JPH08149882A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 簡単な構成で高精度の回転制御が可能なモー
タの制御装置を提供する。 【構成】 三相インバータ回路２４からの電源線２３に
は、電流検出器２６が備えられ、駆動電流Ｉｕのアナロ
グ量の電流値信号Ａｕが検出され、Ａ／Ｄ回路２９によ
ってデジタル量の電流値信号Ｄｕに変換される。制御回
路３０では、モータ２２の所定の回転速度に対応する速
度指令信号Ｓｖと、メモリ３５に記憶されているオフセ
ット値Ｖｏｓとに基づいて、電流値信号Ｄｕからオフセ
ット値Ｖｏｓを補正し、また、ゲート信号Ｓｇを作成
し、論理回路３１に出力する。論理回路３１は、インバ
ータ回路２４のＵ、Ｖ、Ｗの各相の各トランジスタをオ
ン／オフするデューティー比を定め、インバータ回路２
４に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの位置決め動作
及び回転速度を制御するモータの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＡＣサーボモータの回転状態
を制御するに際して、モータに印加されている駆動電流
の電流値を電流検出器で検出し、検出されたアナログ量
の電流値をアナログ／デジタル変換回路でデジタル量に
変換し、得られたデジタル量の信号と、モータの所定の
回転速度を示す基準速度信号とに基づいて、モータが所
定の回転速度となるようにモータに印加される駆動電流
のデューティー比などを制御している。

【０００３】図４はモータの回転速度の制御動作を説明
する波形図であり、図５は従来技術のモータの制御装置
１の電気的構成を示すブロック図である。図４の波形図
は以下の従来技術の説明と実施例の説明とで共通に参照
される。また、図４には、例として駆動電流Ｉｕの検出
値Ａｕを示す。以下、図４および図５を参照して、制御
装置１の構成とモータの回転速度の制御動作について説
明する。図５に示されるように、制御装置１で回転状態
が制御されるモータ２は、例として三相ＡＣサーボモー
タであり、制御装置１はモータ２に電源線３を介して三
相の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ出力する上下
２段のトランジスタなどを含んで構成される周知のイン
バータ回路４を備えている。インバータ回路４には、交
流電源５が接続されている。電源線３には、電流検出器
６が備えられ、インバータ回路４から出力される駆動電
流Ｉｕの図４に示されるアナログ量の電流値信号Ａｕが
出力される。

【０００４】出力されたアナログ量の電流値信号Ａｕは
調整回路７によって信号レベルが後述するように調整さ
れ、バッファ８を介して、アナログ／デジタル変換回路
（以下、Ａ／Ｄ回路）９によってデジタル量の電流値信
号Ｄｕに変換され、マイクロコンピュータなどで構成さ
れる制御回路１０に入力される。調整回路７は、前記電
流値Ａｕが入力される加算回路１２と、該加算回路１２
に更に直流レベルのオフセット電圧を供給する例として
スライド抵抗などの等価回路で構成されるオフセット電
圧供給部１３とを含んで構成される。オフセット電圧供
給部１３は、例として±ＶＤＤの間で連続的に変化する
電圧値の一つのレベルの電圧を前記加算回路１２に供給
する。

【０００５】制御回路１０では、別途入力されるモータ
２の所定の回転速度に対応する速度指令信号Ｓｖと、前
記入力された電流値信号Ｄｕとから、両者の偏差に相当
する直流レベルの制御信号を作成する。制御回路１０
は、ＰＷＭ回路などを用いて、別途発生される所定周期
の三角波信号と前記制御信号とに基づいてゲート信号Ｓ
ｇを作成し、論理回路１１に出力する。論理回路１１
は、前記インバータ回路４におけるＵ相、Ｖ相、および
Ｗ相に対応する各トランジスタをオン／オフするデュー
ティー比を定める制御信号を発生し、インバータ回路４
に出力する。

【０００６】これにより、インバータ回路４の各トラン
ジスタは、前記制御信号に対応するデューティー比でオ
ン／オフされる。インバータ回路４の各トランジスタに
は交流電源５から電源電流が供給されており、各トラン
ジスタのオン／オフにより電源電流がこのデューティー
比でモータ２に出力される。このようにして、制御装置
１は、モータ２を前記所定の回転速度で回転駆動する。

