JPS5956878A - サ−ボモ−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 この発明は、例えばＶＴＲ等のキャプスタンサーボ機構
に使用されているモータを制御する場合等に用いて好適
なサーボモータ制御回路に関する。

背景技術とその問題点 最近、ＶＴＲ等では小型、軽開化が進み、記録時、再生
時共に磁気チー７０を一定速度で走向させるように駆動
するギヤブスタンザーーり川のモータとしても、所謂ダ
イレクトドライブ型の直流づ一ボモークになりつつある
。

第１図は斯の種、直流ザーぎモータを制御する従来のサ
ーボ制御回路の一例を示すもので、同図において、（１
）　、　（２）、　（３）は図示せずもモータのロータ
位置を検出するための検出零子例えばホール素子であっ
て、これらのホール８素子からは例えば第２図Ａ〜Ｃに
示すように、それぞれ１２０度の位相差をもった出力信
号が得られる。これらの出力信号は例えばｒｃで構成さ
れた波形成形回路（４）に供給されて波形成形処理され
、もってその出力端子（４１）〜（４６）にはそれぞれ
第２図Ｄ−Ｉに示すようなスイッチング／、ｏルスＰ　
１−　Ｐ　６か得られ、る。（５）〜θＱはスイッチン
グトランノスタ、α０〜α１はモータのステータとして
の３相コイルであって、波３杉７３父形回路（４）から
のスイッチング・クループＰ１〜Ｐ６がそｉｚぞれトラ
ンジスタ（５）〜（１（ｊ）の各ベースに供給さｉ］、
るようになされている。従って、例えばスイツチンｆ　
ｚ＃　Ａ／　スｐ　１トＰ　５が同時にノ・インペルに
Ａ・る３ｕ１　ｎｉｌでは、トランジスタ（５）と（９
）かオンし、−ｖ−−ｙｇ　（言号印加端子０→からの
電流は、トランジスタ（５）のコ１／クターエミツタ路
、コイル０ノ、α２及びトランジスタ（９）ノコレフタ
ーエミッタ路を介してアース■υに流れる。又、スイッ
チングパルスＰＩとＰ６ｄ’同１待にハイレベルにちる
期間では、トランジスタ（５）トαＯがオンとなり、端
子α■からの電流回、トランジスタ（５）のコレクター
エミツタ路、コイルＣＩＩ）　、　Ｃ１０及びトランジ
スタ００）のコレクターエミツタ路を介してアース側に
流ハる。又、同様にスイッチングパルスＰ２とＰ６が同
時にハイレベルにある期間では、トランジスタ（６）と
００がオンとなり、端子α→からの電流は、トランジス
タ（６）のコレフタルエミッタ路、コイルθつ、θ：ｂ
及ｏ：　）ランジスタθ（）のコレフタルエミッタ路を
介してアース側に流第１．ることになる。

その他のスイッチングパルスの組み合せの場合も同様に
して各コイルに電流がｂＷれる。従ってコイル０１）〜
（１３に対応して設りられた図示せずもモータのロータ
（マグネット８極）が回転し、モータは所定速度で回転
駆動されることに々る。

又、キャプスタンモータの回転が周波数発電機（ＦＧ）
等による速度検出器α９で検出さハ、てサーボ回路α０
に供給され、ここで速度ループ、位相ループの２系統の
サーボ信号全形成し、端子θ■に供給しで記録、丙生時
共にラープ走杓速度が一定になるようにキャプスタンー
’ｒ−−りにサーボをがけるようにし、ている。

