專利名稱：直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置及回轉(zhuǎn)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用直流馬達(dá)(DC馬達(dá))作為機(jī)械動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源、且要求該直流馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定化及累積回轉(zhuǎn)數(shù)的控制的裝置，尤其涉及下述直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置和回轉(zhuǎn)控制裝置整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接，且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，與定子設(shè)為一體的一對(duì)電極用電刷與上述整流子滑接，通過(guò)該電極用電刷及整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，檢測(cè)直流馬達(dá)的上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)速度及回轉(zhuǎn)位置至少某個(gè)，合適地控制上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)動(dòng)作。
以往，大多使用電刷式直流馬達(dá)作為機(jī)械動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)源，上述所謂機(jī)械動(dòng)作是指例如照相機(jī)中用于使由變焦透鏡所構(gòu)成的攝影透鏡變焦的變焦動(dòng)作，根據(jù)測(cè)距信息等被攝體距離信息用于使攝影透鏡和成像面的至少一方沿光軸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)焦的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)，用于進(jìn)行攝影膠卷的卷取或卷回的膠卷進(jìn)給驅(qū)動(dòng)等。電刷式直流馬達(dá)是在定子上使用永久磁鐵等形成若干固定磁極，若干轉(zhuǎn)子線圈形成轉(zhuǎn)子的若干磁極，通過(guò)與轉(zhuǎn)子一體回轉(zhuǎn)的整流子以及從定子側(cè)與該整流子滑接的電刷，根據(jù)回轉(zhuǎn)角度切換供給直流驅(qū)動(dòng)電流，使轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)。
作為這種直流馬達(dá)可以例舉三極馬達(dá)，如圖30所示，表示該馬達(dá)場(chǎng)合。從直流驅(qū)動(dòng)電源E0通過(guò)一對(duì)電極用電刷B01、B02，向整流子CM0進(jìn)行供電，該整流子CM0與上述電極用電刷B01、B02滑接。該電極用電刷B01和B02相對(duì)整流子CM0在相差180度位置相接。整流子CM0形成與轉(zhuǎn)子一體動(dòng)作的圓筒面，本例場(chǎng)合，以等角度間隔即大致以120度三等分接片構(gòu)成該圓筒面。三個(gè)轉(zhuǎn)子線圈分別連接在整流子CM0的各鄰接接片間，通過(guò)上述轉(zhuǎn)子線圈形成三個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。
根據(jù)回轉(zhuǎn)角度不同，電極用電刷B01、B02與整流子CM0的各接片之間的接觸狀態(tài)變化，極性變動(dòng)，在上述轉(zhuǎn)子磁極與定子側(cè)的由永久磁鐵所構(gòu)成的例如一對(duì)定子磁極(沒(méi)有圖示)之間，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。隨著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)，各轉(zhuǎn)子磁極順序與各定子磁極對(duì)向，且電極用電刷B01、B02與整流子CM0的各接片之間的接觸狀態(tài)變化，通過(guò)各轉(zhuǎn)子磁極的極性順序變動(dòng)，轉(zhuǎn)子繼續(xù)回轉(zhuǎn)。
即若從電源E0施加電壓到一對(duì)電極用電刷B01、B02上，則電流從電極用電刷B01、B02中一方通過(guò)轉(zhuǎn)子線圈向另一方流動(dòng)，由于轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，形成轉(zhuǎn)子磁極。這樣，通過(guò)轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子磁極所引起的磁場(chǎng)的作用，轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)。
作為檢測(cè)這種馬達(dá)回轉(zhuǎn)的方法一般采用旋轉(zhuǎn)編碼方式。即在馬達(dá)的回轉(zhuǎn)輸出軸或響應(yīng)其回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置回轉(zhuǎn)狹縫圓盤(pán)，在該回轉(zhuǎn)狹縫圓盤(pán)周面上形成狹縫，用光斷流器檢測(cè)該回轉(zhuǎn)狹縫圓盤(pán)周面的狹縫，檢測(cè)回轉(zhuǎn)。這種方法確實(shí)能檢測(cè)回轉(zhuǎn)，但需要構(gòu)成旋轉(zhuǎn)編碼器的回轉(zhuǎn)狹縫圓盤(pán)及光斷流器等，占據(jù)空間體積增大，且成本上升。
除了上述方法之外，還有如圖31和32所示的從驅(qū)動(dòng)電流波動(dòng)檢測(cè)回轉(zhuǎn)的方法。
在圖31中，在從驅(qū)動(dòng)電源E0向一方(例如在圖中是電極用電刷B02)供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流的供電電路上串接電阻R0，檢測(cè)電阻R0的端電壓，得到如圖32所示的驅(qū)動(dòng)電流的60度周期的波動(dòng)波形。該波動(dòng)波形由于與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)角度位置相對(duì)應(yīng)，所以，通過(guò)對(duì)其作適當(dāng)波形整形等能得到與回轉(zhuǎn)角度位置相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。該方法雖在減少空間體積及成本上有利，但存在因噪音等引起誤檢測(cè)等檢測(cè)精度方面問(wèn)題。
針對(duì)上述問(wèn)題，在特開(kāi)平4-127864號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)了一種方法，其設(shè)置與一對(duì)電極用電刷不同的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，檢測(cè)回轉(zhuǎn)。上述檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷與一對(duì)電極用電刷同樣，與整流子滑接，提取整流子中電壓。根據(jù)該檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)到的信號(hào)檢測(cè)回轉(zhuǎn)。
在上述特開(kāi)平4-127864號(hào)公報(bào)等中具體公開(kāi)了如圖33所示結(jié)構(gòu)。馬達(dá)M0除了一對(duì)電極用電刷B01、B02之外還設(shè)有檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD0，在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD0上順序連接微分電路101、時(shí)間常數(shù)復(fù)原電路102及時(shí)間常數(shù)電路103。上述時(shí)間常數(shù)電路103的輸出端與比較器105的非反轉(zhuǎn)輸入端相連接，比較標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生部104的輸出端與比較器105的反轉(zhuǎn)輸入端相連接。比較器105的輸出通過(guò)圖示極性的二極管106與繼電器107的勵(lì)磁線圈一端相連接。繼電器107的勵(lì)磁線圈另一端與驅(qū)動(dòng)電源E0一端相連接。電極用電刷B01通過(guò)繼電器107的接點(diǎn)107a與驅(qū)動(dòng)電源E0一端相接，電極用電刷B02直接與驅(qū)動(dòng)電源E0另一端相接。
上述繼電器107的勵(lì)磁線圈一端通過(guò)圖示極性的二極管108與馬達(dá)起動(dòng)電路109的三極管109a的集電極相連接。馬達(dá)起動(dòng)信號(hào)通過(guò)電阻109b供給三極管109a的基極，在三極管109a的基極與發(fā)射極之間連接有電阻109c。三極管109a的發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)電源E0另一端相接。
圖34表示上述結(jié)構(gòu)中各部的信號(hào)波形，即表示輸入到馬達(dá)起動(dòng)電路109的馬達(dá)起動(dòng)信號(hào)、檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD0的檢測(cè)信號(hào)、微分電路101的輸出信號(hào)、時(shí)間常數(shù)電路103的輸出信號(hào)、比較器105的輸出信號(hào)、繼電器107的動(dòng)作信號(hào)及從驅(qū)動(dòng)電源E0向馬達(dá)M0的驅(qū)動(dòng)電源供給各波形。
根據(jù)馬達(dá)起動(dòng)信號(hào)，馬達(dá)起動(dòng)電路109的三極管109a接通，繼電器107接通，接點(diǎn)107a閉合，電力通過(guò)電極用電刷B01和B02供給馬達(dá)M0，馬達(dá)M0開(kāi)始回轉(zhuǎn)。隨著馬達(dá)M0回轉(zhuǎn)，從檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD0輸出脈沖列SA0，在微分電路101被微分，將與各脈沖前緣同步的信號(hào)SB0供給時(shí)間常數(shù)復(fù)原電路102。時(shí)間常數(shù)復(fù)原電路102與信號(hào)SB0同步，使時(shí)間常數(shù)電路103復(fù)原，從時(shí)間常數(shù)電路103輸出信號(hào)SC0。
在馬達(dá)M0以通?；剞D(zhuǎn)速度回轉(zhuǎn)的通常狀態(tài)下，從時(shí)間常數(shù)電路103輸出的信號(hào)SC0不超過(guò)由比較標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生部104供給的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。在這種狀態(tài)下，比較器105的輸出信號(hào)SD0是“L(低電平)”，繼電器107被勵(lì)磁，繼續(xù)接通狀態(tài)，維持對(duì)于馬達(dá)M0的供電。但是，因過(guò)負(fù)荷等原因，若馬達(dá)M0的回轉(zhuǎn)速度降低，從時(shí)間常數(shù)電路103輸出的信號(hào)SC0超過(guò)由比較標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)生部104供給的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，比較器105的輸出信號(hào)SD0成為“H(高電平)”，在繼電器107中沒(méi)有勵(lì)磁電流，成為斷開(kāi)狀態(tài)，接點(diǎn)107a斷開(kāi)，停止對(duì)馬達(dá)M0的供電。這樣，檢測(cè)馬達(dá)M0回轉(zhuǎn)速度的降低，停止馬達(dá)M0，防止過(guò)大電流持續(xù)流過(guò)馬達(dá)M0。
上述特開(kāi)平4-127864號(hào)公報(bào)等公開(kāi)的方法只不過(guò)是馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度有某種程度降低場(chǎng)合使繼電器動(dòng)作，并沒(méi)有明確表示通過(guò)高精度檢測(cè)回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)速度及回轉(zhuǎn)位置等用于回轉(zhuǎn)方向控制、回轉(zhuǎn)數(shù)控制及回轉(zhuǎn)速度控制等的技術(shù)。
本發(fā)明就是鑒于上述先有技術(shù)所存在的問(wèn)題而提出來(lái)的，本發(fā)明的目的在于，提供直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置、回轉(zhuǎn)控制裝置以及裝有上述回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置、回轉(zhuǎn)控制裝置的電氣裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，可靠檢測(cè)和控制電刷式直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置，能有效進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置中至少某個(gè)；其特征在于，包括至少一個(gè)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，用于檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)；標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓；比較器，比較由上述檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓和由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。
根據(jù)本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，其特征還在于，標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置包括對(duì)上述直流驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行分壓得到比較標(biāo)準(zhǔn)電壓的裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種電氣裝置，其設(shè)有本發(fā)明的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，控制上述結(jié)構(gòu)直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)動(dòng)作；其特征在于，包括至少一個(gè)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，用于檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)；馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，向上述一對(duì)電極用電刷供給上述直流驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)該直流馬達(dá)；標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生與上述轉(zhuǎn)子的不同回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓對(duì)應(yīng)的若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓；比較器，對(duì)由上述檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓和由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓之一進(jìn)行比較。
馬達(dá)控制電路，將由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓中與所希望的回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓對(duì)應(yīng)的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓供給上述比較器，且根據(jù)上述回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓及上述比較器的輸出信號(hào)控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征還在于，馬達(dá)控制電路包括脈沖間隔檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)上述比較器的輸出脈沖間隔；回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置，根據(jù)由上述脈沖間隔檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的脈沖間隔求取上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)速度；回轉(zhuǎn)速度比較裝置，將上述由回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的回轉(zhuǎn)速度與目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較；斬波器控制裝置，根據(jù)上述比較結(jié)果進(jìn)行斬波器控制，控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出，以達(dá)到上述目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
根據(jù)本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征還在于，馬達(dá)控制電路進(jìn)一步包括抑制檢測(cè)速度裝置，當(dāng)通過(guò)上述斬波器控制裝置進(jìn)行斬波器控制時(shí)，使得根據(jù)上述脈沖間隔檢測(cè)裝置檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度無(wú)效。
