JP2863449B2 - パルス幅変調信号による直流モータの制御方法 - Google Patents
パルス幅変調信号による直流モータの制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス幅変調（以下、
単にＰＷＭという）信号による直流モータおよびブラシ
レス直流モータの制御方法に関する。
単にＰＷＭという）信号による直流モータおよびブラシ
レス直流モータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＰＷＭ信号による直流モ
ータの制御方法としては、図５に示すように、４個のス
イッチング素子S1,S2,S3,S4 から構成されるＨ型ブリッ
ジ回路により、直流モータＭを制御する方法がある。こ
の方法は、上下両アームＰＷＭ制御と呼ばれ、上アーム
のスイッチング素子S1,S2 のみ、または下アームのスイ
ッチング素子S3,S4 のみのＰＷＭ制御に比べ応答特性に
優れ、高出力化が容易である。
ータの制御方法としては、図５に示すように、４個のス
イッチング素子S1,S2,S3,S4 から構成されるＨ型ブリッ
ジ回路により、直流モータＭを制御する方法がある。こ
の方法は、上下両アームＰＷＭ制御と呼ばれ、上アーム
のスイッチング素子S1,S2 のみ、または下アームのスイ
ッチング素子S3,S4 のみのＰＷＭ制御に比べ応答特性に
優れ、高出力化が容易である。
【０００３】前記直流モータＭの電気的時定数より高速
のＰＷＭ信号のデューティ比により、該モータＭの速度
または出力トルクを制御できるが、ここでは速度につい
て説明する。
のＰＷＭ信号のデューティ比により、該モータＭの速度
または出力トルクを制御できるが、ここでは速度につい
て説明する。
【０００４】図５において、ＰＷＭ信号一周期のなか
で、スイッチング素子S1,S4 が同じタイミングでオンオ
フし、スイッチング素子S2,S3 がこれと反対の同じタイ
ミングでオンオフする。ＰＷＭ信号のｘ期間はスイッチ
ング素子S1,S4 がオンで、スイッチング素子S2,S3 がオ
フなので、電流は、スイッチング素子S1からモータＭを
経て、スイッチング素子S4を流れる。この電流の単位時
間当たりの電流をI1とする。他方、ｙ期間は、前記ｘ期
間とは逆方向に単位時間当たりI2の電流がモータＭに流
れる。従って、この回路が前記モータＭに供給する電流
はI1とI2との和になるが、I1とI2との向きが反対なの
で、正方向トルクを発生する電流ＩはＩ＝I1ーI2とな
る。
で、スイッチング素子S1,S4 が同じタイミングでオンオ
フし、スイッチング素子S2,S3 がこれと反対の同じタイ
ミングでオンオフする。ＰＷＭ信号のｘ期間はスイッチ
ング素子S1,S4 がオンで、スイッチング素子S2,S3 がオ
フなので、電流は、スイッチング素子S1からモータＭを
経て、スイッチング素子S4を流れる。この電流の単位時
間当たりの電流をI1とする。他方、ｙ期間は、前記ｘ期
間とは逆方向に単位時間当たりI2の電流がモータＭに流
れる。従って、この回路が前記モータＭに供給する電流
はI1とI2との和になるが、I1とI2との向きが反対なの
で、正方向トルクを発生する電流ＩはＩ＝I1ーI2とな
る。
【０００５】前記電流I1とI2との比は、前記ＰＷＭ信号
のデューティ比で決まる。すなわちＰＷＭ信号デューテ
ィが１００％のとき、スイッチング素子S1,S4 のみがオ
ンなので前記モータＭは正方向最大速度となり、ＰＷＭ
信号デューティが０％のとき、スイッチング素子S2,S3
のみがオンなので逆方向最大速度となり、ＰＷＭ信号デ
ューティが５０％のとき、電流Ｉは、I1＝I2よりＩ＝I1
−I2＝０なので該モータＭは停止する。よって、ＰＷＭ
信号デューティ比とモータＭの速度との関係は、図６に
示すようになる。
のデューティ比で決まる。すなわちＰＷＭ信号デューテ
ィが１００％のとき、スイッチング素子S1,S4 のみがオ
ンなので前記モータＭは正方向最大速度となり、ＰＷＭ
信号デューティが０％のとき、スイッチング素子S2,S3
のみがオンなので逆方向最大速度となり、ＰＷＭ信号デ
ューティが５０％のとき、電流Ｉは、I1＝I2よりＩ＝I1
−I2＝０なので該モータＭは停止する。よって、ＰＷＭ
信号デューティ比とモータＭの速度との関係は、図６に
示すようになる。
