JPH07222486A - Method and apparatus for starting drive of ac servo- motor - Google Patents

Method and apparatus for starting drive of ac servo- motor

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JPH07222486A
JPH07222486A JP6312133A JP31213394A JPH07222486A JP H07222486 A JPH07222486 A JP H07222486A JP 6312133 A JP6312133 A JP 6312133A JP 31213394 A JP31213394 A JP 31213394A JP H07222486 A JPH07222486 A JP H07222486A
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JP
Japan
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current
rotor
signal
phase
stator
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Application number
JP6312133A
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Japanese (ja)
Inventor
Sung Ha Park
性 夏 朴
Sung Hoon Cho
成 勳 趙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiu Jukogyo Kk
Hyundai Doosan Infracore Co Ltd
Original Assignee
Daiu Jukogyo Kk
Daewoo Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daiu Jukogyo Kk, Daewoo Heavy Industries Ltd filed Critical Daiu Jukogyo Kk
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a method and an apparatus for starting an AC servo motor in driving with a maximum torque using a low-cost general-purpose encoder. CONSTITUTION: In an AC servo motor, a stator 110, a rotor 112 with a permanent magnet, a current-feeding means 106 for feeding a current, to the stator 110 under control, a current-feeding means 108 for generating a current signal, a general-purpose encoder 114 for generating a signal, and a position control means 112 for generating a speed command signal, corresponding to the position command signal are provided. In addition, a speed-calculating means 112 for calculating the speed from the signal, a speed control means 124 for comparing the speed signal with the speed command signal and generating a current command signal, and a current control means 118 for comparing the current signal of a current-detecting means 108 with a current command signal from the speed control means 124 and generating a control signal to the current feeding means 106 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は同期型ACサーボモータ
に係り、特に汎用エンコーダを用いる同期型ACサーボ
モータの駆動開始装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous AC servomotor, and more particularly to a drive starting apparatus and method for a synchronous AC servomotor using a general-purpose encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、サーボモータは動力を発生させ
るモータとモータを制御するサーボ機構とからなる。サ
ーボモータは電源供給方式に従いACサーボモータ、D
CサーボモータおよびDCブラシレスサーボモータなど
に分類され、サーボモータの回転子の位置がずれた場合
復元力の有無によって同期型サーボモータと非同期型サ
ーボモータとに分類される。
2. Description of the Related Art Generally, a servo motor comprises a motor for generating power and a servo mechanism for controlling the motor. Servo motor is AC servo motor, D according to the power supply system
It is classified into a C servo motor, a DC brushless servo motor, and the like, and is classified into a synchronous servo motor and an asynchronous servo motor depending on the presence or absence of a restoring force when the position of the rotor of the servo motor is displaced.

【0003】同期型ACサーボモータは、一般に、通常
のモータと同様に回転子と固定子とを有する。同期型A
Cサーボモータの最も大きな特徴は回転子が永久磁石で
あるということである。かかる同期型ACサーボモータ
においてモータのトルクを最大に発生させるためには永
久磁石の回転位置に従い、固定子の巻線に流れる電流の
位相を永久磁石の磁束と常に直交するよう合わせなけれ
ばならない。従って、同期型ACサーボモータにおいて
ACサーボモータの効率を向上させるためには回転子で
ある永久磁石の回転位置を正確に把握しなければならな
い。
A synchronous AC servomotor generally has a rotor and a stator, similar to a normal motor. Synchronous type A
The most important feature of the C servo motor is that the rotor is a permanent magnet. In order to maximize the torque of the motor in such a synchronous AC servomotor, it is necessary to match the phase of the current flowing through the winding of the stator with the magnetic flux of the permanent magnet at all times in accordance with the rotational position of the permanent magnet. Therefore, in order to improve the efficiency of the AC servomotor in the synchronous AC servomotor, it is necessary to accurately grasp the rotational position of the permanent magnet that is the rotor.

【0004】永久磁石である回転子の回転位置を正確に
把握するため、従来は回転子の磁極を表わす磁極検出用
信号を出力する磁極検出専用特殊エンコーダを用いる
か、汎用エンコーダと回転子である永久磁石の回転位置
を検出するための補助検出装置としてホールセンサやリ
ゾルバなどとを組み合わせて用いた。
In order to accurately grasp the rotational position of the rotor, which is a permanent magnet, conventionally, a special encoder for magnetic pole detection that outputs a magnetic pole detection signal representing the magnetic pole of the rotor is used, or a general-purpose encoder and a rotor are used. A Hall sensor and a resolver were used in combination as an auxiliary detection device for detecting the rotational position of the permanent magnet.

【0005】磁極検出用信号を出力する特殊のエンコー
ダを用いて回転子の回転位置を検出する同期型ACサー
ボモータは特開平6−102935に開示されている。
ここでは、ACサーボモータ用のエンコーダとしてA、
B、Z相および磁極位置合わせ用U、V、W相を出力す
る特殊のエンコーダを用いて回転子の回転位置を検出す
る。特に、上記公報においてはA、B、Z相とU、V、
W相をそれぞれ同一ラインに連結し、モータに最初の電
源投入時はU、V、W相を用いて磁極位置を把握し、そ
れ以降はA、B、Z相を用いて磁極位置の変化に応じて
電流位相を切り替えせしめる方式を用いることによりモ
ータの駆動の配線数が多くなることを防止した。
A synchronous AC servomotor for detecting the rotational position of a rotor using a special encoder for outputting a magnetic pole detection signal is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-102935.
Here, as an encoder for the AC servo motor, A,
The rotation position of the rotor is detected by using a special encoder that outputs the B and Z phases and the U, V, and W phases for magnetic pole alignment. Particularly, in the above publications, A, B, Z phases and U, V,
The W phases are connected to the same line, and when the motor is first turned on, the U, V, and W phases are used to determine the magnetic pole position, and thereafter, the A, B, and Z phases are used to change the magnetic pole position. By using the method of switching the current phase accordingly, it is possible to prevent the number of wires for driving the motor from increasing.

