JP2003299380A - 同期電動機における磁極軸のずれの補正方法 - Google Patents
同期電動機における磁極軸のずれの補正方法Info
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- JP2003299380A JP2003299380A JP2002094685A JP2002094685A JP2003299380A JP 2003299380 A JP2003299380 A JP 2003299380A JP 2002094685 A JP2002094685 A JP 2002094685A JP 2002094685 A JP2002094685 A JP 2002094685A JP 2003299380 A JP2003299380 A JP 2003299380A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｚ相のハードウエアの追加無しで同期電動機
における磁極軸のずれを補正できる補正方法を提供す
る。 【解決手段】 シリアルフォーマットデータとＡ相Ｂ相
インクリメントデータとを出力することのできる省線タ
イプのアブソリュートエンコーダ付き同期電動機におけ
る磁極軸のずれの補正方法である。Ａ相Ｂ相インクリメ
ントデータから得られる回転磁極の移動量と前回の回転
磁極位置とを加算するステップＳ１６と、加算により得
られた回転磁極位置とシリアルフォーマットデータによ
る絶対位置との偏差を判別するステップＳ１７、Ｓ２０
とを含み、前記偏差が正の場合には回転磁極位置を所定
値だけ減らす方向に補正するためのステップＳ１９を実
行し、前記偏差が負の場合には回転磁極位置を所定値だ
け増やす方向に補正するためのステップＳ２１を実行す
る。
における磁極軸のずれを補正できる補正方法を提供す
る。 【解決手段】 シリアルフォーマットデータとＡ相Ｂ相
インクリメントデータとを出力することのできる省線タ
イプのアブソリュートエンコーダ付き同期電動機におけ
る磁極軸のずれの補正方法である。Ａ相Ｂ相インクリメ
ントデータから得られる回転磁極の移動量と前回の回転
磁極位置とを加算するステップＳ１６と、加算により得
られた回転磁極位置とシリアルフォーマットデータによ
る絶対位置との偏差を判別するステップＳ１７、Ｓ２０
とを含み、前記偏差が正の場合には回転磁極位置を所定
値だけ減らす方向に補正するためのステップＳ１９を実
行し、前記偏差が負の場合には回転磁極位置を所定値だ
け増やす方向に補正するためのステップＳ２１を実行す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は同期電動機の回転中
における磁極軸のずれを補正する方法に関する。
における磁極軸のずれを補正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、同期電動機は内部に永久
磁石を有し、その永久磁石の位置が励磁する軸（磁極
軸）となる。そして、この磁極軸を検出しなければ、磁
極軸と直交する（９０度回転）トルク軸にトルクが不足
する現象に陥る。よって、磁極軸を検出するために同期
電動機にはエンコーダが取付けられている。
磁石を有し、その永久磁石の位置が励磁する軸（磁極
軸）となる。そして、この磁極軸を検出しなければ、磁
極軸と直交する（９０度回転）トルク軸にトルクが不足
する現象に陥る。よって、磁極軸を検出するために同期
電動機にはエンコーダが取付けられている。
【０００３】一般的なエンコーダの種類として、絶対位
置を認識できるアブソリュートエンコーダと相対位置を
認識できるインクリメントエンコーダとがある。
置を認識できるアブソリュートエンコーダと相対位置を
認識できるインクリメントエンコーダとがある。
【０００４】同期電動機の場合は磁極軸を検出する必要
があるので、絶対位置を認識できるアブソリュートエン
コーダの方が取り扱い易いメリットがあるが、インクリ
メントエンコーダに比べて若干高価となるデメリットが
ある。
があるので、絶対位置を認識できるアブソリュートエン
コーダの方が取り扱い易いメリットがあるが、インクリ
メントエンコーダに比べて若干高価となるデメリットが
ある。
【０００５】ところで、最近のアブソリュートエンコー
ダは高分解能、小型化が図られると共に出力線数を削減
している省線タイプが広まっている。省線タイプでは絶
対位置をパラレルではなくシリアルフォーマットにより
伝送する。よって、パラレル伝送に比べると伝送遅れが
発生するので、Ａ相Ｂ相インクリメントの二対、つまり
４本とシリアルの一対、つまり２本で構成されている。
ダは高分解能、小型化が図られると共に出力線数を削減
している省線タイプが広まっている。省線タイプでは絶
対位置をパラレルではなくシリアルフォーマットにより
伝送する。よって、パラレル伝送に比べると伝送遅れが
発生するので、Ａ相Ｂ相インクリメントの二対、つまり
４本とシリアルの一対、つまり２本で構成されている。
【０００６】省線タイプのアブソリュートエンコーダの
データを受信する場合、初期化ルーチンでは磁極軸検出
時にシリアルフォーマットデータを用い、その後はＡ相
