KR970002261B1 - 회전자 회전수의 제어방법 - Google Patents

회전자 회전수의 제어방법 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

회전자 회전수의 제어방법
제1도는 자기테이프 장착용의 헤드드럼장치와 함께 전자정류형 모우터를 보여주는 개략도.
제2도는 전자정류형 DC모우터의 모우터 제어를 위한 블록회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고정자 2, 3 : 드럼
4 : 헤드 5 : 회전자
6 : 축 7 : 광전배리어
8 : 인쇄배전판 9 : 모우터제어회로
10, 11 : 마아킹라인 16 : PLL 회로
17 : 센터 18 : 모우터
19 : 선로 20 : 컨버터
21, 22 : 선 23~28 : 증폭기
29 : 평가회로 30 : 측정회로
31 : 제산회로 32 : 스위치
33 : 축적회로 34 : 승산회로
본 발명은, 특허청구의 범위의 상위개념에 규정되고 있는 것과 같은 회전자의 회전수를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
전자적으로 제어되는 구동장치에 있어서는, 그의 계속시간이 축 또는 회전자의 현재 회전속도를 표시하는 펄스를 구동축(회전자)에 고정시킨 점과의 사이에서 발생하는 것은 공지되고 있다. 이와 같이 해서 생긴 연속적 펄스(열)의 주파수는 전자적 평가회로에 공급되어 바람직한 주파수와 비교되어서, 모우터속도를 제어하기 위한 전압이 그곳으로부터 얻어진다.
펄스의 발생은 소위 회전속도계 제너레이터에 의하여 행하여 지지만, 이에는 각종 상이한 발생 모드가 고려된다. 예컨대, 전자적(electromagnetical), 또는 광-전자적(opto-electronical)인 회전계가 사용되고 있다. 1회전당 하나보다도 많은 펄스의 평가를 행하는 모든 제너레이터에 공통적인 것은, 제너레이터의 개별소자의 기계적장치 구성에 의하여 회전자의 1회전 사이에 편차가 존재하고, 그에 의하여 균일회전 속도임에도 불구학도, 1회전 사이에 송출되는 연속적 펄스의 주파수가 일정하지는 않다는 것이다. 만약 편차를 그와 같은 제너레이터가, 예컨대 내부 시정수의 작은 PLL 회로를 제어하는데 사용되었다면 일정한 회전속도의 경우에는 출력신호가 일정해지지 않으면 안되는데 그의 PLL 회로의 출력신호는 1회전 사이에 그와 같은 편차를 보여 주게 된다. 이 사실은, 회전자의 1회전 사이에 바람직하지 않은 제어과정을 야기해 버리고 만다.
본 발명의 목적 내지 과제는 편차를 가지고 있는, 그와 같은 회전속도계 제너레이터에 있어서까지도 바람직하지 않는 제어과정을 방지하는데 있다.
이와 같은 목적은 본 발명에 의하면 특허청구의 범위에 기재된 특징을 갖는 구성요건에 의하여 달성된다.
본 발명의 다른 발전형태는, 실시예 중에 설명된다.
본 발명에 의한 방법에 있어서는, 회전자의 동작의 개시에 앞서서, 먼저 편차를 가질 수 있는 점 또는 마아크의 배열이 검출되고, 또한 축적된다.
그들 값으로, 보정치가 얻어지고, 그들은 후속동작에서 얻어지는 펄스의 실제값을 보정하는데 사용된다.
이와 같이 하여 회전자의 작동을 위하여 모우터 동작을 위한 제어를 작동(접속)되기 시작하면, 1회전 사이의 제어에 좋지 않는 영향을 주는 고르지 못한 펄스는 발생하지 않게 된다. 더우기, 펄스의 한결같은 패턴이 발생되어서, 제어속도를 증가시키고, 또한 회전자의 1회전의 주기에서 나타나는 변동도 보상할 수 있게 된다.
본 발명은 더우기 회전자의 회전속도계 제너레이터를 제어하기 위한 회로장치에도 관계가 있다.
따라서, 편차를 갖는 회전계에서의 바람직하지 않는 제어 동작을 방지하는 회로를 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
이 목적을 달성하기 위한 회로구성은 실시예 중에 설명된다.
본 발명은, 실시예를 보여 준 도면을 참조하면서, 더욱 상세히 설명된다.
