JPS62118784A - Speed controller for dc motor - Google Patents

Speed controller for dc motor

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JPS62118784A
JPS62118784A JP60256750A JP25675085A JPS62118784A JP S62118784 A JPS62118784 A JP S62118784A JP 60256750 A JP60256750 A JP 60256750A JP 25675085 A JP25675085 A JP 25675085A JP S62118784 A JPS62118784 A JP S62118784A
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湯浅 正弘
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明 萩原
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • 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
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value

Abstract

PURPOSE:To eliminate a D/A converter by outputting a reset pulse prior to a control pulse having a pulse width responsive to a speed deviation. CONSTITUTION:A speed detecting pattern 11 outputs the rotating speed of a rotor in the form of an induced voltage to inputs 12a, 12b of an amplifier 13, and input the speed through the amplifier 13 to the interrupt terminal 19 of a muCPU 18. The muCPU 18 outputs a control pulse CTL having a pulse width responsive to the positional difference between the speed signal and a reference signal, and outputs a reset pulse RST prior to the pulse CTL. A D/A converter 22 discharges a capacitor on the pulse RST, charges the capacitor on the pulse CTL to convert a digital signal to an analog signal, and applies it to a driver circuit 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフロッピーディスク駆動装置等に使用される直
流モータの回転速度を制御する直流モータ速度制御回路
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a DC motor speed control circuit for controlling the rotational speed of a DC motor used in a floppy disk drive or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

フロッピーディスク駆動装置等の電子計算機器における
ファイル装置においては、媒体を回転するために直流モ
ータ、特に、ブラシレス直流モータが多用されている。
2. Description of the Related Art In file devices in electronic computing devices such as floppy disk drives, DC motors, particularly brushless DC motors, are often used to rotate media.

ブラシレス直流モータは第6図に示す如く、マグネツI
f用いた回転子1及び複数の固定子コイルを含む固定子
2よシ構成され、各固定子コイルに配された磁気感応素
子(以下ホール素子という)により回転子1の位置を検
出して各固定コイルを選択的に励磁することによシ回転
子1を一定方向に回転させるようi/il: したもの
である。
As shown in Figure 6, the brushless DC motor is a magnets I motor.
It consists of a rotor 1 and a stator 2 including a plurality of stator coils, and the position of the rotor 1 is detected by a magnetic sensing element (hereinafter referred to as a Hall element) arranged in each stator coil. The rotor 1 is rotated in a fixed direction by selectively exciting a fixed coil.

第7図はブラシレス直流モータの固定子2を示す平面図
、第8図は同ブラシレス直流モータの回転子1を示す平
面図であり、3相の固定子コイルを有する場合を示して
いる。
FIG. 7 is a plan view showing the stator 2 of the brushless DC motor, and FIG. 8 is a plan view showing the rotor 1 of the brushless DC motor, which has a three-phase stator coil.

この場合、固定子2には、x、yXzの3相に対応して
3X、3Y、3Zの固定子コイルを設け、各コイルの中
央にホール素子4X、4Y、4Zを配置し、一方回転子
1には回転子マグネット5を分割して着磁する。
In this case, the stator 2 is provided with stator coils 3X, 3Y, and 3Z corresponding to the three phases x, y, In step 1, the rotor magnet 5 is divided and magnetized.

ここで、固定子2の各ホール素子4X、4Y。Here, each Hall element 4X, 4Y of the stator 2.

4Zによシ回転子1の極性が順次検出され、そのそれぞ
れの出力は第9図の第3増幅器6X、6Y。
4Z sequentially detects the polarity of the rotor 1, and the respective outputs are sent to third amplifiers 6X and 6Y in FIG.

6Zで増幅されて制御部としてのマイクロコンピュータ
(以下μCPUという)7に入力ポート8X。
6Z and input port 8X to a microcomputer (hereinafter referred to as μCPU) 7 as a control unit.

8Y、8Zより入力される。μCPU7はホール素子4
X、4Y、4Zの各々の出力の極性によシ回転子の位置
を識別し、常に同一方向に回転トルクが発生するように
、出カポ−)9X、9Y、9ZよりそれぞれφX1 φ
Y1 φZ を出力し、固定子コイル3X、3Y、3Z
の駆動を決定し、これによりロータが一方向に回転する
こととなる。
Input from 8Y and 8Z. μCPU7 is Hall element 4
The position of the rotor is identified by the polarity of each output of X, 4Y, and 4Z, and φX1 φ
Output Y1 φZ, stator coils 3X, 3Y, 3Z
The rotor rotates in one direction.

