と、前記逆起電圧測定手段から出力される逆起電圧波
形を被測定モータの１回転当り複数ポイントでサンプリ
ングし、モータ回転角θ１のときの逆起電圧値Ｔ（θ
１）をもとにトルク変動補正データK/T（θ１）を演算
作成するトルク変動補正データ演算手段と、トルク変動
補正データ演算手段から出力されたトルク変動補正デー
タK/T（θ１）をモータ回転角θ１に対応した記憶手段
のアドレスに書き込むトルク変動補正データ書き込み手
段と、前記記憶手段に書き込まれたトルク変動補正デー
タによりモータ駆動電流を制御するモータ回転制御手段
を有し、前記電子整流子モータの逆起電圧波形測定手段
は、一定回転で回転する外部駆動様モータと、該外部駆
動用モータの回転力を前記被測定モータに伝達する伝達
部材と、前記外部駆動用モータを一定回転で回転させる
ための制御回路と、前記被測定モータを構成するステー
タコイルに対するロータマグネットの回転位置を検出し
てステータコイルの通電を切り換える通電切換信号を発
生する通電切換信号発生回路と、ステータコイルに発生
する逆起電圧波形を反転増幅する反転増幅回路と、ステ
ータコイルに発生する逆起電圧波形あるいは反転増幅回
路から出力される反転逆起電圧波形のうち通電切換信号
発生回路から出力される通電切換信号をもとに電子整流
子モータが回転トルクを発生すべく通電切換が行なわれ
る所定のステータコイルに発生する逆起電圧波形あるい
は反転逆起電圧波形を選択して出力するゲート回路から
成るモータのトルク変動低減装置である。
作用 本発明は前記のように構成することにより、逆起電圧値
Ｔ（θ１）をもとにトルク変動補正データK/T（θ１）
を演算し、このトルク変動補正データをモータ回転角θ
１に対応した記憶手段のアドレスに書き込み、モータ駆
動時には記憶手段に書き込まれたトルク変動補正データ
によりモータ駆動電流を制御するので、トルク変動を低
減することができる。
Ｔ（θ１）をもとにトルク変動補正データK/T（θ１）
を演算し、このトルク変動補正データをモータ回転角θ
１に対応した記憶手段のアドレスに書き込み、モータ駆
動時には記憶手段に書き込まれたトルク変動補正データ
によりモータ駆動電流を制御するので、トルク変動を低
減することができる。
実 施 例 本発明の実施例の説明に入る前に、電子整流子モータの
発生するトルク変動について簡単に説明する。本実施例
の説明に使用するモータは４コイル,6極着磁の電子整流
子モータで２相全波駆動するものとするが、本発明が他
の構成のモータにも有効である事はいうまでもない。第
８図ａに電子整流子モータのロータマグネッタ１を示
し、第８図ｂにステータコイル基板２を示す。ロータマ
グネット１は機械角で60゜毎にＳ極・Ｎ極が交互に着磁
されている。またステータコイル基板２上には機械角90
゜のピッチでステータコイルL1・L2・L3・L4が配され、
各コイルの中心から外周へ向かう部分は機械角で60゜の
幅を有する。またロータマグネットの回転位置を検出し
コイルL1〜L4に通電するタイミングを制御するための第
１のホール素子H1及び第２のホール素子H2がそれぞれコ
イルL1とL2の中点，コイルL4とL1の中点に設けられてい
る。第９図にモータ駆動回路の一例を示す。第９図にお
いてAMP1・AMP2は差動アンプ,INV1〜INV4はインバータ,
AND1〜AND4はアンドゲート,H1・H2はホール素子,Tr1〜T
r8はトランジスタ,L1〜L4はステータコイル,R1〜R13は
抵抗,C1・C2はコンデンサを示す。ロータマグネット１
が第８図ａの矢印方向1aに回転している時、第９図中の
ホール素子H1の出力Ha1・Ha2及びホール素子H2の出力Hb
1・Hb2,AND1の出力AB,AND2の出力Ａ,AND3の出力B,A
ND4の出力の各波形は第10図に示したようになる。
ホール素子H1・H2の出力波形はロータマグネット１の１
組のＳ極,N極の区間で１周忌となる繰り返し波形で、ロ
ータマグネット１の回転角度120゜で１周期となる。以
後ロータマグネット１の回転角度120゜（機械角120゜）
を電気角360゜と定義する。またホール素子H1とホール
素子H2は機械角で90゜のピッチで取り付けられているた
め電気角で270゜すなわち90゜位相の異なる出力波形H
a1,Hb1が得られる。
発生するトルク変動について簡単に説明する。本実施例
の説明に使用するモータは４コイル,6極着磁の電子整流
子モータで２相全波駆動するものとするが、本発明が他
の構成のモータにも有効である事はいうまでもない。第
８図ａに電子整流子モータのロータマグネッタ１を示
し、第８図ｂにステータコイル基板２を示す。ロータマ
グネット１は機械角で60゜毎にＳ極・Ｎ極が交互に着磁
されている。またステータコイル基板２上には機械角90
゜のピッチでステータコイルL1・L2・L3・L4が配され、
各コイルの中心から外周へ向かう部分は機械角で60゜の
幅を有する。またロータマグネットの回転位置を検出し
