JPH0847297A - モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータに印加する平滑電圧波形の交流特性を
抑制し、モータに流れる電流を滑らかにすることによ
り、モータをスムーズに回転できるモータの駆動装置を
提供することである。 【構成】 全波整流出力をチョッピングしてモータに印
加するチョッピング手段を制御するパルス生成手段を、
モータを流れる電流量を検出する電流検出手段と、許容
される電流量の範囲を設定する電流範囲設定手段と、設
定された電流範囲と検出されたモータ電流量との比較か
ら制御パルスを発生させる制御パルス発生手段とによっ
て構成し、全波整流された電源電圧を用いても、その交
流特性を抑制し、モータに流れる電流を滑らかにするこ
とができ、モータにかかるトルク変動を大幅に小さくし
て、モータをスムーズに駆動することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、与えられた制御量に応
じてモータを駆動制御するモータの駆動装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ミシンにおいては、ミシ
ンモータの回転運動を針棒の上下動作や、タイミングの
異なる天秤の動作や、下糸釜の回転動作や、布送り動作
等に変換することにより、一連の製縫作業が行われる。
前記ミシンモータとしては、例えば、ユニバーサルモー
タが使用されており、このユニバーサルモータの駆動装
置の一例を図９及び図１０に示す。この図９に示すよう
に、商用交流電源１には、ノイズ除去回路２、ソリッド
ステートリレー３及びユニバーサルモータ４が接続され
ている。

【０００３】前記ソリッドステートリレー３は、ＣＰＵ
５によりオンオフ制御されるように構成されている。こ
のＣＰＵ５は、ユニバーサルモータ４の目標速度を設定
するための速度指令ボリューム６からの速度指令、並び
に、ユニバーサルモータ４の回転速度を検出するロータ
リーエンコーダ７からの検出信号を受ける構成となって
いる。そして、ＣＰＵ５はロータリーエンコーダ７から
の検出信号と速度指令ボリューム６からの速度指令とを
比較して制御指令信号を作成し、この制御指令信号に基
づいてソリッドステートリレー３のオンタイミングを設
定するように構成されている。図１０の（ｂ）は、ＣＰ
Ｕ５により設定されたソリッドステートリレー３のオン
信号を示すものであり、ソリッドステートリレー３は、
オン信号が与えられると、図１０（ａ）に示す商用交流
電源１の電圧波形を、図１０（ｃ）に示すように、オン
信号が与えられた位相角から次のゼロクロスまでユニバ
ーサルモータ４に供給することにより、ユニバーサルモ
ータ４を回転させる構成となっている。

【０００４】そして、前記ＣＰＵ５は、ロータリエンコ
ーダ７による検出結果と速度指令ボリューム６による設
定値とが除々に等しくなるように、制御指令信号を変更
し、ソリッドステートリレー３のオン信号のタイミング
を修正する。例えば、ロータリエンコーダ７による検出
結果が速度指令ボリューム６による目標速度より小さい
場合、図１０の（ｂ）において、ソリッドステートリレ
ー３のオン信号を左側へシフトさせる。これにより、ユ
ニバーサルモータへの電圧印加時間が大きくなり、ユニ
バーサルモータ４が加速する。ここで、商用交流電源１
は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流であるから、ユニバー
サルモータ４は１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの周波数成
分によって回転されており、その電流波形は図１０の
（ｄ）のようになる。また、ユニバーサルモータ４で
は、トルクは流れる電流の２乗に比例するので、そのト
ルクГは概略図１０の（ｅ）のようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来構成では、図１０の（ｅ）に示すように、ユニバーサ
ルモータ４に断続的にトルクГが発生し、しかも、その
トルクГが一定でなかったため、ユニバーサルモータ４
には１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚの振動が発生してい
た。このため、ミシンの筐体がユニバーサルモータ４に
より振動され、ミシンの操作者に不快な振動が伝達され
てしまうという問題点があった。しかも、この１００Ｈ
ｚまたは１２０Ｈｚの振動は可聴域にあるため、操作者
に耳障わりな低音騒音を与えてしまうという問題点もあ
った。

