DE69834312T2 - Verfahren und System zur Motorantriebsregelung - Google Patents

Verfahren und System zur Motorantriebsregelung Download PDF

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/06Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed

Description

  • GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorantriebsregelungssystem zur Durchführung einer Motorantriebsregelung in digitaler Weise unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulations-Ansteuerung (PWM).
  • Zugehöriger Stand der Technik
  • In einer digitalen Geschwindigkeitssteuerung unter Verwendung einer direkten PWM-Ansteuerung eines Motors wurde mittels einer Oszillatorschaltung, beispielsweise einer RC-Oszillatorschaltung unter Verwendung eines Widerstands und eines Kondensators eine PWM-Ansteuerungsfrequenz erzeugt, um auf diese Weise die digitale Geschwindigkeitsregelung in nicht-synchroner Weise mit jedem Satz von Schaltzeiten des Motors zu steuern bzw. zu regeln.
  • In einem derartigen Motorantriebsregelungssystem sind die PWM-Ansteuerungspulsanzahl jeder Phase und die Zeit von der Schaltzeit jeder Phase bis zum ersten PWM-Ansteuerungspuls unterschiedlich zueinander, und wobei eine Abweichung zwischen der Ansteuerungszeit für jede Phase aufgetreten ist. Im Ergebnis tritt im Einzelnen eine Drehzahlunregelmäßigkeit auf, wenn eine große PWM-Pulsanzahl nicht für die Schaltzeit jeder Phase durch die schrittförmige Geschwindigkeit und Verluste in einem Motor mit einer großen Anzahl von Umdrehungen verwendet werden kann, wobei die EIN-Zeiten der jeweiligen PWM-Pulse unterschiedlich zueinander sind, da die Pulse nicht miteinander synchron sind, und es werden Wirkungen der vorstehend angegebenen zeitlichen Unregelmäßigkeiten vergrößert, so dass ebenfalls die Drehzahlunregelmäßigkeit vergrößert wird. Da ferner das System den Widerstand und den Kondensator verwendet, sind Frequenzänderungen durch Änderungen der Einrichtungen oder Elemente und Kennlinienänderungen infolge eines Temperatureinflusses aufgetreten.
  • Die Druckschrift JP-A-08 047 284 offenbart eine Antriebseinrichtung eines bürstenlosen Motors. Die Antriebseinrichtung umfasst Ausgabetransistoren (Tr) Q1 – Q6 zum Zuführen eines Stroms zu einer Motorspule, sowie einen PWM-Steuerungsteil 50 zum Erzeugen einer leistungsversorgungsseitigen Spannung VM eines Ausgabetransistors (Tr) Q1 – Q6. Diese Druckschrift schlägt eine gegenseitige Interferenz eines PWM-Signals und eines FG-Signals vor, das die gegenwärtige Drehzahlfrequenz eines Motors bezeichnet, und bewirkt eine Drehzahlunregelmäßigkeit des bürstenlosen Motors.
  • Zur Verhinderung der Drehzahlunregelmäßigkeit in einem Motor infolge der gegenseitigen Interferenz der Signale erfolgt eine Initialisierung der Dreieckswelle (Dreieckssignalverlauf) eines PWM-Steuerungsteils auf der Basis eines Bezugstakts zur Verwendung bei einer PLL-Regelung.
  • Die Druckschrift JP-A-08 23 694 offenbart eine Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor (DC-Motor). Die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung (Geschwindigkeitsregelungseinrichtung) des bürstenlosen DC-Motors umfasst einen Ansteuerungsteil 30 zum Ansteuern des bürstenlosen DC-Motors mit einem PWM-Signal. Die Druckschrift empfiehlt, dass die Geschwindigkeitsregelungseinrichtung des bürstenlosen DC-Motors die Frequenz des PWM-Regelungssignals automatisch zur Erfassung der Geschwindigkeit des Motors anpasst.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Motorantriebsregelungssystem auszugestalten, bei dem die Ansteuerungsschaltzeit jeder Phase des Motors und die PWM-Ansteuerungsfrequenz zueinander synchronisiert sind.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorantriebsregelungssystem bereitzustellen, bei dem die PWM-Ansteuerungspulsanzahlen der jeweiligen Phasen des Motors identifiziert werden.
  • Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen deutlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Grundaufbaus eines Motorantriebsregelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ist ein Steuerungsschaltungsblockdiagramm gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei in konkreter Weise ein Motorantriebsregelungssystem gemäß 1 gezeigt ist,
  • 3 zeigt eine Signalzeitverlaufsdarstellung und zeigt jeden der Regelungsschaltungsteile gemäß der Darstellung in 2,
  • 4 ist eine Schaltungsanordnung zur Veranschaulichung von Einzelheiten einer in 3 gezeigten Phasenschaltlogikschaltung,
  • 5 zeigt ein Steuerungsschaltungsblockdiagramm gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer konkreten Darstellung eines Grundaufbaus eines Motorantriebsregelungssystems gemäß 1,
  • 6 zeigt ein Signalzeitverlaufsdiagramm zur Veranschaulichung jedes der Steuerungsschaltungsteile gemäß der Darstellung in 5, und
  • 7 zeigt ein Signalzeitverlaufsdiagramm zur Veranschaulichung eines Zustands, bei dem die Ansteuerungsschaltzeit jeder Phase eines Motors und die PWM-Ansteuerungsfrequenz zueinander synchron sind.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines Grundaufbaus eines Motorantriebsregelungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet Bezugszeichen 101 einen Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil zum Erzeugen eines Phasenschaltzeitsignals, 102 einen Treiber zum Durchführen der Motoransteuerung, 103 einen Motor, 104 einen PWM-Signalerzeugungsteil zum Erzeugen eines PWM-Takts, 105 eine Synchronisationseinrichtung zum Synchronisieren einer Phasenschaltzeit mit einem PWM-Takt.
  • In Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau führt der Treiber 102 zur Durchführung der Motoransteuerung ein Phasenschalten unter Verwendung des von dem Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil 101 stammenden Phasenschaltzeitsignals durch und steuert den Motor 103 in Abhängigkeit von dem PWM-Taktsignal an, das durch den PWM-Signalerzeugungsteil 104 erzeugt wurde. Hierbei verwendet der von dem PWM-Signalerzeugungsteil 104 erzeugte PWM-Takt das Phasenschaltzeitsignal synchron mit der Phasenschaltzeit eines Phasenschaltzeitsignals, das mit der Phasenschaltzeit durch die Synchronisationseinrichtung 105 synchronisiert ist.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel, das in konkreter Weise den Blockaufbau des in 1 gezeigten Motorantriebsregelungssystems zeigt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
  • 2 zeigt ein Motorantriebsregelungsschaltungs-Blockdiagramm zur konkreten Darstellung eines Blockaufbaus eines in 1 gezeigten Motorantriebsregelungssystems. In 2 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil zum Erzeugen eines Phasenschaltzeitsignals, 2 einen Treiber zur Durchführung einer Ansteuerung des Motors 21, 3 ein Motorantriebsregelungslogikteil, 4 ein FG-Erfassungsteil zur Erzeugung eines Drehzahlsignals in Abhängigkeit von der Drehung des Motors, und 5 ein Geschwindigkeitsregelungsteil. Das in 1 gezeigte Motorantriebsregelungssystem ist in bekannter Weise aufgebaut. Eine dieser bekannten Vorgehensweisen umfasst einen Motortreiber "HA13605", der kommerziell beispielsweise von Hitachi, Ltd. erhältlich ist.