コイルL1〜L4に通電するタイミングを制御するための第
１のホール素子H1及び第２のホール素子H2がそれぞれコ
イルL1とL2の中点，コイルL4とL1の中点に設けられてい
る。第９図にモータ駆動回路の一例を示す。第９図にお
いてAMP1・AMP2は差動アンプ,INV1〜INV4はインバータ,
AND1〜AND4はアンドゲート,H1・H2はホール素子,Tr1〜T
r8はトランジスタ,L1〜L4はステータコイル,R1〜R13は
抵抗,C1・C2はコンデンサを示す。ロータマグネット１
が第８図ａの矢印方向1aに回転している時、第９図中の
ホール素子H1の出力Ha1・Ha2及びホール素子H2の出力Hb
1・Hb2,AND1の出力AB,AND2の出力Ａ,AND3の出力B,A
ND4の出力の各波形は第10図に示したようになる。
ホール素子H1・H2の出力波形はロータマグネット１の１
組のＳ極,N極の区間で１周忌となる繰り返し波形で、ロ
ータマグネット１の回転角度120゜で１周期となる。以
後ロータマグネット１の回転角度120゜（機械角120゜）
を電気角360゜と定義する。またホール素子H1とホール
素子H2は機械角で90゜のピッチで取り付けられているた
め電気角で270゜すなわち90゜位相の異なる出力波形H
a1,Hb1が得られる。
Ha2,Hb2はそれぞれHa1,Hb1と逆相の信号となる。Ha1,Ha
2は差動アンプAMP1及びインバータINV1によって矩形波
Ａに波形整形され、Hb1,Hb2は差動アンプAMP2及びイン
ダータINV3によって矩形波Ｂに波形整形される。矩波形
Ａと矩形波Ｂは第10図に示すように電気角で90゜の位相
差を有しており、INV2よってＡの反転波形,INV4によ
ってＢの反転波形を得、アンドゲートAND1〜AND4によ
ってAB,A，B,を得ると、第10図に示したように
それぞれ電気角90゜の区間ハイレベルとなり、且つ周期
が電気角360゜のパルス波となり、→Ｂ→AB→Ａ
の順にそれぞれ位相が電気角で90゜ずつ遅れた波形を
得る事ができ、これらのパルス波によってコイルL1〜L4
への通電のタイミングを制御する。
2は差動アンプAMP1及びインバータINV1によって矩形波
Ａに波形整形され、Hb1,Hb2は差動アンプAMP2及びイン
ダータINV3によって矩形波Ｂに波形整形される。矩波形
Ａと矩形波Ｂは第10図に示すように電気角で90゜の位相
差を有しており、INV2よってＡの反転波形,INV4によ
ってＢの反転波形を得、アンドゲートAND1〜AND4によ
ってAB,A，B,を得ると、第10図に示したように
それぞれ電気角90゜の区間ハイレベルとなり、且つ周期
が電気角360゜のパルス波となり、→Ｂ→AB→Ａ
の順にそれぞれ位相が電気角で90゜ずつ遅れた波形を
得る事ができ、これらのパルス波によってコイルL1〜L4
への通電のタイミングを制御する。
出力がハイレベルとなる区間T1,出力Ｂがハイレ
ベルとなる区間をT2,出力ABがハイレベルとなる区間をT
3,出力Ａがハイレベルとなる区間をT4とすると、T1で
はTr1,Tr6がONとなりコイルL3→L1と電流が流れ、T2で
はTr3,Tr8がONとなりコイルL4→L2と電流が流れ、T3で
はTr2,Tr5がONとなりコイルL1→L3と電流が流れ、T4で
はTr4,Tr7がONとなりコイルL2→L4と電流が流れる。
ベルとなる区間をT2,出力ABがハイレベルとなる区間をT
3,出力Ａがハイレベルとなる区間をT4とすると、T1で
はTr1,Tr6がONとなりコイルL3→L1と電流が流れ、T2で
はTr3,Tr8がONとなりコイルL4→L2と電流が流れ、T3で
はTr2,Tr5がONとなりコイルL1→L3と電流が流れ、T4で
はTr4,Tr7がONとなりコイルL2→L4と電流が流れる。
次にモータのトルク発生の様子を説明する。第11図にお
いて、ロータマグネット１のNS交互の永久磁石によって
正弦波状の磁界が形成されている。各コイルL1,L2,L3,L
4はそれぞれ機械角60゜（すなわちＮまたはＳの永久磁
石の１個分の巾）にわたって巻装されている。そしてこ
れらのコイルL1,L2,L3,L4はそれぞれ機械角90゜の位相
差でも配置されている。ロータマグネット１が回転して
いる時のロータマグネット１とコイルL1,L2,L3,L4の相
対的な位置関係は第11図に示した通りである。T1ではL1
に流れる電流と磁束密度曲線B2,B3の積及びL3に流れる
電流と磁束密度曲線B5,B6の積でトルクが発生する。T2
ではL2に流れる電流と磁束密度曲線B1,B2の積及びL4に
流れる電流と磁束密度曲線B4,B5の積でトルクが発生す
る。T3ではL1に流れる電流と磁束密度曲線B3,B4の積及
びL3に流れる電流と磁束密度曲線B6,B1の積でトルクが
発生する。T4ではL2に流れる電流と磁束密度曲線B2,B3
の積及びL4に流れる電流と磁束密度曲線B5,B6の積でト
ルクが発生する。磁束密度曲線B1,B2,B3,B4,B5,B6の波