【０００６】上述した問題点を解決する構成として、ユ
ニバーサルモータ４を直流電源を用いて駆動制御する構
成が考えられる。しかしながら、この構成の場合、ユニ
バーサルモータ４を駆動する程の大きな直流電源を用い
ると非常に製造コストが高くなると共に、場合によって
はトランス等の重くてかさばる素子をミシンに搭載せね
ばならないという問題点が発生する。

【０００７】そこで、本出願人は、直流電源を使用せず
に不快な振動や騒音の発生を十分に低減することができ
るモータの駆動装置を発明する研究を行った。この研究
により、本出願人は、図１１乃至図１４に示す構成を考
えた。この構成では、図１１に示すように、商用交流電
源１からの交流を全波整流する全波整流回路８を設け、
この全波整流回路８からの全波整流出力をユニバーサル
モータ４に供給すると共に、この供給する全波整流出力
をスイッチング素子９によりチョッピングするように構
成されている。前記スイッチング素子９は、例えば、Ｉ
ＧＢＴやＦＥＴ等のトランジスタから構成されている。
そして、スイッチング素子９は、制御装置１０によりパ
ルス発生器１１を介してオンオフ制御される構成となっ
ている。前記制御装置１０は、全波整流回路８の全波整
流出力端子に接続された電源同期信号発生回路１２から
の電源同期信号を受けるようになっている。前記電源同
期信号発生回路１２は、全波整流回路８からの全波整流
出力の零交差時点において電源同期信号を発生するよう
に構成されている。

【０００８】ここで、前記制御装置１０及びパルス発生
器１１は例えばワンチップマイコン１３から構成されて
おり、このワンチップマイコン１３の具体的構成を図１
２に示す。この図１２に示すように、ワンチップマイコ
ン１３は、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、ＩＯ
ポート１７、第１のタイマ１８、第２のタイマ１９、イ
ンバータ２０及び割り込みコントローラ２１から構成さ
れている。この場合、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ
１６、ＩＯポート１７及び割り込みコントローラ２１か
ら前記制御装置１０に相当する部分が構成され、第１の
タイマ１８、第２のタイマ１９及びインバータ２０から
前記パルス発生器１１に相当する部分が構成されてい
る。

【０００９】そして、前記制御装置１０は、電源同期信
号発生回路１２からの電源同期信号を割り込みコントロ
ーラ２１の割り込み要求端子ＩＮＴ１に受けると起動さ
れて、制御量（具体的にはパルス幅Ｗ0 ）を算出し、こ
の算出した制御量をＲＡＭ１５に記憶するように構成さ
れている。尚、制御装置１０は、一般的に用いられてい
る比例制御装置や適応制御装置やファジィ制御装置等で
構成されている。そして、パルス発生器１１は、前記Ｒ
ＡＭ１５に記憶された制御量（パルス幅Ｗ0 ）のパルス
を一定の時間間隔で発生し、この発生したパルス信号に
基づいてスイッチング素子９をオンオフ制御するもので
ある。具体的には、第１のタイマ１８は、図１３（ｃ）
に示すように、一定時間間隔毎にパルスを発生するレー
トジェネレータである。また、第２のタイマ１９は、リ
トリガラブル１ショットジェネレータであり、図１３
（ｄ）に示すように、第１のタイマ１８からのパルス信
号の立上がりエッジをトリガー信号として論理反転した
パルスを発生するように構成されている。

【００１０】この第２のタイマ１９から出力されるパル
ス信号のパルス幅ｄは、制御装置１０の制御量（パルス
幅）によって決まるものであり、具体的には、制御装置
１０が制御量を算出する度に、即ち、図１３（ｅ）に示
す電源同期信号のオフタイミングで、ＩＯポート１７を
介して書き込まれるように構成されている。そして、次
のトリガー信号が入力した時点で、前記書き込まれたパ
ルス幅の論理反転したパルス信号を発生するようになっ
ている。また、第２のタイマ１９は、パルス幅ｄが書き
込まれた後、次にパルス幅ｄが書き込まれるまでに、ト
リガー信号が入力されると、前回発生したパルスと同じ
パルス幅の論理反転したパルスを発生するようになって
いる。そして、第２のタイマ１９から発生されたパルス
信号をインバータ２０を介して反転させた反転信号によ
ってスイッチング素子９をオンオフ制御しており、これ
により、図１４にて実線で示す波形の電圧がユニバーサ
ルモータ４に供給される構成となっている。

