JPH09107686A - 超音波モータの駆動回路 - Google Patents
超音波モータの駆動回路Info
- Publication number
- JPH09107686A JPH09107686A JP7261374A JP26137495A JPH09107686A JP H09107686 A JPH09107686 A JP H09107686A JP 7261374 A JP7261374 A JP 7261374A JP 26137495 A JP26137495 A JP 26137495A JP H09107686 A JPH09107686 A JP H09107686A
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- Japan
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- frequency
- ultrasonic motor
- control
- control frequency
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Abstract
(57)【要約】
【課題】温度検知手段の検知回数を極力減らし、簡易に
温度補正されて、適切な周波数設定範囲が得られる超音
波モータの駆動制御回路を提供する。 【解決手段】周囲温度補正のために、超音波モータ（Ｕ
ＳＭ）４を駆動させる前に温度検知手段７により温度を
検知し、常温時との温度差分だけ使用制御周波数範囲を
シフトする。また、超音波モータ４が回転することによ
る温度上昇の補正のために、要求制御周波数が使用制御
周波数の範囲を越えた時のみ、温度検知手段７により温
度検知し、常温時との温度差分だけ再度使用制御周波数
範囲をシフトする。
温度補正されて、適切な周波数設定範囲が得られる超音
波モータの駆動制御回路を提供する。 【解決手段】周囲温度補正のために、超音波モータ（Ｕ
ＳＭ）４を駆動させる前に温度検知手段７により温度を
検知し、常温時との温度差分だけ使用制御周波数範囲を
シフトする。また、超音波モータ４が回転することによ
る温度上昇の補正のために、要求制御周波数が使用制御
周波数の範囲を越えた時のみ、温度検知手段７により温
度検知し、常温時との温度差分だけ再度使用制御周波数
範囲をシフトする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータの駆
動制御方法及び駆動回路に関する。
動制御方法及び駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータの制御に関しては、
温度により駆動周波数の変動が起きるため、様々な温度
補正手段が提案されてきた。その補正手段においては、
超音波モータの近傍に設けられた温度検知手段により温
度を検知し、その温度に応じた最適の制御周波数を求め
る方法、もしくは、現在制御している周波数そのものに
補正を加えた周波数を超音波モータに加える方法であっ
た。
温度により駆動周波数の変動が起きるため、様々な温度
補正手段が提案されてきた。その補正手段においては、
超音波モータの近傍に設けられた温度検知手段により温
度を検知し、その温度に応じた最適の制御周波数を求め
る方法、もしくは、現在制御している周波数そのものに
補正を加えた周波数を超音波モータに加える方法であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
では、毎回温度検知手段からのデータを取り込み、現在
与えようとする制御周波数に補正をかけたり、最適な駆
動周波数を設定したりとソフト処理にかかる負荷が増
す。また早い周期でモータ速度の変更をかけるとき等に
は温度検知手段の分解能、レスポンス、安定性が必要と
なってくるといった問題があった。
では、毎回温度検知手段からのデータを取り込み、現在
与えようとする制御周波数に補正をかけたり、最適な駆
動周波数を設定したりとソフト処理にかかる負荷が増
す。また早い周期でモータ速度の変更をかけるとき等に
は温度検知手段の分解能、レスポンス、安定性が必要と
なってくるといった問題があった。
【０００４】本発明は、このような問題を鑑みてなされ
たものであり、温度検知手段の検知回数を極力減らし、
かつ、最適な超音波モータの駆動制御を行うことを目的
とする。
たものであり、温度検知手段の検知回数を極力減らし、
かつ、最適な超音波モータの駆動制御を行うことを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による超音波モー
タの駆動回路は、圧電素子に与える周波電圧の周波数を
変動させてモータの速度制御を行う超音波モータの速度
制御回路において、周囲あるいは超音波モータ自体の温
