JPS61218386A

JPS61218386A - モ−タ制御装置

Info

Publication number: JPS61218386A
Application number: JP60058409A
Authority: JP
Inventors: Kunio Seki; 邦夫関; Hirobumi Ishii; 博文石井
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1985-03-25
Publication date: 1986-09-27

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】〔技術分野〕本発明は、モータの回転位置を検出する検出素子と、上
記検出素子から得られる位置検出信号を増幅する増幅器
とを具備するモータ制御装置に関する。

〔背景技術〕

３相の直流モータの駆動を例に述べると、ロータの回転
位置を磁電変換素子（例えはホール素子）によって検出
し、その位置検出信号に基づきモータコイルへの通電、
すなわち相切り換えを行うようにしたものがある、この種のモータ制御装置においては、上記相切り換え時
にノイズが発生することが当業者間において知られてい
る、上記ノイズは、モータが関連回転するにしたがって
大になり、電子機器のキャビネットと共鳴することもあ
って、特にオフィスオートメイション機器の如く、−日
中使用する電子機、器では非常に気になるものである。

また、相切り換え時に回転の滑らかさが失われることも
ある。またＶＴＲの如く、標準モード、倍速モードなど
がひんばんに切替えられる家電品にも上述した問題点が
発生することが多い、本発明者等は、上記相切り換え時の諸現象に付き種々の
検討を重ねた。その結果、相切り換え時において、各モ
ータコイルに流れる１！流変化ｄｉ／ｄｔが大であるほ
どノイズも犬になることが明らかになった。

この対策としては、例えば「モータドライブエレクトロ
ニクス」　（昭和５６年２月２０日発行、発行者オーム
社、ｐｐ４１〜４２）に示す如く、ドライブ回路にコン
デンサを用いても上記電流値を小にすることができる。

しかし、この方法では、上記電流値をモータの回転速度
に対応させる事ができず、又コンデンサを用いるので大
きなスペースが必要になり、電子機器の小型軽量化を計
る上で障害になること、更に制御装置の半導体集積回路
化が困難になる、等の間粗点が明らかになった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、モータコイルの相切り換え時における
ノイズの低減、回転ムラの低減を行い得るモータ制御装
置を低減し得ることにある。

本発明の上記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

〔発明の概要〕本願において開示される発明の代表的なものの概要を簡
単に述べれば、下記の通りである。

すなわち、モータの逆起電圧がモータの回転速度に比例
することに着目し、上記逆起電力を検出することにより
、モータの回転速度を検出し、この検出された出力にホ
ールアンプの利得が反比例するように構成することによ
って、相切換時の電流変化を一定にし、モータコイルへ
の相切り換えを行う位置検出信号の立ち上がり及び立ち
下がり特性を所望の値に設足し、ノイズの低減、回転ム
ラの低減を図る、という本発明の目的を達成するもので
ある、〔実施例〕以下、第１図から第３図を参照して本発明を適用したモ
ータ制御装置の一実施例を説明する。なお、第１図は半
導体集積回路にて構成した上記制御装置の回路図を示す
ものであり、第２図は回路動作を説明するための波形図
である。

本実施例の特徴は、抵抗Ｒａ等によりモータコイルの逆
起電力を検出し、その検出信号によってトランジスタＱ
ａを駆動しホールアンプの利得な制御する。すなわち逆
起電正大（高速時）のとき利得を下げ、逆起電圧小（低
速時）のとき利得を高めるようにし位置検出信号の立ち
上がり及び立ち下がりを制御し得るように構成したこと
にある。

このような構成とすることによって回転数が変わっても
相切換時のｄｉ／ｄｔをほぼ一定におさえることができ
、ノイズの発生を少なくすることが可能となるのである
。以下具体的に説明する。

Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、は位置検出素子であり、モータの一部
を構成するロータ（図示せず）の回転位置を磁気的に検
出する。そして、本実施例においては所謂ホール素子が
使用されている。なお、モータは直流ダイレクトドライ
ブモータであり、モータコイルＬ、、Ｌ、、Ｌ、は、ス
テータに固定されているものである。

