JPS63178774A - 振動波モ−タ−の駆動回路 - Google Patents
振動波モ−タ−の駆動回路Info
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- JPS63178774A JPS63178774A JP62009442A JP944287A JPS63178774A JP S63178774 A JPS63178774 A JP S63178774A JP 62009442 A JP62009442 A JP 62009442A JP 944287 A JP944287 A JP 944287A JP S63178774 A JPS63178774 A JP S63178774A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
- H02N2/0075—Electrical details, e.g. drive or control circuits or methods
- H02N2/008—Means for controlling vibration frequency or phase, e.g. for resonance tracking
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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。
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〕
本発明の振動波モータの駆動回路に関するものである。
従来、振動波モータの速度を制御するに際し、駆動周波
数を変化させる方法、又は駆動電圧を変化させる方法等
が提案されている。
数を変化させる方法、又は駆動電圧を変化させる方法等
が提案されている。
このうち前者の方法によれば広範囲の速度制御を行うた
めにはその駆動周波数をモータの共振周波数に対して離
れた高い周波数から変化させなければならない。一方振
動波モータの駆動効率は共振周波数に近傍した所定の範
囲の周波数に対しては高いが、それよりも遠い周波数で
駆動すると効率が低下し、全速度範囲を高効率で駆動す
ることがむずかしい欠点がある。
めにはその駆動周波数をモータの共振周波数に対して離
れた高い周波数から変化させなければならない。一方振
動波モータの駆動効率は共振周波数に近傍した所定の範
囲の周波数に対しては高いが、それよりも遠い周波数で
駆動すると効率が低下し、全速度範囲を高効率で駆動す
ることがむずかしい欠点がある。
又、後者の方法によれば広範囲で変化する電源を必要と
して電源回路が複雑化及び大型化する欠点がある。
して電源回路が複雑化及び大型化する欠点がある。
このため、駆動周波数及び電圧を組み合わせて変化させ
ることにより駆動効率の良い周波数帯で広範囲の速度制
御を可能ならしめることが考えられるが、この場合単に
周波数及び電圧を組み合わせてもモータ速度を連続的に
変化させることが出来な(なる。
ることにより駆動効率の良い周波数帯で広範囲の速度制
御を可能ならしめることが考えられるが、この場合単に
周波数及び電圧を組み合わせてもモータ速度を連続的に
変化させることが出来な(なる。
即ち、第1の電圧下で周波数を第1から第2の範囲内で
変化させモータ速度を第1の周波数の時に第1の速度と
なし、又第2の周波数の時第2の速度となすことでモー
タを第1の電圧と第1から第2の周波数の組み合わぜて
第1から第2の速度範囲にて速度制御し、又第2の電圧
に1ノベルを変更して、第2の電圧レベル下で上記周波
数の変化でモータを第2から第3の速度範囲で変化させ
る様になした場合その電圧切換え時点て下記の不都合が
生じる。
変化させモータ速度を第1の周波数の時に第1の速度と
なし、又第2の周波数の時第2の速度となすことでモー
タを第1の電圧と第1から第2の周波数の組み合わぜて
第1から第2の速度範囲にて速度制御し、又第2の電圧
に1ノベルを変更して、第2の電圧レベル下で上記周波
数の変化でモータを第2から第3の速度範囲で変化させ
る様になした場合その電圧切換え時点て下記の不都合が
生じる。
即ち、第1の電圧レベル下で周波数を第2の値となし、
モータの速度を第2の速度とした状態から速度を第3の
速度方向へ更にシフトさせ様とし、電圧を第2の電圧レ
ベルに変更すると、電圧が第2のレベルを示しその時の
周波数が第2の値を示すこととなる。従って、この場合
電圧レベルの切換えにてモータの速度は第2からいきな
り第3の速度に変更されてしまい、第2から第3の速度
までの連続的な変化を期待することが出来ない。
モータの速度を第2の速度とした状態から速度を第3の
速度方向へ更にシフトさせ様とし、電圧を第2の電圧レ
ベルに変更すると、電圧が第2のレベルを示しその時の
周波数が第2の値を示すこととなる。従って、この場合
電圧レベルの切換えにてモータの速度は第2からいきな
り第3の速度に変更されてしまい、第2から第3の速度
