JPH052597U - 直流モータ制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 片電源を使用しながらフィードバック制御を
行い高精度の制御を行える直流モータ制御回路を提供す
る。 【構成】 設定値信号Ｖｓ及び正転信号Ｖｆが供給され
ると切換部５は駆動部４に正転信号を供給し、電源部３
は駆動部４に増幅部２で設定値信号Ｖｓを増幅した信号
を供給するので、直流モータ４５が回転を始める。設定
値信号Ｖｓが供給されなくなってもフィードバック信号
Ｖｇが残っているので切換部５は逆転信号を駆動部４に
供給するため、直流モータ４５は停止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットまたはカメラ等で自動機のサーボコントロールを行うとき そのモータの回転速度調整を行う場合に用いて好適な直流モータ制御回路に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えばロボットまたはカメラ等における可動部の運動量制御は直流モー タをサーボコントロールすることによって実現している。この場合、負荷の変動 による速度変動を吸収するため、フィードバック制御を行っている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、フィードバック制御を行うには正電圧および負電圧を発生する電源が 必要であるため、このことが小型化のネックになっていた。そこでパルス幅変調 を採用することによって片電源で動作させることが考えられるが、この方法では 高精度の制御が行えないという課題があった。

【０００４】 本考案はこのような状況に鑑みてなされたもので、片電源を用いながら精度の 良い制御を行うことができる直流モータ制御回路を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案の直流モータ制御回路は、設定値信号とモータ回転数に対応して発生す るフィードバック信号とに基づいて回転数制御を行いかつ片電源で動作する直流 モータ制御回路において、モータ回転数に対応して発生するフィードバック信号 と設定値信号の差に基づいてモータ回転数を決定する信号を発生する増幅部と、 設定値信号がフィードバック信号よりも大きいときはモータを所定方向に回転さ せる信号を出力すると共に設定値信号がフィードバック信号よりも小さくなった ときはモータ回転方向をその時点まで回転していた方向と反対の方向に制御する 信号を出力する切換部と、増幅部から供給される信号に対応してモータ回転数制 御を行うと共に切換部から供給される信号で決まる回転方向となるようにモータ を回転させる駆動部とを備えたことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案に係る直流モータ制御回路の一実施例の構成を示すブロック図で ある。入力端子１には外部から供給される設定値信号Ｖｓが入力される。増幅部 ２は設定値信号Ｖｓと後述するフィードバック信号を比較しその差を増幅する。 電源部３は増幅部２から出力した信号Ｖｍが所定値以上の時は増幅部２から供給 された信号をそのまま出力し、所定値以下の時は接地信号を出力する。駆動部４ は直流モータ４５を駆動する。

【０００７】 切換部５は外部から供給される正転信号Ｖｆ、逆転信号Ｖｒによって直流モー タの回転方向を決定すると共に、設定値信号Ｖｓがフィードバック信号Ｖｇより も小さくなったときにその時点まで選択されていた直流モータの回転方向を反転 する。変換部６は直流モータの回転数に応じたフィードバック信号Ｖｇを発生す る。

【０００８】 増幅部２は図２に示すように、増幅器２１、抵抗２２，２３から構成されてい る。電源部３は図３に示すように比較器３１、リレー３２、リレー３２の接点３ ２ａから構成されており、増幅部２から供給される信号Ｖｍが電源部３の内部で 設定された比較電圧Ｖｍｌよりも大きいときは比較器３１がリレー３２を駆動し て接点３２ａを図の位置とするように動作する。これは本装置が片電源で動作し ており、最小電圧が０Ｖまで下がらないためであり、増幅部２から供給される信 号が下限値Ｖｍｌ以下に低下したときに出力信号を強制的に接地電位に設定する ものである。

【０００９】 駆動部４は図４に示すように、インバータ４１ａ乃至４１ｄ、抵抗４２ａ乃至 ４２ｄ、トランジスタ４３ａ乃至４３ｄ、ダイオード４４ａ乃至４４ｄ、直流モ ータ４５から構成されている。駆動部４において電源部３から供給される信号を モータ駆動信号Ｖｍａ、直流モータ４５の両端の電圧をモータ端子電圧Ｖｍｂと 定義する。

【００１０】 切換部５は図５に示すように比較器５１、アンド回路５２ａ乃至５２ｄ、オア 回路５３ａ，５３ｂから構成されている。アンド回路５２ａ，５２ｂは一方の端 子にインバータが挿入されているものであるが、比較器５１からその端子に供給 される信号がアンド回路５２ｃ，５２ｄと逆位相の時に能動になる点で異なるが 、機能は同一であるから双方ともアンド回路と定義している。

【００１１】 変換部６は図６に示すように駆動部４における直流モータ４５の回転数に対応 した電圧を発生するタコジェネレータ６１、インバータ６２、リレー６３、リレ ー６３の接点６３ａ，６３ｂから構成され、外部回路から逆転信号Ｖｒが供給さ れたときはリレー６３が動作し、その接点６３ａ，６３ｂが図と反対の位置に動 作するようになっている。

【００１２】 このように構成された装置の動作は次の通りである。図７(a)に示すように外 部回路から正転信号Ｖｆが切換部５に供給され、図７(b)に示すように入力端子 １に設定値信号Ｖｓが供給されると、その設定値信号Ｖｓの立ち上がりに同期し て増幅部２から図７(c)に示す増幅部出力信号Ｖｍが発生する。この信号は電源 部３に供給されるが、電源部３の内部で設定されている比較電圧Ｖｍｌよりも大 きいので、電源部３の比較器３１はリレー３２を駆動する。このため、増幅部２ から送出された信号Ｖｍがそのまま駆動部４にモータ駆動信号Ｖｍａとして供給 される。

【００１３】 一方、設定値信号Ｖｓは切換部５の比較器５１にも供給されている。設定値信 号Ｖｓが供給された時点ではフィードバック信号Ｖｇはまだ発生していないか、 発生していても極めて小さい電圧であるから、比較器５１は論理０の信号を発生 する。このため正転信号Ｖｆの供給されているアンド回路５２ａが能動になるが 、同じ正転信号Ｖｆが供給されていてもアンド回路５２ｃは非能動となっており 、これによって外部回路から供給された正転信号Ｖｆはアンド回路５２ａ、オア 回路５３ａを介して正転信号Ｖｆａとして出力される。なお、アンド回路５２ｂ ，５２ｄはこの時点では非能動になっている。

【００１４】 切換部５から出力された正転信号Ｖｆａは駆動部４のインバータ４１ａ、４１ ｂにそれぞれ供給され、そこで反転されて論理０の信号としてトランジスタ４３ ａ，４３ｂにそれぞれ供給される。一方、インバータ４１ｃ，４１ｄには論理０ の信号が供給されているので、インバータ４１ｃ，４１ｄは論理１の信号をトラ ンジスタ４３ｃ，４３ｄに供給している。このためトランジスタ４３ａ及びトラ ンジスタ４３ｄがオン状態となり、図７(d)に示すようにモータ駆動信号Ｖｍａ がそのまま直流モータ４５にモータ端子電圧Ｖｍｂとして供給され、直流モータ ４５は正転方向に回転を始める。

【００１５】 直流モータ４５が回転を始めると変換部６のタコジェネレータ６１は図７(e) に示すような、直流モータ４５の回転数に対応したフィードバック信号Ｖｇを発 生する。そしてこのフィードバック信号Ｖｇが増幅部２に供給され、設定値信号 Ｖｓと比較され、その差の電圧が増幅部２の増幅器２１で増幅され、直流モータ ４５は設定値信号に対応した回転数となるように駆動される。

【００１６】 ここで、図７(b)に示すように設定値信号Ｖｓが供給されなくなると、増幅部 ２は図７(c)に示す信号Ｖｍを出力し、この信号が電源部３を介して駆動部４に 供給される。一方、切換部５の比較器５１は設定値信号Ｖｓが供給されなくなる が、フィードバック信号Ｖｇは供給されているので、論理１の信号を出力する。 このためアンド回路５２ａが非能動になり、アンド回路５２ｃが能動となるが、 このとき外部から供給されている正転信号Ｖｆがオア回路５３ｂを介してＶｒａ として出力される（この信号は後述するように逆転信号として作用する）。

【００１７】 切換部５から出力された信号Ｖｒａは駆動部４のインバータ４１ｃ，４１ｄを 介してトランジスタ４３ｃ，４３ｄに供給されるので、トランジスタ４３ｃがオ ン状態になる。一方、トランジスタ４３ａ，４３ｂは切換部５からの正転信号Ｖ ｆａが論理０になることから、トランジスタ４３ｂがオン状態となる。従って直 流モータ４５には駆動部４に供給される図７(c)の信号Ｖｍが反転され、図７(d) の信号Ｖｍｂとして供給されることになり、逆回転方向のトルクが発生し、回転 数が低下する。

【００１８】 直流モータ４５の回転数が低下すると変換部６から発生するフィードバック信 号Ｖｇの電圧も低下するので、増幅部２から出力される出力信号Ｖｍの値も小さ くなる。この値が電源部３の内部で設定されている比較電圧Ｖｍｌよりも小さく なると、電源部３の比較器３１はリレー３２を駆動できなくなり、接地信号が駆 動部４に供給されるのでやがて直流モータ４５は回転を停止する。

【００１９】 以上は正転時の説明であるが、逆転時は外部回路から逆転信号Ｖｒが供給され ることから変換部６のリレー６３が駆動されなくなり、その接点６３ａ，６３ｂ が図６と反対の位置になる。直流モータ４５の回転方向が逆になることから、タ コジェネレータ６１の回転方向は正転時と反対となり、逆極性の電圧を発生する ようになる。このため、リレー接点６３ａ，６３ｂでこの極性を更に反転させ、 フィードバック信号として出力している。

【００２０】 図８(a)に示すように外部回路から逆転信号Ｖｒが切換部５に供給され、図８( b)に示すように入力端子１に設定値信号Ｖｓが供給されると、その設定値信号Ｖ ｓの立ち上がりに同期して増幅部２から図８(c)に示す増幅部出力信号Ｖｍが発 生する。この信号は電源部３に供給されるが、電源部３の内部で設定されている 比較電圧Ｖｍｌよりも大きいので、電源部３の比較器３１はリレー３２を駆動す る。このため、増幅部２から送出された信号Ｖｍがそのまま駆動部４にモータ駆 動信号Ｖｍａとして供給される。

【００２１】 一方、設定値信号Ｖｓは切換部５の比較器５１にも供給されている。設定値信 号Ｖｓが供給された時点ではフィードバック信号Ｖｇはまだ発生していないか、 発生していても極めて小さい電圧であるから、比較器５１は論理０の信号を発生 する。このため逆転信号Ｖｒの供給されているアンド回路５２ｂが能動になるが 、同じ逆転信号Ｖｒが供給されていてもアンド回路５２ｄは非能動となっており 、これによって外部回路から供給された逆転信号Ｖｒはアンド回路５２ｂ、オア 回路５３ｂを介して逆転信号Ｖｒａとして出力される。なお、アンド回路５２ａ ，５２ｃはこの時点では非能動になっている。

【００２２】 切換部５から出力された逆転信号Ｖｒａは駆動部４のインバータ４１ｃ、４１ ｄにそれぞれ供給され、そこで反転されて論理０の信号としてトランジスタ４３ ｃ，４３ｄにそれぞれ供給される。一方、インバータ４１ａ，４１ｂには論理０ の信号が供給されているので、インバータ４１ａ，４１ｂは論理１の信号をトラ ンジスタ４３ａ，４３ｂに供給している。このためトランジスタ４３ｃ及びトラ ンジスタ４３ｂがオン状態となり、図８(d)に示すようにモータ駆動信号Ｖｍａ がそのまま直流モータ４５にモータ端子電圧Ｖｍｂとして供給され、直流モータ ４５は逆転方向に回転を始める。

【００２３】 直流モータ４５が回転を始めると変換部６のタコジェネレータ６１は図８(e) に示すような、直流モータ４５の回転数に対応したフィードバック信号Ｖｇを発 生する。上述したように、このフィードバック信号Ｖｇの極性は正回転時におけ る場合と同様である。そしてこのフィードバック信号Ｖｇが増幅部２に供給され 、設定値信号Ｖｓと比較され、その差の電圧が増幅部２の増幅器２１で増幅され 、直流モータ４５は設定値信号に対応した回転数となるように駆動される。

【００２４】 ここで、図８(b)に示すように設定値信号Ｖｓが供給されなくなると、増幅部 ２は図８(c)に示す信号Ｖｍを出力し、この信号が電源部３を介して駆動部４に 供給される。一方、切換部５の比較器５１は設定値信号Ｖｓが供給されなくなる が、フィードバック信号Ｖｇは供給されているので、論理１の信号を出力する。 このためアンド回路５２ｂが非能動になり、アンド回路５２ｄが能動となるが、 このとき外部から供給されている逆転信号Ｖｒがオア回路５３ａを介してＶｆａ として出力される（この信号は後述するように正転信号として作用する）。

【００２５】 切換部５から出力された信号Ｖｆａは駆動部４のインバータ４１ａ，４１ｂを 介してトランジスタ４３ａ，４３ｂに供給されるので、トランジスタ４３ａがオ ン状態になる。一方、トランジスタ４３ｃ，４３ｄは切換部５からの正転信号Ｖ ｒａが論理０になることから、トランジスタ４３ｄがオン状態となる。従って直 流モータ４５には駆動部４に供給される図８(c)の信号Ｖｍが反転され、図８(d) の信号Ｖｍｂとして供給されることになり、正回転方向のトルクが発生し、回転 数が低下する。

【００２６】 直流モータ４５の回転数が低下すると変換部６から発生するフィードバック信 号Ｖｇの電圧も低下するので、増幅部２から出力される出力信号Ｖｍの値も小さ くなる。この値が電源部３の内部で設定されている比較電圧Ｖｍｌよりも小さく なると、電源部３の比較器３１はリレー３２を駆動できなくなり、接地信号が駆 動部４に供給されるのでやがて直流モータ４５は回転を停止する。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように本考案の直流モータ制御回路によれば、モータ停止時は設定値信 号よりもフィードバック信号の方が大きくなることを検出してモータ駆動回路の 電流供給方向を切り換えるようにしたので、片電源によるフィードバック制御を 行っても、モータ停止電圧を得ることができるようになるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の直流モータ制御回路における一実施例
の構成を示すブロック図

【図２】図１のブロックにおける増幅部の詳細を示す回
路図

【図３】図１のブロックにおける電源部の詳細を示す回
路図

【図４】図１のブロックにおける駆動部の詳細を示す回
路図

【図５】図１のブロックにおける切換部の詳細を示す回
路図

【図６】図１のブロックにおける変換部部の詳細を示す
回路図

【図７】正転駆動時における各部の動作を示す波形図

【図８】逆転駆動時における各部の動作を示す波形図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 増幅部 ３ 電源部 ４ 駆動部 ５ 切換部 ６ 変換部 ２１ 増幅器 ３１，５１ 比較器 ３２，６３ リレー ４１，６２ インバータ ４３ トランジスタ ４５ 直流モータ ５２ アンド回路 ５３ オア回路 ６１ タコジェネレータ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 設定値信号とモータ回転数に対応して発
   生するフィードバック信号とに基づいて回転数制御を行
   いかつ片電源で動作する直流モータ制御回路において、
   モータ回転数に対応して発生するフィードバック信号と
   設定値信号の差に基づいてモータ回転数を決定する信号
   を発生する増幅部と、前記設定値信号が前記フィードバ
   ック信号よりも大きいときはモータを所定方向に回転さ
   せる信号を出力すると共に前記設定値信号が前記フィー
   ドバック信号よりも小さくなったときは前記モータ回転
   方向をその時点まで回転していた方向と反対の方向に制
   御する信号を出力する切換部と、前記増幅部から供給さ
   れる信号に対応してモータ回転数制御を行うと共に前記
   切換部から供給される信号で決まる回転方向となるよう
   にモータを回転させる駆動部とを備えたことを特徴とす
   る直流モータ制御回路。