形は同一波形であるため、コイルL1,L2,L3,L4を流れる
電流値が一定ならば、ロータマグネット１の１回転当り
のトルク変動は第12図に示すように１周期が回転角度
（機械角）30゜となる繰り返し波形となる。
いて、ロータマグネット１のNS交互の永久磁石によって
正弦波状の磁界が形成されている。各コイルL1,L2,L3,L
4はそれぞれ機械角60゜（すなわちＮまたはＳの永久磁
石の１個分の巾）にわたって巻装されている。そしてこ
れらのコイルL1,L2,L3,L4はそれぞれ機械角90゜の位相
差でも配置されている。ロータマグネット１が回転して
いる時のロータマグネット１とコイルL1,L2,L3,L4の相
対的な位置関係は第11図に示した通りである。T1ではL1
に流れる電流と磁束密度曲線B2,B3の積及びL3に流れる
電流と磁束密度曲線B5,B6の積でトルクが発生する。T2
ではL2に流れる電流と磁束密度曲線B1,B2の積及びL4に
流れる電流と磁束密度曲線B4,B5の積でトルクが発生す
る。T3ではL1に流れる電流と磁束密度曲線B3,B4の積及
びL3に流れる電流と磁束密度曲線B6,B1の積でトルクが
発生する。T4ではL2に流れる電流と磁束密度曲線B2,B3
の積及びL4に流れる電流と磁束密度曲線B5,B6の積でト
ルクが発生する。磁束密度曲線B1,B2,B3,B4,B5,B6の波
形は同一波形であるため、コイルL1,L2,L3,L4を流れる
電流値が一定ならば、ロータマグネット１の１回転当り
のトルク変動は第12図に示すように１周期が回転角度
（機械角）30゜となる繰り返し波形となる。
以下本発明の一実施例の説明を行なう。
第１図に本発明の一実施例の概略構成図を示す。３は本
発明を用いてトルク変動低減を行なおうとするモータで
第８図ａに示したロータマグネット１を有し、かつ同図
ｂに示したステータコイルを有する４コイル・６極着磁
の電子整流子モータで２相全波駆動するものとする。４
は外部駆動用モータによりモータ３の回転軸に回転力を
加えられたときに、モータ３を構成する各ステータコイ
ルに発生する逆起電圧波形を測定する逆起電圧波形測定
装置である。５は逆起電圧波形測定装置４で測定された
逆起電圧値をもとにモータ３の回転角に対応してトルク
変動補正データを演算作成するトルク変動補正データ演
算装置である。トルク変動補正データ書き込み装置６は
トルク変動補正データ演算装置５で得られたトルク変動
補正データをモータ回転制御装置７の記憶装置に書き込
む。本発明の一実施例であるモータのトルク変動低減装
置８は以上の逆起電圧波形測定装置４・トルク変動補正
データ演算装置５・トルク変動補正データ書き込み装置
６・及びモータ回転制御装置７より構成される。
発明を用いてトルク変動低減を行なおうとするモータで
第８図ａに示したロータマグネット１を有し、かつ同図
ｂに示したステータコイルを有する４コイル・６極着磁
の電子整流子モータで２相全波駆動するものとする。４
は外部駆動用モータによりモータ３の回転軸に回転力を
加えられたときに、モータ３を構成する各ステータコイ
ルに発生する逆起電圧波形を測定する逆起電圧波形測定
装置である。５は逆起電圧波形測定装置４で測定された
逆起電圧値をもとにモータ３の回転角に対応してトルク
変動補正データを演算作成するトルク変動補正データ演
算装置である。トルク変動補正データ書き込み装置６は
トルク変動補正データ演算装置５で得られたトルク変動
補正データをモータ回転制御装置７の記憶装置に書き込
む。本発明の一実施例であるモータのトルク変動低減装
置８は以上の逆起電圧波形測定装置４・トルク変動補正
データ演算装置５・トルク変動補正データ書き込み装置
６・及びモータ回転制御装置７より構成される。
ここでまず逆起電圧波形測定装置４を第２図〜第５図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第２図はモータ３を外部駆動用モータ９を用いて定速回
転させる装置で、外部駆動用モータ９の回転軸10及びモ
ータ３の回転軸12にはそれぞれブーリー11,13が固定さ
れており、ブーリー11とブーリー13の間にはゴムベルト
14が掛けられており、外部駆動用モータ９が回転すれば
ブーリー11,ゴムベルト14,ブーリー13を通じてモータ３
が回転する。この時モータ３のコイルには駆動電流を流
さない。外部駆動用モータ９は一定回転数で回転するよ
うに制御されており、よってモータ３も一定回転数で回
転する。モータ３が回転し、ロータマグネット１の磁界
がステータコイルL1,L2,L3,L4を横切るため、ステータ
コイルL1,L2,L3,L4には逆起電圧が発生する。
転させる装置で、外部駆動用モータ９の回転軸10及びモ
ータ３の回転軸12にはそれぞれブーリー11,13が固定さ
れており、ブーリー11とブーリー13の間にはゴムベルト
14が掛けられており、外部駆動用モータ９が回転すれば
ブーリー11,ゴムベルト14,ブーリー13を通じてモータ３
