JP2005030787A - Rotator rotation angle detection device for permanent magnet synchronous motor - Google Patents

Rotator rotation angle detection device for permanent magnet synchronous motor Download PDF

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隆嗣 小栗
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotator rotation angle detection device of a permanent magnet synchronous motor capable of detecting the rotation angle of the rotator even when the number of one rotation output pulses of an encoder exceeds the maximum value of an encoder pulse counter. <P>SOLUTION: This rotator rotation angle detection device for the permanent magnet synchronous motor is equipped with the encoder pulse counter 13 for counting the number of output pulses of a rotary encoder 12 connected to the rotator of the permanent magnet synchronous motor 11 and outputting the counted value, a Z-phase signal detection device 14 for detecting a Z-phase signal outputted in each one rotation of the rotary encoder 12, a counter latch device 15 for storing the counted value at a timing when the Z-phase signal is generated, an operation device 16 for operating a deviation of the counted values at a prescribed operation cycle and operating the accumulated value of the deviation of the counted values by using the counted value stored in the counter latch device 15 as a reference value, and a storage device 17 for storing the accumulated value of the deviation of the counted values. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置に関し、特に、エレベータの駆動電動機等の用途で用いられる永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
固定子と回転子とを有する永久磁石同期電動機の制御を行う際には、固定子に対する回転子の回転角度の検出が必要となる。一般に、永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出は、回転子に接続されたエンコーダと、該エンコーダの所定の位置に設けられたセンサから出力されるエンコーダの基準位置を示すZ相信号を検出するZ相検出回路と、カウンタによりエンコーダからの出カパルス数をカウントして、カウント値を出力する回転量算出回路とを用いて行う。回転量算出回路のカウント値は、Z相検出回路がZ相信号を受信する毎にリセットされ、0(ゼロ)になるので、該出力パルス数のカウント値により、Z相を基準とした回転子の回転角度を算出することができる(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−145552号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種の従来の電動機の回転子回転角度検出装置においては、エンコーダの1回転出カパルス数がカウンタの最大値を超えるものであると、エンコーダパルスカウンタのカウント値のオーバーフローが発生し、その場合には、回転子の回転角度を一意に定められなくなるため、エンコーダの1回転の発生パルス数がエンコーダパルスカウンタの最大値を超えないような組み合わせとしなければならず、エンコーダの1回転出カパルス数が大きい場合には、規模の大きなエンコーダパルスカウンタを用いなければならないという制約があった。