ところで、この種の直流モータは一定回転数の定速度で
回転させる為に速度制御を行わねばならない。
Incidentally, this type of DC motor must be speed controlled in order to rotate at a constant speed with a constant rotational speed.

一般に、この速度制御については、ロータの回転速度を
検出し、このフィードバックにより制御を行うのが通常
である。
In general, this speed control is usually performed by detecting the rotational speed of the rotor and using this feedback.

このフィードバック制御はアナログのハードでも出来る
が最近はμCPUを使用することが多く、これは素子自
体のコストが安いのと、制御に柔軟性をもたせられるか
らである。
Although this feedback control can be performed using analog hardware, recently a μCPU is often used because the cost of the element itself is low and it allows flexibility in control.

以下に、従来の直流モータ速度制御回路を説明する。第
9図は従来の直流モータ速度制御回路の一例を示す回路
図である。
A conventional DC motor speed control circuit will be described below. FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a conventional DC motor speed control circuit.

制御にあたってまず、ロータの回転速度を検出する。検
出方法としては各種あるが、ここでは第10図に示され
るように回転子マグネット5の外周に速度検出用マグネ
ット10を一周にわたって配し、これによる磁束を固定
子側の基板に配した銅箔によるジグザグ状の速度検出パ
ターン11によって検出する方法によっている。これに
よシ例えば1周に72サイクルの出力が得られ、それの
周期によシ回転速度がわかる。
For control, first, the rotational speed of the rotor is detected. There are various detection methods, but here, as shown in Fig. 10, a speed detection magnet 10 is placed around the outer circumference of the rotor magnet 5, and the resulting magnetic flux is transferred to a copper foil placed on a substrate on the stator side. This method uses a zigzag speed detection pattern 11 according to the present invention. As a result, an output of, for example, 72 cycles can be obtained in one rotation, and the rotation speed can be determined by the period of the output.

これによシ速度制御動作に入る。ますロータの回転は速
度検出パターン11による誘起電圧として端子12a、
12bに出力され、第1増幅器13全通してvTのパル
スに変換されて、μCPU7の割込端子14に入力され
る。これによシμCPU7は直流モータの回転速度を算
出し、基準速度と比較してフィードバック量を検出し、
これを8ビツトの2進符号、bO〜b7に変換する。こ
のbO〜b7をアナログ量に変換するためD/Aコンバ
ータ15に入力する。D/Aコンバータの出力は第2増
幅器16で増幅されてコイルの駆動回路の供給電圧とな
る。これによりコイルへの印加電圧が回転速度が一定と
なるように制御される。
This causes the speed control operation to begin. The rotation of the rotor is caused by the voltage induced by the speed detection pattern 11 at the terminals 12a,
12b, is converted into a vT pulse through the first amplifier 13, and is input to the interrupt terminal 14 of the μCPU 7. Accordingly, the μCPU 7 calculates the rotational speed of the DC motor, compares it with the reference speed, and detects the feedback amount.
This is converted into an 8-bit binary code, bO to b7. These bO to b7 are input to the D/A converter 15 in order to convert them into analog quantities. The output of the D/A converter is amplified by the second amplifier 16 and becomes the supply voltage for the coil drive circuit. Thereby, the voltage applied to the coil is controlled so that the rotation speed is constant.

これは、フェイズ・ロックド・ループ方式(PLL方式
)によるもので、すなわち、基準となる正確な位相パル
スに速度検出器の出力を追従せしめるものである。位相
基準はμCPU内部のカウンタを回転させて作成する。
This is based on a phase locked loop method (PLL method), that is, the output of the speed detector is made to follow an accurate phase pulse serving as a reference. The phase reference is created by rotating a counter inside the μCPU.

これをタイムチャートで示すと第11図の如くとなる。This is shown in a time chart as shown in FIG.

