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JPH07222480A - Electric motor speed control device and office equipment including an electric motor controlled by the speed control device - Google Patents

Electric motor speed control device and office equipment including an electric motor controlled by the speed control device

Info

Publication number
JPH07222480A
JPH07222480A JP6011826A JP1182694A JPH07222480A JP H07222480 A JPH07222480 A JP H07222480A JP 6011826 A JP6011826 A JP 6011826A JP 1182694 A JP1182694 A JP 1182694A JP H07222480 A JPH07222480 A JP H07222480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
electric motor
signal
control signal
speed control
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.)
Pending
Application number
JP6011826A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Saito
友之 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6011826A priority Critical patent/JPH07222480A/en
Publication of JPH07222480A publication Critical patent/JPH07222480A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転速度の切り換えや周囲温度変化による負
荷トルクの変化があっても電動機を目的の回転速度に安
定に制御する。 【構成】 負荷トルクが変化して駆動電流が変化すると
電流検出装置27がこれれを検出して演算増幅器19の
非反転入力端子に与える動作基準電圧レベルを変え、電
動機駆動電圧の制御を補助するように作用するので、回
転速度の切り換えや周囲温度変化による負荷の変化があ
っても、電動機を目的の回転速度に安定に制御すること
ができる。
(57) [Summary] [Purpose] Stable control of the motor to the target rotation speed even if the load torque changes due to switching of the rotation speed or changes in the ambient temperature. When the load torque changes and the drive current changes, the current detection device 27 detects this and changes the operation reference voltage level given to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 19 to assist the control of the motor drive voltage. As described above, the electric motor can be stably controlled to the target rotation speed even if the rotation speed is switched or the load changes due to the ambient temperature change.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電動機の速度制御装置及
びこの制御装置により速度制御される電動機を備えた事
務機器に係り、特に、速度切り換えや周囲温度の変化に
よって負荷トルクに大きな変化があっても所定の回転速
度を安定に保つための電動機の速度制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed control device for an electric motor and an office machine equipped with an electric motor whose speed is controlled by the control device. In particular, there is a large change in load torque due to speed switching and changes in ambient temperature. Even so, it relates to speed control of an electric motor for stably maintaining a predetermined rotation speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機の回転速度を制御する速度制御装
置は、電動機の回転速度検出信号と速度基準信号の位相
を比較して位相制御信号を出力する位相比較手段と、速
度基準信号と速度検出信号の周期を比較して速度制御信
号を出力する速度比較手段と、前記位相制御信号と速度
制御信号とを加算して得た制御信号で電動機駆動電圧
(電流)を制御する駆動制御回路手段を備えている。
2. Description of the Related Art A speed control device for controlling the rotation speed of an electric motor includes phase comparison means for comparing the phases of a rotation speed detection signal of the electric motor and a speed reference signal and outputting a phase control signal, and a speed reference signal and a speed detection signal. Speed comparison means for comparing the signal periods and outputting a speed control signal; and drive control circuit means for controlling the motor drive voltage (current) with a control signal obtained by adding the phase control signal and the speed control signal. I have it.

【0003】この速度制御装置は、負荷トルクの大きさ
が変化した場合には位相制御信号の電圧レベルを変化さ
せることにより駆動(負荷)電流を増減させてこの負荷
トルクの変化を吸収することにより回転速度を所定の値
に維持するように作用する。
When the magnitude of the load torque changes, the speed control device changes the voltage level of the phase control signal to increase or decrease the drive (load) current and absorb the change in the load torque. It acts to maintain the rotation speed at a predetermined value.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、負荷トルク
が軸受の粘性摩擦損や風損等で瞬間的な変動が小さい電
動機では、回転むらを小さくするために制御装置のゲイ
ンをできるだけ小さく設定するが、このような制御装置
では、周囲温度の変化による軸受の粘性摩擦負荷トルク
の変化もしくは回転速度切り換えによる軸受の粘性摩擦
負荷トルク,ヒステリシス損及び風損等の負荷トルクの
変化が発生すると、回転むらを小さくする目的で小さく
設定した前記ゲインが禍して負荷トルクの変化に対応で
きず、安定した同期制御状態にできなくなり、同期はず
れ状態になって安定した速度制御ができなくなるという
問題点があった。
By the way, in a motor in which the load torque has a small instantaneous fluctuation due to viscous friction loss and wind loss of the bearing, the gain of the control device is set as small as possible in order to reduce uneven rotation. In such a control device, when a change in the viscous friction load torque of the bearing due to a change in the ambient temperature or a change in the load torque such as a viscous friction load torque of the bearing, a hysteresis loss, and a wind loss due to the switching of the rotation speed occurs, the rotation unevenness occurs. However, there is a problem that the gain set to a small value for the purpose of reducing the torque cannot cope with the change of the load torque, the stable synchronous control state cannot be achieved, and the speed becomes out of synchronization and the stable speed control cannot be performed. It was

【0005】以上のように従来の電動機の速度制御装置
は、小さな回転むらで回転することが望ましい電動機の
回転速度制御のためにゲインを小さく設定すると、回転
速度の切り変えや周囲の温度変化等によって電動機の負
荷トルクが変化したときに該電動機の回転速度を目的値
に安定に制御することができなくなる問題があった。
As described above, in the conventional speed control device for an electric motor, when the gain is set small for controlling the rotational speed of the electric motor, which is desired to rotate with a small rotational irregularity, the rotational speed is changed and the ambient temperature changes. Therefore, when the load torque of the electric motor changes, there is a problem that the rotation speed of the electric motor cannot be stably controlled to a target value.

【0006】本発明の目的は、回転速度の切り換えや周
囲温度変化による負荷トルクの変化があっても、電動機
を目的の回転速度に安定に制御することができる電動機
の速度制御装置及びこの速度制御装置により制御される
電動機を使用した事務機器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a speed control device for an electric motor and a speed control device for the electric motor, which can stably control the electric motor to a target rotational speed even if there is a change in load torque due to a change in rotational speed or a change in ambient temperature. It is to provide office equipment using an electric motor controlled by a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、電動機の回転
速度に比例した周波数の速度検出信号を発生する速度検
出手段と、所定の速度基準信号を発生する基準信号発生
手段と、前記速度基準信号と速度検出信号の位相を比較
して位相制御信号を発生する位相比較手段と、前記速度
基準信号と速度検出信号の周期を比較して速度制御信号
を発生する速度比較手段と、前記位相制御信号及び速度
制御信号に応じて電動機駆動電圧を制御する駆動制御回
路手段とを備えた電動機の速度制御装置において、前記
電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出装置と、その
検出量に応じて前記駆動制御回路手段の動作基準電圧を
変えることにより前記位相比較手段の同期はずれを防止
する負荷電流補正手段を設けたことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided speed detecting means for generating a speed detecting signal having a frequency proportional to the rotation speed of an electric motor, reference signal generating means for generating a predetermined speed reference signal, and the speed reference. Phase comparison means for comparing the phases of the signal and the speed detection signal to generate a phase control signal, speed comparison means for comparing the periods of the speed reference signal and the speed detection signal to generate a speed control signal, and the phase control In a speed control device for a motor including drive control circuit means for controlling a motor drive voltage according to a signal and a speed control signal, a load current detection device for detecting a load current of the motor, and the load current detection device according to the detected amount thereof. The present invention is characterized in that load current correction means for preventing the synchronization of the phase comparison means by changing the operation reference voltage of the drive control circuit means is provided.

【0008】また、発明は、複写あるいは印字部と、こ
の複写あるいは印字部にレーザ光を掃引するポリゴンミ
ラーを駆動するポリゴンミラー駆動電動機と、このポリ
ゴンミラー駆動電動機を制御する電動機制御回路とを備
えた事務機器において、前記電動機制御回路に、電動機
の回転速度に比例した周波数の速度検出信号を発生する
速度検出手段と、所定の速度基準信号を発生する基準信
号発生手段と、前記速度基準信号と速度検出信号の位相
を比較して位相制御信号を発生する位相比較手段と、前
記速度基準信号と速度検出信号の周期を比較して速度制
御信号を発生する速度比較手段と、前記位相制御信号及
び速度制御信号に応じて電動機駆動電圧を制御する駆動
制御回路手段と、前記電動機の負荷電流を検出する負荷
電流検出装置と、その検出量に応じて前記駆動制御回路
手段の動作基準電圧を変えることにより前記位相比較手
段の同期はずれを防止する負荷電流補正手段を設けたこ
とを特徴とする。
Further, the invention comprises a copying or printing section, a polygon mirror driving electric motor for driving a polygon mirror for sweeping laser light on the copying or printing section, and an electric motor control circuit for controlling the polygon mirror driving electric motor. In the office equipment, in the electric motor control circuit, speed detection means for generating a speed detection signal having a frequency proportional to the rotation speed of the electric motor, reference signal generation means for generating a predetermined speed reference signal, and the speed reference signal Phase comparison means for comparing the phases of the speed detection signals to generate a phase control signal; speed comparison means for comparing the periods of the speed reference signal and the speed detection signals to generate a speed control signal; Drive control circuit means for controlling an electric motor drive voltage according to a speed control signal; a load current detection device for detecting a load current of the electric motor; Characterized in that a load current compensation means for preventing the loss of synchronization the phase comparing means by changing the operation reference voltage of the drive control circuit means in response to the detected quantity.

【0009】[0009]

【作用】電動機の負荷トルクが増加すると該電動機は目
標の回転速度よりも低下し、速度制御装置は、電動機駆
動(負荷)電流を増加するために速度制御信号及び位相
制御信号を上昇させ、電動機駆動電圧を増加させる。増
加した電動機の負荷電流は負荷電流検出装置によって検
出されて駆動制御回路手段の動作基準電圧レベルを変え
る。電動機の回転速度が目標の回転速度に復帰すると速
度制御信号が元の電圧レベルに復帰し、動作基準電圧レ
ベルも元の電圧レベルに近いレベルに復帰する。
When the load torque of the electric motor increases, the electric motor becomes lower than the target rotation speed, and the speed control device increases the speed control signal and the phase control signal to increase the electric motor drive (load) current. Increase the drive voltage. The increased load current of the motor is detected by the load current detection device to change the operation reference voltage level of the drive control circuit means. When the rotation speed of the electric motor returns to the target rotation speed, the speed control signal returns to the original voltage level, and the operation reference voltage level also returns to a level close to the original voltage level.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明になる電動機の速度制御装置
を適用した直流無刷子電動機の速度制御装置のブロック
図である。この直流無刷子電動機の永久磁石回転子は8
極に着磁されている。
1 is a block diagram of a speed controller for a DC brushless motor to which a motor speed controller according to the present invention is applied. The permanent magnet rotor of this DC brushless motor is 8
It is magnetized to the pole.

