JPS642038B2 - - Google Patents
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- JPS642038B2 JPS642038B2 JP56187178A JP18717881A JPS642038B2 JP S642038 B2 JPS642038 B2 JP S642038B2 JP 56187178 A JP56187178 A JP 56187178A JP 18717881 A JP18717881 A JP 18717881A JP S642038 B2 JPS642038 B2 JP S642038B2
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- angle control
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- waveform
- voltage
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ビデオテープレコーダ、ターンテ
ーブル等に用いられる多相モータのパルス幅変調
（PWM）方式により駆動制御に好適なモータの
駆動制御装置に関する。
ーブル等に用いられる多相モータのパルス幅変調
（PWM）方式により駆動制御に好適なモータの
駆動制御装置に関する。
第１図は、三相モータの駆動制御装置の基本的
な構成を示す。モータ２には周波数発電機４が連
動しており、周波数発電機４にはモータ２の回転
速度に比例する周波数を持つ交流信号（周波数信
号）が得られる。この周波数信号は、パルス変換
回路としてのプログラムカウンタ６でパルスに変
換されて周波数―電圧変換回路８に加えられてい
る。
な構成を示す。モータ２には周波数発電機４が連
動しており、周波数発電機４にはモータ２の回転
速度に比例する周波数を持つ交流信号（周波数信
号）が得られる。この周波数信号は、パルス変換
回路としてのプログラムカウンタ６でパルスに変
換されて周波数―電圧変換回路８に加えられてい
る。
周波数―電圧変換回路８は、鋸歯状波発生回路
１０及びサンプルホールド回路１２から構成さ
れ、プログラムカウンタ６で得られた前記パルス
は鋸歯状波発生回路１０にトリガ信号として加え
らると同時に、サンプルホールド回路１２にサン
プルパルスとして加えられる。鋸歯状波発生回路
１０は、前記パルスに同期するとともに、その周
期に比例した波高値を持つ鋸歯状波を順次発生
し、また、サンプルホールド回路１２は、鋸歯状
波発生回路１０が発生する鋸歯状波の波高値を順
次更新しつつ保持するとともに、その保持電圧を
出力する。即ち、鋸歯状波の波高値は前記周期に
比例していることから、サンプルホールド回路１
２の電圧出力は、周波数―電圧変換出力として取
り出される。
１０及びサンプルホールド回路１２から構成さ
れ、プログラムカウンタ６で得られた前記パルス
は鋸歯状波発生回路１０にトリガ信号として加え
らると同時に、サンプルホールド回路１２にサン
プルパルスとして加えられる。鋸歯状波発生回路
１０は、前記パルスに同期するとともに、その周
期に比例した波高値を持つ鋸歯状波を順次発生
し、また、サンプルホールド回路１２は、鋸歯状
波発生回路１０が発生する鋸歯状波の波高値を順
次更新しつつ保持するとともに、その保持電圧を
出力する。即ち、鋸歯状波の波高値は前記周期に
比例していることから、サンプルホールド回路１
２の電圧出力は、周波数―電圧変換出力として取
り出される。
駆動角制御信号発生回路１４は、鋸歯状波発生
回路１０の鋸歯状波出力及びサンプルホールド回
路１２の出力を組み合わせて得られる所定角度ず
つ異なる位相を持つ駆動角制御信号を発生し、こ
の駆動角制御信号は駆動部１６に相毎に設けられ
た駆動回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃで増幅等の処
理を施された後、モータ２の各コイル２Ａ，２
Ｂ，２Ｃに駆動角制御入力として個別に加えられ
る。
回路１０の鋸歯状波出力及びサンプルホールド回
路１２の出力を組み合わせて得られる所定角度ず
つ異なる位相を持つ駆動角制御信号を発生し、こ
の駆動角制御信号は駆動部１６に相毎に設けられ
た駆動回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃで増幅等の処
理を施された後、モータ２の各コイル２Ａ，２
Ｂ，２Ｃに駆動角制御入力として個別に加えられ
る。
そして、各駆動回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに
は駆動制御入力としてサンプルホールド回路１２
の出力が加えられており、各コイル２Ａ，２Ｂ，
２Ｃに加える駆動角制御入力がサンプルホールド
回路１２の出力電圧で制御される。
は駆動制御入力としてサンプルホールド回路１２
の出力が加えられており、各コイル２Ａ，２Ｂ，
