JP2001268968A - Acサーボモータ駆動装置 - Google Patents

Acサーボモータ駆動装置

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JP2001268968A
JP2001268968A JP2000075783A JP2000075783A JP2001268968A JP 2001268968 A JP2001268968 A JP 2001268968A JP 2000075783 A JP2000075783 A JP 2000075783A JP 2000075783 A JP2000075783 A JP 2000075783A JP 2001268968 A JP2001268968 A JP 2001268968A
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servomotor
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JP2000075783A
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English (en)
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Kiyotaka Ukon
清隆 右近
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 零次ホールドされた電流指令に起因するAC
サーボモータのトルクリップルを除去する。 【解決手段】 直線関数発生装置7は、所定のサンプリ
ング周期毎に電流指令値作成装置から出力されている今
回のサンプリング時刻での電流指令値と指令電流予測値
計算装置8から出力されている次回のサンプリング時刻
での予測電圧指令値との間を結ぶことによって作成され
る直線関数に基づいて、現在の時刻での直線関数の値を
電流指令値として電流制御装置2に出力している。その
ため、ACサーボモータ3を駆動する電流指令を理想的
な電流指令に近似することができ、ACサーボモータの
回転をトルクリップルの少ない滑らかなものにすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ACサーボモータ
を駆動するためのACサーボモータ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、3相のACサーボモータは、1
20°の位相差を有する電流がモータのU相、V相、W
相にそれぞれ流されることによって駆動される。
【0003】ACサーボモータに発生するトルクが一定
であったときには、各相の電流は図4に示すような正弦
波となっている。ACサーボモータに発生するトルクは
その正弦波の振幅の値によって決まり、ACサーボモー
タの回転角速度はその正弦波の角速度の値によって決ま
る。また、各相の電流の値は、そのときの各相のコイル
と磁極の角度である磁極位置とのなす角度によって決ま
る。
【0004】図5は、従来のACサーボモータ駆動装置
の構成を示すブロック図である。図5に示すように、従
来のACサーボモータ駆動装置は、電流値指令装置1
と、電流制御装置2と、ACサーボモータ3と、回転角
度検出器4と、磁極位置計算装置5とから構成されてい
る。ACサーボモータ3と回転角度検出器4とは機械的
に結合されており、回転角度検出器4はACサーボモー
タ3の回転角度を検出している。磁極位置計算装置5
は、回転角度検出器4によって検出されたACサーボモ
ータ3の回転角度を入力してACサーボモータ3の磁極
位置を電流値指令装置1に出力している。
【0005】電流値指令装置1は、所定のサンプリング
周期T毎に以下の動作を行う。まず、電流値指令装置1
は、上位装置(不図示)からのトルク指令値と磁極位置
計算装置5から出力されたACサーボモータ3の磁極位
置とに基づいてACサーボモータ3の各相に流すべき電
流の電流指令値を計算する。そして、電流値指令装置1
は、その電流指令値を電流制御装置2に出力する。電流
値指令装置1は、次回のサンプリング時刻になるまで、
電流制御装置2への電流指令値の出力を保持している。
【0006】図6は、従来のACサーボモータ駆動装置
の電流値指令装置1から出力される各相のうち1相の電
流指令の波形を示すグラフである。前述のように、電流
値指令装置1から出力される各相の電流指令は所定のサ
ンプリング周期Tだけ保持され、所定のサンプリング周
期T毎に更新されている。したがって、図6に示すよう
に、各相の実際の電流指令値は零次ホールド化された離
散値的な波形となる。実際の電流指令と理想的な電流指
令とを比較した場合、実際の電流指令は周期Tのリップ
ル成分を含んだものであると見なすことができる。
【0007】電流制御装置2はアナログの制御装置であ
り、電流値指令装置1によって電流指令値の出力が保持
されている間にも、電流制御装置2はその電流指令値に
基づいてACサーボモータ3を制御している。つまり、
電流制御装置2には、リップル成分を含んだ実際の電流
指令が入力されることになり、その結果、ACサーボモ
ータ3にはトルクリップルが発生するようになる。この
トルクリップルは、ACサーボモータ3の振動や発熱の
原因となり、ACサーボモータ3の効率の低下の原因と
