JPS63136998A - Drum driving system - Google Patents

Drum driving system

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Publication number
JPS63136998A
JPS63136998A JP28229586A JP28229586A JPS63136998A JP S63136998 A JPS63136998 A JP S63136998A JP 28229586 A JP28229586 A JP 28229586A JP 28229586 A JP28229586 A JP 28229586A JP S63136998 A JPS63136998 A JP S63136998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
magnetic pole
signal
stator
drum
Prior art date
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Pending
Application number
JP28229586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Maeno
前納 悟
Norio Fukuyama
典夫 福山
Tetsuo Oishi
大石 哲男
Senzo Kutoku
久徳 千三
Tsutomu Nakamura
勉 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
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Priority to CA000525384A priority patent/CA1283442C/en
Priority to DE8686309924T priority patent/DE3684690D1/en
Priority to EP86309924A priority patent/EP0230134B1/en
Publication of JPS63136998A publication Critical patent/JPS63136998A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To smoothly rotate a drum in a low rotating range without irregular rotation by driving a pulse motor in a sinusoidal state. CONSTITUTION:An outer rotor type pulse motor 2 in which the intervals of teeth formed on a stator and a rotor are so suitably set that a magnetic flux crossing a coil wound on the poles of the stator is varied in a sinusoidal state upon rotation of the rotor is associated in a drum 1. A pole position detecting sensor 3 outputs a sinusoidal polyphase pole position detection signal corresponding to the relative position change of the poles of the stator with respect to the rotor. A driving current of the phase corresponding to the pole position detection signal is supplied to coils 31, 32.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えばフルカラー複写機のドラムやライン
プリンタのドラム等を回転駆動するのに用いて好適なド
ラム駆動装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drum drive device suitable for use in rotationally driving, for example, the drum of a full-color copying machine or the drum of a line printer.

「従来の技術」 従来、円筒状のドラムと、このドラムを回転駆動、する
モータとを一体化する試みがなされている。
"Prior Art" Conventionally, attempts have been made to integrate a cylindrical drum and a motor that rotates the drum.

例えば、特開昭49−115429号においては、ライ
ンプリンタのドラムの内にアウターロータ式パルスモー
タ(スッテピングモータ)を組み込み、このパルスモー
タのアウタロータをドラムに直結する構造とすることに
より、ドラム駆動機構全体の小形化が図られている。一
方、特開昭51−137317号においては、ドラム内
にアウターロータ式同期モータを組み込み、この同期モ
ータのアウタロータをドラムに直結する構造とすること
により、モータが発生したトルクをドラムに直接的に伝
達し、エネルギー損失や騒音の低減化が図られている。
For example, in JP-A-49-115429, an outer rotor type pulse motor (stepping motor) is built into the drum of a line printer, and the outer rotor of this pulse motor is directly connected to the drum to drive the drum. The entire mechanism has been made smaller. On the other hand, in JP-A-51-137317, an outer rotor type synchronous motor is built into the drum, and the outer rotor of this synchronous motor is directly connected to the drum, so that the torque generated by the motor is directly applied to the drum. The aim is to reduce energy loss and noise.

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、フルカラー複写機のドラムやラインプリンタ
のドラムなどにおいては、高画質の印刷物を得るために
、20 rpm程度の低速回転領域において、回転ムラ
のない滑らかな回転が要求される。しかしながら、パル
スモータは、一般に、小形であり、かつ低速回転領域に
おいても高いトルクが得られるという特性を有する半面
、トルクリプルが大きく、オープンループで使用される
こともあって、滑らかな回転が得られない。したがって
、このようなパルスモータを複写機やプリンタのドラム
内に組み込んだ場合、印刷物の画質劣化は避けられない
。一方、低速回転領域で動作する同期モータは、一般に
、その外形寸法が大である。
``Problems to be Solved by the Invention'' By the way, in order to obtain high-quality prints, the drums of full-color copiers and line printers must rotate smoothly and without unevenness in the low-speed rotation range of about 20 rpm. rotation is required. However, although pulse motors are generally small and have the characteristics of being able to obtain high torque even in low-speed rotation regions, they have large torque ripple and are sometimes used in open loops, making it difficult to obtain smooth rotation. do not have. Therefore, when such a pulse motor is incorporated into a drum of a copying machine or a printer, deterioration in the image quality of printed matter is unavoidable. On the other hand, a synchronous motor that operates in a low-speed rotation region generally has a large external dimension.

しにがって、このような同期モータをドラム内に組み込
んだ場合、ドラム駆動機構全体の外形寸法か大となって
しまい、この結果、ドラム駆動機構の小形化を達成する
ことができない。
Therefore, when such a synchronous motor is incorporated into the drum, the external dimensions of the drum drive mechanism as a whole become large, and as a result, it is not possible to downsize the drum drive mechanism.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ドラ
ム内にアウタロータ式パルスモータを組み込んだ構造と
した場合においても、ドラムを低回転領域において回転
ムラなく円滑に回転させることができ、これにより、複
写機およびプリンタなどに適用した場合、高画質の印刷
物を得ることができるドラム駆動装置を提供することを
目的としている。
This invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and even when the drum has a structure in which an outer rotor type pulse motor is incorporated, the drum can be rotated smoothly without uneven rotation in the low rotation range. It is an object of the present invention to provide a drum drive device that can produce high-quality printed matter when applied to copiers, printers, and the like.

「問題点を解決するための手段」 この発明は、ドラム内に組み込まれ、ステータの各磁極
に各々巻回されたコイルを鎖交する磁束がロータの回転
に伴って正弦波状に変化するように前記ステータおよび
ロータに形成された歯の間隔が適宜設定されたアウター
ロータ式パルスモータと、前記ロータに対する前記ステ
ータの各磁極の相対的位置変化に対応した正弦波状の多
相の磁極位置検出信号を出力する磁極位置検出手段と、
前記磁極位置検出信号に基づいて前記ロータの回転速度
を検出すると共に、この検出結果と予め設定された設定
回転速度との速度差を算出し、この算出結果に応じた電
流振幅指令信号を出力する速度指令手段と、前記電流振
幅指令信号に応じた振幅であって、前記磁極位置検出信
号に応じた位相の駆動電流を前記各コイルに供給する電
流制御手段とを具備することを特徴としている。
``Means for Solving the Problems'' This invention is designed so that the magnetic flux linking the coils built into the drum and wound around each magnetic pole of the stator changes sinusoidally as the rotor rotates. An outer rotor type pulse motor in which the spacing between teeth formed on the stator and rotor is appropriately set, and a sinusoidal multiphase magnetic pole position detection signal corresponding to a relative position change of each magnetic pole of the stator with respect to the rotor. a magnetic pole position detection means for outputting;
Detecting the rotational speed of the rotor based on the magnetic pole position detection signal, calculating a speed difference between this detection result and a preset rotational speed, and outputting a current amplitude command signal according to this calculation result. The present invention is characterized by comprising a speed command means, and a current control means for supplying each coil with a drive current having an amplitude corresponding to the current amplitude command signal and a phase corresponding to the magnetic pole position detection signal.

「作用」 上記構成のパルスモータにあっては、小形な割に大きな
トルクか得られ、かつトルクリプルが少ないという特性
を有する。このようなパルスモータをドラム内部に組み
込むことにより、駆動機構全体の小形化が図られ、かつ
充分なトルクが得られる。またロータに対するステータ
の各磁極の相対的位置変化に応じた位相であって、電流
振幅指令信号に応じた振幅の駆動電流を各コイルに供給
することにより、直流モータのサーボ制御に相当する高
精度の速度制御が可能となり、ドラムを低回転領域にお
いて回転ムラなく円滑に回転させることができ、これに
より、複写機およびプリンタなどに適用した場合、高画
質の印刷物を得ることがきる。
"Operation" The pulse motor having the above configuration has the characteristics of being able to obtain a large torque despite its small size and having little torque ripple. By incorporating such a pulse motor inside the drum, the entire drive mechanism can be downsized and sufficient torque can be obtained. In addition, by supplying a drive current to each coil with a phase that corresponds to the relative position change of each magnetic pole of the stator with respect to the rotor and an amplitude that corresponds to the current amplitude command signal, high precision equivalent to servo control of a DC motor is achieved. It is possible to control the speed of the drum, and the drum can be rotated smoothly without unevenness in the low rotation range.Therefore, when applied to copying machines, printers, etc., it is possible to obtain high-quality printed matter.