7丁入力のハイレベルからローレベルへの変化点を検出
し、この時点での基準からの位相ずれθおよびvTの周
期T(社)工ら速度WをW=1/’rωとして算出し、
位相ずれ量Klθ及びダンピングのための速度フィード
バック量に2Wよりフィードバック量(Klθ−に2W
)  を演算する。この量を8ビツト2進数に変換しb
(、−b7にデジタル発信する。これを受けてD/Aコ
ンバータ15の出力voが0〜+5vの間でアナログ量
として設定される。出力v□は各固定コイル3X、3Y
、3Zの駆動回路17に印加してフィードバックを行い
、固定コイル3X。
Detect the change point of the input from high level to low level, calculate the phase shift θ from the reference at this point and the period T of vT and the speed W as W = 1/'rω,
The phase shift amount Klθ and the speed feedback amount for damping are increased by 2W to the feedback amount (Klθ− is 2W
) is calculated. Convert this quantity to an 8-bit binary number b
(, -b7 is digitally transmitted. In response, the output vo of the D/A converter 15 is set as an analog amount between 0 and +5v. The output v□ is for each fixed coil 3X, 3Y.
, 3Z to perform feedback, and fixed coil 3X.

3Y、3Zの印加電圧を制御する。Control the applied voltages of 3Y and 3Z.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら上述の従来技術によると、μCPUを使っ
てフィードバック量を算出し、その結果をアナログ量に
変換するために歌へ;ンバータが必要となる。
However, according to the above-mentioned conventional technology, an inverter is required to calculate the feedback amount using the μCPU and convert the result into an analog amount.

このD/Aコンバータは入力として4〜8ピツトの入力
線が必要で、数に制限のあるμCPUの出力ポートがそ
れに専有されてしまい、そのためμCPUがコントロー
ルできる機構が減ってしまうという問題があった。
This D/A converter requires a 4 to 8-pit input line as input, and the output port of the μCPU, which is limited in number, is used exclusively for it, which has the problem of reducing the number of mechanisms that can be controlled by the μCPU. .

さらに、このD/Aコンバータは通常1チツプのICと
なっているが、論理IC等と比較して高価であるという
問題があった。
Furthermore, although this D/A converter is usually a one-chip IC, there is a problem in that it is more expensive than logic ICs and the like.

本発明は、μCPUの出力ポート数の使用が少なく、か
つD/Aコンバータを使用しない直流モータ速度制御回
路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a DC motor speed control circuit that uses fewer output ports of a μCPU and does not use a D/A converter.

〔問題全解決するための手段〕[Means to solve all problems]

本発明は直流モータの駆動回路に連結し、ロータの回転
数を検出する速度検出器と、該速度検出器の出力よシフ
イードバック量を算出し、これを信号として出力する制
御部とを有し、該制御部より出力された信号を電圧値化
してこれをフィードバックとして前記駆動回路に印加し
て直流モータの印加電圧を制御する直流モータ速度制御
回路において、前記制御部が、速度検出器の出力より算
出したフィードバック量をパルス幅に変換してコントロ
ールパルスとして出力し、かつ、このコントロールパル
スに先立って一定パルス幅のリセットパルスを出力する
よう構成され、この出力されたリセットパルスによりコ
ンデンサの電荷を放電シ、次ニコントロールパルスがオ
ンの間、抵抗を通してこのコンデンサに充電してコント
ロールパルス幅に応じたコンデンサ端子電圧を出力し、
リセットパルス及びコントロールパルスが共にオフの間
はこの端子電圧が保持される様にした回路全具備し、こ
れによシ直流モータの印加電圧を制御する電圧値の出力
を得ることを特徴とする。
The present invention includes a speed detector connected to a drive circuit of a DC motor to detect the rotational speed of the rotor, and a control section that calculates a shift feedback amount from the output of the speed detector and outputs it as a signal. , a DC motor speed control circuit that converts a signal output from the control unit into a voltage value and applies this as feedback to the drive circuit to control the applied voltage of the DC motor, wherein the control unit controls the output of the speed detector. It is configured to convert the calculated feedback amount into a pulse width and output it as a control pulse, and to output a reset pulse with a constant pulse width prior to this control pulse, and this output reset pulse reduces the charge on the capacitor. While the discharge and second control pulses are on, this capacitor is charged through a resistor and a capacitor terminal voltage corresponding to the control pulse width is output.
The present invention is characterized in that it is equipped with a complete circuit that maintains this terminal voltage while both the reset pulse and the control pulse are off, thereby obtaining an output voltage value that controls the voltage applied to the DC motor.

