JPH0334308B2 - - Google Patents
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- JPH0334308B2 JPH0334308B2 JP58092248A JP9224883A JPH0334308B2 JP H0334308 B2 JPH0334308 B2 JP H0334308B2 JP 58092248 A JP58092248 A JP 58092248A JP 9224883 A JP9224883 A JP 9224883A JP H0334308 B2 JPH0334308 B2 JP H0334308B2
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- Japan
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- rotation angle
- electric motor
- magnetic pole
- rotation
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電動機の制御装置およびその制御方
法を提供するものである。
法を提供するものである。
運転指令値に対し、忠実な運転制御を行なうた
め、電動機の運転速度情報ばかりでなく、電動機
の回転子の回転位置情報もフイードバツク制御の
対象とすることが行なわれている。このような目
的で開発された無整流子電動機(以下単にモート
ルと称す)の制御システム例を第1図に示す。す
なわち、これを簡単に説明すると、1,2,3は
モートル13を駆動するためのインバータ装置を
構成するコンバーター部のダイオードブリツジ回
路、平滑用コンデンサー、およびインバータ部の
パワートランジスター回路である。モートル13
はインバータ装置より電力の供給を受ける3相の
電機子巻線7と、有極特性を持つ回転子8から構
成される。11,14は回転子8にそれぞれ連結
した、運転速度情報を取り出すための速度発電
機、回転子8の回転位置情報を取り出すための位
置検出器である。位置検出器14としては、しや
光板9と光電式センサー10を租み合わせたも
の、あるいは磁気式センサーを利用するものなど
がすでに提案されている。12は速度発電機11
および位置検出器14からのフイードバツク信号
を基に、主にインバータ部のパワートランジスタ
ー回路3のベース信号を制御する制御装置であ
り、回転子8の回転位置に応じて各電機子巻線7
に適切な割合、および、大きさの電流を供給する
ためのものである。なお、4,5,6は各所の電
流検出用の抵抗である。
め、電動機の運転速度情報ばかりでなく、電動機
の回転子の回転位置情報もフイードバツク制御の
対象とすることが行なわれている。このような目
的で開発された無整流子電動機(以下単にモート
ルと称す)の制御システム例を第1図に示す。す
なわち、これを簡単に説明すると、1,2,3は
モートル13を駆動するためのインバータ装置を
構成するコンバーター部のダイオードブリツジ回
路、平滑用コンデンサー、およびインバータ部の
パワートランジスター回路である。モートル13
はインバータ装置より電力の供給を受ける3相の
電機子巻線7と、有極特性を持つ回転子8から構
成される。11,14は回転子8にそれぞれ連結
した、運転速度情報を取り出すための速度発電
機、回転子8の回転位置情報を取り出すための位
置検出器である。位置検出器14としては、しや
光板9と光電式センサー10を租み合わせたも
の、あるいは磁気式センサーを利用するものなど
がすでに提案されている。12は速度発電機11
および位置検出器14からのフイードバツク信号
を基に、主にインバータ部のパワートランジスタ
ー回路3のベース信号を制御する制御装置であ
り、回転子8の回転位置に応じて各電機子巻線7
に適切な割合、および、大きさの電流を供給する
ためのものである。なお、4,5,6は各所の電
流検出用の抵抗である。
さて、このようなシステムにおいては、モート
ルの始動初期の段階で、回転子の回転位置を決め
るために電動機の制御装置に内蔵された位置検出
手段の初期設定が特定されないため、電機子巻線
に流す電流の割合および大きさを特定できず制御
動作が不安定になつてしまう欠点があつた。
ルの始動初期の段階で、回転子の回転位置を決め
るために電動機の制御装置に内蔵された位置検出
手段の初期設定が特定されないため、電機子巻線
に流す電流の割合および大きさを特定できず制御
動作が不安定になつてしまう欠点があつた。
本発明の目的は、始動初期において電動機の電
流を早期に安定させ、確実な制御を進めて行くこ
とができる電動機の制御装置およびその制御方法
を提供するものである。
流を早期に安定させ、確実な制御を進めて行くこ
とができる電動機の制御装置およびその制御方法
を提供するものである。
本願の第1の発明は、出力が電動機に接続さ
れ、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機の制御装置において、 前記位置検出手段は、 前記回転角度情報パルスを計数する計数手段
と、 前記磁極位置情報パルスに基づき前記計数手段
の出力を60度ごとに所定の値にセツトするリセツ
ト手段と、 始動信号が入力されてから次に前記磁極位置情
報パルスの最初の変化点が入力されるまでの始動
期間は、前記磁極位置情報パルスにより割り出さ
れた回転角度範囲の中心の角度に応じた値を出力
する始動時アドレス指定手段と、 前記始動期間は前記始動時アドレス指定手段の
出力信号を前記位相指令手段へ送出し、前記始動
期間を過ぎた期間は前記計数手段の出力信号を前
記位相指令手段へ送出するアドレス選択手段 を備えたことを特徴とする電動機の制御装置であ
り、 また本願の第2の発明は、出力が電動機に接続
され、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機制御装置を運転開始するための制
御方法において、 始動の際、前記磁極位置情報パルスにより割り
出された回転角度範囲の中心角度に対応した値
を、 前記位置検出手段に初期セツトする第1ステツ
プと、 電動機の回転が開始されてから多くとも60度回
転する範囲内の前記磁極位置情報パルスが変化す
るタイミングで、その時点の回転角度に対応した
値を前記位置検出手段にセツトする第2ステツプ
と、 前記第2ステツプ以後、前記位置検出手段は、
前記回転角度情報パルスを計数する第3ステツプ
を備えたことを特徴とする制御方法である。
れ、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機の制御装置において、 前記位置検出手段は、 前記回転角度情報パルスを計数する計数手段
と、 前記磁極位置情報パルスに基づき前記計数手段
の出力を60度ごとに所定の値にセツトするリセツ
ト手段と、 始動信号が入力されてから次に前記磁極位置情
報パルスの最初の変化点が入力されるまでの始動
期間は、前記磁極位置情報パルスにより割り出さ
れた回転角度範囲の中心の角度に応じた値を出力
する始動時アドレス指定手段と、 前記始動期間は前記始動時アドレス指定手段の
出力信号を前記位相指令手段へ送出し、前記始動
期間を過ぎた期間は前記計数手段の出力信号を前
記位相指令手段へ送出するアドレス選択手段 を備えたことを特徴とする電動機の制御装置であ
り、 また本願の第2の発明は、出力が電動機に接続
され、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機制御装置を運転開始するための制
御方法において、 始動の際、前記磁極位置情報パルスにより割り
出された回転角度範囲の中心角度に対応した値
を、 前記位置検出手段に初期セツトする第1ステツ
プと、 電動機の回転が開始されてから多くとも60度回
転する範囲内の前記磁極位置情報パルスが変化す
るタイミングで、その時点の回転角度に対応した
値を前記位置検出手段にセツトする第2ステツプ
と、 前記第2ステツプ以後、前記位置検出手段は、
前記回転角度情報パルスを計数する第3ステツプ
を備えたことを特徴とする制御方法である。
以下、まず回転検出装置について第2図、第3
図により説明する。200は円盤状の回転体であ
り、一面にコード化した複数組(トラツク)の繰
返しパターンを同心円上に設けたものである。具
体的には板状のアルミニウム材による構造体の盤
面201に磁性塗膜の焼付け部分、未焼付け部分
を一定の周期で繰返したものであり、図中、黒帯
部分(あるいはハツチング部分)は磁性塗膜の焼
付け箇所、白帯部分は未焼付け箇所を示す。すな
わち、回転体200の最外径部のトラツク203
は、回転体200の回転速度の読取精度を保つの
に必要な分解能を持つ繰返し周期に細分した焼付
け部分・未焼付け部分が繰返し設けられる。実施
例では、この焼付け部分・未焼付け部分の繰返し
パターンが1024対設けられている。次に、内側の
各トラツク204,205,206には、回転体
200の回転位置の読取を行なうのに必要な繰返
し周期(すなわち、これと連結するモートルの極
数の1/2に等しい繰返し回数を持つ)を焼付け部
分・未焼付部分が設けられる。実施例は3相2極
モータに組み合わせる回転検出装置であるため、
各トラツク204,205,206内では磁性塗
膜の焼付け部分・未焼付部分は、中心より見てそ
れぞれ180゜の範囲に設定し、また、各トラツク相
互間ではそれぞれ120゜の位相差を設けて構成して
いる。100は回転体200の盤面201に近設
して対面するよう配置した検出器であり、この検
出器100には各トラツク203,204,20
5,206にそれぞれ対応する、例えばパーマロ
イ材より成る磁気抵抗素子101〜111が設け
られている。すなわち、磁気抵抗素子101〜1
05は各トラツク203〜206と対向し、磁性
塗膜の磁気的影響を受け易いように配置してい
る。また、磁気抵抗素子107〜111は各トラ
ツク203〜206の磁気的影響を受け難い場所
に配置し、それぞれの磁気抵抗素子101〜10
5と直列に接続し、これらのベース抵抗を構成す
るものである。このような磁気抵抗素子101〜
111はフオト・エツチング法あるいはスパツタ
法で容易に検出器基板上に作成してゆくことがで
きる。このように構成した上で、例えば磁気抵抗
素子101,107の直列回路に一定電圧を加
え、磁気抵抗素子107の両端の電圧変化を検出
することに磁性塗膜の通過、すなわち回転体20
0の回転状態を測定することができる。なお、ト
ラツク203に2組の磁気抵抗素子101,10
7,102,108を設けたのは回転体200の
回転方向検出のためである。したがつて、磁気抵
抗素子101,102の配置間隔は、トラツク2
03の磁性塗膜の焼付け、未焼付け間隔入の1/2
に選んでいる。
図により説明する。200は円盤状の回転体であ
り、一面にコード化した複数組(トラツク)の繰
返しパターンを同心円上に設けたものである。具
体的には板状のアルミニウム材による構造体の盤
面201に磁性塗膜の焼付け部分、未焼付け部分
を一定の周期で繰返したものであり、図中、黒帯
部分(あるいはハツチング部分)は磁性塗膜の焼
付け箇所、白帯部分は未焼付け箇所を示す。すな
わち、回転体200の最外径部のトラツク203
は、回転体200の回転速度の読取精度を保つの
に必要な分解能を持つ繰返し周期に細分した焼付
け部分・未焼付け部分が繰返し設けられる。実施
例では、この焼付け部分・未焼付け部分の繰返し
パターンが1024対設けられている。次に、内側の
各トラツク204,205,206には、回転体
200の回転位置の読取を行なうのに必要な繰返
し周期(すなわち、これと連結するモートルの極
数の1/2に等しい繰返し回数を持つ)を焼付け部
分・未焼付部分が設けられる。実施例は3相2極
モータに組み合わせる回転検出装置であるため、
各トラツク204,205,206内では磁性塗
膜の焼付け部分・未焼付部分は、中心より見てそ
れぞれ180゜の範囲に設定し、また、各トラツク相
互間ではそれぞれ120゜の位相差を設けて構成して
いる。100は回転体200の盤面201に近設
して対面するよう配置した検出器であり、この検
出器100には各トラツク203,204,20
5,206にそれぞれ対応する、例えばパーマロ
イ材より成る磁気抵抗素子101〜111が設け
られている。すなわち、磁気抵抗素子101〜1
05は各トラツク203〜206と対向し、磁性
塗膜の磁気的影響を受け易いように配置してい
る。また、磁気抵抗素子107〜111は各トラ
ツク203〜206の磁気的影響を受け難い場所
に配置し、それぞれの磁気抵抗素子101〜10
5と直列に接続し、これらのベース抵抗を構成す
るものである。このような磁気抵抗素子101〜
111はフオト・エツチング法あるいはスパツタ
法で容易に検出器基板上に作成してゆくことがで
きる。このように構成した上で、例えば磁気抵抗
素子101,107の直列回路に一定電圧を加
え、磁気抵抗素子107の両端の電圧変化を検出
することに磁性塗膜の通過、すなわち回転体20
0の回転状態を測定することができる。なお、ト
ラツク203に2組の磁気抵抗素子101,10
7,102,108を設けたのは回転体200の
回転方向検出のためである。したがつて、磁気抵
抗素子101,102の配置間隔は、トラツク2
03の磁性塗膜の焼付け、未焼付け間隔入の1/2
に選んでいる。
このように構成した回転検出装置をモータの反
負荷側、すなわち、回転体200をモータの回転
子に連結し、検出器100を固定部に配置して、
各磁気抵抗素子107〜111の電圧変化を検出
することにより取り出した各種フイードバツク情
報をモートルの制御運転に利用してゆくことがで
きる。すなわち、モートルの120゜通電制御方式を
取る制御系では、すでに第1図で説明したと同様
な方式でモートル13の制御操作を行なうことが
できる。つまり、トラツク203より検出される
速度フイードバツク情報によりモートル13に加
える電圧値を制御し、トラツク204〜206よ
り検出する回転位置のフイードバツク情報の単純
な組み合わせによりモートル13の電機子巻線7
の各相に供給する電流の位相を制御してゆくもの
である。
負荷側、すなわち、回転体200をモータの回転
子に連結し、検出器100を固定部に配置して、
各磁気抵抗素子107〜111の電圧変化を検出
することにより取り出した各種フイードバツク情
報をモートルの制御運転に利用してゆくことがで
きる。すなわち、モートルの120゜通電制御方式を
取る制御系では、すでに第1図で説明したと同様
な方式でモートル13の制御操作を行なうことが
できる。つまり、トラツク203より検出される
速度フイードバツク情報によりモートル13に加
える電圧値を制御し、トラツク204〜206よ
り検出する回転位置のフイードバツク情報の単純
な組み合わせによりモートル13の電機子巻線7
の各相に供給する電流の位相を制御してゆくもの
である。
このように、実施例の回転検出装置は回転体の
速度情報と回転位置情報が同時に取り出せるもの
であり、従来装置のように、速度発電機と位置検
出器を組み合わせて設けるものに比べ、装置の小
形化を進めることができる。また、装置の組み立
て誤差の累積も少なくなることから、信頼性の高
いフイードバツク信号を得ることができる。特に
実施例においては、印刷技術を用いて回転体の各
トラツクのパターン、および、検出器の各磁気抵
抗素子を同時に配置してゆくことができることか
ら、回転検出装置自身の精度を高めてゆくことが
でき、しかも、組立時の調整操作を省いてゆくこ
とも可能となる。
速度情報と回転位置情報が同時に取り出せるもの
であり、従来装置のように、速度発電機と位置検
出器を組み合わせて設けるものに比べ、装置の小
形化を進めることができる。また、装置の組み立
て誤差の累積も少なくなることから、信頼性の高
いフイードバツク信号を得ることができる。特に
実施例においては、印刷技術を用いて回転体の各
トラツクのパターン、および、検出器の各磁気抵
抗素子を同時に配置してゆくことができることか
ら、回転検出装置自身の精度を高めてゆくことが
でき、しかも、組立時の調整操作を省いてゆくこ
とも可能となる。
以上説明した実施例では盤状の回転体を用いた
回転検出装置について説明したが、本発明では円
筒状の回転体を利用し、これの筒面に各トラツク
を同心上に、しかも平行に配設してゆくこともで
きる。また、実施例においては回転位置検出のた
めのトラツクを各相互に1本設け、このトラツク
内をモートルの極数に応じて分割してゆく例につ
いて説明したが、本発明は各相当り電気角で90゜
位相の異なるトラツクを磁極対数本分設けてゆく
こともできる。勿論、各磁極数に合わせたトラツ
クを設けておき、これを接続する側のモートルの
磁極数に合わせて最も適切なトラツクを選択して
ゆくこともできる。さらに、実施例では磁性塗膜
と磁気抵抗素子の組み合わせにより各種信号を検
出したが、これは、従来より提案されているホー
ル素子、あるいは通光式の回転体と光電素子の組
み合わせなどによつても実現してゆくことができ
る。この場合も、印刷技術を用いて、透明板にし
や光塗料を塗布してすでに説明した第2図のよう
なパターンを構成することができる。
回転検出装置について説明したが、本発明では円
筒状の回転体を利用し、これの筒面に各トラツク
を同心上に、しかも平行に配設してゆくこともで
きる。また、実施例においては回転位置検出のた
めのトラツクを各相互に1本設け、このトラツク
内をモートルの極数に応じて分割してゆく例につ
いて説明したが、本発明は各相当り電気角で90゜
位相の異なるトラツクを磁極対数本分設けてゆく
こともできる。勿論、各磁極数に合わせたトラツ
クを設けておき、これを接続する側のモートルの
磁極数に合わせて最も適切なトラツクを選択して
ゆくこともできる。さらに、実施例では磁性塗膜
と磁気抵抗素子の組み合わせにより各種信号を検
出したが、これは、従来より提案されているホー
ル素子、あるいは通光式の回転体と光電素子の組
み合わせなどによつても実現してゆくことができ
る。この場合も、印刷技術を用いて、透明板にし
や光塗料を塗布してすでに説明した第2図のよう
なパターンを構成することができる。
次に第4図、第5図を参照して説明する。すで
に回転検出装置の各検出信号を基に、120゜通電制
御方式の制御装置を運転制御してゆくことについ
て説明したが、これを180゜通電制御方式の制御装
置に利用する場合には、さらに工夫が必要にな
る。
に回転検出装置の各検出信号を基に、120゜通電制
御方式の制御装置を運転制御してゆくことについ
て説明したが、これを180゜通電制御方式の制御装
置に利用する場合には、さらに工夫が必要にな
る。
以下、3相電機子巻線308U,308V,3
08Wを備える2極構成のモートル308を制御
してゆく例を示す。今、モートル308の各相巻
線308U,308V,308Wに誘起される電
圧Eu,Ev,Ewを Eu=sin(ωt) Ev=sin(ωt−2/3π) Ew=sin(ωt−4/3π) とおくと、各相間の線間電圧Euv,Evw,Ewuは Euv=√3sin(ωt+π/6) Evw=√3sin(ωt+π/6−2/3π) Ewu=√3sin(ωt+π/6−4/3π) となる。
08Wを備える2極構成のモートル308を制御
してゆく例を示す。今、モートル308の各相巻
線308U,308V,308Wに誘起される電
圧Eu,Ev,Ewを Eu=sin(ωt) Ev=sin(ωt−2/3π) Ew=sin(ωt−4/3π) とおくと、各相間の線間電圧Euv,Evw,Ewuは Euv=√3sin(ωt+π/6) Evw=√3sin(ωt+π/6−2/3π) Ewu=√3sin(ωt+π/6−4/3π) となる。
この関係を第4図に同一附号を用いて表記す
る。180゜通電制御方式の場合は、誘起電圧Eu,
Ev,Ewと同一位相の正弦波電流を供給すること
により平滑なトルクを得られることが分かつてい
る。したがつて、各相巻線の誘起電圧Eu,Ev,
Ewより30゜位相の進んだ線間電圧を供給するよう
指令信号を作り出し、この指令信号を基にモート
ル308の駆動手段を制御してゆけば良いことに
なる。このためには、二つの方法が考えられる。
その一つは誘起電圧と同相の回転位置信号が得ら
れるよう、回転子321の磁極配置に合わせて回
転検出装置309の回転体を連結し、検出した回
転位置信号を何らかの方法で処理し、結果として
誘起電圧より30゜位相の進んだ信号を得る方法。
もう一つは、線間電圧と同相の信号を得るため、
回転検出装置309の回転体の連結位置を回転子
321の磁極配置よりも電気角で30゜に相当する
角度だけあらかじめ進めて置く、あるいは、回転
検出装置309の検出器の取り付け位置を、モー
トル308の各巻線に対して同様に進めて配置す
る方法がある。実施例においては後に説明した方
法を採用している。すなわち、第4図において、
Ru,Rv,Rwは回転子321の磁極配置と同相
の回転位置信号が得られるように回転検出装置3
09を連結した場合の回転位置信号、Ruv,
Rvw,Rwuは線間電圧と同相の回転位置信号が
得られるように回転検出装置309を工夫して連
結した場合の回転位置信号を示すものがある。
る。180゜通電制御方式の場合は、誘起電圧Eu,
Ev,Ewと同一位相の正弦波電流を供給すること
により平滑なトルクを得られることが分かつてい
る。したがつて、各相巻線の誘起電圧Eu,Ev,
Ewより30゜位相の進んだ線間電圧を供給するよう
指令信号を作り出し、この指令信号を基にモート
ル308の駆動手段を制御してゆけば良いことに
なる。このためには、二つの方法が考えられる。
その一つは誘起電圧と同相の回転位置信号が得ら
れるよう、回転子321の磁極配置に合わせて回
転検出装置309の回転体を連結し、検出した回
転位置信号を何らかの方法で処理し、結果として
誘起電圧より30゜位相の進んだ信号を得る方法。
もう一つは、線間電圧と同相の信号を得るため、
回転検出装置309の回転体の連結位置を回転子
321の磁極配置よりも電気角で30゜に相当する
角度だけあらかじめ進めて置く、あるいは、回転
検出装置309の検出器の取り付け位置を、モー
トル308の各巻線に対して同様に進めて配置す
る方法がある。実施例においては後に説明した方
法を採用している。すなわち、第4図において、
Ru,Rv,Rwは回転子321の磁極配置と同相
の回転位置信号が得られるように回転検出装置3
09を連結した場合の回転位置信号、Ruv,
Rvw,Rwuは線間電圧と同相の回転位置信号が
得られるように回転検出装置309を工夫して連
結した場合の回転位置信号を示すものがある。
さて、制御装置部分について説明を始めると、
回転検出装置309のトラツク203より読み出
される2相の速度検出信号A,Bは、4倍回路3
12に入力され4倍の周波数に加工された後、
F/Vコンバータ313でアナログ値の速度フイ
ードバツク信号に変換され、突き合せ点302で
モートル308の目標運転速度を設定した目標設
定手段301の目標信号と突き合わされる。2相
の速度検出信号A,Bは、同時に正逆転判定器3
11に入力され、モートル308の回転方向が判
別される。この判別結果はアツプダウンカウンタ
314のアツプダウン選択端子U/Dに入力さ
れ、判別されたモートル308の回転方向に応じ
て、アツプ・ダウンカウンタ314の加算、ある
いは、減算操作が選択される。また、速度検出信
号Aはアツプ・ダウンカウンタ314のクロツク
入力端子CPに入力される。さらに、回転検出装
置309の例えばトラツク204より検出される
回転位置信号Ruvはワンシヨツトマルチバイブレ
ータで波形成形された後、アツプ・ダウンカウン
タ314のリセツト端子RESに入力される。す
なわち、回転位置信号Ruvが入力され、アツプ・
ダウンカウンタ314がゼロクリアされる位置を
回転系の原点と想定すると、回転系の回転位置は
アツプ・ダウンカウンタ314に記憶される数値
に一定の関係で対応することになる。今、モート
ル308の1回転により速度検出信号Aが1024パ
ルス発生すると仮定すれば、アツプ・ダウンカウ
ンタ314に入力される1パルスはモートル30
8の360゜/1024の回転を示すことになる。したが
つて、このアツプ・ダウンカウンタ314の値を
読み出し、このカウント数に360゜/1024を掛け合
わせることによりモートル308の回転角度を知
ることができる。このアツプ・ダウンカウンタ3
14のカウント数値はそのまま、次段の正弦波テ
ーブル315〜317のアドレス信号として利用
される。すなわち、正弦波テーブル315〜31
7を構成するROMには、アドレス信号(換言す
るとモートル308の回転角度)に対応し、制御
上必要な各線間電圧波形に相似する各種正弦波の
値をあらかじめ記憶しておく。正弦波テーブル3
15〜317により出力されたデジタル信号は
D/A変換器318〜320でアナログの位相指
令信号に変換された後、掛算器325〜327に
出力され、速度制御アンプ303を通して入力さ
れる突き合せ点302の速度指令信号と共に掛け
合わされ、インバータ337の駆動指令信号とな
る。インバータ337はこれらの駆動指令信号を
受けて、インバータ部337のパワートランジス
タ群を導通制御し、モートル308に供給する3
相の各線間電圧を制御するものである。なお、イ
ンバータ337内の305,306はインバータ
337の適切な負荷状態での運転を続けるための
電流フイードバツクの突き合わせ点、および電流
制御アンプである。
回転検出装置309のトラツク203より読み出
される2相の速度検出信号A,Bは、4倍回路3
12に入力され4倍の周波数に加工された後、
F/Vコンバータ313でアナログ値の速度フイ
ードバツク信号に変換され、突き合せ点302で
モートル308の目標運転速度を設定した目標設
定手段301の目標信号と突き合わされる。2相
の速度検出信号A,Bは、同時に正逆転判定器3
11に入力され、モートル308の回転方向が判
別される。この判別結果はアツプダウンカウンタ
314のアツプダウン選択端子U/Dに入力さ
れ、判別されたモートル308の回転方向に応じ
て、アツプ・ダウンカウンタ314の加算、ある
いは、減算操作が選択される。また、速度検出信
号Aはアツプ・ダウンカウンタ314のクロツク
入力端子CPに入力される。さらに、回転検出装
置309の例えばトラツク204より検出される
回転位置信号Ruvはワンシヨツトマルチバイブレ
ータで波形成形された後、アツプ・ダウンカウン
タ314のリセツト端子RESに入力される。す
なわち、回転位置信号Ruvが入力され、アツプ・
ダウンカウンタ314がゼロクリアされる位置を
回転系の原点と想定すると、回転系の回転位置は
アツプ・ダウンカウンタ314に記憶される数値
に一定の関係で対応することになる。今、モート
ル308の1回転により速度検出信号Aが1024パ
ルス発生すると仮定すれば、アツプ・ダウンカウ
ンタ314に入力される1パルスはモートル30
8の360゜/1024の回転を示すことになる。したが
つて、このアツプ・ダウンカウンタ314の値を
読み出し、このカウント数に360゜/1024を掛け合
わせることによりモートル308の回転角度を知
ることができる。このアツプ・ダウンカウンタ3
14のカウント数値はそのまま、次段の正弦波テ
ーブル315〜317のアドレス信号として利用
される。すなわち、正弦波テーブル315〜31
7を構成するROMには、アドレス信号(換言す
るとモートル308の回転角度)に対応し、制御
上必要な各線間電圧波形に相似する各種正弦波の
値をあらかじめ記憶しておく。正弦波テーブル3
15〜317により出力されたデジタル信号は
D/A変換器318〜320でアナログの位相指
令信号に変換された後、掛算器325〜327に
出力され、速度制御アンプ303を通して入力さ
れる突き合せ点302の速度指令信号と共に掛け
合わされ、インバータ337の駆動指令信号とな
る。インバータ337はこれらの駆動指令信号を
受けて、インバータ部337のパワートランジス
タ群を導通制御し、モートル308に供給する3
相の各線間電圧を制御するものである。なお、イ
ンバータ337内の305,306はインバータ
337の適切な負荷状態での運転を続けるための
電流フイードバツクの突き合わせ点、および電流
制御アンプである。
このように制御装置を構成すると、回転検出装
置309の信号を基に、モートル308の運転状
態に応じてモートル308に供電する3相電力の
線間電圧および位相を適切な条件に保つことがで
きる。すなわち、モートル308に供給される3
相電力は適切な位相関係を持つ正弦波状となるた
め、モートル308は常に平滑なトルクが得られ
る。また、従来から必要とされていたレゾルバを
使用することなく、必要な制御運転を行なうこと
ができるため、モートル308に組み合わせる検
出装置を小形化してゆくことができる。
置309の信号を基に、モートル308の運転状
態に応じてモートル308に供電する3相電力の
線間電圧および位相を適切な条件に保つことがで
きる。すなわち、モートル308に供給される3
相電力は適切な位相関係を持つ正弦波状となるた
め、モートル308は常に平滑なトルクが得られ
る。また、従来から必要とされていたレゾルバを
使用することなく、必要な制御運転を行なうこと
ができるため、モートル308に組み合わせる検
出装置を小形化してゆくことができる。
なお、実施例においては、180゜通電制御方式を
行なうための正弦波変調信号をアツプ・ダウンカ
ウンタ314と正弦波テーブル315〜317の
組み合わせにより発生し、アツプ・ダウンカウン
タ314のノズルなどによるエラー・カウントの
積算防止のため回転検出装置309の回転位置信
号Ruvの立ち上がりを捕らえてアツプ・ダウンカ
ウンタ314のリセツトを行なつたが、さらに厳
密な制御を行なうのであれば、回転検出装置30
9より発せられる回転位置信号Ruv,Rvw,
Rwuの全てを利用し、アツプ・ダウンカウンタ
と正弦波テーブルの組み合わせを相数組分設けて
も良いものである。さらに、正弦波テーブルを1
組だけ設け、アツプ・ダウンカウンタのアドレス
データを各相の位相差に相当する値だけ、加減算
処理し正弦波テーブルに入力することにより、必
要な正弦波の値を知ることもできる。
行なうための正弦波変調信号をアツプ・ダウンカ
ウンタ314と正弦波テーブル315〜317の
組み合わせにより発生し、アツプ・ダウンカウン
タ314のノズルなどによるエラー・カウントの
積算防止のため回転検出装置309の回転位置信
号Ruvの立ち上がりを捕らえてアツプ・ダウンカ
ウンタ314のリセツトを行なつたが、さらに厳
密な制御を行なうのであれば、回転検出装置30
9より発せられる回転位置信号Ruv,Rvw,
Rwuの全てを利用し、アツプ・ダウンカウンタ
と正弦波テーブルの組み合わせを相数組分設けて
も良いものである。さらに、正弦波テーブルを1
組だけ設け、アツプ・ダウンカウンタのアドレス
データを各相の位相差に相当する値だけ、加減算
処理し正弦波テーブルに入力することにより、必
要な正弦波の値を知ることもできる。
さて、前記実施例においては、モートル308
の始動初期の段階で、アツプ・ダウンカウンタ3
14のリセツト端子RESにリセツト信号が入力
されるまで、各正弦波テーブル315〜317に
出力されるアドレス信号の内容が特定されないた
め制御動作が不安定になつてしまうことがある。
この対策として本発明の一実施例を示す第6図、
第7図の方法を採ることが考えられる。すなわ
ち、モートルの始動初期には各回転位置信号
Ruv,Rvw,Rwuの信号状態から、モートル3
08の取り得る回転角度範囲を判断し、一義的に
判断された回転角度範囲の中心の回転角度に対応
する各正弦波テーブルのアドレス信号が得られる
ように構成すれば良いものでる。これを詳しく説
明すると、第7図に示すように例えば回転位置信
号Ruv,Rwuが共に発生している場合にはモー
トル308の回転角度は330゜〜30゜の範囲にある
と判断し、一義的にこれの中心の0゜(360゜)をモ
ートル308の制御のための回転角度とする。第
6図において、400は回転位置判別回路であ
り、始動初期時に閉じられる始動表示スイツチ4
01の信号を受けて、各回転位置信号Ruv,
Rvw,Rwuの信号より、第7図で説明したよう
な各正弦波テーブル315〜317のアドレス信
号を一義的に定めて出力する。402はアドレス
信号選択回路であり、モートル308の始動時は
回転位置判別回路400のアドレス信号を、始動
完了後はアツプ・ダウンカウンタ314のカウン
ト結果を選択して各正弦波テーブル315〜31
7に伝えるものである。説明を省略したその他の
部分についてはすでに説明した実施例と同様であ
ると考えると、始動初期時(少なくともモートル
308の1回転以内)には一義的に各正弦波テー
ブル315〜317のアドレス信号が定まるため
制御の安定化を進めることができる。
の始動初期の段階で、アツプ・ダウンカウンタ3
14のリセツト端子RESにリセツト信号が入力
されるまで、各正弦波テーブル315〜317に
出力されるアドレス信号の内容が特定されないた
め制御動作が不安定になつてしまうことがある。
この対策として本発明の一実施例を示す第6図、
第7図の方法を採ることが考えられる。すなわ
ち、モートルの始動初期には各回転位置信号
Ruv,Rvw,Rwuの信号状態から、モートル3
08の取り得る回転角度範囲を判断し、一義的に
判断された回転角度範囲の中心の回転角度に対応
する各正弦波テーブルのアドレス信号が得られる
ように構成すれば良いものでる。これを詳しく説
明すると、第7図に示すように例えば回転位置信
号Ruv,Rwuが共に発生している場合にはモー
トル308の回転角度は330゜〜30゜の範囲にある
と判断し、一義的にこれの中心の0゜(360゜)をモ
ートル308の制御のための回転角度とする。第
6図において、400は回転位置判別回路であ
り、始動初期時に閉じられる始動表示スイツチ4
01の信号を受けて、各回転位置信号Ruv,
Rvw,Rwuの信号より、第7図で説明したよう
な各正弦波テーブル315〜317のアドレス信
号を一義的に定めて出力する。402はアドレス
信号選択回路であり、モートル308の始動時は
回転位置判別回路400のアドレス信号を、始動
完了後はアツプ・ダウンカウンタ314のカウン
ト結果を選択して各正弦波テーブル315〜31
7に伝えるものである。説明を省略したその他の
部分についてはすでに説明した実施例と同様であ
ると考えると、始動初期時(少なくともモートル
308の1回転以内)には一義的に各正弦波テー
ブル315〜317のアドレス信号が定まるため
制御の安定化を進めることができる。
さらに、早い機会に正確なアドレス信号を得た
い場合には、回転位置信号Ruv,Rvw,Rwuと
正逆転判定器311の信号を利用して、回転位置
信号Ruv,Rvw,Rwuの組み合わが変わる毎に
モートル308の回転位置を割り出し、この割り
出し位置に対応するアドレス信号を得ると同時
に、アツプ・ダウンカウンタ314をリセツト
し、この後、割り出したアドレス信号の値にアツ
プ・ダウンカウンタ314のカウント値を加算
し、この加算結果を各正弦波テーブル315〜3
17のアドレス信号として利用するよう制御回路
を構成することもできる。このような構成を取る
と、モートル308が少なくとも60゜回転するま
でに正確な位置信号を得ることができる。
い場合には、回転位置信号Ruv,Rvw,Rwuと
正逆転判定器311の信号を利用して、回転位置
信号Ruv,Rvw,Rwuの組み合わが変わる毎に
モートル308の回転位置を割り出し、この割り
出し位置に対応するアドレス信号を得ると同時
に、アツプ・ダウンカウンタ314をリセツト
し、この後、割り出したアドレス信号の値にアツ
プ・ダウンカウンタ314のカウント値を加算
し、この加算結果を各正弦波テーブル315〜3
17のアドレス信号として利用するよう制御回路
を構成することもできる。このような構成を取る
と、モートル308が少なくとも60゜回転するま
でに正確な位置信号を得ることができる。
本発明によれば、始動初期において回転トルク
が十分確保できる効果がある。また始動初期のよ
り早い機会に正確な位置信号を得ることができ、
正規の回転トルクが確保できるので、始動初期に
おいて安定に制御できる効果がある。したがつて
本発明によれば、取り出した運転速度情報、およ
び回転位置情報を基に電動機を常に目標状態に制
御してゆくことができるものである。
が十分確保できる効果がある。また始動初期のよ
り早い機会に正確な位置信号を得ることができ、
正規の回転トルクが確保できるので、始動初期に
おいて安定に制御できる効果がある。したがつて
本発明によれば、取り出した運転速度情報、およ
び回転位置情報を基に電動機を常に目標状態に制
御してゆくことができるものである。
第1図は従来の電動機の制御装置を説明するた
めのブロツク図、第2図は本発明の一つの実施例
の回転検出装置の要部を説明するための図、第3
図は第2図のさらに要部を拡大して示す図、第4
図は回転検出装置の各種検出信号と電動機の各所
電圧波形を横軸に電動機の回転子の回転角度を取
つて示す図、第5図は本発明の電動機の制御装置
の一つの実施例を説明するためのブロツク図、第
6図は他の実施例の要部を説明するためのブロツ
ク図、第7図は第6図の動作を説明するための線
図である。 101,102,103,104,105…検
出素子、200…回転体、203,204,20
5,206…コード化された繰返しパターン、3
08…電動機、309…回転検出装置、301,
302,303,312,313…速度指令手
段、310,311,314…位置検出手段、3
15,316,317,318,319,320
…位相指令手段、325,326,327,33
7…駆動手段。
めのブロツク図、第2図は本発明の一つの実施例
の回転検出装置の要部を説明するための図、第3
図は第2図のさらに要部を拡大して示す図、第4
図は回転検出装置の各種検出信号と電動機の各所
電圧波形を横軸に電動機の回転子の回転角度を取
つて示す図、第5図は本発明の電動機の制御装置
の一つの実施例を説明するためのブロツク図、第
6図は他の実施例の要部を説明するためのブロツ
ク図、第7図は第6図の動作を説明するための線
図である。 101,102,103,104,105…検
出素子、200…回転体、203,204,20
5,206…コード化された繰返しパターン、3
08…電動機、309…回転検出装置、301,
302,303,312,313…速度指令手
段、310,311,314…位置検出手段、3
15,316,317,318,319,320
…位相指令手段、325,326,327,33
7…駆動手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 出力が電動機に接続され、該電動機を回転制
御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と、 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機の制御装置において、 前記位置検出手段は、 前記回転角度情報パルスを計数する計数手段
と、前記磁極位置情報パルスに基づき前記計数手
段の出力を60度ごとに所定の値にセツトするリセ
ツト手段と、 始動信号が入力されてから次に前記磁極位置情
報パルスの最初の変化点が入力されるまでの始動
期間は、前記磁極位置情報パルスにより割り出さ
れた回転角度範囲の中心の角度に応じた値を出力
する始動時アドレス指定手段と、 前記始動期間は前記始動時アドレス指定手段の
出力信号を前記位相指令手段へ送出し、前記始動
期間を過ぎた期間は前記計数手段の出力信号を前
記位相指令手段へ送出するアドレス選択手段 を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。 2 出力が電動機に接続され、該電動機を回転制
御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機制御装置を運転開始するための制
御方法において、 始動の際、前記磁極位置情報パルスにより割り
出された回転角度範囲の中心角度に対応した値
を、前記位置検出手段に初期セツトする第1ステ
ツプと、 電動機の回転が開始されてから多くとも60回転
する範囲内の前記磁極位置情報パルスが変化する
タイミングで、その時点の回転角度に対応した値
を前記位置検出手段にセツトする第2ステツプ
と、 前記第2ステツプ以後、前記位置検出手段は、
前記回転角度情報パルスを計数する第3ステツプ
を備えたことを特徴とする制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58092248A JPS59220091A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 電動機の制御装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58092248A JPS59220091A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 電動機の制御装置およびその制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59220091A JPS59220091A (ja) | 1984-12-11 |
JPH0334308B2 true JPH0334308B2 (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=14049120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58092248A Granted JPS59220091A (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | 電動機の制御装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59220091A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS605789A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-12 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Acサ−ボモ−タ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5365908A (en) * | 1976-11-25 | 1978-06-12 | Sony Corp | Brushless motor |
JPS56162987A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-15 | Sony Corp | Commutatorless dc motor |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP58092248A patent/JPS59220091A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5365908A (en) * | 1976-11-25 | 1978-06-12 | Sony Corp | Brushless motor |
JPS56162987A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-15 | Sony Corp | Commutatorless dc motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59220091A (ja) | 1984-12-11 |
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