JP2017046427A - Motor control device, motor drive device, conveyance device and motor control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict error change in position control or speed control.SOLUTION: A motor control device for driving a motor having a coil of a plurality of phases, comprises a limiting part that outputs a second output command value limiting a first output command value so that output indicated by the first output command value, which includes a plurality of values indicating the lengths of vectors of different phases and used for driving the motor, does not exceed the power source voltage of the motor control device. A second output command vector composed of the second output command values is the same as a first output command vector composed of the first output command values, or vectors of the same phase and different lengths.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータ制御装置、モータ駆動装置、搬送装置及びモータ制御方法に関する。   The present invention relates to a motor control device, a motor drive device, a transport device, and a motor control method.

従来、無整流子型モータは、インバータ装置を用いて直流電圧を交流電圧に変換し、コイル端子へ印加することにより回転駆動される。   Conventionally, a non-commutator motor is rotationally driven by converting a direct current voltage into an alternating current voltage using an inverter device and applying it to a coil terminal.

交流電圧は、振幅及び位相を示す指令値に従ってPWM(Pulse Width Modulation)変換され、各相コイルに印加される。例えば、正弦波をPWM変換した電圧により駆動する3相モータの場合、互いに120度の位相差をもつ正弦波を電源電圧に相当する振幅の搬送波と大小比較することにより変調して、変調した電圧を各相コイルへ印加する。   The AC voltage is subjected to PWM (Pulse Width Modulation) conversion in accordance with command values indicating amplitude and phase, and is applied to each phase coil. For example, in the case of a three-phase motor driven by a voltage obtained by PWM conversion of a sine wave, the modulated voltage is obtained by modulating a sine wave having a phase difference of 120 degrees with a carrier wave having an amplitude corresponding to the power supply voltage. Is applied to each phase coil.

ここで、電源電圧を超える指令値が入力された場合の対処として、正弦波PWM駆動、過変調PWM駆動、矩形波PWM駆動を切り替えることにより、変調度(電源電圧利用率)を高めるという手法が知られている。   Here, as a countermeasure when a command value exceeding the power supply voltage is input, there is a method of increasing the degree of modulation (power supply voltage utilization rate) by switching between sine wave PWM drive, overmodulation PWM drive, and rectangular wave PWM drive. Are known.

しかしながら、電源電圧を超える指令値が入力された場合の対処として、過変調PWM駆動や矩形波PWM駆動を用いる場合、瞬時的な印加電圧の角度安定点が離散的な値をとり、各相の印加電圧において、周期的な位相誤差が生じる。   However, as a countermeasure when a command value exceeding the power supply voltage is input, when overmodulation PWM driving or rectangular wave PWM driving is used, the angle stable point of the instantaneous applied voltage takes a discrete value, and each phase A periodic phase error occurs in the applied voltage.

印加電圧の周期的な位相誤差は、特に低速回転時において、位置制御や速度制御における誤差変動の原因となる虞がある。   The periodic phase error of the applied voltage may cause error fluctuations in position control and speed control, especially during low-speed rotation.

開示の技術は、位置制御や速度制御における誤差変動を抑制することを目的としている。   The disclosed technology aims to suppress error fluctuations in position control and speed control.

開示の技術は、複数相のコイルを備えるモータを駆動するモータ制御装置であって、位相の異なるベクトルの長さを示す複数の値を含む第1の出力指令値であって、前記モータを駆動させる前記第1の出力指令値が示す出力が、前記モータ制御装置の電源電圧を超えないように、前記第1の出力指令値を制限した第2の出力指令値を出力するリミット部を備え、前記第2の出力指令値を合成した第2の出力指令ベクトルは、前記第1の出力指令値を合成した第1の出力指令ベクトルと同一、もしくは位相は同一かつ長さが異なるベクトルとした。   The disclosed technology is a motor control device for driving a motor including a plurality of phase coils, and is a first output command value including a plurality of values indicating the lengths of vectors having different phases, and drives the motor A limit unit that outputs a second output command value that limits the first output command value so that an output indicated by the first output command value does not exceed a power supply voltage of the motor control device; The second output command vector obtained by synthesizing the second output command value is the same as the first output command vector obtained by synthesizing the first output command value, or a vector having the same phase and a different length.

開示の技術によれば、位置制御や速度制御における誤差変動を抑制できる。   According to the disclosed technology, error fluctuations in position control and speed control can be suppressed.

モータ駆動装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a motor drive device. dq軸座標系の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of a dq axis coordinate system. 駆動部を説明する図である。It is a figure explaining a drive part. インバータの上側アームを説明する図である。It is a figure explaining the upper arm of an inverter. PWM部とゲート駆動部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of a PWM part and a gate drive part. 電流制御部を説明する図である。It is a figure explaining a current control part. リミット部を説明する図である。It is a figure explaining a limit part. リミット部の処理による出力ベクトルの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the output vector by the process of a limit part. リミット部を有していない場合の端子電圧指令値の波形の例を示している。The example of the waveform of the terminal voltage command value when not having a limit part is shown. 過変調PWMによる端子電圧の波形の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the waveform of the terminal voltage by overmodulation PWM. 本実施形態の端子電圧指令値の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the terminal voltage command value of this embodiment. 印加電圧の位相について、過変調時と本実施形態とを比較した図である。It is the figure which compared the time of overmodulation and this embodiment about the phase of an applied voltage. 本実施形態のモータ駆動装置が搭載された画像形成装置を説明する図である。1 is a diagram illustrating an image forming apparatus equipped with a motor drive device according to an embodiment. 画像形成装置に接続される搬送装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a transport device connected to the image forming apparatus.

以下に、図面を参照して実施形態について説明する。図1は、モータ駆動装置の一例を示す図である。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a motor driving device.

本実施形態のモータ駆動装置100は、モータ制御装置200と、永久磁石型モータ10と、エンコーダ20と、電流検出部30と、駆動部40と、を有する。   The motor drive device 100 according to the present embodiment includes a motor control device 200, a permanent magnet type motor 10, an encoder 20, a current detection unit 30, and a drive unit 40.

本実施形態の永久磁石型モータ(以下、ブラシレスモータ)10は、回転子11、コイル12、コイル端子13を有する。   A permanent magnet type motor (hereinafter referred to as a brushless motor) 10 according to the present embodiment includes a rotor 11, a coil 12, and a coil terminal 13.

本実施形態のブラシレスモータ10において、コイル12は、互いに120度の位相差をもち、Y字結線されたU相、V相、W相の3相で構成される。また、回転子11は、コイル12と対向する位置に配置される。回転子11は、S極、N極が交互に並んだ永久磁石である。   In the brushless motor 10 of this embodiment, the coil 12 has a phase difference of 120 degrees from each other, and is configured by three phases of a U phase, a V phase, and a W phase that are Y-connected. The rotor 11 is disposed at a position facing the coil 12. The rotor 11 is a permanent magnet in which S poles and N poles are alternately arranged.

