JPS5869492A - サ−ボモ−タの制御回路 - Google Patents
サ−ボモ−タの制御回路Info
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- JPS5869492A JPS5869492A JP16602281A JP16602281A JPS5869492A JP S5869492 A JPS5869492 A JP S5869492A JP 16602281 A JP16602281 A JP 16602281A JP 16602281 A JP16602281 A JP 16602281A JP S5869492 A JPS5869492 A JP S5869492A
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/2805—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サーボモータ制御回路の改良に係り、特に、
フルブリッジスイッチング回路の改良により、発振回路
、電機子に通電すべきオン・オフ（スイッチング）回路
、及び、電流検出回路等を同−回路中に組み込み、もっ
て、安価で、信頼性に優れかつ効率の高いサーボモータ
制御回路を提供しようとするものである。
フルブリッジスイッチング回路の改良により、発振回路
、電機子に通電すべきオン・オフ（スイッチング）回路
、及び、電流検出回路等を同−回路中に組み込み、もっ
て、安価で、信頼性に優れかつ効率の高いサーボモータ
制御回路を提供しようとするものである。
第１図は、従来より周知のフルブリッジによるスイッチ
ング回路、第２図は、第１図の回路の動作信号波形図、
第３図は、従来より周知のハーフブリッジによるスイッ
チング回路の例を示す図で、第１図に示したフリブリッ
ジスイッチング回路の場合、サーボモータＭを作動させ
るために、トランジスタＱ１〜Ｑ４に第２図（ａ）又は
（ｂ）に示すようなパルス電圧を供給するようにしてい
るが、その場合、第４図に示すように、発振回路１、パ
ルス幅変調回路２、スイッチング回路３、速度検出回路
４、判別回路５等、サーボモータＭの速度を制御するた
めの種々の回路を必要とする。而して、現在では、ＣＰ
Ｈの発達により、速度検出、基準速度との比較（、判別
１）を行い、パルス幅の増減のコントロールをデジタル
信号により行うことができるようになっているが、パル
ス幅変調回路、発振回路等はオペアンプを使用して個々
につくられているのが実情である。
ング回路、第２図は、第１図の回路の動作信号波形図、
第３図は、従来より周知のハーフブリッジによるスイッ
チング回路の例を示す図で、第１図に示したフリブリッ
ジスイッチング回路の場合、サーボモータＭを作動させ
るために、トランジスタＱ１〜Ｑ４に第２図（ａ）又は
（ｂ）に示すようなパルス電圧を供給するようにしてい
るが、その場合、第４図に示すように、発振回路１、パ
ルス幅変調回路２、スイッチング回路３、速度検出回路
４、判別回路５等、サーボモータＭの速度を制御するた
めの種々の回路を必要とする。而して、現在では、ＣＰ
Ｈの発達により、速度検出、基準速度との比較（、判別
１）を行い、パルス幅の増減のコントロールをデジタル
信号により行うことができるようになっているが、パル
ス幅変調回路、発振回路等はオペアンプを使用して個々
につくられているのが実情である。
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、フルブリッジスイツチンク回路を改良して前記パ
ルス幅変調回路、発振回路等を該フルブリッジスイツチ
ンク回路と同一回路中に組み込み、もって、安価で、信
頼性に豊みかつ効率のよいサーボモータ制御回路を提供
しようとするものである。
特に、フルブリッジスイツチンク回路を改良して前記パ
ルス幅変調回路、発振回路等を該フルブリッジスイツチ
ンク回路と同一回路中に組み込み、もって、安価で、信
頼性に豊みかつ効率のよいサーボモータ制御回路を提供
しようとするものである。
一般に、電気的な発振は、インダクタンスＬ１抵抗Ｂ１
容量Ｃ等を利用して移相角を作る吉同時に増幅器に正帰
還することにより行なわれているが、本発明においては
、モータのインダクタンス第５図は、本発明によるサー
ボモータ制御回路の一実施例を説明するための概略構成
