JP2005027477A - Motor drive system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はモータ駆動制御システムに係わるものであり、複数のモータを同期制御するシステムに関するものである。本発明のモータ制御システムは、電気自動車、電機建設機械、電気農業器具、電動ロボット制御、電動パワーアシスト装置(例えば、電気自転車、カセットのローディング−イジェクト装置)、電動玩具、電動飛行機等に利用される。 The present invention relates to a motor drive control system and relates to a system for synchronously controlling a plurality of motors. The motor control system of the present invention is used for an electric vehicle, an electric construction machine, an electric agricultural instrument, an electric robot control, an electric power assist device (for example, an electric bicycle, a cassette loading and ejecting device), an electric toy, an electric airplane, and the like. The
本発明に関連する従来技術として、サーボ制御機構がある。この種のサーボ機構は、人が何らかの対象を操作するとセンサがその操作量に応じた信号をCPUに出力する。CPUはセンサからの出力値に基づいて制御対象量を決定し、これをサーボ機構内の駆動モータのドライバへ駆動信号として出力する。駆動モータは、駆動信号に応じて回転制御され、駆動モータの回転が減速機構を介して操作対象に出力される。なお、この種のサーボ制御機構として、例えば、特開平7−271445号公報に記載されたサーボ制御装置が存在する。
従来のサーボ制御機構では、CPUを介して操作量がサーボ制御機構のモータに伝達されているために、手の操作感覚のような微妙な操作をサーボ制御機構に伝達できないという問題がある。また、操作対象の変化を高速に制御対象に伝達することができないという問題がある。そこで、この発明は、例えば、手の操作感覚のような微妙な操作伝達可能で、さらに、操作対象の変化を高速に伝達することができるモータ制御システムを提供することを目的とするものである。 In the conventional servo control mechanism, since the operation amount is transmitted to the motor of the servo control mechanism via the CPU, there is a problem that a delicate operation such as an operation feeling of the hand cannot be transmitted to the servo control mechanism. In addition, there is a problem that changes in the operation target cannot be transmitted to the control target at high speed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor control system capable of transmitting a delicate operation such as an operation feeling of a hand and transmitting a change of an operation target at high speed. .
前記目的を達成するために本発明は、複数のモータを互いに同期駆動させるモータ駆動システムにおいて、各モータは移動子の位置センサを備えるとともに、前記位置センサの出力に同期して駆動信号が制御されてなり、前記モータの少なくとも一つを対象モータとして定め、この対象モータのセンサ出力を他のモータの駆動制御回路に通信回線を介して伝達し、この他のモータの駆動制御回路は受信したセンサ出力によって駆動信号が制御されてなり、各モータは通信回線を介して互いに接続されてなることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a motor drive system in which a plurality of motors are driven in synchronization with each other. Each motor includes a position sensor for a moving element, and a drive signal is controlled in synchronization with an output from the position sensor. And at least one of the motors is defined as a target motor, and a sensor output of the target motor is transmitted to a drive control circuit of another motor via a communication line, and the drive control circuit of the other motor receives the received sensor. The drive signal is controlled by the output, and the motors are connected to each other via a communication line.
したがって、本発明によれば、操作対象のモータのセンサ出力が他のモータに適用になるために、操作対象のモータに対する操作量や操作感覚を他のモータに正確かつ素早く伝達することが可能となる。本発明においては、複数のモータが通信回線を介して互いに接続されているために、複数あるモータの中から操作対象となるモータを適宜選択可能である。 Therefore, according to the present invention, since the sensor output of the operation target motor is applied to the other motor, it is possible to accurately and quickly transmit the operation amount and operation feeling for the operation target motor to the other motor. Become. In the present invention, since a plurality of motors are connected to each other via a communication line, a motor to be operated can be appropriately selected from a plurality of motors.