が回転する。この時モータ３のコイルには駆動電流を流
さない。外部駆動用モータ９は一定回転数で回転するよ
うに制御されており、よってモータ３も一定回転数で回
転する。モータ３が回転し、ロータマグネット１の磁界
がステータコイルL1,L2,L3,L4を横切るため、ステータ
コイルL1,L2,L3,L4には逆起電圧が発生する。
第３図はステータコイルL1,L2,L3,L4に発生する逆起電
圧波形と通電切換信号よりトルク変動波形を得る回路の
電気回路図を示す。オペアンプAMP3及び抵抗R14,R15よ
り成る増幅回路によりステータコイルL1,L3に発生する
逆起電圧を増幅して逆起電圧信号OUT2を得る。オペアン
プAMP5及び抵抗R18,R19,R20より成る反転回路によりOUT
2の反転信号OUT1を得る。
圧波形と通電切換信号よりトルク変動波形を得る回路の
電気回路図を示す。オペアンプAMP3及び抵抗R14,R15よ
り成る増幅回路によりステータコイルL1,L3に発生する
逆起電圧を増幅して逆起電圧信号OUT2を得る。オペアン
プAMP5及び抵抗R18,R19,R20より成る反転回路によりOUT
2の反転信号OUT1を得る。
同様にオペアンプAMP4及び抵抗R16,R17より成る増幅回
路によりステータコイルL2,L4に発生する逆起電圧を増
幅して逆起電圧信号OUT4を得る。オペアンプAMP6及び抵
抗R21,R22,R23より成る反転回路によりOUT4の反転信号O
UT3を得る。
路によりステータコイルL2,L4に発生する逆起電圧を増
幅して逆起電圧信号OUT4を得る。オペアンプAMP6及び抵
抗R21,R22,R23より成る反転回路によりOUT4の反転信号O
UT3を得る。
15は第９図に示した通電切換信号発生回路で、ホール素
子H1,H2の出力Ha1,Ha2,Hb1,Hb2からステータコイルへの
通電指令信号AB,,A，Ｂを得る。
子H1,H2の出力Ha1,Ha2,Hb1,Hb2からステータコイルへの
通電指令信号AB,,A，Ｂを得る。
逆起電圧信号のOUT1,OUT2,OUT3,OUT4及び通電指令信号A
B,,A，Ｂの波形及びタイミングは第４図に示す
ものとなる。第３図において16〜19はアナログスイッチ
で第１のアナログスイッチ16の入力端子には逆起電圧信
号OUT1が入力され、コントロール端子には通電指令信号
が入力され、通電指令信号がHighの期間だけ逆
起電圧信号OUT1が出力端子に出力される。第２のアナロ
グスイッチ17の入力端子には逆起電圧信号OUT2が入力さ
れ、コントロール端子には通電指令信号ABが入力され、
通電指令信号ABがHighの期間だけ逆起電圧信号OUT2が出
力端子に出力される。第３のアナログスイッチ18の入力
端子には逆起電圧信号OUT3が入力され、コントロール端
子には通電指令信号Ａが入力され、通電指令信号Ａ
がHighの期間だけ逆起電圧信号OUT3が出力端子に出力さ
れる。第４のアナログスイッチ19の入力端子には逆起電
圧信号OUT4が入力され、コントロール端子には通電指令
信号Ａが入力され、通電指令信号ＡがHighの期間だ
け逆起電圧信号OUT4が出力端子に出力される。よって第
１のアナログスイッチ16の出力，第２のアナログスイッ
チ17の出力，第３のアナログスイッチ18の出力，第４の
アナログスイッチ19の出力をまとめてなる逆起電圧信号
OUT5は第４図に示したようになり、第12図に示したトル
ク波形と同じ波形が得られる。
B,,A，Ｂの波形及びタイミングは第４図に示す
ものとなる。第３図において16〜19はアナログスイッチ
で第１のアナログスイッチ16の入力端子には逆起電圧信
号OUT1が入力され、コントロール端子には通電指令信号
が入力され、通電指令信号がHighの期間だけ逆
起電圧信号OUT1が出力端子に出力される。第２のアナロ
グスイッチ17の入力端子には逆起電圧信号OUT2が入力さ
れ、コントロール端子には通電指令信号ABが入力され、
通電指令信号ABがHighの期間だけ逆起電圧信号OUT2が出
力端子に出力される。第３のアナログスイッチ18の入力
端子には逆起電圧信号OUT3が入力され、コントロール端
子には通電指令信号Ａが入力され、通電指令信号Ａ
がHighの期間だけ逆起電圧信号OUT3が出力端子に出力さ
れる。第４のアナログスイッチ19の入力端子には逆起電
圧信号OUT4が入力され、コントロール端子には通電指令
信号Ａが入力され、通電指令信号ＡがHighの期間だ
け逆起電圧信号OUT4が出力端子に出力される。よって第
１のアナログスイッチ16の出力，第２のアナログスイッ
チ17の出力，第３のアナログスイッチ18の出力，第４の
アナログスイッチ19の出力をまとめてなる逆起電圧信号
OUT5は第４図に示したようになり、第12図に示したトル
ク波形と同じ波形が得られる。
ここでトルクと逆起電圧との関係について説明する。第
５図ａはステータコイル基板の中心Ｏから半径方向に配
されたステータコイルの一部である電線21を示し、電流