根據(jù)本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征還在于，馬達(dá)控制電路包括脈沖數(shù)計(jì)數(shù)裝置，用于對(duì)馬達(dá)回轉(zhuǎn)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，用于計(jì)算累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)；殘存回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，用于計(jì)算殘存回轉(zhuǎn)數(shù)；斬波器控制裝置，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行斬波器控制，控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出，以達(dá)到上述目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種電氣裝置，其設(shè)有本發(fā)明的回轉(zhuǎn)控制裝置。
下面說(shuō)明本發(fā)明的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)提供直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置和回轉(zhuǎn)控制裝置，可靠檢測(cè)和控制電刷式直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置，有效進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
按照本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置中至少某個(gè)，本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置除了上述一對(duì)電極用電刷之外，另外在定子側(cè)設(shè)置單一的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)，同時(shí)在比較器比較由該檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓與由標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，得到檢測(cè)回轉(zhuǎn)信號(hào)，能以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)有效地檢測(cè)回轉(zhuǎn)。
按照本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置包括對(duì)直流驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行分壓得到比較標(biāo)準(zhǔn)電壓的裝置，能與馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電壓變化相對(duì)應(yīng)檢測(cè)回轉(zhuǎn)。
按照本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，控制上述轉(zhuǎn)子動(dòng)作，本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置除了上述一對(duì)電極用電刷之外，另外在定子側(cè)設(shè)置單一的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，根據(jù)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路供給一對(duì)電極用電刷的直流驅(qū)動(dòng)電壓，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生與上述轉(zhuǎn)子不同回轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的兩種比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，在比較器比較由該檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓與由標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的兩種比較標(biāo)準(zhǔn)電壓中一方，同時(shí)，通過(guò)馬達(dá)控制電路將上述兩種比較標(biāo)準(zhǔn)電壓中與所希望回轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓供給上述比較器，與上述回轉(zhuǎn)方向及比較器的輸出相對(duì)應(yīng)，控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，能以簡(jiǎn)單且不額外占有空間的結(jié)構(gòu)，有效地檢測(cè)直流馬達(dá)回轉(zhuǎn)，合適地進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
按照本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，馬達(dá)控制電路包括用于檢測(cè)上述比較器輸出脈沖的脈沖間隔的脈沖間隔檢測(cè)裝置、根據(jù)由上述脈沖間隔檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的脈沖間隔求取轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度的回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置、將上述由回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的回轉(zhuǎn)速度與目標(biāo)速度進(jìn)行比較的回轉(zhuǎn)速度比較裝置、以及根據(jù)上述比較結(jié)果進(jìn)行斬波器控制、控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出以達(dá)到上述目標(biāo)速度的斬波器控制裝置，能可靠地檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度，有效地進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
按照本發(fā)明的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，進(jìn)一步包括抑制檢測(cè)速度裝置，在進(jìn)行斬波器控制時(shí)，使得通過(guò)脈沖間隔檢測(cè)裝置的回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)為無(wú)效，能防止誤檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度，有效地進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明如下

圖1是模式表示本發(fā)明實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)的正面局部縱截面圖；圖2是模式表示圖1直流馬達(dá)從回轉(zhuǎn)軸前端側(cè)看的左側(cè)面圖；圖3是模式表示本發(fā)明第一實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖；圖4是模式表示本發(fā)明第二實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖；圖5是用于說(shuō)明圖4的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖6是模式表示本發(fā)明第三實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖；圖7是用于說(shuō)明圖6的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖8是模式表示本發(fā)明第四實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖；圖9是用于說(shuō)明圖8的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖10是模式表示本發(fā)明第五實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖；圖11是用于說(shuō)明圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的主要部分的流程圖；圖12是用于說(shuō)明圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖13是用于說(shuō)明圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的檢測(cè)脈沖間隔的各部信號(hào)波形圖；圖14是模式表示本發(fā)明第六實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖；圖15是用于說(shuō)明圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的真值表；圖16是用于說(shuō)明圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的主要部分的流程圖；圖17是用于說(shuō)明圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖18是用于說(shuō)明本發(fā)明第七實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的主要部分的流程圖；圖19是用于說(shuō)明圖18動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖20是模式表示本發(fā)明第八實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖；圖21是用于說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的主要部分的流程圖；圖22是用于說(shuō)明圖20動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖23是模式表示本發(fā)明第九實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖；圖24是用于說(shuō)明本發(fā)明第九實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的主要部分的流程圖；圖25是用于說(shuō)明圖23動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖；圖26是本發(fā)明直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作場(chǎng)合將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷設(shè)定在某位置時(shí)用于說(shuō)明整流子與各電刷位置關(guān)系變化的模式圖；圖27是用于說(shuō)明圖26的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的輸出信號(hào)的波形圖；圖28是本發(fā)明直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作場(chǎng)合將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷設(shè)定在另一位置時(shí)用于說(shuō)明整流子與各電刷位置關(guān)系變化的模式圖；圖29是用于說(shuō)明圖28的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的輸出信號(hào)的波形圖；圖30是用于說(shuō)明一般三極直流馬達(dá)的構(gòu)成原理的模式圖；圖31是用于說(shuō)明以往三極直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)方法的模式圖；圖32是用于說(shuō)明圖31中三極直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)方法中信號(hào)波形的模式圖；圖33是用于說(shuō)明以往使用檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置一例結(jié)構(gòu)的模式圖；圖34是用于說(shuō)明圖33的回轉(zhuǎn)控制裝置中各部信號(hào)波形的模式圖。
下面參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例。
先說(shuō)明本發(fā)明涉及的直流馬達(dá)。
圖1是模式表示本發(fā)明實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)的正面局部縱截面圖，圖2是模式表示圖1直流馬達(dá)從回轉(zhuǎn)軸前端側(cè)看的左側(cè)面圖。
圖1和圖2表示直流馬達(dá)中配設(shè)電刷部附近的結(jié)構(gòu)。在圖1和圖2中，M1表示直流馬達(dá)，圖中表示直流馬達(dá)M1的主要部分，110表示定子，111表示轉(zhuǎn)子，112表示整流子，113表示回轉(zhuǎn)軸，114表示支承基體，115和116表示一對(duì)電極用電刷，117和118表示一對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，119表示轉(zhuǎn)子線圈，120表示電極用電刷的外部端子，121表示檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的外部端子。其中，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在圖1僅顯示電極用電刷115和檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117，省略了116和118。另外，檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷并不限定為二個(gè)，但至少需要一個(gè)。圖1表示電極用電刷115、116與檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117、118在軸向即沿回轉(zhuǎn)軸113方向錯(cuò)開(kāi)配置狀態(tài)，圖2表示電極用電刷115相對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117、電極用電刷116相對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷118分別形成40度回轉(zhuǎn)角度的配置狀態(tài)。
轉(zhuǎn)子111卷裝三組線圈(沒(méi)有圖示)，形成例如三極磁極，固定在回轉(zhuǎn)軸113上。整流子112包括若干整流子片，它們以等角度間隔圍在回轉(zhuǎn)軸周?chē)３秩舾砷g隙。在圖中場(chǎng)合，有三片以導(dǎo)體形成的整流子片。轉(zhuǎn)子111的各組線圈連接在該整流子112的鄰接整流子片之間?；剞D(zhuǎn)軸113在中間部固定支承轉(zhuǎn)子111，在接近轉(zhuǎn)子一端固定支承整流子112，回轉(zhuǎn)軸113由支承基體114等支承，回轉(zhuǎn)自如。支承基體114在整流子112側(cè)一端附近通過(guò)適當(dāng)?shù)妮S承機(jī)構(gòu)支承回轉(zhuǎn)軸113，使回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)自如。該支承基體114呈中空的短尺寸筒狀，具有一端部，在其中空部大致收納支承一對(duì)電極用電刷115、116和一對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117和118。在保持回轉(zhuǎn)軸113狀態(tài)下，該支承基體114還將整流子112大致收納在其中空部。定子110收納上述轉(zhuǎn)子111、整流子112、回轉(zhuǎn)軸113、支承基體114等構(gòu)成馬達(dá)M1。
一對(duì)電極用電刷115、116由富有導(dǎo)電性及彈性的帶狀板材構(gòu)成，如圖2所示，分別折曲成U字狀，其一端朝外方折曲，再在前端部折曲形成與往外方折曲前的部分大致平行的部分，另一端的前端部形成向板面上直角方向延伸的延伸部。上述一對(duì)電極用電刷115、116被配置為相對(duì)與上述延伸部大致平行的軸呈回轉(zhuǎn)對(duì)稱，與整流子112滑接，兩者被配置在成180度回轉(zhuǎn)角度位置，保持在上述支承基體114的中空部。
一對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117、118由富有導(dǎo)電性及彈性的帶狀板材構(gòu)成，如圖2所示，分別折曲成L字狀，其一端的從折曲部的長(zhǎng)度比另一端長(zhǎng)，在另一端的前端部形成向板面上直角方向延伸的延伸部。上述一對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117、118被配置為相對(duì)與上述延伸部大致平行的軸呈回轉(zhuǎn)對(duì)稱，與整流子112滑接，兩者被配置在成180度回轉(zhuǎn)角度位置，而且，該滑接位置位于相對(duì)上述一對(duì)電極用電刷115、116在沿回轉(zhuǎn)軸113的軸向隔所定間隙的不同位置，分別以所定回轉(zhuǎn)角度、例如40度的位置保持在上述支承基體114的中空部。
支承基體114具有通孔，分別插入整流子112和回轉(zhuǎn)軸113，且在通孔上形成軸承部，保持回轉(zhuǎn)軸113回轉(zhuǎn)自如。
上述一對(duì)電極用電刷115、116的另一端的延伸部以及上述一對(duì)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷117、118的另一端的延伸部都作為連接外部用的外部端子從支承基體114的端壁向外方突出。
下面具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖3是模式表示本發(fā)明第一實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖，如圖3所示，從驅(qū)動(dòng)電源E1經(jīng)開(kāi)關(guān)SW1供給驅(qū)動(dòng)電力，驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)M1，檢測(cè)直流馬達(dá)M1的回轉(zhuǎn)，在直流馬達(dá)M1上設(shè)有一對(duì)電極用電刷B11、B12以及檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1。圖3的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置包括噪音除去電路1、比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2及比較器3。