なることが一般的に知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のACサーボモータ駆動装置では、零次ホールド化され
た電流指令値によってACサーボモータを駆動してい
た。そのため、電流指令は一定周期のリップル成分を含
むものとなり、ACサーボモータにトルクリップルが発
生する。すると、ACサーボモータにトルクリップルに
起因する振動や発熱が発生し、ACサーボモータの効率
が低下してしまうという問題があった。
【0009】本発明は、零次ホールドされた電流指令に
起因するACサーボモータのトルクリップルを除去する
ことができる電流値指令装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、ACサーボモータと、該ACサーボモー
タの回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記AC
サーボモータの回転角度から前記ACサーボモータの磁
極位置を計算する磁極位置計算手段と、前記ACサーボ
モータの回転角度から前記ACサーボモータの回転角速
度を計算する回転角速度計算手段と、上位装置からのト
ルク指令値と前記ACサーボモータの磁極位置とに基づ
いて前記ACサーボモータへの電流指令値を所定のサン
プリング周期毎に計算して該電流指令値を出力し、前記
所定のサンプリング周期中は該電流値の出力を保持する
電流値指令手段と、入力されている電流指令値によって
前記ACサーボモータを制御する電流制御手段と、前記
所定のサンプリング周期毎に前記トルク指令と前記AC
サーボモータの磁極位置と前記ACサーボモータの回転
角速度とに基づいて次回のサンプリング時刻における予
測電流指令値を計算する指令電流予測値計算手段と、前
記電流指令値作成手段から出力されている今回のサンプ
リング時刻での電流指令値と次回のサンプリング時刻で
の前記予測電流指令値との間を結ぶことによって作成さ
れる直線関数に基づいて、現在の時刻での該直線関数の
値を電流指令値として前記電流制御装置に出力する直線
関数発生手段とを備える。
【0011】本発明のACモータ駆動装置では、指令電
流予測値計算手段と直線関数発生手段とを用いて、電流
制御手段に入力される電流指令値を、今回のサンプリン
グ時刻における電流指令値と次回のサンプリング時刻に
おける予測電流指令値との間で直線補間された電流指令
値としている。こうすることによって、本発明のACモ
ータ駆動装置では、ACサーボモータを駆動するための
電流指令をリップル成分が少ない滑らかなものにするこ
とができる。したがって、本発明のACモータ駆動装置
では、電流指令のリップル成分に起因するACサーボモ
ータにおけるトルクリップルの発生を抑制し、トルクリ
ップルに起因するACサーボモータの振動や発熱の発生
を抑制し、ACサーボモータの効率を向上させることが
できる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態のACサーボ
モータ駆動装置について図面を参照して詳細に説明す
る。全図において、同一の符号がつけられている構成要
素は、すべて同一のものを示す。
【0013】図1は、本実施形態のACサーボモータ駆
動装置の構成を示すブロック図である。図1に示すよう
に、本実施形態のACサーボモータ駆動装置は、電流値
指令装置1と、電流制御装置2と、ACサーボモータ3
と、回転角度検出器4と、磁極位置計算装置5と、直線
関数発生装置7と、指令電流予測値計算装置8と、回転
角速度計算装置9とから構成されている。ACサーボモ
ータ3と回転角度検出器4とは機械的に結合されてお
り、回転角度検出器4と磁極位置計算装置5と電流値指
令装置1とは、前述のとおりの動作を行う。また、回転
角速度計算装置9は、回転角度検出器4によって検出さ
れたACサーボモータ3の回転角度から既知の技術であ
る差分や微分などの方法を用いてACサーボモータ3の
回転角速度を計算する。
【0014】指令電流予測値計算装置8は、所定のサン
プリング周期T毎に以下に示す動作を行う。まず、磁極
位置計算装置5から出力されているACサーボモータ3
の磁極位置と、回転角速度計算装置9から出力されてい
るACサーボモータ3の回転角速度とから、次回のサン
プリング時刻におけるACサーボモータ3の予測磁極位
置を計算する。そしてその予測磁極位置と前述のトルク
指令値から次回のサンプリング時刻における予測電流指
令値を計算し、その予測電流指令値を出力する。
【0015】直線関数発生装置7は、所定のサンプリン
グ周期毎に電流値指令装置1から出力されている今回の
サンプリング時刻での電流指令値と指令電流予測値計算
装置8から出力されている次回のサンプリング時刻での
予測電圧指令値との間を結ぶ直線関数を作成する。そし
て、直線関数発生装置7は、その直線関数に基づいて、
現在の時刻での直線関数の値を電流指令値として電流制
御装置2に出力している。
【0016】図2は、本実施形態のACサーボモータ駆
動装置における直線関数発生装置7で作成される直線関
数を示すグラフである。直線関数発生装置7は、まず、
電流値指令装置1から出力される電流指令値Y1と指令
電流予測値計算装置8から出力される予測電流指令値Y
2とを入力し、それらと今回のサンプリング時刻t1と時
刻t1から時間Tだけ経過後の次回のサンプリング時刻
2とから(t1、Y1)と(t2、Y2)とを結ぶ直線関
数を作成する。そして、現在の時刻t3での直線関数の
値Y3を電流制御装置2への電流指令値として出力して