図で、図示のように、発振、パルス幅変調、スイッチン
グ等を１つの回路構成１０内で行なわせるようにしたも
のであるが、一点鎖線２０内の回路即ち速度検出回路、
判別回路等はＣＰＵを使用するのが一般的であるので、
本発明によると、回路構成が非常に簡単になり、安価に
構成することができる。
容量Ｃ等を利用して移相角を作る吉同時に増幅器に正帰
還することにより行なわれているが、本発明においては
、モータのインダクタンス第５図は、本発明によるサー
ボモータ制御回路の一実施例を説明するための概略構成
図で、図示のように、発振、パルス幅変調、スイッチン
グ等を１つの回路構成１０内で行なわせるようにしたも
のであるが、一点鎖線２０内の回路即ち速度検出回路、
判別回路等はＣＰＵを使用するのが一般的であるので、
本発明によると、回路構成が非常に簡単になり、安価に
構成することができる。
第６図は、本発明によるサーボモータ制御回路の一実施
例を説明するための詳細電気回路図、第７図は、第５図
に示したエンコーダ３ｏの概略構成図、第８図Ｃす、エ
ンコーダ３０の電気回路図、第９図は、’ＣＰＵを使用
した場合のコントローラの一例を示す図で、エンコーダ
３０は、周知のように、エンコーダディスク３１、発光
ダイオード３２、フォトトランジスタ３３より成り、モ
ータＭの回転速度をフォートトランジスタ３３の出力パ
ルスとして検出している。
例を説明するための詳細電気回路図、第７図は、第５図
に示したエンコーダ３ｏの概略構成図、第８図Ｃす、エ
ンコーダ３０の電気回路図、第９図は、’ＣＰＵを使用
した場合のコントローラの一例を示す図で、エンコーダ
３０は、周知のように、エンコーダディスク３１、発光
ダイオード３２、フォトトランジスタ３３より成り、モ
ータＭの回転速度をフォートトランジスタ３３の出力パ
ルスとして検出している。
第６図の回路において、Ｌ”１はスイッチングにょつて
発生するノイズを他の回路へ出さないようにするための
フィルターであるが、このフィルムト１は必ずしも必要
なものではない。Ｃ１はモータの逆回転時に発生する逆
起電力を吸収するためのもので、この容量は後述するよ
うにある程度大きくする必要がある。また、Ｄ１〜Ｄ４
はモータに生じる逆起電力を吸収するための高速ダイオ
ード、′［ｒ１〜Ｔｒ６はスイッチング用トランジスタ
、Ｂはスイッチング用トランジスタによりモータＭに通
電される電流を検出するための電流検出用抵抗、Ｅ２〜
Ｒ５はトランジスタのベース電流を制御する抵抗、ＩＣ
，は基準の電流制御信号と電流検出用抵抗Ｒ１の出力電
圧との大きさを比較し、抵抗Ｒ１の出力電圧の方が大き
い場合には通電を停止し、抵抗Ｒ１の出力電圧の方が小
さい場合には通電を行うコンパレータ、工Ｃ２及びＩＣ
３はアンド回路、工Ｃ４はインバータである。なお、抵
抗Ｒ６及び容量Ｃ２は無くてもよいものであるが、これ
らは、抵抗Ｒ１の出力信号ＡとグランドＧＮＤ間の出力
に対して、コンパレータＩＣ。
発生するノイズを他の回路へ出さないようにするための
フィルターであるが、このフィルムト１は必ずしも必要
なものではない。Ｃ１はモータの逆回転時に発生する逆
起電力を吸収するためのもので、この容量は後述するよ
うにある程度大きくする必要がある。また、Ｄ１〜Ｄ４
はモータに生じる逆起電力を吸収するための高速ダイオ
ード、′［ｒ１〜Ｔｒ６はスイッチング用トランジスタ
、Ｂはスイッチング用トランジスタによりモータＭに通
電される電流を検出するための電流検出用抵抗、Ｅ２〜
Ｒ５はトランジスタのベース電流を制御する抵抗、ＩＣ
，は基準の電流制御信号と電流検出用抵抗Ｒ１の出力電
圧との大きさを比較し、抵抗Ｒ１の出力電圧の方が大き
い場合には通電を停止し、抵抗Ｒ１の出力電圧の方が小
さい場合には通電を行うコンパレータ、工Ｃ２及びＩＣ
３はアンド回路、工Ｃ４はインバータである。なお、抵
抗Ｒ６及び容量Ｃ２は無くてもよいものであるが、これ
らは、抵抗Ｒ１の出力信号ＡとグランドＧＮＤ間の出力
に対して、コンパレータＩＣ。
の入力信号ＢとグランドＧＮＤ間の信号は移相を発生さ
せて発振を安定させると同時に、サーボモータの整流素
子で発生するノイズ及びサージ電流を吸収するために入
れである。
せて発振を安定させると同時に、サーボモータの整流素
子で発生するノイズ及びサージ電流を吸収するために入
れである。
第６図において、今、トランジスタＴＴｒｌｓ
ｒ３Ｓ Ｔｒ４が通電状態になってモータＭが駆動されている場