噪音除去電路1除去檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)的急劇波動(dòng)狀波形等噪音成份，供給比較器3。比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，供給比較器3，以便將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)變換成與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列。
比較器3將通過(guò)噪音除去電路1從檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)除去噪音成份的信號(hào)和比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列。
第二實(shí)施例圖4是模式表示本發(fā)明第二實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖，其是圖3所示本發(fā)明第一實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置的更具體的構(gòu)成。
如圖4所示，從驅(qū)動(dòng)電源E1經(jīng)開(kāi)關(guān)SW1供給驅(qū)動(dòng)電壓Eo，驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)M1，檢測(cè)直流馬達(dá)M1的回轉(zhuǎn)，在直流馬達(dá)M1上設(shè)有一對(duì)電極用電刷B11、B12以及檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1。
圖4的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置包括噪音除去電路1A、比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2A及比較器3。
噪音除去電路1A除去檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)的急劇波動(dòng)狀波形等噪音成份，供給比較器3，該噪音除去電路1A包括定電壓二極管ZD1、電阻R1及電容C1。定電壓二極管ZD1由例如穩(wěn)壓二極管等構(gòu)成，連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)之間。電阻R1及電容C1順序串接，該串接電路將電阻R1連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1側(cè)，將電容C1連接在驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)，上述串接電路與定電壓二極管ZD1并聯(lián)，連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)之間。電容C1的兩端，即該電容C1和電阻R1的連接點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)之間的電壓供給比較器3的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))。
比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2A產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，供給比較器3，以便將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)變換成與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列，其由電位器VR1構(gòu)成。電位器VR1的固定側(cè)兩端分別與電源電壓Vcc、共同低電位側(cè)相接，該電位器VR1的可動(dòng)端與共同低電位之間的電壓，例如與Eo/4大致相當(dāng)?shù)碾妷汗┙o比較器3的反轉(zhuǎn)輸入端(-側(cè))。
比較器3具有與圖3場(chǎng)合大致相同的結(jié)構(gòu)，將通過(guò)噪音除去電路1A從檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)除去噪音成份的信號(hào)供給比較器3的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))，將比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2A產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)供給比較器3的反轉(zhuǎn)輸入端(-側(cè))，對(duì)兩者進(jìn)行比較。若噪音除去電路1A的輸出超過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)，則成為電源電壓Vcc，即“H(高電平)”，若噪音除去電路1A的輸出為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)以下，則成為共同低電位，即“L(低電平)”，輸出與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列。
下面參照?qǐng)D5所示波形圖說(shuō)明圖4直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置的動(dòng)作。圖5是用于說(shuō)明圖4的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖5中，圖5A表示高速回轉(zhuǎn)時(shí)和低速回轉(zhuǎn)時(shí)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的輸出信號(hào)SA1的波形，圖5B表示噪音除去電路1A的輸出信號(hào)SB1的波形，圖5C表示比較器3的輸出信號(hào)SC1的波形。
包括檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的直流馬達(dá)M1通過(guò)串列開(kāi)關(guān)SW1與輸出電壓Eo的直流驅(qū)動(dòng)電源E1連接，使得該直流馬達(dá)M1的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與噪音除去電路1A連接。在噪音除去電路1A中，如上所述，由例如穩(wěn)壓二極管等構(gòu)成的定電壓二極管ZD1與電阻R1和電容C1所構(gòu)成的串接電路并聯(lián)。定電壓二極管ZD1對(duì)馬達(dá)M1的轉(zhuǎn)子線圈的自感應(yīng)作用而引起的逆起動(dòng)電壓產(chǎn)生鉗位作用。電阻R1及電容C1從兩者連接點(diǎn)取出輸出，構(gòu)成除去高頻成份的低通濾波器。從構(gòu)成低通濾波器的電阻R1及電容C1的連接點(diǎn)取出的輸出被供給比較器3的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))。
若閉合開(kāi)關(guān)SW1，來(lái)自驅(qū)動(dòng)電源E1的直流電壓供給直流馬達(dá)M1，通過(guò)電極用電刷B11和B12，轉(zhuǎn)子線圈被勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子相對(duì)由永久磁鐵等形成磁極的定子回轉(zhuǎn)。通過(guò)該直流馬達(dá)M1回轉(zhuǎn)，在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1產(chǎn)生大致呈脈沖狀的電壓信號(hào)SA1。從檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1輸出的電壓信號(hào)SA1的脈沖列的各脈沖的前緣部，即圖5所示急劇上升波形是因轉(zhuǎn)子線圈的自感應(yīng)作用而發(fā)生的電壓所引起的，這是由于切換與電刷相接的整流子的接片時(shí)，流過(guò)與各接片連接的轉(zhuǎn)子線圈的電流大小瞬間變化，上述因轉(zhuǎn)子線圈的自感應(yīng)作用而發(fā)生的電壓大小根據(jù)回轉(zhuǎn)速度因流過(guò)線圈的電流大小而變化。
各脈沖波形的傾斜部分是轉(zhuǎn)子線圈中流過(guò)的電流及線圈的直流電阻成份所產(chǎn)生的電壓以及線圈在磁場(chǎng)中回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的合成。高速回轉(zhuǎn)時(shí)后者的感應(yīng)電壓居支配地位，低速回轉(zhuǎn)時(shí)前者的電阻成份所引起的電壓居支配地位。因此，該傾斜部分的傾斜角度如圖5所示，回轉(zhuǎn)越是低速，傾斜越平緩，接近平坦。
噪音除去電路1A的輸出信號(hào)SB1的波形除去上述急劇波動(dòng)波形以及因檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與整流子接觸所產(chǎn)生的機(jī)械噪音等高頻噪音。比較器3比較該噪音除去電路1A的輸出信號(hào)SB1的電壓與從電位器VR1取出的例如約Eo/4的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。因此，在該場(chǎng)合，作為比較器3的輸出信號(hào)SC1只能出現(xiàn)電壓Vcc的“H(高電平)”以及作為共同低電位、即接地電平的“L(低電平)”兩種類電平之一，能得到穩(wěn)定的矩形波。
噪音除去電路1A可以根據(jù)使用直流馬達(dá)特性、使用電力或信號(hào)處理電路系統(tǒng)的電壓等構(gòu)成，該噪音除去電路1A不一定是必要結(jié)構(gòu)，根據(jù)使用直流馬達(dá)特性、使用電力或信號(hào)處理電路系統(tǒng)的電壓等有時(shí)也可以省略。
第三實(shí)施例圖6是模式表示本發(fā)明第三實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成的方框圖，其是圖3所示本發(fā)明第一實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置的更具體的構(gòu)成。
如圖6所示，從驅(qū)動(dòng)電源E1經(jīng)開(kāi)關(guān)SW1供給驅(qū)動(dòng)電壓Eo，驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)M1，檢測(cè)直流馬達(dá)M1的回轉(zhuǎn)，在直流馬達(dá)M1上設(shè)有一對(duì)電極用電刷B11、B12以及檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1。
圖6的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置包括噪音除去電路1B、比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2B及比較器3。
噪音除去電路1B與圖4所示噪音除去電路1A完全相同，設(shè)有定電壓二極管ZD1、電阻R1及電容C1，噪音除去電路1B除去檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)中的急劇波動(dòng)狀波形等噪音成份，供給比較器3。
定電壓二極管ZD1由例如穩(wěn)壓二極管等構(gòu)成，連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)之間。電阻R1及電容C1順序串接，該串接電路將電阻R1連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1側(cè)，將電容C1連接在驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位側(cè)，上述串接電路與定電壓二極管ZD1并聯(lián)，連接在檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位(接地電位)之間。電容C1的兩端，即該電容C1和電阻R1的連接點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電源E1的共同低電位之間的電壓供給比較器3的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))。
比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2B產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓，供給比較器3，以便將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)變換成與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列，其與圖4的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2A大致相同，由電位器VR2構(gòu)成，但電位器VR2的固定側(cè)兩端分別與直流馬達(dá)M1的電極用電刷B11、B12連，該電位器VR2的可動(dòng)端與共同低電位之間的電壓，例如Eo/4供給比較器3的反轉(zhuǎn)輸入端(-側(cè))。
比較器3具有與圖3和圖4場(chǎng)合大致相同的結(jié)構(gòu)，將通過(guò)噪音除去電路1B從檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的檢測(cè)信號(hào)除去噪音成份的信號(hào)供給比較器3的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))，將比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2B產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)供給比較器3的反轉(zhuǎn)輸入端(-側(cè))，對(duì)兩者進(jìn)行比較。若噪音除去電路1B的輸出超過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)，則成為電源電壓Vcc，即“H(高電平)”，若噪音除去電路1B的輸出為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓(Eo/4)以下，則成為共同低電位，即“L(低電平)”，輸出與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖振幅的脈沖列。
下面參照?qǐng)D7所示波形圖說(shuō)明圖6直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置的動(dòng)作，圖7是用于說(shuō)明圖6的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖7中，圖7A表示直流馬達(dá)M1的驅(qū)動(dòng)電壓Eo逐漸降低時(shí)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的輸出信號(hào)SA2的波形，圖7B表示噪音除去電路1B的輸出信號(hào)SB2的波形，圖7C表示比較器3的輸出信號(hào)SC2的波形。
圖6與圖2結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于將比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2B的電源與直流馬達(dá)M1的驅(qū)動(dòng)電源設(shè)為同一電源。
直流馬達(dá)M1的驅(qū)動(dòng)電壓Eo逐漸降低時(shí)，各部電壓如圖7所示，檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1的輸出信號(hào)SA2及噪音除去電路1B的輸出信號(hào)SB2的電壓隨著Eo的變化逐漸降低。這時(shí)，直流馬達(dá)M1的負(fù)荷扭矩若為一定，回轉(zhuǎn)速度也逐漸變慢。
但是，作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓的電位器VR2的輸出電壓也與Eo成比例下降，比較器3的反轉(zhuǎn)輸入與非反轉(zhuǎn)輸入的大小關(guān)系、即比率大致保持一定。因此，盡管直流馬達(dá)M1的端子電壓Eo變化，比較器3的輸出信號(hào)SC2仍可得到穩(wěn)定的矩形波。
在使用直流馬達(dá)的裝置中，經(jīng)常通過(guò)使施加到直流馬達(dá)的電壓變化控制回轉(zhuǎn)速度，換句話說(shuō)，控制直流馬達(dá)的發(fā)生扭矩。另一方面，在電源使用電池的裝置中，直流馬達(dá)的端子電壓頻繁變化。上述本發(fā)明第三實(shí)施例的如圖6所示的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置即使直流馬達(dá)的端子電壓變化，也能得到穩(wěn)定的檢測(cè)回轉(zhuǎn)信號(hào)。
第四實(shí)施例圖8是模式表示本發(fā)明第四實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖，圖8的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置除直流馬達(dá)M2和驅(qū)動(dòng)電源電路E2之外，還包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5、噪音除去電路6、比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置7、比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇裝置8、比較器9及馬達(dá)控制電路10。
如圖8所示，從驅(qū)動(dòng)電源電路E2通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5供給驅(qū)動(dòng)電力，驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)M2，直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置控制直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)，在直流馬達(dá)M2上設(shè)有一對(duì)電極用電刷B21、B22以及檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2。
在驅(qū)動(dòng)電源電路E2的正負(fù)輸出端之間連接馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5，該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5包括開(kāi)關(guān)部，其由晶體管Q1、Q2、Q3及Q4構(gòu)成電橋電路形成。
在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的輸出端子的一方，即晶體管Q1的集電極與晶體管Q3的集電極的連接點(diǎn)連接有直流馬達(dá)M2的一方的電極用電刷B21，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的輸出端子的另一方，即晶體管Q2的集電極與晶體管Q4的集電極的連接點(diǎn)連接有直流馬達(dá)M2的另一方的電極用電刷B22。
馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的控制輸入端與馬達(dá)控制電路10連接，根據(jù)來(lái)自馬達(dá)控制電路10的馬達(dá)控制信號(hào)控制晶體管Q1、Q2、Q3及Q4的接通或斷開(kāi)，控制直流馬達(dá)M2的正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)和停止等。
直流馬達(dá)M2的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的輸出輸入到噪音除去電路6，該噪音除去電路6的輸出端與比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端(+側(cè))相連接。
另一方面，比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置7由兩個(gè)電位器VR21和VR22串接構(gòu)成，電位器VR21和VR22串接電路與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5并聯(lián)連接在驅(qū)動(dòng)電源電路E2上。
也就是說(shuō)，各電位器VR21和VR22的輸出產(chǎn)生與電源電壓Eo成比例的電壓，例如設(shè)定電位器VR21相對(duì)從可動(dòng)端到共同低電位取出大約3Eo/4的電壓，電位器VR22相對(duì)從可動(dòng)端到共同低電位取出大約Eo/4的電壓。
比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇裝置8由兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)ASW1、ASW2及一個(gè)變換器INV構(gòu)成，電位器VR21的從可動(dòng)端取出的輸出與模擬開(kāi)關(guān)ASW1的輸入端連接，電位器VR22的從可動(dòng)端取出的輸出與模擬開(kāi)關(guān)ASW2的輸入端連接，模擬開(kāi)關(guān)ASW1、ASW2的輸出端與比較器9的反轉(zhuǎn)輸入端(-側(cè))連接。來(lái)自馬達(dá)控制電路10的控制信號(hào)作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)通過(guò)變換器INV被反轉(zhuǎn)供給模擬開(kāi)關(guān)ASW1的控制端子，同時(shí)，該比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)直接供給模擬開(kāi)關(guān)ASW2的控制端子。
也就是說(shuō)，根據(jù)來(lái)自馬達(dá)控制電路10的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)控制模擬開(kāi)關(guān)ASW1和ASW2中一方接通，另一方斷開(kāi)，僅將比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置7的電位器VR21和VR22中一方輸出供給比較器9的反轉(zhuǎn)輸入端。比較器9的輸出供給馬達(dá)控制電路10。馬達(dá)控制電路10使用微機(jī)等構(gòu)成，接收到比較器9的輸出以及根據(jù)需要來(lái)自外部的控制指示，分別產(chǎn)生對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的馬達(dá)控制信號(hào)以及對(duì)比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇裝置8的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)，供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5和比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇裝置8。
根據(jù)控制端子的信號(hào)狀態(tài)是“H”還是“L”模擬開(kāi)關(guān)ASW1和ASW2進(jìn)行接通或斷開(kāi)動(dòng)作，在接通狀態(tài)下，輸入到輸入端子的電壓原樣地輸出到輸出端子，在斷開(kāi)狀態(tài)下，輸入到輸入端子的電壓不輸出到輸出端子。
具體地說(shuō)，例如，控制端子的信號(hào)狀態(tài)是“H”時(shí)，成為接通狀態(tài)，使輸入信號(hào)通過(guò)，控制端子的信號(hào)狀態(tài)是“L”時(shí)，成為斷開(kāi)，呈高阻抗?fàn)顟B(tài)。
下面參照?qǐng)D9所示波形圖說(shuō)明圖8直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。
圖9是用于說(shuō)明圖8的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖9中，圖9A表示直流馬達(dá)M2朝順時(shí)鐘方向(CW)回轉(zhuǎn)時(shí)和朝逆時(shí)鐘方向(CCW)回轉(zhuǎn)時(shí)的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)的波形，圖9B表示比較器9的反轉(zhuǎn)輸入端的輸入信號(hào)、即檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的輸出信號(hào)的波形，圖9C表示比較器9的輸出信號(hào)的波形。
若從馬達(dá)控制電路10輸出馬達(dá)控制信號(hào)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的晶體管Q1及晶體管Q4接通，直流馬達(dá)M2朝順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，從馬達(dá)控制電路10輸出“H”作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)。直流馬達(dá)M2的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的電壓通過(guò)噪音除去電路6輸入到比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端。
另一方面，比較標(biāo)準(zhǔn)電壓輸入比較器9的反轉(zhuǎn)輸入端。這種場(chǎng)合，比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)為“H”，模擬開(kāi)關(guān)ASW1斷開(kāi)，模擬開(kāi)關(guān)ASW2接通，所以，選擇電位器VR22設(shè)定的電壓Eo/4作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。因此，比較器9的輸出成為圖9A所示的矩形波。
接著，從馬達(dá)控制電路10輸出馬達(dá)控制信號(hào)，使得馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5的晶體管Q2及晶體管Q3接通，與此同時(shí)，從馬達(dá)控制電路10輸出“L”作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)。這樣，直流馬達(dá)M2朝逆時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)，根據(jù)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的檢測(cè)電壓在比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端成為圖9B所示波形。
根據(jù)比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)，模擬開(kāi)關(guān)ASW1接通，模擬開(kāi)關(guān)ASW2斷開(kāi)，所以，選擇電位器VR21設(shè)定的電壓3Eo/4作為比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。因此，比較器9的輸出成為圖9B所示的矩形波。
這樣，在比較器9的輸出中，理應(yīng)得到脈沖列作為直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)，但是，例如使用馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷與電極用電刷的角度為40度場(chǎng)合，在順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)時(shí)成為占空系數(shù)1/3的脈沖列，在逆時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)時(shí)成為占空系數(shù)2/3的脈沖列。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對(duì)于直流馬達(dá)M2的兩方向回轉(zhuǎn)能得到穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)信號(hào)，能對(duì)直流馬達(dá)M2合適地進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
第五實(shí)施例圖10是模式表示本發(fā)明第五實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖，圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置與圖8裝置大致相同，圖10的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A代替圖8的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5，圖10的馬達(dá)控制電路10A代替圖8的馬達(dá)控制電路10。
馬達(dá)控制電路10A使用微機(jī)等構(gòu)成，附加脈沖間隔檢測(cè)裝置13A、回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A、回轉(zhuǎn)速度比較裝置15A各功能。
脈沖間隔檢測(cè)裝置13A檢測(cè)脈沖間隔TM。在脈沖間隔檢測(cè)裝置13A中，脈沖間隔TM的檢測(cè)方法如圖13A和圖13B所示，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖頻率比從比較器9輸出的直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖頻率充分高，以該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖對(duì)回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖一周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，以下式進(jìn)行計(jì)算TM=Tax×計(jì)數(shù)脈沖數(shù)。
根據(jù)脈沖間隔檢測(cè)裝置13A檢測(cè)到的脈沖間隔TM，回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A計(jì)算直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度。即由脈沖間隔檢測(cè)裝置13A所得的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖的周期(回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖間隔)為T(mén)M場(chǎng)合，通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A計(jì)算直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度，三極馬達(dá)場(chǎng)合，以60/3TM[rpm]計(jì)算。上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖由內(nèi)藏在構(gòu)成馬達(dá)控制電路10A的微機(jī)等中的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖振蕩器產(chǎn)生?；剞D(zhuǎn)速度比較裝置15A將由回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A計(jì)算而得的回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，產(chǎn)生使直流馬達(dá)得到目標(biāo)速度N2(目標(biāo))的馬達(dá)控制信號(hào)。
在本實(shí)施例中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A通過(guò)激勵(lì)器DA1、DA2、DA3及DA4分別使晶體管Q1、Q2、Q3及Q4實(shí)現(xiàn)接通或斷開(kāi)動(dòng)作，上述激勵(lì)器DA1、DA2、DA3及DA4響應(yīng)由馬達(dá)控制電路10A的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15A產(chǎn)生的馬達(dá)控制信號(hào)動(dòng)作。
下面參照?qǐng)D11所示主要部分的流程圖及圖12所示波形圖說(shuō)明圖10所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。
圖12是用于說(shuō)明圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖12中，表示通過(guò)斬波器控制使直流馬達(dá)回轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在給予馬達(dá)停止信號(hào)前將直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度保持一定場(chǎng)合，圖12A表示晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖12B表示晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖12C表示比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的輸入信號(hào)的波形，圖12D表示比較器9的輸出信號(hào)的波形。
在直流馬達(dá)M2回轉(zhuǎn)狀態(tài)下，響應(yīng)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)在比較器9的輸出信號(hào)中出現(xiàn)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
在該第五實(shí)施例中，馬達(dá)控制電路10A反復(fù)使向直流馬達(dá)M2的通電一時(shí)中斷(反復(fù)接通斷開(kāi))，即進(jìn)行所謂斬波器控制，通過(guò)改變斬波器控制的占空系數(shù)，控制直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度。即根據(jù)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)，計(jì)算回轉(zhuǎn)速度，回轉(zhuǎn)速度比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度快場(chǎng)合，減小占空系數(shù)(一周期中接通時(shí)間的比例)，使其減速；回轉(zhuǎn)速度比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度慢場(chǎng)合，增大占空系數(shù)，使其加速，使得直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
參照?qǐng)D11所示主要部分的流程圖說(shuō)明圖10所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。在步驟S11判斷有無(wú)馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)，若有馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)(步驟S11的“是”)，則進(jìn)入步驟S12，以“H”電平輸出比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)，在步驟S13，馬達(dá)開(kāi)始順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)(輸出Q1、Q4接通信號(hào))，然后進(jìn)入步驟S14。
在步驟S14，馬達(dá)控制電路10A通過(guò)脈沖間隔檢測(cè)裝置13A從比較器9的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖檢測(cè)脈沖間隔TM，接著進(jìn)入步驟S15，根據(jù)該脈沖間隔檢測(cè)裝置13A的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A計(jì)算此時(shí)的直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度N1。
在步驟S16，馬達(dá)控制電路10A的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15A將通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14A計(jì)算而得的直流馬達(dá)M2的最新回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，判斷N1是否小于N2，該目標(biāo)速度N2有時(shí)也可以不是特定回轉(zhuǎn)速度值，而是特定回轉(zhuǎn)速度范圍。若N1不小于N2(步驟S16的“否”)，則進(jìn)入步驟S17，馬達(dá)控制電路10A的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15A判斷N1是否大于N2。
若N1不大于N2(步驟S17的“否”)，則N1等于N2，于是，在步驟S18，馬達(dá)控制電路10A繼續(xù)以現(xiàn)在的占空系數(shù)進(jìn)行斬流器控制。并且在步驟S19馬達(dá)控制電路10A判斷有否馬達(dá)停止信號(hào)，若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S19的“是”)，則進(jìn)入步驟S20，輸出馬達(dá)斷開(kāi)信號(hào)(輸出Q1、Q4斷開(kāi)信號(hào))，進(jìn)入步驟S21，使直流馬達(dá)M2停止。若在步驟S19判斷無(wú)馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S19的“否”)，則回到步驟S14，馬達(dá)控制電路10A繼續(xù)直流馬達(dá)M2的斬波器控制。
