JPS5883594A - 同期電気モ−タ−制御装置 - 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、同期電気モーター用の制御装置に関し、該制
御装置は、位相ロックループ回路と、フィードバックル
ープとを備え、前記位相ロックループ回路は、周波数が
入力信号の大きさによって制御されるオシレーターを有
し、かつ前記フィードバックループは、モーターへ供給
される作動信号からフィードバック信号を得、このフィ
ードバック信号によって入力信号の大きさを制御させる
ように構成されている。

電気モーターの速度を概ね一定に保つべく、その速度を
制御するための様々な構成が、従来提案されている。

しかし、モーターのベアリングの欠陥や摩耗から起こる
モーターの速度の小変動、すなわちハンチング減小させ
ることは、きわめて困難である。

また、モーター制御回路を用いた場合にも、静止状態か
らモーターを作動し始める際には、問題が生じる。

本発明の目的は、これらの問題点を解決し得るモーター
制御装置を提供することにある。

本発明によればハンチング防止回路を有することを特徴
とする上記の制御装置が提供される。このハンチング防
止回路は、監視装置とコンパレーターヲ備え、監視装置
は、モーターのローターの回転に応じて、速度信号を提
供するようになっており、またコン・ξレーターは、速
度信号をフィードバック信号と比較し、速度信号とフィ
ードバック信号間の位相差の変化に従って出方信号を生
じさせ、この出力を位相ロックループ回路に供給するこ
とによりモーターの速度の変動を減少させるようになっ
ている。

作動信号に変化がある場合には、作動信号とローターの
回転間のタイムラグによって、フィードバック信号と速
度信号間に、位相のずれが生じる。

この位相のずれは検知され、オシレーターに好適な修正
を与えるのに用いられる。

本制御装置は、出力信号の位相ロックループ回路に対す
るライン上にスイッチが接続され、ローターと作動信号
が周波数同期状態にない時に、位相ロックループ回路へ
の出力信号の供給を防止するべく、制御回路によってス
イッチは開くようになっている。

制御回路は、タイムラグを有し、ローターと作動信号と
が互いに同期性を有するようになってから、所定の時間
遅延があった後、スイッチは、閉じ、出力信号を位相ロ
ックループ回路へ送るようになっている。

位相ロックループ回路は、位相弁別器を備え、位相弁別
器は、二方の入力側で、基準周波数供給器より交流信号
を受信し、かつ他方の入力側でフィードバック信号を受
信し、また、出力をオシレーターへ供給する。その出力
の大きさは、２つの入力間の位相差によって変化する。

コンノミレータ−からの出力は、オシレーターの入力側
において、位相ロックループ回路へ供給される。

以下、本発明による同期性電気モーター制御装置の好適
実施例を、添付の図面を参照して詳しく説明する。

ジャイロスコープ同期電気モーター（１）は、基準周波
数供給器（２）より得られた信号によって作動する。こ
の信号は、位湘ロックループ回路（３）及びハンチング
防止回路（４）によって制御される。

基準周波数供給器（２）は、標準型のものを用いている
ので、例えば、ライン翰上に概ね一定の周波数ｆ。を有
するデジタル信号を生ずるように、水晶によって制御す
ることができる。

ライン翰は、位相ロックループ回路（３）に接続され、
特に、標準位相弁別器（至）の一方の入力側に接続され
ている。位相弁別器（至）の出力は、ループ安定装置Ｇ
３を経て、電圧制御オシレーターＧυへ接続されている
。

オシレーターＧυの出力は、周波数ｆ、で、分周器田に
供給され、分周器（至）は、周波数ｆｌ／ｎ、の信号を
、多相復号論理装置（ロ）に供給する。

論理装置（ロ）の出力は、周波数ｆ１／２ｎｐの信号で
ある（Ｐはモーターの相数の２倍を示す）。この出力は
、ドライブ用の電力増幅器（至）によって増幅され、モ
ーター（穫）を駆動するのに用いられる。

フィードバック信号は、論理装置（２）の位相出力（至
）の１つから得られ、ラインＧηを経て、第２分周器（
至）に供給される。

分周器端の出力は、周波数ｆ　１／２ｍｎ　ｐであシ、
その出力は、位相弁別器（至）のもう１つの入力側に供
給されている。なお、ｍは、分割比を表わす。

第２分周器（至）の出力は、また、ハンチング防止回路
（４）に接続されている。すなわち、信号を、ハンチン
グ防止回路内の方向性位相弁別器（４１の一方の入力へ
供給する。