ｉが流れている。ここで電線21の一部である流さdrの小
片20に働く力はこの位置の磁速密度はロータマグネット
の回転位置θにより変化するのでＢ（θ）とすると dF＝Ｂ（θ）idr ……（１） となる。よって中心Ｏから半径ｒの位置にある小片20の
回転モーメントdTは dT＝dF・ｒ ＝Ｂ（θ）idr・ｒ ……（２） となる。よって半径r1からr2の位置にある電線21が発生
するトルクは となる。
５図ａはステータコイル基板の中心Ｏから半径方向に配
されたステータコイルの一部である電線21を示し、電流
ｉが流れている。ここで電線21の一部である流さdrの小
片20に働く力はこの位置の磁速密度はロータマグネット
の回転位置θにより変化するのでＢ（θ）とすると dF＝Ｂ（θ）idr ……（１） となる。よって中心Ｏから半径ｒの位置にある小片20の
回転モーメントdTは dT＝dF・ｒ ＝Ｂ（θ）idr・ｒ ……（２） となる。よって半径r1からr2の位置にある電線21が発生
するトルクは となる。
同様第５図ｂは速度ｖで回転している電線21の小片20に
発生する逆起電圧を求めるための図である。長さdrの小
片20に発生する逆起電圧dEはこの部分の磁速密度がＢ
（θ）であるので dE＝Ｂ（θ）・dr・ｖ ……（４） ここで角速度をωとすると ｖ＝ｒ・ω ……（５） となり式（４）に代入すると dE＝Ｂ（θ）・ω・rdr ……（６） となる。よって半径r1からr2の位置にある電線21に発生
する逆起電圧は、 となる。
発生する逆起電圧を求めるための図である。長さdrの小
片20に発生する逆起電圧dEはこの部分の磁速密度がＢ
（θ）であるので dE＝Ｂ（θ）・dr・ｖ ……（４） ここで角速度をωとすると ｖ＝ｒ・ω ……（５） となり式（４）に代入すると dE＝Ｂ（θ）・ω・rdr ……（６） となる。よって半径r1からr2の位置にある電線21に発生
する逆起電圧は、 となる。
式（３）と式（７）を比較するとｉが一定電流でωが一
定角速度であれば、トルク及び逆起電圧はＢ（θ）に比
例したものとなるので、モータの１回転の逆起電圧の変
動を測定すればモータの１回転のトルク変動を求めるこ
とができる。
定角速度であれば、トルク及び逆起電圧はＢ（θ）に比
例したものとなるので、モータの１回転の逆起電圧の変
動を測定すればモータの１回転のトルク変動を求めるこ
とができる。
よって第４図に示した逆起電力波形OUT5は第12図に示し
たトルク波形と同じものであり、第２図及び第３図に示
した逆起電圧波形測定装置４によってモータ３のトルク
変動波形を測定できることがわかる。
たトルク波形と同じものであり、第２図及び第３図に示
した逆起電圧波形測定装置４によってモータ３のトルク
変動波形を測定できることがわかる。
次にモータ回転制御装置７を第６図及び第７図を用いて
説明する。
説明する。
第６図にモータ回転制御装置の概略構成図を示す。モー
タ３の回転軸12にはスリットSLiT1,SLiT2を有す回転板R
1が固定されている。回転板R1を挟んで回転速度検出用
の発行素子LED1と受光素子P1が配され、同様回転位置検
出用の発光素子LED2と受光素子P2が配されている。
タ３の回転軸12にはスリットSLiT1,SLiT2を有す回転板R
1が固定されている。回転板R1を挟んで回転速度検出用
の発行素子LED1と受光素子P1が配され、同様回転位置検
出用の発光素子LED2と受光素子P2が配されている。
スリットSLiT1は回転板R1の外周部に等ピッチで全周に
渡り数百個配され、その数はN1である。スリットSLiT1,
発光素子LED1,受光素子P1から成る回転速度検出手段か
ら発生される信号は波形整形回路22によって矩形波に波
形整形され、ロータマグネット１の１回転当りN1個のパ
ルスを有する回転速度検出信号28となる。またスリット
SLiT2は回転板R1の内周部にスリット１つだけ有し、ス
リット2,発光素子LED2,受光素子P2から成る回転位置検
出手段から発生される信号は波形整形回路23によって矩
形波に波形整形され、ロータマグネット１の１回転当り
１パルスの回転位置検出信号29となる。回転角検出手段
はカウンタ24で構成され、回転位置検出信号29のパルス
波の立上りでリセットされ、回転速度検出信号28のパル
ス数をカウントすることにより、ロータマグネット１の
回転角を検出する。
渡り数百個配され、その数はN1である。スリットSLiT1,
発光素子LED1,受光素子P1から成る回転速度検出手段か
ら発生される信号は波形整形回路22によって矩形波に波
形整形され、ロータマグネット１の１回転当りN1個のパ
ルスを有する回転速度検出信号28となる。またスリット
SLiT2は回転板R1の内周部にスリット１つだけ有し、ス
リット2,発光素子LED2,受光素子P2から成る回転位置検
出手段から発生される信号は波形整形回路23によって矩
形波に波形整形され、ロータマグネット１の１回転当り