２Ｃに加える駆動角制御入力がサンプルホールド
回路１２の出力電圧で制御される。
このような駆動制御装置では、モータ２の駆動
力がリニア動作によつて得られているため、例え
ば段階的な速度制御を必要とする場合には、駆動
部１６の電源電圧に対する駆動電圧降下分と駆動
電流との積に相当する分が無効電力として損失す
る。即ち、周波数―電圧変換出力で与えられるモ
ータ２の印加電圧Vnと電源電圧Vccとの電圧差
（Vcc−Vn）と、モータ２の駆動電流Inとの積
（Vcc−Vn）Inが電力損失となり、モータ２の駆
動力はVn・Inで与えられる。このため、駆動効
率を改善するには、VnをVccに近づければ良い
が、その制御範囲から限度があり、高効率を維持
することは困難である。また、このような損失
は、駆動部１６の放熱設計並びに許容熱損失能力
の拡大に関係し、駆動部１６の大容量化、大型化
の原因に成つている。
力がリニア動作によつて得られているため、例え
ば段階的な速度制御を必要とする場合には、駆動
部１６の電源電圧に対する駆動電圧降下分と駆動
電流との積に相当する分が無効電力として損失す
る。即ち、周波数―電圧変換出力で与えられるモ
ータ２の印加電圧Vnと電源電圧Vccとの電圧差
（Vcc−Vn）と、モータ２の駆動電流Inとの積
（Vcc−Vn）Inが電力損失となり、モータ２の駆
動力はVn・Inで与えられる。このため、駆動効
率を改善するには、VnをVccに近づければ良い
が、その制御範囲から限度があり、高効率を維持
することは困難である。また、このような損失
は、駆動部１６の放熱設計並びに許容熱損失能力
の拡大に関係し、駆動部１６の大容量化、大型化
の原因に成つている。
そこで、この発明は、電力損失を削減するとと
もに、駆動部の小容量比、小型化を実現したモー
タの駆動制御装置の提供を目的とする。
もに、駆動部の小容量比、小型化を実現したモー
タの駆動制御装置の提供を目的とする。
即ち、この発明のモータの駆動制御装置は、モ
ータの駆動角制御信号を発生する駆動角制御信号
発生回路と、この駆動角制御信号発生回路が発生
した前記駆動角制御信号の時間幅に対応した波高
値を持つ電圧波形を発生する基準波形発生回路
と、直流基準電圧を設定する基準電圧源と、この
基準電圧源で設定された前記直流基準電圧と前記
基準波形発生回路が発生した前記電圧波形とを比
較し、前記電圧波形の電圧が前記直流基準電圧を
越える区間を時間幅とするパルスを発生する比較
器と、この比較器が発生した前記パルスの時間幅
に前記駆動角制御信号の信号幅を変換する波形変
換回路とから構成したものである。
ータの駆動角制御信号を発生する駆動角制御信号
発生回路と、この駆動角制御信号発生回路が発生
した前記駆動角制御信号の時間幅に対応した波高
値を持つ電圧波形を発生する基準波形発生回路
と、直流基準電圧を設定する基準電圧源と、この
基準電圧源で設定された前記直流基準電圧と前記
基準波形発生回路が発生した前記電圧波形とを比
較し、前記電圧波形の電圧が前記直流基準電圧を
越える区間を時間幅とするパルスを発生する比較
器と、この比較器が発生した前記パルスの時間幅
に前記駆動角制御信号の信号幅を変換する波形変
換回路とから構成したものである。
以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第２図は、この発明のモータの駆動制御装置の
実施例を示し、第１図に示したモータの駆動制御
装置と同一部分には同一符号が付してある。
実施例を示し、第１図に示したモータの駆動制御
装置と同一部分には同一符号が付してある。
第２図において、サンプルホールド回路１２の
保持出力並びにその発生点レベルは、駆動角制御
信号発生回路１４の電圧分割回路２０で位相設定
に応じて分割される。この場合、１つの鋸歯状波
入力の同期を360゜に設定し、例えば三相の場合、
発生点レベルから波高値に至る電圧は３等分する
ことによつて120゜毎の位相推移が形成される。こ
の電圧出力は、鋸歯状波発生回路１０が発生する
鋸歯状波出力とともに移相回路２２に加えられ、
サンプルホールド出力と前記分割電圧出力との比
較に基づき120゜毎の位相推移を持つ移相信号が形
成され、駆動角制御信号形成回路２４に加えられ
ている。
保持出力並びにその発生点レベルは、駆動角制御
信号発生回路１４の電圧分割回路２０で位相設定
に応じて分割される。この場合、１つの鋸歯状波
入力の同期を360゜に設定し、例えば三相の場合、
発生点レベルから波高値に至る電圧は３等分する
ことによつて120゜毎の位相推移が形成される。こ
の電圧出力は、鋸歯状波発生回路１０が発生する
鋸歯状波出力とともに移相回路２２に加えられ、
サンプルホールド出力と前記分割電圧出力との比
較に基づき120゜毎の位相推移を持つ移相信号が形
成され、駆動角制御信号形成回路２４に加えられ
ている。
駆動角制御信号形成回路２４は、移相信号入力
に基づき、例えば、120゜ずつの位相推移を持つ駆