제1도는 자기테이프 장치용의 헤드드럼장치와 아울러 전자적으로 정류가 행하여지는 모우터를 보여 주고 있다. 이 모우터는, 원형으로 배치된 정류코일을 수용하고 있는 고정자(1)를 가지고 있다.
회전자(5) 중에는, 복수의 자석이 원형선상에 배치되어 있으며, 그들은 클리어런스로서의 에어갭을 거쳐서, 고정자중의 코일에 대향하도록 설치되어 있다. 회전자(5)는, 상부 회전헤드드럼(3)과 함께 공통축(6)상에 놓여지고 있으며, 한편, 하부고정헤드드럼(2)은 고정자(1)에 굳게 부착되어 있다.
회전자는, 그의 외주상에 상이한 폭의 마아킹라인(10), (11)을 가지고 있다.
투명 플라스틱으로 작성된 회전자의 외측부분의 엣지는, 갈라진 광전 배리어(7)의 갭내에 수용되고 있으며, 모우터가 회전되고 있는 동안에는 마라킹라인에 의하여, 이 배리어중에 펄스가 생기고, 그 펄스의 연속으로부터 모우터제어회로(9)에 의하여 모우터의 제어가 주어진다.
이 갈라진 광전 배리어는, 모우터의 고정자부분(1)에 돌출하고 있는 인쇄배선판(8)상에 부착되어 있으며, 이에 의하여 갈라진 광전 배리어는 고정자(1)의 코일에 대하여 고정된 위치 관계를 가질 수 있다.
마아킹라인은, 회전자의 자석에 대하여 일정한 대응배열을 이루도록, 일정한 각도 거리에 위치되고 있다.
그들은, 예컨대, 최소극 이행부로 되도록 정열, 배열할 수 있다. 마아킹라인(10), (11)에 의하여 회전의 개시위치를 마아크하기 위하여, 마아킹라인(11)은 다른 한결 같은 마아킹라인(10)과는 상이하도록 된다.
이곳에 보여지고 있는 장치에 있어서는, 부가적으로 이 마아킹(11)은, 상부 헤드드럼(3)에 있어서의 자기헤드(4)와 정열되어 있다.
제2도는, 전자적으로 정류되는 DC 모우터의 모우터제어를 위한 블록회로도를 보여 주고 있다.
모우터(18)는 3상으로서, 상권선 D, E 및 F를 가지고 있다. 상권선은 스타아 결선되어 있다.
스타아의 중점은 동작전압 +UB에 접속되어 있다.
모우터(18)에는, 광결합기로서 움직이며, 그리하여 회전자 외주에 설치되어 있는 라인코드(10), (11)을 평가하기 위한 센서(17)가 결합되어 있다. 센서(17)은 선로(19)를 통하여 신호를 컨버터(변환기)(20)에 전달하고, 그의 신호는, 예컨대 마이크로 프로세서에 의하여, 컨버터 내부에서 평가된다. 회전자의 현재의 상대적 위치가 각각 인식되고, 그리하여 작동용전압이 출력선 a, b, c 및 A, B, C에 출력되고, 이에 의하여 제어가능한 증폭기(23)에서 (28)까지를 통해서, 모우터(18)의 개개의 상코일이 여기된다. 정류의 위상 관계의 정보는, 동작기간의 모든 시간에 걸쳐서, 선 a, b, c 및 A, B, C에 존재한다. 이곳에서 예컨대 출력선 a, b 및 c는 감속방향에서의 정류를 표시하고, 또한 선 A, B 및 C는 가속방향에서의 정류를 표시한다.
정류의 실제방향 및 정류의 강도는, 제어가능한 증폭기(23)으로부터 (28)까지 미리 결정되고, 이들 증폭기는 최종제어 소자로서 컨버터(20)의 출력선과 모우터(18)의 코일 결선과의 사이에 접속된다.
이와 같이 하여, 감속(제동)방향을 위한 출력선 a, b, c는 증폭기(23), (24) 및 (25)의 입력에 접속되고, 또한 감속방향을 위한 출력선 A, B 및 C는 증폭기(26), (27) 및 (28)로 접속된다.
증폭기(23), (24) 및 (25)는 병렬로 접속되어 있는 그들 제어입력이 선로(22)를 통해서 PLL 회로(16)로 접속되어 있는 하나의 그룹을 형성하고 있으며, 증폭기(26), (27), (28)로 구성되는 그룹은, 이것도 또한 서로 접속되어 있는 그들 제어 입력에 관해서, 선로(21)를 통해서 PLL 회로(16)에 접속되어 있다.
