JP2000245187A - Ｄｃモータ制御装置 - Google Patents
Ｄｃモータ制御装置Info
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- JP2000245187A JP2000245187A JP11042242A JP4224299A JP2000245187A JP 2000245187 A JP2000245187 A JP 2000245187A JP 11042242 A JP11042242 A JP 11042242A JP 4224299 A JP4224299 A JP 4224299A JP 2000245187 A JP2000245187 A JP 2000245187A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特別な外部回路を必要とせずに、ＤＣモータ
を過電流から保護することができるようにする。 【解決手段】 ＣＰＵ２は、エンコーダ７の出力から速
度検出回路８が検出したＤＣモータ１の速度と、ＲＡＭ
４に保持しておいたこの速度検出時のＤＣモータ１への
入力電圧とから、該ＤＣモータ１に流れる電流値を推定
し、このＤＣモータ１に流れる電流値が、あらかじめ設
定された電流値の上限値より大きい場合は、ＤＣモータ
１に流れる電流値が上限値以下となるように入力電圧を
制御する。
を過電流から保護することができるようにする。 【解決手段】 ＣＰＵ２は、エンコーダ７の出力から速
度検出回路８が検出したＤＣモータ１の速度と、ＲＡＭ
４に保持しておいたこの速度検出時のＤＣモータ１への
入力電圧とから、該ＤＣモータ１に流れる電流値を推定
し、このＤＣモータ１に流れる電流値が、あらかじめ設
定された電流値の上限値より大きい場合は、ＤＣモータ
１に流れる電流値が上限値以下となるように入力電圧を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣモータの制御
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＤＣモータを制御する場合、ＤＣモータ
への入力電圧をパルスの周期を一定にして、ＯＮ時間を
変化させることで電圧を制御するＰＷＭ制御が多く使わ
れている。ＤＣモータの性能をフルに引き出すために
は、定格以上の電圧を印加することが必要となる。しか
し、ＤＣモータに定格以上の電圧を印加すると、ＤＣモ
ータの回転数によっては過電流によりＤＣモータを破壊
する原因となるため、ＤＣモータの駆動回路に電流検出
用の抵抗を設け、ＤＣモータに流れる電流を電圧に変換
し、Ａ／Ｄコンバータで電圧を測定し基準値より検出電
圧が大きければＰＷＭのデューティーを下げることでＤ
Ｃモータへの過電流を防いでいる。
への入力電圧をパルスの周期を一定にして、ＯＮ時間を
変化させることで電圧を制御するＰＷＭ制御が多く使わ
れている。ＤＣモータの性能をフルに引き出すために
は、定格以上の電圧を印加することが必要となる。しか
し、ＤＣモータに定格以上の電圧を印加すると、ＤＣモ
ータの回転数によっては過電流によりＤＣモータを破壊
する原因となるため、ＤＣモータの駆動回路に電流検出
用の抵抗を設け、ＤＣモータに流れる電流を電圧に変換
し、Ａ／Ｄコンバータで電圧を測定し基準値より検出電
圧が大きければＰＷＭのデューティーを下げることでＤ
Ｃモータへの過電流を防いでいる。
【０００３】また、ＤＣモータに定格以上の電圧を印加
すると、発生トルクが過大となり、該ＤＣモータによる
駆動対象物が破損する原因となるため、ＤＣモータと駆
動対象物との間にトルクリミッタを設け、過大な発生ト
ルクの伝達を防いでいる。
すると、発生トルクが過大となり、該ＤＣモータによる
駆動対象物が破損する原因となるため、ＤＣモータと駆
動対象物との間にトルクリミッタを設け、過大な発生ト
ルクの伝達を防いでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた方法では、ＤＣモータに流れる電流を測定するため
に検出抵抗とＡ／Ｄコンバータが必要であり、かつ、Ｐ
ＷＭ制御では、トランジスタまたはＦＥＴがＯＮしてい
るときのみ検出抵抗に電流が流れるため、タイミング発
生回路が必要になりコストが高くなるという問題があっ
た。
べた方法では、ＤＣモータに流れる電流を測定するため
