JPH05344776A - 同期電動機のデジタル制御方式 - Google Patents
同期電動機のデジタル制御方式Info
- Publication number
- JPH05344776A JPH05344776A JP4146063A JP14606392A JPH05344776A JP H05344776 A JPH05344776 A JP H05344776A JP 4146063 A JP4146063 A JP 4146063A JP 14606392 A JP14606392 A JP 14606392A JP H05344776 A JPH05344776 A JP H05344776A
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- JP
- Japan
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- synchronous motor
- phase
- current detection
- output signal
- signal
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】安価な電流検出回路で同期電動機を安定に制御
できるようにする。 【構成】ＣＰＵ10は、電源投入時に同期電動機１を機械
式ブレーキで回転子を固定し、同期電動機１のＵ相から
Ｖ相に直流電流を流し、第１の電流検出回路５の出力信
号と第２の電流検出回路６の出力信号を測定し、２つの
電流検出回路５，６の出力信号の比率を求め、機械式ブ
レーキを解除して、以降ＣＰＵ10はこの比率をもちいて
２つの電流検出回路５，６の出力信号のゲインを同一に
した後に、同期電動機１を駆動する。
できるようにする。 【構成】ＣＰＵ10は、電源投入時に同期電動機１を機械
式ブレーキで回転子を固定し、同期電動機１のＵ相から
Ｖ相に直流電流を流し、第１の電流検出回路５の出力信
号と第２の電流検出回路６の出力信号を測定し、２つの
電流検出回路５，６の出力信号の比率を求め、機械式ブ
レーキを解除して、以降ＣＰＵ10はこの比率をもちいて
２つの電流検出回路５，６の出力信号のゲインを同一に
した後に、同期電動機１を駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットや工作
機械などに使用される同期電動機のデジタル制御方式に
関するものである。
機械などに使用される同期電動機のデジタル制御方式に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の、同期電動機のデジタル制御装置
は、図１に示したように構成されている。図１におい
て、１は制御を受ける同期電動機（ＳＭ）、２はインク
リメンタル・ロータリエンコーダ（ＲＥ）で、互いに電
気的に90度の位相差を有する２相の方形波信号Ａ，Ｂを
出力し、同期電動機１の回転子の回転角を移動量に変換
するため同期電動機１に直結される。３はインクリメン
タル・ロータリエンコーダ２の二相の出力信号Ａ，Ｂを
入力とし、同期電動機１の移動量を計測するカウンタ回
路、４はアブソリュート・ロータリエンコーダ（ＣＳ）
で、互いに電気的に120 度の位相差を有する三相の方形
波信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力し、同期電動機１の回転
子の位置を検出するため同期電動機１に直結される。
は、図１に示したように構成されている。図１におい
て、１は制御を受ける同期電動機（ＳＭ）、２はインク
リメンタル・ロータリエンコーダ（ＲＥ）で、互いに電
気的に90度の位相差を有する２相の方形波信号Ａ，Ｂを
出力し、同期電動機１の回転子の回転角を移動量に変換
するため同期電動機１に直結される。３はインクリメン
タル・ロータリエンコーダ２の二相の出力信号Ａ，Ｂを
入力とし、同期電動機１の移動量を計測するカウンタ回
路、４はアブソリュート・ロータリエンコーダ（ＣＳ）
で、互いに電気的に120 度の位相差を有する三相の方形
波信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力し、同期電動機１の回転
子の位置を検出するため同期電動機１に直結される。
【０００３】５は同期電動機１のＵ相に流れる電流を検
出する第１の電流検出回路（ＣＴ１）、６は同期電動機
１のＶ相に流れる電流を検出する第２の電流検出回路
（ＣＴ２）、７は第１の電流検出回路５のアナログ信号
Ｉｕと第２の電流検出回路６のアナログ信号Ｉｖを切替
えるマルチプレクサ、８はこのマルチプレクサ７で選択
されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ（アナログ信号・デジタル信号変換回路）、９
は同期電動機１の回転数を決定する速度指令信号を出力
する上位ＣＰＵ（中央演算処理装置）、10は上位ＣＰＵ
９とカウンタ回路３とアブソリュート・ロータリエンコ
ーダ４とＡ／Ｄコンバータ８の各々の出力信号を入力と
し、同期電動機１のパルス幅変調信号を演算するＣＰ
Ｕ，11はＣＰＵ10において同期電動機１のパルス幅変調
信号を演算するプログラムを納められているＲＯＭ（Ｒ
ｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、12はＣＰＵ10にお
いて同期電動機１のパルス幅変調信号を演算する際に使
用されるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏ
ｒｙ）、13はＣＰＵ10のパルス幅変調出力信号により制
御されるインバータ回路である。
出する第１の電流検出回路（ＣＴ１）、６は同期電動機
１のＶ相に流れる電流を検出する第２の電流検出回路
（ＣＴ２）、７は第１の電流検出回路５のアナログ信号
Ｉｕと第２の電流検出回路６のアナログ信号Ｉｖを切替
えるマルチプレクサ、８はこのマルチプレクサ７で選択
されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ（アナログ信号・デジタル信号変換回路）、９
は同期電動機１の回転数を決定する速度指令信号を出力
する上位ＣＰＵ（中央演算処理装置）、10は上位ＣＰＵ
９とカウンタ回路３とアブソリュート・ロータリエンコ
ーダ４とＡ／Ｄコンバータ８の各々の出力信号を入力と
し、同期電動機１のパルス幅変調信号を演算するＣＰ
Ｕ，11はＣＰＵ10において同期電動機１のパルス幅変調
信号を演算するプログラムを納められているＲＯＭ（Ｒ
ｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、12はＣＰＵ10にお
いて同期電動機１のパルス幅変調信号を演算する際に使
用されるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏ
ｒｙ）、13はＣＰＵ10のパルス幅変調出力信号により制
御されるインバータ回路である。
【０００４】図３はこのデジタル制御の流れ図を示す。
図３において、デジタル制御装置は、ステップ41でＣＰ
Ｕ10が上位ＣＰＵ９からの速度指令値Ｎｏを読み込み、
次にステップ42でＣＰＵ10がカウンタ回路３の値を読み
込み、ステップ43で前回値と今回値の差を一定時間で除
算して速度フィードバック値を演算し、ステップ44で速
度指令値Ｎｏと速度フィードバック値の差から速度偏差
値を演算し、さらにステップ45でこの速度偏差値からＰ
ＩＤ制御（比例・積分・微分制御）を実行する速度制御
ループ演算をし、ステップ46でアブソリュート・ロータ
リエンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置と前
記速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を演算
し、ステップ47でＡ／Ｄコンバータ８からの電流値と前
記各相の電流指令値からパルス幅変調出力信号を演算し
ている。
図３において、デジタル制御装置は、ステップ41でＣＰ
Ｕ10が上位ＣＰＵ９からの速度指令値Ｎｏを読み込み、
次にステップ42でＣＰＵ10がカウンタ回路３の値を読み
込み、ステップ43で前回値と今回値の差を一定時間で除
算して速度フィードバック値を演算し、ステップ44で速
度指令値Ｎｏと速度フィードバック値の差から速度偏差
値を演算し、さらにステップ45でこの速度偏差値からＰ
ＩＤ制御（比例・積分・微分制御）を実行する速度制御
ループ演算をし、ステップ46でアブソリュート・ロータ
リエンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置と前
記速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を演算
し、ステップ47でＡ／Ｄコンバータ８からの電流値と前
記各相の電流指令値からパルス幅変調出力信号を演算し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、同
期電動機に同じ電流を流しても、２つの電流検出回路
５，６の出力が同一出力でない場合、速度変動が発生し
安定に制御することができなかった。この対策として
は、精度の高い部品で構成された電流検出回路を使用す
ることであるが、価格の上昇を招くために容易ではなか
った。
期電動機に同じ電流を流しても、２つの電流検出回路
５，６の出力が同一出力でない場合、速度変動が発生し
安定に制御することができなかった。この対策として
は、精度の高い部品で構成された電流検出回路を使用す
ることであるが、価格の上昇を招くために容易ではなか
った。
【０００６】本発明は、上記従来例の問題を解決するも
ので、安価な電流検出回路で同期電動機を安定に制御す
ることができる同期電動機のデジタル制御方式を提供す
ることを目的とするものである。
ので、安価な電流検出回路で同期電動機を安定に制御す
ることができる同期電動機のデジタル制御方式を提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の同期電動機のデジタル制御方式は、互いに
電気的に90度の位相差を有する二相の方形波信号を出力
し、同期電動機の回転子の回転角を移動量に変換するイ
ンクリメンタル・ロータリエンコーダと、このインクリ
メンタル・ロータリエンコーダの二相の出力信号を入力
とし、前記同期電動機の移動量を計測するカウンタ回路
と、互いに電気的に120 度の位相差を有する三相の方形
波信号を出力し、前記同期電動機の回転子の位置を検出
するアブソリュート・ロータリエンコーダと、前記同期
電動機のＵ相に流れる電流を検出する第１の電流検出回
路と、前記同期電動機のＶ相に流れる電流を検出する第
２の電流検出回路と、前記第１の電流検出回路の出力信
号と前記第２の電流検出回路の出力信号を入力とし、前
記２つの電流検出回路のアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ（アナログ信号・デジタル信
号変換回路）と、前記同期電動機の回転数を決定する速
度指令信号と前記カウンタ回路と前記アブソリュート・
ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄコンバータの各々の出
力信号を入力とし、前記同期電動機のパルス幅変調信号
を演算するＣＰＵ（中央演算処理装置）と、このＣＰＵ
のパルス幅変調出力信号により制御されるインバータ回
路とからなる同期電動機のデジタル制御装置を具備し、
前記ＣＰＵは、電源投入時に前記同期電動機を機械式ブ
レーキで回転子を固定し、前記同期電動機のＵ相とＶ相
に同一の直流電流を流して、前記第１の電流検出回路の
出力信号Ｕ01と前記第２の電流検出回路の出力信号Ｖ01
を測定し、出力信号Ｕ01と出力信号Ｖ01の比率の絶対値
Ｋ01を求め、以降、前記ＣＰＵは求められた比率の絶対
値Ｋ01をもちいて前記２つの電流検出回路の出力信号の
ゲイン同一にした後に、前記同期電動機を駆動するよう
にしたものである。
に、本発明の同期電動機のデジタル制御方式は、互いに
電気的に90度の位相差を有する二相の方形波信号を出力
し、同期電動機の回転子の回転角を移動量に変換するイ
ンクリメンタル・ロータリエンコーダと、このインクリ
メンタル・ロータリエンコーダの二相の出力信号を入力
とし、前記同期電動機の移動量を計測するカウンタ回路
と、互いに電気的に120 度の位相差を有する三相の方形
波信号を出力し、前記同期電動機の回転子の位置を検出
するアブソリュート・ロータリエンコーダと、前記同期
電動機のＵ相に流れる電流を検出する第１の電流検出回
路と、前記同期電動機のＶ相に流れる電流を検出する第
２の電流検出回路と、前記第１の電流検出回路の出力信
号と前記第２の電流検出回路の出力信号を入力とし、前
記２つの電流検出回路のアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ（アナログ信号・デジタル信
号変換回路）と、前記同期電動機の回転数を決定する速
度指令信号と前記カウンタ回路と前記アブソリュート・
ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄコンバータの各々の出
力信号を入力とし、前記同期電動機のパルス幅変調信号
を演算するＣＰＵ（中央演算処理装置）と、このＣＰＵ
のパルス幅変調出力信号により制御されるインバータ回
路とからなる同期電動機のデジタル制御装置を具備し、
前記ＣＰＵは、電源投入時に前記同期電動機を機械式ブ
レーキで回転子を固定し、前記同期電動機のＵ相とＶ相
に同一の直流電流を流して、前記第１の電流検出回路の
出力信号Ｕ01と前記第２の電流検出回路の出力信号Ｖ01
を測定し、出力信号Ｕ01と出力信号Ｖ01の比率の絶対値
Ｋ01を求め、以降、前記ＣＰＵは求められた比率の絶対
値Ｋ01をもちいて前記２つの電流検出回路の出力信号の
ゲイン同一にした後に、前記同期電動機を駆動するよう
にしたものである。
【０００８】
【作用】上記構成により、２つの電流検出回路は電源投
入時にその出力信号のゲインが同一になるように設定さ
れるので、安価な電流検出回路でも同期電動機を安定に
制御することができる。
入時にその出力信号のゲインが同一になるように設定さ
れるので、安価な電流検出回路でも同期電動機を安定に
制御することができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に使用される同期電動機のデジタル
制御装置の一例を示すが、前記した従来例と同じである
ので説明は省略する。
する。図１は本発明に使用される同期電動機のデジタル
制御装置の一例を示すが、前記した従来例と同じである
ので説明は省略する。
【００１０】図２は本発明の流れ図である。図２におい
て、ディジタル制御装置は、ステップ21でＣＰＵ10が電
源投入時に同期電動機１を機械式ブレーキで回転子を固
定し、ステップ22で同期電動機１のＵ相とＶ相に同一の
電流が流れるように、Ｕ相からＶ相に直流電流を流す指
令をインバータ回路13に出力し、ステップ23で第１の電
流検出回路５の出力信号をマルチプレクサ７で選択しＡ
／Ｄコンバータ８の出力信号Ｕ01を読み込み、ステップ
24で第２の電流検出回路６の出力信号をマルチプレクサ
７で選択しＡ／Ｄコンバータ８の出力信号Ｖ01を読み込
む。次にステップ25でＣＰＵ10が出力信号Ｕ01と出力信
号Ｖ01の比率の絶対値Ｋ01を求め、ステップ26で前記機
械式ブレーキを解除して、以降、ＣＰＵ10は求められた
比率の絶対値Ｋ01をもちいて２つの電流検出回路５，６
の出力信号のゲインを同一にした後に、同期電動機１を
駆動する。
て、ディジタル制御装置は、ステップ21でＣＰＵ10が電
源投入時に同期電動機１を機械式ブレーキで回転子を固
定し、ステップ22で同期電動機１のＵ相とＶ相に同一の
電流が流れるように、Ｕ相からＶ相に直流電流を流す指
令をインバータ回路13に出力し、ステップ23で第１の電
流検出回路５の出力信号をマルチプレクサ７で選択しＡ
／Ｄコンバータ８の出力信号Ｕ01を読み込み、ステップ
24で第２の電流検出回路６の出力信号をマルチプレクサ
７で選択しＡ／Ｄコンバータ８の出力信号Ｖ01を読み込
む。次にステップ25でＣＰＵ10が出力信号Ｕ01と出力信
号Ｖ01の比率の絶対値Ｋ01を求め、ステップ26で前記機
械式ブレーキを解除して、以降、ＣＰＵ10は求められた
比率の絶対値Ｋ01をもちいて２つの電流検出回路５，６
の出力信号のゲインを同一にした後に、同期電動機１を
駆動する。
【００１１】なお、図２におけるステップ31〜37は図３
におけるステップ41〜47と同じである。
におけるステップ41〜47と同じである。
【００１２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、安価な
電流検出回路でも同期電動機を安定に制御することがで
きる。
電流検出回路でも同期電動機を安定に制御することがで
きる。
【図１】本発明の一実施例における同期電動機のデジタ
ル制御装置のブロック図である。
ル制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の流れ図である。
【図３】従来例の流れ図である。
１ 同期電動機（ＳＭ） ２ インクリメンタル・ロータリエンコーダ（ＲＥ） ３ カウンタ回路 ４ アブソリュート・ロータリエンコーダ（ＣＳ） ５ 第１の電流検出回路（ＣＴ１） ６ 第２の電流検出回路（ＣＴ２） ７ マルチプレクサ ８ Ａ／Ｄコンバータ ９ 上位ＣＰＵ 10 ＣＰＵ 13 インバータ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大音 雅裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 互いに電気的に90度の位相差を有する二
相の方形波信号を出力し、同期電動機の回転子の回転角
を移動量に変換するインクリメンタル・ロータリエンコ
ーダと、このインクリメンタル・ロータリエンコーダの
二相の出力信号を入力とし、前記同期電動機の移動量を
計測するカウンタ回路と、互いに電気的に120 度の位相
差を有する三相の方形波信号を出力し、前記同期電動機
の回転子の位置を検出するアブソリュート・ロータリエ
ンコーダと、前記同期電動機のＵ相に流れる電流を検出
する第１の電流検出回路と、前記同期電動機のＶ相に流
れる電流を検出する第２の電流検出回路と、前記第１の
電流検出回路の出力信号と前記第２の電流検出回路の出
力信号を入力とし、前記２つの電流検出回路のアナログ
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（アナ
ログ信号・デジタル信号変換回路）と、前記同期電動機
の回転数を決定する速度指令信号と前記カウンタ回路と
前記アブソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄ
コンバータの各々の出力信号を入力とし、前記同期電動
機のパルス幅変調信号を演算するＣＰＵ（中央演算処理
装置）と、このＣＰＵのパルス幅変調出力信号により制
御されるインバータ回路とからなる同期電動機のデジタ
ル制御装置を具備し、 前記ＣＰＵは、電源投入時に前記同期電動機を機械式ブ
レーキで回転子を固定し、前記同期電動機のＵ相とＶ相
に同一の直流電流を流して、前記第１の電流検出回路の
出力信号Ｕ01と前記第２の電流検出回路の出力信号Ｖ01
を測定し、出力信号Ｕ01と出力信号Ｖ01の比率の絶対値
Ｋ01を求め、以降、前記ＣＰＵは求められた比率の絶対
値Ｋ01をもちいて前記２つの電流検出回路の出力信号の
ゲインを同一にした後に、前記同期電動機を駆動するこ
とを特徴とする同期電動機のデジタル制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146063A JPH05344776A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 同期電動機のデジタル制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4146063A JPH05344776A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 同期電動機のデジタル制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344776A true JPH05344776A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15399246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4146063A Pending JPH05344776A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 同期電動機のデジタル制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05344776A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10146896A1 (de) * | 2001-09-24 | 2003-05-22 | Siemens Ag | Antriebssystem |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP4146063A patent/JPH05344776A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10146896A1 (de) * | 2001-09-24 | 2003-05-22 | Siemens Ag | Antriebssystem |
| US6919705B2 (en) | 2001-09-24 | 2005-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive system |
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