JPS6084981A

JPS6084981A - モ−タ制御回路

Info

Publication number: JPS6084981A
Application number: JP58190774A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakagawa; 中川　紀; Ritsuji Takeshita; 竹下　律司
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1985-05-14

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、モータ制御回路に関し、特に慣性質量の大き
な負荷を有するモータの制御を行う際に用いて好適なも
のである。

〔背景技術〕

モータの回転速度制御の一つに、モータの回転速度を周
波数発電機等によシ検出し、回転速度に対応してレベル
変化する制御電圧を得て、これによシモータコイルへの
駆動電流を制御し、モータを等速回転に制御するように
したものがある。

本願発明に先立ち、本発明者等は前述の如き回路構成の
モータ制御回路につき、種々の技術的検討を行った。そ
の結果、下記の如き欠陥を有していることが判明した。

すなわち、例えばレコードプレーヤーにおいてターンテ
ーブルを回転する場合を考えると、７オノモ一タ起動時
において、所望の回転速度に達するまでの間、モータの
回転数は次第に上昇するのであるが、ターンテーブルの
慣性質量が大きいためモータが所望の回転速度に達する
迄に、かなシ長い時間がかかつてしまうことが、本発明
者等の検討により明らかにされた。この現象は、慣性質
量の大きな負荷を回転駆動させるとともに、モータの起
動、停止をくり返し、かつ回転精度が必要な場合には大
きな問題となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、モータの回転速度制御を行い、かつ起
動時においてモータの回転速度を短時間に高速度に制御
し得るモータ制御回路を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔発明の概猥〕

本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば
、下記のとおシである。

すなわち、周波数一定のクロック信号を、モータの回転
速度に比例して周波数変化する周波数信号の一周期間に
おいて計数する制御範囲検出回路を設け、この制御範囲
検出回路から得られる制御信号にもとづき、モータ駆動
回路に供給される制御信号をハイレベル、ローレベル、
およびモータの回転速度に比例してリニアに変化する電
圧レベルの３つのレベルに切換えることにより、リニア
な回転速度を行うとともに、モータ起動時及び低速回転
時に短時間に高速回転に移行させ、かつモータの回転速
度が高速回転のときは、短時間に低速回転に移行させる
、という本発明の目的を達成するものである。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を径間して、本発明を適用した
モータ制御回路の一実施例を述べる。なお、第１図は半
導体集積回路（以下においてＩＣという）化されたモー
タ制御回路のブロックダイアグラムであり、数字を囲ん
だ丸は外部接続端子を示すものである。

１はモータであシ、周波数発′ｗＬ機（図示せず）から
得られた周波数信号ｆ、は、１番端子を介して回転速度
検出回路（以下において検出回路という）２に供給され
る。検出回路２は、周波数信号ｆ、につき波形整形、増
幅等の回路動作を行う。

検出回路２の出力信号ｆ０は、周波数−電圧変換回路（
以下において変換回路という）３に供給される。変換回
路３は、後述する基準周波数信号’ｒｅｆと、前記出力
信号ｆｏの周波数との比較を行い、正又は負の、周波数
差に対応した電圧レベルの出力信号■。を得る。

ところで、基準信号発生器（クロック信号発生６は、り
ｐツク信号ｆ。をＸに分周し、前記基準周波数信号’　
ｒｅｆを変換回路３に供給する。基準信号ｆｒｅｆは常
に一定の周波数であるが、検出回路２の出方信号ｆ。の
周波数は、モーターの回転速度に対応して変化する。

基準周波数信号ｆｒｅｆに対し、出力信号ｆ。の周波数
が高周波である場合、モーターが高速度回転を行ってい
るのでアシ、変換回路３の出力信号ＶＯは低レベルに移
行する。また、基準周波数信号’　ｒｅｆに対し、出力
信号ｆ。の周波数が低周波である場合、モーターが低速
度回転を行っているのであり、変換回路３の出力信号■
。は高レベルに移行する。