  • Der Geschwindigkeitsregelungsteil umfasst einen Bezugstakterzeugungsteil 51 (Taktgenerator 51), einen Teiler 52 zum Teilen eines Bezugstakts des Bezugstakterzeugungsteils, ein Rauschfilter 53, einen Discremeter (Diskriminator) 54, eine Geschwindigkeitsübertragungseinrichtung 55 und eine Lade-/Entladeschaltung 56. Der Discremeter 54 vergleicht einen Takt des Taktgenerators 51, der mittels des Teilers 52 geteilt wurde, mit einem Signal des FG-Erfassungsteils über das Rauschfilter 53. Die Lade-/Entladeschaltung 56 besteht aus einer Ladepumpe 56a, einer Klemmschaltung 56b, einem Widerstand und einem Kondensator. Weist die Lade-/Entladeschaltung 56 keine Geschwindigkeit über einer gewünschten Geschwindigkeit auf, dann erfolgt eine Ladung zur Vergrößerung der Spannung, und weist andererseits die Lade/Entladeschaltung 56 eine Geschwindigkeit über einer gewünschten Geschwindigkeit auf, dann wird eine Entladung durchgeführt zur Verminderung der Spannung.
  • Diese Spannung erzeugt ein Pegelsignal, das die Pulsbreite des nachstehend noch beschriebenen PWM-Taktpulssignals bestimmt. Bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit wird ein Motorbereitschaftssignal ausgegeben.
  • Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Phasenschaltungslogikteil in dem Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil 1, und 8 bezeichnet einen Ausgabepuffer eines Hole-Verstärkers (Hall-Verstärkers). Das Bezugszeichen 6 bezeichnet einen PWM-Frequenzerzeugungsteil. In diesem PWM-Frequenzerzeugungsteil 6 bezeichnet Bezugszeichen 9 eine PLL-Schaltung, die eine erste PWM-Frequenzerzeugungsschaltung ist. Die PLL-Schaltung 9 erzeugt den ersten PWM-Takt mit konstanten Zeiten bezüglich des Phasenschaltzeitsignals auf der Basis des von dem Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteils 1 erzeugten Phasenschaltzeitsignal. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine zweite PWM-Frequenzerzeugungsschaltung, die einen zweiten PWM-Takt erzeugt. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Schalteinrichtung (Schalt-Schaltung), die den von der zweiten PWM-Frequenzerzeugungsschaltung 10 erzeugten zweiten PWM-Takt zu dem durch die PLL-Schaltung 9 in der ersten PWM-Frequenzerzeugungsschaltung erzeugten ersten PWM-Takt in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors schaltet, die mittels des Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlregelungsteils 5 erfasst wird. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Choppingwellen-Erzeugungsschaltung zum Formen einer PWM-Frequenz der Schalteinrichtung 11 zu einer Dreieckswelle. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Pulsbreitensteuerungsteil, der die Ansteuerungspulsbreite zum Steuern des Drehzahlsignals des Motors in Abhängigkeit von dem Pegelsignal des Geschwindigkeitsregelungsteils 5 variieren kann.
  • In einer ersten Stufe nach dem Starten einer Drehungsansteuerung des Motors wird der von der zweiten PWM-Frequenzerzeugungsschaltung 10 erzeugte zweite PWM-Takt über die Schalteinrichtung 11 dem Treiber 2 durch den Pulsbreitensteuerungsteil 13 zugeführt. Der Treiber 2 schaltet Phasen in Abhängigkeit von einem Phasenschaltzeitsignal des Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteils 1 zum Ansteuern des Motors 21 in Abhängigkeit von dem mittels des PWM-Signalerzeugungsteils 104 erzeugten zweiten PWM-Takt.
  • Durch diesen Motorantrieb bzw. diese Motoransteuerung wird ein Drehzahlsignal über das Rauschfilter 53 ausgegeben. Dieses Drehzahlsignal wird mittels eines durch den Teiler 52 geteilten Werts mittels des Discremeters 54 verglichen. Beispielsweise kann in dem vorstehend beschriebenen Motortreiber HA13605 von Hitachi, Ltd. eine gewünschte Geschwindigkeit erhalten werden, wenn der 2048-Takt der gleiche ist wie ein Drehzahlsignal-1-Puls. Ergibt der vorstehend angegebene Vergleich, dass eine gewünschte Geschwindigkeit nicht erhalten wird, dann wird die Lade-/Entladeschaltung 56 zum Vergrößern der Spannung geladen. Diese Spannung wird zu einem Pegelsignal zur Bestimmung der Pulsbreite eines zweiten PWM-Taktsignals. In dem zweiten PWM-Takt der zweiten PWM-Frequenzerzeugungsschaltung 10 wird eine Choppingwelle durch die Choppingwellen-Erzeugungsschaltung 12 erzeugt, und es kann der zweite PWM-Takt mittels dieser Choppingwelle und des Pegelsignals der Lade-/Entladeschaltung 56 verändert werden, so dass die Ansteuerungspulsbreite in dem Pulsbreitensteuerungsteil 13 vergrößert wird. Im Ergebnis wird die Pulsbreite des zweiten PWM-Taktsignals vergrößert, wobei die Ansteuerung des Motors 21 es erlaubt, die Geschwindigkeit des Motors 21 zu vergrößern. Erreicht somit die Motorgeschwindigkeit die erreichte Geschwindigkeit, dann wird von einem Geschwindigkeitsmonitor 55 ein Motorbereitschaftssignal (Motorbereit-Signal) ausgegeben. Die Schalteinrichtung 11 wird von dem zweiten PWM-Takt zu dem von der PLL-Schaltung 9, die die erste PWM-Signalerzeugungseinrichtung ist, erzeugten ersten PWM-Takt durch Empfangen des Motorbereitschaftssignals geschaltet. Somit wird der von der PLL-Schaltung 9 erzeugte erste PWM-Takt dem Treiber 2 über die Schalteinrichtung 11 zugeführt, und es wird der Treiber 2 mittels eines Phasenschaltzeitsignals des Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteils 1 phasengeschaltet. Danach wird eine Ansteuerung bzw. ein Antreiben des Motors 21 in Abhängigkeit von dem mittels der PLL-Schaltung 9 erzeugten ersten PWM-Takt durchgeführt. Da in diesem Falle die PLL-Schaltung 9 einen ersten PWM-Takt erzeugt, der ein Konstantfaches über dem Phasenschaltzeitsignal in Abhängigkeit von dem durch den Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil 1 erzeugten Phasenschaltzeitsignal ist, wird der erste PWM-Takt mit dem Phasenschaltzeitsignal synchronisiert. Wird eine Frequenz zu dem Sechsfachen variiert, dann nimmt der Motoransteuerungspuls jeder Phase in gleicher Weise das Sechsfache an.
  • In der ersten Stufe nach dem Starten des Drehantriebs des Motors wird daher der zweite PWM-Takt durch eine Frequenz gesteuert bzw. geregelt, die durch die zweite PWM-Frequenzerzeugungsschaltung 10 erzeugt wird. Wird eine gewünschte Drehzahl des Motors unter Verwendung der in der zweiten PWM-Frequenzerzeugungsschaltung 10 erzeugten Frequenz erhalten, dann wird die Frequenz zu der Frequenz umgeschaltet, die unter Verwendung des Motorbereitschaftssignals von dem Geschwindigkeitsregelungsteil 5 erzeugt wird. Diese Welle bzw. dieser Zeitverlauf in dieser PWM-Frequenz wird durch eine Choppingwelle unter Verwendung der PWM-gesteuerten Choppingwellen-Erzeugungsschaltung 12 geformt. Somit kann im Ergebnis die Ansteuerungspulsbreite des zweiten PWM-Taktsignals durch ein Pegelsignal verändert werden, das mittels des Geschwindigkeitsregelungsteils 5 erzeugt wird, und es kann für den Motor eine Drehzahlregelung durchgeführt werden.
  • 7 zeigt einen nicht-synchronen Zustand vor dem Umschalten zu der PWM-Frequenz unter Verwendung der Schalteinrichtung. Auch wenn derselbe Ansteuerungspuls an jede Phase angelegt wird, da die PWM-Taktzeit unterschiedlich ist zur Schaltzeit jeder Phase, sind die integrierten Werte der jeweiligen Phasenpulse zueinander differenziert. Da die Anzahl der Pulse klein wird für die Ansteuerungszeit jeder Phase des sich mit einer hohen Drehzahl und einem kleinen Drehmoment drehenden Motors, weist im Ergebnis der Motor Antriebskraftdifferenzen, Drehzahlunregelmäßigkeiten des Motors infolge der Differenzen der integrierten Werte auf.
  • Nach dem Schalten der PWM-Frequenz, das ein Charakteristikum der vorliegenden Erfindung ist, weist die PWM-Frequenz eine Beziehung eines konstant-fachen über der Phasenschaltzeit auf, wie es in 3 gezeigt ist. Daher werden die Anzahlen der PWM-Ansteuerungspulse der jeweiligen Phasen gleich, und kann die Zeit von der Schaltzeit bis zu dem ersten Ansteuerungspuls bei jeder Phase identifiziert werden. Wird derselbe Ansteuerungspuls an jede Phase angelegt, dann werden die integrierten Werte der Pulse der Phasen angeglichen. Somit kann die Genauigkeit der Drehzahlregelung des Motors und die Stabilität des Motors verbessert werden.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in konkreter Weise entsprechend dem Blockaufbau des Motorantriebsregelungssystems gemäß 1 nachstehend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
  • In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Synchronisation zwischen dem PWM-Takt und der Phasenschaltzeit durch das Bezugstaktsignal von dem Bezugstakterzeugungsteil und einem FG-Signal erhalten, das ein Drehzahlsignal des FG-Erfassungsteils auf der Basis der Motordrehung ist.
  • 5 ist ein Motorantriebsregelungsschaltungs-Blockdiagramm zum konkreten Veranschaulichen eines Blockaufbaus eines Motorantriebsregelungssystems gemäß 1. In 5 sind dieselben Elemente wie in dem ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass eine detaillierte Beschreibung weggelassen ist. Die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel bestehen in einem PWM-Frequenzerzeugungsteil 14. In diesem PWM-Frequenzerzeugungsteil 14 wird ein mittels eines Bezugstakterzeugungsteils 51 erzeugter Bezugstakt für PWM-Takte geteilt. Die PWM-Takte werden entsprechend Choppingwellen einer Choppingwellen-Erzeugungsschaltung 16 geformt und zu einem Pulsbreitensteuerungsteil 17 übertragen.
  • Die Motordrehzahlregelung wird in der Weise durchgeführt, dass der Bezugstakt mit einem FG-Signal synchronisiert ist, das ein Erfassungssignal für die Drehzahl des Motors ist. Der Bezugstakt Fosc umfasst eine Beziehung zwischen dem FG-Signal ffg, der Teilungsanzahl für eine Teilung mittels des Teilers 5 und der Zählernummer entsprechend einem Zählen mittels eines Discremeters (Diskriminator) 54. Die Beziehung wird durch eine Funktion wie folgt angegeben: Fosc = d·c·ffg. In diesem Falle ist das FG-Signal ffg ein N-faches (ganzzahliges Vielfaches) über der Anzahl der Umdrehungen des Motors. Ferner entspricht die Phasenschaltzahl je Umdrehung des Motors einer Anzahl N einer Phase je Umdrehung des Motors. In diesem Falle weist die PWM-Frequenz eine Beziehung zu dem Frequenztakt fosc auf. Diese Beziehung wird ausgedrückt durch die Funktion: fgwm = fosc/D, wobei D eine Teilungsanzahl in dem Teiler 15 für den PWM-Frequenzerzeugungsteil 14 ist.
  • Daher wird die nachfolgende Funktion: fgbm = [(d·c)/D]·ffg erhalten. In der Beziehung zwischen dem FG-Signal und der Phasenschaltung wird die Anzahl der Schaltungen je Umdrehung durch N/n aufgedrückt. Wird somit eine Funktion [(d·c)/D]·N/n als eine ganze Zahl eingestellt, dann kann die PWM-Frequenz mit der Phasenschaltzeit synchronisiert werden.