【0006】さらに、回転子の回転位置を検出する他の
方法が特開平5−83978に開示されている。ここで
は、ACサーボモータのエンコーダとしてA、B、Z相
および磁極位置合わせ用コミュテーション信号を用いて
回転子の回転位置を検出する。
Further, another method for detecting the rotational position of the rotor is disclosed in JP-A-5-83978. Here, the rotational position of the rotor is detected by using the A, B, Z phases and the magnetic pole position commutation signal as the encoder of the AC servo motor.

【0007】さらに、汎用エンコーダを用い、特殊な検
出方法を用いて回転子の回転位置を検出する方法が特開
平6−153576に開示されている。ここでは、同期
型ACサーボモータに任意の磁極位置用に相当した電圧
を印加してモータの回転方向に検知し、その時の電流値
をセンシングし、再び電流位相を補正する過程を繰り返
すことにより最終的に電流が最小となる位相を捜し出
し、それ以降はA、B相パルスを計数して回転子の回転
角に応じて変化した電流位相を供給することによりモー
タを動作させる。
Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-153576 discloses a method of detecting a rotational position of a rotor by using a general-purpose encoder and a special detection method. Here, by applying a voltage corresponding to an arbitrary magnetic pole position to the synchronous AC servo motor to detect in the rotation direction of the motor, sensing the current value at that time, and repeating the process of correcting the current phase again, the final The phase where the current is minimized is searched for, and thereafter, the A and B phase pulses are counted and the current phase changed according to the rotation angle of the rotor is supplied to operate the motor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の方法において、まず、特開平6−102935
においてはA、B、Z相とU、V、W相を同一ラインを
用いることにより配線数を少なくすることはできたが、
依然として高コストの特殊のエンコーダを用いることに
よってACサーボモータの価格が高価になるという問題
点がある。
However, in the above-mentioned conventional method, first, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-102935.
, It was possible to reduce the number of wires by using the same line for the A, B and Z phases and the U, V and W phases.
There is a problem that the price of the AC servomotor becomes expensive by using a special encoder which is still expensive.

【0009】また、上記特開平5−83978において
は磁極合わせ用コミュテーション信号を用いることによ
りエンコーダ信号の配線数が多く、特に、高価のフィー
ドバックセンサを用いなければならないという問題点が
ある。
Further, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-83978, there is a problem in that the number of wirings of the encoder signal is large because the commutation signal for magnetic pole alignment is used, and in particular, an expensive feedback sensor must be used.

【0010】さらに、上記特開平6−153576にお
いてはフィードバック電流を検出して最小電流を探す方
式であるため、もしサーボモータがシステムに組立られ
ている場合不規則な摩擦トルクやカップリングなどが起
こるため偏心あるいは偏角に応じ特定電流値に影響を与
えて磁極値の算出が不正確になることがある。そのた
め、モータはそれ以降常に最大トルクを出力できないと
いう結果となる問題点がある。
Further, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 6-153576, since the feedback current is detected to search for the minimum current, if the servo motor is assembled in the system, irregular friction torque or coupling will occur. Therefore, the calculation of the magnetic pole value may be inaccurate due to the influence of the eccentricity or the deviation angle on the specific current value. Therefore, there is a problem that the motor cannot always output the maximum torque thereafter.

【0011】従って、本発明の目的は低廉な価格の汎用
エンコーダを用いながらも回転子のトルクを最大化でき
るACサーボモータの駆動開始方法および装置を提供す
ることにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving start method and apparatus for an AC servomotor capable of maximizing the torque of a rotor while using a low-priced general-purpose encoder.

【0012】さらに、この発明の目的は低コストの汎用
エンコーダを用いて回転子の回転位置を正確に検出でき
るACサーボモータの駆動開始方法および装置を提供す
ることにある。
A further object of the present invention is to provide a driving start method and apparatus for an AC servo motor which can accurately detect the rotational position of a rotor by using a low-cost general-purpose encoder.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のACサーボモータの駆動開始装置は、固定子
と前記固定子内部に回転可能に配設されて前記固定子に
磁束を印加する回転子とからなるACサーボモータにお
いて、前記固定子に制御可能な電流を供給する電流供給
手段と;前記電流供給手段から前記固定子に供給される
電流の大きさを検出して現在電流信号を発生する電流検
出手段と;前記回転子を監視してA、BおよびZ相信号
を発生させる汎用エンコーダと;前記汎用エンコーダか
ら提供されるAおよびB相信号と使用者が提供する位置
指令 信号に応答して速度指令信号を発生する位置制御
手段と;前記汎用エンコーダから提供されるAあるいは
B相信号より前記回転子の回転速度を計算して前記回転
子の現在速度信号を発生する速度演算手段と;前記速度
演算手段からの現在速度信号と前記位置制御手段からの
速度指令信号を比較して電流指令信号を発生する速度制
御手段と;前記速度制御手段からの電流指令信号と前記
電流検出手段からの現在電流信号とを比較して前記電流
供給手段に制御信号を提供する電流制御手段であって、
前記制御信号は前記汎用エンコーダから提供されるAあ
るいはB相信号を用い、回転子の磁極角度演算によって
決められる電流制御手段とを備える構成からなる。
An AC servomotor drive starting device of the present invention for achieving the above object is rotatably disposed inside a stator and the stator and applies a magnetic flux to the stator. In the AC servomotor including a rotor, a current supply means for supplying a controllable current to the stator; a current current signal for detecting a magnitude of a current supplied from the current supply means to the stator. A general-purpose encoder for monitoring the rotor to generate A, B and Z phase signals; an A and B phase signal provided from the general encoder and a position command signal provided by a user Position control means for generating a speed command signal in response to the current speed signal of the rotor from the A or B phase signal provided from the general-purpose encoder to calculate the current speed signal of the rotor. A speed calculation means for generating; a speed control means for generating a current command signal by comparing a current speed signal from the speed calculation means and a speed command signal from the position control means; a current command signal from the speed control means A current control means for providing a control signal to the current supply means by comparing the current current signal from the current detection means and
The control signal uses an A or B phase signal provided from the general-purpose encoder, and is configured to include a current control unit determined by a magnetic pole angle calculation of the rotor.

【0014】また、前記電流制御手段は、前記固定子に
初期電流が供給される場合前記回転子をロッキングする
ためのロッキング電流を発生させ、前記汎用エンコーダ
からのAおよびB相信号を用い、前記回転子のロッキン
グを確認した後、ロッキングに対する初期電流位相信号
を発生する磁極初期化演算手段と;前記磁極初期化演算
手段から提供される前記初期電流位相信号および前記汎
用エンコーダからのAあるいはB相信号とを用いて前記
回転子の回転角度に応じて変化した変化電流位相信号を
発生する磁極角度演算手段と;前記磁極初期化演算手段
からのロッキング電流信号および前記速度制御手段から
の電流指令信号とを選択的に入力し、選択された信号と
前記電流検出手段からの現在電流信号を比較して該誤差
を計算し、前記磁極初期化演算手段からの初期電流位相
信号および前記磁極角度演算手段からの変化電流位相信
号とを選択的に入力し前記誤差と乗算して前記電流供給
手段に制御信号を提供する手段とを備える。
Further, the current control means generates a locking current for locking the rotor when an initial current is supplied to the stator, and uses the A and B phase signals from the general-purpose encoder, Magnetic pole initialization calculation means for generating an initial current phase signal for the locking after confirming the locking of the rotor; the initial current phase signal provided from the magnetic pole initialization calculation means and the A or B phase from the general-purpose encoder A magnetic pole angle calculating means for generating a changed current phase signal which is changed according to the rotation angle of the rotor by using the signal; a rocking current signal from the magnetic pole initialization calculating means and a current command signal from the speed control means. Is selectively input, the selected signal is compared with the current current signal from the current detecting means to calculate the error, and And means for providing an initial current phase signal and the pole angle calculation and a change current phase signals from the means selectively input control signal to said current supply means by multiplying said error in an initialization operation means.

【0015】さらに、本発明は、固定子と、この固定子
内に回転可能に配設されて磁束を印加する回転子と、こ
の回転子の回転運動を監視してフィードバックパルスを
発生するエンコーダとからなるACサーボモータの駆動
開始方法において、電源を供給後、任意の位相を有する
ロッキング電流を固定子に供給して回転子をロッキング
させる工程と、前記エンコーダから出力されるフィード
バックパルスをカウントして回転子がロッキングされた
か否かを確認する工程と、前記回転子がロッキングされ
た場合前記ロッキング電流の位相から90°シフトされ
た位相の駆動電流を固定子に供給する工程と、前記エン
コーダから出力されるフィードバックパルスをカウント
して回転子の回転角度を検出する工程と、前記駆動電流
の位相を回転子の回転角度に合わせて変化させることに
より回転子のトルクが最大となるようにする工程とを含
むACサーボモータの駆動開始方法からなる。
Further, according to the present invention, a stator, a rotor rotatably arranged in the stator to apply a magnetic flux, and an encoder for monitoring a rotational movement of the rotor to generate a feedback pulse. In the method for starting the driving of an AC servomotor, the method includes: after supplying power, supplying a locking current having an arbitrary phase to the stator to lock the rotor; and counting feedback pulses output from the encoder. A step of confirming whether or not the rotor is locked; a step of supplying a drive current having a phase shifted by 90 ° from a phase of the locking current to the stator when the rotor is locked; and an output from the encoder. The step of counting the number of feedback pulses to detect the rotation angle of the rotor and the phase of the drive current of the rotor. Rolling rotor torque by changing in accordance with the angle a driving start method of the AC servo motor and a step to maximize.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0017】図1はこの発明に従うACサーボモータの
駆動開始装置を示すブロック図である。同図に示すよう
に、ACサーボモータの駆動開始装置は動力を発生させ
るモータ部100と、このモータ部の動きを制御するサ
ーボ機構とからなっている。
FIG. 1 is a block diagram showing a drive starting device for an AC servomotor according to the present invention. As shown in the figure, the AC servo motor drive starting device includes a motor unit 100 for generating power and a servo mechanism for controlling the movement of the motor unit.

【0018】モータ部100において、符号110はモ
ータの固定子であり、112は固定子に磁束を印加する
回転子である。モータの固定子110にはU,V、W巻
線が巻かれており、各巻線には位相差が120°である
電流IU 、IV 、IW が供給される。この実施例におい
ては説明の便宜上、回転子112の磁極の数を8極とす
る。
In the motor section 100, reference numeral 110 is a motor stator, and 112 is a rotor that applies magnetic flux to the stator. The stator 110 of the motor is wound with U, V and W windings, and each winding is supplied with currents I U , I V and I W having a phase difference of 120 °. In this embodiment, for convenience of explanation, the number of magnetic poles of the rotor 112 is eight.