〔作用〕[Effect]

以上の構成によシ本発明は、速度検出器により検出され
たロータの回転数をμCPUにおいて演算し、フィード
バック量を得てこれをパルス幅に変換してコントロール
パルスとして出力し、かっこのコントロールパルスに先
立って一定パルス幅のリセットパルスを出力し、この出
力されたリセットパルスによりコンデンサの電荷を放電
し、次にコントロールパルスがオンの間、抵抗を通して
このコンデンサに充電してコントロールパルス幅に応じ
たコンデンサ端子電圧を出力し、リセットパルス及ヒコ
ントロールパルスが共にオフの間はこの端子電圧が保持
される。
According to the above configuration, the present invention calculates the rotational speed of the rotor detected by the speed detector in the μCPU, obtains the feedback amount, converts it into a pulse width, and outputs it as a control pulse. A reset pulse with a constant pulse width is output prior to the reset pulse, the output reset pulse discharges the charge in the capacitor, and then, while the control pulse is on, this capacitor is charged through the resistor and the charge is adjusted according to the control pulse width. A capacitor terminal voltage is output, and this terminal voltage is held while both the reset pulse and the control pulse are off.

この端子電圧の出力を直流モータの駆動回路に印加して
フィードバックを行うことで、1流モータの印加電圧を
制御することができる。
By applying the output of this terminal voltage to the drive circuit of the DC motor and performing feedback, the voltage applied to the first-current motor can be controlled.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面に従って実施例を説明する。 Examples will be described below according to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は同実
施例全体のタイムチャート、第3図は同実施例のD/A
変換部の回路図、第4図はそのD/A変換部のタイムチ
ャート、第5図は同実施例のμCPU内の動作のフロー
チャートである。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart of the entire embodiment, and Fig. 3 is a D/A diagram of the embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram of the converting section, FIG. 4 is a time chart of the D/A converting section, and FIG. 5 is a flow chart of the operation within the μCPU of the same embodiment.

尚、本実施例も従来例と同様に3相の固定子コイルを有
する場合としたがこれに限られるものではない。
It should be noted that although this embodiment also has a three-phase stator coil like the conventional example, it is not limited to this.

図において3X、3Y、3Zは固定子コイル4X。In the figure, 3X, 3Y, and 3Z are stator coils 4X.

4Y、4Zはホール素子、18は制御部としてのμCP
Uである。
4Y, 4Z are Hall elements, 18 is μCP as a control unit
It is U.

本実施例において固定子コイル3X、3Y、3Zに流す
電流を制御する回路は従来例のものと同様である。すな
わち、6X、6Y、6Zはホール素子4X、4Y、4Z
の出力を増幅する第3増幅器、8X、BY、8Zは第3
増幅器で増幅された出力をμcptr1Bに入力する入
力ボート、9X、9Y。
In this embodiment, the circuit for controlling the current flowing through the stator coils 3X, 3Y, and 3Z is the same as that of the conventional example. That is, 6X, 6Y, 6Z are Hall elements 4X, 4Y, 4Z
8X, BY, 8Z are the third amplifiers that amplify the output of
Input ports 9X, 9Y input the output amplified by the amplifier to μcptr1B.

9zは固定子コイル3X、3Y、3Zの駆動全決定する
φX、φY、φ2を出力する出力ポートである。
9z is an output port that outputs φX, φY, and φ2 that completely determine the driving of the stator coils 3X, 3Y, and 3Z.

第1図の回路図において、以下本実施例における速度制
御にかかわる部分の構成を説明する。
In the circuit diagram of FIG. 1, the configuration of the portion related to speed control in this embodiment will be explained below.

11は周知の速度検出パターンであり、従来の技術の項
で述べた方法でロータの回転速度を検出し、これを誘起
電圧として12a、12bに出力する。13はこの出力
された誘起電圧を増幅する第1増幅器である。
Reference numeral 11 denotes a well-known speed detection pattern, which detects the rotational speed of the rotor using the method described in the prior art section, and outputs this as an induced voltage to 12a and 12b. 13 is a first amplifier that amplifies this output induced voltage.

該μCPU13は、割込端子19とコントロールパルス
(以下CTL信号と云う)を出力するCTL信号出力ボ
ート20とリセットパルス(以下R8T信号と云う)を
出力するR8T信号出力ポート21を有しており、割込
端子19よυ入力された信号を演算してこれよりCTL
信号を発信し、かつこれに対応してR8T信号を発信す
るよう第5図のフローチャートで示すプログラムが施さ
れている。
The μCPU 13 has an interrupt terminal 19, a CTL signal output port 20 that outputs a control pulse (hereinafter referred to as a CTL signal), and an R8T signal output port 21 that outputs a reset pulse (hereinafter referred to as an R8T signal). The signal input to the interrupt terminal 19 is calculated and the CTL is calculated from this.
A program shown in the flowchart of FIG. 5 is implemented to transmit the signal and, in response, to transmit the R8T signal.