若在步驟S16判斷N1小于N2場(chǎng)合(步驟S16的“是”)，則進(jìn)入步驟S22，判別上回占空系數(shù)變更后是否已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間，在此前完全沒(méi)有變更過(guò)占空系數(shù)場(chǎng)合或上回占空系數(shù)變更后已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間場(chǎng)合(步驟S22的“是”)，則進(jìn)入步驟S23，增大斬波器控制的占空系數(shù)，然后移到步驟S19。若在步驟S22，判別上回占空系數(shù)變更后沒(méi)有經(jīng)過(guò)所定時(shí)間場(chǎng)合(步驟S22的“否”)，則馬達(dá)控制電路10A不變更斬波器控制的占空系數(shù)，直接移到步驟S19。
若在步驟S17判斷N1大于N2場(chǎng)合(步驟S17的“是”)，則進(jìn)入步驟S24，判別上回占空系數(shù)變更后是否已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間，在此前完全沒(méi)有變更過(guò)占空系數(shù)場(chǎng)合或上回占空系數(shù)變更后已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間場(chǎng)合(步驟S24的“是”)，則進(jìn)入步驟S25，減小斬波器控制的占空系數(shù)，然后移到步驟S19。若在步驟S24，判別上回占空系數(shù)變更后沒(méi)有經(jīng)過(guò)所定時(shí)間場(chǎng)合(步驟S24的“否”)，則馬達(dá)控制電路10A不變更斬波器控制的占空系數(shù)，直接移到步驟S19。
關(guān)于上述占空系數(shù)變更后沒(méi)有經(jīng)過(guò)所定時(shí)間場(chǎng)合馬達(dá)控制電路10A不變更斬波器控制的占空系數(shù)，這是考慮到直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度在變更占空系數(shù)后有時(shí)不是馬上改變，存在響應(yīng)滯后的問(wèn)題。因此，也可以使用斬波器控制的所定周期或回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖的所定計(jì)數(shù)代替上述所定時(shí)間。
如圖12所示，在回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))一致?tīng)顟B(tài)下，馬達(dá)控制電路10A控制晶體管Q1以一定周期一定占空系數(shù)反復(fù)接通斷開(kāi)，控制晶體管Q4常時(shí)接通。
若判斷回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)的檢測(cè)結(jié)果比目標(biāo)速度N2(目標(biāo))慢，馬達(dá)控制電路10A與此相對(duì)應(yīng)，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A給予使斬波器控制的占空系數(shù)變大的馬達(dá)控制信號(hào)。具體地說(shuō)，例如，在晶體管Q1周期性的接通/斷開(kāi)動(dòng)作中，使得一周期中接通期間與斷開(kāi)期間之比例相對(duì)變大。例如，若當(dāng)初以50％占空系數(shù)進(jìn)行控制，則變更為以75％占空系數(shù)進(jìn)行控制，再次檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度。
若判斷回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)的檢測(cè)結(jié)果此目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快，馬達(dá)控制電路10A與此相對(duì)應(yīng)，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A給予使斬波器控制的占空系數(shù)變小的馬達(dá)控制信號(hào)。具體地說(shuō)，例如，在晶體管Q1周期性的接通/斷開(kāi)動(dòng)作中，使得一周期中接通期間與斷開(kāi)期間之比例相對(duì)變小。例如，若以75％占空系數(shù)進(jìn)行控制場(chǎng)合，則變更為以50％占空系數(shù)進(jìn)行控制，再次檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度。經(jīng)過(guò)上述控制后，若判斷回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)的檢測(cè)結(jié)果仍比目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快，馬達(dá)控制電路10A與此相對(duì)應(yīng)，對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A給予使斬波器控制的占空系數(shù)進(jìn)一步變小的馬達(dá)控制信號(hào)。具體地說(shuō)，例如，在晶體管Q1周期性的接通/斷開(kāi)動(dòng)作中，使得一周期中接通期間與斷開(kāi)期間之比例進(jìn)一步變小。例如，若以50％占空系數(shù)進(jìn)行控制場(chǎng)合，則變更為以25％占空系數(shù)進(jìn)行控制，再次檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度。
在此，說(shuō)明進(jìn)行斬波器控制時(shí)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的輸出電壓。通常即直流控制時(shí)，波形幾乎不產(chǎn)生電壓的低電壓部分設(shè)為L(zhǎng)部，產(chǎn)生電壓逐漸增加的右階梯上升電壓波形的部分設(shè)為H部，在L部，即使是斬波器控制區(qū)間，由于晶體管Q4常時(shí)接通，電極用電刷B22大致為共同低電位(接地電平)，與電極用電刷B22成40度角的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2由于通過(guò)整流子與電極用電刷B22形成短路，所以也大致為共同低電位。關(guān)于H部，請(qǐng)參照例如圖12的A部， 由于晶體管Q1斷開(kāi)，直流馬達(dá)M2的電極(電極用電刷B21和B22)上不施加外部電壓。但是，如上所述，若直流馬達(dá)M2回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子線圈中因感應(yīng)起電產(chǎn)生電壓，在H部仍然出現(xiàn)電壓(若回轉(zhuǎn)速度慢，產(chǎn)生電壓小，有時(shí)難以檢出)。
在本實(shí)施例的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置中，通過(guò)斬波器控制直流馬達(dá)M2，檢測(cè)而得的回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)若小于目標(biāo)速度(目標(biāo))，為了提高回轉(zhuǎn)速度，增大斬波器控制中的占空系數(shù)，使回轉(zhuǎn)速度上升。檢測(cè)而得的回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)若大于目標(biāo)速度(目標(biāo))，為了降低回轉(zhuǎn)速度，減小斬波器控制中的占空系數(shù)，使回轉(zhuǎn)速度下降。
第六實(shí)施例圖14是模式表示本發(fā)明第六實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖，圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置與圖10裝置大致相同，圖14的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B代替圖10的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A，圖14的馬達(dá)控制電路10B代替圖10的馬達(dá)控制電路10A。
即圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖10所示第五實(shí)施例裝置大致相同，與圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的不同點(diǎn)在于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在由晶體管Q1-Q4所構(gòu)成的電橋電路的前段設(shè)有譯碼器DEC1。這種場(chǎng)合，在馬達(dá)控制電路10B中，從回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B供給一位的輸入信號(hào)IN1和IN2作為馬達(dá)控制信號(hào)，通過(guò)將上述輸入信號(hào)IN1和IN2組合成二位信號(hào)，如圖15真值表所示，可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)、逆時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)、制動(dòng)(分流)及停止四種狀態(tài)。
這種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B由于控制信號(hào)少能廣泛用于控制直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)。這種場(chǎng)合，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B通過(guò)譯碼器DEC1的輸出OUT1、OUT2、OUT3、OUT4分別使晶體管Q1、Q2、Q3、Q4接通或斷開(kāi)。
馬達(dá)控制電路10B與圖10中馬達(dá)控制電路10A大致相同，使用微機(jī)等構(gòu)成，同樣相應(yīng)包括脈沖間隔檢測(cè)裝置13B、回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B及回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B，但回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B結(jié)構(gòu)與圖10中回轉(zhuǎn)速度比較裝置15A有若干不同之處。
回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B將由回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算而得的回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，產(chǎn)生馬達(dá)控制信號(hào)，以便通過(guò)組合直流控制與斬波器控制，使直流馬達(dá)得到目標(biāo)速度N2(目標(biāo))。斬波器控制期間，忽略回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))的比較結(jié)果，或忽略脈沖間隔檢測(cè)裝置13B和回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B的檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度結(jié)果，不反映到供給馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的馬達(dá)控制信號(hào)中。
下面參照?qǐng)D16所示主要部分的流程圖及圖17所示波形圖說(shuō)明圖14所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。
從馬達(dá)控制電路10B產(chǎn)生馬達(dá)控制信號(hào)，根據(jù)該馬達(dá)控制信號(hào)，通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B將直流電壓施加在直流馬達(dá)M2上，直流馬達(dá)M2開(kāi)始回轉(zhuǎn)。直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度按時(shí)間常數(shù)增加，成為穩(wěn)定回轉(zhuǎn)。馬達(dá)控制電路10B根據(jù)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)，回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)此預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，為了降低速度，從該時(shí)刻起一定期間，切換成所謂斬波器控制，反復(fù)接通或斷開(kāi)向直流馬達(dá)M2的通電，成為間歇供電，使得直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)成為目標(biāo)速度N2(目標(biāo))。
參照?qǐng)D16所示主要部分的流程圖說(shuō)明圖14所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。在步驟S31判斷有無(wú)馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)，若有馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)(步驟S31的“是”)，則進(jìn)入步驟S32，以“H”電平輸出比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)。在與該比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)輸出大致同一時(shí)間，從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路10B輸出馬達(dá)控制信號(hào)IN1(“H”)及IN2(“L”)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的晶體管Q1和Q4接通，直流馬達(dá)M2的兩端、即電極用電刷B21與電極用電刷B22之間被施加大致與電源電壓Eo等壓的電壓，直流馬達(dá)開(kāi)始順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)(步驟S33)，因此，響應(yīng)馬達(dá)回轉(zhuǎn)的比較器9的輸出中出現(xiàn)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
開(kāi)始，直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度緩慢，若保持該狀態(tài)繼續(xù)施加驅(qū)動(dòng)電壓，回轉(zhuǎn)速度按時(shí)間常數(shù)增加，當(dāng)所產(chǎn)生的扭矩與負(fù)荷扭矩平衡時(shí)成為穩(wěn)定回轉(zhuǎn)。
馬達(dá)控制電路10B根據(jù)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)，回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，反復(fù)接通或斷開(kāi)向直流馬達(dá)M2的通電，成為間歇供電，進(jìn)行所謂斬波器控制，使得直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
即在步驟S34，馬達(dá)控制電路10B通過(guò)脈沖間隔檢測(cè)裝置13B從比較器9的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖檢測(cè)脈沖間隔TM，接著進(jìn)入步驟S35，根據(jù)該脈沖間隔檢測(cè)裝置13B的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算此時(shí)的直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度N1。
在步驟S36，馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B將通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算而得的直流馬達(dá)M2的最新回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，判斷N1是否大于N2。若N1不大于N2(步驟S36的“否”)，維持回轉(zhuǎn)，進(jìn)入步驟S37，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S37的“是”)，則進(jìn)入步驟S38，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S39，使馬達(dá)M2停止。這是為了避免因一些原因總是達(dá)不到目標(biāo)速度從而作無(wú)限循環(huán)現(xiàn)象。
若在步驟S37判斷沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S37的“否”)，則返回步驟S34，與上述相同，重復(fù)進(jìn)行檢測(cè)脈沖間隔TM、計(jì)算回轉(zhuǎn)速度及與目標(biāo)速度比較判別。
若在步驟S36中判斷N1大于N2(步驟S36的“是”)，則進(jìn)入步驟S40，通過(guò)同時(shí)接通或斷開(kāi)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的晶體管Q1和Q4，控制接通或斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)電流，斷續(xù)供給驅(qū)動(dòng)電流，開(kāi)始斬波器控制。
即以后從直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度，回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，減小占空系數(shù)，進(jìn)行減速；回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))慢場(chǎng)合，增大占空系數(shù)，進(jìn)行加速，使得直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
