JPS6321923B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6321923B2 JPS6321923B2 JP55164085A JP16408580A JPS6321923B2 JP S6321923 B2 JPS6321923 B2 JP S6321923B2 JP 55164085 A JP55164085 A JP 55164085A JP 16408580 A JP16408580 A JP 16408580A JP S6321923 B2 JPS6321923 B2 JP S6321923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- duty ratio
- circuit
- signal
- reference clock
- upper limit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/18—Controlling the angular speed together with angular position or phase
- H02P23/186—Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパルス通電のデユーテイ比検出回路、
可変ドライブ電圧供給回路、基準クロツク発振器
位相検出回路、スイツチ形ドライブ回路、直流モ
ータ、エンコーダで構成されることを特徴とする
パルス通電方式直流速度サーボに関する。
可変ドライブ電圧供給回路、基準クロツク発振器
位相検出回路、スイツチ形ドライブ回路、直流モ
ータ、エンコーダで構成されることを特徴とする
パルス通電方式直流速度サーボに関する。
プリントモータやコアレスモータの発達により
これら低慣性のロータを持つ直流モータがプリン
タのキヤリツジなどの制御系に使用されている。
このような制御系、特に速度制御系には、制御精
度を向上し、制御回路を簡略化する目的で第１図
に示すようなフエーズロツクループ制御系が一般
に使用されている。
これら低慣性のロータを持つ直流モータがプリン
タのキヤリツジなどの制御系に使用されている。
このような制御系、特に速度制御系には、制御精
度を向上し、制御回路を簡略化する目的で第１図
に示すようなフエーズロツクループ制御系が一般
に使用されている。
第１図、第２図を用いて従来例を説明する。
装置はスタート指令１が基準クロツク発振器２
に加えられると基準クロツク３を発振し、エンコ
ーダ１１の出力パルス５との位相差を位相検出回
路４で検出し、この位相差信号６により供給電源
８の電圧（又は電流）をスイツチ形ドライブ回路
７でオンオフし、パルス状通電信号９として直流
モータ１０に加える。
に加えられると基準クロツク３を発振し、エンコ
ーダ１１の出力パルス５との位相差を位相検出回
路４で検出し、この位相差信号６により供給電源
８の電圧（又は電流）をスイツチ形ドライブ回路
７でオンオフし、パルス状通電信号９として直流
モータ１０に加える。
この動作過程を第２図を用いて説明すると、ま
ず時刻１９でスタート指令が加えられると、検出
した位相差信号６により、基準クロツク周期１３
のうちの位相差に応じた信号９がモータに加えら
れ、基準クロツクの周波数およびエンコーダの分
割数で決定される設定速度１４に向かつてモータ
出力軸の速度１５が変化する。速度はこれが一定
に達するまでの起動区間１６、定常速度区間の１
７、停止区間の１８のように変化する。このよう
な制御系では、モータの回転方向を正逆両方向で
使用する際に第３図に示すような４個のトランジ
スタを使用したスイツチ形ドライブ回路が用いら
れている。正方向回転の時はトランジスタ２３，
２６を逆方向回転の時はトランジスタ２４，２５
をオン状態にして使用している。このスイツチ形
ドライブ回路を使用した制御系はアナログ回路を
使用したものに比べて、回路の発熱が少なく、大
容量の電源を必要としない利点を持つ。しかしな
がら常に一定のドライブ電圧をオン、オフしてい
るためにモータから発する騒音が大きく、またス
パーク等によりモータの整流子の消耗が激しく、
モータの寿命が著しく低下してしまう欠点を持
つ。特にプリンタのキヤリツジ移動制御系のよう
に起動区間１６を短時間におさえようとする際に
は比較的大出力のモータを使用するため定常区間
１７では通電デユーテイ比（基準クロツク周期１
３との通電区間２２の比）が小さくなり、この欠
点が顕著に表われてくる。
ず時刻１９でスタート指令が加えられると、検出
した位相差信号６により、基準クロツク周期１３
のうちの位相差に応じた信号９がモータに加えら
れ、基準クロツクの周波数およびエンコーダの分
割数で決定される設定速度１４に向かつてモータ
出力軸の速度１５が変化する。速度はこれが一定
に達するまでの起動区間１６、定常速度区間の１
７、停止区間の１８のように変化する。このよう
な制御系では、モータの回転方向を正逆両方向で
使用する際に第３図に示すような４個のトランジ
スタを使用したスイツチ形ドライブ回路が用いら
れている。正方向回転の時はトランジスタ２３，
２６を逆方向回転の時はトランジスタ２４，２５
をオン状態にして使用している。このスイツチ形
ドライブ回路を使用した制御系はアナログ回路を
使用したものに比べて、回路の発熱が少なく、大
容量の電源を必要としない利点を持つ。しかしな
がら常に一定のドライブ電圧をオン、オフしてい
るためにモータから発する騒音が大きく、またス
パーク等によりモータの整流子の消耗が激しく、
モータの寿命が著しく低下してしまう欠点を持
つ。特にプリンタのキヤリツジ移動制御系のよう
に起動区間１６を短時間におさえようとする際に
は比較的大出力のモータを使用するため定常区間
１７では通電デユーテイ比（基準クロツク周期１
３との通電区間２２の比）が小さくなり、この欠
点が顕著に表われてくる。
本発明では係る欠点を取り除くために、第４図
に示すようにデユーテイ比検出回路２７、ドライ
ブ電圧可変回路２８を付加して、モータの回転速
度がある設定値に達した後スイツチ形ドライブ回
路への供給電圧を下げてモータに加える電圧を低
くおさえている。この動作を第５図を用いて説明
する。
に示すようにデユーテイ比検出回路２７、ドライ
ブ電圧可変回路２８を付加して、モータの回転速
度がある設定値に達した後スイツチ形ドライブ回
路への供給電圧を下げてモータに加える電圧を低
くおさえている。この動作を第５図を用いて説明
する。
装置はスタート指令１が基準クロツク発振器２
に加えられると基準クロツク３を発振し、モータ
と同軸に取付けられたエンコーダ１１の出力パル
ス５との位相差を位相検出回路４で検出する。一
方この位相差信号と基準クロツク信号とのデユー
テイ比をデユーテイ比検出回路２７で検出しデユ
ーテイ比がある設定値以下になつた時、スイツチ
形ドライブ回路７に供給するドライブ電圧３０を
ドライブ電圧可変回路２８により低く変化させて
供給する。
に加えられると基準クロツク３を発振し、モータ
と同軸に取付けられたエンコーダ１１の出力パル
ス５との位相差を位相検出回路４で検出する。一
方この位相差信号と基準クロツク信号とのデユー
テイ比をデユーテイ比検出回路２７で検出しデユ
ーテイ比がある設定値以下になつた時、スイツチ
形ドライブ回路７に供給するドライブ電圧３０を
ドライブ電圧可変回路２８により低く変化させて
供給する。
第５図の時刻１９から３１まではスタートして
デユーテイ比がある設定値以上の区間で、スイツ
チ形ドライブ回路への供給電圧３０は高い設定値
３８となつている。回転速度の増加に伴ない通電
デユーテイ比が序々に減少し時刻３１である設定
値以下になると供給ドライブ電圧を低い設定値３
９に向かつてゆるやかに低下させる。これは急激
なドライブ電圧変動による制御系の発振を防ぐ目
的で付加したもので、反対に時刻３２で外乱によ
る速度変動が起こり時刻３３でデユーテイ比の増
加が検出されると、供給ドライブ電圧を高い設定
値３８まで急速に増化させて、速度変動に対する
応答性が従来例と変わらない性能を持つようにし
てある。区間１７および３７は定常速度区間で供
給ドライブ電圧は低い設定値に保たれている。
デユーテイ比がある設定値以上の区間で、スイツ
チ形ドライブ回路への供給電圧３０は高い設定値
３８となつている。回転速度の増加に伴ない通電
デユーテイ比が序々に減少し時刻３１である設定
値以下になると供給ドライブ電圧を低い設定値３
９に向かつてゆるやかに低下させる。これは急激
なドライブ電圧変動による制御系の発振を防ぐ目
的で付加したもので、反対に時刻３２で外乱によ
る速度変動が起こり時刻３３でデユーテイ比の増
加が検出されると、供給ドライブ電圧を高い設定
値３８まで急速に増化させて、速度変動に対する
応答性が従来例と変わらない性能を持つようにし
てある。区間１７および３７は定常速度区間で供
給ドライブ電圧は低い設定値に保たれている。
第６図にデユーテイ比検出回路２７およびドラ
イブ電圧可変回路２８の具体例を示す。基準クロ
ツク３により単安定マルチバイブレータ（以下モ
ノ・マルチと略す）４１，４３がトリガされ、モ
ノマルチ４１がオンしている間に通電信号６が完
了した時は、アンドゲート４２を介してセツトリ
セツト形フリツプフロツプ（以後Ｒ−Ｓ・FFと
略す）４５をセツトする。この場合は通電のデユ
ーテイ比が設定値より小さくなつた時で、トラン
ジスタ４６をオフして可変抵抗４７とコンデンサ
４８の充電回路によりトランジスタ５２のベース
電圧を序々に上昇させ、トランジスタ５１のエミ
ツタ電圧（スイツチ形ドライバ回路への供給電
圧）３０を抵抗４９，５０の比と入力電圧４０と
で決定される値まで序々に降下させる。またモノ
マルチ４３がオフした後に通電信号６が完了した
時は、アンドゲート４４を介してＲ−Ｓ・FF４
５をリセツトする。この場合は通電のデユーテイ
比が、起動時又は外乱等の影響により増化した時
でトランジスタ４６をオンして、コンデンサ４８
の電荷を急速に放電して、トランジスタ５２をオ
フする。これに伴ないトランジスタ５１のエミツ
タ電圧（スイツチ形ドライバ回路への供給電圧３
０）が入力電圧４０の値まで急速に上昇しサーボ
系の即応性を向上させている。
イブ電圧可変回路２８の具体例を示す。基準クロ
ツク３により単安定マルチバイブレータ（以下モ
ノ・マルチと略す）４１，４３がトリガされ、モ
ノマルチ４１がオンしている間に通電信号６が完
了した時は、アンドゲート４２を介してセツトリ
セツト形フリツプフロツプ（以後Ｒ−Ｓ・FFと
略す）４５をセツトする。この場合は通電のデユ
ーテイ比が設定値より小さくなつた時で、トラン
ジスタ４６をオフして可変抵抗４７とコンデンサ
４８の充電回路によりトランジスタ５２のベース
電圧を序々に上昇させ、トランジスタ５１のエミ
ツタ電圧（スイツチ形ドライバ回路への供給電
圧）３０を抵抗４９，５０の比と入力電圧４０と
で決定される値まで序々に降下させる。またモノ
マルチ４３がオフした後に通電信号６が完了した
時は、アンドゲート４４を介してＲ−Ｓ・FF４
５をリセツトする。この場合は通電のデユーテイ
比が、起動時又は外乱等の影響により増化した時
でトランジスタ４６をオンして、コンデンサ４８
の電荷を急速に放電して、トランジスタ５２をオ
フする。これに伴ないトランジスタ５１のエミツ
タ電圧（スイツチ形ドライバ回路への供給電圧３
０）が入力電圧４０の値まで急速に上昇しサーボ
系の即応性を向上させている。
モノマルチ４１，４３の設定時間の差は、デユ
ーテイ比検出回路のヒステリヒスとなり、この設
定時間の差を適正に設定することにより制御系の
不安定性をとり除く効果がある。
ーテイ比検出回路のヒステリヒスとなり、この設
定時間の差を適正に設定することにより制御系の
不安定性をとり除く効果がある。
以上本発明は従来のパルス通電方式直流サーボ
に、簡単なデユーテイ比検出回路、可変ドライブ
電圧供給回路を付加することにより、パルス通電
方式の長所をそこなわずに、定常速度時のモータ
供給電圧を低下させモータより発する騒音を平均
的に低下させ、直流モータのブラシの高電圧スパ
ークによる消耗を防止してモータの長寿命化をは
かつたものである。本願は、デユーテイ比検出回
路により、通電信号のデユーテイが、所定の範囲
の中にあるか否か検出し、該検出結果に応じて電
源供給制御回路を制御し範囲外にある時、デユー
テイ比小の場合には、スイツチ形ドライバ回路の
駆動電圧を除々に下げ、又、デユーテイ比大の場
合には、スイツチ形ドライバ回路の駆動電圧を急
激に上昇させる構成をとるので通電信号のデユー
テイ比が低くなるとは、モータに対する負荷が軽
くなること、又、デユーテイ比が高くなるとは、
モータに対する負荷が重くなることを意味するか
ら、本願によれば、負荷が軽くなる時は、序々に
供給電圧を下げ、重くなる時は急激に供給電圧を
上げることになり、振動、騒音等の無駄なエネル
ギーを生じないなめらかな制御を実現できる。
に、簡単なデユーテイ比検出回路、可変ドライブ
電圧供給回路を付加することにより、パルス通電
方式の長所をそこなわずに、定常速度時のモータ
供給電圧を低下させモータより発する騒音を平均
的に低下させ、直流モータのブラシの高電圧スパ
ークによる消耗を防止してモータの長寿命化をは
かつたものである。本願は、デユーテイ比検出回
路により、通電信号のデユーテイが、所定の範囲
の中にあるか否か検出し、該検出結果に応じて電
源供給制御回路を制御し範囲外にある時、デユー
テイ比小の場合には、スイツチ形ドライバ回路の
駆動電圧を除々に下げ、又、デユーテイ比大の場
合には、スイツチ形ドライバ回路の駆動電圧を急
激に上昇させる構成をとるので通電信号のデユー
テイ比が低くなるとは、モータに対する負荷が軽
くなること、又、デユーテイ比が高くなるとは、
モータに対する負荷が重くなることを意味するか
ら、本願によれば、負荷が軽くなる時は、序々に
供給電圧を下げ、重くなる時は急激に供給電圧を
上げることになり、振動、騒音等の無駄なエネル
ギーを生じないなめらかな制御を実現できる。
第１図はパルス通電方式直流速度サーボの従来
例の構成を示すブロツク図で、１２はプリンタの
キヤリツジである。第２図は従来例の動作を説明
するタイムチヤートで、２０は速度が定常値に達
した時刻を表わし、２１はストツプ指令が出され
た時刻を表わす。第３図は４個のトランジスタを
使用したスイツチ形ドライブ回路を示す。第４図
は本発明の構成を示すブロツク図で、２９はデユ
ーテイ比検出回路の出力である。第５図は本発明
の動作を説明するタイムチヤートで、時刻３４は
外乱による速度変動が回復し、通電デユーテイ比
が設定値より小さくなつた時刻を表わし、この時
刻よりスイツチ形ドライブ回路への供給電圧を
序々に低下させる。３５は外乱による影響がなく
なり速度が定常状態にもどつた時刻を表わす。区
間３６は外乱による応答区間を表わす。第６図は
デユーテイ比検出回路、可変ドライブ電圧供給回
路の具体例を示す。
例の構成を示すブロツク図で、１２はプリンタの
キヤリツジである。第２図は従来例の動作を説明
するタイムチヤートで、２０は速度が定常値に達
した時刻を表わし、２１はストツプ指令が出され
た時刻を表わす。第３図は４個のトランジスタを
使用したスイツチ形ドライブ回路を示す。第４図
は本発明の構成を示すブロツク図で、２９はデユ
ーテイ比検出回路の出力である。第５図は本発明
の動作を説明するタイムチヤートで、時刻３４は
外乱による速度変動が回復し、通電デユーテイ比
が設定値より小さくなつた時刻を表わし、この時
刻よりスイツチ形ドライブ回路への供給電圧を
序々に低下させる。３５は外乱による影響がなく
なり速度が定常状態にもどつた時刻を表わす。区
間３６は外乱による応答区間を表わす。第６図は
デユーテイ比検出回路、可変ドライブ電圧供給回
路の具体例を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 基準クロツクを発生する基準クロツク発
振器と、 (b) 該発振器より出力される前記基準クロツクと
直流モータの回転軸に結合されたエンコーダよ
りの出力信号との位相差を検出する位相検出回
路と、 (c) 該位相検出回路より出力される位相差信号に
基づき前記直流モータに電源を供給するスイツ
チ形ドライバ回路と、 (d) 前記基準クロツク及び前記位相差信号を入力
とし、 前記基準クロツクの入力後、前記位相差信号
のデユーテイ比の下限値に対応する所定時間経
過後、出力信号を発生する下限値設定回路と 前記基準クロツク入力後、前記位相差信号の
デユーテイ比の上限値に対応する所定時間経過
後、出力信号を発生する上限値設定回路と、 前記下限値設定回路が前記出力信号を発生す
る前に前記位相差信号が終了した場合に、前記
位相差信号がデユーテイ比の下限を越えたこと
を示す信号を発生する回路と、 前記上限値設定回路が前記出力信号を発生し
た後に前記位相差信号が終了した場合に、前記
位相差信号がデユーテイ比の上限を越えたこと
を示す信号を発生する回路と 前記デユーテイ比の下限を越えたことを示す
信号が入力された場合には出力信号を第１の状
態とし前記デユーテイ比の上限を越えたことを
示す信号が入力された場合には出力信号を前記
第１の状態と反転した第２の状態にする回路と
から成り、前記位相差信号が所定のデユーテイ
比の下限あるいは上限をオーバーしたことを検
出するデユーテイ比検出回路と、 (e) 電源電圧及び、該デユーテイ比検出回路より
の出力信号を入力とし、該電源電圧よりの入力
と直列に接続され前記デユーテイ比検出回路よ
りデユーテイ比の下限オーバーに対応する第１
の状態信号が出力された時には前記電源電圧に
対する抵抗値が大きくなる様制御され前記デユ
ーテイ比検出回路よりデユーテイ比の上限オー
バーに対応する第２の状態信号が出力された時
には前記抵抗値が小さくなる様制御される可変
抵抗回路を有し、該可変抵抗回路の前記電源電
圧と接続される側の端子と反対側の端子を出力
として前記スイツチ形ドライバ回路に供給する
ドライブ電圧可変回路 とから構成されることを特徴とするパルス通電方
式直流速度サーボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164085A JPS5789112A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Direct current speed servomotor of pulse conduction system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164085A JPS5789112A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Direct current speed servomotor of pulse conduction system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5789112A JPS5789112A (en) | 1982-06-03 |
| JPS6321923B2 true JPS6321923B2 (ja) | 1988-05-10 |
Family
ID=15786487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55164085A Granted JPS5789112A (en) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | Direct current speed servomotor of pulse conduction system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5789112A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571530A (en) * | 1981-08-04 | 1986-02-18 | Unisen, Inc. | Adaptive pulsing motor control for positioning system |
| JPS622879A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
-
1980
- 1980-11-21 JP JP55164085A patent/JPS5789112A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5789112A (en) | 1982-06-03 |
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