JPH03159589A - 可変リラクタンス型acサーボモータのトルクリプル軽減方式 - Google Patents
可変リラクタンス型acサーボモータのトルクリプル軽減方式Info
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- JPH03159589A JPH03159589A JP1294952A JP29495289A JPH03159589A JP H03159589 A JPH03159589 A JP H03159589A JP 1294952 A JP1294952 A JP 1294952A JP 29495289 A JP29495289 A JP 29495289A JP H03159589 A JPH03159589 A JP H03159589A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、可変リラクタンス型ACサーボモータに関し
、特にトルクリプルを軽減させる方式に関する。
、特にトルクリプルを軽減させる方式に関する。
従来の技術
可変リラクタンス型ACサーボモータは、ロ一夕とステ
ータに突極を設け、ステータの各突極に巻かれた励磁巻
線に励磁電流を流し、励磁電流が流されたステータ突極
に発生する磁気吸引力によってロータの突極を引き寄せ
モータの回転力とするものである。従って、ロータ位相
(回転位置)、即ち、ロータ突極位置とステータ突極位
置に応じて、励磁する相(励磁するステータ突極)をど
こにするか決定し、順次励磁する相を切換えてロータを
所望する方向に回転させるものである。
ータに突極を設け、ステータの各突極に巻かれた励磁巻
線に励磁電流を流し、励磁電流が流されたステータ突極
に発生する磁気吸引力によってロータの突極を引き寄せ
モータの回転力とするものである。従って、ロータ位相
(回転位置)、即ち、ロータ突極位置とステータ突極位
置に応じて、励磁する相(励磁するステータ突極)をど
こにするか決定し、順次励磁する相を切換えてロータを
所望する方向に回転させるものである。
従来から行われている可変リラクタンス型ACサーボモ
ータのこの励磁方式はロータ位相(電気角)に応じて励
磁すべき相(ステータ突極)、非励磁とすべき相をRO
M等で記憶しておき、ロータ位相を読取って、読取った
ロータ位相に応して各相のROMから記憶値を読出し、
トルク指令値に各相のROMから読出した値を乗じて各
相の電流指令としている。例えば、各相のROMにはロ
ータ位相に応じて当該相を励磁すべきときは「1」、非
励磁とすべきときには「0」を記憶させておき、ロータ
位相に応じて各相のROMから「1」または「0」を読
出し出力し、トルク指令値に「1」または「0」を乗ず
ることによって各相の電流指令を作る。そして、上記励
磁,非励磁のrlJ. rOJのロータ位相に対応す
るパターンは3相励磁であれば、120度位相がずれた
同一パターンとして、ロータ位相に応じて各相を順次循
環して励磁することによってロータを回転させている。
ータのこの励磁方式はロータ位相(電気角)に応じて励
磁すべき相(ステータ突極)、非励磁とすべき相をRO
M等で記憶しておき、ロータ位相を読取って、読取った
ロータ位相に応して各相のROMから記憶値を読出し、
トルク指令値に各相のROMから読出した値を乗じて各
相の電流指令としている。例えば、各相のROMにはロ
ータ位相に応じて当該相を励磁すべきときは「1」、非
励磁とすべきときには「0」を記憶させておき、ロータ
位相に応じて各相のROMから「1」または「0」を読
出し出力し、トルク指令値に「1」または「0」を乗ず
ることによって各相の電流指令を作る。そして、上記励
磁,非励磁のrlJ. rOJのロータ位相に対応す
るパターンは3相励磁であれば、120度位相がずれた
同一パターンとして、ロータ位相に応じて各相を順次循
環して励磁することによってロータを回転させている。
発明が解決しようとする課題
各相を励磁.非励磁と切換えて2値による制御を行うこ
とから、基本的に非線形性が強く、励磁電流と出力トル
クが比例せず、また、同一値の励磁電流を印加してもロ
ータ位相によってステータ突極がロータ突極を吸引する
力が異なっているため、トルクリプルが発生し、ロータ
位相にかかわらず一定のトルクを得ることが困難である
。
とから、基本的に非線形性が強く、励磁電流と出力トル
クが比例せず、また、同一値の励磁電流を印加してもロ
ータ位相によってステータ突極がロータ突極を吸引する
力が異なっているため、トルクリプルが発生し、ロータ
位相にかかわらず一定のトルクを得ることが困難である
。
そこで本発明の目的は、ロータ位相にかかわらず、一定
のトルクを得ることができる可変リラクタンス型ACサ
ーボモータのトルクリプル軽減方式を提供することにあ
る。
のトルクを得ることができる可変リラクタンス型ACサ
ーボモータのトルクリプル軽減方式を提供することにあ
る。