這樣，馬達(dá)控制電路開(kāi)始斬波器控制，在步驟S41，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S41的“是”)， 則進(jìn)入步驟S42，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S43，使馬達(dá)M2停止。若在步驟S41判斷沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S41的“否”)，則進(jìn)入步驟S44，判斷斬波器控制開(kāi)始后是否已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間。若斬波器控制開(kāi)始后還沒(méi)有經(jīng)過(guò)所定時(shí)間(步驟S44的“否”)，則返回步驟S41，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)；若在步驟S44判斷斬波器控制開(kāi)始后已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間(步驟S44的“是”)，則進(jìn)入步驟S45，馬達(dá)控制電路10B停止斬波器控制，從回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B輸出馬達(dá)控制信號(hào)IN1=“H”,IN2=“L”，接通晶體管Q1和Q4，直流控制直流馬達(dá)M2。
接著，在步驟S46，馬達(dá)控制電路10B通過(guò)脈沖間隔檢測(cè)裝置13B從比較器9的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖檢測(cè)脈沖間隔TM，然后進(jìn)入步驟S47，根據(jù)該脈沖間隔檢測(cè)裝置13B的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算此時(shí)的直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度N1。在步驟S48，馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B將通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算而得的直流馬達(dá)M2的最新回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，判斷N1是否大于N2。該目標(biāo)速度N2也可以不是特定回轉(zhuǎn)速度值，而是特定的回轉(zhuǎn)速度范圍。若N1不大于N2(步驟S48的“否”)，則進(jìn)入步驟S49，判斷N1是否小于N2，若N1不小于N2(步驟S49的“否”)，則回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))一致，在步驟S50，馬達(dá)控制電路10B保持現(xiàn)狀，設(shè)定與上回相同的占空系數(shù)，返回步驟S40，以所設(shè)定占空系數(shù)開(kāi)始斬波器控制。
若在步驟S48馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B判斷N1大于N2場(chǎng)合(步驟S48的“是”)，則進(jìn)入步驟S51，將斬波器控制中的占空系數(shù)設(shè)定為比上回小，然后，返回步驟S40，以所設(shè)定占空系數(shù)開(kāi)始斬波器控制。
若在步驟S49馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B判斷N1小于N2場(chǎng)合(步驟S49的“是”)，則進(jìn)入步驟S52，將斬波器控制中的占空系數(shù)設(shè)定為比上回大，然后，返回步驟S40，以所設(shè)定占空系數(shù)開(kāi)始斬波器控制。
這種場(chǎng)合也是在設(shè)定占空系數(shù)開(kāi)始斬波器控制后，在所定時(shí)間不停止斬波器控制，這是考慮到在設(shè)定占空系數(shù)開(kāi)始斬波器控制后直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度有時(shí)不是馬上追隨發(fā)生響應(yīng)延遲現(xiàn)象的緣故。
圖17是用于說(shuō)明圖14的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖17中，表示直流控制狀態(tài)和斬波器控制狀態(tài)的反復(fù)，圖17A表示晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖17B表示晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖17C表示比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的輸入信號(hào)的波形，圖17D表示作為比較器9輸出信號(hào)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖的波形。
當(dāng)從馬達(dá)控制電路10B輸出馬達(dá)控制信號(hào)IN1=“H”,IN2=“L”，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的晶體管Q1和Q4接通，直流馬達(dá)M2的兩端、即電極用電刷B21與B22之間被施加大致與電源電壓Eo相等的電壓，直流馬達(dá)M2開(kāi)始作順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)。與此大致同一時(shí)間，從馬達(dá)控制電路10B輸出比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)“H”，與該直流馬達(dá)M2回轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)，在比較器9的輸出中出現(xiàn)回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
開(kāi)始，直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度緩慢，若保持該狀態(tài)繼續(xù)施加驅(qū)動(dòng)電壓，回轉(zhuǎn)速度按時(shí)間常數(shù)增加，當(dāng)所產(chǎn)生的扭矩與負(fù)荷扭矩平衡時(shí)成為穩(wěn)定回轉(zhuǎn)。
馬達(dá)控制電路10B根據(jù)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)，回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，為了降低速度，從該時(shí)刻開(kāi)始起一定期間，切換為所謂斬波器控制，反復(fù)接通/斷開(kāi)向直流馬達(dá)M2的通電，成為間歇供電，使得直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
在本實(shí)施例的斬波器控制中，交替反復(fù)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的晶體管Q1和Q4都接通狀態(tài)以及晶體管Q1和Q4都斷開(kāi)狀態(tài)。
如圖17所示，斬波器控制中的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的輸出在晶體管Q1和Q4都斷開(kāi)狀態(tài)期間，電位不穩(wěn)定(圖中用虛線表示比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的輸入信號(hào)波形部分)。這是由于，若晶體管Q1和Q4都斷開(kāi)，檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2完全與電路切離。因此，比較器9的輸出也不穩(wěn)定，發(fā)生脈沖寬度變化，或脈沖出現(xiàn)在本來(lái)不應(yīng)有直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)的部分。
因此，在馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B等中，斬波器控制期間，不檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度，所定時(shí)間后，回到直流控制狀態(tài)，檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度。反復(fù)上述過(guò)程，直到使回轉(zhuǎn)速度達(dá)到目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。開(kāi)始斬波器控制后，直到停止斬波器控制在直流控制狀態(tài)下檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度，這里的所定時(shí)間可以考慮斬波器控制的響應(yīng)速度決定。停止斬波器控制在直流控制狀態(tài)下檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度期間，最好至少檢測(cè)兩個(gè)比較器9的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，以短時(shí)間為好。
第七實(shí)施例本發(fā)明第七實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成與上述第六實(shí)施例一樣，如圖14所示，在本實(shí)施例中，進(jìn)行圖18流程圖所示控制。
在該第七實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置中，斬波器控制期間，停止斬波器控制，從直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)，其結(jié)果比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))慢場(chǎng)合，為了提高速度，增大占空系數(shù)，從該時(shí)刻起到一定時(shí)間TCHP，進(jìn)行斬波器控制；回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)此預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，為了降低速度，減小占空系數(shù)，從該時(shí)刻起到一定時(shí)間TCHP，進(jìn)行斬波器控制。
上述一定時(shí)間TCHP是從此前的脈沖間隔檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果TM所求得的時(shí)間，例如TCHP=0.7TM。并且，TCHP期間不檢測(cè)回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，在TCHP期間經(jīng)過(guò)后，晶體管Q1和Q4都接通的直流控制狀態(tài)下開(kāi)始檢測(cè)，在檢測(cè)到回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖上升之前，一直使晶體管Q1和Q4都保持接通狀態(tài)。另一方面，從每次開(kāi)始斬波器控制前檢測(cè)回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖上升時(shí)刻，開(kāi)始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，在斬波器控制后的直流控制狀態(tài)下，若檢測(cè)到脈沖上升，計(jì)算脈沖間隔的檢測(cè)結(jié)果TM，再次進(jìn)行所定時(shí)間TCHP=0.7TM的斬波器控制(此時(shí)，若必要的話，變更占空系數(shù))，以后，反復(fù)上述過(guò)程。
下面參照?qǐng)D18所示主要部分的流程圖及圖19所示波形圖說(shuō)明第七實(shí)施例的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。
圖19是用于說(shuō)明第七實(shí)施例的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置動(dòng)作的各部信號(hào)波形圖。在圖19中，表示直流控制狀態(tài)和斬波器控制狀態(tài)的反復(fù)，其中，圖19A表示晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖19B表示晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)的波形，圖19C表示比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的輸入信號(hào)的波形，圖19D表示作為比較器9輸出信號(hào)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖的波形。在晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)和晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)中，表示使斬波器控制的頻率充分高的場(chǎng)合，停止斬波器控制的直流控制期間顯示為脈沖狀。
在直流馬達(dá)M2回轉(zhuǎn)狀態(tài)下，響應(yīng)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)，在比較器9的輸出中出現(xiàn)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。但是，在以虛線表示部分(與TCHP期間相當(dāng))，由于出現(xiàn)假脈沖，不檢測(cè)回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
在本實(shí)施例中，馬達(dá)控制電路10B各以所定時(shí)間進(jìn)行斬波器控制，通過(guò)變更斬波器控制的占空系數(shù)，控制直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度。即每當(dāng)以所定時(shí)間TCHP(例如0.7TM)進(jìn)行斬波器控制時(shí)，從直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)計(jì)算回轉(zhuǎn)速度，回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))快場(chǎng)合，為了降低速度，減小占空系數(shù)(一周期中接通時(shí)間的比例)，在所定時(shí)間TCHP(例如0.7TM)進(jìn)行斬波器控制；回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)比預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)速度N2(目標(biāo))慢場(chǎng)合，為了增大速度，增大占空系數(shù)，在所定時(shí)間TCHP(例如0.7TM)進(jìn)行斬波器控制，使直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度成為目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
參照?qǐng)D18所示主要部分的流程圖說(shuō)明第七實(shí)施例的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。在步驟S61判斷有無(wú)馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)，若有馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)(步驟S61的“是”)，則進(jìn)入步驟S62，以“H”電平輸出比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)。在與該比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)輸出大致同一時(shí)間，從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路10B輸出馬達(dá)控制信號(hào)IN1(“H”)及IN2(“L”)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B的晶體管Q1和Q4接通，直流馬達(dá)M2的兩端、即電極用電刷B21與電極用電刷B22之間被施加大致與電源電壓Eo等壓的電壓，直流馬達(dá)開(kāi)始順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)(步驟S63)，因此，響應(yīng)馬達(dá)回轉(zhuǎn)的比較器9的輸出中出現(xiàn)直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
接著，在步驟S64中，馬達(dá)控制電路10B通過(guò)脈沖間隔檢測(cè)裝置13B從比較器9的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖檢測(cè)脈沖間隔TM，然后進(jìn)入步驟S65，根據(jù)該脈沖間隔檢測(cè)裝置13B的檢測(cè)結(jié)果，求得所定時(shí)間TCHP(=0.7TM)，進(jìn)而在步驟S66，根據(jù)該脈沖間隔檢測(cè)裝置13B的檢測(cè)結(jié)果，通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算此時(shí)的直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度N1。在步驟S67，馬達(dá)控制電路10B的回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B將通過(guò)回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B計(jì)算而得的直流馬達(dá)M2的最新回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))進(jìn)行比較，判斷N1是否小于N2。該目標(biāo)速度N2也可以不是特定回轉(zhuǎn)速度值，而是特定的回轉(zhuǎn)速度范圍。若N1不小于N2(步驟S67的“否”)，則進(jìn)入步驟S68，判斷N1是否大于N2，若N1不大于N2(步驟S68的“否”)，則回轉(zhuǎn)速度N1(現(xiàn)在)與目標(biāo)速度N2(目標(biāo))一致，在步驟S69，馬達(dá)控制電路10B以現(xiàn)在的占空系數(shù)繼續(xù)斬波控制。
然后，進(jìn)入步驟S70，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S37的“否”)，則進(jìn)入步驟S71，判斷是否已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間TCHP，若還沒(méi)有經(jīng)過(guò)所定時(shí)間TCHP(步驟S71的“否”)，則返回步驟S70，若在步驟S71判斷已經(jīng)過(guò)所定時(shí)間TCHP(步驟S71的“是”)，則進(jìn)入步驟S72，停止斬波器控制，晶體管Q1和Q4接通。進(jìn)而在步驟S73，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S73的“否”)，則返回步驟S64。在上述步驟S70與步驟S73判斷有馬達(dá)停止信號(hào)場(chǎng)合(步驟S70與步驟S73“是”)，則進(jìn)入步驟S74，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S75，使馬達(dá)M2停止。