本発明の形態において、前記モータは、複数相からなり、交互に極性が切り替わる交流信号からなる駆動信号によって励磁される固定子と、この固定との間の磁気の吸引・反発によって回転或いはスライド等移動する移動子と、前記駆動信号を前記固定子に出力する駆動制御回路と、前記移動子の位置センサと、を備えてなり、 前記駆動制御回路は、前記位置センサからの出力に同期させて前記固定子に供給される駆動信号を形成するセンサ追従制御部備えてなる。 In the embodiment of the present invention, the motor is composed of a plurality of phases, and is rotated or slid by a magnetic attraction / repulsion between a stator that is excited by a drive signal composed of an alternating signal whose polarity is alternately switched, and the like. And a drive control circuit for outputting the drive signal to the stator, and a position sensor for the mover. The drive control circuit is synchronized with an output from the position sensor. A sensor follow-up control unit for forming a drive signal supplied to the stator is provided.
前記固定子は、第1の磁性体と第2の磁性体からなり、前記移動子はこの磁性体間に配置され、前記第1及び第2の磁性体に対して所定方向に相対的に移動可能な第3の磁性体からなり、前記第1の磁性体及び第2の磁性体のそれぞれは、交互に異極に励磁可能な複数の電磁コイルを順番に配置してなる構成を備えており、前記第3の磁性体は、交互に異極に着磁された永久磁石を順番に配置してなる構成を備えており、前記第1の磁性体と前記第2の磁性体は、第1の磁性体の電磁コイルと第2の磁性体の電磁コイルとが互いに配列ピッチ差を持つように配置された構成を備えてなる。 The stator includes a first magnetic body and a second magnetic body, and the mover is disposed between the magnetic bodies and moves relative to the first and second magnetic bodies in a predetermined direction. The first magnetic body and the second magnetic body each have a configuration in which a plurality of electromagnetic coils that can be alternately excited with different polarities are sequentially arranged. The third magnetic body has a configuration in which permanent magnets alternately magnetized with different polarities are arranged in order, and the first magnetic body and the second magnetic body are the first The electromagnetic coil of the magnetic body and the electromagnetic coil of the second magnetic body are arranged so as to have an arrangement pitch difference.
2個の励磁コイルN/S極側とS/N極側を一組とした複数のN組を等間隔に配置した相を形成し、この相を少なくとも2相設け各相の励磁コイル配置に角度差を設けて配置させて此れを前記固定子とし、かつ各相を対面させその間に前記移動子を設けてなる。前記対象モータは最も負荷が大きいモータである。前記対象モータは、ユーザによって直接操作されるモータである。 Form a phase in which a plurality of N sets, each having two excitation coils N / S pole side and S / N pole side as a set, are arranged at equal intervals, and at least two phases are provided for the excitation coil arrangement of each phase. These are arranged with an angle difference to be the stator, and the phases are faced to each other, and the movable element is provided between them. The target motor is a motor having the largest load. The target motor is a motor that is directly operated by a user.
図1乃至図4は、本発明に係わる励磁駆動されるモータの駆動原理を示す模式図を示したものである。このモータは、第1の磁性体(A相コイル)10及び第2の磁性体(B相コイル)12の間に第3の磁性体14を介在させた構成を備えている。これら磁性体は環状(円弧状、円状)或いは直線状のいずれに構成されても良い。磁性体が環状に形成された場合は、第3の磁性体又は第1・第2磁性体のいずれかがロータとして機能し、磁性体がリニアに形成された場合には、いずれかがスライダとなる。
1 to 4 are schematic views showing the driving principle of an excitation driven motor according to the present invention. This motor has a configuration in which a third
第1の磁性体10は、交互に異極に励磁可能なコイル16が、所定間隔、好適には、均等間隔を介して順番に配列された構成を備えている。この第1の磁性体の等価回路図を図5に示す。図1−図4によれば、後述のとおり、2相の励磁コイルには、始動回転中(2π)中常時全コイルを既述した極性で励磁させている。したがって、ロータやスライダ等の被駆動手段を高トルクで回転・駆動することが可能となる。
The first
図5(1)に示すように、複数の電磁コイル16(磁性単位)が等間隔に直列に接続されている。符号18Aはこの磁気コイルに周波数パルス信号を印加する励磁回路のブロックである。この励磁回路から電磁コイル16にコイルを励磁させるための励磁信号を流したとき、隣接するコイル間で交互に磁極の向きが変わるように、各コイルが励磁されるように予め設定されている。図5(2)に示すように、電磁コイル16が並列に接続されていても良い。
As shown in FIG. 5A, a plurality of electromagnetic coils 16 (magnetic units) are connected in series at equal intervals.
