JPS5935578A - Current feedback circuit in motor controller - Google Patents

Current feedback circuit in motor controller

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JPS5935578A
JPS5935578A JP14564882A JP14564882A JPS5935578A JP S5935578 A JPS5935578 A JP S5935578A JP 14564882 A JP14564882 A JP 14564882A JP 14564882 A JP14564882 A JP 14564882A JP S5935578 A JPS5935578 A JP S5935578A
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JP
Japan
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current
circuit
current feedback
light
photocoupler
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Application number
JP14564882A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Watabe
達也 渡部
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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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
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements 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
    • H02P7/18Arrangements 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
    • H02P7/24Arrangements 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
    • H02P7/28Arrangements 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
    • H02P7/2805Arrangements 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the influence of electric noise to an electric circuit of a control system by coupling the electric circuit of the control system such as a drive circuit, a current feedback circuit and a speed control circuit through a photocoupler. CONSTITUTION:A voltage between the terminals of a shunt resistor 16, through which an armature current flows, is smoothed by a smoothing circuit which has a resistor 23 and a condenser 24, and outputted to an operational amplifier 25. A collector current which corresponds to the output of the amplifier 25 is flowed to the collector of a transistor 31 of a current mirror circuit of next stage. The first photocoupler 32 is operated on the basis of the collector current, and an emitter current of a phototransistor 32b corresponding to the quantity of light of a light emitting diode 32a is inputted to an operational amplifier 37 of the next stage. The amplifier 37 converts the emitter current into a voltage and outputs a current feedback signal IFB to a speed control circuit.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はモータ制御装置における電流帰還回路に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a current feedback circuit in a motor control device.

従来のモータ制御装置における電流帰還回路は例えば第
1図に示すように構成されている。
A current feedback circuit in a conventional motor control device is configured as shown in FIG. 1, for example.

すなわち、モータ駆動回路1に設けられた1組ノ正転用
スイッチングトランンスタ’11’ r 1 、 T 
r 2若しくは1組の逆転用スイッチングトランノスタ
Tr3’、Tr4がベース端子から入力されるチョッパ
信号にてオン、オフされることに基づいて直流モータの
電機子2に流れる電流をシャント抵抗3に流す。このシ
ャント抵抗3の端子間電圧は抵抗4及びコンデンサ5と
からなる平滑回路を介して電流帰還回路6を構成するオ
ペアップ7に出力される。そして、オペアンプ7はこの
端子間電圧を抵抗8,9で決まる増幅率で増幅して、電
流帰還信号IFBを作る。なお、D1〜D4はフライホ
イール用のタイオードである。
That is, one set of forward rotation switching transistors '11' r 1 , T provided in the motor drive circuit 1
r 2 or a set of reverse switching trannostars Tr3' and Tr4 are turned on and off by the chopper signal input from the base terminal, and the current flowing through the armature 2 of the DC motor is caused to flow through the shunt resistor 3. . The voltage between the terminals of this shunt resistor 3 is outputted to an operational amplifier 7 forming a current feedback circuit 6 via a smoothing circuit consisting of a resistor 4 and a capacitor 5. Then, the operational amplifier 7 amplifies this inter-terminal voltage with an amplification factor determined by resistors 8 and 9 to generate a current feedback signal IFB. Note that D1 to D4 are diodes for the flywheel.

ところがこの方式だと、モータ駆動回路1と制御系の電
流帰還回路6は共通の1つのアース線10を使用してい
るため、速度制御回路にノイズが侵入し制御回路が誤動
作しやすくなる。
However, in this method, since the motor drive circuit 1 and the current feedback circuit 6 of the control system use one common ground wire 10, noise enters the speed control circuit and the control circuit is likely to malfunction.

この発明は前記問題点を解消するためになされたもので
あって、その目的はモータ駆動回路のアース線と、制御
系の回路のアース線を分離して、精度の高い電流帰還信
号を作るとともに速度制御回路の安定をはかることがで
きるモータ制御装置における電流帰還回路を提供するに
ある。
This invention was made to solve the above problems, and its purpose is to separate the ground wire of the motor drive circuit and the ground wire of the control system circuit to create a highly accurate current feedback signal. An object of the present invention is to provide a current feedback circuit in a motor control device that can stabilize a speed control circuit.

以下、この発明を具体化した一実施例を第2図に従って
説明する。
An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIG.

