JPH0614580A - モータの制御装置 - Google Patents
モータの制御装置Info
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- JPH0614580A JPH0614580A JP4162735A JP16273592A JPH0614580A JP H0614580 A JPH0614580 A JP H0614580A JP 4162735 A JP4162735 A JP 4162735A JP 16273592 A JP16273592 A JP 16273592A JP H0614580 A JPH0614580 A JP H0614580A
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- light
- slit
- optical sensor
- pitch
- transmitting
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータの回転角を高精度に検出して転流制御
を行うことができ、しかもモータが持っている出力トル
クを最大限に発揮させることを可能にしたモータの制御
装置を実現することを目的とする。 【構成】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピ
ッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシレス
モータのロータに連結し、透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにしてモータの転流制御の
ための信号を得るモータの制御装置において、幅がｓｉ
ｎ関数に従って変化する透光スリットを符号板に形成
し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとにブラ
シレスモータを転流制御する。
を行うことができ、しかもモータが持っている出力トル
クを最大限に発揮させることを可能にしたモータの制御
装置を実現することを目的とする。 【構成】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピ
ッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシレス
モータのロータに連結し、透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにしてモータの転流制御の
ための信号を得るモータの制御装置において、幅がｓｉ
ｎ関数に従って変化する透光スリットを符号板に形成
し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとにブラ
シレスモータを転流制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式エンコーダの検
出信号を用いてブラシレスモータを転流制御するモータ
の制御装置に関するものである。
出信号を用いてブラシレスモータを転流制御するモータ
の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このようなモータの制御装置とし
ては、例えば図５に示す構成のものがあった。図５で、
１は転流制御が行われるブラシレスモータである。この
モータ１のコイルは３相コイルになっている。２は円板
形状の符号板であり、モータ１のロータに連結されてい
て、円周方向に沿って３列に透光スリット３，４，５が
形成されている。６，７，８は透光スリット３，４，５
にそれぞれ光を照射する光源、９，１０，１１は各透光
スリットの通過光をそれぞれ検出する光センサ、１２は
光センサ９，１０，１１の検出信号をもとにモータ１を
転流制御する転流制御部である。
ては、例えば図５に示す構成のものがあった。図５で、
１は転流制御が行われるブラシレスモータである。この
モータ１のコイルは３相コイルになっている。２は円板
形状の符号板であり、モータ１のロータに連結されてい
て、円周方向に沿って３列に透光スリット３，４，５が
形成されている。６，７，８は透光スリット３，４，５
にそれぞれ光を照射する光源、９，１０，１１は各透光
スリットの通過光をそれぞれ検出する光センサ、１２は
光センサ９，１０，１１の検出信号をもとにモータ１を
転流制御する転流制御部である。
【０００３】図６は符号板２に形成した透光スリット
３，４，５の形状を示した図である。図６において、透
光スリット３，４，５は、符号板１の径方向の幅は一定
で、一定ピッチで各列に３個ずつ形成されている。透光
スリット３，４，５は、位相が１／６ピッチずつずれて
いる。図７は光センサ９，１０，１１の検出信号の波形
図である。図７で、ｕ相信号、ｖ相信号、ｗ相信号はそ
れぞれ光センサ９，１０，１１の検出信号である。これ
らの信号は位相が１／６ピッチずつずれている。
３，４，５の形状を示した図である。図６において、透
光スリット３，４，５は、符号板１の径方向の幅は一定
で、一定ピッチで各列に３個ずつ形成されている。透光
スリット３，４，５は、位相が１／６ピッチずつずれて
いる。図７は光センサ９，１０，１１の検出信号の波形
図である。図７で、ｕ相信号、ｖ相信号、ｗ相信号はそ
れぞれ光センサ９，１０，１１の検出信号である。これ
らの信号は位相が１／６ピッチずつずれている。
【０００４】このようなモータの制御装置では、各列の
透光スリットは位相が１／６ピッチずつずれているた
め、ｕ相ｖ相及びｗ相の信号は符号板が１／６ピッチ分
だけ回転するごとに変化する。これにより、回転角の検
出分解能は１／６ピッチになる。しかし、１／６ピッチ
の分解能では十分な検出精度が得られない。また、ｕ相
ｖ相及びｗ相の信号をもとにして得られる検出値は、符
号板が１／６ピッチ回転するごとに階段状に変化するも
のであるため、転流タイミングに遅れが生じる。例え
ば、ブラシレスモータでは、ロータの歯とステータの歯
の位相差が１／４ピッチになったときに、モータコイル
の励磁電流を最大値にすると最大トルクを出力できる。
ところが、上述した従来例では、転流タイミングの遅れ
により励磁電流を最大値にするタイミングを逃してしま
う。これにより、モータが持っている出力トルクを十分
に発揮できないという問題点があった。
透光スリットは位相が１／６ピッチずつずれているた
め、ｕ相ｖ相及びｗ相の信号は符号板が１／６ピッチ分
だけ回転するごとに変化する。これにより、回転角の検
出分解能は１／６ピッチになる。しかし、１／６ピッチ
の分解能では十分な検出精度が得られない。また、ｕ相
ｖ相及びｗ相の信号をもとにして得られる検出値は、符
号板が１／６ピッチ回転するごとに階段状に変化するも
のであるため、転流タイミングに遅れが生じる。例え
ば、ブラシレスモータでは、ロータの歯とステータの歯
の位相差が１／４ピッチになったときに、モータコイル
の励磁電流を最大値にすると最大トルクを出力できる。
ところが、上述した従来例では、転流タイミングの遅れ
により励磁電流を最大値にするタイミングを逃してしま
う。これにより、モータが持っている出力トルクを十分
に発揮できないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、モータの回転
角を高精度に検出して転流制御を行うことができ、しか
もモータが持っている出力トルクを最大限に発揮させる
ことを可能にしたモータの制御装置を実現することを目
的とする。
点を解決するためになされたものであり、モータの回転
角を高精度に検出して転流制御を行うことができ、しか
もモータが持っている出力トルクを最大限に発揮させる
ことを可能にしたモータの制御装置を実現することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になったモータの制御装置である。 （１）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個設けられたスリット列を２列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓ
ｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチについて１周
期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ分を
３６０°とする角度）、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して１／３ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第１の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第２の光センサと、前記基準位置と１
／２ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第３の光センサと、前記基準位置と１／２ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第４
の光センサと、前記第１の光センサと第３の光センサの
検出信号の差と、前記第２の光センサと第４の光センサ
の検出信号の差を求め、Ｋ2ｓｉｎθeとＫ2ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。 （２）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個形成されたスリット列を１列設け、透光
スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓｉｎ
θe）なる関数（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ
分を３６０°とする角度）でスリットの１ピッチについ
て１周期分変化するものであり、所定の基準位置に配置
されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を検
出する第１の光センサと、前記基準位置と１／３ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光スリ
ットを通過した光の光量を検出する第２の光センサと、
前記基準位置と１／２ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第３の光センサと、前記基準位置と５／６ピッ
チだけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光ス
リットを通過した光の光量を検出する第４の光センサ
と、前記第１の光センサと第３の光センサの検出信号の
差と、前記第２の光センサと第４の光センサの検出信号
の差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe＋１２０
°）なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器
と、を具備したことを特徴とするモータの制御装置。 （３）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個設けられたスリット列を２列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓ
ｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチについて１周
期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ分を
３６０°とする角度）、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して１／２ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第１の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第２の光センサと、前記基準位置と１
／３ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第３の光センサと、前記基準位置と１／３ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第４
の光センサと、前記第１の光センサと第３の光センサの
検出信号の差と、前記第２の光センサと第４の光センサ
の検出信号の差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。
成になったモータの制御装置である。 （１）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個設けられたスリット列を２列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓ
ｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチについて１周
期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ分を
３６０°とする角度）、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して１／３ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第１の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第２の光センサと、前記基準位置と１
／２ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第３の光センサと、前記基準位置と１／２ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第４
の光センサと、前記第１の光センサと第３の光センサの
検出信号の差と、前記第２の光センサと第４の光センサ
の検出信号の差を求め、Ｋ2ｓｉｎθeとＫ2ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。 （２）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個形成されたスリット列を１列設け、透光
スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓｉｎ
θe）なる関数（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ
分を３６０°とする角度）でスリットの１ピッチについ
て１周期分変化するものであり、所定の基準位置に配置
されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を検
出する第１の光センサと、前記基準位置と１／３ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光スリ
ットを通過した光の光量を検出する第２の光センサと、
前記基準位置と１／２ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第３の光センサと、前記基準位置と５／６ピッ
チだけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光ス
リットを通過した光の光量を検出する第４の光センサ
と、前記第１の光センサと第３の光センサの検出信号の
差と、前記第２の光センサと第４の光センサの検出信号
の差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe＋１２０
°）なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器
と、を具備したことを特徴とするモータの制御装置。 （３）円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コイル
が３相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがｎ個設けられたスリット列を２列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がＫ1（１＋ｓ
ｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチについて１周
期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリットの１ピッチ分を
３６０°とする角度）、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して１／２ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第１の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第２の光センサと、前記基準位置と１
／３ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第３の光センサと、前記基準位置と１／３ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第４
の光センサと、前記第１の光センサと第３の光センサの
検出信号の差と、前記第２の光センサと第４の光センサ
の検出信号の差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。
【０００７】
【作用】このような本発明では、幅がｓｉｎ関数に従っ
て変化する透光スリットを光学式エンコーダの符号板に
形成し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとに
ブラシレスモータを転流制御する。
て変化する透光スリットを光学式エンコーダの符号板に
形成し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとに
ブラシレスモータを転流制御する。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明にかかるモータの制御装置に用いる符号板の構
成例を示した図である。図１では、極数が３になったブ
ラシレスモータの場合について例示している。図１にお
いて、２０は円板形状の符号板である。２１及び２２は
透光スリットであり、符号板２０の円周方向に沿って一
定ピッチで２列に形成されている。モータの極数が３で
あるため、各列には３個ずつ透光スリットが形成されて
いる。透光スリット２１の符号板２０の径方向の幅は、
Ｋ1（１＋ｓｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチに
ついて１周期分変化する（Ｋ1は定数、θeはスリットの
１ピッチ分を３６０°とする角度）。すなわち、θe＝
０°となる基準位置Ｐ0からθe＝３６０°となる位置Ｐ
1までの１ピッチ分の間に、透光スリット２１の幅は１
周期分変化する。透光スリット２２の幅も透光スリット
２１と同様に変化する。ただし、透光スリット２２の位
相は透光スリット２１に対して１／３ピッチだけずれて
いる。このため、透光スリット２２の幅はＫ1｛１＋ｓ
ｉｎ（θe＋１２０°）｝で表される。２３及び２４は
光センサであり、基準位置Ｐ0に配置されていて、透光
スリット２１及び２２を通過した光をそれぞれ検出す
る。２５及び２６は光センサであり、基準位置Ｐ0と１
／２ピッチだけ位相が異なる位置Ｐ2に配置されてい
て、透光スリット２１及び２２を通過した光をそれぞれ
検出する。これらの光センサ２３〜２６は、例えばフォ
トダイオードであり、検出信号の大きさは受光量に比例
する。
は本発明にかかるモータの制御装置に用いる符号板の構
成例を示した図である。図１では、極数が３になったブ
ラシレスモータの場合について例示している。図１にお
いて、２０は円板形状の符号板である。２１及び２２は
透光スリットであり、符号板２０の円周方向に沿って一
定ピッチで２列に形成されている。モータの極数が３で
あるため、各列には３個ずつ透光スリットが形成されて
いる。透光スリット２１の符号板２０の径方向の幅は、
Ｋ1（１＋ｓｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッチに
ついて１周期分変化する（Ｋ1は定数、θeはスリットの
１ピッチ分を３６０°とする角度）。すなわち、θe＝
０°となる基準位置Ｐ0からθe＝３６０°となる位置Ｐ
1までの１ピッチ分の間に、透光スリット２１の幅は１
周期分変化する。透光スリット２２の幅も透光スリット
２１と同様に変化する。ただし、透光スリット２２の位
相は透光スリット２１に対して１／３ピッチだけずれて
いる。このため、透光スリット２２の幅はＫ1｛１＋ｓ
ｉｎ（θe＋１２０°）｝で表される。２３及び２４は
光センサであり、基準位置Ｐ0に配置されていて、透光
スリット２１及び２２を通過した光をそれぞれ検出す
る。２５及び２６は光センサであり、基準位置Ｐ0と１
／２ピッチだけ位相が異なる位置Ｐ2に配置されてい
て、透光スリット２１及び２２を通過した光をそれぞれ
検出する。これらの光センサ２３〜２６は、例えばフォ
トダイオードであり、検出信号の大きさは受光量に比例
する。
【０００９】なお、ブラシレスモータ１の極数は３に限
らずこれ以外の数であってもよい。極数がｎ（ｎは整
数）のときは、符号板２０に形成される透光スリットの
数も１列につきｎ個になる。極数が変わってもブラシレ
スモータ１のコイルは３相コイルである。
らずこれ以外の数であってもよい。極数がｎ（ｎは整
数）のときは、符号板２０に形成される透光スリットの
数も１列につきｎ個になる。極数が変わってもブラシレ
スモータ１のコイルは３相コイルである。
【００１０】図２は本発明の一実施例の構成図である。
図２で図１及び図５と同一のものは同一符号を付ける。
図２において、３０は図１に示す符号板を用いた光学式
エンコーダである。図示されていないが、光学式エンコ
ーダには図５の光学式エンコーダと同様に光源が設けら
れている。３１〜３４は光センサ２３〜２６の検出信号
をそれぞれ増幅するＯＰオンプ、３５はＯＰアンプ３１
と３３の出力の差をとる減算器、３６はＯＰアンプ３２
と３４の出力の差をとる減算器である。３７はＯＰアン
プ３４の出力信号の低周波成分を抽出するローパスフィ
ルタ（以下、ＬＰＦとする）、３８はＬＰＦ３７で抽出
した信号を２値化するコンパレータ、３９はコンパレー
タ３８の出力の周波数に比例したアナログ電圧信号を出
力するＦ／Ｖ変換器である。Ｆ／Ｖ変換器３９の出力が
モータの速度フィードバック信号になる。４０は速度指
令値と速度フィードバック信号の値の偏差をとる減算
器、４１は偏差をもとにモータ１の回転速度をフィード
バック制御するための制御信号を出力する速度制御部で
ある。この制御信号の値がモータのトルク指令値にな
る。４２及び４３はトルク指令値と減算器３５及び３６
の出力を掛け合わせて転流制御信号を生成する乗算器、
４４及び４５はモータ１の２つの相のコイルに流れる電
流を検出する電流検出回路、４６及び４７は乗算器４２
及び４３の出力と電流検出回路４４及び４５の検出値の
差をとる減算器である。４８及び４９は減算器４６及び
４７により得た信号を一定レベルの基準信号と比較して
パルス幅変調信号（以下、パルス幅変調をＰＷＭとす
る）を得るＰＷＭ回路、５０はトランジスタ素子を用い
て構成され、ＰＷＭ回路４８及び４９から得たＰＷＭ信
号によりトランジスタ素子をスイッチングしてモータ１
のコイルに励磁電流を供給する駆動回路である。駆動回
路５０は、２相のＰＷＭ信号しか入力されていないが、
３相の励磁電流を出力する。他の１相の励磁電流の位相
は次式から求める。 ｓｉｎθe＋ｓｉｎ（θe＋１２０°）＋ｓｉｎ（θe−１２０°）＝０
図２で図１及び図５と同一のものは同一符号を付ける。
図２において、３０は図１に示す符号板を用いた光学式
エンコーダである。図示されていないが、光学式エンコ
ーダには図５の光学式エンコーダと同様に光源が設けら
れている。３１〜３４は光センサ２３〜２６の検出信号
をそれぞれ増幅するＯＰオンプ、３５はＯＰアンプ３１
と３３の出力の差をとる減算器、３６はＯＰアンプ３２
と３４の出力の差をとる減算器である。３７はＯＰアン
プ３４の出力信号の低周波成分を抽出するローパスフィ
ルタ（以下、ＬＰＦとする）、３８はＬＰＦ３７で抽出
した信号を２値化するコンパレータ、３９はコンパレー
タ３８の出力の周波数に比例したアナログ電圧信号を出
力するＦ／Ｖ変換器である。Ｆ／Ｖ変換器３９の出力が
モータの速度フィードバック信号になる。４０は速度指
令値と速度フィードバック信号の値の偏差をとる減算
器、４１は偏差をもとにモータ１の回転速度をフィード
バック制御するための制御信号を出力する速度制御部で
ある。この制御信号の値がモータのトルク指令値にな
る。４２及び４３はトルク指令値と減算器３５及び３６
の出力を掛け合わせて転流制御信号を生成する乗算器、
４４及び４５はモータ１の２つの相のコイルに流れる電
流を検出する電流検出回路、４６及び４７は乗算器４２
及び４３の出力と電流検出回路４４及び４５の検出値の
差をとる減算器である。４８及び４９は減算器４６及び
４７により得た信号を一定レベルの基準信号と比較して
パルス幅変調信号（以下、パルス幅変調をＰＷＭとす
る）を得るＰＷＭ回路、５０はトランジスタ素子を用い
て構成され、ＰＷＭ回路４８及び４９から得たＰＷＭ信
号によりトランジスタ素子をスイッチングしてモータ１
のコイルに励磁電流を供給する駆動回路である。駆動回
路５０は、２相のＰＷＭ信号しか入力されていないが、
３相の励磁電流を出力する。他の１相の励磁電流の位相
は次式から求める。 ｓｉｎθe＋ｓｉｎ（θe＋１２０°）＋ｓｉｎ（θe−１２０°）＝０
【００１１】このように構成したモータの制御装置の動
作を説明する。光センサ２３と２４は基準位置Ｐ0に配
置されている。また、透光スリット２１と２２の位相は
１／３ピッチだけずれている。このことから、ＯＰアン
プ３１と３３を経た光センサ２３と２４の検出信号は、
それぞれＫ2（１＋ｓｉｎθe）とＫ2｛１＋ｓｉｎ（θe
＋１２０°）｝になる。光センサ２５と２６は光センサ
２３と２４に対して１／２ピッチだけ位相がずれた位置
Ｐ2に配置されている。このことから、ＯＰアンプ３２
と３４を経た光センサ２５と２６の検出信号は、それぞ
れＫ2（１−ｓｉｎθe）とＫ2｛１−ｓｉｎ（θe＋１２
０°）｝になる。減算器３５は、信号Ｋ2（１＋ｓｉｎ
θe）とＫ2（１−ｓｉｎθe）の差をとる。減算器３６
は、信号Ｋ2｛１＋ｓｉｎ（θe＋１２０°）｝とＫ
2｛１−ｓｉｎ（θe＋１２０°）｝の差をとる。これに
よって、信号２Ｋ2ｓｉｎθeと２Ｋ2ｓｉｎ（θe＋１２
０°）なる転流に必要な２相信号が得られる。乗算器４
２及び４３により、２相信号にトルク指令値が乗算され
る。この乗算信号をもとに、ＰＷＭ回路４８，４９と駆
動回路５０により、励磁電流が生成され、モータ１が転
流制御される。
作を説明する。光センサ２３と２４は基準位置Ｐ0に配
置されている。また、透光スリット２１と２２の位相は
１／３ピッチだけずれている。このことから、ＯＰアン
プ３１と３３を経た光センサ２３と２４の検出信号は、
それぞれＫ2（１＋ｓｉｎθe）とＫ2｛１＋ｓｉｎ（θe
＋１２０°）｝になる。光センサ２５と２６は光センサ
２３と２４に対して１／２ピッチだけ位相がずれた位置
Ｐ2に配置されている。このことから、ＯＰアンプ３２
と３４を経た光センサ２５と２６の検出信号は、それぞ
れＫ2（１−ｓｉｎθe）とＫ2｛１−ｓｉｎ（θe＋１２
０°）｝になる。減算器３５は、信号Ｋ2（１＋ｓｉｎ
θe）とＫ2（１−ｓｉｎθe）の差をとる。減算器３６
は、信号Ｋ2｛１＋ｓｉｎ（θe＋１２０°）｝とＫ
2｛１−ｓｉｎ（θe＋１２０°）｝の差をとる。これに
よって、信号２Ｋ2ｓｉｎθeと２Ｋ2ｓｉｎ（θe＋１２
０°）なる転流に必要な２相信号が得られる。乗算器４
２及び４３により、２相信号にトルク指令値が乗算され
る。この乗算信号をもとに、ＰＷＭ回路４８，４９と駆
動回路５０により、励磁電流が生成され、モータ１が転
流制御される。
【００１２】図３及び図４は本発明の他の実施例を示し
た図である。図３及び図４は透光スリットと光センサの
位相関係を示した図である。この図では、符号板の円周
方向を直線方向に展開して示している。
た図である。図３及び図４は透光スリットと光センサの
位相関係を示した図である。この図では、符号板の円周
方向を直線方向に展開して示している。
【００１３】図３では、透光スリット６０が１列形成さ
れている。透光スリット６０も図１に示す透光スリット
と同一形状になっている。Ｐは透光スリットのピッチで
ある。６１は基準位置に配置された光センサ、６２，６
３，６４は光センサ６１に対して位相がそれぞれＰ／
３，Ｐ／２，５Ｐ／６だけずれた位置に配置された光セ
ンサである。光センサ６１，６２，６３，６４によりそ
れぞれ１＋ｓｉｎθe，１＋ｓｉｎ（θe＋１２０°），
１−ｓｉｎθe，１−ｓｉｎ（θe＋１２０°）なる位相
の信号が得られる。
れている。透光スリット６０も図１に示す透光スリット
と同一形状になっている。Ｐは透光スリットのピッチで
ある。６１は基準位置に配置された光センサ、６２，６
３，６４は光センサ６１に対して位相がそれぞれＰ／
３，Ｐ／２，５Ｐ／６だけずれた位置に配置された光セ
ンサである。光センサ６１，６２，６３，６４によりそ
れぞれ１＋ｓｉｎθe，１＋ｓｉｎ（θe＋１２０°），
１−ｓｉｎθe，１−ｓｉｎ（θe＋１２０°）なる位相
の信号が得られる。
【００１４】図４で、透光スリットは７０と７１が２列
に形成されている。透光スリット７０，７１の形状も図
１に示す透光スリットと同一形状になっている。これら
の透光スリットの位相は１／２ピッチだけずれている。
７２及び７３は基準位置に形成されていて透光スリット
７０及び７１の通過光を検出する光センサ、７４及び７
５は基準位置に対して１／３ピッチだけ位相がずれた位
置に形成されていて透光スリット７０及び７１の通過光
を検出する光センサである。光センサ７２，７３，７
４，７５によりそれぞれ１−ｓｉｎθe，１＋ｓｉｎ
θe，１−ｓｉｎ（θ e＋１２０°），１＋ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる位相の信号が得られる。
に形成されている。透光スリット７０，７１の形状も図
１に示す透光スリットと同一形状になっている。これら
の透光スリットの位相は１／２ピッチだけずれている。
７２及び７３は基準位置に形成されていて透光スリット
７０及び７１の通過光を検出する光センサ、７４及び７
５は基準位置に対して１／３ピッチだけ位相がずれた位
置に形成されていて透光スリット７０及び７１の通過光
を検出する光センサである。光センサ７２，７３，７
４，７５によりそれぞれ１−ｓｉｎθe，１＋ｓｉｎ
θe，１−ｓｉｎ（θ e＋１２０°），１＋ｓｉｎ（θe
＋１２０°）なる位相の信号が得られる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 図６の従来例では、光学式エンコーダは、透光スリッ
トの有無でしか回転を検出できないため、検出信号は階
段状に変化するものになる。従って、検出分解能が悪
い。これに対して本発明では、光学式エンコーダの符号
板には、ｓｉｎ関数に従って幅が変化する透光スリット
を形成しているため、光学式エンコーダの検出信号の大
きさはｓｉｎ関数に従って連続的に変化する。従って、
検出分解能が従来例に比べて良好になる。これによっ
て、モータの回転角を高精度に検出して転流制御を行う
ことができる。 本発明では、光学式エンコーダの検出信号がｓｉｎ関
数に従って連続的に変化するため、従来例のような階段
状波形に比べ、モータの回転角に対して検出値が追従性
する。従って、転流タイミングの遅れが小さくなり、モ
ータの出力トルクが最大になるタイミングを適切に捕え
て転流を行うことができる。これによって、モータが持
っている出力トルクを最大限に発揮させることができ
る。
トの有無でしか回転を検出できないため、検出信号は階
段状に変化するものになる。従って、検出分解能が悪
い。これに対して本発明では、光学式エンコーダの符号
板には、ｓｉｎ関数に従って幅が変化する透光スリット
を形成しているため、光学式エンコーダの検出信号の大
きさはｓｉｎ関数に従って連続的に変化する。従って、
検出分解能が従来例に比べて良好になる。これによっ
て、モータの回転角を高精度に検出して転流制御を行う
ことができる。 本発明では、光学式エンコーダの検出信号がｓｉｎ関
数に従って連続的に変化するため、従来例のような階段
状波形に比べ、モータの回転角に対して検出値が追従性
する。従って、転流タイミングの遅れが小さくなり、モ
ータの出力トルクが最大になるタイミングを適切に捕え
て転流を行うことができる。これによって、モータが持
っている出力トルクを最大限に発揮させることができ
る。
【図１】本発明にかかるモータの制御装置に用いる符号
板の構成例を示した図である。
板の構成例を示した図である。
【図２】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成図である。
【図４】本発明の他の実施例の構成図である。
【図５】従来におけるモータの制御装置の構成図であ
る。
る。
【図６】図５の装置に用いる符号板の構成図である。
【図７】図６の符号板を用いた光学式エンコーダの検出
信号の波形図である。
信号の波形図である。
１ モータ ６，７，８ 光源 ２０ 符号板 ２１，２２，６０，７０，７１ 透光スリット ２３〜２５，６１〜６４，７２〜７５ 光センサ ３５，３６ 減算器
Claims (3)
- 【請求項１】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コ
イルが３相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがｎ個設けられたスリット列
を２列設け、各列の透光スリットは、符号板の径方向の
幅がＫ1（１＋ｓｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッ
チについて１周期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリット
の１ピッチ分を３６０°とする角度）、外側の列にある
透光スリットは内側の列にある透光スリットに対して１
／３ピッチだけ位相がずれていて、 所定の基準位置に配置されていて、前記外側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第１の光セ
ンサと、 所定の基準位置に配置されていて、前記内側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第２の光セ
ンサと、 前記基準位置と１／２ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記外側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第３の光センサと、 前記基準位置と１／２ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記内側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第４の光センサと、 前記第１の光センサと第３の光センサの検出信号の差
と、前記第２の光センサと第４の光センサの検出信号の
差を求め、Ｋ2ｓｉｎθeとＫ2ｓｉｎ（θe＋１２０°）
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。 - 【請求項２】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コ
イルが３相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがｎ個形成されたスリット列
を１列設け、透光スリットは、符号板の径方向の幅がＫ
1（１＋ｓｉｎθe）なる関数（Ｋ1は定数、θeはスリッ
トの１ピッチ分を３６０°とする角度）でスリットの１
ピッチについて１周期分変化するものであり、 所定の基準位置に配置されていて、前記透光スリットを
通過した光の光量を検出する第１の光センサと、 前記基準位置と１／３ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第２の光センサと、 前記基準位置と１／２ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第３の光センサと、 前記基準位置と５／６ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第４の光センサと、 前記第１の光センサと第３の光センサの検出信号の差
と、前記第２の光センサと第４の光センサの検出信号の
差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe＋１２０°）
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。 - 【請求項３】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がｎ（ｎは整数）で、コ
イルが３相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがｎ個設けられたスリット列
を２列設け、各列の透光スリットは、符号板の径方向の
幅がＫ1（１＋ｓｉｎθe）なる関数でスリットの１ピッ
チについて１周期分変化し（Ｋ1は定数、θeはスリット
の１ピッチ分を３６０°とする角度）、外側の列にある
透光スリットは内側の列にある透光スリットに対して１
／２ピッチだけ位相がずれていて、 所定の基準位置に配置されていて、前記外側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第１の光セ
ンサと、 所定の基準位置に配置されていて、前記内側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第２の光セ
ンサと、 前記基準位置と１／３ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記外側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第３の光センサと、 前記基準位置と１／３ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記内側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第４の光センサと、 前記第１の光センサと第３の光センサの検出信号の差
と、前記第２の光センサと第４の光センサの検出信号の
差を求め、Ｋ1ｓｉｎθeとＫ1ｓｉｎ（θe＋１２０°）
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162735A JPH0614580A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162735A JPH0614580A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614580A true JPH0614580A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15760271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162735A Pending JPH0614580A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614580A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631551B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method of forming integral passive electrical components on organic circuit board substrates |
| JP2007259517A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | 回転体駆動制御装置、画像形成装置および位置ずれ補正方法 |
| CN107276463A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种四相开关磁阻电机的转子位置检测装置 |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4162735A patent/JPH0614580A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631551B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method of forming integral passive electrical components on organic circuit board substrates |
| JP2007259517A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | 回転体駆動制御装置、画像形成装置および位置ずれ補正方法 |
| CN107276463A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种四相开关磁阻电机的转子位置检测装置 |
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