JPH04355689A - 直流電動機の速度制御装置 - Google Patents
直流電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPH04355689A JPH04355689A JP3127840A JP12784091A JPH04355689A JP H04355689 A JPH04355689 A JP H04355689A JP 3127840 A JP3127840 A JP 3127840A JP 12784091 A JP12784091 A JP 12784091A JP H04355689 A JPH04355689 A JP H04355689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- motor
- voltage
- power supply
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレス直流電動機
、またはブラシ付き直流電動機を指令速度で回転させる
ように制御する速度制御装置に関するものである。
、またはブラシ付き直流電動機を指令速度で回転させる
ように制御する速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ブラシレス直流電動機またはブラシ付き
直流電動機を可変速制御する場合には、小出力の電動機
を制御する場合を除き、制御効率の面からパルス幅変調
（ＰＷＭ）方式の速度制御装置が広く用いられている。
直流電動機を可変速制御する場合には、小出力の電動機
を制御する場合を除き、制御効率の面からパルス幅変調
（ＰＷＭ）方式の速度制御装置が広く用いられている。
【０００３】パルス幅変調方式の速度制御は、直流電動
機への印加電圧に比例してその回転速度が変化する特性
を利用するもので、この方式の速度制御では、速度指令
信号に対応してパルス幅変調された速度制御信号に応じ
て直流電源から電動機に与えられる駆動電流をオンオフ
し、このオンオフのデューティを変化させることにより
、電動機に印加される実効電圧を連続的に変化させる。
機への印加電圧に比例してその回転速度が変化する特性
を利用するもので、この方式の速度制御では、速度指令
信号に対応してパルス幅変調された速度制御信号に応じ
て直流電源から電動機に与えられる駆動電流をオンオフ
し、このオンオフのデューティを変化させることにより
、電動機に印加される実効電圧を連続的に変化させる。
【０００４】このように、パルス幅変調方式の速度制御
装置によれば、デューティ比を連続的に変化させて電動
機への実効電圧を連続的に可変できるため、連続的な速
度制御が可能となり、制御効率も優れたものとなる。
装置によれば、デューティ比を連続的に変化させて電動
機への実効電圧を連続的に可変できるため、連続的な速
度制御が可能となり、制御効率も優れたものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の方式ではデュー
ティ比を０％〜１００％と変えることにより、原理的に
は電動機の印加電圧を直流電源電圧ＶＢ の０％から１
００％まで変えることが可能である。しかし現実には、
スイッチング素子のオフ遅延時間の影響（例えばトラン
ジスタの蓄積時間の影響など）を排除する必要があり、
また高精度速度制御においては電源電圧，電動機特性，
負荷等の変動要素を意識して一定速度に制御する必要が
あるため、デューティ比の可変範囲が制限される。図２
は直流電動機の駆動電流をオンオフ制御して回転速度を
変化させる場合の、回転速度と負荷トルクとの関係をデ
ューティ比をパラメータとして示したもので、同図から
明らかなように、定格最大負荷τｍａｘ 時にはデュー
ティ比を７０〜８０％程度に制限する必要があり、これ
により最高速度Ｎｍａｘ が制限される。また、定格最
小負荷τｍｉｎ 時においてはデューティ比が５〜１０
％程度必要になり、これにより最小回転速度Ｎｍｉｎ
の限界が決まる。従って変速比（Ｎｍａｘ ／Ｎｍｉｎ
）は概ね７：１〜１０：１程度が限界となっており、
これ以上大きな変速比を必要とする場合には対応できな
い。
ティ比を０％〜１００％と変えることにより、原理的に
は電動機の印加電圧を直流電源電圧ＶＢ の０％から１
００％まで変えることが可能である。しかし現実には、
スイッチング素子のオフ遅延時間の影響（例えばトラン
ジスタの蓄積時間の影響など）を排除する必要があり、
また高精度速度制御においては電源電圧，電動機特性，
負荷等の変動要素を意識して一定速度に制御する必要が
あるため、デューティ比の可変範囲が制限される。図２
は直流電動機の駆動電流をオンオフ制御して回転速度を
変化させる場合の、回転速度と負荷トルクとの関係をデ
ューティ比をパラメータとして示したもので、同図から
明らかなように、定格最大負荷τｍａｘ 時にはデュー
ティ比を７０〜８０％程度に制限する必要があり、これ
により最高速度Ｎｍａｘ が制限される。また、定格最
小負荷τｍｉｎ 時においてはデューティ比が５〜１０
