JPH084397B2 - モータ駆動装置 - Google Patents
モータ駆動装置Info
- Publication number
- JPH084397B2 JPH084397B2 JP63299805A JP29980588A JPH084397B2 JP H084397 B2 JPH084397 B2 JP H084397B2 JP 63299805 A JP63299805 A JP 63299805A JP 29980588 A JP29980588 A JP 29980588A JP H084397 B2 JPH084397 B2 JP H084397B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はモータ駆動装置、詳しくは、半導体集積回路
を用い、高出力、大電流を得、装置の安全性をも保障す
る電流制限付きモータ駆動装置に関するものである。
を用い、高出力、大電流を得、装置の安全性をも保障す
る電流制限付きモータ駆動装置に関するものである。
従来の技術 従来、この種の電流制限付モータ駆動装置は第３図に
示すような回路構成をもったものであった。
示すような回路構成をもったものであった。
第３図において、１は電力増幅器、２はコンパレー
タ、３は誤差増幅器、４は発振器、５は電流検出器、６
は電流制限用ヒステリシスコンパレータ、７はトルク指
令入力端子、８は論理積回路、９はモータ巻線、Rcsは
電流検出抵抗、Ra,Rf,Rcfは誤差増幅器３のゲイン設定
用抵抗、D1又はD2はモータ電流を還流させるフライホイ
ールダイオードである。ここでは簡単に単相モータの場
合を想定している。
タ、３は誤差増幅器、４は発振器、５は電流検出器、６
は電流制限用ヒステリシスコンパレータ、７はトルク指
令入力端子、８は論理積回路、９はモータ巻線、Rcsは
電流検出抵抗、Ra,Rf,Rcfは誤差増幅器３のゲイン設定
用抵抗、D1又はD2はモータ電流を還流させるフライホイ
ールダイオードである。ここでは簡単に単相モータの場
合を想定している。
第４図はモータ回転時のトルク指令信号と各部の電圧
との関係を示したもので、第５図は電流制限時のモータ
電流と各部の電圧との関係を示したものである。
との関係を示したもので、第５図は電流制限時のモータ
電流と各部の電圧との関係を示したものである。
フライホイールダイオードD1又はD2は、電力増幅器１
が電流シンク型の時はD1,電流ソース型の時はD2という
ように、電力増幅器１にふさわしい配置にする。
が電流シンク型の時はD1,電流ソース型の時はD2という
ように、電力増幅器１にふさわしい配置にする。
以下、発振器４として、三角波発振器を用いた場合を
第４図及び第５図を用いて説明する。
第４図及び第５図を用いて説明する。
まず、モータを回転させるために、トルク指令入力端
子７に、トルク指令信号を第４図ａのように加える。す
ると、モータ電流が第４図ａのように発生するが、これ
を電流検出器５により増幅し、モータ電流に比例した出
力電圧を得る。この電圧と前記トルク指令信号との誤差
分が第４図ａの斜線部となる。この誤差分を誤差増幅器
３により増幅し、第４図ｂのような誤差電圧を得る。こ
の誤差電圧と第４図ｃで示される発振器４の三角波発振
の振幅電圧とを、コンパレータ２により比較し、第４図
ｄのコンパレータ出力を得る。
子７に、トルク指令信号を第４図ａのように加える。す
ると、モータ電流が第４図ａのように発生するが、これ
を電流検出器５により増幅し、モータ電流に比例した出
力電圧を得る。この電圧と前記トルク指令信号との誤差
分が第４図ａの斜線部となる。この誤差分を誤差増幅器
３により増幅し、第４図ｂのような誤差電圧を得る。こ
の誤差電圧と第４図ｃで示される発振器４の三角波発振
の振幅電圧とを、コンパレータ２により比較し、第４図
ｄのコンパレータ出力を得る。
このコンパレータ出力は電力増幅器１により電力増幅
され、モータ巻線に電流を流す。その制御は、第４図の
コンパレータ出力の高い方のレベル“H"で、モータ巻線
の通電を行ない、低い方のレベル“L"でモータ巻線の非
通電を行なうといったいわゆるパルス幅変調（以下、PW
Mと略する）方式を行ない、モータ電流を制御する。
され、モータ巻線に電流を流す。その制御は、第４図の
コンパレータ出力の高い方のレベル“H"で、モータ巻線
の通電を行ない、低い方のレベル“L"でモータ巻線の非
通電を行なうといったいわゆるパルス幅変調（以下、PW
Mと略する）方式を行ない、モータ電流を制御する。