第5図の説明は後に動作の説明とあわせておこなう。The explanation of FIG. 5 will be given later together with the explanation of the operation.

22はμcpty18より発信されたCTL信号20と
R3T信号21をアナログ量の電圧値に変換して端子電
圧OUTとして出力するD/A変換部である。
22 is a D/A converter that converts the CTL signal 20 and R3T signal 21 transmitted from the μcpty 18 into analog voltage values and outputs them as a terminal voltage OUT.

D/A変換部22は、第3図に詳細に示される如く、抵
抗23とコンデンサ24よ構成るRCの積分回路である
As shown in detail in FIG. 3, the D/A converter 22 is an RC integrating circuit composed of a resistor 23 and a capacitor 24.

25は第2増幅器であシ前記り/A変換部22よシ出力
された端子電圧OUTは、該第2増幅器25を通って増
幅される。17は、前記固定子コイルへ電圧を印加する
駆動回路であシ、第2増幅器25で増幅された端子電圧
OUTは該駆動回路17の供給電圧となる。
25 is a second amplifier, and the terminal voltage OUT outputted from the A/A converter 22 is amplified through the second amplifier 25. Reference numeral 17 denotes a drive circuit that applies a voltage to the stator coil, and the terminal voltage OUT amplified by the second amplifier 25 becomes the supply voltage of the drive circuit 17.

以上の構成による本実施例の作動を説明する。The operation of this embodiment with the above configuration will be explained.

ますロータの回転は速度検出パターン11による誘起電
圧として12a、12bに出力され第1増幅器13を通
してμcpty18の割込端子19に入力される。この
信号はロータの7回転に75サイクル入力され、μCP
U113は入力がハイレベルからローレベルに変化する
と入力として検知する。
The rotation of the rotor is output as an induced voltage by the speed detection pattern 11 to 12a and 12b, and is input to the interrupt terminal 19 of the μcpty 18 through the first amplifier 13. This signal is input for 75 cycles for 7 rotations of the rotor, and μCP
U113 detects as an input when the input changes from high level to low level.

μcpu1Bはこれによりフィードバック量を算出する
。本実施例においては、回転数精度の良いPLL方式を
採用した。
μcpu1B calculates the feedback amount based on this. In this embodiment, a PLL system with good rotational speed accuracy is adopted.

その概要は、まずμCPU18内で所望の回転数となる
ような基準の速度検出のサイクルを内部カウンタで正確
に発生させておき実際の速度検出器の出力をこれに一致
させる様に制御するものである。
The outline is that first, an internal counter accurately generates a reference speed detection cycle that produces a desired rotation speed within the μCPU 18, and then the output of the actual speed detector is controlled to match this cycle. be.

すなわち、第2図に示す如く、μcpty18は位相基
準からの位置差θをカウンタ値から算出し、又・vTの
周期Tωから速度Wをw=17”rωとして算出する。
That is, as shown in FIG. 2, the μcpty 18 calculates the position difference θ from the phase reference from the counter value, and also calculates the speed W from the period Tω of vT as w=17″rω.

そしてθ、Wのそれぞれに係数を掛けて(Klθ−に2
W)を算出する。Kl 、 K2は直流モータのトルク
定数、時定数、回転数、負荷トルク回転変動率等の条件
を勘案したサーボ系の安定条件より求めた値である。
Then, multiply each of θ and W by a coefficient (Klθ− is 2
W) is calculated. Kl and K2 are values determined from the stability conditions of the servo system, taking into account conditions such as the DC motor's torque constant, time constant, rotation speed, and load torque rotation fluctuation rate.

(Klθ−に2W)は次に最小01最犬ntの時間値を
持つパルス幅Tcに変換される。nは等分数で16又は
32程度であシ、tは分割の単位時間で、μCPU11
3の命令サイクル時間にとる。
(Klθ-2W) is then converted into a pulse width Tc having a time value of minimum 01 maximum nt. n is an equal fraction of about 16 or 32, t is the unit time of division, and μCPU 11
3 instruction cycle time.

