JPS6059987A - モ−タ−制御方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はモーター制御方式に関するものであり、特にＣ
ＰＵの内部演算による全ディジタル信号処理モーター制
御方式の改良に係るものである。

〔従来技術〕

一般にモー゛ターを急却、減速する場合定速回転時に比
べて大電力を必要とする。これはモーターおよびモータ
ーに付加される負荷を駆動する際、定速回転時にはその
速度によって生じる摩擦力に対応するトルクを発生すれ
ばよいのに対して、急却、減速時にはこの摩擦力の他に
負荷の慣性を加、滅するためのトルクを必要とすること
による。従って第２図に示すモーター速度線図に示す様
にモーター速度が変化した場合モーターが負荷駆動に必
要な発生トルクは、第３図の様になる。

第３図において、負のトルクは、モーターを逆転させた
時の正のトルクと等しい。慣性を加、滅するのに必要な
トルクは、加速度の大きさに比例するため急却、減速す
るためには、かなり大きなトルクを必要とする。

一方、このトルクを発生するためにモーターに供給する
電力と発生トルクは密接な関係にあり、直流モーターで
はその特性図よりこの関係が導びかれるが、はぼ比例す
ると考えてよい。

ＣＰＵの内部演算による全ディジクルモーター制御では
この電力の制御をＰＷＭ（パルス幅変調）で行なうのが
一般的である。この方式は、定電圧源からモーターに通
電する時間をパルス幅で制御するものであり、モーター
に供給される電力はパルス幅に比例する。従ってモータ
ーに発生するトルクもこのパルス幅にほぼ比例するもの
と考えてよい。

この関係をさらに説明する。

ＰＷＭのデユーティ−比をＰＷＭ（％）とすると、モー
ターに流れる電流■うは、（り式で表わされる。

但し、Ｒα　：　モーター電機子抵抗 ＫｖＨモーター誘起電圧定数 Ｗ　：　モーター回転数 またモーター発生トルクＴは ’ｌ’　”ｑ　Ｋ４１１１　・・・・・・・・・・・・
・・・　（り但し、Ｋ丁＝　モータートルク定数 で表わされる。

（１）、　（りより、モーター発生トルクは電源電圧が
一定の時はぼＰＷＭのデユーティ−比に比例する〔（り
式においてＫｖ　・Ｗ／Ｒ（Ｚ＜　Ｖ／ＲｃＬ−Ｐ　Ｗ
Ｍ／　１００であるため〕。

従って急却、減速時はトルクを必要とするため、第４図
に示すパルス波形のようにデユーティ−比が大きい（デ
ユーティ−比とは本文中におけるパルス幅に相当するも
のである。）。

しかし慣性を加減速する必要のない定速時には第５図に
示す様にデユーティ比が小さく、つまりパルス幅が狭く
なる。

今、第２図のようにモーターを急却、減速する場合を考
えると、第３図のように、必要発生トルクも太き（変化
し、それに応じたパルス幅が出力される。しかし、全デ
ィジタル量でこの制御−行なった場合には、このパルス
幅の変化は連続的でなく段階的に変化する。そこでこの
変化のｌステップを１ステツプ変化量と呼ぶことにする
と、ｌステップ変化量のパルス全体に占める割合は、紀
４図に比べ第５図の方がはるかに大さくなるため制御性
が悪くなる。即ち、パルス幅が狭くなる定速回転時に１
ステツプの変化力ζ回′転ムラに影響を及ぼすようにな
る。特に複写機の光学系においては口伝ム、うは画像ジ
ッターに結びつくため、この影響を少なくする必要があ
る。

〔目的〕

本発明はこの様な従来例の背疑に鑑みてなされたもので
あり、電力＝電圧×電流なる関係に着目し、前述の（り
式においてＩＭり一定とし、■をｙ（＜Ｖ）に変化させ
る、即ち制御することにより、Ｐ　Ｗ　Ｍ　ｔ−Ｐ　Ｗ
　Ｍ’　（＞　Ｐ　Ｗ〜■）に変化させることによって
、モーターの定速回転時の回転ムラをなぐすようにする
ことを目的とするものである。

この制御はぎいかえると、仕事量の多い急却、減速時に
は高電圧に、仕事量の少ない定速時には低電圧に切換え
、パルス幅を広くすることによって、１ステツプ変化の
影響を少なくすることである。

〔構成〕

第６図、呆７図に同一電力でも電圧を変化させてパルス
幅を変えた波形を示す。第７図の如く、パルス幅が広く
なると１ステツプ変化蓋の全体に占める割合が第６図に
比べて小さくなることがわかる。そしてこのことにより
前述の通りより細かな制御が可能となるものである。

第１図はその一実施例に係る制御ブロック図である。

第１図において１は制御用のＣＰＵ、２は駆動電源、３
はカウンター、４はモータードライバー、５はモーター
ηあす、モーター５のエンコーダー出力は回転方向検知
波形成形回路６を通してＣＰＵ１に入力される。電圧切
換えも制御用ＣＰＵで可能なため高電圧、低電圧の切換
え時機も容易に判断できる。この切換時機の判断を行な
うフローの一実施例を第８図に示す。ここでは電圧切換
えをＣＰげのボートＢ　ｂｉｔｏが１で高電圧、０で低
電圧となるような構成とした。

このフローは、もつとも基本的なものであり、加速から
定速回転までの制御を示しているが、実際にはさらに減
速への切換、逆転制御、ホームボジション停止といった
複雑なフローに組み込まれることになる。

また電圧切換を１　ｂｉｔに限らず、複数ｂｉｔとし、
切換え電圧も複数にすることにより広範囲の設定速度に
対応した電圧切換え（速度が速くなる程、電力を必要と
するため、少しずつ電圧を高くしていく）あるいは、加
速時間の変更（加速時間が短（・程電圧を高くする）に
よる電圧切換え等に応用範囲が広がる（但し、電源電圧
の上、下限は、モーターの規格とドライバー回路によっ
て制限される）。

〔効果〕

本発明は以上のようにモーターの定速回転時には駆動電
源の電圧を低圧に切り換えることにより、モーターを駆
動するパルス幅を大きくとり、これにより１ステツプ変
化量の影響を少なくしたから。

定速回転時に回転ムラの生じないモーター駆動制御を行
なうことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るモーター駆動制御ブロ
ック図、第２図はモーター速度線図、第３図は第２図に
対応する必要トルクパターン図、第４図は加、減速時の
駆動電圧パルス、第５図は定速回転時の駆動電圧パルス
、第６図、第７図は一定電力のパルス幅を電圧を変化さ
せることによって変えた状態を示す図、第８図は動作フ
ローチャートである。 １・・・・・・ＣＰＵ、２・・・・・・駆動電源、３・
・・・・・カウンター、４・・・・・・モヘタードライ
バー、５・・・・・・モーター。 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モーターのエンコーダーのパルスによす、モーターの回
   転方向、速度を検出し、ＣＰＵの内部演算により、制御
   量をカウンターに出力し、このカウンターから制御量に
   比例したパルス幅をモータードライバーに出力し、パル
   ス幅の間だけ回転指令によって制御されるトランジスタ
   をオン状態にし、モーターへお供給電力を制御するモー
   ター駆動装置において、ＣＰＵより駆動゛電源に信号を
   送′す、電源電圧を加減速時と定速時で切り換えｆＩＩ
   ＩＪ御することを特徴とするモーター制御方式。