％程度必要になり、これにより最小回転速度Ｎｍｉｎ
の限界が決まる。従って変速比（Ｎｍａｘ ／Ｎｍｉｎ
）は概ね７：１〜１０：１程度が限界となっており、
これ以上大きな変速比を必要とする場合には対応できな
い。
【０００６】さらに広範囲な変速を行うために、複数個
（通常は２個）の直流電源を設けて、速度範囲により直
流電源を切替える方式を採用しているものもある。しか
し、この場合には電源電圧の切替回路が必要になるため
回路が複雑になったり、電源電圧を切り替える際に速度
が変わるため、速度を無断階でスムーズに変化させるこ
とができなかったりするなどの問題がある。
（通常は２個）の直流電源を設けて、速度範囲により直
流電源を切替える方式を採用しているものもある。しか
し、この場合には電源電圧の切替回路が必要になるため
回路が複雑になったり、電源電圧を切り替える際に速度
が変わるため、速度を無断階でスムーズに変化させるこ
とができなかったりするなどの問題がある。
【０００７】本発明の目的は、広範囲に亘って速度をス
ムーズに変化させることができるようにした直流電動機
の速度制御装置を提供することにある。
ムーズに変化させることができるようにした直流電動機
の速度制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源と、
速度指令信号に応じてパルス幅変調された速度制御信号
を出力する電動機速度制御用パルス幅変調制御部と、直
流電源から電動機に与えられる駆動電流を速度制御信号
に応じてオンオフする電動機駆動部とを備えて、電動機
を速度指令信号により与えられる速度で回転させるよう
に制御する直流電動機の速度制御装置に係わるものであ
る。
速度指令信号に応じてパルス幅変調された速度制御信号
を出力する電動機速度制御用パルス幅変調制御部と、直
流電源から電動機に与えられる駆動電流を速度制御信号
に応じてオンオフする電動機駆動部とを備えて、電動機
を速度指令信号により与えられる速度で回転させるよう
に制御する直流電動機の速度制御装置に係わるものであ
る。
【０００９】本発明においては、速度指令信号に比例し
た電圧指令信号を出力する電圧指令変換部と、この電圧
指令信号に応じてパルス幅変調された電圧制御信号を出
力する電源電圧制御用パルス幅変調制御部とを設け、直
流電源と電動機駆動部との間に電圧制御信号に応じて直
流電源の出力をオンオフして電動機駆動部に与えるスイ
ッチング方式の電源電圧制御部を設けた。
た電圧指令信号を出力する電圧指令変換部と、この電圧
指令信号に応じてパルス幅変調された電圧制御信号を出
力する電源電圧制御用パルス幅変調制御部とを設け、直
流電源と電動機駆動部との間に電圧制御信号に応じて直
流電源の出力をオンオフして電動機駆動部に与えるスイ
ッチング方式の電源電圧制御部を設けた。
【００１０】
【作用】上記のように構成すると、電動機速度制御用パ
ルス幅変調制御部では速度指令信号に応じてパルス幅変
調された速度制御信号が得られる。電動機駆動部では、
この速度制御信号により電動機の駆動電流をオンオフ制
御して電動機を指令速度で回転させる。一方、電源電圧
制御用パルス幅変調制御部では、速度指令信号に比例し
た電圧指令信号に応じてパルス幅変調された電圧制御信
号が得られる。電源電圧制御部は、この電圧制御信号に
応じて直流電源の出力をオンオフして、速度指令信号に
応じた直流電圧を電動機駆動部に供給する。従って、電
動機駆動部には、高速回転の場合には高電圧が供給され
、低速回転の場合には低電圧が供給されることになり、
従来のパルス幅変調に比べて高速領域ではより高速運転
が、低速領域ではより低速運転を安定して行うことがで
きる。従って本発明によれば、従来の速度制御装置によ
る場合よりも広い範囲にわたってスムーズな変速制御を
行うことができる。
ルス幅変調制御部では速度指令信号に応じてパルス幅変
調された速度制御信号が得られる。電動機駆動部では、
この速度制御信号により電動機の駆動電流をオンオフ制
御して電動機を指令速度で回転させる。一方、電源電圧
制御用パルス幅変調制御部では、速度指令信号に比例し
た電圧指令信号に応じてパルス幅変調された電圧制御信
号が得られる。電源電圧制御部は、この電圧制御信号に
応じて直流電源の出力をオンオフして、速度指令信号に
応じた直流電圧を電動機駆動部に供給する。従って、電
動機駆動部には、高速回転の場合には高電圧が供給され
、低速回転の場合には低電圧が供給されることになり、
従来のパルス幅変調に比べて高速領域ではより高速運転
が、低速領域ではより低速運転を安定して行うことがで
きる。従って本発明によれば、従来の速度制御装置によ
る場合よりも広い範囲にわたってスムーズな変速制御を
行うことができる。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１２】図１は、本発明の直流電動機の速度制御装
置の一実施例を示すブロック図で、同図において、１は
直流電源、２は電動機、３は電動機駆動部である。電動
機駆動部３の出力側に電動機２が接続されている。電動
機駆動部３は２つの入力端子を有し、一方の入力端子は