以上の方式によりμCPU18は前記の入力信号を演算
し、これをCTL信号としてCTL信号信号デカポート
20発信する。これはD/A変換部22へと送られる。
Using the above method, the μCPU 18 calculates the input signal and transmits the CTL signal to the Dekaport 20 as a CTL signal. This is sent to the D/A converter 22.

μCPU18は、このCTL信号出力の動作と平行して
、一定パルス幅を持つR8T信号の出力を行う。R8T
信号はCTL信号の出力の前に必ずμCPU18のCT
L信号出力ポート20から出力される。
In parallel with this CTL signal output operation, the μCPU 18 outputs an R8T signal having a constant pulse width. R8T
The signal must be sent to the CT of μCPU 18 before outputting the CTL signal.
It is output from the L signal output port 20.

以上の/LCPU18内の動作を第5図のフローチャー
トに従って説明する。71人力がハイレベルからローレ
ベルへの変化点を監視しSl、変化があれば位相基準と
の位置差θを検出しS2、次にτωを調べることによシ
速度Wを検出しS5、この位置差θと速度Wよシ(Kl
θ−に2W)  を算出しSLl、この結果をパルス幅
Tcに変換して演算を終了するS5゜次にR3T信号と
して一定パルス幅のパルスi R8T信号出力ポート2
1よシ出力しS6、続いて直ちにCTL信号をパルス幅
TcでCTL信号出力ボート20よシ出力するS7゜ 、これを一連のシーケンスとして割込み毎に行うわけで
ある。
The above operation within the /LCPU 18 will be explained according to the flowchart shown in FIG. 71 Human power monitors the change point from high level to low level Sl, and if there is a change, detects the position difference θ with the phase reference S2, then detects the speed W by checking τω, S5, Position difference θ and speed W (Kl
2W for θ-) is calculated, SLl, this result is converted to pulse width Tc and the calculation is completed S5゜Next, pulse i of constant pulse width as R3T signal
1 is outputted in step S6, followed by step S7 in which the CTL signal is immediately outputted from the CTL signal output port 20 with a pulse width Tc, and this is performed as a series of sequences for each interrupt.

次に、珈へ変換部22においてμCPU18より発信さ
れたパルス信号を電圧値に変換する動作を説明する。
Next, the operation of converting the pulse signal transmitted from the μCPU 18 into a voltage value in the voltage conversion section 22 will be explained.

まず、前述のμCPU19の動作により、R8T信号は
一定パルス幅Trとして、またCTL信号はフィードバ
ック量に応じてパルス幅Tcとして入力される。
First, by the operation of the μCPU 19 described above, the R8T signal is inputted as a constant pulse width Tr, and the CTL signal is inputted as a pulse width Tc depending on the amount of feedback.

一方、フロッピーディスク1駆動装置のスピンドルモー
タでは、回転数が30 Orpmに制御されねばならな
いので、Tω#2.78 ms であり、例えばTr+
TcはとのT(IJの1/10以下、即ちTr#10μ
s。
On the other hand, in the spindle motor of the floppy disk 1 drive device, the rotation speed must be controlled to 30 Orpm, so Tω#2.78 ms, for example, Tr+
Tc is T (less than 1/10 of IJ, i.e. Tr#10μ
s.

Tcmax#100μsに選んでおく。Select Tcmax#100μs.

R8T信号がオンになるとトランジスタ26がオンとな
シ、コンデンサ24の電荷は急速に放電されてコンデン
サ24の端子電圧OUTはOとなる。
When the R8T signal is turned on, the transistor 26 is turned on, and the charge on the capacitor 24 is rapidly discharged, so that the terminal voltage OUT of the capacitor 24 becomes O.

次にCTL信号がオン(ローレベル)になると、トラン
ジスタ27がオンとなυコンデンサ24は+5vから抵
抗23を通して充電され端子電圧OUTは第4図の8曲
線に示される如く上昇する。
Next, when the CTL signal turns on (low level), the transistor 27 turns on and the υ capacitor 24 is charged from +5V through the resistor 23, and the terminal voltage OUT rises as shown by curve 8 in FIG.

上昇値は時定数RCによって決まる。この時定数RCは
T’cmax  よシ大きく取るが、次段の第2増幅器
25のゲインの関係で最適値に選定する必要がある。
The rise value is determined by the time constant RC. This time constant RC is set to be larger than T'cmax, but it needs to be selected to an optimum value in relation to the gain of the second amplifier 25 in the next stage.