【００１１】上記構成によれば、スイッチング素子９を
オンオフ制御するチョッピング信号、即ち、第２のタイ
マ１９から発生されるパルス信号の周波数を高くするこ
とにより、高速度でスイッチングされた電圧をユニバー
サルモータ４に印加することが可能となる。これによ
り、トルクが連続的にユニバーサルモータ４に発生する
ようになるから、ユニバーサルモータ４に発生する振動
・騒音を大幅に低減することができる。

【００１２】しかし、前記構成では、ユニバーサルモー
タ４に供給される電圧には、図１４にて破線で示すよう
な正弦波電圧成分が含まれている。このため、前記モー
タ４に流れる電流も正弦波成分即ち交流特性を持ってし
まうので、前記モータ４のトルクが１００または１２０
Ｈｚの周期で変動するという不具合が発生する。この結
果、モータ４の回転速度が１００または１２０Ｈｚの周
期で変動して振動するという不具合が生ずるので、この
点を解決する必要がある。

【００１３】そこで、本発明の目的は、直流電源を用い
ることなく、不快な振動や騒音の発生を大幅に低減する
ことができ、加えて、モータのトルク変動を十分に防止
できるモータの駆動装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のモータの駆動装
置は、交流電源からの交流を全波整流する全波整流手段
を備え、この全波整流手段から出力された全波整流出力
をチョッピングしてモータに印加するチョッピング手段
を備え、制御装置等より与えられた制御量に対応するパ
ルス信号を生成し、このパルス信号に基づいて前記チョ
ッピング手段を制御するパルス生成手段を備えて成り、
更に、前記パルス生成手段は、モータを流れる電流量を
検出する電流検出手段と、前記制御装置等より与えられ
た制御量から許容される電流量の範囲を設定する電流範
囲設定手段と、前記電流範囲設定手段によって設定され
た電流範囲と、前記電流検出手段によって検出されたモ
ータ電流量との比較から制御パルスを発生させる制御パ
ルス発生手段とを有して構成されているところに特徴を
有する。

【００１５】この構成の場合、前記電流範囲設定手段
は、前記制御装置等より与えられた制御量から許容され
る電流量の範囲の上限を設定する電流範囲設定手段であ
り、かつ、前記制御パルス発生手段は、前記電流検出手
段により検出されたモータを流れる電流量が、前記電流
範囲設定手段により設定された前記電流量の許容される
範囲の上限を越えた時に前記チョッピング手段をオフさ
せ、予め設定されたタイミングによってオンさせる様な
制御パルスを発生させることが好ましい。また、前記電
流範囲設定手段は、前記制御装置等より与えられた制御
量から許容される電流量の範囲の下限を設定する電流範
囲設定手段であり、かつ、前記制御パルス発生手段は、
前記電流検出手段により検出されたモータを流れる電流
量が、前記電流範囲設定手段により設定された前記電流
量の許容される範囲の下限を下回った時に前記チョッピ
ング手段をオンさせ、予め設定されたタイミングによっ
てオフさせることがより一層好ましい構成である。

【００１６】

【作用】上記手段によれば、パルス生成手段により与え
られた制御量に対応するパルス信号を生成し、このパル
ス信号に基づいてチョッピング手段を制御することによ
って、全波整流出力をチョッピングしてモータに印加す
る構成とした。この構成では、チョッピングの周波数を
高くすることにより、高速度でスイッチングされた電圧
をモータに印加することが可能となるので、モータに発
生する振動・騒音を大幅に低減することができる。加え
て、このパルスを、電流検出手段の検出したモータに流
れる電流量と、制御装置等より与えられた制御量から電
流範囲設定手段によって設定された許容される電流量の
範囲との比較から、制御パルス発生手段によって発生さ
せる構成としたので、モータに流れる電流は交流特性を
持たなくなる。この結果、モータのトルクが１００また
は１２０Ｈｚの周期で変動することを防止できる。