この励磁回路(駆動制御回路)18Aから第1の磁性体10の電磁コイル16に、供給される励磁電流の極性の方向を所定の周期で交互に切り替えるための周波数を持った信号を印加すると、図1乃至図4に示すように、第3磁性体14の側の極性がN極→S極→N極と交互に変化する磁気パターンが形成される。周波数パルス信号が逆極性になると、第1磁性体の第3磁性体側の極性がS極→N極→S極と交互に変化する磁気パターンが発生する。この結果、第1の磁性体10に現れる励磁パターンは周期的に変化する。
When a signal having a frequency for alternately switching the direction of the polarity of the excitation current supplied is applied to the
第2の磁性体12の構造は、第1磁性体10と同様であるが、第2磁性体の電磁コイル18は第1磁性体の電磁コイル16に対して位置的にずれて配列されている点が異なる。すなわち、特許請求の範囲に記載されているように、第1磁性体のコイルの配列ピッチと第2磁性体のコイルの配列ピッチとが所定のピッチ差(角度差)を持つように設定されている。このピッチ差は、永久磁石(第3の磁性体)14がコイル16,18に対して励磁電流の周波数の1周期(2π)に対応して動く距離、すなわち、1対のN極とS極の合計距離、それの1/4であるπ/2に対応する距離が好適である。
The structure of the second
次に第3磁性体14について説明する。図1乃至図4に示されるように、この第3磁性体14は、第1の磁性体及び第2の磁性体の間に配置されており、交互に逆の極性を持った複数の永久磁石20(黒く塗り潰されている。)が線状(直線或いは円弧状)に、所定間隔、好適には均等間隔を介して配列されている。円弧状とは、完全な円、楕円など閉じられたループの他、不特定環状構造や、半円、扇型をも包含する。
Next, the third
第1の磁性体10と第2の磁性体12とは等距離を介して、例えば平行に配置されており、第1の磁性体と第2の磁性体との中心位置に第3の磁性体14が配置されている。第3の磁性体において個々の永久磁石の配列ピッチは、殆ど第1磁性体10及び第2磁性体12における磁気コイルの配列ピッチと同じである。
The first
次に第1磁性体10と第2磁性体12との間に既述の第3磁性体14が配置された磁気体構造の動作を、図1乃至図4を利用して説明する。既述の励磁回路(図5の18である。後に説明する。)によって、ある瞬間において第1磁性体及び第2磁性体の電磁コイル16,18には、図1の(1)に示すような励磁パターンが発生する。
Next, the operation of the magnetic body structure in which the above-described third
この時、第1磁性体10の第3磁性体14側に臨む表面の各コイル16には、→S→N→S→N→S→のパターンで磁極が生じ、第2磁性体12の第3磁性体14側に臨む表面のコイル18には、→N→S→N→S→N→のパターンで磁極が生じる。ここで、図中実線で表示される矢印は引力を示し、一点鎖線で表示される矢印は反力を示す。
At this time, a magnetic pole is generated in a pattern of → S → N → S → N → S → on each
次の瞬間、(2)に示すように、第1の磁性体に駆動回路18(図5)を介して印加されるパルス波の極性が反転すると、(1)の第1の磁性体10のコイル16に発生する磁極と第3の磁性体14の表面の永久磁石20の磁極との間に反発力が発生し、一方、第2の磁性体12のコイル18に発生している磁極と第3の磁性体14の永久磁石の表面の磁極との間に引力が発生しているために、(1)乃至(5)に示すように、第3の磁性体は、図示右方向に順次移動する。
At the next moment, as shown in (2), when the polarity of the pulse wave applied to the first magnetic body via the drive circuit 18 (FIG. 5) is reversed, the first
第2の磁性体12のコイル18に、第1の磁性体の励磁電流とは位相がずれたパルス波が印加されており、(6)乃至(8)に示すように、第2の磁性体12のコイル18の磁極と第3の磁性体14の永久磁石20の表面の磁極とが反発して第3の磁性体14をさらに右方向に移動させる。(1)乃至(8)は永久磁石がπに対応する距離を移動した場合を示しており、(9)乃至(16)が残りのπに対応する距離を移動した場合、すなわち、(1)乃至(16)で電磁コイル16,18に供給される周波数信号の1周期分(2π)に相当する距離を第3の磁性体が第1・第2磁性体に対して相対的に移動する。
A pulse wave that is out of phase with the exciting current of the first magnetic body is applied to the
このように、第1の磁性体(A相)と第2の磁性体(B相)とに互いに位相が異なる周波数信号をそれぞれ供給することにより、第3の磁性体14をリニアにスライドさせることができるか、或いは第3の磁性体14をロータとして回転させることができる。
In this manner, the third