端子電圧OUTの電圧は上昇の途中でCTL信号がオフ
となるのでそれ以上は上昇しない。そしてR8TXCT
L両信号がオフになると充放電経路を断たれるので、C
TL信号がオフした時点での電圧を保持する。
Since the CTL signal is turned off during the rise of the voltage of the terminal voltage OUT, the voltage of the terminal voltage OUT does not rise any further. and R8TXCT
When both L signals are turned off, the charging and discharging path is cut off, so C
The voltage at the time the TL signal is turned off is held.

これにより、パルス幅Tcに略比例した電圧が端子電圧
OUTに設定されることになる。
As a result, a voltage approximately proportional to the pulse width Tc is set as the terminal voltage OUT.

以上によシパルス幅Tcが電圧値に変換される。As described above, the pulse width Tc is converted into a voltage value.

端子電圧OUTの電圧値は第4図のOUTに示す如くと
なる。
The voltage value of the terminal voltage OUT is as shown by OUT in FIG.

尚、OUT波形はvTの周期毎に一瞬0 に低下するこ
とになシ、滑らかな制御電圧とはなっていない。しかし
この電圧の低下部分子はTω長に比し非常に短いので、
固定子コイル3X、3Y、3Zの電流はこれには追従で
きないので実際の動作には全く影響を与えない。
Note that the OUT waveform momentarily drops to 0 every cycle of vT, so the control voltage is not smooth. However, this voltage drop molecule is very short compared to the Tω length, so
The currents in the stator coils 3X, 3Y, and 3Z cannot follow this, so it has no effect on the actual operation.

以上の如くしてμCPU18よ多出力されたR8T信号
とCTL信号をD/A変換部22に入力して電圧値に変
換するとこれ全第2増幅器25により増幅して、これを
駆動回路17へ印加する。
As described above, the R8T signal and CTL signal which are multiple outputted from the μCPU 18 are input to the D/A converter 22 and converted into voltage values, which are all amplified by the second amplifier 25 and applied to the drive circuit 17. do.

印加電圧は第2図のvOに示す如く、回転が遅くなれば
voは高電圧になり、速くなれば低電圧となシ一定回転
数になる様にフィードバックが掛る。
As for the applied voltage, as shown by vO in FIG. 2, when the rotation becomes slow, vo becomes a high voltage, and when it becomes fast, the voltage becomes low, and feedback is applied to maintain a constant rotation speed.

以上によシ位相基準との位置差θがフィードバックされ
て固定子コイル3X、3Y、3Zの電圧がコントロール
される。
As described above, the position difference θ with respect to the phase reference is fed back to control the voltages of the stator coils 3X, 3Y, and 3Z.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明した如く、本発明によればμCPUが速
度検出器の出力よシ算出したフィードバック量をパルス
幅に変換してCTL信号として出力し、かつこのCTL
信号に先立って一定パルス幅R8T信号を出力し、この
両信号を積分する回路を設けてこれをD/A変換部とし
、との珈へ変換部によシ、直流モータの印加電圧を制御
する電圧値の出力を得るので、従来の如く、μCPUに
てデジタル演算した結果をアナログ量に変換するのに高
価なり/Aコンバータを使う必要がなくなり、コストが
低減するという効果がある。
As explained in detail above, according to the present invention, the μCPU converts the feedback amount calculated from the output of the speed detector into a pulse width and outputs it as a CTL signal, and this CTL
Prior to the signal, a constant pulse width R8T signal is output, a circuit is provided to integrate both signals, and this is used as a D/A converter, and the voltage applied to the DC motor is controlled by the converter. Since a voltage value output is obtained, there is no need to use an expensive /A converter to convert the result of digital calculation by the μCPU into an analog value as in the conventional method, resulting in an effect of reducing costs.

また、本発明によればD/A変換部をコントロールする
コントロール線も2本で済むので、従来の如く数に制限
のちるμCPUの出力ポートを専有してしまうことがな
く、μCPUの使用効率が上がるという効果がある。
In addition, according to the present invention, only two control lines are required to control the D/A conversion section, so the output ports of the μCPU, which are limited in number, are not monopolized as in the past, and the usage efficiency of the μCPU is improved. It has the effect of rising.

