JPS596784A - 直流モ−タの制御方式 - Google Patents
直流モ−タの制御方式Info
- Publication number
- JPS596784A JPS596784A JP57113432A JP11343282A JPS596784A JP S596784 A JPS596784 A JP S596784A JP 57113432 A JP57113432 A JP 57113432A JP 11343282 A JP11343282 A JP 11343282A JP S596784 A JPS596784 A JP S596784A
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- Japan
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- motor
- current
- time
- drive
- gradually
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H02P7/245—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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
-
- 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
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
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】
（ａ）発明の技術分野
本発明は、磁気ディスク装置において磁気ディスクを回
転させるスピンドルモータ等に適する直流モータの制御
方式に関する。
転させるスピンドルモータ等に適する直流モータの制御
方式に関する。
ｆｂｌ技術の背景
磁気ディスク装置の小形化のために、磁気ディスク装置
のスピンドルにモータを組み込む方式が増えてきている
。このような小形化を行なうには、ブラシレスの直流モ
ータが適しているが、効率のよいモータでないと、発熱
のために（＝Ｊ近の各部で機械的な熱膨張が発生してオ
フトランクを引き起す恐れかある。
のスピンドルにモータを組み込む方式が増えてきている
。このような小形化を行なうには、ブラシレスの直流モ
ータが適しているが、効率のよいモータでないと、発熱
のために（＝Ｊ近の各部で機械的な熱膨張が発生してオ
フトランクを引き起す恐れかある。
（Ｃ１従来技術とその問題点
第１図は従来のスピンドルモータの制御方式を示すタイ
ムチャートで、（イ）はモータの１回転毎に発生ずるホ
ール出力、（ロ）は基準クロック、（ハ）はモータのコ
イルに供給される駆動電流、（ニ）はモータの回転速度
をそれぞれ示している。
ムチャートで、（イ）はモータの１回転毎に発生ずるホ
ール出力、（ロ）は基準クロック、（ハ）はモータのコ
イルに供給される駆動電流、（ニ）はモータの回転速度
をそれぞれ示している。
モータにポールセンサを組み込まれ、磁気的にモータの
回転速度が検出される。モータの回転速度が遅く、ポー
ルセンサの出力より先に基準クロックが発生したときは
、基準クロックによって駆動電流がオンし、（ニ）のよ
うにモータの回転速度が次第に速くなる。次第に加速さ
れ、モータのホール出力が基準クロックより早く発生し
たときは、ボール出力によって駆動電流が−゛フとなり
、（ニ）のようにモータは次第に減速される。
回転速度が検出される。モータの回転速度が遅く、ポー
ルセンサの出力より先に基準クロックが発生したときは
、基準クロックによって駆動電流がオンし、（ニ）のよ
うにモータの回転速度が次第に速くなる。次第に加速さ
れ、モータのホール出力が基準クロックより早く発生し
たときは、ボール出力によって駆動電流が−゛フとなり
、（ニ）のようにモータは次第に減速される。
このように従来は、駆動電流のオン・オフで、モータの
速度制御や起動・停止を行なっている。
速度制御や起動・停止を行なっている。
そして起動時は、ボール出力が基準クロックより遅いの
で、より早く回転を」二げるべく例えば４ 〔Ａ〕程度
の入電流が通電される。ところが起動時の回転が充分上
がっていない状態では、逆起電力が小さく、その結果モ
ニタ駆動回路の駆動トランシスクに大電流が流れて該駆
動トランジスタで消費される電力が大きく、かつ該駆動
トランジスタが破壊する恐れがある。また駆動トランジ
スタで入電力が消費される際の発熱が、オフ］・ラック