合を正回転、Ｔｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６が通電状態となっ
てモータＭが駆動されている場合を逆回転とする。ここ
で、今、正逆回転信号が低レベルとする声、この正逆回
転信号はインバータＩＣ４で反転され、アンド回路工Ｃ
２の一方の大刀端子には高レベル信号が入力される。こ
の時、コンパレータ１：Ｃ。
ｒ３Ｓ Ｔｒ４が通電状態になってモータＭが駆動されている場
合を正回転、Ｔｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６が通電状態となっ
てモータＭが駆動されている場合を逆回転とする。ここ
で、今、正逆回転信号が低レベルとする声、この正逆回
転信号はインバータＩＣ４で反転され、アンド回路工Ｃ
２の一方の大刀端子には高レベル信号が入力される。こ
の時、コンパレータ１：Ｃ。
の出力が高レベルであると、アンド回路ＩＣ２の出力は
高レベルとなるが、通常、ＸＣはＴＴＬ又はＣＭＯ８等
で構成されているので、ＩＣの電源電圧と等しいか又は
やや低いレベルで出力される。このアンド回路ＩＣ２の
出力は、抵抗Ｒ２を通してトランジスタＴｒ１ニヘース
電流、を流すが、トランジスタＴ のｒ］ ：ｌ レクタハ抵抗Ｒ３を通してトランジスタＴｒ３ノ
ヘースに接続されており、才だ、該トランジスタＴｒ１
のエミッタはトランジスタＴｒＩ のベースに接続され
ているため、これらトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４にもベ
ース電流が流れてこれらトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４が
溝面状態となり、モータＭに電源電圧が印加される。・
しかし、モータＭはインダクタンスを持っており、その
ため、電圧の印加と同時に電流。
高レベルとなるが、通常、ＸＣはＴＴＬ又はＣＭＯ８等
で構成されているので、ＩＣの電源電圧と等しいか又は
やや低いレベルで出力される。このアンド回路ＩＣ２の
出力は、抵抗Ｒ２を通してトランジスタＴｒ１ニヘース
電流、を流すが、トランジスタＴ のｒ］ ：ｌ レクタハ抵抗Ｒ３を通してトランジスタＴｒ３ノ
ヘースに接続されており、才だ、該トランジスタＴｒ１
のエミッタはトランジスタＴｒＩ のベースに接続され
ているため、これらトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４にもベ
ース電流が流れてこれらトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４が
溝面状態となり、モータＭに電源電圧が印加される。・
しかし、モータＭはインダクタンスを持っており、その
ため、電圧の印加と同時に電流。
が流れるわけではなく、その電流は、周知の法則に従っ
て、第１２図に曲線にて示すように徐々に増加・してい
く。ただし、この法則に従うのは、インダクタンスをも
っているコイルの磁気飽和点以下の場合であることは当
然である。また、コイルに磁界が発生すると同時に電機
子が加速されるため、印加電圧とは逆方向の起電力を発
生することになるので、印加電圧が起電力分だけ小さく
なったことになり、通常のインダクタンスと抵抗の回路
よりは同一電流に達するまでの時間が長くかかるが、そ
の時間差は、電圧の印加時間が短かいのと加速度に対し
て電機子のイナーシャが大きいため、１回のパルス通電
時間での角速度はあまり変化しないので、はとんどでて
こない。モータＭに電流が流れると、その電流は抵抗Ｒ
１を通るので、Ｒ４の両端には電流に比例した電圧が発
生する。また、抵抗Ｒ１は、スイッチング回路の抵抗値
に対しであまり影響しないような値であると同時に、モ
ータの許容電流になった時のＲ１の両端に発生する電圧
とトランジスタＴｒ□とＴｒ４のベース・エミッタ間電
圧がアンド回路工Ｃ２の出力電圧と一致するような値に
すると、モータの許容電流以上に抵抗Ｒ１に電流が流れ
ると、トランジスタのペースエミッタ間に電流が流れな
くなるため、モータには許容電流以上の電流は流れない
ことになる。換言すれば、アンド回路工Ｃ２の出力−電
圧、及び、抵抗Ｒ４、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４によ
り定電流回路を構成したことになる。
