JP2677495B2 - 交流モータの相電圧測定装置及びその測定方法 - Google Patents
交流モータの相電圧測定装置及びその測定方法Info
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Description
圧測定装置及びその測定方法に関するものであって、さ
らに詳しくは、モータ駆動用パワースイッチング素子の
ベース端に供給される制御信号により、正逆回転するモ
ータに供給される相電圧を測定する装置及びその方法に
関するものである。
ベクトル制御方式は誘電モータのステータ交流を回転す
るd−q軸における等価値に変換し、d転をロータ磁束
位相と一致させることにより、d軸等価成分は時速成分
電流、q軸等価成分はトーク成分電流に相互分離されて
交流モータをほかの励磁直流モータと類似特性を持つよ
うに制御するのである。
される交流モータは高性能同特性及び精密性を要求され
る数値制御工作機械及びロボットシステムにいたるまで
広く使われている。
には、ロータ磁束の正確な検出が要され、ロータ磁束を
正確に検出することができないならば、ベクトル制御方
式はモータパラメータの変化に勘案した特性を持つよう
になるため、ロータ磁束の正確な検出は極めて重要な要
素となるのである。
は、交流モータに供給される相電圧を検出すべきである
が、交流モータの相電圧検出装置としては日特開平3−
89880号に記載の交流モータ制御装置がある。
に電気的に接続された電力制御回路を制御するサーボ回
路1と、モータMの各相に供給される電流を検出する電
流検出回路3と、電流検出回路3の検出結果とサーボ回
路1の目標電流を比べた結果によりモータMに生じる異
常を判定する異常判定回路4とこの異常判定回路4の判
定結果により電力制御回路2に所定の制御信号を供給す
る制御信号発生回路5とから構成されている。
交流モータ制御装置において、モータに供給される各相
の電流を検出する電流検出回路は、電流測定コイルとパ
ルス変換器を用いるため、モータに装着し難く、厚さが
大であるという問題点があった。
種々問題点に考えてみてなされたものであって、この発
明の目的は、モータのパラメータ中に変化の最も甚だし
いロータ抵抗に対し、強いモータの相電圧を測定しステ
ータを基準にロータ磁束を計算できる交流モータの相電
圧測定装置及びその測定方法を提供することにある。ま
た、かなり簡単な回路構成によりモータを測定すること
により、構成が簡単にして、製造原価の原料を図りうる
交流モータの相電圧測定装置及びその測定方法を提供す
ることにある。
めに、この発明による交流モータの相電圧測定装置は、
モータの各相に印加される電圧が生ずるようにPWM
(Pulse Width Modulation)信
号を生ずるPWM信号発生手段と、前記PWM信号発生
手段から出力されるPWM信号を分配するPWM信号分
配手段と、前記PWM信号分配手段から出力されるPW
M信号によりモータの駆動制御信号を出力するモータ駆
動制御手段と、前記モータ駆動制御手段の制御信号に従
ってモータを駆動させるモータ駆動手段とからなるモー
タの制御装置からロータ磁束を測定するために必要な相
電圧を測定する交流モータの相電圧測定装置において、
前記モータの各相に供給される相電流を制御すべく前記
モータ駆動手段に供給される主電源の電圧信号を検出す
る電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出される
主電流に含まれているノイズを除去するノイズ除去手段
と、前記ノイズ除去手段から出力されるアナログ信号を
ディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル変換手
段と、前記アナログ/ディジタル変換手段から出力され
るディジタル信号によりオン/オフされ、前記モータ駆
動手段に供給される主電源を遮断する電源遮断手段と、
前記PWM信号発生手段から出力されるPWM信号と、
前記アナログ/ディジタル変換手段から出力されるディ
ジタル信号を掛算して相電圧を生ずるマルチフライング
ディジタル/アナログ変換手段とから構成されたことを
特徴とする。
ロータ磁束を測定するために必要な相電圧を測定する交
流モータの相電圧測定方法において、モータ駆動手段に
供給される主電源電圧を検出する電圧検出ステップと、
前記電圧検出ステップから出力された信号に含まれたノ
イズを除去するノイズ除去ステップと、前記ノイズ除去
ステップから出力されたアナログ信号をディジタル信号
に変換する変換ステップと、前記変換ステップから出力
されるディジタル信号によりオン/オフされ主電源を遮
断する電源遮断ステップと、前記電源遮断ステップから
出力されるディジタル信号とアナログ/ディジタル変換
手段から出力されるPWM信号を掛算して相電圧を検出
する相電圧検出ステップとからなることを特徴とする。
相電圧装置につき、添付図面に沿って詳述する。
はモータ駆動手段30に供給される主電源VCCの電圧
を検出すると共に、後述するアナログ/ディジタル変換
手段に適する入力電圧レベルで調整される抵抗R1,R
2から構成され、ノイズ除去手段50は上記電圧検出手
段40から出力された信号に含まれたノイズをフィルタ
リングするために、抵抗R3とコンデンサC1とから構
成された低帯域ファイルを用いている。
ノイズ除去手段50からノイズの除去された出力信号を
ディジタル信号に変換するものであって、上記A/D変
換器60は、ビット数が大きいほどモータの駆動手段3
0に供給される主電源VCCを正確なディジタルデータ
値を置換するのである。
60から出力されたディジタル信号によりオン/オフさ
れモータ駆動手段30に供給される高電圧の主電源VC
Cを遮断し、制御器の回路素子を保護するようにホトカ
プラ構成され、上記ホトカプラは接続されている。
号発生手段5から生じたPWM信号Sa,Sb,Scを
夫々複数個のPWM信号に分配されるように構成されて
いる。上記PWM信号発生手段10は、モータの各相に
対する。電流命令値と電流フィードバック値との差を比
例積分制御した後、3角波と比べた結果、又は上記電流
命令値と電流フィードバック値をヒステリシス制御して
得られるPWM信号Sa,Sbを出力するようになって
おり、モータ駆動制御手段20は上記PWM信号分配手
段10から出力されたPWM信号をモータ駆動手段30
のパワースイッチング素子Q1〜Q6ベース端に夫々供
給してモータ駆動手段30によりモータ駆動するように
する。
WM信号Sa,Sbとホトカプラとからなる電源遮断手
段70の出力を掛算してモータの相電圧VaS,VbS
を検出するよう2つのD/A変換器から構成されている
が、上記D/A変換手段80のデータ入力端はホトカプ
ラの出力端に接続されている。
タの相電圧測定装置により測定された相電圧から検出さ
れるロータ磁束は下記式(1),(2)により求められ
る。
ようにロータ磁束を検出するためには、モータに供給さ
れる相電圧を図4に示すフローチャートにしたがって測
定できる。
発明の作動を図4に示すフローチャートを参照して述べ
る。
の制御信号を出力する駆動制御手段20PWM信号発生
手段5から出力されたPWM信号Sa,Sb,ScがP
WM信号分配手段10で分配された後、供給されるた
め、上記駆動30の6つのパワースイッチング素子が選
択的に作動されてモータMには主電源VCCが供給され
る。
モータMに主電源VCCが供給される際、モータMに供
給される相電圧を測定するためにステップS1からモー
タ駆動手段30に供給される主電源VCCの電圧を抵抗
R1,R2から構成された電圧検出手段40により検出
された後、ステップS2に進んで抵抗R3とコンデンサ
C1とから構成されたノイズ除去手段50を利用し、上
記電圧検出手段40から出力された信号に含まれたノイ
ズを除去する。つまり、ノイズ除去手段50ではノイズ
指数の高い高域周波数部分を遮断し、ノイズ指数の低い
低域周波数のみを通過させる。
はノイズ除去手段50を通過しながらノイズを除去後A
/D変換手段60に入力されてディジタル信号に変換さ
れて出力するステップS3。上記ディジタル信号に変換
されたモータの相電圧は、ステップS4で主電源VCC
制御の電源VDDとを遮断する電源遮断手段70のホト
カプラ発光素子を駆動させて受光素子の出力信号Do〜
DmとPWM信号発生手段5から出力されるPWM信号
をマルチフライングD/A変換手段80によりステップ
S5で掛算して、ディジタル信号をアナログ信号に変換
後、ステップS6に進んで上記マルチフライングD/A
変換手段80の主力信号を相電圧信号VaS,VbSで
検出する。次に、ステップS7に進んで相電圧信号Va
s,Vbsをロータ磁束して演算する。
び方法によれば、モータに供給される主電源から電圧を
検出し、この電圧をディジタル信号に変換し電源遮断手
段を駆動させ、その出力信号とPWM信号を掛算して相
電圧を検出することにより、従来の電流測定コイルとパ
ルス変換器を用いて相電圧を検出することにおいて伴わ
れる種々欠点が解消できるのみならず、簡単な回路構成
により相電圧が検出でき、かつ製造原価の節減できる効
果がある。
本構成図である。
ブロック図である。
回路図である。
順を示すフローチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 モータの各相に印加される電圧が生ずる
ようにPWM(Pulse Width Modula
tion)信号を生ずるPWM信号発生手段と、前記P
WM信号発生手段から出力されるPWM信号を分配する
PWM信号分配手段と、前記PWM信号分配手段から出
力されるPWM信号によりモータの駆動制御信号を出力
するモータ駆動制御手段と、前記モータ駆動制御手段の
制御信号に従ってモータを駆動させるモータ駆動手段と
からなるモータの制御装置からロータ磁束を測定するた
めに必要な相電圧を測定する交流モータの相電圧測定装
置において、前記モータの各相に供給される相電流を制
御すべく前記モータ駆動手段に供給される主電源の電圧
信号を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によ
り検出される主電流に含まれているノイズを除去するノ
イズ除去手段と、前記ノイズ除去手段から出力されるア
ナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ/ディ
ジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段
から出力されるディジタル信号によりオン/オフされ、
前記モータ駆動手段に供給される主電源を遮断する電源
遮断手段と、前記PWM信号発生手段から出力されるP
WM信号と、前記アナログ/ディジタル変換手段から出
力されるディジタル信号を掛算して相電圧を生ずるマル
チフライングディジタル/アナログ変換手段とから構成
されたことを特徴とする交流モータの相電圧測定装置。 - 【請求項2】 前記電源遮断手段は、ホトカプラである
ことを特徴とする請求項1記載の交流モータの相電圧測
定装置。 - 【請求項3】 モータの制御装置からロータ磁束を測定
するために必要な相電圧を測定する交流モータの相電圧
測定方法において、モータ駆動手段に供給される主電源
電圧を検出する電圧検出ステップと、前記電圧検出ステ
ップから出力された信号に含まれたノイズを除去するノ
イズ除去ステップと、前記ノイズ除去ステップから出力
されたアナログ信号をディジタル信号に変換する変換ス
テップと、前記変換ステップから出力されるディジタル
信号によりオン/オフされ主電源を遮断する電源遮断ス
テップと、前記電源遮断ステップから出力されるディジ
タル信号とアナログ/ディジタル変換手段から出力され
るPWM信号を掛算して相電圧を検出する相電圧検出ス
テップとからなることを特徴とする交流モータの相電圧
測定方法。
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-
1992
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