度を測定するために超音波モータを内蔵するカメラ内部
に温度検知手段を備え、外部要因による温度補正は、モ
ータを回転させる直前に補正し、モータ回転による温度
上昇の補正は、要求制御周波数が使用可能な制御周波数
を越える場合に前記温度検知手段によりその時の温度を
検知し、常温で使用可能な制御周波数範囲自体をその温
度変化分だけシフトさせるようにする構成である。
タの駆動回路は、圧電素子に与える周波電圧の周波数を
変動させてモータの速度制御を行う超音波モータの速度
制御回路において、周囲あるいは超音波モータ自体の温
度を測定するために超音波モータを内蔵するカメラ内部
に温度検知手段を備え、外部要因による温度補正は、モ
ータを回転させる直前に補正し、モータ回転による温度
上昇の補正は、要求制御周波数が使用可能な制御周波数
を越える場合に前記温度検知手段によりその時の温度を
検知し、常温で使用可能な制御周波数範囲自体をその温
度変化分だけシフトさせるようにする構成である。
【０００６】このように外部要因の温度補正の為に、モ
ータを回転させる直前に、また、モータの回転による温
度上昇補正の補正の為に、要求制御周波数が使用可能な
制御周波数を越えるときに、温度検知手段によりその時
の温度を検知し、常温で使用可能な制御周波数範囲自体
をその温度変化分だけシフトさせることにより、温度の
補正され、制御が簡易で安定化される。
ータを回転させる直前に、また、モータの回転による温
度上昇補正の補正の為に、要求制御周波数が使用可能な
制御周波数を越えるときに、温度検知手段によりその時
の温度を検知し、常温で使用可能な制御周波数範囲自体
をその温度変化分だけシフトさせることにより、温度の
補正され、制御が簡易で安定化される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して本発明の
最も良好な実施形態を説明する。図１は、本発明による
超音波モータの実施例の駆動回路のブロック図である。
超音波モータ４の使用制御周波数範囲を決定する時に、
使用制御周波数範囲のデータとそれを測定した時の温度
検知手段７のデータを記憶回路６に記憶する。超音波モ
ータ４を駆動させる直前に、温度検知手段７によりその
時の温度を測定し、記憶回路６に記憶されている温度デ
ータとの比較を行う。その結果、記憶回路６に記憶され
ている使用制御周波数範囲に温度差分だけシフト補正を
行う。シフト補正量は、予め測定されておりその値は−
１０Ｈｚ／℃である。
最も良好な実施形態を説明する。図１は、本発明による
超音波モータの実施例の駆動回路のブロック図である。
超音波モータ４の使用制御周波数範囲を決定する時に、
使用制御周波数範囲のデータとそれを測定した時の温度
検知手段７のデータを記憶回路６に記憶する。超音波モ
ータ４を駆動させる直前に、温度検知手段７によりその
時の温度を測定し、記憶回路６に記憶されている温度デ
ータとの比較を行う。その結果、記憶回路６に記憶され
ている使用制御周波数範囲に温度差分だけシフト補正を
行う。シフト補正量は、予め測定されておりその値は−
１０Ｈｚ／℃である。
【０００８】すなわち、温度が高くなると、超音波モー
タ４の回転数は減速する方向にある。それを補正するた
め、常温時の制御周波数より低い周波数に設定する必要
があり、そのため使用周波数制御範囲が低周波数側にシ
フトする。また、上記のようにシフト補正した使用周波
数制御範囲で、回転数モニタ回路５からの入力により、
制御周波数を変化させ速度制御を行う。その際、使用周
波数制御範囲を越える制御周波数が要求された場合は、
モータの回転に伴う、温度の上昇が予想される為、再
度、温度検知手段７により、温度の検知を行い、使用周
波数制御範囲に温度補正をかける。再度の温度補正によ
っても、使用周波数制御範囲を越える場合は、その使用
周波数制御範囲の上下限値を設定する。
タ４の回転数は減速する方向にある。それを補正するた
め、常温時の制御周波数より低い周波数に設定する必要
があり、そのため使用周波数制御範囲が低周波数側にシ
フトする。また、上記のようにシフト補正した使用周波
数制御範囲で、回転数モニタ回路５からの入力により、
制御周波数を変化させ速度制御を行う。その際、使用周
波数制御範囲を越える制御周波数が要求された場合は、
モータの回転に伴う、温度の上昇が予想される為、再
度、温度検知手段７により、温度の検知を行い、使用周
波数制御範囲に温度補正をかける。再度の温度補正によ
っても、使用周波数制御範囲を越える場合は、その使用
周波数制御範囲の上下限値を設定する。
【０００９】図２は、本発明による超音波モータの周波
数制御による速度制御回路の実施例を示すブロック図で
ある。図において、マイコン１は、要求する回転数で超
音波モータ（ＵＳＭ）を回転させる際、回転数に見合っ
