JP2018064397A - Motor control device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which: when a configuration is used that performs field weakening when the rotation speed of a rotor is equal to or faster than a predetermined rotation speed, field weakening is performed even when the field weakening does not need to be performed and an unnecessary current is supplied to winding, and to reduce an increase in power consumption as a result of the unnecessary current supply.SOLUTION: A motor control device performs field weakening only when a rotation speed ω is larger than a speed threshold ω0 and a drive voltage is larger than a voltage threshold. As a result of this, the motor control device can perform field weakening only when the field weakening is necessary, and as a result of this, can reduce an increase in power consumption.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置及び該モータ制御装置を用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that controls driving of a motor and an image forming apparatus using the motor control device.

従来、モータを制御する方法として、モータの回転子の回転位相を基準とした回転座標系における電流値を制御することによってモータを制御する、ベクトル制御と称される制御方法が知られている。具体的には、例えば、回転子の指令位相と実際の回転位相との偏差が小さくなるように前記電流値を制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する。また、回転子の指令速度と実際の回転速度との偏差が小さくなるように前記電流値を制御する速度フィードバック制御を行うことによってモータを制御する手法もある。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for controlling a motor, a control method called vector control is known in which a motor is controlled by controlling a current value in a rotating coordinate system based on the rotational phase of the rotor of the motor. Specifically, for example, the motor is controlled by performing phase feedback control for controlling the current value so that the deviation between the rotor command phase and the actual rotation phase is small. There is also a method of controlling the motor by performing speed feedback control for controlling the current value so that the deviation between the command speed of the rotor and the actual rotation speed becomes small.

ベクトル制御を用いると、モータの巻線に供給する駆動電流を、回転子が回転するためのトルクを発生させる電流成分(q軸電流)と、回転子の磁束強度に影響する電流成分(d軸電流)とに分けて制御することができる。この結果、回転子にかかる負荷トルクが変化しても、負荷トルクの変化に応じてq軸電流を制御することによって、回転に必要なトルクを効率的に発生させることができる。即ち、従来問題とされていた、回転子にかかる負荷トルクがモータの巻線に供給した駆動電流に対応した出力トルクを超えて、回転子が入力信号に同期しない制御不能な状態(脱調状態)になることを防止することができる。また、消費電力の増大や、余剰トルクに起因したモータ音の増大を抑制することができる。   When vector control is used, the drive current supplied to the winding of the motor is divided into a current component (q-axis current) that generates torque for rotating the rotor, and a current component (d-axis) that affects the magnetic flux strength of the rotor. Current) and control. As a result, even if the load torque applied to the rotor changes, the torque necessary for the rotation can be efficiently generated by controlling the q-axis current according to the change of the load torque. In other words, the load torque applied to the rotor, which has been regarded as a problem in the past, exceeds the output torque corresponding to the drive current supplied to the motor windings, and the rotor does not synchronize with the input signal. ) Can be prevented. Further, an increase in power consumption and an increase in motor sound due to excess torque can be suppressed.

モータの各相の巻線には、回転子が回転することによって誘起電圧が発生する。モータの巻線に誘起電圧が発生すると、モータの巻線に印加することができる電圧が小さくなってしまう。具体的には、例えば、モータの巻線に電圧を印加する電源の電圧が24Vである場合、電源電圧(24V)から該巻線に発生した誘起電圧を減算した電圧が巻線に印加できる電圧となる。従って、該巻線に誘起電圧が発生することによって、巻線に印加することができる電圧が24Vよりも小さくなってしまう。前記誘起電圧の大きさは、回転子の回転速度が速くなればなるほど大きくなる。したがって、回転子の回転速度が速くなればなるほど、モータの巻線に印加することができる電圧は小さくなる。モータの巻線に印加することができる電圧が小さくなると、回転子に与えることができるトルク(出力可能トルク)も小さくなってしまう。この結果、回転子が高速回転する際に、回転子に最適なトルクを与えることができなくなってしまう。   An induced voltage is generated in the winding of each phase of the motor as the rotor rotates. When an induced voltage is generated in the motor winding, the voltage that can be applied to the motor winding is reduced. Specifically, for example, when the voltage of the power supply that applies a voltage to the motor winding is 24V, a voltage that can be applied to the winding by subtracting the induced voltage generated in the winding from the power supply voltage (24V) It becomes. Therefore, when an induced voltage is generated in the winding, the voltage that can be applied to the winding becomes smaller than 24V. The magnitude of the induced voltage increases as the rotational speed of the rotor increases. Therefore, the higher the rotational speed of the rotor, the smaller the voltage that can be applied to the motor windings. When the voltage that can be applied to the windings of the motor decreases, the torque that can be applied to the rotor (outputtable torque) also decreases. As a result, when the rotor rotates at high speed, it becomes impossible to give an optimum torque to the rotor.

特許文献1では、回転子の回転速度が所定の回転速度以上である場合に、d軸電流を0より小さい値に制御することによって、回転子の磁束強度を弱める構成(弱め界磁)が述べられている。弱め界磁を行うと、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることを抑制することができる。この結果、巻線に印加することができる電圧が小さくなることを抑制することができ、出力可能トルクが小さくなることを抑制することができる。この結果、回転子が高速回転する際に、回転子に最適なトルクを与えることができなくなることを抑制することができる。   Patent Document 1 describes a configuration (weak field) that weakens the magnetic flux intensity of the rotor by controlling the d-axis current to a value smaller than 0 when the rotational speed of the rotor is equal to or higher than a predetermined rotational speed. It has been. When the field weakening is performed, it is possible to suppress an increase in the magnitude of the induced voltage generated in the winding. As a result, it is possible to suppress a decrease in the voltage that can be applied to the windings, and it is possible to suppress a decrease in the outputtable torque. As a result, when the rotor rotates at a high speed, it is possible to prevent the optimum torque from being applied to the rotor.

特開2007−153273号公報JP 2007-153273 A

しかしながら、回転子の回転速度が速い場合であっても、弱め界磁を行う必要が無い場合がある。例えば、回転子の回転速度が速くなって出力可能トルクが小さくなっても、回転子にかかる負荷トルクが前記出力可能トルクよりも小さい場合は、弱め界磁を行う必要が無い。このような場合、前記特許文献1において述べられている構成を適用すると、弱め界磁を行う必要が無い場合においても弱め界磁を行ってしまう。即ち、不要な電流を巻線に供給してしまう。この結果、消費電力が増大してしまう。そのため、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることによって出力可能トルクが回転子にかかる負荷トルクよりも小さくなるような場合において弱め界磁を行う構成が求められていた。   However, even when the rotational speed of the rotor is high, it may not be necessary to perform field weakening. For example, even if the rotation speed of the rotor is increased and the outputtable torque is reduced, it is not necessary to perform field weakening if the load torque applied to the rotor is smaller than the outputable torque. In such a case, when the configuration described in Patent Document 1 is applied, field weakening is performed even when field weakening is not necessary. That is, an unnecessary current is supplied to the winding. As a result, power consumption increases. For this reason, there has been a demand for a configuration in which field weakening is performed in a case where the output possible torque becomes smaller than the load torque applied to the rotor due to the magnitude of the induced voltage generated in the winding.

