JP3114937B2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JP3114937B2 JP3114937B2 JP02320747A JP32074790A JP3114937B2 JP 3114937 B2 JP3114937 B2 JP 3114937B2 JP 02320747 A JP02320747 A JP 02320747A JP 32074790 A JP32074790 A JP 32074790A JP 3114937 B2 JP3114937 B2 JP 3114937B2
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータ制御装置、特に工作機械等に用いられ
る同期型ACサーボモータの制御装置に関するものであ
る。
る同期型ACサーボモータの制御装置に関するものであ
る。
一般に永久磁石を有する回転子と、３相の巻線を有す
る電機子とを備えた同期型ACサーボモータでは、モータ
の界磁（又は逆起電力）と同相又は逆相の正弦波電流を
モータの電機子巻線に通電する必要があり、そのため
に、例えば特開平２−97293号公報に示すようにモータ
に設けられた界磁の極性切り替わり位置を検出する磁極
センサとエンコーダとを用いて界磁（又は逆起電力）と
同相又は逆相の電流指令を発生する電流指令発生装置RO
Mを備えている。この電流指令発生装置ROMでは、必要と
する正弦波電流指令データを予めテーブル化して記憶素
子に格納しておき、磁極センサよりの信号CSとエンコー
ダの信号ECでロータ回転角度を検出して、このロータ回
転角度から記憶素子の電流指令を検索している。
る電機子とを備えた同期型ACサーボモータでは、モータ
の界磁（又は逆起電力）と同相又は逆相の正弦波電流を
モータの電機子巻線に通電する必要があり、そのため
に、例えば特開平２−97293号公報に示すようにモータ
に設けられた界磁の極性切り替わり位置を検出する磁極
センサとエンコーダとを用いて界磁（又は逆起電力）と
同相又は逆相の電流指令を発生する電流指令発生装置RO
Mを備えている。この電流指令発生装置ROMでは、必要と
する正弦波電流指令データを予めテーブル化して記憶素
子に格納しておき、磁極センサよりの信号CSとエンコー
ダの信号ECでロータ回転角度を検出して、このロータ回
転角度から記憶素子の電流指令を検索している。
この際、磁極センサからの信号CSが界磁（又は逆起電
力）と電流指令の位相を整合するために使われている。
力）と電流指令の位相を整合するために使われている。
然しながら上記従来の装置では電源投入直後などの磁
極センサ信号CSを検出する前の期間では、電流指令と界
磁（又は逆起電力）の間に位相差が生じ、起動トルクの
減少、モータ効率の低下につながっていた。
極センサ信号CSを検出する前の期間では、電流指令と界
磁（又は逆起電力）の間に位相差が生じ、起動トルクの
減少、モータ効率の低下につながっていた。
尚、高分解能絶対値エンコーダを用いて直接正弦波指
令データを検索する方式では、エンコーダ自体が高価で
あり、一般的ではない。
令データを検索する方式では、エンコーダ自体が高価で
あり、一般的ではない。
本発明は、高価な高分解能絶対値エンコーダを用いず
に、この起動時などに生じるモータ性能の低下を改善す
るものである。
に、この起動時などに生じるモータ性能の低下を改善す
るものである。
本発明のモータ制御装置は、界磁を備えた回転子と該
回転子と空隙を介して配設された３相の巻線を備えた電
機子とを有するモータの界磁磁極位置検出装置の出力変
化を検出するエッジ検出回路と、サインデータを格納し
たROMと、上記エッジ検出回路の出力と上記モータの回
転子軸角度変化を検出するエンコーダの出力を受けて動
作するアップダウンカウンタとを有し、上記磁極位置検
出装置のCS信号を上記ROMの上位アドレスに接続すると
共に、上記アップダウンカウンタの出力を上記ROMの下
位アドレスに接続したモータ制御装置において、上記モ
ータの電流値をデジタル値に変換するA/D変換器と、上
記アップダウンカウンタの初期値設定回路とを設け、起
動直後上記初期値設定回路からの初期化信号により上記
アップダウンカウンタに仮設定されたカウンタの初期値
に対応するモータ電流と、上記CS信号のエッジ検出信号
が出力するまでの期間、上記初期値設定回路により、上
記アップダウンカウンタの値を増加させるように操作
し、該操作により得た上記アップダウンカウンタの値と
上位アドレスに入力されたCS信号により決定されるROM
の出力に対応するモータ電流とを比較し、その差が最も
少なくなるように上記アップダウンカウンタの値を更新
することを特徴とする。
回転子と空隙を介して配設された３相の巻線を備えた電
機子とを有するモータの界磁磁極位置検出装置の出力変
化を検出するエッジ検出回路と、サインデータを格納し
たROMと、上記エッジ検出回路の出力と上記モータの回
転子軸角度変化を検出するエンコーダの出力を受けて動
作するアップダウンカウンタとを有し、上記磁極位置検
出装置のCS信号を上記ROMの上位アドレスに接続すると
共に、上記アップダウンカウンタの出力を上記ROMの下
位アドレスに接続したモータ制御装置において、上記モ
ータの電流値をデジタル値に変換するA/D変換器と、上
記アップダウンカウンタの初期値設定回路とを設け、起
動直後上記初期値設定回路からの初期化信号により上記
アップダウンカウンタに仮設定されたカウンタの初期値
に対応するモータ電流と、上記CS信号のエッジ検出信号
が出力するまでの期間、上記初期値設定回路により、上
記アップダウンカウンタの値を増加させるように操作
し、該操作により得た上記アップダウンカウンタの値と
上位アドレスに入力されたCS信号により決定されるROM
の出力に対応するモータ電流とを比較し、その差が最も
少なくなるように上記アップダウンカウンタの値を更新
することを特徴とする。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
第１図において、CSはモータの回転子軸に設けたCSの
信号（磁極位置検出信号）の入力端子、10はCS信号のエ
ッジ検出回路、30はアップダウンカウンタ、40は初期値
設定回路、50はサインデータを格納したROM、ECはEC信
号（エンコーダ信号）の入力端子を示す。
信号（磁極位置検出信号）の入力端子、10はCS信号のエ
ッジ検出回路、30はアップダウンカウンタ、40は初期値
設定回路、50はサインデータを格納したROM、ECはEC信
号（エンコーダ信号）の入力端子を示す。
第１図に示したモータ制御装置の基本構成は、モータ
の回転子軸に界磁の磁極位置を検出するコミテーション
センサ（CS）と、回転子軸の位置を細かく検出するエン
コーダ（EC）とを設け、上記ROM50の上位アドレスAdHに
はCS信号を接続し、下位アドレスAdLにはアップダウン
カウンタ30の出力を接続する。CS信号は例えば120度位
相差の３相矩形波信号の場合は回転子が60度回転する毎
に変化する。この変化はエッジ検出回路10で検出されア
ップダウンカウンタ30に送られ、この60度の区間の微細
な変化を、ECからの入力パルスをカウンタ30で計数しRO
M50の下位アドレスに入力することによって上記ROM50か
らICOMとして出力する。
の回転子軸に界磁の磁極位置を検出するコミテーション
センサ（CS）と、回転子軸の位置を細かく検出するエン
コーダ（EC）とを設け、上記ROM50の上位アドレスAdHに
はCS信号を接続し、下位アドレスAdLにはアップダウン
カウンタ30の出力を接続する。CS信号は例えば120度位
相差の３相矩形波信号の場合は回転子が60度回転する毎
に変化する。この変化はエッジ検出回路10で検出されア
ップダウンカウンタ30に送られ、この60度の区間の微細
な変化を、ECからの入力パルスをカウンタ30で計数しRO
M50の下位アドレスに入力することによって上記ROM50か
らICOMとして出力する。
このモータは３相のモータであるから、CS信号を発生
するための位置検出装置はCSu,CSv,CSwと３個設けら
れ、この出力は電気角360度を６等分した60度毎に出力
され、ROM50から出力される正弦波は前記CS信号の入力
ごとに更新される。
するための位置検出装置はCSu,CSv,CSwと３個設けら
れ、この出力は電気角360度を６等分した60度毎に出力
され、ROM50から出力される正弦波は前記CS信号の入力
ごとに更新される。
そこでサインデータが格納されたROM50に対してエッ
ジ検出信号10に対応するモータの誘起電圧のゼロクロス
点が一致するように調整されていればエッジ検出毎に誘
起電圧と発生する正弦波電圧が同期化して同期運転がで
きる。
ジ検出信号10に対応するモータの誘起電圧のゼロクロス
点が一致するように調整されていればエッジ検出毎に誘
起電圧と発生する正弦波電圧が同期化して同期運転がで
きる。
このようなモータ制御装置は、CS信号とEC信号から正
弦波信号を得る構成であるから、装置に電源を投入した
直後は回転子が回転していないので上記の正弦波信号は
得られないが、第１図に示すようにCS信号がROM50の上
位アドレスに接続されているので、ROM50からはその時
の回転子位置に対応するCS信号が出力し、このCS信号に
対応したROMの出力に応じてモータに電機子電流が流れ
モータは回転し得る。しかし界磁の位相と電機子電圧の
位相は同じではないので、電流値は大きく発生トルクは
小さいという効率が低い状態で運転することになる。
弦波信号を得る構成であるから、装置に電源を投入した
直後は回転子が回転していないので上記の正弦波信号は
得られないが、第１図に示すようにCS信号がROM50の上
位アドレスに接続されているので、ROM50からはその時
の回転子位置に対応するCS信号が出力し、このCS信号に
対応したROMの出力に応じてモータに電機子電流が流れ
モータは回転し得る。しかし界磁の位相と電機子電圧の
位相は同じではないので、電流値は大きく発生トルクは
小さいという効率が低い状態で運転することになる。
第１図に示すモータは同期電動機であって、回転子界
磁の回転と３相固定子に発生する回転界磁が同期して回
転し、負担トルクは、回転界磁と回転子界磁との位相角
に比例するようになっており、又電機子電流も回転界磁
と回転子界磁の位相角に比例することが知られている。
そして電機子の回転界磁と回転子界磁との位相角が最小
のときには電機子電流が最小となることも知られてい
る。
磁の回転と３相固定子に発生する回転界磁が同期して回
転し、負担トルクは、回転界磁と回転子界磁との位相角
に比例するようになっており、又電機子電流も回転界磁
と回転子界磁の位相角に比例することが知られている。
そして電機子の回転界磁と回転子界磁との位相角が最小
のときには電機子電流が最小となることも知られてい
る。
本発明においては、上記の効率が低い状態を解消して
界磁の位相と電機子電圧の位相を整合させて正常な運転
状態にするため、第１図及び第２図に示すように電機子
電流imanをA/D変換するA/D変換器と、上記アップダウン
カウンタ30の初期値設定回路40とを設け、電源を投入し
た直後、初期値設定回路40からアップダウンカウンタ30
に初期化信号を送ってCS信号で区分された60度の中央
値、即ち＋30度と−30度の中間に設定して初期化し、RO
M50からこの初期値に対応する出力ICOMを出力し、この
出力に応じて電機子電流を流し、この電流を初期電流と
して受け入れる。
界磁の位相と電機子電圧の位相を整合させて正常な運転
状態にするため、第１図及び第２図に示すように電機子
電流imanをA/D変換するA/D変換器と、上記アップダウン
カウンタ30の初期値設定回路40とを設け、電源を投入し
た直後、初期値設定回路40からアップダウンカウンタ30
に初期化信号を送ってCS信号で区分された60度の中央
値、即ち＋30度と−30度の中間に設定して初期化し、RO
M50からこの初期値に対応する出力ICOMを出力し、この
出力に応じて電機子電流を流し、この電流を初期電流と
して受け入れる。
次に、ROM50の上位アドレスに入力されているCS信号
によりROM50から出力されたICOMに応じて電機子電流が
流れ、該電流を検出して得た値imanをA/D変換したディ
ジタル信号imdを初期値設定回路40が受入れ、該電流値
を今の電流値としてCS信号のエッジ検出回路10からの信
号が無ければ上記初期電流値と比較し、今の電流値が初
期値の電流値より大きい場合は上記アップダウンカウン
タ30の値を減少する方向に更新し、再度エッジ検出信号
が無いときは次の電流値を今の電流値として取り込み、
前電流値と比較し、今の電流値が直前の電流値より小さ
ければアップダウンカウンタ30の値が増加するようにし
て繰り返し調整し、今の電流値と前電流値が一致したと
きは初期値設定を完了する。
によりROM50から出力されたICOMに応じて電機子電流が
流れ、該電流を検出して得た値imanをA/D変換したディ
ジタル信号imdを初期値設定回路40が受入れ、該電流値
を今の電流値としてCS信号のエッジ検出回路10からの信
号が無ければ上記初期電流値と比較し、今の電流値が初
期値の電流値より大きい場合は上記アップダウンカウン
タ30の値を減少する方向に更新し、再度エッジ検出信号
が無いときは次の電流値を今の電流値として取り込み、
前電流値と比較し、今の電流値が直前の電流値より小さ
ければアップダウンカウンタ30の値が増加するようにし
て繰り返し調整し、今の電流値と前電流値が一致したと
きは初期値設定を完了する。
ROM50からの正弦波信号はアップダウンカウンタ30の
出力により読み出されるもので、アップダウンカウンタ
30の値が増加すると正弦波信号の位相が進み、値が減少
すると位相が遅れるので、電機子電流値が減少するよう
にこのアップダウンカウンタ30の値を調節すれば、電流
値が最も小さいときは今の電流値と前電流値との差が無
くなったときで界磁と電機子電圧の位相が一致した状態
となり同期運転が可能となる。
出力により読み出されるもので、アップダウンカウンタ
30の値が増加すると正弦波信号の位相が進み、値が減少
すると位相が遅れるので、電機子電流値が減少するよう
にこのアップダウンカウンタ30の値を調節すれば、電流
値が最も小さいときは今の電流値と前電流値との差が無
くなったときで界磁と電機子電圧の位相が一致した状態
となり同期運転が可能となる。
エッジ信号検出回路10でエッジ信号を検出したときは
界磁と電機子電圧の位相が一致しているので、電流比較
をすることなく初期値設定を終了する。
界磁と電機子電圧の位相が一致しているので、電流比較
をすることなく初期値設定を終了する。
本発明に成るモータ制御装置は、上記のような構成で
あるから電源投入の直後で界磁の位相と電機子電圧の位
相が不一致の状態で、正弦波信号を格納したROM50の内
容を読み出すためのアップダウンカウンタ30の内容を、
電機子電流が最小となるように制御して位相を界磁の位
相と一致せしめて同期運転が可能となるようにでき、回
転子が回転しない間に初期値設定が終了するので応答は
極めて速いという大きな利益がある。
あるから電源投入の直後で界磁の位相と電機子電圧の位
相が不一致の状態で、正弦波信号を格納したROM50の内
容を読み出すためのアップダウンカウンタ30の内容を、
電機子電流が最小となるように制御して位相を界磁の位
相と一致せしめて同期運転が可能となるようにでき、回
転子が回転しない間に初期値設定が終了するので応答は
極めて速いという大きな利益がある。
第１図は本発明のモータ制御装置のブロック線図、第２
図は初期値設定のフローチャートである。 10……検出回路、20……変換器、30……カウンタ、40…
…初期値設定回路、50……ROM。
図は初期値設定のフローチャートである。 10……検出回路、20……変換器、30……カウンタ、40…
…初期値設定回路、50……ROM。
Claims (1)
- 【請求項１】界磁を備えた回転子と該回転子と空隙を介
して配設された３相の巻線を備えた電機子とを有するモ
ータの界磁磁極位置検出装置の出力変化を検出するエッ
ジ検出回路と、サインデータを格納したROMと、上記エ
ッジ検出回路の出力と上記モータの回転子軸角度変化を
検出するエンコーダの出力を受けて動作するアップダウ
ンカウンタとを有し、上記磁極位置検出装置のCS信号を
上記ROMの上位アドレスに接続すると共に、上記アップ
ダウンカウンタの出力を上記ROMの下位アドレスに接続
したモータ制御装置において、上記モータの電流値をデ
ジタル値に変換するA/D変換器と、上記アップダウンカ
ウンタの初期値設定回路とを設け、起動直後上記初期値
設定回路からの初期化信号により上記アップダウンカウ
ンタに仮設定されたカウンタの初期値に対応するモータ
電流と、上記CS信号のエッジ検出信号が出力するまでの
期間、上記初期値設定回路により、上記アップダウンカ
ウンタの値を増加させるように操作し、該操作により得
た上記アップダウンカウンタの値と上位アドレスに入力
されたCS信号により決定されるROMの出力に対応するモ
ータ電流とを比較し、その差が最も少なくなるように上
記アップダウンカウンタの値を更新することを特徴とす
るモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02320747A JP3114937B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02320747A JP3114937B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193092A JPH04193092A (ja) | 1992-07-13 |
| JP3114937B2 true JP3114937B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=18124837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02320747A Expired - Fee Related JP3114937B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114937B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4737858B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2011-08-03 | 東芝エレベータ株式会社 | 永久磁石電動機の制御装置 |
| CN116915098B (zh) * | 2023-09-14 | 2024-01-23 | 广东美的暖通设备有限公司 | 永磁同步电机的运行电流控制方法及装置、控制*** |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP02320747A patent/JP3114937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04193092A (ja) | 1992-07-13 |
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