ブラシレスモータ10は、コイル端子13からコイル12へ、回転子11の角度に応じて転流された電流の供給を受けて回転する。各相のコイル電流をIu、Iv、Iwとすると、Y字結線であることから、各相のコイル電流Iu、Iv、Iwの関係は、以下の式(1)により示される。尚、本実施形態における回転子11の永久磁石は2×p極(極ペア数はp)とする。   The brushless motor 10 rotates from the coil terminal 13 to the coil 12 by receiving a current that is commutated according to the angle of the rotor 11. Assuming that the coil current of each phase is Iu, Iv, Iw, it is a Y-shaped connection. Therefore, the relationship between the coil currents Iu, Iv, Iw of each phase is expressed by the following equation (1). In this embodiment, the permanent magnet of the rotor 11 has 2 × p poles (the number of pole pairs is p).

Figure 2017046427
エンコーダ20は、ブラシレスモータ10の回転軸に接続され、回転子11の回転に応じて、所定位相差をもつ2相のパルス信号と、回転子11が所定の角度のときに出力される基準パルスとを出力する。尚、エンコーダ20と回転子11は、予め位置合わせされており、基準パルスが出力される回転子11の角度は既知とする。
Figure 2017046427
The encoder 20 is connected to the rotating shaft of the brushless motor 10, and according to the rotation of the rotor 11, a two-phase pulse signal having a predetermined phase difference and a reference pulse output when the rotor 11 has a predetermined angle. Is output. Note that the encoder 20 and the rotor 11 are aligned in advance, and the angle of the rotor 11 from which the reference pulse is output is known.

本実施形態の電流検出部30は、U相、V相のコイル電流Iu、Ivを検出する。電流検出部30は、各相毎に、シャント抵抗、差動アンプ、AD変換部を備える。   The current detection unit 30 of the present embodiment detects U-phase and V-phase coil currents Iu and Iv. The current detection unit 30 includes a shunt resistor, a differential amplifier, and an AD conversion unit for each phase.

本実施形態の電流検出部30において、シャント抵抗は、コイル12と直列に挿入される。差動アンプは、シャント抵抗の両端の電圧差を増幅して出力する。AD変換部は、差動アンプ出力をサンプリングして、サンプリングした値をデジタル値に変換し、それぞれU相、V相検出電流データd_Iu、d_Ivとして出力する。デジタル値は、サンプリングした値を所定の量子化分解能を最小単位とした値である。   In the current detection unit 30 of the present embodiment, the shunt resistor is inserted in series with the coil 12. The differential amplifier amplifies and outputs the voltage difference across the shunt resistor. The AD conversion unit samples the differential amplifier output, converts the sampled values into digital values, and outputs them as U-phase and V-phase detection current data d_Iu and d_Iv, respectively. The digital value is a value obtained by using a sampled value with a predetermined quantization resolution as a minimum unit.

本実施形態の駆動部40は、UVW相の各コイル端子13へ印加すべき電圧値を示す端子電圧指令値Vu、Vv、Vwに従って、パルス幅変調(PWM)した電圧を印加して、ブラシレスモータ10へコイル電流Iu、Iv、Iwを供給する。本実施形態の駆動部40の詳細は後述する。   The drive unit 40 of the present embodiment applies a pulse-width modulated (PWM) voltage in accordance with terminal voltage command values Vu, Vv, and Vw indicating voltage values to be applied to the respective UVW phase coil terminals 13, thereby generating a brushless motor. 10 is supplied with coil currents Iu, Iv, and Iw. Details of the drive unit 40 of this embodiment will be described later.

本実施形態のモータ制御装置200は、駆動部40に対し、UVW相の各コイル端子13へ印加すべき電圧値を示す端子電圧指令値Vu、Vv、Vwを出力する。   The motor control device 200 of the present embodiment outputs terminal voltage command values Vu, Vv, and Vw indicating voltage values to be applied to the respective UVW phase coil terminals 13 to the drive unit 40.

本実施形態のモータ制御装置200は、角度検出部210、座標変換部220、速度制御部230、電流制御部240、リミット部250、座標逆変換部260を有する。   The motor control apparatus 200 according to the present embodiment includes an angle detection unit 210, a coordinate conversion unit 220, a speed control unit 230, a current control unit 240, a limit unit 250, and a coordinate reverse conversion unit 260.

角度検出部210は、エンコーダ20の出力する基準パルスの到来時をカウントの基準として、2相のパルス信号のエッジをアップダウンカウントし、このカウント値を検出角度Theとして出力する。また、角度検出部210は、パルス信号のエッジ間隔を計測し、その逆数を検出速度wmとして出力する。尚、説明の便宜上、以後の検出角度Theの単位はラジアン(rad)とする。   The angle detection unit 210 counts up and down the edges of the two-phase pulse signal using the arrival of the reference pulse output from the encoder 20 as a reference for counting, and outputs this count value as the detection angle The. Further, the angle detection unit 210 measures the edge interval of the pulse signal, and outputs the reciprocal thereof as the detection speed wm. For convenience of explanation, the unit of the subsequent detection angle The is assumed to be rad.

座標変換部220は、検出電流データd_Iu、d_Ivについて、以下の式(2)に示す変換式により、UVW軸座標系から、検出角度Theだけ回転したdq軸座標系へ座標変換し、dq軸検出電流データd_Id、d_Iqとして出力する。   The coordinate conversion unit 220 converts the detected current data d_Iu and d_Iv from the UVW axis coordinate system to the dq axis coordinate system rotated by the detection angle The by the conversion equation shown in the following equation (2), and detects the dq axis. Output as current data d_Id, d_Iq.

Figure 2017046427
UVW軸座標系は、互いに120度の位相差をもつ座標系であり、dq軸座標系は、回転直交座標系である。座標変換部220による座標変換は、後述する図2に示す。
Figure 2017046427
The UVW axis coordinate system is a coordinate system having a phase difference of 120 degrees, and the dq axis coordinate system is a rotational orthogonal coordinate system. The coordinate transformation by the coordinate transformation unit 220 is shown in FIG.

速度制御部230は、外部から入力される、または予め設定された目標速度値wtgtと、検出速度wmに基づいて、発生すべきトルクの目標値であるトルク指令値Teを出力する。   The speed control unit 230 outputs a torque command value Te, which is a target value of torque to be generated, based on a target speed value wtgt input from the outside or a preset target speed value wtgt and a detected speed wm.

電流制御部240は、トルク指令値Teに基づいて、ブラシレスモータ10に印加すべき電圧を示すd軸、q軸出力指令値Vd、Vqを出力する。本実施形態の出力指令値Vd、Vqは、位相の異なるベクトルの長さを示しており、ブラシレスモータ10を駆動させるためにブラシレスモータ10に供給されるコイル電流に相当する値である。本実施形態の電流制御部240の詳細は後述する。   The current control unit 240 outputs d-axis and q-axis output command values Vd and Vq indicating the voltage to be applied to the brushless motor 10 based on the torque command value Te. The output command values Vd and Vq of the present embodiment indicate the lengths of vectors having different phases, and are values corresponding to coil currents supplied to the brushless motor 10 in order to drive the brushless motor 10. Details of the current control unit 240 of this embodiment will be described later.

リミット部250は、出力指令値Vd、Vqを条件に応じて制限して、リミット出力指令値Vld、Vlqとして出力する。リミット部250の詳細は後述する。   Limit unit 250 limits output command values Vd and Vq according to the conditions, and outputs them as limit output command values Vld and Vlq. Details of the limit unit 250 will be described later.

