JP2535944B2 - 静止形エンコ―ダ - Google Patents
静止形エンコ―ダInfo
- Publication number
- JP2535944B2 JP2535944B2 JP62219994A JP21999487A JP2535944B2 JP 2535944 B2 JP2535944 B2 JP 2535944B2 JP 62219994 A JP62219994 A JP 62219994A JP 21999487 A JP21999487 A JP 21999487A JP 2535944 B2 JP2535944 B2 JP 2535944B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchronous motor
- counter
- output
- phase
- inverter
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、静止形エンコーダに係り、特に同期電動機
のオープンループ制御装置用の静止形エンコーダに関す
る。
のオープンループ制御装置用の静止形エンコーダに関す
る。
B.発明の概要 本発明は、インバータにより同期電動機をオープンル
ープ制御するにおいて、 速度指令に比例した周波数パルスを可逆カウンタで計
数し、このカウンタの下位２ビットの位相から電動機の
正逆回転方向と回転角位置を判定するためのパルスを得
ることにより、 電動機の回転位相を検出する分配器を不要にしたもので
ある。
ープ制御するにおいて、 速度指令に比例した周波数パルスを可逆カウンタで計
数し、このカウンタの下位２ビットの位相から電動機の
正逆回転方向と回転角位置を判定するためのパルスを得
ることにより、 電動機の回転位相を検出する分配器を不要にしたもので
ある。
C.従来の技術 AC（交流）サーボシステムの一つとして、同期電動機
をインバータで駆動するものがある。このようなシステ
ムにおいてインバータで駆動された同期電動機は、等価
的にはインバータが直流電動機の整流子部分に相当し、
直流機とまったく同じ特性が得られ、しかも電動機側に
はやっかいな機械的整流子がなくてすむ。そこで、この
ように組んだ機構を、いわゆるブラシレスDCモータと呼
称している。
をインバータで駆動するものがある。このようなシステ
ムにおいてインバータで駆動された同期電動機は、等価
的にはインバータが直流電動機の整流子部分に相当し、
直流機とまったく同じ特性が得られ、しかも電動機側に
はやっかいな機械的整流子がなくてすむ。そこで、この
ように組んだ機構を、いわゆるブラシレスDCモータと呼
称している。
ここでブラシレスDCモータの一例を第３図を基に説明
する。同図において、三相交流電源１から出力された交
流コンバータ２により直流に変換されて三相インバータ
３に給電される。永久磁石同期電動機４の電機子巻線に
は、三相インバータ３により三相交流が流され、これに
よる同期電動機４が回転駆動する。同期電動機４の回転
子の回転数及び回転角位置は、レゾルバやエンコーダな
どの分配器５で検出している。制御装置６は、分配器５
の検出信号を信号処理して同期電動機４の回転子の回転
数及び回転角位置を判別して負荷の位置制御や判別した
回転数に常に同期した周波数で三相インバータ３が動作
するようトリガパルスＰを出力する。一方、トリガパル
スＰの位相を変えて三相インバータ３の周波数を変える
ことにより同期電動機４の回転数を可変速とすることが
できる。
する。同図において、三相交流電源１から出力された交
流コンバータ２により直流に変換されて三相インバータ
３に給電される。永久磁石同期電動機４の電機子巻線に
は、三相インバータ３により三相交流が流され、これに
よる同期電動機４が回転駆動する。同期電動機４の回転
子の回転数及び回転角位置は、レゾルバやエンコーダな
どの分配器５で検出している。制御装置６は、分配器５
の検出信号を信号処理して同期電動機４の回転子の回転
数及び回転角位置を判別して負荷の位置制御や判別した
回転数に常に同期した周波数で三相インバータ３が動作
するようトリガパルスＰを出力する。一方、トリガパル
スＰの位相を変えて三相インバータ３の周波数を変える
ことにより同期電動機４の回転数を可変速とすることが
できる。
D.発明が解決しようとする問題点 従来の制御方式では、同期電動機４の回転数及び回転
角位置を検出するために電動機に結合した分配器５を設
けており、同期電動機４には分配器５を取り付けるため
