JPH0488895A - 可逆制御装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、目標回転速度に応じて直流モータを可逆制
御することができる可逆制御装置に関するものである。

〔従来の技術］ 一般に直流モータを可逆制御するための制御装置に用い
られる回転速度センサには、回転の方向に応じた極性の
付いた出力信号を得ることができるように、直流発電機
や２相弐のパルスジェネレータが用いられている。

［発明が解決しようとする課ＩＩ！］ 従来の直流モータの制御装置に用いられている回転速度
センサにおいて、まず、直流発電機には、ブラシが用い
られているために、耐久性や耐候性の上で問題点があっ
た。

また、サーボ系により適したセンサという意味では慣性
質量はさらに小さい方がよい。

一方、２相弐のパルスジェネレータは２相式であるため
に、二つのパルス発生器が必要になるなど、装置が複雑
になることが避けられず、コストアップにつながるとい
う課題があった。

この発明は上記のようなｇＢを解消するためになされた
もので、耐候性や耐久性にすぐれ、装置が簡単でコスト
アップを招来することなく、直流モータ等の電動機を可
逆制御することができる可逆制御装置を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る可逆制御装置は、回転速度センサとして
用いる交流発電機と、この回転速度センサの出力と目標
回転極性とモータ制御手段の出力信号に基づく回転極性
とから、この回転極性と目標回転極性が異なる場合にモ
ータ駆動部の出力を零にする条件を加える回転速度検出
値極性付加手段とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における回転速度検出値極性付加手段は、目標
回転極性と回転速度センサの出力とモータ制御手段から
の回転極性とを入力してこれらを比較し、回転極性と目
標回転極性とが異なる場合には、その両者が一致するま
でモータ駆動部の出力を零にするという条件を付加して
モータ駆動部に出力し、直流モータが負荷トルクによっ
て停止するまでモータの駆動制御を待たせるように作用
する。

（実施例〕 以下、この発明の可逆制御装置の実施例について図面に
基づき説明する。第１図はその一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

この第１図において、ｌは制御対象である電動機として
の直流モータであり、この直流モータ〕の回転速度を回
転速度センサ２で検出するようになっている。この回転
速度センサ２としては、この実施例では、磁石発電機を
用いた交流発電機が使用されている０回転速度センサ２
から出力信号２ｓが後述する回転速度検出値極性付加手
段６に送出するようになっている。

一方、５は直流モータ１の目標回転速度を決定する目標
回転速度決定手段であり、この目標回転速度決定手段５
で決定された直流モータ１の目標回転速度信号５ｓは減
算器７および回転速度検出値極性付加手段６に送出する
ようになっており、この回転速度検出値極性付加手段６
にはさらに、モータ制御手段４から出力される出力信号
４Ｓも入力されるようになっている。

回転速度検出値極性付加手段６は、目標回転速度信号５
ｓとモータ制御手段４の出力信号４Ｓから回転速度セン
サ２の出力信号２Ｓに極性を付加し、かつモータ制御手
段４の出力信号４Ｓと目標回転速度信号５ｓの極性が異
なる場合には、モータ駆動部３の出力信号３Ｓを零にす
るモータ駆動部制御信号６ａをこのモータ駆動部３に出
力するようになっている。

また、回転速度検出値極性付加手段６は、回転速度セン
サ２の出力信号２Ｓに極性を付加した極性付き回転速度
信号６Ｓを減算器７に出力するようになっている。

この減算器７は目標回転速度決定手段５から出力される
目標回転速度信号５Ｓと回転速度検出値極性付加手段６
から出力される極性付き回転速度信号６ｓとの減算を行
って、偏差信号７Ｓを算出してモータ制御手段４に出力
するようになっている。

このモータ制御手段４はこの偏差信号７Ｓを入力して、
出力信号４Ｓをモータ駆動部３および上記回転速度検出
値極性付加手段６に出力するようになっている。

モータ駆動部３はこの出力信号４Ｓにより制御され、直
流モータ１を駆動する出力信号３Ｓをこの直流モータ１
に加えるようになっており、また、回転速度検出値極性
付加手段６から出力されるモータ駆動部制御信号６ａが
入力されると、出力信号３Ｓを直流モータ１に加えるの
を停止するようになっている。

なお、モータ制御手段４、目標回転速度決定手段５およ
び回転速度検出値極性付加手段６はマイクロコンピュー
タにより、ソフトウェアで実現することもできる。

第２図は回転速度センサ２の出力信号２Ｓの特性図、第
３図〜第５図は目標回転速度信号５ｓと回転速度センサ
２の出力信号２ｓと極性付き回転速度信号６ｓとの関係
を表す図、第６図は回転速度検出値極性付加手段６にお
いて、回転速度センサ２の出力信号２ｓに極性を付加す
る手順を示すフローチャートである。

次に動作について、第２図〜第６図を、参照して説明す
る。まず、目標回転速度決定手段５により、目標回転速
度信号５ｓが与えられる。この目標回転速度信号５ｓは
減算器７と回転速度検出値極性付加手段６に送られる。

減算器７では、目標回転速度信号と回転速度検出値極性
付加手段６からの極性付き回転速度信号６ｓとの滅真を
行うで、偏差信号７ｓを出力する。

この偏差信号７ｓはモータ制御手段４に入力され、モー
タ制御手段４は偏差信号７ｓに応じた出力信号４ｓをモ
ータ駆動部３と回転速度検出値極性付加手段６に出力す
る。

モータ駆動部３はモータ制御手段４からの出力信号４ｓ
に応じて直流モータ１を付勢し、回転さセる。直流モー
タ１の回転速度は回転速度センサ２で検出されるが、こ
の回転速度センサ２は第２図に示すように、回転方向の
正、逆にかかわらず、正の電圧を出力する交流発電機で
ある。

したがって、回転速度センサ２の出力信号２ｓを回転検
出信号として、そのまま用いて直流モータ１の可逆回転
制御はできない。

そこで、回転速度検出値極性付加手段６によって、回転
速度センサ２の出力信号２ｓに極性を付加し、極性付き
回転速度信号６ｓを生成することにより、直流モータ１
の可逆回転制御を可能としている。

次に、この可逆回転制御についての手順を第６図のフロ
ーチャートに基づき説明する。

まず、ステップＳ１において、目標回転速度決定手段５
で決定された目標回転速度信号５ｓの回転方向に基づく
極性を判別し、その判別の結果、極性が正の場合には、
ステップＳ２の処理に移行し、逆に負の場合には、ステ
ップＳ３の処理に移行する。

目標回転速度信号５ｓが正と判断されると、ステップＳ
２において、その極性と同じ極性、すなわち、正の極性
を回転速度センサ２の出力信号２Ｓに付加して、ステッ
プＳ４に進む。

同様にして、ステップＳ１で目標回転速度信号５ｓの極
性が負であると判断すると、ステップＳ３で目標回転速
度センサ２の出力信号２ｓに負の極性を付加してステッ
プＳ４に進む。

このステップ３１〜ステツプＳ３にしたがった場合の回
転速度センサ２の出力信号２ｓと目標回転速度信号５ｓ
と極性付き回転速度信号６ｓの関係を表した図を第３図
に示す。

この第３図に示すように、直流モータ１の出力軸の回転
速度は目標回転速度５ｓに対しである遅れをもってて追
従する。したがって、目標回転速度５ｓが回転方間を逆
転するときの零クロス点においては、直流モータ１の出
力軸の回転速度はまだ零になっていない場合があり、こ
れが原因で制御することができなくなる可能性がある。

これに関して、第４１Ｅに基づき、−例として、右回転
から左回転に漸次回転方向を変化させる場合の例で説明
する。

目標回転速度決定手段５が右方間の回転を減らしていく
と、モータ制御手段４は極性付き回転速度信号６Ｓと目
標回転速度信号５ｓの偏差信号７ｓをステップＳ４で求
め、この偏差信号７ｓがら右方向の回転を減少させる方
向の制御出力を算出し、モータ制御手段４の出力信号４
ｓを発生する。

この出力信号４ｓがモータ駆動手段３に送られ、モータ
駆動手段３からモータ駆動信号３ｓが直流モータ１に加
えられ、直流モータ１の右方向の回転が減少していく。

これにともない、目標回転速度は右方間から零になり、
やがて左方向に変わるが、直流モータ１は慣性モーメン
ト等による機械的な遅れがあるため、目標回転速度信号
５ｓが零になった時点では、まだ右方向の回転を続行し
ている。

したがって、モータ制御手段４からの出力信号４ｓは右
方向の回転を減少する方向に働くべきである。

ところが、前述のように、ステップ５ｌ−３３の極性付
加手順にしたがえば、第１図に示す回転速度センサ２の
出力信号２Ｓには、左回転の極性が付加され、極性付き
回転速度信号６Ｓは直流モータ１が目標回転速度より高
速度で左方向に回転しているという信号になる。

したがって、目標回転速度信号５Ｓと極性付き回転速度
信号６Ｓの偏差信号７Ｓからモータ制御手段４は左方間
の回転を減らす方向、すなわち、右方間の回転を増す方
向の制御出力を算出してしまう。

このため、直流モータ１の出力軸は右方向の回転を増す
が、極性付き回転速度信号６Ｓでは、それを左方向の回
転を増加している信号になってしまう。

結局、偏差信号７Ｓは増加して行き、左方向の回転を減
らす方向の制御出力はますます大きくなり、最後には、
発振してしまうという不具合がある。

そこで、前述の極性付加手順に加えて、第６図のフロー
チャートのステップＳ４〜ステンブＳ７に示すような処
理を行う。すなわち、ステップＳ４で偏差信号７ｓを求
めてモータ制御手段４から出力信号４ｓ、すなわち、制
御出力を出すと、ステップＳ５に移行する。

このステップＳ４では、目標回転速度信号５Ｓの回転方
向に基づく極性と、モータ制御手段４の出力信号４Ｓの
回転方向に基づく極性と比較を行い、その比較の結果、
両者が異なる場合には、ステップＳ５からステップＳ７
に処理が移行する。

このステップＳ７で目標回転速度信号５Ｓに基づく極性
と出力信号４Ｓの回転方向に基づく極性とが一致するま
で、回転速度検出値極性付加手段６からモータ駆動部３
にモータ駆動部制御信号６ａを出力して、モータ駆動部
３の出力信号３Ｓを零にする。

また、ステップＳ５において、上記両極性が一致してい
ると判断すると、モータ駆動部制御信号６ａが回転速度
検出値極性付加手段６からモータ駆動部３に送出されず
、モータ駆動部３は出力信号３ｓを直流モータｌに送り
、ステップＳ６で直流モータ１を駆動する。

このようにして、上記直流モータ１の出力軸の回転速度
は目標回転速度を越えることがなく、したがって、第５
図に示すような特性が得られ、制御出力の発振を防ぐこ
とができる。

以上述べたように、第２図に示すとおり、回転方向の極
性を持たない特性の回転速度センサ２を使用しても、第
６図のフローチャートに示す手順にしたがって、回転速
度センサ２の出力信号２ｓの極性を付加することによっ
て、直流モータ１の可逆速度制御を行うことができるも
のである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、回転方間に極性を持
たない回転速度センサで電動機の回転速度を検出してそ
の出力信号に目標回転速度信号と制御手段の出力信号と
から極性を付加した極性付き回転速度信号と目標回転速
度信号との偏差信号を制御手段に送出し、制御手段から
の出力信号に基づく回転極性と目標回転速度信号に基づ
く極性が不一致の場合に、回転速度検出値極性付加手段
でモータ駆動部制御信号により、モータ駆動部の出力を
零にするように構成したので、耐久性、耐候性にすぐれ
、かつ簡単な構成で安価に電動機の可逆制御を行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による可逆制御装置の構成
を示すブロック図、第２図は同上実施例における回転速
度センサの出力信号の特性図、第３図ないし第５図はそ
れぞれ同上実施例における目標回転速度信号と回転速度
センサの出力信号と極性付き回転速度信号との関係を示
す特性図、第６図は同上実施例における回転速度検出値
極性付加手段による回転速度センサの出力信号に極性を
付加する手順を示すフローチャートである。 １・・・直流モータ、２・・・回転速度センサ、３・・
・モータ駆動部、４・・・モータ制御手段、５・・・目
標回転速度決定手段、６・・・回転速度検出値極性付加
手段、７・・・減算器。 なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を 示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機を駆動するモータ駆動部と、上記電動機の目標回
   転速度を決定して目標回転速度信号を出力する目標回転
   速度決定手段と、上記電動機の回転数を検出しかつ回転
   方向に対して極性を有しない出力信号を発生する回転速
   度センサと、上記モータ駆動部の駆動制御を行うモータ
   制御手段と、上記目標回転速度信号と上記制御手段の出
   力信号とにより上記回転速度センサの出力信号に極性を
   付加して極性付き自転速度信号を出力するとともに上記
   目標回転速度信号の回転方向に基づく極性と上記モータ
   制御手段の出力信号の回転方向に基づく極性とが不一致
   の場合に両者が一致するまで上記モータ駆動部の出力信
   号を零にするためのモータ駆動部制御信号を出力する回
   転速度検出値極性付加手段と、上記目標回転速度信号と
   上記極性付き回転速度信号との偏差信号を上記モータ制
   御手段に出力する減算器とを備えた可逆制御装置。