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。
"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例によるドラム駆動装置の全
体構成を示すブロック図である。この図において、■は
ドラムであり、このドラム1内にはアウタロータ式パル
スモータ2と、磁極位置センサ3が組み込まれている。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a drum drive device according to an embodiment of the present invention. In this figure, ■ is a drum, and inside this drum 1, an outer rotor type pulse motor 2 and a magnetic pole position sensor 3 are incorporated.

ここで、まず、ドラムl内に組み込まれているパルスモ
ータ2と磁極位置センサ3の機械的構成について第2図
を参照して説明する。第2図において、5は図示せぬ基
台に固定的に取り付けられた中空のシャフトであり、こ
のシャフト5にはベアリング6および7を介してモータ
カバー8およびケーシング9が回転自在に取り付けられ
ている。
Here, first, the mechanical configuration of the pulse motor 2 and the magnetic pole position sensor 3 incorporated in the drum 1 will be explained with reference to FIG. 2. In FIG. 2, 5 is a hollow shaft fixedly attached to a base (not shown), and a motor cover 8 and a casing 9 are rotatably attached to this shaft 5 via bearings 6 and 7. There is.

モータカバー8およびケーシング9は、内部にパルスモ
ータ2および磁極位置センサ3を収納すると共に、円筒
状のドラムlの一端からその内部−\挿入され、これら
ドラム11モータカバー8およびケーシング9は、ネジ
to、to、・・・によって互いに連結されて一体とな
っており、シャフト5の軸線を中心として回転自在とな
っている。
The motor cover 8 and the casing 9 accommodate the pulse motor 2 and the magnetic pole position sensor 3 inside, and are inserted into the cylindrical drum l from one end thereof. They are integrally connected to each other by to, to, . . . and are rotatable about the axis of the shaft 5.

上記パルスモータ2は、ケーシング9の内周面に取り付
けられたロータItと、このロータ11と対向するよう
にシャフト5に取り付けられたステータ12とから構成
されている。ロータ11は1対のモータアウターコア1
3.13と、これらモータアウターコア13.13間に
挾まれた永久磁石14とから構成されている。一方、ス
テータ12はモータインナーコア15と、コイル16a
〜16hとから構成されている。これらコイル16a=
16hにはシャフト5の中空部に配されたモータリード
線17を介して外部から電力が供給される。このような
構造のパルスモータ2は、外周側にロータ11を配置し
、内周側にステータ12を配置している点から、アウタ
ーロータ式に分類され、またロータll内に永久磁石1
4を組み込んでいる点から、ハイブリット形に分類され
る。
The pulse motor 2 includes a rotor It attached to the inner peripheral surface of the casing 9, and a stator 12 attached to the shaft 5 so as to face the rotor 11. The rotor 11 is a pair of motor outer cores 1
3.13, and a permanent magnet 14 sandwiched between these motor outer cores 13.13. On the other hand, the stator 12 includes a motor inner core 15 and a coil 16a.
~16h. These coils 16a=
Electric power is supplied to the motor 16h from the outside via a motor lead wire 17 arranged in the hollow part of the shaft 5. The pulse motor 2 having such a structure is classified as an outer rotor type because the rotor 11 is arranged on the outer circumferential side and the stator 12 is arranged on the inner circumferential side.
4, it is classified as a hybrid type.

そして、このパルスモータ2は、トルクリプルの低減を
図るために、モータアウターコア13に形成されたロー
タ歯T。のピッチと、モータインナーコア15に形成さ
れたステータ歯T1のピッチが特定の関係となるように
定められている。このようなパルスモータ2は、本出願
人が特願昭60−286574号で既に提案したもので
ある。すなわち、パルスモータ2は、第3図(イ)に示
すように、モータアウターコア13にピッチP。のロー
タ@T6が形成され、モータインナーコア15の8個の
磁極15a=15hにピッチP1のステータ歯T、が形
成されており、このピッチP1は基準となるピッチP。
This pulse motor 2 has rotor teeth T formed on the motor outer core 13 in order to reduce torque ripple. The pitch of the stator teeth T1 formed on the motor inner core 15 is determined to have a specific relationship. Such a pulse motor 2 has already been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 60-286574. That is, the pulse motor 2 has a pitch P in the motor outer core 13, as shown in FIG. 3(A). A rotor @T6 is formed, and stator teeth T with a pitch P1 are formed on eight magnetic poles 15a=15h of the motor inner core 15, and this pitch P1 is a reference pitch P.

の1.125(・9/8)倍に設定されている。これに
より、第4図(イ)に示すように、磁極15aの中心を
あるロータ歯T。の中心に合わせた場合、同一磁極15
aの5個のステータ歯T。
It is set to 1.125 (9/8) times that of . As a result, as shown in FIG. 4(a), the center of the magnetic pole 15a is aligned with a certain rotor tooth T. When aligned with the center of the same magnetic pole 15
Five stator teeth T of a.

は、ロータ歯T。に対して、各々−90°、−45°、
±0°、+45°、+90°の位相差有することになり
、これらロータ歯T0とステータ歯T。
is the rotor tooth T. , respectively -90°, -45°,
These rotor teeth T0 and stator teeth T have phase differences of ±0°, +45°, and +90°.

の対向面積は、第4図(ロ)に斜線で示すように、磁極
15aの両端に行くに従って減少する。このような構成
とすることにより、ロータ」lの回転に伴って、各磁極
15a=15hのコイル16a〜16hを鎖交する磁束
が正弦波状に変化し、巻線誘起電圧も正弦波状に変化し
、トルクリプルの低減が図られている。一方、各磁極1
5a〜15hの相対位置関係について説明すると、第4
図(イ)に示すように、磁極15aの中心をあるロータ
歯T。
The opposing area decreases toward both ends of the magnetic pole 15a, as shown by diagonal lines in FIG. 4(b). With this configuration, as the rotor ``l'' rotates, the magnetic flux interlinking the coils 16a to 16h of each magnetic pole 15a = 15h changes in a sinusoidal manner, and the winding induced voltage also changes in a sinusoidal manner. , the torque ripple is reduced. On the other hand, each magnetic pole 1
To explain the relative positional relationship of 5a to 15h, the fourth
As shown in the figure (a), the center of the magnetic pole 15a is aligned with a certain rotor tooth T.

の中心に合わせた場合、磁極15bの中心はロータ歯T
0と位相が90°ずれ、磁極15cの中心はロータ歯T
0と位相が180°ずれ、磁極15dの中心はロータT
。と位相が270°ずれるようになっており、さらに、
磁極15a、15b、15c。
When aligned with the center of the rotor tooth T, the center of the magnetic pole 15b is aligned with the center of the rotor tooth T.
0 and the phase is 90° out of phase, and the center of the magnetic pole 15c is the rotor tooth T.
0 and the phase is 180° out of phase, and the center of magnetic pole 15d is rotor T.
. The phase is shifted by 270°, and furthermore,
Magnetic poles 15a, 15b, 15c.

