JP2704424B2 - 直流ブラシレスモータの速度制御方法 - Google Patents
直流ブラシレスモータの速度制御方法Info
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- JP2704424B2 JP2704424B2 JP1015895A JP1589589A JP2704424B2 JP 2704424 B2 JP2704424 B2 JP 2704424B2 JP 1015895 A JP1015895 A JP 1015895A JP 1589589 A JP1589589 A JP 1589589A JP 2704424 B2 JP2704424 B2 JP 2704424B2
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- Japan
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- brushless motor
- period
- gate
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転多面鏡等の駆動に用いられる直流ブラシ
レスモータの速度制御方法に関する。
レスモータの速度制御方法に関する。
（従来技術） 従来この種直流ブラシレスモータの速度制御は第５図
に示す如く、３相４極の直流ブラシレスモータの場合、
ロータ軸の回転位置検出器HU、HVおよびHWの検出出力を
コイル通電論理回路１に入力する。コイル通電論理回路
１は公知のモータコントロール用集積回路（たとえば東
芝製TA7712P）であって、回転位置検出器HU、HV、HWの
出力が、120度の位相差をもって出力される場合、120度
幅のパルスが位置検出器HU、HV、HWの出力のそれぞれの
立上りに同期して出力され、120度幅のパルスが位置検
出器HU、HV、HWの出力のそれぞれの立下りに同期して出
力される。この状態は第６図に示す如くである。第６図
において回転位置検出器HU、HV、HWの出力をHU、HV、HW
で示し、120度幅のパルスの前者をUL、VL、WLで示し、1
20度幅のパルスの後者をUU、VU、WUで示してある。
に示す如く、３相４極の直流ブラシレスモータの場合、
ロータ軸の回転位置検出器HU、HVおよびHWの検出出力を
コイル通電論理回路１に入力する。コイル通電論理回路
１は公知のモータコントロール用集積回路（たとえば東
芝製TA7712P）であって、回転位置検出器HU、HV、HWの
出力が、120度の位相差をもって出力される場合、120度
幅のパルスが位置検出器HU、HV、HWの出力のそれぞれの
立上りに同期して出力され、120度幅のパルスが位置検
出器HU、HV、HWの出力のそれぞれの立下りに同期して出
力される。この状態は第６図に示す如くである。第６図
において回転位置検出器HU、HV、HWの出力をHU、HV、HW
で示し、120度幅のパルスの前者をUL、VL、WLで示し、1
20度幅のパルスの後者をUU、VU、WUで示してある。
コイル通電論理回路１からの出力UU、VUおよびWUでそ
れぞれ入力信号を反転するためのトランジスタQ10、
Q20、Q30を駆動し、トランジスタQ10、Q20、Q30により
トランジスタQ1、Q2、Q3をそれぞれ駆動するように構成
し、トランジスタQ1、Q2、Q3にそれぞれトランジスタQ
11、Q21、Q31がコンプリメンタリ接続してあり、コイル
通電論理回路１がこの出力UL、VL、WLでそれぞれトラン
ジスタQ11、Q21、Q31を駆動する。
れぞれ入力信号を反転するためのトランジスタQ10、
Q20、Q30を駆動し、トランジスタQ10、Q20、Q30により
トランジスタQ1、Q2、Q3をそれぞれ駆動するように構成
し、トランジスタQ1、Q2、Q3にそれぞれトランジスタQ
11、Q21、Q31がコンプリメンタリ接続してあり、コイル
通電論理回路１がこの出力UL、VL、WLでそれぞれトラン
ジスタQ11、Q21、Q31を駆動する。
トランジスタQ11、Q21およびQ31のエミッタはアース
してあり、トランジスタQ1、Q2、Q3の共通接続コレクタ
間に直流ブラシレスモータのスター結線したステータ巻
線LU、LV、LWの一端が接続してある。トランジスタQ1、
Q2、Q3のエミッタは共通接続し、共通接続したエミッタ
はトランジスタQ50を介して電源＋Ｖに接続する。
してあり、トランジスタQ1、Q2、Q3の共通接続コレクタ
間に直流ブラシレスモータのスター結線したステータ巻
線LU、LV、LWの一端が接続してある。トランジスタQ1、
Q2、Q3のエミッタは共通接続し、共通接続したエミッタ
はトランジスタQ50を介して電源＋Ｖに接続する。
ロータ軸の回転角速度が設定角速度以上か未満かを判
別する速度判別器２からの判別出力でトランジスタQ40
を駆動し、トランジスタQ50を駆動する。したがって、
第６図からも明らかな如く、たとえば、コイル通電論理
回路１の出力VUが論理“1"の出力期間中トランジスタQ
20およびトランジスタQ2はオン状態に、コイル通電論理
回路１の出力VLが論理“1"の出力期間中トランジスタQ
21はオン状態に制御され、出力VUと出力ULが共に論理
“1"の期間中ステータ巻線LVおよびLUの直列回路に通電
される。他の場合も同様であって、次にステータ巻線LW
およびLUの直列回路に通電され、次にステータ巻線LWお
よびLVの直列回路に通電される。以下同様で、この通電
期間はそれぞれ電気角で60度である。
別する速度判別器２からの判別出力でトランジスタQ40
を駆動し、トランジスタQ50を駆動する。したがって、
第６図からも明らかな如く、たとえば、コイル通電論理
回路１の出力VUが論理“1"の出力期間中トランジスタQ
20およびトランジスタQ2はオン状態に、コイル通電論理
回路１の出力VLが論理“1"の出力期間中トランジスタQ
21はオン状態に制御され、出力VUと出力ULが共に論理
“1"の期間中ステータ巻線LVおよびLUの直列回路に通電
される。他の場合も同様であって、次にステータ巻線LW
およびLUの直列回路に通電され、次にステータ巻線LWお
よびLVの直列回路に通電される。以下同様で、この通電
期間はそれぞれ電気角で60度である。
しかるに速度判別器２にてロータ軸の回転角速度が設
定角速度未満と判別したときは速度判別器２からは論理
“1"の出力が出力されて、トランジスタQ40およびQ50が
オン状態に制御されて、電源電圧＋ＶがトランジスタQ1
〜Q3のエミッタに印加され、上記した如く電気角60度毎
に２相のステータ巻線が励磁されてブラシレスモータが
駆動される。またロータ軸の回転角速度が設定角速度以
上と判別したときは、速度判別器２からは論理“0"の出
力が出力されて、トランジスタQ40およびQ50がオフ状態
に制御されて、電源電圧＋ＶのトランジスタQ1、Q2、Q3
のエミッタへの印加は遮断される。その結果、ブラシレ
スモータの駆動は停止される。
定角速度未満と判別したときは速度判別器２からは論理
“1"の出力が出力されて、トランジスタQ40およびQ50が
オン状態に制御されて、電源電圧＋ＶがトランジスタQ1
〜Q3のエミッタに印加され、上記した如く電気角60度毎
に２相のステータ巻線が励磁されてブラシレスモータが
駆動される。またロータ軸の回転角速度が設定角速度以
上と判別したときは、速度判別器２からは論理“0"の出
力が出力されて、トランジスタQ40およびQ50がオフ状態
に制御されて、電源電圧＋ＶのトランジスタQ1、Q2、Q3
のエミッタへの印加は遮断される。その結果、ブラシレ
スモータの駆動は停止される。
（発明が解決しようとする課題） しかし上記した如く単に速度判定器２の出力にともな
って、ブラシレスモータを駆動させた場合には、発生ト
ルクが負荷トルクより非常に強く加速されることにな
り、また停止させた場合には発生トルクは消滅し、非常
トルクのために急激に減速されることになる。この結
果、ブラシレスモータのロータ軸の回転角速度は第４図
において一点鎖線ａに示す如く、設定角速度ω０に対す
るハンチングの振幅は大きく、ロータ軸の回転角速度の
変化幅が大きいという問題点があった。
って、ブラシレスモータを駆動させた場合には、発生ト