ここで、モータ電流が第５図ａに示すようにある電流
値IMCH以上になると、電流検出器５の出力電圧は電流制
限用ヒステリシスコンパレータ６（以下、ヒスコンパレ
ータと略す）の電流制限レベルVCL以上の電圧になり、
前記ヒスコンパレータ６から第５図ｂのような信号が出
力される。この信号により第５図ｃのように電力増幅器
１を遮断しモータ電流を減少させる。
値IMCH以上になると、電流検出器５の出力電圧は電流制
限用ヒステリシスコンパレータ６（以下、ヒスコンパレ
ータと略す）の電流制限レベルVCL以上の電圧になり、
前記ヒスコンパレータ６から第５図ｂのような信号が出
力される。この信号により第５図ｃのように電力増幅器
１を遮断しモータ電流を減少させる。
モータ電流がある電流値IMCL以下になると、前記ヒス
コンパレータ６は電力増幅器１が再び動作するような信
号を出し、モータ電流が流れはじめるといったモータ電
流の電流制限を行なう構成であった。
コンパレータ６は電力増幅器１が再び動作するような信
号を出し、モータ電流が流れはじめるといったモータ電
流の電流制限を行なう構成であった。
発明が解決しようとする課題 このような従来の構成では、電流制限の動作と解除
が、モータ巻線のインダクタンス成分Lmや、抵抗成分Rm
と、ヒスコンパレータ６のヒステリシス幅ΔVCLによ
り、一義的に決まってしまう。
が、モータ巻線のインダクタンス成分Lmや、抵抗成分Rm
と、ヒスコンパレータ６のヒステリシス幅ΔVCLによ
り、一義的に決まってしまう。
これは、モータ巻線のインダクタンス成分Lmと抵抗成
分Rmにより、モータ電流に遅れが生じ、第５図ａのよう
に、ヒスコンパレータ６のヒステリシス幅ΔVCLの間
で、通電、非通電を繰返す。
分Rmにより、モータ電流に遅れが生じ、第５図ａのよう
に、ヒスコンパレータ６のヒステリシス幅ΔVCLの間
で、通電、非通電を繰返す。
この繰返しの周期をtCLとすると tCL＝ｋ・ΔVCL・Rm/Lm ……第１式 但し、ｋは比例定数 第１式の関係式を得る。
この繰返しの周波数成分は、モータ巻線を通じ外部へ
の不要輻射となり、モータ駆動装置の周辺に悪影響をお
よぼすといった問題点があった。
の不要輻射となり、モータ駆動装置の周辺に悪影響をお
よぼすといった問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するもので、前記
の不要輻射を容易に対策することが可能となりモータの
高出力、大電流の駆動を可能とし、装置自身の安全性も
保障する電流制限機能をもったモータ駆動装置を提供す
るものである。
の不要輻射を容易に対策することが可能となりモータの
高出力、大電流の駆動を可能とし、装置自身の安全性も
保障する電流制限機能をもったモータ駆動装置を提供す
るものである。
課題を解決するための手段 この問題点を解決するために、本発明は、モータ電流
をあらかじめ設定されたレベルに制限するためのヒステ
リシスを持った第２のコンパレータに、そのヒステリシ
スを解除するための手段を有し、前記解除手段は、発振
器の出力と結合し、その出力と、モータ巻線のデューテ
ィを決定する第１のコンパレータの出力との論理積信号
を電力増幅器に結合させたものである。
をあらかじめ設定されたレベルに制限するためのヒステ
リシスを持った第２のコンパレータに、そのヒステリシ
スを解除するための手段を有し、前記解除手段は、発振
器の出力と結合し、その出力と、モータ巻線のデューテ
ィを決定する第１のコンパレータの出力との論理積信号
を電力増幅器に結合させたものである。
作用 この構成により、モータ電流が増加し、電流制限用の
ヒステリシスを持った第２のコンパレータの出力によ
り、電力増幅器の出力が遮断されても、発振器の出力を
利用し、前記第２のコンパレータのヒステリシスがヒス
テリシスを解除するための手段により解除されるため、
電流制限の解除は、発振器の発振周波数に同期すること
となる。
ヒステリシスを持った第２のコンパレータの出力によ
り、電力増幅器の出力が遮断されても、発振器の出力を
利用し、前記第２のコンパレータのヒステリシスがヒス
テリシスを解除するための手段により解除されるため、
電流制限の解除は、発振器の発振周波数に同期すること
となる。
実施例 第１図は本発明の一実施例モータ駆動装置の回路図で
ある。ここでは簡単な単相モータの例を示している。
ある。ここでは簡単な単相モータの例を示している。
第１図において、１は電力増幅器、２はコンパレー
