JPH03178590A - Controller for brushless synchronous motor - Google Patents

Controller for brushless synchronous motor

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Publication number
JPH03178590A
JPH03178590A JP1314162A JP31416289A JPH03178590A JP H03178590 A JPH03178590 A JP H03178590A JP 1314162 A JP1314162 A JP 1314162A JP 31416289 A JP31416289 A JP 31416289A JP H03178590 A JPH03178590 A JP H03178590A
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JP
Japan
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torque
rotation angle
generated
cogging
synchronous motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP1314162A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yamada
英治 山田
Yasumi Kawabata
康己 川端
Ryoji Mizutani
良治 水谷
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1314162A priority Critical patent/JPH03178590A/en
Publication of JPH03178590A publication Critical patent/JPH03178590A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the linearity of a required torque and output torque by providing a cogging torque compensator for compensating a cogging torque being the variation of a generated torque and not depending on the magnitude of the generated torque and a torque constant compensator for compensating a part depending on the magnitude of the generated torque. CONSTITUTION:In the controller of a brushless synchronous motor 1, a required torque T* from a host controller 6 is subtracted by cogging torque compensating data Tcog(theta) not depending on the magnitude of a generated torque read from a cogging torque compensator 4 by means of a rotation angle theta from a position transducer 2 as a parameter. The subtraction-compensated required torque T* is converted into a current command if* multiplied by the inverse number of a torque constant read from a torque constant compensator 5 by means of the rotation angle theta from the position transducer 2 as a parameter. The linearity of the obtained generated torque and required torque T* is considerably improved by the current command iT*.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はブラシレス同期電動機の制御装置に関する。−
数的に、ブラシレス同期電動機は回転界磁形同期電動機
であって消耗するブラシがなくまた保守を必要とする整
流子がない等の特長を有ししかも従来の直流電動機と同
程度の制御能力を有することからロボット、工作機械等
の制御用電動機として広く使用されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a brushless synchronous motor. −
Numerically speaking, a brushless synchronous motor is a rotating field type synchronous motor, and has features such as no consumable brushes and no commutator that requires maintenance, and has the same control ability as a conventional DC motor. Because of this, it is widely used as a control motor for robots, machine tools, etc.

特に本発明はブラシレス同期電動機の要求トルクと出力
トルクの非線形による発生トルクの変動トルクを制御す
る装置に関する。
In particular, the present invention relates to a device for controlling fluctuations in torque generated due to nonlinearity between the required torque and the output torque of a brushless synchronous motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来このような分野の技術としてはブラシレス電動機の
制御機構を示すとともにトルクリップルの補正法を開示
する特開昭62−163591号「ブラシレス電動機の
制御装置」に記載されるものがある。
Conventional technology in this field is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 163591/1988, ``Control Device for Brushless Motor,'' which shows a control mechanism for a brushless motor and also discloses a method for correcting torque ripple.

以下にその構成を図面を参照して説明する。第7図は従
来のブラシレス電動機のトルク変動を補正する構成を示
す図である。本図は3相ブラシレス電動機21と、該ブ
ラシレス電動機に連結されて回転角θを検出する磁気位
置検出器22と、磁気位置検出器22からの回転角θを
パラメータとして3相信号を発生するメモリー回路23
と、前記回転角θと外部から与えられるトルク指令信号
ETIとを人力信号とし、予め回転角θをパラメータと
する電動ta 1の発生トルクτの変動トルク(脈動ト
ルク)Δτに対する逆極性のΔETを記憶していて、回
転角θをパラメータとしてトルク指令信号ETIをこれ
にΔETを加算して補正トルク指令信号ET2に補正し
て出力するトルク補正回路24と、該補正トルク指令信
号巳T2および前記メモリー回路23からの出力信号と
乗算してアナログ用の電流指令信号を出力する電流指令
信号形成回路25と、前記電流指令信号を人力信号とし
て、これらの人力信号の値に比例した電機子電流を電動
機lの電機子巻線に供給する駆動回路26とを含む。
The configuration will be explained below with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram showing a configuration for correcting torque fluctuations of a conventional brushless electric motor. This figure shows a three-phase brushless motor 21, a magnetic position detector 22 connected to the brushless motor to detect the rotation angle θ, and a memory that generates a three-phase signal using the rotation angle θ from the magnetic position detector 22 as a parameter. circuit 23
Then, the rotation angle θ and the torque command signal ETI given from the outside are used as human signals, and ΔET of the opposite polarity to the fluctuating torque (pulsating torque) Δτ of the generated torque τ of the electric motor TA 1 with the rotation angle θ as a parameter is calculated in advance. a torque correction circuit 24 that stores a torque command signal ETI using the rotation angle θ as a parameter, adds ΔET to it, corrects it to a corrected torque command signal ET2, and outputs the corrected torque command signal ET2; the corrected torque command signal T2; and the memory. A current command signal forming circuit 25 multiplies the output signal from the circuit 23 and outputs an analog current command signal, and the current command signal is used as a human power signal to generate an armature current proportional to the value of these human power signals to the motor. 1 armature winding.

次にトルク補正回路24の動作を説明する。第8図は従
来のブラシレス電動機の発生トルクの変動およびその補
正を示す図である。本図において横軸は回転角θを示し
縦軸は第8 (a)図では発生トルクτ2および変動ト
ルクΔrを示す。均一な発生トルクτ1を得るために第
8(b)図での縦軸のトルク指令信号ETIを制御信号
として電流指令信号形成回路25へ出力しても、−様な
トルクτが得られず、得ることができるのは脈動トルク
Δτによって変動するトルクτ2である。そこで、トル
ク補正回路24はこの脈動l・ルクΔτを相殺する補正
量ΔETを、回転角θをパラメータとして予め記憶して
おく。かくして、回転角θに対応してトルク指令信号E
TIを脈動トルクΔτと逆極性のΔBTで補正したET
2によって発生トルクを一定値r1にし変動の少ない安
定した発生トルクを得ることができた。
Next, the operation of the torque correction circuit 24 will be explained. FIG. 8 is a diagram showing fluctuations in torque generated by a conventional brushless motor and correction thereof. In this figure, the horizontal axis indicates the rotation angle θ, and the vertical axis indicates the generated torque τ2 and the fluctuating torque Δr in FIG. 8(a). Even if the torque command signal ETI on the vertical axis in FIG. 8(b) is output as a control signal to the current command signal forming circuit 25 in order to obtain a uniform generated torque τ1, a −-like torque τ cannot be obtained. What can be obtained is a torque τ2 that varies depending on the pulsating torque Δτ. Therefore, the torque correction circuit 24 stores in advance a correction amount ΔET for canceling out this pulsation l and torque Δτ, using the rotation angle θ as a parameter. Thus, the torque command signal E is generated corresponding to the rotation angle θ.
ET corrected TI by pulsating torque Δτ and opposite polarity ΔBT
2, it was possible to set the generated torque to a constant value r1 and obtain stable generated torque with little fluctuation.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら従来の永久磁石形ACサーボモータのトル
ク制御では発生トルクの大きさを変化させるどきにはΔ
BTに比例して電機子電流を変化させても電機子電流す
なわち要求トルクと出力トルクが線形にならず、高精度
な電流制御を行っても電動機の出力が上記補正機構を用
いてもその指令値と一致しないという問題がある。さら
にΔETを発生トルクに依存させて記憶し、必要なトル
クに対してΔETを読み出しETIをET2に補正すれ
ば、発生トルクを指令値に一致させることができるがこ
れでは記憶の容量が膨大になりコスト上の問題がある。
However, in the torque control of conventional permanent magnet type AC servo motors, when changing the magnitude of generated torque, Δ
Even if the armature current is changed in proportion to BT, the armature current, that is, the required torque and the output torque, do not become linear, and even if high-precision current control is performed, the motor output will not match the command even if the above correction mechanism is used. The problem is that the values do not match. Furthermore, by storing ΔET as dependent on the generated torque, reading ΔET for the required torque, and correcting ETI to ET2, it is possible to match the generated torque to the command value, but this requires a huge storage capacity. There is a cost issue.

したがって本発明は上記問題点に鑑み、要求トルクと出
力トルクの線形性を向上して高精度なブラシレス同期電
動機の制御装置を提供することを目的とする。
Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a highly accurate control device for a brushless synchronous motor by improving the linearity between the required torque and the output torque.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

第1図は本発明の原理構成を示す図である。本発明は前
記問題点を解決するために、ブラシレス同期電動機1の
制御装置においてコギング)・ルク補正部4およびトル
ク定数補正部5を備える。該コギングトルク補正部4は
回転角θをパラメータとする発生トルクτの変動Δτで
あって発生トルクτの大きさに依存しないコギングトル
クを補正するためのコギングトルク補正用データTco
g(θ)を予め記憶し、さらに該回転角θをパラメータ
として該コギングトルク補正用データTcog(θ)を
読み出し、前記要求トルクT”から減算して補正する。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention. In order to solve the above problems, the present invention includes a cogging torque correction section 4 and a torque constant correction section 5 in a control device for a brushless synchronous motor 1. The cogging torque correction unit 4 uses cogging torque correction data Tco for correcting the cogging torque, which is a variation Δτ of the generated torque τ with the rotation angle θ as a parameter and does not depend on the magnitude of the generated torque τ.
g(θ) is stored in advance, and the cogging torque correction data Tcog(θ) is read out using the rotation angle θ as a parameter, and is subtracted from the required torque T'' for correction.