座標逆変換部260は、リミット出力指令値Vld、Vlqについて、以下の式(3)に示す変換式により、dq軸座標系から、UVW軸座標系へ変換して(図2参照)、端子電圧指令値Vu、Vv、Vwとして出力する。図2は、dq軸座標系の定義を示す図である。   The coordinate inverse conversion unit 260 converts the limit output command values Vld and Vlq from the dq axis coordinate system to the UVW axis coordinate system according to the conversion formula shown in the following formula (3) (see FIG. 2), and the terminal voltage Output as command values Vu, Vv, Vw. FIG. 2 is a diagram showing the definition of the dq axis coordinate system.

Figure 2017046427
次に、図3を参照し、本実施形態の駆動部40について説明する。図3は、駆動部を説明する図である。
Figure 2017046427
Next, the drive part 40 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the driving unit.

本実施形態の駆動部40は、出力整形部41、PWM部42、ゲート駆動部43、インバータ50を備える。   The drive unit 40 of this embodiment includes an output shaping unit 41, a PWM unit 42, a gate drive unit 43, and an inverter 50.

本実施形態の出力整形部41は、3相の端子電圧指令値Vu、Vv、Vwについて、相間の値の差を保持したままで信号を整形し、整形端子電圧指定値Vmu、Vmv、Vmwとして出力する。   The output shaping unit 41 according to the present embodiment shapes the signal with the three-phase terminal voltage command values Vu, Vv, and Vw while maintaining the difference between the values of the phases, and forms the shaped terminal voltage specified values Vmu, Vmv, and Vmw. Output.

本実施形態における出力整形部41の処理は、3相の端子電圧指令値Vu、Vv、Vwに対して、以下の式(4)に示す処理を実施する。   The process of the output shaping part 41 in this embodiment implements the process shown to the following formula | equation (4) with respect to the terminal voltage command value Vu, Vv, Vw of 3 phases.

Figure 2017046427
出力整形部41は、この処理により、3相の正弦波形である端子電圧指令値Vu、Vv、Vwから、後述する図11に示す波形の整形端子電圧指定値Vmu、Vmv、Vmwを得る。
Figure 2017046427
Through this process, the output shaping unit 41 obtains waveform shaping terminal voltage designation values Vmu, Vmv, and Vmw having waveforms shown in FIG. 11 described later from the terminal voltage command values Vu, Vv, and Vw that are three-phase sine waveforms.

本実施形態の出力整形部41によれば、整形端子電圧指定値Vmu、Vmv、Vmwを得ることで、各相のコイル端子13への印加電圧の相間の電圧差を保持したまま、所定の電源電圧Vccの下で印可電圧の相間の電圧差を最大(=Vcc)まで利用可能となるよう整形できる。したがって、本実施形態によれば、各相のコイル端子13への印加電圧の相間の電圧差を保持したまま、電源電圧の利用効率を改善することができる。   According to the output shaping unit 41 of the present embodiment, by obtaining the shaping terminal voltage designation values Vmu, Vmv, Vmw, a predetermined power source is maintained while maintaining the voltage difference between the phases of the applied voltages to the coil terminals 13 of each phase. The voltage difference between the phases of the applied voltage can be shaped up to the maximum (= Vcc) under the voltage Vcc. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the utilization efficiency of the power supply voltage while maintaining the voltage difference between the phases of the voltages applied to the coil terminals 13 of the respective phases.

尚、本実施形態の出力整形部41の処理は、本方式に限るものではなく、例えば2相変調にも同様の効果がある。   In addition, the process of the output shaping part 41 of this embodiment is not restricted to this system, For example, a 2nd phase modulation has the same effect.

PWM部42は、整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、Vmwをパルス幅変調し、パルス幅変調(PWM)されたPWM信号Uon、Von、Wonを出力する。   The PWM unit 42 performs pulse width modulation on the shaped terminal voltage command values Vmu, Vmv, and Vmw, and outputs pulse width modulated (PWM) PWM signals Uon, Von, and Won.

ゲート駆動部43は、PWM信号Uon、Von、Wonに基づいて、スイッチング素子をON/OFF駆動するゲート信号(UH、VH、WH、UL、VL、WL)を出力する。PWM部42及びゲート駆動部43の動作の詳細は後述する。   The gate drive unit 43 outputs gate signals (UH, VH, WH, UL, VL, WL) for driving the switching elements ON / OFF based on the PWM signals Uon, Von, Won. Details of operations of the PWM unit 42 and the gate drive unit 43 will be described later.

インバータ50は、電源電圧Vcc側に接続された上側アーム51と、同様に構成され、接地GND側に接続された下側アーム52が、3相接続されて構成される。各スイッチング素子は、ゲート信号(UH、VH、WH、UL、VL、WL)によりON/OFFに駆動される。インバータ50は、各スイッチング素子を駆動させて、ブラシレスモータ10のコイル端子13にパルス幅変調された電圧を印加して、コイル12へコイル電流Iu、Iv、Iwを供給し、回転子11を回転駆動する。   The inverter 50 is configured in the same manner as the upper arm 51 connected to the power supply voltage Vcc side, and is configured by three-phase connection of the lower arm 52 connected to the ground GND side. Each switching element is driven ON / OFF by gate signals (UH, VH, WH, UL, VL, WL). The inverter 50 drives each switching element, applies a pulse width modulated voltage to the coil terminal 13 of the brushless motor 10, supplies coil currents Iu, Iv, Iw to the coil 12, and rotates the rotor 11. To drive.

図4は、インバータの上側アームを説明する図である。本実施形態の上側アーム51は、スイッチング素子55とダイオード56とが並列に接続されており、スイッチング素子55は、電源電圧Vccと接続されている。尚、下側アーム52も、同様の構成であり、GND側に接続される。   FIG. 4 is a diagram illustrating the upper arm of the inverter. In the upper arm 51 of this embodiment, a switching element 55 and a diode 56 are connected in parallel, and the switching element 55 is connected to a power supply voltage Vcc. The lower arm 52 has the same configuration and is connected to the GND side.

次に、図5を参照して本実施形態のPWM部42とゲート駆動部43の動作について説明する。図5は、PWM部とゲート駆動部の動作を説明する図である。尚、本実施形態において、U相、V相、W相は同様の構成を有し同様の動作をするため、図5ではU相についてのみ説明する。   Next, operations of the PWM unit 42 and the gate driving unit 43 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the PWM unit and the gate driving unit. In the present embodiment, the U phase, the V phase, and the W phase have the same configuration and operate in the same manner, and therefore, only the U phase is described in FIG.

図5の1段目に示す搬送波Vcは、所定のPWM周期tpwmの三角波であり、接地GNDから電源電圧Vccまでの振幅を持つ。   The carrier wave Vc shown in the first stage of FIG. 5 is a triangular wave having a predetermined PWM cycle tpwm and has an amplitude from the ground GND to the power supply voltage Vcc.

PWM部42は、搬送波Vcにおいて電源電圧Vccと接地GNDの中央値(Vcc/2)を仮想のゼロとして、整形端子電圧指令値Vmuと搬送波Vcを大小比較し、図5の2段目に示すPWM信号Uonを生成する。尚、整形端子電圧指令値VmuはPWM周期の先頭で値が更新される。   The PWM unit 42 compares the shaping terminal voltage command value Vmu and the carrier wave Vc with the median value (Vcc / 2) of the power supply voltage Vcc and the ground GND as a virtual zero in the carrier wave Vc, and shows the second stage in FIG. A PWM signal Uon is generated. The shaping terminal voltage command value Vmu is updated at the beginning of the PWM cycle.