【００１７】さらに、このパルスを、電流検出手段の検
出したモータを流れる電流量と、与えられた制御量から
電流範囲設定手段によって設定された許容される電流量
の上限、もしくは下限との比較と、予め設定されたタイ
ミングとから、制御パルス発生手段によって発生させる
構成とすることにより、チョッピング周波数を制御し易
くすることも可能である。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の第一の実施例について、図
１ないし図６を参照しながら説明する。先ず、モータの
駆動装置の電気的構成を概略示す図１において、商用交
流電源３１には、全波整流手段である全波整流回路３２
の入力端子が接続されている。この全波整流回路３２
は、商用交流電源３１からの交流を全波整流して全波整
流出力を出力端子から出力するように構成されている。
前記全波整流回路３２の出力端子間には、例えば、ユニ
バーサルモータ３３とチョッピング手段であるスイッチ
ング素子３４、及び電流検出回路４０とが直列に接続さ
れている。これにより、全波整流回路３２からの全波整
流出力が、ユニバーサルモータ３３に供給されると共
に、スイッチング素子３４によりチョッピングされるよ
うになっている。前記スイッチング素子３４は、例え
ば、ＩＧＢＴやＦＥＴ等のトランジスタから構成されて
いる。さらに、ユニバーサルモータ３３に流れる電流量
が電流検出回路４０によって検出され得るよう構成され
ている。

【００１９】また、スイッチング素子３４は、ワンチッ
プマイコン３５によりオンオフ制御されるように構成さ
れている。なお、スイッチング素子３４の制御端子３４
ａ（ベース）と、ワンチップマイコン３５の制御信号出
力端子３５ａとの間には、絶縁素子として例えばフォト
カプラを接続することが好ましい。さらに、電流検出回
路４０の出力４０ａと、ワンチップマイコン３５の入力
信号３５ｂとの間にも、やはり絶縁素子としてファトカ
プラ、もしくは絶縁型のアナログアンプ等を接続するこ
とが好ましい。

【００２０】前記ワンチップマイコン３５は、制御装置
３６、電流範囲設定器３８、パルス発生器３９から構成
されており、さらに、モータに一体回転可能に支持され
た速度検出用のエンコーダ３７の出力パルスが制御装置
３６に入力されている。制御装置３６には、図示しない
速度指示装置（フットコントローラ、もしくは速度ボリ
ューム等）より速度指示信号が入力されている。この場
合、ワンチップマイコン３５、及び前記電流検出回路４
０がパルス生成手段としての機能を有し、電流検出回路
４０が電流検出手段としての機能を有し、電流範囲設定
器３８が電流範囲設定手段としての機能を有し、パルス
発生器３９が制御パルス発生手段としての機能を有する
ようになっている。

【００２１】さて、前記ワンチップマイコン３５は、具
体的には、図２に示すように、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４
２、ＲＯＭ４３、ＩＯポート４４、タイマ４５、カウン
タ４６、割り込みコントローラ４８、及びＡＤ変換器４
９から構成されている。

【００２２】この場合、ＣＰＵ４１は演算処理を実行す
るものである。ＲＡＭ４２は、後述するようにして制御
装置３６が出力する電流指示値や、ＡＤ変換器４９が入
力しデジタル値に変換したモータ電流値、速度検出用の
エンコーダ３７のパルスから検出されたモータ速度に対
応するパルス幅データ等のデータを記憶するものであ
る。ＲＯＭ４３は、処理手順（制御プログラム）や後述
する上限下限各データテーブル等を記憶するものであ
る。ＩＯポート４４は、外部とのデータの授受を行うも
のであり、必要なアナログデータをＡＤ変換器４９を通
してデジタル値として入力する機能を合わせ持つ。タイ
マ４５は、予め設定された一定周期を測定し、ＣＰＵ４
１にそれを知らせるものであり、制御周期を管理する機
能を有する。カウンタ４６は、エンコーダ３７の出力の
立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの時間
をカウントするものであり、モータ３３の回転数を検出
する機能を有する。割り込みコントローラ４８は、２個
の割り込み要求端子ＩＮＴ１、ＩＮＴ２を有し、各端子
ＩＮＴ１、ＩＮＴ２に要求された割り込み処理を管理す
るものである。