た電圧をＤ／Ａ変換して出力し、周波数発生回路２に供
給する。周波数発生回路２は与えられた電圧に応じてパ
ルス周波数を発生し、分配器１１にてこれを９０°ずつ
位相をずらして４分配し、増幅回路に供給する。
数制御による速度制御回路の実施例を示すブロック図で
ある。図において、マイコン１は、要求する回転数で超
音波モータ（ＵＳＭ）を回転させる際、回転数に見合っ
た電圧をＤ／Ａ変換して出力し、周波数発生回路２に供
給する。周波数発生回路２は与えられた電圧に応じてパ
ルス周波数を発生し、分配器１１にてこれを９０°ずつ
位相をずらして４分配し、増幅回路に供給する。
【００１０】増幅回路は、４個のスイッチングトランジ
スタ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）と２組の昇圧
トランス１５、１６から構成されており、周波数発生回
路２で与えられたパルス周波数でスイッチングトランジ
スタを制御して、昇圧トランス１５、１６により増幅さ
れたＳｉｎωｔ，Ｃｏｓωｔの位相が９０°異なる２つ
の交流電圧を出力する。超音波モータ（ＵＳＭ）４はこ
の９０°異なる交流電圧により駆動される。
スタ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）と２組の昇圧
トランス１５、１６から構成されており、周波数発生回
路２で与えられたパルス周波数でスイッチングトランジ
スタを制御して、昇圧トランス１５、１６により増幅さ
れたＳｉｎωｔ，Ｃｏｓωｔの位相が９０°異なる２つ
の交流電圧を出力する。超音波モータ（ＵＳＭ）４はこ
の９０°異なる交流電圧により駆動される。
【００１１】図３は、超音波モータの温度補正過程を説
明するためのフローチャートである。以下、このフロー
チャートに沿って説明する。まず、周囲の大気中の温度
が検知され（Ｓ２０１）、それに対応して制御周波数範
囲がシフトする（Ｓ２０２）、次いでマイコン１で目標
速度（回転数）が設定され（Ｓ２０３）、始動制御周波
数ｆが設定され（Ｓ２０４）、周波数発生回路２および
増幅回路３を介してＵＳＭ４が回転させられる。ＵＳＭ
４の回転数は、回転数モニタ回路５によって回転速度が
計測される（Ｓ２０５）。マイコン１は、要求された回
転数と回転数モニタ回路５から入力された実測値の速度
を比較し（Ｓ２０６）、実測値の回転数が目標値より大
きい場合は、回転数を落とすため周波数ｆにｆ’を加算
する決定をし（Ｓ２０７）、さらにその（ｆ＋ｆ’）の
修正制御周波数が低速回転の境界を示す制御周波数の上
限値より小さくなっているか否か判断する（Ｓ２０
８）。
明するためのフローチャートである。以下、このフロー
チャートに沿って説明する。まず、周囲の大気中の温度
が検知され（Ｓ２０１）、それに対応して制御周波数範
囲がシフトする（Ｓ２０２）、次いでマイコン１で目標
速度（回転数）が設定され（Ｓ２０３）、始動制御周波
数ｆが設定され（Ｓ２０４）、周波数発生回路２および
増幅回路３を介してＵＳＭ４が回転させられる。ＵＳＭ
４の回転数は、回転数モニタ回路５によって回転速度が
計測される（Ｓ２０５）。マイコン１は、要求された回
転数と回転数モニタ回路５から入力された実測値の速度
を比較し（Ｓ２０６）、実測値の回転数が目標値より大
きい場合は、回転数を落とすため周波数ｆにｆ’を加算
する決定をし（Ｓ２０７）、さらにその（ｆ＋ｆ’）の
修正制御周波数が低速回転の境界を示す制御周波数の上
限値より小さくなっているか否か判断する（Ｓ２０
８）。
【００１２】マイコン１は、（ｆ＋ｆ’）の修正制御周
波数が上限値より小さくなっている場合には、使用周波
数範囲内に入っていると判断し（ｆ＋ｆ’）になる修正
制御周波数対応の電圧値を出力して（Ｓ２０９）、周波
数発生回路２で（ｆ＋ｆ’）のパルス周波数信号を作
り、増幅回路３を介してＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ
２０５に戻って速度計測を行う。（ｆ＋ｆ’）の修正制
御周波数が上限値を越えた場合には、使用周波数範囲内
に入っていないと判断し、モータの回転に伴う温度の変
化が予想される為再度温度検知手段７により温度の検知
を行い（Ｓ２１０）、それに対応して制御周波数範囲が
シフトし（Ｓ２１１）、（ｆ＋ｆ’）の修正制御周波数
が低速回転の境界を示す制御周波数の上限値より大きく
なっているか否か判断する（Ｓ２１２）。（ｆ＋ｆ’）
の修正制御周波数が上限値より小さくなっている場合に
は、使用周波数範囲内に入っていると判断し（ｆ＋
ｆ’）になる修正制御周波数対応の電圧値を出力して
（Ｓ２０９）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に
戻って速度計測を行う。（ｆ＋ｆ’）の修正制御周波数
が上限値を越えた場合には、使用周波数範囲内に入って
