JP2704057B2 - スピンドルモータの起動制御回路 - Google Patents

スピンドルモータの起動制御回路

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JP2704057B2
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秀雄 正木
克彦 海田
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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
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置等に
用いられるスピンドルモータの起動制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ディスク装置における磁気記
録媒体を駆動するモータとしては、スピンドルモータが
一般に使用されている。この磁気ディスク装置に用いら
れるスピンドルモータは、起動の確実性が要求される。
このため従来のスピンドルモータの起動制御回路では、
起動時の最悪条件を考慮して起動電流を設定し、起動動
作時にはこの設定起動電流をそののままモータに供給す
るようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うに最悪条件を考慮してモータの起動電流を設定した場
合、確実に起動し得るものであるが、通常の状態での起
動には、大きすぎる電流が流れてしまう。特に最近の磁
気ディスク装置の用途を考えると、電池駆動のものがあ
り、この場合には少しでも余分な電流は削減する必要が
ある。また、磁気ディスク装置が、省電力タイプのシス
テムに組み込まれた場合には、モータの停止する回数が
多くなり、従って、起動回数も増加し、無駄な電流も増
加することになる。
【0004】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
モータ起動電流を低減でき、かつ、モータ起動を確実に
行ない得るスピンドルモータの起動制御回路を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、スピンドルモ
ータと、通常状態では十分に起動可能な範囲の低いレ
ベルに制限された初期電流により上記モータを初期起動
する初期起動手段と、上記モータの起動状態をチェック
する起動チェック手段と、この手段により上記モータが
起動しないと判断された場合に上記モータの初期起動電
流を順次増加して再起動する再起動手段とを具備したこ
とを特徴とするスピンドルモータの起動制御回路であ
る。
【0006】
【作用】起動に際しては、まず、起動電流を通常起動電
流のレベルに設定し、モータを初期起動する。この初期
起動を行なった後、モータが予期された通りに回転を開
始したか否か、つまり、起動が成功したか否かをチェッ
クし、起動が成功すれば起動シーケンスを終了し、次の
加速シーケンスへ移行する。しかし、上記起動に失敗し
た場合には、起動電流を増加して再起動する。以下、同
様にして起動が失敗した場合には、起動電流を順次増加
して再起動を行なう。
【0007】従って、通常時のモータ起動電流を低く設
定でき、起動時の消費電力を低減することができる。ま
た、起動条件が悪い場合であっても起動動作を確実に行
なうことが可能となる。
【0008】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。第1図は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。第1図に於いて、10はCPU、11は電流制御回
路、12は励磁相制御回路、13はスピンドルモータ、
14はモータ13の回転や相の検知を行なうセンサであ
る。このセンサ14は、モータ13の各相に対応して複
数個設けられ、各検知出力が励磁相制御回路12及びC
PU10へ送られる。例えばモータ13として3相のも
のを使用した場合には、センサ14は3個設けられ、各
各検知出力がそれぞれ励磁相制御回路12及びCPU1
0へ送られる。
【0009】上記CPU10は、センサ14の検出信号
を基に電流制御信号15を電流制御回路11に出力す
る。この電流制御回路11は、CPU10からの電流制
御信号15に従って励磁相制御回路12への供給電流を
制御する。この励磁相制御回路12は、センサ14の検
知信号に従ってモータ13の励磁相を切換え、モータ1
3が回転するように制御する。このモータ13は、図示
しないがステータ側モータコイル及びロータ側モータコ
イルを備え、モータ駆動電流がステータ側モータコイル
に供給され、ロータに対する回転磁界が発生してロータ
が回転駆動される。このロータの回転は、センサ14に
より検知され、その検知信号が上記したように励磁相制
御回路12及びCPU10へ送られる。CPU10は、
センサ14の検知信号によりモータ13が起動したか否
かを判断し、起動に失敗した場合には、起動電流を順次
増加するように電流制御回路11を制御する。
【0010】次に上記実施例における起動時の動作を図
2に示すフローチャートを参照しての説明する。
【0011】CPU10は、図2に示すフローチャート