【００２３】次に、ワンチップマイコン３５の図１に示
す各構成要素の機能について説明する。先ず、パルス発
生器３９は、後述するように設定された電流量許容範囲
と、検出されたモータ電流値との比較から生成されたパ
ルスを発生し、この発生したパルス信号を、ＩＯポート
４４を通じてスイッチング素子３４の制御端子へ与え、
そのスイッチング素子３４をオンオフ制御するものであ
る。

【００２４】具体的には、制御装置３６から出力された
電流指示値が、ＣＰＵ４１内部で電流範囲設定器３８に
伝達される。電流範囲設定器３８は、ＲＯＭ４３に記憶
されている上限下限各データテーブルから、前記入力さ
れた電流指示値に応じた上限下限各データを読みだし、
パルス発生器３９に伝達し得る構成となっている。パル
ス発生器３９には、入力情報として、上限データと下限
データがそれぞれ電流範囲設定器３８から、及びモータ
電流値が電流検出回路４０から、各々入力される。ここ
で、パルス発生器３９はモータ電流値が上限データより
大きいか否かをまず比較し、大きければ、ローレベルを
出力する。次に、モータ電流値と下限データを比較し、
モータ電流値が下限データを下回っていた場合には、ハ
イレベルを出力する。もしも、前記のいずれでもない場
合には、従来の出力レベルを維持する。このようにし
て、スイッチング用のパルスを生成し得るような構成と
なっている。

【００２５】具体的には、前記パルス信号がハイレベル
のとき、スイッチング素子３４がオンされ、前記パルス
信号がロウレベルのとき、スイッチング素子３４がオフ
される。また、スイッチング素子３４によりチョッピン
グされた電圧からチョッピング成分（高周波成分）を除
去する回路（平滑回路）を設けることにより、チョッピ
ング電圧の波形を滑らかにしてもよく、このように構成
すると、パルス信号の周波数を低くする、即ち、電流量
許容範囲を広くすることが可能になる。

【００２６】次に、前記構成の作用を説明する。この場
合、主としてワンチップマイコン３５のＣＰＵ４１の動
作を図４乃至図６も参照して説明する。先ず、ＣＰＵ４
１は、図４のフローチャートに示すように、割り込みコ
ントローラ４８の設定、タイマ４５の設定、及び作動指
令をＩＯポート４４を介して行うと共に、ＩＯポート４
４からスイッチング素子３４に出力するパルス信号をハ
イレベルにする（ステップＳ１）。即ち、モータを起動
させる。そして、割り込み処理が開始され、速度検出用
のエンコーダ３７から発生される速度パルス信号の立ち
上がりエッジが割り込みコントローラ４８の割り込み要
求端子ＩＮＴ１に入力されると、図５に示すような割り
込みハンドラ１が起動される。

【００２７】この割り込みハンドラ１が起動されると、
ＣＰＵ４１は、先ず始めに、カウンタ４６の現在カウン
ト値をＲＡＭ４２に記憶し（ステップＳ２１）、このカ
ウンタ４６のカウント値をクリアする（ステップＳ２
２）。次に、ＲＡＭ４２に記憶した現在までのカウント
値から、現在の回転速度Ｖｆを算出する（ステップＳ２
３）。その後、制御装置３６に入力されている速度指示
値Ｖｎ、ＲＯＭ４３に記憶されている比例係数ｋ１、微
分係数ｋ２、ＲＡＭ４２に記憶されている前回検出され
た回転速度Ｖｆ’等から、電流指示値Ｉｎを以下の式に
基づいて算出する（ステップＳ２４）。