【０００７】一方、前記電流検出器６から出力される検
出信号である電流値信号Ａｕに直流レベル電圧であるオ
フセット成分が含まれる場合がある。具体的には、図４
に実線Ｌ１で示されるように、例として接地電圧に対し
て正負の各領域で対称な波形となるべき電流値信号Ａｕ
に対して、実際には破線Ｌ２で示されるように正負の各
領域で非対称な波形の電流値信号Ａｕが得られる場合が
ある。このような実際の波形は、実線Ｌ１の波形に対し
て直流成分であるオフセット成分Ｖｏｓを含んでいる。
このようなオフセット成分Ｖｏｓを含んだままの電流値
信号Ａｕなどを用いて上述したようなモータ２の速度制
御を行うと、前記三相の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗがア
ンバランスにモータ２に印加されることになり、モータ
２が大きい振動を発生するなどの不具合を生じることに
なる。このために、前記電流検出器６の前記オフセット
成分Ｖｏｓを予め測定しておき、前記調整回路７で、オ
フセット成分Ｖｏｓを相殺する直流電圧を印加するよう
にする。これにより、Ａ／Ｄ回路９に入力される電流値
信号Ａｕなどに前記オフセット成分Ｖｏｓが含まれる事
態が防止される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術の制
御装置１において、調整回路７を用いて上述したように
電流検出器６からのオフセット成分Ｖｏｓを除去するよ
うにしている。この従来技術には、以下の問題点があ
る。まず、制御装置１に調整回路７が必要となり、制御
装置１の回路構成が大型化し複雑になる。また、調整回
路７を構成する各回路素子の特性の温度などの周囲の環
境の変化に速やかに対応することが困難になり、モータ
の回転制御の精度が低下する。

【０００９】請求項１の発明は、上述の技術的課題を解
決するためになされたものであり、その目的は構成が簡
略化され、かつ高精度の回転制御が可能となるモータの
制御装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のモータ
の制御装置は、モータに印加される駆動電流の電流値を
検出し、該電流値に基づいて駆動電流を制御して該モー
タに印加するモータの制御装置であって、入力される駆
動制御信号に基づいて該駆動電流を制御して出力するイ
ンバータ部と、該モータに印加される駆動電流の電流値
を検出して検出信号を出力する電流値検出手段と、該モ
ータに該駆動電流が印加されていない状態で該検出信号
から該検出信号の直流レベルのオフセット値を検出する
オフセット値判別手段と、該検出信号が入力され、該検
出信号から該オフセット値を除外した制御信号を作成し
て、該制御信号に基づいて該駆動制御信号を作成する信
号処理部とを備えており、そのことによって上記目的を
達成することができる。

【００１１】

【作用】請求項１の発明に従えば、モータに印加される
駆動電流の電流値は、電流値検出手段によって検出さ
れ、該電流値に対応する検出信号が出力される。また、
モータに駆動電流が印加されていない状態で、オフセッ
ト値判別手段によって前記検出信号からこの検出信号の
直流レベルのオフセット値が検出される。信号処理部に
は、前記検出信号と前記オフセット値とが入力され、検
出信号からオフセット値を除外した制御信号が作成さ
れ、この制御信号に基づいて駆動制御信号が作成され
る。作成された駆動制御信号はインバータ部に入力さ
れ、入力された駆動制御信号に基づいて駆動電流を制御
してモータに出力する。

【００１２】これにより、前記オフセット値を除外した
状態で、モータの制御を行うことができる。従って、モ
ータの制御装置に前記オフセット値を調整するための特
段の調整回路が不必要となり、制御装置の構成を小型
化、簡略化することができる。更に、調整回路を不必要
とする点から、この調整回路を構成する各回路素子の特
性が温度などの周囲の環境の変化に対応して変化する不
安定要因を含まないので、モータの回転制御を高精度に
行うことができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例のモータの制御装置
２１の電気的構成を示すブロック図であり、図２は制御
装置２１の制御部の構成例を示すブロック図である。以
下、本実施例の制御装置２１の構成例を図１および図２
を参照して説明する。図１に示されるように、制御装置
２１によって回転状態が制御されるモータ２２は、本実
施例において例として三相ＡＣサーボモータであるが、
本発明は他の種類のモータに対しても容易に実施される
ものである。制御装置２１は、モータ２２に電源線２３
を介して三相の駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ出
力し、各相毎の上下２段のトランジスタなどを含んで構
成される周知のインバータ回路２４を備えている。イン
バータ回路２４には、交流電源２５が接続されている。
インバータ回路２４からの電源線２３には、電流検出器
２６が備えられ、インバータ回路２４から出力される例
として駆動電流Ｉｕのアナログ量の電流値信号Ａｕが検
出される。

【００１４】検出されたアナログ量の電流値信号信号Ａ
ｕは、バッファ２８を介してＡ／Ｄ回路２９によってデ
ジタル量の電流値信号Ｄｕに変換される。電流値信号Ｄ
ｕは、マイクロコンピュータなどで構成される制御回路
３０に入力される。制御回路３０では、別途入力される
モータ２２の所定の回転速度に対応する速度指令信号Ｓ
ｖと、前記入力された電流値信号Ｄｕとから、両者の偏
差に相当する直流レベルの制御信号を作成する。制御回
路３０は、ＰＷＭ回路などを用いて、別途発生される所
定周期の三角波信号と前記制御信号とに基づいてゲート
信号Ｓｇを作成し、論理回路３１に出力する。論理回路
３１は、前記インバータ回路２４におけるＵ相、Ｖ相、
およびＷ相に対応する各トランジスタをオン／オフする
デューティー比を定める制御信号を発生し、インバータ
回路２４に出力する。

【００１５】これにより、インバータ回路２４の各トラ
ンジスタは、前記制御信号に対応するデューティー比で
オン／オフされる。インバータ回路２４の各トランジス
タには交流電源２５から電源電流が供給されており、各
トランジスタのオン／オフにより電源電流がこのデュー
ティー比でモータ２２に出力される。このようにして、
制御装置２１は、モータ２２を前記所定の回転速度で回
転駆動する。

【００１６】一方、前記電流検出器２６から出力される
検出信号である電流値信号Ａｕに直流レベル電圧である
オフセット成分が含まれる場合がある。本実施例では、
このようなオフセット成分に対して、前記制御回路３０
において後述する信号処理を行い、前記オフセット成分
を除外した状態でのモータ２２の回転制御を行うように
する。

【００１７】制御回路３０には、オフセット値検出回路
３４とメモリ３５とが備えられている。オフセット値検
出回路３４は、後述するようにモータ２２に駆動電流Ｉ
ｕ、Ｉｖ、Ｉｗが印加されていない状態で、電流検出器
２６からの検出信号Ａｕの信号レベルを検出し、この信
号レベルを電流検出器２６のオフセット値Ｖｏｓとして
メモリ３５に記憶させる。

【００１８】一方、制御回路３０は図２に示されるよう
に、電流検出器２６からの前記電流値信号Ｄｕが入力さ
れる電流値演算部３２と、ＰＷＭ回路３３とを備えてい
る。電流値演算部３２は、別途入力されるモータ２２の
所定の回転速度に対応する速度指令信号Ｓｖと、電流検
出器２６から入力された電流値信号Ｄｕと、前記メモリ
３５に記憶されている電流検出器２６のオフセット値Ｖ
ｏｓとに基づいて、後述するように電流値信号Ｄｕを補
正し、また補正された電流値信号Ｄｕと速度指令信号Ｓ
ｖとの偏差に相当する直流レベルの制御信号を、ＰＷＭ
回路３３に入力する。ＰＷＭ回路３３では、別途発生さ
れる所定周期の三角波と前記電流値演算部３２からの制
御信号とに基づいて、ゲート信号Ｓｇを作成し、前記論
理回路３１に出力する。論理回路３１は、前記インバー
タ回路２４におけるＵ相、Ｖ相、およびＷ相に対応する
各トランジスタをオン／オフするデューティー比を定め
る制御信号を発生し、インバータ回路２４に出力する。
これにより、インバータ回路２４の各トランジスタは、
前記制御信号に対応するデューティー比でオン／オフさ
れる。インバータ回路２４の各トランジスタには交流電
源２５から電源電流が供給されており、各トランジスタ
のオン／オフにより電源電流がこのデューティー比でモ
ータ２２に出力される。

【００１９】図３は本実施例の制御装置２１の動作を説
明するフローチャートであり、図４は制御装置２１の動
作を説明する波形図である。以下、本実施例の制御装置
２１の動作を図１〜図４を参照して説明する。図３のス
テップａ１では、モータ２２への駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗの印加が遮断され、モータ２２が停止される。ステ
ップａ２では、前記オフセット値検出部３４が電流検出
器２６からの電流地信号Ａｕを検出し、ステップａ３で
はその信号レベルを電流検出器２６のオフセット値Ｖｏ
ｓとしてメモリ３５に記憶する。このオフセット値Ｖｏ
ｓは当然に例として接地電位である場合もある。

【００２０】ステップａ４では、モータ２２へ駆動電流
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが印加され、モータ２２が起動され
る。このとき、電流検出器２６は、インバータ回路２６
からモータ２２に印加される前記駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、
Ｉｗの例として駆動電流Ｉｕを検出し、電流値信号Ａｕ
を出力する。ステップａ５では、電流値信号Ａｕは制御
装置２１の前記電流値演算部３２に入力され検出され
る。ステップａ６において、電流値演算部３２では、外
部のコントローラなどから入力されるモータ２２の所定
の回転速度に対応する速度指令信号Ｓｖと、前記Ａ／Ｄ
回路２９から入力された電流値信号Ｄｕと、前記メモリ
３５に記憶されているオフセット値Ｖｏｓとに基づい
て、電流値信号Ｄｕからオフセット値Ｖｏｓを減算で補
正する。この減算によって、オフセット値Ｄｕの信号レ
ベルの正負に対応して電流値信号Ｄｕが増大する場合も
減少する場合もある。電流値演算部３２は、この補正さ
れた電流値信号Ｄｕと速度指令信号Ｓｖとの偏差に相当
する直流レベルの制御信号を作成し、ＰＷＭ回路３３に
入力する。

【００２１】ステップａ７では、ＰＷＭ回路３３では、
別途発生される所定周期の三角波と前記電流値演算部３
２からの制御信号とに基づいてゲート信号Ｓｇを作成
し、前記論理回路３１に出力する。論理回路３１は、前
記インバータ回路２４におけるＵ相、Ｖ相、およびＷ相
に対応する各トランジスタをオン／オフするデューティ
ー比を定める制御信号を発生し、インバータ回路２４に
出力する。これにより、インバータ回路２４の各トラン
ジスタは、前記制御信号に対応するデューティー比でオ
ン／オフされる。インバータ回路２４の各トランジスタ
には交流電源２５から電源電流が供給されており、ステ
ップａ８では、各トランジスタのオン／オフにより電源
電流がこのデューティー比でモータ２２に駆動電流Ｉ
ｕ、Ｉｖ、Ｉｗとして出力される。

【００２２】このようにして、本実施例の制御装置２１
では、前記電流検出器２６からの電流値信号Ａｕ、Ｄｕ
におけるオフセット値Ｖｏｓを取り除いた状態で、モー
タ２２の制御を行うことができる。従って、モータ２２
の制御装置２１に前記オフセット値Ｖｏｓを調整するた
めの従来技術の項で説明した調整回路などの特段の調整
回路が不必要となり、制御装置２１の構成を小型化、簡
略化することができる。更に、本実施例において前記調
整回路を不必要とする点から、本実施例の制御装置２１
には、この調整回路を構成する各回路素子の特性が温度
などの周囲の環境の変化に対応して変化する不安定要因
が含まれないので、モータ２２の回転制御を高精度に行
うことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に従えば、
モータに駆動電流が印加されていない状態で、オフセッ
ト値判別手段によって前記検出信号の直流レベルのオフ
セット値が検出され、検出信号からオフセット値を除外
した制御信号が作成されるようにした。この制御信号に
基づいて駆動制御信号が作成され、入力された駆動制御
信号に基づいてインバータ部は駆動電流を制御してモー
タに出力する。これにより、前記オフセット値を除外し
た状態で、モータの制御を行うことができる。従って、
モータの制御装置に前記オフセット値を調整するための
特段の調整回路が不必要となり、制御装置の構成を小型
化、簡略化することができる。更に、調整回路を不必要
とする点から、この調整回路を構成する各回路素子の特
性が温度などの周囲の環境の変化に対応して変化する不
安定要因を含まないので、モータの回転制御を高精度に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のモータの制御装置２１の電
気的構成を示すブロック図である。

【図２】制御装置２１の制御回路３０のブロック図であ
る。

【図３】本実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】モータの駆動状態を説明する波形図である。

【図５】従来技術のモータの制御装置１の電気的構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

２１ 制御装置 ２２ モータ ２３ 電源線 ２４ インバータ回路 ２６ 電流検出器 ２９ Ａ／Ｄ回路 ３０ 制御回路 ３２ 電流値演算部 ３３ ＰＷＭ回路 ３４ オフセット値検出部 ３５ メモリ Ａｕ、Ａｗ アナログ量の電流値信号 Ｄｕ、Ｄｗ デジタル量の電流値信号 Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ 駆動電流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータに印加される駆動電流の電流値を検
   出し、該電流値に基づいて駆動電流を制御して該モータ
   に印加するモータの制御装置であって、 入力される駆動制御信号に基づいて該駆動電流を制御し
   て出力するインバータ部と、 該モータに印加される駆動電流の電流値を検出して検出
   信号を出力する電流値検出手段と、 該モータに該駆動電流が印加されていない状態で、該検
   出信号から該検出信号の直流レベルのオフセット値を検
   出するオフセット値判別手段と、 該検出信号が入力され、該検出信号から該オフセット値
   を除外した制御信号を作成して、該制御信号に基づいて
   該駆動制御信号を作成する信号処理部とを備えるモータ
   の制御装置。