第1の磁性体、第2の磁性体、及び第3の磁性体を円弧状にすると、図1に示す磁気構造は回転ロータを構成するものとなり、これら磁性体を直線状に形成すると、この磁気構造はリニアモータを構成するものとなる。すなわち、これら磁性体の構造によって、モータ等の回転駆動体を実現できる。 When the first magnetic body, the second magnetic body, and the third magnetic body are formed in an arc shape, the magnetic structure shown in FIG. 1 constitutes a rotating rotor. When these magnetic bodies are formed in a linear shape, The magnetic structure constitutes a linear motor. That is, a rotary drive body such as a motor can be realized by the structure of these magnetic bodies.
この磁気構造によれば、第3の磁性体は第1の磁性体及び第2の磁性体から磁力を受けて動くことができるために、第3の磁性体を動かす際のトルクが大きくなり、トルク/重量バランスが優れたものになるので、高トルクで駆動可能な小型モータを提供することが可能となる。 According to this magnetic structure, since the third magnetic body can move by receiving magnetic force from the first magnetic body and the second magnetic body, the torque when moving the third magnetic body increases, Since the torque / weight balance is excellent, it is possible to provide a small motor that can be driven with high torque.
図6は第1の磁性体の電磁コイル(A相電磁コイル)16、及び第2の磁性体の電磁コイル(B相電磁コイル)18に励磁電流を印加するための励磁回路(駆動制御回路)の一例を示すブロック図である。この励磁回路は、A相電磁コイル16及びB相電磁コイル18にそれぞれ制御されたパルス周波数信号を供給するように構成されている。符号30は水晶発振器であり、符号32Iはこの発振周波数信号をM分周して基準パルス信号を発生させるためのD−PLL回路である。
FIG. 6 shows an excitation circuit (drive control circuit) for applying an excitation current to the first magnetic electromagnetic coil (A phase electromagnetic coil) 16 and the second magnetic electromagnetic coil (B phase electromagnetic coil) 18. It is a block diagram which shows an example. This excitation circuit is configured to supply controlled pulse frequency signals to the A-phase
符号34は第3の磁性体(この場合はロータ)14の回転速度に対応した位置検出信号を発生するセンサである。このセンサとしてはホールセンサ(磁気センサ)、光学式のものが好適に選択できる。磁気ロータには永久磁石の数に対応する数のホールが形成され、このホールがセンサに対応すると、センサはホールの箇所を通過する毎にパルスを発生させる。符合34Aは、A相電磁コイルのドライバ回路に検出信号を供給するためのA相側センサであり、符号34Bは、B相電磁コイルのドライバ回路に検出信号を供給するためのB相側センサである。
このセンサ34A,Bからのパルス信号はそれぞれ、第1・第2の磁性体に励磁電流を供給するためのドライバ32に出力されている。符号33はCPUでありD―PLL回路32I及びドライバ32に所定の制御信号を出力する。符合32Gは、A相コイルに励磁信号を出力するA相バッファ、32Hは、B相コイルに励磁信号を出力するB相バッファである。
The pulse signals from the
この駆動制御部は、図7に示すように、A相コイル,B相コイル始動制御部302と、センサ追従制御部304から構成されている。始動制御部は、モータの付加に加わる応力によるモータの始動を制御するものであり、センサ追従制御部はモータの始動後基本波をバッファ部に供給することの必要なしに、各相コイルに供給される信号波を、各相センサからの検出パルスをドライバに帰還させてこれに追従させ、かつこれに同期させて作る動作を実行する。水晶発信器30からの周波数がD−PLL32Iによって分周されて、これが駆動制御部300に供給されている。
As shown in FIG. 7, the drive control unit includes an A phase coil, a B phase coil
図7において、CPU33からの回転開始/停止指示306と回転方向指示308が始動制御部302とセンサ追従制御部304に入力されている。310はマルチプレクサであり、始動制御部からの制御出力とセンサ追従制御部からの出力とを切り換る。前記D−PLL32Iからの出力(基本波)は、始動制御部302に供給されている。マルチプレクサ310には、始動制御部302からの出力、センサ追従制御部304からの出力(A相駆動、B相駆動)と、を切り換る切替指令値が始動制御部302からマルチプレクサの入力端子SELに出力される。始動制御部302は、始動後始動制御フェーズからセンサ追従制御フェーズに制御態様を変換するための出力Tiをマルチプレクサ310及びセンサ追従制御部304へ出力する。
In FIG. 7, a rotation start /
符号312はPWM制御部であり、CPU33からのデューティ比指令値340に基づいて、各相コイルに供給される駆動信号のデューティ比が変更される。
図8は、本発明に係わる磁性体をシンクロナスモータとして具体化したものであり、(1)は当該モータの斜視図、(2)はモータ(第3磁性体)の概略平面図、(3)はその側面図、(4)はA相電磁コイル(第1磁性体)、(5)はB相電磁コイル(第2磁性体)を示したものである。図8に付された符号は、既述の図において対応する構成部分と同じものである。 FIG. 8 shows a magnetic material according to the present invention embodied as a synchronous motor. (1) is a perspective view of the motor, (2) is a schematic plan view of the motor (third magnetic material), (3 ) Is a side view thereof, (4) is an A phase electromagnetic coil (first magnetic body), and (5) is a B phase electromagnetic coil (second magnetic body). The reference numerals given in FIG. 8 are the same as the corresponding components in the above-described drawings.
このモータは、ステータに相当する一対のA相磁性体10とB相磁性体12を備え、そしてモータを構成する既述の第3の磁性体14とを備え、A相磁性体とB相磁性体との間に、円環状のロータ(第3磁性体)14が軸37を中心に回転自在に配置されている。ロータと回転軸は一体に回転するように、回転軸37はロータの中心にある回転軸用開口孔に圧入されている。図8の(2)、(4)、(5)に示すように、ロータには6つの永久磁石が円周方向に均等に設けられ、そして永久磁石の極性は交互に反対になるようになっており、ステータには6つの電磁コイルが円周方向に均等に設けられている。
This motor includes a pair of A-phase
A相センサ34AとB相センサ34Bとが、特定の距離T(π/2に相当する距離)を介してA相磁性体(第1磁性体)のケース内面側壁に設けられている。A相センサ34AとB相センサ34Bとの距離には、A相コイル16に供給される周波数信号とB相コイル18に供給される周波数信号とに所定の位相差を設けるために相当する値が適用される。
The
既述のとおり、ロータの円周方向の縁には、均等に複数(例えば、ロータの円周方向に均等に配置してある永久磁石の数分、この実施例では6個)のホール35が形成されている。センサは、発光部と受光部からなる。このホールにはセンサの発光部からの赤外光を常時反射して位置検出時に吸収する部材が適用されている。ロータの本体は、絶縁物あるいは導体によって形成される。
As described above, a plurality of
今、A相・B相センサは、ロータ14が回転している間既述のホール35がこのセンサを通過する都度、パルスを発生する。すなわち、ホール35には光を吸収する凹溝又は光吸収材が設けられ、ホールがセンサを通過する都度、センサの受光部は発光部から発光された光を受光しない。したがって、センサは、ロータ14の回転速度とホールの数に応じて所定の周波数でパルス波を発生する。
Now, the A-phase / B-phase sensor generates a pulse each time the above-described
図9は、デューティ比制御された波形特性図であり、A相,B相の各駆動出力のH期間がCPUからの制御の下でデューティ比が変更される。例えば、モータ(負荷)の最大トルク必要時ではデューティ比を100%とし、それ以外の例えば、モータの定速運転移行後、低負荷時等ではデューティを下げれば良い。CPUは、A相側の磁性体,B相側の磁性体からのセンサ出力を計測することによりモータの負荷変動を求めて、所定のデューティ比をメモリに設定記憶されたテーブルから決定する。 FIG. 9 is a waveform characteristic diagram in which the duty ratio is controlled, and the duty ratio is changed under the control of the CPU during the H period of each of the A-phase and B-phase drive outputs. For example, the duty ratio may be set to 100% when the maximum torque of the motor (load) is necessary, and the duty ratio may be decreased at other times, for example, after the motor is shifted to a constant speed operation and at a low load. The CPU obtains a load change of the motor by measuring sensor outputs from the magnetic material on the A phase side and the magnetic material on the B phase side, and determines a predetermined duty ratio from a table set and stored in the memory.