Ｂ相インクリメントによるデータを用いる方法が一般的
である。しかし、ノイズ等の外乱が発生する環境におい
ては、ノイズ侵入によりＡ相Ｂ相インクリメントによる
カウント値にミスの発生する場合があり、この場合磁極
軸に対してカウントミス分のオフセットが発生するため
に前述の様なトルク不足に陥る。
データを受信する場合、初期化ルーチンでは磁極軸検出
時にシリアルフォーマットデータを用い、その後はＡ相
Ｂ相インクリメントによるデータを用いる方法が一般的
である。しかし、ノイズ等の外乱が発生する環境におい
ては、ノイズ侵入によりＡ相Ｂ相インクリメントによる
カウント値にミスの発生する場合があり、この場合磁極
軸に対してカウントミス分のオフセットが発生するため
に前述の様なトルク不足に陥る。
【０００７】この対策として、１回転あたり１パルス出
力する、いわゆるＺ相を追加、つまりハードウエアを追
加することによってインクリメントによるカウント値の
修正、つまり回転磁極軸のリセットを行うようにしてい
る。
力する、いわゆるＺ相を追加、つまりハードウエアを追
加することによってインクリメントによるカウント値の
修正、つまり回転磁極軸のリセットを行うようにしてい
る。
【０００８】図２は、Ｚ相を追加して回転磁極軸のリセ
ットを行う補正方式を示している。この補正処理は、停
止している時の初期化処理ルーチンと回転中の処理ルー
チンとに分けられ、回転中の処理ルーチンは１制御周期
で実行される。
ットを行う補正方式を示している。この補正処理は、停
止している時の初期化処理ルーチンと回転中の処理ルー
チンとに分けられ、回転中の処理ルーチンは１制御周期
で実行される。
【０００９】図２において、初期化処理ルーチンではス
テップＳ２１においてシリアルフォーマットデータ（ア
ブソリュートデータ）を読み取ってステップＳ２２によ
り磁極軸の検出を行う。一方、回転中の処理ルーチンで
は、ステップＳ２４で読み取ったＡ相Ｂ相インクリメン
トデータからステップＳ２５で回転磁極移動量を得て、
得られた回転磁極軸移動量をステップＳ２３で得た前回
の回転磁極軸位置を加算する（ステップＳ２６）。これ
により得られた回転磁極軸に基づいてＺ相エッジ検出を
行い（ステップＳ２７）、Ｚ相エッジ検出の場合にはス
テップＳ２８に移行して回転磁極軸を０にリセットし、
次回の制御周期による処理ルーチンに戻る。Ｚ相エッジ
が検出されない場合にはそのまま次回の制御周期による
処理ルーチンに戻る。
テップＳ２１においてシリアルフォーマットデータ（ア
ブソリュートデータ）を読み取ってステップＳ２２によ
り磁極軸の検出を行う。一方、回転中の処理ルーチンで
は、ステップＳ２４で読み取ったＡ相Ｂ相インクリメン
トデータからステップＳ２５で回転磁極移動量を得て、
得られた回転磁極軸移動量をステップＳ２３で得た前回
の回転磁極軸位置を加算する（ステップＳ２６）。これ
により得られた回転磁極軸に基づいてＺ相エッジ検出を
行い（ステップＳ２７）、Ｚ相エッジ検出の場合にはス
テップＳ２８に移行して回転磁極軸を０にリセットし、
次回の制御周期による処理ルーチンに戻る。Ｚ相エッジ
が検出されない場合にはそのまま次回の制御周期による
処理ルーチンに戻る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、上記
の方式では、省線タイプと言いながら、ハードウエアと
してＺ相を追加する必要があり、しかもＺ相を追加する
ことでこのＺ相にノイズが侵入するおそれが生ずるとい
う新たな問題が発生する。
の方式では、省線タイプと言いながら、ハードウエアと
してＺ相を追加する必要があり、しかもＺ相を追加する
ことでこのＺ相にノイズが侵入するおそれが生ずるとい
う新たな問題が発生する。
【００１１】そこで、本発明の課題は、Ｚ相のハードウ
エアの追加無しで同期電動機における磁極軸のずれを補
正できる補正方法を提供することにある。
エアの追加無しで同期電動機における磁極軸のずれを補
正できる補正方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶対位置を示
すシリアルフォーマットデータとＡ相Ｂ相インクリメン
トデータとを出力することのできる省線タイプのアブソ
リュートエンコーダ付き同期電動機における磁極軸のず
れの補正方法であって、回転中に制御周期毎に補正処理
ルーチンを実行し、該補正処理ルーチンは、前記Ａ相Ｂ
相インクリメントデータから得られる回転磁極の移動量
と前回の回転磁極位置とを加算するステップと、前記加
算により得られた回転磁極位置（以下、第１の位置と呼
ぶ）と前記シリアルフォーマットデータによる絶対位置
（以下、第２の位置と呼ぶ）とを比較する比較ステップ
と、該比較ステップの比較結果に基づいて回転磁極位置
を所定値だけ補正するステップとを含むことを特徴とす
る。
すシリアルフォーマットデータとＡ相Ｂ相インクリメン
トデータとを出力することのできる省線タイプのアブソ
リュートエンコーダ付き同期電動機における磁極軸のず
れの補正方法であって、回転中に制御周期毎に補正処理
ルーチンを実行し、該補正処理ルーチンは、前記Ａ相Ｂ
相インクリメントデータから得られる回転磁極の移動量