の機械加工を必要とするし、この機械加工も電動機の熱
や振動の影響を無くした構造さらには電動機の耐環境性
を確保した構造にするには複雑高価なものになる。ま
た、制御装置と分配器間の信号ケーブルの布設を必要と
し、この信号ケーブルは耐ノイズ性等を良好にした構造
にするにはスペースや価格の点で問題がある。
角位置を検出するために電動機に結合した分配器５を設
けており、同期電動機４には分配器５を取り付けるため
の機械加工を必要とするし、この機械加工も電動機の熱
や振動の影響を無くした構造さらには電動機の耐環境性
を確保した構造にするには複雑高価なものになる。ま
た、制御装置と分配器間の信号ケーブルの布設を必要と
し、この信号ケーブルは耐ノイズ性等を良好にした構造
にするにはスペースや価格の点で問題がある。
E.問題点を解決するための手段と作用 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、同期電動
機の速度指令に比例した周波数のパルスを計数し該同期
電動機の正逆転指令によって加算又は減算に切り換えら
れる可逆カウンタと、このカウンタの下位２ビット間の
位相からその上位側ビット出力に対して互いに正負90°
だけ異なる位相のパルスを得るロジック回路とを備え、
前記ロジック回路のパルス出力位相を同期電動機の正逆
回転方向に対応づけ該パルス出力の積算値を同期電動機
の回転角位置に対応づける。すなわち、同期電動機は、
交流電源により回転磁界が与えられることでその回転子
が回転磁界に同期して回転し、回転磁界が停止すると回
転子はその位置で停止することから、インバータに交流
磁界を発生させるための可逆カウンタの計数値の変化が
同期電動機の回転子の速度に対応することを利用し、カ
ウンタの計数値の変化から回転子の速度を求め、またそ
の積算によって回転位置を求めるようにし、従来の分配
器を不要にしながら分配器を設けた構成と同等の速度、
位置の検出及び制御ができるようにする。
機の速度指令に比例した周波数のパルスを計数し該同期
電動機の正逆転指令によって加算又は減算に切り換えら
れる可逆カウンタと、このカウンタの下位２ビット間の
位相からその上位側ビット出力に対して互いに正負90°
だけ異なる位相のパルスを得るロジック回路とを備え、
前記ロジック回路のパルス出力位相を同期電動機の正逆
回転方向に対応づけ該パルス出力の積算値を同期電動機
の回転角位置に対応づける。すなわち、同期電動機は、
交流電源により回転磁界が与えられることでその回転子
が回転磁界に同期して回転し、回転磁界が停止すると回
転子はその位置で停止することから、インバータに交流
磁界を発生させるための可逆カウンタの計数値の変化が
同期電動機の回転子の速度に対応することを利用し、カ
ウンタの計数値の変化から回転子の速度を求め、またそ
の積算によって回転位置を求めるようにし、従来の分配
器を不要にしながら分配器を設けた構成と同等の速度、
位置の検出及び制御ができるようにする。
F.実施例 第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、イン
バータによる同期電動機の制御装置に適用した場合であ
る。同図において、１は三相交流電源、２はコンバー
タ、３は三相インバータ、４は永久磁石同期電動機であ
り、これらは第３図に示すものと同等のものである。
バータによる同期電動機の制御装置に適用した場合であ
る。同図において、１は三相交流電源、２はコンバー
タ、３は三相インバータ、４は永久磁石同期電動機であ
り、これらは第３図に示すものと同等のものである。
第１図において、上位コントローラ10は速度指令を速
度指令電圧変換器11に与え、この変換器11は速度指令に
対応した加速域と定速域と減速域を持つ速度パターンの
電圧出力を得る。電圧制御発振器等に構成される電圧一
周波数変換器12は、変換器11からの速度パターン電圧に
比例した周波数のパルスを発生する。正弦波発生回路13
は、変換器12の出力パルスを可逆カウンタ14の計数入力
とし、このカウンタ14の計数値をROM15のアドレスデー
タとして該ROM15に書き込まれている位相が120°ずれた
一対の正弦波データを出力する。制御部16は正弦波発生
回路13からの正弦波データから三相分の正弦波信号を
得、この信号に従って三相インバータ３の出力周波数を
決定するゲートパルスを得る。この制御部16には電流制
御系も含まれる。
度指令電圧変換器11に与え、この変換器11は速度指令に
対応した加速域と定速域と減速域を持つ速度パターンの
電圧出力を得る。電圧制御発振器等に構成される電圧一