に検出抵抗とＡ／Ｄコンバータが必要であり、かつ、Ｐ
ＷＭ制御では、トランジスタまたはＦＥＴがＯＮしてい
るときのみ検出抵抗に電流が流れるため、タイミング発
生回路が必要になりコストが高くなるという問題があっ
た。
【０００５】また、トルクリミッタを設けることで、や
はりコストが高くなるという問題があった。
はりコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１にかかる発明は、ＤＣモータの速度を検
出する速度検出手段と、ＤＣモータへの入力電圧を保持
する保持手段と、前記速度検出手段が検出したＤＣモー
タの速度と、前記保持手段に保持された速度検出時のＤ
Ｃモータへの入力電圧から、該ＤＣモータに流れる電流
値を求める演算手段と、前記演算手段で求めた電流値
と、あらかじめ設定されている電流値の上限値とを比較
し、求めた電流値が上限値より大きい場合は、電流値が
上限値以下となるように入力電圧を制御する制御手段と
を備えたＤＣモータ制御装置である。
ため、請求項１にかかる発明は、ＤＣモータの速度を検
出する速度検出手段と、ＤＣモータへの入力電圧を保持
する保持手段と、前記速度検出手段が検出したＤＣモー
タの速度と、前記保持手段に保持された速度検出時のＤ
Ｃモータへの入力電圧から、該ＤＣモータに流れる電流
値を求める演算手段と、前記演算手段で求めた電流値
と、あらかじめ設定されている電流値の上限値とを比較
し、求めた電流値が上限値より大きい場合は、電流値が
上限値以下となるように入力電圧を制御する制御手段と
を備えたＤＣモータ制御装置である。
【０００７】請求項２にかかる発明は、ＤＣモータの速
度を検出する速度検出手段と、ＤＣモータへの入力電圧
を保持する保持手段と、前記速度検出手段が検出したＤ
Ｃモータの速度と、前記保持手段に保持された速度検出
時のＤＣモータへの入力電圧から、該ＤＣモータの発生
トルクを求める演算手段と、前記演算手段で求めた発生
トルクと、あらかじめ設定されている発生トルクの上限
値とを比較し、求めた発生トルクが上限値より大きい場
合は、発生トルクが上限値以下となるように入力電圧を
制御する制御手段とを備えたＤＣモータ制御装置であ
る。
度を検出する速度検出手段と、ＤＣモータへの入力電圧
を保持する保持手段と、前記速度検出手段が検出したＤ
Ｃモータの速度と、前記保持手段に保持された速度検出
時のＤＣモータへの入力電圧から、該ＤＣモータの発生
トルクを求める演算手段と、前記演算手段で求めた発生
トルクと、あらかじめ設定されている発生トルクの上限
値とを比較し、求めた発生トルクが上限値より大きい場
合は、発生トルクが上限値以下となるように入力電圧を
制御する制御手段とを備えたＤＣモータ制御装置であ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明のＤＣモータ制御装
置の第１の実施の形態を示すブロック図である。図にお
いて、１はＤＣモータ、２はＤＣモータ１を制御するＣ
ＰＵ、３はＣＰＵ２で実行されるプログラム等を記憶す
るＲＯＭ、４はＣＰＵ２がプログラムを実行する際のデ
ータ等を一時記憶するＲＡＭである。
置の第１の実施の形態を示すブロック図である。図にお
いて、１はＤＣモータ、２はＤＣモータ１を制御するＣ
ＰＵ、３はＣＰＵ２で実行されるプログラム等を記憶す
るＲＯＭ、４はＣＰＵ２がプログラムを実行する際のデ
ータ等を一時記憶するＲＡＭである。
【０００９】５はＣＰＵ２の指示を受けてＤＣモータ１
をＰＷＭ制御するための信号を生成して出力するＰＷＭ
制御回路、６はＰＷＭ制御回路５の出力を受けてＤＣモ
ータ１を駆動するモータドライバである。７はＤＣモー
タ１の出力軸に取り付けられたエンコーダ、８はエンコ
ーダ７の出力からＤＣモータ１の速度を検出する速度検
出回路である。
をＰＷＭ制御するための信号を生成して出力するＰＷＭ
制御回路、６はＰＷＭ制御回路５の出力を受けてＤＣモ
ータ１を駆動するモータドライバである。７はＤＣモー
タ１の出力軸に取り付けられたエンコーダ、８はエンコ
ーダ７の出力からＤＣモータ１の速度を検出する速度検
出回路である。
【００１０】ＣＰＵ２の出力は、ＰＷＭ制御回路５に接
続され、ＰＷＭ制御回路５の出力はモータドライバ６を
介してＤＣモータ１に接続される。そして、ＤＣモータ
１の出力軸にエンコーダ７が取り付けられ、エンコーダ
７の出力は速度検出回路８に接続され、速度検出回路８