【0011】図1において、磁気検出素子1,2,3
は、回転子4を構成する8極に着磁された永久磁石の磁
束を検出し、検出磁束に応じた検出信号を分配器5に与
える。この分配器5は、前記磁気検出素子1〜3からの
検出信号を受けて駆動装置6に駆動指令信号を与える。
この駆動装置6は、前記分配器5から与えられる駆動指
令信号に応じて、電源7から駆動コイル8,9,10に
駆動電圧(電流)を供給する。
In FIG. 1, magnetic detection elements 1, 2, 3
Detects the magnetic flux of the permanent magnets magnetized to the eight poles that form the rotor 4, and gives the distributor 5 a detection signal corresponding to the detected magnetic flux. The distributor 5 receives the detection signals from the magnetic detection elements 1 to 3 and gives a drive command signal to the drive device 6.
The drive device 6 supplies a drive voltage (current) from the power supply 7 to the drive coils 8, 9 and 10 according to the drive command signal given from the distributor 5.

【0012】回転子4は、着磁された8極の永久磁石の
磁束と駆動コイル8〜10が発生する磁界とでトルクを
発生して回転する。
The rotor 4 rotates by generating torque with the magnetic flux of the magnetized eight-pole permanent magnet and the magnetic field generated by the drive coils 8 to 10.

【0013】速度センサ11は、前記回転子4の永久磁
石から作用する磁束が該回転子4の回転に伴って変化す
るのに応動して、直流無刷子電動機の速度に比例した周
波数の速度検出信号12を発生して増幅器13に与え
る。この増幅器13は速度検出信号12を増幅した速度
検出信号14を制御信号発生装置15に与える。
The speed sensor 11 responds to the change in the magnetic flux acting from the permanent magnet of the rotor 4 as the rotor 4 rotates, and detects the speed of the frequency proportional to the speed of the DC brushless motor. The signal 12 is generated and applied to the amplifier 13. The amplifier 13 gives a speed detection signal 14 obtained by amplifying the speed detection signal 12 to a control signal generator 15.

【0014】この制御信号発生装置15には発信器16
からクロック信号が与えられ、入力されたクロック信号
を内部で分周して速度制御および位相制御のための基準
信号を作成する。また、この制御信号発生装置15は、
この基準信号と前記速度検出信号14の位相差を比較
し、その位相差に応じた電圧レベルの位相制御信号を出
力する位相制御回路を内蔵する。この位相制御回路の出
力信号すなわち位相制御信号24は、この制御信号発生
装置15の出力端子Pに出力される。更に、この制御信
号発生装置15は、前記基準信号と速度検出信号14の
速度差を比較し、その速度差に応じた電圧レベルの速度
制御信号を出力する速度制御回路を内蔵する。この速度
制御回路の出力信号すなわち速度制御信号25は、この
制御信号発生装置15の出力端子Fに出力される。
The control signal generator 15 includes a transmitter 16
A clock signal is supplied from the input terminal, and the input clock signal is internally divided to create a reference signal for speed control and phase control. Further, the control signal generator 15 is
A phase control circuit for comparing the phase difference between the reference signal and the speed detection signal 14 and outputting a phase control signal having a voltage level corresponding to the phase difference is built in. The output signal of the phase control circuit, that is, the phase control signal 24 is output to the output terminal P of the control signal generator 15. Further, the control signal generator 15 has a built-in speed control circuit for comparing the speed difference between the reference signal and the speed detection signal 14 and outputting a speed control signal having a voltage level corresponding to the speed difference. The output signal of the speed control circuit, that is, the speed control signal 25 is output to the output terminal F of the control signal generator 15.

【0015】出力端子Pには抵抗器17の一端が接続さ
れ、出力端子Fには抵抗器18の一端が接続され、この
抵抗器17,18の他端が共通に接続された状態で演算
増幅器19の反転入力端子に接続される。
One end of the resistor 17 is connected to the output terminal P, one end of the resistor 18 is connected to the output terminal F, and the other ends of the resistors 17 and 18 are commonly connected to the operational amplifier. 19 connected to the inverting input terminal.

【0016】この演算増幅器19の非反転入力端子には
抵抗器20を介して基準電圧が与えられ、出力端子と反
転入力端子の間には抵抗器21が接続される。そして、
この演算増幅器19の出力端子は比較器22の非反転入
力端子に接続される。
A reference voltage is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 19 via a resistor 20, and a resistor 21 is connected between the output terminal and the inverting input terminal. And
The output terminal of the operational amplifier 19 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 22.

【0017】この比較器22の反転入力端子には三角波
発生器23の出力信号である三角波状の電圧が印加さ
れ、その結果、この比較器22は演算増幅器19の出力
信号の電圧レベルに応じたデューティの矩形波状信号電
圧26を出力する。
A triangular wave voltage, which is the output signal of the triangular wave generator 23, is applied to the inverting input terminal of the comparator 22, and as a result, the comparator 22 responds to the voltage level of the output signal of the operational amplifier 19. A rectangular wave signal voltage 26 having a duty is output.

【0018】矩形波状信号電圧26は前記駆動装置6に
印加され、駆動コイル8〜10に流す駆動電流のデュー
ティが、この矩形波状信号電圧26により制御される電
動機駆動電圧のデューティにより決定される。
The rectangular wave signal voltage 26 is applied to the drive unit 6, and the duty of the drive current flowing through the drive coils 8 to 10 is determined by the duty of the electric motor drive voltage controlled by the rectangular wave signal voltage 26.

【0019】一方、電流検出装置27は、駆動装置6か
ら出力されて駆動コイル8〜10にながれる駆動(負
荷)電流を検出し、抵抗器28の一端の電位をその検出
値に比例して下降させる。この抵抗器28の他端は、前
記演算増幅器19の非反転入力端子に接続される。
On the other hand, the current detection device 27 detects the drive (load) current output from the drive device 6 and flowing to the drive coils 8 to 10, and lowers the potential at one end of the resistor 28 in proportion to the detected value. Let The other end of the resistor 28 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 19.

【0020】ここで、前記制御信号発生装置15は、速
度基準信号と速度検出信号14との位相差をD/A変換
して出力端子Pに出力する位相制御信号24を、図2に
示すように、線形に変化させるように機能し、出力端子
Fに出力する速度制御信号25を、図3に示すように、
速度検出信号14の周波数が一定値以下の領域でハイ
(H)レベルの固定値にし、一定値以上の領域でロー
(L)レベルの固定値にし、特定の領域内でD/A変換
して線形に変化させるように機能する。
As shown in FIG. 2, the control signal generator 15 D / A-converts the phase difference between the speed reference signal and the speed detection signal 14 and outputs it to the output terminal P. In addition, as shown in FIG. 3, the speed control signal 25 that functions to change linearly and is output to the output terminal F is
A fixed value of high (H) level is set in a region where the frequency of the speed detection signal 14 is a fixed value or less, a fixed value of low (L) level is set in a region of a fixed value or more, and D / A conversion is performed in a specific region It functions to change linearly.

【0021】図4は、この直流無刷子電動機の回転速度
S―負荷(出力)トルクT―駆動(負荷)電流Iカーブ
を示している。直流無刷子電動機の回転速度Sは、電動
機単体の特性としては、破線で示す特性のように、負荷
トルクTが0の場合に最高回転速度N0となり、負荷ト
ルクTの増加に従ってほぼ線形に低下する。この直流無
刷子電動機の回転速度を速度制御装置によりNfに制御
すると、実線で示す特性のように、負荷トルクTがTm
axとなるまで回転速度Nfを保ち、Tmax以上の負
荷トルクTが印加される領域では、単体の特性と同じく
ほぼ線形に回転速度が低下する。また、直流無刷子電動
機には、負荷トルクTに略比例した駆動電流を流し込む
ことが必要になる。
FIG. 4 shows the rotational speed S-load (output) torque T-drive (load) current I curve of this DC brushless motor. The rotation speed S of the DC brushless electric motor has the maximum rotation speed N0 when the load torque T is 0, and decreases linearly as the load torque T increases, as the characteristic of the electric motor alone, as indicated by the broken line. . When the rotation speed of this DC brushless motor is controlled to Nf by the speed control device, the load torque T is Tm as shown by the solid line characteristic.
In the region where the rotation speed Nf is maintained until it becomes ax and the load torque T of Tmax or more is applied, the rotation speed decreases almost linearly like the characteristic of the single body. Further, it is necessary to flow a drive current approximately proportional to the load torque T into the DC brushless motor.

【0022】ここで、直流無刷子電動機の回転速度を目
標の一定値に保つように負荷トルクTの変化に追従した
駆動電流を流し込むためには、制御信号発生装置15
は、出力端子Pから出力する位相制御信号24の値を変
化させることが必要であるが、その負荷トルクT―位相
制御信号電圧Vp(位相制御信号24の電圧)特性が、
図5に示すように、負荷トルクTが0からTmaxに変
動するとL1からH1へ大きく変化する特性であると、
直流無刷子電動機の特性のばらつきや制御装置の特性の
ばらつきによっては同期整定しようとするときの位相制
御信号電圧Vpが0からHの間に納まりきれず、回転が
不安定になる危険がある。
Here, in order to flow the drive current following the change of the load torque T so as to keep the rotation speed of the DC brushless motor at a target constant value, the control signal generator 15 is used.
Needs to change the value of the phase control signal 24 output from the output terminal P, and its load torque T-phase control signal voltage Vp (voltage of the phase control signal 24) characteristic is
As shown in FIG. 5, when the load torque T fluctuates from 0 to Tmax, the characteristic is that it changes greatly from L1 to H1.
Depending on the characteristics of the DC brushless motor and the characteristics of the control device, there is a risk that the phase control signal voltage Vp during the synchronous settling cannot be set between 0 and H and the rotation becomes unstable.

【0023】これを防止するためには、ゲインを上げる
ことが一般的な対応策であるが、特に低回転むら特性を
要求されるポリゴンミラー駆動用電動機の制御装置にお
いては、ゲインを上げすぎると回転速度に周期的なうね
りが発生して回転むらが増加してしまうため、単純にゲ
インを上げる方法では、この問題を解決することができ
ない。
In order to prevent this, it is a general countermeasure to increase the gain. However, if the gain is excessively increased in the control device for the electric motor for driving the polygon mirror, which is required to have the characteristic of low rotation unevenness. Since a cyclical undulation occurs in the rotation speed to increase the rotation unevenness, this problem cannot be solved by simply increasing the gain.

【0024】本発明になる前記速度制御装置は、負荷ト
ルクTが0からTmaxに変動するような装置において
も、ゲインを大きく設定することなく、位相制御信号電
圧Vpの変化を、図6に示すように、L2からH2の範
囲の小さな変化で対応させることが可能なように動作す
る。
FIG. 6 shows changes in the phase control signal voltage Vp of the speed control device according to the present invention, even when the load torque T varies from 0 to Tmax without setting a large gain. As described above, the operation is performed so that a small change in the range from L2 to H2 can be used.

【0025】この動作を、図1からその一部を抜粋して
示した図7の制御系を参照して説明する。
This operation will be described with reference to the control system shown in FIG. 7, which is a part of FIG.

【0026】直流無刷子電動機に印加される負荷トルク
Tが増加して駆動電流が増加すると、電流検出装置27
はこの駆動電流の増加を検知してその出力電位を下降さ
せる。この特性は、電流検出装置27を反転増幅器等で
構成することで得ることができる。電流検出装置27の
出力電位は抵抗器28に与えられるが、この実施例の構
成では、電流検出装置27の出力電位の下降により演算
増幅器19の出力電位が下降し、この演算増幅器19の
出力電圧の下降によって電動機駆動電圧のデューティが
大きくなって駆動電流が増加する。そのため、位相制御
信号電圧Vpの変化に全面的に依存せずに負荷トルクT
の変動に対応する駆動電流制御を実現することができる
ようになり、ゲインを大きく設定することなく、負荷ト
ルクTが0からTmaxに変動したときの位相制御信号
電圧Vpの変化を、図6に示すように、L2からH2の
間で小さく変化させることで対応させることが可能にな
る。
When the load torque T applied to the DC brushless motor increases and the drive current increases, the current detecting device 27
Detects this increase in drive current and lowers its output potential. This characteristic can be obtained by configuring the current detection device 27 with an inverting amplifier or the like. The output potential of the current detection device 27 is given to the resistor 28, but in the configuration of this embodiment, the output potential of the operational amplifier 19 decreases due to the decrease of the output potential of the current detection device 27, and the output voltage of this operational amplifier 19 is reduced. As a result, the duty of the motor drive voltage increases and the drive current increases. Therefore, the load torque T does not depend entirely on the change of the phase control signal voltage Vp.
Of the phase control signal voltage Vp when the load torque T fluctuates from 0 to Tmax without setting a large gain, as shown in FIG. As shown, a small change between L2 and H2 makes it possible to deal with it.

【0027】なお、本発明になる速度制御装置は、制御
信号発生装置15の後段に接続する演算増幅器19を反
転増幅特性ではなく、非反転増幅特性で使用するように
変形しても同様な制御特性を得ることができる。
The speed control device according to the present invention can be controlled in the same manner even if the operational amplifier 19 connected to the subsequent stage of the control signal generation device 15 is modified to have non-inverting amplification characteristics instead of inverting amplification characteristics. The characteristics can be obtained.

【0028】図8は、この変形した速度制御装置のブロ
ック図である。図1に示した実施例と同一の構成手段に
は同一参照符号を付して説明を省略し、相違する点を中
心に説明する。
FIG. 8 is a block diagram of this modified speed control device. The same components as those of the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and different points will be mainly described.

【0029】制御信号発生装置15の出力端子Pに接続
された抵抗器17及び出力端子Fに接続された抵抗器1
8の他端は共通に接続した状態で演算増幅器19の非反
転入力端子に接続される。この演算増幅器19の反転入
力端子には抵抗器20を介して基準電圧が与えられ、出
力端子と反転入力端子の間には抵抗器21が接続され
る。電流検出装置27は、駆動装置6から出力される駆
動電流を検出して抵抗器28の一端にその検出値に比例
した電位を与え、該抵抗器28を介して演算増幅器19
の反転入力端子に与える電位を変える。
The resistor 17 connected to the output terminal P and the resistor 1 connected to the output terminal F of the control signal generator 15.
The other end of 8 is connected in common to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 19. A reference voltage is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 19 via the resistor 20, and a resistor 21 is connected between the output terminal and the inverting input terminal. The current detection device 27 detects the drive current output from the drive device 6, applies a potential proportional to the detected value to one end of the resistor 28, and supplies the potential to the operational amplifier 19 via the resistor 28.
Change the potential applied to the inverting input terminal of.

【0030】この実施例の動作を、図8からその一部を
抜粋して示した図9の制御系を参照して説明する。
The operation of this embodiment will be described with reference to the control system of FIG. 9 which is a part of FIG.

【0031】直流無刷子電動機に印加される負荷トルク
Tが増加して駆動電流が増加すると、電流検出装置27
はその駆動電流の増加を検知してその出力電位を下降さ
せる。この特性は、電流検出装置27を反転増幅器等で
構成することで得ることができる。電流検出装置27の
出力電位は抵抗器28に与えられるが、この抵抗器28
は電流検出装置27から見た場合は反転増幅器の入力抵
抗となっているため、電流検出装置27の出力電位の下
降により演算増幅器19の出力電位は上昇する。この特
性は、駆動電流の検出量に応じて動作基準電圧を変える
ことにより、位相制御信号電圧Vpの変化に全面的に依
存せずに負荷トルクTの変動に対応する駆動電流制御を
実現することを可能にし、ゲインを大きく設定すること
なく、負荷トルクTが0からTmaxに変動したときの
位相制御信号電圧Vpの変化を、図6に示すように、L
2からH2の間で小さく変化させることで対応させるこ
とが可能になる。なお、この実施例では、演算増幅器1
9の出力電位が上昇することによる比較器22の矩形波
状出力信号電圧26のデューティの変化で駆動電流が増
加するように駆動装置6を構成する。
When the load torque T applied to the DC brushless motor increases and the drive current increases, the current detecting device 27
Detects an increase in its drive current and lowers its output potential. This characteristic can be obtained by configuring the current detection device 27 with an inverting amplifier or the like. The output potential of the current detection device 27 is given to the resistor 28.
Is an input resistance of the inverting amplifier when viewed from the current detection device 27, the output potential of the operational amplifier 19 rises as the output potential of the current detection device 27 decreases. This characteristic is that by changing the operation reference voltage according to the detected amount of the drive current, the drive current control corresponding to the variation of the load torque T can be realized without completely depending on the change of the phase control signal voltage Vp. And a change in the phase control signal voltage Vp when the load torque T changes from 0 to Tmax without setting a large gain, as shown in FIG.
A small change between 2 and H2 makes it possible to deal with it. In this embodiment, the operational amplifier 1
The drive device 6 is configured so that the drive current increases due to the change in the duty of the rectangular wave output signal voltage 26 of the comparator 22 due to the increase in the output potential of the comparator 9.

【0032】また、本発明の速度制御装置は、直流刷子
付き電動機の速度制御にも適用することができる。図1
0は、直流刷子付き電動機の速度制御装置のブロック図
であり、図1を参照して説明した直流無刷子電動機の速
度制御装置と同一の構成手段には同一の参照符号を付し
て説明を省略する。
The speed control device of the present invention can also be applied to speed control of an electric motor with a DC brush. Figure 1
Reference numeral 0 is a block diagram of a speed controller for a DC brushless motor, and the same components as those of the DC brushless motor speed controller described with reference to FIG. Omit it.

【0033】直流刷子付き電動機29の一方の刷子30
には電源7が接続され、他方の刷子31には駆動装置3
2が接続される。この駆動装置32は、直流刷子付き電
動機29に印加する駆動電圧のデューティを同様に制御
して駆動電流を制御する。
One brush 30 of the electric motor 29 with a DC brush
Is connected to the power source 7, and the other brush 31 is connected to the driving device 3
2 are connected. The drive device 32 similarly controls the duty of the drive voltage applied to the electric motor 29 with a DC brush to control the drive current.

【0034】本発明になる速度制御装置は、制御信号発
生装置15の出力端子Pに出力する位相制御信号電圧V
pの変化を小さく押えても大きな負荷トルクTの変動に
対応することができるため、位相制御信号電圧Vpを大
きく変化させなければ実現させることができなかった速
度切り換えが可能になる。
The speed control device according to the present invention includes the phase control signal voltage V output to the output terminal P of the control signal generator 15.
Since it is possible to cope with a large change in the load torque T even if the change in p is kept small, it is possible to perform speed switching that could not be realized unless the phase control signal voltage Vp is changed greatly.

【0035】図11は、本発明になる4速切り換えを可
能とした直流無刷子電動機の速度制御装置のブロック図
である。図1に示した実施例と同一の構成手段には同一
の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram of a speed control device for a direct current brushless motor capable of switching the fourth speed according to the present invention. The same components as those in the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0036】回転速度の基準となる周波数を発生する発
振器は、第1の発振器33,第2の発振器34,第3の
発振器35及び第4の発振器36で構成され、発信器3
3〜36から出力されるクロック信号の周波数はこの直
流負刷子電動機の4つの制御目標回転速度において速度
センサ11から出力される速度検出信号12の周波数に
比例する。
The oscillator for generating the frequency that serves as the reference of the rotation speed is composed of the first oscillator 33, the second oscillator 34, the third oscillator 35 and the fourth oscillator 36, and the oscillator 3
The frequency of the clock signal output from 3 to 36 is proportional to the frequency of the speed detection signal 12 output from the speed sensor 11 at the four control target rotation speeds of the DC negative brush motor.

【0037】この4つの発振器33〜36は、その各出
力信号を選択器37に入力するように接続され、2ビッ
トの速度指令信号38による指令に応じてその1つが選
択されてクロック信号として制御信号発生装置15に与
えられる。
Each of the four oscillators 33 to 36 is connected so that its output signal is input to the selector 37, one of which is selected according to a command from the 2-bit speed command signal 38 and controlled as a clock signal. It is provided to the signal generator 15.

【0038】制御信号発生装置15は、選択器37で選
択して与えられた発振器の発振周波数を基準として、前
述した実施例と同様に、直流無刷子電動機を速度制御す
る制御信号を発生する。
The control signal generator 15 generates a control signal for controlling the speed of the DC brushless motor in the same manner as in the above-described embodiment, with the oscillation frequency of the oscillator selected and given by the selector 37 as a reference.

【0039】図12は、本発明になる速度制御装置によ
り制御される電動機を使用してポリゴンミラーを駆動す
るプリンタもしくはファクシミリもしくは複写機等の事
務機器の縦断側面図である。システムコントローラ39
はレーザ発光源40の点滅を制御し、レーザ発光源40
から発生するレーザ光をポリゴンミラー用電動機41に
よって回転駆動されるポリゴンミラー42にて偏向して
感光体ドラム43を露光する。レーザ光に露光されて感
光体ドラム43に形成された印刷パターンは転写ドラム
44に転写され、現像装置45によって現像されて可視
像となる。給紙トレイ46に載置された記録紙47は、
給紙ローラ48により抽出及び搬送されて転写ドラム4
4から可視像が転写され、送紙ベルト49により搬送さ
れて定着機50で定着して機外に送り出される。
FIG. 12 is a vertical cross-sectional side view of office equipment such as a printer, a facsimile or a copying machine, which drives a polygon mirror by using an electric motor controlled by the speed control device according to the present invention. System controller 39
Controls the blinking of the laser emission source 40,
The laser light generated from the above is deflected by the polygon mirror 42 which is rotationally driven by the polygon mirror electric motor 41 to expose the photosensitive drum 43. The print pattern formed on the photosensitive drum 43 by being exposed to the laser light is transferred to the transfer drum 44 and developed by the developing device 45 to form a visible image. The recording paper 47 placed on the paper feed tray 46 is
The transfer drum 4 is extracted and conveyed by the paper feed roller 48.
The visible image is transferred from No. 4, is conveyed by the paper feeding belt 49, is fixed by the fixing device 50, and is sent out of the device.

【0040】なお、前記した実施例は電動機の駆動(負
荷)電流制御をPWM(パルス幅変調)方式とした例で
説明したが、PAM方式(パルス振幅変調)としても同
様に実施することができる。
Although the above-mentioned embodiment has been described by using the PWM (pulse width modulation) system as the drive (load) current control of the electric motor, it can be similarly implemented by the PAM system (pulse amplitude modulation). .

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は、負荷トルクが変化して駆動電
流が変化すると駆動制御回路手段の動作基準電圧レベル
が変化して電動機駆動電圧の制御を補助するように作用
するので、回転速度の切り換えや周囲温度変化による負
荷の変化があっても、電動機を目的の回転速度に安定に
制御することができる。
According to the present invention, when the load torque changes and the drive current changes, the operation reference voltage level of the drive control circuit means changes to assist the control of the motor drive voltage. Even if there is a change in load due to switching or a change in ambient temperature, the electric motor can be stably controlled at a target rotation speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明になる直流無刷子電動機の速度制御装置
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a speed control device for a DC brushless motor according to the present invention.

【図2】電動機の速度制御装置における位相制御信号の
出力特性である。
FIG. 2 is an output characteristic of a phase control signal in a speed control device for an electric motor.

【図3】電動機の速度制御装置における速度制御信号の
出力特性である。
FIG. 3 is an output characteristic of a speed control signal in a speed control device for an electric motor.

【図4】直流電動機の回転速度S―負荷トルクT―駆動
電流Iの相関特性である。
FIG. 4 is a correlation characteristic of rotation speed S of DC motor, load torque T, and drive current I.

【図5】従来の速度制御装置における負荷トルクT―位
相制御信号電圧Vpの相関特性である。
FIG. 5 is a correlation characteristic of load torque T-phase control signal voltage Vp in the conventional speed control device.

【図6】本発明になる速度制御装置における負荷トルク
T―位相制御信号電圧Vpの相関特性である。
FIG. 6 is a correlation characteristic of load torque T-phase control signal voltage Vp in the speed control device according to the present invention.

【図7】図1に示した速度制御装置の一部を抜粋した制
御系の動作説明用のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram for explaining the operation of the control system, in which a part of the speed control device shown in FIG. 1 is extracted.

【図8】本発明になる直流無刷子電動機の速度制御装置
の他の実施例を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the speed control device for a DC brushless motor according to the present invention.

【図9】図8に示した速度制御装置の一部を抜粋した制
御系の動作説明用のブロック図である。
9 is a block diagram for explaining the operation of the control system, which is a part of the speed control device shown in FIG.

【図10】本発明になる直流刷子付き電動機の速度制御
装置のブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a speed control device for an electric motor with a DC brush according to the present invention.

【図11】本発明になる直流無刷子電動機の速度制御装
置の更に他の実施例を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing still another embodiment of the speed control device for a DC brushless motor according to the present invention.

【図12】本発明になる速度制御装置により制御される
電動機を使用した事務機器の縦断側面図である。
FIG. 12 is a vertical cross-sectional side view of office equipment using an electric motor controlled by the speed control device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3 磁気検出素子 4 回転子 6 駆動装置 8,9,10 駆動コイル 11 速度センサ 12,14 速度検出信号 15 制御信号発生装置 19 演算増幅器 22 比較器 23 三角波発生器 24 位相制御信号 25 速度制御信号 27 電流検出装置 28 抵抗器 1, 2 and 3 Magnetic detection element 4 Rotor 6 Drive device 8, 9 and 10 Drive coil 11 Speed sensor 12 and 14 Speed detection signal 15 Control signal generator 19 Operational amplifier 22 Comparator 23 Triangular wave generator 24 Phase control signal 25 Speed control signal 27 Current detector 28 Resistor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電動機の回転速度に比例した周波数の速
度検出信号を発生する速度検出手段と、所定の速度基準
信号を発生する基準信号発生手段と、前記速度基準信号
と速度検出信号の位相を比較して位相制御信号を発生す
る位相比較手段と、前記速度基準信号と速度検出信号の
周期を比較して速度制御信号を発生する速度比較手段
と、前記位相制御信号及び速度制御信号に応じて電動機
駆動電圧を制御する駆動制御回路手段とを備えた電動機
の速度制御装置において、 前記電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出装置と、
その検出量に応じて前記駆動制御回路手段の動作基準電
圧を変えることにより前記位相比較手段の同期はずれを
防止する負荷電流補正手段とを備えたことを特徴とする
電動機の速度制御装置。
1. A speed detection means for generating a speed detection signal having a frequency proportional to a rotation speed of an electric motor, a reference signal generation means for generating a predetermined speed reference signal, and a phase of the speed reference signal and the speed detection signal. Phase comparison means for comparing and generating a phase control signal, speed comparison means for comparing the periods of the speed reference signal and speed detection signal to generate a speed control signal, and depending on the phase control signal and the speed control signal A speed control device for an electric motor, comprising a drive control circuit means for controlling an electric motor drive voltage, wherein a load current detection device for detecting a load current of the electric motor,
A speed control device for an electric motor, comprising: load current correction means for preventing out-of-synchronization of the phase comparison means by changing an operation reference voltage of the drive control circuit means in accordance with the detected amount.
【請求項2】 請求項1において、前記基準信号発生手
段は、速度基準信号を切り換えて電動機の回転速度を切
り換えることを特徴とする電動機の速度制御装置。
2. The speed control device for an electric motor according to claim 1, wherein the reference signal generating means switches the speed reference signal to switch the rotation speed of the electric motor.
【請求項3】 複写あるいは印字部と、この複写あるい
は印字部にレーザ光を掃引するポリゴンミラーを駆動す
るポリゴンミラー駆動電動機と、このポリゴンミラー駆
動電動機を制御する電動機制御回路とを備えた事務機器
において、 前記電動機制御回路は、電動機の回転速度に比例した周
波数の速度検出信号を発生する速度検出手段と、所定の
速度基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記速度
基準信号と速度検出信号の位相を比較して位相制御信号
を発生する位相比較手段と、前記速度基準信号と速度検
出信号の周期を比較して速度制御信号を発生する速度比
較手段と、前記位相制御信号及び速度制御信号に応じて
電動機駆動電圧を制御する駆動制御回路手段と、前記電
動機の負荷電流を検出する負荷電流検出装置と、当該付
加電流検出装置によって検出された負荷電流の検出量に
応じて前記駆動制御回路手段の動作基準電圧を変えるこ
とにより前記位相比較手段の同期はずれを防止する負荷
電流補正手段とを備えたことを特徴とする事務機器。
3. An office machine comprising a copying or printing section, a polygon mirror driving electric motor for driving a polygon mirror for sweeping laser light on the copying or printing section, and an electric motor control circuit for controlling the polygon mirror driving electric motor. In the motor control circuit, the speed control means for generating a speed detection signal having a frequency proportional to the rotation speed of the motor, a reference signal generation means for generating a predetermined speed reference signal, the speed reference signal and the speed detection signal. Phase comparison means for generating a phase control signal by comparing the phases of the two, speed comparison means for generating a speed control signal by comparing the periods of the speed reference signal and the speed detection signal, the phase control signal and the speed control signal Drive control circuit means for controlling the motor drive voltage according to the above, a load current detection device for detecting the load current of the motor, and the additional current Load current correction means for preventing the phase comparison means from being out of synchronization by changing the operation reference voltage of the drive control circuit means in accordance with the detected amount of the load current detected by the output device. office supply.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014007841A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Denso Corp Rotary actuator and valve using the same
JP2021180601A (en) * 2020-05-15 2021-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fan control system, fan system, active ingredient generation system, fan control method and program

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