周波数変換器12は、変換器11からの速度パターン電圧に
比例した周波数のパルスを発生する。正弦波発生回路13
は、変換器12の出力パルスを可逆カウンタ14の計数入力
とし、このカウンタ14の計数値をROM15のアドレスデー
タとして該ROM15に書き込まれている位相が120°ずれた
一対の正弦波データを出力する。制御部16は正弦波発生
回路13からの正弦波データから三相分の正弦波信号を
得、この信号に従って三相インバータ３の出力周波数を
決定するゲートパルスを得る。この制御部16には電流制
御系も含まれる。
ここで、同期電動機４の回転数及び回転角位置を検出
するためのエンコーダとして、可逆カウンタ14の下位２
ビット信号を利用したロジック回路17が設けられる。こ
のロジック回路17は、第２図に示すように、カウンタ14
の下位２ビット（第２図のａとｂ）から論理処理によっ
て第２図（ｃ）に示す位相の信号を得、信号（ｂ）と
（ｃ）を同期電動機４の回転角位置信号として上位コン
トローラ10に対してフィードバック信号として出力す
る。この信号（ｂ）と（ｃ）は互いに電気角で90°の位
相差をもち、同期電動機４へ出力する周波数とはディジ
タル的に対応したパルス数とから成るパルス列の出力
で、上位コントローラ10よりの速度指令が０ならば電動
機４は制動力を持続発生するが、０でない速度指令を入
力するとインバータ出力は電動機４に出力されると同時
にロジック回路17を通して上位コントローラ10へのフィ
ードバックが開始される。
するためのエンコーダとして、可逆カウンタ14の下位２
ビット信号を利用したロジック回路17が設けられる。こ
のロジック回路17は、第２図に示すように、カウンタ14
の下位２ビット（第２図のａとｂ）から論理処理によっ
て第２図（ｃ）に示す位相の信号を得、信号（ｂ）と
（ｃ）を同期電動機４の回転角位置信号として上位コン
トローラ10に対してフィードバック信号として出力す
る。この信号（ｂ）と（ｃ）は互いに電気角で90°の位
相差をもち、同期電動機４へ出力する周波数とはディジ
タル的に対応したパルス数とから成るパルス列の出力
で、上位コントローラ10よりの速度指令が０ならば電動
機４は制動力を持続発生するが、０でない速度指令を入
力するとインバータ出力は電動機４に出力されると同時
にロジック回路17を通して上位コントローラ10へのフィ
ードバックが開始される。
第２図において、期間TFは同期電動機４が正転中にあ
るときを示し、期間TRは該電動機４が逆転中にあるとき
を示す。すなわち、カウンタ14は上位コントローラ10か
らの正逆転指令に応じて加算又は減算モードに切り換え
られて変換器12の出力パルスを計数するが、この計数に
おいて下位２ビット間の位相は該カウンタ14の加算モー
ドと減算モードによって第２図の期間TFとTRのように互
いに異なり、この位相差から第２図（ｂ）の波形に対す
る第２図（ｃ）の位相が互いに正負90°だけ異なり、第
２図（ｂ）と（ｃ）の両信号の位相関係がROM15の正弦
波出力の回転方向すなわち同期電動機４の正逆転方向に
対応している。
るときを示し、期間TRは該電動機４が逆転中にあるとき
を示す。すなわち、カウンタ14は上位コントローラ10か
らの正逆転指令に応じて加算又は減算モードに切り換え
られて変換器12の出力パルスを計数するが、この計数に
おいて下位２ビット間の位相は該カウンタ14の加算モー
ドと減算モードによって第２図の期間TFとTRのように互
いに異なり、この位相差から第２図（ｂ）の波形に対す
る第２図（ｃ）の位相が互いに正負90°だけ異なり、第
２図（ｂ）と（ｃ）の両信号の位相関係がROM15の正弦
波出力の回転方向すなわち同期電動機４の正逆転方向に
対応している。
従って、ロジック回路17の一対の信号から上位コント
ローラ10は電動機４の正逆回転方向を判定し、また該信
号の一方のパルス数積算によって電動機４の回転角位置
を判定し、さらには単位時間当たりのパルス数計数によ
って回転数を判定できる。これら判定結果は例えば電動
機４が駆動する負荷の位置制御や速度制御に利用され
る。
ローラ10は電動機４の正逆回転方向を判定し、また該信
号の一方のパルス数積算によって電動機４の回転角位置
を判定し、さらには単位時間当たりのパルス数計数によ
って回転数を判定できる。これら判定結果は例えば電動
機４が駆動する負荷の位置制御や速度制御に利用され
る。
なお、実施例は永久磁石同期電動機の制御回路に適用
した場合を示すが、他のタイプの同期電動機にしたも
の、さらに他の制御方式にしたものなど、同期電動機の
