JPS5819176A - 直流モ−タの速度制御方法及び装置 - 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】 本発明はモータの１ｌｌＩ１！電圧を制，御電圧と呼ば
れる直ｔＩｔｉ！Ｅ圧により制御するために，この直流
電圧を基準信号をモータの速度の目安となる信号と比較
する回路から供給し、このモータの速度の目安となる信
号をモータの回転により誘起された信号を処理する回路
から供給される直流モータの速度制御方法に関するもの
である。本発明はまたモータの回転により誘起された信
号を処［Ｔる回路を具え、この処理回路が波形整形回路
と，この後段に続くモータの速度に比例する直流電圧に
より形成されるモータの速度の目安となる信号を供給す
る積分回路とｔＡ見、上記直流電圧を演算層＠器を具え
る比較回路により基準電圧と比較し，演算槽ｍ器の出力
端子にモータの電源電圧を制御するのに役立つ制御電圧
を得るように構成し次直流モータの速度制御装置に関す
るものであるＯ 本発明に係る制御方法及び制御装置は殊に磁気テープ音
響記録●再生装置、中でも自動車内で使用する磁気テー
プ音響記録●再生装置で使用するのに適している。

Ｗ頭に記載した方法に従って動作中の直流モータを制御
する装置は米国特許第δ２δ４４・１７号明細書から既
知であるが、この米国特許はモータの回転により誘起さ
れる信号をモータの軸に剛固に連結されている８個の永
久磁石により固定コイル内に磁気誘導し，次にモータの
回転により誘起され九この信号を波形整形し，信号処理
回路により積分し、その出力端子にモータ速度に比例す
る直流電圧？得，次に比較回路でこの直流電圧を基準電
圧と比較してモータ電流を制御する電圧を供給するモー
タ制御装置を提案している。

しかし、このタイプのモータ制御装置は例えばモータの
内部抵抗が温度変化することによるようなゆっくりとし
たモータの回転速度の変化は満足ゆくように補正できる
が，一般に速い速度変化は満足ゆくように補正できず、
この補正誤差は殊にモータの回転により誘起される信号
がｌ　Ｏ　０　０ＨＺ以下というような低周波の信号で
ある場合相当なものになる。そしてこの場合単位時間当
りで得られる限られた情報は信号処理回路の積分時定数
を大きくすることを要求するが、これは制御装置の高速
応答と両立できない。

本発明の目的は高速の変化も低速の変化も正しく補正で
きる制御方法によりこの欠点を緩和する、ことにある。

本発明によればモータの電源電圧を制御電圧と呼ばれる
直流電圧により制御するために、この直流電圧を基準信
号をモータの速度の目安となる信号と比較する回路から
供給し、このモータの速度の目安となる信号をモータの
回転により誘起された信号を処理する回路から供給され
る直流モータの速度制御方法においてモータの回転によ
り誘起される信号を低周波のほぼ周期的な信号とし，モ
ータのｉｌＩＩｉ！電圧をモータの内部抵抗を少なくと
も部分的に補償する「負性抵抗」回路を用いて制御電圧
により制御するようにしたことを特徴とする。

このようにすると後述するようにモータの逆起電力がモ
ータ電流に殆んど依存しなくなり、その結果モータの速
度が瞬間的な負荷の変動に殆んど感応しなくなる。

本発明制御方法の一実施例はモータの回転により誘起さ
れる信号をモータのブラシ電流れる電流を中断すること
により生ずるパルスから得ることを特徴とする０このよ
うにしてモータの回転により誘起される信号を得る方法
はモータに何の補助要素を設けることを必要としないた
め非常に簡単で便利なＩＩ！！様で実施できるという利
点を有する。

本発明はまた上述した本発明方法を実施する装置に関す
るものである◎ 本発明によればモータの回転により誘起された信号を処
理する回路を具え、この処理回路が波形整形回路と、こ
の後段に続くモータの速度に比例する直流電圧によ′り
形成されるモータの速度の目ｉとなる信号を供給する積
分回路とｔ−異見、上記直流電圧を演算項Ｉｌｌ！器を
具える比４Ｉ２＠路により基準電圧と比較し、演算増幅
器の出力端子にモータの１に＃電圧を制御するのに役立
つ制御電圧を得るように構成した直流モータの速度制御
装置においてモータの回転により誘起される信号を低周
波のほぼ周期的な信号とし、比較回路とモータとの間に
モータの内部抵抗を少なくとも部分的に補償する「負性
ａ仇」回路を設け、制御電圧をこの負性抵抗回路の入力
端子に印加するように構成したことを特徴とする。

この本発明装置の殊に優れた実施例はモータの回転によ
り誘起される信号なモータのブラシ【流れる電流を中断
することにより得られるパルスにより形成し、これらの
パルスをモータ電流が流れる。負性抵抗回路の一枝路で
得るように構成したことを特徴とする。

最後に前述した負性抵抗回路は「電流ミラー」形回路で
実現することができる。

実施例を挙げて図面につき本発明の詳細な説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではない。

第１図は直流モータ電管制御する装置のブロック図であ
るが、こ＼では制御電圧と称する直ｔＩｔ１１圧Ｖ。に
よりモータＭの電源電圧Ｖ【制御する方法を用いる。モ
ータ舅の回転により誘起される信号ＳＭを処理する回路
ｚ１から供給されるモータＭの速度の目安となる信号Ｓ
ｖ【基準信号５ｒ６ｆと比較する回路１１から制御１１
ＦＥ、ｖｏを得る。この第１図から判かる通り、モータ
Ｍの内部抵抗ｒを少なくとも部分的に補償する「負性抵
抗ｊ−ＲＥ−ｆする回路８１を用いて制御電圧ｖ０によ
りモータのＩｌｌｌｌ圧電圧御する。この回路はモータ
の回転により誘起される信号ＳＭが例えば１０００　Ｈ
ｚ以下という低周波のほぼ周期的な信号である場合に殊
に好適である。蓋し、この場合モータＭから不適当な信
号が供給されるとすると時定数の大きな信号処理回路が
必要となり、これ轄高速の変動を満足ゆくように補償す
ることと両立させられないからである。第１図に示し九
装置ではモータｙの逆起電力Ｅ′は次の関係式を満足す
る。

Ｅ’−Ｖ　−（ｒ　−Ｒ）　Ｉｎ　　　　　　　　（１
）従って、抵抗Ｒがモータの内部抵抗ｒとほぼ等しい時
はモータの回転速度ＮｔｉＫ’に比例し、次式で与えら
れる。

Ｎ−Ｋ　（Ｖ　−ｇ　（１ｍ）　）　　　　　　　　　
　（”）但し、には比例定数であり％　　’（Ｉ工）は
抵抗Ｒによる内部抵抗ｒの補償が不完全であることによ
る残留項である。原理的には電源電圧Ｖを調整すること
によりこの残留項ｇ（１ｍ）が除去されるように制御を
行なうことができるが、これは制＊ｍ圧ｖｕにより行な
われる。関係式（３）は回転速度Ｎがモータ電流Ｉｍに
依存せず、従ってこのｔ　Ｉｔ　Ｉｎが高速な負荷の変
動に感応しないことを示している０ここでモータＭの回
転により誘起された信号ＳＭはモータのブラシを流れる
電流な中断することにより生ずるパルスから導ひけるこ
とを理解できる０この解決法は例えばタコメータを用い
るよりもずっと経済的であるという利点を有する。

第３図は本発明に係る制御装置のブロック図である。こ
の制御装置はモータＭの回転により誘起された信号ＳＭ
ｔ処理する回路ｇｌを具えるが、この信号処理回路２１
は波形１２８回路８８を臭え、この後段にモータ速度に
比例する直流電圧により形成されるモータの速度の目安
となる信号Ｓｖを供給する積分回路１１８が綬いている
０次に比＊回路１１でこの直流ＳＥＥを基準電圧５ｒｅ
ｆと比較するが。

この比軟回路１１＃ｉ演算増幅＠ｔｇを具え、その出力
端子１８にモータの電源電圧【制御するための制御ｌＩ
ｌ電圧Ｖ。が得られる。この第２図から判かる通り、本
発明に隊る制御装置も比較回路１１とモータＭとの間に
、モータの内部抵抗ｒを少なくとも部分的に補償する負
性抵抗回路δｌを具え、この良性抵抗回路８１の入力端
子８８に制御電圧Ｖ。

をｉ４］加する。第２図に示した例では負性抵抗回路δ
ｌは「電流ミラー」形の回路である。この回路では抵抗
Ｒ工を流れる電流工□を接続点８ａで８個の枝路に分流
させるが、これらの２個の枝路の一方には電流工、が流
れ、他方の枝路には電流Ｉｎ／Ｋが流れる。但しｂＩｍ
ｔｔモータ電流であり、Ｋは回路８１の特性パラメータ
である。これはであることを意味する０点８δと８４を
同電位とすると次式が優られる。

１　’　＋　ｒｌｇ、　−Ｒ□Ｉｌ　　　　　　（４）
（３）式と（４）式を組み合せると次式が得られる◎関
係式（１）と（５）を比較すると回路８１の「負性抵抗
」はＩｋ　ＲＩＡで決まり、モータの電源電圧ｖＦｉ頂
Ｒ，Ｉ。

で表わされることが判かる。Ｒ，／Ｋがモータの内部抵
抗ｒｔ−大きく補償するように抵抗Ｒ□をＪＡＩｉする
からモータの回転速度Ｎは次式で与えられる。

Ｎ−Ｋ（ＲＩＲ，−１（Ｉｎ））　　　　　（ｔｌ）抵
抗Ｒ１は一定であるから残留項ε（Ｉｎ）を補償するよ
うにｖｏを介して工、を補正することにより速度Ｎを制
御すれはよいことが判かる〇 第８図は第２図のブロック図の制御装置の一例を示し友
ものである。波形整形回路ｇｇは７５．建ットトリガ回
路ｇｇｌｆ：具え、この後段に単安定マルチパイプレー
ク２２Ｂを設けである。積分回路２８は抵抗とコンデン
サとによるＲＯ形になっている。比較回路１１は演算項
ｍ器１ｊ！ｒｔ具兄、この演算増幅器が電流工、を制御
する制御電圧Ｖ。を出力し、これが負性抵抗回路８１の
入力部にあるトランジスタＴに加えられる。負性抵抗回
路８１は「電流ミラー」形であって、例えば１０の太き
さのオーダーの係数Ｋｒｔ有するＯ 第８図を見れは判かるように％回転により誘起される信
号８Ｍ社モータのブラシを流れる電流ｘｍ【中断するこ
とにより得られるパルスを含むが、これらのパルスは負
性抵抗回路８１のモータ電流が流れる枝路で得られる０
第８図に示し九装置では抵抗Ｒ６の両端間に信号８Ｍが
得られるＯ本発明は特殊なタイプの比較回路を用いてい
る第８図につき説明した装置に限定されるものではない
。任意の他の既知の比較手段、例えはモータにより供給
されるパルスの周波数を水晶発振器の一定の周波数と比
威する手段を用いることもできることは明らかである０
同じようにして、モータの回転により誘起される信号も
モータの軸に剛固に取り付けられている永久磁石により
固定コイル内に誘起される磁気誘導により得てもよいし
、固定された光源とモータの軸に取り付けられている−
と関連する検出器とを具える光学装置により得てもよい
０

【図面の簡単な説明】

１シ 第１図は本発明に係る直流モータの速度制御方法を用い
る制御装装置のブロック図。 第８図は本発明に係る直流モータの速度制御装置のブロ
ック図、 第８図は第３図に示したタイプの速度制御装置の一例の
回路図であるＯ １１・・・比Ｉ！回路　　　　　１ｍ・・・演算増幅器
１８・・・出力端子 ２１・・・モータの回転に誘起された信号を処理する回
路■・・・波形整形回路　　　２δ・・・積分回路８１
・・・負性抵抗回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　モータの直流電圧（Ｖ）を制御電圧と呼ばれる直流
   電圧（ｖｏ）により制御するために、この直流電圧（ｖ
   ｏ）を基準信号ＣＢｆ６ｆ’）をモータ（Ｍ）の速度の
   目安となる信号（８Ｖ　）と比較する回路（１１）から
   供給し、この毎−夕の速度の目安となる信号（８Ｖ）を
   モータの回転に１．１より誘起された信号（ＳＭ）を処
   理する回路（２１）から供給される直流モータの速度制
   御方法において、モータの回転により誘起される信号（
   ８Ｍ）を低周波のほぼ周期的な信号とし、モータの直流
   電圧（Ｖ）ｒｔモータの内部抵抗＜ｒ）を少なくとも部
   分的に補償する「負性抵抗Ｊ　（−Ｒ）回路（、ａ、ｌ
   ）を用いて制御電圧（ｖｏ）により制御するようにし危
   ことを特徴とする直流モータの速度制御方法。 龜　モータの回転により誘起される信号（ＳＭ）をモー
   タ（Ｍ）のブラシを流れる電流を中断することにより生
   ずるパルスから得ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の直流モータの速度制御方法。 ＆　モータの回転により誘起され比信号（ＳＭ）を処理
   する回路（＄１１）を具え、この処理回路（２１）が波
   形盤Ｐｐ回路（２２）と、この後段に続くモータの速度
   に比例する直流電圧により形成されるモータの速度の目
   安となる信号（Ｓｖ）を供給する積分回路（２ｓ）とを
   具え、上記直流電圧を演算増幅器（１２）を具える比較
   回路（１１）により基準電圧（Ｓｔｅｆ）と比較し。 演算増幅器の出力端子（１８）にモータの電源電圧を制
   御するのに役立つ制御電圧（ｖｏ）を得るように構成し
   た直流モータの速度制御装置において、モータ（Ｍ）の
   回転により誘起される信号（８Ｍ）を低周波のほぼ周期
   的な信号とし。 比［回路（１１）とモータ（Ｍ）との間にモータの内部
   抵抗（ｒ）を少なくとも部分的に補償する「負性抵抗」
   回路（ａｔ）ｔ−設け、制御電圧（ｖｏ）をこの負性抵
   抗回路（δｌ）の入力端子（δ２）に印加するように構
   成したことを特徴とするｉ［？ｌｔモータの速度制御装
   置。 籠　モータの回転により誘起される信号（、ＳＮ）をモ
   ータ（Ｍ）のプツシを流れる電流を中断することにより
   得られるパルスにより形成し、これらのパルスをモータ
   電流が流れる、負性抵抗回路（δｌ）の−枝路で得るよ
   うに構成し几ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記
   載の直流モータの速度制御装置。 ４　前記負性抵抗回路（８１）を「電流ずラー」形回路
   としたことＰ′＃黴とする特許請求の範囲第８項又は第
   ４項記載の直流モータの速度制御装置。