動角制御信号を形成する。この駆動角制御信号は
一定の位相推移とともに所定の駆動力を得るに必
要なパルス幅を持つ矩形波パルスで与えられてい
る。この駆動角制御信号は駆動制御部２６で制御
処理がされた後、駆動部１６の各駆動回路１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに加えられている。
に基づき、例えば、120゜ずつの位相推移を持つ駆
動角制御信号を形成する。この駆動角制御信号は
一定の位相推移とともに所定の駆動力を得るに必
要なパルス幅を持つ矩形波パルスで与えられてい
る。この駆動角制御信号は駆動制御部２６で制御
処理がされた後、駆動部１６の各駆動回路１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに加えられている。
駆動制御部２６には、駆動角制御信号発生回路
１４より加えられる駆動角制御信号に同期すると
ともに、駆動角制御信号の信号幅に対応する波高
値の鋸歯状波、三角波又は指数関数波等の電圧波
形を発生する基準波形発生回路２８Ａ，２８Ｂ，
２８Ｃが設けられている。
１４より加えられる駆動角制御信号に同期すると
ともに、駆動角制御信号の信号幅に対応する波高
値の鋸歯状波、三角波又は指数関数波等の電圧波
形を発生する基準波形発生回路２８Ａ，２８Ｂ，
２８Ｃが設けられている。
各基準波形発生回路２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃの
出力は、各比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに加え
られて、基準電圧源３０で設定された基準電圧
V0と比較され、各比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２
Ｃによるパルス幅変調によつて基準電圧値に応じ
たパルス幅を持つパルスが形成される。このパル
スは各相毎に設けられた波形変換回路としての
AND回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃに前記駆動角
制御信号とともに入力され、両信号の論理積によ
つて前記パルスのパルス幅に変換された駆動角制
御信号が駆動部１６に入力されている。この場
合、モータ２の各コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃには電
源電圧Vccが直接又はコイルを通して印加される
ものである。
出力は、各比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに加え
られて、基準電圧源３０で設定された基準電圧
V0と比較され、各比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２
Ｃによるパルス幅変調によつて基準電圧値に応じ
たパルス幅を持つパルスが形成される。このパル
スは各相毎に設けられた波形変換回路としての
AND回路３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃに前記駆動角
制御信号とともに入力され、両信号の論理積によ
つて前記パルスのパルス幅に変換された駆動角制
御信号が駆動部１６に入力されている。この場
合、モータ２の各コイル２Ａ，２Ｂ，２Ｃには電
源電圧Vccが直接又はコイルを通して印加される
ものである。
以上の構成に基づき、動作を第３図及び第４図
に示す動作波形を参照して説明する。
に示す動作波形を参照して説明する。
第３図において、Ａは周波数発電機４の出力波
形、Ｂはプログラムカウンタ６によつて得られた
パルス変換出力、Ｃは鋸歯状波発生回路１０の出
力波形を示している。
形、Ｂはプログラムカウンタ６によつて得られた
パルス変換出力、Ｃは鋸歯状波発生回路１０の出
力波形を示している。
第３図のＣにおいて、Vph1，Vph2及びVph3はサ
ンプルホールド回路１２の保持出力、VLは発生
点レベル、V1，V2は電圧分割回路２０における
分割電圧レベルを示している。
ンプルホールド回路１２の保持出力、VLは発生
点レベル、V1，V2は電圧分割回路２０における
分割電圧レベルを示している。
第３図のＤ及びＥは電圧分割出力に基づいて移
相回路２２で形成される移相信号を示し、Ｄ，Ｅ
に示す各パルスの前縁部はそれぞれ120゜の位相推
移が形成され、それぞれの後縁部は、360゜に成つ
ている。
相回路２２で形成される移相信号を示し、Ｄ，Ｅ
に示す各パルスの前縁部はそれぞれ120゜の位相推
移が形成され、それぞれの後縁部は、360゜に成つ
ている。
第３図のＦ，Ｇ及びＨは、駆動角制御信号形成
回路２４における第３図のＤ及びＥに示す移相信
号の組合せによつて得られた駆動角制御信号を示
し、各パルスは360゜を３等分した形に成つている
ことが分る。
回路２４における第３図のＤ及びＥに示す移相信
号の組合せによつて得られた駆動角制御信号を示
