JPS6227632B2 - - Google Patents
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- JPS6227632B2 JPS6227632B2 JP55003896A JP389680A JPS6227632B2 JP S6227632 B2 JPS6227632 B2 JP S6227632B2 JP 55003896 A JP55003896 A JP 55003896A JP 389680 A JP389680 A JP 389680A JP S6227632 B2 JPS6227632 B2 JP S6227632B2
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/04—Arrangements for controlling or regulating the speed or torque of more than one motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は従来使用されているいわゆるPLL制御
方式による電動機の速度制御装置の改良に関する
ものである。
方式による電動機の速度制御装置の改良に関する
ものである。
PLL制御方式は電動機の内部又は外部に取付け
たエンコーダ等により電動機の回転速度に対応す
る周波数のパルス電圧を発生させ、該パルス電圧
と、その電動機の基準速度に対応する基準パルス
電圧との位相差を検出してえた信号によつて印加
電圧を制御する電動機の速度制御方式である。こ
のPLL制御方式は後述の欠点があるために利用さ
れる範囲が狭く、問題点を解決するためのいくつ
かのPLL専用素子が開発されているがこれらはい
ずれも複雑かつ高価である。本発明は簡単な回路
によつてこれを解決することを目的とするもので
ある。
たエンコーダ等により電動機の回転速度に対応す
る周波数のパルス電圧を発生させ、該パルス電圧
と、その電動機の基準速度に対応する基準パルス
電圧との位相差を検出してえた信号によつて印加
電圧を制御する電動機の速度制御方式である。こ
のPLL制御方式は後述の欠点があるために利用さ
れる範囲が狭く、問題点を解決するためのいくつ
かのPLL専用素子が開発されているがこれらはい
ずれも複雑かつ高価である。本発明は簡単な回路
によつてこれを解決することを目的とするもので
ある。
本発明の実施例を図面について説明する。第１
図において、１は電動機、２は位相検出器で、電
動機１と結合され、その回転位相を検出する。３
は位相検出器２の出力の波形を整形する波形整形
回路で、電動機１の１回転に対し、単数又は複数
のパルスよりなるデジタル信号を出力する。４は
基準発振器で、電動機１が同期回転速度のときに
位相検出器２が発生する信号の２倍の周波数を有
するデジタル信号を出力する。５はＤ型フリツプ
フロツプで、そのデータ入力端子Ｄには波形整形
回路３の出力が入力され、クロツク入力端子CP
には基準発振器４の出力が入力される。６は一致
回路で、Ｄ型フリツプフロツプ５の出力端子Ｑよ
りの出力信号および波形整形回路３よりの位相信
号を入力する。一致回路６の出力は増巾器７によ
つて増巾され、電動機１の速度制御回路８を制御
する。９は電源である。
図において、１は電動機、２は位相検出器で、電
動機１と結合され、その回転位相を検出する。３
は位相検出器２の出力の波形を整形する波形整形
回路で、電動機１の１回転に対し、単数又は複数
のパルスよりなるデジタル信号を出力する。４は
基準発振器で、電動機１が同期回転速度のときに
位相検出器２が発生する信号の２倍の周波数を有
するデジタル信号を出力する。５はＤ型フリツプ
フロツプで、そのデータ入力端子Ｄには波形整形
回路３の出力が入力され、クロツク入力端子CP
には基準発振器４の出力が入力される。６は一致
回路で、Ｄ型フリツプフロツプ５の出力端子Ｑよ
りの出力信号および波形整形回路３よりの位相信
号を入力する。一致回路６の出力は増巾器７によ
つて増巾され、電動機１の速度制御回路８を制御
する。９は電源である。
第４図ａないしｈは、第１図の動作説明のため
のタイムチヤートを示す。同図ａは基準発振器４
の出力信号、ｂはａの２倍の周期の基準信号であ
る。ｃは波形整形回路３の出力信号であり、図は
基準信号ｂに対して周期が若干長い場合、即ち電
動機の回転速度が基準回転速度より遅い場合につ
いて示している。
のタイムチヤートを示す。同図ａは基準発振器４
の出力信号、ｂはａの２倍の周期の基準信号であ
る。ｃは波形整形回路３の出力信号であり、図は
基準信号ｂに対して周期が若干長い場合、即ち電
動機の回転速度が基準回転速度より遅い場合につ
いて示している。
まず第１図において、Ｄ型フリツプフロツプ５
がない場合、即ち一致回路６のみを位相比較器と
して用いた場合の従来例について説明する。第４
図ｄは、基準信号ｂおよび波形整形回路の出力信
号ｃを入力とする一致回路の出力信号（図は不一
致回路として極性を逆に表示）を示す。図から明
らかなように、入力信号が不一致のとき、“Ｈ”
レベルの信号となる。位相が遅れるに従つて、出
力電圧平均値は、同図ｇに示すように増加してゆ
く。時間t1において、基準信号ｂよりも、波形整
形回路の出力ｃの位相が１周期以上遅れた後は、
不一致回路の出力は減少してゆく、さらに１周期
以上遅れる時間t2以後は増加するということを繰
返す。
がない場合、即ち一致回路６のみを位相比較器と
して用いた場合の従来例について説明する。第４
図ｄは、基準信号ｂおよび波形整形回路の出力信
号ｃを入力とする一致回路の出力信号（図は不一
致回路として極性を逆に表示）を示す。図から明
らかなように、入力信号が不一致のとき、“Ｈ”
レベルの信号となる。位相が遅れるに従つて、出
力電圧平均値は、同図ｇに示すように増加してゆ
く。時間t1において、基準信号ｂよりも、波形整
形回路の出力ｃの位相が１周期以上遅れた後は、
不一致回路の出力は減少してゆく、さらに１周期
以上遅れる時間t2以後は増加するということを繰
返す。
次に第１図において、Ｄ型フリツプフロツプ５
を接続した本発明の装置の場合について説明す
る。第４図ａは、基準信号ｂの２倍の周波数の基
準信号であり、この基準信号ａは、Ｄ型フリツプ
フロツプ５のクロツクパルス入力となる。一方、
波形整形回路３の出力信号ｃは、上記Ｄ型フリツ
プフロツプ５のＤ入力となる。Ｄ型フリツプフロ
ツプは、クロツクパルスの立上りで、Ｄ入力信号
をラツチする。したがつて、その出力信号はｅに
示すように信号ａに同期して、1/2分周期として
作用している。時間t1において、基準信号ｂより
も波形整形回路の出力ｃが１周期以上遅れると、
Ｄ型フリツプフロツプ５の出力は変化せず、以後
は１周期分だけ位相がずれて動作する。この出力
信号ｅと、波形整形回路の出力信号ｃは、一致回
路６で位相比較され、その出力はｆに示すように
なる。信号ｆの平均電圧はｈに示すようになり、
基準信号に対して位相が遅れるにしたがい増加し
てゆき、１周期以上遅れると、また０から増加す
る。以上の説明より、従来の装置の位相比較特性
は、第２図Ａ、また本発明の装置の位相比較特性
は第２図Ｂに示すようになる。
を接続した本発明の装置の場合について説明す
る。第４図ａは、基準信号ｂの２倍の周波数の基
準信号であり、この基準信号ａは、Ｄ型フリツプ
フロツプ５のクロツクパルス入力となる。一方、
波形整形回路３の出力信号ｃは、上記Ｄ型フリツ
プフロツプ５のＤ入力となる。Ｄ型フリツプフロ
ツプは、クロツクパルスの立上りで、Ｄ入力信号
をラツチする。したがつて、その出力信号はｅに
示すように信号ａに同期して、1/2分周期として
作用している。時間t1において、基準信号ｂより
も波形整形回路の出力ｃが１周期以上遅れると、
Ｄ型フリツプフロツプ５の出力は変化せず、以後
は１周期分だけ位相がずれて動作する。この出力
信号ｅと、波形整形回路の出力信号ｃは、一致回
路６で位相比較され、その出力はｆに示すように
なる。信号ｆの平均電圧はｈに示すようになり、
基準信号に対して位相が遅れるにしたがい増加し
てゆき、１周期以上遅れると、また０から増加す
る。以上の説明より、従来の装置の位相比較特性
は、第２図Ａ、また本発明の装置の位相比較特性
は第２図Ｂに示すようになる。
第２図は電動機１が同期回転速度より若干遅い
速度で回転している場合の一致回路６の出力信号
の平均値を示しており、Ａは本発明のＤ型フリツ
プフロツプ５を有しない一致回路６のみの従来の
装置のものであり、Ｂは本発明の装置のものであ
る。一般にPLL制御回路により、モータの同期引
込みを行なう場合は、最終安定状態では基準周波
数に対してある位相差に安定することになる。そ
して位相が遅れようとするとき、モータへの印加
電圧が増加することが安定条件である。したがつ
て、第２図Ａに示す位相比較特性では、２周期に
１回しか安定点が存在しない。Ａが示すように、
一致回路６のみの従来の回路構成においては、時
間の経過と共に一致回路６の出力が増加する場合
と減少する場合とが存在し、減少する場合は制御
系が不安定になることが明白である。これに対し
本発明の一致回路６の出力は、Ｂに示すように時
間の経過と共に増加し、１周期分の位相差が生ず
るとリセツトされ、リセツトされた状態から再び
増加するので制御系は安定する。すなわち、本発
明のＤ型フリツプフロツプ５はクロツク入力の立
上り毎に、その時のデータ入力をラツチして出力
するので、基準発振器４の出力の周期と位相検出
器２の出力の半周期の時間が等しいとき、すなわ
ち、電動機１が同期速度で回転しているときは、
Ｄ型フイリツプフロツプ５が1/2の分周期として
作用することが明白である。この周期が異なる場
合は、基準発振器４の出力の立上りでデータ入力
すなわち位相検出器２の出力の極性によつてはＤ
型フイリツプフロツプ５のＱ出力が変化しない場
合を生ずる。このとき分周機能は一時行なわれ
ず、基準発振器４の出力信号をスキツプすること
になる。このスキツプ動作によつて第２図Ｂに示
すように一致回路６の出力信号にリセツトがかゝ
り、リセツトされた状態から再び増加するので制
御系の不安定作用がなくなる。すなわち、一旦同
期引込みに失敗した場合、または脱調した場合
に、次の周期に安定点が存在するので、再同期引
込みが容易に行なわれる利点がある。
速度で回転している場合の一致回路６の出力信号
の平均値を示しており、Ａは本発明のＤ型フリツ
プフロツプ５を有しない一致回路６のみの従来の
装置のものであり、Ｂは本発明の装置のものであ
る。一般にPLL制御回路により、モータの同期引
込みを行なう場合は、最終安定状態では基準周波
数に対してある位相差に安定することになる。そ
して位相が遅れようとするとき、モータへの印加
電圧が増加することが安定条件である。したがつ
て、第２図Ａに示す位相比較特性では、２周期に
１回しか安定点が存在しない。Ａが示すように、
一致回路６のみの従来の回路構成においては、時
間の経過と共に一致回路６の出力が増加する場合
と減少する場合とが存在し、減少する場合は制御
系が不安定になることが明白である。これに対し
本発明の一致回路６の出力は、Ｂに示すように時
間の経過と共に増加し、１周期分の位相差が生ず
るとリセツトされ、リセツトされた状態から再び
増加するので制御系は安定する。すなわち、本発
明のＤ型フリツプフロツプ５はクロツク入力の立
上り毎に、その時のデータ入力をラツチして出力
するので、基準発振器４の出力の周期と位相検出
器２の出力の半周期の時間が等しいとき、すなわ
ち、電動機１が同期速度で回転しているときは、
Ｄ型フイリツプフロツプ５が1/2の分周期として
作用することが明白である。この周期が異なる場
合は、基準発振器４の出力の立上りでデータ入力
すなわち位相検出器２の出力の極性によつてはＤ
型フイリツプフロツプ５のＱ出力が変化しない場
合を生ずる。このとき分周機能は一時行なわれ
ず、基準発振器４の出力信号をスキツプすること
になる。このスキツプ動作によつて第２図Ｂに示
すように一致回路６の出力信号にリセツトがかゝ
り、リセツトされた状態から再び増加するので制
御系の不安定作用がなくなる。すなわち、一旦同
期引込みに失敗した場合、または脱調した場合
に、次の周期に安定点が存在するので、再同期引
込みが容易に行なわれる利点がある。
第３図は制御系の安定度をさらに高めるために
速度帰還信号をモノマルチバイブレータで追加す
る本発明の他の実施例である。１０は一致回路６
の出力信号の立下りで動作するモノマルチバイブ
レータ（MM）で、その出力は代数和加算器１１
によつて一致回路６の出力に加算される。一致回
路６の出力信号の立下りは位相信号の立上りおよ
び立下りに発生するので、モノマルチバイブレー
タ１０は位相信号の立上りおよび立下りに応動し
て動作することになる。したがつて、モノマルチ
バイブレータ１０の出力信号の周波数は位相信号
の周波数の２倍になるので平滑が容易になり、制
御系はさらに安定化する。なお、一致回路のみの
従来の回路においては、一致回路６の出力信号の
立下りは位相信号の立上りおよび立下りに発生す
るとは限らず、基準発振器４の立上りおよび立下
りにも発生する場合があるので、第３図の速度帰
還信号を利用することはできない。
速度帰還信号をモノマルチバイブレータで追加す
る本発明の他の実施例である。１０は一致回路６
の出力信号の立下りで動作するモノマルチバイブ
レータ（MM）で、その出力は代数和加算器１１
によつて一致回路６の出力に加算される。一致回
路６の出力信号の立下りは位相信号の立上りおよ
び立下りに発生するので、モノマルチバイブレー
タ１０は位相信号の立上りおよび立下りに応動し
て動作することになる。したがつて、モノマルチ
バイブレータ１０の出力信号の周波数は位相信号
の周波数の２倍になるので平滑が容易になり、制
御系はさらに安定化する。なお、一致回路のみの
従来の回路においては、一致回路６の出力信号の
立下りは位相信号の立上りおよび立下りに発生す
るとは限らず、基準発振器４の立上りおよび立下
りにも発生する場合があるので、第３図の速度帰
還信号を利用することはできない。
以上述べたように本発明は、電動機１に結合さ
れた位相検出器２の出力を波形整形回路３で整形
した位相信号をデータ入力とし、電動機が同期回
転速度のときに前記位相検出器２が発生する信号
の２倍の周期を有する信号を発生する基準発振器
４の出力信号をクロツク入力とするＤ型フリツプ
フロツプを有し、該Ｄ型フリツプフロツプの出力
と前記位相信号とを入力する一致回路６の出力を
増巾した信号によつて電動機の速度制御回路８を
制御するよう構成されており、基準発振器４の出
力信号の分周を位相信号の状態に応じてスキツプ
することによつて一致回路６の出力をリセツトす
ることを特徴とする。したがつて一致回路６の出
力すなわち制御信号は第２図Ｂに示すようにリセ
ツトされた状態から再び増加するのでPLL制御系
を安定に動作させることができる。さらに必要が
あれば第３図の実施例に示すように、一致回路６
の出力によつて動作するモノマルチバイブレータ
１０により速度帰還信号を追加することによつて
制御系の安定度をさらに向上させることができる
効果を有する。
れた位相検出器２の出力を波形整形回路３で整形
した位相信号をデータ入力とし、電動機が同期回
転速度のときに前記位相検出器２が発生する信号
の２倍の周期を有する信号を発生する基準発振器
４の出力信号をクロツク入力とするＤ型フリツプ
フロツプを有し、該Ｄ型フリツプフロツプの出力
と前記位相信号とを入力する一致回路６の出力を
増巾した信号によつて電動機の速度制御回路８を
制御するよう構成されており、基準発振器４の出
力信号の分周を位相信号の状態に応じてスキツプ
することによつて一致回路６の出力をリセツトす
ることを特徴とする。したがつて一致回路６の出
力すなわち制御信号は第２図Ｂに示すようにリセ
ツトされた状態から再び増加するのでPLL制御系
を安定に動作させることができる。さらに必要が
あれば第３図の実施例に示すように、一致回路６
の出力によつて動作するモノマルチバイブレータ
１０により速度帰還信号を追加することによつて
制御系の安定度をさらに向上させることができる
効果を有する。
第１図：本発明の実施例の構成を示すブロツク
図、第２図：従来の装置の制御信号Ａおよび本発
明の装置の制御信号Ｂを示す図、第３図：特許請
求の範囲２の実施例の構成を示すブロツク図、第
４図：第１図の動作説明のためのタイムチヤー
ト。 １…電動機、２…位相検出器、３…波形整形回
路、４…基準発振器、５…Ｄ型フリツプフロツ
プ、６…一致回路、７…増巾器、８…速度制御回
路、９…電源、１０…モノマルチバイブレータ、
１１…加算器。
図、第２図：従来の装置の制御信号Ａおよび本発
明の装置の制御信号Ｂを示す図、第３図：特許請
求の範囲２の実施例の構成を示すブロツク図、第
４図：第１図の動作説明のためのタイムチヤー
ト。 １…電動機、２…位相検出器、３…波形整形回
路、４…基準発振器、５…Ｄ型フリツプフロツ
プ、６…一致回路、７…増巾器、８…速度制御回
路、９…電源、１０…モノマルチバイブレータ、
１１…加算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電動機に結合された位相検出器の出力を波形
整形回路で整形した信号で、１周期の半周期ごと
にＨレベルとＬレベルを繰返す矩形波信号である
位相信号をデータ入力とし、電動機が同期回転速
度のときに前記位相検出器が発生する信号の２倍
の周波数を有する信号を発生する基準発振器の出
力信号をクロツク入力とするＤ型フリツプフロツ
プを有し、該Ｄ型フリツプフロツプの出力と前記
位相信号を入力する一致回路の出力を増巾した信
号によつて速度制御回路を制御することを特徴と
する電動機の速度制御装置。 ２ 前記一致回路の出力によつて動作するモノマ
ルチバイブレータと、該モノマルチバイブレータ
の出力と前記一致回路の出力とを加算する加算器
とを設け、該加算器の出力を増巾した信号によつ
て速度制御回路を制御することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP389680A JPS56101388A (en) | 1980-01-17 | 1980-01-17 | Speed control device for motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP389680A JPS56101388A (en) | 1980-01-17 | 1980-01-17 | Speed control device for motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56101388A JPS56101388A (en) | 1981-08-13 |
| JPS6227632B2 true JPS6227632B2 (ja) | 1987-06-16 |
Family
ID=11569941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP389680A Granted JPS56101388A (en) | 1980-01-17 | 1980-01-17 | Speed control device for motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56101388A (ja) |
-
1980
- 1980-01-17 JP JP389680A patent/JPS56101388A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56101388A (en) | 1981-08-13 |
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