次に、ゲート駆動部43の動作を説明する。本実施形態のゲート駆動部43は、図5の3段目、4段目に示すゲート信号UHを生成する。ゲート信号UHは、PWM信号Uonに対してtdだけ遅れた信号であり、上側アーム51のスイッチング素子に供給される。   Next, the operation of the gate driver 43 will be described. The gate drive unit 43 of the present embodiment generates the gate signal UH shown in the third and fourth stages of FIG. The gate signal UH is a signal delayed by td with respect to the PWM signal Uon, and is supplied to the switching element of the upper arm 51.

また、ゲート駆動部43は、ゲート信号ULを生成する。ゲート信号ULは、PWM信号Uonを反転し、立ち上がり(Uonでは立ち下がり部分)をtdの2倍だけ遅らせた信号であり、下側アーム52のスイッチング素子に供給される。尚、tdは、上側アーム51と下側アーム52のスイッチング素子の短絡防止を目的に設けられた短絡防止区間(デッドタイム)である。   Further, the gate driving unit 43 generates a gate signal UL. The gate signal UL is a signal obtained by inverting the PWM signal Uon and delaying the rising edge (falling portion in Uon) by twice td, and is supplied to the switching element of the lower arm 52. Note that td is a short-circuit prevention section (dead time) provided for the purpose of preventing a short circuit between the switching elements of the upper arm 51 and the lower arm 52.

次に、図6を参照して本実施形態の電流制御部240について説明する。図6は、電流制御部を説明する図である。   Next, the current control unit 240 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the current control unit.

本実施形態の電流制御部240は、目標電流生成部241、同様の構成をした2つの電流制御器242d、242qを備え、トルク指令値Teに基づいて、ブラシレスモータ10に印加すべき電圧を示すd軸、q軸出力指令値Vd、Vqを出力する。   The current control unit 240 of the present embodiment includes a target current generation unit 241 and two current controllers 242d and 242q having the same configuration, and indicates a voltage to be applied to the brushless motor 10 based on the torque command value Te. d-axis and q-axis output command values Vd and Vq are output.

目標電流生成部241は、トルク指令値Teから電流指令値Id、Iqを生成して出力する。本実施形態においては、d軸電流指令値Idは常に0、q軸電流指令値Iqはトルク指令値Teに所定の係数を乗じて算出する制御(d軸電流ゼロ制御)とする。   The target current generation unit 241 generates and outputs current command values Id and Iq from the torque command value Te. In the present embodiment, the d-axis current command value Id is always 0, and the q-axis current command value Iq is calculated by multiplying the torque command value Te by a predetermined coefficient (d-axis current zero control).

電流制御器242d、242qは同様に構成するため、d軸電流制御器242dについてのみ説明する。d軸電流制御器242dは、比例積分制御器であり、d軸電流指令値Idとd軸電流データd_Idの差に比例ゲインKpを乗じた値と、その値を積分してさらに積分ゲインKpを乗じた値を加算した値を、d軸出力指令値Vdとして出力する。   Since the current controllers 242d and 242q are configured similarly, only the d-axis current controller 242d will be described. The d-axis current controller 242d is a proportional-integral controller, and integrates the value obtained by multiplying the difference between the d-axis current command value Id and the d-axis current data d_Id by the proportional gain Kp, and further calculates the integral gain Kp. A value obtained by adding the multiplied values is output as a d-axis output command value Vd.

次に、図7及び図8を参照し、本実施形態のリミット部250について説明する。図7は、リミット部を説明する図である。図8は、リミット部の処理による出力ベクトルの変化を示す図である。   Next, the limit part 250 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG.7 and FIG.8. FIG. 7 is a diagram illustrating the limit unit. FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the output vector due to the processing of the limit unit.

本実施形態のリミット部250の処理は、まず、以下に示す式(5)により、dq軸出力指令値Vd、Vqをdq軸座標上で合成した出力指令ベクトルVdqの位相である出力位相αを算出する。出力位相αを、図8(A)に示す。図8(A)は、出力位相を示す図である。   In the processing of the limit unit 250 of the present embodiment, first, the output phase α, which is the phase of the output command vector Vdq obtained by combining the dq-axis output command values Vd and Vq on the dq-axis coordinates, according to the following equation (5). calculate. The output phase α is shown in FIG. FIG. 8A shows the output phase.

Figure 2017046427
ただし、このときdq軸出力指令値Vd、Vqは、絶対値をとる。
Figure 2017046427
However, at this time, the dq-axis output command values Vd and Vq take absolute values.

次に、算出した出力位相α及び所定の出力リミット値LimVを用いて、以下の示す式(6)の処理により、d軸、q軸リミット値LimVd、LimVqを算出する。   Next, using the calculated output phase α and the predetermined output limit value LimV, the d-axis, q-axis limit values LimVd and LimVq are calculated by the processing of the following equation (6).

Figure 2017046427
尚、出力リミット値LimVは、前述の整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、Vmwが、電源電圧Vccを超えないように定められた値とする。次に、リミット部250は、以下の式(7)に示す論理にて、dq軸出力指令値Vd、Vqそれぞれに対して、d軸、q軸リミット値LimVd、LimVqを用いて制限を施し、リミット出力指令値Vld、Vlqとして出力する。
Figure 2017046427
The output limit value LimV is a value determined so that the above-described shaping terminal voltage command values Vmu, Vmv, and Vmw do not exceed the power supply voltage Vcc. Next, the limit unit 250 limits the dq-axis output command values Vd and Vq using the d-axis, q-axis limit values LimVd and LimVq with the logic shown in the following equation (7), Output as limit output command values Vld, Vlq.

Figure 2017046427
以上の処理により、本実施形態のリミット部250は、図8(B)に示すような、リミット出力指令値Vld、Vlqを生成する。図8(B)は、リミット出力指令ベクトルVldqを示す図である。
Figure 2017046427
Through the above processing, the limit unit 250 of the present embodiment generates limit output command values Vld and Vlq as shown in FIG. FIG. 8B shows a limit output command vector Vldq.

本実施形態のリミット出力指令値Vld、Vlqは、出力指令値Vd、Vqを合成した出力ベクトルVdqについて、出力位相αを変えずに、その長さを最大で出力リミット値LimVに制限したリミット出力指令ベクトルVldqを構成している。   The limit output command values Vld and Vlq of the present embodiment are the limit output in which the length of the output vector Vdq obtained by combining the output command values Vd and Vq is limited to the maximum output limit value LimV without changing the output phase α. A command vector Vldq is constructed.

次に、図9乃至図12を参照し、本実施形態の効果について説明する。   Next, effects of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 12.

図9は、リミット部を有していない場合の端子電圧指令値の波形の例を示している。より具体的には、図9では、リミット部を有していないモータ駆動装置において、電源電圧を超える出力指令値が入力された場合の整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、Vmwの波形例を示している。   FIG. 9 shows an example of the waveform of the terminal voltage command value when no limit unit is provided. More specifically, FIG. 9 shows a waveform example of the shaping terminal voltage command values Vmu, Vmv, and Vmw when an output command value exceeding the power supply voltage is input in a motor drive device that does not have a limit unit. ing.

ここで、過変調PWM変換の場合を考えると、図9に示す整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、VmwをPWM変換してコイル端子13へ印加される端子電圧Vu、Vv、Vwとした場合、端子電圧Vu、Vv、Vwの波形は、図10に示す通りとなる。図10は、過変調PWMによる端子電圧の波形の例を示す図である。   Here, considering the case of overmodulation PWM conversion, when the terminal voltage command values Vmu, Vmv, Vmw shown in FIG. 9 are PWM-converted into terminal voltages Vu, Vv, Vw applied to the coil terminal 13, The waveforms of the terminal voltages Vu, Vv, and Vw are as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a waveform of a terminal voltage by overmodulation PWM.

一方で、リミット部250を備える本実施形態のモータ駆動装置100では、リミット部を有していないモータ駆動装置に入力された出力指令値と同様の出力指令値に対し、整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、Vmwの波形は、図11に示すようになる。図11は、本実施形態の端子電圧指令値の波形の一例を示す図である。   On the other hand, in the motor drive device 100 of the present embodiment including the limit unit 250, the shaping terminal voltage command value Vmu is output with respect to the output command value similar to the output command value input to the motor drive device that does not have the limit unit. , Vmv, and Vmw are as shown in FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a waveform of the terminal voltage command value according to the present embodiment.

本実施形態では、図11に示すように、出力リミット値LimVが適切に設定されていれば、整形端子電圧指令値Vmu、Vmv、Vmwは、電源電圧Vccを超えることない。そして、本実施形態では、端子電圧Vu、Vv、Vwも図11に示す波形通りに印加される。   In this embodiment, as shown in FIG. 11, if the output limit value LimV is appropriately set, the shaped terminal voltage command values Vmu, Vmv, and Vmw do not exceed the power supply voltage Vcc. In this embodiment, the terminal voltages Vu, Vv, and Vw are also applied according to the waveforms shown in FIG.

つまり、リミット部250を有していないモータ駆動装置と、リミット部250を有する本実施形態のモータ駆動装置100とでは、出力指令値が電源電圧Vccを超えた際にコイル端子に印加される端子電圧は、図10と図11に示すように差が生じる。   That is, in the motor drive device that does not have the limit unit 250 and the motor drive device 100 of the present embodiment that has the limit unit 250, the terminal that is applied to the coil terminal when the output command value exceeds the power supply voltage Vcc. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, a difference occurs in the voltage.

ここで、図11と図10の波形について、横軸に駆動部40に入力される端子電圧指令値を合成した指令ベクトルの位相をとり、縦軸に図11及び図10それぞれの波形を合成した端子電圧ベクトルの位相(角度安定点)をとったグラフを図12に示す。図12は、印加電圧の位相について、過変調時と本実施形態とを比較した図である。   11 and FIG. 10, the horizontal axis represents the phase of the command vector obtained by synthesizing the terminal voltage command value input to the drive unit 40, and the vertical axis represents the waveforms of FIG. 11 and FIG. FIG. 12 is a graph showing the phase (angle stable point) of the terminal voltage vector. FIG. 12 is a diagram comparing the phase of the applied voltage during overmodulation with this embodiment.

図12に示すように、本実施形態においては、指令ベクトルの位相と端子電圧ベクトルの位相は一致する。一方で、過変調PWM制御を行った場合においては、端子電圧ベクトルの位相は、指令ベクトルに対して誤差が生じる。図12では、その誤差をグラフ右の第2軸に示している。   As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the phase of the command vector and the phase of the terminal voltage vector match. On the other hand, when overmodulation PWM control is performed, an error occurs in the phase of the terminal voltage vector with respect to the command vector. In FIG. 12, the error is shown on the second axis on the right side of the graph.

この誤差からわかるように、過変調PWM制御を行った場合には、指令ベクトルの位相に対する端子電圧ベクトルの位相は、周期的に変動している。この変動は、モータ駆動時の発生トルクの変動となり、制御性能悪化の原因となる。   As can be seen from this error, when overmodulation PWM control is performed, the phase of the terminal voltage vector with respect to the phase of the command vector fluctuates periodically. This variation becomes a variation in torque generated when the motor is driven, and causes a deterioration in control performance.

これに対して本実施形態では、ブラシレスモータ10をPWM駆動するモータ駆動装置100において、電源電圧を超える出力指令値が入力されたとき、出力指令ベクトルの位相を変化させずに、長さのみを制限するよう、出力指令ベクトルを構成する各信号を制限するように構成した。したがって、本実施形態によれば、電源電圧を超える出力指令値が入力された場合に、瞬時的な印加電圧の角度安定点が離散的な値やとることや、印加電圧に周期的な位相誤差を生じることを防止して、位置制御や速度制御時の特に低速回転時における誤差変動を抑制することできる。   In contrast, in the present embodiment, in the motor drive device 100 that PWM drives the brushless motor 10, when an output command value exceeding the power supply voltage is input, only the length is changed without changing the phase of the output command vector. In order to limit, each signal constituting the output command vector is limited. Therefore, according to the present embodiment, when an output command value exceeding the power supply voltage is input, the instantaneous stable angle of the applied voltage is a discrete value or a periodic phase error in the applied voltage. Can be prevented, and fluctuations in error during position control and speed control, particularly during low-speed rotation, can be suppressed.

尚、本実施形態のモータ駆動装置100は、ブラシレスモータ10とエンコーダ20とを有するものとしたが、モータ駆動装置100は、ブラシレスモータ10とエンコーダ20と有していなくても良い。   In addition, although the motor drive device 100 of the present embodiment has the brushless motor 10 and the encoder 20, the motor drive device 100 may not have the brushless motor 10 and the encoder 20.

次に、本実施形態のモータ駆動装置100が搭載される装置について説明する。図13は、本実施形態のモータ駆動装置が搭載された画像形成装置を説明する図である。   Next, a device on which the motor drive device 100 of this embodiment is mounted will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating an image forming apparatus on which the motor driving device of this embodiment is mounted.

本実施形態の画像形成装置1は、ADF(Auto Document Feeder)101Aと、装置本体101Bとを備える。装置本体101Bは、給紙部102と、画像読取部103と、画像形成部104とを含む。   The image forming apparatus 1 of this embodiment includes an ADF (Auto Document Feeder) 101A and an apparatus main body 101B. The apparatus main body 101B includes a paper feeding unit 102, an image reading unit 103, and an image forming unit 104.

ADF101Aは、原稿トレイ110と、原稿給紙ローラ111と、原稿搬送ベルト112と、原稿排紙ローラ113と、原稿排紙トレイ114とを有する。ADF101Aは、画像読取部103に対し、ヒンジなどの開閉機構を介して開閉自在に取り付けられている。   The ADF 101 </ b> A includes a document tray 110, a document feed roller 111, a document transport belt 112, a document discharge roller 113, and a document discharge tray 114. The ADF 101A is attached to the image reading unit 103 so as to be freely opened and closed via an opening and closing mechanism such as a hinge.

