JPS5889091A - モ−タの駆動制御装置 - Google Patents

モ−タの駆動制御装置

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JPS5889091A
JPS5889091A JP56187177A JP18717781A JPS5889091A JP S5889091 A JPS5889091 A JP S5889091A JP 56187177 A JP56187177 A JP 56187177A JP 18717781 A JP18717781 A JP 18717781A JP S5889091 A JPS5889091 A JP S5889091A
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Kiyoshi Nishimura
清 西村
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はモータの駆動制御装置に係り、特にビデオテ
ープレコーダ、ターンテーブル等に用いられる多相モー
タの駆動制御に好適なパルス幅変調(PWM)方式の駆
動制御装置に関する。
第1図は三相モータの駆動制御装置の基本的構成を示し
ている。モータ2と周波数発電機4とは連動しており、
周波数発電機4はモータ2の回転速度に比例する周波数
を持つ交流信号(周波数信号)を発生する。この周波数
信号はプログラムカウンタ6でパルスに変換されて周波
数−電圧変換回路8に入力されている。周波数−電圧変
換回路8は鋸歯状波発生回路lOとサンプルホールド回
路12とから構成され、前記パルスは鋸歯状波発生回路
IOにトリガ信号として与えられると同時に、サンプル
ホールド回路12にサンプルパルスとして与えられる。
鋸歯状波発生回路10は前記パルスに同期してその同期
に比例した波高値を持つ鋸歯状波を順次発生し、一方サ
ンプルホールド回路12は鋸歯状波発生回路lOが発生
する鋸歯状波の波高値を順次更新しつつ保持するととも
に、その保持電圧を出力する。この電圧出力は鋸歯状波
の波高値が前記周期に比例していることから周波数−電
圧変換出力と成っている。これら[!状波発生回路10
の鋸歯状波出力及びサンプルホールド回路12の電圧出
力は駆動角制御信号発生回路14に与えられる。この駆
動角制御信号発生回路14はこれらの信号を組合せて得
られる所定角度づつ真なる位相を持つ駆動角制御信号を
発生し、この駆動角制御信号は駆動部16に相銀に設け
られた駆動回路16A、16B、16Cで増幅等の処理
を施された後、モータ2の各コイル2A、2B、2Cに
駆動角t11御入力として個別に与えられる。また、各
駆動回路16A、16B、16Cには駆動制御入力とし
てサンプルホールド回路12の出力が与えられており、
各コイル2A、2B、2Cに与える駆動角制御入力がサ
ンプルホールド回路12の出力電圧で制御されるように
成っている。
このように構成された駆動制御装置の場合、モータ2の
駆動力はリニア動作として与えられているため、例えば
段階的な速度制御を必要とする場合、駆動部16の電源
電圧に対する駆動電圧降下分と駆動電流の積分に相当す
る分が無効電力として損失する。即ち、周波数−電圧変
換出力で与えられるモータ2の印加電圧■−と電源電圧
Vccの電圧差(Vcc−Vm)と、モータ2の駆動電
流■鶴の積(Vcc−Vm)I■が電力損失となり、モ
ータ2の駆動力はVm ・■−で与えられる。(の関係
から効率を良くするためには、■1をVccに近づけれ
ば良いが、制御範囲から限度があり、高効率を維持する
ことは困難である。また、このような損失は駆動部16
の放熱設計並びに許容熱損失能力の拡大に関係し、駆動
部16を大容量、大型化する原因に成っている。
この発明の目的は、電力損失を削減するとともに、駆動
部の小容量、小型化を可能にするモータの駆動制御装置
の提供にある。
この発明は、モータの駆動角@御信号を発生する駆動角
@鍵信号発生回路と、前記モータの回転速度を変換して
得た周波数信号が与えられその周波数を電圧に変換する
周波数−電圧変換回路とミこの周波数−電圧変換回路の
出力電圧で振幅が与えられる基準発振周波数出力を発生
する基準発振回路と、この基準発振回路の基準発振周波
数出力とともに基準直流電圧が与えられこの電圧レベル
に応じたパルス幅のスイッチングパルスをパルス幅変調
によって形成する比較器と、この比較器より出力される
スイッチングパルスに応動して前記駆動角制御信号発生
回路の出力駆動角制御信号を断続信号に変換する波形変
換回路とから構成したことを特徴とする。
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
第2図はこの発明のモータの駆動制御装置の実施例を示
している。この実施例において、第1図と同一部分には
同一符号が付しである。図において、サンプルホールド
回路12の保持出力並びにその発生点レベルは駆動角制
御信号発生回路14の電圧分割回路20で位相設定に応
じて分割される。この場合、1つの鋸歯状波人力の同期
を360°に設定し、例えば三相の場合、発生点レベル
から波高値に至る電圧は3等分することによって120
°毎の位相推移が形成される。この電圧出力は鋸歯状波
発生回路10が発生する鋸歯状波出力とともに移相回路
22に与えられ、サンプルホールド出力と前記分割電圧
出力の比較に基づき120°毎の位相推移を持つ移相信
号が形成され、駆動角制御信号形成回路24に入力され
ている。
駆動角制御信号形成回路24は移相信号大男に基づいて
例えば、1,20°づつの位相推移を持つ駆動角制御信
号を形成する。この駆動角制御信号は一定の位相推移と
ともに所定の駆動力を得るに必要なパルス幅を持つ矩形
波パルスで与えられている。この駆動角l制御信号は駆
動制御部26で制御処理がされた後、駆動部16の各駆
動回路16A、16B、16Cに与えられる。
駆動11111部26にはサンプルホールド゛回路12
の出力電圧で振幅即ち、波高値が与えられる基準周波数
信号を発生する基準発振回路28が設けられており、こ
の基準発振回路28は鋸歯状波発生回路lOの出力周波
数より高い周波数の鋸歯状波、三角波又は指数関数波等
の電圧波形からなる基準周波数信号を発生する。この出
力は基準電飾30で設定される直流基準電圧Voととも
に比較器32に与えられ、直流基準電圧Voは基準周波
数信号によってパルス幅変調が施され、電圧値に応じた
パルス幅を持つスイッチングパルスに変換される。この
パルスは各相銀に設けられた波形変換回路としてのAN
D回路34A、34B、34Cに前記駆動角制御信号と
ともに入力され、両信号の論理積によって断続信号に変
換された駆動角制御信号が駆動部16に人力されている
。この場合、モータ2の各コイル2A、2B、2Cには
電源電圧Vccが直接又はコイルを通して印加されるも
のである。
第3図及び第4図はこの駆動W御装置の動作波形を示し
ている。第3図において、Aは周波数発電機4の出力波
形、Bはプログラムカウンタ6によって得られるその変
換出力、Cは鋸歯状波発生回路10の出力波形を示して
いる。Cにおいて、路12の保持出力1. V Lは発
生点レベル、■1、■2は電圧分割回路20における分
割電圧レベルを示している。D、Eは電圧分割出力に基
づいて移相回路22で形成される移相信号を示し、Dl
Eの各パルスの前縁部はそれぞれ120°の位相推移と
成り、それぞれの後縁部は360°に成っている。F、
G及びHは駆動角制御信号形成回路24におけるD及び
Eの移相信号の組合せによって得られた駆動角制御信号
を示し、各パルスは360°を3等分した形に成ってい
ることが分る。
第4図において、■は基準発振回路28の出力波形を示
し、一点@IIIAvph、 ’、V Ph2 ’ 及
ヒV9hs’は前記第3図CのVph+ 、V ph2
及びVphりを拡大して表示したもので、それぞれの変
化は前記変化に対応し、VOは基準電源30で設定され
る直流基準電圧である。1において、Vph、’、vp
h2’及びVpha’ノ各レヘルはしph3’、>Vp
h2 ’ >vptl、 ’で、基準発振周波数出力の
波高値と成っている。Jは比較器32のパルス幅変調に
よって与えられるスイッチングパルスを示し、各パルス
のパルス幅は前記レベルvph、 ’ 、Vph2′及
びVph、’に対応した値に成っている。モータ2の駆
動力はパルス幅で与えられるため、この場合、Jの各区
間T I、 T 2、T、の駆動力は各レベルに応じて
1/4.3/4、?/8と成る。
従って、モータ2の速度設定は基準電源30の直流基準