【０００６】次に、従来のＰＷＭ信号による直流モータ
の制御方法を、図７の構成図により説明する。直流モー
タＭに結合されたパルス発生器１により速度フィードバ
ック情報ＦＧを基に、＋Ｖのパルス、−Ｖのパルスを形
成し、該パルス発生器１の回転方向情報ＤＩＲにより選
択する。ＶＣは速度指令電圧である。前記回転方向が正
方向の場合は＋Ｖのパルスのフィードバック信号を平滑
フィルタ２で平滑し、逆方向の場合は−Ｖのパルスのフ
ィードバック信号を平滑して、フィードバック電圧ＶＦ
を得る。これにより、該フィードバック電圧ＶＦは、正
方向では正の電圧、逆方向では負の電圧の速度に比例し
た電圧となる。
の制御方法を、図７の構成図により説明する。直流モー
タＭに結合されたパルス発生器１により速度フィードバ
ック情報ＦＧを基に、＋Ｖのパルス、−Ｖのパルスを形
成し、該パルス発生器１の回転方向情報ＤＩＲにより選
択する。ＶＣは速度指令電圧である。前記回転方向が正
方向の場合は＋Ｖのパルスのフィードバック信号を平滑
フィルタ２で平滑し、逆方向の場合は−Ｖのパルスのフ
ィードバック信号を平滑して、フィードバック電圧ＶＦ
を得る。これにより、該フィードバック電圧ＶＦは、正
方向では正の電圧、逆方向では負の電圧の速度に比例し
た電圧となる。
【０００７】前記フィードバック電圧ＶＦと前記速度指
令電圧ＶＣとの差を、誤差増幅器３により求める。すな
わちその出力差電圧ＶＥは、ＶＥ＝−Ｇ（ＶＣ−ＶＦ）
となる。ここで、Ｇは該誤差増幅器３の増幅度である。
この差電圧ＶＥに対して、比較器４により三角波信号５
と比較して、図８に示すような、パルス幅変調信号ＰＷ
Ｍ１を出力させ、該信号ＰＷＭＩにより、前記直流モー
タＭを制御、駆動する。
令電圧ＶＣとの差を、誤差増幅器３により求める。すな
わちその出力差電圧ＶＥは、ＶＥ＝−Ｇ（ＶＣ−ＶＦ）
となる。ここで、Ｇは該誤差増幅器３の増幅度である。
この差電圧ＶＥに対して、比較器４により三角波信号５
と比較して、図８に示すような、パルス幅変調信号ＰＷ
Ｍ１を出力させ、該信号ＰＷＭＩにより、前記直流モー
タＭを制御、駆動する。
【０００８】このため、前述と同じように、前記ＶＥの
式から、ＶＣ＝ＶＦ＝０ならば、ＶＥ＝０となり、ＰＷ
Ｍ信号デューティ比５０％で前記モータＭは停止し、Ｖ
Ｃ＞ＶＦのとき、ＶＥ＜０となり、前記デューティ比は
大きくなって前記モータＭは正方向に回転し、ＶＣ＜Ｖ
Ｆのとき、ＶＥ＞０となり、前記デューティ比は小さく
なって前記モータＭは逆方向に回転する。よって、図７
によるＰＷＭ信号デューティ比とモータＭの速度の関係
は、図６に示す関係を実現している。
式から、ＶＣ＝ＶＦ＝０ならば、ＶＥ＝０となり、ＰＷ
Ｍ信号デューティ比５０％で前記モータＭは停止し、Ｖ
Ｃ＞ＶＦのとき、ＶＥ＜０となり、前記デューティ比は
大きくなって前記モータＭは正方向に回転し、ＶＣ＜Ｖ
Ｆのとき、ＶＥ＞０となり、前記デューティ比は小さく
なって前記モータＭは逆方向に回転する。よって、図７
によるＰＷＭ信号デューティ比とモータＭの速度の関係
は、図６に示す関係を実現している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のＰＷＭ信号による直流モータの制御方法にあ
っては、ＰＷＭ信号デューティ比が５０％を境に前記モ
ータＭは、正、逆両方向に回転できるため、前記モータ
Ｍからのフィードバック情報に「回転方向」情報が必要
となり、この情報がないと該モータＭは逆転暴走した
り、またその情報が粗いと前記デューティ比が５０％付
近でハンチングを発生するという問題点があった。
うな従来のＰＷＭ信号による直流モータの制御方法にあ
っては、ＰＷＭ信号デューティ比が５０％を境に前記モ
ータＭは、正、逆両方向に回転できるため、前記モータ
Ｍからのフィードバック情報に「回転方向」情報が必要
となり、この情報がないと該モータＭは逆転暴走した
り、またその情報が粗いと前記デューティ比が５０％付
近でハンチングを発生するという問題点があった。
【００１０】このため、高分解能のエンコーダが必要で
あるとともに、図９に示すような演算増幅器６ａ、コン
デンサ６ｂ，６ｃおよび抵抗器６ｄ，６ｅからなる完全
三角波発生回路６が必要であるが、前記エンコーダや演
算増幅器６ａはともに高価であるという問題点があっ
た。
あるとともに、図９に示すような演算増幅器６ａ、コン
デンサ６ｂ，６ｃおよび抵抗器６ｄ，６ｅからなる完全
三角波発生回路６が必要であるが、前記エンコーダや演
算増幅器６ａはともに高価であるという問題点があっ
た。
【００１１】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、直流モータの速度や出
力トルクを安定して制御できるとともに、安価にできる
パルス幅変調信号による直流モータの制御方法を提案す
ることにある。
その目的は前記問題点を解消し、直流モータの速度や出
力トルクを安定して制御できるとともに、安価にできる
パルス幅変調信号による直流モータの制御方法を提案す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。
の本発明の構成は、次のとおりである。
【００１３】（１） 直流モータに結合された信号発生
器からの速度フィードバック信号を平滑した信号と、速
度指令信号との差をとり、この差信号に対して、比較器
により三角波信号と比較して得られたパルス幅変調信号
により、前記直流モータを制御する方法において、ＯＲ
回路により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号
に同期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信号と
の論理和をとり、出力されるパルス幅変調信号により、
前記直流モータの速度を制御することを特徴とする。
器からの速度フィードバック信号を平滑した信号と、速
度指令信号との差をとり、この差信号に対して、比較器
により三角波信号と比較して得られたパルス幅変調信号
により、前記直流モータを制御する方法において、ＯＲ
回路により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号
に同期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信号と
の論理和をとり、出力されるパルス幅変調信号により、
前記直流モータの速度を制御することを特徴とする。
【００１４】（２） 直流モータに結合された信号発生
器からのトルクフィードバック信号を平滑した信号と、
トルク指令信号との差をとり、この差信号に対して、比
較器により三角波信号と比較して得られたパルス幅変調
信号により、前記直流モータを制御する方法において、
ＯＲ回路により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波
信号に同期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信
号との論理和をとり、出力されるパルス幅変調信号によ
り、前記直流モータのトルクを制御することを特徴とす
る。
器からのトルクフィードバック信号を平滑した信号と、
トルク指令信号との差をとり、この差信号に対して、比
較器により三角波信号と比較して得られたパルス幅変調
信号により、前記直流モータを制御する方法において、
ＯＲ回路により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波
信号に同期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信
号との論理和をとり、出力されるパルス幅変調信号によ
り、前記直流モータのトルクを制御することを特徴とす
る。
【００１５】（３） 前記（１）または（２）におい
て、前記三角波信号に代えて、コンデンサと抵抗器とを
直列に接続しかつ前記抵抗器側に定電圧電源を接続し、
前記コンデンサの両端をスイッチング素子により５０％
デューティ比で開閉して充放電させ、前記コンデンサと
抵抗器との接続点から出力される不完全のこぎり波信号
が、前記比較器で比較されることを特徴とする。
て、前記三角波信号に代えて、コンデンサと抵抗器とを
直列に接続しかつ前記抵抗器側に定電圧電源を接続し、
前記コンデンサの両端をスイッチング素子により５０％
デューティ比で開閉して充放電させ、前記コンデンサと
抵抗器との接続点から出力される不完全のこぎり波信号
が、前記比較器で比較されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明は以上のように構成され、デューティ比
５０％のパルス信号を比較器からの出力ＰＷＭ信号に常
に加算（論理和をとる）しているので、従来のようなＰ
ＷＭ信号デューティ比が５０％付近で前記直流モータが
逆転暴走したり、ハンチングすることはなく、該モータ
の速度や出力トルクを安定して制御することができる。
５０％のパルス信号を比較器からの出力ＰＷＭ信号に常
に加算（論理和をとる）しているので、従来のようなＰ
ＷＭ信号デューティ比が５０％付近で前記直流モータが
逆転暴走したり、ハンチングすることはなく、該モータ
の速度や出力トルクを安定して制御することができる。
【００１７】また、前記三角波信号に代えて、コンデン
サと抵抗器とからなる直列回路の前記コンデンサの両端
を、スイッチング素子により５０％デューティ比で開閉
することにより、得られる不完全のこぎり波信号を使用
しうるので、安価に制御することができる。
サと抵抗器とからなる直列回路の前記コンデンサの両端
を、スイッチング素子により５０％デューティ比で開閉
することにより、得られる不完全のこぎり波信号を使用
しうるので、安価に制御することができる。
【００１８】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明のパルス幅
変調（以下、単にＰＷＭという）信号による直流モータ
の制御方法の一実施例を示す構成図である。
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明のパルス幅
変調（以下、単にＰＷＭという）信号による直流モータ
の制御方法の一実施例を示す構成図である。
【００１９】図１において、直流モータＭの電気的時定
数より高速のＰＷＭ信号のデューティ比により、該モー
タＭの速度または出力トルクを制御できるが、ここでは
速度について説明する。直流モータＭに結合されたパル
ス発生器１からの＋Ｖのパルスで形成された速度フィー
ドバック信号ＦＧを平滑フィルタ２で平滑して、フィー
ドバック電圧ＶＦを得る。該フィードバック電圧ＶＦに
は回転方向の情報はない。誤差増幅器３の一方の入力端
に前記フィードバック電圧ＶＦを入力し、他方の入力端
に速度指令電圧ＶＣを入力して、該誤差増幅器３から前
記フィードバック電圧ＶＦと前記速度指令電圧ＶＣとの
差、すなわち差電圧ＶＥを出力させる。
数より高速のＰＷＭ信号のデューティ比により、該モー
タＭの速度または出力トルクを制御できるが、ここでは
速度について説明する。直流モータＭに結合されたパル
ス発生器１からの＋Ｖのパルスで形成された速度フィー
ドバック信号ＦＧを平滑フィルタ２で平滑して、フィー
ドバック電圧ＶＦを得る。該フィードバック電圧ＶＦに
は回転方向の情報はない。誤差増幅器３の一方の入力端
に前記フィードバック電圧ＶＦを入力し、他方の入力端
に速度指令電圧ＶＣを入力して、該誤差増幅器３から前
記フィードバック電圧ＶＦと前記速度指令電圧ＶＣとの
差、すなわち差電圧ＶＥを出力させる。
【００２０】比較器４の一方の入力端（−側）に前記差
電圧ＶＥを入力し、他方の入力端（＋側）に三角波信号
５を入力して両者を比較し、その出力端からＰＷＭ信号
ＰＷＭ１を出力させる。次いで、ＯＲ回路１１により、
前記ＰＷＭ信号ＰＷＭ１と、前記三角波信号５に同期し
かつ同相の５０％デューティ比のパルス信号１２との論
理和をとり、出力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ２を前記直流
モータＭに供給して、駆動し、その速度を制御する。
電圧ＶＥを入力し、他方の入力端（＋側）に三角波信号
５を入力して両者を比較し、その出力端からＰＷＭ信号
ＰＷＭ１を出力させる。次いで、ＯＲ回路１１により、
前記ＰＷＭ信号ＰＷＭ１と、前記三角波信号５に同期し
かつ同相の５０％デューティ比のパルス信号１２との論
理和をとり、出力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ２を前記直流
モータＭに供給して、駆動し、その速度を制御する。
【００２１】前記誤差増幅器３から出力される前記フィ
ードバック電圧ＶＦと前記速度指令電圧ＶＣとの差電圧
ＶＥは、前記式のとおり、ＶＥ＝−Ｇ（ＶＣ−ＶＦ）と
なる。このため、ＶＣ＝ＶＦ＝０ならば、ＶＥ＝０とな
り、ＰＷＭ信号デューティ比５０％で前記モータＭは停
止し、ＶＣ＞ＶＦのとき、ＶＥ＜０となり、前記デュー
ティ比は大きくなって前記モータＭは正方向に回転す
る。そして、ＶＣ＜ＶＦのとき、ＶＥ＞０となり、前記
デューティ比は小さくなるが、前記ＯＲ回路１１から出
力される前記ＰＷＭ信号ＰＷＭ２は、前記ＯＲ回路１１
の一方の入力端に入力される５０％デューティ比のパル
ス信号１２により、そのＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューテ
ィ比は５０％に固定され、前記モータＭは停止される。
このため、該モータＭは逆回転もハンチングもしない。
ードバック電圧ＶＦと前記速度指令電圧ＶＣとの差電圧
ＶＥは、前記式のとおり、ＶＥ＝−Ｇ（ＶＣ−ＶＦ）と
なる。このため、ＶＣ＝ＶＦ＝０ならば、ＶＥ＝０とな
り、ＰＷＭ信号デューティ比５０％で前記モータＭは停
止し、ＶＣ＞ＶＦのとき、ＶＥ＜０となり、前記デュー
ティ比は大きくなって前記モータＭは正方向に回転す
る。そして、ＶＣ＜ＶＦのとき、ＶＥ＞０となり、前記
デューティ比は小さくなるが、前記ＯＲ回路１１から出
力される前記ＰＷＭ信号ＰＷＭ２は、前記ＯＲ回路１１
の一方の入力端に入力される５０％デューティ比のパル
ス信号１２により、そのＰＷＭ信号ＰＷＭ２のデューテ
ィ比は５０％に固定され、前記モータＭは停止される。
このため、該モータＭは逆回転もハンチングもしない。
【００２２】図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）
は、図１の前記誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥ
の各正負値と、前記比較器４および前記ＯＲ回路１１か
ら出力されるそれぞれのＰＷＭ信号ＰＷＭ１およびＰＷ
Ｍ２の波形との関係を示す図である。図２（ａ）が差電
圧ＶＥ＝０の場合、図２（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合
および図２（ｃ）が差電圧ＶＥ＞０の場合である。
は、図１の前記誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥ
の各正負値と、前記比較器４および前記ＯＲ回路１１か
ら出力されるそれぞれのＰＷＭ信号ＰＷＭ１およびＰＷ
Ｍ２の波形との関係を示す図である。図２（ａ）が差電
圧ＶＥ＝０の場合、図２（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合
および図２（ｃ）が差電圧ＶＥ＞０の場合である。
【００２３】前述の動作説明と前記図２（ａ）、図２
（ｂ）および図２（ｃ）から明らかなように、前記比較
器４の他方の入力端（＋側）に入力される三角波信号５
の正の領域分（上半分）は不必要であることが分かる。
よって、従来の前記三角波発生回路６に代えて、図３に
示すような不完全のこぎり波発生回路１３にすることが
できる。
（ｂ）および図２（ｃ）から明らかなように、前記比較
器４の他方の入力端（＋側）に入力される三角波信号５
の正の領域分（上半分）は不必要であることが分かる。
よって、従来の前記三角波発生回路６に代えて、図３に
示すような不完全のこぎり波発生回路１３にすることが
できる。
【００２４】該不完全のこぎり波発生回路１３は、コン
デンサ１４と抵抗器１５とを直列に接続するとともに、
前記抵抗器１５側に定電圧電源−Ｖを接続し、前記コン
デンサ１４の両端に接続したスイッチング素子１６によ
り５０％デューティ比で開閉して、該コンデンサ１４を
充放電させる回路であり、前記コンデンサ１４と抵抗器
１５との接続点１７から不完全のこぎり波信号１８を発
生させている。
デンサ１４と抵抗器１５とを直列に接続するとともに、
前記抵抗器１５側に定電圧電源−Ｖを接続し、前記コン
デンサ１４の両端に接続したスイッチング素子１６によ
り５０％デューティ比で開閉して、該コンデンサ１４を
充放電させる回路であり、前記コンデンサ１４と抵抗器
１５との接続点１７から不完全のこぎり波信号１８を発
生させている。
【００２５】図４は、前記不完全のこぎり波発生回路１
３の前記スイッチング素子１６の開閉タイミングと、接
続点１７に発生される不完全のこぎり波信号１８の波形
と、前記比較器４から出力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ１の