【0005】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、エンコーダの1回転出カパルス数がエンコーダパルスカウンタの最大値を越える場合にも、回転子の回転角度の検出が可能な永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、永久磁石同期電動機の回転子に接続されたロータリーエンコーダと、上記ロータリーエンコーダの出力パルス数をカウントしてカウント値を出力するエンコーダパルスカウンタと、上記ロータリーエンコーダが一回転する毎に出力されるZ相信号を検出するZ相信号検出手段と、上記Z相信号が発生したタイミングの上記カウント値を記憶するカウンタラッチ手段と、所定の演算周期で上記カウント値の偏差を演算する偏差演算手段と、上記カウンタラッチ手段が記憶する上記カウント値を基準値として、上記偏差演算手段が演算する上記カウント値の偏差の累積値を演算する累積値演算手段とを備えた永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置の全体の構成を示した図である。本実施の形態に係る永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置は、図1に示すように、永久磁石同期電動機11の回転子(図示省略)に接続されたロータリーエンコーダ12と、ロータリーエンコーダ12から出力されるパルス数をカウントしてエンコーダパルスカウント値ENC1として出力するエンコーダパルスカウンタ13と、ロータリーエンコーダ12の所定の1箇所にセンサ(図示省略)を設けておき、ロータリーエンコーダ12が一回転する毎に当該センサから出力されるロータリーエンコーダ12の基準位置を示すZ相信号を検出し、Z相信号発生検出フラグの値を「Z相信号発生未検出(例えば“0”)」から「Z相信号発生検出(例えば“1”)」にするZ相信号検出装置14と、Z相信号を検出したタイミングのエンコーダパルスカウント値ZENCを記憶するカウンタラッチ装置15と、エンコーダパルスカウンタ13から出力されるエンコーダパルスカウント値ENC1からカウンタラッチ装置15に記憶されたエンコーダパルスカウント値ZENCを減算したカウント値の偏差、または、エンコーダパルスカウンタ13から出力されるエンコーダパルスカウント値ENC1から前演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC2を減算したカウント値の偏差ENCD1、当該偏差の補正値ENCD2、および、当該偏差の累積値ENCTを計算する演算装置16と、演算装置16により得られたカウント値の偏差ENCD1、当該偏差の補正値ENCD2、累積値ENCT、および、前演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC2を記憶する記憶装置17とから構成される。
【0008】
動作について説明する。図2に、本実施の形態に係る回転子回転角度検出装置の処理の流れを示す。本実施の形態では、ロータリーエンコーダ12の1回転の出力パルス数が20万パルス、エンコーダパルスカウンタ13のパルスカウンタ最大値が65,535パルスで、ロータリーエンコーダ12が正方向に回転する場合を例に挙げて説明する。エンコーダパルスカウンタ13は、図3に示すように、カウント値(符号30)がパルスカウンタ最大値(符号31)(ここでは、65,535パルス)に到達すると、オーバーフローを起こし、自動的に“0(ゼロ)”にリセットされるため、出力されるカウント値は図3に示すノコギリ歯のような形状にプロットされる。すなわち、例えば、カウント値が70,000パルスだった場合には、パルスカウンタ最大値(符号31)(65,535パルス)の時点でオーバーフローを起こして、0(ゼロ)にリセットされるため、カウント値は、70,000−65,535=4,465パルスとなってしまい、65,536パルスの誤差が生じてしまっている。また、ロータリーエンコーダ12は、図3に示すように、エンコーダ出力値(符号32)がエンコーダ出力最大値(符号33)(ここでは、20万パルス)に到達すると、すなわち、1回転すると、“0(ゼロ)”にリセットされる。
【0009】
図2に示すように、まず、ステップS1で、演算装置16は、所定の演算周期で、エンコーダパルスカウンタ13から現演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC1を得るとともに、記憶装置17から前演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC2を取り出して、現演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC1から前演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC2を減算して、結果をカウント値の偏差ENCD1として記憶装置17に記憶する。ステップS2で、ステップS1において記憶した該カウント値の偏差ENCD1の絶対値が6万を超えていないか判定する。この“6万”という値は予め設定された所定のしきい値であるが、この数値に限らず、エンコーダパルスカウンタ13のカウンタの最大値(65,535パルス)未満の所定の値に適宜設定する。6万を超えていない場合は、ステップS3で、該カウント値の偏差ENCD1を、ENCD2として記憶装置17に記憶する。一方、ステップS2の判定により、6万を超えていた場合には、ステップS4で、該カウント値の偏差ENCD1の値に、エンコーダパルスカウンタ13のカウンタの最大値である65,535パルスを加えて補正し、ENCD2として記憶装置17に記憶する。これは、エンコーダパルスカウンタ13のオーバーフローにより、上述したように、ステップS1で算出した該カウント値の偏差ENCD1に65,536の誤差が発生するため、これを補正する処理である。通常のロータリーエンコーダ12の回転速度では偏差の絶対値が6万を超えることはないので、偏差の絶対値が6万を超えた場合は、エンコーダパルスカウンタ13のオーバーフローが発生したとみなすことができる。