本発明は、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることによって出力可能トルクが回転子にかかる負荷トルクよりも小さくなるような場合において弱め界磁を行うことを目的とする。   It is an object of the present invention to perform field weakening in a case where the output possible torque becomes smaller than the load torque applied to the rotor due to the magnitude of the induced voltage generated in the winding.

上記課題を解決するために、本発明は、
電源から供給される電力によって稼働し、モータの回転子の目標位相を表す指令位相に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に駆動電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧の値と、前記電流検出手段によって検出された電流値とに基づいて、前記モータの回転子の回転によって前記巻線に誘起される誘起電圧の値を決定する誘起電圧決定手段と、
前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
前記指令位相と前記位相決定手段によって決定された前記回転位相との偏差が小さくなるように、前記回転位相を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記回転座標系の電流値であって、前記回転子の磁束強度に影響する電流値である励磁電流成分の値を設定する設定手段を有し、
前記設定手段は、前記速度決定手段によって決定された回転速度が所定の回転速度よりも大きい第1の条件を満たし且つ前記駆動電圧の値が前記電源より前記電流供給手段に出力される電圧値から前記誘起電圧の値を減算した値以下である所定値よりも大きい第2の条件を満たす場合は、前記励磁電流成分の値を負の値である第1の値に設定し、前記第1の条件と前記第2の条件との少なくとも一方の条件を満たさない場合は、前記励磁電流成分の値を前記第1の値よりも大きい第2の値に設定することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
In a motor control device that operates by power supplied from a power source and controls the motor based on a command phase that represents a target phase of a rotor of the motor,
Current supply means for supplying a drive current to the winding of the motor;
Voltage generating means for generating a driving voltage for driving the current supply means;
Current detection means for detecting a current value of a drive current flowing in the winding;
Based on the value of the drive voltage generated by the voltage generation means and the current value detected by the current detection means, the value of the induced voltage induced in the winding by the rotation of the rotor of the motor is determined. Induced voltage determining means for
Phase determining means for determining the rotational phase of the rotor;
Speed determining means for determining the rotational speed of the rotor;
Motor control means for controlling the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational phase so that a deviation between the command phase and the rotational phase determined by the phase determining means is small;
Have
The motor control means includes setting means for setting a value of an excitation current component which is a current value of the rotating coordinate system and is a current value affecting the magnetic flux intensity of the rotor,
The setting means satisfies a first condition in which the rotation speed determined by the speed determination means is greater than a predetermined rotation speed, and the value of the drive voltage is determined from a voltage value output from the power source to the current supply means. When satisfying a second condition that is greater than a predetermined value that is equal to or less than a value obtained by subtracting the value of the induced voltage, the value of the excitation current component is set to a first value that is a negative value, and the first When at least one of the condition and the second condition is not satisfied, the value of the exciting current component is set to a second value larger than the first value.

本発明によれば、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることによって出力可能トルクが回転子にかかる負荷トルクよりも小さくなるような場合において弱め界磁を行うことができる。その結果、消費電力が増大することを抑制することができる。   According to the present invention, field weakening can be performed in the case where the outputable torque becomes smaller than the load torque applied to the rotor by increasing the magnitude of the induced voltage generated in the winding. As a result, an increase in power consumption can be suppressed.

第1実施形態に係る画像形成装置を説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an image forming apparatus according to a first embodiment. 前記画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a control configuration of the image forming apparatus. FIG. 第1実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment. A相及びB相から成る2相のモータと回転座標系のd軸及びq軸との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the two-phase motor which consists of A phase and B phase, and d-axis and q-axis of a rotation coordinate system. PWMインバータに設けられているフルブリッジ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the full bridge circuit provided in the PWM inverter. 速度フィードバック制御を行うモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which performs speed feedback control. 回転子の回転速度ωと電源電圧Vcc及び誘起電圧の振幅eとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotational speed (omega) of a rotor, the power supply voltage Vcc, and the amplitude e of an induced voltage. 出力可能トルクTと回転子の回転速度ωとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the output possible torque T and the rotational speed (omega) of a rotor. 前記モータ制御装置が弱め界磁を行う方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the method in which the said motor control apparatus performs a field weakening.

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状及びそれらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。なお、モータ制御装置が設けられるのは画像形成装置に限定されるわけではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the shape of the component parts described in this embodiment and the relative arrangement thereof should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions, and the scope of the present invention is not limited. The present invention is not intended to be limited to the following embodiments. Note that the motor control device is not limited to the image forming apparatus.

〔第1実施形態〕
[画像形成装置]
図1は、本実施形態で用いられている画像形成装置であるモノクロの電子写真方式の複写機(以下、画像形成装置と称する)100の構成を示す断面図である。なお、画像形成装置は複写機に限定されず、例えば、ファクシミリ装置、印刷機、プリンタ等であっても良い。また、記録方式は、電子写真方式に限らず、例えば、インクジェット等であっても良い。更に、画像形成装置はモノクロ及びカラーのいずれの形式であっても良い。
[First Embodiment]
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a monochrome electrophotographic copying machine (hereinafter referred to as an image forming apparatus) 100 which is an image forming apparatus used in the present embodiment. The image forming apparatus is not limited to a copying machine, and may be, for example, a facsimile machine, a printing machine, a printer, or the like. The recording method is not limited to the electrophotographic method, and may be, for example, an ink jet. Furthermore, the image forming apparatus may be in either monochrome or color format.

以下に、図1を用いて、画像形成装置100の構成および機能について説明する。画像形成装置100には、原稿自動送り装置201、原稿読取装置202及び画像形成装置本体301が設けられている。   The configuration and function of the image forming apparatus 100 will be described below with reference to FIG. The image forming apparatus 100 includes an automatic document feeder 201, a document reading device 202, and an image forming apparatus main body 301.

原稿自動送り装置201の原稿載置部203に載置された原稿は、給紙ローラ204によって1枚ずつ給紙され、搬送ガイド206に沿って原稿読取装置202の原稿ガラス台214上に搬送される。更に、原稿は、搬送ベルト208によって一定速度で搬送されて、排紙ローラ205によって不図示の排紙トレイへ排紙される。原稿読取装置202の読取位置において照明209によって照明された原稿画像からの反射光は、反射ミラー210、211、212からなる光学系によって画像読取部101に導かれ、画像読取部101によって画像信号に変換される。画像読取部101は、レンズ、光電変換素子であるCCD、CCDの駆動回路等で構成される。画像読取部101から出力された画像信号は、ASIC等のハードウェアデバイスで構成される画像処理部112によって、各種補正処理が行われた後、画像形成装置本体301へ出力される。前述の如くして、原稿の読取が行われる。   Documents placed on the document placement unit 203 of the automatic document feeder 201 are fed one by one by a feed roller 204 and conveyed along a conveyance guide 206 onto a document glass table 214 of the document reading device 202. The Further, the document is conveyed at a constant speed by the conveyance belt 208 and discharged to a discharge tray (not shown) by a discharge roller 205. Reflected light from the document image illuminated by the illumination 209 at the reading position of the document reading device 202 is guided to the image reading unit 101 by the optical system including the reflection mirrors 210, 211, and 212, and is converted into an image signal by the image reading unit 101. Converted. The image reading unit 101 includes a lens, a CCD that is a photoelectric conversion element, a drive circuit for the CCD, and the like. The image signal output from the image reading unit 101 is subjected to various correction processes by an image processing unit 112 configured by a hardware device such as an ASIC, and then output to the image forming apparatus main body 301. As described above, the document is read.