の出力はＣＰＵ２に接続されている。これにより、ＣＰ
Ｕ２は速度情報のフィードバックを受けながら、ＤＣモ
ータ１の速度制御を行う。
続され、ＰＷＭ制御回路５の出力はモータドライバ６を
介してＤＣモータ１に接続される。そして、ＤＣモータ
１の出力軸にエンコーダ７が取り付けられ、エンコーダ
７の出力は速度検出回路８に接続され、速度検出回路８
の出力はＣＰＵ２に接続されている。これにより、ＣＰ
Ｕ２は速度情報のフィードバックを受けながら、ＤＣモ
ータ１の速度制御を行う。
【００１１】また、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４はそれぞれＣＰ
Ｕ２に接続され、該ＣＰＵ２はＲＯＭ３に格納してある
後述する制御ブロックに従いＤＣモータ１の制御を行
い、このとき、ＲＡＭ４に１サンプル前にＤＣモータ１
に印加した入力電圧を保持させる。図２は第１の実施の
形態のＤＣモータ制御装置の詳細を示す制御ブロック図
である。
Ｕ２に接続され、該ＣＰＵ２はＲＯＭ３に格納してある
後述する制御ブロックに従いＤＣモータ１の制御を行
い、このとき、ＲＡＭ４に１サンプル前にＤＣモータ１
に印加した入力電圧を保持させる。図２は第１の実施の
形態のＤＣモータ制御装置の詳細を示す制御ブロック図
である。
【００１２】２１はＤＣモータ１のブロック、２２はＲ
ＯＭ３にあらかじめ設定され、ＣＰＵ２で実行される制
御部のブロックである。ここで、ＬはＤＣモータ１のイ
ンダクタンス、ＲはＤＣモータ１の直流抵抗、Ｋｔはト
ルク定数、Ｊは慣性モーメント、Ｋｅは逆起電力定数を
示す。また、Ｚ-1は単位時間遅れ、Ｃ１は速度コントロ
ーラ、ＳＷはスイッチであり、上述した単位時間遅れ
は、ＲＡＭ４に１サンプル前の入力電圧を保持すること
で実現する。
ＯＭ３にあらかじめ設定され、ＣＰＵ２で実行される制
御部のブロックである。ここで、ＬはＤＣモータ１のイ
ンダクタンス、ＲはＤＣモータ１の直流抵抗、Ｋｔはト
ルク定数、Ｊは慣性モーメント、Ｋｅは逆起電力定数を
示す。また、Ｚ-1は単位時間遅れ、Ｃ１は速度コントロ
ーラ、ＳＷはスイッチであり、上述した単位時間遅れ
は、ＲＡＭ４に１サンプル前の入力電圧を保持すること
で実現する。
【００１３】以下に第１の実施の形態の動作を説明す
る。ＤＣモータ１の入力電圧Ｖｉ（Ｖ）とＤＣモータ１
に流れる電流Ｉｍ（Ａ）の関係は、ＤＣモータ１の速度
をω（ｒａｄ／ｓ）とすると、以下の（１）式で示され
る。
る。ＤＣモータ１の入力電圧Ｖｉ（Ｖ）とＤＣモータ１
に流れる電流Ｉｍ（Ａ）の関係は、ＤＣモータ１の速度
をω（ｒａｄ／ｓ）とすると、以下の（１）式で示され
る。
【００１４】
【数１】 Ｉｍ＝（Ｖｉ−Ｋｅ×ω）／Ｒ・・・（１） したがって、ＤＣモータ１の速度ωが測定できれば、Ｄ
Ｃモータ１に流れる電流Ｉｍを推定することができる。
ＤＣモータ１の起動時、ＣＰＵ２は与えられた目標速度
付近までフルデューティーでＤＣモータ１を駆動する。
このとき、エンコーダ７のスリットが１スリット経過す
る毎にＣＰＵ２に割り込みが入り、速度検出回路８はス
リットの経過時間を測定しＣＰＵ２に出力する。ＣＰＵ
２はスリットの経過時間からＤＣモータ１の速度を算出
する。
Ｃモータ１に流れる電流Ｉｍを推定することができる。
ＤＣモータ１の起動時、ＣＰＵ２は与えられた目標速度
付近までフルデューティーでＤＣモータ１を駆動する。
このとき、エンコーダ７のスリットが１スリット経過す
る毎にＣＰＵ２に割り込みが入り、速度検出回路８はス
リットの経過時間を測定しＣＰＵ２に出力する。ＣＰＵ
２はスリットの経過時間からＤＣモータ１の速度を算出
する。
【００１５】ＣＰＵ２は検出された速度と目標速度の偏
差から、あらかじめ決められている制御則によりＤＣモ
ータ１へのＰＷＭデューティーを算出し、出力すること
で速度制御を行う。今、測定された速度をωi 、１サン
プル前に出力してＲＡＭ４に保持している電圧値（ＰＷ
Ｍデューティーを電圧に換算した値）をＶi-1 とする
と、上記（１）式より、ＤＣモータ１に流れる電流Ｉｍ
（Ａ）を、以下の（２）式により推定することができ
る。
差から、あらかじめ決められている制御則によりＤＣモ
ータ１へのＰＷＭデューティーを算出し、出力すること
で速度制御を行う。今、測定された速度をωi 、１サン
プル前に出力してＲＡＭ４に保持している電圧値（ＰＷ
Ｍデューティーを電圧に換算した値）をＶi-1 とする