いないと判断し、制御周波数を上限値に設定し（Ｓ２１
３）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に戻って速
度計測を行う。
波数が上限値より小さくなっている場合には、使用周波
数範囲内に入っていると判断し（ｆ＋ｆ’）になる修正
制御周波数対応の電圧値を出力して（Ｓ２０９）、周波
数発生回路２で（ｆ＋ｆ’）のパルス周波数信号を作
り、増幅回路３を介してＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ
２０５に戻って速度計測を行う。（ｆ＋ｆ’）の修正制
御周波数が上限値を越えた場合には、使用周波数範囲内
に入っていないと判断し、モータの回転に伴う温度の変
化が予想される為再度温度検知手段７により温度の検知
を行い（Ｓ２１０）、それに対応して制御周波数範囲が
シフトし（Ｓ２１１）、（ｆ＋ｆ’）の修正制御周波数
が低速回転の境界を示す制御周波数の上限値より大きく
なっているか否か判断する（Ｓ２１２）。（ｆ＋ｆ’）
の修正制御周波数が上限値より小さくなっている場合に
は、使用周波数範囲内に入っていると判断し（ｆ＋
ｆ’）になる修正制御周波数対応の電圧値を出力して
（Ｓ２０９）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に
戻って速度計測を行う。（ｆ＋ｆ’）の修正制御周波数
が上限値を越えた場合には、使用周波数範囲内に入って
いないと判断し、制御周波数を上限値に設定し（Ｓ２１
３）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に戻って速
度計測を行う。
【００１３】次に、実測値の回転数が目標値より小さい
場合は、回転数を上げるため周波数ｆからｆ’を減算す
る決定をし（Ｓ２１４）、さらにその（ｆ−ｆ’）の修
正制御周波数が高速回転の境界を示す制御周波数の下限
値より大きくなっているか否か判断する（Ｓ２１５）。
場合は、回転数を上げるため周波数ｆからｆ’を減算す
る決定をし（Ｓ２１４）、さらにその（ｆ−ｆ’）の修
正制御周波数が高速回転の境界を示す制御周波数の下限
値より大きくなっているか否か判断する（Ｓ２１５）。
【００１４】マイコン１は、（ｆ−ｆ’）の修正制御周
波数が下限値より大きくなっている場合には、使用周波
数範囲内に入っていると判断し（ｆ−ｆ’）になる修正
制御周波数対応の電圧値を出力して（Ｓ２１６）、周波
数発生回路２で（ｆ−ｆ’）のパルス周波数信号を作
り、増幅回路３を介してＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ
２０５に戻って速度計測を行う。（ｆ−ｆ’）の修正制
御周波数が下限値未満の場合には、使用周波数範囲内に
入っていないと判断し、モータの回転に伴う温度の上昇
が予想される為再度温度検知手段７により温度の検知を
行い（Ｓ２１７）、それに対応して制御周波数範囲がシ
フトし（Ｓ２１８）、（ｆ−ｆ’）の修正制御周波数が
高速回転の境界を示す制御周波数の下限値より大きくな
っているか否か判断する（Ｓ２１９）。（ｆ−ｆ’）の
修正制御周波数が下限値より大きくなっている場合に
は、使用周波数範囲内に入っていると判断し（ｆ−
ｆ’）になる修正制御周波数対応の電圧値を出力して
（Ｓ２１６）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に
戻って速度計測を行う。（ｆ−ｆ’）の修正制御周波数
が下限値未満の場合には、使用周波数範囲内に入ってい
ないと判断し、制御周波数を下限値に設定し（Ｓ２２
０）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に戻って速
度計測を行う。
波数が下限値より大きくなっている場合には、使用周波
数範囲内に入っていると判断し（ｆ−ｆ’）になる修正
制御周波数対応の電圧値を出力して（Ｓ２１６）、周波
数発生回路２で（ｆ−ｆ’）のパルス周波数信号を作
り、増幅回路３を介してＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ
２０５に戻って速度計測を行う。（ｆ−ｆ’）の修正制
御周波数が下限値未満の場合には、使用周波数範囲内に
入っていないと判断し、モータの回転に伴う温度の上昇
が予想される為再度温度検知手段７により温度の検知を
行い（Ｓ２１７）、それに対応して制御周波数範囲がシ
フトし（Ｓ２１８）、（ｆ−ｆ’）の修正制御周波数が
高速回転の境界を示す制御周波数の下限値より大きくな
っているか否か判断する（Ｓ２１９）。（ｆ−ｆ’）の
修正制御周波数が下限値より大きくなっている場合に
は、使用周波数範囲内に入っていると判断し（ｆ−