15dと各々180度ずれた反対側に位置する各磁極1
5e、15r、15g、15hの中心は、ロータ歯T0
と位相が0°、90°、180°、270゜ずれている
。つまり、180度ずれた反対側に位置する磁極15a
と15e、15bと15r115cと15g% 15d
と15hの、各々中央に位置するステータ歯T、は、ロ
ータ歯T。に対して同一相となる。また、各磁極15a
=15hに各々巻回されたコイル16a〜16hの内、
コイル16a、16e。
15d and each magnetic pole 1 located on the opposite side shifted by 180 degrees.
The centers of 5e, 15r, 15g, and 15h are rotor teeth T0
The phases are shifted by 0°, 90°, 180°, and 270°. In other words, the magnetic pole 15a located on the opposite side shifted by 180 degrees
and 15e, 15b and 15r115c and 15g% 15d
and 15h, the stator teeth T located at the center are the rotor teeth T. The phase is the same for . In addition, each magnetic pole 15a
Among the coils 16a to 16h each wound with =15h,
Coils 16a, 16e.

16c、16gを直列に接続することにより、第1図に
示す第1相のモータコイル31が構成され、コイル16
b、16f、16d、16hを直列に接続することによ
り、第1図に示す第2相のモーターコイル32が構成さ
れる。そして、例えば、モータコイル31と32に対し
て、第3図(ロ)に示すように正負に反転を繰り返す位
相が90°ずれた2相の駆動電流を供給し、いわゆるバ
イポーラ運転を行うことにより、モータアウターコア1
3を構成要素とするロータ11が第3図(イ)に示す矢
印方向へ回転する。この場合、ロータ11は電源周波数
の1周期Tにつき、ロータ歯T。の1ピツチP0だけ回
転することになる。
By connecting 16c and 16g in series, the first phase motor coil 31 shown in FIG.
b, 16f, 16d, and 16h are connected in series to configure the second phase motor coil 32 shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3 (b), two-phase drive currents whose phases are shifted by 90 degrees, which repeatedly reverse positive and negative, are supplied to the motor coils 31 and 32 to perform so-called bipolar operation. , motor outer core 1
3 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 3(A). In this case, the rotor 11 has rotor teeth T per period T of the power supply frequency. It will rotate by one pitch P0.

次に、第2図において、磁極位置センサ3は、ケーシン
グ9の内周面に取り付けられたセンサロータ21と、こ
のセンサロータ21と対向するようにシャフト5に取り
付けられたセンサステータ22とから構成されている。
Next, in FIG. 2, the magnetic pole position sensor 3 is composed of a sensor rotor 21 attached to the inner peripheral surface of the casing 9, and a sensor stator 22 attached to the shaft 5 so as to face the sensor rotor 21. has been done.

センサロータ21はモータアウターコア23によって構
成され、センサステータ22はセンサインナーコア25
と、センサコイル26a〜26hとから構成される装置
これらセンサコイル26a〜26hはシャフト5の中空
部に配されたセンサリード線27を介して外部と接続さ
れている。また、シャフト5のステータ12とセンサス
テータ22との間には、磁束を遮蔽するシールド板24
が取り付けられている。
The sensor rotor 21 is composed of a motor outer core 23, and the sensor stator 22 is composed of a sensor inner core 25.
and sensor coils 26a to 26h.These sensor coils 26a to 26h are connected to the outside via a sensor lead wire 27 arranged in the hollow part of the shaft 5. Furthermore, a shield plate 24 is provided between the stator 12 of the shaft 5 and the sensor stator 22 to shield magnetic flux.
is installed.

そして、この磁極位置センサ3は、正確な磁極位置検出
がなされるように、センサアウターコア23に形成され
たセンサロータ歯ST、のピッチP。
This magnetic pole position sensor 3 has a pitch P of sensor rotor teeth ST formed on the sensor outer core 23 so that accurate magnetic pole position detection can be performed.

と、センサインナーコア25に形成されたセンサステー
タ歯ST、のピッチP、が前述したパルスモータ2と全
く同一の関係となるように定められている。このような
磁極位置検出センサ3は、本出願人が特願昭60−28
5126号で既に提案したものである。すなわち、磁極
位置センサ3は、第3図(イ)に示すように、センサア
ウターコア23にピッチP。のセンサロータ歯S T、
が形成され、センサインナーコア25の8個のセンサ磁
極25a〜25hにピッチP 、 (= 1.125−
 P o)のセンサステータ歯ST、が形成されている
。これにより、センサ磁極25 aの中心を、あるセン
サロータ歯ST0の中心に合わせた場合、5個のセンサ
ステータ歯ST、は、センサロータ歯T。に対して、各
々−90°、−45° 、±θ° 、+45° 、+9
0゜の位相差有することになり、これらセンサロータ歯
ST、とセンサステータ歯S T +の対向面積は、第
4図(ロ)に斜線で示すのと全く同様に、センサ磁極1
5aの両端に行くに従って減少する。このような構成と
することにより、センサロータ歯ST0とセンサステー
タ歯ST、の間に、センサロータ21の回転に伴って、
略正弦波状の磁気抵抗変化が得られ、これにより、正確
な磁極位置検出を行うこうとができるようになっている
。また、各センサ磁極25a〜25hの相対位置関係は
前述したパルスモータ2と全く同一である。そして、各
センサ磁極25a〜25hに各々巻回されたコイル26
a〜26hの内、コイル26aと26e、26bと26
f、26cと26g、26dと26hを各々直列に接続
することにより、第1図に示す励磁コイル33〜36が
構成される。
and the pitch P of the sensor stator teeth ST formed in the sensor inner core 25 are determined to have exactly the same relationship as in the pulse motor 2 described above. Such a magnetic pole position detection sensor 3 was developed by the present applicant in a patent application filed in 1986-28.
This was already proposed in No. 5126. That is, the magnetic pole position sensor 3 has a pitch P in the sensor outer core 23, as shown in FIG. 3(A). sensor rotor teeth S T,
is formed, and the eight sensor magnetic poles 25a to 25h of the sensor inner core 25 have a pitch P, (=1.125-
P o) sensor stator teeth ST are formed. As a result, when the center of the sensor magnetic pole 25a is aligned with the center of a certain sensor rotor tooth ST0, the five sensor stator teeth ST are the sensor rotor teeth T. , respectively -90°, -45°, ±θ°, +45°, +9
There is a phase difference of 0°, and the opposing area of these sensor rotor teeth ST and sensor stator teeth ST + is exactly the same as that shown by diagonal lines in FIG.
It decreases toward both ends of 5a. With such a configuration, as the sensor rotor 21 rotates, there is a gap between the sensor rotor tooth ST0 and the sensor stator tooth ST.
A substantially sinusoidal change in magnetic resistance is obtained, thereby making it possible to accurately detect the magnetic pole position. Moreover, the relative positional relationship of each sensor magnetic pole 25a to 25h is exactly the same as that of the pulse motor 2 described above. A coil 26 is wound around each sensor magnetic pole 25a to 25h.
Among a to 26h, coils 26a and 26e, 26b and 26
Excitation coils 33 to 36 shown in FIG. 1 are constructed by connecting f, 26c and 26g, and 26d and 26h in series, respectively.

以上により、本実施例の機械的構成の説明を終え、次に
、本実施例の電気的構成について説明する。
This completes the explanation of the mechanical configuration of this embodiment, and next, the electrical configuration of this embodiment will be explained.

第1図において、40は磁極位置検出回路であり、この
磁極位置検出回路40は、本出願人が特開昭60−28
5125号で既に提案したものであり、その構成は第5
図および第6図に示す通りである。第5図において、各
々の励磁コイル33〜36には4つのシャント抵抗Rが
直列接続され、4つの直列接続回路の各端が各々共通接
続され、一方の共通接続端にキャリア信号Sc供給され
、他方の共通接続端が接地されている。このキャリア信
号Scは、例えば、周波数f=5kHzの交流矩形波で
あり、信号発生器4Iから供給されている。
In FIG. 1, 40 is a magnetic pole position detection circuit, and this magnetic pole position detection circuit 40 was developed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 60-28
It was already proposed in No. 5125, and its structure is in No. 5.
As shown in the figure and FIG. In FIG. 5, four shunt resistors R are connected in series to each of the excitation coils 33 to 36, each end of the four series-connected circuits are connected in common, and a carrier signal Sc is supplied to one common connection end. The other common connection end is grounded. This carrier signal Sc is, for example, an AC rectangular wave with a frequency f=5 kHz, and is supplied from the signal generator 4I.

また、励磁コイル33〜36とシャント抵抗Rとの接続
部からは、励磁コイル33〜36に各々流れる電流に比
例した電圧(シャント電圧)■1〜V4か取り出される
。シャント電圧■1〜v4は、センサロータ21が回転
するときに、センサロータ歯SToとセンサステータI
sT、の間の磁気抵抗変化によって生じるものである。
Further, voltages (shunt voltages) 1 to V4 proportional to the currents flowing through the excitation coils 33 to 36 are taken out from the connection portions between the excitation coils 33 to 36 and the shunt resistor R. The shunt voltages ■1 to v4 are applied to the sensor rotor teeth STo and the sensor stator I when the sensor rotor 21 rotates.
This is caused by the change in magnetoresistance between sT and sT.

すなわち、この磁気抵抗変化によって励磁コイル33〜
36のインピーダンスが変化し、これによってキャリア
信号Scが変調される。このため、シャント抵抗Rには
、ピッチP。に対応して変化する、周波数Fが1001
−1z程度の変調波によって変調されたキャリア信号が
得られ、これがシャント電圧Vt〜■4として出力され
る。これらシャント電圧■1−V4の内、一対の逆相の
シャント電圧v1とV34は、第6図に示すように、絶
対値回路42゜43に供給され、全波整流される。ここ
で、絶対値回路42.43の出力は、周波数が上記変調
波の2倍、つまりキャリア信号Scの2倍の全波整流波
形となる。絶対値回路42.43の出力は、ローパスフ
ィルタ44.45に供給され、キャリア信号Sc等、前
記出力に含まれる高周波成分が除去され、ピッチP。に
対応する基本波(周波数F)と直流分とが重畳された信
号が出力される。
That is, due to this magnetic resistance change, the excitation coils 33 to
The impedance of 36 changes, thereby modulating the carrier signal Sc. Therefore, the shunt resistor R has a pitch P. The frequency F changes in response to 1001
A carrier signal modulated by a modulated wave of about -1z is obtained, and this is output as a shunt voltage Vt~4. Among these shunt voltages 1-V4, a pair of opposite-phase shunt voltages v1 and V34 are supplied to absolute value circuits 42 and 43, as shown in FIG. 6, and are full-wave rectified. Here, the output of the absolute value circuits 42 and 43 becomes a full-wave rectified waveform whose frequency is twice that of the modulated wave, that is, twice that of the carrier signal Sc. The output of the absolute value circuit 42.43 is supplied to a low-pass filter 44.45, where high frequency components contained in the output, such as the carrier signal Sc, are removed, and the pitch P is set. A signal in which the fundamental wave (frequency F) corresponding to the DC component is superimposed is output.

そして、ローパスフィルタ44.45の出力が減算器4
6に供給され、上記直流分が減算によって除かれると共
に、逆位相の基本波が加算され、周波数がFの正弦波の
検出信号Eaが出力される。
Then, the output of the low-pass filters 44 and 45 is output to the subtracter 4.
6, the DC component is removed by subtraction, and a fundamental wave of opposite phase is added to output a sine wave detection signal Ea having a frequency of F.

また、シャント電圧V2.V4についても同様の回路構
成によって、同様の処理が行なわれ、上記検出信号Ea
と90゛位相がずれた検出信号Ebが出力される。この
場合、センサステータ22に対するセンサロータ21の
相対的移動量をXとすると、 Ea=COS(2πx/Po)    +・++++ 
 (f)Eb=STN(2;rx/Po)    −−
(2)と表せる。すなわち、センサロータ歯SToがセ
ンサステータ歯ST、に対して、そのlピッチP。
In addition, shunt voltage V2. Similar processing is performed for V4 using a similar circuit configuration, and the detection signal Ea
A detection signal Eb whose phase is shifted by 90° is output. In this case, if the relative movement amount of the sensor rotor 21 with respect to the sensor stator 22 is defined as X, then Ea=COS(2πx/Po) +・++++
(f) Eb=STN(2; rx/Po) --
It can be expressed as (2). That is, the l pitch P of the sensor rotor teeth STo with respect to the sensor stator teeth ST.

に相当する距離だけ相対移動する毎に、検出信号Eaお
よびEbが■周期を繰り返す。
Each time the detection signals Ea and Eb move relative to each other by a distance corresponding to , the detection signals Ea and Eb repeat the cycle .

次に、第1図において、51および52は乗算器であり
、前記磁極位置検出回路40から出力される2相の検出
信号EaおよびEbと、後述する速度制御回路60から
出力される電流振幅指令信号I rerとを各々乗算し
、電流指令信号1aおよびIbとして各々出力するもの
ある。ここで、上記(1)および(2)式において、2
 yr X/ P o=θmと置換すると、乗算器51
および52から出力される信号1 a、 I bは次の
通りである。
Next, in FIG. 1, 51 and 52 are multipliers that receive two-phase detection signals Ea and Eb output from the magnetic pole position detection circuit 40 and a current amplitude command output from a speed control circuit 60, which will be described later. There is one that multiplies the signals Irer and outputs them as current command signals 1a and Ib, respectively. Here, in the above equations (1) and (2), 2
By replacing yr X/ P o = θm, the multiplier 51
The signals 1a and Ib output from 52 are as follows.

I a= I rer・cosθm    ・・・・・
・ (3)I b= I ref−sinθm    
・・・・・・ (4)乗算器5!から出力された電流指
令信号1aは減算器53へ供給され、この減算器53で
電流フィードバック信号1afが減算された後、電流制
御回路55へ供給される。ここで、パルスモータ2のモ
ータコイル3Iに対して供給される電流値は電検出器5
6によって検出され、この電流検出器56の検出信号が
電流フィードバック信号Iafとして前記減算器53へ
供給される。そして、電流制御回路55は電流指令信号
1aと電流フィードバック信号1afとの差を増幅し、
この増幅信号に基づいてモータコイル31へ印加する電
圧を変化させ、これにより、モータコイル3Iへ供給さ
れる駆動電流が常に電流指令信号Iaに対応した値とな
るように制御する。つまり、電流制御回路55は、速度
制御回路60から出力される電流振幅指令信号I re
rに対応した振幅であって、かつ磁極位置検出回路40
から出力される検出信号Ea(・cosθm)と同じ位
相の交番電流をモータコイル31へ供給する。
I a= I rer・cosθm ・・・・・・
・ (3) Ib=Iref-sinθm
・・・・・・ (4) Multiplier 5! The current command signal 1a outputted from the subtracter 53 is supplied to the subtracter 53, and after the current feedback signal 1af is subtracted by the subtracter 53, the current command signal 1a is supplied to the current control circuit 55. Here, the current value supplied to the motor coil 3I of the pulse motor 2 is determined by the electric detector 5.
6, and the detection signal of this current detector 56 is supplied to the subtracter 53 as the current feedback signal Iaf. Then, the current control circuit 55 amplifies the difference between the current command signal 1a and the current feedback signal 1af,
The voltage applied to the motor coil 31 is changed based on this amplified signal, thereby controlling the drive current supplied to the motor coil 3I so that it always has a value corresponding to the current command signal Ia. In other words, the current control circuit 55 uses the current amplitude command signal I re output from the speed control circuit 60
The amplitude corresponds to r, and the magnetic pole position detection circuit 40
An alternating current having the same phase as the detection signal Ea (·cos θm) output from the motor coil 31 is supplied to the motor coil 31.