第2図において、駆動回路C1の一組の正転用スイッチ
ングトランンスタ11,12は速度制御回路(図示せず
)からベース端子に入力されるチョッパ信号SQLにて
オン、オフ制御され、直流モータの電機子13に直流電
源VBを印加する。
In FIG. 2, a pair of forward switching transistors 11 and 12 in a drive circuit C1 are controlled on and off by a chopper signal SQL input from a speed control circuit (not shown) to a base terminal, and the DC motor DC power supply VB is applied to the armature 13 of.

そして、この時、電機子13には電機子電流が第2図に
おいて左から右に流れ、直流モータは正転駆動される。
At this time, an armature current flows through the armature 13 from left to right in FIG. 2, and the DC motor is driven in normal rotation.

−組の逆転用スイッチングトランジスタ14.15は前
記速度制御回路からベース端子に人力されるチョッパ信
号SG2にてオン、オフ制御され、同しく電機子13に
直流電源VBを印加する。そしてこの時、電機子13に
は電機子電流が右から左に流れ直流モータは逆転駆動さ
れる。
The reversing switching transistors 14 and 15 of the - group are controlled on and off by a chopper signal SG2 input from the speed control circuit to the base terminal, and also apply DC power VB to the armature 13. At this time, an armature current flows through the armature 13 from right to left, and the DC motor is driven in reverse.

検出体としてのンヤント抵抗16は直流電源VI3のア
ース線17と前記正転用及び逆転用トランジスタ12.
15のエミッタ端子を結ぶ共通線18間に接続され、前
記電機子電流が同シャント抵゛抗16を介してアース線
17に流れるようにしている。19〜22はフライホイ
ール用タイオードである。
Ant resistance 16 as a detection body is connected to the ground wire 17 of DC power supply VI3 and the forward and reverse rotation transistors 12.
It is connected between a common line 18 connecting the 15 emitter terminals, and the armature current flows to the ground line 17 via the shunt resistor 16. 19 to 22 are flywheel diodes.

抵抗23とコンデンサ24とからなる平滑回路はその抵
抗23の一端が前記共通線18に接続され、前記シャン
ト抵抗16の端子間電圧を平滑にして次のオペアンプ2
5の非反転入力端子に出力する。
A smoothing circuit consisting of a resistor 23 and a capacitor 24 has one end of the resistor 23 connected to the common line 18, and smoothes the voltage between the terminals of the shunt resistor 16 to supply the next operational amplifier 2.
It outputs to the non-inverting input terminal of 5.

前記オペアンプ25は反転入力端子とアース線17、間
に接続した抵抗26aと、同反転入力端子と出力端子間
に接続した抵抗261Jとで決まる増幅率で前記端子間
電圧を増幅する。なお、オペアンプ25は抵抗27と直
列に接続されたツェナータイオード28のツェナー電圧
で決まる電圧が印加され、この電圧によりドライブされ
るようになっている。
The operational amplifier 25 amplifies the voltage between the terminals with an amplification factor determined by the inverting input terminal and the ground wire 17, a resistor 26a connected between the inverting input terminal and the output terminal, and a resistor 261J connected between the inverting input terminal and the output terminal. Note that a voltage determined by the Zener voltage of a Zener diode 28 connected in series with the resistor 27 is applied to the operational amplifier 25, and the operational amplifier 25 is driven by this voltage.

抵抗29と2個のトランジスタ30,31とから構成さ
れるカレントミラー回路は前記オペアンプ25から出力
される出力電圧に比例したコレクタ電流がトランジスタ
30に流れる。従って、トランジスタ30のコレクタ電
流と一致したコレクタ電流が他方のトランジスタ31の
コレクタに流れることになる。
In a current mirror circuit composed of a resistor 29 and two transistors 30 and 31, a collector current proportional to the output voltage output from the operational amplifier 25 flows through the transistor 30. Therefore, a collector current matching the collector current of transistor 30 flows to the collector of the other transistor 31.

第1のホトカプラ32は発光ダイオード32aとホトト
ランジスタ32I〕とて構成され、その発光タイオード
32aの一′端か前記トランジスタ31のコレクタ端子
に接続され、他端が抵抗33を介して直流電源VBのプ
ラス端子に接続されている。従って、発光タイオード3
2aの光量はトランジスタ31のコレクタ電流に対して
非直線的に変化する。
The first photocoupler 32 is composed of a light emitting diode 32a and a phototransistor 32I], one end of the light emitting diode 32a is connected to the collector terminal of the transistor 31, and the other end is connected to the DC power supply VB via a resistor 33. connected to the positive terminal. Therefore, the light emitting diode 3
The amount of light 2a changes non-linearly with respect to the collector current of the transistor 31.