いる。
【0017】図3は、本実施形態のACサーボモータ駆
動装置における直線関数発生装置7から出力される各相
の電流指令の波形を示すグラフである。図3に示すよう
に、所定のサンプリング周期T間の電流指令値は、電流
値指令装置1によって保持された電流指令値と指令電流
予測値計算装置8から出力される電流指令の予測値との
間を直線補間したものとなっている。そのため、電流制
御装置2に入力される電流指令は、理想的な電流指令値
に近似される。
【0018】以上述べたように、本実施形態のACサー
ボモータ駆動装置では、次回の電流指令値を予測して、
現在の電流指令値と予測された次回の電流指令値との間
で直線補間された電流指令値によってACサーボモータ
3が駆動される。そのため、ACサーボモータ3を駆動
する電流指令を理想的な電流指令に近似することがで
き、ACサーボモータ3の回転をトルクリップルの少な
い滑らかなものにすることができる。したがって、本実
施形態のACサーボモータ駆動装置では、トルクリップ
ルに起因するACサーボモータ3の振動や発熱の発生を
抑制し、ACサーボモータ3の効率を向上させることが
できる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のACサーボ
モータ駆動装置では、次回の電流指令値を予測して、現
在の電流指令値と予測された次回の電流指令値との間で
直線補間され、理想的な電流指令に近似された電流指令
値によってACサーボモータを駆動することによって、
ACサーボモータの回転をトルクリップルの少ない滑ら
かなものにすることができるため、トルクリップルに起
因するACサーボモータの振動や発熱の発生を抑制し、
ACサーボモータの効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のACサーボモータ駆動装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態のACサーボモータ駆動装
置における直線関数発生装置で作成される直線関数を示
すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態のACサーボモータ駆動装
置における電流制御装置に入力される各相の電流指令の
波形を示すグラフである。
【図4】ACサーボモータに流れる電流波形を示すグラ
フである。
【図5】従来のACサーボモータ駆動装置の構成を示す
ブロック図である。
【図6】従来のACサーボモータ駆動装置の電流値指令
装置から出力される各相のうち1相の電流指令の波形を
示すグラフである。
【符号の説明】
1 電流値指令装置 2 電流制御装置 3 ACサーボモータ 4 回転角度検出器 5 磁極位置計算装置 7 直線関数発生装置 8 指令電流予測値計算装置 9 回転角速度計算装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ACサーボモータと、 該ACサーボモータの回転角度を検出する回転角度検出
    手段と、 前記ACサーボモータの回転角度から前記ACサーボモ
    ータの磁極位置を計算する磁極位置計算手段と、 前記ACサーボモータの回転角度から前記ACサーボモ
    ータの回転角速度を計算する回転角速度計算手段と、 上位装置からのトルク指令値と前記ACサーボモータの
    磁極位置とに基づいて前記ACサーボモータへの電流指
    令値を所定のサンプリング周期毎に計算して該電流指令
    値を出力し、前記所定のサンプリング周期中は該電流値
    の出力を保持する電流値指令手段と、 入力されている電流指令値によって前記ACサーボモー
    タを制御する電流制御手段と、 前記所定のサンプリング周期毎に前記トルク指令と前記
    ACサーボモータの磁極位置と前記ACサーボモータの
    回転角速度とに基づいて次回のサンプリング時刻におけ
    る予測電流指令値を計算する指令電流予測値計算手段
    と、 前記電流指令値作成手段から出力されている今回のサン
    プリング時刻での電流指令値と次回のサンプリング時刻
    での前記予測電流指令値との間を結ぶことによって作成
    される直線関数に基づいて、現在の時刻での該直線関数
    の値を電流指令値として前記電流制御装置に出力する直
    線関数発生手段とを備えるACサーボモータ駆動装置。
JP2000075783A 2000-03-17 2000-03-17 Acサーボモータ駆動装置 Pending JP2001268968A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7496415B2 (en) 2005-05-31 2009-02-24 Hitachi Via Mechanics, Ltd. Digital servo control unit and laser machining apparatus
JP2013502893A (ja) * 2009-08-20 2013-01-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電気モータを駆動させるための方法と装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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