同様に、乗算器52から出力された電流指令信号tbは
減算器54へ供給され、この減算器54で電流フィード
バック信号1bfが減算された後、電流制御回路57へ
供給される。ここで、モータコイル32に対して供給さ
れる電流値は電流検出器58によって検出され、この電
流検出器58の検出信号が電流フィードバック信号fb
fとして前記減算器54へ供給される。そして、電流検
出回路58は電流指令信号rbと電流フィードバック信
号Ibrとの差を増幅し、この増幅信号に基づいてモー
タコイル32へ印加する電圧を変化させ、これにより、
モータコイル32へ供給される駆動電流が常に電流指令
信号1bに対応した値となるように制御する。つまり、
電流制御回路57は、速度制御回路60から出力される
電流振幅指令信号1 refに対応した振幅であって、
かつ磁極位置検出回路40から出力される検出信号Eb
(−sinθm)と同じ位相の交番電流をモータコイル
32へ供給する。
Similarly, the current command signal tb output from the multiplier 52 is supplied to a subtracter 54, and after being subtracted by the current feedback signal 1bf, the current command signal tb is supplied to the current control circuit 57. Here, the current value supplied to the motor coil 32 is detected by a current detector 58, and a detection signal of this current detector 58 is a current feedback signal fb.
It is supplied to the subtracter 54 as f. Then, the current detection circuit 58 amplifies the difference between the current command signal rb and the current feedback signal Ibr, changes the voltage applied to the motor coil 32 based on this amplified signal, and thereby,
Control is performed so that the drive current supplied to the motor coil 32 always has a value corresponding to the current command signal 1b. In other words,
The current control circuit 57 has an amplitude corresponding to the current amplitude command signal 1 ref output from the speed control circuit 60,
and the detection signal Eb output from the magnetic pole position detection circuit 40
An alternating current having the same phase as (-sin θm) is supplied to the motor coil 32.

以上により、モータコイル31には電流指令信号1 a
(= I’ref −cosθm)に対応した駆動電流
が供給され、モータコイル32には電流指令信号rb(
= r rer−sinθm)に対応した駆動電流が供
給され、これにより、第3図(ロ)に示した2相の矩形
波に代えて、2相の正弦波によってバイポーラ運転が行
なわれる。この場合、ロータl 1は極めて滑らかに回
転し、トルクリプルは極めて少ない。
As a result, the motor coil 31 receives the current command signal 1 a
(=I'ref - cosθm) is supplied, and the motor coil 32 receives a current command signal rb(
A drive current corresponding to (= r rer-sin θm) is supplied, and as a result, bipolar operation is performed using a two-phase sine wave instead of the two-phase rectangular wave shown in FIG. 3(b). In this case, the rotor l1 rotates extremely smoothly, with extremely little torque ripple.

また、ロータ11は電流指令信号IaまたはIbの1周
期について、ロータ歯T。のlピッチP。だけ回転し、
この結果、センサロータ歯ST、がセンサステータ歯S
T、に対して、そのlピッチP。に相当する距離だけ相
対移動するのと同期して、パルスモータ2のロータ歯T
。がlピッチP。だけ移動することになる。さらに、ロ
ータ11に発生するトルクは電流振幅指令信号I re
rに応じて変化し、電流振幅指令信号1 refが大で
ある程、ロータ11は大きなトルクを発生する。
Further, the rotor 11 has rotor teeth T for one period of the current command signal Ia or Ib. l pitch P. rotate only,
As a result, the sensor rotor teeth ST and the sensor stator teeth S
For T, its l pitch P. The rotor tooth T of the pulse motor 2 synchronizes with the relative movement by a distance corresponding to
. is l pitch P. You will only have to move. Furthermore, the torque generated in the rotor 11 is determined by the current amplitude command signal I re
It changes according to r, and the larger the current amplitude command signal 1 ref is, the larger the torque generated by the rotor 11 is.

すなわち、永久磁石14で発生した磁束の内、モータコ
イル31および32を鎖交する成分φ。
That is, of the magnetic flux generated by the permanent magnet 14, a component φ that interlinks the motor coils 31 and 32.

およびφbを、 φa=φ・sinθm       ・・・・・・ (
5)φb=−φ・cosθm      ・・・・・・
 (6)とした場合、コイル31および32に各々生じ
る速度起電圧Vaおよびvbは、θm=ωm4(tは時
間)と置くと、 Va−0m・φ・cosθm     ・・・・・・ 
(7)vb=ωm・φ・sinθm     ・・・・
・・ (8)である。したがって、モータコイル31お
よび32が発生するトルクTmは、 となる。従って磁束φが一定ならば、トルクTmは電流
振幅指令信号1 refに比例し、この結果、回転速度
が電流振幅指令信号I refだけで制御できるという
直流機の利点をパルスモータに適用することができる。
and φb, φa=φ・sinθm... (
5) φb=-φ・cosθm ・・・・・・
In the case of (6), the velocity electromotive voltages Va and vb generated in the coils 31 and 32, respectively, are set as θm=ωm4 (t is time), then Va-0m・φ・cosθm...
(7) vb=ωm・φ・sinθm...
...(8). Therefore, the torque Tm generated by the motor coils 31 and 32 is as follows. Therefore, if the magnetic flux φ is constant, the torque Tm is proportional to the current amplitude command signal 1 ref, and as a result, the advantage of a DC machine that the rotation speed can be controlled only by the current amplitude command signal I ref can be applied to a pulse motor. can.

以上のようにして、モータの回転速度を制御する手法は
、例えば、富士時報第53巻第9号に掲載された「交流
機のトランスベクトル制御」で既に公知の手法である。
The method of controlling the rotational speed of the motor as described above is already known, for example, in "Transvector Control of AC Machine" published in Fuji Jiho, Vol. 53, No. 9.

しかしながら、本願の特徴とする点は、上述した交流機
のトランスベクトル制御の手法を、パルスモータ2のサ
ーボ制御に適用した点であり、これにより、パルスモー
タ2を直流機と同等の滑らかさで回転させ、かつ、高精
度な速度制御が実現できる。
However, the feature of the present application is that the above-mentioned method of transvector control of an AC machine is applied to the servo control of the pulse motor 2, and as a result, the pulse motor 2 can be controlled with the same smoothness as a DC machine. It is possible to rotate and achieve highly accurate speed control.

次に、第1図において、61は回転位置検出回路であり
、磁極位置検出回路40から出力された2相の検出信号
Ea、Ebに基づいて、ドラムlの回転位置に対応した
高分解能のパルス列である位置パルス列信号P「を出力
するものである。すなわち、この回転位置検出回路61
はセンサロータ21がセンサロータ歯ST、のlピッチ
P。に相当する距離だけ移動し、これに伴って検出信号
EaおよびEbが1周期を繰り返す毎に、数百パルス分
の位置パルス列信号Pfを出力するもので、この位置パ
ルス列信号Pfはドラム1の回転位置に対応し、そのパ
ルス周波数はドラムlの回転速度に対応している。
Next, in FIG. 1, 61 is a rotational position detection circuit, which generates a high-resolution pulse train corresponding to the rotational position of the drum l based on the two-phase detection signals Ea and Eb output from the magnetic pole position detection circuit 40. This rotational position detection circuit 61 outputs a position pulse train signal P'' that is
is the l pitch P of the sensor rotor teeth ST of the sensor rotor 21. The drum 1 moves by a distance corresponding to the rotation of the drum 1, and every time the detection signals Ea and Eb repeat one cycle, a position pulse train signal Pf of several hundred pulses is output. The pulse frequency corresponds to the rotational speed of the drum l.