증폭기(23) 및 (26)의 출력은 모우터(18)의 상권선 D에, 증폭기(24) 및 (27)의 출력은 상권선 F로 그리하여 증폭기(25) 및 (28)의 출력은 상권선 E로 공급된다.
(23)으로부터 (25)까지의, 혹은 (26)으로부터 (28)까지는, 각 증폭기 그룹은, 각각의 제어선(21) 또는 (22)를 통해서 작동되어 있는 것으로서, 그것은 즉 증폭기 입력에 존재하고 있는 컨버터(20)의 정류신호가, 선로(21) 또는 (22) 각각에 있어서의 제어신호에 의존해서, 모우터(18)의 상권선에 전달되기 때문이다.
이와 같이 해서, 정류전류의 강도는 전달된 증폭기의 내부 저항에 의존하게 되고, 환언하면 그것은 각 제어선로(21) 또는 (22)에 나타나고 있는 전압의 크기에 의존하게 된다.
이 전압은, 나아가서, 이들 전압은 PLL 회로(16)의 내부에서 발생되는 것이다.
이들 정도, 및 전압이 공급되는 각각의 선(21) 또는 (22)의 선택도 모우터 속도로부터 얻어지는 실제치 시간차의 연속(열) F1을, 바람직한 차의 연속(설정치 시간차열) F2와 비교함으로써 얻어진다.
센서(17)에 의하여 회전자 외주의 라인코드를 평가함으로써, 회전계 주파수가 생기고, 그곳으로부터 제2의 그리하여 다른 평가에 사용되는 실제의 시간차의 연속 F1이 얻어진다.
공칭(정격)속도에 있어서는 F1은 바람직한(설정치) 시간차의 연속(열) F2와 같다. F1이 F2보다도 큰 동안에는, 전압이 PLL 회로로부터 선로(21)로 출력되어서, 가속방향으로 정류하기 위하여 사용되는 제어용 증폭기 그룹(26)으로부터 (28)까지를 제어한다. 만약, 반대로, 예컨대 부하의 감소에 의하여, 센서(17)가 보다 높은 주파수를 발생하는 회전수에 달했을 경우에는, 신호는 선로(21)로 향하여 모우터(18)은 감속(제동)된다.
개개의 증폭기제어(여진)의 강도는, 이와 같이 해서 회로(16)중에서 바람직한 값으로 비교되어 나타난 실제치(피이드 백치)로부터 얻어진다.
모우터(18)의 제어가 작용하기 전에는, 모우터는 최초로 공칭속도까지 감속된다. 그의 제어가 스위치 오프됨과 동시에, 모우터의 구동은 일정한 상태로 되고, 그리하여 연속하는 펄스 사이의 시간간격 TM이 1회전의 총시간 TC와 함께 얻어진다. 이 과정은, 초기결정의 정확성을 체크하기 위하여 수 회전에 걸쳐서 실행할 수도 있다.
그 결과, 얻어진 총시간 TC는 펄스의 수 n으로 분할된다. 이곳에서 얻어지는 결과로서, 펄스의 통상거리를 표시하는 시간 패턴 TS가 얻어진다.
기계적 편차에 의하여, 측정된 펄스간의 시간 간격 TM은 시간 패턴 TS에 의하여 발생되는 펄스로부터는 어긋나고 있다. 이들 편차는, 매회의 펄스간의 간격의 보정치로서 계산되는 것으로서, 그것은 A(n)=TS/TM(n)의 형태로 얻어진다.
이들 보정치가 얻어지고, 그리하여 축적된 후에는, 통상제어 작동모우드로 전환할 수 있게 된다.
이에 의하여, 일단 축적된 보정치는, 몇번이고 실제치의 차이 연속 F1의 피이드백치를 보정하기 위하여 사용된다. 이 목적을 위하여, 보정치A(n)에는 측정된 펄스간격 TM이 곱해진다.
이와 같이 하여, 보정된 실제(치)의 차이치의 연속(열) F1은, F1=T(n)=TM( n)×A(n)으로서 얻어진다.
계산을 위한, 그리고 축적을 위한 회로는, 평가회로(29)중의 서브블록으로서, 그들이 제시되고 있는 바와 같이 사용될 수가 있다.