ところで填１１シ１の如き従沫回路において、ＶＴＲ等
のように走行するテープの連四が遅く、しがも虚ヤプス
タンモークとしてグイｌ／クト１゛ライブ型の直流ヤー
ホ゛モータブｉ：　（す４川良れている場合には、直流
サーボモ〜りの着磁分布によるトルクリップル（トルり
のむら）がＩＹ丁↑Ｉテープ透厚度に景七響してくる不
都合がある。即ち第１［１の端、子０４）にはサーボ信
号Ｖｓとして通９第３［ＲＩＡに示すよう々一定の電圧
が供給芒コ１．るが、この時、頂流す−ボモータには第
３１ＰＩ　Ｈに示ずような電流■ｈｘが流が力７、この
時のモータのトルクτの特性は第３　ｔｅｌ　Ｃに示す
ようなものとなる。このｌ・ルクリップルの波形の周期
は、モータのマグネットの極数、コイルの相数及びサー
ボ雷、圧の飴によって決定される。

このようにグ■１図の如＠従来回路の場合、サーボモー
タのトルクリップルが１面接テープ速度に影脣し、所Ｍ
ｔ’ｌワウ・フラッタを極めて悪くするという欠点があ
った。又このトルクリップルは回転むらとなってサーボ
系に帰還されるが、その位相が遅れるためにトルクリッ
プルを除去するのが逆に悪化の要因となる不都合があっ
た。

発明の目的 この発明は斯る点に鑑み、定常的に発生しているザ〜ボ
モータのトルクリップルを除去して・円滑なサーボ動作
が可能なサーボ制御回路を提供するものである。

発明の概裂 この発明で＋ｄ　、サーボモータ駆動用のスイッチング
・ぐルスより補正信号を形成し、この補正信号を上記サ
ーボモータのサーボ信号に重畳して上記モータのトルク
リップルを除去することにより円滑々サー・ゼ動作が得
られ、期るサーボモータが使用される例えばＶ’ＴＲ等
においては、モータのトルクリップルの影響を何等受け
るこ七なくテープ゛を一定速度で走行することができ、
ワウ・フラッタ等が改善される。

実施例 電丁、この発明を、上述同様ＶＴＲのキャプスタンモー
タのサーボ制御に適用し７た場合を例にとシ、第４図〜
第６図に基づいて詳しく説明する。

本発明では、直流サーボモータ回転時に生じるトルクリ
ップルを、モータ駆動用のスイッチングパルス全利用し
て形厄（７た補正信号をサーボ４６号即ちエラー電属に
所謂オープンルーフ０的に加えることによって、除去し
ようとするものである。

先ず、第４図はこの発明の第１実施例を示すもので、同
図において、入力Ｘ＋、！子Ｃη〜（ハ）には上述した
スイッチングパルスのうち、第５図Ａ、Ｃ及びＥに示す
ようなスイッチングパルスト６．Ｐ５及ヒＰ４が供給さ
れる。そしてこれらのスイソグーングパルスは微分回路
（ハ）、Ｑ？）及びＱＱにそハ、それ供給され、もって
その出力側には第５図Ｂ、Ｄ及びＦに示すようなスイッ
チング・ぐルスの例えば立上りに同勘した微分パルスＰ
９．ＰＲ及びＰ７が得られ２、これらの微分パルスをそ
れぞれ演算増幅器０υ、６の及び鏝を通してオア回路Ｑ
カに通すことによシその出力側には、第５図Ｇに示すよ
うな１６１１ｚのパルスｐｔ。

が得らり、る。このパルスＰＩＯがｊＹｉ安定安定グル
グーイブレータに）に供給され、これが順次後段のＪ１
′１安定マルチバイブレータ（ハ）及び００）に供給さ
れて遅延−わ、そして単安定マルチバイブ１／−夕いり
及び（すの出力ライクスフルーシブオア回路０１）に辿
すことによりその出力側］には、第５図Ｈに示すような
３２Ｈｚで略々デユーティ５０係のパルスＰｌ＋がイ（
）らノ１．る。

このパルスＰｔ＋を三角波形成回路とＬ−Ｃの例えば差
動増幅器θうに供給し、この差ＩＩＪ増１１ゼ」：÷６
乃を・やルスＰｌ＋で駆徂）することにより、その出力
４１１１　Ｋ設けられたコンデンサＱ′３が充放電を繰
り返す。つ咬り、差動増幅器Ｇ→にパルスｐＨが供給さ
れると、このパルスｐＨの７・イ１／ペルの時差動増幅
器０ののトランジスタ（３２ａ）がオンしてトランジス
タ（３２ｂ）がオフし、コンデンサ０）がトランジスタ
（３２ｃ）を介して流れる市、流により充電され、接続
点（３２ｅ）の電位は、所定の傾斜をもって上昇する。

一方・、ＯルスＰｎがローレベルに々ると、トランジス
タ（３２ａ）がオフしてトランジスタ（３２ｂ）がオン
［７、コンデンサ０１の電荷がトランジスタ（３ｚｂ）
及び（３２ｄ）　ｅ定の煩多１金もって下降する。この
よう峠して差動増幅器６２の出力側には？ｎ　５１シＩ
Ｉに示すような三角波信号Ｓ４が得られる。この三角波
信号８４會折腺近似回路０会に供給することによシ、そ
の出力側には第５図Ｊに示すようたトルクリップルの波
形に似た疑似整流波形化けＳ６が得らｉｌ−る。この信
号８６を演３９増１鹿器（３９に供給することによりそ
の出力側には第５図Ｉ　Ｋに示すように位相反転された
出力信号Ｓ７が補正信号としてルり出される。ぞしてこ
の信号Ｓ７とサーボ回路（ＩＱ　（炉１ン（）よりダイ
１４子００にイ、Ｉ■給されるサーボ信号を加２りし、
演ｐ増称器ｃｌカに供給することにより、その出力側に
は信−号Ｓ７　　が位相反転され月つレベル的にサーボ
（ｉ号Ｖ８（第３図）分たけマイナス方向にシフトされ
たａλ５図りに示すよう々出力何月ＳＳが刊Ｆられ２る
。このイ言号Ｓ８は更に次段の演算増幅器０→に供給さ
オ〕１、もってその出力側には第５図Ｍに示すように付
和反転された出力信号Ｓ９が取シ出される。そしてこの
出力信号Ｓ９によシダーリントン接続のトランジスタ０
つ及び（４０）を駆動し出力端子０］）に得られる駆動
信例、つまりサーボ信号に補正信号の重畳さノ）だ信号
を第１図の端子θ鴇を介してスイッチングトランジスタ
（５）〜（１１に供給することによりサーボモータの電
流、つ丑り３相コイル０］）〜０９（第１図）を流れる
電流工、は第５図Ｎに示すようなものとなる。すなわち
サーボモータは第３図Ｃに示したよう々トルクリップル
の波形と近似した波形を有する電流■ヤにより駆動さね
、るので、そのトルクτは、第５図Ｏに示すような略々
フラットな特性となる。つ寸り、実外的にサーボモータ
のトルクリップルが除去されたことになる。

このように本実施例では、血流サーボモータの回転時に
生じるトルクリップルをモータ側照１用のスイッチング
ｉ’？ルスを利用して形成した補正信号をサーボ信号（
電圧）即ちエラー霜′圧にオーブンループ的に加えるこ
とによって、トルクリップルを容易に除去することがで
き、円滑カサ−７ド動作力；得られる。

第６図はこの発明の第２実施例を示すもので・同図にお
いて、第４図と７・、（比、する部分と１同一管号を伺
し、その詳細μｍ、明は省略する。

本実施例では、キャゾスタンモータとしての電流サーボ
モータのばらつきが人きく又経時変化等で負荷（トルク
）が大きく変化う２・、（・％　’ｉ”ｉ’　＆’−ｆ
、’、その程度に応じて補正信号（電圧）のピーク値も
便化させようとするものである。即ち、同＜、１におい
て、演鎧゛増１１Ｎ・、器６１及びく功の間に別な演舎
１増帖、器（ハ）を設け、更にこの演算増幅器θカの反
転入力端子に拌＃’ｊｆ。

されまた電圧制御形可変抵抗器ｆ＋９ｆ設りる。又サー
ボモータの電流を入力端子０９に併給するようＫなし、
この電流をりし、流−電圧変按回路（１つにおいて１１
圧信号に変櫓した後ロー・ぐスフイルり（４って電圧信
号を平均化１〜、更にアンプ０４２通１て町変土１（抗
器（４惨の入力仙（に供給するようにする。従って、可
変抵抗器呻ｉｄ　ＧＤ　−０８間にかかるｉ！’７．圧
によって、Ｄ−８間の折抗値が変化するように力る。斯
Ｚ・４１・ｆ成によυ、モータ内の′解流値の大きさに
よって演ｐ増幅器θ擾の利イ！ｆが変化し、結果として
この演やＪ曽幅器（４４の非反転入力端子に供給さノす
る拶１月僧１’！ｒ’＋〜０→の出力信号Ｓ７、すなわ
ち補正信号のビーク−ピーク値が変化し、負荷の大きさ
に補正信号が追従することになる。

このように本実施例では、サーボモータ内の電流値の大
きさによって補正信号のビーク−ピーク値を変え、この
補正信号が通るがｉや増幅器のオｌ　？４１を変えるこ
とにより実質的に負荷の大きさに補正信号が追従し、常
に最適に近い補正信号がサーボ信号に重畳されることに
なる。これに」：ってよシ精密なサーボ制御が可能とな
る。

応用例 尚、上述の実施例では、この発明をＶＴＲのキャゾスタ
ンモータのサーボ制御に適用１．また易、１合を例にと
り散、明したが、これに限定さ一１］ること々く、適宜
回路定数を変更することによりその他のモータのザーＩ
Ｊξ制御にも同様に適用可能で４５る。

発明の効果 上述の如くこの発明によれば、サーボモータ駆動用のス
イッチングパルスを利用して補正信号を形成し、この補
正信号をモータのサーボ信号に重質、シてモータのトル
クリップルを除去するようにしたので、円滑々サーボ動
作が得られ、Ｊｔｌｉるサーボモータが使用される例え
ばＶＴＲ等においてハモータのトルクリップルの影響を
何等受けることなく配信、再生共にテープを一定連歴で
走行することカーでき、ワウ・フラッフ晴が改ダ１され
る。又補正信号の波形は、折線）近似手法を用いること
によってトルクリップルに近い最適の波形とすることが
でき、よシ精度の高いサーボ制御がＴ′ｉＪ能である・
更にサーボモータ内のスイッチングパルス會用いている
のでトルクリップルの波形と補正信号の波形との位相ず
れが極めて小さくサーボ制御の精度の向上に富力できる
。又、サーボモータ内の″ｆｌ″１７流値の大きさによ
ってＴｉｎ　ＩＴ、信号のビーク−ピーク値を変えるこ
とにより、Ｄ荷の大きさに補正４１１号が追従し、常に
最適に近い補正信号をかけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図にＬ従来回路の一例を示す回餡梢成因、第２図及
び第３図は第１図の動作説明に供するための線図、第４
図はこの発明の一実旅例を示す接続図、第５図は第４［
２１の動作説明に供するだめの線図、第６図の、この発
明の他の実施例を示す接続図である。 Ｑ→、（ハ）、　１２＊は微分回路、（イ）はオア回路
、（ハ）、（ハ）。 いりは単安定マルチパイプｌ／−り、０１）はイクスク
ルーシブオア回路、０→は差動増１ｌｌＰ器、０□（ｌ
　ｉＪ：折線近似回路、０９，０乃、０→、θ→、　（
５１：ｌ　、　（ｉつ、Ｑは演↑′ン増幅器、ｏ＊　、
　（ｉ＠はｌ・ランノスタ、θ１は電圧制御形可変抵抗
器、（Ｉｎは電漆、−電圧変換回路、（４０−ロー・ぐ
スフィルタ、α→はアンプである。 同　　　　　　　　松　　隈　　秀　　盛第、５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーボモータ駆動用のスイッチングパルスよシ補正信号
   を形成し、該補正信号を上記モータのサーボ信号に重畳
   して上記モータのトルクリップルを除去するようにした
   ことを特徴とするサーボモータ制御回路。