一方、制御範囲検出回路７は計数回路および論理回路に
よって構成され、出力信号ｆ。の−周期においてクロッ
ク信号ｆｃを計数する。この計数結果に応じ、制御範囲
検出回路７は３鍾類の信号をゲート回路９に伝える。こ
の３種類の信号は、モータの速度が、（１）制御範囲よ
シも遅い状態、（２）制御範囲内にある状態、（３）制
御範囲よシも速い状態、に対応する。つまり、モータ１
が所望の回転速度であれば、（制御範囲内でおれば）出
方信号ｆ、の一周期内で所定の計数値ｎを計数する。そ
してモータの速度が制御範囲内に入っていることを伝え
る信号を発生する。この結果、例えば出力ライン１．に
ハイレベルの制御信号が得られ、ゲート回路８を閉回路
に制御する。

変換回路３の出力信号Ｖｏは、ゲート回路８を介してモ
ータ駆動回路９に供給され、出力電圧ｖ０に対応したモ
ータ駆動回路９の出力電流工０が、２番端子を介してモ
ータ１のモータコイル（図示せず）に供給される。すな
わち、出力電流工０の電流量は、モータ１の回転速度に
対応して増減する。従って、モータ１は、第２図のＢ区
間に示す如く、基準周波数信号ｆｒｅｆを基準にして、
＃１はぼぼ一定の回転速度圧制御される。

ところで、モータｌｔ起動する場合は、モータ１の回転
速度が次第に上昇するのであるから、前記出力信号ｆｏ
の周波数は基準周波数信号ｆｒｅｆに対し著るしく低周
波である。従って、制御範囲検出回路７０計数値は、ｎ
＋Ｘ以上のクロック数を計数することになる。この場合
、制御範囲検出回路７からは、モータの回転速度が制御
範囲よりも遅い状態であることを伝える信号Ｖ８が、た
とえば出力ラインｔ２を介してゲート回路８に伝えられ
る。この時ゲート回路８は開回路となり、変換回路３の
出力信号■ｏはドライバー９に伝達されない。しかし、
この場合はゲート回路８から第２図へ区間に示す如き、
モータを急速加速するハイレベルの一定電圧がモータ駆
動回路９に供給されるようになっている。

この結果、モータ駆動回路９の出力電流Ｉ０は急檄に増
大し、モータｌは短時間のうちに所望の回転速度まで上
昇する。そして、出力信号ｆ。の周波数が高周波に移行
し、ｎ＋Ｘ以下のクロック数を計数したとき、すなわち
モータの回転数が制御範囲内に入ると得び出力ラインｔ
、にノ１イレペルの制御信号が得られ、次いで、変換回
路３の出力信号■。にもとづき、前述の如きＢ区間の制
御動作が行われる。

次に、モータ１の回転速度がＢ区間における制御範囲を
こえて高速回転に移行したときの回路動作を述べる。

この場合、出力信号ｆｏの周波数は高周波になる。従っ
て、制御範囲検出回路７は、ｎ　−Ｘ以下のクロック数
を計数し、出力ライン１．がハイレベルになる。ゲート
回路８は開回路となシ、出力信号Ｖｏは伝達されない。

しかし、この場合ゲート回路は、第２図Ｃ区間に示す如
き、モータの回転速度を減速するローレベルの定電圧信
号■１をモータ駆動回路９に供給する。

この結果、モータ駆動回路９の出力電流工０は急徴に減
少し、モータ１は短時間のうちに制御可能範囲（第２図
におけるＢ区間）内の回転速度まで低下する。

そして、出力信号ｆ０の周波数が低周波に移行し、ｎ−
Ｘ以上のクロック数を計数したとき、再び出力ラインｔ
１にハイレベルの制御信号が得られ次いで、前述の如き
Ｂ区間の制御動作が行われる。

以上の如き回路動作が行われる結果、モータ１を起動す
る際には、極めて短時間のうちに所望の回転速度まで上
昇し、制＠範囲をこえて高速度回転になったときは極め
て短時間に制御範囲■まで往帰させることができる。