第2のホトカプララ34は発光タイオード34aとホl
−hランラスタ341〕とて構成され、そのホトトラン
ジスタ クタ端子に、コレクタ端子が抵抗35を介して直流電源
VBのプラス端子に接続されている。そして、同ホトト
ランジスタ341Jは発光タイオード34、の光量に比
例したエミッタ電流が流れる。
The second photocoupler 34 is a light emitting diode 34a and a hole.
-h run raster 341], and its phototransistor collector terminal is connected to the positive terminal of the DC power supply VB via a resistor 35. An emitter current proportional to the amount of light from the light emitting diode 34 flows through the phototransistor 341J.

従って、前記第1のホトカプラ32の発光タイオード3
2aに流れる電流は前記トランジスタ31のコレクタ電
流から前記ホトトランジスタ34bのエミッタ電流を引
いた値の電流が流れる。
Therefore, the light emitting diode 3 of the first photocoupler 32
The current flowing through 2a is equal to the collector current of the transistor 31 minus the emitter current of the phototransistor 34b.

前記第1のホトカプラ32のホトトランジスタ321J
はそのコレクタ端子が直流電源子Bのプラス端子に接続
され、エミッタ端子が抵抗36を介して電流帰還回路C
2を構成するオペアンプ37の反転入力端子に接続され
ている。従って、同ホトトランジスタ オード32aの光量すなわち同発光タイオード32aに
流れる電流に相対した値となってオペアンプ37に出力
される。そして、オペアンプ37はこのエミッタ電流を
電流−電圧交換して電流帰還信号IFBとして出力する
。なお、オペアンプ37はその反転入力端子と出力端子
間に抵抗38を接続するとともに前記直流電源子Bがド
ライブ用電源として印加され、又前記アース線17とは
別個のアース線39によりオペアンプ37の基準電圧を
得る。
Phototransistor 321J of the first photocoupler 32
The collector terminal is connected to the positive terminal of the DC power supply element B, and the emitter terminal is connected to the current feedback circuit C through the resistor 36.
It is connected to the inverting input terminal of an operational amplifier 37 constituting the circuit 2. Therefore, the amount of light from the phototransistor 32a, ie, the value relative to the current flowing through the light emitting diode 32a, is output to the operational amplifier 37. The operational amplifier 37 performs current-voltage exchange on this emitter current and outputs it as a current feedback signal IFB. Note that the operational amplifier 37 has a resistor 38 connected between its inverting input terminal and output terminal, and the DC power supply element B is applied as a drive power source. Get voltage.

また、オペアンプ37はその出力端子か抵抗4子に接続
され、同オペアップ37から出力される電流帰還信号I
FHの電圧値に相対して、発光タイオード34aの光量
を制御するようになっている。そして、ホl− 1−ラ
ンノスタ341)の工εツタ電流が制御され、この制御
により前記第1ホトカプラ32の非直線性が補正される
ようになっている。
In addition, the operational amplifier 37 is connected to its output terminal or to the four resistors, and the current feedback signal I output from the operational amplifier 37 is
The amount of light from the light emitting diode 34a is controlled relative to the voltage value of FH. Then, the electric current of the photocoupler 341) is controlled, and the nonlinearity of the first photocoupler 32 is corrected by this control.

次に上記のように構成したモータ制御装置における電流
帰還回路の作用について説明する。
Next, the operation of the current feedback circuit in the motor control device configured as described above will be explained.

今、速度制御回路からチョッパ信号SGIが正転用スイ
ッチングトランジスタ11.12に出力され、直流モー
タが所定の速度て正転駆動されているとき、電機子電流
がシャン1〜抵抗16に流れる。そして、この時のシャ
ント抵抗16の端子間電圧は抵抗23とコンデンサ24
とからなる平滑回路にて平滑されて、オペアンプ25に
出力され、同アンプ25にて増幅される。そして、次段
のカレントミラー回路のトランジスタ31のコレクタは
そのオペアンプ25の出力、すなわちシャント抵抗16
の端子間電圧に相対した値のコレクタ電流が流れる。
Now, the chopper signal SGI is outputted from the speed control circuit to the switching transistors 11 and 12 for forward rotation, and when the DC motor is driven to rotate forward at a predetermined speed, an armature current flows through the resistor 1 to the resistor 16. At this time, the voltage between the terminals of the shunt resistor 16 is the voltage between the resistor 23 and the capacitor 24.
The signal is smoothed by a smoothing circuit consisting of the following, outputted to an operational amplifier 25, and amplified by the same amplifier 25. The collector of the transistor 31 of the current mirror circuit in the next stage is connected to the output of the operational amplifier 25, that is, the shunt resistor 16.
A collector current with a value relative to the terminal voltage flows.