と、上記（１）式より、ＤＣモータ１に流れる電流Ｉｍ
（Ａ）を、以下の（２）式により推定することができ
る。
【００１６】
【数２】 Ｉｍ＝（Ｖi-1 −Ｋｅ×ωi ）／Ｒ・・・（２） このようにして推定されたＤＣモータ１に流れる電流Ｉ
ｍと電流リミット値Ｉｍａｘを比較し、Ｉｍ＞Ｉｍａｘ
であれば、ＤＣモータ１に流れる電流が設定値より大き
い状態であるので、以下に示す（３）式により補正電流
値ΔＶを求める。
ｍと電流リミット値Ｉｍａｘを比較し、Ｉｍ＞Ｉｍａｘ
であれば、ＤＣモータ１に流れる電流が設定値より大き
い状態であるので、以下に示す（３）式により補正電流
値ΔＶを求める。
【００１７】
【数３】ΔＶ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍ）×Ｒ・・・（３） そして、ＣＰＵ２はＳＷをＯＮすることで、現在の電圧
ＶｉからΔＶを引いてＤＣモータ１に出力することによ
り、ＤＣモータ１に流れる電流を設定値以下に制御する
ことができるようになる。
ＶｉからΔＶを引いてＤＣモータ１に出力することによ
り、ＤＣモータ１に流れる電流を設定値以下に制御する
ことができるようになる。
【００１８】また、推定された電流Ｉｍと電流リミット
値Ｉｍａｘを比較し、Ｉｍ≦Ｉｍａｘであれば、ＤＣモ
ータ１に流れる電流は設定値以下であるので、補正電圧
を求める必要がなく、そのままＶｉをＤＣモータ１に出
力する。以上の制御を繰り返すことにより、ＤＣモータ
１の起動時、ＤＣモータ１に流れる電流を設定された電
流値以下に制御することが可能となる。
値Ｉｍａｘを比較し、Ｉｍ≦Ｉｍａｘであれば、ＤＣモ
ータ１に流れる電流は設定値以下であるので、補正電圧
を求める必要がなく、そのままＶｉをＤＣモータ１に出
力する。以上の制御を繰り返すことにより、ＤＣモータ
１の起動時、ＤＣモータ１に流れる電流を設定された電
流値以下に制御することが可能となる。
【００１９】次に、ＤＣモータ１が一定速度で回転して
いるときを考える。一定速度で回転しているＤＣモータ
１に外力が加わると、速度制御により一定速度を保持す
るように、ＰＷＭデューティーを大きくする。したがっ
て、ＤＣモータ１に流れる電流が増加する。このとき、
上述したＤＣモータ１の起動時と同様に制御することに
より、ＤＣモータ１に流れる電流を設定された電流値以
下に制御することが可能となる。
いるときを考える。一定速度で回転しているＤＣモータ
１に外力が加わると、速度制御により一定速度を保持す
るように、ＰＷＭデューティーを大きくする。したがっ
て、ＤＣモータ１に流れる電流が増加する。このとき、
上述したＤＣモータ１の起動時と同様に制御することに
より、ＤＣモータ１に流れる電流を設定された電流値以
下に制御することが可能となる。
【００２０】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態によれば、速度制御ループとは別に、図２の２２
で示すように、ＤＣモータ１の速度とＤＣモータ１への
１サンプル前の入力電圧からＤＣモータ１に流れる電流
を推定するループを設けたので、ＤＣモータ１の起動時
の電流を設定された電流値以下に制御することが可能と
なり、また定速制御中においてもＤＣモータ１に流れる
電流を設定された電流値以下に制御することが可能とな
った。
の形態によれば、速度制御ループとは別に、図２の２２
で示すように、ＤＣモータ１の速度とＤＣモータ１への
１サンプル前の入力電圧からＤＣモータ１に流れる電流
を推定するループを設けたので、ＤＣモータ１の起動時
の電流を設定された電流値以下に制御することが可能と
なり、また定速制御中においてもＤＣモータ１に流れる
電流を設定された電流値以下に制御することが可能とな
った。
【００２１】そのために、特別な外部回路を必要とせず
に、ＤＣモータ１を過電流から保護することができるよ
うになり、装置のコストを低減できる。図３は本発明の
ＤＣモータ制御装置の第２の実施の形態を示すブロック
図である。図において、１はＤＣモータ、２はＤＣモー
タ１を制御するＣＰＵ、３はＣＰＵ２で実行されるプロ
グラム等を記憶するＲＯＭ、４はＣＰＵ２がプログラム
を実行する際のデータ等を一時記憶するＲＡＭである。
に、ＤＣモータ１を過電流から保護することができるよ
うになり、装置のコストを低減できる。図３は本発明の
ＤＣモータ制御装置の第２の実施の形態を示すブロック
図である。図において、１はＤＣモータ、２はＤＣモー
タ１を制御するＣＰＵ、３はＣＰＵ２で実行されるプロ
グラム等を記憶するＲＯＭ、４はＣＰＵ２がプログラム
を実行する際のデータ等を一時記憶するＲＡＭである。
【００２２】５はＣＰＵ２の指示を受けてＤＣモータ１
をＰＷＭ制御するための信号を生成して出力するＰＷＭ
制御回路、６はＰＷＭ制御回路５の出力を受けてＤＣモ
ータ１を駆動するモータドライバである。７はＤＣモー
タ１の出力軸に取り付けられたエンコーダ、８はエンコ
ーダ７の出力からＤＣモータ１の速度を検出する速度検
出回路である。９はタイマである。
をＰＷＭ制御するための信号を生成して出力するＰＷＭ
制御回路、６はＰＷＭ制御回路５の出力を受けてＤＣモ
ータ１を駆動するモータドライバである。７はＤＣモー
タ１の出力軸に取り付けられたエンコーダ、８はエンコ
ーダ７の出力からＤＣモータ１の速度を検出する速度検
出回路である。９はタイマである。
【００２３】ＣＰＵ２の出力は、ＰＷＭ制御回路５に接
続され、ＰＷＭ制御回路５の出力はモータドライバ６を
介してＤＣモータ１に接続される。そして、ＤＣモータ
１の出力軸にエンコーダ７が取り付けられ、エンコーダ
７の出力は速度検出回路８に接続され、速度検出回路８
の出力はＣＰＵ２に接続されている。これにより、ＣＰ
Ｕ２は速度情報のフィードバックを受けながら、ＤＣモ
ータ１の速度制御を行う。
続され、ＰＷＭ制御回路５の出力はモータドライバ６を
介してＤＣモータ１に接続される。そして、ＤＣモータ
１の出力軸にエンコーダ７が取り付けられ、エンコーダ
７の出力は速度検出回路８に接続され、速度検出回路８
の出力はＣＰＵ２に接続されている。これにより、ＣＰ
Ｕ２は速度情報のフィードバックを受けながら、ＤＣモ
ータ１の速度制御を行う。
【００２４】また、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４はそれぞれＣＰ
Ｕ２に接続され、該ＣＰＵ２はＲＯＭ３に格納してある
後述する制御ブロックに従いＤＣモータ１の制御を行
い、このとき、ＲＡＭ４に１サンプル前にＤＣモータ１
に印加した入力電圧を保持させる。さらに、タイマ９
は、設定された時間毎にＣＰＵ２に対して割り込みをか
ける。
Ｕ２に接続され、該ＣＰＵ２はＲＯＭ３に格納してある
後述する制御ブロックに従いＤＣモータ１の制御を行
い、このとき、ＲＡＭ４に１サンプル前にＤＣモータ１
に印加した入力電圧を保持させる。さらに、タイマ９
は、設定された時間毎にＣＰＵ２に対して割り込みをか
ける。
【００２５】図４は第２の実施の形態のＤＣモータ制御
装置の詳細を示す制御ブロック図である。２１はＤＣモ
ータ１のブロック、２３はＲＯＭ３にあらかじめ設定さ
れ、ＣＰＵ２で実行される制御部のブロックである。こ
こで、ＬはＤＣモータ１のインダクタンス、ＲはＤＣモ
ータ１の直流抵抗、Ｋｔはトルク定数、Ｊは慣性モーメ
ント、Ｋｅは逆起電力定数を示す。
装置の詳細を示す制御ブロック図である。２１はＤＣモ
ータ１のブロック、２３はＲＯＭ３にあらかじめ設定さ
れ、ＣＰＵ２で実行される制御部のブロックである。こ
こで、ＬはＤＣモータ１のインダクタンス、ＲはＤＣモ
ータ１の直流抵抗、Ｋｔはトルク定数、Ｊは慣性モーメ
ント、Ｋｅは逆起電力定数を示す。
【００２６】また、Ｚ-1は単位時間遅れ、Ｃ１は速度コ
ントローラ、ＳＷはスイッチであり、上述した単位時間
遅れは、ＲＡＭ４に１サンプル前の入力電圧を保持する
ことで実現する。以下に第２の実施の形態の動作を説明
する。ＤＣモータ１をフルデューティーで起動すると
き、ＤＣモータ１への外力が大きく該ＤＣモータ１が回
転しない状態を考える。この場合、エンコーダ７も回転
しないので、ＣＰＵ２に対して割り込みが入らない。タ
イマ９に設定した時間が経過すると、タイマ９からＣＰ
Ｕ２に対して割り込みが入る。タイマ９からの割り込み
が入ると、ＣＰＵ２は以下に示す（４）式よりＤＣモー
タ１の発生トルク（Ｔｍ）を推定する。なお、ωi はＤ
Ｃモータ１の速度である。
ントローラ、ＳＷはスイッチであり、上述した単位時間
遅れは、ＲＡＭ４に１サンプル前の入力電圧を保持する
ことで実現する。以下に第２の実施の形態の動作を説明
する。ＤＣモータ１をフルデューティーで起動すると
き、ＤＣモータ１への外力が大きく該ＤＣモータ１が回
転しない状態を考える。この場合、エンコーダ７も回転