次に、第7図を参照して、この回転位置検出回路61の
構成を説明する。第7図において、70は所定周波数の
基準クロックパルスを発生するオシレータであり、この
オシレータ70から出力された基準クロックパルスはカ
ウンタ71へ供給される。カウンタ71はオシレータ7
0から供給された基準クロックパルスをカウントし、デ
ジタルデータである基準位相データθ。を関数発生用R
OM72.73およびラッチ回路80へ供給する。
Next, the configuration of this rotational position detection circuit 61 will be explained with reference to FIG. In FIG. 7, 70 is an oscillator that generates a reference clock pulse of a predetermined frequency, and the reference clock pulse output from this oscillator 70 is supplied to a counter 71. The counter 71 is the oscillator 7
The reference phase data θ, which is digital data, is obtained by counting the reference clock pulses supplied from 0. R for function generation
OM72,73 and latch circuit 80 are supplied.

ROM72は基準位相データθ。に基づいて正弦データ
sinθ。を発生するもので、このROM72から出力
された正弦データsinθ。はD/A変換器74でアナ
ログ信号に変換されて、乗算器76へ供給される。一方
、ROM73は基準位相データθ0に基づいて余弦デー
タcosθ0を発生するもので、このROM73から出
力された余弦データcosθ。はD/A変換器75でア
ナログ信号に変換されて、乗算器77へ供給される。こ
こで、基準位相データθ。と正弦データsinθ0と余
弦データcosθ0の関係を示せば第8図(イ)、(ロ
)に示す通りである。アナログ信号に変換された正弦デ
ータsinθ0および余弦データcosθ。は、乗算器
76および77において、検出信号Ea(・cosθm
)およびE b(=sinθm)と各々乗算される。そ
して、乗算器76の乗算結果sinθ。・cosθmか
ら、乗算器77の乗算結果cosθo−5inθmが減
算器78によって減算され、次に示す関係式 %式%) から明らかなように、減算結果5in(θ。−θm)が
得られる。減算器78における減算結果5in(θ。
ROM72 contains reference phase data θ. Based on the sine data sinθ. This is the sine data sinθ output from this ROM 72. is converted into an analog signal by a D/A converter 74 and supplied to a multiplier 76. On the other hand, the ROM 73 generates cosine data cos θ0 based on the reference phase data θ0, and the cosine data cos θ output from this ROM 73. is converted into an analog signal by the D/A converter 75 and supplied to the multiplier 77. Here, the reference phase data θ. The relationship between sine data sin θ0 and cosine data cos θ0 is shown in FIGS. 8(a) and 8(b). Sine data sinθ0 and cosine data cosθ converted into analog signals. In the multipliers 76 and 77, the detection signal Ea(・cosθm
) and E b (=sinθm), respectively. Then, the multiplication result sin θ of the multiplier 76 is obtained. The subtracter 78 subtracts the multiplication result cos θo-5in θm from the multiplier 77 from cos θm, and as is clear from the following relational expression %), the subtraction result 5in(θ.-θm) is obtained. The subtraction result in the subtractor 78 is 5in(θ.

−θm)はコンパレータ79に供給される。このコンパ
レータ79は、第9図(イ)、(ロ)に示すように減算
結果5in(θ0−θm)が正の期間においては、“H
”レベル信号をラッチ回路80へ供給し、負の期間にお
いては、“L”レベル信号をラッチ回路80へ供給する
。ラッチ回路80は第9図(ハ)、(ニ)に示すように
コンパレータ79の出力が“H“レベルに立ち上がるタ
イミングで基準位相データθ。
-θm) is supplied to the comparator 79. As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), this comparator 79 outputs "H
A "level signal is supplied to the latch circuit 80, and during a negative period, an "L" level signal is supplied to the latch circuit 80. The latch circuit 80 is connected to a comparator 79 as shown in FIG. 9(C) and (D). The reference phase data θ is determined at the timing when the output of the output rises to “H” level.

をラッチし、このラッチしたデータをθmに対応したし
たデータと見なし、サンプリングデータθmtとしてデ
ジタル減算器81へ供給する。ここで、サンプリングデ
ータθmtは、第1O図(イ)に示すように、数ビット
ずつ階段状に増加するため、減算器8!とレートマルチ
プライヤ−82とカウンタ83とによって構成されるデ
ジタル−次遅れフィルタによって補間され、カウンタ8
3のカウント値θm′が補間された値となる。すなわち
、サンプリングデータθmtとカウンタ83のカウント
値θm′は減算器81で減算され、その差分データはレ
ートマルチプライヤ−82へ供給される。レートマルチ
プライヤ−82はオシレータ70から供給される基準ク
ロックパルスを、減算器81から供給される差分データ
に応じた比率で間引き、その間引いたパルス列をカウン
タ83へ供給するもである。この場合、レートマルチプ
ライヤ−82は差分データが大である程、高い周波数の
パルス列をカウンタ83へ供給する。これにより、カウ
ンタ83のカウント値θm′は第10図(イ)に示すよ
うに、サンプリングデータθmtに追従して滑らかに増
加する。そして、カウンタ83のカウント値θm′の最
下位ビット2°を取り出すことにより、第1O図(ロ)
に示すように、連続した位置パルス列信号P「が得られ
る。以上によって、回転位置検出回路61が構成され、
センサロータ211)<1ピツチP0に相当する距離だ
け移動する期間におけるドラムlの回転位置に対応した
位置パルス列信号Pfが出力される。
This latched data is regarded as data corresponding to θm, and is supplied to the digital subtracter 81 as sampling data θmt. Here, since the sampling data θmt increases stepwise by several bits as shown in FIG. 1O (a), the subtractor 8! is interpolated by a digital-order lag filter constituted by a rate multiplier 82 and a counter 83;
The count value θm' of 3 becomes the interpolated value. That is, the sampling data θmt and the count value θm' of the counter 83 are subtracted by the subtracter 81, and the difference data is supplied to the rate multiplier 82. The rate multiplier 82 thins out the reference clock pulses supplied from the oscillator 70 at a ratio according to the difference data supplied from the subtracter 81 and supplies the thinned out pulse train to the counter 83. In this case, the rate multiplier 82 supplies a pulse train of higher frequency to the counter 83 as the difference data is larger. As a result, the count value θm' of the counter 83 increases smoothly following the sampling data θmt, as shown in FIG. 10(A). Then, by taking out the least significant bit 2° of the count value θm' of the counter 83, as shown in FIG.
As shown in FIG.
A position pulse train signal Pf corresponding to the rotational position of the drum l during a period in which the sensor rotor 211) moves by a distance corresponding to 1 pitch P0 is output.

次に、再び第1図に戻って、85はF/V(周波数/電
圧)変換器であり、回転位置検出回路61から出力され
た位置パルス列信号Pfの周波数を電圧信号に変換し、
この電圧信号をドラム1の回転速度に対応した速度フィ
ードバック信号Vfとして減算器86へ供給する。一方
、87は、外部から構成される装置指令パルス列信号P
 refのパルス数をアップカウントすると共に、回路
位置検出回路61から構成される装置パルス列信号Pf
のパルス数をダウンカウントするアップダウンカウンタ
である。このアップダウンカウンタ87のカウント値、
すなわち、位置指令パルス列信号P rerのパルス数
と、位置パルス列信号Pfのパルス数の差分データは、
D/A変換器89へ供給され、このD/A変換器89で
アナログ信号に変換され、速度基準信号Peとして出力
される。このD/A変換器89から出力され5た速度基
準信号Peは減算器86へ供給され、この減算器86で
前述した速度フィードバック信号Vfが減算さた後、速
度制御回路60へ供給される。
Next, returning to FIG. 1 again, 85 is an F/V (frequency/voltage) converter, which converts the frequency of the position pulse train signal Pf output from the rotational position detection circuit 61 into a voltage signal.
This voltage signal is supplied to the subtracter 86 as a speed feedback signal Vf corresponding to the rotational speed of the drum 1. On the other hand, 87 is a device command pulse train signal P configured from the outside.
In addition to up-counting the number of pulses of ref, the device pulse train signal Pf composed of the circuit position detection circuit 61
This is an up/down counter that counts down the number of pulses. The count value of this up/down counter 87,
That is, the difference data between the number of pulses of the position command pulse train signal P rer and the number of pulses of the position pulse train signal Pf is as follows.
The signal is supplied to a D/A converter 89, where it is converted into an analog signal and output as a speed reference signal Pe. The speed reference signal Pe outputted from the D/A converter 89 is supplied to a subtracter 86, and after subtracting the aforementioned speed feedback signal Vf from the subtracter 86, it is supplied to the speed control circuit 60.