このコレクタ電流に基づいて第1のホ]・カブラ32は
動作し、次段のオペアンプ37には発光タイオード32
aの光量すなわち前記コレクタ電流に相対したホトトラ
ンジスタ3 2 bのエミッタ電流が人力される。オペ
アップ37はこのエミッタ電流を電流−電圧変換して電
流帰還信号IFBとして前記速度制御回路に出力する。
Based on this collector current, the first converter 32 operates, and a light emitting diode 32 is connected to the operational amplifier 37 in the next stage.
The amount of light a, that is, the emitter current of the phototransistor 3 2 b relative to the collector current is input manually. The operation up 37 converts this emitter current into a current and voltage and outputs it to the speed control circuit as a current feedback signal IFB.

そして、速度制御回路はこの電流帰還信号I FBに基
づいて、その時の直流モータの電機子電流がどのくらい
かを検出し、直流モータが所望の回転速度となるように
前記チョッパ信号801のチョッパ比を変えて前記正転
用スイッチングj〜ラン ′ノスタ11,12に出力す
る。
Then, the speed control circuit detects the armature current of the DC motor at that time based on this current feedback signal IFB, and adjusts the chopper ratio of the chopper signal 801 so that the DC motor reaches the desired rotation speed. The normal rotation switching j to run' nostars 11 and 12 are then outputted.

このように本実施例では機械部を持つ駆動回路C1と、
電流帰還回路C2及び速度制御回路等の制御系の電気回
路とを第1のホトカブラ32を介して結合したので電源
電圧の違い又は機械部が発する有害な電気的雑音が制御
系の電気回路に影響を与えることはない。
In this way, in this embodiment, the drive circuit C1 having a mechanical part,
Since the current feedback circuit C2 and the electrical circuits of the control system such as the speed control circuit are coupled through the first photocoupler 32, differences in power supply voltage or harmful electrical noise generated by the mechanical parts will not affect the electrical circuits of the control system. will not be given.

また、本実施例では第2のホトカブラ34の発光ダイオ
ード34aの光量が前記電流帰還信号■F Bの値に基
づいて制御される。そして、その光量に基づいてホトト
ランレスタ341+のエミッタ電流の値が制御され、前
記カレントミラー回路のトランジスタ31のコレクタ端
子に供給されるため、第1のホl−カブラ32の発光タ
イオード32aに流れる電流はこのエミッタ電流によっ
て変化する。
Further, in this embodiment, the amount of light from the light emitting diode 34a of the second photocoupler 34 is controlled based on the value of the current feedback signal FB. Then, the value of the emitter current of the phototransistor 341+ is controlled based on the amount of light and is supplied to the collector terminal of the transistor 31 of the current mirror circuit, so that the current flowing through the light emitting diode 32a of the first hole coupler 32 is It changes depending on this emitter current.

従って、この工2ツタ電流によって第1のホトル カブラ32の発光タイオード32の非直線性が直線性に
補正されることになりシャント抵抗16の端子間電圧に
相対した値の電流帰還信号IFBを得ることができる。
Therefore, the nonlinearity of the light emitting diode 32 of the first photocoupler 32 is corrected to linearity by this double current, and a current feedback signal IFB having a value relative to the voltage between the terminals of the shunt resistor 16 can be obtained. I can do it.

そして、この電流帰還回路を機械部から発生する電気的
雑音が多くしかも完全なアースがとりにくいバッテリー
フォークリフトにおける駆動モータの速度制御に応用す
れば、同駆動モータの速度制御は精度の高いものとなり
、フォークリフトを安全かつ確実に走行させることがで
きる。
If this current feedback circuit is applied to the speed control of the drive motor in a battery forklift, where there is a lot of electrical noise generated from the mechanical parts and it is difficult to ensure complete grounding, the speed control of the drive motor will be highly accurate. A forklift can be operated safely and reliably.

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
例えば前記チョッパ方式のモータ速度制御方法以外の制
御方法に応用したりする等この発明の趣旨を逸脱しない
範囲で任意に変更してもよい。
Note that this invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified as desired without departing from the spirit of the invention, such as applying to control methods other than the chopper-type motor speed control method described above. .