し、各パルスは360゜を３等分した形に成つている
ことが分る。
第４図において、F′，G′及びH′は第３図のＦ，
Ｇ及びＨに示す波形の時間軸を拡大して示した駆
動角制御信号波形である。
Ｇ及びＨに示す波形の時間軸を拡大して示した駆
動角制御信号波形である。
第４図のＩ，Ｊ及びＫは、各駆動角制御信号に
同期して基準波形発生回路２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃから個別に出力される鋸歯状波電圧の波形を示
し、各波形の波高値は、駆動角制御信号の信号幅
に対応しており、各波形においてVoは直流基準
電圧を示している。
同期して基準波形発生回路２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃから個別に出力される鋸歯状波電圧の波形を示
し、各波形の波高値は、駆動角制御信号の信号幅
に対応しており、各波形においてVoは直流基準
電圧を示している。
第４図のＬ，Ｍ及びＮは、比較器３２Ａ，３２
Ｂ，３２Ｃで与えられるパルス幅変調によるパル
ス波形を示し、このパルス波形と第４図のF′，
G′及びH′に示す波形変換前の駆動角制御信号と
の比較から明らかなように、パルス幅変調並びに
波形変換によつて駆動角制御信号l1，m1，n1及び
l2，m2，n2の信号幅は1/2、駆動角制御信号l3，
m3，n3の信号幅は2/3に成つている。モータ２の
駆動力はこの信号幅で与えられるから、前者の駆
動角制御信号の場合1/2の駆動力、後者の駆動角
制御信号の場合2/3の駆動力と成る。従つて、各
比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃで得られるパルス
の時間幅は直流基準電圧V0によつて調整され、
その時間幅に波形変換される駆動角制御信号の信
号幅は直流基準電圧V0に対応したものとなるの
で、直流基準電圧V0の加減によつてモータ２の
駆動力ないし電力制御を最適化することができ
る。
Ｂ，３２Ｃで与えられるパルス幅変調によるパル
ス波形を示し、このパルス波形と第４図のF′，
G′及びH′に示す波形変換前の駆動角制御信号と
の比較から明らかなように、パルス幅変調並びに
波形変換によつて駆動角制御信号l1，m1，n1及び
l2，m2，n2の信号幅は1/2、駆動角制御信号l3，
m3，n3の信号幅は2/3に成つている。モータ２の
駆動力はこの信号幅で与えられるから、前者の駆
動角制御信号の場合1/2の駆動力、後者の駆動角
制御信号の場合2/3の駆動力と成る。従つて、各
比較器３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃで得られるパルス
の時間幅は直流基準電圧V0によつて調整され、
その時間幅に波形変換される駆動角制御信号の信
号幅は直流基準電圧V0に対応したものとなるの
で、直流基準電圧V0の加減によつてモータ２の
駆動力ないし電力制御を最適化することができ
る。
このようにモータ２の駆動部１６では、パルス
幅変調並びに波形変換によつて最適化された信号
幅の駆動角制御信号により電力消費が削減され
る。
幅変調並びに波形変換によつて最適化された信号
幅の駆動角制御信号により電力消費が削減され
る。
ここで、駆動回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃにお
ける駆動用トランジタの飽和電圧をVsat、パルス
幅変調（PWA）パルスのパルス周期をTs、駆動
角制御信号時間をTcとすれば、駆動回路１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃによつて与えられるモータ駆動力
は（Vcc−Vsat）・ln・Tc／Tsで与えられ、電力損
失は駆動用トランジスタの飽和損失In・Vsat・
Tc／Tsのみとなり、従つて、高効率駆動が実現
できる。
ける駆動用トランジタの飽和電圧をVsat、パルス
幅変調（PWA）パルスのパルス周期をTs、駆動
角制御信号時間をTcとすれば、駆動回路１６Ａ，
１６Ｂ，１６Ｃによつて与えられるモータ駆動力
は（Vcc−Vsat）・ln・Tc／Tsで与えられ、電力損
失は駆動用トランジスタの飽和損失In・Vsat・
Tc／Tsのみとなり、従つて、高効率駆動が実現
できる。
この結果、駆動部１６が小容量化、小型化でき
るとともに、駆動電源にバツテリを使用する場合
に駆動時間を延ばすことができ、しかも、回路の
IC化においてはパツケージパワーが少なくでき
る利点が得られるものである。
るとともに、駆動電源にバツテリを使用する場合
に駆動時間を延ばすことができ、しかも、回路の
IC化においてはパツケージパワーが少なくでき
る利点が得られるものである。
なお、実施例では三相モータの場合について説
明したが、この発明は三相以上の多相モータにも
適用でき、しかも説明上、駆動角制御信号を120゜
ずつ位相推移した形に設定したが、三相の場合、