速度制御回路60は速度基準信号Peと速度フィードバ
ック信号Vfが等しくなるように電流振幅指令信号I 
refを決定する。すなわち、負荷トルクの変動等によ
り、パルスモータ2(ドラム1)の回転速度が低下し、
(速度基準信号Pe)>(速度フィードバック信号vr
)となった場合、速度制御回路60は加速を指示すべく
電流振幅指令信号1 refの値を高くする。またパル
スモータ2の回転速度が上昇し、(速度基準信号Pe)
<(速度フィードバック信号vr)となった場合、速度
制御回路60は減速を指示すべく電流振幅指令信号1 
re「の値を低くする。そして、速度制御回路60は(
速度基準信号Pe)=(速度フィードバック信号■f)
に復帰した時点で、現在の電流振幅指令信号1 ref
の値を維持する。これによりパルスモータ2が常に一定
の回転速度で回転する。この場合、パルスモータ2の回
転速度は、前述した位置指令パルス列信号P refの
パルス周波数によって決定され、このパルス周波数を高
く設定する程、パルスモータ2の回転速度は高く設定さ
れる。
The speed control circuit 60 controls the current amplitude command signal I so that the speed reference signal Pe and the speed feedback signal Vf are equal to each other.
Determine ref. In other words, the rotational speed of the pulse motor 2 (drum 1) decreases due to changes in load torque, etc.
(Speed reference signal Pe)>(Speed feedback signal vr
), the speed control circuit 60 increases the value of the current amplitude command signal 1 ref to instruct acceleration. Also, the rotational speed of the pulse motor 2 increases (speed reference signal Pe)
<(speed feedback signal vr), the speed control circuit 60 sends the current amplitude command signal 1 to instruct deceleration.
re' value is lowered.Then, the speed control circuit 60 lowers the value of (
Speed reference signal Pe) = (speed feedback signal f)
When the current amplitude command signal 1 ref
maintain the value of This causes the pulse motor 2 to always rotate at a constant rotational speed. In this case, the rotation speed of the pulse motor 2 is determined by the pulse frequency of the position command pulse train signal P ref mentioned above, and the higher the pulse frequency is set, the higher the rotation speed of the pulse motor 2 is set.

以上の構成において、パルスモータ2のロータ!lを特
定の回転速度で回転さける場合について説明する。ここ
で、初期状態においては、パルスモータ2のロータ11
が所定のディテント点で停止しているものとする。
In the above configuration, the rotor of the pulse motor 2! A case will be explained in which rotation of l is avoided at a specific rotation speed. Here, in the initial state, the rotor 11 of the pulse motor 2
is assumed to have stopped at a predetermined detent point.

まず最初に、位置指令パルス列信号Prefのパルス周
波数を特定の回転速度に対応した値に設定してカウンタ
87へ供給する。今、ドラム1は停止しているので、回
転位置検出回路61から構成される装置パルス列信号P
fのパルス周波数はOであり、したがってアップダウン
カウンタ87は位置指令パルス列信号P refのパル
ス数のみをア・ニブカウントし、そのカウント値は過渡
的に大となる。これにより、(速度基準信号Pe)>(
速度フィードバック信号Vf)となり、速度制御回路6
0は加速を指示すべく電流振幅指令信号1 refの値
を高くする。次いで、電流制御回路55が速度制御回路
60から出力される電流振幅指令信号I refに対応
した振幅であって、かつ磁極位置検出回路40から出力
される検出信号E a(= cosθm)と同じ位相の
交番電流をモータコイル31へ供給すると共に、電流制
御回路57が電流振幅指令信号Irefに対応した振幅
であって、かつ磁極位置検出回路40から出力される検
出信号E b (= sinθm)と同じ位相の交番電
流をモータコイル32へ供給する。これにより、2相の
駆動電流によってパルスモータ2のバイポーラ運転が開
始され、ロータ11は極めて滑らかに回転を始める。こ
こで、電流振幅指令信号I refは高い値であるから
、ロータIIは加速され、その回転速度は次第°に上昇
していく。
First, the pulse frequency of the position command pulse train signal Pref is set to a value corresponding to a specific rotational speed and is supplied to the counter 87. Since the drum 1 is currently stopped, the device pulse train signal P composed of the rotational position detection circuit 61
The pulse frequency of f is O, so the up/down counter 87 counts only the number of pulses of the position command pulse train signal P ref, and the count value becomes large transiently. As a result, (speed reference signal Pe)>(
speed feedback signal Vf), and the speed control circuit 6
0 increases the value of the current amplitude command signal 1 ref to instruct acceleration. Next, the current control circuit 55 outputs an amplitude corresponding to the current amplitude command signal I ref output from the speed control circuit 60 and has the same phase as the detection signal E a (= cos θm) output from the magnetic pole position detection circuit 40. At the same time, the current control circuit 57 supplies an alternating current of A phase alternating current is supplied to the motor coil 32. As a result, bipolar operation of the pulse motor 2 is started by the two-phase drive current, and the rotor 11 starts rotating extremely smoothly. Here, since the current amplitude command signal I ref has a high value, the rotor II is accelerated and its rotational speed gradually increases.

次に、ロータ11の回転数が次第に上昇すると、このロ
ータ11の回転速度に応じたパルス周波数の位置指令パ
ルス列信号Pfが回転位置検出回路61から出力され、
アップダウンカウンタ87は位置指令パルス列信号Pf
のパルス数をダウンカウントする。したがって、このア
ップダウンカウンタ87のカウント値は次第に小となる
。すると、速度基準信号Peと速度フィードバック信号
Vfの差が次第に小となり、速度制御回路60は電流振
幅指令信号1 refの値を徐々に低くする。これによ
り、ロータIIの回転速度は上昇を続けろものの、加速
度は次第に少なくなる。
Next, when the rotational speed of the rotor 11 gradually increases, a position command pulse train signal Pf having a pulse frequency corresponding to the rotational speed of the rotor 11 is output from the rotational position detection circuit 61.
The up/down counter 87 receives the position command pulse train signal Pf.
count down the number of pulses. Therefore, the count value of this up/down counter 87 gradually becomes smaller. Then, the difference between the speed reference signal Pe and the speed feedback signal Vf gradually becomes smaller, and the speed control circuit 60 gradually lowers the value of the current amplitude command signal 1 ref. As a result, although the rotational speed of rotor II continues to increase, the acceleration gradually decreases.

′  次に、ロータ11の回転数が特定の回転速度に達
すると、(速度基準信号Pe)=(速度フィードバック
信号■r)となり、速度制御回路60はその時点におけ
る電流振幅指令信号I ref’の値を惟持し、以降、
ロータ11は特定の回転速度で回転を続ける。
' Next, when the rotational speed of the rotor 11 reaches a specific rotational speed, (speed reference signal Pe) = (speed feedback signal ■r), and the speed control circuit 60 adjusts the current amplitude command signal I ref' at that point. Keeping the value, from now on,
The rotor 11 continues to rotate at a specific rotational speed.