また、読取装置202における原稿の読取モードとして、流し読みモードと固定読みモードがある。流し読みモードは、照明系209及び光学系を所定の位置に固定した状態で、原稿を一定速度で搬送しながら原稿の画像を読み取るモードである。固定読みモードは、読取装置202の原稿ガラス214上に原稿を載置し、照明系209及び光学系を一定速度で移動させながら、原稿ガラス214上に載置された原稿の画像を読み取るモードである。通常、シート状の原稿は流し読みモードで読み取られ、本や冊子等の綴じられた原稿は固定読みモードで読み取られる。   Further, there are a flow reading mode and a fixed reading mode as a document reading mode in the reading device 202. The flow reading mode is a mode in which an image of a document is read while the document is conveyed at a constant speed while the illumination system 209 and the optical system are fixed at predetermined positions. The fixed reading mode is a mode in which an original is placed on the original glass 214 of the reading apparatus 202 and an image of the original placed on the original glass 214 is read while moving the illumination system 209 and the optical system at a constant speed. is there. Normally, a sheet-like document is read in a flow reading mode, and a bound document such as a book or booklet is read in a fixed reading mode.

画像形成装置本体301の内部には、シート収納トレイ302、304が設けられている。シート収納トレイ302、304には、それぞれ異なる種類の記録媒体を収納することができる。例えば、シート収納トレイ302にはA4サイズの普通紙が収納され、シート収納トレイ304にはA4サイズの厚紙が収納される。なお、記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、OHPシート、ラベル等が含まれる。   Inside the image forming apparatus main body 301, sheet storage trays 302 and 304 are provided. Each of the sheet storage trays 302 and 304 can store different types of recording media. For example, A4 size plain paper is stored in the sheet storage tray 302, and A4 size thick paper is stored in the sheet storage tray 304. The recording medium is an image on which an image is formed by an image forming apparatus, and includes, for example, paper, a resin sheet, cloth, an OHP sheet, a label, and the like.

シート収納トレイ302に収納された記録媒体は、給紙ローラ303によって給送されて、搬送ローラ306によってレジストレーションローラ308へ送り出される。また、シート収納トレイ304に収納された記録媒体は、給紙ローラ305によって給送されて、搬送ローラ307及び306によってレジストレーションローラ308へ送り出される。   The recording medium stored in the sheet storage tray 302 is fed by the paper feed roller 303 and sent out to the registration roller 308 by the transport roller 306. Also, the recording medium stored in the sheet storage tray 304 is fed by the paper feed roller 305 and sent out to the registration roller 308 by the transport rollers 307 and 306.

読取装置202から出力された画像信号は、半導体レーザ及びポリゴンミラーを含んでいる光走査装置311に入力される。また、感光ドラム309は、帯電器310によって外周面が帯電される。感光ドラム309の外周面が帯電された後、読取装置202から光走査装置311に入力された画像信号に応じたレーザ光が、光走査装置311からポリゴンミラー及びミラー312、313を経由し、感光ドラム309の外周面に照射される。この結果、感光ドラム309の外周面に静電潜像が形成される。なお、感光ドラムの帯電には、例えば、コロナ帯電器や帯電ローラを用いた帯電方法が用いられる。   The image signal output from the reading device 202 is input to an optical scanning device 311 including a semiconductor laser and a polygon mirror. Further, the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309 is charged by the charger 310. After the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309 is charged, a laser beam corresponding to an image signal input from the reading device 202 to the optical scanning device 311 passes through the polygon mirror and the mirrors 312 and 313 from the optical scanning device 311 and is photosensitive. The drum 309 is irradiated on the outer peripheral surface. As a result, an electrostatic latent image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309. For charging the photosensitive drum, for example, a charging method using a corona charger or a charging roller is used.

続いて、その静電潜像が現像器314内のトナーによって現像され、感光ドラム309の外周面にトナー像が形成される。感光ドラム309に形成されたトナー像は、感光ドラム309と対向する位置(転写位置)に設けられた転写分離器315によって記録媒体に転写される。この際、レジストレーションローラ308は、トナー像にタイミングを合わせて、記録媒体を転写位置へ送り込む。   Subsequently, the electrostatic latent image is developed with toner in the developing device 314, and a toner image is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 309. The toner image formed on the photosensitive drum 309 is transferred to a recording medium by a transfer separator 315 provided at a position (transfer position) facing the photosensitive drum 309. At this time, the registration roller 308 sends the recording medium to the transfer position in synchronization with the toner image.

前述の如くして、トナー像が転写された記録媒体は、搬送ベルト317によって定着器318へ送り込まれ、定着器318によって加熱加圧されて、トナー像が記録媒体に定着される。このようにして、画像形成装置100によって記録媒体に画像が形成される。   As described above, the recording medium to which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 318 by the conveyance belt 317, and is heated and pressurized by the fixing device 318 to fix the toner image to the recording medium. In this manner, the image forming apparatus 100 forms an image on the recording medium.

片面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器318を通過した記録媒体は、排紙ローラ319、324によって、不図示の排紙トレイへ排紙される。また、両面印刷モードで画像形成が行われる場合は、定着器318によって記録媒体の第1面に定着処理が行われた後に、記録媒体は、排紙ローラ319、搬送ローラ320、及び反転ローラ321によって、反転パス325へと搬送される。その後、記録媒体は、搬送ローラ322、323によって再度レジストレーションローラ308へと搬送され、前述した方法で記録媒体の第2面に画像が形成される。その後、記録媒体は、排紙ローラ319、324によって不図示の排紙トレイへ排紙される。   When image formation is performed in the single-sided printing mode, the recording medium that has passed through the fixing device 318 is discharged to a discharge tray (not shown) by discharge rollers 319 and 324. When image formation is performed in the double-sided printing mode, after the fixing process is performed on the first surface of the recording medium by the fixing device 318, the recording medium is a discharge roller 319, a conveyance roller 320, and a reverse roller 321. Is conveyed to the reverse path 325. Thereafter, the recording medium is conveyed again to the registration roller 308 by the conveying rollers 322 and 323, and an image is formed on the second surface of the recording medium by the method described above. Thereafter, the recording medium is discharged to a discharge tray (not shown) by discharge rollers 319 and 324.

また、第1面に画像形成された記録媒体をフェースダウンで画像形成装置100の外部へ排紙する場合は、定着器318を通過した記録媒体を、排紙ローラ319を通って搬送ローラ320へ向かう方向へ搬送する。その後、記録媒体の後端が搬送ローラ320のニップ部を通過する直前に、搬送ローラ320の回転を反転させる。この結果、記録媒体の第1面が下向きになった状態で、記録媒体が排紙ローラ324を経由して、画像形成装置100の外部へ排出される。   When the recording medium on which the image is formed on the first surface is discharged face-down to the outside of the image forming apparatus 100, the recording medium that has passed through the fixing device 318 passes through the discharge roller 319 to the conveyance roller 320. Carry in the direction of heading. Thereafter, the rotation of the conveyance roller 320 is reversed immediately before the trailing edge of the recording medium passes through the nip portion of the conveyance roller 320. As a result, the recording medium is discharged to the outside of the image forming apparatus 100 via the discharge roller 324 with the first surface of the recording medium facing downward.

以上が画像形成装置100の構成および機能についての説明である。なお、本発明における負荷とはモータによって駆動される対象物である。例えば、給紙ローラ204、303、305、レジストレーションローラ308及び排紙ローラ319等の各種ローラ(搬送ローラ)や感光ドラム309、搬送ベルト208、317、照明系209及び光学系等は本発明における負荷に対応する。本実施形態のモータ制御装置は、これら負荷を駆動するモータに適用することができる。   The above is the description of the configuration and functions of the image forming apparatus 100. In addition, the load in this invention is the target object driven by a motor. For example, various rollers (conveyance rollers) such as paper feed rollers 204, 303, 305, registration rollers 308 and paper discharge rollers 319, photosensitive drums 309, conveyance belts 208, 317, illumination system 209, optical system, etc. Corresponds to the load. The motor control device of this embodiment can be applied to a motor that drives these loads.

図2は、画像形成装置100の制御構成の例を示すブロック図である。図2に示すように、画像形成装置100には電源1が備えられている。電源1は交流電源(AC)に接続されており、画像形成装置100の内部の各種装置は電源1から出力される電力によって稼働する。また、システムコントローラ151は、図2に示すように、CPU151a、ROM151b、RAM151cを備えている。また、システムコントローラ151は、画像処理部112、操作部152、アナログ・デジタル(A/D)変換器153、高圧制御部155、モータ制御装置157、センサ類159、ACドライバ160と接続されている。システムコントローラ151は、接続された各ユニットとの間でデータやコマンドの送受信をすることが可能である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control configuration of the image forming apparatus 100. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 100 includes a power source 1. The power source 1 is connected to an AC power source (AC), and various devices inside the image forming apparatus 100 are operated by power output from the power source 1. Further, the system controller 151 includes a CPU 151a, a ROM 151b, and a RAM 151c as shown in FIG. The system controller 151 is connected to the image processing unit 112, the operation unit 152, an analog / digital (A / D) converter 153, a high voltage control unit 155, a motor control device 157, sensors 159, and an AC driver 160. . The system controller 151 can send and receive data and commands to and from each connected unit.

CPU151aは、ROM151bに格納された各種プログラムを読み出して実行することによって、予め定められた画像形成シーケンスに関連する各種シーケンスを実行する。   The CPU 151a executes various sequences related to a predetermined image forming sequence by reading and executing various programs stored in the ROM 151b.

RAM151cは記憶デバイスである。RAM151cには、例えば、高圧制御部155に対する設定値、モータ制御装置157に対する指令値及び操作部152から受信される情報等の各種データが格納される。   The RAM 151c is a storage device. The RAM 151c stores various data such as a set value for the high-voltage control unit 155, a command value for the motor control device 157, and information received from the operation unit 152, for example.

システムコントローラ151は、画像処理部112における画像処理に必要となる、画像形成装置100の内部に設けられた各種装置の設定値データを画像処理部112に送信する。更に、システムコントローラ151は、各種装置からの信号(センサ類159等からの信号)を受信して、受信した信号に基づいて高圧制御部155の設定値を設定する。高圧制御部155は、システムコントローラ151によって設定された設定値に応じて、高圧ユニット156(帯電器310、現像器314、転写分離器315等)に必要な電圧を供給する。なお、センサ類159には、搬送ローラによって搬送される記録媒体を検知するセンサ等が含まれる。   The system controller 151 transmits setting value data of various apparatuses provided in the image forming apparatus 100 necessary for image processing in the image processing unit 112 to the image processing unit 112. Furthermore, the system controller 151 receives signals from various devices (signals from the sensors 159 and the like), and sets a setting value for the high-voltage control unit 155 based on the received signals. The high voltage controller 155 supplies a necessary voltage to the high voltage unit 156 (the charger 310, the developer 314, the transfer separator 315, etc.) according to the set value set by the system controller 151. The sensors 159 include a sensor that detects a recording medium conveyed by the conveyance roller.

モータ制御装置157は、CPU151aから出力された指令に応じて、前述した負荷を駆動するモータ509を制御する。電源1はモータ制御装置157に設けられたフルブリッジ回路50に電圧Vccを供給する。なお、フルブリッジ回路50については後述する。   The motor control device 157 controls the motor 509 that drives the load described above in accordance with a command output from the CPU 151a. The power supply 1 supplies the voltage Vcc to the full bridge circuit 50 provided in the motor control device 157. The full bridge circuit 50 will be described later.

A/D変換器153は、定着ヒータ161の温度を検出するためのサーミスタ154が検出した検出信号を受信し、前記検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してシステムコントローラ151に送信する。システムコントローラ151は、A/D変換器153から受信したデジタル信号に基づいて、ACドライバ160の制御を行う。ACドライバ160は、定着ヒータ161の温度が定着処理を行うために必要な温度となるように定着ヒータ161を制御する。なお、定着ヒータ161は、定着処理に用いられるヒータであり、定着器318に含まれる。   The A / D converter 153 receives the detection signal detected by the thermistor 154 for detecting the temperature of the fixing heater 161, converts the detection signal from an analog signal to a digital signal, and transmits it to the system controller 151. The system controller 151 controls the AC driver 160 based on the digital signal received from the A / D converter 153. The AC driver 160 controls the fixing heater 161 so that the temperature of the fixing heater 161 becomes a temperature necessary for performing the fixing process. The fixing heater 161 is a heater used for fixing processing and is included in the fixing device 318.

システムコントローラ151は、使用する記録媒体の種類(以下、紙種と称する)等の設定をユーザが行うための操作画面を、操作部152に設けられた表示部に表示するように、操作部152を制御する。システムコントローラ151は、ユーザが設定した情報を操作部152から受信し、前記ユーザが設定した情報に基づいて画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。また、システムコントローラ151は、画像形成装置の状態を示す情報を操作部152に送信する。なお、画像形成装置の状態を示す情報とは、例えば、画像形成枚数、画像形成中か否か、ジャム発生及びその発生箇所等の情報である。操作部152は、システムコントローラ151から受信した情報を表示部に表示する。   The system controller 151 displays the operation screen for the user to set the type of recording medium to be used (hereinafter referred to as paper type) on the display unit provided in the operation unit 152. To control. The system controller 151 receives information set by the user from the operation unit 152 and controls an operation sequence of the image forming apparatus 100 based on the information set by the user. In addition, the system controller 151 transmits information indicating the state of the image forming apparatus to the operation unit 152. Note that the information indicating the state of the image forming apparatus is, for example, information such as the number of images formed, whether or not an image is being formed, occurrence of a jam, and a location where the jam occurs. The operation unit 152 displays information received from the system controller 151 on the display unit.

前述の如くして、システムコントローラ151は、画像形成装置100の動作シーケンスを制御する。   As described above, the system controller 151 controls the operation sequence of the image forming apparatus 100.

[ベクトル制御]
次に、本実施形態におけるモータ制御装置について説明する。本実施形態におけるモータ制御装置は、ベクトル制御を用いてモータを制御する。なお、以下の説明においては、負荷を駆動するモータとしてステッピングモータが用いられているが、これに限定されるものではない。また、モータは2相モータであるとは限らない。更に、本実施形態におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていないが、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられている構成であっても良い。
[Vector control]
Next, the motor control device in the present embodiment will be described. The motor control device in the present embodiment controls the motor using vector control. In the following description, a stepping motor is used as a motor for driving a load, but the present invention is not limited to this. Further, the motor is not necessarily a two-phase motor. Further, the motor in this embodiment is not provided with a sensor such as a rotary encoder for detecting the rotational phase of the rotor of the motor, but may be configured with a sensor such as a rotary encoder. .

