JPS62236375A - モ−タ速度制御回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は磁気記録再生装置等に使用されるモータの速度
制御回路に関するものである。

従来の技術 近年、電子機器が多機能になり、その中に使用されるモ
ータの速度制御への要求が高まシっつある。

以下図面を見ながら従来のモータ速度制御回路の一例に
ついて説明する。

従来のモータ速度制御回路では、第５図のブロック図、
第６図の波形図で示すように、モータ６の周波数発電機
（以下ＦＧと記述する）の出力はフリップ７０ツグ１に
入る０クリツプ７０ツグの入力、出力波形はそれぞれ第
６図ａ、ｂに示す。フリップフロップ１の出力は台形波
発生回路２に入り、第６図すの立ち上がりに同期した台
形波Ｃを発生させる。一方、フリップフロップ１の出力
はサンプリングパルス発生回路３にも入り、立ち下がり
より時間でだけ遅れたサンプリングパルス（第６図ｄ）
を発生させる。台形波発生回路２．サンプリングパルス
発生回路３の出力はサンプルホールド回路４に入り、サ
ンプルホールド回路の出力にはサンプリング点Ｓの台形
波の電圧に等しい直流電圧（第６図ｅ）が得られる。こ
のサンプルホールド回路４の出力ｅはＦＧの周波数が高
ければ高く、ＦＧの周波数が低ければ低くなる。したが
ってモータ駆動回路６を指令電圧が低くなるとモータが
加速し、指令電圧が高くなるとモータが減速するように
構成することによってモータの速度制御を行なっていた
〇 発明が解決しようとする問題点 このような従来の回路ではモータの回転数を変化させる
にはサンプリングパルス発生回路の設定時間Ｔを変化さ
せれば可能であるが、ＦＧの周波数ｆの変化量Δｆとサ
ンプルホールド回路の出力Ｖの変化量ΔＶの比つまり周
波数検出感度Ｇは、Ｇ＝ＩＶ／１ｊｆ＝ｃ１／７２）−
（ΔＶ／ΔＴ）で示される。ここでΔＶ／ΔＴは台形波
の傾きである。したがってモータの回転数を変化させる
とＦＧの周波数ｆも変化するため検出感度Ｇの値がパ′
　　　　　変化し、特に低速回転の場合にはＧが大きく
なりすぎ、系が発振することがある。そのため第６図の
ような速度制御回路ではモータ回転速度を変化させる場
合には台形波の傾きも同時に変化させるなどしてループ
ゲインを調整しなければならず、回路が複雑になり、ま
た超低速回転を得るのが困難であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、モータの回
転速度が超低速から高速に至るまでループゲインの調整
を必要とせず、安定に動作するモータ速度制御回路を提
供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、基準信号発生回路
の出力とＦＧ比出力パルス数を計数回路でカウントし、
その出力をＤＡ変換した後に位相補償した出力によりモ
ータの発生トルクを制御し、安定な回転を得るものであ
る。

作　　用 本発明は上記した構成により、ＦＧ比出力カウント数と
基準信号発生回路の出力のカウント数の差に比例した出
力によりモータトルクを制御するため、ＦＧのカウント
数と基準信号発生回路のカウント数が０に近づくように
モータが制御され、基準信号発生回路の周波数に完全に
同期して回転する。したがって基準信号発生回路の周波
数を変化させることにより、超低速から高速までモータ
の速度制御が可能となる。

実施例 第１図は本発明のモータ速度制御回路の一実施例を示す
ブロック図である。

第１図において、１は基準信号発生回路、２は計数回路
である。基準信号発生回路の出力１１は計数回路の１づ
の入力２１に入る０計数回路２は入力端子２１のパルス
数をアンプカウントする。その出力は出力端子２３より
出力され、Ｄ−Ａ変換回路３の入力端子３１に入力され
る。アナログに変換された信号は出力端子３２よシ出力
され、位相補償回路４の入力端子４１に入力される。位
相補償回路４の出力４２はモータ駆動回路５のトルク指
令入力端子６１に入る。その結果、モータ駆動回路６の
出力６２はモータ６に回転トルクを発生させる。モータ
が回転し始めるとＦＧ出力端子６２にはＦＧパルスが発
生し、計数回路のもう１つの入力端子２２に入力され、
計数回路２は入力端子２２に入力されたＦＧパルスをダ
ウンカウントする。そのため計数回路の出力２３はモー
タの回転トルクを減少させるように働き、全体として負
帰還ループを形成している。結果として基準信号発生回
路のパルス周波数とＦＧ比出力周波数が一致する速度で
モータは回転する。

第２図は本発明の他の実施例であって、計数回路２とし
て、８ビツトアツプダウンカウンタ２０１（たとえばＭ
Ｎ７４ＨＣ１９３を２個カスケード接続したもの）、イ
ンバータ２０２．２０３　、コンデンサ２０４．２０５
　、抵抗２０６．２０７よ構成る回路を用いている。基
準信号発生回路１の出力は計数回路２の１つの入力端子
２１に入り、コンデンサ２０５．抵抗２０６　、インバ
ータ２０３によって、前縁で発生する幅の狭いパルスと
なる。