１パルスの回転位置検出信号29となる。回転角検出手段
はカウンタ24で構成され、回転位置検出信号29のパルス
波の立上りでリセットされ、回転速度検出信号28のパル
ス数をカウントすることにより、ロータマグネット１の
回転角を検出する。
記憶手段25はロータマグネット１の回転角に対応したト
ルク変動補正データを記憶しており、カウンタ24から得
られる回転角検出信号S1でアドレス指定された番地のト
ルク変動補正データS2を出力する。
ルク変動補正データを記憶しており、カウンタ24から得
られる回転角検出信号S1でアドレス指定された番地のト
ルク変動補正データS2を出力する。
利得制御回路26はモータ３の回転制御を行なうモータ制
御信号S3を増幅あるいは減衰させる回路であって、記憶
手段25から出力されるトルク変動補正データS2によりそ
の利得が制御される。
御信号S3を増幅あるいは減衰させる回路であって、記憶
手段25から出力されるトルク変動補正データS2によりそ
の利得が制御される。
第７図にモータ回転制御装置７を用いてトルク変動補正
を行なう様子を示す。
を行なう様子を示す。
第７図ａに示したトルク波形においてモータ３の回転角
がθのときのトルクの値をT1（θ）で表わすと、 T1（θ）＝K1・Ｂ（θ）・IM・ｌ ……（８） （ただし、IM:モータ駆動電流,l:トルク発生に有効なス
テータコイル長） となる（ただし０゜≦θ≦360゜）。
がθのときのトルクの値をT1（θ）で表わすと、 T1（θ）＝K1・Ｂ（θ）・IM・ｌ ……（８） （ただし、IM:モータ駆動電流,l:トルク発生に有効なス
テータコイル長） となる（ただし０゜≦θ≦360゜）。
式（８）において回転角θによって変化するものは第11
図に示すように磁束密度Ｂ（θ）である。これに対して
回転角θに対応したトルク変動補正データをDC（θ）と
し となるDC（θ）をトルク変動補正データ演算装置５で求
め、その値をトルク変動補正データ書き込み装置６を用
いて記憶手段25に書き込む。
図に示すように磁束密度Ｂ（θ）である。これに対して
回転角θに対応したトルク変動補正データをDC（θ）と
し となるDC（θ）をトルク変動補正データ演算装置５で求
め、その値をトルク変動補正データ書き込み装置６を用
いて記憶手段25に書き込む。
利得制御回路26において、記憶手段25から得られるトル
ク変動補正信号S2によりモータ制御信号S3で決まるモー
タ駆動電流Iaを回転角θに対応した値IM（θ）に変換す
ると となる。
ク変動補正信号S2によりモータ制御信号S3で決まるモー
タ駆動電流Iaを回転角θに対応した値IM（θ）に変換す
ると となる。
よって回転角θにおける補正後トルクの値TC（θ）は となり、回転角θに関係なく一定となり、トルク変動を
低減することができる。
低減することができる。
本実施例ではトルク変動補正データを記憶する記憶手段
25としてROM（Read Only Memory）を用いるので、実際
のトルク変動補正データは第７図ｃに示すように離散デ
ータとなる。第７図ｂは回転速度検出信号28を示す。第
７図ｄは回転位置検出信号29を示す。カウンタ24は回転
位置検出信号29のパルス波の立上りで計数値が０にリセ
ットされ、ROMの０番地のデータがトルク，変動補正信
号S2となり、カウンタ24に回転速度検出信号28のパルス
が入力される毎にカウンタ24の計数値が１ずつ増加し、
該計数値S1に対応したアドレスのROMの内容がトルク変
動補正信号S2として出力される。回転速度検出信号28は
モータ１回転当りN1個のパルスを有し、よってカウンタ
は０から（N1−１）まで計数する。同時にROMで構成さ
れる記憶手段25の０番地から（N1−１）番地にモータ３
の１回転分のトルク変動補正データが書きこまれてい
る。カウンタ24の計数値が０となる位置をモータ３の回
転角０゜とするとROMのＭ番地（Ｍは０≦Ｍ≦（N1−
１）なる整数）に書き込まれているトルク変動補正デー
タDRC（Ｍ）は となる。これらの計算はトルク変動補正データ演算装置
５で行ない、ROMの０番地から（１−１）番地にデータ
を書き込むのはトルク変動補正データ書き込み装置６で
行なう。
25としてROM（Read Only Memory）を用いるので、実際
のトルク変動補正データは第７図ｃに示すように離散デ
ータとなる。第７図ｂは回転速度検出信号28を示す。第
７図ｄは回転位置検出信号29を示す。カウンタ24は回転
位置検出信号29のパルス波の立上りで計数値が０にリセ
ットされ、ROMの０番地のデータがトルク，変動補正信
号S2となり、カウンタ24に回転速度検出信号28のパルス
が入力される毎にカウンタ24の計数値が１ずつ増加し、
該計数値S1に対応したアドレスのROMの内容がトルク変
動補正信号S2として出力される。回転速度検出信号28は
モータ１回転当りN1個のパルスを有し、よってカウンタ
は０から（N1−１）まで計数する。同時にROMで構成さ