原稿給紙ローラ111は、原稿トレイ110に載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離して、画像読取部103に向かって搬送する。原稿搬送ベルト112は、原稿給紙ローラ111によって分離された原稿を画像読取部103に搬送する。原稿排紙ローラ113は、原稿搬送ベルト112によって画像読取部103から排紙される原稿を、原稿トレイ110の下方の原稿排紙トレイ114に排紙する。   The document feed roller 111 separates the documents one by one from the bundle of documents placed on the document tray 110 and conveys them to the image reading unit 103. The document transport belt 112 transports the document separated by the document feed roller 111 to the image reading unit 103. The document discharge roller 113 discharges a document discharged from the image reading unit 103 by the document conveyance belt 112 to a document discharge tray 114 below the document tray 110.

画像読取部103は、筐体120と、走査光学ユニット121と、コンタクトガラス122と、駆動手段とを有する。走査光学ユニット121はLEDユニットを備え、筐体120の内部に設けられている。走査光学ユニット121は、LEDユニットから主走査方向に光を照射するとともに、駆動手段によって全照射領域内において副走査方向に走査される。これにより、走査光学ユニット121は、原稿の二次元カラー画像を読み取るようになっている。   The image reading unit 103 includes a housing 120, a scanning optical unit 121, a contact glass 122, and a driving unit. The scanning optical unit 121 includes an LED unit and is provided inside the housing 120. The scanning optical unit 121 emits light in the main scanning direction from the LED unit, and is scanned in the sub-scanning direction within the entire irradiation region by the driving unit. As a result, the scanning optical unit 121 reads a two-dimensional color image of the document.

コンタクトガラス122は、画像読取部103の筐体120の上部に設けられ、筐体120の上面部を構成している。駆動手段は、走査光学ユニット121に固定されたワイヤと、このワイヤに橋架される複数の従動プーリおよび駆動プーリと、駆動プーリを回転させるモータとを備えている。   The contact glass 122 is provided on the upper portion of the housing 120 of the image reading unit 103 and constitutes the upper surface portion of the housing 120. The drive means includes a wire fixed to the scanning optical unit 121, a plurality of driven pulleys and drive pulleys bridged by the wire, and a motor that rotates the drive pulley.

給紙部102は、給紙カセット130と、給紙手段131とを有する。給紙カセット130は用紙サイズの異なる記録媒体としての用紙を収容する。給紙手段131は、給紙カセット130に収納された用紙を画像形成部104の主搬送路140まで搬送する。   The sheet feeding unit 102 includes a sheet feeding cassette 130 and a sheet feeding unit 131. The paper feed cassette 130 stores paper sheets as recording media having different paper sizes. The paper feed unit 131 transports the paper stored in the paper feed cassette 130 to the main transport path 140 of the image forming unit 104.

また、画像形成部104の側面には、手差しトレイ132が画像形成部104に対して開閉可能に配設されており、画像形成部104に対して開いた状態でトレイ上面に紙束が手差しされる。手差しされた紙束における一番上の用紙は、手差しトレイ132の送出ローラによって主搬送路140に向けて送り出される。   In addition, a manual feed tray 132 is disposed on the side surface of the image forming unit 104 so as to be openable and closable with respect to the image forming unit 104. The The uppermost paper in the manually fed paper bundle is sent out toward the main transport path 140 by the feed roller of the manual feed tray 132.

主搬送路140には、レジストローラ対141aが配設されている。レジストローラ対141aは、主搬送路140内を搬送されてくる用紙をローラ間に挟み込んだ後、所定のタイミングで二次転写ニップに向けて送り込む。   A registration roller pair 141 a is disposed in the main conveyance path 140. The registration roller pair 141a sandwiches the sheet conveyed in the main conveyance path 140 between the rollers, and then feeds the sheet toward the secondary transfer nip at a predetermined timing.

画像形成部104は、露光ユニット151、タンデム作像ユニット150、中間転写ベルト154、中間転写ローラ155、二次転写装置152、定着ユニット153などを有している。また、画像形成部104は、主搬送路140、反転搬送路143、排紙路160などを有している。   The image forming unit 104 includes an exposure unit 151, a tandem image forming unit 150, an intermediate transfer belt 154, an intermediate transfer roller 155, a secondary transfer device 152, a fixing unit 153, and the like. The image forming unit 104 includes a main transport path 140, a reverse transport path 143, a paper discharge path 160, and the like.

図1に示すように、露光ユニット151は、タンデム作像ユニット150に隣接して配置されている。露光ユニット151は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応して設けられた感光体ドラム170に露光を行うようになっている。   As shown in FIG. 1, the exposure unit 151 is disposed adjacent to the tandem image forming unit 150. The exposure unit 151 exposes a photosensitive drum 170 provided corresponding to each of yellow, cyan, magenta, and black.

タンデム作像ユニット150は、中間転写ベルト154の上であって、中間転写ベルト154の回転方向に沿って配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの作像ユニット171から構成されている。個々の作像ユニット171は、詳細な図示を省略するが、上記各色に対応して設けられた感光体ドラム170の周りに帯電装置、現像装置、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。そして、各感光体ドラム170とその周りに設けられる上記各装置がユニット化されて1つのプロセスカートリッジを構成している。   The tandem image forming unit 150 includes four image forming units 171 of yellow, cyan, magenta, and black arranged on the intermediate transfer belt 154 along the rotation direction of the intermediate transfer belt 154. Although not shown in detail, each image forming unit 171 includes a charging device, a developing device, a photoconductor cleaning device, a static eliminator, and the like around the photoconductor drum 170 provided corresponding to each color. . Each photosensitive drum 170 and the above-described devices provided around it are unitized to constitute one process cartridge.

タンデム作像ユニット150は、画像読取部103によって読み取られて色別分解された画像情報に基づいて、各感光体ドラム170に色分けしてトナーにより形成された可視画像(トナー画像)を形成するようになっている。また、各感光体ドラム170に形成された可視画像は、各感光体ドラム170と中間転写ローラ155との間で中間転写ベルト154に転写されるようになっている。   The tandem image forming unit 150 forms a visible image (toner image) formed by toner on each photoconductive drum 170 based on image information read by the image reading unit 103 and separated by color. It has become. The visible image formed on each photoconductive drum 170 is transferred to the intermediate transfer belt 154 between each photoconductive drum 170 and the intermediate transfer roller 155.

一方、中間転写ベルト154を挟んでタンデム作像ユニット150の反対側には、二次転写装置152が設けられている。二次転写装置152は、転写部材としての二次転写ローラ180を有している。この二次転写ローラ180を中間転写ベルト154に押し当てることにより、二次転写ニップを形成している。この二次転写ニップには、中間転写ベルト154に形成されたトナー画像が、給紙部102から主搬送路140を介して搬送された用紙に転写されるように構成されている。   On the other hand, a secondary transfer device 152 is provided on the opposite side of the tandem image forming unit 150 with the intermediate transfer belt 154 interposed therebetween. The secondary transfer device 152 has a secondary transfer roller 180 as a transfer member. The secondary transfer nip is formed by pressing the secondary transfer roller 180 against the intermediate transfer belt 154. In the secondary transfer nip, the toner image formed on the intermediate transfer belt 154 is configured to be transferred from the sheet feeding unit 102 to the sheet conveyed via the main conveyance path 140.

二次転写ニップでトナー画像が転写された用紙は、2つの支持ローラ157に張架された用紙搬送ベルト156により定着ユニット153へ送り込まれる。   The sheet on which the toner image is transferred at the secondary transfer nip is sent to the fixing unit 153 by the sheet conveying belt 156 stretched around the two support rollers 157.

