JPS5986498A - パルス幅変調直流サ−ボモ−タ駆動回路 - Google Patents
パルス幅変調直流サ−ボモ−タ駆動回路Info
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- JPS5986498A JPS5986498A JP57196206A JP19620682A JPS5986498A JP S5986498 A JPS5986498 A JP S5986498A JP 57196206 A JP57196206 A JP 57196206A JP 19620682 A JP19620682 A JP 19620682A JP S5986498 A JPS5986498 A JP S5986498A
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
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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
- H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
- H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
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、ロボットあるいは工作磯械等において、可動
部材を位置決めするための、直流サーゼモータ駆動装置
の駆動回路において、特にパルス巾変調駆動回路に関す
るものである。
部材を位置決めするための、直流サーゼモータ駆動装置
の駆動回路において、特にパルス巾変調駆動回路に関す
るものである。
ｆｆに、直流サーボモータσ）ノ（ルス巾変調駆動回路
は第１図に示す回路であり、第１１ヌ１の１ｕ路図と第
２図の動作説明図及び第３図のフライホイール電流図に
よって、その動作を説明する。
は第１図に示す回路であり、第１１ヌ１の１ｕ路図と第
２図の動作説明図及び第３図のフライホイール電流図に
よって、その動作を説明する。
第１図において、１は三角波発振器でありＡは駆動指令
信号である。抵抗２〜７は）（ルスｒｔｌ ｆ調を行な
うための抵抗であり、駆動指令Ａが零電位の時、電圧比
較器９．８の出力である正転駆動信号Ｂと、逆転駆動信
号Ｃの）（ルス巾は、非常に小さい値で一致し、正転駆
動信号Ｂによって駆動さするトランジスタスイッチ１１
，１２による直流モータ１８の正転駆動電流と、逆転駆
動信号Ｃによって駆動さｎるトランジスタスイッチ１０
、１３による逆転駆動電流が）゛（ランスして、直流
づ゛−ボモータ１８が、回転しない様に、抵抗２−４＝
５ｔ７の値を決める、その値は次の計算式によって計算
さｎる。ここで、抵抗２〜７の値をそれぞ肚Ｒ３〜Ｒｖ
とし三角波発振器１の正の最大値をＶ ＴＰ、負の最大
値を−Ｖ ＴＭ、正電源電圧をＶｐ、負電源電圧を−Ｖ
Ｍとしである。
信号である。抵抗２〜７は）（ルスｒｔｌ ｆ調を行な
うための抵抗であり、駆動指令Ａが零電位の時、電圧比
較器９．８の出力である正転駆動信号Ｂと、逆転駆動信
号Ｃの）（ルス巾は、非常に小さい値で一致し、正転駆
動信号Ｂによって駆動さするトランジスタスイッチ１１
，１２による直流モータ１８の正転駆動電流と、逆転駆
動信号Ｃによって駆動さｎるトランジスタスイッチ１０
、１３による逆転駆動電流が）゛（ランスして、直流
づ゛−ボモータ１８が、回転しない様に、抵抗２−４＝
５ｔ７の値を決める、その値は次の計算式によって計算
さｎる。ここで、抵抗２〜７の値をそれぞ肚Ｒ３〜Ｒｖ
とし三角波発振器１の正の最大値をＶ ＴＰ、負の最大
値を−Ｖ ＴＭ、正電源電圧をＶｐ、負電源電圧を−Ｖ
Ｍとしである。
−ｆｆ的ニｉｄ、Ｖｐ＝１１Ｍ、ＶＴｕ＝＝ＶＴＰとす
ルノテ、Ｖ ｐ ／ Ｒ，≦ Ｖｒ Ｍ／Ｒ。
ルノテ、Ｖ ｐ ／ Ｒ，≦ Ｖｒ Ｍ／Ｒ。
Ｉ’ｔ、 ＝＝Ｒ１１
Ｒ，＝Ｒり
Ｒｊ＋Ｒ６の１１１は、最大駆動指令電圧ＶＡＯ時、ｔ
ｍατが与えら扛たとすると、Ｔを三角波発振器Ｒ，＝
：Ｒ。
ｍατが与えら扛たとすると、Ｔを三角波発振器Ｒ，＝
：Ｒ。
で与えらｎる。
ｍｉ記の如くして、正転態動パルス信号Ｂ１逆転駆動パ
ルス信号Ｃのパルス巾変調を行ない、トランジスタスイ
ッチ１０〜１３を動作させ罰、駆動指令Ａに応じた電流
を、直流サーボモータ１８に流している。
ルス信号Ｃのパルス巾変調を行ない、トランジスタスイ
ッチ１０〜１３を動作させ罰、駆動指令Ａに応じた電流
を、直流サーボモータ１８に流している。
しかしながら、以上の如き従来の方式においてはモータ
の電機子インダクタンス及びモータに直列に挿入したイ
ンダクタンスの効果によって、モ ゛−タに流牡る
フライホイール電流を有効に活用する事ができず、モー
タ電流のリップルが大きい事、スイッチングロスが大き
い事という二つの大きな問題点を有する事に表ってしま
っている。こオｔをモータの等価回路を含んだフライホ
イール電流図である筑３図によって説明する。
の電機子インダクタンス及びモータに直列に挿入したイ
ンダクタンスの効果によって、モ ゛−タに流牡る
フライホイール電流を有効に活用する事ができず、モー
タ電流のリップルが大きい事、スイッチングロスが大き
い事という二つの大きな問題点を有する事に表ってしま
っている。こオｔをモータの等価回路を含んだフライホ
イール電流図である筑３図によって説明する。
駆動電源１９からトランジスタスイッチ１０、モータ１
８、トランジスタスイッチ１３を通って流ｎる電源によ
るｍ Ｆｅ を流は実線にて表わしてあり、トランジス
タスイッチ１０ 、１３を閉路して流第１る枢動電流で
ちる。この状態からトランジスタスイッチｌ０１１３を
開路すると、フライホイール電流は点線で表わした様に
モータ１８からダイオード１５、電源１９、ダイオード
１６を通る電流″Ｃある。モータ１８は、等価回路とし
て抵抗功、インダクタンス２５電源２２で表わして５る
が、抵抗」はモータ電機子抵抗、インダクタンス２１は
電機子インダクタンス、電源２２はロータの回転によっ
て生ずる誘起電圧を表わしている。従ってフライホイー
ル電流路には誘起電圧と電源電圧の２つの電位障壁があ
り、このうち誘起電圧を越して流肚るＴＩＬ流と誘起電
圧の積は、モータの機械エネルギーに変換さ３るもので
ある。電源電圧を越して流れる電流と電ひ電圧の積は電
源エネルギーに変換さ、１するか、電源でエネルギー損
失になるかである。このうち電源Ｔこ圧の方が誘起電圧
よりも高い。このフライホイール電流路に存在する電位
障壁によってフライホイール電流は、極めて速く減衰す
るため、駆動指令に対するレスポンスが速いという利点
を有するものの、モータ電流の波形率が悪くなり、モー
タの効率が落ちるｇＫなる。さらにモータ電機子のイン
ダクタンスに蓄積したエネルギーを、電源エネルギにも
変換、あるいは損失させてしすうため、スイッチング損
失を含めた総合的なエネルギー効率を低下させてしまう
欠点もある。
８、トランジスタスイッチ１３を通って流ｎる電源によ
るｍ Ｆｅ を流は実線にて表わしてあり、トランジス
タスイッチ１０ 、１３を閉路して流第１る枢動電流で
ちる。この状態からトランジスタスイッチｌ０１１３を
開路すると、フライホイール電流は点線で表わした様に
モータ１８からダイオード１５、電源１９、ダイオード
１６を通る電流″Ｃある。モータ１８は、等価回路とし
て抵抗功、インダクタンス２５電源２２で表わして５る
が、抵抗」はモータ電機子抵抗、インダクタンス２１は
電機子インダクタンス、電源２２はロータの回転によっ
て生ずる誘起電圧を表わしている。従ってフライホイー
ル電流路には誘起電圧と電源電圧の２つの電位障壁があ
り、このうち誘起電圧を越して流肚るＴＩＬ流と誘起電
圧の積は、モータの機械エネルギーに変換さ３るもので
ある。電源電圧を越して流れる電流と電ひ電圧の積は電
源エネルギーに変換さ、１するか、電源でエネルギー損
失になるかである。このうち電源Ｔこ圧の方が誘起電圧
よりも高い。このフライホイール電流路に存在する電位
障壁によってフライホイール電流は、極めて速く減衰す
るため、駆動指令に対するレスポンスが速いという利点
を有するものの、モータ電流の波形率が悪くなり、モー
タの効率が落ちるｇＫなる。さらにモータ電機子のイン
ダクタンスに蓄積したエネルギーを、電源エネルギにも
変換、あるいは損失させてしすうため、スイッチング損
失を含めた総合的なエネルギー効率を低下させてしまう
欠点もある。
本発明は、かかる従来の回路のレスポンスの連応性を維
持しつつ、上記欠点を解決するものであり、その目的は
、パルス中変調！ス動回路において、駆動波形率の改善
と、非駆動状態に入った時、あるいは駆動極性が変化し
た時の速やかな電流の減衰の一般的に相反する両特性を
可能ならしむる高性能の駆動回路を、極めて安価な回路
によって達成する事である。
持しつつ、上記欠点を解決するものであり、その目的は
、パルス中変調！ス動回路において、駆動波形率の改善
と、非駆動状態に入った時、あるいは駆動極性が変化し
た時の速やかな電流の減衰の一般的に相反する両特性を
可能ならしむる高性能の駆動回路を、極めて安価な回路
によって達成する事である。
以下、本発明の一実施例である第４図の回路図、第５図
の動作説明図、第６図のフライホイール電流図から、そ
の有用性を説明する。
の動作説明図、第６図のフライホイール電流図から、そ
の有用性を説明する。
第４図の回路図において、正転駆動ノ々ルス信号Ｂおよ
び、逆転駆動パルス信号Ｏを得る所までは、従来の方式
を表わす第１図と全く同じである。
び、逆転駆動パルス信号Ｏを得る所までは、従来の方式
を表わす第１図と全く同じである。
前記信号Ｂ、Ｏによってセット及びリセットさ肚る２つ
のオアゲート加、２１から成るＦ、Ｆ、を設け、この２
つの出力信号を正転信号Ｄ１逆逆転量Ｅ！ ＋！： Ｌ
、各々トランジスタスイッチＩ２及び１３を駆動する。
のオアゲート加、２１から成るＦ、Ｆ、を設け、この２
つの出力信号を正転信号Ｄ１逆逆転量Ｅ！ ＋！： Ｌ
、各々トランジスタスイッチＩ２及び１３を駆動する。
前記信号り、Ｆｌは各々遅延回路２２９％に接続さｎｌ
その遅延回路の出力のうち、信号りの遅延出力と信号Ｂ
ＸＭ号Ｂ Ｏ） 迎延出力と信号Ｃを各々アンドし、そ
れぞ扛の出力正逆転駆動ノ（ルス信号Ｆ、Ｇによって、
トランジスタスイッチ１１゜１０を駆動する。遅延回路
とアンド回路を設けるワ由は、方間信号が切換わる瞬間
に、駆動信号も閉路しようとしているため、スイッチン
グの遅ｔｔにより、トランジスタスイッチ１０及び【２
、あるいはトランジスタスイッチ１１及び１３が同時に
閉路して起る、トランジスタスイッチの（Ｄ傷を防ぐた
めである。前記の如く回路を構成する事によって駆動電
流路は第５図と同様であるが、方間信号が切換らない間
（即ち同一方間に連続して駆動する必要のある間はン、
第６図における点線に表わさ扛ている電流路をフライホ
イール電流が流ｎる様になる。この電流路には、電位障
壁は誘起電圧による電位障壁が存在するだけであり、従
ってフライホイール電流は従来の回路に比較すると減衰
時間が長くなり、しかもその電位障壁は機械エネルギー
に変換さｎる有効な成分であるため、本来の駆動の目的
に沿ったもので損失にｉｊ： 女らない。従って、従来
の回路に比較して波形率が改善さｔ”ｂる。しかもそｎ
は誘起電圧の低い時、即ち低速の時著るしい。また電機
子のインダクタンスに蓄積さ１またエネルギーを非常に
有効にモータＪ１７に動に使用されるためスイッチング
効率が同上する。
その遅延回路の出力のうち、信号りの遅延出力と信号Ｂ
ＸＭ号Ｂ Ｏ） 迎延出力と信号Ｃを各々アンドし、そ
れぞ扛の出力正逆転駆動ノ（ルス信号Ｆ、Ｇによって、
トランジスタスイッチ１１゜１０を駆動する。遅延回路
とアンド回路を設けるワ由は、方間信号が切換わる瞬間
に、駆動信号も閉路しようとしているため、スイッチン
グの遅ｔｔにより、トランジスタスイッチ１０及び【２
、あるいはトランジスタスイッチ１１及び１３が同時に
閉路して起る、トランジスタスイッチの（Ｄ傷を防ぐた
めである。前記の如く回路を構成する事によって駆動電
流路は第５図と同様であるが、方間信号が切換らない間
（即ち同一方間に連続して駆動する必要のある間はン、
第６図における点線に表わさ扛ている電流路をフライホ
イール電流が流ｎる様になる。この電流路には、電位障
壁は誘起電圧による電位障壁が存在するだけであり、従
ってフライホイール電流は従来の回路に比較すると減衰
時間が長くなり、しかもその電位障壁は機械エネルギー
に変換さｎる有効な成分であるため、本来の駆動の目的
に沿ったもので損失にｉｊ： 女らない。従って、従来
の回路に比較して波形率が改善さｔ”ｂる。しかもそｎ
は誘起電圧の低い時、即ち低速の時著るしい。また電機
子のインダクタンスに蓄積さ１またエネルギーを非常に
有効にモータＪ１７に動に使用されるためスイッチング
効率が同上する。
さらに駆動指令Ａの極性が変化する時は、そ２Ｌまでの
駆動電流を速やかに減衰させ、反対極性の電流を渾す必
要があるわけであるが、この時、トランジスタスイッチ
１３が閉路するため、フライホイール電流は、第５図と
同様に電流を流扛る事になシ、速やかに減衰する。従っ
て必要時の連応性は充分に維持さｎている。また、第４
図の如く、駆動極性を決定するＦＦが、］了アゲート個
にょシ構成さｎている事によシ、０１１段、電圧比較器
が誤動作して、正転駆動パルス信号Ｂ１逆転駆動パルス
信号Ｃの両方が了クチイブになっても、正、逆転信号り
、Ｂともノン丁クチイブになり、フェイルセーフ回路に
なる。従来の回路においては、この様な時、トランジス
タスイッチＩＯかう１２へ、１１から１３へ大電流が流
ｎ１ トランジスタスイッチを損傷は避ける事ができな
かった。
駆動電流を速やかに減衰させ、反対極性の電流を渾す必
要があるわけであるが、この時、トランジスタスイッチ
１３が閉路するため、フライホイール電流は、第５図と
同様に電流を流扛る事になシ、速やかに減衰する。従っ
て必要時の連応性は充分に維持さｎている。また、第４
図の如く、駆動極性を決定するＦＦが、］了アゲート個
にょシ構成さｎている事によシ、０１１段、電圧比較器
が誤動作して、正転駆動パルス信号Ｂ１逆転駆動パルス
信号Ｃの両方が了クチイブになっても、正、逆転信号り
、Ｂともノン丁クチイブになり、フェイルセーフ回路に
なる。従来の回路においては、この様な時、トランジス
タスイッチＩＯかう１２へ、１１から１３へ大電流が流
ｎ１ トランジスタスイッチを損傷は避ける事ができな
かった。
以上の如く、本発明により波形率が良（エネルギー効率
の高い直流サーボモータ駆動回路が可能であり、その技
術的有用性は顕著である。
の高い直流サーボモータ駆動回路が可能であり、その技
術的有用性は顕著である。
第１図は、従来のパルス中変調駆動回路、第２図はその
動作説明図、第３図はそのフライホイール電流図である
。 第４図は、本発明の一実施例でちるパルス巾変調駆動回
路であり、第５図はその動作説明図、第６図はそのフラ
イホイール電流図である。 図中、１は三角波発揚器 ２〜７は抵抗器８．９は電圧
比較器 ｌＯ〜１３はトランジスタスイッチ１４〜１７
はダイオード １８は直流サーボモータ １９はモータ
駆動用風源 ２〔）、 ２１はノアゲート２２ 、２３
は遅延回路 ２４ 、２５はアンド回路であり、Ａは駆
動指令信号 Ｂは正転駆動信号 Ｃは逆転駆動信号 Ｄ
は正転信号 Ｅは逆転信号 Ｆは正転駆動パルス信号
Ｇは逆転態動パルス信号である。 以」二
動作説明図、第３図はそのフライホイール電流図である
。 第４図は、本発明の一実施例でちるパルス巾変調駆動回
路であり、第５図はその動作説明図、第６図はそのフラ
イホイール電流図である。 図中、１は三角波発揚器 ２〜７は抵抗器８．９は電圧
比較器 ｌＯ〜１３はトランジスタスイッチ１４〜１７
はダイオード １８は直流サーボモータ １９はモータ
駆動用風源 ２〔）、 ２１はノアゲート２２ 、２３
は遅延回路 ２４ 、２５はアンド回路であり、Ａは駆
動指令信号 Ｂは正転駆動信号 Ｃは逆転駆動信号 Ｄ
は正転信号 Ｅは逆転信号 Ｆは正転駆動パルス信号
Ｇは逆転態動パルス信号である。 以」二
Claims (2)
- （１）、三角波発器、及び２個の電圧比較器により、刻
々と変化するアナログ駆動指令に対応して、駆動方間、
駆動強度をパルス巾変調して正方同駆動パルス、増力同
駆動パルスを作り出し、前記変調パルス信号によってト
ランジスタブリッジ回路をスイッチさせてモータを可逆
駆動する直流サーボ′モータ駆動回路において、正方回
尾動パルスと逆方向駆動パルスによって、セット及びリ
セットするフリップフロップ（以後１！’、Ｆ、と記載
する。） 、６１記Ｆ、Ｆ、の二つの出力信号を、正方
同信号旭逆方間信号とし、１１１記、正逆方間信号を遅
延する二つの遅延回路、９１１記正方回駆動パルスと正
方回位°号遅延回路出力とをアンドするアンド回路、同
様に印］記逆方同駆動パルでと逆方同信号遅延回路出力
とをアンドするアンド回路を有し、前記、正、逆方同信
号によって、駆動電源の一方の極に接続されたトランジ
スタブリッジ回路の１対のトランジスタスイッチを各々
駆動し、了ン、ド回路１，２の出力によって駆動電源の
他方の極に接続されたトランジスタブリッジ回路の他の
１対のトランジスタスイッチを、各々アンド回路１の出
力と正方同信号、アンド回路２の出力と逆方同信号が、
直流サーボモータをたすきかけ状に駆動する様に接続し
た事を特徴とするパルス幅変調匣蝉す−ボモータ鳳動回
路。 - （２） 、 Ｆ 、 Ｆ 、がノアゲートあるいはナン
トゲートを２個使用したＦ、Ｆ、である事を特徴とする
特許ーボモータ駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196206A JPS5986498A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | パルス幅変調直流サ−ボモ−タ駆動回路 |
| US06/547,879 US4514666A (en) | 1982-11-09 | 1983-11-02 | Pulse width modulation d.c. servo motor driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57196206A JPS5986498A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | パルス幅変調直流サ−ボモ−タ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986498A true JPS5986498A (ja) | 1984-05-18 |
| JPH0126279B2 JPH0126279B2 (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=16353957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196206A Granted JPS5986498A (ja) | 1982-11-09 | 1982-11-09 | パルス幅変調直流サ−ボモ−タ駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4514666A (ja) |
| JP (1) | JPS5986498A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63107481A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-12 | Sharp Corp | ４象限チヨツパの制御装置 |
| JPH02123988A (ja) * | 1988-10-29 | 1990-05-11 | Toshin Bussan Kk | 車輌用電動扉の制御回路 |
| JPH02290195A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-11-30 | Delco Electron Corp | モータ制御装置 |
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