JPS6210111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモーターの速度制御系において、定格
回転時とオーバーシユートが生じるような異常回
転時とではループ中に構成された能動フイルター
のダンピング係数ξを変えてやることによつてオ
ーバーシユートを極力押えリツプル除去効果を高
くして安定したモーターの回転を得る系を得るも
のである。

従来のモーターの速度制御系は第１図のように
構成されている。

即ち、モーター１の回転に従つて回転速度信号
を得て、その信号を速度電圧変換器２を介して直
流信号に変換し、基準入力電源３とを比較回路４
によつて比較し誤差信号を得た。その誤差信号は
リツプルを含む為ローパスフイルター５によつて
リツプルを除去しほぼ完全な直流レベル信号にし
て増幅器６にて増幅しモーターをドライブさせて
いた。このローパスフイルター５はダンピング係
数ξが１ならば臨界制動で、ステツプ応答特性と
してはオーバーシユート、アンダーシユート共に
発生しない。ξが１以上ならば過制動となり設定
回転数に落ち着くまでの応答時間が長くなる。ξ
が１以下ならば不足制動でオーバーシユート、ア
ンダーシユートが発生するが応答時間は短くする
ことができ、又、リツプル除去効果がよいものが
得られる。このような点で両者それぞれ欠点を有
するが、一般的には応答特性その他の諸要求より
ローパスフイルターとしてダンピング係数ξが１
より小さくなるよう設定された能動フイルターが
用いられていた。しかしながらξを１以下にした
場合前記したようにオーバーシユートの発生はさ
けられない為電源オンオフをくり返すとそのモー
ターの回転速度は第２図のタイミングチヤートの
ように変化し、場合によつてはモーターの破壊に
迄達する異常動作をする。これらの問題を解消す
る為にコンデンサの充放電を利用して電源オン時
系を一時的にオフとしたりそれでも不安定である
時は応答特性を犠牲にしてξ１に設定していた
りした。

そこで本発明は上記欠点を解決する為になされ
たもので、モーターの回転速度に対応して得られ
る直流信号レベルに従つてダンピング係数が自動
的に変わり得る能動フイルターを設けて安定なモ
ーター速度制御系を得るものである。

以下、本発明を図面と共に詳細に説明する。

本発明の可変ダンピング能動フイルター５′の
構成は第３図に示される如くなされ、速度電圧変
換器２からのリツプル成分を含んだ直流変換信号
は直列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２及びコンデンサ
Ｃ１，Ｃ２及び同相可変増幅器７から成る２次の
能動フイルターが構成されている。この同相可変
増幅器７は同相可変増幅器７の入力信号レベルと
基準電圧３の直流レベルが比較回路８によつて比
較された比較出力信号によつてその利得Ｋが制御
される。一般に２次以上の能動フイルターは同相
増幅器の利得Ｋの値によつてそのダンピング係数
が変化することが知られており、この事実に従つ
て同相可変増幅器７の利得Ｋを信号入力レベルに
従つて変えてやればそのダンピング係数も変化す
るわけである。

よつて第４図に示すように定格回転速度をＡと
し異常回転数をＢとすれば回転数Ｂより低い回転
数では同相可変増幅器７の利得Ｋを制御してダン
ピング係数ξ＜１に設定しておき、回転数Ｂ以上
ではξ≧１となるよう設定することによつて電源
オンオフ連続動作繰り返しに対してオーバーシユ
ートが発生しても回転数が増加するに従つてダン
ピング係数が大となり回転速度がＢ以上ではξ
１であるから過制動となり第２図に示した従来例
のようにモーターが暴走することはない。尚、図
中電源オフ時の回転数の低下直線はモーターの慣
性等による時定数によつてその傾きを生じている
ものである。