の原因にムなる。
で、より早く回転を」二げるべく例えば４ 〔Ａ〕程度
の入電流が通電される。ところが起動時の回転が充分上
がっていない状態では、逆起電力が小さく、その結果モ
ニタ駆動回路の駆動トランシスクに大電流が流れて該駆
動トランジスタで消費される電力が大きく、かつ該駆動
トランジスタが破壊する恐れがある。また駆動トランジ
スタで入電力が消費される際の発熱が、オフ］・ラック
の原因にムなる。
更に起動時に瞬間的に大電流が通電されるので、ノイズ
を発生して他の回路に悪影響を及ぼしたり、瞬間的な大
電流で大きな駆動力が発生して磁気ディスクに伝達され
るので、振動を発生するなどの弊害がある。大電流をコ
イルに通電すると、磁気的な変動によってホールセンサ
の検出にも悪影響が発生し、且つ大電流のオン・オフは
電源にとっても好ましくない。
を発生して他の回路に悪影響を及ぼしたり、瞬間的な大
電流で大きな駆動力が発生して磁気ディスクに伝達され
るので、振動を発生するなどの弊害がある。大電流をコ
イルに通電すると、磁気的な変動によってホールセンサ
の検出にも悪影響が発生し、且つ大電流のオン・オフは
電源にとっても好ましくない。
定當回転に達しても、回転速度が基準クロックの速度に
達するまでは通電されっばなしとなり、基準クロックが
回転速度より早い間は通電オフの状態か続く。このよう
に通電がオン・オフされる時間で回転制御されるので、
回転変動も大きい。
達するまでは通電されっばなしとなり、基準クロックが
回転速度より早い間は通電オフの状態か続く。このよう
に通電がオン・オフされる時間で回転制御されるので、
回転変動も大きい。
これらの問題を解決するためにアナログ的に制御するこ
とも考えられるが、そのためにはｒ−ｖコンバークやヂ
ャージポンプで、回転数に比例したアナログ電圧を発生
し、比較電圧と基準電圧との差に応じて駆動電流を制御
することが必要である。この場合は、駆動電流のレベル
を制御することになるのでオ°ン・オフ制御の欠点は解
消されるが、系の応答の解析や定数決定が複雑になり、
また回路構成も複雑になるので、診断や調整が面倒であ
る。しかも回転数応答にオーバーシュートが発生しがぢ
である。
とも考えられるが、そのためにはｒ−ｖコンバークやヂ
ャージポンプで、回転数に比例したアナログ電圧を発生
し、比較電圧と基準電圧との差に応じて駆動電流を制御
することが必要である。この場合は、駆動電流のレベル
を制御することになるのでオ°ン・オフ制御の欠点は解
消されるが、系の応答の解析や定数決定が複雑になり、
また回路構成も複雑になるので、診断や調整が面倒であ
る。しかも回転数応答にオーバーシュートが発生しがぢ
である。
ｆｄ１発明の目的
そこで本発明は、このような問題のないオン・オフ制御
における前記のような問題を解決し、起動時の駆動電流
の立ち上りを徐々に行なって、起動時の駆動トランジス
タでの消費電力を軽減すると共に、定常回転時の電流の
平均化と、回転変動の低減を図ることを目的する。
における前記のような問題を解決し、起動時の駆動電流
の立ち上りを徐々に行なって、起動時の駆動トランジス
タでの消費電力を軽減すると共に、定常回転時の電流の
平均化と、回転変動の低減を図ることを目的する。
（ｅ１発明の構成
この目的を達成するために本発明は、直流モータの制御
回路において、駆動電流をあるレベルにクランプする手
段と、モータの加速を要するときは、そのクランプレベ
ルを徐々に増加させ、モータの減速を要するときは、ク
ランプレベルを徐々に低下させる時定数回路を備えた方
式を採っている。
回路において、駆動電流をあるレベルにクランプする手
段と、モータの加速を要するときは、そのクランプレベ
ルを徐々に増加させ、モータの減速を要するときは、ク
ランプレベルを徐々に低下させる時定数回路を備えた方
式を採っている。
（ｆ１発明の実施例
次に本発明による制御方式が実際上とのように具体化さ
れるかを実施例で説明する。第２図は制御回路の一例を
示す図、第３図はその動作を示すタイムチャートである
。Ｍは直流モータで、そのロータのイ１近にホール素子
１が配設されて、モータの相を磁気的に検出すると共に
回転速度を検出し、速度検出器２にフィーＦハ、りして
いる。そして速度検出器２の出力信号を、ＦＪＪ換回路
３に入力して、駆動回路４の駆動トランジスタ５・・・
を選択することにより、相切り替えが行なわれる。
れるかを実施例で説明する。第２図は制御回路の一例を
示す図、第３図はその動作を示すタイムチャートである
。Ｍは直流モータで、そのロータのイ１近にホール素子
１が配設されて、モータの相を磁気的に検出すると共に