と前回の回転磁極位置とを加算するステップと、前記加
算により得られた回転磁極位置（以下、第１の位置と呼
ぶ）と前記シリアルフォーマットデータによる絶対位置
（以下、第２の位置と呼ぶ）とを比較する比較ステップ
と、該比較ステップの比較結果に基づいて回転磁極位置
を所定値だけ補正するステップとを含むことを特徴とす
る。
【００１３】例えば、前記比較ステップにおいて（第１
の位置−第２の位置）の偏差が正の場合には回転磁極位
置を所定値だけ減らす方向に補正するためのステップを
実行した後、次の制御周期の補正処理ルーチンに移行
し、前記比較ステップにおいて（第１の位置−第２の位
置）の偏差が負の場合には回転磁極位置を所定値だけ増
やす方向に補正するためのステップを実行した後、次の
制御周期の補正処理ルーチンに移行し、前記比較ステッ
プにおいて（第１の位置−第２の位置）の偏差が０の場
合にはそのまま次の制御周期の補正処理ルーチンに移行
する。
の位置−第２の位置）の偏差が正の場合には回転磁極位
置を所定値だけ減らす方向に補正するためのステップを
実行した後、次の制御周期の補正処理ルーチンに移行
し、前記比較ステップにおいて（第１の位置−第２の位
置）の偏差が負の場合には回転磁極位置を所定値だけ増
やす方向に補正するためのステップを実行した後、次の
制御周期の補正処理ルーチンに移行し、前記比較ステッ
プにおいて（第１の位置−第２の位置）の偏差が０の場
合にはそのまま次の制御周期の補正処理ルーチンに移行
する。
【００１４】なお、本補正方法においては、前記所定値
を、アブソリュートエンコーダからの出力のカウント値
１あるいは回転角度１度とし、前記補正を、１回転につ
き１回行うようにしても良い。
を、アブソリュートエンコーダからの出力のカウント値
１あるいは回転角度１度とし、前記補正を、１回転につ
き１回行うようにしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態について説明する。本形態による磁極軸のずれの補
正方法は、前に述べたＺ相のハードウエア追加による対
策ではなく、ソフトウエアによって対処する方法であ
る。つまり、機械的に生じた磁極軸のずれを補正すると
いう意味ではない。
形態について説明する。本形態による磁極軸のずれの補
正方法は、前に述べたＺ相のハードウエア追加による対
策ではなく、ソフトウエアによって対処する方法であ
る。つまり、機械的に生じた磁極軸のずれを補正すると
いう意味ではない。
【００１６】図１において、初期化処理ルーチンではス
テップＳ１１においてシリアルフォーマットデータ（ア
ブソリュートデータ）を読み取ってステップＳ１２によ
り磁極軸の検出を行い、初期磁極軸とする。一方、回転
中の処理ルーチンでは、ステップＳ１４において得られ
るＡ相Ｂ相インクリメントデータからステップＳ１５に
おいて回転磁極の移動量を得る。そして、ステップＳ１
３において得られる前回の回転磁極位置と回転磁極の移
動量とをステップＳ１６において加算する。
テップＳ１１においてシリアルフォーマットデータ（ア
ブソリュートデータ）を読み取ってステップＳ１２によ
り磁極軸の検出を行い、初期磁極軸とする。一方、回転
中の処理ルーチンでは、ステップＳ１４において得られ
るＡ相Ｂ相インクリメントデータからステップＳ１５に
おいて回転磁極の移動量を得る。そして、ステップＳ１
３において得られる前回の回転磁極位置と回転磁極の移
動量とをステップＳ１６において加算する。
【００１７】ステップＳ１７では、上記加算により得ら
れた回転磁極位置（以下、第１の位置Ｐ１と呼ぶ）とス
テップＳ１８において得られたシリアルフォーマットデ
ータによる絶対位置（以下、第２の位置Ｐ２と呼ぶ）と
を比較し、（第１の位置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）の偏差
があらかじめ定められた値より大であるかどうかを判別
する。
れた回転磁極位置（以下、第１の位置Ｐ１と呼ぶ）とス
テップＳ１８において得られたシリアルフォーマットデ
ータによる絶対位置（以下、第２の位置Ｐ２と呼ぶ）と
を比較し、（第１の位置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）の偏差
があらかじめ定められた値より大であるかどうかを判別
する。
【００１８】ステップＳ１７において（第１の位置Ｐ１
−第２の位置Ｐ２）の偏差があらかじめ定められた値よ
り大の場合には、ステップＳ１９に移行して回転磁極位
置を所定値だけ減らす方向に補正するための処理を実行
した後、次の制御周期の補正処理ルーチンに戻る。
−第２の位置Ｐ２）の偏差があらかじめ定められた値よ
り大の場合には、ステップＳ１９に移行して回転磁極位
置を所定値だけ減らす方向に補正するための処理を実行
した後、次の制御周期の補正処理ルーチンに戻る。
【００１９】一方、ステップＳ１７において（第１の位
置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）の偏差があらかじめ定められ
た値より大でないと判定された場合にはステップＳ２０
に移行する。ステップＳ２０では、（第２の位置Ｐ２−