ｆ’）になる修正制御周波数対応の電圧値を出力して
（Ｓ２１６）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に
戻って速度計測を行う。（ｆ−ｆ’）の修正制御周波数
が下限値未満の場合には、使用周波数範囲内に入ってい
ないと判断し、制御周波数を下限値に設定し（Ｓ２２
０）、ＵＳＭ４を駆動制御し、再度Ｓ２０５に戻って速
度計測を行う。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、まず、大
気中の温度変動要因の補正のために超音波モータを駆動
する直前に温度補正を行い、次に、使用周波数制御範囲
を越えた時点で、超音波モータの回転に伴う温度上昇の
補正をすることにより、従来のように常時制御周波数に
温度補正を加える必要がなく、効率的で簡易に温度補正
された超音波モータの駆動制御が達成できる。
気中の温度変動要因の補正のために超音波モータを駆動
する直前に温度補正を行い、次に、使用周波数制御範囲
を越えた時点で、超音波モータの回転に伴う温度上昇の
補正をすることにより、従来のように常時制御周波数に
温度補正を加える必要がなく、効率的で簡易に温度補正
された超音波モータの駆動制御が達成できる。
【図１】本発明による超音波モータの温度補正制御回路
の実施例を示す回路ブロック図
の実施例を示す回路ブロック図
【図２】図１の周波数制御による速度制御回路の詳細を
示す回路図
示す回路図
【図３】実施例の超音波モータの温度補正制御過程を説
明するためのフローチャート
明するためのフローチャート
１ マイコン（制御周波数決定手段） ２ 周波数発生回路（パルス周波数発生手段） ３ 増幅回路（交流制御周波数発生手段） ４ 超音波モータ（ＵＳＭ） ５ 回転数モニタ回路 ６ 記憶回路（制御周波数範囲記憶回路） ７ 温度検知手段
Claims (1)
- 【請求項１】圧電素子に与える周波電圧の周波数を変動
させてモータの速度制御を行う超音波モータの速度制御
回路において、 周囲あるいは超音波モータ自体の温度を測定するために
超音波モータを内蔵するカメラ内部に温度検知手段を備
え、 外部要因による温度補正は、モータを回転させる直前に
補正し、 モータ回転による温度上昇の補正は、要求制御周波数が
使用可能な制御周波数を越える場合に前記温度検知手段
によりその時の温度を検知し、常温で使用可能な制御周
波数範囲自体をその温度変化分だけシフトさせることを
特徴とする超音波モータの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261374A JPH09107686A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 超音波モータの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7261374A JPH09107686A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 超音波モータの駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09107686A true JPH09107686A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17360963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261374A Pending JPH09107686A (ja) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | 超音波モータの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09107686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003033056A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-31 | Nidec Copal Corp | 超音波モータ制御回路 |
-
1995
- 1995-10-09 JP JP7261374A patent/JPH09107686A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003033056A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-31 | Nidec Copal Corp | 超音波モータ制御回路 |
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