タ、３は誤差増幅器、４は発振器、５は電流検出器、６
は電流制限用ヒステリシスコンパレータ、７はトルク指
令入力端子、８は論理積回路、９はモータ巻線、10はヒ
ステリシス解除手段、Rcsは電流検出抵抗、Ra,Rf,Rcfは
誤差増幅器３のゲイン設定抵抗、VCLは電流制限レベ
ル、VMはモータ電圧、D1又はD2はモータ電流を還流させ
るフライホイールダイオードである。
タ、３は誤差増幅器、４は発振器、５は電流検出器、６
は電流制限用ヒステリシスコンパレータ、７はトルク指
令入力端子、８は論理積回路、９はモータ巻線、10はヒ
ステリシス解除手段、Rcsは電流検出抵抗、Ra,Rf,Rcfは
誤差増幅器３のゲイン設定抵抗、VCLは電流制限レベ
ル、VMはモータ電圧、D1又はD2はモータ電流を還流させ
るフライホイールダイオードである。
第２図は電流制限時のモータ電流と各部の電圧との関
係を示したものである。
係を示したものである。
フライホイールダイオードD1又はD2は、電力増幅器１
が、電流シンク型の時はD1、電流ソース型の時はD2とい
うように、電力増幅器１にふさわしい配置にする。
が、電流シンク型の時はD1、電流ソース型の時はD2とい
うように、電力増幅器１にふさわしい配置にする。
つぎに、発振器４として三角波発振器を用いた場合の
電流制限が動作する時の説明を第２図を用いて説明す
る。
電流制限が動作する時の説明を第２図を用いて説明す
る。
トルク指令を入力し、モータが回転するまでは、従来
例と同様であるが、トルク指令が最大となり、モータを
フルデューティで通電すると、モータ電流はモータ巻線
の抵抗成分Rm/モータ巻線のインダクタンス成分Lmの時
定数により、徐徐に電流が増加する。この様子を第２図
ａに示す。
例と同様であるが、トルク指令が最大となり、モータを
フルデューティで通電すると、モータ電流はモータ巻線
の抵抗成分Rm/モータ巻線のインダクタンス成分Lmの時
定数により、徐徐に電流が増加する。この様子を第２図
ａに示す。
このモータ電流は、電流検出器５により検出、増幅さ
れる。その電圧が、あらかじめ設定された電流制限のレ
ベルVCLに達すると、電流制限用ヒステリシスパレータ
６（以下、単にヒスコンパレータと略す）の出力が第２
図ｂの様に切り換わり“H"のレベルとなる。
れる。その電圧が、あらかじめ設定された電流制限のレ
ベルVCLに達すると、電流制限用ヒステリシスパレータ
６（以下、単にヒスコンパレータと略す）の出力が第２
図ｂの様に切り換わり“H"のレベルとなる。
この時の電流値が、第２図におけるIMCHである。この
時、ヒスコンパレータ６の出力により、論理積回路８を
通じ、第２図ｃのように電力増幅器１が遮断されモータ
電流は減少する。従来例ではモータ電流がある電流値I
MCL以下になるまで、ヒスコンパレータが前記遮断信号
を出し続け、電力増幅器１は出力をオフし続けるのであ
る。
時、ヒスコンパレータ６の出力により、論理積回路８を
通じ、第２図ｃのように電力増幅器１が遮断されモータ
電流は減少する。従来例ではモータ電流がある電流値I
MCL以下になるまで、ヒスコンパレータが前記遮断信号
を出し続け、電力増幅器１は出力をオフし続けるのであ
る。
しかし、本実施例では、発振器４の出力の最も高い電
圧の時にヒステリシス解除手段により、ヒスコンパレー
タ６のヒステリシスが解除されるため、ヒスコンパレー
タ６の出力は切り換わり、第２図ｂ及びｄのように、レ
ベル“H"からレベル“L"になる。
圧の時にヒステリシス解除手段により、ヒスコンパレー
タ６のヒステリシスが解除されるため、ヒスコンパレー
タ６の出力は切り換わり、第２図ｂ及びｄのように、レ
ベル“H"からレベル“L"になる。
この出力は、論理積回路８を通じ、第２図ｃのよう
に、電力増幅器１をオンさせるため、第２図ａのように
再びモータ電流は増加する。
に、電力増幅器１をオンさせるため、第２図ａのように
再びモータ電流は増加する。
以下の動作は何度も繰り返し起こるが、通常、発振器
４の発振周波数は10kHz〜100kHz程度に設定され、モー
タのインダクタンス成分Lmと抵抗成分Rmによる時定数よ
りも、はるかに高い周波数になり、ヒスコンパレータの
ヒステリシス幅ΔVCLを適切に選ぶことによりその電流
制限の動作と解除の周期は発振器４の発振周波数と同じ
になる。
４の発振周波数は10kHz〜100kHz程度に設定され、モー
タのインダクタンス成分Lmと抵抗成分Rmによる時定数よ
りも、はるかに高い周波数になり、ヒスコンパレータの