定着ユニット153は、無端ベルトである定着ベルト158に加圧ローラ159を押し当てて構成している。そして、定着ユニット153は、加圧ローラ159により用紙に熱と圧力を加えることにより、用紙に転写されたトナー画像のトナーを溶融して、用紙にカラー画像として定着するようになっている。   The fixing unit 153 is configured by pressing a pressure roller 159 against a fixing belt 158 that is an endless belt. The fixing unit 153 applies heat and pressure to the paper by the pressure roller 159 to melt the toner of the toner image transferred onto the paper and fix it on the paper as a color image.

このようにしてカラー画像が定着された用紙は、排紙搬送路としての排紙路160を経由して機外の排紙トレイ161上にスタックされる。   The sheet on which the color image is fixed in this manner is stacked on a sheet discharge tray 161 outside the apparatus via a sheet discharge path 160 as a sheet discharge conveyance path.

また、図1に示すように、反転搬送路143が、二次転写装置152及び定着ユニット153の下側に設けられている。反転搬送路143は、用紙の両面に画像を形成するために、定着ユニット153から排出された用紙の表裏を反転させて再度、主搬送路140を介して二次転写装置152に供給するためのものである。   Further, as shown in FIG. 1, the reverse conveyance path 143 is provided below the secondary transfer device 152 and the fixing unit 153. The reverse conveyance path 143 is used for reversing the front and back of the paper discharged from the fixing unit 153 and supplying it again to the secondary transfer device 152 via the main conveyance path 140 in order to form images on both sides of the paper. Is.

以上のように構成される画像形成装置1において、ADF101Aは、シートの一例である原稿を搬送するシート搬送装置101として機能する。また、装置本体101Bにおける給紙部102の給紙手段131、画像形成部104の主搬送路140、反転搬送路143及び排紙路160等は、それぞれシートの一例である用紙を搬送するシート搬送装置として機能する。これらのシート搬送装置は、モータの動力によりローラ部材を回転させてシートを搬送する。本実施形態の画像形成装置1は、これらのシート搬送装置のモータを制御するために、本実施形態のモータ駆動装置100を備える。   In the image forming apparatus 1 configured as described above, the ADF 101A functions as the sheet conveying apparatus 101 that conveys a document that is an example of a sheet. In addition, the sheet feeding unit 131 of the sheet feeding unit 102, the main conveyance path 140, the reverse conveyance path 143, the paper discharge path 160, and the like of the image forming unit 104 in the apparatus main body 101B each convey a sheet that is an example of a sheet. Functions as a device. These sheet conveying apparatuses convey a sheet by rotating a roller member by the power of a motor. The image forming apparatus 1 of the present embodiment includes a motor driving device 100 of the present embodiment in order to control the motors of these sheet conveying apparatuses.

図14は、画像形成装置に接続される搬送装置の概略構成図である。図14に示すように、搬送装置300は、給紙本体部310と中継部320とを有し、中継部320を介して複数の給紙本体部310を直列に接続できる構成となっている。給紙本体部310は、給紙トレイ311、312から選択的に取り出された用紙、あるいは中継部320を介して直列に接続された上流側の給紙本体部310からの用紙を搬送経路Pに沿って搬送し、接続部313を介して接続された画像形成装置1に供給する。中継部320は、接続部321を介して上流側の給紙本体部310に接続され、上流側の給紙本体部310から供給される用紙を下流側の給紙本体部310へと搬送する。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a transport device connected to the image forming apparatus. As illustrated in FIG. 14, the transport apparatus 300 includes a sheet feeding main body 310 and a relay unit 320, and is configured to be able to connect a plurality of sheet feeding main body units 310 in series via the relay unit 320. The paper feed main body 310 feeds paper that is selectively removed from the paper feed trays 311 and 312 or paper from the upstream paper feed main body 310 connected in series via the relay unit 320 to the transport path P. And supplied to the image forming apparatus 1 connected via the connection unit 313. The relay unit 320 is connected to the upstream sheet feeding body 310 via the connection unit 321, and conveys the sheet supplied from the upstream sheet feeding body 310 to the downstream sheet feeding body 310.

このように構成される搬送装置300は、搬送経路Pに沿って設けられたローラ部材をモータの動力により回転させることで、シートの一例である用紙を搬送する。本実施形態のモータ駆動装置は、例えば搬送装置300に搭載されても良い。   The conveyance device 300 configured as described above conveys a sheet, which is an example of a sheet, by rotating a roller member provided along the conveyance path P with the power of a motor. The motor drive device of this embodiment may be mounted on the transfer device 300, for example.

また、本実施形態のモータ駆動装置100は、画像形成装置1や搬送装置300に限らず、モータの動力によりローラ部材を回転させることでシートを搬送する構成の様々なシート搬送装置に対して有効に適用できる。   The motor driving apparatus 100 according to the present embodiment is not limited to the image forming apparatus 1 and the conveying apparatus 300, and is effective for various sheet conveying apparatuses configured to convey a sheet by rotating a roller member with the power of the motor. Applicable to.

尚、本実施形態では、リミット部250が、特許請求の範囲におけるリミット部に相当し、出力位相αが、特許請求の範囲における、第1の出力指令ベクトルと回転子角度の位相差に相当する。また、本実施形態では、d軸、q軸リミット値LimVd、LimVqは、特許請求の範囲における閾値に相当する。   In the present embodiment, the limit unit 250 corresponds to the limit unit in the claims, and the output phase α corresponds to the phase difference between the first output command vector and the rotor angle in the claims. . In the present embodiment, the d-axis and q-axis limit values LimVd and LimVq correspond to threshold values in the claims.

また、本実施形態では、出力指令ベクトルVdqが、特許請求の範囲における第1の出力指令ベクトルに相当し、リミット出力指令ベクトルVldqが、特許請求の範囲における第2の出力指令ベクトルに相当する。また、本実施形態の出力指令値Vd、Vqが、特許請求の範囲における第1の出力指令値に相当し、リミット出力指令値Vld、Vlqが、特許請求の範囲における第2の出力指令値に相当する。   In this embodiment, the output command vector Vdq corresponds to the first output command vector in the claims, and the limit output command vector Vldq corresponds to the second output command vector in the claims. Further, the output command values Vd and Vq of the present embodiment correspond to the first output command value in the claims, and the limit output command values Vld and Vlq correspond to the second output command values in the claims. Equivalent to.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the requirements shown in the said embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

1 画像形成装置
10 ブラシレスモータ
11 回転子
12 コイル(U相、V相、W相)
13 コイル端子
20 エンコーダ
30 電流検出部
40 駆動部
41 出力整形部
42 PWM部
43 ゲート駆動部
50 インバータ
100 モータ駆動装置
200 モータ制御装置
210 角度検出部
220 座標変換部
230 速度制御部
240 電流制御部
241 目標電流生成部
242q,242d 電流制御器
250 リミット部
260 座標逆変換部
300 搬送装置
1 Image forming apparatus 10 Brushless motor 11 Rotor 12 Coil (U phase, V phase, W phase)
13 coil terminal 20 encoder 30 current detection unit 40 drive unit 41 output shaping unit 42 PWM unit 43 gate drive unit 50 inverter 100 motor drive unit 200 motor control unit 210 angle detection unit 220 coordinate conversion unit 230 speed control unit 240 current control unit 241 Target current generation unit 242q, 242d Current controller 250 Limit unit 260 Coordinate reverse conversion unit 300 Conveying device

