JP2010252595A - Motor drive - Google Patents
Motor drive Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010252595A JP2010252595A JP2009101827A JP2009101827A JP2010252595A JP 2010252595 A JP2010252595 A JP 2010252595A JP 2009101827 A JP2009101827 A JP 2009101827A JP 2009101827 A JP2009101827 A JP 2009101827A JP 2010252595 A JP2010252595 A JP 2010252595A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- carrier signal
- motor
- value
- motor drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電流フィードバック制御における電流検出タイミングの最適化によって振動を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technique for suppressing vibrations by optimizing current detection timing in current feedback control.
モータ駆動装置を用いた電流制御は、サーボモータの高速・高応答制御のために、アナログ回路の時代から一般的に行われてきた。近年は、マイクロコンピュータやLSI技術の進歩で、電流制御もディジタル化が進み、アナログ制御では設計上もコスト上も実現困難であった複雑な制御が可能となり、サーボモータを用いる機器の高性能・高機能化に大きく貢献している。 Current control using a motor drive device has generally been performed since the era of analog circuits for high-speed, high-response control of servo motors. In recent years, advances in microcomputer and LSI technology have led to digitalization of current control, and analog control has made it possible to perform complex control that was difficult to achieve in terms of design and cost. Contributes greatly to high functionality.
一般に電流制御では、モータの3相電流を検出し、それを電流指令値に追従させるように3相の電圧指令値を生成し、複数個の半導体スイッチからなるパワー増幅器に出力し、パワー増幅器では供給される直流電圧を複数個の半導体スイッチのON/OFFの組合せにより所望の3相交流電圧をモータに印加している。 In general, in current control, a three-phase voltage command value is generated so that a three-phase current of a motor is detected and followed by the current command value, and output to a power amplifier composed of a plurality of semiconductor switches. A desired three-phase AC voltage is applied to the motor by a combination of ON / OFF of a plurality of semiconductor switches.
複数個の半導体スイッチにより直流電圧から3相交流電圧を生み出す方式であるPWM制御は、キャリア周波数と電圧指令値により、半導体スイッチのON/OFF信号を出力し、モータの線間にパルス状の電圧を印加するものである。 PWM control, which generates a three-phase AC voltage from a DC voltage using a plurality of semiconductor switches, outputs an ON / OFF signal for the semiconductor switch according to the carrier frequency and the voltage command value, and a pulse voltage between the motor lines. Is applied.
そのパルスの幅をスイッチのON/OFFで制御することでモータに印加する実効電圧値を正弦波状にすることができる。キャリア周波数が高くなるほど細かい制御ができるが、スイッチングのロスや発熱などの問題もあり、一般的には数kHzから数十kHzくらいである。 The effective voltage value applied to the motor can be made sinusoidal by controlling the width of the pulse by ON / OFF of the switch. Although the finer control can be performed as the carrier frequency becomes higher, there are problems such as switching loss and heat generation, and the frequency is generally several kHz to several tens kHz.
このPWM方式を用いた電流制御では、半導体スイッチのスイッチングノイズが電流に重畳し、電流制御に悪影響を与えることが課題である。また、モータの線間にパルス状の電圧を印加するため、モータの電気的時定数に対し、キャリア周波数が十分に高くないと電流リップルが発生する。実際には上述のロスや発熱などの問題でキャリア周波数は無限に高くすることはできないため、ある程度の電流リップルは発生してしまう。 The current control using the PWM method has a problem that switching noise of the semiconductor switch is superimposed on the current and adversely affects the current control. Further, since a pulsed voltage is applied between the motor wires, current ripple occurs unless the carrier frequency is sufficiently high with respect to the electrical time constant of the motor. Actually, the carrier frequency cannot be increased indefinitely due to the above-described problems such as loss and heat generation, so that a certain amount of current ripple occurs.