に従ってモータ13を起動する。まず、CPU10は、
モータ起動電流を図3における通常値に設定し、その値
を指示する電流制御信号15を電流制御回路11に出力
する(ステップA1 )。
【0012】上記図3はモータ13の起動時における電
流供給状態を示したものである。図3において、21は
最大供給電流であり、電流制御回路11で供給できる最
大電流値を示している。22はモータ13の通常起動電
流であり、通常時に必要な起動電流と、そのばらつきの
範囲を示している。この場合、通常起動電流22は、例
えばばらつきの範囲の上限値に設定する。23は起動命
令の出力時であり、モータ13の起動シーケンスが開始
された時点を示している。24は1シーケンス時間であ
り、起動動作を開始してから、起動の成功、不成功を判
断するまでの時間である。
【0013】しかして、上記のようにCPU10がモー
タ起動電流を通常起動電流のレベルに設定し、図3の2
3の時点で電流制御信号15を電流制御回路11に出力
すると、電流制御回路11は電流制御信号15に基づい
て励磁相制御回路12に初期電流を供給するが、この
際、その電流を通常起動電流22のレベル(図3の
(a))に制限する。励磁相制御回路12は、電流制御
回路11から起動電流が供給されると、センサ14から
送られてくるロータの位置信号に基づいてモータ13の
起動動作を行なう(ステップA2 )。
【0014】上記のモータ起動動作を行なった後、CP
U10はセンサ14の検出信号から、モータ13が予期
された通りに回転を開始したか否か、つまり、起動が成
功したか否かを判断する(ステップA3 )。ここでモー
タ13が回転を開始していれば、起動シーケンスは終了
となり、次の加速シーケンス(図示せず)へ移行する。
この場合には、図3の(b)に示すように、それ以上駆
動電流を流さない。この駆動電流は、モータ13が定常
回転数に近付くに従って順次低下し、定常回転数に達す
ると一定レベルになる。
【0015】一方、上記ステップA3 で、起動が失敗し
たと判断した場合は、CPU10から起動電流の増加を
指示する電流制御信号15を電流制御回路11に出力す
る(ステップA4 )。これにより電流制御回路11は、
図3に示すように励磁相制御回路12に対する起動電流
を1ステップ分、つまり、(c)のレベルまで増加し、
再度ステップA2 の起動動作を行なう。
【0016】以下、同様の処理を行ない、モータ13が
起動すれば起動シーケンスを終了するが、起動に失敗し
た場合には図3に示すように最大供給電流21となるま
で起動電流を順次増加していく。この最大供給電流21
は起動時の最悪条件を考慮して設定されるものであり、
このレベルまで起動電流を増加することにより、モータ
13の起動が確実に行なわれる。
【0017】上記実施例は、センサ14を備えたモータ
13に対して実施した場合について示したものである
が、センサ14を備えていない所謂センサレスのモータ
に対しても同様にして実施し得るもので、図4にその回
路構成例を示す。
【0018】センサレスのモータに対する起動制御回路
は、図4に示すようにCPU10、電流制御回路11、
励磁相制御回路12、モータ13により構成される。そ
して、センサレスの場合には、励磁相制御回路12の内
部に設けたロータ位置検出部により、モータ13におけ
るロータの位置検出を行なう。すなわち、モータ13
は、例えば3相の場合、A相,B相,C相のステータ側
モータコイル13a,13b,13c及びロータ(図示
せず)を備え、モータ駆動信号によりモータコイル13
a,13b,13cが駆動され、ロータに対する回転磁
界を発生する。ロータが回転駆動されると、モータコイ
ル13a,13b,13cに逆起電圧が発生し、この逆
起電圧がモータ駆動信号に重畳して励磁相制御回路12
に戻される。また、モータコイル13a,13b,13
cの共通端子13dから電圧Vaが取り出され、励磁相
制御回路12に入力される。励磁相制御回路12は、例
えば図5に示すようにコンパレータ16a,16b,1
6cからなるロータ位置検出部により、モータ13の共
通端子電圧Vaを基準としてモータコイル13a,13
b,13cの逆起電圧を比較し、その比較結果をロータ
位置信号17としてCPU10へ出力する。このCPU
10は、ロータ位置信号17からロータ位置を判断し、
励磁相制御回路12に励磁相制御信号18を出力する。
励磁相制御回路12は、CPU10からの励磁相制御信
号18に基づいてモータコイル13a,13b,13c
を励磁する。
【0019】上記の構成において、CPU10は、上記
図2に示したフローチャートに従ってモータ13の起動
処理を実行する。まず、通常起動電流のレベルを指示す
る電流制御信号15を電流制御回路11に出力すると共
に、励磁相制御信号18を励磁相制御回路12に与えて
モータ13を起動する(ステップA1 ,A2 )。この起
動に際し、センサレスのモータ13のを場合には、起動
時のロータ位置を検知できないので、図6のフローチャ
ートに示すようにモータ13を強制回転する。
【0020】すなわち、CPU10は、まず、1相例え
ばA相のモータコイル13aを初期励磁する指令を与え
て強制的にロータを動かす(ステップB1 )。一旦、ロ
ータが回転すれば上記したように励磁相制御回路12内
のロータ位置検出部によりロータ位置信号17が得られ
るので(ステップB2 )、CPU10はこのロータ位置