回転速度を検出し、速度検出器２にフィーＦハ、りして
いる。そして速度検出器２の出力信号を、ＦＪＪ換回路
３に入力して、駆動回路４の駆動トランジスタ５・・・
を選択することにより、相切り替えが行なわれる。
各駆動］・ランジスク５・・・と直列に電流検出用の抵
抗６を接続してレベル検出を行ない、その検出信号を電
流クランプ用の比較器７に入力する。
抗６を接続してレベル検出を行ない、その検出信号を電
流クランプ用の比較器７に入力する。
比較器７の基準電圧は、ボール素子１で検出された速度
信号に基づいてアナログ的に変化する。
信号に基づいてアナログ的に変化する。
即ちホール素子１の検出信号は速度検出器２に入力され
、該速度検出器２と基準発振器８からの基Ｙ１へクロッ
クがオン・オフ信号発生器９に入力する。
、該速度検出器２と基準発振器８からの基Ｙ１へクロッ
クがオン・オフ信号発生器９に入力する。
そして第１図において、（イ）のポール出力信号と（ロ
）の基準クロックとの差に基づいて、駆動電流のオン・
オフ信号を発生させたのと同様な動作で、例えばモータ
の１回転ごとにオン・オフを判定してオン・オフ信号を
スイノヂ手段１０に出力する。
）の基準クロックとの差に基づいて、駆動電流のオン・
オフ信号を発生させたのと同様な動作で、例えばモータ
の１回転ごとにオン・オフを判定してオン・オフ信号を
スイノヂ手段１０に出力する。
このスイソヂ手段１０のオン・オフによって、次の時定
数回路の充放電が制御される。時定数回路は、抵抗Ｒ＋
、、Ｒ２とコンデンサｃ１とからなり、ス・イノチ手
段１０がオフの状態では、抵抗ＲＩ とコンデンサＣ１
との時定数に従ってコンデンサＣＩに充電が行なわれ、
その結果バッファ用のトランジスタ１１を介して抵抗Ｒ
ｈ、Ｒｔが通電され、且つ次第に電流が増大する。そう
すると抵抗Ｒ１の両端間の電圧が次第に増大して、比較
器７の基準端子に印加される基準電圧も次第に増大する
。一方スイソチ手段１０かオンになると、コンデンサＣ
１に充電されていた電荷が抵抗Ｒ２を介して放電される
。その結果バッファ用のトランジスタ１１を介して、抵
抗Ｒ：ｌ 、Ｒｔを流れる電流が次第に減少するように
制御される。そのため、抵抗Ｒ４の両端間の電圧が次第
に減少して、比較器７の基／−Ｐ端子に印加される基準
電圧も徐々に減少する。
数回路の充放電が制御される。時定数回路は、抵抗Ｒ＋
、、Ｒ２とコンデンサｃ１とからなり、ス・イノチ手
段１０がオフの状態では、抵抗ＲＩ とコンデンサＣ１
との時定数に従ってコンデンサＣＩに充電が行なわれ、
その結果バッファ用のトランジスタ１１を介して抵抗Ｒ
ｈ、Ｒｔが通電され、且つ次第に電流が増大する。そう
すると抵抗Ｒ１の両端間の電圧が次第に増大して、比較
器７の基準端子に印加される基準電圧も次第に増大する
。一方スイソチ手段１０かオンになると、コンデンサＣ
１に充電されていた電荷が抵抗Ｒ２を介して放電される
。その結果バッファ用のトランジスタ１１を介して、抵
抗Ｒ：ｌ 、Ｒｔを流れる電流が次第に減少するように
制御される。そのため、抵抗Ｒ４の両端間の電圧が次第
に減少して、比較器７の基／−Ｐ端子に印加される基準
電圧も徐々に減少する。
前記のオン・オフ信号発生回路９では、モータ回転速度
が基準クロックより遅い間は、第３図（イ）のように時
定数回路を放電状態にするためのディスチャージ信号を
オフする。逆にモータ回転速度が基準クロックより早い
間はオン信号を発生して、第３図（イ）のように、時定
数回路を放電させるためのディスチャージ信号をオンに
する。
が基準クロックより遅い間は、第３図（イ）のように時
定数回路を放電状態にするためのディスチャージ信号を
オフする。逆にモータ回転速度が基準クロックより早い
間はオン信号を発生して、第３図（イ）のように、時定
数回路を放電させるためのディスチャージ信号をオンに
する。
そのため、モーフ回路速度が基準クロックより遅い間は
、ディスチャージ信号がオフとなって、スイッチ手段１
０をオフするため、時定数回路゛ζは充電が行なわれ、
比較器７の基準信号Ｖ ｒｅｆは次第に増大して、第３
図（ロ）の立ら上り特性を示す。その結果、切換回路３
を介して、駆動回路の駆動トランジスタ５の電流か制御
され、次第に駆動電流が増大する。したがって（ハ）に
示すように回転速度も徐々に速くなる。
、ディスチャージ信号がオフとなって、スイッチ手段１
０をオフするため、時定数回路゛ζは充電が行なわれ、
比較器７の基準信号Ｖ ｒｅｆは次第に増大して、第３
図（ロ）の立ら上り特性を示す。その結果、切換回路３
を介して、駆動回路の駆動トランジスタ５の電流か制御
され、次第に駆動電流が増大する。したがって（ハ）に