まず、図3及び図4を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置157がベクトル制御を行う方法について説明する。   First, a method in which the motor control device 157 according to the present embodiment performs vector control will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は、ステッピングモータ(以下、モータと称する)509を制御するモータ制御装置157の構成の例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a motor control device 157 that controls a stepping motor (hereinafter referred to as a motor) 509.

また、図4は、A相(第1相)とB相(第2相)の2相から成るモータ509と回転座標系のd軸及びq軸との関係を示す図である。図4では、静止座標系において、A相の巻線に対応した軸をα軸、B相の巻線に対応した軸をβ軸と定義している。また、静止座標系におけるα軸と、回転子402に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向(d軸方向)との成す角度をθと定義している。回転子402の回転位相は、角度θによって表される。ベクトル制御では、回転子402の磁束方向に沿ったd軸と、d軸から反時計回りに90度進んだ方向に沿った(d軸と直交する)q軸とで表される、モータ509の回転子402の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the motor 509 having two phases of A phase (first phase) and B phase (second phase) and the d-axis and q-axis of the rotating coordinate system. In FIG. 4, in the stationary coordinate system, the axis corresponding to the A-phase winding is defined as the α axis, and the axis corresponding to the B-phase winding is defined as the β-axis. In addition, an angle formed by the α axis in the stationary coordinate system and the direction of the magnetic flux (d-axis direction) created by the magnetic poles of the permanent magnet used in the rotor 402 is defined as θ. The rotational phase of the rotor 402 is represented by an angle θ. In the vector control, the motor 509 is expressed by a d-axis along the magnetic flux direction of the rotor 402 and a q-axis along a direction advanced 90 degrees counterclockwise from the d-axis (perpendicular to the d-axis). A rotational coordinate system based on the rotational phase θ of the rotor 402 is used.

ベクトル制御とは、モータの回転子の回転位相を基準とした回転座標系における電流値を制御することによってモータを制御する制御方法である。具体的には、例えば、回転子の目標位相を表す指令位相と実際の回転位相との偏差が小さくなるように前記電流値を制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する。また、回転子の目標速度を表す指令速度と実際の回転速度との偏差が小さくなるように前記電流値を制御する速度フィードバック制御を行うことによってモータを制御する手法もある。回転座標系における電流値とは、モータの回転子にトルクを発生させるq軸成分(トルク電流成分)の電流値と、モータの回転子の磁束強度に影響するd軸成分(励磁電流成分)の電流値とに対応する。   Vector control is a control method for controlling a motor by controlling a current value in a rotating coordinate system based on the rotational phase of the rotor of the motor. Specifically, for example, the motor is controlled by performing phase feedback control for controlling the current value so that the deviation between the command phase representing the target phase of the rotor and the actual rotational phase becomes small. There is also a method of controlling the motor by performing speed feedback control for controlling the current value so that the deviation between the command speed representing the target speed of the rotor and the actual rotational speed becomes small. The current value in the rotating coordinate system includes a current value of a q-axis component (torque current component) that generates torque in the motor rotor and a d-axis component (excitation current component) that affects the magnetic flux strength of the motor rotor. Corresponds to the current value.

図3に示すように、モータ制御装置157には、ベクトル制御を行う回路として、位相制御器502、電流制御器503、座標逆変換器505、座標変換器511、モータの巻線に駆動電流を供給するPWMインバータ506等が設けられている。座標変換器511は、モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系から、q軸及びd軸で表される回転座標系に座標変換する。この結果、モータ509のA相及びB相の巻線に供給する駆動電流を、回転座標系において、q軸成分の電流値(q軸電流)及びd軸成分の電流値(d軸電流)を用いて表すことができる。なお、q軸電流は、モータ509の回転子402にトルクを発生させるトルク電流に相当する。また、d軸電流は、モータ509の回転子402の磁束強度に影響する励磁電流に相当し、回転子402のトルクの発生には寄与しない。モータ制御装置157は、q軸電流及びd軸電流をそれぞれ独立に制御することができる。即ち、回転子402が回転するために必要なトルクを、効率的に発生させることができる。   As shown in FIG. 3, the motor controller 157 includes a phase controller 502, a current controller 503, a coordinate inverse converter 505, a coordinate converter 511, and a driving current for the motor windings as a vector control circuit. A PWM inverter 506 to be supplied is provided. The coordinate converter 511 represents a current vector corresponding to the drive current flowing in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 from the stationary coordinate system represented by the α-axis and the β-axis by the q-axis and the d-axis. Convert coordinates to the rotating coordinate system. As a result, the drive current to be supplied to the A-phase and B-phase windings of the motor 509 is expressed by the q-axis component current value (q-axis current) and the d-axis component current value (d-axis current) in the rotating coordinate system. Can be used. Note that the q-axis current corresponds to a torque current that causes the rotor 402 of the motor 509 to generate torque. The d-axis current corresponds to an excitation current that affects the magnetic flux intensity of the rotor 402 of the motor 509 and does not contribute to the generation of torque of the rotor 402. The motor control device 157 can control the q-axis current and the d-axis current independently. That is, the torque necessary for the rotor 402 to rotate can be efficiently generated.

モータ制御装置157は、モータ509の回転子402の回転位相θを後述する方法により決定し、その決定結果に基づいてベクトル制御を行う。CPU151aは、モータ509の回転子402の目標位相を表す指令位相θ_refを生成し、所定の時間周期で指令位相θ_refをモータ制御装置157へ出力する。   The motor control device 157 determines the rotation phase θ of the rotor 402 of the motor 509 by a method described later, and performs vector control based on the determination result. The CPU 151 a generates a command phase θ_ref that represents the target phase of the rotor 402 of the motor 509 and outputs the command phase θ_ref to the motor control device 157 at a predetermined time period.

加算器101は、モータ509の回転子402の回転位相θと指令位相θ_refとの偏差を演算し、該偏差を位相制御器502に出力する。   The adder 101 calculates a deviation between the rotation phase θ of the rotor 402 of the motor 509 and the command phase θ_ref and outputs the deviation to the phase controller 502.

位相制御器502は、比例(P)、積分(I)補償器から構成されている。位相制御器502は、比例(P)、積分(I)補償器を用いて、加算器101から出力された偏差が小さくなるように、q軸電流指令値iq_refを生成して出力する。具体的には、位相制御器502は、比例(P)、積分(I)補償器を用いて、加算器101から出力された偏差が0になるように、q軸電流指令値iq_refを生成して出力する。なお、本実施形態における位相制御器502は、比例(P)、積分(I)補償器から構成されているが、比例(P)、積分(I)、微分(D)補償器から構成されていても良い。   The phase controller 502 is composed of a proportional (P) and integral (I) compensator. The phase controller 502 uses a proportional (P) and integral (I) compensator to generate and output a q-axis current command value iq_ref so that the deviation output from the adder 101 is reduced. Specifically, the phase controller 502 uses the proportional (P) and integral (I) compensator to generate the q-axis current command value iq_ref so that the deviation output from the adder 101 becomes zero. Output. The phase controller 502 in this embodiment is composed of a proportional (P) and integral (I) compensator, but is composed of a proportional (P), integral (I), and differential (D) compensator. May be.

モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流は、電流検出器507、508によって検出され、その後、A/D変換器510によってアナログ値からデジタル値へと変換される。   Drive currents flowing in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 are detected by current detectors 507 and 508, and then converted from analog values to digital values by an A / D converter 510.

A/D変換器510によってアナログ値からデジタル値へと変換された駆動電流の電流値は、静止座標系における電流値iα及びiβとして、図4に示す電流ベクトルの位相θeを用いて次式によって表される。なお、電流ベクトルの位相θeは、α軸と電流ベクトルとの成す角度と定義する。
iα=I*cosθe (1)
iβ=I*sinθe (2)
これらの電流値iα及びiβは、座標変換器511と誘起電圧決定器512に入力される。
The current value of the drive current converted from the analog value to the digital value by the A / D converter 510 is expressed by the following equation using the current vector phase θe shown in FIG. 4 as the current values iα and iβ in the stationary coordinate system. expressed. The phase θe of the current vector is defined as an angle formed by the α axis and the current vector.
iα = I * cos θe (1)
iβ = I * sin θe (2)
These current values iα and iβ are input to the coordinate converter 511 and the induced voltage determiner 512.

座標変換器511において、電流値iα及びiβは、次式によって回転座標系におけるq軸電流の電流値iq及びd軸電流の電流値idに座標変換される。
id= cosθ*iα+sinθ*iβ (3)
iq=−sinθ*iα+cosθ*iβ (4)
In the coordinate converter 511, the current values iα and iβ are coordinate-converted into the q-axis current value iq and the d-axis current value id in the rotating coordinate system by the following equations.
id = cos θ * iα + sin θ * iβ (3)
iq = −sin θ * iα + cos θ * iβ (4)

前述のように、座標変換器511は、モータ509のA相及びB相の巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルを、α軸及びβ軸で表される静止座標系から、q軸及びd軸で表される回転座標系に座標変換する。   As described above, the coordinate converter 511 converts the current vector corresponding to the drive current flowing in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 from the static coordinate system represented by the α axis and the β axis to the q axis and Coordinates are converted into a rotating coordinate system represented by the d axis.

加算器102には、位相制御器502から出力されたq軸電流指令値iq_refと座標変換器511から出力された前記電流値iqとが入力される。加算器102は、q軸電流指令値iq_refと前記電流値iqとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。   The adder 102 receives the q-axis current command value iq_ref output from the phase controller 502 and the current value iq output from the coordinate converter 511. The adder 102 calculates a deviation between the q-axis current command value iq_ref and the current value iq, and outputs the deviation to the current controller 503.

また、加算器103には、位相制御器502から出力されたd軸電流指令値id_refと界磁制御器540から出力された前記電流値idとが入力される。加算器103は、d軸電流指令値id_refと前記電流値idとの偏差を演算し、該偏差を電流制御器503に出力する。なお、界磁制御器540については後述する。   The adder 103 receives the d-axis current command value id_ref output from the phase controller 502 and the current value id output from the field controller 540. The adder 103 calculates a deviation between the d-axis current command value id_ref and the current value id, and outputs the deviation to the current controller 503. The field controller 540 will be described later.

電流制御器503は、比例(P)、積分(I)補償器から構成されている。電流制御器503は、前記偏差がそれぞれ小さくなるように電流値iq*及びid*を生成する。具体的には、電流制御器503は、前記偏差がそれぞれ0になるように電流値iq*及びid*を生成する。その後、電流制御器503は、それぞれの電流値iq*及びid*に対応した駆動電圧Vq及びVdを生成して座標逆変換器505に出力する。即ち、電流制御器503は、電圧生成手段として機能する。なお、本実施形態における電流制御器503は、比例(P)、積分(I)補償器から構成されているが、比例(P)、積分(I)、微分(D)補償器から構成されていても良い。   The current controller 503 includes a proportional (P) and integral (I) compensator. The current controller 503 generates current values iq * and id * so that the deviations are reduced. Specifically, the current controller 503 generates the current values iq * and id * so that the deviations are zero. Thereafter, the current controller 503 generates drive voltages Vq and Vd corresponding to the current values iq * and id *, and outputs them to the coordinate inverse converter 505. That is, the current controller 503 functions as voltage generation means. The current controller 503 in this embodiment is composed of a proportional (P) and integral (I) compensator, but is composed of a proportional (P), integral (I), and differential (D) compensator. May be.

座標逆変換器505は、電流制御器503から出力された回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq (5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq (6)
The coordinate inverse converter 505 converts the drive voltages Vq and Vd output from the current controller 503 in the rotating coordinate system into the drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system according to the following equation.
Vα = cos θ * Vd−sin θ * Vq (5)
Vβ = sin θ * Vd + cos θ * Vq (6)

座標逆変換器505は、回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換した後、Vα及びVβを誘起電圧決定器512、界磁制御器540及びPWMインバータ506に出力する。なお、本実施形態においては、電流値iq*及びid*に対応した駆動電圧Vq及びVdを生成し、前記駆動電圧Vq及びVdを座標逆変換することによって静止座標系における駆動電圧Vα及びVβを得たが、この限りではない。例えば、電流値iq*及びid*を静止座標系における電流値iα*及びiβ*に座標逆変換し、前記電流値iα*及びiβ*に対応した駆動電圧Vα及びVβを生成する構成であっても良い。   The coordinate inverse converter 505 converts the drive voltages Vq and Vd in the rotating coordinate system into the drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system, and then converts Vα and Vβ into the induced voltage determiner 512, the field controller 540, and the PWM inverter 506. Output to. In the present embodiment, the drive voltages Vq and Vd corresponding to the current values iq * and id * are generated, and the drive voltages Vα and Vβ in the stationary coordinate system are converted by inversely transforming the drive voltages Vq and Vd. I got, but this is not the case. For example, the current values iq * and id * are inversely transformed into the current values iα * and iβ * in the stationary coordinate system to generate the drive voltages Vα and Vβ corresponding to the current values iα * and iβ *. Also good.

PWMインバータ506は、フルブリッジ回路を有している。図5は、PWMインバータ506に設けられているフルブリッジ回路50の構成の例を示す図である。前述したように、フルブリッジ回路50には、電源1から電圧Vccが供給されている。また、フルブリッジ回路50には、スイッチング素子としてのFET Q1乃至Q4、モータ509の巻線L1等が設けられている。   The PWM inverter 506 has a full bridge circuit. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the full bridge circuit 50 provided in the PWM inverter 506. As described above, the voltage Vcc is supplied from the power supply 1 to the full bridge circuit 50. Further, the full bridge circuit 50 is provided with FETs Q1 to Q4 as switching elements, a winding L1 of a motor 509, and the like.