れる記憶手段25の０番地から（N1−１）番地にモータ３
の１回転分のトルク変動補正データが書きこまれてい
る。カウンタ24の計数値が０となる位置をモータ３の回
転角０゜とするとROMのＭ番地（Ｍは０≦Ｍ≦（N1−
１）なる整数）に書き込まれているトルク変動補正デー
タDRC（Ｍ）は となる。これらの計算はトルク変動補正データ演算装置
５で行ない、ROMの０番地から（１−１）番地にデータ
を書き込むのはトルク変動補正データ書き込み装置６で
行なう。
逆起電圧波形測定装置４で得られるトルク波形はデジタ
ルメモリに取り入れられた後、計算機等で実現できるト
ルク変動補正データ演算装置５によって補正データが作
成され、その後ROMライター等で実現できるトルク変動
補正データ書き込み装置６によってROMを作るのだが、
それら一連の処理に要する時間はほぼリアルタイムであ
り、また個々のモータについて簡単に処理を行なえるた
め、任意のモータに最適なトルク変動補正データを簡単
に得ることができ、また著しいトルク変動低減効果を得
られるため、有効である。
ルメモリに取り入れられた後、計算機等で実現できるト
ルク変動補正データ演算装置５によって補正データが作
成され、その後ROMライター等で実現できるトルク変動
補正データ書き込み装置６によってROMを作るのだが、
それら一連の処理に要する時間はほぼリアルタイムであ
り、また個々のモータについて簡単に処理を行なえるた
め、任意のモータに最適なトルク変動補正データを簡単
に得ることができ、また著しいトルク変動低減効果を得
られるため、有効である。
また記憶手段にヒューズROMを使うことにより第６図に
示した波形整形回路22,23,カウンタ24,記憶手段25,利得
制御回路26,モータ駆動回路27を１つの集積回路チップ
内に構成する事ができ、第１図に示すモータ回転制御装
置７を簡単に実現する事ができる。
示した波形整形回路22,23,カウンタ24,記憶手段25,利得
制御回路26,モータ駆動回路27を１つの集積回路チップ
内に構成する事ができ、第１図に示すモータ回転制御装
置７を簡単に実現する事ができる。
発明の効果 （１） モータ、特に電子整流子モータを小型軽量化
し、かつ回転速度を低速化した場合のモータの回転むら
を低減し、安定した回転性能を実現できる。
し、かつ回転速度を低速化した場合のモータの回転むら
を低減し、安定した回転性能を実現できる。
（２） 簡単な装置でモータのトルク変動を測定するこ
とができるため、非常に効果あるトルク変動補正データ
を得ることができる。
とができるため、非常に効果あるトルク変動補正データ
を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例であるモータのトルク変動低
減装置の概略構成図、第２図は逆起電圧波形測定装置の
概略構成図、第３図は同じく逆起電圧波形測定装置のブ
ロック図、第４図，第５図は逆起電圧波形測定装置の動
作を説明するための補助図、第６図はモータ回転制御装
置のブロック図、第７図はモータ回転制御装置の動作を
説明するための波形図、第８図ａは４コイル６極着磁の
電子整流モータのロータマグネットの平面図、同図ｂは
同ステータコイル基板の平面図、第９図は第１図に示し
た電子整流子モータの駆動回路の一例を示す電気回路
図、第10図は第９図図に示した駆動回路の動作を説明す
るための補助図、第11図，第12図はモータのトルク変動
の様子を説明するための補助図である。 １……ロータマグネット、２……ステータコイル基板、
３……電子整流子モータ、４……逆起電圧波形測定装
置、５……トルク変動補正データ演算装置、６……トル
ク変動補正データ書き込み装置、７……モータ回転制御
装置、８……モータのトルク変動低減装置、15……通電
切換信号発生回路、22,23……波形整形回路、24……カ
ウンタ、25……記憶手段、26……利得制御装置、28……
回転速度検出信号、29……回転位置検出信号。
減装置の概略構成図、第２図は逆起電圧波形測定装置の
概略構成図、第３図は同じく逆起電圧波形測定装置のブ
ロック図、第４図，第５図は逆起電圧波形測定装置の動
作を説明するための補助図、第６図はモータ回転制御装
置のブロック図、第７図はモータ回転制御装置の動作を
説明するための波形図、第８図ａは４コイル６極着磁の
電子整流モータのロータマグネットの平面図、同図ｂは
同ステータコイル基板の平面図、第９図は第１図に示し
た電子整流子モータの駆動回路の一例を示す電気回路
図、第10図は第９図図に示した駆動回路の動作を説明す
るための補助図、第11図，第12図はモータのトルク変動
の様子を説明するための補助図である。 １……ロータマグネット、２……ステータコイル基板、
３……電子整流子モータ、４……逆起電圧波形測定装
置、５……トルク変動補正データ演算装置、６……トル
ク変動補正データ書き込み装置、７……モータ回転制御
装置、８……モータのトルク変動低減装置、15……通電
切換信号発生回路、22,23……波形整形回路、24……カ
