JPH05284780A - 直流モータ制御装置 - Google Patents
直流モータ制御装置Info
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- JPH05284780A JPH05284780A JP4074671A JP7467192A JPH05284780A JP H05284780 A JPH05284780 A JP H05284780A JP 4074671 A JP4074671 A JP 4074671A JP 7467192 A JP7467192 A JP 7467192A JP H05284780 A JPH05284780 A JP H05284780A
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- circuit
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な回路を付加するのみでトルク変動を減
少し得る直流モータ制御装置を提供する。 【構成】 モータＭに対する出力指令信号Ｖi に基づい
て主電流制御回路Ｑ1の制御量信号を調節する制御量調
節回路Ｑ2 と、モータ電流を検出する電流検出用抵抗Ｒ
d と、電流検出信号を制御量信号に負帰還する第１の帰
還回路Ｃ1 と、入力電圧信号を制御量信号に負帰還する
第２の帰還回路Ｃ2 と、第１と第２の帰還回路の負帰還
量の配分を設定している帰還量配分器Ｒ2 ，Ｒ3 とを備
えた。 【効果】 帰還量配分器の配分比を適性に設定しておく
ことにより、簡単な構成で、トルク変動を減少させるこ
とが可能になる。
少し得る直流モータ制御装置を提供する。 【構成】 モータＭに対する出力指令信号Ｖi に基づい
て主電流制御回路Ｑ1の制御量信号を調節する制御量調
節回路Ｑ2 と、モータ電流を検出する電流検出用抵抗Ｒ
d と、電流検出信号を制御量信号に負帰還する第１の帰
還回路Ｃ1 と、入力電圧信号を制御量信号に負帰還する
第２の帰還回路Ｃ2 と、第１と第２の帰還回路の負帰還
量の配分を設定している帰還量配分器Ｒ2 ，Ｒ3 とを備
えた。 【効果】 帰還量配分器の配分比を適性に設定しておく
ことにより、簡単な構成で、トルク変動を減少させるこ
とが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流モータ制御装置に関
し、特に直流モータの発生トルクの変動を減少させる制
御装置に関するものである。
し、特に直流モータの発生トルクの変動を減少させる制
御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】直流モータの出力を制御する制御装置と
して、図２に示す定電圧方式或いは図３に示す定電流方
式によるものがある。
して、図２に示す定電圧方式或いは図３に示す定電流方
式によるものがある。
【０００３】図２において、Ｍは３相バイポーラ型のブ
ラシレスモータで、その整流回路等の記載は省略してい
る。Ｑ1 はモータ電流を制御する主電流制御回路をなし
たトランジスタで、該トランジスタＱ1 は、エミッタに
電源＋Ｖを受け、コレクタがモータＭの一方の入力端に
接続されている。Ｑ2 はトランジスタＱ1 の制御量信号
を調節するトランジスタである。ＯＰ1 は演算増幅器
で、＋端子が接地され、−端子に、抵抗Ｒ1 を介する電
流Ｉi によるトルク指令値ＶS （＝Ｉi Ｒ1 ）とモータ
端子電圧ＶM との差電圧を抵抗Ｒ1 とＲ2 とで分圧して
なる分電圧を受け、その出力をトランジスタＱ2 のベー
スに与えている。＋Ｖ1 ，−Ｖ2 は制御電圧である。Ａ
r はモータＭの電機子、Ｒa は電機子Ａr の抵抗、ＥM
は電機子Ａr の速度起電力である。
ラシレスモータで、その整流回路等の記載は省略してい
る。Ｑ1 はモータ電流を制御する主電流制御回路をなし
たトランジスタで、該トランジスタＱ1 は、エミッタに
電源＋Ｖを受け、コレクタがモータＭの一方の入力端に
接続されている。Ｑ2 はトランジスタＱ1 の制御量信号
を調節するトランジスタである。ＯＰ1 は演算増幅器
で、＋端子が接地され、−端子に、抵抗Ｒ1 を介する電
流Ｉi によるトルク指令値ＶS （＝Ｉi Ｒ1 ）とモータ
端子電圧ＶM との差電圧を抵抗Ｒ1 とＲ2 とで分圧して
なる分電圧を受け、その出力をトランジスタＱ2 のベー
スに与えている。＋Ｖ1 ，−Ｖ2 は制御電圧である。Ａ
r はモータＭの電機子、Ｒa は電機子Ａr の抵抗、ＥM
は電機子Ａr の速度起電力である。
【０００４】図２の制御回路においては、モータ端子電
圧ＶM は、ＶM ＝−Ｖi Ｒ2/Ｒ1 となってトルク指令値
ＶS に対して一定である。そして発生トルクτは、 τ＝ＫT ｓｉｎθ×ＩM …（１） になる。ここでＫT は、モータＭの界磁磁極の磁束分布
特性が正弦波形をなしているものとし、その最大磁束に
よって生ずるトルク定数である。該発生トルクτの単位
は、モータＭの回転数をｎ（ｋｒｐｍ）として、回転数
ｎ当たりの速度起電力ＫE （Ｖ／ｎ）を用いて電流Ａ毎
の値として、ＫE （Ｎ・ｍ／Ａ）で表わされる。θは電
気角で、モータＭの回転に伴う整流周期（６０゜）毎に
６０゜から１２０゜の値を繰り返す。ＩM は電機子電流
であり、 ＩM ＝（ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／Ｒa …（２） で表される。尚、ＥM は先の最大磁束に対応の速度起電
力である。
圧ＶM は、ＶM ＝−Ｖi Ｒ2/Ｒ1 となってトルク指令値
ＶS に対して一定である。そして発生トルクτは、 τ＝ＫT ｓｉｎθ×ＩM …（１） になる。ここでＫT は、モータＭの界磁磁極の磁束分布
特性が正弦波形をなしているものとし、その最大磁束に
よって生ずるトルク定数である。該発生トルクτの単位
は、モータＭの回転数をｎ（ｋｒｐｍ）として、回転数
ｎ当たりの速度起電力ＫE （Ｖ／ｎ）を用いて電流Ａ毎
の値として、ＫE （Ｎ・ｍ／Ａ）で表わされる。θは電
気角で、モータＭの回転に伴う整流周期（６０゜）毎に
６０゜から１２０゜の値を繰り返す。ＩM は電機子電流
であり、 ＩM ＝（ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／Ｒa …（２） で表される。尚、ＥM は先の最大磁束に対応の速度起電
力である。
【０００５】次に図３について説明する。図３において
は図２と同等の部分には同一の符号を付して示し、以下
に異なる部分について説明する。
は図２と同等の部分には同一の符号を付して示し、以下
に異なる部分について説明する。
【０００６】ＤはモータＭの電流ＩM を検出する電流検
出部である。Ｒd はその電流検出用抵抗で、モータＭの
他方の入力端と接地電位間に接続されている。ＯＰ2 は
演算増幅器で、＋端子に、電流検出用抵抗Ｒd の電位を
抵抗Ｒ4 とＲ5 とで分圧してなる分電圧を受け、−端子
に、その出力電位ＶI を抵抗Ｒ4 とＲ5 とで分圧してな
る分電圧を受け、抵抗Ｒ3 を介して該出力電位ＶI を演
算増幅器ＯＰ1 の−端子に与えている。
出部である。Ｒd はその電流検出用抵抗で、モータＭの
他方の入力端と接地電位間に接続されている。ＯＰ2 は
演算増幅器で、＋端子に、電流検出用抵抗Ｒd の電位を
抵抗Ｒ4 とＲ5 とで分圧してなる分電圧を受け、−端子
に、その出力電位ＶI を抵抗Ｒ4 とＲ5 とで分圧してな
る分電圧を受け、抵抗Ｒ3 を介して該出力電位ＶI を演
算増幅器ＯＰ1 の−端子に与えている。
【０００７】図３の制御回路においては、出力電位ＶI
は、ＶI ＝−Ｖi Ｒ3/Ｒ1 、ＶI ＝ＩM Ｒd Ｒ5 ／Ｒ4
で表わされて、電機子電流ＩM は、 ＩM ＝−Ｖi Ｒ3 Ｒ4 ／（Ｒ5 Ｒd ）…（３） 或いはまた（２）式に代えて、 ＩM ＝（ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／（Ｒa ＋Ｒd ）…（４） となる。発生トルクτは図２におけると同様に（１）式
で表わされる。
は、ＶI ＝−Ｖi Ｒ3/Ｒ1 、ＶI ＝ＩM Ｒd Ｒ5 ／Ｒ4
で表わされて、電機子電流ＩM は、 ＩM ＝−Ｖi Ｒ3 Ｒ4 ／（Ｒ5 Ｒd ）…（３） 或いはまた（２）式に代えて、 ＩM ＝（ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／（Ｒa ＋Ｒd ）…（４） となる。発生トルクτは図２におけると同様に（１）式
で表わされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらモータ特
性を良好にするために一般に電機子抵抗Ｒa が小さい値
になっているので、図２の制御装置においては、モータ
端子電圧ＶM が一定であることにより、ｓｉｎθの値が
小となる相の切り替わり時点において、（２）式による
電機子電流ＩM が（１）式によるＫT ｓｉｎθの減少に
比して著しく増大して、発生トルクτが増大する。よっ
てこの繰り返しによるトルク変動が大になる。
性を良好にするために一般に電機子抵抗Ｒa が小さい値
になっているので、図２の制御装置においては、モータ
端子電圧ＶM が一定であることにより、ｓｉｎθの値が
小となる相の切り替わり時点において、（２）式による
電機子電流ＩM が（１）式によるＫT ｓｉｎθの減少に
比して著しく増大して、発生トルクτが増大する。よっ
てこの繰り返しによるトルク変動が大になる。
【０００９】また、図３の制御装置においては、電機子
電流ＩM が一定であるために、（１）式による発生トル
クτがｓｉｎθによって変動する。
電流ＩM が一定であるために、（１）式による発生トル
クτがｓｉｎθによって変動する。
【００１０】例えばレーザプリンタのミラー走査用の機
構のように円滑な回転を要求される負荷に対しては、こ
れらのトルク変動を極力減少させる必要がある。
構のように円滑な回転を要求される負荷に対しては、こ
れらのトルク変動を極力減少させる必要がある。
【００１１】本発明の目的は、簡単な回路を付加するの
みでトルク変動を減少し得る直流モータ制御装置を提供
することにある。
みでトルク変動を減少し得る直流モータ制御装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、モータの一方の入力端に接続されモータ
電流を制御する主電流制御回路と、モータに対する出力
指令信号に基づいて主電流制御回路の制御量信号を調節
する制御量調節回路とを備えた直流モータ制御装置にお
いて、モータの他方の入力端に接続されモータ電流を検
出する電流検出用抵抗と、電流検出用抵抗によって検出
された電流信号を前記の制御量信号に負帰還する第１の
帰還回路と、モータの一方の入力端の電圧信号を前記制
御量信号に負帰還する第２の帰還回路と、前記制御量信
号に対する前記第１と第２の帰還回路の負帰還量の配分
を設定している帰還量配分器とを備えた。
決するために、モータの一方の入力端に接続されモータ
電流を制御する主電流制御回路と、モータに対する出力
指令信号に基づいて主電流制御回路の制御量信号を調節
する制御量調節回路とを備えた直流モータ制御装置にお
いて、モータの他方の入力端に接続されモータ電流を検
出する電流検出用抵抗と、電流検出用抵抗によって検出
された電流信号を前記の制御量信号に負帰還する第１の
帰還回路と、モータの一方の入力端の電圧信号を前記制
御量信号に負帰還する第２の帰還回路と、前記制御量信
号に対する前記第１と第２の帰還回路の負帰還量の配分
を設定している帰還量配分器とを備えた。
【００１３】
【作用】 本発明によれば、第１の帰還回路は、電流検
出用抵抗に流れるモータ電流を定電流化傾向に制御動作
し、第２の帰還回路は、モータの端子電圧を定電圧化傾
向に制御動作する。そして帰還量配分器によるこれら各
負帰還量の配分比に基づいて該各動作が相殺される。
出用抵抗に流れるモータ電流を定電流化傾向に制御動作
し、第２の帰還回路は、モータの端子電圧を定電圧化傾
向に制御動作する。そして帰還量配分器によるこれら各
負帰還量の配分比に基づいて該各動作が相殺される。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す直流モータ制
御装置の回路図である。この回路は、図２の回路と図３
の回路とに共通していない回路要素をこれらの回路に対
して補って構成されている。
御装置の回路図である。この回路は、図２の回路と図３
の回路とに共通していない回路要素をこれらの回路に対
して補って構成されている。
【００１５】同図において、Ｃ1 は第１の帰還回路、Ｃ
2 は第２の帰還回路の構成要素、抵抗Ｒ2 ，抵抗Ｒ3 の
組は該各帰還回路の帰還量配分器をなす。
2 は第２の帰還回路の構成要素、抵抗Ｒ2 ，抵抗Ｒ3 の
組は該各帰還回路の帰還量配分器をなす。
【００１６】図１の構成において、電機子電流ＩM は、
ＩM ＝ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／（Ｒa ＋Ｒd ）で表わさ
れ、そしてモータ端子電圧ＶM は、ＶM ＝Ｒ2 （Ｉi −
ＶI／Ｒ3 ）、出力電位ＶI は、ＶI ＝ＩM Ｒd Ｒ5 ／
Ｒ4 であるから、電機子電流ＩM は、 ＩM ＝（Ｒ2 Ｉi −ＥM ｓｉｎθ）／［Ｒa ＋Ｒd ｛１＋（Ｒ5 ／Ｒ4 ）（Ｒ2 ／Ｒ3 ）｝］…（５） となる。発生トルクτは図２におけると同様に（１）式
で表わされる。
ＩM ＝ＶM −ＥM ｓｉｎθ）／（Ｒa ＋Ｒd ）で表わさ
れ、そしてモータ端子電圧ＶM は、ＶM ＝Ｒ2 （Ｉi −
ＶI／Ｒ3 ）、出力電位ＶI は、ＶI ＝ＩM Ｒd Ｒ5 ／
Ｒ4 であるから、電機子電流ＩM は、 ＩM ＝（Ｒ2 Ｉi −ＥM ｓｉｎθ）／［Ｒa ＋Ｒd ｛１＋（Ｒ5 ／Ｒ4 ）（Ｒ2 ／Ｒ3 ）｝］…（５） となる。発生トルクτは図２におけると同様に（１）式
で表わされる。
【００１７】本実施例においては例えば、モータＭの回
転数をｎが１ｋｒｐｍ、抵抗Ｒa が１８Ω、抵抗Ｒd が
２Ωであって、且つ発生トルクτの変動を少なくするた
めに、抵抗Ｒ2 が１５ＫΩ、抵抗Ｒ3 が３０ＫΩ、抵抗
比Ｒ5 ／Ｒ4 が５０に設定されているものとする。尚、
トルク指令値ＶS （＝Ｉi Ｒ1 ）は、適宜の抵抗Ｒ1に
対してトルク指令電流Ｉi によって定まる。トルク指令
電流Ｉi が例えば１ｍＡのときのモータ端子電圧ＶM の
最大値は、（５）式のｓｉｎθを１としたときの電機子
電流ＩM を用いて、（４）式に基づいて計算すると、約
１０Ｖになる。そして発生トルクτは、この電機子電流
ＩM を用いて（１）式によって計算すると、約0.008 Ｎ
・ｍになる。
転数をｎが１ｋｒｐｍ、抵抗Ｒa が１８Ω、抵抗Ｒd が
２Ωであって、且つ発生トルクτの変動を少なくするた
めに、抵抗Ｒ2 が１５ＫΩ、抵抗Ｒ3 が３０ＫΩ、抵抗
比Ｒ5 ／Ｒ4 が５０に設定されているものとする。尚、
トルク指令値ＶS （＝Ｉi Ｒ1 ）は、適宜の抵抗Ｒ1に
対してトルク指令電流Ｉi によって定まる。トルク指令
電流Ｉi が例えば１ｍＡのときのモータ端子電圧ＶM の
最大値は、（５）式のｓｉｎθを１としたときの電機子
電流ＩM を用いて、（４）式に基づいて計算すると、約
１０Ｖになる。そして発生トルクτは、この電機子電流
ＩM を用いて（１）式によって計算すると、約0.008 Ｎ
・ｍになる。
【００１８】次にモータＭの回転位相θの変化に応じた
モータ端子電圧ＶM は、（５）式による電気角θを６０
゜から１２０゜に順次変化させ、且つ（４）式に基づい
て求められる。図４の（ａ）はそのモータ端子電圧ＶM
の特性を示す図である。同様にして発生トルクτは、
（５）式と（１）式とから求められる。図４の（ｂ）は
その発生トルクτの特性を示す図である。同図に示すよ
うに発生トルクτは、モータＭの回転位相θが変化して
もほぼ一定になっている。このようなトルク特性をを得
るために、上記の各要素の値が試算されて設定されてい
る。
モータ端子電圧ＶM は、（５）式による電気角θを６０
゜から１２０゜に順次変化させ、且つ（４）式に基づい
て求められる。図４の（ａ）はそのモータ端子電圧ＶM
の特性を示す図である。同様にして発生トルクτは、
（５）式と（１）式とから求められる。図４の（ｂ）は
その発生トルクτの特性を示す図である。同図に示すよ
うに発生トルクτは、モータＭの回転位相θが変化して
もほぼ一定になっている。このようなトルク特性をを得
るために、上記の各要素の値が試算されて設定されてい
る。
【００１９】図４の（ａ），（ｂ）には、図２の回路の
抵抗Ｒ2 を１０ＫΩとしたときの各特性が破線により、
そして、図３の回路の抵抗Ｒ3 を１０ＫΩ，抵抗比Ｒ5
／Ｒ4 を３０としたときの各特性が二点鎖線により、そ
れぞれ電気角θが９０゜における値を一致させて併記さ
れている。図２の回路においては、モータ端子電圧ＶM
を定電圧に制御しているために、発生トルクτは電気角
θが９０゜から偏るにつれて増大し、そして図３の回路
においては、モータ電流を定電流に制御しているため
に、電気角θが９０゜から偏るにつれて減少している
が、本実施例においてはほぼ一定になる。
抵抗Ｒ2 を１０ＫΩとしたときの各特性が破線により、
そして、図３の回路の抵抗Ｒ3 を１０ＫΩ，抵抗比Ｒ5
／Ｒ4 を３０としたときの各特性が二点鎖線により、そ
れぞれ電気角θが９０゜における値を一致させて併記さ
れている。図２の回路においては、モータ端子電圧ＶM
を定電圧に制御しているために、発生トルクτは電気角
θが９０゜から偏るにつれて増大し、そして図３の回路
においては、モータ電流を定電流に制御しているため
に、電気角θが９０゜から偏るにつれて減少している
が、本実施例においてはほぼ一定になる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ータの電流検出信号とモータの端子電圧信号とを或る配
分比をもって制御量信号に負帰還するようにしたので、
該配分比を適性に設定しておくことにより、モータ回転
に伴うトルク変動を減少させることが可能になる。そし
て該配分比は単純な抵抗要素等によって設定することが
できるので、簡単な構成で成し得る。
ータの電流検出信号とモータの端子電圧信号とを或る配
分比をもって制御量信号に負帰還するようにしたので、
該配分比を適性に設定しておくことにより、モータ回転
に伴うトルク変動を減少させることが可能になる。そし
て該配分比は単純な抵抗要素等によって設定することが
できるので、簡単な構成で成し得る。
【図１】本発明の一実施例を示す直流モータ制御装置の
回路図
回路図
【図２】従来の直流モータ制御装置の回路図
【図３】従来の直流モータ制御装置の回路図
【図４】モータ端子電圧の特性と発生トルクの特性とを
示す図
示す図
Ｍ…モータ、Ｑ1 ，Ｑ2 …トランジスタ、ＯＰ1 ，ＯＰ
2 …演算増幅器、Ｒa…電機子抵抗、Ｒd …電流検出用
抵抗、Ｒ2 ，Ｒ3 …帰還量配分用抵抗、ＶS …トルク指
令値、Ｉi …トルク指令電流、ＶM …モータ端子電圧、
ＥM …速度起電力。
2 …演算増幅器、Ｒa…電機子抵抗、Ｒd …電流検出用
抵抗、Ｒ2 ，Ｒ3 …帰還量配分用抵抗、ＶS …トルク指
令値、Ｉi …トルク指令電流、ＶM …モータ端子電圧、
ＥM …速度起電力。
Claims (1)
- 【請求項１】 モータの一方の入力端に接続されモータ
電流を制御する主電流制御回路と、モータに対する出力
指令信号に基づいて主電流制御回路の制御量信号を調節
する制御量調節回路とを備えた直流モータ制御装置にお
いて、 モータの他方の入力端に接続されモータ電流を検出する
電流検出用抵抗と、 電流検出用抵抗によって検出された電流信号を前記制御
量信号に負帰還する第１の帰還回路と、 モータの一方の入力端の電圧信号を前記制御量信号に負
帰還する第２の帰還回路と、 前記制御量信号に対する前記第１と第２の帰還回路の負
帰還量の配分を設定している帰還量配分器とを備えた、 ことを特徴とする直流モータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074671A JPH05284780A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4074671A JPH05284780A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284780A true JPH05284780A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13553931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4074671A Pending JPH05284780A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 直流モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284780A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649755A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-13 | 斯泰宝机电科技(昆山)有限公司 | 一种无刷电机控制器自检方法、装置及无刷电机 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4074671A patent/JPH05284780A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112649755A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-04-13 | 斯泰宝机电科技(昆山)有限公司 | 一种无刷电机控制器自检方法、装置及无刷电机 |
| CN112649755B (zh) * | 2020-11-27 | 2024-02-06 | 斯泰宝机电科技(昆山)有限公司 | 一种无刷电机控制器自检方法、装置及无刷电机 |
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