第１の位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められた値より
大であるかどうかを判別し、（第２の位置Ｐ２−第１の
位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められた値より大であ
る場合には、ステップＳ２１に移行して回転磁極位置を
所定値だけ増やす方向に補正するための処理を実行した
後、次の制御周期の補正処理ルーチンに戻る。
置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）の偏差があらかじめ定められ
た値より大でないと判定された場合にはステップＳ２０
に移行する。ステップＳ２０では、（第２の位置Ｐ２−
第１の位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められた値より
大であるかどうかを判別し、（第２の位置Ｐ２−第１の
位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められた値より大であ
る場合には、ステップＳ２１に移行して回転磁極位置を
所定値だけ増やす方向に補正するための処理を実行した
後、次の制御周期の補正処理ルーチンに戻る。
【００２０】一方、ステップＳ２０において（第２の位
置Ｐ２−第１の位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められ
た値より大でない、つまり（第１の位置Ｐ１−第２の位
置Ｐ２）及び（第２の位置Ｐ２−第１の位置Ｐ１）の偏
差のいずれもあらかじめ定められた値より小さい場合に
はそのまま次の制御周期の補正処理ルーチンに移行す
る。
置Ｐ２−第１の位置Ｐ１）の偏差があらかじめ定められ
た値より大でない、つまり（第１の位置Ｐ１−第２の位
置Ｐ２）及び（第２の位置Ｐ２−第１の位置Ｐ１）の偏
差のいずれもあらかじめ定められた値より小さい場合に
はそのまま次の制御周期の補正処理ルーチンに移行す
る。
【００２１】なお、ステップＳ１７は（第１の位置Ｐ１
−第２の位置Ｐ２）の偏差が正であるかどうかの判別、
ステップＳ２０は（第１の位置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）
の偏差が負であるかどうかの判別を行っていると考えて
良い。従って、ステップＳ１７、Ｓ２０は、あらかじめ
定められた値を０として（第１の位置Ｐ１−第２の位置
Ｐ２）の偏差が正、負のいずれであるかの判別を行う１
つのステップで置き換えられても良い。この場合、偏差
が正の場合ステップＳ１９、偏差が負の場合ステップＳ
２１にそれぞれ移行し、偏差が０の場合ステップＳ２２
に移行する。
−第２の位置Ｐ２）の偏差が正であるかどうかの判別、
ステップＳ２０は（第１の位置Ｐ１−第２の位置Ｐ２）
の偏差が負であるかどうかの判別を行っていると考えて
良い。従って、ステップＳ１７、Ｓ２０は、あらかじめ
定められた値を０として（第１の位置Ｐ１−第２の位置
Ｐ２）の偏差が正、負のいずれであるかの判別を行う１
つのステップで置き換えられても良い。この場合、偏差
が正の場合ステップＳ１９、偏差が負の場合ステップＳ
２１にそれぞれ移行し、偏差が０の場合ステップＳ２２
に移行する。
【００２２】また、回転磁極軸のずれの補正は、偏差量
に基づいて瞬時、つまり制御周期毎に行っても良いが、
特に補正を瞬時に行う必要は無いので、１回転につき１
回（例えば、アブソリュートデータがゼロの時）の割合
で偏差量から回転磁極軸を±１ずつ補正していくのが好
ましい。この場合、補正ゲインが低いのでノイズ等の外
乱が発生する環境においては影響を受けない。上記の±
１というのは、アブソリュートエンコーダからの出力の
カウント値に対して±１あるいは回転角度に対して±１
度のいずれでも良い。
に基づいて瞬時、つまり制御周期毎に行っても良いが、
特に補正を瞬時に行う必要は無いので、１回転につき１
回（例えば、アブソリュートデータがゼロの時）の割合
で偏差量から回転磁極軸を±１ずつ補正していくのが好
ましい。この場合、補正ゲインが低いのでノイズ等の外
乱が発生する環境においては影響を受けない。上記の±
１というのは、アブソリュートエンコーダからの出力の
カウント値に対して±１あるいは回転角度に対して±１
度のいずれでも良い。
【００２３】本発明による補正方法は、省線タイプのア
ブソリュートエンコーダ付き同期電動機を利用した装置
全般に適用可能である。
ブソリュートエンコーダ付き同期電動機を利用した装置
全般に適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】省線タイプのアブソリュートエンコーダ
付き同期電動機においてＺ相のハードウエアの追加無し
で同期電動機における磁極軸のずれを補正できる補正方
法を実現できる。
付き同期電動機においてＺ相のハードウエアの追加無し
で同期電動機における磁極軸のずれを補正できる補正方
法を実現できる。
【図１】本発明の実施の形態による磁極軸のずれの補正
方法を説明するためのフローチャート図である。