【0019】固定子110に供給される電流IU
V 、IW は電源入力端子102、整流回路104、イ
ンバータ106および電流検出部108を通して提供さ
れる。電源入力端子102に入力された交流電源は整流
回路104によって直流に変換される。変換された直流
はインバータ106に印加され、ここで後述する駆動回
路116から提供される駆動信号に応じて制御可能な電
流を発生する。電流検出部108は固定子110に供給
される電流の大きさを検出して得られた現在電流信号を
ラインL4を通して後述する電流制御部118に提供す
る。
The current I U supplied to the stator 110,
I V and I W are provided through the power supply input terminal 102, the rectifier circuit 104, the inverter 106, and the current detection unit 108. The AC power input to the power input terminal 102 is converted into DC by the rectifier circuit 104. The converted direct current is applied to the inverter 106 to generate a controllable current according to a drive signal provided from a drive circuit 116 described later. The current detecting unit 108 provides a current current signal obtained by detecting the magnitude of the current supplied to the stator 110 to the current control unit 118 described later through the line L4.

【0020】インバータ106を駆動させる駆動回路1
16は、通常、パルス幅変調回路(図示せず)とベース
駆動回路(図示せず)とで構成される。パルス幅変調回
路は後述する電流制御部118から出力される各相U、
V、Wの電流信号IU 、IV 、IW に対応する電圧が入
力され、パルス幅を変調してベース駆動回路へ変調され
たパルスを出力する。ベース駆動回路はパルス幅変調回
路から変調されたパルスが入力され、インバータ106
のそれぞれのトランジスタQ1〜Q6のベースにスイッ
チング信号を出力する。
Drive circuit 1 for driving the inverter 106
16 is usually composed of a pulse width modulation circuit (not shown) and a base drive circuit (not shown). The pulse width modulation circuit is provided for each phase U output from the current control unit 118, which will be described later.
The voltages corresponding to the V and W current signals I U , I V , and I W are input, the pulse width is modulated, and the modulated pulse is output to the base drive circuit. The base drive circuit receives the pulse modulated from the pulse width modulation circuit, and the inverter 106
A switching signal is output to the bases of the respective transistors Q1 to Q6.

【0021】一方、サーボ機構の構成要素中の一つであ
る汎用エンコーダ114は回転子112を監視してA、
B、Z相信号を発生させる。これら信号はライングルー
プLG2を通って電流制御部118、位置制御部120
および速度演算部122にそれぞれ供給される。ここ
で、A、B、Z相信号を簡単に説明すると、A、B、Z
相信号はすベてパルスの形態を有している。まず、Z相
信号は回転子が1回転するごと一つずつ発生するパルス
からなる。一方、A相およびB相信号は回転子の1回転
の角度である360°にわたって均等に分割された多数
のパルス、例えば、回転当り2000個のパルスからな
る。A、B相信号は回転子の回転方向に応じて90°の
位相差を有する。
On the other hand, the general-purpose encoder 114, which is one of the constituent elements of the servo mechanism, monitors the rotor 112 and A
B and Z phase signals are generated. These signals pass through the line group LG2 and the current control unit 118 and the position control unit 120.
And the speed calculation unit 122, respectively. The A, B and Z phase signals will be briefly described below.
The phase signals are all in the form of pulses. First, the Z-phase signal consists of pulses that are generated one by one when the rotor makes one revolution. On the other hand, the A-phase and B-phase signals consist of a large number of pulses evenly divided over 360 ° which is one rotation angle of the rotor, for example, 2000 pulses per rotation. The A and B phase signals have a phase difference of 90 ° depending on the rotation direction of the rotor.

【0022】位置制御部120は使用者が指定する位置
指令信号(外部パルス入力)と位置フィードバック(汎
用エンコーダ114からのA、B相信号)信号とを比較
し、修正すべき誤差を計算し、位置ゲイン値を乗算する
ことによって速度指令(速度データ)信号を速度制御部
124に出力する。
The position control unit 120 compares the position command signal (external pulse input) designated by the user with the position feedback (A and B phase signals from the general-purpose encoder 114) signal, calculates the error to be corrected, A speed command (speed data) signal is output to the speed control unit 124 by multiplying the position gain value.

【0023】一方、速度演算部122は、通常、周波数
4逓倍回路、アップ/ダウンカウンタ(両者とも図示せ
ず)から構成され、汎用エンコーダ114からライング
ループLG2を通って入力されるA相およびB相信号を
4逓倍し、所定時間の間に計数されたパルス数から速度
値を出力する。
On the other hand, the speed calculation unit 122 is usually composed of a frequency quadrupling circuit and an up / down counter (both not shown), and the A phase and B phase input from the general-purpose encoder 114 through the line group LG2. The phase signal is multiplied by 4, and the speed value is output from the number of pulses counted during a predetermined time.

【0024】速度制御部124は位置制御部120から
提供される速度指令信号と速度演算部122からの出力
信号とを比較してその誤差を計算し、位置ゲイン値を乗
算して得られる電流指令信号をラインL2を通して図2
と関連して後述する電流制御部118に提供する。
The speed control unit 124 compares the speed command signal provided from the position control unit 120 with the output signal from the speed calculation unit 122 to calculate the error, and the current command obtained by multiplying the position gain value. Signal through line L2
It is provided to the current control unit 118, which will be described later in connection with.

【0025】図2は図1に示されたACサーボモータに
おける電流制御部118の詳細ブロック図である。図2
に示したように、電流制御部118はスイッチ制御およ
び磁極初期化演算部206、磁極角度演算部208、読
出し専用メモリ(ROM)210、比較部202、駆動
回路制御信号発生部204および二つのスイッチSW
1、SW2から構成される。電流制御部118は、回転
子である永久磁石の回転位置に従い固定子の巻線に提供
される電流IU 、IV 、IW の位相を永久磁石の磁束と
常に直交するようにする駆動回路制御信号を駆動回路1
16(図1)に提供することによってモータのトルクが
最大になるようにする。
FIG. 2 is a detailed block diagram of the current controller 118 in the AC servomotor shown in FIG. Figure 2
As shown in, the current control unit 118 includes a switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206, a magnetic pole angle calculation unit 208, a read-only memory (ROM) 210, a comparison unit 202, a drive circuit control signal generation unit 204, and two switches. SW
1 and SW2. The current control unit 118 is a drive circuit that always makes the phases of the currents I U , I V , and I W provided to the stator windings orthogonal to the magnetic flux of the permanent magnet according to the rotational position of the permanent magnet that is the rotor. Control signal drive circuit 1
16 (FIG. 1) to maximize the torque of the motor.

【0026】回転子である永久磁石の磁束と固定子に供
給される電流IU 、IV 、IW の位相を直交するように
するためにはまず、回転子の位置を正確に把握しなけれ
ばならない。これは、固定子に一定の電流を供給して回
転子をロッキングさせることによりわかる。すなわち、
U 、IV 、IW が一定に供給されると回転子は各電流
方向と平行をなす位置にロッキングされる。従って、回
転子をロッキングさせるための電流IU 、IV 、IW
位相角はわかっているため、回転子がロッキングされた
状態の回転子の位置がわかる。この発明において、回転
子がロッキングされたか否かは回転子が回転すれば汎用
エンコーダから出力されるA相あるいはB相信号のパル
スの数をカウントすることによって知ることができる。
すなわち、パルスの数がゼロであれば回転子はロッキン
グされたものである。回転子がロッキングされた時、回
転子の磁束と直交する固定子の巻線に提供される電流I
U、IV 、IW の初期位相は回転子をロッキングさせる
ための電流IU 、IV 、IW の位相に電気角90°を足
し算あるいは引き算することにより容易に得ることがで
きる。
In order to make the phases of the magnetic flux of the permanent magnet, which is the rotor, and the currents I U , I V , and I W supplied to the stator orthogonal to each other, the position of the rotor must first be accurately grasped. I have to. This can be seen by supplying a constant current to the stator to lock the rotor. That is,
When I U , I V , and I W are constantly supplied, the rotor is locked in a position parallel to each current direction. Therefore, since the phase angles of the currents I U , I V , and I W for locking the rotor are known, the position of the rotor in a locked state can be known. In the present invention, whether or not the rotor is locked can be known by counting the number of pulses of the A-phase or B-phase signal output from the general-purpose encoder when the rotor rotates.
That is, if the number of pulses is zero, then the rotor is locked. When the rotor is locked, the current I provided to the stator windings orthogonal to the rotor flux
U, I V, the initial phase of the I W can be easily obtained by addition or subtraction current I U for causing rocking rotor, I V, the electrical angle 90 ° to the phase of the I W.

【0027】この発明の一実施例において、固定子の巻
線に提供される電流IU 、IV 、IW の初期位相はスイ
ッチ制御および磁極初期化演算部206で決まり、それ
以後の電流位相は磁極角度演算部208で決まる。
In one embodiment of the present invention, the initial phases of the currents I U , I V , and I W provided to the stator winding are determined by the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206, and the current phases after that are determined. Is determined by the magnetic pole angle calculation unit 208.

【0028】スイッチ制御および磁極初期化演算部20
6は、ACサーボモータに最初に電源を供給した時、回
転子をロッキングさせるため、固定子のU、VおよびW
相の各相の電流値をラインL7を通して出力し、汎用エ
ンコーダ114(図1)からLG2を通って提供される
A相あるいはB相信号を計数して回転子がロッキングさ
れたかを確認する。回転子のロッキングが確認される
と、すなわちA相あるいはB相パルスがもうこれ以上計
数されないと、スイッチ制御および磁極初期化演算部2
06は最大トルクを伝達せしめるための初期電流位相値
をラインL8を通して駆動回路制御信号発生部204と
磁極角度演算部208とに提供する。
Switch control and magnetic pole initialization calculation section 20
6 locks the rotor when the AC servomotor is first supplied with power, so that U, V and W of the stator are locked.
The current value of each phase is output through the line L7, and the A-phase or B-phase signal provided from the general-purpose encoder 114 (FIG. 1) through LG2 is counted to confirm whether the rotor is locked. When the locking of the rotor is confirmed, that is, when the A-phase or B-phase pulses are not counted any more, the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 2
06 provides an initial current phase value for transmitting the maximum torque to the drive circuit control signal generator 204 and the magnetic pole angle calculator 208 through the line L8.

【0029】磁極角度演算部208は、スイッチ制御お
よび磁極初期化演算部206から提供される初期電流位
相値を基準にして、汎用エンコーダ114(図1)から
ライングループLG2を通して提供されるAあるいはB
相のパルスを計数することにより得られる回転子の回転
角度の応じた電流位相値をROM210に貯蔵されたサ
インテーブルから検索してラインL9を通して駆動回路
制御信号発生部204に提供する。
The magnetic pole angle calculation unit 208 uses the initial current phase value provided from the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206 as a reference, and A or B provided from the general-purpose encoder 114 (FIG. 1) through the line group LG2.
The current phase value corresponding to the rotation angle of the rotor obtained by counting the phase pulses is searched from the sine table stored in the ROM 210 and provided to the drive circuit control signal generator 204 through the line L9.

【0030】一方、スイッチSW1はスイッチ制御およ
び磁極初期化演算部206からのスイッチ制御信号に応
答して、速度制御部124(図1)からの電流指令信号
あるいはスイッチ制御および磁極初期化演算部206か
らの回転子をロッキングさせるための電流値をラインL
6を通して比較部202に提供する。
On the other hand, the switch SW1 is responsive to the switch control signal from the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206, in response to the current command signal from the speed control unit 124 (FIG. 1) or the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206. The current value for locking the rotor from the line L
6 to the comparison unit 202.

【0031】スイッチSW2はスイッチ制御および磁極
初期化演算部206から提供されるスイッチ制御信号に
応答してスイッチ制御および磁極初期化演算部206や
磁極角度演算部208から提供される信号を駆動回路制
御信号発生部204に提供する。
The switch SW2 responds to the switch control signal provided from the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206, and drives the circuit provided with the signals provided from the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206 and the magnetic pole angle calculation unit 208. It is provided to the signal generator 204.

【0032】比較部202はラインL6を通じて入力さ
れる電流信号とラインL4を通して入力される現在電流
信号を比較しその誤差を計算して駆動回路制御信号発生
部204に提供する。
The comparison unit 202 compares the current signal input through the line L6 with the current current signal input through the line L4, calculates an error between them, and provides the error to the drive circuit control signal generation unit 204.

【0033】駆動回路制御信号発生部204は比較部2
02から出力される誤差にスイッチ制御および磁極初期
化演算部206または磁極角度演算部208から入力さ
れる位相値を乗算して各相に該当する電流値に変換し、
この値に比例した電圧信号をライングループLG4を通
して駆動回路116(図1)のパルス幅変調回路に出力
する。
The drive circuit control signal generator 204 is the comparator 2
The error output from 02 is multiplied by the phase value input from the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206 or the magnetic pole angle calculation unit 208 to convert into a current value corresponding to each phase,
A voltage signal proportional to this value is output to the pulse width modulation circuit of the drive circuit 116 (FIG. 1) through the line group LG4.

【0034】図3はスイッチ制御および磁極初期化演算
部206において行なわれる工程を示すフローチャート
であり、図4は初期電流の位相を決めるための各相の電
流波形を示すものである。
FIG. 3 is a flow chart showing the steps performed in the switch control and magnetic pole initialization calculation unit 206, and FIG. 4 shows the current waveform of each phase for determining the phase of the initial current.

【0035】図3のステップS10においては最初の電
源供給時、初期位相を求めるためSW1およびSW2を
スイッチングしてSW1においてL6とL7を、SW2
においてL8とL10をそれぞれ連結する。
In step S10 of FIG. 3, when power is first supplied, SW1 and SW2 are switched to obtain the initial phase, and L6 and L7 are switched to SW2 in SW1.
In, L8 and L10 are respectively connected.

【0036】ステップ12においては回転子の位置を既
知の位置に固定させるためロッキング角度θL (LOC
KING ANGLE)を予め指定し、ステップS14
においてはθL に相当するロッキング電流信号ILC(L
OCKING CURRENT)を指定し、ステップS
16においてはこれをライングループLG4を通じて駆
動回路116(図1)に提供する。
In step 12, the locking angle θ L (LOC) is set in order to fix the rotor position at a known position.
(KING ANGLE) is designated in advance, and step S14
Locking current signal corresponding to theta L in I LC (L
OCKING CURRENT) is specified, and step S
In 16 this is provided to the drive circuit 116 (FIG. 1) through the line group LG4.

【0037】これを図4を参照して詳細に説明すると次
のようになる。図4はACサーボモータの固定子巻線
U、V、Wに提供される各相の電流波形IU 、IV 、I
W を示す。前述したように、IU 、IV 、IW は120
°の位相差を有しており、各相に供給される電流の方向
が変わることを基準に六つのモードI、II、III 、IV、
VおよびVIに区分できる。まず、現在の回転子の位置を
既知の位置にロッキングさせるため、固定子の各相の巻
線(U、V、W)に逆三角形で表示された位置C(ある
いはF、I)のようなロッキング角度θL を指定し、指
定されたロッキング角度に該当する電流をラインL7を
通して出力する。
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 shows current waveforms I U , I V , and I of each phase provided to the stator windings U, V, and W of the AC servo motor.
Indicates W. As described above, I U , I V , and I W are 120
There is a phase difference of °, and there are six modes I, II, III, IV, based on the fact that the direction of the current supplied to each phase changes.
It can be classified into V and VI. First, in order to lock the current position of the rotor to a known position, such as position C (or F, I) indicated by an inverted triangle on the windings (U, V, W) of each phase of the stator. A rocking angle θ L is specified, and a current corresponding to the specified rocking angle is output through the line L7.

【0038】ステップS18およびS20においてはラ
イングループLG2を通じて入力される汎用エンコーダ
のA相あるいはB相信号を分析して、すなわちA相ある
いはB相パルスの発生の可否によって回転子がロッキン
グされたか否かを判断する。A相あるいはB相パルスが
存在するとまだロッキングされないことになる。回転子
がロッキングされなかったらステップS18が行われ、
回転子がロッキングされたらステップS22が実行され
る。
In steps S18 and S20, the A-phase or B-phase signal of the general-purpose encoder input through the line group LG2 is analyzed, that is, whether the rotor is locked or not depending on whether the A-phase or B-phase pulse is generated. To judge. If there is an A-phase or B-phase pulse, it will not be locked yet. If the rotor is not locked, step S18 is performed,
When the rotor is locked, step S22 is executed.

【0039】ステップS22においては回転子がロッキ
ングされた時各相電流の初期位相が決められる。初期位
相θS はθL −90°とすることにより得られる。例え
ば、図4に示したように、回転子をロッキングさせるロ
ッキング電流IU 、IV 、IW が逆三角形で表示された
位置Cのような電流で供給される時回転子に最大トルク
を与える各相の電流の初期位相は位置AあるいはEの位
相である。
In step S22, the initial phase of each phase current is determined when the rotor is locked. The initial phase θ S is obtained by setting θ L −90 °. For example, as shown in FIG. 4, the maximum torque is applied to the rotor when the locking currents I U , I V , and I W for locking the rotor are supplied with currents such as the position C indicated by an inverted triangle. The initial phase of the current of each phase is the phase at position A or E.

【0040】ステップS24においては初期位相θS
駆動回路制御信号発生部204および磁極角度演算部2
08に提供する。
In step S24, the initial phase θ S is set to the drive circuit control signal generator 204 and the magnetic pole angle calculator 2
08 to provide.

【0041】ステップS26においては初期位相が提供
された後SW1でラインL2とラインL6を連結し、ス
イッチSW2ではラインL9とL10を連結する。
In step S26, after the initial phase is provided, SW1 connects the lines L2 and L6, and the switch SW2 connects the lines L9 and L10.

【0042】各相の電流の初期位相が決まった状態にお
いて回転子が回転すると、磁極角度演算部208(図
2)において汎用エンコーダのAあるいはB相信号から
回転子の回転角を測定してその回転によって電流を供給
するとモータは連続的に最大トルクを発生するようにな
る。
When the rotor rotates while the initial phase of the current of each phase is determined, the magnetic pole angle calculator 208 (FIG. 2) measures the rotation angle of the rotor from the A or B phase signal of the general-purpose encoder. When the electric current is supplied by the rotation, the motor continuously generates the maximum torque.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によると
価格が低廉な汎用エンコーダを用いて回転子の回転位置
を正確に検出することによりACサーボモータのコスト
ダウンを実現できるばかりでなく、その効率を向上させ
ることができる。さらに、汎用エンコーダを回転子の磁
極位置と関係のない任意の位置に設けても磁極を検出で
きるため、ACサーボモータの組立の際永久磁石と汎用
エンコーダとの間の位相を合わせる磁極合わせ工程が省
かれ、エンコーダのライン数が減少してACサーボモー
タの生産性を増大させることができ、また各種信号線が
減少されてACサーボータの信頼性を向上させることが
できる。
As described above, according to the present invention, not only the cost of the AC servomotor can be reduced by accurately detecting the rotational position of the rotor by using the inexpensive general-purpose encoder, but The efficiency can be improved. Further, since the magnetic pole can be detected even if the general-purpose encoder is provided at an arbitrary position unrelated to the magnetic pole position of the rotor, there is a magnetic pole matching step for matching the phase between the permanent magnet and the general-purpose encoder during the assembly of the AC servo motor. The number of encoder lines can be reduced and the productivity of the AC servo motor can be increased, and the various signal lines can be reduced to improve the reliability of the AC servo motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従うACサーボモータの駆動開始装置
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a drive starting device of an AC servomotor according to the present invention.

【図2】図1に示されたACサーボモータにおける電流
制御部の詳細ブロック図である。
FIG. 2 is a detailed block diagram of a current controller in the AC servomotor shown in FIG.

【図3】図2に示されたスイッチ制御および磁極初期化
演算部において行なわれる工程を示すフローチャートで
ある。
FIG. 3 is a flowchart showing steps performed in the switch control and magnetic pole initialization calculation unit shown in FIG.

【図4】ACサーボモータの固定子巻線に提供される各
相の電流を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a current of each phase provided to a stator winding of an AC servo motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 モータ部 102 電源入力端子 104 整流回路 106 インバータ 108 電流検出部 110 固定子 112 回転子 114 汎用エンコーダ 116 駆動回路 118 電流制御部 120 位置制御部 122 速度演算部 124 速度制御部 202 比較部 204 駆動回路制御信号発生部 206 スイッチ制御および磁極初期化演算部 208 磁極角度演算部 210 読出し専用メモリ 100 Motor Unit 102 Power Input Terminal 104 Rectifier Circuit 106 Inverter 108 Current Detecting Unit 110 Stator 112 Rotor 114 General Purpose Encoder 116 Drive Circuit 118 Current Control Unit 120 Position Control Unit 122 Speed Calculation Unit 124 Speed Control Unit 202 Comparison Unit 204 Drive Circuit Control signal generator 206 Switch control and magnetic pole initialization calculator 208 Magnetic pole angle calculator 210 Read only memory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定子と前記固定子内部に回転可能に配
設されて前記固定子に磁束を印加する回転子とからなる
ACサーボモータにおいて、 前記固定子に制御可能な電流を供給する電流供給手段
と;前記電流供給手段から前記固定子に供給される電流
の大きさを検出して現在電流信号を発生する電流検出手
段と;前記回転子を監視してA、BおよびZ相信号を発
生させる汎用エンコーダと;前記汎用エンコーダから提
供されるAおよびB相信号と使用者が提供する位置指令
信号に応答して速度指令信号を発生する位置制御手段
と;前記汎用エンコーダから提供されるAあるいはB相
信号より前記回転子の回転速度を計算して前記回転子の
現在速度信号を発生する速度演算手段と;前記速度演算
手段からの現在速度信号と前記位置制御手段からの速度
指令信号を比較して電流指令信号を発生する速度制御手
段と;前記速度制御手段からの電流指令信号と前記電流
検出手段からの現在電流信号とを比較して前記電流供給
手段に制御信号を提供する電流制御手段であって、前記
制御信号は前記汎用エンコーダから提供されるAあるい
はB相信号を用い、回転子の磁極角度演算によって決め
られる電流制御手段とを備えるACサーボモータの駆動
開始装置。
1. An AC servomotor comprising a stator and a rotor rotatably arranged inside the stator and applying magnetic flux to the stator, comprising: a current supplying a controllable current to the stator. Supply means; current detection means for detecting the magnitude of the current supplied from the current supply means to the stator to generate a current current signal; and monitoring the rotor for A, B and Z phase signals. A general-purpose encoder for generating; a position control means for generating a speed command signal in response to the A and B phase signals provided by the general-purpose encoder and a position command signal provided by a user; A provided by the general-purpose encoder Alternatively, speed calculation means for calculating the rotation speed of the rotor from the B-phase signal to generate the current speed signal of the rotor; current speed signal from the speed calculation means and position control means. Speed control means for comparing the speed command signals to generate a current command signal; comparing a current command signal from the speed control means and a current current signal from the current detecting means with a control signal for the current supply means. An AC servomotor drive starting device, comprising: a current control means provided by the general-purpose encoder, wherein the control signal uses a phase A or B signal provided by the general-purpose encoder, and the current control means is determined by calculating a magnetic pole angle of the rotor. .
【請求項2】 前記電流制御手段は、 前記固定子に初期電流が供給される場合前記回転子をロ
ッキングするためのロッキング電流を発生させ、前記汎
用エンコーダからのAおよびB相信号を用い、前記回転
子のロッキングを確認した後、ロッキングに対する初期
電流位相信号を発生する磁極初期化演算手段と;前記磁
極初期化演算手段から提供される前記初期電流位相信号
および前記汎用エンコーダからのAあるいはB相信号と
を用いて前記回転子の回転角度に応じて変化した変化電
流位相信号を発生する磁極角度演算手段と;前記磁極初
期化演算手段からのロッキング電流信号および前記速度
制御手段からの電流指令信号とを選択的に入力し、選択
された信号と前記電流検出手段からの現在電流信号を比
較して該誤差を計算し、前記磁極初期化演算手段からの
初期電流位相信号および前記磁極角度演算手段からの変
化電流位相信号とを選択的に入力し、前記誤差と乗算し
て前記電流供給手段に制御信号を提供する手段とを備え
る請求項1に記載のACサーボモータの駆動開始装置。
2. The current control means generates a locking current for locking the rotor when an initial current is supplied to the stator, and uses the A and B phase signals from the general-purpose encoder, Magnetic pole initialization calculation means for generating an initial current phase signal for the locking after confirming the locking of the rotor; the initial current phase signal provided from the magnetic pole initialization calculation means and the A or B phase from the general-purpose encoder A magnetic pole angle calculating means for generating a changed current phase signal which is changed according to the rotation angle of the rotor by using the signal; a rocking current signal from the magnetic pole initialization calculating means and a current command signal from the speed control means. Is selectively input, the selected signal is compared with the current current signal from the current detecting means to calculate the error, and Means for selectively inputting the initial current phase signal from the conversion calculation means and the changed current phase signal from the magnetic pole angle calculation means, multiplying the error by the error, and providing a control signal to the current supply means. Item 2. An AC servomotor drive starting device according to Item 1.
【請求項3】 前記汎用エンコーダは前記回転子の磁極
位置と関係なしに設けられる請求項2に記載のACサー
ボモータの駆動開始装置。
3. The drive start device for an AC servomotor according to claim 2, wherein the general-purpose encoder is provided independently of the magnetic pole position of the rotor.
【請求項4】 固定子と、この固定子内に回転可能に配
設されて磁束を印加する回転子と、この回転子の回転運
動を監視してフィードバックパルスを発生するエンコー
ダとからなるACサーボモータの駆動開始方法におい
て、 電源を供給後、任意の位相を有するロッキング電流を固
定子に供給して回転子をロッキングさせる工程と、前記
エンコーダから出力されるフィードバックパルスをカウ
ントして回転子がロッキングされたか否かを確認する工
程と、前記回転子がロッキングされた場合前記ロッキン
グ電流の位相から90°シフトされた位相の駆動電流を
固定子に供給する工程と、前記エンコーダから出力され
るフィードバックパルスをカウントして回転子の回転角
度を検出する工程と、前記駆動電流の位相を回転子の回
転角度に合わせて変化させることにより回転子のトルク
が最大となるようにする工程とを含むACサーボモータ
の駆動開始方法。
4. An AC servo comprising a stator, a rotor rotatably arranged in the stator to apply a magnetic flux, and an encoder for monitoring a rotational movement of the rotor to generate a feedback pulse. In the method of starting drive of a motor, a step of supplying a locking current having an arbitrary phase to a stator to lock the rotor after power is supplied, and a step of counting feedback pulses output from the encoder to lock the rotor. A step of confirming whether the rotor is locked, a step of supplying a driving current having a phase shifted by 90 ° from a phase of the locking current to the stator when the rotor is locked, and a feedback pulse output from the encoder. And detecting the rotation angle of the rotor by adjusting the phase of the drive current to the rotation angle of the rotor. A method of starting driving of an AC servomotor, which comprises changing the torque of the rotor to a maximum by changing the torque.
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