  • Ist somit diese Beziehung erfüllt, dann kann die Ansteuerungszeit jeder Phase mit der PWM-Frequenz synchronisiert werden, wobei eine mit der Phasenschaltzeit synchronisierte PWM-Frequenz aus dem Bezugstakt lediglich unter Verwendung des Teilers erzeugt werden kann. Im Ergebnis können Kostensteigerungen sowie eine Steigerung der Komplexität der Schaltungen verhindert werden, und es können ebenfalls, in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel, die Drehzahlunregelmäßigkeiten des Motors vermindert werden. Ferner kann die Drehzahlgenauigkeit und die Stabilität verbessert werden.
  • In der ersten Stufe nach dem Start des drehenden Antreiben des Motors wird der mittels des Teilers 15 geteilte PWM-Takt dem Treiber 2 über die Choppingwellen-Erzeugungsschaltung 16 und den Pulsbreitensteuerungsteil 17 zugeführt. Der Treiber 2 schaltet Phasen in Abhängigkeit von einem Phasenschaltzeitsignal des Phasenschaltzeitsignal-Erzeugungsteil 1 zum Antreiben bzw. Ansteuern des Motors 21, in Abhängigkeit von dem mittels des Teilers 16 geteilten PWM-Takt. Entsprechend dieser Motoransteuerung wird ein Drehzahlsignal durch das Rauschfilter 53 ausgegeben. Das Drehzahlsignal wird mittels des Discremeters 54 mit einem durch den Teiler 52 geteilten Wert verglichen. Wird in Verbindung mit diesem Vergleich ermittelt, dass eine gewünschte Geschwindigkeit nicht erreicht ist, dann wird die Lade-/Entladeschaltung 56 zum Vergrößern der Spannung geladen. Diese Spannung wird zu einem Pegelsignal, das die Pulsbreite eines PWM-Taktsignals bestimmt. In dem PWM-Taktsignal wird eine Choppingwelle durch die Choppingwellen-Erzeugungsschaltung 16 erzeugt, und es kann der PWM-Takt durch diese Choppingwelle und das Pegelsignal der Lade/Entladeschaltung 56 geändert werden, sodass die Ansteuerungspulsbreite in dem Pulsbreitensteuerungsteil 17 vergrößert wird. Im Ergebnis wird die Pulsbreite des PWM-Taktsignals vergrößert, sodass die Ansteuerung bzw. das Antreiben des Motors 21 es ermöglicht, dass die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Motors 21 erhöht wird. Erreicht somit die Motordrehzahl den gewünschten Wert, d.h. wenn der Taktpuls gleich einem Puls des Drehzahlsignals ist, dann wird die Ansteuerungspulsbreite zu einer konstanten Breite durch den Pulsbreitensteuerungsteil 17. Der PWM-Takt mit einer konstanten Ansteuerungspulsbreite wird an den Treiber 2 durch die Schalteinrichtung 11 angelegt, und es wird der Treiber 2 mittels eines Phasenschaltzeitsignals des Phasenzeitschaltsignal-Erzeugungsteils 1 Phasengeschaltet. Danach wird ein Ansteuern des Motors 21 in Abhängigkeit von dem PWM-Takt mit der konstanten Ansteuerungspulsbreite durchgeführt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung und der vorstehenden Beschreibung werden die Ansteuerungsschaltzeit jeder Phase und die PWM-Ansteuerungsfrequenz miteinander synchronisiert, und es wird die PWM-Pulsanzahl jeder Phase einander angeglichen. Ferner kann die Zeit von der Phasenschaltzeit bis zu dem ersten Puls ebenfalls aneinander angeglichen werden.
  • Somit treten bei einem Motor mit einer großen Drehzahl Drehzahl-Unregelmäßigkeiten bei der Drehung des Motors auf, wenn eine Steuerung bzw. eine Regelung in nichtsynchroner Weise erfolgt. Kann ferner eine große PWM-Pulsanzahl für die Schaltzeiten jeder Phase nicht infolge der Schaltungsgeschwindigkeit und der Verluste verwendet werden, dann ist die EIN-Zeit eines nicht-synchronen Pulses jeder Phase unterschiedlich zu jedem anderen, und der Motor wird durch Pulsabweichungen beeinträchtigt, sodass Drehzahlunregelmäßigkeiten bzw. Umdrehungsunregelmäßigkeiten des Motors vergrößert werden. Da ferner der Motor einen Widerstand und einen Kondensator verwendet, können Unterschiede in der Frequenz infolge der Unregelmäßigkeiten der Einrichtung und Änderung der Eigenschaften mit der Temperatur verhindert werden. In Verbindung mit der Verhinderung der Kostensteigerung und der Komplexität der Schaltungen können Drehunregelmäßigkeiten des Motors vermindert werden, und es kann eine Motordrehzahlregelung mit einer hohen Genauigkeit verwirklicht werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft zur Durchführung einer hochgenauen Drehzahlregelung eines Antriebsmotors für eine optische Diskeinrichtung mit einer hohen Drehzahl des Motors und einem Polygon-Antriebsmotor für einen Laserdrucker, eine digitale Kopiermaschine und dergleichen.

Claims (5)

  1. Antriebsregelungssystem für einen Motor (21, 103), mit einer Ansteuerungseinrichtung (2, 102) zur Durchführung einer Phasenumschaltung des Motors unter Verwendung eines Phasenschaltzeitsignals einer Phasenschaltzeiterzeugungseinrichtung (1, 101), und einer Geschwindigkeitssteuerung des Motors (21, 103) in Abhängigkeit von einem mittels einer PWM-Signalerzeugungseinrichtung (6, 104) erzeugten PWM-Signal, dadurch gekennzeichnet, dass die PWM-Signalerzeugungseinrichtung eingerichtet ist zur Erzeugung des PWM-Signals in Synchronismus mit dem Phasenschaltzeitsignal, wobei die PWM-Signalfrequenz ein konstantes Mehrfaches der Phasenschaltzeitsignalfrequenz ist.
  2. Motorantriebsregelungssystem für einen Motor (21, 103) nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Pulse des PWM-Signals in jeder Phase gleich ist.
  3. Motorantriebsregelungssystem für einen Motor (21, 103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: einer Erfassungseinrichtung (4) zur Erfassung einer Drehzahl des Motors, wobei die Pulsbreite des PWM-Signals durch die PWM-Signalerzeugungseinrichtung (6, 104) verändert werden kann zur Steuerung der Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der mittels der Erfassungseinrichtung erfassten Drehzahl des Motors.
  4. Motorantriebsregelungssystem nach Anspruch 1, für einen Motor (21, 103), ferner mit: einer zweiten PWM-Signalerzeugungseinrichtung (10) zur Erzeugung eines zweiten PWM-Signals, einer Erfassungseinrichtung (4) zur Erfassung einer Drehzahl des Motors, und einer Schalteinrichtung (11) zum Schalten des mittels der zweiten PWM-Signalerzeugungseinrichtung erzeugten zweiten PWM-Signals zu dem mittels der PWM-Signalerzeugungseinrichtung erzeugten PWM-Signal in Abhängigkeit von der mittels der Erfassungseinrichtung erfassten Drehzahl des Motors.
  5. Motorantriebsregelungssystem für einen Motor (21, 103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Phasenschaltzeiterzeugungseinrichtung (1, 101) das Phasenschaltzeitsignal in Abhängigkeit von einer Ausgabe eines Hole-Verstärkers erzeugt.
DE69834312T 1997-12-19 1998-12-18 Verfahren und System zur Motorantriebsregelung Expired - Lifetime DE69834312T2 (de)

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