方法を説明するためのフローチャート図である。
【図２】従来の磁極軸のずれの補正方法を説明するため
のフローチャート図である。
のフローチャート図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 絶対位置を示すシリアルフォーマットデ
ータとＡ相Ｂ相インクリメントデータとを出力すること
のできる省線タイプのアブソリュートエンコーダ付き同
期電動機における磁極軸のずれの補正方法であって、 回転中に制御周期毎に補正処理ルーチンを実行し、 該補正処理ルーチンは、前記Ａ相Ｂ相インクリメントデ
ータから得られる回転磁極の移動量と前回の回転磁極位
置とを加算するステップと、前記加算により得られた回
転磁極位置（以下、第１の位置と呼ぶ）と前記シリアル
フォーマットデータによる絶対位置（以下、第２の位置
と呼ぶ）とを比較する比較ステップと、 該比較ステップの比較結果に基づいて回転磁極位置を所
定値だけ補正するステップとを含むことを特徴とする同
期電動機における磁極軸のずれの補正方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の補正方法において、 前記比較ステップにおいて（第１の位置−第２の位置）
の偏差が正の場合には回転磁極位置を所定値だけ減らす
方向に補正するためのステップを実行した後、次の制御
周期の補正処理ルーチンに移行し、 前記比較ステップにおいて（第１の位置−第２の位置）
の偏差が負の場合には回転磁極位置を所定値だけ増やす
方向に補正するためのステップを実行した後、次の制御
周期の補正処理ルーチンに移行し、 前記比較ステップにおいて（第１の位置−第２の位置）
の偏差が０の場合にはそのまま次の制御周期の補正処理
ルーチンに移行することを特徴とする同期電動機におけ
る磁極軸のずれの補正方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の補正方法において、前
記所定値を、アブソリュートエンコーダからの出力のカ
ウント値１あるいは回転角度１度とし、前記補正を、１
回転につき１回行うことを特徴とする同期電動機におけ
る磁極軸のずれの補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002094685A JP2003299380A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 同期電動機における磁極軸のずれの補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002094685A JP2003299380A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 同期電動機における磁極軸のずれの補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003299380A true JP2003299380A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002094685A Withdrawn JP2003299380A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 同期電動機における磁極軸のずれの補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003299380A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1684412A2 (en) * | 2004-12-10 | 2006-07-26 | Hitachi, Ltd. | Synchronous motor drive unit and a driving method thereof |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002094685A patent/JP2003299380A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1684412A2 (en) * | 2004-12-10 | 2006-07-26 | Hitachi, Ltd. | Synchronous motor drive unit and a driving method thereof |
| EP1684412A3 (en) * | 2004-12-10 | 2006-11-15 | Hitachi, Ltd. | Synchronous motor drive unit and a driving method thereof |
| US7294988B2 (en) | 2004-12-10 | 2007-11-13 | Hitachi, Ltd. | Synchronous motor drive unit and a driving method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |