JP2001208565A - モータ回転軸の絶対位置検出方法 - Google Patents
モータ回転軸の絶対位置検出方法Info
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Abstract
モータ回転軸の絶対回転位置を検出可能なモータ回転軸
の絶対位置検出方法を提案すること。 【解決手段】 N極のACサーボモータの絶対位置検出
方法では、モータ駆動制御に採用されている磁極位置検
出用の自動力率検知方式によりるモータ1回転当たりN
/2個発生する磁極原点を求める。また、モータ回転軸
に取り付けた磁気誘導型センサからはモータ1回転当た
りn周期の検出信号を得る。この検出信号におけるn周
期分の信号波形のそれぞれが、モータ1回転当たり何番
めに現れるものであるのかを、N/2個の磁極位置に基
づき特定する。高分解能化するために複数のセンサを用
いる必要が無いので、コスト高および寸法増加を招くこ
となく、高分解能のアブソリュートセンサを実現でき
る。
Description
を用いて、モータ回転軸の絶対回転位置を高分解能で検
出可能なモータ回転軸の絶対位置検出方法に関するもの
である。
号波形の1周期内において、絶対回転角度位置を検出可
能である。これは、2相のセンサ出力信号から合成され
る位相信号と、センサ励磁信号との位相差から角度を検
出する原理に基づいている。また、信号1周期内の位置
の分解能は、信号検出回路の分解能に依存している。
トであるとすると、検出対象の回転軸1回転で、センサ
出力信号周期が1周期となる磁気誘導型センサ(以下、
このセンサを1Xセンサと呼ぶ。)の場合には、回転軸
1回転内での絶対角度位置を検出することができるの
で、12ビットのアブソリュートセンサを実現できる。
このセンサを高分解能化するためには、回転軸1回転当
たりのセンサ検出信号周期を増やせばよい。
ンサ検出信号を発生させると、分解能は、12ビットの
16倍(2の4乗倍)、すなわち16ビットになる。し
かしながら、このように分解能を高めると、回転軸1回
転当たりに発生するセンサ出力信号の各周期が16周期
分のうちの何番目のものであるのかを特定できないの
で、絶対回転位置検出ができない。
化するために、複数のセンサを組み合わせて用いる方法
が採用されている。例えば、1Xセンサと多極センサの
組み合わせや、n極および(n+1)極の多極センサの
組み合わせ等が知られている。
うな従来の方法は、2つ以上のセンサが必要となるとと
もに、各センサの信号検出回路も必要となるので、コス
ト高となり、また寸法も大型化してしまう。
みて、コスト高および寸法増加を招くことなく高分解能
化を達成可能なモータ回転軸の絶対位置検出方法を提案
することにある。
モータにおける磁極位置検出方法の一つである自動力率
検出方式に着目し、当該方式により検出される磁極原点
と、磁気誘導型センサによる検出信号とを組み合わせる
ことにより、高分解能で絶対回転位置を検出できるよう
にしている。
置検出方法では、ACサーボモータの極数をN(N:正
の偶数)とし、当該ACサーボモータの回転軸に取り付
けた磁気誘導型センサの出力信号における回転軸1回転
当たりの周期をn(n:2以上の整数)とし、a(N/
2)≠bn(a,bは整数)の関係を満たすようにNお
よびnを設定する。
に現れる(N/2)個の磁極原点を、自動力率検知方式
により求め、前記磁気誘導型センサから得られる前記回
転軸1回転毎に現れるn周期分の検出信号波形の各波形
が何番目のものであるのかを、前記(N/2)個の磁極
原点位置に基づき特定し、これにより、前記磁気誘導型
センサの検出信号に基づき、前記回転軸の絶対位置を検
出することを特徴としている。
によるモータ回転軸の絶対位置検出方法を更に詳しく説
明する。
転励磁磁界を同期させるために、磁極位置を検出する必
要があり、そのために、一般的にはCSセンサと呼ばれ
る磁極センサが取り付けられるが、磁極センサを用いる
ことなく磁極位置を検出するための方法として自動力率
検知方式が知られている。この方式は、モータコイルに
流す電流と、それによって発生する回転トルクとからロ
ータの回転位置を検出するものであり、この方式を採用
することにより、励磁原点を検出することができる。
るので、磁気誘導型センサと組み合わせることにより、
絶対回転位置を検出可能になる。一例として、8極のA
Cサーボモータと、3Xセンサ(回転軸1回転当たり3
周期の検出信号が得られる磁気誘導型センサ)とを組み
合わせた場合を例に挙げて検出原理を説明する。
ボモータのコイル誘起電圧にはロータ1回転当たり励磁
原点が4回現れる。すなわち、機械角で90度毎に励磁
原点が現れる。これに対して、図1(b)に示すよう
に、3Xセンサの検出信号はロータ1回転当たり3周期
の検出信号であるので、機械角120度内において絶対
回転角度位置を検出可能である。
側から見た励磁原点1、2、3、4は、その場所毎に位
置を特定できる。すなわち、3Xセンサにおける回転軸
1回転毎に発生する3周期分の検出信号波形のぞれぞれ
が、3周期のうちの何番めのものであるかを特定でき
る。よって、励磁原点を利用することにより、磁気誘導
型センサのみを用いて高分解能のアブソリュートセンサ
を実現できる。
実現可能な条件は、ACサーボモータの極数をN、磁気
誘導型センサの回転軸1回転当たりの信号周期をnとす
ると、 a(N/2)≠bn (a,b:整数) である。
転軸の絶対位置検出方法では、ACサーボモータの自動
力率検知方式により検出される励磁原点を利用すること
により、モータ回転軸1回転当たり多周期の検出信号を
発生する磁気誘導型センサのみを用いて、高分解能でモ
ータ回転軸の絶対位置を検出できる。よって、コスト
高、寸法の増加を招くことなく、高分解能のアブソリュ
ートセンサを実現できる。
検出信号との関係を示す信号波形図である。
を示すためのグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 ACサーボモータの極数をN(N:正の
偶数)とし、当該ACサーボモータの回転軸に取り付け
た磁気誘導型センサの出力信号における回転軸1回転当
たりの周期をn(n:2以上の整数)とし、a(N/
2)≠bn(a,bは整数)の関係を満たすようにNお
よびnを設定し、 前記ACサーボモータの1回転毎に現れる(N/2)個
の磁極原点を、自動力率検知方式により求め、 前記磁気誘導型センサから得られる前記回転軸1回転毎
に現れるn周期分の検出信号波形の各波形が何番目のも
のであるのかを、前記(N/2)個の磁極原点位置に基
づき特定し、 前記磁気誘導型センサの検出信号に基づき、前記回転軸
の絶対位置を検出することを特徴とするモータ回転軸の
絶対位置検出方法。
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