JPS6047837B2 - 速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流モータの速度制御装置に関し、特に回転
数検出用周波数発電機の出力周波数か低くても、安定な
速度制御を行うことができ、制御回路の集積回路化に適
した速度制御装置を提供するものである。

従来、直流モータの速度制御として第１図に示すよう
な周波数発電機を用いたパルス巾速度比較方式の速度制
御が行われていた。

すなわち、直流モータ１に連結して設けられた周波数発
電機２の出力信号を増巾器３て増巾整形し、その出力信
号の前縁で所定の準安定期間を有する単安定マルチ 回
路４をトリガ−しその出力信号をＡＮＤゲート回路５に
入力する。さらに増巾器３の出力信号を反転増巾器６で
反転し、ＡＮＤゲート回路５の他の入力に加える。ＡＮ
Ｄゲート回路５は前記２つの入力信号のＮ市を取り、速
度誤差信号としてパルス状の信号を出力する。直流モー
タ１が起動するときは、単安定マルチ回路４の出力信号
の準安定期間に比べ、周波数発電機２の出力信号の周期
が長く、ＡＮＤゲート回路５の出力は低レベル・である
が、直流モータの回転が上り所定回転数に達すると、単
安定マルチ回路４の出力信号の準安定期間内に、周波数
発電機２の出力信号の後縁が存在するため、ＡＮＤゲー
ト回路５の出力信号はパルス状の信号として得られる。
ＡＮＤゲート回路５の出力信号を低域ろは器７で平滑、
補正し、モータ駆動回路８で低域ろは器７の出力信号を
増巾し、直流モータ１を駆動する。モータ駆動回路８は
入力が低レベルの場合は直流モータ１を加速し、高レベ
ルの場合は減速する。以上のごとく閉ループが形成され
ることにより単安定マルチ回路４で設定した準安定期間
に対応た回転数に直流モータ１を定速制御することがで
きる。 第２図は上記第１図の構成における各部波形図
であり、イは増巾器３で増巾整形した出力波形、口は単
安定マルチ回路４の出力信号波形、ハは反転増巾器６の
出力信号波形、二はＡＮＤゲート回路５の出力信号波形
、ホは低域ろは器７の出力信号波形を示す。

この方式では速度比較誤差信号は、パルス信号として出
力されているため、パルス信号の平滑化と速度制御グル
ープの補償をかねた低域ろは器を用いているが、ループ
の最適補償を行うための低域ろは器の特性と、平滑後の
リップルに起因する直流モータの回転むらをおさえるた
めの前記低域ろは器との特性は必ずしも一致しない。

さらに直流モータの所定回転数における周波数発電機の
出力周波数が低い場合は上記リップルによる直流モータ
の回転むらを低減させるため低域ろは器のしや周波数を
充分低くとる必要がある。このとき、起動より所定速度
に制御される起動時間は、上記低域ろは器の過渡応答が
悪くなるため、所定電圧に達するまての時間を要し、引
込み時間が長くかかる。そこで、これらに欠点を解消す
るため第３図の速度制御方式を試みた。

すなわち、速度比較法としては、上記従来例と同じく所
定の準安定期間を有する単安定マルチ回路４の出力信号
と増巾器３の反転信号とのＡＮＤにより、途中段階とし
て、パルス状の速度誤差信号を得、速度誤差パルス巾区
間、コンデンサ等に定電流充電する時間電圧変換回路９
を従続接続し、前記単安定マルチ回路４の出力信号の前
縁で第１のトリガパルス発生回路１０により巾狭のパル
スを発生せしめ、第１のトリガパルス発生回路１０の出
力信号で前記時間電圧変換回路をリセットする。時間電
圧変換回路１０の出力信号は後続のサンプルホールド回
路１１に加えられる。一方ＡＮＤゲート回路５の出力信
号の一部は第２のトリガパルス発生回路１２に加えられ
、ＡＮＤゲート回路５の後縁で巾狭のパルスを発生せし
め、サンプルホールド回路１１に加える。サンプルホー
ルド回路１１では、時間電圧．変換回路９の出力信号を
第２のトリガパルス発生回路１２の出力パルスのタイミ
ングでサンプルし、その電位をホールドする。サンプル
ホールド回路１１の出力信号は直流モータ１の回転に関
連した直流電位であり、速度制御された状態ては、・リ
ップルのない安定した電圧である。サンプリングホール
ド回路１１の出力信号である速度誤差信号は上記従来例
と同じく制御補償用低域ろは器７を経てモータ駆回路８
で増巾し直流モータ１を駆動する。第４図は上記第３図
の構成による各部波形図であリイ〜二は第１図の構成に
おける各部波形図と同様である。

へは第１のトリガパルス発生回路１０の出力信号の波形
、卜は第２のトリガパルス発生回路１２の出力信号の波
形、チは時間電圧変換回路９の出力波形、りは第２のト
リガパルス発生回路１２の出力パルスで時間電圧変換回
路９の出力信号をサンプリングホールドした、サンプリ
ンノグホールド回路１１の出力信号波形を示す。第５図
第３図の構成における特殊な場合の波形図であり、特に
単安定マルチ回路４の速度設定準安定期間に比べ、直流
モータ１の回転数が異常に上昇した場合の波形図である
。ヌは周波数発電機２を増巾整形した増巾器３の出力信
号波形、ルは単安定マルチ回路４の出力波形である。直
流モータ１の回転が異常に上昇している場合は単安定マ
ルチ回路４の周波数に対し、増巾器３の出力信号の周波
数が高いことになる。オは増巾器３の出力”信号を反転
した反転増巾器６の出力波形てある。ワはＡＮＤゲート
回路５の出力波形、力は単安定マルチ回路４の出力信号
の前縁で第１のトリガパルス発生回路１０によつて得ら
れた巾狭のパルス波形、ヨはＡＮＤゲート回路５の出力
信号後縁て第２トリガパルス発生回路１２につて得られ
た出力パルス波形、夕はＡＮＤゲート回路５の出力信号
でコンデンサ等に定電流充電する時間電圧変換回路１１
の出力波形、レは第２のトリガパルス発生回路１２の出
力パルスで前記時間電圧変換回路１１の出力信号をサン
プリングホールドしたサンプリングホールド回路１１の
出力波形である。第３図の構成ては、速度誤差信号（第
５図レ）は階段状となり、直流モータ１が所定回転数ま
で減速するのに時間がかかる欠点がある。本発明は、こ
のような欠点を解消した速度制御装置を提供するものて
、以下その一実施例を説明する。

第６図において速度比較法としては従来のパルス巾比較
を用い、得られた速度誤差パルス信号を、前記第３図の
例に残された課題を解決すべく直流電流に変換するもの
である。

直流モータ１に連結した周波数発電機２の出力信号は、
増巾器３で増巾波形整形され、出力信号の前縁で単安定
マルチ回路４をトリガーする。さらに増巾器３の出力信
号を反転増巾器６て反転増巾し、．ＡＮＤゲート回路５
に入力する。ＡＮＤゲート回路５は反転増巾器６の出力
信号と単安定マルチ回路４の出力信号のＡｒＳＪＤを取
り出力信号を時間電圧変換回路９に入力する。また単安
定マルチ回路４の出力信号の前縁で第１のトリガパルス
発生回路１０により巾狭のパルスを発生させ、前記時間
電圧変換回路９に加えコンデンサ等に蓄積した電荷をリ
セットする。時間電圧変換回路１１の出力信号はサンプ
ルホールド回路１１に入力され、一方第２のトリガパル
ス発生回路１２は、前記単安定マルチ回路４の後縁で巾
狭のパルスを発生し、サンプルホールド回路１１に加え
られる。サンプルホールド回路１１は時間電圧変換回路
１１の出力信号を第２のトリガパルス発生回路１２の出
力信号でサンプルし、その電位をホールドする。サンプ
ルホールド回路１１の出力信号、すなわち直流化された
速度誤差信号は低域ろは器７を経てモータ駆動増巾回路
８に供給され、直流モータｌを駆動する。第７図は第６
図の構成による各部波形図であり定常状態を示す。イ〜
二は前記説明と同様であるので説明を省略する。ソは単
安定マルチ回路４の出力信号前縁で第１のトリガパルス
発生回路１０によつて得られた巾狭のパルス信号、ツは
単安定マルチ回路４の出力信号後縁で第２のトリガパル
ス発生回路１２によつて得られた巾狭のパルス信号てあ
る。ネは時間電圧変換回路９の出力信号波形、ナはサン
プルホールド回路１１の出力波形である。第８図は直流
モータ１の回転数が異常に上昇した場合の各部波形図で
ある。

ラは直流モータ１の回転が上昇したことにより周波数発
電機２の出力周波数が高くなつた出力信号を増巾器３で
増巾整形した波形である。ムはあらかじめ準安定期間が
設定された単安定マルチ回路４の出力波形図であり、入
力周波数が高いため、準安定期間完了後の入力信号の立
上りで再トリガーされる。ウは増巾器３の出力信号を反
転増巾器６で反転した出力波形、ノはＡＮＤゲート回路
５の出力波形である。クは単安定マルチ回路４の出力信
号の前縁で第１のトリガパルス発生回路１０によつて得
られた巾狭のパルス信号の波形、ヤは単安定マルチ回路
４の出力信号の後縁で第２のトリガパルス発生回路１２
によつて得られた巾狭のパルス信号である。マは時間電
圧変換回路９の出力波形、ケはサンプルホールド回路１
１の出力波形である。本発明は、以上説明したように実
施し得るものであり、これによると直流モータの回転が
異常に上昇しても、サンプルホールド回路１１の出力電
圧は高レベルの一定電圧を保持するため、減速に要する
時間が短かくなる。

しかして、本発明によると次の各効果が得られる。すな
わち、１速度誤差信号は完全な直流電圧として得られる
ため、後続のループ補償用低域ろは器が最適化てき、ま
た、周波数発電機の出力周波数を低くくすることができ
る。２速度誤差信号にリップルがないため直流モータ等
の回転が安定し、回転むらが発生しない。

特に、低速回転のモータ制御に有効である。３直流モー
タが異常回転たり、高速回転から低速回転に切換えたり
しても、安定な速度誤差信号が得られるため、減速を、
スムーズに早く行うことができる。

４回路の半導体集積回路化においては、外部接続端子を
少なくすることが要望され、そのため一般にはトリガパ
ルス発生回路は例えばトランジスタの伝ぱん遅延時間差
等を用いて外部端子用いずに巾狭のパルス信号を作成す
るが、製造ロッドによりＨ，。

がばらつき、その結果として、前記トリガパルス発生回
路の出力パルス巾がばらついたり、周囲温度により前記
出力パルス巾がばらつく。しかし、本発明では時間電圧
変換回路の出力信号の平担部でサンプルするため、速度
誤差電圧にくるいが生じることがなく、集積回路化に適
する。”図面の簡単な説明 第１図は従来の速度制御装置のブロック図、第２図は第
１図の各部波形図、第３図は速度制御装置の参考例のブ
ロック図、第４図は第３図の構成による定常状態の各部
波形図、第５図は直流モータが異常回転た場合の第３図
構成による各部部波形図、第６図は本発明の一例に係る
速度制御装置のブ胎ツク図、第７図は第６図の構成によ
る定常状態の各部波形図、第８図は第６図構成による直
流モータ異常回転時の各部波形図である。

１・・・・・・直流モータ、２・・・・・・周波数発電
機、４・・・・・・単安定マルチ回路、５・・・・・・
アンドゲート回路、７・・・・・・低域ろは器、９・・
・・・・時間電圧変換回路、１１・・・・・・サンプル
ホールド回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転体の回転によつて得られた第１の信号の前縁で
   トリガーされ、所定の準安定期間を有する単安定マルチ
   回路と、前記第１の信号と前記単安定マルチ回路の出力
   信号とでアンドをとるアンドゲート回路と、前記単安定
   マルチ回路の出力信号の前縁でリセットし前記アンドゲ
   ート回路の出力信号で時間−電圧変換する時間電圧変換
   回路と、前記単安定マルチ回路の出力信号の後縁で前記
   時間電圧変換回路の出力信号をサンプルするサンプルホ
   ールド回路とを備え、前記サンプルホールド回路の出力
   信号により前記回転体の速度を制御するように構成した
   ことを特徴とする速度制御装置。