までの連続的な変化を期待することが出来ない。
本発明は上記事項に鑑みなされたもので、振動波モータ
の駆動電圧として第1と第2の電圧レベルを設け、該駆
動電圧での周波数を共振周波数近傍の第1と第2の値の
範囲で変更可能となし、第]の電圧レベル下で周波数を
第1と第2の値の範囲させモータを第1から第2の速度
範囲内で変化可能とし、更に第2の電圧レベル下での周
波数の」−記範囲内での変化にてモータを第2から第3
の速度範囲内での変化を許容し、更にその周波数が第1
の値から第2の値へ変化し第2の値に達した時に駆動電
圧を第1から第2の電圧レベルに切換えると共に周波数
を第2の値から第1の値へシフトシて、電圧切換に際し
てモータ速度が急激に変化することなく、切換前の速度
を維持出来る様になし、高効率の周波数帯を用いてモー
タ速度を第1から第3の速度までの広範囲にわたる連続
的な変化を可能になしたものである。
の駆動電圧として第1と第2の電圧レベルを設け、該駆
動電圧での周波数を共振周波数近傍の第1と第2の値の
範囲で変更可能となし、第]の電圧レベル下で周波数を
第1と第2の値の範囲させモータを第1から第2の速度
範囲内で変化可能とし、更に第2の電圧レベル下での周
波数の」−記範囲内での変化にてモータを第2から第3
の速度範囲内での変化を許容し、更にその周波数が第1
の値から第2の値へ変化し第2の値に達した時に駆動電
圧を第1から第2の電圧レベルに切換えると共に周波数
を第2の値から第1の値へシフトシて、電圧切換に際し
てモータ速度が急激に変化することなく、切換前の速度
を維持出来る様になし、高効率の周波数帯を用いてモー
タ速度を第1から第3の速度までの広範囲にわたる連続
的な変化を可能になしたものである。
第1図は本発明に係る振動波モータの周方向から見た断
面図で、該第1図中1はロータ、3は振動体、4は振動
体3上に附された分極処理がなされた圧電体、5は電極
である。振動体3と圧電体4とよリスチーター2が構成
されローター1は振動体3上に摩擦接触している。
面図で、該第1図中1はロータ、3は振動体、4は振動
体3上に附された分極処理がなされた圧電体、5は電極
である。振動体3と圧電体4とよリスチーター2が構成
されローター1は振動体3上に摩擦接触している。
上記電極5中、振動体3における屈曲進行波の波長をλ
とすると5aは駆動用電極てλ/2間隔で圧電体4上に
配されており、又5bは駆動用電極で、該電極もλ/2
間隔て圧電体4上に配される。5sは振動検出用電極で
、駆動用電極5aと振動検出用電極5Sとはλ/またけ
位置的位相がずれている(すなわち同相)。又電極5b
と5aとは3λ/4だけ位置的位相がずれており、電極
5aにて駆動電圧が印加される圧電体にてA相の圧電体
を構成し、電極5bにて駆動電圧が印加される圧電体に
てB相の圧電体が構成される。これらの圧電体の分極処
理や電極配置構成自体は周知であるので、その詳細な説
明は省略する。
とすると5aは駆動用電極てλ/2間隔で圧電体4上に
配されており、又5bは駆動用電極で、該電極もλ/2
間隔て圧電体4上に配される。5sは振動検出用電極で
、駆動用電極5aと振動検出用電極5Sとはλ/またけ
位置的位相がずれている(すなわち同相)。又電極5b
と5aとは3λ/4だけ位置的位相がずれており、電極
5aにて駆動電圧が印加される圧電体にてA相の圧電体
を構成し、電極5bにて駆動電圧が印加される圧電体に
てB相の圧電体が構成される。これらの圧電体の分極処
理や電極配置構成自体は周知であるので、その詳細な説
明は省略する。
」1記の構成にあっては電極5aと電極5bへ位相が9
0°異なる周波電圧が印加されることにて、振動体3上
に進行性の振動波が発生し、ローター1が該振動波によ
り駆動される。電極5sと電極5a間の信号波形の位相
差は電極5aへの駆動信号が共振周波数frの時には電
極5Sからの信号波形は電極5aの駆動信号に対して一
90°位相がづれた状態となり、駆動信号が共振周波数
からずれると電極5aと5s間の位相差が90°からず
れることになる。
0°異なる周波電圧が印加されることにて、振動体3上
に進行性の振動波が発生し、ローター1が該振動波によ
り駆動される。電極5sと電極5a間の信号波形の位相
差は電極5aへの駆動信号が共振周波数frの時には電
極5Sからの信号波形は電極5aの駆動信号に対して一
90°位相がづれた状態となり、駆動信号が共振周波数
からずれると電極5aと5s間の位相差が90°からず
れることになる。
よって本発明では、この位相差を検知して駆動周波数の
共振周波数frからずれを検知する様にしている。
共振周波数frからずれを検知する様にしている。
なお、共振周波数と電極5aと58の信号間の位相差は
電極5Sと電極5aとの位置に応して」1記−90°か
らずれるものであるが、その場合でも共振駆動状態にあ
れば電極5aと58の信号の位相差が特定関係となるの
で、この場合も同様に電極5aと5s間の信号の上記特
定位相差からのずれを検知すれば駆動周波数の共振周波
数frからのずれを検知し得ることとなる。