【0010】
次に、ステップS5で、Z相信号検出装置14のZ相信号発生検出フラグが「Z相信号発生検出」の状態であるかを判定する。すなわち、現演算周期中にZ相信号の検出があったか否かを判定する。「Z相信号発生未検出」の状態であれば、ステップS6で、前演算周期の偏差の累積値ENCTに、ステップS4またはS5で求めたENCD2の値を加えて新たな累積値ENCTとして記憶する。一方、ステップS5の判定により、「Z相信号発生検出」の状態であった場合には、ステップS7で、エンコーダパルスカウンタ16から現演算周期のエンコーダパルスカウント値ENC1から、カウンタラッチ装置15により得られるZ相信号が検出されたタイミング(図3の符号34)でラッチしたエンコーダパルスカウント値ZENC(図3の符号35)を減算した値をカウンタ出力の偏差の累積値ENCTとして記憶する。これは、カウンタ出力の偏差の累積値ENCTをZ相信号検出のタイミングにてゼロにリセットし、さらに、Z相信号検出のタイミングから現演算周期までの間に発生したパルス数をENCTの初期値とする処理である。最後に、ステップS8で、次回演算周期の演算用にENC2にENC1の値を記憶する。
【0011】
以上のように、累積値ENCTは、ロータリーエンコーダ12が一回転で発生するパルス数と同じ値まで変化したらゼロに戻るとともに、Z相信号が発生したタイミングでゼロに戻るため、Z相信号発生位置からのロータリーエンコーダ12の1回転は、カウンタ出力の偏差の累積値ENCTが0(ゼロ)から199999を超え再びゼロに戻るまでの変化に対応しているので、当該累積値ENCTの値から、回転子の回転角度を検出することができる。
【0012】
本実施の形態によれば、永久磁石同期電動機の回転子に接続されたロータリーエンコーダの1回転出力パルス数がエンコーダパルスカウンタの最大値を超える場合にも、回転子の回転角度を正確に検出することができる。このように、本実施の形態においては、ロータリーエンコーダ12の1回転の発生パルス数がエンコーダパルスカウンタの最大値を超えないような組み合わせとしなければならない制約を受けることなく、高分解能のロータリーエンコーダが永久磁石同期電動機の制御に適用できる。
【0013】
すなわち、電動機の一回転、つまり、ロータリーエンコーダ12が一回転する間に発生するパルスをカウント可能なエンコーダパルスカウンタを用いると、規模の大きなカウンタとなってしまい、高価になる。そのため、本実施の形態においては、演算装置16の演算周期を適宜設定することで、電動機を最大速度で回転させたとしても1演算周期中に発生するパルス数には限界値があることに着目して、エンコーダパルスカウンタのパルスカウンタ最大値を小さくすることができ、エンコーダパルスカウンタの小型化が図れる。
【0014】
これにより、本発明の永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置全体の小型化も図れるため、例えば、本発明の検出装置をエレベータの駆動電動機の回転子の回転角度検出に用いた場合には、エレベータの狭い昇降路にも配置しやすく特に有効である。
【0015】
【発明の効果】
この発明は、永久磁石同期電動機の回転子に接続されたロータリーエンコーダと、上記ロータリーエンコーダの出力パルス数をカウントしてカウント値を出力するエンコーダパルスカウンタと、上記ロータリーエンコーダが一回転する毎に出力されるZ相信号を検出するZ相信号検出手段と、上記Z相信号が発生したタイミングの上記カウント値を記憶するカウンタラッチ手段と、所定の演算周期で上記カウント値の偏差を演算する偏差演算手段と、上記カウンタラッチ手段が記憶する上記カウント値を基準値として、上記偏差演算手段が演算する上記カウント値の偏差の累積値を演算する累積値演算手段とを備えた永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置であるので、エンコーダの1回転出カパルス数がエンコーダパルスカウンタの最大値を越える場合にも、回転子の回転角度の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置の構成を示した構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1に係る永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置の処理の流れを示した流れ図である。
【図3】この発明の実施の形態1に係る永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置の動作を示した説明図である。
【符号の説明】
11 永久磁石同期電動機、12 ロータリーエンコーダ、13 エンコーダパルスカウンタ、14 Z相信号検出装置、15 カウンタラッチ装置、16 演算装置、17 記憶装置。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor, and more particularly to a rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor used in applications such as an elevator drive motor.
[0002]
[Prior art]
When controlling a permanent magnet synchronous motor having a stator and a rotor, it is necessary to detect the rotation angle of the rotor relative to the stator. Generally, the rotor rotation angle detection of a permanent magnet synchronous motor detects an encoder connected to the rotor and a Z-phase signal indicating a reference position of the encoder output from a sensor provided at a predetermined position of the encoder. This is performed using a Z-phase detection circuit and a rotation amount calculation circuit that counts the number of output pulses from the encoder by a counter and outputs a count value. The count value of the rotation amount calculation circuit is reset every time the Z-phase detection circuit receives the Z-phase signal and becomes 0 (zero). Therefore, the rotor based on the Z-phase is determined by the count value of the number of output pulses. Can be calculated (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-145552
[Problems to be solved by the invention]
In this type of conventional motor rotor rotation angle detection device, if the number of output pulses per rotation of the encoder exceeds the maximum value of the counter, the count value of the encoder pulse counter overflows. Since the rotation angle of the rotor cannot be uniquely determined, the number of pulses generated by one rotation of the encoder must be set so as not to exceed the maximum value of the encoder pulse counter. If it is large, there is a restriction that a large encoder pulse counter must be used.
[0005]
The present invention has been made to solve such problems, and a permanent magnet capable of detecting the rotation angle of the rotor even when the number of output pulses per rotation of the encoder exceeds the maximum value of the encoder pulse counter. An object of the present invention is to obtain a rotor rotation angle detection device for a synchronous motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a rotary encoder connected to a rotor of a permanent magnet synchronous motor, an encoder pulse counter that counts the number of output pulses of the rotary encoder and outputs a count value, and outputs each time the rotary encoder makes one rotation. Z-phase signal detection means for detecting the Z-phase signal to be generated, counter latch means for storing the count value at the timing when the Z-phase signal is generated, and deviation calculation for calculating the deviation of the count value at a predetermined calculation cycle Rotation of a permanent magnet synchronous motor comprising: means; and cumulative value calculation means for calculating a cumulative value deviation of the count value calculated by the deviation calculation means, using the count value stored in the counter latch means as a reference value This is a child rotation angle detection device.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing an overall configuration of a rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor according to the present embodiment includes a rotary encoder 12 connected to a rotor (not shown) of the permanent magnet synchronous motor 11, and a rotary encoder 12. An encoder pulse counter 13 that counts the number of pulses output from the encoder encoder 13 and outputs an encoder pulse count value ENC1 and a sensor (not shown) at a predetermined position of the rotary encoder 12 are provided so that the rotary encoder 12 rotates once. A Z-phase signal indicating the reference position of the rotary encoder 12 output from the sensor is detected every time, and the value of the Z-phase signal generation detection flag is changed from “Z-phase signal generation not detected (for example,“ 0 ”)” to “Z-phase”. The Z-phase signal detection device 14 for signal generation detection (for example, “1”) and the timing of detection of the Z-phase signal The counter latch device 15 for storing the coder pulse count value ZENC, and the deviation of the count value obtained by subtracting the encoder pulse count value ZENC stored in the counter latch device 15 from the encoder pulse count value ENC1 output from the encoder pulse counter 13, or The deviation ENCD1 of the count value obtained by subtracting the encoder pulse count value ENC2 of the previous calculation cycle from the encoder pulse count value ENC1 output from the encoder pulse counter 13, the correction value ENCD2 of the deviation, and the accumulated value ENCT of the deviation are calculated. For storing the arithmetic unit 16 that performs the calculation, the deviation ENCD1 of the count value obtained by the arithmetic unit 16, the correction value ENCD2 of the deviation, the cumulative value ENCT, and the encoder pulse count value ENC2 of the previous arithmetic cycle. Composed from the device 17.
[0008]
The operation will be described. FIG. 2 shows a process flow of the rotor rotation angle detection device according to the present embodiment. In this embodiment, the rotary encoder 12 has 200,000 output pulses per rotation, the maximum pulse counter value of the encoder pulse counter 13 is 65,535 pulses, and the rotary encoder 12 rotates in the forward direction. I will give you a description. As shown in FIG. 3, when the count value (symbol 30) reaches the maximum value of the pulse counter (symbol 31) (here, 65,535 pulses), the encoder pulse counter 13 causes an overflow and automatically “0”. Since the count value is reset to (zero) ", the output count value is plotted in a sawtooth shape shown in FIG. That is, for example, when the count value is 70,000 pulses, an overflow occurs at the time of the maximum value of the pulse counter (reference numeral 31) (65,535 pulses) and is reset to 0 (zero). The value is 70,000−65,535 = 4,465 pulses, and an error of 65,536 pulses has occurred. Further, as shown in FIG. 3, when the encoder output value (symbol 32) reaches the encoder output maximum value (symbol 33) (here, 200,000 pulses), that is, when the rotary encoder 12 makes one rotation, (Zero) ”is reset.
[0009]
As shown in FIG. 2, first, in step S <b> 1, the arithmetic unit 16 obtains the encoder pulse count value ENC <b> 1 of the current arithmetic cycle from the encoder pulse counter 13 at a predetermined arithmetic cycle, and the previous arithmetic cycle from the storage device 17. The encoder pulse count value ENC2 is taken out, the encoder pulse count value ENC2 in the previous calculation cycle is subtracted from the encoder pulse count value ENC1 in the current calculation cycle, and the result is stored in the storage device 17 as the deviation ENCD1 of the count value. In step S2, it is determined whether or not the absolute value of the deviation ENCD1 of the count value stored in step S1 exceeds 60,000. The value “60,000” is a predetermined threshold value set in advance, but is not limited to this value, and is appropriately set to a predetermined value less than the maximum value (65,535 pulses) of the encoder pulse counter 13. To do. If it does not exceed 60,000, the deviation ENCD1 of the count value is stored in the storage device 17 as ENCD2 in step S3. On the other hand, if it exceeds 60,000 as determined in step S2, 65,535 pulses which are the maximum value of the encoder pulse counter 13 are added to the deviation ENCD1 of the count value in step S4. It is corrected and stored in the storage device 17 as ENCD2. This is a process of correcting 65,536 errors in the deviation ENCD1 of the count value calculated in step S1 as described above due to overflow of the encoder pulse counter 13. Since the absolute value of the deviation does not exceed 60,000 at the rotational speed of the normal rotary encoder 12, if the absolute value of the deviation exceeds 60,000, it can be considered that the encoder pulse counter 13 has overflowed. .
[0010]
Next, in step S5, it is determined whether the Z-phase signal generation detection flag of the Z-phase signal detection device 14 is in the “Z-phase signal generation detection” state. That is, it is determined whether or not a Z-phase signal has been detected during the current calculation cycle. If it is in the “Z phase signal generation not detected” state, in step S6, the value of ENCD2 obtained in step S4 or S5 is added to the accumulated value ENCT of the deviation of the previous calculation cycle and stored as a new accumulated value ENCT. . On the other hand, if it is determined in step S5 that the state is “detection of Z phase signal generation”, the counter latch device 15 obtains the encoder pulse count value ENC1 in the current calculation cycle from the encoder pulse counter 16 in step S7. The value obtained by subtracting the encoder pulse count value ZENC (reference numeral 35 in FIG. 3) latched at the timing at which the detected Z-phase signal is detected (reference numeral 34 in FIG. 3) is stored as the accumulated value ENCT of the deviation of the counter output. This is because the counter output deviation accumulated value ENCT is reset to zero at the Z-phase signal detection timing, and the number of pulses generated between the Z-phase signal detection timing and the current calculation cycle is set to the initial value of ENCT. It is processing to. Finally, in step S8, the value of ENC1 is stored in ENC2 for the calculation of the next calculation cycle.
[0011]
As described above, the accumulated value ENCT returns to zero when the rotary encoder 12 changes to the same value as the number of pulses generated in one rotation, and also returns to zero when the Z-phase signal is generated. 1 rotation of the rotary encoder 12 from 1 corresponds to a change in the accumulated value ENCT of the deviation of the counter output from 0 (zero) until it exceeds 19999999 and returns to zero again. The rotation angle of the child can be detected.
[0012]
According to the present embodiment, the rotation angle of the rotor is accurately detected even when the number of output pulses per rotation of the rotary encoder connected to the rotor of the permanent magnet synchronous motor exceeds the maximum value of the encoder pulse counter. be able to. As described above, in this embodiment, the high-resolution rotary encoder is not subject to the restriction that the number of generated pulses per rotation of the rotary encoder 12 must be a combination that does not exceed the maximum value of the encoder pulse counter. It can be applied to control of a permanent magnet synchronous motor.