【００２８】 Ｉｎ＝ｋ１（Ｖｎ−Ｖｆ）＋ｋ２（Ｖｆ’−Ｖｆ） さらに、算出された電流指示値Ｉｎに対応した電流の上
限データと下限データを、ＲＯＭ４３に記憶された上限
下限各データテーブルから読み出し、ＲＡＭ４２に記憶
させ（ステップＳ２５）、割り込みハンドラ１を終了す
る。

【００２９】また、タイマ４５から出力される制御周期
を示すパルス信号の立ち上がりエッジが割り込みコント
ローラ４８の割り込み要求端子ＩＮＴ２に入力される
と、図６に示すような割り込みハンドラ２が起動され
る。ちなみにこの制御周期は短い方が好ましく、本実施
例では１μｓに設定してある。

【００３０】この割り込みハンドラ２が起動されると、
ＣＰＵ４１は、先ず始めに、電流検出回路４０から入力
されたモータ電流値を、電流範囲設定器３８からＲＡＭ
４２を通じて入力されている上限データと比較し、モー
タ電流値の方が大きければ、ＩＯポート４４から出力す
るパルス信号をローレベルにする（ステップＳ３１、Ｓ
３２）。上限データより小さい場合には、下限データと
比較し、モータ電流値の方が小さければ、出力するパル
ス信号をハイレベルにする（ステップＳ３３、Ｓ３
４）。もし、前記のいずれでもない場合には、パルス信
号は変化させずに、現在の状態を維持させる。

【００３１】そして、このパルス信号をスイッチング素
子３４の制御端子（ベース）へ与えることにより、その
スイッチング素子３４をオンオフして、全波整流出力を
図３にて実線で示すようにチョッピングしている。そし
て、このチョッピング電圧がユニバーサルモータ３３に
供給されてそのモータ３３が駆動されるようになってい
る。

【００３２】この場合、図３に示すように、モータ３３
に流れる電流値は、ほぼ電流量設定範囲の中に納まり、
電流指示値によく追従するため、１００、もしくは１２
０Ｈｚの正弦波成分即ち交流特性を持たないなめらかな
電流となり、そのモータ３３のトルクが１００または１
２０Ｈｚの周期で変動することがなくなる。これによ
り、電流の二乗に比例するモータの発生トルクも、ほぼ
一定のトルクが連続的にモータ３３に発生するようにな
るから、モータ３３に発生する１００、もしくは１２０
Ｈｚの周期で発生する振動・騒音を大幅に低減すること
ができる。

【００３３】なお、前記実施例では、パルス発生器３９
をワンチップマイコン３５の内部に構成したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えば、図７に示す
ように、パルス発生器３９をワンチップマイコン３５の
外部にディスクリート部品を用いて電気回路で構成して
も実現可能である。これを第二の実施例として詳述す
る。

【００３４】パルス発生器３９は、図７に示すように、
電気回路で構成されており、５０、５１は共にＤＡ変換
器であり、マイコンから入力されたデジタル信号をアナ
ログ信号に変換する機能を持っている。通常、精度が要
求される場合には専用のＩＣを利用するが、この場合に
は安価なラダー抵抗で構成している。

【００３５】５２、５３は共にコンパレータであり、各
々非反転入力端子と反転入力端子を備えている。この２
つのコンパレータ５２、５３は、２つでウィンドゥコン
パレータを構成しており、コンパレータ５２の非反転入
力端子とコンパレータ５３の反転入力端子に同じ被測定
信号（この場合には検出されたモータ電流値）が入力さ
れ、コンパレータ５２の反転入力端子とコンパレータ５
３の非反転入力端子にはそれぞれ上限と下限の各測定基
準信号が入力されることにより、出力には図８に示すよ
うに、被測定信号が上限測定基準信号より大きければコ
ンパレータ５２の出力がハイレベルに、被測定信号が下
限測定基準信号より小さければコンパレータ５３の出力
がハイレベルに、被測定信号が上限測定基準信号と下限
測定基準信号との間にあればコンパレータ５２、５３の
出力が共にローレベルとなる結果が得られる。

