JPH04161084A - モータ制御回路 - 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〕 本発明はモータの駆動制御を行うモータ制御回路に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のモータ制御回路としては、例えば、第７
図に示される構成のサーボモータ制御回路がある。サー
ボモータ１はアンプ２を介するサーボモータ制御部３か
らの制御信号によって駆動される。モータ１の回転状態
はエンコーダ４によって検出され、その検出信号はアン
プ５を介してモータ制御部３に入力される。モータ制御
部３１；入力された検出信号はＣＰＵ制御部６に取り込
まれ、サーボモータ１の現在の回転数が算出される。

ＣＰＵ制御部６はさらに算出した現在回転数と目標回転
数との差を演算し、この差信号をサーボモータ制御部３
に出力する。サーボモータ制御部３は分周部７において
、この差信号に応じた基本クロックの分周を行う。

つまり、サーボモータ１を加速する際には、第８図（Ｃ
）に示される基本クロックが分周部７において同図（ａ
）に示される加速クロックに変形される。またサーボモ
ータ１を減速する際には、基本クロックが同図（ｂ）に
示される減速クロックに変形される。これら変形された
クロックは分周部７から制御信号Ａとして出力され、サ
ーボモータ制御部３およびアンプ２を介してサーボモー
タ１に与えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、分周部７におけるサーボモータ１への制
御信号Ａの生成は、第８図に示されるように基本クロッ
クから順次所定数のパルスを取り除いて行われるため、
隣接する各パルス間の間隔変化は段階的になり、リニヤ
（線形的）にはならない。このため、サーボモータ１が
静止状態から定格回転状態に移行する際、回転負荷によ
る震動が発生する。この震動を極力抑えるためには、モ
ータ回転数が低回転域から高回転域へ徐々に上昇するよ
うに回転制御が行わなければならない。また、サーボモ
ータ１を定格回転状態から静止状態へ移行する際、また
、定格回転状態から減速して逆回転側へ加速する逆回転
制御の際にも、モータ回転数の変化は極力徐々に行い、
急激に変化しないように制御されなけらばならない。

また、上記のように基本クロックから所定数のパルスを
取り除いて波形整形し、制御信号Ａを生成しているため
、制御信号自体の発振周波数を変化させることが出来な
い。サーボモータ１にストレスをかけずに滑らかに運転
するためには、通常、サーボモータ１へ送出される制御
信号には、数Ｈｚ〜数１０ＫＨｚの周波数変動幅が必要
になる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、モータ制御回路を構成する回転制御回路は位相同期
ループ回路によって制御信号を生成し、この位相同期ル
ープ回路内の電圧制御発振回路は、カレントミラー回路
とこの出力電流に基づいた発振周波数の信号を出力する
発振部とを備え、カレントミラー回路の入力端子には固
定基準電圧回路が接続され、このカレントミラー回路の
出力電流を規制する回路にはＦＥＴによるソースホロワ
回路が設けられ、このソースホロワ回路に制御電圧が印
加されることにより発振部の発振周波数が制御されるも
のである。

また、電圧制御発振回路は、ＦＥＴによるソースホロワ
回路に代えてバイポーラ・トランジスタによるエミッタ
ホロワ回路が設けられたものである。

〔作用〕

モータへ出力される制御信号のパルス間隔変化はカレン
トミラー回路から発振部へ出力される電流変化に比例し
、この電流変化はソースホロワ回路またはエミッタホロ
ワ回路に入力される制御電圧変化に比例する。

また、カレントミラー回路の入力端子ではなく、ソース
ホロワ回路またはエミッタホロワ回路に制御電圧が与え
られるため、カレントミラー回路から出力される電流の
変化幅はＦＥＴまたはバイポーラトランジスタの増幅率
により定まる広い範囲になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるサーボモータ制御回路
のブロック図であり、第７図と同一または相当する部分
については同符号を用いてその説明は省略する。

本実施例による制御回路は、サーボモータ制御部３に位
相同期ループ（ＰＬＬ）部１１が備えられている点が従
来と異なっている。

ＰＬＬ部１１の内部構成は第２図に示され、位相比較器
１３、位相比較器１３の出力に接続されたローパスフィ
ルタ１４、ローパスフィルタ１４の出力に接続された電
圧制御発振器（Ｖ　Ｃ０）１５、およびこのＶＣＯＩ５
の出力に接続された分周器１６とから構成されている。

分周器１６には、サーボモータコの現在回転数と目標回
転数との差に基づく分周制御信号Ｂがサーボモータ制御
部３から入力される。

分周器１６は入力された分周制御信号Ｂに基づく分周比
でＶＣＯＩ５から出力される信号を分周し、分周した信
号を位相比較器１３に出力する。

また、位相比較器１３にはサーボモータ制御部３から基
準クロックＣが入力されている。位相比較器１３は分周
信号と基準クロックＣとの位相差を検出し、この位相差
に応じた信号をローパスフィルタ１４を介してＶＣＯＩ
５に出力する。ＶＣＯＩ５はこの位相差信号に基づいて
以下のように発振し、この発振信号を制御信号Ａとして
サーボモータ制御部３へ出力する。

ＶＣＯＩ　５の内部構成は第３図に示され、この構成は
本出願人による別途の特許願（特願昭６３−２５７８２
４号）において提案されているものである。ＶＣＯＩ５
の入力端子２１には抵抗２３および抵抗２４の接続点２
５が接続され、これら抵抗による分圧比で決まる固定基
準電圧がカレントミラー回路２０に印加される。また、
カレントミラー回路部２０から電流１１を得るため、出
力電流を規制するソースホロワ回路を接続する。すなわ
ち、端子２２にＭＯＳ−ＦＥＴ２６のドレインを接続し
、ＭＯＳ−ＦＥＴ２６のソースと接地との間にソース抵
抗２７を接続する。そして、ＭＯＳ−ＦＥＴ２６のゲー
トにゲート抵抗２８を接続し、電圧制御端子２９に制御
電圧Ｖ、を印加する。この制御電圧■、はローパスフィ
ルター４から出力される位相差信号に基づく電圧である
。

制御電圧Ｖ、が印加されるとＭＯＳ−ＦＥＴ２６はその
ゲートに印加された制御電圧Ｖ、に応したドレイン電流
を流す。このため、端子２２から見ると制御電圧Ｖ、に
応じたインピーダンスを有する回路が形成される。この
インピーダンスの大きさに応じて、カレントミラー回路
部２０の出力電流Ｉ　が変化する。この出力電流１１が
発振■ 部３０に制御電流として供給されると、発振部３０はそ
の制御電流に対応した発振周波数で発振する。そして、
その発振周波数の信号が出力端子３４から取り出され、
取り出された信号はサーボモータ制御部３へ制御信号Ａ
として出力される。

第４図はＰＬＬ部１１からサーボモータ制御部３へ出力
される制御信号Ａの波形図である。同図（ａ）はサーボ
モータ１を加速する際の信号であり、時間と共にパルス
幅がリニヤに短くなり、また、隣接する各パルス間の間
隔もリニヤに短くなっている。同図（ｂ）はサーボモー
タ１を減速する際の信号であり、時間と共にパルス幅が
リニヤに長くなり、また、隣接する各パルス間の間隔も
リニヤに長くなっている。従って、パルスモータ１を駆
動する制御信号Ａは加速時および減速時の双方において
徐々に滑らかに変化する。このため、パルスモータ１は
従来のように震動することなく制御される。

第５図は上述したＶＣＯＩ５の電圧（Ｖ）−周波数（Ｆ
）特性を示すグラフである。同グラフの横軸はＶＣＯＩ
５に入力される制御信号電圧Ｖｉ［Ｖ］　、縦軸はＶＣ
ＯＩ５から出力される制御信号Ａの発振周波数ｆ　　　
［Ｈｚｌ　　（対数値）を示ＣＯ している。本グラフから理解されるように、上述したＶ
ＣＯＩ５によると、従来得られることのなかった広範囲
な周波数可変帯域、例えば、数Ｈｚから数１０ＭＨｚと
いった１００ｄＢ以上の周波数信号が、電圧Ｖ、を変化
させることのみによっで得ることができる。このため、
制御信号Ａに必要とされる周波数変動幅を得ることが可
能になり、サーボモーターにストレスをかけずに滑らか
に運転することが可能になる。

第６図（ａ）は第３図のＭＯＳ−ＦＥＴ２６の代わりに
ＦＥＴ２６Ａを用いてソースホロワ回路を構成した場合
の例を示す回路図である。同図（ｂ）はＭＯＳ−ＦＥＴ
２６のソースホロワ回路の代わりにバイポーラトランジ
スタ２６Ｂによるエミッタホロワ回路を構成した例を示
す回路図である。これらのいずれの回路をカレントミラ
ー回路２０の出力電流を規制する回路に使用しても、上
述した実施例と同様な効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、モータへ出力され
る制御信号のパルス間隔変化はカレントミラー回路から
発振部へ出力される電流変化に比例し、この電流変化は
ソースホロワ回路またはエミッタホロワ回路に入力され
る制御電圧変化に比例する。従って、この制御電圧をリ
ニヤに変化させることにより、モータへ出力される制御
信号のパルス間隔変化並びに発振周波数変化はリニヤに
変化する。また、カレントミラー回路の入力端子ではな
く、ソースホロワ回路またはエミッタホロワ回路に制御
電圧が与えられるため、カレントミラー回路から出力さ
れる電流の変化幅はＦＥＴまたはバイポーラトランジス
タの増幅率により定まる広い範囲になる。従って、サー
ボモータへ出力される制御信号の周波数変化幅は増大す
る。

このため、モータの回転を制御する制御信号波形をリニ
ヤにかつ幅広く変化させることが可能になり、モータの
負荷特性に対応した始動、制動、逆転制御を理想的に行
うことが可能になる。従って本発明は、パルスモータ制
御、サーボモータ制御を用いたロボット、車両、プリン
タ等の荷重駆動制御系に適用すると有用である。また、
この他にも、文字認詭システムの駆動部、ＣＤ−ＲＯＭ
駆動部、ビデオカメラやカメラのオートフォーカス（Ａ
Ｆ）部等の機械的要素の駆動を要する物体移動全般の駆
動制御に適用しても有用なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるサーボモータ制御回路
の全体の構成を示すブロック図、第２図は第１図に示さ
れたＰＬＬ部の内部構成を示すブロック図、第３図は第
２図に示されたＶＣＯの内部構成を示す回路図、第４図
はこのｖＣＯから出力される制御信号Ａの波形図、第５
図はこのＶＣＯのＶ−Ｆ特性を示すグラフ、第６図はカ
レントミラー回路の出力電流を規制する他の回路例を示
す回路図、第７図は従来のサーボモータ制御回路の構成
を示すブロック図、第８図は従来のサーボモータ制御回
路におけるサーボモータへの制御信号の波形図である。 １・・・サーボモータ、２，５・・・アンプ、３・・・
サーボモータ制御部、４・・・エンコーダ、６・・・Ｃ
ＰＵ制御部、１１・・・ＰＬＬ　（位相同期ループ）部
、２０・・・カレントミラー回路、２３．２４，２７゜
２８・・・抵抗、２６・・・ＭＯＳ−ＦＥＴ、３０・・
・発振部。 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　塩　　　１）　　辰　　　也突施例の金体構成 第　１　区 ＰＬＬ部の内部構成 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータの回転状態を検出信号として出力する回転検
   出回路と、この検出信号に基づく前記モータの現在回転
   数と目標回転数との差を演算してこの差に応じた制御信
   号を生成し前記モータに出力して前記モータの回転を制
   御する回転制御回路とを備えて構成されるモータ制御回
   路において、前記回転制御回路は位相同期ループ回路に
   よって前記制御信号を生成し、この位相同期ループ回路
   内の電圧制御発振回路は、カレントミラー回路とこの出
   力電流に基づいた発振周波数の信号を出力する発振部と
   を備え、前記カレントミラー回路の入力端子には固定基
   準電圧回路が接続され、このカレントミラー回路の出力
   電流を規制する回路にはＦＥＴによるソースホロワ回路
   が設けられ、このソースホロワ回路に制御電圧が印加さ
   れることにより前記発振部の発振周波数が制御されるこ
   とを特徴とするモータ制御回路。 ２、電圧制御発振回路は、ＦＥＴによるソースホロワ回
   路に代えてバイポーラ・トランジスタによるエミッタホ
   ロワ回路が設けられていることを特徴とする一請求項１
   記載のモータ制御回路。