該トルク定数補正部5は前記回転角θをパラメータとす
る発生トルクτの変動Δτであって発生トルクrの大き
さに依存する部分を負荷電流で除算したトルク定数補正
用データKT (θ)を予め記1意しさらに該回転角θ
をパラメータとして該トルク定数補正用データKT (
θ)を読み出してその逆数を前記コギングトルク補正部
4の出力に乗算した電流指令を前記駆動制御部3へ出力
する。
The torque constant correction unit 5 calculates torque constant correction data KT (θ) obtained by dividing the variation Δτ of the generated torque τ using the rotation angle θ as a parameter and the portion that depends on the magnitude of the generated torque r by the load current. 1 in advance, and furthermore, the rotation angle θ
The torque constant correction data KT (
θ) and multiplies the output of the cogging torque correction unit 4 by the reciprocal thereof, and outputs a current command to the drive control unit 3.

〔作 用〕[For production]

第1図において、本発明のブラシレス同期電動機1の制
御装置によれば上位制御装置からの要求トルクT”は位
置検出器2からの回転角θをパラメータとしてコギング
トルク補正4から読み出された発生トルクτの大きさに
依存しないコギングトルク補正用データTcog(θ)
だけ減算される。
In FIG. 1, according to the control device for the brushless synchronous motor 1 of the present invention, the required torque T'' from the host control device is generated by reading out the cogging torque correction 4 using the rotation angle θ from the position detector 2 as a parameter. Cogging torque correction data Tcog(θ) that does not depend on the magnitude of torque τ
will be subtracted.