そのスイッチングノイズの影響を避けるために、モータに最大トルクを印加する場合以外にはスイッチングが行われないキャリア信号の山・谷部分で電流検出を行うことで、特に通常動作領域での正確な電流値を得る方式が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to avoid the effects of switching noise, current detection is performed at the peak and valley portions of the carrier signal that are not switched except when the maximum torque is applied to the motor, so that accurate current can be obtained particularly in the normal operating region. A method for obtaining a value has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した技術では、モータの電気的時定数とキャリア周波数の関係に起因する電流リップルの影響を回避できないという問題がある。特に、一定区間の電流値の平均値を検出する電流検出方式の場合、キャリアの山・谷からの一定区間の平均電流値を検出するため、キャリア周期間の平均電流に対してずれた値になり、振動の要因になる。 However, the above-described technique has a problem that the influence of the current ripple due to the relationship between the electric time constant of the motor and the carrier frequency cannot be avoided. In particular, in the case of a current detection method that detects an average value of current values in a certain section, the average current value in a certain section from the peak / valley of the carrier is detected. It becomes a factor of vibration.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電流リップルの影響を小さくでき、振動の発生を抑制できるモータ駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor drive device that can reduce the influence of current ripple and suppress the occurrence of vibration.
請求項1に記載のモータ駆動装置は、モータ電流を検出する電流検出器を用い、PWM制御による電流フィードバック制御を有するモータ駆動装置において、三角波のキャリア信号を出力するキャリア信号発生器と、一定区間の平均電流値を検出するモータ電流検出器と、前記キャリア信号を基準にして電流検出トリガを出力する電流検出タイミング発生器と、前記モータ電流検出器で検出した平均電流値を電流指令値に追随させるように電流制御を行い、前記キャリア信号の山谷で電圧指令値を更新する電流制御器と、前記キャリア信号と前記電圧指令値を入力し、PWM信号をインバータ部に出力するPWM制御器を備え、前記キャリア信号の山谷の周期と前記平均電流値を検出する一定区間の時間を一致させる。
The motor drive device according to
また、請求項2に記載のモータ駆動装置は、平均電流値を検出する合間に電流制御を行うものである。
The motor driving apparatus according to
さらに、請求項3に記載のモータ駆動装置は、ΣΔ方式の電流検出器を用いたものである。
Furthermore, the motor drive apparatus according to
請求項1に記載のモータ駆動装置によれば、モータ電流検出器で検出した平均電流値は、キャリア信号の山谷間の平均電流値に近いため、電流リップルの影響を小さくでき、振動の発生を抑制することができる。 According to the motor drive device of the first aspect, since the average current value detected by the motor current detector is close to the average current value between the peaks and valleys of the carrier signal, the influence of the current ripple can be reduced and the occurrence of vibration can be reduced. Can be suppressed.
また、請求項2に記載のモータ駆動装置によれば、電流検出から電圧指令値の更新までの遅れ時間を最小化でき、応答性が向上する。 Further, according to the motor drive device of the second aspect, the delay time from the current detection to the update of the voltage command value can be minimized, and the responsiveness is improved.
さらに、請求項3に記載のモータ駆動装置によれば、デシメーション設定により電流検出区間を任意に変更でき、キャリア周期に適した設定が可能となる。 Furthermore, according to the motor drive device of the third aspect, the current detection section can be arbitrarily changed by decimation setting, and setting suitable for the carrier cycle becomes possible.