以上詳述しtコように、この発明は駆動回路に設けたモ
ータの回転速度を電気的に検出する検出体と、その検出
体の検出値に相対して速度制御のtコめの電流帰還信号
を出力す8電流帰還回路とを第1のホI・カブラにより
結合するとともに、同電流帰還信号に基づいて動作制御
され前記第1のホトカブララの非直線性を補正する第2
のホ1〜カブラを設(すたことにより、第1のホ1−カ
ブラの非直線性が補正され、しかも電流帰還回路は駆動
回路で発生する電気的雑音を受:すないので、精度の高
い電流帰還信号を作ることができ、モータ制御装置にお
ける電流帰還回路として産業1優れたものである。
As described in detail above, the present invention includes a detection body for electrically detecting the rotational speed of a motor provided in a drive circuit, and a current feedback for speed control relative to the detection value of the detection body. 8 current feedback circuits that output signals by a first photo coupler, and a second photo coupler whose operation is controlled based on the same current feedback signal to correct nonlinearity of the first photo coupler.
By providing the first hole-coupler, the non-linearity of the first hole-coupler is corrected, and the current feedback circuit does not receive electrical noise generated in the drive circuit, so accuracy is improved. It can generate a high current feedback signal and is the best in the industry as a current feedback circuit for motor control devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のモータ制御装置における電流帰還回路図
、 第2図はこの発明を具体化したモータ制御装置における
電流帰還回路である。
FIG. 1 is a current feedback circuit diagram of a conventional motor control device, and FIG. 2 is a current feedback circuit diagram of a motor control device embodying the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 速度制御回路からの制御信号に基づいてモータに駆
動電源を供給するとともに所定の速度に駆動させる駆動
回路と、 前記駆動回路に設けられモータの駆動電流を検出するた
めの検出体と、 前記検出体の検出値に相対した速度制御のための電流帰
還信号を前記速度制御回路に出力する電流帰還回路と、 からなるモータ制御装置において、 前記駆動回路に設けた検出体と前記電流帰還回路との間
に、 同検出体の検出値に相対した値の電流を流すためのカレ
ンl−ミラー回路と、 発光素子と受光素子とから構成され、前記カレントミラ
ー回路に流れる電流に基づいて同発光素子を発光させ、
その発光量に相対した値の電流を同受光素子より前記電
流帰還回路に出力する第1のホトカブラと、 発光素子と受光素子とから構成され、前記電流帰還回路
の電流帰還信号に基づいて前記発光素子の発光量が制御
され、その発光量に相対した値の電流を同受光素子より
カレントミラー回路に供給し、前記第1のホトカブラの
発光素子における発光量の非直線性を補正する第2のホ
トカブラと、を設けたことを特徴とするモータ制御装置
における電流帰還回路。 2 駆動回路に設けられた検出体は直流モータの電機子
巻線に対して直列に接続されたシャン1〜抵抗である特
許請求の範囲第1項に記載のモータ制御装置における電
流帰還回路。 3 第1及び第2のホトカブラの発光素子及び受光素子
はそれぞれ発光量・tオード及びホト1〜ランジスタで
ある特許請求の範囲第1項に記載のモータ制御装置にお
ける電流帰還回路。
[Scope of Claims] 1. A drive circuit that supplies drive power to the motor and drives it to a predetermined speed based on a control signal from the speed control circuit; and a drive circuit provided in the drive circuit for detecting the drive current of the motor. A motor control device comprising: a detection object; a current feedback circuit that outputs a current feedback signal for speed control relative to a detected value of the detection object to the speed control circuit; Between the current feedback circuit and the current mirror circuit, the current mirror circuit is configured to flow a current having a value relative to the detected value of the detection object, and a light emitting element and a light receiving element. The light-emitting element emits light based on the
A first photocoupler that outputs a current having a value relative to the amount of light emitted from the light receiving element to the current feedback circuit, and a light emitting element and a light receiving element, A second photocoupler, in which the amount of light emitted by the element is controlled, and a current having a value relative to the amount of light emitted is supplied from the light receiving element to the current mirror circuit to correct non-linearity in the amount of light emitted by the light emitting element of the first photocoupler. 1. A current feedback circuit in a motor control device, comprising a photocoupler. 2. A current feedback circuit in a motor control device according to claim 1, wherein the detection body provided in the drive circuit is a resistor connected in series with an armature winding of a DC motor. 3. The current feedback circuit in the motor control device according to claim 1, wherein the light emitting element and the light receiving element of the first and second photocouplers are a light emitting amount/tode and a phototransistor, respectively.
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