60゜ずつの位相推移を持つ信号を用いて構成した
場合でも同様に適用できるものである。
明したが、この発明は三相以上の多相モータにも
適用でき、しかも説明上、駆動角制御信号を120゜
ずつ位相推移した形に設定したが、三相の場合、
60゜ずつの位相推移を持つ信号を用いて構成した
場合でも同様に適用できるものである。
以上説明したように、この発明によれば、比較
器で得られるパルスの時間幅が直流基準電圧によ
つて調整され、その時間幅に波形変換される駆動
角制御信号の信号幅が直流基準電圧に対応したも
のとなるので、直流基準電圧の加減によつてモー
タの駆動力ないし電力制御の最適化を図ることが
でき、電力損失の削減とともに駆動部の小容量
化、小型化を実現することができる。
器で得られるパルスの時間幅が直流基準電圧によ
つて調整され、その時間幅に波形変換される駆動
角制御信号の信号幅が直流基準電圧に対応したも
のとなるので、直流基準電圧の加減によつてモー
タの駆動力ないし電力制御の最適化を図ることが
でき、電力損失の削減とともに駆動部の小容量
化、小型化を実現することができる。
第１図は三相モータの一般的な駆動制御装置を
示すブロツク図、第２図はこの発明のモータの駆
動制御装置の実施例を示すブロツク図、第３図及
び第４図は第２図に示したモータの駆動制御装置
の動作波形を示す図である。 ２……モータ、１４……駆動角制御信号発生回
路、２６……駆動制御部、２８Ａ，，２８Ｂ，２
８Ｃ……基準波形発生回路、３０……基準電圧
源、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ……比較器、３４
Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ……AND回路（波形変換回
路）。
示すブロツク図、第２図はこの発明のモータの駆
動制御装置の実施例を示すブロツク図、第３図及
び第４図は第２図に示したモータの駆動制御装置
の動作波形を示す図である。 ２……モータ、１４……駆動角制御信号発生回
路、２６……駆動制御部、２８Ａ，，２８Ｂ，２
８Ｃ……基準波形発生回路、３０……基準電圧
源、３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ……比較器、３４
Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ……AND回路（波形変換回
路）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モータの駆動角制御信号を発生する駆動角制
御信号発生回路と、 この駆動角制御信号発生回路が発生した前記駆
動角制御信号の時間幅に対応した波高値を持つ電
圧波形を発生する基準波形発生回路と、 直流基準電圧を設定する基準電圧源と、 この基準電圧源で設定された前記直流基準電圧
と前記基準波形発生回路が発生した前記電圧波形
とを比較し、前記電圧波形の電圧が前記直流基準
電圧を越える区間を時間幅とするパルスを発生す
る比較器と、 この比較器が発生した前記パルスの時間幅に前
記駆動角制御信号の信号幅を変換する波形変換回
路とから構成したことを特徴とするモータの駆動
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56187178A JPS5889092A (ja) | 1981-11-21 | 1981-11-21 | モ−タの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56187178A JPS5889092A (ja) | 1981-11-21 | 1981-11-21 | モ−タの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889092A JPS5889092A (ja) | 1983-05-27 |
| JPS642038B2 true JPS642038B2 (ja) | 1989-01-13 |
Family
ID=16201466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56187178A Granted JPS5889092A (ja) | 1981-11-21 | 1981-11-21 | モ−タの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5889092A (ja) |
-
1981
- 1981-11-21 JP JP56187178A patent/JPS5889092A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5889092A (ja) | 1983-05-27 |
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