【００３６】このようなコンパレータ５２、５３の出力
は各々ＲＳラッチ５４のセット入力端子とリセット入力
端子に入力される。このＲＳラッチ５４は、セット入力
端子（Ｓ）にハイレベルが入力されればハイレベルを、
リセット入力端子（Ｒ）にハイレベルが入力されればロ
ーレベルを、それぞれ出力し得る構成となっている。こ
のＲＳラッチ５４の出力が、パルス発生器３９の出力と
して、スイッチング素子３４に出力される。以降は第一
の実施例と同様である。

【００３７】次に、前記構成の作用を説明する。パルス
発生器３９には、ワンチップマイコン３５内に構成され
た電流範囲設定器３８から出力された上限下限各データ
が、ＩＯポート４４を経てそれぞれＤＡ変換器５０、５
１に入力されている。この上限下限各データは、それぞ
れＤＡ変換器５０、５１によってアナログの上限値信号
と下限値信号に変換され、パルス発生器３９内に構成さ
れた２つのコンパレータ５２、５３のそれぞれ非反転入
力端子と反転入力端子に入力されている。この、ウィン
ドゥコンパレータを構成するコンパレータ５２、５３の
出力は図８に示すようになり、その出力はそれぞれＲＳ
ラッチ５４のＳ端子とＲ端子に入力されている。

【００３８】これにより、モータ電流値が上限値信号よ
り大きい場合には、コンパレータ５２の出力がハイレベ
ルとなり、これがＲＳラッチ５４のＳ端子に入力されて
いるため、ＲＳラッチ５４の出力はハイレベルになる。
また、モータ電流値が下限値信号より小さい場合には、
コンパレータ５３の出力がハイレベルとなり、これがＲ
Ｓラッチ５４のＲ端子に入力されているため、ＲＳラッ
チ５４の出力はローレベルになる。さらに、モータ電流
値が上限値信号より小さく、且つ下限値信号より大きい
場合には、コンパレータ５２、５３の出力が共にローレ
ベルとなり、これがＲＳラッチ５４のＳ、Ｒ端子に入力
されているため、ＲＳラッチ５４の出力は変化せずに、
現在までの出力レベルを維持する。

【００３９】このように、パルス発生器３９をワンチッ
プマイコン３５の外部に別に備えることにより、第一の
実施例においては必要であった制御周期の設定が不必要
となり、且つ実質的には、制御周期が限りなく小さくな
ったのと同様の効果が得られる。

【００４０】なお、上述の第一、第二の実施例では、共
に電流範囲設定手段に相当する電流範囲設定器３８にお
いて、許容される電流範囲の上限と下限を両方設定して
いるが、本発明の主旨はこれに限定されるものではな
く、例えば、電流範囲設定器３８においては許容される
電流範囲の上限のみを設定し、パルス発生器３９内にタ
イミング発生装置を備え、パルス発生器３９の動作とし
ては、タイミング発生装置が一定周期でタイミングを発
生し、この発生されたタイミングで常にスイッチング素
子３４をオンさせる。それと同時に、常に、もしくは与
えられた制御周期で、モータ電流値と上限値とを比較
し、モータ電流値の方が大きければ、スイッチング素子
３４をオフさせるような構成としても、同様の効果が得
られる。

【００４１】もちろん、上述の電流範囲設定器３８にお
いて、許容される電流範囲の下限を設定し、パルス発生
器３９内では、モータ電流値とこの下限値との比較によ
り、モータ電流値が下限値を下回ればスイッチング素子
３４をオンさせ、パルス発生器３９内のタイミング発生
装置によって発生されるタイミングによってスイッチン
グ素子３４をオフさせるような構成としても、本発明の
主旨を実施可能であることは言うまでもないことであ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、全波整流出力をチョッピングしてモータに印加する
チョッピング手段を制御するパルス生成手段を備え、こ
のパルス生成手段を、モータを流れる電流量を検出する
電流検出手段と、許容される電流量の範囲を設定する電
流範囲設定手段と、設定された電流範囲と検出されたモ
ータ電流量との比較から制御パルスを発生させる制御パ
ルス発生手段とから構成したので、全波整流された電源
電圧を用いても、その交流特性を抑制し、モータに流れ
る電流は滑らかにすることができる。