示すように回転速度も徐々に速くなる。
逆にモータ回転速度が基準クロックより早い間聞、ディ
スチャージ信号をオンにして、時定数回路では放電が行
なわれ、比較器７の基準信号は次第に減少して、第３図
（ロ）の立ぢ下がり特性を示す。その結果、切換回路３
を介して、駆動回路の駆動トランジスタ５の電流がクラ
ンプされ、次第に駆動電流が減少する。したがって定常
回転に入ってからの減速も徐々に行なわれ、減速と加速
を徐々に繰り返すことによって、（ハ）に示すように回
転速度が一定に維持され、オーバーシュートが防止され
る。
スチャージ信号をオンにして、時定数回路では放電が行
なわれ、比較器７の基準信号は次第に減少して、第３図
（ロ）の立ぢ下がり特性を示す。その結果、切換回路３
を介して、駆動回路の駆動トランジスタ５の電流がクラ
ンプされ、次第に駆動電流が減少する。したがって定常
回転に入ってからの減速も徐々に行なわれ、減速と加速
を徐々に繰り返すことによって、（ハ）に示すように回
転速度が一定に維持され、オーバーシュートが防止され
る。
このようにＣＲ時定数回路により、比較器７の基準電工
が次第に増減して、モータの駆動電流を徐々に増減させ
る方式になっている。そのため、第３図に示すようにモ
ータの起動時は、（ロ）の基準電圧特性に従って、基準
電圧は徐々に増大するので、モータの駆動電流も徐々に
増大する。その結果、従来と違って起動時に駆動トラン
ジスタで大きな消費電力が発生ずるといったことはなく
、発熱も少なくなる。また定常回転に達しても、駆動電
流はオン・オフの繰り返しでなく、充放電回路によって
徐々に増減されるので、定常回転時の駆動電流が平均化
され、且つ回転変動も低減される。
が次第に増減して、モータの駆動電流を徐々に増減させ
る方式になっている。そのため、第３図に示すようにモ
ータの起動時は、（ロ）の基準電圧特性に従って、基準
電圧は徐々に増大するので、モータの駆動電流も徐々に
増大する。その結果、従来と違って起動時に駆動トラン
ジスタで大きな消費電力が発生ずるといったことはなく
、発熱も少なくなる。また定常回転に達しても、駆動電
流はオン・オフの繰り返しでなく、充放電回路によって
徐々に増減されるので、定常回転時の駆動電流が平均化
され、且つ回転変動も低減される。
（ｇ１発明の効果
以上のように本発明によれは、駆動電流をあるレベルに
クランプする手段と、モータの加速を要するときは、そ
のクランプレベルを徐々に増加さ−Ｕ、モータの減速を
要するときは、クランプレベルを徐々に低下させる時定
数回路を備え′ζいる。
クランプする手段と、モータの加速を要するときは、そ
のクランプレベルを徐々に増加さ−Ｕ、モータの減速を
要するときは、クランプレベルを徐々に低下させる時定
数回路を備え′ζいる。
その結果、モータの起動時の駆動電流が徐々に立ち上が
るので、駆動トランジスタで消費される電力が軽減され
、駆動トランジスタが保護されると共に発熱も抑制され
て、温度上昇に起因する熱膨 □張でオフｌラックが発
生ずるようなこともない。
るので、駆動トランジスタで消費される電力が軽減され
、駆動トランジスタが保護されると共に発熱も抑制され
て、温度上昇に起因する熱膨 □張でオフｌラックが発
生ずるようなこともない。
また定常回転においても、駆動電流が平均化し、且つ回
転変動も低減され、回転制御が理想的に行なわれる。
転変動も低減され、回転制御が理想的に行なわれる。
第１図は従来の直流モータの回転制御方弐乏示すタイム
チャート、第２図は本発明による直流モータの回転制御
回路を示す図、第３図は同制御回路の動作を示すタイム
チャートである。 図において、Ｍは直流モータ、■はホール素子、２は速
度検出器、３は切換回路、４は駆動回路、５は駆動トラ
ンジスタ、６は電流検出用抵抗、７は比較器、９はオン
・オフ信号発生器、１０はスイッチ手段、Ｃ１はコンデ
ンサ、Ｉ’＜ ＋ 〜Ｒ４は抵抗をそれぞれ示す。
チャート、第２図は本発明による直流モータの回転制御
回路を示す図、第３図は同制御回路の動作を示すタイム
チャートである。 図において、Ｍは直流モータ、■はホール素子、２は速
度検出器、３は切換回路、４は駆動回路、５は駆動トラ
ンジスタ、６は電流検出用抵抗、７は比較器、９はオン
・オフ信号発生器、１０はスイッチ手段、Ｃ１はコンデ
ンサ、Ｉ’＜ ＋ 〜Ｒ４は抵抗をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 直流モータの制御回路において、駆動電流をあるレベル
にクランプする手段と、モータの加速を要するときは、
そのクランプレベルを徐々に増加させ、モータの減速を
要するときは、クランプレベルを徐々に低下さセる時定
