JPS6041558B2 - モ−タの速度制御装置 - Google Patents

モ−タの速度制御装置

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JPS6041558B2
JPS6041558B2 JP56187180A JP18718081A JPS6041558B2 JP S6041558 B2 JPS6041558 B2 JP S6041558B2 JP 56187180 A JP56187180 A JP 56187180A JP 18718081 A JP18718081 A JP 18718081A JP S6041558 B2 JPS6041558 B2 JP S6041558B2
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清 西村
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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

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はモータの速度制御装置に係り、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
ータの速度制御に好適なパルス幅変調(PWM)方式の
速度制御装置に関する。
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。すなわち、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−夕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、パルス変換回路としてのプログラム
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は鏡歯状
波発生回路10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10‘こトリガ
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。
鏡歯状波発生回路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鏡歯状波を順次発生し、一方サ
ンプルホールド回路12は銭歯状波発生回路10が発生
する鍵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、鏡歯状
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。これら鋸歯状波発生回路1
0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はこれらの信号を粗合せて
得られる所定角度づつ異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に相毎に設
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
に駆動角制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、周波数−電
圧変換利得を変更しようとすれば、周波数−電圧変換回
路の出力部に直流増幅器を付加することが必要になり、
また速度制御を考慮すると、直流増幅器は制御用直流電
位点を中心に増幅動作を行わせる必要がある。
このような要請に対応するため、パルス幅変調によって
速度制御パルスを形成するために用いる電圧波形の振幅
を外部より調整可能にし、制御系の総合利得を直流増幅
器を用いることなく増加させる速度制御装置が提案され
ている。
そこで、この発明は、前記電圧波形の中点電位を外部よ
り設定可能にし所望の速度設定を行えるようにしたモー
タの速度制御装置を提供しようとするものである。
すなわち、この発明は、モー夕の回転速度に応じて得ら
れた信号をパルスに変換するパルス変換回路と、このパ
ルス変換回路が出力する前記パルスに同期して鋸歯状波
電圧を発生する鋸歯状波発生回路と、この鎖歯状波発生
回路が出力する前記鋸歯状波電圧を前記パルス変換回路
が出力する前記パルスに同期して保持するサンプルホー
ルド回路と、このサンプルホールド回路が出力する保持
電圧を一定の比率で分圧して得た電圧と前記鏡歯状波電
圧との組み合わせによって特定の位相を持つ複数の駆動
角制御信号を発生する駆動角制御信号発生回路と、一定
周波数の電圧波形を発生する基準発振回路と、この基準
発振回路が出力する前記電圧波形の中点電位を可変設定
する中点電位設定回路と、この中点電位設定回路で設定
された前記電圧波形と前記サンプルホールド回路が出力
する保持電圧とを比較したパルス幅変調によってその保
持電圧に応じたパルス幅の速度制御パルスを形成する比
較器と、この比較器が出力する前記速度制御パルスによ
って前記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ものである。
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速度制御装置の実施例を示
し、第1図と同一部分には同一符号が付してある。
第2図において、サンプルホールド回路13の保持出力
並びにその発生点し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つの鋸歯状波入力の同期を360oに設定
し、例えば三相の場合、発生点しベルから波高値に至る
電圧を3等分することによって1200の位相推移が形
成される。この電圧出力は鏡歯状波発生回路10が発生
する鏡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
120o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は移相信号入力に基づいて、例えば、
12ぴ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。この駆動角制御信号は、速度制御部2
6で制御処理がされた後、駆動部16の各駅動回路16
A、16B、16Cに与えられる。速度制御部26には
、電圧波形の立ち上がりが時間関数で与えられるととも
に、銀歯状波発生回路10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を発生
する電圧波形発生回路28が設けられている。
即ち、この電圧波形発生回路28に設けられている基準
発振回路3「川ま、前記電圧波形の基準電圧波形を発振
し、この基準電圧波形は、この実施例の場合、可変抵抗
32で構成されている振幅設定回路34で外部より振幅
が調節され任意に設定されるように成っている。このよ
うにして振幅が設定された電圧波形はコンテンサ36を
介して可変抵抗38で構成される中点電位設定回路40
に与えられ、外部より中点電位V。が設定速度に応じて
調節し任意に設定できるように成っている。これら振幅
設定回路34及び中点電位設定回路40で振幅並びに中
点電位が設定された亀圧波形出力は、バッファ回路42
を介して前記周波数−電圧変換出力とともに比較器44
に与えられ、周波数−電圧出力は電圧波形によってパル
ス幅変調が施されて電圧レベル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
毎に設けられた波形変換回路としてのAND回路46A
、46B、46C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、又は前記振幅設
定よっては連続したパルス信号に変換されて駆動部16
に入力されている。
この場合、モータ2の各コイル2A、2B、2Cには電
源電圧Vccが駆動回路16A、16B、16Cを介し
て印加されている。以−ヒの構成に基づき、その動作を
第3図ないし第6図の動作波形を参照して説明する。
第3図において、Aは周波数発電機4の出力波形、Bは
プログラムカウン夕6によって得られるその変換出力、
Cは鏡歯状波発生回路10の出力波形を示している。
Cにおいて、Vph,、Vph2及びVph3は周波数
−電圧変換回路8の出力電圧、VLは鋸歯状波の発生点
しベル、V,、V2は電圧分割回路20‘こおける分割
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、D、Bの各パルスの前緑部はそれ
ぞれ1200の位相推移となり、またそれぞれの後緑部
は360oに成っている。F、G及び日は駆動角制御信
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36
0o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、1は電圧波形発生回路28の出力波形
を示し、Vph,、Vph2及びVph3は、第3図C
のVph,、Vph2及びVph3を重ね合わせて表示
したものである。
Jは1に示す銀歯状波及び電圧Vph,、Vph2及び
Vph3の入力により比較器44がパルス幅変調で形成
する速度制御パルスを示している。
このパルスはF′、G′及びH′に示す駆動角制御信号
とともにAND回路46A、46B及び46Cに与えら
れ、各駆動角制御信号は速度制御パルスとの論理積によ
ってK、L及びMに示す断続信号又は蓮続した信号に変
換される。第5図は可変抵抗32を操作して電圧波形発
生回路28の出力波形の振幅を第4図の場合の1/2に
した場合を示している。
1′はその鏡歯状波、Vph,、Vph2及びVph3
は同様に周波数−電圧変換出力を示している。
J′は第4図のJに対応しており、両者の比較より明ら
かなように速度制御パルスのパルス幅は振幅の操作で1
/2に成っていることが分る。
この結果、第4図のK、L及びMの駆動角制御信号波形
はK′、L′及びMに示すように変更されている。第6
図は可変抵抗38を操作して電圧波形発生回路28の出
力波形の中点電位を第5図の場合の中点電位より−△V
だけ変更した場合を示している。
1″はその鏡歯状波、Vph,、Vph2及びVph3
は同様に周波数−電圧変換出力を示している。
J″は第4図のJ′に対応しており、両者の比較より明
らかなように速度制御パルスのパルス幅は振幅の操作で
3/4に成っていることが分る。
この結果、第4図のK′、L′及びMの駆動角制御信号
波形は、K″、L″及びM″に示すように変更されてい
る。このようにモー夕2の駆動部16には、電圧波形発
生回路28の出力波形の振幅を外部から任意に設定する
ことにより速度制御パルスのパルス幅を変更して与える
ことができるとともに、電圧波形の中点電位を変更する
ことで、比較器44における制御比較レベルを変更する
ことができる。
この結果、モータ2の速度設定を任意に行うことができ
、例えば、制御中点を前記中点電位V。に設定し、VT
Rのテープスピードやターンテーブル等の回転速度に応
じた速度設定を極めて容易に行うことができる。特に、
多相モータの速度制御を行う場合、その回転速度に応じ
て総合利得を変更するには、電圧波形の任意の振幅にお
いてその中点電位を変更することで速度の設定を行える
ように構成することができ、安定した速度制御を行うこ
とができる。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ド‘こも
適用でき、しかも説明上駆動角制御信号を1200づつ
位相推移した形に設定したが、三相の場合、6びづっの
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。
以上説明したように、この発明によれば、外部より電圧
波形の中点電位を調節設定することにより回転速度を任
意に設定することができ、例えば、制御中点を前記中点
電位Voに設定し、VTRのテープスピードやターンテ
ーブル等の回転速度に応じた速度設定を極めて容易に行
うことができ、特に、多相モータの速度制御を行う場合
、その回転速度に応じて総合利得を変更するには、電圧
波形の任意の振幅において、その中点電位を変更するこ
とで速度の設定を行えるように構成することができ、安
定した速度制御を行うことができる。
【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フロック
図、第2図はこの発明のモータの速度制御装置の実施例
を示すブロック図、第3図、第4図、第5図及び第6図
はその動作波形を示す説明図である。 2・・・・・・モータ、6…・・・パルス変換回路とし
てのプログラムカウンタ、8・・・・・・周波数−電圧
変換回路、10・・・・・・鎖歯状波発生回路、12・
・・・・・サンプルホールド回路、14・・・・・・駆
動角制御信号発生回路、20…・・・電圧分割回路、2
2・・・・・・移相回路、24・・・・・・駆動角制御
信号形成回路、26・・…・速度制御部、28・・・・
・・電圧波形発生回路、30・・・・・・基準発振回路
、40・・・・・・中点電位設定回路、44・・・…比
較器、46A、46B、46C・・・・・・波形変換回
路としてのAND回路。 第1図 図 N 船 第3図 第5図 第4図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 モータの回転速度に応じて得られた信号をパルスに
    変換するパルス変換回路と、このパルス変換回路が出力
    する前記パルスに同期して鋸歯状波電圧を発生する鋸歯
    状波発生回路と、この鋸歯状波発生回路が出力する前記
    鋸歯状波電圧を前記パルス変換回路が出力する前記パル
    スに同期して保持するサンプルホールド回路と、このサ
    ンプルホールド回路が出力する保持電圧を一定の比率で
    分圧して得た電圧と前記鋸歯状波電圧との組み合わせに
    よつて特定の移相を持つ複数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、一定周波数の電圧波形を
    発生する基準発振回路と、この基準発振回路が出力する
    前記電圧波形の中点電位を可変設定する中点電位設定回
    路と、この中点電位設定回路で設定された前記電圧波形
    と前記サンプルホールド回路が出力する前記保持電圧と
    を比較しパルス幅変調によつてその保持電圧に応じたパ
    ルス幅の速度制御パルスを形成する比較器と、この比較
    器が出力する前記速度制御パルスによつて前記駆動角制
    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速度制御装置。
JP56187180A 1981-11-21 1981-11-21 モ−タの速度制御装置 Expired JPS6041558B2 (ja)

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