【００４３】これにより、モータにかかるトルク変動を
大幅に小さくでき、モータをスムーズに駆動することが
可能となるため、直流電源を用いることなく、不快な振
動や騒音の発生を大幅に低減することができ、加えて、
モータのトルク変動から来る回転制御特性を十分に向上
させることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本実施例の概略構成図である。

【図２】図２は本実施例で使用したワンチップ・マイコ
ンの概略構成図である。

【図３】図３は本実施例を適用したモータの各部の電
流、もしくは電圧波形の説明図である。

【図４】図４はＣＰＵの動作を説明するフローチャート
である。

【図５】図５は割り込みハンドラ１におけるＣＰＵの動
作を説明するフローチャートである。

【図６】図６は割り込みハンドラ２におけるＣＰＵの動
作を説明するフローチャートである。

【図７】図７は変形例の概略構成図である。

【図８】図８はパルス発生器３９内のＲＳラッチ５４の
動作を示す真理値表である。

【図９】図９は従来例の概略構成図である。

【図１０】図１０は従来例で使用した信号を説明するた
めのタイミング・チャートである。

【図１１】図１１は従来例の変形例の概略構成図であ
る。

【図１２】図１２は従来例の変形例で使用したワンチッ
プ・マイコンの概略構成図である。

【図１３】図１３は従来例の変形例で使用した信号を説
明するためのタイミング・チャートである。

【図１４】図１４は従来例の変形例において、モータに
印加される電圧波形の説明図である。

【符号の説明】

３１ 商用交流電源 ３２ 全波整流回路 ３３ ユニバーサルモータ ３４ スイッチング素子 ３５ ワンチップマイコン ３６ 制御装置 ３７ エンコーダ ３８ 電流範囲設定器 ３９ パルス発生器 ４０ 電流検出回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの交流を全波整流する全波
   整流手段と、 この全波整流手段から出力された全波整流出力をチョッ
   ピングしてモータに印加するチョッピング手段と、 制御装置等より与えられた制御量に対応するパルス信号
   を生成し、このパルス信号に基づいて前記チョッピング
   手段を制御するパルス生成手段とを備えて成り、 前記パルス生成手段は、 モータに流れる電流量を検出する電流検出手段と、 前記制御装置等より与えられた制御量から許容される電
   流量の範囲を設定する電流範囲設定手段と、 前記電流範囲設定手段によって設定された電流範囲と、
   前記電流検出手段によって検出されたモータ電流量との
   比較から制御パルスを発生させる制御パルス発生手段と
   を有して構成されていることを特徴とするモータの駆動
   装置。
2. 【請求項２】 前記電流範囲設定手段は、前記制御装置
   等より与えられた制御量から許容される電流量の範囲の
   上限を設定する電流範囲設定手段であり、また、前記制
   御パルス発生手段は、前記電流検出手段により検出され
   たモータを流れる電流量が、前記電流範囲設定手段によ
   り設定された前記電流量の許容される範囲の上限を越え
   た時に前記チョッピング手段をオフさせ、予め設定され
   たタイミングによってオンさせるような制御パルスを発
   生させることを特徴とする請求項１に記載のモータの駆
   動装置。
3. 【請求項３】 前記電流範囲設定手段は、前記制御装置
   等より与えられた制御量から許容される電流量の範囲の
   下限を設定する電流範囲設定手段であり、また、前記制
   御パルス発生手段は、前記電流検出手段により検出され
   たモータを流れる電流量が、前記電流範囲設定手段によ
   り設定された前記電流量の許容される範囲の下限を下回
   った時に前記チョッピング手段をオンさせ、予め設定さ
   れたタイミングによってオフさせるような制御パルスを
   発生させることを特徴とする請求項１に記載のモータの
   駆動装置。