ヒステリシス幅ΔVCLを適切に選ぶことによりその電流
制限の動作と解除の周期は発振器４の発振周波数と同じ
になる。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、電流制限の動作と解
除の周期は、発振器４の発振周波数と同じになり、この
周波数成分は、任意に設定できる。
除の周期は、発振器４の発振周波数と同じになり、この
周波数成分は、任意に設定できる。
また、PWMの基準周波数は、周辺の装置等に悪影響を
及ばさない周波数に設定され、その周波数についての不
要輻射に対する対策も行なわれているので、電流制限の
ための不要輻射対策が同時に達成される。
及ばさない周波数に設定され、その周波数についての不
要輻射に対する対策も行なわれているので、電流制限の
ための不要輻射対策が同時に達成される。
第１図は本発明の一実施例モータ駆動装置の回路図、第
２図は本発明による電流制限動作を説明するタイミング
図、第３図は従来のモータ駆動装置の回路図、第４図は
従来モータ駆動装置の動作タイミング図、第５図は従来
の電流制限動作を説明するタイミング図である。 １……電力増幅器、２……コンパレータ、３……誤差増
幅器、４……発振器、５……電流検出器、６……電流制
限用ヒステリシスコンパレータ、７……トルク指令入力
端子、８……論理積回路、９……モータ巻線、10……ヒ
ステリシス解除手段。
２図は本発明による電流制限動作を説明するタイミング
図、第３図は従来のモータ駆動装置の回路図、第４図は
従来モータ駆動装置の動作タイミング図、第５図は従来
の電流制限動作を説明するタイミング図である。 １……電力増幅器、２……コンパレータ、３……誤差増
幅器、４……発振器、５……電流検出器、６……電流制
限用ヒステリシスコンパレータ、７……トルク指令入力
端子、８……論理積回路、９……モータ巻線、10……ヒ
ステリシス解除手段。
Claims (1)
- 【請求項１】トルク指令信号とモータ電流を検出した信
号との誤差電圧を増幅し、その増幅誤差電圧と、発振器
の出力電圧とを比較し、モータ巻線の通電デューティを
決定する第１のコンパレータ、前記モータ電流をあらか
じめ設定されたレベルに制限するためのヒステリシスを
持った第２のコンパレータおよび前記第２のコンパレー
タのヒステリシスを解除するための解除手段を有し、前
記解除手段は前記発振器の出力と結合し、前記第１のコ
ンパレータの出力と前記第２のコンパレータの出力との
論理積信号を電力増幅器に入力してモータ電流を制限す
ることを特徴とするモータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299805A JPH084397B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | モータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299805A JPH084397B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | モータ駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146989A JPH02146989A (ja) | 1990-06-06 |
| JPH084397B2 true JPH084397B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17877144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299805A Expired - Fee Related JPH084397B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | モータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084397B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63299805A patent/JPH084397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146989A (ja) | 1990-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |