JPS6043753B2 - Motor speed control device - Google Patents

Motor speed control device

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JPS6043753B2
JPS6043753B2 JP53031272A JP3127278A JPS6043753B2 JP S6043753 B2 JPS6043753 B2 JP S6043753B2 JP 53031272 A JP53031272 A JP 53031272A JP 3127278 A JP3127278 A JP 3127278A JP S6043753 B2 JPS6043753 B2 JP S6043753B2
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motor
pulse
signal
speed
transistor
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宏司 根本
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Akai Electric Co Ltd
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Akai Electric Co Ltd
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテープレコーダ(VTRも含む)等のサーボ系
に好適なモータの速度制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a motor speed control device suitable for servo systems such as tape recorders (including VTRs).

従来より上記したモータの回転速度を制御するサーボ系
において、直流モータを使用する場合は、該モータの回
転軸に連結された周波数発電機より上記モータの回転速
度に応じた周波数の交流信号を取り出し、該交流信号の
上記した周波数変化を整流して直流の制御信号となして
適宜増巾した後にモータに供給し該モータの回転速度を
制御している。
Conventionally, when using a DC motor in the servo system that controls the rotational speed of the motor described above, an AC signal of a frequency corresponding to the rotational speed of the motor is extracted from a frequency generator connected to the rotational shaft of the motor. The above-mentioned frequency change of the alternating current signal is rectified to form a direct current control signal, which is appropriately amplified and then supplied to the motor to control the rotational speed of the motor.

交流モータを使用する場合は、例えば絶縁トランス等に
より制御信号系統を交流電源に接続されたモータから絶
縁するようになすとともに、上記のモータに直列に接続
された可変インピーダンス素子を制御することによりモ
ータの回転速度を制御している。
When using an AC motor, insulate the control signal system from the motor connected to the AC power supply using an isolation transformer, for example, and control the variable impedance element connected in series to the motor to The rotation speed is controlled.

上記したものにおいては、モータの応答特性が悪いとい
つた欠色を有する。また、モータの回転速度に応じてパ
ルス巾が変化する信号を速度信号パルスとなし、この速
度信号パルスと、予め定められた一定時間の充電または
放電を指示する標示パルスによつて得られる出力をコン
デンサにホールドする如くなしたサンプルホールド式の
ものにおいては、応答速度が速いという利点を有するが
、サーボ系として不安定であり種々の補償回路を備える
ことにより上記の不安定を補償する如くなしている。而
して、上記の系の不安定を補償するために、モータの回
転速度に応じた検出信号をパルスに変換し、該パルスを
適宜処理することにより上記の回転速度に応じたパルス
巾を有する信号を取り出し、更にこれを直流に変換する
ようになしたものにおいては、パルス処理の過程で相当
高いF−V(周波数−電圧)変換利得が得られるが、負
帰還がかけにくくサーボ系を安定化するための補償が困
難であつた。本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、サーボ系を安定化するとともに応答特性の優れたモ
ータの速度制御装置を提供することを目的とし、その概
略を述べると次の如くである。すなわち、モータの回転
速度に応じてそのパルス巾が変化する速度信号パルスに
より、上記したサンプルホールド回路のホールド用コン
デンサの充電または放電を定電流化する構成となし、該
構成となすことにより上記サーボ系における正帰還要因
を除去して系の安定化を計るものである。
In the above-mentioned products, the motor has poor response characteristics and lacks color. In addition, a signal whose pulse width changes depending on the rotational speed of the motor is defined as a speed signal pulse, and the output obtained by this speed signal pulse and an indicator pulse that instructs charging or discharging for a predetermined period of time is A sample-and-hold type that is held in a capacitor has the advantage of fast response speed, but it is unstable as a servo system, and various compensation circuits are provided to compensate for the above instability. There is. In order to compensate for the instability of the above-mentioned system, the detection signal corresponding to the rotational speed of the motor is converted into a pulse, and the pulse is appropriately processed to have a pulse width corresponding to the rotational speed. In devices that extract a signal and convert it into DC, a considerably high F-V (frequency-voltage) conversion gain can be obtained during the pulse processing process, but it is difficult to generate negative feedback and stabilize the servo system. It was difficult to obtain compensation for this. The present invention has been made in view of the above points, and aims to provide a motor speed control device that stabilizes a servo system and has excellent response characteristics.The present invention can be summarized as follows. In other words, the configuration is such that the charging or discharging of the hold capacitor of the sample and hold circuit described above is made constant using a speed signal pulse whose pulse width changes according to the rotational speed of the motor. It aims to stabilize the system by removing positive feedback factors in the system.

以下に、上記したサンプルホールド回路におけるホール
ド用コンデンサの充電または放電を定電流化することに
より、如何にして正帰還要因を除去てきるのかを第1図
を参照して説明する。第1図において、1はモータの回
転速度に応じて検出される検出信号であり、モータの回
転速度が速い場合はその周期T。は短かくなり、逆に遅
い場合は長くなる。2はモータの回転速度に応じてその
パルス巾ちが変化する速度信号パルスで、このパルス巾
ζはモータの回転速度が速い場合には狭くなり、逆に遅
い場合には広くなる。
Below, referring to FIG. 1, it will be explained how the positive feedback factor can be eliminated by making the charging or discharging of the hold capacitor in the sample hold circuit described above constant current. In FIG. 1, 1 is a detection signal detected according to the rotational speed of the motor, and when the rotational speed of the motor is fast, its period T. If it is slow, it will be shorter, and if it is slower, it will be longer. 2 is a speed signal pulse whose pulse width changes according to the rotational speed of the motor, and this pulse width ζ becomes narrower when the rotational speed of the motor is fast, and conversely becomes wider when the rotational speed of the motor is slow.

3はホールド用コンデンサの放電を指示する標示パルス
で、モータの回転速度に応じて予め定められた一定のパ
ルス巾拶が出力される。
Reference numeral 3 indicates an indicator pulse for instructing discharge of the hold capacitor, and a predetermined constant pulse width is output according to the rotational speed of the motor.

すなわち、上記したt1は可変定数であり、T2は定数
である。また、4はサンプルホールド出力υであり、そ
の時における先頭値をeで表示し、初期値をV。で表示
している。而して、上記した速度信号パルス(パルス巾
tl)によりホールド用コンデンサの充電を定電流化し
た場合を考えると、(4)に示すサンプルホールド出力
の先頭値eは、e=υo+Ktl(K:定数)となり、
サンプルホールド出力V1は、(τ2 :放電時定数)
となる。
That is, t1 described above is a variable constant, and T2 is a constant. Further, 4 is the sample hold output υ, the leading value at that time is indicated by e, and the initial value is indicated by V. is displayed. Considering the case where the charging of the hold capacitor is made constant current using the speed signal pulse (pulse width tl) described above, the leading value e of the sample hold output shown in (4) is e=υo+Ktl (K: constant),
The sample hold output V1 is (τ2: discharge time constant)
becomes.

(1)式中のA..Bは正または負の定数であ
一T2l胆り、それぞれA=v♂]了、B=
Ke7。
A in formula (1). .. B is a positive or negative constant
1T2l, respectively A=v♂】complete, B=
Ke7.

である。また、定電流化されていない場合のサンプルホ
ールド出力υ2は、(τ1:充電時定数5 となる。
It is. Further, the sample hold output υ2 when the current is not constant is (τ1: charging time constant 5).

(2)式中のC,.Dは正または負の定数であり、それ
ぞれC=E−e去、D=ー(E−v 一T2O)・e
]7である。上記の(1)式(定電流化されている場合
のサンプ・ルホールド出力)は、サンプルホールド出力
υ1が速度信号パルスのパルス巾ちに比例することを示
しており、この場合はサーボ系として安定な負帰還閉ル
ープを構成することができる。
(2) C in formula, . D is a positive or negative constant, C=E−e, D=−(E−v −T2O)・e, respectively
]7. Equation (1) above (sample and hold output when constant current is used) shows that the sample and hold output υ1 is proportional to the pulse width of the speed signal pulse, and in this case it is stable as a servo system. A negative feedback closed loop can be constructed.

また(2)式(定電流化されていない場合のサンプルホ
ールド出力υ2)においては、τ1)t1なる条件より
0近傍でテーラ展関すると次の如くの式が得られる。
Further, in equation (2) (sample and hold output υ2 when the current is not made constant), the following equation is obtained by performing a Taylor expansion near 0 from the condition τ1)t1.

上記(3)式の( )内の第2項がサーボのための出力
の項である。
The second term in parentheses in equation (3) above is the output term for the servo.

しかしながら、第3項(十倶″(÷P゜)が第2項(−
+2とその符号が逆であるため、上記3項成分は、サー
ボと逆の動作すなわち正帰還要因となり、サーボ系を不
安定となす要素となつている。すなわち、上記第3項成
分.はちの変化に対してt1の2乗でその変化をさまた
1t1げる成分であり、(+−(一)2
)は(一忰と 2 γ1逆の変化をするた
め正帰還成分となる。
However, the third term (10″ (÷P゜) is the second term (−
Since the sign is opposite to that of +2, the above-mentioned three-term component acts in the opposite direction to the servo, that is, causes positive feedback, and is a factor that makes the servo system unstable. In other words, the third term component above. The change in the bee is blocked by the square of t1.
It is a component that gives 1t1, and (+-(1)2
) becomes a positive feedback component because it changes in the opposite way to (1 y) and 2 γ1.

従つて、サンプルホールド回路を備え該回路の出力によ
りサーボ系を制御するようになした装置においては、上
記した如くモータの回転速度に応じてそのパルス巾が変
化する速度信号パルスにより、上記サンプルホールド回
路のホールド用コンデンサの充電または放電を定電流化
することにより、サーボ系にとつて不安定な要素となる
正帰還要因を除去でき、サーボ系の安定化を計ることが
できるものである。
Therefore, in a device that is equipped with a sample hold circuit and controls a servo system by the output of the circuit, the sample hold circuit is controlled by a speed signal pulse whose pulse width changes according to the rotational speed of the motor as described above. By making the charging or discharging of the hold capacitor of the circuit a constant current, it is possible to eliminate the positive feedback factor that causes instability in the servo system, thereby making it possible to stabilize the servo system.

尚、上記した第1図においては2を速度信号パルスとし
て説明したが、3を速度信号パルスとして定電流化して
もよく、また上記では充電を行なつた後に放電するよう
になしたが、先に放電を行ないその後充電するような構
成のサンプルホールド回路でも実施できる。
In addition, in the above-mentioned FIG. 1, 2 is explained as a speed signal pulse, but 3 may be used as a speed signal pulse to make it a constant current, and in the above, discharge is performed after charging, but It can also be implemented with a sample-and-hold circuit configured to discharge first and then charge.

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は直流モータを使用した場合の実施例を示す回路
図であり、その動作を第3図に示す波形図とともに説明
する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment in which a DC motor is used, and its operation will be explained with reference to the waveform diagram shown in FIG. 3.

図中Mは回転速度が後述する如くして制御される直流モ
ータ、FGは上記直流モータMに回転軸に連結された周
波数発電機である。
In the figure, M is a DC motor whose rotational speed is controlled as described later, and FG is a frequency generator connected to the rotating shaft of the DC motor M.

この周波数発電槻PGからは、上記モータMの回転速度
に応じて周波数が変化する第3図1に示すようなほぼ正
弦波形の交流信号S1が出力される。周波数発電機FG
からの上記交流信号S1は、トランジスタQ1、インバ
ータ11および12の3段で構成されたACアンプに加
えられ、ここで増巾・波形整形そしてりミッタされ、そ
の出力からは第3図2に示すような振巾一定なる矩形波
パルスS2が取り出される。上記したインバータ12か
らの上記したパルスS2は、抵抗R1ならびにコンデン
サC1から構成された遅延回路により所要量だけ遅延さ
れて第3図3に示す信号S3としてインバータ13に供
給される。尚、図中のL1はスレシホールドレベルを示
す。そして該インバータ13の出力には第3図4に示す
信号S4が出力される。ダイオードD1およびD2はオ
ア回路を構成しており、ダイオードD1には上記したイ
ンバータ13からの出力信号S4が、またグイオードD
2には上記したインバータ12からの出力信号S2が印
加され、上記のそれぞれの信号の論理和がとられ第3図
5に示す信号S,がインバータ14の入力信号として供
給される。該インバータ14の出力は第3図6に示す信
号S6となり、この信号S6はダイオードD3を介−し
て抵抗R3,R4ならびにコンデンサC2からなる充放
電素子を介してインバータ15,16の2段直結された
バッファ−アンプに供給される。上記インバータ15へ
の入力信号は第3図7のS7に示されている。図中のL
2はスレシホールドレベルを示す。尚、上記の抵抗R3
と直列に接続された可変抵抗R2は、上記した信号S6
のパルス巾τsを任意に設定可能となすものである。上
記のバッファ−アンプを構成するインバータ16の出力
は、第3図8にS赤す信号であり、図中のτυが速度信
号パルスとしてトランジスタQ2のベースへ供給される
。上記した信号S8中に示すτの巾はモータMの回転速
度が速い場合には広くなり、逆にモータMの回転速度が
遅くなつた場合には狭くなるものであり、τυの巾は上
記とは逆となる。これは、周波数発電梯ヂGから得られ
る交流信号S1の周期が、モータMの回転速度が速くな
つたときは短かくなり、逆にモータMの回転速度が遅く
なつたときは長くなることから容易に理解され得るもの
である。上記した信号S8中のτ期間は上記トランジス
タQ2はオフ状態であるが、速度信号パルスであるτυ
期間は該トランジスタQ2がオン状態となり電源+Bか
らエミッタ抵抗R5、トランジスタQ2を介して定電流
が供給され、ホールド用コンデンサC3が充電される。
そして、前述したインバータ14からの出力信号S8が
上記ホールド用コンデンサC3の放電を指示すべく標示
パルスとしてトランジスタQ3のベースへ印加され、該
標示パルスS6の印加に伴なつて上記トランジスタQ3
がオン状態となり、ホールド用コンデンサC3の充電電
圧が抵抗R6、トランジスタQ3を介して放電される。
このときの放電時間は上記した標示パルスS6のパルス
巾(第3図6に示したS6のパルス巾)の期間である。
すなわち、上記したトランジスタQ2およびQ3はサン
プルホールド回路を構成しており、トランジスタQ2は
ホールド用コンデンサC3の充電用スイッチング素子で
あつて第3図8に示した信号S8のτυ期間のみオン状
態となる。またトランジスタQ3はホールド用コンデン
サC3の放電用スイッチング素子であつて第3図6に示
した標示パルスS6のパルス巾の期間のみオン状態とな
る。斯くして、上記ホールド用コンデンサC3における
サンプルホールド出力は第3図9にS9で示す出力信号
となり、該信号S9はトランジスタQ4ならびにQ5で
構成された■アンプで増巾された後にモータMに供給さ
れ、該モータMの回転速度が一定に制御される。尚、図
中の電源+Bラインに介挿された周知のツェナーダイオ
ードDzは、定電圧化のためのものである。上記した装
置によれば、モータMの回転速度が速くなつた場合は、
上記した速度信号パルスτυのパルス巾が狭くなり、ホ
ールド用コンデンサCノ3の充電時間が短かくなつて(
一定の放電時間に対して充電時間が短かくなる。
The frequency power generator PG outputs an alternating current signal S1 having a substantially sinusoidal waveform as shown in FIG. 3, the frequency of which changes depending on the rotational speed of the motor M. Frequency generator FG
The above-mentioned AC signal S1 is applied to an AC amplifier composed of three stages of transistor Q1 and inverters 11 and 12, where it is amplified, waveform-shaped, and limited, and its output is shown in FIG. A rectangular wave pulse S2 having a constant amplitude is extracted. The above-described pulse S2 from the inverter 12 is delayed by a required amount by a delay circuit composed of a resistor R1 and a capacitor C1, and is supplied to the inverter 13 as a signal S3 shown in FIG. Note that L1 in the figure indicates a threshold level. A signal S4 shown in FIG. 3 is outputted from the inverter 13. The diodes D1 and D2 constitute an OR circuit, and the diode D1 receives the output signal S4 from the inverter 13, and the diode D1 receives the output signal S4 from the inverter 13.
The output signal S2 from the inverter 12 described above is applied to the inverter 12, and the logical sum of the above respective signals is taken and the signal S shown in FIG. 3 is supplied as an input signal to the inverter 14. The output of the inverter 14 becomes a signal S6 shown in FIG. 3, and this signal S6 is directly connected to two stages of inverters 15 and 16 via a diode D3 and a charging/discharging element consisting of resistors R3 and R4 and a capacitor C2. is supplied to the buffer amplifier. The input signal to the inverter 15 is shown at S7 in FIG. 3. L in the diagram
2 indicates the threshold level. In addition, the above resistance R3
The variable resistor R2 connected in series with the above-mentioned signal S6
The pulse width τs can be arbitrarily set. The output of the inverter 16 constituting the buffer amplifier mentioned above is the S red signal shown in FIG. 3, and τυ in the figure is supplied as a speed signal pulse to the base of the transistor Q2. The width of τ shown in the above-mentioned signal S8 becomes wider when the rotational speed of the motor M is high, and conversely becomes narrower when the rotational speed of the motor M becomes slow, and the width of τυ is as described above. is the opposite. This is because the period of the AC signal S1 obtained from the frequency power generation ladder G becomes shorter when the rotational speed of the motor M becomes faster, and conversely becomes longer when the rotational speed of the motor M becomes slower. It can be easily understood. During the τ period of the signal S8, the transistor Q2 is off, but the speed signal pulse τυ
During this period, the transistor Q2 is turned on, and a constant current is supplied from the power supply +B via the emitter resistor R5 and the transistor Q2, and the hold capacitor C3 is charged.
Then, the output signal S8 from the inverter 14 mentioned above is applied as an indicator pulse to the base of the transistor Q3 to instruct the discharge of the hold capacitor C3, and along with the application of the indicator pulse S6, the output signal S8 of the transistor Q3 is applied to the base of the transistor Q3.
is turned on, and the charging voltage of the hold capacitor C3 is discharged via the resistor R6 and the transistor Q3.
The discharge time at this time is the period of the pulse width of the above-mentioned indicator pulse S6 (the pulse width of S6 shown in FIG. 3 and 6).
That is, the transistors Q2 and Q3 described above constitute a sample-and-hold circuit, and the transistor Q2 is a switching element for charging the holding capacitor C3, and is turned on only during the τυ period of the signal S8 shown in FIG. 38. . The transistor Q3 is a switching element for discharging the hold capacitor C3, and is turned on only during the pulse width of the indicator pulse S6 shown in FIG. 3. In this way, the sample-and-hold output from the hold capacitor C3 becomes an output signal shown as S9 in FIG. The rotational speed of the motor M is controlled to be constant. Note that the well-known Zener diode Dz inserted in the power supply +B line in the figure is for constant voltage. According to the above-mentioned device, when the rotational speed of the motor M increases,
The pulse width of the speed signal pulse τυ described above becomes narrower, and the charging time of the hold capacitor C-3 becomes shorter (
Charging time becomes shorter for a given discharging time.

)サンプルホールド出力(第3図9で示す)が減少し、
トランジスタQ4,Q5で構成されてDCアンプからの
モータMへの供給電流が減少して該モータMの速度が7
減少する。また、モータMの回転速度が遅くなつた場合
は上記とは逆の動作、すなわち速度信号パルスτυのパ
ルス巾が広くなり、ホールド用コンデンサC3の充電時
間が長くなつて(一定の放電時間に対して充電時間が長
くなる。)サンプルホ2−ルド出力が増加し、上乱PC
アンプからのモータMへの供給電流が増加して該モータ
Mの回転速度が増加する。従つて、上記した本発明の装
置によればモータMの回転速度は常時一定に制御される
。また、実測により従来の装置に比して本発明のものは
サンプルホールド出力のリップル分が少なくなつている
ことが確認された。尚、上記した速度信号パルスと標示
パルスとを互いに入れ換えても、上記したDCアンプの
極性を加味するのみで実施できるものであり、サンプル
ホールド回路においては上記の如く充電した後に放電す
る構成に換えて、放電した後に充電するように構成して
もよい。
) the sample and hold output (shown in Figure 3, 9) decreases;
Composed of transistors Q4 and Q5, the current supplied to the motor M from the DC amplifier decreases, and the speed of the motor M decreases to 7.
Decrease. In addition, when the rotational speed of the motor M becomes slow, the operation is opposite to the above, that is, the pulse width of the speed signal pulse τυ becomes wider, and the charging time of the hold capacitor C3 becomes longer (for a given discharge time). (The charging time becomes longer.) The sample hold output increases and the disturbance PC
The current supplied to the motor M from the amplifier increases, and the rotational speed of the motor M increases. Therefore, according to the device of the present invention described above, the rotational speed of the motor M is always controlled to be constant. Furthermore, actual measurements have confirmed that the ripple component of the sample-and-hold output is smaller in the device of the present invention than in the conventional device. It should be noted that even if the speed signal pulse and indicator pulse described above are interchanged, it can be implemented simply by taking into account the polarity of the DC amplifier described above, and the sample hold circuit can be replaced with a configuration that charges and then discharges as described above. Alternatively, the battery may be configured to be charged after being discharged.

更に上記では、本発明を直流モータの速度を制御する場
合で説明したが、交流モータの場合にも本発明の要旨を
適用して実施できるものである。次に第4図に示す回路
図により交流モータを使用した場合を、第5図に示す波
形図とともに説明するが、その動作においては第2図に
示したものと大きな違いはない。
Furthermore, although the present invention has been described above in the case of controlling the speed of a DC motor, the gist of the present invention can also be applied and implemented in the case of an AC motor. Next, the case where an AC motor is used will be explained using the circuit diagram shown in FIG. 4, together with the waveform diagram shown in FIG. 5, but its operation is not much different from that shown in FIG. 2.

第4図において、1は交流電源であり、2はダイオード
ブリッジで構成された全波整流器である。上記交流電源
1の一端側にはモータ(交流モータ)Mが接続されてお
り、L1はその主巻線、該主巻線L1に並列に接続され
たL2は分相巻線そしてCは分相コンデンサである。そ
して、上記モータMには前述した周波数発電機FGが連
結されていることは同様である。而して、第5図1のS
llで示す上記のモータMの回転周波数に応じた周波数
の交流信号が周波数発電機FGから得られ、該交流信号
SllはトランジスタQllおよびQl2において増巾
・波形整形そしてりミッタされて、上記トランジスタQ
l2の出力には第5図2に示す如くの振巾一定なる矩形
波パルスSl2が得られる。
In FIG. 4, 1 is an AC power supply, and 2 is a full-wave rectifier composed of a diode bridge. A motor (AC motor) M is connected to one end of the AC power supply 1, L1 is its main winding, L2 connected in parallel to the main winding L1 is a phase splitter winding, and C is a phase splitter. It is a capacitor. Similarly, the above-mentioned frequency generator FG is connected to the motor M. Therefore, S in Figure 5 1
An alternating current signal with a frequency corresponding to the rotational frequency of the motor M, indicated by ll, is obtained from the frequency generator FG, and the alternating current signal Sll is amplified, waveform-shaped, and limited by the transistors Qll and Ql2, and then transmitted to the transistor Q.
A rectangular wave pulse Sl2 with a constant amplitude as shown in FIG. 5 is obtained as the output of l2.

該パルスSl。は、トランジスタQl2の出力側に介在
されたコンデンサCllおよび抵抗Rllで構成された
微分回路に加えられ、該微分回路において微分され上記
したパルスSl2の前縁と後縁とで第5図3にそれぞれ
示すSl3,Sl4なる微分パルスを生ずる。上記の実
.施回路例ではトランジスタQl3を駆動するために、
上記した正極性の微分パルスSl3を使用しているが、
負極性の微分パルスSl4を使用しても適宜実施し得る
ことは勿論である。上記した正極性の微分パルスSl3
がトランジスタQl3のベ−スーに加えられると、スレ
シホールドレベルLll以上の部分で上記トランジスタ
Ql3がオン状態となる。該トランジスタQl3のオン
により、該オン期間のみコンデンサCl2の充電電荷は
抵抗Rl2、ダイオードDそしてトランジスタQl3を
介して放電する。そして、上記トランジスタQl3がオ
フ状態にあるときには上記コンデンサCl2は充電され
る。上記したダイオードDのアノード側(図示のA点)
の電圧波形は第5図4にSl5として示してある。尚、
上記の信号Sl5のコンデンサCl2の充電時における
波形の傾斜は、上記したコンデンサCl2と抵抗Rl2
との積できまる時定数を可変となすことにより変化せし
めること・ができ、例えば上記した抵抗Rl2を可変と
なせばよい。こうすることにより、後述する速度信号パ
ルスのパルス巾を任意に設定することができる。また、
上記のダイオードDのカソード側(図示のB点)すなわ
ちトランジスタQl3のコレクタ出力は第5図5に示す
信号Sl6となる。この信号Sl6は、後述するように
サンプルホールド用のコンデンサCl3の一定時間の放
電を指示すべくトランジスタQl6のベースへ標示パル
スとして供給される。トランジスタQl4は、抵抗Rl
3”とRl4とできまる該トランジスタのエミッタ電圧
■Eとベース・エミッタ間の順方向バイアス電圧■2と
の和以上の入力(これは第5図4に示すスレシホールド
レベルLl2以上の入力に相当する)がベースに供給さ
れたときにオン状態となり、トランジスタQl4の出力
には第5図6に示す信号Sl7が得られる。この信号S
l7はトランジスタQl5に供給され、そのコレクタ出
力には第5図7に示す信号Sl8が得られる。この信号
Sl8はトランジスタQl7のベースへ、速度信号パル
スとして供給される。該速度信号パルスのパルス巾τυ
は、モータMの回転速度に応じて変化することは前述し
たと同様である。すなわち、モータMの回転速度が速く
なつた場合にはパルス巾τυは狭くなり、逆にモータM
の回転速度が遅くなつた場合にはτυの巾は広くなる。
上記したトランジスタQl6ならびにQl7がサンプル
ホールド回路であり、トランジスタQl7には上記した
速度信号パルスSl8が加えられ、図示するτυの期間
該トランジスタQl7がオン状態となつて、電源十Bか
らホールド用コンデンサCl3へ定電流化された充電電
流がトランジスタQl7、抵抗Rl5を通して流れる。
また、トランジスタQl6へは上記した標示パルスSl
6が供給され、図示するτSの期間のみ該トランジスタ
Ql6がオン状態となつて、上記したホールド用コンデ
ンサCl3がトランジスタQl6、抵抗Rl6を介して
放電し、トランジスタQl7の出力にはサンプルホール
ド出力として第5図8に示す出力Sl9が得られる。す
なわち、上記のトランジスタQl6はホールド用コンデ
ンサCl3の放電用スイッチング素子として、またトラ
ンジスタQl7は上記コンデンサCl3の充電用スイッ
チング素子として、それぞれ上記した標示パルスSl6
および速度信号パルスSl8の供給により定められた期
間動作する。上記したサンプルホールド出力Sl9はト
ランジスタQl8を介し、更にトランジスタQl9によ
り電力増巾されてモータ(交流モータ)Mに供給され、
該モータMの回転速度が一定となる如く制限する。尚、
第4図中におけるトランジスタQ2Oならびにツェナー
ダイオードDzは、定電圧化のために介在されたもので
ある。上記した第4図の回路においても、モータMの回
転速度に応じて速度信号パルスSl8のパルス巾τvが
変化し、そのパルス巾の変化に応じて上記モータMを一
定の速度に制御することは、前述した第2図に示した回
路の動作とまつたく同様であるので発明の詳細な説明の
重複は省略する。
The pulse Sl. are applied to a differentiating circuit composed of a capacitor Cll and a resistor Rll interposed on the output side of the transistor Ql2, and are differentiated in the differentiating circuit, and the leading and trailing edges of the above-mentioned pulse Sl2 are respectively shown in FIG. Differential pulses Sl3 and Sl4 are generated as shown. The above fruit. In the implementation circuit example, in order to drive the transistor Ql3,
Although the above-mentioned positive polarity differential pulse Sl3 is used,
Of course, it is also possible to use the differential pulse Sl4 of negative polarity as appropriate. The above-mentioned positive polarity differential pulse Sl3
is applied to the base of the transistor Ql3, the transistor Ql3 is turned on at a portion above the threshold level Lll. By turning on the transistor Ql3, the charge in the capacitor Cl2 is discharged through the resistor Rl2, the diode D, and the transistor Ql3 only during the on period. When the transistor Ql3 is in an off state, the capacitor Cl2 is charged. The anode side of the diode D mentioned above (point A in the diagram)
The voltage waveform of is shown as Sl5 in FIG. still,
The slope of the waveform of the signal Sl5 when the capacitor Cl2 is charged is the same as that of the capacitor Cl2 and the resistor Rl2.
It is possible to change the time constant by making variable the time constant obtained by multiplying by, for example, by making the above-mentioned resistor Rl2 variable. By doing so, the pulse width of the speed signal pulse, which will be described later, can be arbitrarily set. Also,
The cathode side of the diode D (point B in the figure), that is, the collector output of the transistor Ql3 becomes a signal Sl6 shown in FIG. This signal Sl6 is supplied as an indicator pulse to the base of the transistor Ql6 in order to instruct discharge of the sample and hold capacitor Cl3 for a certain period of time, as will be described later. Transistor Ql4 is connected to resistor Rl
3" and Rl4, the emitter voltage of the transistor is E, and the base-emitter forward bias voltage is the sum of 2 (this is the input above the threshold level Ll2 shown in ) is supplied to the base, the transistor Ql4 turns on, and a signal Sl7 shown in FIG. 5 is obtained at the output of the transistor Ql4.This signal S
17 is supplied to a transistor Q15, and a signal Sl8 shown in FIG. 5 is obtained at its collector output. This signal Sl8 is supplied to the base of transistor Ql7 as a speed signal pulse. Pulse width τυ of the speed signal pulse
As described above, ? changes depending on the rotational speed of the motor M. That is, when the rotation speed of motor M becomes faster, the pulse width τυ becomes narrower, and conversely, when the rotation speed of motor M becomes faster, the pulse width τυ becomes narrower.
When the rotation speed of τ decreases, the width of τυ increases.
The above-described transistors Ql6 and Ql7 are a sample and hold circuit, and the above-mentioned speed signal pulse Sl8 is applied to the transistor Ql7, and the transistor Ql7 is in an on state for a period of τυ shown in the figure, and the hold capacitor Cl3 is connected to the power supply 1B. A constant charging current flows through the transistor Ql7 and the resistor Rl5.
In addition, the above-mentioned indicator pulse Sl is applied to the transistor Ql6.
6 is supplied, the transistor Ql6 is turned on only during the period of τS shown in the figure, the above-mentioned hold capacitor Cl3 is discharged via the transistor Ql6 and the resistor Rl6, and the output of the transistor Ql7 is a sample-and-hold output. 5. Output Sl9 shown in FIG. 8 is obtained. That is, the above-mentioned transistor Ql6 serves as a switching element for discharging the holding capacitor Cl3, and the transistor Ql7 serves as a switching element for charging the above-mentioned capacitor Cl3, respectively.
and operates for a predetermined period by supplying the speed signal pulse Sl8. The above sample hold output Sl9 is supplied to the motor (AC motor) M via the transistor Ql8, and is further amplified in power by the transistor Ql9,
The rotational speed of the motor M is limited so as to be constant. still,
The transistor Q2O and the Zener diode Dz in FIG. 4 are interposed for the purpose of constant voltage. In the circuit shown in FIG. 4 described above, the pulse width τv of the speed signal pulse Sl8 changes depending on the rotational speed of the motor M, and it is not possible to control the motor M to a constant speed according to the change in the pulse width. Since the operation is exactly the same as that of the circuit shown in FIG. 2 described above, detailed explanation of the invention will not be repeated.

以上記載した如く本発明によれば、サンプルホールド回
路を備えたモータの速度制御装置において、上記したモ
ータの回転軸に連結された周波数発電機からの信号をパ
ルス処理することにより上記モータの回転速度に応じて
そのパルス巾が変化する速度信号パルスを得るとともに
、同様に上記周波数発電機からの信号をパルス処理する
ことにより上記モータの回転に応じて一定時間巾のパル
スが出力され上記サンプルホールド回路のホールド用コ
ンデンサの放電または充電を指示する標示パルスとを得
る如くなし、上記速度信号パルスにより上記ホールド用
コンデンサの充電または放電を定電流化するとともに、
上記標示パルスにより上記ホールド用コンデンサの放電
または充電を予め定められた一定時間に行なう如くなし
たので、モータの種類にかかわらず安定したサーボ系が
構成でき応答特性の優れかつ汎用性の有るモータの速度
制御装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, in a motor speed control device equipped with a sample and hold circuit, the rotational speed of the motor is controlled by pulse processing a signal from a frequency generator connected to the rotational shaft of the motor. In addition to obtaining a speed signal pulse whose pulse width changes according to the rotation of the motor, by similarly pulse-processing the signal from the frequency generator, a pulse with a fixed time width is output according to the rotation of the motor, and the sample and hold circuit and an indicator pulse instructing the discharge or charge of the hold capacitor, and the speed signal pulse causes the charge or discharge of the hold capacitor to be constant current,
Since the holding capacitor is discharged or charged at a predetermined period of time using the indicating pulse, a stable servo system can be constructed regardless of the type of motor, and the motor can be used with excellent response characteristics and versatility. A speed control device can be provided.

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

第1図は本発明を説明するための図、第2図は本発明を
直流モータの速度制御に実施した場合の′回路図であり
第3図はその動作の説明に寄与する波形図、第4図は本
発明を交流モータの速度制御に実施した場合の回路図で
あり第5図はその動作の説明に寄与する波形図である。
Fig. 1 is a diagram for explaining the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram when the present invention is applied to speed control of a DC motor, and Fig. 3 is a waveform diagram contributing to explanation of its operation. FIG. 4 is a circuit diagram when the present invention is applied to speed control of an AC motor, and FIG. 5 is a waveform diagram contributing to explanation of its operation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 サンプルホールド回路を備えたモータの速度制御装
置において、上記モータの回転軸に連結された周波数発
電機からの信号をパルス処理することにより上記モータ
の回転速度に応じてそのパルス巾が変化する速度信号パ
ルスを得るとともに、同様に上記周波数発電機からの信
号をパルス処理することにより上記モータの回転に応じ
て一定時間巾のパルスが出力され上記サンプルホールド
回路のホールド用コンデンサの放電または充電を指示す
る標示パルスとを得る如くなし、上記速度信号パルスに
より上記ホールド用コンデンサの充電または放電を定電
流化するとともに、上記標示パルスにより上記ホールド
用コンデンサの放電または充電を予め定められた一定時
間に行なう如くなしたことを特徴とするモータの速度制
御装置。
1. In a motor speed control device equipped with a sample and hold circuit, the speed at which the pulse width changes according to the rotational speed of the motor by pulse processing a signal from a frequency generator connected to the rotational shaft of the motor. In addition to obtaining signal pulses, by similarly pulse-processing the signal from the frequency generator, a pulse of a certain time width is output in accordance with the rotation of the motor, instructing the discharge or charging of the hold capacitor of the sample and hold circuit. The speed signal pulse causes the holding capacitor to be charged or discharged at a constant current, and the indicator pulse causes the holding capacitor to be discharged or charged at a predetermined period of time. A motor speed control device characterized by the following features:
JP53031272A 1978-03-18 1978-03-18 Motor speed control device Expired JPS6043753B2 (en)

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