上述した実施例によれば、電流制御回路55および57
によって、電流指令信号【aと電流フィードバック信号
1[a、および電流指令信号IbとN流フィードバック
信号I fbの各々が一致するように、コイル31およ
び32に印加される電圧を各々制御し、また、コイル3
1および32へ供給される駆動電流を、速度制御回路6
0から出力された電流振幅指令信号I rerに応じて
制御するように構成し、そして、上述した交流機のトラ
ンスベクトル制御と呼ばれる手法をパルスモータ2のサ
ーボ制御に適用することにより、パルスモータ2を直流
機と同等の滑らかさで回転させ、かつ、高精度な速度制
御が可能となった。
According to the embodiment described above, current control circuits 55 and 57
The voltages applied to the coils 31 and 32 are respectively controlled so that the current command signal [a and the current feedback signal 1[a, and the current command signal Ib and the N-flow feedback signal Ifb] match each other, and , coil 3
1 and 32, the speed control circuit 6
The pulse motor 2 It is now possible to rotate with the same smoothness as a DC machine, and to control the speed with high precision.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、ドラム内に、
ステータの各磁極に各々巻回されたコイルを鎖交する磁
束がロータの回転に伴って正弦波状に変化するように前
記ステータおよびロータに形成された歯の間隔が適宜設
定されたアウクー〇−タ式パルスモータを組み込むと共
に、前記a−夕に対する前記ステータの各磁極の相対的
位置変化に対応した正弦波状の多相の磁極位置検出信号
を出力する磁極位置検出手段と、前記磁極位置検出信号
に基づいて前記ロータの回転速度を検出すると共に、こ
の検出結果と予め設定された設定回転速度との速度差を
算出し、この算出結果に応じた値の電流振幅指令信号を
出力する速度指令手段と、前記電流振幅指令信号に応じ
た振幅であって、前記磁極位置検出信号に応じた位相の
駆動電流を前記各コイルに供給する74.流制御手段と
を設けたので、駆動機構全体が小形な割に大きなトルク
が得られるのは勿論のこと、ロータに対するステータの
各磁極の相対的位置変化に応じた位相であって、電流振
幅指令信号に応じた振幅の駆動電流が各コイルに供給さ
れるため、直流モータのサーボ制御に相当する高精度の
速度制御が可能となり、ドラムを低回転領域において回
転ムラなく円滑に回転させることができ、これにより、
複写機およびプリンタなどに適用した場合、高画質の印
刷物を得ることがきるという効果が得られる。
"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, in the drum,
An auxiliary rotor in which the spacing between the teeth formed on the stator and rotor is appropriately set so that the magnetic flux linking the coils wound around each magnetic pole of the stator changes in a sinusoidal manner as the rotor rotates. a magnetic pole position detection means that incorporates a pulse motor and outputs a sinusoidal multiphase magnetic pole position detection signal corresponding to a relative position change of each magnetic pole of the stator with respect to the a-vertical; speed command means for detecting the rotation speed of the rotor based on the rotation speed, calculating a speed difference between this detection result and a preset rotation speed, and outputting a current amplitude command signal having a value according to the calculation result; 74. Supplying each coil with a drive current having an amplitude corresponding to the current amplitude command signal and a phase corresponding to the magnetic pole position detection signal. Since the drive mechanism is equipped with a current control means, it is possible to obtain a large torque despite the small size of the entire drive mechanism, and the current amplitude command is adjusted according to the relative position change of each magnetic pole of the stator with respect to the rotor. Since a drive current with an amplitude corresponding to the signal is supplied to each coil, highly accurate speed control equivalent to servo control of a DC motor is possible, and the drum can be rotated smoothly and evenly in the low rotation range. , which results in
When applied to copying machines, printers, etc., it is possible to obtain high-quality printed matter.

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

第1図はこの発明の一実施例の電気的全体構成を示すブ
ロック図、第2図は同実施例の機械的全体構成の構成を
示す一部裁断正面図、第3図(イ)は同実施例のパルス
モータ2および磁極位置センサ3の内部構成を示す側面
図、第3図(ロ)はパルスモータ2をバイポーラ運転す
る場合の2相の矩形波を示す波形図、第4図(イ)、(
ロ)はパルスモータ2および磁極位置センサ3の歯の配
置を説明するための図、第5図および第6図は第1図に
示した磁極位置検出回路40の構成を示すブロック図、
第7図は第1図に示した回転位置検出回路61の構成を
示すブロック図、第8図、第9図および第1θ図は回転
位置検出回路61の各叩動作を説明するための波形図で
ある。 ■・・・・・・ドラム、2・・・・・・パルスモータ、
3・・・・・・磁極位置センサ、5・・・・・・シャフ
ト、11・・・・・・ロータ、12・・・・・・ステー
タ、15a=[5h・・・・・・磁極、I6a〜16h
・・・・・・コイル、31.32・・・・・・モータコ
イル、T、・・・・・ステータ歯、To・・・・・・ロ
ータ歯、40・・・・・・磁極位置検出回路、51.5
2・・・・・・乗算器、53.54・・・・・・減算器
、55.57・・・・・・電流制御回路、56.58・
・・・・電流検出器、60・・・・・・速度制御回路、
61・・・・・・回転位置検出回路、85・・・・・・
F/■変換器、86・・・・・・減算器、87・・・・
・・アップダウンカウンタ、89・・・・・・D/A変
換器。
Figure 1 is a block diagram showing the overall electrical configuration of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a partially cutaway front view showing the overall mechanical configuration of the embodiment, and Figure 3 (a) is the same. FIG. 3 (B) is a side view showing the internal configuration of the pulse motor 2 and magnetic pole position sensor 3 of the embodiment, and FIG. ), (
B) is a diagram for explaining the tooth arrangement of the pulse motor 2 and the magnetic pole position sensor 3; FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing the configuration of the magnetic pole position detection circuit 40 shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the rotational position detection circuit 61 shown in FIG. It is. ■・・・Drum, 2・・・Pulse motor,
3...Magnetic pole position sensor, 5...Shaft, 11...Rotor, 12...Stator, 15a=[5h...Magnetic pole, I6a-16h
......Coil, 31.32...Motor coil, T...Stator tooth, To...Rotor tooth, 40...Magnetic pole position detection circuit, 51.5
2... Multiplier, 53.54... Subtractor, 55.57... Current control circuit, 56.58.
...Current detector, 60... Speed control circuit,
61... Rotational position detection circuit, 85...
F/■ converter, 86...subtractor, 87...
...Up-down counter, 89...D/A converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ドラム内に組み込まれ、ステータの各磁極に各々巻回さ
れたコイルを鎖交する磁束がロータの回転に伴って正弦
波状に変化するように前記ステータおよびロータに形成
された歯の間隔が適宜設定されたアウターロータ式パル
スモータと、前記ロータに対する前記ステータの各磁極
の相対的位置変化に対応した正弦波状の多相の磁極位置
検出信号を出力する磁極位置検出手段と、前記磁極位置
検出信号に基づいて前記ロータの回転速度を検出すると
共に、この検出結果と予め設定された設定回転速度との
速度差を算出し、この算出結果に応じた電流振幅指令信
号を出力する速度指令手段と、前記電流振幅指令信号に
応じた振幅であって、前記磁極位置検出信号に応じた位
相の駆動電流を前記各コイルに供給する電流制御手段と
を具備することを特徴とするドラム駆動装置。
The spacing between the teeth formed on the stator and rotor is appropriately set so that the magnetic flux linking the coils incorporated in the drum and wound around each magnetic pole of the stator changes in a sinusoidal manner as the rotor rotates. a magnetic pole position detection means for outputting a sinusoidal multiphase magnetic pole position detection signal corresponding to a relative position change of each magnetic pole of the stator with respect to the rotor; speed command means for detecting the rotation speed of the rotor based on the rotation speed, calculating a speed difference between this detection result and a preset rotation speed, and outputting a current amplitude command signal according to the calculation result; A drum drive device comprising current control means for supplying each coil with a drive current having an amplitude corresponding to a current amplitude command signal and a phase corresponding to the magnetic pole position detection signal.
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