電極5Sと電極5aとの位置に応して」1記−90°か
らずれるものであるが、その場合でも共振駆動状態にあ
れば電極5aと58の信号の位相差が特定関係となるの
で、この場合も同様に電極5aと5s間の信号の上記特
定位相差からのずれを検知すれば駆動周波数の共振周波
数frからのずれを検知し得ることとなる。
第2図は第1図構成の振動波モータの電気的等価回路図
を示し、第3図は振動波モータの駆動用交流信号と印加
電圧に対する定格回転数の特性を示す波形図である。
を示し、第3図は振動波モータの駆動用交流信号と印加
電圧に対する定格回転数の特性を示す波形図である。
第4図は本発明に係る振動波モータの駆動回路の一実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
図において、2は第1図示の振動波モータのステーター
である。12は入力電圧に応じた周波数で発振する電圧
制御発振器、14はアンプ、16はマツチングコイルて
発振器12からの周波信号がこれらのアンプ、コイルを
介して電極5aへ印加される。7はアンプ14の出力の
コイル16を通した波形(すなわち、振動波モータのス
テーターに印加される電圧波形)をパルス信号に整形す
るコンパレーター、8はコンパレーター7からのパルス
を90°シフトするシフトレジスターで、該レジスター
8からのパルスは回転方向切換スイッチ13を介してア
ンプ15、コイル17を介して電極51)に印加される
。」1記の構成にて電極5aと5b間には90°位相の
異なる周波電圧が印加される。18はエツジI・リガー
型位相比較器で、該比較器18の一方の入力として上記
発振器12の出力が入力し、他方の入力としてN分周回
路(32分周回路)21の出力が入力される。20はラ
グリートフィルター19を介して」1記比較器】8の出
力に応じた周波数を発生ずる電圧制御発振器である。」
1記比較器18は入力信号間の位相差がセロの時オープ
ン状態となり、発振器20の出力をその状態に維持し、
上記入力信号間に位相差が発生すると、その位相差のず
れ方向及び星に応じてデユーティの異なる信号を出力し
、電圧制御発振器20の出力周波数の増減を行わせる。
である。12は入力電圧に応じた周波数で発振する電圧
制御発振器、14はアンプ、16はマツチングコイルて
発振器12からの周波信号がこれらのアンプ、コイルを
介して電極5aへ印加される。7はアンプ14の出力の
コイル16を通した波形(すなわち、振動波モータのス
テーターに印加される電圧波形)をパルス信号に整形す
るコンパレーター、8はコンパレーター7からのパルス
を90°シフトするシフトレジスターで、該レジスター
8からのパルスは回転方向切換スイッチ13を介してア
ンプ15、コイル17を介して電極51)に印加される
。」1記の構成にて電極5aと5b間には90°位相の
異なる周波電圧が印加される。18はエツジI・リガー
型位相比較器で、該比較器18の一方の入力として上記
発振器12の出力が入力し、他方の入力としてN分周回
路(32分周回路)21の出力が入力される。20はラ
グリートフィルター19を介して」1記比較器】8の出
力に応じた周波数を発生ずる電圧制御発振器である。」
1記比較器18は入力信号間の位相差がセロの時オープ
ン状態となり、発振器20の出力をその状態に維持し、
上記入力信号間に位相差が発生すると、その位相差のず
れ方向及び星に応じてデユーティの異なる信号を出力し
、電圧制御発振器20の出力周波数の増減を行わせる。
この様に構成されているので、比較器18の2人力は同
一位相となる様制御され、その結果分周回路21の出力
は発振器12の出力と同位相で、かつ同一周波数となる
。従って、発振器20の出力は発振器12の出力周波数
のN倍(32倍)の信号となり、該信号を上記シフトレ
ジスター8のクロック信号としているので、該レジスタ
ー8のN (32) /4段目の出力(Jコンパレータ
ー7の出力、即ち発振器12の出力に対して90°位相
の異なる信号となり、上記の如くして電極5bと5a間
に90°位相差の周波信号が供給される。
一位相となる様制御され、その結果分周回路21の出力
は発振器12の出力と同位相で、かつ同一周波数となる
。従って、発振器20の出力は発振器12の出力周波数
のN倍(32倍)の信号となり、該信号を上記シフトレ
ジスター8のクロック信号としているので、該レジスタ
ー8のN (32) /4段目の出力(Jコンパレータ
ー7の出力、即ち発振器12の出力に対して90°位相
の異なる信号となり、上記の如くして電極5bと5a間
に90°位相差の周波信号が供給される。
6は電極5Sからの信号をパルスに波形整形するコンパ
レーター、9はエツジトリガー型位相比較器で、該比較
器は第5図(a)の如く構成される。該比較器は入力R
,,V、のパルスの位相を検知し、第5図(1))の示
す如く入力R1への位相が入力V、よりも進んでいる時
に出力U1をその位相差分ロウレベルとなし、逆に入力
R5への位相が入ツ]V+よりも遅れた時には出力D1
をその位相差分ロウレベルとなし、又更に位相が一致し
ている時には出力V、、D、共にハイレベルを送出する
。
レーター、9はエツジトリガー型位相比較器で、該比較
器は第5図(a)の如く構成される。該比較器は入力R
,,V、のパルスの位相を検知し、第5図(1))の示
す如く入力R1への位相が入力V、よりも進んでいる時
に出力U1をその位相差分ロウレベルとなし、逆に入力
R5への位相が入ツ]V+よりも遅れた時には出力D1
をその位相差分ロウレベルとなし、又更に位相が一致し
ている時には出力V、、D、共にハイレベルを送出する
。
10は前記比較器9の出力U、、D、に接続するアント
ゲ−I・、22はリセット端子を」1記アントゲ=1・
10に接続しアンI・ゲート10の出力がハイレベルの
時リセット状態が解除され前記発振器2oのクロックパ
ルスをカウントするカウンター、24は数値情報設定装
置、23はカウンター′22のカウント値と数値情報設
定装置の設定値とを比較しカウント値〈設定値の時にハ
イレベルを出力するコンパレーターである。
ゲ−I・、22はリセット端子を」1記アントゲ=1・
10に接続しアンI・ゲート10の出力がハイレベルの
時リセット状態が解除され前記発振器2oのクロックパ
ルスをカウントするカウンター、24は数値情報設定装
置、23はカウンター′22のカウント値と数値情報設
定装置の設定値とを比較しカウント値〈設定値の時にハ
イレベルを出力するコンパレーターである。
25は電圧制御発振器12の自走周波数設定器、26は
電圧切換え器、27はマイクロコンピュータである。
電圧切換え器、27はマイクロコンピュータである。
次いて第4図の実施例の動作について第6図のプログラ
ムに従って説明する。尚、該プログラムはコンピュータ
27に内蔵されているものとする。
ムに従って説明する。尚、該プログラムはコンピュータ
27に内蔵されているものとする。
不図示の電源スィッチのオンすることにてプロクラムは
ステップ1となり、初期状態として自走周波数としてf
oを自走周波数設定器25へ設定する。
ステップ1となり、初期状態として自走周波数としてf
oを自走周波数設定器25へ設定する。
この自走周波数foは振動波モータの機械的共振周波数
frより充分高(frx (n +1 )2/ n2(
ただしnはモータに作る波の数)より低く設定される。
frより充分高(frx (n +1 )2/ n2(
ただしnはモータに作る波の数)より低く設定される。
電圧制御発振器12は該設定周波数foにて発振する又
コンピュータ27は駆動電圧としてV m i nを設
定し電圧切換器26は該Vminを駆動電圧として出力
する。
コンピュータ27は駆動電圧としてV m i nを設
定し電圧切換器26は該Vminを駆動電圧として出力
する。
この状態では発振器12の出力周波数foのN倍のクロ
ック信号がシフトレジスター8ヘシフトパルスとして供
給されるので電圧制御発振器12の出力に対して±90
°(±N/4段)ずれた信号がアンプ15、コイル17
を介して電極5bに伝わるため、電極5a、 5b間に
は上記の如<90°位相差の周波信号が印加される。ス
テップ2ては不図示の部材にて設定される正逆回転情報
に応じて選択スイッチ13を切換え上記±90°の選択
切換えを行う。
ック信号がシフトレジスター8ヘシフトパルスとして供
給されるので電圧制御発振器12の出力に対して±90
°(±N/4段)ずれた信号がアンプ15、コイル17
を介して電極5bに伝わるため、電極5a、 5b間に
は上記の如<90°位相差の周波信号が印加される。ス
テップ2ては不図示の部材にて設定される正逆回転情報
に応じて選択スイッチ13を切換え上記±90°の選択
切換えを行う。
この状態てはモータは電極5a、 5b間に±90゜ず
れた周波信号が印加されるので、正又は逆回転を行う。
れた周波信号が印加されるので、正又は逆回転を行う。
このモータの回動に応じた信号が電極5Sから出力され
コンパレーター6にてパルスに整形され、比較器9のR
7入力端に伝えられる。
コンパレーター6にてパルスに整形され、比較器9のR
7入力端に伝えられる。
上記の如く、モータ駆動初期には発振器12の周波数が
共振周波数よりも高いfOてあり、モータは最低回転数
で回動している。電極5Sからのモータの回転状態に応
じた信号の位相と電極5aの駆動信号の位相はモータが
共振周波数で駆動されている時には90°ずれ、共振周
波数からずれればずれる程90°の位相差からはずれる
。よって、電極5aの周波信号を90°シフトレジスタ
ー8にてシフトした信号■1と電極5Sからの信号R1
とは共振状態でその位相差が一致し、共振状態からずれ
る程、その位相差が大となる。よって比較器9の出力U
1又はDlは上記位相差分ロウレベルを示し、アントゲ
−1−10の出力も上記位相差分ロウレベルを出力する
。従って初期状態では駆動信号の周波数f。
共振周波数よりも高いfOてあり、モータは最低回転数
で回動している。電極5Sからのモータの回転状態に応
じた信号の位相と電極5aの駆動信号の位相はモータが
共振周波数で駆動されている時には90°ずれ、共振周
波数からずれればずれる程90°の位相差からはずれる
。よって、電極5aの周波信号を90°シフトレジスタ
ー8にてシフトした信号■1と電極5Sからの信号R1
とは共振状態でその位相差が一致し、共振状態からずれ
る程、その位相差が大となる。よって比較器9の出力U
1又はDlは上記位相差分ロウレベルを示し、アントゲ
−1−10の出力も上記位相差分ロウレベルを出力する
。従って初期状態では駆動信号の周波数f。
は共振周波数よりもかなりずれているため、アンドゲー
ト]Oがロウレベルを出力する期間か長く、カウンター
22のカウント値はカウント値く設定値となっており、
コンパレーター23はハイレベルを出力する。
ト]Oがロウレベルを出力する期間か長く、カウンター
22のカウント値はカウント値く設定値となっており、
コンパレーター23はハイレベルを出力する。
コンピュータ27はコンパレーター23の出力をステッ
プ4にて検知しており、コンパレーター23からのハイ
レベルを検知するとステップ5へ移行し、自走周波数設
定器25への設定周波数fOを徐々に低下させる。即ち
、fo−fΔとして新たな周波数fOを設定する。以後
、」1記ステップ4,5が繰り返し行われ電極5aへの
駆動信号周波数が徐々に駆動電圧V m i n下での
共振周波数frLへ近づく。一方、アンドゲート10の
出力は共振周波数frに近づくことにてロウレベルを出
力する時間が徐々に短か(なり、カウンター22のカウ
ント値が徐々に高くなる。
プ4にて検知しており、コンパレーター23からのハイ
レベルを検知するとステップ5へ移行し、自走周波数設
定器25への設定周波数fOを徐々に低下させる。即ち
、fo−fΔとして新たな周波数fOを設定する。以後
、」1記ステップ4,5が繰り返し行われ電極5aへの
駆動信号周波数が徐々に駆動電圧V m i n下での
共振周波数frLへ近づく。一方、アンドゲート10の
出力は共振周波数frに近づくことにてロウレベルを出
力する時間が徐々に短か(なり、カウンター22のカウ
ント値が徐々に高くなる。
上記の如くしてステップ4,5が繰り返される過程で電
極5aへの駆動周波数が徐々に低下し、共振周波数fr
Lに達すると、カウント22のカウント値が設定値より
も大となるため、コンパレーター23からロウレベルが
出力され、コンピュータ27は該ロウレベルに応答して
、この時点での自走周波数設定器25への設定周波数を
記憶すると共にステップ6へ移行し、この時点での駆動
電圧の高低検知がなされる。上述の如く初期状態では駆
動電圧VoはV m i nに設定されているため、ス
テップは7へ移行し、n=n+1なる演算がなされステ
ップは8へ移行する。
極5aへの駆動周波数が徐々に低下し、共振周波数fr
Lに達すると、カウント22のカウント値が設定値より
も大となるため、コンパレーター23からロウレベルが
出力され、コンピュータ27は該ロウレベルに応答して
、この時点での自走周波数設定器25への設定周波数を
記憶すると共にステップ6へ移行し、この時点での駆動
電圧の高低検知がなされる。上述の如く初期状態では駆
動電圧VoはV m i nに設定されているため、ス
テップは7へ移行し、n=n+1なる演算がなされステ
ップは8へ移行する。
ステップ8では上記低電圧V m i n下での共振周
波数frLに対してfs (n) −fs (1)だけ
周波数を増大方向にシフトした周波数fo=fo十fs
(n)=frL+fs (1)を求める。このfs
(1)は駆動電圧V m i n時の共振周波数frし
てのモータ回転数と駆動電圧をVmaxにした際に同一
回転数にてモータを回転させるのに必要なシフト周波数
量である。
波数frLに対してfs (n) −fs (1)だけ
周波数を増大方向にシフトした周波数fo=fo十fs
(n)=frL+fs (1)を求める。このfs
(1)は駆動電圧V m i n時の共振周波数frし
てのモータ回転数と駆動電圧をVmaxにした際に同一
回転数にてモータを回転させるのに必要なシフト周波数
量である。
ステップ9ては上記ステップ8にて求めたfo=f。
+fs (n) =frL+fs (1)をfM(1)
としてメモリーし、ステップ10にて駆動電圧VOに対
して+VΔを行い新たな駆動電圧Vo−Vo+VΔ−V
m i n+VΔ二V m a xを求め、切換器2
6から該電圧V m a xを駆動電圧として出力させ
る。
としてメモリーし、ステップ10にて駆動電圧VOに対
して+VΔを行い新たな駆動電圧Vo−Vo+VΔ−V
m i n+VΔ二V m a xを求め、切換器2
6から該電圧V m a xを駆動電圧として出力させ
る。
以上のステップ1〜10まての動作にて、第3図の如く
駆動電圧V m i n下て周波数fmaxから共振周
波数frLまで徐々に変化し、モータの回転速度がMS
、からMS2まで徐々に増加し、モータの速度がMS2
に達すると、駆動電圧がV m a xに、また周波数
がfrL+fs (1)に切換えられ、モータはMS2
の速度で回転を維持する。
駆動電圧V m i n下て周波数fmaxから共振周
波数frLまで徐々に変化し、モータの回転速度がMS
、からMS2まで徐々に増加し、モータの速度がMS2
に達すると、駆動電圧がV m a xに、また周波数
がfrL+fs (1)に切換えられ、モータはMS2
の速度で回転を維持する。
又、」1記の如くステップ10にて電圧切換、ステップ
9にて周波数のシフトが行われるので、上記駆動電圧V
m i n下での最高速MS2に達した後はモータは
共振状態からはずれる。従って、再度アントゲート10
からロウレベルが出力される期間が長くなり、カウンタ
ー22のカウント値は再度カウント値〈設定値の関係と
なり、ステップ4,5が再度繰り返えされ、駆動周波数
はfM(1)から徐々に減少して行く。
9にて周波数のシフトが行われるので、上記駆動電圧V
m i n下での最高速MS2に達した後はモータは
共振状態からはずれる。従って、再度アントゲート10
からロウレベルが出力される期間が長くなり、カウンタ
ー22のカウント値は再度カウント値〈設定値の関係と
なり、ステップ4,5が再度繰り返えされ、駆動周波数
はfM(1)から徐々に減少して行く。
この場合の駆動電圧はVmaxであるため、上記動作に
よる周波数の減少にともなって、モータの回転数はMS
2から徐々に増大する。上記のステップ4.5を繰り返
す過程にて駆動周波数が駆動電圧Vmax下での共振周
波数f r Hに達すると、上記の如くしてコンパレー
ター23からロウレベルが出力され、これをステップ4
にて検知するとステップ6へ移行する。今駆動電圧はV
m a xであるため、ステップ6の次にステップ2
へ移行し、以後ステップ2、4. 6を繰り返し、モー
タは駆動電圧V m a xて周波数frHにて駆動さ
れモータは最高速MS3にて回転する。
よる周波数の減少にともなって、モータの回転数はMS
2から徐々に増大する。上記のステップ4.5を繰り返
す過程にて駆動周波数が駆動電圧Vmax下での共振周
波数f r Hに達すると、上記の如くしてコンパレー
ター23からロウレベルが出力され、これをステップ4
にて検知するとステップ6へ移行する。今駆動電圧はV
m a xであるため、ステップ6の次にステップ2
へ移行し、以後ステップ2、4. 6を繰り返し、モー
タは駆動電圧V m a xて周波数frHにて駆動さ
れモータは最高速MS3にて回転する。
即ち、モータの回転数がMS2に達した後には駆動電圧
Vmax下で周波数fM(])〜frHの範囲で変化し
、モータはMS2からMS3まで移行する。
Vmax下で周波数fM(])〜frHの範囲で変化し
、モータはMS2からMS3まで移行する。
以上の如く、本発明ではモータに対しては駆動周波数と
して主にfr+、+fS (1)〜frHの間を用いて
いるため、その駆動効率が高い状態で広範囲の回転速度
変化を行わせることが出来る。
して主にfr+、+fS (1)〜frHの間を用いて
いるため、その駆動効率が高い状態で広範囲の回転速度
変化を行わせることが出来る。
上記ステップ1〜10まての速度制御(MS 、〜MS
3までの速度制御)を行っている過程で操作者が不図示
の固定指令部材を操作するとコンピュータ27は、該操
作に応答し、ステップ3にてこれを検出し分岐する。従
って、この状態ではステップは3.2を繰り返すことと
なるので、モータは固定指令部材の操作時点の駆動電圧
及び、その時の周波数にて回転する。よって、モータは
その時点での回転を維持することとなり、操作者にて任
意の回転数を選択することが出来る。
3までの速度制御)を行っている過程で操作者が不図示
の固定指令部材を操作するとコンピュータ27は、該操
作に応答し、ステップ3にてこれを検出し分岐する。従
って、この状態ではステップは3.2を繰り返すことと
なるので、モータは固定指令部材の操作時点の駆動電圧
及び、その時の周波数にて回転する。よって、モータは
その時点での回転を維持することとなり、操作者にて任
意の回転数を選択することが出来る。
以上の動作はステップ3にてモータの加速指令を検知し
た場合(該加速指令は不図示の加減速指令部材の操作に
てコンピュータ27に指令されるものとする。)である
が、」1記部材にて減速指令を出した場合について説明
する。
た場合(該加速指令は不図示の加減速指令部材の操作に
てコンピュータ27に指令されるものとする。)である
が、」1記部材にて減速指令を出した場合について説明
する。
この場合はステップ3に次いてステップ】1が行われ、
駆動周波数foが上記メモリーされた周波数fM(1)
ニfrt+fs(1)か否かの検知がなされる。
駆動周波数foが上記メモリーされた周波数fM(1)
ニfrt+fs(1)か否かの検知がなされる。
今、モータは高速度MS3にて回動している状態即ち、
駆動電圧V m a x 、及び駆動周波数fr+−+
にて駆動されている状態で減速指令が出されたとすると
、その時の周波数はfrHてありfr+*≠fM(1)
の関係となっているので、ステップは12へ移行、駆動
周波数がfΔだけ増加させ以後ステップ2,3゜11.
12が繰り返され周波数がメモリーされたfM(1)と
なるまで徐々に駆動周波数が低下し、モータの速度もM
S3から徐々に低下する。上記の如くして駆動周波数が
fM(1)に達すると、即ちモータの速度かMS2に達
するとステップは13へ移行し、駆動電圧の検知がなさ
れる。今」1記の如く駆動電圧はVmaxにて駆動され
ているので、ステップ13に次いてステップ14へ移行
し駆動周波数をfs (1)分減少方向にシフトさせる
。これにて駆動周波数はfM(1) +fs (1)
=frt、十fs (1,) −ff(1)=fr+、
へ移行し、ステップ15にてn=n−1−〇となし、ス
テップ16にて駆動電圧をVΔだけ減少させる。即ちV
m a x −VΔ= V m i nとなし、電圧
切換器26からV m i nを駆動電圧として供給す
る。
駆動電圧V m a x 、及び駆動周波数fr+−+
にて駆動されている状態で減速指令が出されたとすると
、その時の周波数はfrHてありfr+*≠fM(1)
の関係となっているので、ステップは12へ移行、駆動
周波数がfΔだけ増加させ以後ステップ2,3゜11.
12が繰り返され周波数がメモリーされたfM(1)と
なるまで徐々に駆動周波数が低下し、モータの速度もM
S3から徐々に低下する。上記の如くして駆動周波数が
fM(1)に達すると、即ちモータの速度かMS2に達
するとステップは13へ移行し、駆動電圧の検知がなさ
れる。今」1記の如く駆動電圧はVmaxにて駆動され
ているので、ステップ13に次いてステップ14へ移行
し駆動周波数をfs (1)分減少方向にシフトさせる
。これにて駆動周波数はfM(1) +fs (1)
=frt、十fs (1,) −ff(1)=fr+、
へ移行し、ステップ15にてn=n−1−〇となし、ス
テップ16にて駆動電圧をVΔだけ減少させる。即ちV
m a x −VΔ= V m i nとなし、電圧
切換器26からV m i nを駆動電圧として供給す
る。
これにてモータは速度MS3からMS2まて減速後、駆
動電圧V m i n、駆動周波数frLに切換わり、
ステップは再度2. 3. 11へ移行する。この時」
1記の如く周波数はステップ14にてfr+、に切換え
られているので、ステップ11にてfM(1,)≠fr
Lと判定されるのでステップ12へ移行する。従って、
モータは速度MS2まで低下した以後、駆動電圧V m
i n下で、ステップ2.3. 11. 1.2が繰
り返されその駆動周波数がfrLから徐々に増加し、モ
ータは以後徐々に減速される。この様に減速制御がなさ
れている過程で駆動周波数がメモリーされた周波数fM
(1) =frL−1−fs (1)に達するとステ
ップは】3へ移行し駆動電圧検知がなされる。上記の如
く駆動電圧はV m i nであるので、以後ステップ
は2゜3、 11. 12を繰り返し、駆動電圧V m
i n駆動周波数frt+fs(1)で駆動されモー
タはその時点の速度MSLでの回動を維持する。
動電圧V m i n、駆動周波数frLに切換わり、
ステップは再度2. 3. 11へ移行する。この時」
1記の如く周波数はステップ14にてfr+、に切換え
られているので、ステップ11にてfM(1,)≠fr
Lと判定されるのでステップ12へ移行する。従って、
モータは速度MS2まで低下した以後、駆動電圧V m
i n下で、ステップ2.3. 11. 1.2が繰
り返されその駆動周波数がfrLから徐々に増加し、モ
ータは以後徐々に減速される。この様に減速制御がなさ
れている過程で駆動周波数がメモリーされた周波数fM
(1) =frL−1−fs (1)に達するとステ
ップは】3へ移行し駆動電圧検知がなされる。上記の如
く駆動電圧はV m i nであるので、以後ステップ
は2゜3、 11. 12を繰り返し、駆動電圧V m
i n駆動周波数frt+fs(1)で駆動されモー
タはその時点の速度MSLでの回動を維持する。
上記の如くして減速時にはモータはMS3〜M S T
−までの範囲で回転する。尚、減速時には操作者が固定
指令部材を操作した時点での駆動周波数及び電圧にて回
転するので、モータ速度MS3〜MSLの範囲の任意の
速度を選択出来る。
−までの範囲で回転する。尚、減速時には操作者が固定
指令部材を操作した時点での駆動周波数及び電圧にて回
転するので、モータ速度MS3〜MSLの範囲の任意の
速度を選択出来る。
この様に本発明ではモータを駆動周波数としてfrL+
fs (1)〜fr+−+までの高効率駆動が可能な周
波数帯で速度MSL−MS 3まての広範囲な駆動を許
容することが出来る。
fs (1)〜fr+−+までの高効率駆動が可能な周
波数帯で速度MSL−MS 3まての広範囲な駆動を許
容することが出来る。
本発明にあっては、振動波モータを第1の速度から第2
の速度まての第1の速度範囲内においては第1の駆動電
圧にて第1の周波数から第2の周波数までの第1の周波
数範囲を選択してモータを駆動し、モータを第2の速度
から第3の速度までの第2の速度範囲内においては第2
の駆動電圧にて上記第1の周波数範囲を選択してモータ
を駆動したものであるので、広範囲にわたるモータ速度
を効率の高い周波数帯を用いて制御し得るものである。
の速度まての第1の速度範囲内においては第1の駆動電
圧にて第1の周波数から第2の周波数までの第1の周波
数範囲を選択してモータを駆動し、モータを第2の速度
から第3の速度までの第2の速度範囲内においては第2
の駆動電圧にて上記第1の周波数範囲を選択してモータ
を駆動したものであるので、広範囲にわたるモータ速度
を効率の高い周波数帯を用いて制御し得るものである。
尚実施例においては、電圧を高、低の2電圧に切換えて
いるが、2段の電圧切換えに変えて、3段。
いるが、2段の電圧切換えに変えて、3段。
4段等の多段に電圧を切換えても良いものである。
第1図は本発明に用いる振動波モータの断面図、第2図
は第1図示のモータの等価回路図、第3図は本発明に係
る振動波モータの駆動回路による速度制御特性を示す説
明図、第4図は本発明に係る振動波モータの駆動回路の
一実施例を示す回路図、第5図(a)は第4図示の比較
回路9の構成を示す回路図、第5図(b)は第5図(a
)に示した回路の出力波形を示す波形図、第6図は第4
図示のコンピュータ27に内臓されるプログラムを示す
説明図である。 26・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・電圧切換器22・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カウ
ンター23・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ コンパレーター27・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・コンピュータ
□−九 徊四口棋品〉 6Ll−ロ フq
は第1図示のモータの等価回路図、第3図は本発明に係
る振動波モータの駆動回路による速度制御特性を示す説
明図、第4図は本発明に係る振動波モータの駆動回路の
一実施例を示す回路図、第5図(a)は第4図示の比較
回路9の構成を示す回路図、第5図(b)は第5図(a
)に示した回路の出力波形を示す波形図、第6図は第4
図示のコンピュータ27に内臓されるプログラムを示す
説明図である。 26・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・電圧切換器22・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カウ
ンター23・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ コンパレーター27・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・コンピュータ
□−九 徊四口棋品〉 6Ll−ロ フq
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 異なる位置に配された電歪素子にたがいに位相の異なる
周波電圧を印加し、進行性振動波を形成して該振動波に
て移動体を駆動する振動波モータの駆動回路において、 前記周波電圧の周波数を第1の値と第2の値の範囲で変
化させる周波数変更回路と、該周波電圧の電圧レベルを
第1から第2の電圧レベルに変更するレベル変更回路と
前記周波電圧が第1のレベルを示している際に前記周波
数変換回路により規制される周波数を検知して該周波数
が第2の値となった時出力を発生する検知手段と、該検
知手段の出力に応答して前記レベル変更回路を作動させ
周波電圧を第2のレベルに切換えると共に前記周波数変
換回路による周波数を第2の値から第1の値へ移行させ
る制御手段とを設けたことを特徴とする振動波モーター
の駆動回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62009442A JPS63178774A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 振動波モ−タ−の駆動回路 |
US07/420,619 US4954741A (en) | 1987-01-19 | 1989-10-10 | Control circuit for a vibration wave motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62009442A JPS63178774A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 振動波モ−タ−の駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63178774A true JPS63178774A (ja) | 1988-07-22 |
Family
ID=11720416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62009442A Pending JPS63178774A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 振動波モ−タ−の駆動回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4954741A (ja) |
JP (1) | JPS63178774A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH0479777A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-13 | Nissan Motor Co Ltd | 超音波モータの停止制御方法 |
JPH08308267A (ja) * | 1996-06-17 | 1996-11-22 | Nikon Corp | 超音波モータの駆動装置 |
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Also Published As
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