課題を解決するための手段
ロータ位相に応じて各相の重みをトルク指令値に乗じて
各相の電流指令値を求め、該電流指令値に基いてサーボ
モータを駆動するようにした可変リラクタンス型ACサ
ーボモータの駆動方式において、本発明は、トルク指令
値が一定ならば、サーボモータの出力トルクがロータ位
相にかかわらず一定になるように上記各相の重みを設定
することによってトルクリプルを軽減させる。
各相の電流指令値を求め、該電流指令値に基いてサーボ
モータを駆動するようにした可変リラクタンス型ACサ
ーボモータの駆動方式において、本発明は、トルク指令
値が一定ならば、サーボモータの出力トルクがロータ位
相にかかわらず一定になるように上記各相の重みを設定
することによってトルクリプルを軽減させる。
また、上記重みは次のようにして設定する。
まず、ロータ位相に応じた各相の仮りの重みを設定して
おき、ロータ位相毎にサーボモータの出力トルクが同一
となるようにトルク指令値を調整し、該トルク指令値を
検出するか、または、その時の各相の電流指令値を測定
する。そして、ロータ位相毎の検出されたトルク指令値
と各相の上記仮りの重みを乗じて得られる値に比例する
値を各相のロータ位相毎の重みとして設定する。若しく
は上記測定された各ロータ位相毎の各相の電流指令値に
比例する値を各相のロータ位相毎の重みとして設定する
。
おき、ロータ位相毎にサーボモータの出力トルクが同一
となるようにトルク指令値を調整し、該トルク指令値を
検出するか、または、その時の各相の電流指令値を測定
する。そして、ロータ位相毎の検出されたトルク指令値
と各相の上記仮りの重みを乗じて得られる値に比例する
値を各相のロータ位相毎の重みとして設定する。若しく
は上記測定された各ロータ位相毎の各相の電流指令値に
比例する値を各相のロータ位相毎の重みとして設定する
。
作用
トルク指令値にロータ位相に応じた各相の重みをそれぞ
れ乗じて各相の電流指令が作られる。そして、該電流指
令に基いて各相の励磁巻線に電流が流されステータ突極
はロータ突極を吸引し、ロータを回転させトルクを発生
させる。そのため、トルク指令値に乗じる重みを変えれ
ば電流指令の大きさも変り、励磁された相のステータ突
極がロータ突極を吸引する力も変わることとなる。従っ
て、ロータ位相に応じた各相の重みを調整することによ
ってサーボモータの出力トルクをロータ位相に関係なく
一定にすることができる。
れ乗じて各相の電流指令が作られる。そして、該電流指
令に基いて各相の励磁巻線に電流が流されステータ突極
はロータ突極を吸引し、ロータを回転させトルクを発生
させる。そのため、トルク指令値に乗じる重みを変えれ
ば電流指令の大きさも変り、励磁された相のステータ突
極がロータ突極を吸引する力も変わることとなる。従っ
て、ロータ位相に応じた各相の重みを調整することによ
ってサーボモータの出力トルクをロータ位相に関係なく
一定にすることができる。
そして、サーボモータの出力トルクが各ロータ位相時に
おいて、同一となるようにトルク指令値が調整されると
、各ロータ位相時のトルク指令値とそのときの仮りの各
相の重みを乗じた値が各相の電流指令値であり、この各
ロータ位相時のトルク指令値とその時の仮りの各相の重
みを乗じた値、または、各相の電流指令値に比例する値
を各相の各ロータ位相時の重みとして設定すれば、ロー
タ位相に関係なくモータの出力トルクは一定となる。
おいて、同一となるようにトルク指令値が調整されると
、各ロータ位相時のトルク指令値とそのときの仮りの各
相の重みを乗じた値が各相の電流指令値であり、この各
ロータ位相時のトルク指令値とその時の仮りの各相の重
みを乗じた値、または、各相の電流指令値に比例する値
を各相の各ロータ位相時の重みとして設定すれば、ロー
タ位相に関係なくモータの出力トルクは一定となる。
例えば、3相(A, B, C相)励磁の可変リラ
クタンス型サーボモータにおいて、ロータ位相が電気角
θのとき、上記仮りに設定したA, B, C相の
重みが、a(θ),b(θ),C(θ)とし、サーボモ
ータの出力トルクがTsになるようにトルク指令値を調
整し、その時のトルク指令値としての電圧が■(θ)で
あったとする。以下、サーボモータの出力トルクがTs
になるように各ロータ位相θ毎に上記電圧V(θ)を求
める。
クタンス型サーボモータにおいて、ロータ位相が電気角
θのとき、上記仮りに設定したA, B, C相の
重みが、a(θ),b(θ),C(θ)とし、サーボモ
ータの出力トルクがTsになるようにトルク指令値を調
整し、その時のトルク指令値としての電圧が■(θ)で
あったとする。以下、サーボモータの出力トルクがTs
になるように各ロータ位相θ毎に上記電圧V(θ)を求
める。
また、検出される各相の電流指令値i r (a) ,
i r(b) . i r(c)は次のようになる。
i r(b) . i r(c)は次のようになる。
ir(a)=V(θ)・a(θ) ・11)i
r(b)=V(θ) −b (θ) ・(2)
ir(c)=V(θ) −C (θ)・(3)上記電
流指令でサーボモータの出力トルクがTSとなったもの
であるから、出力トルクTsは各電流指令値の非線系関
数として次のように表される。
r(b)=V(θ) −b (θ) ・(2)
ir(c)=V(θ) −C (θ)・(3)上記電
流指令でサーボモータの出力トルクがTSとなったもの
であるから、出力トルクTsは各電流指令値の非線系関
数として次のように表される。
Ts=f (i r(a), i r(b), ir(
c) )=f(v(θ)・a(θ),■(θ)・b(θ
),V(θ)・C(θ)) ・・・・・・(4) 電気角θ毎に求めた電圧V(θ)とその電気角θにおけ
る各相の重みの積または検出された各相の電流指令値に
比例する値、即ち、 a−(θ) =K−V (θ)・a(θ)、b−(θ)
=K−V (θ)・b(θ)、c”(θ) =K−V
(θ)・C(θ)を新たに各相の各電気角θ毎の重み
として設定する。なお、Kは比例定数である。
c) )=f(v(θ)・a(θ),■(θ)・b(θ
),V(θ)・C(θ)) ・・・・・・(4) 電気角θ毎に求めた電圧V(θ)とその電気角θにおけ
る各相の重みの積または検出された各相の電流指令値に
比例する値、即ち、 a−(θ) =K−V (θ)・a(θ)、b−(θ)
=K−V (θ)・b(θ)、c”(θ) =K−V
(θ)・C(θ)を新たに各相の各電気角θ毎の重み
として設定する。なお、Kは比例定数である。
そうすれば、出力トルクTsに対するトルク指令値とし
てTcmdが入力されたときのサーボモータの出力トル
クTOは次のようになる。
てTcmdが入力されたときのサーボモータの出力トル
クTOは次のようになる。
TO=f (Tcmd−a− (θ).Tcmd−b−
(θ),Tcmd−c”(θ))=Ts ・・・・・・(5) 出力トルクTOは電気角(θ).トルク指令値Tcmd
,回転数ωの関数TO=f (θ,Tcmd,ω)であ
るが、ω〈く0の領域ではトルク指令Tcmdと出力ト
ルクTOは線形の関係が戊立するので、実験によると上
記第(5)式は次の第(6)式のように近似することが
できる。なお、厳密に言えば、ある1つの出力トルクT
sに対してROM8a〜8Cを作成したこととなり、従
って出力トルクTsが変わり線形性がなくなれば、その
出力トルクTsに応じてROM8a〜8Cの内容も変え
るようにすればよい。
(θ),Tcmd−c”(θ))=Ts ・・・・・・(5) 出力トルクTOは電気角(θ).トルク指令値Tcmd
,回転数ωの関数TO=f (θ,Tcmd,ω)であ
るが、ω〈く0の領域ではトルク指令Tcmdと出力ト
ルクTOは線形の関係が戊立するので、実験によると上
記第(5)式は次の第(6)式のように近似することが
できる。なお、厳密に言えば、ある1つの出力トルクT
sに対してROM8a〜8Cを作成したこととなり、従
って出力トルクTsが変わり線形性がなくなれば、その
出力トルクTsに応じてROM8a〜8Cの内容も変え
るようにすればよい。
TO=Tcmd−K−f (a− (θ). b− C
θ).C− (.θ)Tcmd−KTs
−・・(6)即ち、Tsの値はロータ位相(電
気角θ)に関係なく一定であるから、上記第(6)式は
ロータ位相に関係なくトルク指令値Tcmdに比例した
一定のサーボモータの出力TOを得ることができる。
θ).C− (.θ)Tcmd−KTs
−・・(6)即ち、Tsの値はロータ位相(電
気角θ)に関係なく一定であるから、上記第(6)式は
ロータ位相に関係なくトルク指令値Tcmdに比例した
一定のサーボモータの出力TOを得ることができる。
実施例
第2図は本発明を実施する一実施例の可変リラクタンス
型ACサーボモータ6の概要図で、ステータ32とその
内側に設けられたロータ34とを具備し、前者のステー
タ32が有する6つのステ) 一夕突極32a〜32fに対して微小な空隙を介して後
者のロータ34は図示されていないモータ軸上に取付け
られた回転軸受により保持され、回転可能に構成されて
いる。ロータ34は、非永久磁石型であることから、鉄
板材の成層構造体として形威され、4つの突極34a〜
34dを有した構成とされている。
型ACサーボモータ6の概要図で、ステータ32とその
内側に設けられたロータ34とを具備し、前者のステー
タ32が有する6つのステ) 一夕突極32a〜32fに対して微小な空隙を介して後
者のロータ34は図示されていないモータ軸上に取付け
られた回転軸受により保持され、回転可能に構成されて
いる。ロータ34は、非永久磁石型であることから、鉄
板材の成層構造体として形威され、4つの突極34a〜
34dを有した構成とされている。
他方、ステータ32には各突極部32a〜32fを囲繞
して励磁巻線36が設けられ、本実施例ではA相,B相
,C相の相互に120度位相がずれた異なる3相の励磁
電流がこれらの励磁巻線を流れ、上記ステータ突極32
a〜32fを順次磁化することにより、ステータ磁極を
形成するように構成され、ステータ32の中心を通る直
径方向に対向するステータ突極、例えば、ステータ突極
32aと32dとは同極(例えばA相)を形成するよう
になっている。この可変リラクタンス型サーボモータ3
0の回転作動原理は周知であり、上述のようにステータ
突極32a 〜32f (32a:32d,32b:3
2e.32c:32fのA,B, C相の3組)が交互
に励磁磁化されて磁極を形成すると、ステータ側から前
記空隙を介してロータ側に貫通する磁束流が形成され、
よって、ステータ32とロータ34間に磁気吸引力の作
用による回転トルクを生じてロータ34は回転するので
ある。第2図に図示の状態ではステータ突極32a,3
2dの対に対してはロータ34の1対の突極34a.3
4cが正対しており、このような正対した状態にないス
テータ突極32b,32eまたは32c.32fを励磁
磁化すれば、ロータ34の突極34b.34dが正対位
置に向けて回転するものである。
して励磁巻線36が設けられ、本実施例ではA相,B相
,C相の相互に120度位相がずれた異なる3相の励磁
電流がこれらの励磁巻線を流れ、上記ステータ突極32
a〜32fを順次磁化することにより、ステータ磁極を
形成するように構成され、ステータ32の中心を通る直
径方向に対向するステータ突極、例えば、ステータ突極
32aと32dとは同極(例えばA相)を形成するよう
になっている。この可変リラクタンス型サーボモータ3
0の回転作動原理は周知であり、上述のようにステータ
突極32a 〜32f (32a:32d,32b:3
2e.32c:32fのA,B, C相の3組)が交互
に励磁磁化されて磁極を形成すると、ステータ側から前
記空隙を介してロータ側に貫通する磁束流が形成され、
よって、ステータ32とロータ34間に磁気吸引力の作
用による回転トルクを生じてロータ34は回転するので
ある。第2図に図示の状態ではステータ突極32a,3
2dの対に対してはロータ34の1対の突極34a.3
4cが正対しており、このような正対した状態にないス
テータ突極32b,32eまたは32c.32fを励磁
磁化すれば、ロータ34の突極34b.34dが正対位
置に向けて回転するものである。
第1図は上記可変リラクタンス型ACサーボモータ6(
3相励磁式)を駆動制御する制御装置の要部ブロック図
であり、従来の制御装置と相違する点は、トルク指令値
Tcmdに乗じる各相の重みをロータ位相(電気角)に
応じて記憶するROMA−ROMCの記憶内容が異なる
こと、及び、該ROMA−ROMCから読出した値をア
ナログ信号に変換するD/A変換器9a〜9Cが設けら
れ、このD/A変換器9a〜9cの出力値をトルク指令
値Tcmdに乗ずるようになった点において、従来のも
のと相違するのみで他は同一である。
3相励磁式)を駆動制御する制御装置の要部ブロック図
であり、従来の制御装置と相違する点は、トルク指令値
Tcmdに乗じる各相の重みをロータ位相(電気角)に
応じて記憶するROMA−ROMCの記憶内容が異なる
こと、及び、該ROMA−ROMCから読出した値をア
ナログ信号に変換するD/A変換器9a〜9Cが設けら
れ、このD/A変換器9a〜9cの出力値をトルク指令
値Tcmdに乗ずるようになった点において、従来のも
のと相違するのみで他は同一である。
第1図において、速度ループ補償回路1は、速度指令V
cmdと周波数/電圧変換器10からのサーボモータの
実速度に対応する電圧との差即ち速度偏差を増幅し、ト
ルク指令Tcmdを出力し、乗算器2a.2b,2cは
該トルク指令Tcmdと、A,B,C相の重み信号を記
憶するROM8a,8b,8cから出力されるサーボモ
ータのロータ位相の電気角θに応じて2π/3位相のず
れた重み信号をD/A変換器9a〜9cでアナログ信号
に変換したものを各々乗じて相電流指令i r(a)
, i r(b) , i r(c)を出力する。
cmdと周波数/電圧変換器10からのサーボモータの
実速度に対応する電圧との差即ち速度偏差を増幅し、ト
ルク指令Tcmdを出力し、乗算器2a.2b,2cは
該トルク指令Tcmdと、A,B,C相の重み信号を記
憶するROM8a,8b,8cから出力されるサーボモ
ータのロータ位相の電気角θに応じて2π/3位相のず
れた重み信号をD/A変換器9a〜9cでアナログ信号
に変換したものを各々乗じて相電流指令i r(a)
, i r(b) , i r(c)を出力する。
電流ループ補償回路3a,3b,3cは、各相電流指令
i r (a) , i r (b) , i r
(c)と電流検出器5a,5b,5cで検出された対
応する相電流ic(a) . i c(b) .
i c(c) との差、即ち電流偏差を増幅し、相電圧
指令er(!),er(b).e r (c)を各々電
力増幅器4a.4b,4cへ出力する。
i r (a) , i r (b) , i r
(c)と電流検出器5a,5b,5cで検出された対
応する相電流ic(a) . i c(b) .
i c(c) との差、即ち電流偏差を増幅し、相電圧
指令er(!),er(b).e r (c)を各々電
力増幅器4a.4b,4cへ出力する。
電力増幅器4a,4b,4cは、トランジスタPWM回
路等で構成され、相電圧指令e r (a) ,e r
(b) . e r (c)を受信し、相電圧er
’(al.e r’ (b), e r’ (c)を
サーボモータ6の各相に印加し、サーボモータ6を駆動
するものである。
路等で構成され、相電圧指令e r (a) ,e r
(b) . e r (c)を受信し、相電圧er
’(al.e r’ (b), e r’ (c)を
サーボモータ6の各相に印加し、サーボモータ6を駆動
するものである。
上記周波数/電圧変換器10はサーボモータ6に取付け
られたパルスコーダ7の出力を周波数から電圧に変換し
、サーボモータ6の実速度に応じた電圧を出力し、また
、上記重み信号を記憶するR O M 8 a +
8 b ,8 cはパルスコーダ7から検出されるロー
タ位置よりロータの電気角θに応じ、かつ、パターンが
2π/3位相のずれた重み信号を各々出力する。
られたパルスコーダ7の出力を周波数から電圧に変換し
、サーボモータ6の実速度に応じた電圧を出力し、また
、上記重み信号を記憶するR O M 8 a +
8 b ,8 cはパルスコーダ7から検出されるロー
タ位置よりロータの電気角θに応じ、かつ、パターンが
2π/3位相のずれた重み信号を各々出力する。
なお、Gl(S)は速度ループ補償回路の伝達関数で、
G2 (S)は電流ループ補償回路3a,3b,3cの
伝達関数である。また、G3は電力増幅器4a.4b.
4cのゲインである。
G2 (S)は電流ループ補償回路3a,3b,3cの
伝達関数である。また、G3は電力増幅器4a.4b.
4cのゲインである。
上述した可変リラクタンス型ACサーボモータの速度制
御ループの構成,作用はROM8a〜8cの記憶内容及
びD/A変換器9a〜9Cでアナログ信号に変換する点
を除いては従来から公知のものであり、詳細な説明は省
略する。
御ループの構成,作用はROM8a〜8cの記憶内容及
びD/A変換器9a〜9Cでアナログ信号に変換する点
を除いては従来から公知のものであり、詳細な説明は省
略する。
次に、本発明の特徴とするROM8a〜8Cに記憶され
るロータ位相(電気角)θに応じた重みの設定方法につ
いて述べる。
るロータ位相(電気角)θに応じた重みの設定方法につ
いて述べる。
まず、速度ループ補償回路1と乗算器2a〜2cの結合
点(第1図中ので示す点)をオープンにし、トルク指令
値Tcmdを乗算器2a〜2Cに入力せず、電圧調整手
段(図示せず)に接続し、該電圧調整手段からの出力電
圧Vを乗算器2a〜2cに入力するようにする。また、
サーボモータ6にはトルクメータ(図示せず)を接続す
る。そして、ロータの電気角θ毎に各相の仮りの重みa
(θ),b(θ),C(θ)を記憶したROM8a−.
8b−.8c−をROM8a,8b,8Cの代りに接続
する。この仮りの重みは後述するように、最終的な重み
を決定する作業を容易にするためにトルクリプルが少な
いと予想されるものとする。
点(第1図中ので示す点)をオープンにし、トルク指令
値Tcmdを乗算器2a〜2Cに入力せず、電圧調整手
段(図示せず)に接続し、該電圧調整手段からの出力電
圧Vを乗算器2a〜2cに入力するようにする。また、
サーボモータ6にはトルクメータ(図示せず)を接続す
る。そして、ロータの電気角θ毎に各相の仮りの重みa
(θ),b(θ),C(θ)を記憶したROM8a−.
8b−.8c−をROM8a,8b,8Cの代りに接続
する。この仮りの重みは後述するように、最終的な重み
を決定する作業を容易にするためにトルクリプルが少な
いと予想されるものとする。
本実施例においては、仮りの重みを第3図に示すように
、各相の励磁が切り換わるとき、電気角θに比例して直
線的に増大,減少させるようなパターンとしている。ま
た、指数関数的に増大,減少させるようにしてもよい。
、各相の励磁が切り換わるとき、電気角θに比例して直
線的に増大,減少させるようなパターンとしている。ま
た、指数関数的に増大,減少させるようにしてもよい。
また、従来から使用されていた重みのパターンのように
「1」または「0」を記憶させてもよい。即ち、第3図
において、電気角θのO〜2πまでの一周期中、A相は
電気角θからπまでを「1」、電気角πから2πまでを
「0」、B相は電気角2π/3から5π/3までを「1
」、他は「0」、また、C相は電気角π/3から4π/
3までを「0」、他は「1」と重みづけたパターンでも
よい。しかし、このような従来と同じ重みパターンであ
ると、後述するトルクリプルがない状態を作る作業に時
間を要することとなり、第3図に示すように、従来の「
1」「0」のパターンにおいて切換時になだらかに重み
を変えたほうが、後述する作業を容易にする。
「1」または「0」を記憶させてもよい。即ち、第3図
において、電気角θのO〜2πまでの一周期中、A相は
電気角θからπまでを「1」、電気角πから2πまでを
「0」、B相は電気角2π/3から5π/3までを「1
」、他は「0」、また、C相は電気角π/3から4π/
3までを「0」、他は「1」と重みづけたパターンでも
よい。しかし、このような従来と同じ重みパターンであ
ると、後述するトルクリプルがない状態を作る作業に時
間を要することとなり、第3図に示すように、従来の「
1」「0」のパターンにおいて切換時になだらかに重み
を変えたほうが、後述する作業を容易にする。
そこで、第3図に示すように、各相の重みが設定された
ROM8a−〜8c−を使用し、以下の作業を行って電
圧調整手段の出力を検出する。
ROM8a−〜8c−を使用し、以下の作業を行って電
圧調整手段の出力を検出する。
ロータ34を電気角θ=0の位置に位置づけ、トルクメ
ータで検出されるトルクがTsになるように電圧調整手
段のボリウム等を調整し、検出トルクがTsになったと
きの電圧調整手段の出力V(θ”) =V (0)を求
める。次に、ロータ34を所定ピッチ回転させ、電気角
θ1の位置に位置づけ同様な作業を行って検出トルクが
Tsとなる電圧調整手段の出力電圧V(θ1)を求める
。以下、順次この作業を行って電気角一周期(O〜2π
)分の電圧v(0)〜V(2π)を求める。
ータで検出されるトルクがTsになるように電圧調整手
段のボリウム等を調整し、検出トルクがTsになったと
きの電圧調整手段の出力V(θ”) =V (0)を求
める。次に、ロータ34を所定ピッチ回転させ、電気角
θ1の位置に位置づけ同様な作業を行って検出トルクが
Tsとなる電圧調整手段の出力電圧V(θ1)を求める
。以下、順次この作業を行って電気角一周期(O〜2π
)分の電圧v(0)〜V(2π)を求める。
こうして、第3図に示すように、トルクメータで検出し
てトルクが一定値Tsになるような各ロータ位相(電気
角)θ毎の電圧調整手段からの指令電圧、即ち、トルク
指令値■(θ)が求められると、この電気角θ毎にその
時の検出電圧V(θ)と、その電気角θ時の各相の仮り
の重みa(θ)〜C(θ)をそれぞれ乗じて各相の最終
的な重みを決定する。
てトルクが一定値Tsになるような各ロータ位相(電気
角)θ毎の電圧調整手段からの指令電圧、即ち、トルク
指令値■(θ)が求められると、この電気角θ毎にその
時の検出電圧V(θ)と、その電気角θ時の各相の仮り
の重みa(θ)〜C(θ)をそれぞれ乗じて各相の最終
的な重みを決定する。
これは、各電気角θ毎第(4)式が威立し、各電気角θ
毎検出電圧■(θ)とその電気角時の各相の仮りの重み
a(θ),b(θ),C(θ)をそれぞれ乗じ、さらに
比例定数Kを乗じた値を最終的な各相A, B,
Cの重み a−(θ)=K−V(θ)・a(θ),b−
(θ)=K−V(θ)b(θ),c− (θ)=K−
V(θ)・C(θ)とする。
毎検出電圧■(θ)とその電気角時の各相の仮りの重み
a(θ),b(θ),C(θ)をそれぞれ乗じ、さらに
比例定数Kを乗じた値を最終的な各相A, B,
Cの重み a−(θ)=K−V(θ)・a(θ),b−
(θ)=K−V(θ)b(θ),c− (θ)=K−
V(θ)・C(θ)とする。
例えば、電気角θがOからπ/3の間ではC相の重みb
(θ)は「0」であるから、A相,B相の重みが求めら
れ、a (θ),C− (θ)が最終的なA相,C相
の重みとなり、B相の重みは「0」である。同様に、電
気角θがπ/3から2π/3の間はb(θ)一〇(θ)
=0であるから、最終的なB相,C相の重みも「0」と
なり、A相の重みだけがa−(θ)=K−V(θ)・a
(θ)となる。以下、このようにして求められた各相の
重みのパターンを第4図に示す。そして、こうして求め
られたA, B, C相の電気角θ毎の各相の重み
をそれぞれROM8a〜8cにそれぞれ書き込み、制御
装置を組み立てる。
(θ)は「0」であるから、A相,B相の重みが求めら
れ、a (θ),C− (θ)が最終的なA相,C相
の重みとなり、B相の重みは「0」である。同様に、電
気角θがπ/3から2π/3の間はb(θ)一〇(θ)
=0であるから、最終的なB相,C相の重みも「0」と
なり、A相の重みだけがa−(θ)=K−V(θ)・a
(θ)となる。以下、このようにして求められた各相の
重みのパターンを第4図に示す。そして、こうして求め
られたA, B, C相の電気角θ毎の各相の重み
をそれぞれROM8a〜8cにそれぞれ書き込み、制御
装置を組み立てる。
そして、従来どおりに該制御装置を稼動させ、サーボモ
ータ6を駆動すれば、サーボモータ6はロータ位相に関
係なくトルクリプルのない出力が得られる。例えば速度
ループ補償回路1から第4図に示すような一定のトルク
指令値Tcmdが出力された場合、該トルク指令値Tc
mdに、乗算器2a〜2Cによって各相のROM8a〜
8Cからロータ位相(ロータの電気角)θによって読出
された重みa=(θ) =K−V (θ)・a(θ),
b′ (θ)=K@V(θ)●b(θ).b” (θ
)=K−V(θ)●c(θ)がD/A変換器9a〜9c
でD/A変換され、その値が乗じられて各相の電流指令
i r (a)〜i r (c)となる。そして、この
電流指令によってサーボモータ6は駆動され、ステータ
突極はロータ突極を吸引するが、その時発生する出力ト
ルクTOは TQ=Tcmd−K−f {a− (θ). b− C
θ).C− (θ)}・・・・・・(7) であり、かつ、f(a−(θ).b−(θ),C−(θ
)}は一定値Tsとなるように各重みa”(θ) =K
−V (θ)・a (θ),.b−(θ)=K−V(θ
)−b(θ),c− (θ)=K−V(θ)・C(θ
)が設定されているので、ロータ位相即ちロータの位置
,ロータの電気角θに関係なく出力トルクTOは第4図
に示すようにトルクリプルのない一定なものとなる。
ータ6を駆動すれば、サーボモータ6はロータ位相に関
係なくトルクリプルのない出力が得られる。例えば速度
ループ補償回路1から第4図に示すような一定のトルク
指令値Tcmdが出力された場合、該トルク指令値Tc
mdに、乗算器2a〜2Cによって各相のROM8a〜
8Cからロータ位相(ロータの電気角)θによって読出
された重みa=(θ) =K−V (θ)・a(θ),
b′ (θ)=K@V(θ)●b(θ).b” (θ
)=K−V(θ)●c(θ)がD/A変換器9a〜9c
でD/A変換され、その値が乗じられて各相の電流指令
i r (a)〜i r (c)となる。そして、この
電流指令によってサーボモータ6は駆動され、ステータ
突極はロータ突極を吸引するが、その時発生する出力ト
ルクTOは TQ=Tcmd−K−f {a− (θ). b− C
θ).C− (θ)}・・・・・・(7) であり、かつ、f(a−(θ).b−(θ),C−(θ
)}は一定値Tsとなるように各重みa”(θ) =K
−V (θ)・a (θ),.b−(θ)=K−V(θ
)−b(θ),c− (θ)=K−V(θ)・C(θ
)が設定されているので、ロータ位相即ちロータの位置
,ロータの電気角θに関係なく出力トルクTOは第4図
に示すようにトルクリプルのない一定なものとなる。
また、前述したように、■(θ)・a(θ),■(θ)
・b(θ).■(θ)・C(θ)はそれぞれ相電流指令
i r(i) , i r(b) , i r(c
)であるので、トルクメータによる検出トルクが一定な
値Tsになるように各電気角θ毎、電圧調整手段の出力
電圧V(θ)を調整したとき、相電流指令i r(al
, i r(b) . i r(c)を検出し、
この検出相電流指令に比例定数Kを乗じた値を最終的な
各相の各電気角θにおける重みとしてROM8a〜8c
にそれぞれ設定するようにしてもよい。
・b(θ).■(θ)・C(θ)はそれぞれ相電流指令
i r(i) , i r(b) , i r(c
)であるので、トルクメータによる検出トルクが一定な
値Tsになるように各電気角θ毎、電圧調整手段の出力
電圧V(θ)を調整したとき、相電流指令i r(al
, i r(b) . i r(c)を検出し、
この検出相電流指令に比例定数Kを乗じた値を最終的な
各相の各電気角θにおける重みとしてROM8a〜8c
にそれぞれ設定するようにしてもよい。
上述の方法によって、トルクリプルを軽減することがで
き、特に、低速の場合にトルクリプルを無くすことがで
きる。高速の場合においてはさらにフーリエ解析による
各周波数毎の位相及びゲイン補償を行うことにより、よ
りトルクリプルの少ない可変リラクタンス型ACサーボ
モータをを得ることができる。なお、出力トルクTOと
トルク指令値Tcmdの線形性が保持できなくなれば、
それに応じてROM8a〜8cの波形を切換えるように
すればよい。
き、特に、低速の場合にトルクリプルを無くすことがで
きる。高速の場合においてはさらにフーリエ解析による
各周波数毎の位相及びゲイン補償を行うことにより、よ
りトルクリプルの少ない可変リラクタンス型ACサーボ
モータをを得ることができる。なお、出力トルクTOと
トルク指令値Tcmdの線形性が保持できなくなれば、
それに応じてROM8a〜8cの波形を切換えるように
すればよい。
発明の効果
本発明は、トルク指令値に乗じるロータ位相に応じた各
相の重みをロータ位相に関係なくトルク指令値が変わら
なければサーボモータの出力トルクが一定になるように
設定することによって、トルクリプルが生じない可変リ
ラクタンス型ACサーボモータが得られる。また、各相
の重みの設定も、サーボモータの出力トルクがロータ位
相に関係なく一定になるようにトルク指令値としての電
圧を調整し、その電圧を検出するかまたは相電流指令値
を検出して、これら検出値によって各相の各ロータ位相
毎の重みを設定するから、トルクリプルのないサーボモ
ータが得られる。また、この重みの設定は可変リラクタ
ンス型ACサーボモータの構成が決まれば、一度行うだ
けでよく、以後は行う必要がない。
相の重みをロータ位相に関係なくトルク指令値が変わら
なければサーボモータの出力トルクが一定になるように
設定することによって、トルクリプルが生じない可変リ
ラクタンス型ACサーボモータが得られる。また、各相
の重みの設定も、サーボモータの出力トルクがロータ位
相に関係なく一定になるようにトルク指令値としての電
圧を調整し、その電圧を検出するかまたは相電流指令値
を検出して、これら検出値によって各相の各ロータ位相
毎の重みを設定するから、トルクリプルのないサーボモ
ータが得られる。また、この重みの設定は可変リラクタ
ンス型ACサーボモータの構成が決まれば、一度行うだ
けでよく、以後は行う必要がない。
第1図は、本発明を実施する一実施例の可変リラクタン
ス型ACサーボモータの制御装置の要部ブロック図、第
2図は同実施例における可変リラクタンス型ACサーボ
モータの概要図、第3図は各相の各ロータ位相毎の重み
を決定するための方法を説明する説明図、第4図は本実
施例において、トルク指令値を一定なものとしたときの
可変リラクタンス型ACサーボモータの出力トルクを説
明する説明図である。 ■・・・速度ループ補償回路、2a〜2c・・・乗算器
、3a〜3c・・・電流ループ補償回路、48〜4c・
・・電力増幅器、58〜5c・・・電流検出器、6・・
・可変リラクタンス型ACサーボモータ、7・・・パル
スコーダ、10・・・周波数/電圧変換器、8a 〜8
c−ROM,9a 〜9 c−D/A変換器、32・
・・ステータ、34・・・ロータ、32a〜32f・・
・ステータ突極、 34a〜34d・・・ロータ突極、36・・・励磁巻線
、θ・・・電気角、 a(θ).b(θ),C(θ)・・・仮りの重み、K−
■(θ)・a(θ),K●v(θ)・b(θ)K−V
(θ)・C(θ)・・・重み、Tcmd・・・トルク指
令値、TO・・・出力トルク、Ts・・・検出トルク。 弟 2 図 34 第 3 口
ス型ACサーボモータの制御装置の要部ブロック図、第
2図は同実施例における可変リラクタンス型ACサーボ
モータの概要図、第3図は各相の各ロータ位相毎の重み
を決定するための方法を説明する説明図、第4図は本実
施例において、トルク指令値を一定なものとしたときの
可変リラクタンス型ACサーボモータの出力トルクを説
明する説明図である。 ■・・・速度ループ補償回路、2a〜2c・・・乗算器
、3a〜3c・・・電流ループ補償回路、48〜4c・
・・電力増幅器、58〜5c・・・電流検出器、6・・
・可変リラクタンス型ACサーボモータ、7・・・パル
スコーダ、10・・・周波数/電圧変換器、8a 〜8
c−ROM,9a 〜9 c−D/A変換器、32・
・・ステータ、34・・・ロータ、32a〜32f・・
・ステータ突極、 34a〜34d・・・ロータ突極、36・・・励磁巻線
、θ・・・電気角、 a(θ).b(θ),C(θ)・・・仮りの重み、K−
■(θ)・a(θ),K●v(θ)・b(θ)K−V
(θ)・C(θ)・・・重み、Tcmd・・・トルク指
令値、TO・・・出力トルク、Ts・・・検出トルク。 弟 2 図 34 第 3 口
Claims (3)
- (1)ロータ位相に応じて各相の重みをトルク指令値に
乗じて各相の電流指令値を求め、該電流指令値に基いて
サーボモータを駆動するようにした可変リラクタンス型
ACサーボモータの駆動方式において、トルク指令値が
一定ならば、サーボモータの出力トルクがロータ位相に
かかわらず一定になるように上記各相の重みが設定され
ていることを特徴とする可変リラクタンス型ACサーボ
モータのトルクリプル軽減方式。 - (2)トルク指令値に乗じるロータ位相に応じた各相の
仮りの重みを設定し、ロータ位相毎にサーボモータの出
力トルクが同一となるようにトルク指令値を調整してそ
の値を検出し、ロータ位相毎の検出されたトルク指令値
と各相の上記仮りの重みを乗じて得られる値に比例する
値を各相のロータ位相毎の重みとして設定したことを特
徴とする可変リラクタンス型ACサーボモータのトルク
リプル軽減方式。 - (3)トルク指令値に乗じるロータ位相に応じた各相の
仮りの重みを設定し、ロータ位相毎にサーボモータの出
力トルクが同一となるようにトルク指令値を調整し、そ
のときの各相の電流指令値を測定して、ロータ位相毎に
測定された各相の電流指令値に比例する値を各相のロー
タ位相毎の重みとして設定したことを特徴とする可変リ
ラクタンス型ACサーボモータのトルクリプル軽減方式
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1294952A JPH03159589A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 可変リラクタンス型acサーボモータのトルクリプル軽減方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1294952A JPH03159589A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 可変リラクタンス型acサーボモータのトルクリプル軽減方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03159589A true JPH03159589A (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=17814417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1294952A Pending JPH03159589A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 可変リラクタンス型acサーボモータのトルクリプル軽減方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03159589A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5941187A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-07 | Fanuc Ltd | 同期モ−タの駆動方式 |
JPS6087690A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレス直流モ−タ |
JPS62272851A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-27 | Secoh Giken Inc | リラクタンス型半導体電動機 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1294952A patent/JPH03159589A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5941187A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-07 | Fanuc Ltd | 同期モ−タの駆動方式 |
JPS6087690A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ブラシレス直流モ−タ |
JPS62272851A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-27 | Secoh Giken Inc | リラクタンス型半導体電動機 |
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