이곳에서, 연속하는 펄스간의 시간간격 TM을 결정하기 위한 측정회로(30)는, 회전자의 1회전의 총시간 TC를 측정하는데에도 사용하되, 그중에 측정회로(30)의 출력신호가 스위치(32)를 통하여 공급되는 제산회로(31)는 보정치를 얻는데 사용되고, 축적회로(33)는 보정치를 축적하고, 그리고 승산회로(34)는, 한편으로는 연속하는 펄스간의 시간간격 TM(n)을, 다른 한편으로는 보정치 A(n)에 승산한다.
승산회로(34)의 출력신호는 다음에, PLL 회로(16)의 형식으로 되어 있는 제어회로에 달한다.
다른 방법으로서는, 바람직한 제산 및 승산 대신에, 차를 얻고, 다음에 가산 또는 감산을 행할 수도 있다.
(30)에서 (34)로 표시된 서브블록은 마이크로 프로세서에 의하여 실현할 수 있는 것이며, 그곳에 도시되어 있는 회로의 특질은 적절한 프로그램 루틴에 의하여 연속적으로 발생된다.
더우기, 특허청구의 범위에 보여 준 방법의 변형으로서 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.
최초로 회전자가, 그의 모우터구동에 의하여 공칭(정격)속도까지 감속되고, 다음으로, 각 펄스의 시점 또는 연속하는 펄스간의 시간간격 TM및 1회전의 총시간 TC를 얻는 동안에는, 회전자의 일정하게 제어되도록, 미리 결정된 회전의 수가 규정되는 방법을 사용할 수 있다.
또한 시간패턴 TS가, 총시간 TC를 1회전 동안의 펄스의 수 n으로 제해서 얻는 방법을 사용할 수 있다.
다시 보정치 A가, 시간패턴에 의하여 생기는 간격 또는 시간패턴과 실제의 간격 TM와의 사이의 비의 상에 의하여 표시되는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 보정치에 의하여 보정되는 실제치(피이드 백치)가, 피이드 백치에 보정치를 곱해서 얻어지는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 역으로 보정치가, 시간패턴과 펄스의 시간과의 사이의 시간차로서, 패턴에 관해서 시간의 지전 또는 지연이 있는 것인가에 의존해서, 정 또는 부의 부호를 표시하도록 하는 방법을 사용할 수 있다.
다시 보정치에 의하여 보정되는 피이드 백치가, 보정치에 피이드 백치를 감산 또는 가산해서 얻어지는 방법을 사용할 수 있다.
더우기, 본 발명에 의하면 다음과 같은 회로장치를 사용할 수 있는, 즉 1회전 간에, 고정된 포인트와 복수의 포인트(10), (11)과의 사이에서 n펄스발생기에 의해서 발생되는 펄스의 평가에 의하여 회전자 회전수의 제어를 행하기 위한 회로장치에 본 발명의 방법을 적용하면, 측정회로(30)는 펄스의 시간 또는 연속하는 펄스간의 시간간격 TM및 회전자의 1회전의 총시간 TC를 얻는데 사용되고, 보정치 A를 얻기 위하여 측정회로(30)의 출력신호는 제산신호(32)로 공급되고, 그리하여 제산회로의 후에는 보정치 A를 축적하기 위한 축적회로(33)가 있으며, 또한 승산회로(34)에는 한쪽에는 펄스의 시간 또는 연속하는 펄스간의 시간간격 TM이, 그리고 다른 한쪽에서는 보정치 A가 공급되어서, 그의 출력신호 F1은 회전자(18)의 모우터구동을 제어하기 위하여 제어회로에 유도되도록 회로장치를 실현시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 편차를 갖는 회전속도계 제너레이터에서도, 바람직하지 않는 제어과정을 방지할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 펄스발생기에 의하여 1회전간에 고정된 복수의 포인트와 회전자의 복수의 포인트와의 사이에서 발생되는 펄스를 평가함으로서 회전자의 회전수를 제어하기 위한 방법에 있어서, 사전에 결정된 회전수하에서 펄스의 시점 또는 순차로 연속하는 펄스간의 시간간격(TM) 및 1회전의 총시간(TC)을 측정하고, 1회전간에 발생되는 펄스(TM)의 수(n)으로부터 균일한 시간패턴(TC)를 구하며, 상기 시간 패턴으로부터의 펄스의 편차로부터 보정치(A)를 구해서 축적하고, 또한 회전자의 계속되는 회전에 있어서는 구동모우터의 제어를 위한 신호(F1)을, 보정치(A)만큼 보정된 이 펄스의 실제치(TM)으로부터 도출하는 것을 특징으로 하는 회전자 회전수의 제어방법.
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