図10は図7の回路における波形図を示すものであり、(1)はD−PLLのパルス波であり、(2)はモータのスタートフラグであり、(3)はA相センサの出力であり、(4)はB相センサの出力であり、(5)はA相センサの出力によって出力されるフィリップフロップの出力であり、(6)B相センサの出力によって出力されるフィリップフロップの出力であり、(7)はA相コイルへの出力パルス波形であり、(8)はB相コイルへの出力パルス波形であり、(9)はモータの始動期間であり、(10)は始動期間に相当するカウンタのカウント値を示すものであり、(1A)は、モータの正転/逆転フラグである。 FIG. 10 shows a waveform diagram in the circuit of FIG. 7, where (1) is a D-PLL pulse wave, (2) is a motor start flag, and (3) is an output of an A-phase sensor. Yes, (4) is the output of the B phase sensor, (5) is the output of the lip flop output by the output of the A phase sensor, and (6) the output of the Philip flop output by the output of the B phase sensor (7) is the output pulse waveform to the A phase coil, (8) is the output pulse waveform to the B phase coil, (9) is the motor start period, and (10) is the start period. (1A) is a normal / reverse rotation flag of the motor.
図7によるマルチプレクサ310は前記(9)の「H」の期間中(始動期間)、始動制御部302からの出力をPWM制御部312に出力し、「L」の期間中(センサ追従期間)、センサ追従制御部の出力をPWM制御部312に出力している。この出力の切換の様子を(7)、(8)に示す。
The
今、CPUから回転方向及び回転指示が始動制御部302及びセンサ追従制御部304に出力されると、始動制御部は始動期間であることのフラグをメモリ内に立てる(図10(9)参照)。始動制御部302は、D−PLL32Iのパルス波を2π分カウントする(例えば、合計7パルス分)。この期間中(図10(10))は、センサからの出力に追従させることなく、図10の(7)及び(8)に示すように、始動制御部は、A相及びB相の各コイルに対する駆動信号をD−PLLからの周波数から作り、これを各相コイルに出力してモータの始動を開始させる。始動制御部は始動期間終了後既述の始動フラグをリセットする。
Now, when the rotation direction and rotation instruction are output from the CPU to the
モータのスタートフラグは、モータの負荷に応力が加わった際に、CPUは応力検出手段(ポテンショメータ等)によってそれを検出し、所定の値より検出値が高い場合に、アシスト制御必要状態と判定して前記スタートフラグを立てる。 The motor start flag is detected by the CPU when stress is applied to the motor load. If the detected value is higher than a predetermined value, the CPU determines that the assist control is necessary. To set the start flag.
