JP2017046427A - Motor control device, motor drive device, conveyance device and motor control method - Google Patents
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Abstract
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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).
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
13 coil terminal 20
Claims (7)
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.
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.
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.
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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