］、　　２．　３は本発明でいう増幅器であり、各増幅
器とも同一の回路構成であるので増幅器１について詳細
に述べる。ロータが回転すると、ホール素子Ｐ１〜Ｐ、
によって第２図囚に示す如き位置検出信号ｕ、　　ｖ、
　ｗが得られ、それぞれ増幅器１〜３に供給される。位
置検出信号Ｕは差動対をなすトランジスタＱ　＋　＋　
Ｑｌの各ベースに供給される。トランジスタＱ、、Ｑｔ
は増幅動作を行うが、増幅度は制御回路として設けられ
たトランジスタＱａによる電流制御によって制御される
、なお、抵抗Ｒ，，Ｒ，は狛荷抵抗であり、トランジス
タＱ８は足電流回路として動作する。

□増幅された位置検出信号Ｕ′は、次段のトランジスタ
Ｑ４．ＱＩｌに供給されるが、このときトランジスタＱ
、、Ｑｓの各ベースが同レベルであれば、カレントミラ
ー回路を構成するトランジスタＱａ　、Ｑ７の出力電流
は同一になる。これに対し、トランジスタＱ、、Ｑ、の
各ベース電圧が異なった場合は、トランジスタＱ＝　＝
　Ｑｙの出力電流の何れか一方が大になり、他方が小に
なる。

以上の如き回路動作が増幅器１〜３について行われ、そ
れぞれ位相の異なった出力信号ＶＩ、Ｖ！。

■、がマトリクス回路４に供給される。マトリクス回路
４は、上記出力信号ＶＩ〜Ｖ、にもとづき、換言すれば
位置検出信号ｕ”’−ｗにもとづき第２図（Ｂｌ〜ひに
示す如き相切り換えのための切り換え信号Ｕｖ、Ｖｖ、
Ｗｖを得るものである。ちなみに、笑線、仮想線１点線
で示した位置検出信号ｕ、　ｖ。

Ｗと同じく実線、仮想線１点線で示した切り換え信号Ｕ
ｖ、ｖｖ、Ｗｖとは対応するものである。

そして、切り換え信号Ｕｖ−Ｗｖの電圧レベルは、図示
の如く基準となるミドルレベルＭ、ハイレベルＨ，ロー
レヘルＬＫｆ化するカ、ハイレベルＨとローレベルＬ（
７）を圧レベルは後述する制御信号Ｖｃ、或いは周波数
発電機１１の出力信号Ｖｓ等によって制御され、そのレ
ベル変化に対応してモータの回転速度が制御される。

ところで、切り換え信号Ｕｖ−Ｗｖは図示の位相関係で
出力回路６．　７．８に供給されるが、上記出力回路６
〜８はプッシュプルアンプの形態に構成されていて、切
り換え信号Ｕｖ、Ｖ、、Ｗｖがハイレベルのとき電源側
が動作し、接地側が非動作になる。これに対し、切り換
え信号Ｕｖ−Ｗｖがローレベルのときは、これに対応す
る出力回路６〜８の電源側が非動作になり、接地側が動
作する。

また、切り換え信号Ｕｖ−ＷｖがミドルレベルＭのとき
は、これに対応する出力回路６〜８は非動作になる。

ここで、最初の６０°間について述べると、第２図に示
す如く切り換え信号Ｕｖがノ・イレベルＨ１ｖｖがロー
レベルＬ、ＷｖがミドルレベルＭであるから、モータコ
イルＬ、〜Ｌ、へ電流Ｉ、が流れる。次の６０″間では
、第２図に示すレベル変化によって、モータコイルＬ、
〜Ｌ、へ電流Ｉ。

が流れ、更に次の６０°間ではモータコイルＬ。

〜Ｌ、へ電流ｌ、が流れる。以下、１８０°〜３６０°
までの間において、第１図及び第２図に示すように電流
Ｉ４〜Ｉ６が流れ、モータが回転を継続する。

そして、モータが回転を継続している間、８番端子から
１０番端子に表れた電圧がダイオードＤ、〜Ｄ３を介し
てＡ点にも表れる。また、この電圧■８は、モータコイ
ルＬ、〜Ｌ８の逆起電圧に比例する。一方、出力回路６
〜８の接地側は、抵抗Ｒａを介して接地されているので
、上記電流■、〜■６が流れることＫより、その電流量
に対応した電圧■ｂが抵抗Ｒａの一端に得られる。

既に述べたとおり、電圧■８として表れる逆起電圧は、
モータの回転速度に比例して変化する。

従って、比較器Ａ１から得られる検出信号Ｖｏの電圧レ
ベルは、電圧■８に反比例する、ここで注目すべきは、
検出信号Ｖｏが抵抗Ｒｂを介してトランジスタＱａのベ
ースに供給され、トランジスタＱ、、Ｑｔで構成された
増幅器の増幅度を制御することである。

ｇ　　　　　　　ｆＴｘわち、モータの回転速度が上昇
して、逆起電圧■８の電圧レベルが上昇すると、出力信
号ｖｏがレベル低下して、増幅器の増幅度を低下せしめ
る。この結果、出力信号Ｕ′のレベル変化が小になり、
出力信号■、のレベル変化も小になる。

そして、モータの回転速度が低下すると、上記回路動作
とは逆に検出信号ｖｏのレベルが上昇して増幅器の増幅
度を上昇せしめる、ただし２、上記増幅度の上昇は、所
望の増幅度に制御される。この結果、切り換え信号Ｕｖ
−Ｗｖは、第３図に実線で示す立ち上がり及び立ち下が
り特性が点線で示すように変化する。図中冥想で示され
るＡは低速時の波形を、破線で示されるＢは高速時の波
形を示す。

すなわち、相切り換え時におけるｄｉ／ｄｔが小になさ
れ、電流Ｉ、〜Ｉ６の供給及び遮断が滑らかになる。従
って、相切り換え時において、モータから発生しがちな
ノイズが低減され、回転ムラも低減される。又、差動ア
ンプＡ、のプラス入力がＶｂに接続されていることによ
り、次の効果も得られる。すなわちモータの負荷が大き
くなるとＶｂが大きくなり、その結果差動アンプＡ、の
出力Ｖｎが大と７：Ｃリホールアンプ１，２．３の利得
を大に制御する。すなわち負荷の変化に対しても適切な
フィードバックがなされる。

なお、周波数発電機（以下においてＦＧという）１１は
、モータの回転速度制御を行うものであり、その構造等
については［ホームビデオ技術」（昭和５６年７月１日
発行、発行所日本放送山板協会、ｐ１２７）に畦細にの
べられている。

ＦＧＩＩの出力信号■ｓは、モータの回転速度に比例し
た周波数信号であり、これを整流（整流器１２による）
して比較器１３に供給する。

一方、比較器１３には、比較器１４を介して制御信号ｖ
ｃが供給されているので、両者の電圧差に対応した制御
信号Ｖｆによって制御回路５が動作し、切り換え信号Ｕ
ｖ−Ｗｖの電圧レベルを制御する。従って、モータは定
速制御がなされると同時に、制御信号ＶＣのレベル設足
により、所望の回転速度に制御される、〔効果〕（１）モータの回転速度に対応してモータコイルへの相
切り換えを行う切り換え信号の立ち上がり及び立ち下が
り特性を所望の値に設足し得るようＫし、だので、モー
タコイルへの電流の供給、遮断が滑らかになり、相切り
換え時におけるノイズを低減することができる。

以上に本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることは言うまでも１［い。

比較器Ａ、の出力信号Ｖ。を利用して、モータの回転速
度制御を行うことができる。

モータは、３相モータに限定されず、更に多相モータの
制御に適用してもよい。

〔利用分野］以上の直切では、主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるモータ制御に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、例えばオフィスオートメイション機器、ＶＴＲ
、テープレコーダ、レコードプレーヤ等のモータを使用
する電子機器に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したモータ制御装置の一実施例を
示す回路図を示し、第２図（Ａｌ−の１は上記制御装置の回路動作を説明す
る波形図を示し５、第３図は切り換え信号の立ち上がり及び立ち下がり特性
の制御を示す波形図を示す。Ｐ、〜Ｐ３・・・ホール系内、ｕ、ｖ、ｗ・・・回転位
置検出信号、Ｕｖ、Ｖ、、Ｗｖ・・・切り換え信号、■
。・・・検出信号、Ｖａ・・・逆起電圧、Ｌ１〜Ｌｓ・
・・モータコイル、Ａ、・・・比較器、Ｑａ・・・トラ
ンジスタ、１〜３・・・増幅器、４・・・マトリクス回
路、５・・・制御回路、６〜８・・・出力回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１．モータの回転位置を検出する検出素子と、上記検出
素子から得られる位置検出信号を増幅する増幅器とを具
備するモータ制御装置において、複数のモータコイルの
相切り換え時に各モータコイルから発生する逆起電力を
順次検出する検出回路と、上記検出回路から得られる検
出信号にもとづき上記増幅器の利得を制御し、上記相切
り換えを決定する切換え信号の立ち上がり及び立ち下が
り特性を所望の値に設定する制御回路とを設けたことを
特徴とするモータ制御装置。