弁別器（４Ｇの他の入力は、アンプ（４カ及びスクエア
リンク回路（４３１を経て、モーター速度監視装置（４
υより信号を受信する。

なお、スクエアリング回路は、モーターのローターの１
回転毎に、１／ぐルスの出力を生じさせる。

監視装置（４１）は、ジャイロスコープ慣性軸（５）の
回転を感知するが、他の実施例として、モーターによっ
て駆動される他の回転部材から生じる速度信号を感知す
るようにすることもできる。監視装置（４υは、様々の
形態のものであってよく、例えば、機械的、容量的、誘
電的、光学的、もしくは磁性的原理を応用したものでよ
い。

本実施例においては、容量性ピックオフ（６）が用いら
れ、ジャイロスコープ慣性軸（５）の小振動を、速度信
号に変換させる。

弁別器顛の出力は、コンデンサー０４１及びレジスター
（４つを経て、スイッチングトランジスター（４３の一
端子へ接続されている。

トランジスター（４３の他端子は、レジスター（イ）を
経て、位相ロックループ回路（３）内の電圧制御オシレ
ーター００の入力に接続されている。

トランジスター（４３のケ゛−トは、パルス計数弁別器
（僧の出力によって制御されるスイッチ制御装置（４７
）へ接続されている。

パルス計数弁別器（喝は、２個の入力を有し、１つは、
分局器（至）の出力よシ供給され、１つは、スクエアリ
ング回路（４３によるもので、回転信号毎に１パルスが
与えられる。

位相ロックループ回路（３）の作動を第１に考慮すると
、位相弁別器（至）の出力は周波数が各々ｆｏ及びｆ＋
／２ｍｎｐである２つの入力信号間の差に左右される。

２つの入力間の差によって、位相弁別器（イ））の出力
は変化し、それによって、また、入力を等化させるよう
に、電圧制御オンレータ−（３Ｉ）の周波数ｆ１を増加
もしくは減少させる。

このように、モーター（１）へ供給される作動信号は、
概ね一定の周波数に保たれる。

電圧制御オンレータ−ＯＤは、ノ・ンチング防止回路（
４）より生じる信号によって制御され、その信号は、モ
ーター（１）へ与えられる作動信号と、モーターによっ
て、駆動される慣性軸（５）の実際の回転との位相差の
変化に応じて生じるものである。

方向性位相弁別器顛は、２つの入力において、作動信号
（フィードバック信号）のサンプルと、スクエアリング
回路（４３から生じる輪速度信号を受信する。

通常、この２つの信号の間には、位相差があるが、モー
ターが変動なしで一定の速度で回転している場合には、
位相差は、一定となる。

しかし、作動信号に変動がある場合、例えばハンチング
により、作動信号上に低周波信号が重畳された場合は、
作動信号と輪（５）の回転間の位相差は変動する。

位相差は、方向性位相弁別器（４Ｇによって検知され、
好適な修正信号が 電圧制御オシレーターＯυの入力に供給され、位相変化
を修正する。なお、トランジスター（４ｊは通常、導電
状態になっている。

修正信号は、作動信号の周波数をわずかに増加、もしく
は減少させる。

モーター（１）が作動し始めた時、慣性軸（５）が作動
信号と同期状態で回転するまでには、必然的にタイムラ
グがある。

通常の状態では、このタイムラグは、ハンチング防止回
路（４）より、見、かけの制御信号を生じさせる。

この問題を解決するためには以下のようにす逼。

つまり、概ね同期状態が得られるまで　は、トランジス
ター（４′３を非導電性、つまりオフ状態に保ち、確実
にモーター（１）が初期状態において、位相ロックルー
プ回路（３）のみによって制御されるようにする。

それは、パルス計数弁別器（４ね及びスイッチ制御装置
（４ηによって成される。パルス計数弁別器Ｇ４匂は、
作動信号周波数及び慣性軸の実際の速度に応じて入力信
号を受信し、 慣性軸の速度信号が作動信号周波数と概ね同期状態にな
るまで、出力信号を生じさせる。同期状態が得られると
、弁別器（４印は、スイッチ制御装置（４ηへのパルス
の供給を停止する。

スイッチ制御装置（４７）は、従来の構造の時間遅延単
安定回路を備え、該回路は弁別器（伺からパルスの供給
が終わった時、次に起こる所定の時間遅延の後、トラン
ジスター（４りをオン状態に偏倚するように作用する。

その後ハンチング防止回路は、モーターの回転を制御す
るために作動する。

操作中に、過度の負荷がモーターにかかる場合のように
、何らかの理市で、同期性が失なわれた場合、ハンチン
グ防止回路は再び作動がストン、プする。

本モーター制御回路は、特にジャイロスコープに用いら
れるが、一定の速度が要求される他の同期性モーターに
も応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明によるジャイロスコープ同期電気モータ
ー制御装置の回路図である。 （１）ジャイロスコープ同期電気モーター（２）基準周
波数供給器 （３）位相ロックループ回路 （４）ハンチング防止回路 （５）慣性軸 （６）ピンクオフ Ｑ■ライン　　　　　　（至）位相弁別器Ｇυ電圧制御
オシレーター６クループ安定装置（至）分周器　　　　
　　（ロ）多相復号論理装置（至）電力増幅器　　　　
（至）位相出力Ｃ３７）ライン　　　　　　（至）第２
分周器（４Ｇ方向性位相弁別器 （４Ｉ）モーター速度監視装置 （４２１アンゾ ｔ４３）スクエアリング回路 （４４）コンデンサー １４５）（４ｂ）レジスター （４７）スイッチ制御装置 （４８）・ξルス計数弁別器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）位相ロックループ回路と、フィードバックループ
   とを備え、 前記位相ロックループ回路は、入力信号の大きさによっ
   て周波数が制御されるオシレーターを有し、かつ 前記フィードバックループは、モーターに供給される作
   動信号からフィードバック信号を得、このフィードバッ
   ク信号をもって、入力信号の大きさを制御させるように
   なってｂる同期電気モーター用の制御装置であって、 モーター（１）のローターの回転に応じて速度信号を生
   じさせるようになっている監視装置（４υと速度信号と
   フィードバック信号とを比較し、速度信号とフィードバ
   ック信号間の位相差の変化に従って出力信号を生じさせ
   、との出力信号を、前記位相ロックループ回路へ供給す
   ることにより、モーターの速度の変動を減少させるよう
   になっているコン・ξレータ（４）とから力る・・ンチ
   ング防止回路（４）を備えていることを特徴とする装置
   。 （２）出力信号の位相ロックループ回路（３）に対する
   ライン上にスイッチ（４３が接続され、該スイッチ（４
   艷はローターが作動信号と同期状態にない時に、位相ロ
   ックループ回路（３）への出力信号の供給をストップさ
   せるべく、制御回路（４力によって開かれるようになっ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
   載の制御装置。 （３）制御回路（４７）は、タイムラグを有し、ロータ
   ーと作動信号が互いに同期状態になってから、所定の時
   間遅延の後、出力信号を位相ロックループ回路へ送るべ
   く、スイッチ（４３，が閉じられるようになっているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の制御
   装置。 （４）位相ロックループ回路（３）は、位相弁別器（３
   ０）を備え、該位相弁別器（７）は、一方の入力側で、
   基準周波数供給器（２）よシ交流信号を受信し、他方の
   入力側で、フィードバック信号を受信し、かつ、オシレ
   ーターＧυに出力を供給し、出力の大きさが、２人力間
   の位相差によって変化するようになっていることを特徴
   とする特許請求の範囲第（，１）塊乃至第（３）項のい
   ずれかに記載の制御装置。 （５１：＋７　ハレータ（４０の出力が、オシレーター
   Ｇυの入力側におい′て、位相ロックループ回路（３）
   に供給されるようになっていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項乃至＠（４）項のいずれかに記載の
   制御装置。 （６）監視装置（４１）は、容量センサー（６）を有し
   、該容量センサー（６）は、ローターに連絡されている
   部材（５）の回転を感知するようになっていることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（５）項のい
   ずれかに記載の制御装置。 （７）監視装置（４１）は、回転速度を指示する部材（
   ５）の小変動を感知するようになっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（６）項（記載の制御装置。 （８）　　モーター（１）は、ジャイロスコープの慣性
   輪（５）を回転させるべく連結されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項乃至第（７）項のいずれ
   かに記載の制御装置。