[0013]
That is, using an encoder pulse counter capable of counting pulses generated during one rotation of the electric motor, that is, one rotation of the rotary encoder 12, results in a large-scale counter and is expensive. Therefore, in the present embodiment, it is noted that the number of pulses generated in one calculation cycle has a limit value even if the motor is rotated at the maximum speed by appropriately setting the calculation cycle of the calculation device 16. Thus, the maximum pulse counter value of the encoder pulse counter can be reduced, and the encoder pulse counter can be miniaturized.
[0014]
As a result, the entire rotor rotation angle detection device of the permanent magnet synchronous motor of the present invention can be miniaturized. For example, when the detection device of the present invention is used to detect the rotation angle of the rotor of an elevator drive motor. It is particularly effective because it is easy to place in a narrow hoistway of an elevator.
[0015]
【The invention's effect】
The present invention relates to a rotary encoder connected to a rotor of a permanent magnet synchronous motor, an encoder pulse counter that counts the number of output pulses of the rotary encoder and outputs a count value, and outputs each time the rotary encoder makes one rotation. Z-phase signal detection means for detecting the Z-phase signal to be generated, counter latch means for storing the count value at the timing when the Z-phase signal is generated, and deviation calculation for calculating the deviation of the count value at a predetermined calculation cycle Rotation of a permanent magnet synchronous motor comprising: means; and cumulative value calculation means for calculating a cumulative value deviation of the count value calculated by the deviation calculation means, using the count value stored in the counter latch means as a reference value Since this is a slave rotation angle detector, the number of output pulses per revolution of the encoder is Even if it exceeds a large value, it is possible to detect the rotation angle of the rotor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of a rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor according to Embodiment 1 of the present invention;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Permanent magnet synchronous motor, 12 Rotary encoder, 13 Encoder pulse counter, 14 Z phase signal detection apparatus, 15 Counter latch apparatus, 16 Arithmetic apparatus, 17 Memory | storage device.

Claims (4)

永久磁石同期電動機の回転子に接続されたロータリーエンコーダと、
上記ロータリーエンコーダの出力パルス数をカウントしてカウント値を出力するエンコーダパルスカウンタと、
上記ロータリーエンコーダが一回転する毎に出力されるZ相信号を検出するZ相信号検出手段と、
上記Z相信号が発生したタイミングの上記カウント値を記憶するカウンタラッチ手段と、
所定の演算周期で上記カウント値の偏差を演算する偏差演算手段と、
上記カウンタラッチ手段が記憶する上記カウント値を基準値として、上記偏差演算手段が演算する上記カウント値の偏差の累積値を演算する累積値演算手段と
を備えたことを特徴とする永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置。
A rotary encoder connected to the rotor of the permanent magnet synchronous motor;
An encoder pulse counter that counts the number of output pulses of the rotary encoder and outputs a count value;
Z-phase signal detection means for detecting a Z-phase signal output each time the rotary encoder makes one rotation;
Counter latch means for storing the count value at the timing when the Z-phase signal is generated;
Deviation calculation means for calculating the deviation of the count value at a predetermined calculation cycle;
A permanent magnet synchronous motor comprising: cumulative value calculation means for calculating a cumulative value of the deviation of the count value calculated by the deviation calculation means using the count value stored by the counter latch means as a reference value Rotor angle detector.
永久磁石同期電動機の回転子に接続されたロータリーエンコーダと、
上記ロータリーエンコーダの出力パルス数をカウントしてカウント値を出力するとともに、予め設定された所定の最大値に上記カウント値が到達したときに、当該カウント値がリセットされるエンコーダパルスカウンタと、
前演算周期における上記エンコーダパルスカウンタによる上記カウント値を記憶する前カウント値記憶手段と、
現演算周期における上記エンコーダパルスカウンタによる上記カウント値から、上記前カウント値記憶手段に記憶された上記カウント値を減算して、上記カウント値の偏差を演算する偏差演算手段と、
上記偏差演算手段による上記カウント値の偏差が、上記エンコーダパルスカウンタの上記最大値より小さい所定のしきい値未満場合には、当該偏差をそのまま出力し、上記しきい値よりも大きい場合に当該偏差に上記最大値を加算したものを偏差として出力する偏差補正手段と、
上記ロータリーエンコーダが一回転する毎に出力されるZ相信号を検出するZ相信号検出手段と、
上記Z相信号が発生したタイミングの上記カウント値を記憶するカウンタラッチ手段と、
現演算周期中に上記Z相信号検出手段による上記Z相信号の検出があったか否かを判定し、検出があった場合には、現演算周期における上記エンコーダパルスカウンタによる上記カウント値から上記カウンタラッチ手段に記憶された上記カウント値を減算した値を、上記カウント値の偏差の累積値として出力し、当該検出がなかった場合には、前回の上記Z相信号の検出があった時点から前演算周期までの上記カウント値の偏差の累積値に上記偏差補正手段から出力される上記偏差を加算して上記カウント値の偏差の累積値として出力する累積値演算手段と、
上記累積値演算手段による上記カウント値の偏差の累積値を記憶する累積値記憶手段と、
現演算周期における上記カウント値を用いて、上記前カウント値記憶手段に記憶されている前演算周期における上記カウント値を更新するカウント値更新手段と
を備えたことを特徴とする永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置。
A rotary encoder connected to the rotor of the permanent magnet synchronous motor;
An encoder pulse counter that counts the number of output pulses of the rotary encoder and outputs a count value, and that resets the count value when the count value reaches a preset maximum value;
Pre-count value storage means for storing the count value by the encoder pulse counter in the pre-calculation cycle;
Deviation calculation means for calculating the deviation of the count value by subtracting the count value stored in the previous count value storage means from the count value by the encoder pulse counter in the current calculation cycle;
When the deviation of the count value by the deviation calculating means is less than a predetermined threshold value smaller than the maximum value of the encoder pulse counter, the deviation is output as it is, and when the deviation is larger than the threshold value, the deviation is output. Deviation correction means for outputting a value obtained by adding the maximum value to
Z-phase signal detection means for detecting a Z-phase signal output each time the rotary encoder makes one rotation;
Counter latch means for storing the count value at the timing when the Z-phase signal is generated;
It is determined whether or not the Z-phase signal is detected by the Z-phase signal detection means during the current calculation cycle. If there is a detection, the counter latch is determined from the count value by the encoder pulse counter in the current calculation cycle. The value obtained by subtracting the count value stored in the means is output as the accumulated value of the deviation of the count value. If there is no such detection, the previous calculation is performed from the time when the previous Z-phase signal was detected. A cumulative value calculation means for adding the deviation output from the deviation correction means to a cumulative value of the deviation of the count value up to a cycle and outputting the cumulative value of the deviation of the count value;
Cumulative value storage means for storing a cumulative value of deviation of the count value by the cumulative value calculation means;
A permanent magnet synchronous motor comprising: count value update means for updating the count value in the previous calculation cycle stored in the previous count value storage means using the count value in the current calculation cycle Rotor rotation angle detection device.
上記累積値演算手段の上記カウント値の偏差の累積値は、上記ロータリーエンコーダの一回転の出力パルス数と同じ値に到達したときにリセットされることを特徴とする請求項1または2に記載の永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置。The accumulated value of the deviation of the count value of the accumulated value calculating means is reset when reaching the same value as the number of output pulses of one rotation of the rotary encoder. A rotor rotation angle detection device for a permanent magnet synchronous motor. 上記累積値演算手段の上記カウント値の偏差の累積値は、上記Z相信号検出手段が上記Z相信号を検出したタイミングでリセットされることを特徴とする請求項1または2に記載の永久磁石同期電動機の回転子回転角度検出装置。3. The permanent magnet according to claim 1, wherein the cumulative value of the deviation of the count value of the cumulative value calculating means is reset at a timing when the Z-phase signal detecting means detects the Z-phase signal. A rotor rotation angle detection device for a synchronous motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016181118A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 住友精密工業株式会社 Pulse counter
CN107490996A (en) * 2016-09-06 2017-12-19 宝沃汽车(中国)有限公司 The data processing method and system of permagnetic synchronous motor

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