JPH033476B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパルス幅変調駆動を行う電動機の速度
制御装置に関する。

従来例の構成とその問題点 近年、パルス幅変調を用い電動機の駆動を行
い、電動機の回転数および流れる電流を検出し
て、電動機の速度制御を行う速度制御装置の発展
には目ざましいものがある。

以下に従来の速度制御装置について説明を行
う。第１図は従来の速度制御装置の構成図であ
り、１は一定周波数で発振する発振器、２は設定
された計数値を発振器１の出力によつて減じる方
向に計数するカウンタであり、カウンタ出力とし
て計数中は“１”出力を出力し、計数終了後は
“０”出力を出力する。３はカウンタ２の出力に
より電力変換を行い、電動機を駆動するトランジ
スタ等で構成される駆動装置である。４は電動
機、５は電動機に流れる電流を検出する電流検出
装置、６は電動機の回転数を検出する速度検出装
置であり、電流検出装置５および速度検出装置６
の出力は制御論理装置７に入力される。前記制御
論理装置７は、電流検出装置５と速度検出装置６
の出力よりカウンタ２に設定するパルス幅データ
を演算により決定し、カウンタ２への設定を行う
ことにより電動機の速度を制御する。８は一定周
波数を発生する発振器であり、制御論理装置７に
入力されている。９は速度指令装置であり、制御
論理装置７に速度指令を与える。

以上のように構成された速度制御装置について
以下第１図および第２図を用いて動作説明を行
う。第２図は第１図の各部波形のタイミングチヤ
ートであり、QSC1信号は発振器１の出力、
QSC2信号は発振器８の出力、CQUT信号はカウ
ンタ２の出力、IQUT信号は電流検出装置の出力
である。いま、速度指令装置９により速度指令が
制御論理装置７に与えられ、電動機４が定速回転
を行つているものとする。制御論理装置７は
QSC2信号の立ち上りに同期して、速度指令値、
速度検出値および速度検出値より電動機４に供給
する電力を算出し、カウンタ２にパルス幅データ
を設定する。パルス幅データが設定された時点で
CQUT信号は“１”となり、この時点からカウ
ンタ２の計数値、つまりパルス幅データはQSC1
信号により減少する方向に計数され、計数値が
“０”となるまでCQUT信号は“１”に保持され
る。カウンタ２の計数値が“０”となれば
CQUT信号は“０”となる。駆動装置３は
CQUT信号により電力変換を行い、電動機４に
電力を供給し、電動機４は与えられた電力に応じ
て回転する。つまりカウンタ２に設定するパルス
幅データを大きくすればCQUT信号のパルス幅
は広くなり、電動機４の回転数は増加し、パルス
幅データを小さくすればCQUT信号のパルス幅
は狭くなり、電動機４の回転数は減少する。第２
図で何らかの原因でIQUT信号が上昇してくれ
ば、制御論理装置７はカウンタ２に設定するパル
ス幅データを小さくし、電動機４に与える電力を
減少させ定速回転を保つ。逆の場合でIQUT信号
が下降した場合はパルス幅データを広くし、定速
回転を保つことになる。また、ここで図示はして
いないが、電流検出装置の出力が設定回転数を越
えたときはパルス幅を狭くし、設定回転数を下回
つたときはパルス幅を広くするように制御して定
速回転を保つことになる。

以上説明したように第１図に示す速度制御装置
において、電動機４に流れる電流および速度を制
御論理装置７が常時検出しながら、それに応じた
パルス幅データをカウンタ２に設定することによ
り、電動機４は速度指令値どおりに回転する。

しかしながら上記従来の構成では、電動機４に
流れる電流の検出を電流検出装置５にて行い、制
御論理装置７に入力し、次に制御論理装置７が検
出値に応じてパルス幅データをカウンタ２に設定
していたため、制御論理装置７の演算に要する時
間だけ制御論理装置７が検出する速度が遅くなり
（第２図中のＴ時間分だけ遅れる）、系の応答性が
著しく悪くなるという問題点を有していた。また
制御論理装置７をマイクロプロセツサおよび周辺
LSIで（大規模集積回路。以下同じ）構成し、デ
イジタル処理を行う場合、電流検出装置５にはア
ナログ−デイジタル変換回路が必要となつて複雑
化し、コスト的にも高くなり、さらにマイクロプ
ロセツサの動作のうちのかなりの部分を上記処理
に費やすため、マイクロプロセツサの他の処理が
制限されるという問題点も有していた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
簡素な構成により速度制御系の応答を高速化する
とともに、より安定した効率のよい速度制御装置
を提供するものである。

発明の構成 前記目的を達成するため、本発明は、発振周波
数を可変することのできる第１の発振器と、第１
の発振器の出力を計数し任意のパルス幅信号を発
生することのできるカウンタと、このカウンタ出
力によるパルス幅変調信号を用いて電動機を駆動
する駆動装置と、電動機の電流を検出する電流検
出装置と、電動機の回転数を検出する速度検出装
置と、電流検出値および速度検出値とにより前記
カウンタにパルス幅データを設定する制御論理装
置と、パルス幅データ設定のタイミングを制御論
理装置に与えるための一定周波数を発生する第２
の発振器とを具備した速度制御装置であり、前記
第１の発振器の周波数を、電流検出装置の帰還値
で可変させることにより、速度制御系の応答を著
しく高めかつ構成が簡素でコストが安く更に処理
効率を向上させることができるようにしたもので
ある。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例の説明を第３図以降の
図面を用いて行なう。第３図は本発明の一実施例
における速度制御装置の構成図である。第３図に
おいて、１１はカウンタ、１２は駆動装置、１３
は電動機、１５は速度検出装置、１６は制御論理
装置、１７は発振器、１８は速度指令装置であ
り、これらは第２図に示す従来例の構成と同じも
のである。１４は電流検出装置、１０は発振器で
あり、電流検出装置１４の出力は発振器１０に接
続され、電流検出値が大きければ発振器１０の発
振周波数は高くなり、電流検出値が小さければ発
振周波数は低くなる。また発振器１０の出力はカ
ウンタ１１に接続され、これによりカウンタ２に
設定されたパルス幅データは減じられる。

以上のように構成された本実施例の速度制御装
置について以下その動作を説明する。第４図は第
３図における各部波形のタイミングチヤートであ
る。QSC3信号は発振器１０の出力、QSC4信号
は発振器１７の出力、CQUT1信号はカウンタ１
１の出力、IQUT1信号は電流検出装置１４の出
力である。いま、速度指令装置１８により速度指
令が制御論理装置１６に与えられ電動機１３が定
速回転を行つているものとする。次に何らかの原
因でIQUT1信号が上昇してきたとするとIQUT1
信号は発振器１０に入力されているので、発振器
１０の発振周波数（QSC3信号）は高くなる。
（従来の構成（第１図）であればIQUT信号が上
昇したとき、制御論理装置７が、発振器８の出力
の立ち上りに同期してIQUTを入力し、電流を減
じる方向に、つまりカウンタ２に設定するパルス
幅データ値を小さくしていたが）本発明では
QSC3信号の周波数が高くなり、パルス幅データ
値を小さくしたことと同一の作用をもたらす。つ
まり従来例ではカウンタの出力パルス幅データを
短く（長く）するのにカウンタに接続されている
発振器の周波数は一定にしておき、制御論理装置
が電流検出値に応じてパルス幅データ値を小さく
（大きく）していたのに対し、実施例による構成
ではカウンタの出力パルス幅データを短く（長
く）するのにカウンタに接続されている発振器の
周波数が電流検出値に応じて高く（低く）なり、
働きとしては全く同一の効果をもたらす。本実施
例の場合、制御論理装置１６は発振器１７の出力
（QSC4信号）の立ち上りに同期して、速度指令
値速度検出値より電動機１３に供給する電力を算
出し、カウンタ１１にパルス幅データを設定す
る。電流検出動作が制御論理装置１６を経由しな
いことを除けば従来例の動作と同様、電動機１３
は速度指令値１８の指令値通りに定速回転を保つ
ことになる。

以上のように本実施例によれば、電流検出に関
して制御論理装置１６は一切関知せず、電流検出
値に応じて発振器１０の発振周波数が増減され、
それがパルス幅に加味されるので制御論理装置の
負担が軽くなり、（第２図のＴが第４図のT′とな
る）速度制御系の応答が著しく改善される。

以下、上記説明の発明を利用した速度制御装置
の説明を第５図を用いて行う。１９は発振器、２
０はカウンタ、２１は駆動装置、２２は電動機、
２３は電流検出装置、２５は速度検出装置、２６
は制御論理装置、２７は発振器、２８は速度指令
装置であり、これらは第３図の構成と同じもので
ある。２４は位相をすすめる移相装置であり、電
流検出装置１４の出力を帰還するときに位相をす
すめなかつた場合、電動機１３の種類あるいは負
荷状態によつては制御系として不安定な状態にな
ることを防ぐものである。移相量を可変できるよ
うにしておけば、如何なるモータが接続されても
又、負荷が変わつても安定した速度制御系とする
ことができる。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、本発
明によれば電動機に流れる電流の検出を電流検出
装置にて行い、その検出値を制御論理装置に入力
せず、発振周波数を可変できる発振器に入力し
て、発振器の周波数を増減し、発振器の出力をパ
ルス幅信号を発生するカウンタの発振源としてい
るので、電流検出によるパルス幅の増減は直接カ
ウンタで行われることになる。つまり、制御論理
装置として従来は速度検出、電流検出の両方を監
視しなければならなかつたものが、本発明によれ
ば速度検出のみに専念することができ、速度制御
系の応答性が極めて改善され、かつ、処理効率が
改善されることになる。また従来、制御論理装置
をマイクロプロセツサおよび周辺LSIで構成した
場合、電流検出装置にはアナログ−デイジタル変
換回路が必要であつたが、本発明ではアナログ信
号のみでよくなり、回路が簡素化され、コストも
その分引き下げることができるなど、数々の優れ
た効果を得ることのできる速度制御装置を実現で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の速度制御装置の構成図、第２図
は第１図各部波形のタイミングチヤート、第３図
は本発明の一実施例における速度制御装置の構成
図、第４図は第３図各部波形のタイミングチヤー
ト、第５図は本発明の他の実施例における速度制
御装置の構成図である。 １，１０，１９……発振器、２，１１，２０…
…カウンタ、３，１２，２１……駆動装置、４，
１３，２２……電動機、５，１４，２３……電流
検出装置、６，１５，２５……速度検出装置、
７，１６，２６……制御論理装置、８，１７，２
７……発振器、９，１８，２８……速度指令装
置、２４……移相装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発振周波数を可変することのできる第１の発
   振器と、前記第１の発振器の出力を計数し任意の
   パルス幅信号を発生するカウンタと、このカウン
   タ出力によるパルス幅変調信号を用いて電動機を
   駆動する駆動装置と、電動機の電流を検出する電
   流検出装置と、電動機の回転数を検出する速度検
   出装置と、前記電流検出装置および速度検出装置
   から得られる電流検出値および速度検出値とによ
   り前記カウンタにパルス幅データを設定する制御
   論理装置と、パルス幅データ設定のタイミングを
   制御論理装置に与えるための一定周波数を発生す
   る第２の発振器とを具備し、電流検出装置の帰還
   値により前記第１の発振器の周波数を変化させて
   速度制御を行うことを特徴とする速度制御装置。 ２ 発振周波数を可変することのできる第１の発
   振器と、第１の発振器の出力を計数し任意のパル
   ス幅信号を発生することのできるカウンタと、こ
   のカウンタ出力によるパルス幅変調信号を用いて
   電動機を駆動する駆動装置と、電動機の電流を検
   出する電流検出装置と、電流検出装置の出力の位
   相をすすめる移相装置と、電動機の回転数を検出
   する速度検出装置と、前記電流検出装置および速
   度検出装置から得られる電流検出値および速度検
   出値とにより前記カウンタにパルス幅データを設
   定する制御論理装置とパルス幅データ設定のタイ
   ミングを制御論理装置に与えるための一定周波数
   を発生する第２の発振器とを具備し、電流検出装
   置の帰還値を前記移相装置に入力し位相をすす
   め、移相装置の出力により前記第１の発振器の周
   波数を変化させて速度制御を行うことを特徴とす
   る速度制御装置。