て、第１２図に曲線にて示すように徐々に増加・してい
く。ただし、この法則に従うのは、インダクタンスをも
っているコイルの磁気飽和点以下の場合であることは当
然である。また、コイルに磁界が発生すると同時に電機
子が加速されるため、印加電圧とは逆方向の起電力を発
生することになるので、印加電圧が起電力分だけ小さく
なったことになり、通常のインダクタンスと抵抗の回路
よりは同一電流に達するまでの時間が長くかかるが、そ
の時間差は、電圧の印加時間が短かいのと加速度に対し
て電機子のイナーシャが大きいため、１回のパルス通電
時間での角速度はあまり変化しないので、はとんどでて
こない。モータＭに電流が流れると、その電流は抵抗Ｒ
１を通るので、Ｒ４の両端には電流に比例した電圧が発
生する。また、抵抗Ｒ１は、スイッチング回路の抵抗値
に対しであまり影響しないような値であると同時に、モ
ータの許容電流になった時のＲ１の両端に発生する電圧
とトランジスタＴｒ□とＴｒ４のベース・エミッタ間電
圧がアンド回路工Ｃ２の出力電圧と一致するような値に
すると、モータの許容電流以上に抵抗Ｒ１に電流が流れ
ると、トランジスタのペースエミッタ間に電流が流れな
くなるため、モータには許容電流以上の電流は流れない
ことになる。換言すれば、アンド回路工Ｃ２の出力−電
圧、及び、抵抗Ｒ４、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４によ
り定電流回路を構成したことになる。
抵抗Ｒ２の両端に電圧が発生すると、その出方は抵抗Ｒ
６とコンデンサｃ２よりなる積分回路により多少遅らさ
れると同時にノイズ分が除去されてコンパレータＩＣ３
の一端子に入力される（図示例においては一端子とな・
っているが、回路の構成によっては子端子でもよい）。
６とコンデンサｃ２よりなる積分回路により多少遅らさ
れると同時にノイズ分が除去されてコンパレータＩＣ３
の一端子に入力される（図示例においては一端子とな・
っているが、回路の構成によっては子端子でもよい）。
この一端子の入力電圧が＋端子に入力されている電流制
御信号の値を越えると、コンパレータエＣ１の出力は低
レベルとなり、アンド回路工Ｃ２の一方の入力信号が低
レベルとなるので、コンパレータＩＣ２の出力は低レベ
ルとなり、アンド回路工Ｃ２の入力信号の一方が低レベ
ルとなるので、該アンド回路工Ｃ２の出力は低レベルと
なり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ４ は通電
を停止する。通電を停止すると、抵抗Ｒ１に電流が流れ
なくなり、抵抗Ｒ１の両端の電圧はなくなる。抵抗Ｒ１
の両端の電圧がなくなると、コンデンサｃ２の電荷が抵
抗Ｒ６を通して放電するので、コンデンサＣ２の電位は
徐々に下がり、コンデンサＣ２の電位が゛電流制御信号
のレベルより下がるさ、コンパレータエＣ１の出力が高
レベルとなり、再度モータに電圧が印加されることにな
る。すなわち、上述のようにして発振状態となる。また
、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２の積分回路による遅れは、
抵抗Ｒ１間の電圧の立上りに対してあまり遅れないよう
になっているので（Ｒ１の出力信号の波形に対して９０
以下の遅れ）、抵抗Ｒ１に流れる電流を電流制御信
号でコントロールできることになる。また、抵抗Ｒ１の
両端の出力信号の立上り時の波形は理論上の波形と一致
するので、第９図に示すようなＣＰＵ回路を使用して電
流制御信号をＣＰＵ回路から出力する際に、モータに通
電すべき電流の値になるように電流制御信号を補正して
出方すればよいことになる。なお、第９図において、１
１はＣＰＵ、１２はデコーダ、１３はＲＯＭ、１４はＲ
Ａ Ｍ、 １５ハＤ／Ａ ：Ｉ７バータ、１６はカウン
タ、１７はタイマ、１８は工ヵで、モータＭの速度は、
第７図及び第８図に示したようなエンコーダ３０よりモ
ータの回転数に比例して発生するパルスの数をカウンタ
１６で計測することにより測定され、測定されたモータ
の速度が決められた速度と違っている時は、決められた
速度になるように、Ｄ／Ａコンバータの値を変更して電
流制御用アナログ信号を出してやればよい。ただし、第
９図において、カウンタ１６、タイマ１７等は専用の素
子を使用し赴いで、ｌ１０１８の入力端子を利用してプ
ログラム上で処理をするようにしてもよい。