数回路を備えていることを特徴とする直流モータの制御
力式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57113432A JPS596784A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 直流モ−タの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57113432A JPS596784A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 直流モ−タの制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS596784A true JPS596784A (ja) | 1984-01-13 |
Family
ID=14612071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57113432A Pending JPS596784A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 直流モ−タの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596784A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224894A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Hitachi Ltd | 無刷子直流電動機 |
| JPH0323059U (ja) * | 1989-07-13 | 1991-03-11 | ||
| JPH04210798A (ja) * | 1990-12-14 | 1992-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | ブラスレスモータ駆動回路 |
| EP1265350A1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-12-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control drive system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5328222A (en) * | 1976-08-27 | 1978-03-16 | Hitachi Ltd | Motor co ntroller |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57113432A patent/JPS596784A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5328222A (en) * | 1976-08-27 | 1978-03-16 | Hitachi Ltd | Motor co ntroller |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224894A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Hitachi Ltd | 無刷子直流電動機 |
| JPH0323059U (ja) * | 1989-07-13 | 1991-03-11 | ||
| JPH04210798A (ja) * | 1990-12-14 | 1992-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | ブラスレスモータ駆動回路 |
| EP1265350A1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-12-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control drive system |
| EP1265350A4 (en) * | 2000-03-17 | 2007-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | NUMERICAL CONTROL SYSTEM |
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