特許第4729526号公報Japanese Patent No. 4729526

Claims (7)

複数相のコイルを備えるモータを駆動するモータ制御装置であって、
位相の異なるベクトルの長さを示す複数の値を含む第1の出力指令値であって、前記モータを駆動させる前記第1の出力指令値が示す出力が、前記モータ制御装置の電源電圧を超えないように、前記第1の出力指令値を制限した第2の出力指令値を出力するリミット部を備え、
前記第2の出力指令値を合成した第2の出力指令ベクトルは、前記第1の出力指令値を合成した第1の出力指令ベクトルと同一、もしくは位相は同一かつ長さが異なるベクトルである、モータ制御装置。
A motor control device for driving a motor including a plurality of phase coils,
A first output command value including a plurality of values indicating the lengths of vectors having different phases, and an output indicated by the first output command value for driving the motor exceeds a power supply voltage of the motor control device. A limit unit that outputs a second output command value obtained by limiting the first output command value,
The second output command vector obtained by synthesizing the second output command value is the same as the first output command vector obtained by synthesizing the first output command value, or is a vector having the same phase and different length. Motor control device.
前記第1の出力指令値が含む複数の値は、所定位相差をもち、前記モータの回転子角度に応じて回転する複数のベクトルの長さを示し、
前記リミット部は、
前記第1の出力指令ベクトルと前記回転子角度の位相差を求め、前記位相差と所定の関数に基づいて、前記複数の値の各々の大きさを制限する閾値を変化させる請求項1に記載のモータ制御装置。
The plurality of values included in the first output command value indicate a length of a plurality of vectors having a predetermined phase difference and rotating according to a rotor angle of the motor,
The limit part is
2. The phase difference between the first output command vector and the rotor angle is obtained, and a threshold value for limiting the magnitude of each of the plurality of values is changed based on the phase difference and a predetermined function. Motor control device.
前記複数のベクトルの前記所定位相差は、電気角90度とする請求項2に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 2, wherein the predetermined phase difference between the plurality of vectors is an electrical angle of 90 degrees. 複数相のコイルを備えるモータを駆動するモータ駆動装置であって、
位相の異なるベクトルの長さを示す複数の値を含む第1の出力指令値であって、前記モータを駆動させる前記第1の出力指令値が示す出力が、前記モータ駆動装置の電源電圧を超えないように、前記第1の出力指令値を制限した第2の出力指令値を出力するリミット部と、
前記モータの各コイル端子に接続され、前記第2の出力指令値に従って、前記各コイル端子に相間の電圧差が正弦波状となるパルス幅変調された電圧を、前記コイル端子に印加する転流駆動部と、を備え、
前記第2の出力指令値を合成した第2の出力指令ベクトルは、前記第1の出力指令値を合成した第1の出力指令ベクトルと同一、もしくは位相は同一かつ長さが異なるベクトルである、モータ駆動装置。
A motor drive device for driving a motor including a plurality of phase coils,
A first output command value including a plurality of values indicating the lengths of vectors having different phases, and an output indicated by the first output command value for driving the motor exceeds a power supply voltage of the motor driving device. A limit unit for outputting a second output command value obtained by limiting the first output command value,
A commutation drive that is connected to each coil terminal of the motor and applies, to the coil terminal, a pulse-width-modulated voltage in which a voltage difference between the phases becomes a sine wave shape to each coil terminal according to the second output command value And comprising
The second output command vector obtained by synthesizing the second output command value is the same as the first output command vector obtained by synthesizing the first output command value, or is a vector having the same phase and different length. Motor drive device.
前記転流駆動部は、
前記各コイル端子に相間の電圧差を保持したまま、前記電圧が前記電源電圧以下となるように整形する出力形成部を有する請求項4記載のモータ駆動装置。
The commutation drive unit is
5. The motor drive device according to claim 4, further comprising: an output forming unit configured to shape the voltage to be equal to or lower than the power supply voltage while maintaining a voltage difference between phases at each coil terminal.
複数相のコイルを備えるモータと、前記モータを駆動させるモータ駆動装置と、を有する搬送装置であって、
前記モータ駆動装置は、
位相の異なるベクトルの長さを示す複数の値を含む第1の出力指令値であって、前記モータを駆動させる前記第1の出力指令値が示す出力が、前記モータ駆動装置の電源電圧を超えないように、前記第1の出力指令値を制限した第2の出力指令値を出力するリミット部と、
前記モータの各コイル端子に接続され、前記第2の出力指令値に従って、前記各コイル端子に相間の電圧差が正弦波状となるパルス幅変調された電圧を、前記コイル端子に印加する転流駆動部と、を備え、
前記第2の出力指令値を合成した第2の出力指令ベクトルは、前記第1の出力指令値を合成した第1の出力指令ベクトルと同一、もしくは位相は同一かつ長さが異なるベクトルである、搬送装置。
A conveying device having a motor including a plurality of phase coils and a motor driving device for driving the motor,
The motor driving device is
A first output command value including a plurality of values indicating the lengths of vectors having different phases, and an output indicated by the first output command value for driving the motor exceeds a power supply voltage of the motor driving device. A limit unit for outputting a second output command value obtained by limiting the first output command value,
A commutation drive that is connected to each coil terminal of the motor and applies, to the coil terminal, a pulse-width-modulated voltage in which a voltage difference between the phases becomes a sine wave shape to each coil terminal according to the second output command value And comprising
The second output command vector obtained by synthesizing the second output command value is the same as the first output command vector obtained by synthesizing the first output command value, or is a vector having the same phase and different length. Conveying device.
複数相のコイルを備えるモータと、前記モータを駆動するモータ制御装置によるモータ制御方法であって、
位相の異なるベクトルの長さを示す複数の値を含む第1の出力指令値であって、前記モータを駆動させる前記第1の出力指令値が示す出力が、前記モータ制御装置の電源電圧を超えないように、前記第1の出力指令値を制限した第2の出力指令値を出力し、
前記第2の出力指令値を合成した第2の出力指令ベクトルは、前記第1の出力指令値を合成した第1の出力指令ベクトルと同一、もしくは位相は同一かつ長さが異なるベクトルとする、モータ制御方法。
A motor control method by a motor including a plurality of phase coils and a motor control device for driving the motor,
A first output command value including a plurality of values indicating the lengths of vectors having different phases, and an output indicated by the first output command value for driving the motor exceeds a power supply voltage of the motor control device. So as to output a second output command value in which the first output command value is limited,
The second output command vector obtained by synthesizing the second output command value is the same as the first output command vector obtained by synthesizing the first output command value, or the vector has the same phase and a different length. Motor control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109428534A (en) * 2017-08-28 2019-03-05 茂达电子股份有限公司 Motor control system
JP2019041564A (en) * 2017-08-28 2019-03-14 茂達電子股▲ふん▼有限公司 Motor control system
US10498281B2 (en) 2017-08-28 2019-12-03 Anpec Electronics Corporation Motor control system
CN109428534B (en) * 2017-08-28 2020-07-10 茂达电子股份有限公司 Motor control system

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