なお、前記へ区間の回路動作は、起動時のみに行われる
のではない。すなわち、Ｂ区間においてモータ１の回転
速度制御が行われている間、その回転速度が次第に低下
すると、出力信号ｆ。の周波数が低下する。そして、ク
ロック信号ｆｃの計数がｎ＋Ｘ以上になったとき、前記
人区間と同様の回路動作が行われる。この結果、モータ
１は短時間のうちに高回転速度に移行し、直ちにＢ区間
に復帰する。

従って、本発明を適用したモータ制御回路では、第２図
に示す基準周波数信号ｆｒｅｆを基準にして矢印の方向
ではモータ１の段階的およびリニアの加速制御が行われ
、矢印す方向ではモータ１の段階的およびリニアの減速
制御が行われる。

〔効果〕

（１）モータの回転速度に対応して変化する周期におい
てクロック信号を計数する制御範囲検出回路を設け、モ
ータ起動時及び低速回転時においてクロック信号の計数
値が大のとき、モータ駆動回路にハイレベルの定電圧を
供給することにより、モータ起動時及び低速回転時にお
いてモータの回転速度を短時間のうちに高速化する、と
いう効果が得られる。

（２）前記（１）の回路構成により、クロック信号の計
数値が所定範囲内にあるとき、モータの回転速度に対応
した制御信号をモータ駆動回路に供給し、回転速度制御
をリニアに行う、という効果が得られる。

（３）前記（１）の回路構成により、モータが制御範囲
を越えて高速回転になった時において、すなわちクロッ
ク信号の計数値が小のとき、モータ駆動回路においてモ
ータの回転速度を減速させるローレペルの定電圧を供給
することによシ、モータの高速回転を短時間のうちに制
御範囲内に入る回転速度にまで低速化する、という効果
が得られる。

（４）上記（１）の回路構成により、モータ制御回路を
半導体集積回路化する際、外部接続端子を特に設ける必
要がなく、生産コストを上昇させることなく、前記（１
）〜（３）の効果を有するモータ制御回路を提供する、
という効果が得られる。

以上に、本発明者によってなされた発明をその実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変形可能であることはいう１でもない。

例えば、出力ライン１．，１．，１．に表われる出力信
号は、ハイレベルに限定されることなく、ローレベルに
切換わったとき、前記制御動作が行われるように構成し
てよい。また、ｎ十Ｘ、ｎ−Ｘの計数範囲は、任意に設
定してよい。

〔利用分野〕

以上の説明では、主として本発明者によってな−タ制御
回路に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではない。

例えば、前記モータ制御回路は７オノモータの制御のみ
でなく、テープレコーダ、ＶＴＲＩＣおけるテープ駆動
用モータの制御にも利用できる。その他、モータの起動
、停止動作を繰返し行う産業機器などに好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したモータ制御回路の一実施例を
示すブロックダイアグラムである。第２図は回路動作を説明するための特性図である。１・・・モータ、２・・・回転速度検出回路、３・・・
周波数−電圧変換回路、５・・・基準信号発生回路、７
・・・制御範囲検出回路、８・・・ゲート回路、９・・
・モータ制御回路、ｆ、、ｆ、・・・周波数信号、’ｒ
ｅｆ・・・基準周波数信号、■。・・・出力信号、■□
＋　Ｖｌ、・・・電圧、ｆｃ・・・クロック信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１、モータの回転速度に比例して周波数変化する周波数
信号の一周期間において、クロック信号を計数する制御
範囲検出回路と、前記制御範囲検出回路の出力信号によ
り、モータの回転速度に比例してリニアにレベル変化す
る出力信号をモータ駆動回路に伝達し、かつ前記出力信
号のレベル変化によシハイレベル、又はローレベルの出
力信号を前記モータ駆動回路に供給するゲート回路とを
具備したことを特徴とするモータ制御回路。