(実施例1)
以下、本発明の実施例1について図を参照して説明する。
Example 1
図1は、モータ駆動装置の要部ブロック図であり、キャリア信号11を出力するキャリア信号発生器1と、キャリア信号11から電流検出トリガ信号12を出力する電流検出タイミング発生器2と、電流検出トリガ信号12が入力したときの電流検出値13を出力するモータ電流検出器3と、電流検出値13から電圧指令14を出力する電流制御器4と、電圧指令14とキャリア信号11からPWM出力15を生成するPWM制御器5を備えている。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a motor driving device, a
まず、電流検出のタイミングについて説明する。図2にタイミング図を示す。あらかじめモータ電流検出器3の検出区間をキャリア信号の山/谷間の周期と同じに設定しておく
。例えば、モータ電流検出器3がΣΔ方式の場合には、デシメーションの設定により検出区間を設定することができる。
First, the current detection timing will be described. FIG. 2 shows a timing diagram. The detection interval of the
電流検出トリガ信号12は、キャリア信号11の山谷から電流制御器の処理時間分だけ前になるようにする。電流検出トリガ信号12により、電流検出値がラッチされ、同時に電流制御を起動することで、検出した電流値を即座に電流制御に反映することができる。
The current
さらに、電流制御完了後にキャリア信号11の山谷がくるため、電圧指令14への更新も最短となり、モータ電流検出から電圧指令への更新遅れを最小にすることができる。モータ電流検出器3がΣΔ方式の場合、通常電流検出は常に行われており、電流検出トリガ12が入力されたときに、その時点からデシメーションにより設定された区間だけ前までの平均電流値を検出することができる。なお、デシメーションの設定はハードウェアの変更なしでパラメータの設定で容易に変更することができる。
Furthermore, since the
次になぜ、キャリア信号11の山谷の周期とモータ電流検出器3の検出区間を一致させると電流リップの影響を小さくできるかについて説明する。
Next, the reason why the influence of the current lip can be reduced by matching the period of the peaks and valleys of the
図3にPWM信号によるスイッチング波形と電流リップルの様子について示す。図3に示すように、キャリア信号11の山谷間で電流値は変動する。例えば、電流検出区間がキャリア信号11の山谷の周期に比べ短い場合、電流検出値はその検出タイミングにより大きく変動する。この変動により、モータの振動が発生してしまう。
FIG. 3 shows the switching waveform and current ripple caused by the PWM signal. As shown in FIG. 3, the current value varies between peaks and valleys of the
本発明によれば、キャリア信号11の山谷の周期とモータ電流検出器3の検出区間を同じにするため、どのタイミングで検出しても、電流リップルは平均化され、ほとんどその影響をなくすことができる。
According to the present invention, since the period of the peaks and valleys of the
さらに、通常電流検出区間を長くすれば電流検出分解能を高くできるが、従来電流検出区間は、応答性や電流リップルの課題により、キャリア信号の山谷の周期の1/4程度までしか長くできず、電流検出分解能も高くすることができなかった。本発明により、電流検出区間をキャリア信号の山谷の周期まで長くできるため、電流検出分解能も高くすることができるという効果もある。 Furthermore, if the normal current detection interval is lengthened, the current detection resolution can be increased, but the conventional current detection interval can only be increased to about ¼ of the period of the peaks and valleys of the carrier signal due to the problem of responsiveness and current ripple. The current detection resolution could not be increased. According to the present invention, since the current detection section can be extended to the period of the peaks and valleys of the carrier signal, there is also an effect that the current detection resolution can be increased.
なお、キャリア信号の山谷の周期と電流検出器の検出区間は完全に一致できれば一番よいが、できない場合でも、できる限り近づけることで本発明の効果を得ることができる。 It should be noted that it is best if the period of the peaks and valleys of the carrier signal and the detection interval of the current detector can be completely matched, but even if it cannot, the effect of the present invention can be obtained by bringing them as close as possible.
本発明のモータ駆動装置は、高速応答性と制御の安定性が要求される用途などにも有用である。 The motor drive device of the present invention is also useful for applications that require high-speed response and control stability.
1 キャリア信号発生器
2 電流検出タイミング発生器
3 モータ電流検出器
4 電流制御器
5 PWM制御器
11 キャリア信号
12 電流検出トリガ信号
13 電流検出値
14 電圧指令
15 PWM出力
DESCRIPTION OF
Claims (3)
三角波のキャリア信号を出力するキャリア信号発生器と、
一定区間の平均電流値を検出するモータ電流検出器と、
前記キャリア信号を基準にして電流検出トリガを出力する電流検出タイミング発生器と、
前記モータ電流検出器で検出した平均電流値を電流指令値に追随させるように電流制御を行い、前記キャリア信号の山谷で電圧指令値を更新する電流制御器と、
前記キャリア信号と前記電圧指令値を入力し、PWM信号をインバータ部に出力するPWM制御器を備え、
前記キャリア信号の山谷の周期と前記平均電流値を検出する一定区間の時間を一致させることを特徴としたモータ駆動装置。 In a motor drive device having a current feedback control by PWM control using a current detector for detecting a motor current,
A carrier signal generator for outputting a triangular wave carrier signal;
A motor current detector for detecting an average current value in a certain section;
A current detection timing generator that outputs a current detection trigger based on the carrier signal;
A current controller that performs current control so that the average current value detected by the motor current detector follows the current command value, and updates the voltage command value in the peaks and valleys of the carrier signal;
A PWM controller that inputs the carrier signal and the voltage command value and outputs a PWM signal to the inverter unit,
A motor driving device characterized in that a period of peaks and valleys of the carrier signal coincides with a time of a certain section for detecting the average current value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009101827A JP2010252595A (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Motor drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009101827A JP2010252595A (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Motor drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010252595A true JP2010252595A (en) | 2010-11-04 |
Family
ID=43314277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009101827A Pending JP2010252595A (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Motor drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010252595A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10644628B2 (en) | 2017-11-20 | 2020-05-05 | Fanuc Corporation | Motor drive device including current detector |
US11424710B2 (en) | 2019-08-06 | 2022-08-23 | Fanuc Corporation | Motor driving device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10191678A (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital servo control device |
JPH10341599A (en) * | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Fuji Electric Co Ltd | Control equipment of motor |
JP2003219690A (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Meidensha Corp | Detection method for output current of pwm inverter |
JP2008011620A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Yaskawa Electric Corp | Pwm inverter device and current control method therefor |
JP2008131712A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor drive device |
JP2009050132A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-05 | Renesas Technology Corp | Motor driving apparatus, and motor-rotation controlling method |
-
2009
- 2009-04-20 JP JP2009101827A patent/JP2010252595A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10191678A (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital servo control device |
JPH10341599A (en) * | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Fuji Electric Co Ltd | Control equipment of motor |
JP2003219690A (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Meidensha Corp | Detection method for output current of pwm inverter |
JP2008011620A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Yaskawa Electric Corp | Pwm inverter device and current control method therefor |
JP2008131712A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Motor drive device |
JP2009050132A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-05 | Renesas Technology Corp | Motor driving apparatus, and motor-rotation controlling method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10644628B2 (en) | 2017-11-20 | 2020-05-05 | Fanuc Corporation | Motor drive device including current detector |
US11424710B2 (en) | 2019-08-06 | 2022-08-23 | Fanuc Corporation | Motor driving device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6156282B2 (en) | Rotating machine control device | |
JP5909622B2 (en) | Motor drive device | |
KR101947934B1 (en) | Electric power converting device, and electric power steering device employing same | |
CN107241047B (en) | Motor drive control device | |
JP5976067B2 (en) | Control device and control method for power conversion device | |
JP4085976B2 (en) | Inverter control device and control method | |
JP4984916B2 (en) | Motor drive device | |
JP4784491B2 (en) | Motor drive device | |
JP6450256B2 (en) | Motor drive control device | |
JP5967702B2 (en) | Power converter | |
JP2009194950A (en) | Controller for voltage-type pwm inverter | |
JP2012135118A (en) | Inverter device | |
JP2007221903A (en) | Power conversion device | |
JP2010252595A (en) | Motor drive | |
JP5264059B2 (en) | Inverter control device and inverter control method | |
JP2016103886A (en) | Motor control device | |
JP2007151251A (en) | Motor control device and electric power steering device | |
JP6674420B2 (en) | Motor drive control device | |
JP6232579B2 (en) | Motor drive device | |
JP6471670B2 (en) | Power control method and power control apparatus | |
JP6232580B2 (en) | Motor drive device | |
JP2008109790A (en) | Power conversion apparatus | |
JP2007110800A (en) | Motor input controller and vacuum cleaner using it | |
JP2019097262A (en) | Motor drive device with current detector | |
JP2014054165A (en) | Motor speed controller and controlling method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120309 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20121214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130731 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130806 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131004 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131210 |