第５図に同相可変増幅器７と比較回路８とを差
動増幅器を用いて構成した具体的一実施例を示
す。速度電圧変換器２からの出力は直列接続され
た抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してトランジスタＱ１のベ
ースに印加されると共に比較回路４の一方の入力
にも印加される。コンデンサＣ１は両抵抗Ｒ１と
Ｒ２の接続点とトランジスタＱ１のエミツタ間に
接続され、コンデンサＣ２はトランジスタＱ１の
ベースとアース間に接続される。両コレクタが共
通に電源＋Ｂに接続され、一方のエミツタがダイ
オードＤを介して他方のエミツタに接続されたト
ランジスタＱ１，Ｑ２は差動増幅器を構成し、ト
ランジスタＱ１のエミツタは電流源I₀を介して接
地され、基準電圧３はトランジスタＱ２のベース
に印加されると共に比較回路４の一方の入力にも
印加されている。

以上の構成において速度電圧変換器２からの出
力信号の直流電圧成分が基準電圧３の電圧に対し
ダイオードＤの順方向電圧Ｖ_F分だけ低い時差動
増幅器を構成するトランジスタＱ１，Ｑ２はバラ
ンスし等しいエミツタ電流が電流源I₀に流入す
る。この時トランジスタＱ１，Ｑ２及びダイオー
ドＤの導通抵抗reは全て等しくなるのでトランジ
スタＱ１のベースからエミツタを見た利得Ｋは約
2/3となる。信号中の直流電圧成分が減少してい
くとトランジスタＱ１のエミツタ電流は減少し、
トランジスタＱ２のエミツタ電流は増加する為、
トランジスタＱ１のエミツタ抵抗は一般式 re＝ｋＴ／ｑＩ_Ｅ （re：エミツタ抵抗、ｋ：ボルツマン定数、ｑ：
電荷量、Ｔ：絶対温度、Ｉ_E：エミツタ電流）よ
り増加；トランジスタＱ２、ダイオードＤのエミ
ツタ抵抗は減少することになる。よつてトランジ
スタＱ１のベースよりエミツタを見た利得Ｋは2/
３より減少方向に変化する。逆に信号中の直流電
圧成分が増大していくとトランジスタＱ１のベー
スからエミツタを見た利得Ｋは2/3から１に近づ
く。このようにしてトランジスタＱ１，Ｑ２より
成る差動増幅器の利得Ｋを信号中の直流レベルに
従つて可変させるとそれに従つてダンピング係数
を変化するわけである。

第５図の実施例ではダイオード１個用いて定格
回転数Ａと回転数Ｂにおける同相可変増幅器７の
利得Ｋとそれに従つたダンピング係数ξを設定し
たが、ダイオードＤの縦続接続数を零より複数個
にしたり別のインピーダンス素子を用いることに
より自由に変更し得るものである。

以上の構成により定常回転領域ではξ＜１以下
にすることができ、良好な応答及び高減衰率の能
動フイルターとして動作する。又、電源のオンオ
フのくり返し等により異常動作領域に制御出力が
なろうとすると、前記同相可変増幅器の利得Ｋが
１より減少し、従つてξ１となりそれ以上の状
態迄加速しないよう自動的に制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモーターの速度制御系を示すブ
ロツク図、第２図はその動作説明、第３図は本発
明になるモーターの速度制御系を示すブロツク
図、第４図はその動作説明、第５図は第４図の具
体化した一実施例である。 １……モーター、７……同相可変増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モーターの回転速度に比例した電圧を得る速
   度電圧変換器と、該速度電圧変換出力と基準電圧
   とを比較する比較回路と、該比較回路の比較出力
   信号を増幅しモーターに一定回転速度を得るモー
   ターの速度制御系のループ中に、入力信号レベル
   と基準電圧とを比較してその比較出力信号により
   利得が制御される同相可変増幅器を有する能動ロ
   ーパスフイルターを設け、該能動ローパスフイル
   ターを速度電圧変換器から得られる信号中の直流
   レベルに従つてダンピング係数を変化させ、モー
   ター回転速度が基準電圧で定まる定格回転速度に
   対しオーバーシユートした時、ダンピング係数を
   １以上となるようにしたことを特徴とするモータ
   ーの速度制御回路。