しないので、ＣＰＵ２に対して割り込みが入らない。タ
イマ９に設定した時間が経過すると、タイマ９からＣＰ
Ｕ２に対して割り込みが入る。タイマ９からの割り込み
が入ると、ＣＰＵ２は以下に示す（４）式よりＤＣモー
タ１の発生トルク（Ｔｍ）を推定する。なお、ωi はＤ
Ｃモータ１の速度である。
【００２７】
【数４】 Ｔｍ＝（Ｖi-1 −Ｋｅ×ωi ）×Ｋｔ／Ｒ・・・（４） ここで、ＤＣモータ１への外力が大きく該ＤＣモータ１
が回転しない状態では、ωi ＝０であるので、上述した
（４）式は、以下の（５）式のようになる。
が回転しない状態では、ωi ＝０であるので、上述した
（４）式は、以下の（５）式のようになる。
【００２８】
【数５】Ｔｍ＝Ｖi-1 ×Ｋｔ／Ｒ・・・（５） このようにして推定されたＤＣモータ１の発生トルクＴ
ｍとトルクリミット値Ｔｍａｘを比較し、Ｔｍ＞Ｔｍａ
ｘであれば、ＤＣモータ１の発生トルクが設定値より大
きい状態であるので、以下に示す（６）式により補正電
流値ΔＶを求める。
ｍとトルクリミット値Ｔｍａｘを比較し、Ｔｍ＞Ｔｍａ
ｘであれば、ＤＣモータ１の発生トルクが設定値より大
きい状態であるので、以下に示す（６）式により補正電
流値ΔＶを求める。
【００２９】
【数６】 ΔＶ＝（Ｔｍａｘ−Ｔｍ）×Ｒ／Ｋｔ・・・（６） そして、ＣＰＵ２はＳＷをＯＮすることで、現在の電圧
ＶｉからΔＶを引いてＤＣモータ１に出力することによ
り、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以下に制御する
ことができるようになる。
ＶｉからΔＶを引いてＤＣモータ１に出力することによ
り、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以下に制御する
ことができるようになる。
【００３０】また、推定されたトルクＴｍとトルクリミ
ット値Ｔｍａｘを比較し、Ｔｍ≦Ｔｍａｘであれば、Ｄ
Ｃモータ１の発生トルクは設定値以下であるので、補正
電圧を求める必要がなく、そのままＶｉをＤＣモータ１
に出力する。なお、上述した例では、起動時にＤＣモー
タ１への外力が大きく該ＤＣモータ１が回転しない状態
を考えたが、ある速度で回転する場合でも同様であり、
この場合は、（４）式により発生トルクＴｍを推定し、
Ｔｍ＞Ｔｍａｘであれば、ＤＣモータ１の発生トルクが
設定値より大きい状態であるので、上述した（６）式に
より補正電流値ΔＶを求め、現在の電圧ＶｉからΔＶを
引いてＤＣモータ１に出力することにより、ＤＣモータ
１の発生トルクを設定値以下に制御することができるよ
うになる。
ット値Ｔｍａｘを比較し、Ｔｍ≦Ｔｍａｘであれば、Ｄ
Ｃモータ１の発生トルクは設定値以下であるので、補正
電圧を求める必要がなく、そのままＶｉをＤＣモータ１
に出力する。なお、上述した例では、起動時にＤＣモー
タ１への外力が大きく該ＤＣモータ１が回転しない状態
を考えたが、ある速度で回転する場合でも同様であり、
この場合は、（４）式により発生トルクＴｍを推定し、
Ｔｍ＞Ｔｍａｘであれば、ＤＣモータ１の発生トルクが
設定値より大きい状態であるので、上述した（６）式に
より補正電流値ΔＶを求め、現在の電圧ＶｉからΔＶを
引いてＤＣモータ１に出力することにより、ＤＣモータ
１の発生トルクを設定値以下に制御することができるよ
うになる。
【００３１】以上の制御を繰り返すことにより、ＤＣモ
ータ１の起動時、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以
下に制御することが可能となる。次に、ＤＣモータ１が
一定速度で回転しているときを考える。一定速度で回転
しているＤＣモータ１に外力が加わると、速度制御によ
り一定速度を保持するように、ＰＷＭデューティーを大
きくする。したがって、ＤＣモータ１に流れる電流が増
加し、ＤＣモータ１の発生トルクが増加する。このと
き、上述したＤＣモータ１の起動時と同様に制御するこ
とにより、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以下に制
御することが可能となる。
ータ１の起動時、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以
下に制御することが可能となる。次に、ＤＣモータ１が
一定速度で回転しているときを考える。一定速度で回転
しているＤＣモータ１に外力が加わると、速度制御によ
り一定速度を保持するように、ＰＷＭデューティーを大
きくする。したがって、ＤＣモータ１に流れる電流が増
加し、ＤＣモータ１の発生トルクが増加する。このと
き、上述したＤＣモータ１の起動時と同様に制御するこ
とにより、ＤＣモータ１の発生トルクを設定値以下に制
御することが可能となる。
【００３２】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態によれば、速度制御ループとは別に、図４に２３
で示すようにＤＣモータ１の速度とＤＣモータ１への１
サンプル前の入力電圧からＤＣモータ１の発生トルクを
推定するループを設けたので、ＤＣモータ１の起動時の
発生トルクを設定された値以下に制御することが可能と
なり、また定速制御中においてもＤＣモータ１の発生ト
ルクを設定された値以下に制御することが可能となっ
た。
の形態によれば、速度制御ループとは別に、図４に２３
で示すようにＤＣモータ１の速度とＤＣモータ１への１
サンプル前の入力電圧からＤＣモータ１の発生トルクを
推定するループを設けたので、ＤＣモータ１の起動時の
発生トルクを設定された値以下に制御することが可能と
なり、また定速制御中においてもＤＣモータ１の発生ト
ルクを設定された値以下に制御することが可能となっ
た。
【００３３】そのために、特別な外部回路を必要とせず
に、ＤＣモータの発生トルクを制御することが可能で、
トルクリミッタを設けることなくモータの駆動対象を保
護することができるようになり、装置のコストを低減で
きる。
に、ＤＣモータの発生トルクを制御することが可能で、
トルクリミッタを設けることなくモータの駆動対象を保
護することができるようになり、装置のコストを低減で
きる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
にかかる発明では、ＤＣモータの速度と該ＤＣモータへ
の１サンプル前の入力電圧から、ＤＣモータに流れる電
流値を推定することとしたので、特別な外部回路を必要
とせずに、ＤＣモータに流れる電流値があらかじめ設定
されている上限値を越えないように制御することがで
き、低コストで、ＤＣモータを過電流から保護できるＤ
Ｃモータ制御装置を提供できる。
にかかる発明では、ＤＣモータの速度と該ＤＣモータへ
の１サンプル前の入力電圧から、ＤＣモータに流れる電
流値を推定することとしたので、特別な外部回路を必要
とせずに、ＤＣモータに流れる電流値があらかじめ設定
されている上限値を越えないように制御することがで
き、低コストで、ＤＣモータを過電流から保護できるＤ
Ｃモータ制御装置を提供できる。
【００３５】また、本発明の請求項２にかかる発明で
は、ＤＣモータの速度と該ＤＣモータへの１サンプル前
の入力電圧から、ＤＣモータの発生トルクを推定するこ
ととしたので、特別な外部回路を必要とせずに、ＤＣモ
ータの発生トルクがあらかじめ設定されている上限値を
越えないように制御することができ、低コストで、ＤＣ
モータの駆動対象を過大な発生トルクから保護できるＤ
Ｃモータ制御装置を提供でき、ＤＣモータの制御段階で
発生トルクを制御することで、トルクリミッタを省略で
きれば、装置全体のコストを下げることができる。
は、ＤＣモータの速度と該ＤＣモータへの１サンプル前
の入力電圧から、ＤＣモータの発生トルクを推定するこ
ととしたので、特別な外部回路を必要とせずに、ＤＣモ
ータの発生トルクがあらかじめ設定されている上限値を
越えないように制御することができ、低コストで、ＤＣ
モータの駆動対象を過大な発生トルクから保護できるＤ
Ｃモータ制御装置を提供でき、ＤＣモータの制御段階で
発生トルクを制御することで、トルクリミッタを省略で
きれば、装置全体のコストを下げることができる。
【図１】本発明のＤＣモータ制御装置の第１の実施の形
態を示すブロック図
態を示すブロック図
【図２】第１の実施の形態のＤＣモータ制御装置の詳細
を示す制御ブロック図
を示す制御ブロック図
【図３】本発明のＤＣモータ制御装置の第２の実施の形
態を示すブロック図
態を示すブロック図
【図４】第２の実施の形態のＤＣモータ制御装置の詳細
を示す制御ブロック図
を示す制御ブロック図
１ ＤＣモータ ２ ＣＰＵ ３ ＲＯＭ ５ ＰＷＭ制御回路 ７ エンコーダ ８ 速度検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 和則 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H571 BB07 FF01 GG02 GG04 HD02 JJ03 JJ17 JJ18 JJ25 JJ28 KK06 LL07 LL22 MM02
Claims (2)
- 【請求項１】 ＤＣモータの速度を検出する速度検出手
段と、 ＤＣモータへの入力電圧を保持する保持手段と、 前記速度検出手段が検出したＤＣモータの速度と、前記
保持手段に保持された速度検出時のＤＣモータへの入力
電圧から、該ＤＣモータに流れる電流値を求める演算手
段と、 前記演算手段で求めた電流値が、あらかじめ設定されて
いる電流値の上限値以下となるようにＤＣモータを制御
する制御手段とを備えたことを特徴とするＤＣモータ制
御装置。 - 【請求項２】 ＤＣモータの速度を検出する速度検出手
段と、 ＤＣモータへの入力電圧を保持する保持手段と、 前記速度検出手段が検出したＤＣモータの速度と、前記
保持手段に保持された速度検出時のＤＣモータへの入力
電圧から、該ＤＣモータの発生トルクを求める演算手段
と、 前記演算手段で求めた発生トルクが、あらかじめ設定さ
れている発生トルクの上限値以下となるようにＤＣモー
タを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするＤＣ
モータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042242A JP2000245187A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Ｄｃモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11042242A JP2000245187A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Ｄｃモータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000245187A true JP2000245187A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12630570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11042242A Pending JP2000245187A (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | Ｄｃモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000245187A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1739823A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-03 | Delphi Technologies, Inc. | Current limiting strategy |
| JP2012060830A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Ricoh Co Ltd | サーボ制御装置および画像形成装置、並びにサーボ制御プログラム |
-
1999
- 1999-02-19 JP JP11042242A patent/JP2000245187A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1739823A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-03 | Delphi Technologies, Inc. | Current limiting strategy |
| JP2012060830A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Ricoh Co Ltd | サーボ制御装置および画像形成装置、並びにサーボ制御プログラム |
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