信号17に基づいて次相を励磁する励磁相制御信号18
を励磁相制御回路12に出力する(ステップB3 )。こ
励磁相制御回路12は、励磁相制御信号18に基づいて
モータ13を駆動するが、その駆動電流は電流制御回路
11により制限される。
【0021】次いで、CPU10は、ロータ位置信号1
7が変化したか否かをチェックし(ステップB4 )、ロ
ータ位置信号17が変化している場合は、更にその位置
信号が正しい次相の位置信号であるか否かを判断する
(ステップB5 )。正しい次相の位置信号であればモー
タ13が正常に起動されたものと判断し、次の加速シー
ケンス(図示せず)へ移行する。また、ステップB5で
ロータ位置信号17が正しい次相の位置信号ではないと
判断した場合は、ステップB1 に戻って上記したように
1相のモータコイルを励磁し、モータ13を強制回転さ
せる。
【0022】また、CPU10は、上記ステップB4 に
おいて、ロータ位置信号17が変化していないと判断し
た場合は、制限時間が経過したか否かをチェックし(ス
テップB6 )、制限時間を経過していなければ、再度ス
テップB4 に戻ってロータ位置信号17が変化したかど
うかをチェックする。上記のようにステップB4 ,B6
により、制限時間内においてロータ位置信号17が変化
したかどうかをチェックする。この制限時間内でロータ
位置信号17が変化すれば、上記したようにステップB
5 に進むが、制限時間を経過しても位置信号が変化しな
かった場合は、モータ13の起動が失敗したものと判断
し、図2における起動電流増加ステップA4 に進んで起
動電流を増加し、再度起動処理を実行する。
【0023】なお、上記実施例では、図3に示すように
初期の駆動電流22と最大供給電流21との間に、起動
電流レベルとして3段階を置いた場合について説明した
が、この数は回路の方式等に合わせて任意の値に設定し
ても良い事は勿論である。
【0024】また、本発明は、省電力システムに組み込
まれて起動動作をしばしば行なうモータ起動制御回路の
全てに応用し得るものである。
【0025】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、モ
ータの駆動電流を制御する電流制御回路を設け、起動動
作失敗時に起動電流を順次増加して再起動するようにし
たので、通常時のモータ起動電流を低く設定でき、起動
時の消費電力を低減できると共に、起動条件が悪い場合
であっても起動動作を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るルモータ起動制御回路
の構成を示すブロック図。
【図2】同実施例における起動時の制御動作を示すフロ
ーチャート。
【図3】本発明の起動時における駆動電流の増加例を示
す図。
【図4】本発明の他の実施例に係るモータ起動制御回路
の構成を示すブロック図。
【図5】図4における励磁相制御回路内のロータ位置検
出部の構成を示すブロック図。
【図6】図4におけるモータの強制回転動作を示すフロ
ーチャート。
【符号の説明】
10…CPU、11…電流制御回路、12…励磁相制御
回路、13…モータ、13a〜13c…モータコイル、
13d…共通端子、14…センサ、15…電流制御信
号、16a〜16c…コンパレータ、17…ロータ位置
信号、18…励磁相制御信号、21…最大供給電流、2
2…通常起動電流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小柳 孝博 東京都青梅市末広町2丁目9番地 株式 会社東芝青梅工場内 (56)参考文献 特開 平2−269492(JP,A) 特開 昭61−244291(JP,A) 特開 平2−228291(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピンドルモータと、通常状態では十
    分に起動可能な範囲内の低いレベルに制限された初期
    流により上記モータを初期起動する初期起動手段と、上
    記モータの起動状態をチェックする起動チェック手段
    と、この手段により上記モータが起動しないと判断され
    た場合に上記モータの初期起動電流を順次増加して再起
    動する再起動手段とを具備したことを特徴とするスピン
    ドルモータの起動制御回路。
  2. 【請求項2】 スピンドルモータは、センサレス・スピ
    ンドルモータであることを特徴とする請求項1記載のス
    ピンドルモータの起動制御回路。
  3. 【請求項3】 センサレス・スピンドルモータと、通常
    状態では十分に起動可能な範囲内の低いレベルに制限
    された初期電流により上記モータを初期起動する初期
    動手段と、上記モータのステータ側コイルに発生する逆
    起電圧とコイル共通端子の電圧とに基づいてロータ位置
    を検出するロータ位置検出手段と、この手段により検出
    したロータ位置に基づいて順次次相の励磁信号を出力す
    る手段と、上記ロータ位置検出手段からの検出信号によ
    りモータの起動状態をチェックし、起動しないと判断さ
    れた場合に起動電流を順次増加して再起動する再起動手
    段とを具備したことを特徴とするスピンドルモータの起
    動制御回路。
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