ルクが負荷トルクより非常に強く加速されることにな
り、また停止させた場合には発生トルクは消滅し、非常
トルクのために急激に減速されることになる。この結
果、ブラシレスモータのロータ軸の回転角速度は第４図
において一点鎖線ａに示す如く、設定角速度ω０に対す
るハンチングの振幅は大きく、ロータ軸の回転角速度の
変化幅が大きいという問題点があった。
本発明はハンチングの振幅を小さくすることができる
直流ブラシレスモータの速度制御方法を提供することを
目的とする。
直流ブラシレスモータの速度制御方法を提供することを
目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明の速度制御方法は、設定角速度とロータ軸回転
角速度との遅速を判別する判別器と、ロータ軸の回転位
置検出信号にともなって固定子巻線の駆動信号を出力す
るコイル通電論理回路とを備え、判別器の判別周期コイ
ル通電論理回路から出力される１駆動信号期間以上の場
合の直流ブラシレスモータの速度制御方法であって、前
記駆動信号の立上りによりトリガされ、かつ設定期間中
の駆動により負荷トルクより小さい平均発生トルクを生
ぜしめる期間に時間設定された第１のタイマおよび負荷
トルクより大きい平均発生トルクを生ぜしめる期間に時
間設定された第２のタイマとを設け、判別器の判別出力
にともなって第１または第２のタイマを選択し、選択さ
れたタイマの設定時間中のみ前記駆動信号でブラシレス
モータを駆動するようにしたことを特徴とするものであ
る。
角速度との遅速を判別する判別器と、ロータ軸の回転位
置検出信号にともなって固定子巻線の駆動信号を出力す
るコイル通電論理回路とを備え、判別器の判別周期コイ
ル通電論理回路から出力される１駆動信号期間以上の場
合の直流ブラシレスモータの速度制御方法であって、前
記駆動信号の立上りによりトリガされ、かつ設定期間中
の駆動により負荷トルクより小さい平均発生トルクを生
ぜしめる期間に時間設定された第１のタイマおよび負荷
トルクより大きい平均発生トルクを生ぜしめる期間に時
間設定された第２のタイマとを設け、判別器の判別出力
にともなって第１または第２のタイマを選択し、選択さ
れたタイマの設定時間中のみ前記駆動信号でブラシレス
モータを駆動するようにしたことを特徴とするものであ
る。
（作 用） 上記の如き速度制御方法では、判別器の判別出力によ
り第１のタイマまたは第２のタイマが選択されて、選択
されたタイマの設定時間中のみコイル通電論理回路から
出力される駆動信号により固定子巻線に通電されること
になる。したがって判別器により設定角速度がロータ軸
回転角速度より遅いと判別されたとき第２のタイマを、
早いと判別されたとき第１のタイマを選択することによ
り、前者の場合は負荷トルクより大きな平均発生トルク
により加速され、後者の場合は、負荷トルクより小さい
平均発生トルクにより減速されて、設定角速度に制御さ
れることになる。
り第１のタイマまたは第２のタイマが選択されて、選択
されたタイマの設定時間中のみコイル通電論理回路から
出力される駆動信号により固定子巻線に通電されること
になる。したがって判別器により設定角速度がロータ軸
回転角速度より遅いと判別されたとき第２のタイマを、
早いと判別されたとき第１のタイマを選択することによ
り、前者の場合は負荷トルクより大きな平均発生トルク
により加速され、後者の場合は、負荷トルクより小さい
平均発生トルクにより減速されて、設定角速度に制御さ
れることになる。
（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。
第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロツク図
である。
である。
第１図において、第５図に示した従来例の構成要素と
同一の構成要素には同一符号を付して示し、その説明は
省略する。
同一の構成要素には同一符号を付して示し、その説明は
省略する。
トランジスタQ1、Q2およびQ3の共通接続したエミッタ
には電源電圧＋Ｖが直接印加してある。
には電源電圧＋Ｖが直接印加してある。