電源電圧制御部４を介して直流電源１に、また他方の入
力端子は電動機速度制御用パルス幅変調制御部５の出力
端子に接続されている。この電動機速度制御用パルス幅
変調制御部５は、速度指令部６から得られる速度指令信
号Ｎｓ と、電動機２の回転速度を検出する検出器（図
示せず。）から得られる速度検出信号Ｎｍ とを入力と
して、速度指令信号Ｎｓ と電動機の実際の回転速度を
示す速度検出信号Ｎｍ との偏差を零にするべく、所定
のデユーティでパルス幅変調された速度制御信号Ｖｐ
を電動機駆動部３に与える。これにより電動機２の回転
速度が速度指令信号Ｎｓ により指令された速度に一致
するように制御される。
置の一実施例を示すブロック図で、同図において、１は
直流電源、２は電動機、３は電動機駆動部である。電動
機駆動部３の出力側に電動機２が接続されている。電動
機駆動部３は２つの入力端子を有し、一方の入力端子は
電源電圧制御部４を介して直流電源１に、また他方の入
力端子は電動機速度制御用パルス幅変調制御部５の出力
端子に接続されている。この電動機速度制御用パルス幅
変調制御部５は、速度指令部６から得られる速度指令信
号Ｎｓ と、電動機２の回転速度を検出する検出器（図
示せず。）から得られる速度検出信号Ｎｍ とを入力と
して、速度指令信号Ｎｓ と電動機の実際の回転速度を
示す速度検出信号Ｎｍ との偏差を零にするべく、所定
のデユーティでパルス幅変調された速度制御信号Ｖｐ
を電動機駆動部３に与える。これにより電動機２の回転
速度が速度指令信号Ｎｓ により指令された速度に一致
するように制御される。
【００１３】速度指令部６の出力側にはまた電圧指令変
換部７が接続されており、この電圧指令変換部は、速度
指令信号Ｎｓ に比例した電圧指令信号Ｖｓ を出力す
る。 電圧指令変換部７の出力は電源電圧制御用パルス幅変調
制御部８に与えられ、このパルス幅変調制御部８の出力
は電源電圧制御部４に入力されている。
換部７が接続されており、この電圧指令変換部は、速度
指令信号Ｎｓ に比例した電圧指令信号Ｖｓ を出力す
る。 電圧指令変換部７の出力は電源電圧制御用パルス幅変調
制御部８に与えられ、このパルス幅変調制御部８の出力
は電源電圧制御部４に入力されている。
【００１４】電源電圧制御用パルス幅変調制御部８には
また電源電圧制御部４の出力電圧の検出信号Ｖｍ がフ
ィードバック信号として入力され、該パルス幅変調制御
部８は、電圧指令変換部７が出力する電圧指令信号Ｖｓ
と電圧制御部４の出力電圧の検出信号Ｖｍ との偏差
を零にするために必要なデューティのパルス幅変調され
た電圧制御信号Ｖｂ を出力する。電源電圧制御部４は
電圧制御信号Ｖｂ に応じて直流電源１の出力をオンオ
フして電動機駆動部３に供給する。これにより、電動機
駆動部３に与えられる電圧が電圧指令信号Ｖｓ に相応
した電圧に一致するように制御される。電圧指令信号Ｖ
ｓ は速度指令信号に比例しているため、電動機駆動部
３に与えられる電圧は速度指令信号に比例して変化する
。従って指令速度が低いときには電動機駆動部に与えら
れる電圧が低くなるため、最小負荷時のデューティを５
〜１０％としても、従来よりも低い速度で電動機を回転
させることができる。また指令速度が高いときには、電
動機駆動部３に与えられる電圧が高くなるため、デュー
ティ比を８０％に制限しても従来よりも高い速度で電動
機を回転させることができる。従って、可変速制御が可
能な負荷の変動範囲を拡大できるだけでなく、従来の速
度制御装置による場合よりも広範囲に速度を変化させる
ことができる。 実際に３０：１〜５０：１といった広範囲の変速比を実
現できることが確認されている。また電動機駆動部３に
与えられる電圧は速度指令信号に応じて連続的に制御さ
れるため、速度を無断階でスムースに変化させることが
できる。
また電源電圧制御部４の出力電圧の検出信号Ｖｍ がフ
ィードバック信号として入力され、該パルス幅変調制御
部８は、電圧指令変換部７が出力する電圧指令信号Ｖｓ
と電圧制御部４の出力電圧の検出信号Ｖｍ との偏差
を零にするために必要なデューティのパルス幅変調され
た電圧制御信号Ｖｂ を出力する。電源電圧制御部４は
電圧制御信号Ｖｂ に応じて直流電源１の出力をオンオ
フして電動機駆動部３に供給する。これにより、電動機
駆動部３に与えられる電圧が電圧指令信号Ｖｓ に相応
した電圧に一致するように制御される。電圧指令信号Ｖ
ｓ は速度指令信号に比例しているため、電動機駆動部
３に与えられる電圧は速度指令信号に比例して変化する
。従って指令速度が低いときには電動機駆動部に与えら
れる電圧が低くなるため、最小負荷時のデューティを５
〜１０％としても、従来よりも低い速度で電動機を回転
させることができる。また指令速度が高いときには、電
動機駆動部３に与えられる電圧が高くなるため、デュー
ティ比を８０％に制限しても従来よりも高い速度で電動
機を回転させることができる。従って、可変速制御が可
能な負荷の変動範囲を拡大できるだけでなく、従来の速
度制御装置による場合よりも広範囲に速度を変化させる
ことができる。 実際に３０：１〜５０：１といった広範囲の変速比を実
現できることが確認されている。また電動機駆動部３に
与えられる電圧は速度指令信号に応じて連続的に制御さ
れるため、速度を無断階でスムースに変化させることが
できる。
【００１５】また本実施例では、電動機駆動部に印加さ
れる電源電圧が速度指令に見合った大きさに自動制御さ
れるので、電源１の電圧が変動した場合でも電動機駆動
部３に与えられる電圧は所定の大きさに保たれる。従っ
て、電源電圧の変動による回転速度の変動を抑制するこ
とができる。尚電源電圧の変動による回転速度の変動を
低く抑えるためには、電源電圧制御用パルス幅変調制御
部の応答を速くしておくことが好ましい。
れる電源電圧が速度指令に見合った大きさに自動制御さ
れるので、電源１の電圧が変動した場合でも電動機駆動
部３に与えられる電圧は所定の大きさに保たれる。従っ
て、電源電圧の変動による回転速度の変動を抑制するこ
とができる。尚電源電圧の変動による回転速度の変動を
低く抑えるためには、電源電圧制御用パルス幅変調制御
部の応答を速くしておくことが好ましい。
【００１６】上記の実施例では、電動機の回転速度及び
電動機駆動部に与えられる電源電圧をフィードバック制
御しているが、本発明は、これらをフィードバック制御
する場合に限定されるものではない。図１の実施例にお
いて、電動機の速度検出信号のフィードバックループを
省略して、電動機速度制御用パルス幅変調制御部５から
速度指令信号Ｎｓ に見合ったデューティのパルス信号
を発生させるようにしてもよい。同様に電源電圧制御部
４の出力電圧の検出信号のフィードバックループを省略
して、電源電圧制御用パルス幅変調制御部８から、電圧
指令信号Ｖｓ に見合ったデューティのパルス信号を発
生させるようにしてもよい。
電動機駆動部に与えられる電源電圧をフィードバック制
御しているが、本発明は、これらをフィードバック制御
する場合に限定されるものではない。図１の実施例にお
いて、電動機の速度検出信号のフィードバックループを
省略して、電動機速度制御用パルス幅変調制御部５から
速度指令信号Ｎｓ に見合ったデューティのパルス信号
を発生させるようにしてもよい。同様に電源電圧制御部
４の出力電圧の検出信号のフィードバックループを省略
して、電源電圧制御用パルス幅変調制御部８から、電圧
指令信号Ｖｓ に見合ったデューティのパルス信号を発
生させるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、速度指
令信号に応じて電動機駆動部に与えられる電源電圧を制
御するようにしたので、電動機の回転速度を広範囲に変
化させることができ、電源電圧や電動機特性のバラツキ
に対する制御の余裕度も増大させることができる。また
電動機駆動部に与えられる電源電圧を速度指令信号に応
じて連続的に制御するため、電動機の回転速度を無断階
でスムースに変化させることができる利点がある。
令信号に応じて電動機駆動部に与えられる電源電圧を制
御するようにしたので、電動機の回転速度を広範囲に変
化させることができ、電源電圧や電動機特性のバラツキ
に対する制御の余裕度も増大させることができる。また
電動機駆動部に与えられる電源電圧を速度指令信号に応
じて連続的に制御するため、電動機の回転速度を無断階
でスムースに変化させることができる利点がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】直流電動機の回転数対負荷トルク特性を駆動電
流のオンオフのデューティをパラメータとして示した線
図である。
流のオンオフのデューティをパラメータとして示した線
図である。
１…直流電源、２…電動機、３…電動機駆動部、４…電
源電圧制御部、５…電動機速度制御用パルス幅変調制御
部、６…速度指令部、７…電圧指令変換部、８…電源電
圧制御用パルス幅変調制御部。
源電圧制御部、５…電動機速度制御用パルス幅変調制御
部、６…速度指令部、７…電圧指令変換部、８…電源電
圧制御用パルス幅変調制御部。
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電源と、速度指令信号に応じてパ
ルス幅変調された速度制御信号を出力する電動機速度制
御用パルス幅変調制御部と、前記直流電源から電動機に
与えられる駆動電流を前記速度制御信号に応じてオンオ
フする電動機駆動部とを備え、前記電動機を速度指令信
号により与えられる速度で回転させるように制御する直
流電動機の速度制御装置において、前記速度指令信号に
比例した電圧指令信号を出力する電圧指令変換部と、前
記電圧指令信号に応じてパルス幅変調された電圧制御信
号を出力する電源電圧制御用パルス幅変調制御部と、前
記直流電源と電動機駆動部との間に設けられて、前記電
圧制御信号に応じて前記直流電源の出力をオンオフして
前記電動機駆動部に与えるスイッチング方式の電源電圧
制御部とを備えたことを特徴とする直流電動機の速度制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127840A JPH04355689A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 直流電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127840A JPH04355689A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 直流電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355689A true JPH04355689A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=14969968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3127840A Pending JPH04355689A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 直流電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366038B1 (en) * | 1909-11-21 | 2002-04-02 | Continental Teves Ag & Co., Ohg | Method and circuit for generating a pulse-width modulated actuating signal for a direct current actuator |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127840A patent/JPH04355689A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366038B1 (en) * | 1909-11-21 | 2002-04-02 | Continental Teves Ag & Co., Ohg | Method and circuit for generating a pulse-width modulated actuating signal for a direct current actuator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2818327B2 (ja) | ブラシレス直流電流のモータ電流の調整方法 | |
| US5896020A (en) | Driving circuit for a switched reluctance motor | |
| JP2546606B2 (ja) | 混合モ−ドのステップモ−タ制御装置および制御方法 | |
| JP2547553B2 (ja) | 直流電動機用の給電電流制限装置とこのような制限装置を備えた電動機 | |
| US6150788A (en) | Load torque detection and drive current optimization determination met | |
| JPH08266086A (ja) | 直流ブラシレス電動機の速度制御方法及び装置 | |
| JPH04281383A (ja) | 永久磁石式同期モータおよびモータシステム | |
| JPH04355689A (ja) | 直流電動機の速度制御装置 | |
| US6020715A (en) | Control device for a brushless motor | |
| JP3239532B2 (ja) | 電動機駆動装置 | |
| JPS634436B2 (ja) | ||
| JPS60237870A (ja) | モ−タ制御回路 | |
| JPH06335273A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
| JPH08186902A (ja) | 車両用モータの制御装置 | |
| JPH04351488A (ja) | 直流モータの速度制御回路 | |
| JPH03285589A (ja) | 直流サーボモータ | |
| JPH0691758B2 (ja) | モ−タ制御装置 | |
| JP2889590B2 (ja) | 回転速度制御装置 | |
| KR100231028B1 (ko) | 브러시리스 직류 전동기의 회전속도 제어장치 | |
| JPH0415384B2 (ja) | ||
| JPS6091898A (ja) | 交流モ−タの制御装置 | |
| KR19980074228A (ko) | 직류모터의 전류제어 장치 및 방법 | |
| JPS6258898A (ja) | ステツピングモ−タ駆動回路 | |
| JPS59169373A (ja) | 直流モ−タの速度制御装置 | |
| JPS5899290A (ja) | 無整流子電動機の駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990309 |