JPS6035975A - Speed controller of rotor - Google Patents
Speed controller of rotorInfo
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- JPS6035975A JPS6035975A JP58138205A JP13820583A JPS6035975A JP S6035975 A JPS6035975 A JP S6035975A JP 58138205 A JP58138205 A JP 58138205A JP 13820583 A JP13820583 A JP 13820583A JP S6035975 A JPS6035975 A JP S6035975A
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- 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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、回転体の回転速度に応じた制御出力を発生
する速度検出器の伝送特性、とくに位相遅れを改善した
回転体の速度制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a speed control device for a rotating body that improves the transmission characteristics, particularly the phase delay, of a speed detector that generates a control output according to the rotational speed of the rotating body.
精密な定速回転を要求される回転体の速度制御、たとえ
ば、ビデオテープレコーダのドラム、キャプスタン等の
速度制御においては、回転体の回転速度に比例した周波
数の交流信号を発生する周波数発電機(以下FGと呼ぶ
)、およびその出力であるF’G信号の周波数に応じた
制御出力を発生する速度検出器が広く用いられている。For speed control of rotating bodies that require precise constant speed rotation, such as video tape recorder drums, capstans, etc., a frequency generator is used to generate an AC signal with a frequency proportional to the rotational speed of the rotating body. (hereinafter referred to as FG) and speed detectors that generate a control output according to the frequency of the F'G signal that is the output thereof are widely used.
第1図は、その基本的な構成を示すブロック図であり、
(l)はモータ、(2)はF G 、 (3)はFG倍
信号(4〕は速度検出器、(5)はFG倍信号3)から
、前縁および後縁を・イする速度比例1d号(61を作
成する波形整形器、(7)は速度比例信号(6)の周期
す検出し、それに応じた制御出力(8)を発生する周期
検出器、(9)は制御出力(8)の平滑、あるいは位相
補償全目的としたフィルタ、(IIはモータ駆動回路で
ある。なお、この例では、回転体とモータのロータが直
結された、いわゆるダイレクト・ドライブ方式を示して
おる。FIG. 1 is a block diagram showing its basic configuration.
(l) is the motor, (2) is the FG signal, (3) is the FG multiplication signal (4) is the speed detector, (5) is the FG multiplication signal (3), and the speed proportional to the leading and trailing edges. 1d (61), (7) is a period detector that detects the period of the speed proportional signal (6) and generates a corresponding control output (8), (9) is a control output (8). ) filter for the purpose of smoothing or phase compensation, (II is a motor drive circuit. This example shows a so-called direct drive system in which the rotating body and the rotor of the motor are directly connected.
さて、このような11に度制御系において、系の安定度
を1田め、回転性能を向上させるためには、FG周波数
を高く設定すればよいことは、一般によく知られている
。これは、後述の説明で示されるように、FG周波数が
高いほど、速度検出器(4)の位相遅れが軽減され、か
つ、出力のリップル喝波数が高くなることで後段のフィ
ルタ(9)の時定数も小さくて済むため、制御系の位相
余裕が増すからである。Now, in such an 11-degree control system, it is generally well known that in order to improve the stability of the system and improve the rotational performance, the FG frequency can be set high. This is because, as shown in the explanation below, the higher the FG frequency, the more the phase delay of the speed detector (4) is reduced, and the higher the ripple frequency of the output, the higher the frequency of the filter (9) in the subsequent stage. This is because the time constant can also be small, increasing the phase margin of the control system.
しかしながら、実際のシステムでは種々の制約からFG
周波数はむやみに高く設定できない。したがって、低い
FG周波数でも充分な性能が得られるように種々の工夫
がなされており、その最も典型的な方法が、フィルタに
よる位相補償である。However, in actual systems, FG
The frequency cannot be set unnecessarily high. Therefore, various efforts have been made to obtain sufficient performance even at low FG frequencies, and the most typical method is phase compensation using a filter.
ただし、この方法は、系の利得あるいは位相周波数特性
の一部を変形することで、本来、不安定、ないしそれに
近い状態にある系を安定にするものであって、決して上
述のFGの高周波数化のような根本的な性能向上は望め
ない。However, this method stabilizes a system that is originally unstable or in a nearly unstable state by changing a part of the gain or phase frequency characteristics of the system, and it is not intended to stabilize the system that is originally unstable or in a state close to it. It is not possible to expect a fundamental performance improvement like that of .
なお、このような速度制御装置全体の動作は、すでに広
く知られているものであるため、以後の説明は、この発
明による速度検出器の部分に着目して行なうことにする
。Incidentally, since the overall operation of such a speed control device is already widely known, the following explanation will focus on the speed detector according to the present invention.
まず、第1図に示した従来方式の速度検出器(4)の動
作について説明する。First, the operation of the conventional speed detector (4) shown in FIG. 1 will be explained.
モータの回転速度をNmo%FG周波数をfOとすれば
、両者は比例関係にあるから、
fc = −= KG 、Nmo −(t)c
と表わされる。ここでKoは速度−周波数変換定数であ
る。If the rotational speed of the motor is Nmo%, and the FG frequency is fO, since both are in a proportional relationship, it can be expressed as fc = -= KG, Nmo - (t)c. Here, Ko is a speed-frequency conversion constant.
いま、回転速度が時間とともに変動する場合を考える。Now, consider the case where the rotational speed changes over time.
すなわち、
Nm(4= Nmo+ΔNm(、t) ・・・(2)と
する。このときの速度検出器(4)の動作を示したのが
第2図である。That is, Nm(4=Nmo+ΔNm(, t) (2). FIG. 2 shows the operation of the speed detector (4) at this time.
モータ(1)の回転速度が時間とともに変化すると、F
G倍信号3)は周波数変調(FM)され、その結果、速
度比例1d号(6)の隣υ合う前縁間の時間長が変化す
る。周期検出器(7)は、この時間長の変化量に応じた
制御電圧を出力する。すなわち、第2図よυ、制御出力
V’y(i)は、’rn< 7≦Tn+1(n−0,±
1.±2・・・)において、
My(4=s Vyo+Δ’Vr(i)=Vν9 +
KV・△Tn
2 Vyo −) Kv−((Tn −Tn−1)−T
o l ・−−(3)となる、ここで、 Vyoは、モ
ータの回転速度がNm。When the rotational speed of the motor (1) changes with time, F
The G multiplied signal 3) is frequency modulated (FM), so that the time length between adjacent leading edges of the velocity proportionality 1d (6) changes. The period detector (7) outputs a control voltage according to the amount of change in this time length. That is, as shown in Fig. 2, υ, the control output V'y(i) is 'rn< 7≦Tn+1(n-0,±
1. ±2...), My(4=s Vyo+Δ'Vr(i)=Vν9 +
KV・△Tn 2 Vyo −) Kv−((Tn −Tn−1)−T
o l ·--(3), where Vyo is the rotational speed of the motor in Nm.
で一定の時の制御出力電圧である。また、Kvは、周期
−一圧変換定数であり、ここでは極性を負としている。is the control output voltage when . Moreover, Kv is a period-one-pressure conversion constant, and here the polarity is negative.
これは、△Tの極性がΔNmのそれと逆であるので、K
vを負極性として説明を簡明にするととを意図したにす
ぎず、この点では後述するこの発明の実施例でも同様で
ある。なお、ここでは、時間長を検出するのに速度比例
信号(6)の前縁を用いているが、後#を用いても全く
同様である。This is because the polarity of △T is opposite to that of ∆Nm, so K
It is merely intended to simplify the explanation by assuming that v has a negative polarity, and the same applies to the embodiments of the present invention to be described later. Here, the leading edge of the speed proportional signal (6) is used to detect the time length, but the same effect can be achieved even if the trailing # is used.
さて、第2図から明らかが様に、このプロセスは、FM
信号の復調プロセスそのもの、つまり、FM変調された
搬送波のいわゆる「ゼロクロス時刻」を検出することで
、搬送波の周期の変化をめ、それtl−電圧に変換する
ことでもとの変調信号を復元するものであるから、変調
周波数が高いほど、位相遅れが大きくなることは容易に
想像される。Now, as is clear from Figure 2, this process is
The signal demodulation process itself, that is, by detecting the so-called "zero-crossing time" of the FM modulated carrier wave, the change in the carrier wave period is determined, and by converting it to tl-voltage, the original modulated signal is restored. Therefore, it is easy to imagine that the higher the modulation frequency, the greater the phase delay.
実際、(2)式において、△Nm(A)’Ik単一正弦
波、すなわち、
ΔNm(4=ΔNmos (27cfmi+θm >
−(4)ここで、fm +回転速度変動周波数
θms初期位相
△Nmo +回転速度変動振幅(ピーク・ゼロ値)とし
、かつ、FG倍信号すなわち搬送波を、Vo (J)
−hg (2yCfot ) ・・・(5)どおいて、
f”%θrn、△Nmo k種々に変化させ、そのとき
の復調出力をフーリエ変換して基本波成分を抽出し、位
相遅れθv’l調べると、となり、0W、1mmに比例
し7、fcに反比例することが明らかとなった。In fact, in equation (2), ΔNm(A)'Ik single sine wave, that is, ΔNm(4=ΔNmos (27cfmi+θm >
-(4) Here, fm + rotational speed fluctuation frequency θms initial phase △Nmo + rotational speed fluctuation amplitude (peak/zero value), and the FG multiplied signal, that is, the carrier wave, is Vo (J)
-hg (2yCfot) ... (5) Where,
f''%θrn, △Nmok are changed variously, the demodulated output at that time is Fourier transformed to extract the fundamental wave component, and the phase delay θv'l is examined. It turns out that there is an inverse relationship.
ここで、(0式において「近似的に等しい」と表わした
のは、この速度検出方式が、周波数そのものでなく 周
波数の逆数、すなわち周期の変化を検出して、その変化
量に比例した電圧を出力する形■であるため、変動率(
ΔNmOAmo )が大きいと若干誤差を生じるからで
ある。しかしながら、試算によれば、変動率?ピーク・
ゼロ値で10チという、夾1’lのシステムではほとん
ど対象とならないほど大きい値に設定しても、Ovの誤
差は1mに満たない。なお、この位相遅れは、実際のモ
ータ制御系ケ用いた実験によっても確認されている。Here, the expression "approximately equal" in equation 0 means that this speed detection method detects the reciprocal of the frequency, that is, the change in period, and detects the voltage proportional to the amount of change. Since it is an output type, the fluctuation rate (
This is because if ΔNmOAmo ) is large, a slight error will occur. However, according to the calculation, the fluctuation rate? peak·
Even if the zero value is set to a value of 10, which is so large that it is hardly a target in a 1'l system, the error in Ov is less than 1 m. Note that this phase delay has also been confirmed through experiments using an actual motor control system.
第3図は、(4)式において
としたときの△Nm(4と、△Vν(i)とを示したも
のである。ここで、0内の数字は検出時刻を表わしてい
る。この場合、位相遅れQ、vは、(6)式よシとなる
が、これは第3図の波形からでも容易に確認されるであ
ろう。Figure 3 shows △Nm(4) and △Vν(i) when expressed in equation (4). Here, the number inside 0 represents the detection time. In this case , phase delay Q, v are given by equation (6), which can be easily confirmed from the waveforms in FIG.
ところで、このような計算から即座に明らかとなるのは
、FGM号(3)の半周期の時間長を検出して、それを
電圧に変換すれば、位相遅れOvは(6)式の半分にな
るということである。なぜならば、これは、前述の復調
プロセスにおいてFG周波数を2倍にした場合と等価だ
からである。By the way, what becomes immediately clear from such calculations is that if the time length of a half cycle of FGM number (3) is detected and converted to voltage, the phase delay Ov can be reduced to half of equation (6). It means that it will become. This is because this is equivalent to doubling the FG frequency in the demodulation process described above.
しかしながら、この場合は、−周期を検出する場合と異
なシ、FG倍信号3)が歪んでい九h、tJr、4図の
ように、波形整形器(5)でオフセットが生じたシする
と、回転速度が変動していなくとも、速度(8)
検出器の出力(第4図の(に)、(ハ))はリップ/l
/を生じ、しかも直流成分も変化するため、リップルに
よる回転ムラの増大f、設定速度のズレを発生させてし
まう。また、リップルの基本波成分の周波数はFG鳩波
数であるから、回転ムラの増大を避けるためにフィルタ
を付加するとすれば、その時定数は、リップル周波数に
対して充分に大きいものとしなければ表らず、その結果
、上記のような速度検出に伴う位十目遅れの改善効果が
相殺されてしまい、さらに他の対策も必要となるなど、
欠点が多い。However, in this case, unlike the case of detecting the period, the FG multiplied signal 3) is distorted, and if an offset occurs in the waveform shaper (5) as shown in Figure 4, then Even if the rotational speed does not fluctuate, the output of the speed (8) detector ((2) and (c) in Figure 4) is lip/l.
/, and the DC component also changes, resulting in an increase in rotational unevenness f due to ripples and a deviation in the set speed. Furthermore, since the frequency of the ripple fundamental wave component is the FG pigeon wave number, if a filter is added to avoid an increase in rotational unevenness, its time constant must be sufficiently large with respect to the ripple frequency. As a result, the improvement effect of the 10-degree delay caused by speed detection as described above is canceled out, and other countermeasures are also required.
There are many shortcomings.
したがって、実際の速度制御系では、FG倍信号3)の
半周期から速度検出を行なう方式は、性能的にもコスト
的にもメリットがなくほとんど用いられない。Therefore, in an actual speed control system, the method of detecting the speed from the half period of the FG multiplied signal 3) has no merit in terms of performance or cost and is hardly used.
これに対し、−周期を検出する方式の場合は、第4図か
らも明らかなように、波形整形器(5)にオフセットが
生じても、リップルの発生や、直流成分の変動は生じな
い。しかしながら、このような−周期検出方式でも、第
3図に示しえように、速度変動がある場合には、FG周
波数のリップpが発生し、当然のことながら、その大き
さは、半周期検出方式に比べて大きく、しかもリップル
周波数も低いため、後段のフィルタ(9)の時定数音大
きく設定しなければならない。したがって、前述のθV
と、フィルタ(9)の時定数要素による位相遅れとの相
乗効果によシ、制御系の性能は大さく制約されてしまう
。On the other hand, in the case of the method of detecting the -period, as is clear from FIG. 4, even if an offset occurs in the waveform shaper (5), no ripples or fluctuations in the DC component occur. However, even with such a -period detection method, as shown in Fig. 3, if there is a speed fluctuation, a rip p in the FG frequency occurs, and as a matter of course, the magnitude of this rip is smaller than the half-period detection method. Since the ripple frequency is larger than that of the conventional method and the ripple frequency is also low, the time constant sound of the filter (9) at the subsequent stage must be set large. Therefore, the aforementioned θV
The synergistic effect between this and the phase delay due to the time constant element of the filter (9) greatly limits the performance of the control system.
以上述べたように、従来の速度検出には、FG倍信号一
周期を検出する方式が一般に用いられているのであるが
、システムの制約上、FG周波数が希望する高さに設定
できない場合には、性能の不完全さを覚悟し、スペック
ダウンせざるを得ないのが実情でめった。As mentioned above, in conventional speed detection, a method of detecting one cycle of the FG multiplied signal is generally used, but if the FG frequency cannot be set to the desired height due to system constraints, In reality, it is rare that we have to lower the specs in anticipation of imperfect performance.
この発明は、上記のように、FG周波数が、従来のシス
テムを前提とした場合の性能基準に照らしてみて充分な
高さに設定できない場合であっても性能の劣化を軽減す
るととのできる、言い換えるならば、同じFG周波数で
あっても従来方式よシ高い性能を得ることのできる回転
体の速度制御装置を提供することを目的としている。As described above, this invention can reduce performance deterioration even when the FG frequency cannot be set to a sufficiently high level in light of performance standards based on conventional systems. In other words, it is an object of the present invention to provide a speed control device for a rotating body that can obtain higher performance than the conventional system even at the same FG frequency.
以下、この発明の一爽施例を図について説明する。Hereinafter, a refreshing example of this invention will be explained with reference to the drawings.
第5図において、(1)はモータ、(2)はF G 、
(3)はFG信す、(4)は速度検出器、(5)はFG
倍信号3)から前縁および後縁を有する速度比例信号(
6)″II:作成する波形整形器、(7a)は、速度比
例信号(6)の隣り合う前縁間の時間長すなわち周期を
検出し、それに応じた制御出力(8a)を発生する第1
の周期検出器、(74)は、速度比例信号(6)の隣り
会う後縁間の時間長すなわち周期を検出し、それに応じ
た制御出力(8旬t−発生するM2の周期検出器、αυ
は、第1の周期検出器(7a)の出力(8a)と、第2
の周期検出器(70)の出力(8b)とを交互に選択し
て出力する出力選択器、(80)は出力選択器α9の出
力、すなわち速度検出器(4)の出力、(9)は、出力
(8C)の平滑、あるいは制御系の位相補償を目的とし
たフィルタ、叫はモータ駆動回路である。In Fig. 5, (1) is the motor, (2) is F G ,
(3) is the FG signal, (4) is the speed detector, (5) is the FG signal.
Double signal 3) to speed proportional signal (3) with leading and trailing edges (
6) ``II: Waveform shaper to be created (7a) is a first waveform shaper that detects the time length or period between adjacent leading edges of the speed proportional signal (6) and generates a control output (8a) according to the time length or period between adjacent leading edges of the speed proportional signal (6).
The period detector (74) detects the time length, that is, the period between adjacent trailing edges of the speed proportional signal (6), and generates a corresponding control output (the period detector, αυ, of M2 that occurs).
is the output (8a) of the first period detector (7a) and the second period detector (7a).
An output selector that alternately selects and outputs the output (8b) of the period detector (70), (80) is the output of the output selector α9, that is, the output of the speed detector (4), and (9) is , a filter for smoothing the output (8C) or phase compensation of the control system, and a motor drive circuit.
ヒ記信成において、従来例と同様にして、(2)式のよ
うに、回転速度が時間とともに変動する場合を考える。In the following, let us consider a case where the rotational speed changes over time as in equation (2), similar to the conventional example.
このときの速度検出器(4)の動作を第6図に示す。The operation of the speed detector (4) at this time is shown in FIG.
モータ(11の回転速度が時間とともに変化すると、F
G信号(3)は周波数変調される。したがって、波形
整形された速度比例信号(6)の隣り合り前縁間の時間
長、および隣り合う後縁間の時間長が変化する。第1の
周期検出器(7a)は隣り合う前縁間の時間長の変化に
、また第2の周期検出器(7b)は隣シ合う後縁間の時
間長の変化に、それぞれ応じて制御出力(86) 、
(84)e出力する。この第1、第2の周期検出器(7
a) 、 (7b)は、前述した従来の一周期検出方式
と同じ検出方式を構成するものである。When the rotational speed of the motor (11) changes over time, F
The G signal (3) is frequency modulated. Therefore, the time length between adjacent leading edges and the time length between adjacent trailing edges of the waveform-shaped velocity proportional signal (6) change. The first period detector (7a) is controlled according to the change in time length between adjacent leading edges, and the second period detector (7b) is controlled according to the change in time length between adjacent trailing edges. Output (86),
(84) Output e. These first and second period detectors (7
a) and (7b) constitute the same detection method as the conventional one-period detection method described above.
ゆえに、制御出力(8a)’?V?t 、制御出力(8
善)をVF、とおけば、第6図より、
T、A (A≦TIA+婁C4=0.±1.±2.・・
・)においてVy、 C1) =Vyo −1−ΔVy
t(A)=V F O+ KV #ΔT−
= Vyo +Kv ((Tri −TmA”t )−
Tc ) ・・・(9)T、4+、 <1≦T寓に十s
(’=O,±1.±2.・・・)において’Vlh (
、t) = Vpo + △VW* (i)=Ypo+
Kv−△Tμ+1
=Vyo −1−KV ((TIJ+l T−−t )
’rC) ”・(JQと表わされる。Therefore, the control output (8a)'? V? t, control output (8
From Figure 6, T, A (A≦TIA+C4=0.±1.±2.)
・), Vy, C1) =Vyo -1-ΔVy
t(A)=VFO+KV #ΔT-=Vyo+Kv ((Tri-TmA"t)-
Tc ) ... (9) T, 4+, <1≦T for 10s
('=O, ±1.±2....) 'Vlh (
, t) = Vpo + △VW* (i) = Ypo+
Kv-△Tμ+1 =Vyo-1-KV ((TIJ+l T--t)
'rC)''・(Represented as JQ.
さて、出力選択器00は、第1の周期検出器(7a)の
出力(8a)が変化する時刻T!4から、第2の周期検
出器(71))の出υ(84)が変化する時XIT重’
++までは第1の周期検出器(74)の出力(88)t
、また第2の周期検出器(74)の出力(86)が変化
する時刻’]4A+1から第1の周期検出器(7a、)
の出力(8a)が変化する時刻TlA+1までは第2の
周期検出器(7k)の出力(84)を、それぞれ速度検
出i (4)の出力(8C)として選択する。したがっ
て、速度検出器(4)の出力(80)’kVP(A =
0.±1.±2.・・・) ・・・(11)となる。Now, the output selector 00 determines the time T! when the output (8a) of the first period detector (7a) changes! 4, when the output υ (84) of the second period detector (71) changes, the XIT weight'
++ is the output (88) of the first period detector (74) t
, and the time at which the output (86) of the second period detector (74) changes ']4A+1 to the first period detector (7a, )
The output (84) of the second period detector (7k) is selected as the output (8C) of the speed detection i (4) until time TlA+1 when the output (8a) of (8a) changes. Therefore, the output (80)'kVP(A =
0. ±1. ±2. ...) ...(11).
ここで、従来例と同様にして、(4)式においてfm。Here, as in the conventional example, fm in equation (4).
θm、ΔNmOを種4に変化させ、そのときの復調出力
Vνをフーリエ変換して基本波成分を抽出し、位千目遅
れ0v全調べると
となることが明らかとなった。なお、上式における近似
的な符号は従来例の場合と同様の理由によるものである
。これよシ、第5図の速度検出器(4)では、従来の一
周期検出方式のものに比べ、位相遅れが約25%軽減さ
れることがわかる。It has become clear that θm and ΔNmO are changed to seed 4, the demodulated output Vν at that time is Fourier transformed, the fundamental wave component is extracted, and all the components are examined with a delay of 1,000 degrees. Note that the approximate symbols in the above equation are used for the same reason as in the conventional example. It can be seen that in the speed detector (4) shown in FIG. 5, the phase delay is reduced by about 25% compared to the conventional one-period detection method.
第7図は、従来例と同様に、(7)式に示した設定値に
おけるΔNm (z)と△Vn(i)とを示したもので
ある。Similarly to the conventional example, FIG. 7 shows ΔNm (z) and ΔVn(i) at the set values shown in equation (7).
0内の数字は検出時刻を表わしている。この場合、位相
遅れθVは、0式よ如、
70
0v≠□= 33.75° ・・・o1となる。The number within 0 represents the detection time. In this case, the phase delay θV becomes 70 0v≠□=33.75° . . . o1 according to equation 0.
第7図から明らかなように、リップルも軽減され、かつ
リップA/周波数も2倍となり、この点では、前述の半
周期検出の長所をあわせ持っている。As is clear from FIG. 7, the ripple is also reduced and the rip A/frequency is doubled, and in this respect, it has both the advantages of the half-cycle detection described above.
しかも、リップ/l’周波数が高くなることによシ、後
段のフィルタ(9)の時定数も小さくすることかできる
ので、制御ループの位相遅れが相乗的に軽減されるのは
言うまでもない。″さらには、この方式によれば、時間
長の検出は従来の一周期検出と同じであるから、半周期
検出における欠点、すなわちFCkM′Pj(3)の歪
や波形整形器(5)のオフセットによって制御出力にリ
ップルが生じたシ、直流電位がずれてしまうといった問
題も発生しないCなお、上記実施例では、速度湧出器(
4)の初段に波形整形器(5)を設けているが、もしF
G倍信号3)が速度比例信号(6)のような波形、すな
わち前縁および後縁を有する波形であれば、波形整形器
(5)は省略することができる。Furthermore, by increasing the rip/l' frequency, the time constant of the filter (9) at the subsequent stage can also be reduced, so it goes without saying that the phase delay of the control loop is synergistically reduced. Furthermore, according to this method, since the time length detection is the same as the conventional one-cycle detection, the disadvantages of half-cycle detection, such as the distortion of FCkM'Pj (3) and the offset of the waveform shaper (5), are avoided. However, in the above embodiment, the speed generator (
A waveform shaper (5) is provided at the first stage of 4), but if F
If the G-multiplied signal 3) has a waveform like the speed proportional signal (6), that is, a waveform with a leading edge and a trailing edge, the waveform shaper (5) can be omitted.
また、速度検出器(4)の出力(80)をサンプル・ホ
ー/レド形で示したが、周期の変化に応じて出力のデユ
ーティを変化させる、いわゆるパルス幅変調(PV/M
)方式でおっても同様の効果が得られることは明らかで
ある。In addition, although the output (80) of the speed detector (4) is shown in a sample-ho/redo format, the so-called pulse width modulation (PV/M) that changes the output duty according to the change in the cycle
) method, it is clear that similar effects can be obtained.
さらに、同期を検出する方法としては、従来一般に用い
られているOR回路の充放電を利用する方法、あるいは
別に得られるクロック信号で周期の長さを計数する方法
など、当該変換動作を達成するものでおればいかなる手
段でもよい。Furthermore, as a method for detecting synchronization, there are methods that achieve the conversion operation, such as a method that utilizes the charging and discharging of an OR circuit that has been commonly used in the past, or a method that counts the period length using a separately obtained clock signal. Any method is fine as long as it is possible.
さらに、付加すれば、第5図にボした実施例では、2つ
の周期検出器(7a) 、 (7D)を並列に設置して
いるが、たとえば第8図および第9図のように速度比例
信号(6)の半周期、すなわち隣接する前縁と後縁、お
よび後縁と前縁の時間長を半周期検出器口で順次検出し
、それらの検出結果を半周期検出結果保持器(7α)、
(7θ)を介して隣接する同士組み合わせることで1周
期の時間長を得れば、前述の実施例で示した2つの周期
検出器(7a) 、 (71))の場合と全く同等の検
出結果が得られることは明ら刀)であシ、しかもこの場
合は検出器@が1個で済むという利点がある。Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 5, two period detectors (7a) and (7D) are installed in parallel, but as shown in FIGS. 8 and 9, The half-cycle of the signal (6), that is, the time length of the adjacent leading edge and trailing edge and the trailing edge and the leading edge, are sequentially detected at the half-cycle detector port, and the detection results are stored in the half-cycle detection result holder (7α ),
If the time length of one cycle is obtained by combining adjacent ones via (7θ), the detection result is completely equivalent to the case of the two cycle detectors (7a) and (71)) shown in the previous example. It is obvious that this can be obtained, and in this case there is an advantage that only one detector is required.
なお、第8図において、a3は半周期検出結果保持器(
7α)、(7θ)の出力(8^) 、 (1ee)にも
とづいて制御出力(so)’に出す制御出力発生器であ
る。In addition, in FIG. 8, a3 is a half-cycle detection result holder (
This is a control output generator that outputs a control output (so)' based on the outputs (8^) and (1ee) of 7α) and (7θ).
また、以上の実施例では、回転体を直結駆動としたが、
ベルト駆動などの他の駆動方式でも同様の効果が得られ
ることはいうまでもない。−以上述べたように、この発
明によれば、回仏速反比例信号の隣接する前縁間および
後縁間の時間長を検出し、この検出結果に応じて制御出
力を発生するように構成したので、同じFG周波数であ
っても、従来の1周期検出器式に比べて位相遅れを約2
5−も低減することができる。しかも、出力のりツプル
周波数が2倍となるので、後段のフィルタ時定数も軽減
され、さらに位相遅れの低減も可能と表るため、回転体
の速度制御性能を大きく改善することができる。In addition, in the above embodiments, the rotating body was directly driven, but
It goes without saying that similar effects can be obtained with other drive systems such as belt drive. - As described above, according to the present invention, the time length between adjacent leading edges and the trailing edge of the rotation speed inverse proportional signal is detected, and the control output is generated in accordance with the detection result. Therefore, even at the same FG frequency, the phase delay is reduced by about 2 compared to the conventional one-period detector type.
5- can also be reduced. Furthermore, since the output ripple frequency is doubled, the filter time constant at the subsequent stage is also reduced, and it is also possible to reduce the phase delay, so that the speed control performance of the rotating body can be greatly improved.
第1図は従来の回転体の速度制御装置を示すブロック図
、第2図は従来の速度検出器の動作を説明するためのタ
イミング図、第3図は従来の速度検出器にもとづいて具
体的数値を用いて計算した制御出力波形図、第4図は半
周期を検出する方式におけるオフセットの影響を示した
波形図、第5図はこの発明の一夾施例全示すブロック図
、第6図は第5図における速度検出器の動作を説明する
ためのタイミング図、第7図はこの発明における速度検
出器にもとづいて具体的数値を用いて計算した制御出力
波形図、第8図はこの発明の他の実施例を示すブロック
図、第9図は第8図における速度検出器の動作を説明す
るためのタイミング図である、
(υ・・・モータ1.2)・・・周波数発電機、(4)
・・・速度検出器、(7a) 、 (71)) ・・・
周期検出器、(7C1) 、 (713)・・・半周期
検出結果保持器、Oq・・・モータ駆動回路、αρ・・
・出力選択器、@・・・半周期検出器、al・・・制御
出力発生器。
なお、図中、同一符号は同一または相当部分全7ヌす。
代理人 大 岩 増 雄
手続補正書(自発)
1.事件の表示 特願昭 58−138205号2、発
明の名称
回転体の速度制御装置
3、補正をする者
代表者片山仁へ部
4、代理人
5、袖11−の対象
明細−Iの「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」
および[図面の簡単な説明Jの各欄並びに図面。
6、補11−の内容
A、明細書:
(1)特許請求の範囲を別紙の通り補正します。
(2)第7頁第2行口、第13頁第20行目;「フーリ
エ変換して」とあるのを[フーリエ級数展開して]と訂
正します。
(3)第8頁第5行目;
rQVJとあるのを「θV」と訂正します。
(4)第15頁第18行目;
「回期」とあるのを[周期Jと訂正します。
(5) wSl 5頁第7行目と第8行目の間;下記を
加入します。
記
「このような特徴は、回転速度比例信号の隣接する前縁
間および後縁間の2種類の時間長を検出することによる
ものであるが、これらの検出結果をただ単に加算するも
のである。
すなわち、第6図において、(8)、(to)式より、
VF (t) = 1/2 (VFI(t) 十VF2
(t) )・・・(14)
となる制御出力を発生する構成とした場合、Ovは、
つまり、(6)式と同じになり1位相遅れはなんら改善
されないことが8I算により明らかにされている。これ
は、第7図の第1および第2の検出器出力の波形からも
容易に類推されるであろう。
このように、この発明にしたがえば、前述した2種類の
時間長を検出することと、この検出結果を交々二に選択
し出力することによって得られるものであり、しかも、
このような動作を達成するためには、従来の周期検出器
を並列動作させ、その出力を交7jに切り換えるスイッ
チ回路を設けるだけでよく、きわめて筒中な構成で性能
の向上を図ることができるものである。
(6)第16頁第3行目〜第17行目;「さらに、・・
・・発生器である。」とあるのを削除します。
(7)第18頁第2行目〜第4行目;
「、第8図・・・・タイミング図」とあるのを削除しま
す。
B1図面:
第8図および第9図を削除します。
以上
別紙
補II−後の#′fA’l’ 請求の範囲[(1)回転
体の回転速度に比例した周波数の交流(1:X号を発生
する周波数発電機と、この周波数発電機の出力にもとづ
いてイqられた前縁と後縁とを有する回転速度比例信号
の周波数に応じた制御出力を発生する速度検出器と、こ
の速度検出器の出力に応じて回転体を駆動する駆動回路
とを備えた回転体の速度制御装置において、前記速度検
出器は、1i11記回転速度比例信号の隣接する前縁間
の時間劇上−4!!−1!1−tiLLΩ−周1更」虻
1fj−f=二股よおよび隣接する後縁間の時間長を一
検(Hする且又立且且検出手段と、こn、−、m工Lu
の、燗二朋−検出手段の検出結果に応じた制御出力を+
iff記回転速回転速度比例信号して一選一波度玉発生
する」V又り選二択一手段とを有することを特徴とする
回転体の速度制御装置。
(2)前記工nL披f段は、前記回転速度比例信号の前
縁からこの前縁に後続する最初の後縁までの期間が、前
記回転速度比例信号の隣接する前縁間の時間長ニーぬ」
ド」二て4万し]−雪己 1の。。
乱蔓士皇]に応じた制御出力を発生し、また、前記回転
速度比例信号の後縁からこの後縁に後続する最初の前縁
までの期間が、前記回転速度比例信号の隣接する後縁間
の時間長であるとこ のMU2の周期検11〕 の 1
5 に応じた制御出力を発生するように構成されてtt
6特許請求の範囲第1項記載の回転体の速度制御装置。
」手続補正書(自発)
29発明の名称
回転体の速度制御装置
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
代表者片山仁へ部
4、代理人
5、補正の対象
明1i111古の「発明の詳細な説明]の欄。
6、補正の内容
(1)昭和59年4月28付提出の手続補正書の第3頁
第1行目〜同頁第3行[1;
「加算するものである。すなわち、」とあるのを「加算
した場合、すなわち、Jと補正する。
以 トFig. 1 is a block diagram showing a conventional speed control device for a rotating body, Fig. 2 is a timing diagram for explaining the operation of a conventional speed detector, and Fig. 3 is a concrete diagram based on the conventional speed detector. FIG. 4 is a waveform diagram showing the influence of offset in the half-cycle detection method; FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; FIG. 6 is a control output waveform diagram calculated using numerical values. is a timing diagram for explaining the operation of the speed detector in FIG. 5, FIG. 7 is a control output waveform diagram calculated using specific numerical values based on the speed detector of this invention, and FIG. 8 is a diagram of the control output waveform of this invention. FIG. 9 is a timing diagram for explaining the operation of the speed detector in FIG. 8. (υ...Motor 1.2)...Frequency generator, (4)
...Speed detector, (7a), (71)) ...
Period detector, (7C1), (713)...Half cycle detection result holder, Oq...Motor drive circuit, αρ...
・Output selector, @...half cycle detector, al...control output generator. In the drawings, the same reference numerals refer to the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa Procedural amendment (voluntary) 1. Indication of the case Japanese Patent Application No. 58-138205 2, title of invention Speed control device for rotating body 3, person making amendment representative Hitoshi Katayama Department 4, agent 5, sleeve 11- Subject specification-I “Patent Claims”, “Detailed Description of the Invention”
and [Brief explanation of drawings J columns and drawings. 6. Contents of Supplement 11-A, Description: (1) The scope of claims is amended as shown in the attached sheet. (2) Page 7, line 2, page 13, line 20: Correct "Fourier transform" to "Fourier series expansion". (3) Page 8, line 5; Correct rQVJ to "θV". (4) Page 15, line 18; ``period'' has been corrected to ``cycle J''. (5) wSl Page 5, between lines 7 and 8; add the following. ``Such a feature is due to the detection of two types of time lengths between adjacent leading edges and trailing edges of the rotational speed proportional signal, but these detection results are simply added.'' That is, in Figure 6, from equations (8) and (to), VF (t) = 1/2 (VFI(t) +VF2
(t) )...(14) When the configuration is configured to generate the control output, Ov becomes the same as equation (6), and the 8I calculation reveals that the 1-phase delay is not improved at all. ing. This can be easily inferred from the waveforms of the first and second detector outputs in FIG. As described above, according to the present invention, the above-mentioned two types of time lengths can be detected, and the detection results can be alternately selected and outputted, and furthermore,
In order to achieve this kind of operation, all that is required is to operate conventional period detectors in parallel and provide a switch circuit that switches the output to alternating current.This makes it possible to improve performance with an extremely compact configuration. It is. (6) Page 16, lines 3 to 17; “Furthermore,...