この減算補正された要求トルクT4は位置検出器からの
回転角θをパラメータとしてトルク定数補正部5から読
み出されたトルク定数の逆数を乗算した電流指令iT*
に変換される。この電流指令IT*には上記変動を補正
する成分が含められている。この電流指令iTIによっ
て駆動制御部3を介してブラシレス同期電動機1が駆動
され、得られた発生トルクτと要求トルクTIとの直線
性は著しく改善される。
This subtraction-corrected required torque T4 is a current command iT* multiplied by the reciprocal of the torque constant read from the torque constant correction unit 5 using the rotation angle θ from the position detector as a parameter.
is converted to This current command IT* includes a component for correcting the above fluctuation. The brushless synchronous motor 1 is driven by the current command iTI via the drive control section 3, and the linearity between the generated torque τ and the required torque TI is significantly improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第2図は本発明の実施例に係るブラシレス同期電動機
の制御装置を示す図である。本図は永久磁石からなる界
磁極を回転子とし、電機子巻線を固定子巻線として、こ
の固定子巻線に例えば3相交流の電機子電流を流し、界
磁極の主磁束およびこの主磁束に直交する電機子電流の
起磁力によって回転子に回転子(トルク)を発生させ、
回転子を電機子電流により生ずる回転磁界に同期させて
回転させるブラシレス同期電動機1と、該ブラシレス同
期電動機1に連結されて、磁気位置に対応する回転子の
回転角θをディジタル信号で出力する磁気位置検出器2
と、前記回転角θをアカ儲己憶され、回転角θの人力で
それぞれが読み出されて発生すべきトルク(出力トルク
)に対応するトルク電流指令値l、*と乗算されモータ
ー印加電圧指令値υ9を出力する電流制御部3−1と、
該電流制御部3−1からの印加電圧指令値υ1に基づき
定電圧源から電機子巻線へ電流を流し電動機1へ電力を
供給する定電圧源電力変換器3−2と、前記回転角θを
パラメータとする発生トルクτの変動△τであって発生
トルクτの大きさに依存しない部分を補正するために回
転角θをアドレスとしてテーブル化したコギングトルク
補正用データTcog(θ)の記憶4−1および該回転
角θをアドレスとに該コギングトルク補正用データ記憶
部4−1からコギングトルク補正用データTcog(θ
)を読み出し上位制御部6からの要求トルクT”から減
算する減算器4−2からなり、要求トルクTゝを補正す
るコギングトルク補正部4と、前記回転角θをパラメー
タとする発生トルクrの変動△τであって発生トルクγ
の大きさに依存する部分を負荷電流で除算したトルク定
数補正用データKT (θ)の記憶部5−1および該回
転角θをアドレスとして該トルク定数補正用データ記(
:?! 5−1からトルク定数補正用データKT (θ
)を読み出しその逆数を前記コギングトルク補正部4の
出力に乗算する乗算器5−2からなり、乗算された信号
iT*を前記電流制御部3−1へ出力するトルク定数補
正部5とを含む。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a control device for a brushless synchronous motor according to an embodiment of the present invention. In this figure, the field poles made of permanent magnets are used as the rotor, the armature windings are used as the stator windings, and a three-phase AC armature current is passed through the stator windings, and the main magnetic flux of the field poles and this main Generates rotor (torque) in the rotor by the magnetomotive force of the armature current perpendicular to the magnetic flux,
A brushless synchronous motor 1 that rotates a rotor in synchronization with a rotating magnetic field generated by an armature current, and a magnetic motor that is connected to the brushless synchronous motor 1 and outputs a rotation angle θ of the rotor corresponding to a magnetic position as a digital signal. Position detector 2
Then, the rotation angle θ is stored in memory, each is read out manually at the rotation angle θ, and multiplied by the torque current command value l, * corresponding to the torque to be generated (output torque), and the motor applied voltage command is a current control section 3-1 that outputs a value υ9;
A constant voltage source power converter 3-2 that supplies current from a constant voltage source to the armature winding and supplies power to the motor 1 based on the applied voltage command value υ1 from the current control section 3-1, and the rotation angle θ. Storage 4 of cogging torque correction data Tcog(θ) tabulated with rotation angle θ as an address in order to correct the variation Δτ of the generated torque τ with the parameter Δτ that does not depend on the magnitude of the generated torque τ -1 and the rotation angle θ as the address, the cogging torque correction data Tcog(θ
) is read out and subtracted from the requested torque T'' from the host controller 6, a cogging torque correction section 4 corrects the requested torque T'', and a cogging torque correction section 4 that corrects the generated torque r using the rotation angle θ as a parameter. Fluctuation △τ and generated torque γ
The memory unit 5-1 stores torque constant correction data KT (θ) obtained by dividing the portion depending on the magnitude of the load current by the load current, and stores the torque constant correction data KT (θ) using the rotation angle θ as an address.
:? ! From 5-1, torque constant correction data KT (θ
) and multiplies the output of the cogging torque correction section 4 by the reciprocal thereof, and a torque constant correction section 5 that outputs the multiplied signal iT* to the current control section 3-1. .

次に本発明の特徴であるコギングトルク補正部4および
トルク定数補正部5を詳細に説明する。
Next, the cogging torque correction section 4 and the torque constant correction section 5, which are features of the present invention, will be explained in detail.

第3図は発生トルクの大きさと変動との関係を示す図で
ある。本願発明者は、従来のトルク補正法では、電機子
電流と出力トルクが線形にならず高精度な電流制御に限
界があること、すなわち従来の制御装置では発生トルク
を一定の大きさで電動機を運転しているときには特に問
題はないが、発生トルクの大きさを変化させて運転させ
るときには変動トルクを補正する補正トルクΔETを発
生トルクの大きさに比例させて用いるとトルク制御特性
が劣化することに気づいた。さらにこの問題を解決する
ために発生トルクの変動には下記に説明する特性を有す
ることを発見した。第3図において横軸は回転角θで縦
軸は発生トルクの大きさである。第3(b)では上位制
御部6からの要求トルクT” =T、に対してなんら補
正しない場合の発生トルクτは要求トルクに対する所望
発生トルクτ。を中心として実線(1)のように回転角
θに対して変化しτ。に一致しない。この変動は第3図
(a)に示すような周期が短かい部分と長い部分の重ね
合せになっている。次に要求トルクを2倍にして、所望
発生トルク2τ。を得ようとすると、2τ。を中心とし
て周期の短かい変動部分には上記と同様に第3図(a)
に示すように振幅の変化がないが周期の長い部分には第
3図(b)。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the magnitude and fluctuation of generated torque. The inventor of this application has discovered that in the conventional torque correction method, the armature current and output torque do not become linear, and that there is a limit to highly accurate current control. There is no particular problem during operation, but when operating with varying magnitude of generated torque, torque control characteristics may deteriorate if correction torque ΔET for correcting fluctuating torque is used in proportion to the magnitude of generated torque. I noticed that. Furthermore, in order to solve this problem, it was discovered that the fluctuation of the generated torque has the following characteristics. In FIG. 3, the horizontal axis is the rotation angle θ and the vertical axis is the magnitude of the generated torque. In the third (b), the generated torque τ when no correction is made for the requested torque T'' = T from the upper control unit 6 is the rotation as shown by the solid line (1) around the desired generated torque τ for the requested torque. It changes with respect to the angle θ and does not match τ.This variation is a combination of short and long periods as shown in Figure 3(a).Next, double the required torque. When trying to obtain the desired generated torque 2τ, the short-period fluctuation part centered around 2τ is shown in Fig. 3(a) in the same way as above.
As shown in Figure 3(b), there is no change in amplitude but the period is long.

(C)の点線(2)に示すように振幅の変化が見られる
。この周期の短かい部分のトルク変動を「コギングトル
ク」と呼ぶ。このコギングトルクは磁石形状、鉄心形状
およびそれらの位置関係で決まることが判明していてτ
。。、(θ)で表される。
A change in amplitude can be seen as shown by the dotted line (2) in (C). Torque fluctuations in this short-period portion are called "cogging torque." It is known that this cogging torque is determined by the magnet shape, iron core shape, and their positional relationship.
. . , (θ).

他方周期の長い部分のトルク変動を生じさせる因子を、
「トルク定数」と呼ぶ。このトルク定数は主として鉄心
磁気飽和によることが判明していてτk(θ)で表され
る。トルク定数変動によるトルクτ。、(θ)について
は、第3  (b)、  (c)の実線の発生トルクを
τ、、(θ)とするとτ、(θ)=τ。、(θ)十τ。
On the other hand, the factors that cause torque fluctuations in the long period part are:
It is called the "torque constant". It has been found that this torque constant is mainly due to core magnetic saturation, and is expressed as τk(θ). Torque τ due to torque constant variation. , (θ), let τ, (θ) be the generated torque of the solid lines in the third (b) and (c), then τ, (θ)=τ. , (θ) tenτ.

。、(θ)となりτcr (θ)τ、(θ)−丁。09
 (θ)−1゜・τ3(θ)が成立し負荷電流1゜に比
例することが実験結果およびシミュレーション1こより
確言忍された。よってτ、(θ)=〔τ、(θ)−r。
. , (θ) becomes τcr (θ)τ, (θ)−d. 09
It has been confirmed from the experimental results and simulations that (θ)-1°·τ3(θ) holds true and is proportional to the load current of 1°. Therefore, τ, (θ) = [τ, (θ) − r.

09(θ)〕/1゜・・・(1)。09(θ)]/1°...(1).

ここでIoは電機子の巻線へ流れる負荷電流である。要
約すると、発生トルクの変動は負荷電流に依存しないコ
ギングトルクと負荷電流に依存するトルク定数変動によ
るトルクとからなる。従来は負荷電流に依存しないコギ
ングトルクを強制的に負荷電流で補正していたため補正
によってトルク制御特性が反対に劣化するという結果に
なっていた。よってこれらの変動を別々に考慮して補正
できれば、補正精度は向上することが容易に推測され得
る。
Here, Io is the load current flowing to the armature winding. To summarize, fluctuations in generated torque consist of cogging torque that does not depend on load current and torque due to torque constant fluctuation that depends on load current. Conventionally, the cogging torque, which does not depend on the load current, was forcibly corrected using the load current, which resulted in the correction causing the torque control characteristics to deteriorate. Therefore, it can be easily assumed that if these fluctuations can be taken into account and corrected separately, the correction accuracy will be improved.

次にコギングトルクを補正するデータTcog(θ)、
トルク定数を補正するデータKT (θ)の作成方法に
ついて説明する。
Next, data Tcog(θ) for correcting cogging torque,
A method of creating data KT (θ) for correcting the torque constant will be explained.

第4図は本発明に係るコギングトルク補正用テーブルの
作成を示す図である。本図において、第2図と異なる構
成要素はトルク検出器10およびアナログ・ディジタル
A/D変換器11である。トルク検出器10は電動機1
の軸に設けられ、軸のねじれを電気的信号に変換してト
ルクを求める。A/D変換器11はトルク検出器10か
らアナログ電機信号をディジタル信号に変換する。次に
ブラシレス同期電動機1が無負荷状態で運転されると、
位置検出器2によって、回転角θのデータが得られコギ
ングトルク補正用データ記憶部4−1のアドレス指定に
用いられる。トルク検出器10ではコギングトルク(1
)式のτ。。9(θ)(kg−m)が検出されてA/D
変換器11を介してコギングトルク補正用データ記憶部
4−1へ送出され回転角θをパラメータとするコギング
トルク補正用データTcog(θ)が1回転分作威され
る。
FIG. 4 is a diagram showing creation of a cogging torque correction table according to the present invention. In this figure, components that are different from those in FIG. 2 are a torque detector 10 and an analog/digital A/D converter 11. Torque detector 10 is electric motor 1
It is installed on the shaft of the motor and calculates torque by converting the torsion of the shaft into an electrical signal. The A/D converter 11 converts the analog electrical signal from the torque detector 10 into a digital signal. Next, when the brushless synchronous motor 1 is operated under no load,
Data on the rotation angle θ is obtained by the position detector 2 and used for addressing the cogging torque correction data storage unit 4-1. The torque detector 10 detects the cogging torque (1
) τ in Eq. . 9(θ) (kg-m) is detected and A/D
Cogging torque correction data Tcog(θ), which is sent to the cogging torque correction data storage unit 4-1 via the converter 11 and uses the rotation angle θ as a parameter, is generated for one rotation.

第5図は本発明に係るトルク定数補正用データの作成を
示す図である。本図において、第2図および第4図と異
なる構成要素は減算器13、割算器14である。次にブ
ラシレス同期電動機1が一定負荷で運転されると、位置
検出器2によって回転角θのデータが得られ、トルク定
数補正用データ記憶部5−1のアドレス指定に用いられ
る。トルク検出器10では(1〉式のτ、(θ)が検出
されA/D変換器11を介して減算器13へ出力する。
FIG. 5 is a diagram showing the creation of torque constant correction data according to the present invention. In this figure, the components that are different from those in FIGS. 2 and 4 are a subtracter 13 and a divider 14. Next, when the brushless synchronous motor 1 is operated with a constant load, the position detector 2 obtains data on the rotation angle θ, which is used for addressing the torque constant correction data storage unit 5-1. The torque detector 10 detects τ and (θ) in equation (1) and outputs them to the subtracter 13 via the A/D converter 11.

コギングトルク補正用データ記憶部4−1では位置検出
器2からの回転角θのアドレスによってコギングトルク
補正用データTcog(θ)が読みされて、減算器13
で前記in (θ)から減算してτ、(θ)−τ。。9
(θ)が形成される。他方電機子電流■。は負荷電流に
一致し、A/D変換器でディジタル信号になり、割算器
14では減算器13の出力を負荷電流■。で除算されて
次式 が形成される。τ5(O)は回転角θをアドレスとして
トルク定数補正用データ記憶部5−1に記憶され、該記
1.!部5−1にトルク定数補正用データKT (θ)
が作成される。なお、コギングトルク補正用データ記憶
部4−1およびトルク定数補正用データ記憶部5−1は
ROM(Read 口nly Memory)によって
構成される。
In the cogging torque correction data storage section 4-1, cogging torque correction data Tcog(θ) is read based on the address of the rotation angle θ from the position detector 2.
is subtracted from the above in (θ) to obtain τ, (θ)−τ. . 9
(θ) is formed. On the other hand, the armature current■. corresponds to the load current, which is converted into a digital signal by the A/D converter, and the divider 14 converts the output of the subtracter 13 into the load current ■. divided by to form the following equation: τ5(O) is stored in the torque constant correction data storage unit 5-1 using the rotation angle θ as an address. ! Section 5-1 contains torque constant correction data KT (θ)
is created. Note that the cogging torque correction data storage section 4-1 and the torque constant correction data storage section 5-1 are constituted by a ROM (Read Memory).

次に本発明による一連の動作を説明する。第6図は本発
明の実施例に係るブラシレス同期電動機のトルク変動を
補正するフローチャートである。
Next, a series of operations according to the present invention will be explained. FIG. 6 is a flowchart for correcting torque fluctuations in a brushless synchronous motor according to an embodiment of the present invention.

まず負荷を零にして定格速度でブラシレス同期電動機1
を運転しトルク検出器10により回転角θをパラメータ
としてコギングトルクτ。。、(θ)を測定する(Sl
)。次に一定負荷で電機子巻線に電流を流した状態で回
転角θをパラメータとして発生トルクτっ(θ〉をトル
ク検出器により測定する(S2)。ステップ1および2
で得られたτ。、(θ)およびγ、(θ)より次式でト
ルク定数Kt (θ)を求める(S3)。Kt (θ)
=(τ、(θ)−τc09 (θ))/I0ここで工。
First, the brushless synchronous motor 1 at the rated speed with the load zero.
The torque detector 10 calculates the cogging torque τ using the rotation angle θ as a parameter. . , (θ) is measured (Sl
). Next, with current flowing through the armature winding under a constant load, the generated torque τ(θ) is measured using a torque detector using the rotation angle θ as a parameter (S2). Steps 1 and 2
τ obtained by , (θ) and γ, (θ), the torque constant Kt (θ) is determined using the following equation (S3). Kt (θ)
=(τ, (θ)−τc09 (θ))/I0 where work.

は負荷電流である。ステップ1で得られたコギングトル
クrcag (θ)によりコギングトルク補正用データ
TCOg(O)、ステップ3で得られたトルク定数補正
用データKT (θ)をROMで構成される記憶部4−
1.5−1に記憶する(S4)。以上の準備が完了した
ら運転状態に入る。上位制御部6からの要求トルクT0
に対する電流指令iTIを、コギングトルク補正用デー
タ記憶部4およびトルク定数補正用データ記憶5を介し
て次式に従って演算する(S 5) o  iT” =
 (T”−Tcog(θ))や□く、)・最後(°肘゛
y 7’ 5″″′得911.f:電流× 指令iT*を電流制御部3−1および定電圧源電力変換
器へ出力して電動機lを制御する。よって発生トルクτ
は要求トルクT′″に対して変動成分が予め除去された
電流指令iTIによって電動機1が駆動されるので、要
求トルクTIとの線形特性が著しく改善される。このよ
うに本発明によれば記憶容量の増加を極力抑制でき、か
つ自動化設備、ロボッ゛ト等のアクチユエータとしての
モータに適用した場合に(1)高精度なトルク計測機能
、DDモータに要求される安定した極低速駆動等の機能
が得られ、設備の自動化における性能及び機能向上が図
れる。加えてロボット駆動における高精度な軌跡制御を
可能にする要素となる。
is the load current. The cogging torque correction data TCOg(O) is stored using the cogging torque rcag (θ) obtained in step 1, and the torque constant correction data KT (θ) obtained in step 3 is stored in a storage unit 4-
1.5-1 (S4). Once the above preparations have been completed, the device will go into operation. Requested torque T0 from the upper control unit 6
The current command iTI for is calculated according to the following formula via the cogging torque correction data storage section 4 and the torque constant correction data storage 5 (S5) o iT'' =
(T"-Tcog(θ)) and □, )・Final (° elbow y 7'5"'') 911.f: Current The generated torque τ
Since the electric motor 1 is driven by the current command iTI from which fluctuation components have been removed in advance with respect to the required torque T''', the linearity with the required torque TI is significantly improved. Capacity increase can be suppressed as much as possible, and when applied to motors as actuators for automation equipment, robots, etc. (1) Highly accurate torque measurement function, stable extremely low speed drive required for DD motors, etc. It is possible to improve the performance and functionality of equipment automation.In addition, it is an element that enables highly accurate trajectory control in robot drive.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば発生トルクの変動
であって発生トルクの大きさに依存しないコギングトル
クを補正するためのコギングトルク補正部および発生ト
ルクの大きさに依存する部分を補正するトルク定数補正
部を設けたので、該補正部の記憶容量の増加を抑制しつ
つ、要求トルクと出力トルクとの線形を向上してブラシ
レス同期電動機の制御の高精度化が図れることが期待さ
れる。
As explained above, according to the present invention, a cogging torque correction section for correcting the cogging torque which is a fluctuation in the generated torque and does not depend on the magnitude of the generated torque, and a portion that depends on the magnitude of the generated torque are corrected. Since the torque constant correction section is provided, it is expected that the linearity between the required torque and the output torque can be improved, and the control of the brushless synchronous motor can be made more precise while suppressing an increase in the storage capacity of the correction section. .

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

第1図は本発明の原理構成を示す図、 第2図は本発明の実施例に係るブラシレス同期電動機の
制御装置を示す図、 第3図は発生トルクの大きさと変動との関係を示す図、 第4図は本発明に係るコギングトルク補正データの作成
を示す図、 第5図は本発明に係るトルク定数補正用データの作成を
示す図、 第6図は本発明の実施例に係るブラシレス同期電動機の
トルク変動を補正するフローチャート、第7図は従来の
ブラシレス電動機のトルク変動を補正する構成を示す図
、 第8図は従来のブラシレス電動機のトルク変動および補
正を示す図である。 図において 1・・・ブラシレス同期電動機、 2・・・位置検出器、 3・・・駆動制御部、 4・・・コギングトルク補正部、 5・・・トルク定数補正部。 回転角 O→ 発生トルクの大きさと変動との関係を示す図て゛ある本
発明に係るコギングトルク補正用データの作成を示す図
第4図 本発明(こ係るトルク定’I1.M正用デ第5図 夕の作成を示す図 本発明の実施例に係るブラシレス同期電動機のトルク変
動を補正するフローチャート 第6図 従来のブラシ1ノス電動機のトルク変動を補正する構成
を示す図第7図
Fig. 1 is a diagram showing the principle configuration of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a control device for a brushless synchronous motor according to an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the magnitude and fluctuation of generated torque. , Fig. 4 is a diagram showing the creation of cogging torque correction data according to the present invention, Fig. 5 is a diagram showing the creation of torque constant correction data according to the invention, and Fig. 6 is a diagram showing the creation of the cogging torque correction data according to the present invention. A flowchart for correcting torque fluctuations of a synchronous motor, FIG. 7 is a diagram showing a configuration for correcting torque fluctuations of a conventional brushless motor, and FIG. 8 is a diagram showing torque fluctuations and correction of a conventional brushless motor. In the figure, 1... Brushless synchronous motor, 2... Position detector, 3... Drive control section, 4... Cogging torque correction section, 5... Torque constant correction section. Rotation Angle O Figure 5 is a flowchart for correcting torque fluctuations in a brushless synchronous motor according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a diagram showing a configuration for correcting torque fluctuations in a conventional brushless motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ブラシレス同期電動機(1)の回転子の回転角(θ
)を検出する位置検出器(2)と、該回転角(θ)をパ
ラメータとする発生トルク(τ)の変動(Δτ)を相殺
するように、要求トルク(T^*)を補正してブラシレ
ス同期電動機(1)を駆動制御する駆動制御部(3)と
を備えるブラシレス同期電動機の制御装置において、 前記回転角(θ)をパラメータとする発生トルク(τ)
の変動(Δτ)であって発生トルク(τ)の大きさに依
存しないコギングトルクを補正するためのコギングトル
ク補正用データ(Tcog(θ))を予め記憶し、さら
に該回転角(θ)をパラメータとして該コギングトルク
補正用データ(Tcog(θ))を読み出し、前記要求
トルク(T^*)から減算して補正するコギングトルク
補正部(4)と、前記回転角(θ)をパラメータとする
発生トルク(τ)の変動(Δτ)であって発生トルク(
τ)の大きさに依存する部分を負荷電流で除算したトル
ク定数補正用データ(KT(θ))を予め記憶し、さら
に該回転角(θ)をパラメータとして該トルク定数補正
用データ(KT(θ))を読み出してその逆数を前記コ
ギングトルク補正部(4)の出力に乗算した電流指令を
前記駆動制御部(3)へ出力するトルク定数補正部(5
)とを含むことを特徴とするブラシレス同期電動機の制
御装置。
[Claims] 1. Rotation angle (θ) of the rotor of the brushless synchronous motor (1)
) and corrects the required torque (T^*) so as to offset the variation (Δτ) of the generated torque (τ) with the rotation angle (θ) as a parameter. A brushless synchronous motor control device comprising a drive control unit (3) that drives and controls a synchronous motor (1), the generated torque (τ) having the rotation angle (θ) as a parameter.
Cogging torque correction data (Tcog(θ)) for correcting the cogging torque which is a variation (Δτ) and does not depend on the magnitude of the generated torque (τ) is stored in advance, and the rotation angle (θ) is A cogging torque correction unit (4) that reads out the cogging torque correction data (Tcog (θ)) as a parameter and subtracts it from the required torque (T^*) for correction, and uses the rotation angle (θ) as a parameter. Fluctuation (Δτ) of the generated torque (τ), which is the generated torque (
Torque constant correction data (KT(θ)) obtained by dividing the portion depending on the magnitude of τ) by the load current is stored in advance, and the torque constant correction data (KT(θ)) is further stored using the rotation angle (θ) as a parameter. θ)) and outputs a current command obtained by multiplying the output of the cogging torque correction unit (4) by its reciprocal to the drive control unit (3).
) A control device for a brushless synchronous motor, comprising:
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