このパルスはアップダウンカウンタ２０１のアップ入力
に入り、アップダウンカウンタ２０１はアップダウンカ
ウントを始める。

計数結果は２３ａ〜２３ｈよシ出力され、ＤＡ変換回路
３の入力端子３１ａ〜３１ｈに入る。

計数回路２の出力のハイレベル電圧をＥとし、ＤＡ変換
回路３の抵抗３０２〜３１０の値をＲａ＝２Ｒｈ＝２２
Ｒｃ＝２３Ｒｄ＝２’Ｒｅ＝２５Ｒｆ＝２６Ｒｇ＝２’
Ｒｈ＝２８Ｒｆｂとすると、計数回路２の出力値とＤＡ
変換回路の出力３２の関係は第３図に示すようになる。

Ｄ−Ａ変換回路３の出力は演算増幅器４ｏ１．抵抗４０
２．４０３　、コンデンサ４０４より成る位相補償回路
４に入る。位相補償回路４の入力端子４１から出力端子
４２への伝達関係Ａ（ｓ）は次式で示される。

Ａ（ｇ）＝−（Ｒ２／Ｒ１）・（Ｓ　ＣＲ１＋　１）位
相補償回路の出力４２はモータ駆動回路５の入力６１に
入る。モータ駆動回路６は、演算増幅器５ｏ１．駆動用
トランジスタ５０２．５０３　、モ、ｊ　　　　　　−
＊を光検出用抵抗６０４・駆動用電源６０６・６０６よ
構成る。入力５１とモータ電流との関係ｑｍは、 ｇｍ＝　１　／　Ｒｉ で表わされる。

基準信号のアップカウントによってＤＡ変換回路の出力
３２は負にしだいに大きくなり、逆に位相補償回路の出
力４２は正方向にしだいに大きくなる。このためモータ
６には回転トルクが発生し、モータは回転し始める。モ
ータが回転するとモータのＦＧ出力６２にはＦＧパルス
が発生し、計数回路２のもう一つの入力端子２２に入る
。そのＦＧパルスはコンデンサ２０４．抵抗２０７．イ
ンバータ２０２により、幅の狭いパルスに変換されてア
ップダウンカウンタ２０１のダウンクロック端子に入力
される。このＦＧパルスのダウンカウントは基準信号の
アップカウントを打ち消すように働き、モータ６は回転
トルクを減少させる。

この負帰還系の伝達関数をブロック線図に示すと第４図
のようになる。ここでＫｆはモータ電流−トルク変換係
数、■はモータ６の慣性モーメント、ｑは重力加速度で
あり、またθ、は角度入力で、次式で示される。

θ１＝（基準信号周波数Ｘ時間×２π）／ＦＧ歯数歯数
上２−タ回転角度であり、θ１．θ２共にτａｄで表わ
される。

ＧｓＤは角度差（θ１−０２）の検出感度である０とな
り、Ａ（ａ）＝−（Ｒ２／Ｒ１）・（ＳＣＲ１＋１　）
＝Ａ　（Ｓ　Ｔ　、＋　１　） とおくと上式は、 と表わされる。

である。

したがって位相補償回路４の時定数Ｔ１＝ＣＲ１および
利得Ａ＝Ｒ２／Ｒ１により固有角周波数ωユ　。

制動係数ξを決定することができ、負帰還系を安定に動
作させることができる。

基準信号周波数を一定とすればθ１は直線的に増加する
ためθ２も直線的に増加する０つまシモータは（基準信
号周波数／ＦＧ歯数）の回転速度で一定回転する。

以上のような構成により、ループゲインは設定速度には
関係なく一定で、基準信号周波数を変えることにより容
易にモータ速度を変化させることができる。

発明の効果 以上、述べてきたように、本発明によれば、高速から超
低速にわたる広い範囲で非常に安定なモータ速度制御が
可能となり、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるモータ速度制御回路
を示すブロック図、第２図は本発明の他の実施例を示す
ブロック図、第３図は第２図の実施例における計数回路
の計数値とデジタル−アナログ変換回路の出力の関係を
示すグラフ、第４図は第２図の実施例における伝達関数
を示すブロック線図、第６図および第６図は従来のモー
タ速度制御回路のブロック図および要部波形図である。 １・・・・・・基準信号発生回路、２・・・・・・計数
回路、３・・・・・・デジタル−アナログ変換回路、４
・・・・・・位相補償回路、６・・・・・・モータ駆動
回路、６・・・・・・モータ、２１．２２・・・・・・
クロック入力端子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名−・
； 第３図 第５図 ・３ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. モータと、前記モータの周波数発電機と、基準信号発生
   回路と、前記周波数発電機の出力あるいは前記基準信号
   発生回路の出力の一方の信号の前縁で計数を増加させ、
   他方の信号の前縁で計数を減少させる機能を有する計数
   回路と、前記計数回路の出力をアナログ信号に変換する
   デジタル−アナログ変換回路と、前記デジタル−アナロ
   グ変換回路の出力を位相補償するための位相補償回路と
   、前記モータを駆動するためのモータ駆動回路を有し、
   前記位相補償回路の出力により、前記モータ駆動回路を
   制御するように構成したことを特徴とするモータ速度制
   御回路。