JPH05260789A

JPH05260789A - モータ駆動回路

Info

Publication number: JPH05260789A
Application number: JP4088270A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Fujikura; 宏幸藤倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【構成】モータ１の回転角を検出してこの検出出力
（回転角カウンタ５の出力）を分解回路６で８倍の分解
能にすると共に、この８倍の分解能に対応するモータの
駆動波形データをＲＯＭ２０に予め保持しておき、この
ＲＯＭ２０から読み出される駆動波形の位相を補正値入
力端子２４に供給される任意の補正値で可変する（補正
する）。【効果】ＲＯＭを一種類とすることができ、モータの
経年変化があってもＲＯＭの交換の必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばテープレコーダ
のキャプスタンモータ等を駆動するモータ駆動回路に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の例えばブラシレスモータとして、
本件出願人が先に特公昭６２−３５３５４号公報にて示
す無刷子直流モータがある。すなわち、このブラシレス
モータは、磁束分布が正弦波状になるように着磁された
ロータマグネットと、互いに電気角で９０度の奇数倍だ
け異なる位置に配置された２組のステータコイルと、正
弦波信号をサンプリングして各サンプリング値をディジ
タル量として記憶したメモリと、ロータの回転検出信号
に対応して形成された読み出し信号により上記メモリか
ら、上記ステータコイルに与えられる上記ロータマグネ
ットからの磁界に同期して上記ディジタル量を読み出す
読み出し手段と、この読み出されたディジタル量に基づ
いて位相が９０度異なる２相の駆動信号を形成し、この
２相の駆動信号を上記２相のステータコイルに供給する
ための駆動回路と、互いに電気角で９０度の奇数倍だけ
異なる位置に設けられ上記ロータマグネットの磁界を検
出する２つの感磁性素子と、起動時、上記駆動回路に供
給する上記ディジタル量の値を所定値に固定し、上記２
つの感磁性素子の出力に対応して位相が互いに９０度異
なる矩形波２相信号を上記２相のステータコイルに供給
する起動手段とを設けたものである。

【０００３】すなわち、上記ブラシレスモータを駆動す
る際には、ブラシレスモータの持つ特性に合わせて予め
駆動波形データを数種類読出専用メモリ（ＲＯＭ）に用
意しておき、これら数種類の駆動波形データの中から動
作条件に応じた適当な駆動波形データを選ぶようにして
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したブ
ラシレスモータの駆動回路においては、モータ毎の特性
のバラツキに合わせたメモリ（ＲＯＭ）が必要となって
いる。また、モータの経年変化によってＲＯＭに格納さ
れている駆動波形データが当該モータの特性に合わなく
なったような場合には、ＲＯＭ交換で対応しなければな
らないという欠点がある。

【０００５】そこで、本発明は、上述のような実情に鑑
みて提案されたものであり、メモリを一種類とすること
ができ、モータの経年変化があってもメモリ交換が不要
なモータ駆動回路を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のモータ駆動回路
は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、モータの回転角を検出する回転角検出手段と、上記
回転角検出手段の出力を所定数に分解する分解手段と、
上記分解手段の上記所定数に対応した分解能のモータの
駆動波形の情報を保持すると共に上記分解手段で分解さ
れた上記回転角検出手段の出力に対応する読出信号によ
り上記保持された駆動波形情報が読み出される駆動波形
情報保持手段と、上記駆動波形情報保持手段から読み出
された駆動波形情報をモータへの駆動波形信号に変換す
る変換手段と、上記駆動波形情報保持手段から読み出さ
れる駆動波形の位相を可変する補正値を発生する補正値
発生手段と、上記補正値発生手段からの補正値或いは外
部入力による補正値が供給される補正値入力端子と、上
記補正値入力端子に供給された補正値を上記駆動波形情
報保持手段への読出信号に加える加算手段とを有してな
るものである。

【０００７】すなわち、本発明は、例えば読出専用メモ
リに格納された量子化された駆動波形のデータをＤ／Ａ
変換してモータの駆動コイルに加える駆動波形信号を得
る例えばブラシレスモータの駆動回路であって、モータ
の一周期の駆動波形を回転角検出手段（例えばロータリ
ーエンコーダ，タコジェネレータ）の出力の何倍かの分
解能で正規化した駆動波形データをデータテーブルとし
て格納する読出専用メモリと、任意の駆動波の位相を制
御するための位相角補正値を入力する機構とを有してな
り、これにより、モータの必要とする駆動波形信号を最
適なものにすることを可能としたものである。

【０００８】換言すれば、本発明は、読出専用メモリに
格納された駆動波をＤ／Ａ変換して駆動波形信号とする
ブラシレスモータ駆動回路において、読出専用メモリに
記憶しておく駆動波の分解能を通常よりも高くとり、モ
ータの駆動波形信号の位相誤差を少なくする機構を有す
るものである。

【０００９】ここで、上記モータを例えば３相ブラシレ
スモータとすると、上記駆動波形情報保持手段にはモー
タの第１相（０），第２相（２／３π），第３相（４／
３π）に対応する駆動波形情報が格納されることにな
る。これら第１相，第２相，第３相に対応する駆動波形
情報をそれぞれ読み出すためには、当該駆動波形情報保
持手段への読出信号（すなわち読出アドレス）に対し
て、上記各相に対応するアドレスオフセット値を加える
必要がある。このとき、モータの駆動波形の位相誤差を
少なくするために、本発明では上記読出アドレスに対し
て位相角を補正する補正値を加えるようにしている。そ
の後、この補正された読出アドレスに対して上記各相の
アドレスオフセット値を加えることで、上記駆動波形情
報保持手段から各相の駆動波形情報を読み出すことがで
きる。

【００１０】

【作用】本発明のモータ駆動回路によれば、回転角検出
手段で検出されるモータの回転角の情報を更に細かく所
定数に分解したモータの駆動波形情報を予め保持してお
き、この駆動波形情報を用いてモータを駆動する際に
は、モータの駆動波形の位相誤差が少なくなるようにモ
ータの回転角の情報を補正するようにしている。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１２】本発明の実施例のモータ駆動回路は、図１
に示すように、例えばテープレコーダ等のキャプスタン
モータ等として使用されるモータ１の回転角を検出する
回転角検出手段としてのいわゆるタコジェネレータ（ロ
ータリーエンコーダ）２，位置検出センサ（ロータリー
エンコーダ）３及び回転角カウンタ５と、当該回転角検
出手段の出力（回転角カウンタ５の出力）を所定数（例
えば８）に分解する分解回路６と、上記分解回路６での
所定数に対応した８倍の分解能のモータ１の駆動波形デ
ータを保持すると共に上記分解回路６で分解された上記
回転角検出手段の出力に対応する読出信号（読出アドレ
ス）により上記保持された駆動波形データが読み出され
る駆動波形情報保持手段としての駆動波形テーブル１
１，１２，１３からなるＲＯＭ２０と、上記補正値入力
端子に供給された補正値を上記駆動波形情報保持手段へ
の読出信号に加える加算手段と、上記ＲＯＭ２０（駆動
波形テーブル１１，１２，１３）から読み出された後の
駆動波形データをモータ１へのアナログの駆動波形信号
に変換するディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１
７，１８，１９と、上記ＲＯＭ２０から読み出される駆
動波形の位相を可変する補正値を発生する位相角補正値
発生器３０と、上記位相角補正値発生器３０からの補正
値或いは外部入力による補正値が供給される補正値入力
端子２４と、上記補正値入力端子２４に供給された補正
値を上記ＲＯＭ２０への読出信号に加える加算器７とを
有してなるものである。

【００１３】ここで、上記モータ１は、例えば３相ブラ
シレスモータで３つの駆動端子４１，４２，４３を持
ち、互いに１２０度づつの位相差の同期信号（駆動波形
信号）で駆動されるものである。当該モータ１の軸４４
には一回転につき９６波のパルスを発生する上記タコジ
ェネレータ（ロータリーエンコーダ）２と、一回転につ
き６回パルスを発生する位置検出センサ（ロータリーエ
ンコーダ）３が取り付けられている。

【００１４】上記タコジェネレータ２の出力は、波形整
形回路４で矩形波に整形され回転角カウンタ５に送られ
る。

【００１５】上記回転角カウンタ５は、例えば１６進カ
ウンタとなっており、上記タコジェネレータ２から１６
個のパルス毎に初期値に戻るものであり、また、上記位
置センサ３からのパルスにより初期値にリセットされる
ものである。このため、当該回転角カウンタ５の出力
は、モータ１の回転角に正確に同期するものとなる。

【００１６】上記回転角カウンタ５の出力値は、上記分
解回路６に送られ、当該分解回路６で上記タコジェネレ
ータ２からのパルスが入力される度毎に８倍される。こ
の分解回路６の出力は、加算器７に送られる。

【００１７】ここで、当該加算器７には、上記位相角補
正値発生器３０で発生され上記補正値入力端子２４を介
する後述するような補正値（位相角補正値）も供給され
るようになっている。したがって、当該加算器７では、
上記分解回路６の出力に上記位相角補正値が加えられ
る。なお、上記位相角補正値は、例えば０から７までの
値を取ることができる。また、本実施例の位相角補正値
発生器３０は、予めモータ１の特性を測定して得た最適
な補正値或いは計算により理論的に求めた補正値を発生
するものとしている。

【００１８】上記加算器７の出力は、後段の駆動波形テ
ーブル１１，１２，１３からなるＲＯＭ２０の読出アド
レスとして当該ＲＯＭ２０に送られる（駆動波形テーブ
ル１１，１２，１３に送られる）。ここで、上記駆動波
形テーブル１１，１２，１３には、１２０度づつの位相
差を持った３つの駆動波形データがそれぞれ１周期分格
納されている。すなわち、上記駆動波形テーブル１１に
は上記３相ブラシレスモータ１ヘの第１相の駆動波形デ
ータが保持されており、上記駆動波形テーブル１２には
第２相の駆動波形データが、上記駆動波形テーブル１３
には第３相の駆動波形データが保持されている。なお、
上記ＲＯＭ２０は１単位のメモリであり、上記第１，第
２，第３の各相に対応する３つの記憶領域を有してい
て、上記各相の駆動波形データが上記３つの領域にデー
タテーブル（駆動信号データテーブル）として格納され
ている。このようなことから、上記モータ１の軸４４が
一回転する間に６回各駆動波形テーブル１１，１２，１
３からの駆動波形データ読み出しが行われる。

【００１９】したがって、本実施例では、これら駆動波
形テーブル１１，１２，１３からそれぞれ対応する各相
の駆動波形データを読み出すために、上記加算器７の出
力（読出アドレス）に対して、上記第１相，第２相，第
３相の各相に対応するアドレスオフセット値が加えられ
るようになっている。すなわち、上記加算器７からの出
力値には、アドレスオフセット加算器８，９，１０によ
り、端子２１，２２，２３を介して供給される第１相，
第２相，第３相に対応するアドレスオフセット値が加え
られる。

【００２０】上記駆動波形テーブル１１，１２，１３か
ら取り出された各相の駆動波形データは、各相毎にディ
ジタル乗算器１４，１５，１６に送られる。当該ディジ
タル乗算器１４，１５，１６には、上記モータ１の軸４
４の回転に応じたサーボ制御量を発生するサーボ制御量
発生回路３１からのサーボ制御量が端子２５を介して供
給される。したがって、各ディジタル乗算器１４，１
５，１６では、上記各相の駆動波形データが上記サーボ
制御量で振幅変調される。

【００２１】上記ディジタル乗算器１４，１５，１６の
出力は、それぞれ上記Ｄ／Ａ変換器１７，１８，１９に
送られ、これらＤ／Ａ変換器１７，１８，１９で各相毎
に独立してアナログ量（駆動波形信号）に変換され、上
記モータ１の３つの駆動端子４１，４２，４３に加えら
れる。なお、図１には、モータ１の駆動コイルＣも示し
ている。

【００２２】ここで、本実施例のモータ駆動回路におい
ては、上記分解回路６の出力に加算器７で上記位相角補
正値を加えることで、モータ１の回転位相角の細かい補
正が可能となっているが、その原理を図２，図３，図４
を用いて説明する。

【００２３】図２は、前述した従来例における駆動波形
データをアナログ的に示した駆動波形を示している。す
なわちこの図２に示す従来例の駆動波形は、周期を１６
分割して量子化された階段状のデータになっている。こ
こで、この図２の駆動波形がモータに加わると、平均化
されて図３の図中一点鎖線で示す波形Ｗ_Aが加わったの
と同じ効果を持つ。

【００２４】しかし、モータに加わるべき波形は、当該
モータにおける力率から、実際には図３の図中実線で示
すような理論波形Ｗ_Bであることが望ましい。すなわ
ち、上記波形Ｗ_Aの場合は、当該理論波形Ｗ_Bに対して
ずれた位相分だけ、上記力率が悪化してモータ効率が落
ちてしまうことになる。そればかりでなく、上記波形Ｗ
_Aの場合は、電流が増えるため、駆動回路の規模も大き
くなってしまう。

【００２５】これを防ぐには、例えば、図３の図中点線
で示す波形Ｗ_Cのように進んだ位相の駆動波形データを
本実施例の上記ＲＯＭ２０に書き込んでおけばよいこと
が判る。

【００２６】また、図４には、図３の図中Ｙで示す円内
を拡大した図を示す。ここで、本発明実施例において
は、上記駆動波形の正弦波を前述の従来例のような１６
分割ではなく、更に細かく８倍の１２８分割すること
で、分解能を３６０°／９６から３６０度／７６８に向
上させている。したがって、本実施例のモータ駆動回路
においては、上記分解回路６を設けたことによる分解能
の向上によって、図４に示すように僅かづつ位相のずれ
た駆動波形群ｗが得られることになる。本実施例のモー
タ駆動回路の補正値入力端子２４に任意に与えられる位
相角補正値は、この駆動波形群ｗからどれを選択するか
を決定するための値である。

【００２７】本実施例では、例えば図４の図中点線で示
す上記波形Ｗ_Cと一致する−３Δθ／８すなわち３６０
°／９６×（−３／８）≒−１．４０°の値が位相角補
正値となる。

【００２８】上述したように、本発明実施例のモータ駆
動回路においては、各相毎のデータテーブル（駆動波形
テーブル１１，１２，１３）に予め書き込んでおく駆動
波形データを前述した従来例では１６個としていたのを
８倍の１２８個とし、各駆動波形テーブル（データテー
ブル）１１，１２，１３内のデータを８個置きに読み出
し可能とすると共に、これら駆動波形テーブル１１，１
２，１３のテーブルからデータを読み出す直前に上記位
相角補正値発生器３０から位相角補正値を与えて、細か
く駆動波形の位相を変えられるようにしている。

【００２９】なお、上記分解回路６における上記８倍と
いう係数は、任意の値とすることもできる。この場合
は、係数と同じ数だけデータテーブルからデータを飛ば
して読み出すことで実現できる。係数は、大きければ大
きいほど位相角の補正の精度は向上する。

【００３０】また、本実施例においては、駆動波形テー
ブル１１，１２，１３に格納する駆動波形データとし
て、例えば、モータ１の発生するトルクリップルが最少
となる波形データとすることもできる。したがって、モ
ータ１の逆起電圧とトルクの諸定数を自動又は手動等で
求め、最適な波形データを算出させ、また、上記ＲＯＭ
２０の代わりに随時消去書込可能なＲＯＭ（ＥＰ−ＲＯ
Ｍ）やランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に書き込んで
使用する方法への展開も容易にできる。

【００３１】上述したようなことから、本発明実施例に
よれば、位相角補正がＲＯＭ２０の交換でなく駆動系と
は独立して位相角補正値入力端子２４から数値として与
えられるため、ＲＯＭ２０を１種類にでき、したがっ
て、製造時にモータ１に合わせたＲＯＭの作成を必要と
しない。また、モータ１の経年変化があったときのアフ
ターサービス等は、位相角補正値の変更のみで対応で
き、更に、自動調整機構を容易に構成でき、製造及びア
フターサービスの人手を省き、信頼性の高いモータ駆動
系を構築できる。なお、上記補正値入力端子２４に供給
される上記位相角補正値は、上記位相角補正値発生器３
０から発生するものとせずに、外部入力により供給され
るものとすることも可能である。

【００３２】なお、上述した本実施例では、量子化され
た駆動波形データが位相ずれを発生することで、位相角
補正が必要になるとしているが、例えば、電圧駆動され
たモータ１において電流値が変化することで発生するモ
ータ１のコイルＣのインダクタンスによる電圧と電流の
位相ずれの補正や、Ｄ／Ａ変換器１７，１８，１９とし
て例えばいわゆるＰＷＭ方式を使用しているときのキャ
リア除去のための低域フィルタによる位相ずれの補正等
の場合にも同様にして応用することができる。

【００３３】

【発明の効果】上述のように、本発明のモータ駆動回路
においては、モータの回転角を検出してこの検出出力を
所定数に分解すると共に、この所定数に対応したモータ
の駆動波形情報を駆動波形情報保持手段に予め保持して
おき、この駆動波形情報保持手段から読み出される駆動
波形の位相を任意の補正値で可変する（補正する）こと
で、メモリ（駆動波形情報保持手段）を一種類とするこ
とができ、モータの経年変化があってもメモリの交換の
必要がない。また、駆動波形の位相補正の自動調整機構
を容易に構成でき、製造及びアフターサービスの人手を
省き、信頼性の高いモータ駆動系を構築できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のモータ駆動回路の回路の概略
構成を示すブロック回路図である。

【図２】従来例の駆動波形の欠点を説明するための波形
図である。

【図３】本実施例において駆動波形の補正を行う根拠を
説明するための波形図である。

【図４】本実施例における位相角補正値を説明するため
の波形図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・モータ２・・・・・・・・タコジェネレータ３・・・・・・・・位置検出センサ４・・・・・・・・波形整形回路５・・・・・・・・回転角カウンタ８・・・・・・・・分解回路７，８，９，１０・・・加算器１１，１２，１３・・・駆動波形テーブル１４，１５，１６・・・ディジタル乗算器１７，１８，１９・・・Ｄ／Ａ変換器２０・・・・・・・ＲＯＭ２４・・・・・・・補正値入力端子３０・・・・・・・位相角補正値発生器３１・・・・・・・サーボ制御回路４１，４２，４３・・・駆動端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転角を検出する回転角検出手
段と、上記回転角検出手段の出力を所定数に分解する分解手段
と、上記分解手段の上記所定数に対応した分解能のモータの
駆動波形の情報を保持する駆動波形情報保持手段と、上記駆動波形情報保持手段から読み出される駆動波形の
位相を可変する補正値が供給される補正値入力端子とを
有してなることを特徴とするモータ駆動回路。