...It is a generator. ” will be deleted. (7) Page 18, 2nd to 4th lines; Delete ", Figure 8...timing diagram." B1 drawing: Figures 8 and 9 will be deleted. Appendix Supplementary II - #'fA'l' Claims [(1) A frequency generator that generates an alternating current (1: a speed detector that generates a control output according to the frequency of a rotational speed proportional signal having a leading edge and a trailing edge equated based on the speed sensor; and a drive circuit that drives the rotating body according to the output of the speed detector. In the speed control device for a rotating body, the speed detector is arranged such that the time difference between adjacent leading edges of the rotational speed proportional signal 1i11 is −4!!−1!1−tiLLΩ−period 1 further”. 1fj-f = Check the time length between the two forks and the adjacent trailing edge (H and standing and detection means and this n, -, m process Lu
The control output according to the detection result of the detection means is +
1. A speed control device for a rotating body, characterized in that it has a "V" or "V" selection means for generating a wave velocity signal according to the rotation speed proportional to the rotation speed. (2) The time period from the leading edge of the rotational speed proportional signal to the first trailing edge following this leading edge is equal to the time length between adjacent leading edges of the rotational speed proportional signal. Nu'
[Do] 2 40,000] - Yukimi 1. . The period from the trailing edge of the rotational speed proportional signal to the first leading edge following this trailing edge is equal to the adjacent trailing edge of the rotational speed proportional signal. MU2 periodic detection 11) is the time length between
5 is configured to generate a control output according to tt
6. A speed control device for a rotating body according to claim 1. ” Procedural amendment (voluntary) 29 Title of invention Speed control device for rotating body 3, Person making the amendment Relationship to the case Patent applicant representative Hitoshi Katayama Department 4, Agent 5, Subject of amendment Mei 1i 111 ancient “ 6. Contents of the amendment (1) Page 3, line 1 to line 3 of the same page of the written procedural amendment submitted on April 28, 1989 [1; In other words, the phrase ``is corrected to ``If added, that is, J.''
Claims (2)
を発生すゐ周波数発電機と、との周波数発電機の出力に
もとづいて得られた前縁と後縁とを有する回転速度比例
信号の周波数に応じた制御出力を発生する速度検出器と
、この速度検出器の出力に応じて回転体全駆動する駆動
回路とを備えた回転体の速度制御装置において、前記速
度検出器は、前記回転速度比例信号の隣接する前縁間の
時間長および隣接する後縁間の時間長をともに検出する
検出手段と、この検出手段の検出結果に応じた制御出力
を前記回転速度比例信号に同期して発生する制御出力発
生手段とを有することを特徴とする回転体の速度制御装
置。(1) A frequency generator that generates an alternating current signal with a frequency proportional to the rotational speed of the rotating body, and a rotational speed proportional generator having a leading edge and a trailing edge obtained based on the output of the frequency generator. In a speed control device for a rotating body, which includes a speed detector that generates a control output according to the frequency of a signal, and a drive circuit that drives the entire rotating body according to the output of the speed detector, the speed detector includes: detection means for detecting both the time length between adjacent leading edges and the time length between adjacent trailing edges of the rotational speed proportional signal; and a control output according to the detection result of the detection means is synchronized with the rotational speed proportional signal. 1. A speed control device for a rotating body, comprising control output generating means for generating a control output.
の前縁からこのm縁に後続する最初の後縁までの期間は
、前記回転速度比例信号の隣接する前縁間の時間長に応
じた制御出力?発生し、前記回転速度比例信号の後縁か
らこの後縁に後続する最初の前縁までの期間は、前記回
転速度比例信号の隣接する後縁間の時間長に応じた制御
出力を発生すbように構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の回転体の速度制御装置。(2) The control output generating means is configured such that the period from the leading edge of the rotational speed proportional signal to the first trailing edge following this m edge is determined according to the time length between adjacent leading edges of the rotational speed proportional signal. control output? The period from the trailing edge of the rotational speed proportional signal to the first leading edge following this trailing edge generates a control output according to the time length between adjacent trailing edges of the rotational speed proportional signal. A speed control device for a rotating body according to claim 1, characterized in that it is configured as follows.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58138205A JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58138205A JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6035975A true JPS6035975A (en) | 1985-02-23 |
JPH0219712B2 JPH0219712B2 (en) | 1990-05-02 |
Family
ID=15216536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58138205A Granted JPS6035975A (en) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | Speed controller of rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6035975A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5225749A (en) * | 1990-09-26 | 1993-07-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | System for controlling the rotational speed of a rotary member |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2728774B2 (en) * | 1990-09-26 | 1998-03-18 | 三菱電機株式会社 | Speed control device for rotating body |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49114475A (en) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
JPS5763216U (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-15 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP58138205A patent/JPS6035975A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49114475A (en) * | 1973-02-28 | 1974-10-31 | ||
JPS5763216U (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-15 |
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US5225749A (en) * | 1990-09-26 | 1993-07-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | System for controlling the rotational speed of a rotary member |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0219712B2 (en) | 1990-05-02 |
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