コイル通電論理回路１の出力UU、VU、WU、UL、VL、及
びWLは立上りタイミング検出器３に送出し、出力UU、
VU、WU、UL、VL、及びWLの立上りを検出する。立上りタ
イミング検出器３の立上り検出出力によってタイマ４お
よび５をトリガする。タイマ４は設定時間T1に、タイマ
５は設定時間T2（T2＞T1）にそれぞれ設定してある。設
定時間T1及びT2は第２図に示す如く発生トルクの平均値
とタイマ設定時間T1,T2との関係上から負荷トルクが発
生トルクの平均値ＢとＣとの間にあるように設定時間
T1,T2が設定してある。
びWLは立上りタイミング検出器３に送出し、出力UU、
VU、WU、UL、VL、及びWLの立上りを検出する。立上りタ
イミング検出器３の立上り検出出力によってタイマ４お
よび５をトリガする。タイマ４は設定時間T1に、タイマ
５は設定時間T2（T2＞T1）にそれぞれ設定してある。設
定時間T1及びT2は第２図に示す如く発生トルクの平均値
とタイマ設定時間T1,T2との関係上から負荷トルクが発
生トルクの平均値ＢとＣとの間にあるように設定時間
T1,T2が設定してある。
タイマ４および５の出力は、それぞれアンドゲード回
路6,7の一方の入力として送出する。
路6,7の一方の入力として送出する。
速度判別器２からの出力はアンドゲード７の他方の入
力として送出し、速度判別器２からの出力はインバータ
８を介してアンドゲート６の他方の入力として送出す
る。
力として送出し、速度判別器２からの出力はインバータ
８を介してアンドゲート６の他方の入力として送出す
る。
起動時直流ブラシレスモータを所定期間駆動させる起
動信号を出力する起動時タイマ９からの起動信号、アン
ドゲート６からの出力およびアンドゲート７からの出力
はオアゲート10に入力する。オアゲート10からの出力は
アンドゲート11〜16に一方の入力として送出し、オアゲ
ート10からの出力でアンドゲート11〜16のそのゲートを
開放状態に制御する。
動信号を出力する起動時タイマ９からの起動信号、アン
ドゲート６からの出力およびアンドゲート７からの出力
はオアゲート10に入力する。オアゲート10からの出力は
アンドゲート11〜16に一方の入力として送出し、オアゲ
ート10からの出力でアンドゲート11〜16のそのゲートを
開放状態に制御する。
出力UUはアンドゲート11に送出し、アンドゲート11の
出力でトランジスタQ10を駆動する。出力VUはアンドゲ
ート12に送出し、アンドゲート12の出力でトランジスタ
Q20を駆動し、出力VUはアンドゲート13に送出し、アン
ドゲート13の出力でトランジスタQ30を駆動する。
出力でトランジスタQ10を駆動する。出力VUはアンドゲ
ート12に送出し、アンドゲート12の出力でトランジスタ
Q20を駆動し、出力VUはアンドゲート13に送出し、アン
ドゲート13の出力でトランジスタQ30を駆動する。
出力ULはアンドゲート14に送出し、アンドゲート14の
出力でトランジスタQ11を駆動し、出力VLはアンドゲー
ト15に送出し、アンドゲート15の出力でトランジスタQ
21を駆動し、出力WLはアンドゲート16に送出し、アンド
ゲート16の出力でトランジスタQ31を駆動する。
出力でトランジスタQ11を駆動し、出力VLはアンドゲー
ト15に送出し、アンドゲート15の出力でトランジスタQ
21を駆動し、出力WLはアンドゲート16に送出し、アンド
ゲート16の出力でトランジスタQ31を駆動する。
コイル通電論理回路１からの出力で直接トランジスタ
Q10〜Q30、Q11〜Q31を駆動したとき、固定子巻線LU,LV,
LWの端子に印加される駆動電圧波形は第３図（ａ）〜
（ｃ）に示す如くであって、矩形波駆動である。立上り
タイミング検出器３で検出される立上りは、第３図にお
いて２極分で“3"区分された期間T0（電気角で120度）
毎に出力される。この出力によってタイマ４および５は
トリガされるため、タイマ４および５の設定期間を示せ
ば第３図（ｄ），（ｅ）に示す如くなる。
Q10〜Q30、Q11〜Q31を駆動したとき、固定子巻線LU,LV,
LWの端子に印加される駆動電圧波形は第３図（ａ）〜
（ｃ）に示す如くであって、矩形波駆動である。立上り
タイミング検出器３で検出される立上りは、第３図にお
いて２極分で“3"区分された期間T0（電気角で120度）
毎に出力される。この出力によってタイマ４および５は
トリガされるため、タイマ４および５の設定期間を示せ
ば第３図（ｄ），（ｅ）に示す如くなる。
ここで速度判別器２はロータ回転角速度が設定角速度
より遅いときに論理“1"の出力を発生し、ロータ回転角
速度が設定角速度より速いときは論理“0"の出力を発生
する。したがって前者の場合はタイマ５の出力がアンド
ゲート７を介して出力され、後者の場合はタイマ４の出
力がアンドゲート６を介して出力される。この結果、速
度判別器２からの出力が第４図（ａ）に示す如くである
とすれば、オアゲート10からの出力は第４図（ｂ）に示
す如くになる。したがって、ロータ回転角速度が設定角
速度より遅い場合にはアンドゲート11〜16は期間T0中に
おけるタイマ５の設定期間T2の間、そのゲートは開か
れ、トランジスタQ10,Q20,Q30,Q11,Q21,Q31が出力UU,
VU,WU,UL,VL,WLによって駆動される。またロータ回転角
速度が設定角速度より早い場合にはアンドゲート11〜16
は期間T0中におけるタイマ４の設定期間T1の間、そのゲ
ートは開かれ、トランジスタQ10,Q20,Q30,Q11,Q21,Q31
が出力UU,VU,WU,UL,VL,WLによって駆動される。このた
めローラ回転角速度は第４図（ｃ）の実線ｂに示す如く
制御される。このため、ロータ回転角速度が設定角速度
より遅いときは負荷トルクを平均的に上廻る発生トルク
を生じるタイマ５の設定時間、通電されて加速され、ロ
ータ回転角速度が設定角速度より早いときは負荷トルク
より平均的に下廻る発生トルクを生じるタイマ４の設定
時間、通電されて減速されることになって、ロータ回転
角速度のハンチングの振幅は従来の場合より小さくな
る。
より遅いときに論理“1"の出力を発生し、ロータ回転角
速度が設定角速度より速いときは論理“0"の出力を発生
する。したがって前者の場合はタイマ５の出力がアンド
ゲート７を介して出力され、後者の場合はタイマ４の出
力がアンドゲート６を介して出力される。この結果、速
度判別器２からの出力が第４図（ａ）に示す如くである
とすれば、オアゲート10からの出力は第４図（ｂ）に示
す如くになる。したがって、ロータ回転角速度が設定角
速度より遅い場合にはアンドゲート11〜16は期間T0中に
おけるタイマ５の設定期間T2の間、そのゲートは開か
れ、トランジスタQ10,Q20,Q30,Q11,Q21,Q31が出力UU,
VU,WU,UL,VL,WLによって駆動される。またロータ回転角
速度が設定角速度より早い場合にはアンドゲート11〜16
は期間T0中におけるタイマ４の設定期間T1の間、そのゲ
ートは開かれ、トランジスタQ10,Q20,Q30,Q11,Q21,Q31
が出力UU,VU,WU,UL,VL,WLによって駆動される。このた
めローラ回転角速度は第４図（ｃ）の実線ｂに示す如く
制御される。このため、ロータ回転角速度が設定角速度
より遅いときは負荷トルクを平均的に上廻る発生トルク
を生じるタイマ５の設定時間、通電されて加速され、ロ
ータ回転角速度が設定角速度より早いときは負荷トルク
より平均的に下廻る発生トルクを生じるタイマ４の設定
時間、通電されて減速されることになって、ロータ回転
角速度のハンチングの振幅は従来の場合より小さくな
る。
（発明の効果） 以上説明した如く本発明によれば、第１及び第２のタ
イマを設け、判別器の判別出力にともなって第１または
第２のタイマを選択し、選択されたタイマの設定時間中
のみ駆動信号でブラシレスモータを駆動するようにした
ため、ローラ軸回転角速度の設定角速度への制御におい
てハンチングの振幅を小さくすることができる。
イマを設け、判別器の判別出力にともなって第１または
第２のタイマを選択し、選択されたタイマの設定時間中
のみ駆動信号でブラシレスモータを駆動するようにした
ため、ローラ軸回転角速度の設定角速度への制御におい
てハンチングの振幅を小さくすることができる。
第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。 第２図はタイマの設定時間と発生トルクの平均値との関
係を示す線図。 第３図および第４図は本発明の一実施例の作用の説明に
供する線図。 第５図は従来例の構成を示すブロック図。 第６図はコイル通電論理回路の出力信号のタイミング
図。 １……コイル通電論理回路、２……速度判別器、３……
立上りタイミング検出器、４および５……タイマ、6,7,
11〜16……アンドゲート、10……オアゲート、Q1,Q2,
Q3,Q10,Q20,Q30,Q11,Q21およびQ31……トランジスタ。
係を示す線図。 第３図および第４図は本発明の一実施例の作用の説明に
供する線図。 第５図は従来例の構成を示すブロック図。 第６図はコイル通電論理回路の出力信号のタイミング
図。 １……コイル通電論理回路、２……速度判別器、３……
立上りタイミング検出器、４および５……タイマ、6,7,
11〜16……アンドゲート、10……オアゲート、Q1,Q2,
Q3,Q10,Q20,Q30,Q11,Q21およびQ31……トランジスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】設定角速度とロータ軸回転角速度との遅速
を判別する判別器と、ロータ軸の回転位置検出信号にと
もなって固定子巻線の駆動信号を出力するコイル通電論
理回路とを備え、判別器の判別周期がコイル通電論理回
路から出力される１駆動信号期間以上の場合の直流ブラ
シレスモータの速度制御方法であって、前記駆動信号の
立上りによりトリガされ、かつ設定期間中の駆動により
負荷トルクより小さい平均発生トルクを生ぜしめる期間
に時間設定がされた第１のタイマおよび負荷トルクより
大きい平均発生トルクを生ぜしめる期間に時間設定され
た第２のタイマとを設け、判別器の判別出力にともなっ
て第１または第２のタイマを選択し、選択されたタイマ
の設定時間中のみ前記駆動信号でブラシレスモータを駆
動するようにしたことを特徴とする直流ブラシレスモー
タの速度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015895A JP2704424B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 直流ブラシレスモータの速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1015895A JP2704424B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 直流ブラシレスモータの速度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197288A JPH02197288A (ja) | 1990-08-03 |
| JP2704424B2 true JP2704424B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=11901519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1015895A Expired - Lifetime JP2704424B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 直流ブラシレスモータの速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704424B2 (ja) |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1015895A patent/JP2704424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02197288A (ja) | 1990-08-03 |
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