始動期間終了後、センサ追従制御部304は、各相センサの出力(図10(3),(4))からフィリップフロップ(図10(5),(6))を介して各相コイルへの駆動信号を生成する。始動終了後のセンサ追従制御期間中、センサ追従制御部304は各相コイルへの駆動信号を生成することにD−PLLの出力を利用していない。CPUは始動期間終了後、センサ追従制御への切替指令をマルチプレクサ310に出力する。マルチプレクサは、始動制御部からの出力をセンサ追従制御部からの出力に切り換えて、これをPWM制御部312に出力する。PWM制御部では、各相コイルへの駆動出力のデューティ比が変更調整された後、或いは制御されてこれが各相コイルのバッファ回路32G,32Hに送られる。低回転時は、各相センサを用いないで始動期間のみでD−PLLの周波数を変えた回転速度制御をした動作でもよい。
After the start-up period, the sensor follow-up
モータの逆転時、逆転指令がCPUから始動制御部或いはセンサ追従制御部に指令されると、逆転フラグが立ち(図10(1A))、センサ追従制御部304はこのフラグ設定後、回転方向変位域期間中のB相センサの出力を1回マスクして(図10(8)参照)、マスクしている期間にB相コイルの正転時励時信号の極性をB相(逆転時)の極性になるように切り換える。これにより、モータの正転から逆転への挙動が円滑になる。又、正転時に逆転フラグをセットし、正転に対する制動効果が得られる。
When the reverse rotation command is issued from the CPU to the start control unit or the sensor follow-up control unit during the reverse rotation of the motor, the reverse rotation flag is set (FIG. 10 (1A)), and the sensor follow-up
ここで説明した実施形態によれば、モータの始動後、駆動制御部はA相磁性体及びB相磁性体への励磁信号を、センサの出力に追従させて形成しているために、モータの負荷変動に正確に対応した励磁信号を各相の磁性体に供給することができる。また、それほどモータにトルクが要求されない場合には、安定回転後A相又はB相のどちらかを停止するものでもよい。この場合には、励磁信号が停止された相の磁性体は発電手段,制動制御手段に成り得る。 According to the embodiment described here, after the motor is started, the drive control unit forms excitation signals for the A-phase magnetic body and the B-phase magnetic body in accordance with the output of the sensor. An excitation signal that accurately corresponds to the load fluctuation can be supplied to the magnetic material of each phase. Further, when torque is not required for the motor so much, either the A phase or the B phase may be stopped after the stable rotation. In this case, the magnetic material of the phase in which the excitation signal is stopped can be a power generation unit and a braking control unit.
図11は既述のA相・B相バッファ回路(32G,H)の詳細図を示すものである。この回路は、A相電磁コイル又はB相電磁コイルにパルス波からなる励磁電流を印加する際のスイッチングトランジスタTR1乃至TR4を含んでいる。また、インバーター35Aを含んでいる。
FIG. 11 shows a detailed view of the aforementioned A-phase / B-phase buffer circuit (32G, H). This circuit includes switching transistors TR1 to TR4 for applying an exciting current made of a pulse wave to the A phase electromagnetic coil or the B phase electromagnetic coil. In addition, an
今、信号として「H」がバッファ回路に印加されると、TR1がオフ、TR2がオン、TR3がオン、TR4がオフになり、Ibの向きを持った励磁電流がコイルに印加される。一方、信号として「L」がバッファ回路に印加されると、TR1がオン、TR2がオフ、TR3がオフ、TR4がオンとなり、Ibとは反対のIaの向きを持った電流がコイルに印加される。したがって、A相の電磁コイルとB相の電磁コイルのそれぞれの励磁パターンを交互に変化することができる。このことは図1において説明したとおりである。 Now, when “H” is applied as a signal to the buffer circuit, TR1 is turned off, TR2 is turned on, TR3 is turned on, TR4 is turned off, and an exciting current having the direction of Ib is applied to the coil. On the other hand, when “L” is applied to the buffer circuit as a signal, TR1 is turned on, TR2 is turned off, TR3 is turned off, TR4 is turned on, and a current having a direction of Ia opposite to Ib is applied to the coil. The Accordingly, the excitation patterns of the A-phase electromagnetic coil and the B-phase electromagnetic coil can be changed alternately. This is as explained in FIG.
図12は、既述のモータの複数M1,M2・・・・Mnが通信回線1200を介して互いに接続されている様子を示すブロック図である。また、図13は、モータ間の通信動作を示すブロックである。図12において、M1をユーザによって操作される操作対象モータとすると、そのモータにおけるセンサの出力が他のモータM2,M3,・・・・Mnの駆動制御回路に送られる。モータの駆動制御回路は送信されたセンサ出力に同期させて(既述の図10参照)、各相コイルに駆動信号を出力する。
12 is a block diagram showing a state in which a plurality of motors M1, M2,... Mn are connected to each other via a
操作対象のモータが他のモータに変わった場合には、このモータでのセンサ信号が通信回線1200を介して以前操作対象であったモータM1にも送られ、このモータでは、送信されたセンサ出力に同期してモータM1の各相コイルの駆動信号が形成される。なお、通信回線とは有線あるいは無線でよく、また、インターネットを介した高速通信網でも良いし、電話回線でも良い。
When the motor to be operated is changed to another motor, a sensor signal in this motor is also sent to the motor M1 that has been operated previously through the
図13において、符号130は双方向の伝送装置である。すなわち、M1が操作対象のモータである場合には、M1のセンサ34A,34Bの出力を、伝送装置130を介して他モータM2に出力する。出力信号は既述のとおり、受信側モータM2の双方向伝送装置130で受信され、モータM2の駆動制御回路(ドライバ)300に供給される。ドライバ300は受信センサ検出値に基づいて自身の各相コイルへ供給される駆動信号を生成する。一方、モータの操作権がM1から他のモータM2に移行された場合には、モータM1の双方向伝送装置によって、他のモータM2のセンサ出力が受信される。
In FIG. 13,
ここで説明した実施形態によれば、操作対象のモータのセンサ出力が他のモータで利用されているために、操作対象のモータに対する操作量や操作感覚を他のモータに正確かつ素早く伝達することが可能となる。さらに、複数のモータが通信回線を介して互いに接続されているために、複数あるモータの中から操作対象となるモータを適宜選択可能である。 According to the embodiment described here, since the sensor output of the operation target motor is used by another motor, the operation amount and operation feeling for the operation target motor can be accurately and quickly transmitted to the other motor. Is possible. Furthermore, since a plurality of motors are connected to each other via a communication line, a motor to be operated can be appropriately selected from a plurality of motors.
前記図10ではA相コイル及びB相コイルのいずれにも駆動信号波が供給されるが、これをいずれか一方、あるいはセンサ追従期間の初期はいずれか一方、それ以後は両方、あるいは、負荷状態に応じていずれか一方、又はその両方にするように選択しても良い。駆動制御部がバッファ回路を制御することによって達成される。 In FIG. 10, the drive signal wave is supplied to both the A-phase coil and the B-phase coil, either one of them, or one at the beginning of the sensor follow-up period, after that, both, or the load state Depending on the situation, either one or both may be selected. This is achieved by the drive controller controlling the buffer circuit.
10:第1磁性部材、12:第2磁性部材、14:第3磁性部材、16,18:電磁コイル、20:永久磁石、300:励磁駆動側モータのドライバ 10: first magnetic member, 12: second magnetic member, 14: third magnetic member, 16, 18: electromagnetic coil, 20: permanent magnet, 300: driver for excitation drive side motor
Claims (6)
前記第1の磁性体及び第2の磁性体のそれぞれは、交互に異極に励磁可能な複数の電磁コイルを順番に配置してなる構成を備えており、前記第3の磁性体は、交互に異極に着磁された永久磁石を順番に配置してなる構成を備えており、前記第1の磁性体と前記第2の磁性体は、第1の磁性体の電磁コイルと第2の磁性体の電磁コイルとが互いに配列ピッチ差を持つように配置された構成を備えてなる請求項2記載のモータ駆動システム。 The stator includes a first magnetic body and a second magnetic body, and the mover is disposed between the magnetic bodies and moves relative to the first and second magnetic bodies in a predetermined direction. A possible third magnetic body,
Each of the first magnetic body and the second magnetic body has a configuration in which a plurality of electromagnetic coils that can be alternately excited with different polarities are arranged in order, and the third magnetic body has an alternating configuration. The first magnetic body and the second magnetic body are composed of an electromagnetic coil of the first magnetic body and a second magnetic body. 3. The motor drive system according to claim 2, comprising a configuration in which the magnetic coil and the magnetic coil are arranged so as to have an arrangement pitch difference.
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