JPH01164287A

JPH01164287A - モータ駆動装置

Info

Publication number: JPH01164287A
Application number: JP62320417A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ogura; 雅彦小倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-28
Also published as: US4950968A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、たとえば３相プラシレスモータなどの直流モ
ータを駆動するモータ駆動装置に関する。

（従来の技術）一般に、直流モータは、゛印加電圧が一定ならば回転速
度は負荷トルクの増加とともに減少し、負荷トルクが一
定ならば回転速度は印加電圧にほぼ比例する。このよう
な特性を有する直流モータにおいて、電源電圧や負荷ト
ルクが変動しても回転速度を一定に保つモータ駆動装置
として、従来、′ＷＳ３図に示すものが知られている。

第３図において、１は直流モータ、２はこのモ−夕１に
駆動電流を供給する直流電源、３はこの電源２からモー
タ１へ供給される電流をオン、オフ制御するスイッチ回
路、４はこのスイッチ回路３をオン、オフ動作せしめる
オン、オフ信号を発生する信号発生回路、５はモータ１
の回転速度を検出する回転速度検出器、６はこの回転速
度検出器５の出力信号を速度基準信号と比較し、その比
較出力信号をスイッチ回路３に供給する速度比較器であ
る。

すなわち、信号発生回路４およびスイッチ回路３で電源
２からの電流をオン、オフ制御してモータ１に印加する
とともに、回転速度検出器５で周波数ジェネレータなど
を用いてモータ１の回転速度に比例した周波数信号を取
出し、それを電圧値に変換して速度比較器６に供給する
。速度比較器６は、回転速度検出器５の出力信号を速度
基準信号（電圧値）と比較することにより、両信号の差
に応じた制御信号ａを信号発生回路４に供給する。

信号発生回路４は、速度比較器６からの制御信号ａに応
じてスイッチ回路３へのオン、オフ信号のデユーティ　
（オン、オフの割合）を変え、スイッチ回路３のオン、
オフ時間を制御することにより、モータ１の回転速度を
制御する。

また、位相同期制御をも行なう場合には、第４図に示す
ように、位相検出器７、位相比較器８および加算器９を
追加することにより、モータ１の回転速度と位相の両方
を制御している。

すなわち、位相検出器７で周波数ジェネレータなどを用
いてモータ１の回転速度に比例した周波数信号を取出し
、それを位相比較器８に供給する′。

位相比較器８は、位相検出器７の出力信号と位相基準信
号（基準周波数信号）との位相を比較することにより、
両信号の位相差に応じた制御信号すを加算器９に供給す
る。加算器９は、速度比較器６からの制御信号ａと位相
比較器８からの制御信号すとを加算し、その加算信号を
信号発生回路４への制御信号Ｃとしている。

しかしながら、これら従来のモータ駆動装置では、電源
電圧やモータの負荷が変動して、実際にモータの回転速
度や位相が変化しなければ、制御信号が変化せず、また
制御信号はオン、オフのデユーティを決定しているだけ
なので、非安定化電源を使用したり、あるいは同じ電源
で他に負荷が接続され電源電圧が変動した場合、オン、
オフ後の電圧も変化してしまい、制御がきかず、モータ
の回転速度が変動し品いという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記したように電源電圧が変動すると、モー
タの回転速度が変動し易いという問題点を解決すべくな
されたもので、電源電圧の変動に対するモータの回転速
度変動を著しく減少でき、これにより電源の簡易化が可
能となり、装置の低価格化および小形、軽量化も可能と
なるモータ駆動装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明のモータ駆動装置は、モータへ供給される電源を
オン、オフ制御するスイッチ手段と、このスイッチ手段
をオン、オフ動作せしめるオン。

オフ信号を発生する信号発生手段と、前記モータの回転
速度を検出する回転速度検出手段と、この回転速度検出
手段からの信号に応じて前記モータの回転速度を一定に
保つよう前記信号発生手段におけるオン、オフ信号の発
生タイミングを制御する制御信号を発生する制御手段と
、前記スイッチ手段でオン、オフ制御された後の前記モ
ータに供給される電圧を検出する電圧検出手段と、この
電圧検出手段の出力信号を前記制御信号に加える演算手
段とを具備している。

（作用）スイッチ手段でオン、オフ制御された後のモータに供給
される電圧を検出する電圧検出手段を設け、この電圧検
出手段によって検出された電圧に対応する信号を、スイ
ッチ手段をオン、オフ動作せしめるオン、オフ信号の発
生タイミングを制御する制御信号に加えることにより、
電源電圧の変動分を補正するものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第３図および第４図と同一部分には同一符号
を付してその説明は省略し、異なる部分についてだけ詳
細に説明する。第１図に示すように、スイッチ回路３で
オン、オフ制御された後のモータ１に供給される電圧を
検出する電圧検出回路（電圧検出手段）１０を設け、こ
の電圧検出回路１０によってモータ１に供給される電圧
に比例した信号を取出し、その出力信号ｄを減算器（？
ｆＬ算手段）１１に供給する。そして、この減算器１１
で、加算器９からの制御信号Ｃから電圧検出回路１０の
出力信号ｄを減算し、その減算結果信号を信号発生回路
４への制御信号（電圧値）ｅとすることにより、負帰還
をかけるものである。

このように構成することにより、たとえば電源２の電圧
が低下してモータ１に供給される電圧が低下した場合は
、制御信号ｅが増加する。これにより、信号発生回路４
は、スイッチ回路３へのオン、オフ信号のオン信号の割
合を多くすることにより、スイッチ回路３のオン時間を
長くする。逆に、電源２の電圧が上昇してモータ１に供
給される電圧が上昇した場合は、制御信号ｅが減少する
。

これにより、信号発生回路４は、スイッチ回路３へのオ
ン、オフ信号のオン信号の割合を少なくすることにより
、スイッチ回路３のオン時間を短くする。このとき、電
圧検出回路１０のゲインを適当な値にすることにより、
電源電圧の変動分をスイッチ回路３のオン、オフデユー
ティを変えることで補正できる。

これにより、電源電圧が変動しても、モータ１の回転速
度が変動する前にスイッチ回路３のオン。

オフデユーティを変えることができる。したがって、電
源電圧の変動に対するモータ１の回転速度変動を著しく
減少し得る。また、それにより、電源の簡易化が可能と
なるため、装置の低価格化および小形、軽量化も可能と
なる。

第２図は第１図の各部を具体的に示すものであり、たと
えば３相プラシレスモータに適用した場合を示している
。すなわち、モータ１は３相プラシレスモータであり、
３相のコイルＬｌ、Ｌ２゜Ｒ３と、これらに対応する３
個のホール素子Ｈ１゜Ｒ２，Ｒ３を備えている。ホール
素子Ｈ１，Ｈ２゜Ｒ３は、電源回路２１から動作電圧が
供給される。

Ｉ　Ｃ２２は、モータ制御用の集積回路（たとえば東芝
製ＴＡ７７１２Ｐ）であり、ホール素子Ｈ１゜Ｒ２，Ｒ
３によってロータの位置を検出することにより励磁相信
号を出力し、この励磁相信号によって外付はトランジス
タＱ１〜Ｑ６．Ｑ７〜Ｑ１２を駆動し、モータ１のコイ
ルＬｌ、Ｌ２゜Ｒ３を励磁する。また、ＩＣ２２には、
信号反転回路２３を介してモータオン、オフ（起動、停
止）信号が供給される。ここに、トランジスタＱ１〜Ｑ
６．Ｑ７〜Ｑ１２は前記スイッチ回路３を構成している
。

また、ＩＣ２２から出力される励磁相信号の１つを抵抗
Ｒ１，Ｒ２およびトランジスタ０１３によって検出し、
これを速度検出信号としている。

この速度検出信号は、ノイズ除去用のフィルタ回路２４
でノイズ成分が除去され、波形整形回路２５で波形整形
された後、ＩＣ２６へ送られる。

ＩＣ２６は、速度制御用の集積回路（たとえば東芝製Ｔ
Ｃ９１４２Ｐ）であり、上記速度検出信号を受入れて、
水晶発振器２７からの基準クロックを分周したものと等
しくなるよう、出力ＡＦＣ（制御信号ａ）およびＡＰＣ
（制御信号ｂ）を変化させる。ここに、抵抗Ｒ１，Ｒ２
、）ランジスタＱ１３、フィルタ回路２４、波形整形回
路２５およびＩＣ２６は前記回転速度検出器５、速度比
較器６、位相検出器７および位相比較器８を構成してい
る。

Ｉ　Ｃ２８は、スイッチングレギュレータ用の集積回路
（たとえば東芝製ＴＡ７６４９４Ｐ）で、前記信号発生
回路４を構成しており、入力ｖＩＮ−の値に応じて出力
Ｃ１＋Ｃ２のオン、オフデユーティを変化させる。この
出力Ｃ１，Ｃ２からのオン、オフ信号によってトランジ
スタＱ１〜Ｑ６をオン、オフし、さらにトランジスタＱ
７〜Ｑ１２をオン、オフすることにより、電源２からモ
ータ１への電流をオン、オフ制御する。オン、オフ制御
された後のモータ１のコイルＬｌ、Ｌ２゜Ｒ３に供給さ
れる電圧は、ダイオード（整流素子）ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３
によって整流され、抵抗Ｒ３゜Ｒ４，Ｒ５およびコンデ
ンサＣ１で平滑されて信号ｄとなり、前記減算器１１を
構成するオペアンプ２９のマイナス入力端子に入力され
る。ここに、ダイオードＤＩ、Ｄ２．Ｄ３、抵抗Ｒ３，
Ｒ４゜Ｒ５およびコンデンサＣ１は前記電圧検出回路１
０を構成している。なお、ＩＣ２８には、モータ起動時
のソフトスタート制御回路３０を介してモータオン、オ
フ信号が供給される。

Ｉ　Ｃ２６の出力ＡＦＣおよびＡＰＣは、前記加算器８
を構成する抵抗Ｒ６，Ｒ７で加算されて制御信号Ｃとな
り、オペアンプ２９のプラス入力端子に入力される。こ
れにより、オペアンプ２９は制御信号Ｃから信号ｄを減
算し、その出力を制御信号ｅとしてＩＣ２８の入力ＶＩ
Ｎ−に送る。このようなモータ１への供給電圧のフィー
ドバック制御により、電源電圧の変動にかかわらず、モ
ータ１へ供給される電圧は常に速度制御信号に対応した
値となるため、常に安定した速度制御を実現できる。

なお、第２図において、３１はモータ１のコイル電流を
検出して対応する電圧信号を出力する電流検出回路、３
２はモータ１の起動時あるいはロック時の過電流を検出
するための基準電圧を生成する基準電圧生成回路であり
、これら回路３１．３２の各出力電圧はＩ　Ｃ２８の入
力ＯＬ＋。

ＯＬ−に入力される。Ｉ　Ｃ２８の入力ＯＬ”。

ＯＬ−は、Ｉ　Ｃ２８内に設けられている過電流検出用
コンパレータの入力であり、このコンパレータによって
過電流を検出することにより、モータ１の停止動作など
を行なうようになっている。また、３３はＩＣ２８内に
設けられている制御信号ｅ増幅用アンプの入力回路で、
ＩＣ２８の入力ＶＩＮ−Ｉ　ＶＩＮ”　　（上記アンプ
の入力）に接続されている。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、電源電圧の変動に
対するモータの回転速度変動を著しく減少でき、これに
より電源の簡易化が可能となり、装置の低価格化および
小形、軽量化も可能となるモータ駆動装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の各部を具体的に示す回路図、第３図および第４図は
従来のモータ駆動装置を示す構成図である。１・・・直流モータ（３相プラシレスモータ）、２・・
・直流電源、３・・・スイッチ回路（スイッチ手段）、
４・・・信号発生回路（信号発生手段）、５・・・回転
速度検出器（回転速度検出手段）、６・・・速度比較器
、７・・・位相検出器、８・・・位相比較器、９・・・
加算器、１０・・・電圧検出回路（電圧検出手段）、１
１・・・減算器（演算手段）。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モータへ供給される電源をオン、オフ制御するス
イッチ手段と；このスイッチ手段をオン、オフ動作せしめるオン、オフ
信号を発生する信号発生手段と；前記モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と；この回転速度検出手段からの信号に応じて前記モータの
回転速度を一定に保つよう前記信号発生手段におけるオ
ン、オフ信号の発生タイミングを制御する制御信号を発
生する制御手段と；前記スイッチ手段でオン、オフ制御された後の前記モー
タに供給される電圧を検出する電圧検出手段と；この電圧検出手段の出力信号を前記制御信号に加える演
算手段とを具備したことを特徴とするモータ駆動装置。
（２）前記モータは３相プラシレスモータで、前記電圧
検出手段はその３相の電圧をそれぞれ整流素子にて整流
することにより、前記モータに供給される電圧を検出す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のモータ
駆動装置。