波形との関係を示す図である。前記不完全のこぎり波信
号１５は、図１の三角波として使用される目的に合致し
ているのは明らかである。また、前記抵抗器１５は定電
流源に代えてもよい。
３の前記スイッチング素子１６の開閉タイミングと、接
続点１７に発生される不完全のこぎり波信号１８の波形
と、前記比較器４から出力されるＰＷＭ信号ＰＷＭ１の
波形との関係を示す図である。前記不完全のこぎり波信
号１５は、図１の三角波として使用される目的に合致し
ているのは明らかである。また、前記抵抗器１５は定電
流源に代えてもよい。
【００２６】本実施例では、ＰＷＭ信号による直流モー
タの速度制御について説明しているが、同信号による同
モータのトルク制御についても同様で、この場合、フィ
ードバック信号として、前記直流モータに結合されたパ
ルス発生器１からのトルクフィードバック信号を使用す
ればよい。また、ＰＷＭ信号による３相ブラシレス直流
モータの制御についても同様である。前記３相ブラシレ
ス直流モータの場合には、回転子位置情報からフィード
バック情報ＦＧを得ることができる。
タの速度制御について説明しているが、同信号による同
モータのトルク制御についても同様で、この場合、フィ
ードバック信号として、前記直流モータに結合されたパ
ルス発生器１からのトルクフィードバック信号を使用す
ればよい。また、ＰＷＭ信号による３相ブラシレス直流
モータの制御についても同様である。前記３相ブラシレ
ス直流モータの場合には、回転子位置情報からフィード
バック情報ＦＧを得ることができる。
【００２７】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、請求項１、２については、直流モータに結合さ
れた信号発生器からの速度またはトルクのフィードバッ
ク信号を平滑した信号と、速度またはトルクの指令信号
との差をとり、この差信号に対して、比較器により三角
波信号と比較して得られたパルス幅変調信号により、前
記直流モータを制御する方法において、ＯＲ回路によ
り、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号に同期し
かつ同相の５０％デューティ比のパルス信号との論理和
をとり、出力されるパルス幅変調信号により、前記直流
モータの速度またはトルクを制御するので、直流モータ
の速度または出力トルクを安定して制御できる。
よれば、請求項１、２については、直流モータに結合さ
れた信号発生器からの速度またはトルクのフィードバッ
ク信号を平滑した信号と、速度またはトルクの指令信号
との差をとり、この差信号に対して、比較器により三角
波信号と比較して得られたパルス幅変調信号により、前
記直流モータを制御する方法において、ＯＲ回路によ
り、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号に同期し
かつ同相の５０％デューティ比のパルス信号との論理和
をとり、出力されるパルス幅変調信号により、前記直流
モータの速度またはトルクを制御するので、直流モータ
の速度または出力トルクを安定して制御できる。
【００２９】また、請求項３、４については、前記三角
波信号に代えて、コンデンサと抵抗器とからなる直列回
路の前記コンデンサの両端を、スイッチング素子により
５０％デューティ比で開閉することにより、出力される
不完全のこぎり波信号が、前記比較器で比較されるの
で、高価で高分解能のエンコーダが不必要となり、かつ
前記不完全のこぎり波信号が使用でき、安価に制御でき
る。
波信号に代えて、コンデンサと抵抗器とからなる直列回
路の前記コンデンサの両端を、スイッチング素子により
５０％デューティ比で開閉することにより、出力される
不完全のこぎり波信号が、前記比較器で比較されるの
で、高価で高分解能のエンコーダが不必要となり、かつ
前記不完全のこぎり波信号が使用でき、安価に制御でき
る。
【図１】本発明のパルス幅変調信号による直流モータの
制御方法の一実施例を示す構成図である。
制御方法の一実施例を示す構成図である。
【図２】図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、
図１の誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥの各正負
値と、比較器４およびＯＲ回路１１から出力されるそれ
ぞれのＰＷＭ信号ＰＷＭ１およびＰＷＭ２の波形との関
係を示す図で、図２（ａ）が差電圧ＶＥ＝０の場合、図
２（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合および図２（ｃ）が差
電圧ＶＥ＞０の場合である。
図１の誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥの各正負
値と、比較器４およびＯＲ回路１１から出力されるそれ
ぞれのＰＷＭ信号ＰＷＭ１およびＰＷＭ２の波形との関
係を示す図で、図２（ａ）が差電圧ＶＥ＝０の場合、図
２（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合および図２（ｃ）が差
電圧ＶＥ＞０の場合である。
【図３】不完全のこぎり波発生回路図である。
【図４】不完全のこぎり波発生回路１３のスイッチング
素子１６の開閉タイミングと、接続点１７に発生される
不完全のこぎり波信号波形１８と、比較器４から出力さ
れるＰＷＭ信号ＰＷＭ１の波形との関係を示す図であ
る。
素子１６の開閉タイミングと、接続点１７に発生される
不完全のこぎり波信号波形１８と、比較器４から出力さ
れるＰＷＭ信号ＰＷＭ１の波形との関係を示す図であ
る。
【図５】従来のパルス幅変調信号による直流モータの制
御方法を説明する回路図である。
御方法を説明する回路図である。
【図６】図５におけるパルス幅変調信号デューティ比と
モータＭの速度との関係を示す図である。
モータＭの速度との関係を示す図である。
【図７】従来のパルス幅変調信号による直流モータの制
御方法を示す構成図である。
御方法を示す構成図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、
図７の誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥの各正負
値と、比較器４から出力されるパルス幅変調信号ＰＷＭ
１の波形との関係を示す図で、図８（ａ）が差電圧ＶＥ
＝０の場合、図８（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合および
図８（ｃ）が差電圧ＶＥ＞０の場合である。
図７の誤差増幅器３から出力される差電圧ＶＥの各正負
値と、比較器４から出力されるパルス幅変調信号ＰＷＭ
１の波形との関係を示す図で、図８（ａ）が差電圧ＶＥ
＝０の場合、図８（ｂ）が差電圧ＶＥ＜０の場合および
図８（ｃ）が差電圧ＶＥ＞０の場合である。
【図９】従来の完全三角波発生回路図である。
１ パルス発生器 ２ 平滑フィルタ ３ 誤差増幅器 ４ 比較器 ５ 三角波信号 ６ 完全三角波発生回路 ６ａ 演算増幅器 １１ ＯＲ回路 １２ パルス信号 １３ 不完全のこぎり波発生回路 １４ コンデンサ １５ 抵抗器 １６ スイッチング素子 １７ 接続点 １８ 不完全のこぎり波信号 Ｍ 直流モータ ＶＣ 速度指令電圧 ＶＦ フィードバック電圧 ＶＥ 差電圧 ＰＷＭ１，ＰＷＭ２ パルス幅変調信号
Claims (3)
- 【請求項１】 直流モータに結合された信号発生器から
の速度フィードバック信号を平滑した信号と、速度指令
信号との差をとり、この差信号に対して、比較器により
三角波信号と比較して得られたパルス幅変調信号によ
り、前記直流モータを制御する方法において、ＯＲ回路
により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号に同
期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信号との論
理和をとり、出力されるパルス幅変調信号により、前記
直流モータの速度を制御することを特徴とするパルス幅
変調信号による直流モータの制御方法。 - 【請求項２】 直流モータに結合された信号発生器から
のトルクフィードバック信号を平滑した信号と、トルク
指令信号との差をとり、この差信号に対して、比較器に
より三角波信号と比較して得られたパルス幅変調信号に
より、前記直流モータを制御する方法において、ＯＲ回
路により、前記パルス幅変調信号と、前記三角波信号に
同期しかつ同相の５０％デューティ比のパルス信号との
論理和をとり、出力されるパルス幅変調信号により、前
記直流モータのトルクを制御することを特徴とするパル
ス幅変調信号による直流モータの制御方法。 - 【請求項３】 前記三角波信号に代えて、コンデンサと
抵抗器とを直列に接続しかつ前記抵抗器側に定電圧電源
を接続し、前記コンデンサの両端をスイッチング素子に
より５０％デューティ比で開閉して充放電させ、前記コ
ンデンサと抵抗器との接続点から出力される不完全のこ
ぎり波信号が、前記比較器で比較されることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載のパルス幅変調信号に
よる直流モータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257771A JP2863449B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | パルス幅変調信号による直流モータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6257771A JP2863449B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | パルス幅変調信号による直流モータの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126374A JPH08126374A (ja) | 1996-05-17 |
| JP2863449B2 true JP2863449B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17310879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6257771A Expired - Lifetime JP2863449B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | パルス幅変調信号による直流モータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863449B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100461614C (zh) * | 2004-09-08 | 2009-02-11 | 台达电子工业股份有限公司 | 风扇马达转速控制电路及其电压调节组件 |
| CN100423441C (zh) * | 2004-11-10 | 2008-10-01 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达控制电路及其控制方法 |
| JP5341534B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2013-11-13 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | モータ速度制御装置 |
| US8698440B2 (en) | 2010-04-27 | 2014-04-15 | International Rectifier Corporation | Low frequency drive control circuit and method for driving an inductive load |
| JP6581815B2 (ja) * | 2015-06-19 | 2019-09-25 | 理想科学工業株式会社 | 駆動制御装置 |
| JP7358059B2 (ja) | 2019-03-22 | 2023-10-10 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ駆動制御装置 |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP6257771A patent/JP2863449B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08126374A (ja) | 1996-05-17 |
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