若在上述步驟S67中判斷N1小于N2(步驟S67的“是”)，則進(jìn)入步驟S76，判斷上回占空系數(shù)變更后是否計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，當(dāng)此前完全沒(méi)有進(jìn)行占空系數(shù)變更場(chǎng)合，以及上回占空系數(shù)變更后計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖場(chǎng)合(步驟S76的“是”)，則進(jìn)入步驟S77，增大斬波器控制中的占空系數(shù)，再進(jìn)入步驟S70。
若在上述步驟S76中判斷從上回占空系數(shù)變更后還沒(méi)有計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S76的“否”)，則不變更斬波器控制中的占空系數(shù)，直接進(jìn)入步驟S70。
若在上述步驟S68中判斷N1大于N2(步驟S68的“是”)，則進(jìn)入步驟S78，判斷上回占空系數(shù)變更后是否計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，當(dāng)此前完全沒(méi)有進(jìn)行占空系數(shù)變更場(chǎng)合，以及上回占空系數(shù)變更后計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖場(chǎng)合(步驟S78的“是”)，則進(jìn)入步驟S79，減小斬波器控制中的占空系數(shù)，再進(jìn)入步驟S70。
若在上述步驟S78中判斷從上回占空系數(shù)變更后還沒(méi)有計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S78的“否”)，則不變更斬波器控制中的占空系數(shù)，直接進(jìn)入步驟S70。
如上所述，從占空系數(shù)變更后到計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖期間，不變更占空系數(shù)，這是考慮到變更占空系數(shù)后直流馬達(dá)M2的回轉(zhuǎn)速度有時(shí)不是馬上追隨發(fā)生響應(yīng)延遲現(xiàn)象的緣故。
如上所述，在斬波器控制期間，使用檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2實(shí)質(zhì)上與電路切離的馬達(dá)控制電路10B時(shí)，也能將馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度控制到目標(biāo)速度。
第八實(shí)施例圖20是模式表示本發(fā)明第八實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖，圖20的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置與圖10裝置大致相同，圖20的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與圖10的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A相同，以圖20的馬達(dá)控制電路10C代替圖10的馬達(dá)控制電路10A。
即圖20的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖10所示第五實(shí)施例裝置大致相同，與圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的不同點(diǎn)在于馬達(dá)控制電路10C。該馬達(dá)控制電路10C涉及馬達(dá)累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)控制，其中，分別以脈沖數(shù)計(jì)數(shù)裝置13C、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置14C及殘存回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置15C代替圖10的脈沖間隔檢測(cè)裝置13B、回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置14B及回轉(zhuǎn)速度比較裝置15B。
本實(shí)施例動(dòng)作概要如下從直流馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)起對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到一定值，就停止回轉(zhuǎn)。
具體地說(shuō)，先以直流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，從直流馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)起對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到所定值c1，就切換成斬波器控制，進(jìn)而對(duì)切換成斬波器控制后的回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到所定值c2，就使馬達(dá)停止回轉(zhuǎn)。
即從直流馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)起累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到所定值c1+c2，就使馬達(dá)停止回轉(zhuǎn)，為了提高馬達(dá)停止位置精度，在使馬達(dá)停止前(與回轉(zhuǎn)數(shù)c2相當(dāng)?shù)膮^(qū)間)，通過(guò)斬波器控制使馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度減慢。
下面參照?qǐng)D21所示主要部分的流程圖及圖22所示波形圖說(shuō)明圖20所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作，其中，圖22A表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)波形；圖22B表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)波形；圖22C表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)輸入到比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的信號(hào)、即檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的輸出信號(hào)波形；圖22D表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)從比較器9輸出的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖波形。
為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，使用與回轉(zhuǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)拿}沖數(shù)C1、C2代替馬達(dá)回轉(zhuǎn)數(shù)c1、c2。即使用累計(jì)脈沖數(shù)、殘存脈沖數(shù)用語(yǔ)代替累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、殘存回轉(zhuǎn)數(shù)，本實(shí)施例中，因?yàn)槭褂萌龢O馬達(dá)，所以，回轉(zhuǎn)數(shù)c1、c2與脈沖數(shù)C1、C2有下列關(guān)系C1=3×c1C2=3×c2先參照?qǐng)D21所示主要部分的流程圖說(shuō)明圖20所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。在步驟S81判斷有無(wú)馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)，若有馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)信號(hào)(步驟S81的“是”)，則進(jìn)入步驟S82，將作為目標(biāo)的累計(jì)脈沖數(shù)C1設(shè)為殘存脈沖數(shù)，即設(shè)定殘存脈沖數(shù)C=C1，進(jìn)入步驟S83，以“H”電平輸出比較標(biāo)準(zhǔn)電壓選擇信號(hào)，在步驟S84，輸出馬達(dá)接通信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路5A的晶體管Q1和Q4接通，直流馬達(dá)開(kāi)始順時(shí)鐘方向回轉(zhuǎn)，進(jìn)行直流驅(qū)動(dòng)。并且，檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(比較器的輸出脈沖)，對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。作為檢測(cè)脈沖方法，有檢測(cè)脈沖的上升邊緣方法、檢測(cè)脈沖的下降邊緣方法、檢測(cè)上述兩方的方法等，在本實(shí)施例中，采用檢測(cè)脈沖的上升邊緣方法。
在步驟S85，判斷是否檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，若檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S85的“是”)，則進(jìn)入步驟S86，從殘存脈沖數(shù)減去1，得到新的殘存脈沖數(shù)，即新的殘存脈沖數(shù)C=C1-1，在步驟S87，判斷該新的殘存脈沖數(shù)C是否為0。若該新的殘存脈沖數(shù)不為0(步驟S87的“否”)，則返回步驟S85，檢測(cè)此后的脈沖。
在上述步驟S85，沒(méi)有檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖場(chǎng)合(步驟S85的“否”)，則進(jìn)入步驟S95，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S95的“否”)，則返回步驟S85，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖；若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S95的“是”)，則移到步驟S93，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S94，使馬達(dá)停止。
另一方面，若在步驟S87該新的殘存脈沖數(shù)為0(步驟S87的“是”)，即馬達(dá)從開(kāi)始回轉(zhuǎn)已有C1個(gè)脈沖，則進(jìn)入步驟S88，將作為目標(biāo)的累計(jì)脈沖數(shù)C2設(shè)為殘存脈沖數(shù)，即設(shè)定殘存脈沖數(shù)C=C2，進(jìn)入步驟S89，將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法從此前的直流控制切換成斬波器控制，本實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與圖10相同，因此，斬波器控制是使晶體管Q4常時(shí)接通，晶體管Q1以預(yù)先設(shè)定的占空系數(shù)接通/斷開(kāi)。
在步驟S90，判斷是否檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，若檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S90的“是”)，則進(jìn)入步驟S91，從殘存脈沖數(shù)減去1，得到新的殘存脈沖數(shù)，即新的殘存脈沖數(shù)C=C2-1，在步驟S92，判斷該新的殘存脈沖數(shù)C是否為0。若該新的殘存脈沖數(shù)不為0(步驟S92的“否”)，則返回步驟S90，檢測(cè)此后的脈沖。
在上述步驟S90，沒(méi)有檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖場(chǎng)合(步驟S90的“否”)，則進(jìn)入步驟S96，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S96的“否”)，則返回步驟S90，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖；若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S96的“是”)，則移到步驟S93，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S94，使馬達(dá)停止。
另一方面，若在步驟S92該新的殘存脈沖數(shù)為0(步驟S92的“是”)，即馬達(dá)從開(kāi)始斬波器控制已有C2個(gè)脈沖，則進(jìn)入步驟S93，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S94，使馬達(dá)停止。
第九實(shí)施例圖23是模式表示本發(fā)明第九實(shí)施例涉及的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置構(gòu)成的方框圖，圖23的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置與圖10裝置大致相同，圖23的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與圖10的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A相同，以圖23的馬達(dá)控制電路10D代替圖10的馬達(dá)控制電路10A。
即圖23的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖10所示第五實(shí)施例裝置大致相同，與圖10的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的不同點(diǎn)在于馬達(dá)控制電路10D。該馬達(dá)控制電路10D是將圖10的馬達(dá)控制電路10A和圖20的圖10的馬達(dá)控制電路10C合并而成，圖23的馬達(dá)控制電路10D包括脈沖數(shù)計(jì)數(shù)裝置13D、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置14D、殘存回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置15D、脈沖間隔檢測(cè)裝置16D、回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置17D及回轉(zhuǎn)速度比較裝置18D。
本實(shí)施例動(dòng)作概要與第八實(shí)施例大致相同，從直流馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)起對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到一定值，就停止回轉(zhuǎn)。但在斬波器控制期間，追加回轉(zhuǎn)速度控制。
具體地說(shuō)，先以直流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，從直流馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)起對(duì)回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到所定值c1，就切換成斬波器控制。
在斬波器控制期間，檢測(cè)馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度，變更斬波器控制的占空系數(shù)，以提高使馬達(dá)停止時(shí)的馬達(dá)停止位置精度，使回轉(zhuǎn)速度充分慢。對(duì)切換成斬波器控制后的回轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)一達(dá)到所定值c2，就使馬達(dá)停止回轉(zhuǎn)。
下面參照?qǐng)D24所示主要部分的流程圖及圖25所示波形圖說(shuō)明圖23所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作，其中，圖25A表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)晶體管Q1的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)波形；圖25B表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)晶體管Q4的接通/斷開(kāi)控制信號(hào)波形；圖25C表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)輸入到比較器9的非反轉(zhuǎn)輸入端的信號(hào)、即檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD2的輸出信號(hào)波形；圖25D表示當(dāng)實(shí)行直流控制和斬波器控制時(shí)從比較器9輸出的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖波形。
與上述第八實(shí)施例同樣，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，使用與回轉(zhuǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)拿}沖數(shù)C1、C2代替馬達(dá)回轉(zhuǎn)數(shù)c1、c2。即使用累計(jì)脈沖數(shù)、殘存脈沖數(shù)用語(yǔ)代替累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、殘存回轉(zhuǎn)數(shù)。并且，檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖采用檢測(cè)脈沖的上升邊緣方法。斬波器控制是使晶體管Q4常時(shí)接通，僅使晶體管Q1接通/斷開(kāi)。
先參照?qǐng)D24所示主要部分的流程圖說(shuō)明圖23所示直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置的動(dòng)作。步驟S101-步驟S109、步驟S1 20與第八實(shí)施例圖21中步驟S81-步驟S89、步驟S95相同，說(shuō)明省略。
在步驟S109，將馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法從此前的直流控制切換成斬波器控制后，進(jìn)入步驟S110，判斷是否檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖，若檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S110的“是”)，則進(jìn)入步驟S111，從殘存脈沖數(shù)減去1，得到新的殘存脈沖數(shù)，即新的殘存脈沖數(shù)C=C2-1，在步驟S112，判斷該新的殘存脈沖數(shù)C是否為0。若該新的殘存脈沖數(shù)不為0(步驟S112的“否”)，則進(jìn)入步驟S113，判斷占空系數(shù)變更后是否已計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)。若沒(méi)有計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)(步驟S113的“否”)，則返回步驟S110，繼續(xù)檢測(cè)此后的脈沖。
若在步驟S110沒(méi)有檢測(cè)到馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖(步驟S110的“否”)，則進(jìn)入步驟S121，判斷是否有馬達(dá)停止信號(hào)，若沒(méi)有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S121的“否”)，則返回步驟S110，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖；若有馬達(dá)停止信號(hào)(步驟S121的“是”)，則進(jìn)入步驟S122，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S123，使馬達(dá)停止。
另一方面，若在步驟S113判斷占空系數(shù)變更后已計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)(步驟S113的“是”)，則進(jìn)入步驟S114，根據(jù)脈沖間隔TM計(jì)算回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)，所謂脈沖間隔TM是此前脈沖的上升邊緣到這次脈沖的上升邊緣的時(shí)間。
在步驟S115，判斷回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)是否小于目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))進(jìn)行比較，若回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)比目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))慢場(chǎng)合(步驟S115的“是”)，則進(jìn)入步驟S118，增大斬波器控制的占空系數(shù)，以使回轉(zhuǎn)速度上升，然后返回步驟S110，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
在步驟S115，若回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)不比目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))慢場(chǎng)合(步驟S115的“否”)，則進(jìn)入步驟S116，判斷回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)是否大于目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))，若回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)大于目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))場(chǎng)合(步驟S116的“是”)，則進(jìn)入步驟S119，減小斬波器控制的占空系數(shù)，以使回轉(zhuǎn)速度下降，然后返回步驟S110，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
在步驟S116，若回轉(zhuǎn)速度V1(現(xiàn)在)不大于目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度V2(目標(biāo))場(chǎng)合(步驟S116的“否”)，則進(jìn)入步驟S117，保持現(xiàn)在的占空系數(shù)繼續(xù)斬波器控制，返回步驟S110，繼續(xù)檢測(cè)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖。
之所以在步驟S113判斷占空系數(shù)變更后是否已計(jì)數(shù)到所定脈沖數(shù)是因?yàn)樽兏伎障禂?shù)后實(shí)際使馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度達(dá)到在該占空系數(shù)狀態(tài)下的定?；剞D(zhuǎn)速度的時(shí)間有時(shí)發(fā)生延遲，這與從直流狀態(tài)切換到斬波器控制場(chǎng)合相同。
另外，在步驟S112，若判斷新的殘存脈沖數(shù)為0(步驟S113的“是”)，表示斬波器控制后已計(jì)數(shù)到C2個(gè)脈沖，則進(jìn)入步驟S122，輸出使晶體管Q1和Q4斷開(kāi)、即馬達(dá)斷開(kāi)的信號(hào)，在步驟S123，使馬達(dá)停止。
在上述第八和第九實(shí)施例中，以直流開(kāi)始馬達(dá)回轉(zhuǎn)，馬達(dá)停止的稍前切換成斬波器控制，但是，也可以從一開(kāi)始就實(shí)行斬波器控制。
另外，用于控制累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)的回轉(zhuǎn)信號(hào)脈沖的開(kāi)始計(jì)數(shù)與馬達(dá)回轉(zhuǎn)同時(shí)開(kāi)始，但是，通常，大多在馬達(dá)開(kāi)始回轉(zhuǎn)后產(chǎn)生某種信號(hào)，以該信號(hào)作為開(kāi)始計(jì)數(shù)的基準(zhǔn)。
在上述第八和第九實(shí)施例中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路與圖10中馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5A相同，但是，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路也可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如圖14的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B。當(dāng)然，若采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路5B，流程圖及波形圖也發(fā)生相應(yīng)變化。
下面對(duì)上述本發(fā)明實(shí)施例中涉及的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置、回轉(zhuǎn)控制裝置中的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷作詳細(xì)說(shuō)明。
圖26是本發(fā)明直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作場(chǎng)合將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷設(shè)定在某位置時(shí)用于說(shuō)明整流子與各電刷位置關(guān)系變化的模式圖。圖中所示例為將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3配置在相對(duì)一對(duì)電極用電刷B31、B32中一方(本例中是B32)成60度角位置的例子。這種場(chǎng)合，相對(duì)整流子CM3的接觸位置，電極用電刷B32與檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3的所成角度小，電極用電刷B31與檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3的所成角度大。圖26A-圖26E是以圖18A為基準(zhǔn)，整流子CM3按順時(shí)鐘方向順序各回轉(zhuǎn)30度的狀態(tài)。
圖27是用于說(shuō)明圖26的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的輸出信號(hào)的波形圖，即如圖26A-圖26E所示那樣整流子CM3(轉(zhuǎn)子)回轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3的輸出V的預(yù)測(cè)電壓波形。
與圖32所示從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電壓的波動(dòng)信號(hào)檢測(cè)回轉(zhuǎn)數(shù)場(chǎng)合的波形進(jìn)行比較可知，圖27的波形每隔60度輸出發(fā)生很大變化。
圖28是本發(fā)明直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作場(chǎng)合將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷設(shè)定在另一位置時(shí)用于說(shuō)明整流子與各電刷位置關(guān)系變化的模式圖。圖中所示例為將檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3a配置在相對(duì)一對(duì)電極用電刷B31、B32中一方(本例中是B32)成40度角位置的例子。圖28A-圖28G是以圖28A為基準(zhǔn)，整流子CM3按順時(shí)鐘方向順序各回轉(zhuǎn)20度的狀態(tài)。
圖29是用于說(shuō)明圖28的直流馬達(dá)的檢測(cè)回轉(zhuǎn)裝置動(dòng)作的檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷的輸出信號(hào)的波形圖，即如圖28A-圖28G所示那樣整流子CM3(轉(zhuǎn)子)回轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD3a的輸出V的預(yù)測(cè)電壓波形。
若是上述圖27和圖29所示波形，通過(guò)低通濾波器，從輸出V除去包括波動(dòng)的高頻成份，根據(jù)該除去高頻成份的波形可以檢測(cè)涉及回轉(zhuǎn)數(shù)的信息。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1．一種直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置中至少某個(gè)；其特征在于，包括至少一個(gè)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，用于檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)；標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓；比較器，比較由上述檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓和由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓。
2．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置包括對(duì)上述直流驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行分壓得到比較標(biāo)準(zhǔn)電壓的裝置。
3．一種電氣裝置，其特征在于，包括上述權(quán)利要求1或2中所述的回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。
4．一種直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，一對(duì)電極用電刷與整流子滑接，該整流子與轉(zhuǎn)子線圈連接且與該轉(zhuǎn)子線圈一起設(shè)于轉(zhuǎn)子上，通過(guò)該整流子切換直流驅(qū)動(dòng)電壓，供給上述轉(zhuǎn)子線圈，上述一對(duì)電極用電刷與定子設(shè)為一體，控制上述結(jié)構(gòu)直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)動(dòng)作；其特征在于，包括至少一個(gè)檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷，用于檢測(cè)上述轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)；馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，向上述一對(duì)電極用電刷供給上述直流驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)該直流馬達(dá)；標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生與上述轉(zhuǎn)子的不同回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓對(duì)應(yīng)的若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓；比較器，對(duì)由上述檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷所檢測(cè)的電壓和由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的上述若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓之一進(jìn)行比較。馬達(dá)控制電路，將由上述標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的若干比較標(biāo)準(zhǔn)電壓中與所希望的回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓對(duì)應(yīng)的比較標(biāo)準(zhǔn)電壓供給上述比較器，且根據(jù)上述回轉(zhuǎn)方向和/或施加到上述直流馬達(dá)上的電壓及上述比較器的輸出信號(hào)控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。
5．根據(jù)權(quán)利要求4中所述的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，上述馬達(dá)控制電路包括脈沖間隔檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)上述比較器的輸出脈沖間隔；回轉(zhuǎn)速度計(jì)算裝置，根據(jù)由上述脈沖間隔檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的脈沖間隔求取上述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)速度；回轉(zhuǎn)速度比較裝置，將上述由回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的回轉(zhuǎn)速度與目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度進(jìn)行比較；斬波器控制裝置，根據(jù)上述比較結(jié)果進(jìn)行斬波器控制，控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出，以達(dá)到上述目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
6．根據(jù)權(quán)利要求5中所述的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，上述馬達(dá)控制電路進(jìn)一步包括抑制檢測(cè)速度裝置，當(dāng)通過(guò)上述斬波器控制裝置進(jìn)行斬波器控制時(shí)，使得根據(jù)上述脈沖間隔檢測(cè)裝置檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度無(wú)效。
7．根據(jù)權(quán)利要求4或5中所述的直流馬達(dá)的回轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，上述馬達(dá)控制電路包括脈沖數(shù)計(jì)數(shù)裝置，用于對(duì)馬達(dá)回轉(zhuǎn)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，用于計(jì)算累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)；殘存回轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算裝置，用于計(jì)算殘存回轉(zhuǎn)數(shù)；斬波器控制裝置，根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行斬波器控制，控制上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)輸出，以達(dá)到上述目標(biāo)回轉(zhuǎn)速度。
8．一種電氣裝置，其特征在于，包括上述權(quán)利要求4-7任一個(gè)中所述的回轉(zhuǎn)控制裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及馬達(dá)回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置和回轉(zhuǎn)控制裝置。在直流馬達(dá)M1上設(shè)有電極用電刷B11、B12和檢測(cè)回轉(zhuǎn)用電刷BD1。噪音除去電路1除去BD1的檢測(cè)信號(hào)中噪音成份,供給比較器3。比較標(biāo)準(zhǔn)電壓產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生比較標(biāo)準(zhǔn)電壓供給比較器3。比較器3比較來(lái)自BDl的檢測(cè)信號(hào)與比較標(biāo)準(zhǔn)電壓,輸出與回轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的脈沖周期及脈沖寬度的脈沖列。能通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)可靠檢測(cè)回轉(zhuǎn)速度、累計(jì)回轉(zhuǎn)數(shù)、回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)位置,有效進(jìn)行回轉(zhuǎn)控制。
文檔編號(hào)H02P7/28GK1302115SQ0013646
公開(kāi)日2001年7月4日 申請(qǐng)日期2000年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
發(fā)明者大野好美, 鶴川育也, 小山憲次 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光