駆動電源周波数を可逆カウンタの計数値に関連づけるも
のに適用して同等の作用効果を得ることができる。
した場合を示すが、他のタイプの同期電動機にしたも
の、さらに他の制御方式にしたものなど、同期電動機の
駆動電源周波数を可逆カウンタの計数値に関連づけるも
のに適用して同等の作用効果を得ることができる。
G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、速度指令に比例した
周波数のパルスを可逆カウンタで計数し、このカウンタ
の下位２ビットの位相から電動機の正逆回転方向と回転
角位置を判定するためのパルスを得るようにしたため、
従来の分配器を不要にして制御装置内に組み込まれた回
路として実現されるし、制御装置のカウンタを利用して
少しの回路増設で済む。
周波数のパルスを可逆カウンタで計数し、このカウンタ
の下位２ビットの位相から電動機の正逆回転方向と回転
角位置を判定するためのパルスを得るようにしたため、
従来の分配器を不要にして制御装置内に組み込まれた回
路として実現されるし、制御装置のカウンタを利用して
少しの回路増設で済む。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図におけるカウンタ14とロジック回路17のタイムチャー
ト、第３図は従来の同期電動機の制御回路図である。 ３……三相インバータ、４……永久磁石同期電動機、10
……上位コントローラ、11……速度指令電圧変換器、12
……電圧−周波数変換器、13……正弦波発生回路、14…
…可逆カウンタ、16……制御部、17……ロジック回路。
図におけるカウンタ14とロジック回路17のタイムチャー
ト、第３図は従来の同期電動機の制御回路図である。 ３……三相インバータ、４……永久磁石同期電動機、10
……上位コントローラ、11……速度指令電圧変換器、12
……電圧−周波数変換器、13……正弦波発生回路、14…
…可逆カウンタ、16……制御部、17……ロジック回路。
Claims (1)
- 【請求項１】速度指令に従ってインバータの出力周波数
を制御し、このインバータの出力で同期電動機を駆動す
る制御装置において、前記速度指令に比例した周波数の
パルスを計数し同期電動機の正逆転指令によって加算又
は減算に切り換えられる可逆カウンタと、このカウンタ
の下位２ビット間の位相からその上位側ビット出力に対
して互いに正負90°だけ異なる位相のパルスを得るロジ
ック回路とを備えたことを特徴とする静止形エンコー
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219994A JP2535944B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 静止形エンコ―ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62219994A JP2535944B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 静止形エンコ―ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6464586A JPS6464586A (en) | 1989-03-10 |
| JP2535944B2 true JP2535944B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=16744262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62219994A Expired - Lifetime JP2535944B2 (ja) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | 静止形エンコ―ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2535944B2 (ja) |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62219994A patent/JP2535944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6464586A (en) | 1989-03-10 |
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