ウンタ、25……記憶手段、26……利得制御装置、28……
回転速度検出信号、29……回転位置検出信号。
Claims (1)
- 【請求項１】電子整流子モータの逆起電圧波形を測定す
る手段と、前記逆起電圧波形測定手段から出力される逆
起電圧値を被測定モータの１回転当り複数ポイントでサ
ンプリングし、モータ回転角θ１のときの逆起電圧値Ｔ
（θ１）をもとにトルク変動補正データK/T（θ１）を
演算作成するトルク変動補正データ演算手段と、トルク
変動補正データ演算手段から出力されたトルク変動補正
データK/T（θ１）をモータ回転角θ１に対応した記憶
手段のアドレスに書き込むトルク変動補正データ書き込
み手段と、前記記憶手段に書き込まれたトルク変動補正
データによりモータ駆動電流を制御するモータ回転制御
手段を有し、前記電子整流子モータの逆起電圧波形測定
手段は、一定回転で回転する外部駆動用モータと、前記
外部駆動用モータの回転力を前記被測定モータに伝達す
る伝達部材と、前記外部駆動用モータを一定回転で回転
させるための制御回路と、前記被測定モータを構成する
ステータコイルに対するロータマグネットの回転位置を
検出してステータコイルの通電を切り換える通電切換信
号を発生する通電切換信号発生回路と、前記ステータコ
イルに発生する逆起電圧波形を反転増幅する反転増幅回
路と、前記ステータコイルに発生する逆起電圧波形ある
いは前記反転増幅回路から出力される反転逆起電圧波形
のうち前記通電切換信号発生回路から出力される通電切
換信号をもとに前記電子整流子モータが回転トルクを発
生すべく通電切換が行なわれる所定の前記ステータコイ
ルに発生する逆起電圧波形あるいは反転逆起電圧波形を
選択して出力するゲート回路からなり、前記通電切換信
号発生回路から出力される通電切換信号をもとに通電切
換される所定のコイルに発生しかつ通電方向および通電
期間に対応したモータ１回転当りの逆起電圧波形を発生
するとともに、前記モータ回転制御手段は、モータの回
転角θ２を検出し、その回転角θ２に対応した回転角検
出信号を出力する回転角検出手段と、前記トルク変動補
正データを記憶した前記記憶手段と、モータの回転制御
を行なう制御信号を増幅もしくは減衰させる回路であっ
て前記記憶手段から前記回転角検出信号に対応して出力
されたトルク変動補正データによりその利得が制御され
る利得制御手段から成ることを特徴とするモータのトル
ク変動低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086469A JPH07106075B2 (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | モ−タのトルク変動低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086469A JPH07106075B2 (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | モ−タのトルク変動低減装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62244293A JPS62244293A (ja) | 1987-10-24 |
| JPH07106075B2 true JPH07106075B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=13887817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61086469A Expired - Fee Related JPH07106075B2 (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | モ−タのトルク変動低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106075B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165983A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転体の回転制御装置 |
| JPH0632586B2 (ja) * | 1983-04-20 | 1994-04-27 | ソニー株式会社 | ３相直流モータ |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP61086469A patent/JPH07106075B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62244293A (ja) | 1987-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |