JPH0442763A - Driving circuit of brushless motor - Google Patents
Driving circuit of brushless motorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、テープワイングー等の駆動に好適なブラシレ
スモータの駆動回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drive circuit for a brushless motor suitable for driving a tape wine goo or the like.
[発明の概要コ
本発明は、テープワイングー等におけるブラシレスモー
タの駆動回路において、
固定子フィルに電流を供給するドライバ段の前段にパル
ス制御によるリニアアクセル回路を設けて、ドライバ段
の印加電圧をスムーズに制御し、ブラシレスモータの回
転制御を高速応答でかつ滑らかに行うことにより、
プラノ付モータのドロップ制御方式と同等の回転制御を
可能にするとともに、モータのメンテナンス性を向上さ
せたものである。[Summary of the Invention] The present invention provides a linear accelerator circuit using pulse control in the front stage of the driver stage that supplies current to the stator fill in a drive circuit for a brushless motor in a tape winery, etc., to control the voltage applied to the driver stage. By controlling the rotation of a brushless motor smoothly and with high-speed response, it is possible to achieve rotation control equivalent to the drop control method of a motor with a planar blade, and it also improves the maintainability of the motor. .
[従来の技術]
ビデオテープを製作する過程には、パンケーキと呼ばれ
る長尺のテープを巻いたものから、テープカセットのリ
ールに一定長さのテープを巻き取る工程がある。このと
き、リールを回転させるものが、テープワイングーであ
る。テープカセットのリールを回転させる場合、リール
の回転軸の構造上、テープワイングーの回転軸に嵌合さ
れた場合、機械的なガタが発生する。このガタは、テー
プをリールに巻き取る際にテープの張力(テンンヨン)
の変化をもたらし、その張力の変化はテープの磁性粉の
脱落などを生じさせて、テープ使用時に信号のドロ、ブ
アウト等を引き起す虞れがある。このため、テープワイ
ングーのモータとじては、そのガタなどによるテープの
張力の変化を検出して、リールをテープに巻き取るとき
の張力を常に一定にサーボ系で制御する必要があり、高
速応答でかつ滑らかに回転制御を行えるものが要求され
る。[Prior Art] The process of producing a videotape includes the step of winding a long tape called a pancake onto the reel of a tape cassette. At this time, what rotates the reel is the tape wine goo. When rotating the reel of a tape cassette, mechanical play occurs when the reel is fitted onto the rotating shaft of the tape wine goo due to the structure of the rotating shaft of the reel. This play is caused by the tension of the tape when it is wound onto a reel.
This change in tension may cause the magnetic powder on the tape to fall off, which may cause the signal to blur or bleed out when the tape is used. For this reason, the tape winding motor needs to detect changes in tape tension due to backlash, etc., and use a servo system to control the tension to always be constant when winding the reel onto the tape, resulting in a high-speed response. What is required is something that can control rotation smoothly and smoothly.
このような特性を満足するモータとして、従来は、ブラ
シ付DC(直流)サーボモータが使用され、第3図に示
すようなドロップ制御方式のドライバ回路で回転制御が
行われていた。この従来例は、モータ100の電機子電
流をトランジスタ101で制御するものであり、このト
ランジスタ101のベースにサーボ系の制御信号を加え
て駆動電源電圧+Vccより必要な電圧を降下させるこ
とによって、その回転を制御している。Conventionally, a brushed DC (direct current) servo motor has been used as a motor satisfying such characteristics, and its rotation has been controlled by a drop control type driver circuit as shown in FIG. In this conventional example, the armature current of a motor 100 is controlled by a transistor 101, and a servo system control signal is applied to the base of this transistor 101 to lower the necessary voltage from the drive power supply voltage +Vcc. Controls rotation.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記従来の技術におけるテープワインダ
ーでは、ブラシ付きのモータを使用しているため、その
ブラシの摩耗等でメンテナンス性が悪いという問題点が
あった。[Problems to be Solved by the Invention] However, since the tape winder according to the above-mentioned conventional technology uses a motor with a brush, there is a problem that maintenance is poor due to wear of the brush.
そこで、ブラシレスモータを使用することが考えられる
が、一般的にブラシレスモータのドライバ回路では、回
転トルクを制御する場合、各相のスイッチング素子の制
御電圧をパルス信号とし電源電圧+Vccをパルス幅で
制御するPWM制御方式をとる。従って、ブラシレスモ
ータの固定子フィルに加わる各相の制御電圧(励磁パタ
ーン)は、第4図に示すような+VccとQV間で振ら
れる断続波形となる。このため、モータの回転は、微細
に見た場合、停止/回転の繰り返しとなってスムーズで
はなくなり、おおげさに表現すればステッピングモータ
の様なぎくしゃくした動きとなる。Therefore, it is possible to use a brushless motor, but in general, when controlling rotational torque in a brushless motor driver circuit, the control voltage of the switching element of each phase is used as a pulse signal, and the power supply voltage +Vcc is controlled with a pulse width. A PWM control method is used. Therefore, the control voltage (excitation pattern) of each phase applied to the stator fill of the brushless motor has an intermittent waveform that swings between +Vcc and QV as shown in FIG. For this reason, when viewed in detail, the rotation of the motor is no longer smooth due to repeated stops and rotations, and, expressed in an exaggerated manner, results in jerky movement similar to that of a stepping motor.
このような動きは、テープワインダーとして使用した場
合には、テープ張力(テンション)を大きく変動させ、
テープワインダーとしての要件を満足することができな
い。When used as a tape winder, such movements cause the tape tension to fluctuate greatly.
Unable to meet the requirements for a tape winder.
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、ブラシレスモータを用いて、プラン付モータのよう
に高速応答で滑らかに回転制御が行えるブラシレスモー
タの駆動回路を提供することを目的とする。The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a brushless motor drive circuit that uses a brushless motor and can perform smooth rotational control with high-speed response like a motor with a plan. shall be.
[課題を解決するための手段]
上記の目的を達成するための本発明のブラシレスモータ
の駆動回路の構成は、
ブラシレスモータの固定子コイルの通電を制御するドラ
イバ段の前段に、その印加電圧を回転制御に対応してパ
ルス制御によりスイッチングしかつ平滑する手段を具備
することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] The configuration of the brushless motor drive circuit of the present invention to achieve the above object is as follows: It is characterized by comprising means for switching and smoothing by pulse control in response to rotation control.
[作用]
本発明は、ブラシレスモータの通電を制御するドライバ
段に対し、印加電圧を回転制御に対応するパルス制御に
よりスイッチングしかつ平滑して与えることで、ちょう
どブラシ付モータのドロ。[Function] The present invention provides a driver stage that controls energization of a brushless motor by switching and smoothing the applied voltage by pulse control corresponding to rotation control, thereby eliminating the problem of sluggishness just like that of a brushed motor.
ブ制御方式によりモータに印加する電圧と同じように、
ブラシレスモータの印加電圧を制御することにより、同
等の高速応答性と滑らかな回転制御特性を得る。In the same way as the voltage applied to the motor using the control method,
By controlling the applied voltage of the brushless motor, equivalent high-speed response and smooth rotation control characteristics can be obtained.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
本実施例では、ブラシレスモータとして3相駆動のもの
を用いる場合を例として説明する。本実施例の構成にお
いて、1はその3相駆動のブラシレスモータであり、2
はドライバ段、3はそのドライバ段2に印加する電圧を
回転制御に対応してなめらかに制御する手段のリニアア
クセル回路である。In this embodiment, a case where a three-phase drive motor is used as the brushless motor will be described as an example. In the configuration of this embodiment, 1 is the three-phase drive brushless motor;
3 is a driver stage, and 3 is a linear accelerator circuit which is a means for smoothly controlling the voltage applied to the driver stage 2 in accordance with rotation control.
ブラシレスモータ1は、U相コイルIUとV相コイル1
vとW相コイル1゜の3相コイルがY結線されて成る固
定子(ステータ)と、複数極に着磁されて成る回転子(
ロータ)とで構成され、回転子の着磁位置を検出するな
どにより各相コイルIU1v、1.の通電タイミングを
制御して、回転子に常に回転力が生ずるようにしている
。この通電タイミングを制御する回路がドライバ段2て
あり、ドライバ段2は、印加電圧+Vと0■の間にそれ
ぞれ直列に接続されたトランジスタQ、、Q、の組およ
びトランジスタQ、、Q、の組およびトランジスタQ、
、Q、の組から成る。トランジスタQI。The brushless motor 1 has a U-phase coil IU and a V-phase coil 1.
The stator consists of a Y-connected three-phase coil with a 1° V and W-phase coil, and a rotor that is magnetized to multiple poles.
rotor), and each phase coil IU1v, 1. The timing of energization is controlled so that rotational force is always generated in the rotor. A circuit that controls this energization timing is provided in driver stage 2, which includes a set of transistors Q, , Q, and a set of transistors Q, , Q, connected in series between applied voltages +V and 0, respectively. set and transistor Q,
,Q,. Transistor QI.
Q、の接続点はブラシレスモータ1のU相コイル1uに
接続され、トランジスタQ、、Q、の接続点はV相コイ
ル1vに接続され、トランジスタQ、。The connection point of Q, is connected to the U-phase coil 1u of the brushless motor 1, the connection point of transistors Q, , Q, is connected to the V-phase coil 1v, and the connection point of transistors Q, , Q, is connected to the V-phase coil 1v.
Q、の接続点はW相コイル1vに接続される。これらの
トランジスタQ、−Q、の各ベースには、前述の通電タ
イミングを制御する信号DB、U’BVB、V’B、W
B、W’Bが、それぞれ接続される。The connection point of Q is connected to the W-phase coil 1v. The bases of these transistors Q, -Q are connected to the signals DB, U'BVB, V'B, and W that control the energization timing described above.
B and W'B are connected respectively.
リニアアクセル回路3は、npn)ランジスタQ、、Q
、とバイアス用抵抗R,と平滑用コンデンサC8とから
成る。トランジスタQ7は、コレクタに駆動電源電圧+
VCCが接続され、エミッタとOv間にコンデンサCI
が接続され、コレクタ・ベース間にバイアス用抵抗R8
が接続される。トランジスタQ、は、コレクタがトラン
ジスタQ、のベースに接続され、エミッタがOvに接続
され、ベースにPWM(パルス幅変調)制御信号が接続
される。このPWM信号は、サーボ系において、例えば
モータの回転トルクを検出し、規定の回転トルクの偏差
に対応して、規定の回転トルクに補正される方向にその
パルス幅が制御される。リニアアクセル回路3の出力、
即ち、トランジスタQ。The linear accelerator circuit 3 consists of npn) transistors Q, ,Q
, a bias resistor R, and a smoothing capacitor C8. Transistor Q7 has a drive power supply voltage +
VCC is connected, and a capacitor CI is connected between the emitter and Ov.
is connected, and a bias resistor R8 is connected between the collector and base.
is connected. The transistor Q has a collector connected to the base of the transistor Q, an emitter connected to Ov, and a PWM (pulse width modulation) control signal connected to the base. This PWM signal detects, for example, the rotational torque of a motor in a servo system, and its pulse width is controlled in a direction that corrects the rotational torque to the specified rotational torque in response to a deviation of the specified rotational torque. Output of linear accelerator circuit 3,
That is, transistor Q.
のエミッタからの出力電圧は印加電圧+Vとしてドライ
バ段2に供給される。The output voltage from the emitter of is supplied to the driver stage 2 as an applied voltage +V.
以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる
。The operation and effect of the embodiment configured as above will be described.
第2図(a)、(b)は本実施例のブラシレスモータの
各相U、V、Wのコイルの制御電圧の説明図である。ド
ライバ段2の信号UB、U’B。FIGS. 2(a) and 2(b) are explanatory diagrams of the control voltages of the coils of each phase U, V, and W of the brushless motor of this embodiment. Signals UB, U'B of driver stage 2.
VB、V’B、WB、W’Hの入力ポイントニは、一般
的には励磁パターンを作るための通電タイミングの制御
電圧に加えて回転制御のためのPWM制御信号を加える
が、本実施例では励磁パターンを作るためだけの制御電
圧を入力する。そして、回転制御のためのPWM制御信
号は、リニアアクセル回路3に入力して、ドライバ段2
の印加電圧+Vをスイッチングし平滑して作成する。こ
れにより、ブラシレスモータのU相、■相、W相には、
UBとU’B側の切り換えなどにより第2図(a)に示
すような+Vの制御電圧が加わり、回転子が回転され、
その回転トルクは+Vの大きさによって変わる。Input points VB, V'B, WB, and W'H generally add a PWM control signal for rotation control in addition to a control voltage for energization timing to create an excitation pattern. Now input the control voltage just to create the excitation pattern. Then, the PWM control signal for rotation control is input to the linear accelerator circuit 3, and the driver stage 2
It is created by switching and smoothing the applied voltage +V. As a result, the U phase, ■ phase, and W phase of the brushless motor are
By switching between UB and U'B, a control voltage of +V as shown in Fig. 2 (a) is applied, and the rotor is rotated.
The rotational torque changes depending on the magnitude of +V.
リニアアクセル回路3の動作において、トランジスタQ
、がオフの場合は、抵抗R,を通してトランジスタQ、
のベースにバイアス電流が流れ、トランジスタQ7はオ
ンになる。ここで、トランジスタQ、がオンに制御され
ると、トランジスタQ。In the operation of the linear accelerator circuit 3, the transistor Q
, is off, the transistor Q, through the resistor R,
A bias current flows through the base of Q7, turning on transistor Q7. Here, when transistor Q is controlled to be turned on, transistor Q.
のベースがローレベルとなって、トランジスタQ、はオ
フに制御される。そこで、トランジスタQ。The base of Q becomes low level, and transistor Q is turned off. Therefore, transistor Q.
をPWM制御信号(正確には反転信号)によってオン/
オフすると、PWM制御信号のパルス幅で駆動電源電圧
+vccがスイッチングされる。このスイッチング波形
は、コンデンサCIで平滑されて第2図(b)に示すよ
うな滑らかに変化する波形となり、コイルの励磁も滑ら
かな変化で行われる。従って、従来のブラシ付モータの
供給電圧をドロップ制御方式で変えるのと同様の制御が
行われる。即ち、ブラシレスモータ1の回転制御をPW
M制御によっても、スムーズな連続回転で高速応答で、
かつ滑らかに行うことが可能になる。is turned on/off by a PWM control signal (more precisely, an inverted signal).
When turned off, the driving power supply voltage +vcc is switched by the pulse width of the PWM control signal. This switching waveform is smoothed by the capacitor CI, resulting in a smoothly changing waveform as shown in FIG. 2(b), and the excitation of the coil is also performed with smooth changes. Therefore, control similar to changing the supply voltage of a conventional brushed motor using a drop control method is performed. That is, the rotation control of the brushless motor 1 is controlled by PW.
Even with M control, smooth continuous rotation and high-speed response,
And it can be done smoothly.
なお、上記実施例において、PWM制御信号の周波数が
20KHz以上の高周波である場合、リニアアクセル回
路3のトランジスタ以外等が平滑を行うのに十分な電極
間容量を有していれば、コンデンサCIは省略可能であ
る。また、リニアアクセル回路3を構成するスイッチン
グ素子はトランジスタ以外のものを使用可能であり、ス
イッチングを行う回路も実施例に限定されるものではな
い。このように、本発明はその主旨に沿って種々に応用
され、種々の実施態様を取り得るものである。In addition, in the above embodiment, when the frequency of the PWM control signal is a high frequency of 20 KHz or more, if the components other than the transistors of the linear accelerator circuit 3 have sufficient interelectrode capacitance for smoothing, Optional. Further, the switching elements constituting the linear accelerator circuit 3 can be other than transistors, and the circuits that perform switching are not limited to the embodiments. As described above, the present invention can be applied in various ways and can take various embodiments in accordance with its gist.
[発明の効果]
以上の説明で明らかなように、本発明のブラシレスモー
タの駆動回路によれば、従来、不可能とされていたテー
プワインダニ等へのブラシレスモータの使用が可能とな
り、ブランレスによるメンテナンス性の向上とPWM制
御により、コストダウンが可能になる利点がある。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the brushless motor drive circuit of the present invention, it is possible to use the brushless motor for tape wind mites, etc., which was previously considered impossible, and It has the advantage of being able to reduce costs due to improved maintainability and PWM control.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図(a)
、(b)は上記実施例のブラシレスモータの各相コイル
の制御電圧の説明図、第3図は従来例のテープワインダ
ーのドライバ回路図、第4図は上記従来例のブラシ付モ
ータの制御電圧の説明図である。
1・・・ブラシレスモータ、1υ、1v+ lv・・
・固定子コイル、2・・・ドライバ段、3・・・リニア
アクセル回路、Q、、Q、・・・トランジスタ、CI・
・・平滑用コンデンサ。
第4図Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2(a)
, (b) is an explanatory diagram of the control voltage of each phase coil of the brushless motor of the above embodiment, FIG. 3 is a driver circuit diagram of a tape winder of the conventional example, and FIG. 4 is a diagram of the control voltage of the brushed motor of the above conventional example. FIG. 1...Brushless motor, 1υ, 1v+lv...
・Stator coil, 2...Driver stage, 3...Linear accelerator circuit, Q, ,Q,...Transistor, CI・
...Smoothing capacitor. Figure 4
Claims (1)
るドライバ段の前段に、その印加電圧を回転制御に対応
してパルス制御によりスイッチングしかつ平滑する手段
を具備することを特徴とするブラシレスモータの駆動回
路。(1) A brushless motor characterized in that a means for switching and smoothing the applied voltage by pulse control in accordance with rotation control is provided at a stage before a driver stage that controls energization of a stator coil of the brushless motor. drive circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14660590A JPH0442763A (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Driving circuit of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14660590A JPH0442763A (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Driving circuit of brushless motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0442763A true JPH0442763A (en) | 1992-02-13 |
Family
ID=15411512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14660590A Pending JPH0442763A (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Driving circuit of brushless motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0442763A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12080914B2 (en) | 2018-11-22 | 2024-09-03 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Connection module |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP14660590A patent/JPH0442763A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12080914B2 (en) | 2018-11-22 | 2024-09-03 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Connection module |
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