御信号の値を越えると、コンパレータエＣ１の出力は低
レベルとなり、アンド回路工Ｃ２の一方の入力信号が低
レベルとなるので、コンパレータＩＣ２の出力は低レベ
ルとなり、アンド回路工Ｃ２の入力信号の一方が低レベ
ルとなるので、該アンド回路工Ｃ２の出力は低レベルと
なり、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ４ は通電
を停止する。通電を停止すると、抵抗Ｒ１に電流が流れ
なくなり、抵抗Ｒ１の両端の電圧はなくなる。抵抗Ｒ１
の両端の電圧がなくなると、コンデンサｃ２の電荷が抵
抗Ｒ６を通して放電するので、コンデンサＣ２の電位は
徐々に下がり、コンデンサＣ２の電位が゛電流制御信号
のレベルより下がるさ、コンパレータエＣ１の出力が高
レベルとなり、再度モータに電圧が印加されることにな
る。すなわち、上述のようにして発振状態となる。また
、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ２の積分回路による遅れは、
抵抗Ｒ１間の電圧の立上りに対してあまり遅れないよう
になっているので（Ｒ１の出力信号の波形に対して９０
以下の遅れ）、抵抗Ｒ１に流れる電流を電流制御信
号でコントロールできることになる。また、抵抗Ｒ１の
両端の出力信号の立上り時の波形は理論上の波形と一致
するので、第９図に示すようなＣＰＵ回路を使用して電
流制御信号をＣＰＵ回路から出力する際に、モータに通
電すべき電流の値になるように電流制御信号を補正して
出方すればよいことになる。なお、第９図において、１
１はＣＰＵ、１２はデコーダ、１３はＲＯＭ、１４はＲ
Ａ Ｍ、 １５ハＤ／Ａ ：Ｉ７バータ、１６はカウン
タ、１７はタイマ、１８は工ヵで、モータＭの速度は、
第７図及び第８図に示したようなエンコーダ３０よりモ
ータの回転数に比例して発生するパルスの数をカウンタ
１６で計測することにより測定され、測定されたモータ
の速度が決められた速度と違っている時は、決められた
速度になるように、Ｄ／Ａコンバータの値を変更して電
流制御用アナログ信号を出してやればよい。ただし、第
９図において、カウンタ１６、タイマ１７等は専用の素
子を使用し赴いで、ｌ１０１８の入力端子を利用してプ
ログラム上で処理をするようにしてもよい。
第１３図及び第１４図は、モータの速度をコントロール
する場合のフローチャートを示すが、該フローチャート
には、ＣＰＨの演算速度、速度計算時間、素子の応答時
間、モータ及び該モータに対する負荷、慣性モーメント
等によるレスポンス、帰還係数等によっては速度が一定
にならず発散する場合があるが、これらを防ぐためのフ
ィルター回路又はプログラム上による補正ルーチンにつ
いては省略しである。以上に、正回転時の動作について
説明したが、逆回転時は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３
、Ｔｒ４でモータに通電する点を除き、基本的には、前
記正回転時と同じである。なゼ、参考までに、第６図の
Ａ点の波形を第１５図に、Ｂ点の波形を第１６図に示し
ておく。
する場合のフローチャートを示すが、該フローチャート
には、ＣＰＨの演算速度、速度計算時間、素子の応答時
間、モータ及び該モータに対する負荷、慣性モーメント
等によるレスポンス、帰還係数等によっては速度が一定
にならず発散する場合があるが、これらを防ぐためのフ
ィルター回路又はプログラム上による補正ルーチンにつ
いては省略しである。以上に、正回転時の動作について
説明したが、逆回転時は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３
、Ｔｒ４でモータに通電する点を除き、基本的には、前
記正回転時と同じである。なゼ、参考までに、第６図の
Ａ点の波形を第１５図に、Ｂ点の波形を第１６図に示し
ておく。
次に、正回転の状態から逆回転に変更する場合、又は、
逆回転の状態から正回転に変更する場合の過渡時につい
て説明する。
逆回転の状態から正回転に変更する場合の過渡時につい
て説明する。
モータの電機子、及び該モータが駆動している機械部品
等は慣性をもっており、運動していれば、当然に、運動
エネルギーを持っている。従って、モータの回転方向が
逆になると該モータが駆動して機械部品の運動方向も変
化するような装置の場は運動エネルギーを電気エネルギ
ーとして回収することができ、この時回収した電気エネ
ルギーを蓄える役割をするのが、第６図に示したコンデ
ンサＣ２であり、その容量は、前述のように、なるべく
大きいことが望ましい。本発明においては、この場合の
エネルギー回収もモータの持っているインダクタンスを
積極的に利用して行なっている。
等は慣性をもっており、運動していれば、当然に、運動
エネルギーを持っている。従って、モータの回転方向が
逆になると該モータが駆動して機械部品の運動方向も変
化するような装置の場は運動エネルギーを電気エネルギ
ーとして回収することができ、この時回収した電気エネ
ルギーを蓄える役割をするのが、第６図に示したコンデ
ンサＣ２であり、その容量は、前述のように、なるべく
大きいことが望ましい。本発明においては、この場合の
エネルギー回収もモータの持っているインダクタンスを
積極的に利用して行なっている。
第１０図は、通常回転時の電気的等価回路、第１１図は
、回転方向変更時モータが停止するまでの過渡時の電気
的等価回路図で、通常回転時、モータの回転による起電
力は第１０図中のＥ２で表わされるが、この時のＥ２の
方向は、電源Ｅ１の方向と逆方向であるので、スイッチ
罪をオンしても実際に通電すべく働く電圧はＥｌとＥ２
の差となる。また、スイッチ謂のオフ時、モータのイン
ダクタンスによる逆起電力とモータ自体の回転による起
電力が逆方向であるため、該モータのインダクタンスに
よる起電力は短時間に消滅する。一方、回転方向を変え
る時のモータ停止までの間は、第１１図に示すように、
モータのインダクタンスによる起電力Ｅ２が電源電圧Ｅ
、と同一方向となりかつ該モータのインダクタンスは同
じであるので、インダクタンスＬに対する通電電流は、
第１０図の場合と比べて、Ｅ２とＥｌを加算した場合と
Ｅ２とＥｌを差し引いた場合の比に比例して速く立上る
ことなる。また、スイッチ蒲をオフした場合のモータの
逆起電力は、インダクタンスによる起電力とモータ自体
の回転による起電力とになるが、モータの逆起電力はダ
イオードＤ１、Ｄ４又はＤ２、Ｄ３により電源Ｅ１へ戻
される。
、回転方向変更時モータが停止するまでの過渡時の電気
的等価回路図で、通常回転時、モータの回転による起電
力は第１０図中のＥ２で表わされるが、この時のＥ２の
方向は、電源Ｅ１の方向と逆方向であるので、スイッチ
罪をオンしても実際に通電すべく働く電圧はＥｌとＥ２
の差となる。また、スイッチ謂のオフ時、モータのイン
ダクタンスによる逆起電力とモータ自体の回転による起
電力が逆方向であるため、該モータのインダクタンスに
よる起電力は短時間に消滅する。一方、回転方向を変え
る時のモータ停止までの間は、第１１図に示すように、
モータのインダクタンスによる起電力Ｅ２が電源電圧Ｅ
、と同一方向となりかつ該モータのインダクタンスは同
じであるので、インダクタンスＬに対する通電電流は、
第１０図の場合と比べて、Ｅ２とＥｌを加算した場合と
Ｅ２とＥｌを差し引いた場合の比に比例して速く立上る
ことなる。また、スイッチ蒲をオフした場合のモータの
逆起電力は、インダクタンスによる起電力とモータ自体
の回転による起電力とになるが、モータの逆起電力はダ
イオードＤ１、Ｄ４又はＤ２、Ｄ３により電源Ｅ１へ戻
される。
ここで、もし、電機子の等価抵抗Ｒ及び電流検出用抵抗
Ｒ１のない理想的な回路で、かつ、インダクタンスＬの
磁気飽和点以内で使用するものとすれば、モータが停止
した時点では、今まで持っていた機械的な運動エネルギ
ーを全て電気エネルギーに変換して回収することができ
る（ただしこの時、機械的な負荷も零であることは当然
である）。第６図に示したコンデンサＣ１は、この逆起
電力を回収して蓄える役目を果させるため、大きい方が
良いが、電源にある平滑用コンデンサを使用してもよく
、更には、モータ駆動用電源と他の回路の電源が同一の
ものであれば、モータの逆起電力による電力が他の回路
の電源となるので、効率よく回収電力を消費することが
できる。なお、前述のように、ＣＰＵによりモータの速
度をコントロールする場合、モータを停止状態から加速
烹る場又は回転しているものを同じ方向へ更に加速する
場合と、回転しでいるものを停止させる場合又は回転し
ているものを減速する場合は、前記のギータの回転によ
る起電力を考慮して電流制御信号を出力するようにすれ
ばよい。
Ｒ１のない理想的な回路で、かつ、インダクタンスＬの
磁気飽和点以内で使用するものとすれば、モータが停止
した時点では、今まで持っていた機械的な運動エネルギ
ーを全て電気エネルギーに変換して回収することができ
る（ただしこの時、機械的な負荷も零であることは当然
である）。第６図に示したコンデンサＣ１は、この逆起
電力を回収して蓄える役目を果させるため、大きい方が
良いが、電源にある平滑用コンデンサを使用してもよく
、更には、モータ駆動用電源と他の回路の電源が同一の
ものであれば、モータの逆起電力による電力が他の回路
の電源となるので、効率よく回収電力を消費することが
できる。なお、前述のように、ＣＰＵによりモータの速
度をコントロールする場合、モータを停止状態から加速
烹る場又は回転しているものを同じ方向へ更に加速する
場合と、回転しでいるものを停止させる場合又は回転し
ているものを減速する場合は、前記のギータの回転によ
る起電力を考慮して電流制御信号を出力するようにすれ
ばよい。
以上の説明から明らかなように、本発明によると、発振
回路、電機子に通電すべきオン・オフ（スイッチング）
回路、及び、電流検出回路等が同−回路中に効果的に組
み込まれているので、これらが別々に構成されている従
来技術に比し、コストを安くすることができ、同時に、
信頼性及び効率を高めることができる利点がある。
回路、電機子に通電すべきオン・オフ（スイッチング）
回路、及び、電流検出回路等が同−回路中に効果的に組
み込まれているので、これらが別々に構成されている従
来技術に比し、コストを安くすることができ、同時に、
信頼性及び効率を高めることができる利点がある。
第１図は、従来より周知のフルブリッジにょるスイツチ
ンク回路の一例を示す図、第２図は、第１図の回路の動
作信号波形図、第３図は、従来より周知のハーフブリッ
ジによるスイツチンク回路の例を示す図、第４図は、従
来のサーボモータ制御回路の構成図、第５図は、本発明
によるサーボモータ制御回路の概略構成図、第６図は、
本発明によるサーボモータ制御回路の一実施例を説明す
るための詳細電気回路図、第７図は、本発明の実施に使
用するエンコーダの一例を示す構成図、第８図は、該エ
ンコーダの電気回路図、第９図はＣＰＵを使用した場合
のコントローラの一例を説明するための図、第１０図は
、通常回転時の等価電気回路、第１１図は、過渡時の等
価電気回路、第１２図は、ＲＬ時定数特性図、第１３図
及び第１４図は、モータの速度をコントロールする場合
のフローチャート、第１５図は、第６図のＡ点の信号波
形図、第１６図は第６図のＢ点の信号波形図である。 Ｍ・・・モータ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６・・・トランジスタ、
Ｄ１〜Ｄ４・・・ダイオード、Ｒ１・・・電流検出用抵
抗、ＩＣ，・・・コンパレータ、ＩＣ２、ＩＣ３・・ア
ンド回路、ＩＣ４・・・インバータ、１０・・・発珈、
パルス幅変調、及び、スイッチンク回路、３０・・・エ
ンコーダ。 第□１図 第２図 ＩｃＩ＋ （ｂ＞ Ｏｈ（ヌ１象ｏ３＞１■１’ＪＩＪＩＪ廿−０４（履Ｑ
２１Ｊ１ｆ■−［−一一］−第３図 第４図 第７図 第１０図 第１１図 第１２図 第１５図 第１６図 ｔ
ンク回路の一例を示す図、第２図は、第１図の回路の動
作信号波形図、第３図は、従来より周知のハーフブリッ
ジによるスイツチンク回路の例を示す図、第４図は、従
来のサーボモータ制御回路の構成図、第５図は、本発明
によるサーボモータ制御回路の概略構成図、第６図は、
本発明によるサーボモータ制御回路の一実施例を説明す
るための詳細電気回路図、第７図は、本発明の実施に使
用するエンコーダの一例を示す構成図、第８図は、該エ
ンコーダの電気回路図、第９図はＣＰＵを使用した場合
のコントローラの一例を説明するための図、第１０図は
、通常回転時の等価電気回路、第１１図は、過渡時の等
価電気回路、第１２図は、ＲＬ時定数特性図、第１３図
及び第１４図は、モータの速度をコントロールする場合
のフローチャート、第１５図は、第６図のＡ点の信号波
形図、第１６図は第６図のＢ点の信号波形図である。 Ｍ・・・モータ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６・・・トランジスタ、
Ｄ１〜Ｄ４・・・ダイオード、Ｒ１・・・電流検出用抵
抗、ＩＣ，・・・コンパレータ、ＩＣ２、ＩＣ３・・ア
ンド回路、ＩＣ４・・・インバータ、１０・・・発珈、
パルス幅変調、及び、スイッチンク回路、３０・・・エ
ンコーダ。 第□１図 第２図 ＩｃＩ＋ （ｂ＞ Ｏｈ（ヌ１象ｏ３＞１■１’ＪＩＪＩＪ廿−０４（履Ｑ
２１Ｊ１ｆ■−［−一一］−第３図 第４図 第７図 第１０図 第１１図 第１２図 第１５図 第１６図 ｔ
Claims (2)
- （１）、電機子のインダクタンスによる起電力の電流を
整流用ダイオードによりモータ駆動用の電源に・入れる
サーボモータ１１Ｊ御回路において、電機子への通電を
オン・オフするトランジスタのコレクタ・エミッタ回路
に挿入された電流検出用抵抗器と、該電流検出用抵抗器
の電流により発生する電圧を電機子に通電すべき基準の
電圧と比較する判別回−路と、該判別回路の出力信号に
応答して前記電機子の通電をオン・オフ制御するパルス
を発生する発振回路とを有し、該電機子の通電をオン・
オフ制御するパルスは、前記電機子のインダクタンス、
電流検出用抵抗器、判別回路、オン・オフ用トランジス
タ、及び、正逆転切換用素子等によって構成された前記
発振回路により発生されることを特徴とするサーボモー
タ１１ｊ御回路。 - （２）、前記電流検出用抵抗器とオン・オフ用トラン−
ジスタがサーボモータの通電電流に対して定電流回路を
構成していることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項に記載のサーボモータ”％ｙｌＪ御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16602281A JPS5869492A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | サ−ボモ−タの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16602281A JPS5869492A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | サ−ボモ−タの制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869492A true JPS5869492A (ja) | 1983-04-25 |
Family
ID=15823467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16602281A Pending JPS5869492A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | サ−ボモ−タの制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5869492A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4710686A (en) * | 1986-08-04 | 1987-12-01 | Guzik Technical Enterprises | Method and apparatus for control of current in a motor winding |
| JPH02290195A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-11-30 | Delco Electron Corp | モータ制御装置 |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP16602281A patent/JPS5869492A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4710686A (en) * | 1986-08-04 | 1987-12-01 | Guzik Technical Enterprises | Method and apparatus for control of current in a motor winding |
| JPH02290195A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-11-30 | Delco Electron Corp | モータ制御装置 |
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