電圧vOO値を可変設定することにより行うこと−がで
きる。F′、G′及びH′はiJa図F、G及びHに示
す波形の時間軸を拡大して示した波形であり、KSL及
びMはJに示す波形とF′、G′及びH′に示す波形と
のAND回路34A、34B及び34Cによる論理積に
よって断続信号に変換された駆動角111御信号を示し
ても)る。
このようにモータ2の駆動1116には、)<ルス輻変
調並びに波形変換によって断続信号に変換された駆動角
制御信号が与えられてLする。ここで、駆動回路16A
−16B及び16CにおIする駆動用トランジスタの飽
和電圧をVsat、/<ルス輻変1m (PWM)パル
スのパフレス周期をTs 、 Igl動角制御信号時間
をTcとすれば、駆動回路16A、16B、16Cによ
って与えられるモータ駆動力は(Vcc−Vsat )
 X I m XTc /Tsで与えられ、電力損失は
駆動用トランジスタの飽和損失Ia XVsat XT
c/Tsのみとなり、従って、高効率駆動が実現できる
。この結果、駆動部16の小容量、小型化とともに、駆
動電源にバッテリを使用する場合、その駆動時間を延ば
すことができ、しかも回路のIC化においてはパンケー
ジパワーが少なくできる利点が得られるものである。
なお、実施例では三相モータの場合について説明したが
、この発明は三相以上の多相モータにも適用でき、しか
も説明上駆動角制御信号を120“づつ位相推移した形
に設定したが、三相の場合60°づつの位相推移を持つ
信号を用いて構成した場合でも同様に適用できることは
言うまでもない−0 以上説明したようにこの発明によれば、電力損失の削減
が図−れるとともに、これによって駆動部の小容量、小
型化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は三相モータの一般的な駆動制御装置のブロック
図、第2図はこの発明のモータの駆動制御装置の実施例
を示すブロック図、第3図AないしH及び第4図■ない
しMはその動作波形を示す説明図である。 2・・・モータ、8・・・周波数−電圧変換回路、14
・・・駆動角制御信号発生回路、26・・・駆動制御部
、28・・・基準発振回路、30・・・基準電源、32
・・・比較器、34A、34B、34G・・・波形変換
回路としてのAND回路。 第1図 手続補正言動式) 昭和57年3月1日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第187177号 2、発明の名称 モータの駆動制御装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所 京都市右京区西院溝崎町21番地名称ローム株
式会社 代表者佐藤研一部 4、代理人〒167 住 所 東京都杉並区天沼三丁目2番2−703号荻窪
勧業ビル7階 明細書第11頁第3行ないし第5行の「第3図Aないし
H及び第4図工ないしMはその動作波形を示す説明図で
ある。」を、 「第3図及び第4図はその動作波形を示す説明図である
。」に補正します。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. モータの駆動角制御信号を発生する駆動角制御信号発生
    回路と、前記モータの回転速度を変換して得た周波数信
    号が与えられその周波数を電圧に変換する周波数−電圧
    変換回路と、この周波数−電圧変換回路の出力電圧で振
    幅が与えられる基準発振周波数出力を発生する基準発振
    回路と、この基準発振回路の基準発振周波数出力ととも
    に基準直流電圧が与えられこの電圧レベルに応じたパル
    ス幅のスイッチングパルスをパルス幅変調によって形成
    する比較器と、この比較器より出力されるスイッチング
    パルスに応動して前記駆動角制御信号発生回路の出力駆
    動角制御信号を断続信号に変換する波形変換回路とから
    構成したことを特徴とするモータの駆動制御装置。
JP56187177A 1981-11-21 1981-11-21 モ−タの駆動制御装置 Expired JPS6040277B2 (ja)

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