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

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は同実
施例全体のタイムチャート、第3図は同実施例のD/A
変換部の回路図、第4図はそのD/A変換部のタイムチ
ャート、第5図は同実施例のμCPU内の動作のフロー
チャート、第6図はブラシレス直流モータの側断面図、
第7図は第6図に示すブラシレス直流モータの固定子を
示す平面図、第8図は同ブラシレス直流モータの回転子
を示す平面図、第9図は従来例を示す回路図、第10図
は同従来例において使用されるブラシレス直流モータの
回転子を示す平面図、第11図は同従来例のタイムチャ
ートである。 3X 、3Y 、3z−・・固定子コイル、4X、4Y
。 4z・・・ホール素子、17・・・2駆動回路、18・
・・μCPU。 20・・・CTL信号出力ボート、21・・・R8T信
号出力ポート、22・・・変換部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 代理人 弁理士  金  倉  喬  二輔 2 国 本実施例のD/A変換部の回路図 ′T″f 太で施例のμCPU内の動作のフローチャートば 5 
口 紬 6 l @ 7 口 @ 9 口 回転子を示す平面図 従来例のタイムチャート 輔 11  [i
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart of the entire embodiment, and Fig. 3 is a D/A diagram of the embodiment.
A circuit diagram of the converting section, FIG. 4 is a time chart of the D/A converting section, FIG. 5 is a flow chart of the operation inside the μCPU of the same embodiment, and FIG. 6 is a side sectional view of the brushless DC motor.
Fig. 7 is a plan view showing the stator of the brushless DC motor shown in Fig. 6, Fig. 8 is a plan view showing the rotor of the same brushless DC motor, Fig. 9 is a circuit diagram showing a conventional example, and Fig. 10. 1 is a plan view showing a rotor of a brushless DC motor used in the conventional example, and FIG. 11 is a time chart of the conventional example. 3X, 3Y, 3z--Stator coil, 4X, 4Y
. 4z...Hall element, 17...2 drive circuit, 18.
...μCPU. 20...CTL signal output port, 21...R8T signal output port, 22...conversion unit. Patent Applicant Oki Electric Industry Co., Ltd. Agent Patent Attorney Takashi Kanakura Nisuke 2 Circuit diagram of the D/A converter of the Kunimoto Example 'T''f Flowchart of the operation inside the μCPU of the Example in bold 5
Mouth pongee 6 l @ 7 Mouth @ 9 Plan view showing the mouth rotor Conventional time chart 11 [i

Claims (1)

【特許請求の範囲】  直流モータの駆動回路に連結し、 ロータの回転数を検出する速度検出器と、 該速度検出器の出力よりフイードバツク量を算出し、こ
れを信号として出力する制御部とを有し、該制御部より
出力された信号を電圧値化してこれをフイードバツクと
して前記駆動回路に印加して直流モータの印加電圧を制
御する直流モータ速度制御回路において、 前記制御部が、速度検出器の出力より算出したフイード
バツク量をパルス幅に変換してコントロールパルスとし
て出力し、かつ、このコントロールパルスに先立つて一
定パルス幅のリセツトパルスを出力するよう構成され、 この出力されたリセツトパルスによりコンデンサの電荷
を放電し、次にコントロールパルスがオンの間、抵抗を
通してこのコンデンサに充電してコントロールパルス幅
に応じたコンデンサ端子電圧を出力し、リセツトパルス
及びコントロールパルスが共にオフの間はこの端子電圧
が保持される様にした回路を具備し、 これにより直流モータの印加電圧を制御する電圧値の出
力を得ることを特徴とする直流モータ速度制御回路。
[Scope of Claims] A speed detector connected to a drive circuit of a DC motor to detect the number of rotations of a rotor, and a control unit that calculates a feedback amount from the output of the speed detector and outputs it as a signal. A DC motor speed control circuit that converts a signal output from the control unit into a voltage value and applies this as a feedback to the drive circuit to control the voltage applied to the DC motor, wherein the control unit includes a speed detector. It is configured to convert the feedback amount calculated from the output of The charge is discharged, and then, while the control pulse is on, this capacitor is charged through the resistor and a capacitor terminal voltage corresponding to the control pulse width is output, and while the reset pulse and control pulse are both off, this terminal voltage remains unchanged. What is claimed is: 1. A DC motor speed control circuit, comprising: a circuit configured to hold the voltage applied to the DC motor;
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7359414B2 (en) * 2003-10-27 2008-04-15 Ricoh Company, Ltd. Excessive current input suppressing semiconductor laser light emitting circuit

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JPS5022391A (en) * 1973-06-29 1975-03-10
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JPS5949742A (en) * 1982-09-17 1984-03-22 工業技術院長 Apparatus for detecting exhalation force

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