FET Q1乃至Q4は座標逆変換器505から入力された駆動電圧Vα及びVβに基づく信号よって駆動される。その結果、巻線L1には電源1から電圧が印加される。この結果、駆動電圧Vα及びVβに応じた駆動電流iα及びiβが巻線L1に供給される。即ち、PWMインバータ506は、電流供給手段として機能する。なお、本実施形態においては、PWMインバータはフルブリッジ回路を有しているが、ハーフブリッジ回路等であっても良い。また、フルブリッジ回路は、モータ509のA相とB相それぞれに対応して設けられている。   The FETs Q1 to Q4 are driven by signals based on the drive voltages Vα and Vβ input from the coordinate inverse transformer 505. As a result, a voltage is applied from the power source 1 to the winding L1. As a result, drive currents iα and iβ corresponding to the drive voltages Vα and Vβ are supplied to the winding L1. That is, the PWM inverter 506 functions as a current supply unit. In this embodiment, the PWM inverter has a full bridge circuit, but may be a half bridge circuit or the like. The full bridge circuit is provided corresponding to each of the A phase and the B phase of the motor 509.

次に、回転位相θの決定方法について説明する。回転子402の回転位相θの決定には、回転子402の回転によってモータ509のA相及びB相の巻線に誘起される誘起電圧Eα及びEβの値が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧決定器512によって決定(算出)される。具体的には、誘起電圧Eα及びEβは、A/D変換器510から誘起電圧決定器512に入力された電流値iα及びiβと、座標逆変換器505から誘起電圧決定器512に入力された駆動電圧Vα及びVβとから、次式によって決定される。
Eα=Vα−R*iα−L*diα/dt (7)
Eβ=Vβ−R*iβ−L*diβ/dt (8)
Next, a method for determining the rotational phase θ will be described. For the determination of the rotational phase θ of the rotor 402, values of induced voltages Eα and Eβ induced in the A-phase and B-phase windings of the motor 509 by the rotation of the rotor 402 are used. The value of the induced voltage is determined (calculated) by the induced voltage determiner 512. Specifically, the induced voltages Eα and Eβ are input from the A / D converter 510 to the induced voltage determiner 512 and the current values iα and iβ input from the coordinate inverse converter 505 to the induced voltage determiner 512. From the drive voltages Vα and Vβ, it is determined by the following equation.
Eα = Vα−R * iα−L * diα / dt (7)
Eβ = Vβ−R * iβ−L * diβ / dt (8)

ここで、Rは巻線レジスタンス、Lは巻線インダクタンスである。R及びLの値は使用されているモータ509に固有の値であり、ROM151b又はモータ制御装置157に設けられたメモリ(不図示)等に予め格納されている。 Here, R is winding resistance, and L is winding inductance. The values of R and L are values specific to the motor 509 being used, and are stored in advance in a memory (not shown) or the like provided in the ROM 151b or the motor control device 157.

誘起電圧決定器512によって決定された誘起電圧Eα及びEβは位相決定器513及び界磁制御器540に出力される。   The induced voltages Eα and Eβ determined by the induced voltage determiner 512 are output to the phase determiner 513 and the field controller 540.

位相決定器513は、誘起電圧決定器512から出力された誘起電圧Eαと誘起電圧Eβとの比に基づいて、次式によってモータ509の回転子402の回転位相θを決定する。
θ=tan^−1(−Eβ/Eα) (9)
The phase determiner 513 determines the rotational phase θ of the rotor 402 of the motor 509 based on the ratio of the induced voltage Eα and the induced voltage Eβ output from the induced voltage determiner 512 according to the following equation.
θ = tan ^ −1 (−Eβ / Eα) (9)

前述の如くして得られた回転子402の回転位相θは、速度決定器515、加算器101、座標逆変換器505及び座標変換器511に入力される。   The rotational phase θ of the rotor 402 obtained as described above is input to the speed determiner 515, the adder 101, the coordinate inverse converter 505, and the coordinate converter 511.

速度決定器515は、位相決定器513から出力された回転位相θの時間変化に基づいて回転速度ωを決定する。なお、速度の決定には、次式(11)が用いられるものとする。
ω=dθ/dt (10)
The speed determiner 515 determines the rotational speed ω based on the temporal change of the rotational phase θ output from the phase determiner 513. Note that the following equation (11) is used to determine the speed.
ω = dθ / dt (10)

その後、速度決定器515は、決定した回転速度ωを界磁制御器540に出力する。   Thereafter, the speed determiner 515 outputs the determined rotational speed ω to the field controller 540.

界磁制御器540は、座標逆変換器505から出力された駆動電圧Vα及びVβ、誘起電圧決定器512から出力された誘起電圧Eα及びEβ、速度決定器515から出力された回転速度ωに基づいて、後述する方法によりd軸電流指令値id_refを決定する。その後、界磁制御器540は、決定したd軸電流指令値id_refを加算器103に出力する。   The field controller 540 is based on the drive voltages Vα and Vβ output from the coordinate inverse converter 505, the induced voltages Eα and Eβ output from the induced voltage determiner 512, and the rotational speed ω output from the speed determiner 515. The d-axis current command value id_ref is determined by a method described later. Thereafter, the field controller 540 outputs the determined d-axis current command value id_ref to the adder 103.

その後、モータ制御装置157は前述の制御を繰り返し行う。   Thereafter, the motor control device 157 repeats the above control.

前述の如くして、本実施形態におけるベクトル制御では、指令位相θ_refと回転位相θとの偏差が小さくなるように、回転座標系における電流値を制御する位相フィードバック制御を行うことによってモータを制御する。ベクトル制御を行うと、モータが脱調状態となることや、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。また、位相フィードバック制御を行っているため、回転子の回転位相が所望の位相になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転位相を精度よく制御する必要がある負荷(例えば、レジストレーションローラ等)を駆動するモータに位相フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。   As described above, in the vector control in the present embodiment, the motor is controlled by performing the phase feedback control for controlling the current value in the rotating coordinate system so that the deviation between the command phase θ_ref and the rotating phase θ is small. . When the vector control is performed, it is possible to suppress the motor from being stepped out, an increase in motor noise due to excessive torque, and an increase in power consumption. Further, since the phase feedback control is performed, the rotation phase of the rotor can be controlled to be a desired phase. Therefore, in the image forming apparatus, a vector using phase feedback control for a motor that drives a load (for example, a registration roller) that needs to accurately control the rotational phase in order to appropriately form an image on a recording medium. Apply control. As a result, it is possible to appropriately form an image on the recording medium.

なお、本実施形態におけるベクトル制御では、前述した位相フィードバック制御を行うことによってモータ509を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、回転子402の回転速度ωをフィードバックしてモータ509を制御する構成であっても良い。具体的には、図6に示すように、CPU151aが回転子の目標速度を表す指令速度ω_refを出力する。また、モータ制御装置内部に速度制御器500を設け、速度制御器500が回転速度ωと指令速度ω_refとの偏差が小さくなるように、q軸電流指令値iq_refを生成して出力する構成とする。このような速度フィードバック制御を行うことによって、モータ509を制御する構成であっても良い。このような構成においては回転速度をフィードバックしているため、回転子の回転速度が所定の速度になるように制御することができる。したがって、画像形成装置において、記録媒体への画像形成を適切に行うために回転速度を一定速度に制御する必要がある負荷(例えば、感光ドラム、搬送ベルト等)を駆動するモータに速度フィードバック制御を用いたベクトル制御を適用する。この結果、記録媒体への画像形成を適切に行うことができる。   In the vector control in this embodiment, the motor 509 is controlled by performing the above-described phase feedback control, but the present invention is not limited to this. For example, the motor 509 may be controlled by feeding back the rotational speed ω of the rotor 402. Specifically, as shown in FIG. 6, the CPU 151 a outputs a command speed ω_ref indicating the target speed of the rotor. Further, a speed controller 500 is provided inside the motor control device, and the speed controller 500 generates and outputs a q-axis current command value iq_ref so that a deviation between the rotational speed ω and the command speed ω_ref is small. . A configuration in which the motor 509 is controlled by performing such speed feedback control may be employed. In such a configuration, since the rotation speed is fed back, the rotation speed of the rotor can be controlled to be a predetermined speed. Therefore, in the image forming apparatus, speed feedback control is performed on a motor that drives a load (for example, a photosensitive drum, a conveyor belt, etc.) that needs to control the rotation speed to a constant speed in order to appropriately form an image on a recording medium. Apply the vector control used. As a result, it is possible to appropriately form an image on the recording medium.

[弱め界磁]
次に、弱め界磁について説明する。前述したように、モータの各相の巻線には、回転子が回転することによって誘起電圧が発生する。モータの巻線に誘起電圧が発生すると、モータの巻線に印加することができる電圧(以下、使用可能電圧と称する)が小さくなってしまう。具体的には、例えば、電源1から出力される電圧値がVccである場合、使用可能電圧Vα´及びVβ´は、各相の巻線に誘起電圧が発生することに起因して、以下の式(11)及び(12)に示す値に制限されてしまう。
Vα´=Vcc−eα (11)
Vβ´=Vcc−eβ (12)
ここで、eαは正弦波状に変化する誘起電圧Eαの振幅を示す。また、eβは正弦波状に変化する誘起電圧Eβの振幅を示す。
[Weak field]
Next, the field weakening will be described. As described above, an induced voltage is generated in the winding of each phase of the motor as the rotor rotates. When an induced voltage is generated in the motor winding, the voltage that can be applied to the motor winding (hereinafter referred to as usable voltage) is reduced. Specifically, for example, when the voltage value output from the power supply 1 is Vcc, the usable voltages Vα ′ and Vβ ′ are as follows due to the generation of induced voltages in the windings of each phase. It will be limited to the values shown in equations (11) and (12).
Vα ′ = Vcc−eα (11)
Vβ ′ = Vcc−eβ (12)
Here, eα represents the amplitude of the induced voltage Eα that changes sinusoidally. Further, eβ represents the amplitude of the induced voltage Eβ that changes in a sinusoidal shape.

また、回転子が回転することによって各相の巻線に発生する誘起電圧の振幅eは、以下の式(13)に示すように、回転子の回転速度ωが大きくなればなるほど大きくなる。
e=Ke*ω (13)
ここで、Keは誘起電圧係数であり、モータに固有の値である。
In addition, the amplitude e of the induced voltage generated in the winding of each phase due to the rotation of the rotor increases as the rotation speed ω of the rotor increases, as shown in the following equation (13).
e = Ke * ω (13)
Here, Ke is an induced voltage coefficient and is a value unique to the motor.

図7は、回転子の回転速度ωと電源電圧Vcc及び誘起電圧の振幅eとの関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotational speed ω of the rotor, the power supply voltage Vcc, and the amplitude e of the induced voltage.

図7及び式(11)乃至式(13)に示すように、回転子の回転速度が速くなればなるほど、使用可能電圧(モータ駆動電圧)は小さくなる。使用可能電圧が小さくなると、回転子に与えることができるトルク(以下、出力可能トルクと称する)も小さくなってしまう。この結果、回転子が高速回転する際に、回転子に最適なトルクを与えることができなくなってしまう。   As shown in FIG. 7 and Expressions (11) to (13), the usable voltage (motor drive voltage) decreases as the rotational speed of the rotor increases. When the usable voltage decreases, the torque that can be applied to the rotor (hereinafter referred to as “outputtable torque”) also decreases. As a result, when the rotor rotates at high speed, it becomes impossible to give an optimum torque to the rotor.

前記誘起電圧は、巻線を貫く磁束が変化することに伴って発生する。したがって、巻線を貫く磁束を弱めることによって、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることを抑制することができる。具体的には、回転子の磁束強度に影響するd軸電流を負の値に制御することによって、巻線を貫く磁束を弱め、その結果、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることを抑制することができる。以上のような手法は、弱め界磁と称されている。   The induced voltage is generated as the magnetic flux passing through the winding changes. Therefore, the magnitude of the induced voltage generated in the winding can be suppressed by weakening the magnetic flux penetrating the winding. Specifically, by controlling the d-axis current that affects the magnetic flux intensity of the rotor to a negative value, the magnetic flux passing through the winding is weakened, and as a result, the magnitude of the induced voltage generated in the winding increases. This can be suppressed. Such a method is called field weakening.

回転子の回転速度ωが大きい場合において弱め界磁を行うことによって、使用可能電圧Vα´及びVβ´が小さくなることを抑制することができ、出力可能トルクが小さくなることを抑制することができる。この結果、回転子が高速回転する際に、回転子に最適なトルクを与えることができなくなることを抑制することができる。   By performing field weakening when the rotational speed ω of the rotor is high, it is possible to suppress a decrease in the usable voltages Vα ′ and Vβ ′, and it is possible to suppress a decrease in the outputable torque. . As a result, when the rotor rotates at a high speed, it is possible to prevent the optimum torque from being applied to the rotor.

しかしながら、回転速度ωが大きい場合であっても、弱め界磁を行う必要が無い場合がある。例えば、回転速度ωが大きくなることによって出力可能トルクが小さくなっても、回転子にかかる負荷トルクが前記出力可能トルクよりも小さい場合は、弱め界磁を行う必要が無い。このような場合、前述した構成を適用すると、弱め界磁を行う必要が無い場合においても弱め界磁を行ってしまう。即ち、不要な電流を巻線に供給してしまう。この結果、消費電力が増大してしまう。そのため、巻線に発生する誘起電圧の大きさが大きくなることによって出力可能トルクが回転子にかかる負荷トルクよりも小さくなるような場合において弱め界磁を行う構成が求められている。   However, even when the rotational speed ω is high, it may not be necessary to perform field weakening. For example, even if the outputtable torque decreases as the rotational speed ω increases, if the load torque applied to the rotor is smaller than the outputtable torque, it is not necessary to perform field weakening. In such a case, if the above-described configuration is applied, field weakening is performed even when field weakening is not necessary. That is, an unnecessary current is supplied to the winding. As a result, power consumption increases. For this reason, there is a demand for a configuration in which field weakening is performed in the case where the outputable torque is smaller than the load torque applied to the rotor due to the magnitude of the induced voltage generated in the winding.

次に、本実施形態におけるモータ制御装置157が弱め界磁を行う方法について説明する。   Next, a method in which the motor control device 157 according to this embodiment performs field weakening will be described.

図3に示すように、本実施形態におけるモータ制御装置157には、界磁制御器540が設けられている。界磁制御器540には、回転速度ω、誘起電圧Eα及びEβ、駆動電圧Vα及びVβが入力される。界磁制御器540は、回転速度ω、誘起電圧Eα及びEβ、駆動電圧Vα及びVβに基づいてd軸電流指令値id_refを生成して出力する。以下、界磁制御器540が回転速度ω、誘起電圧Eα及びEβ、駆動電圧Vα及びVβに基づいてd軸電流指令値id_refを生成する方法について説明する。   As shown in FIG. 3, a field controller 540 is provided in the motor control device 157 in the present embodiment. The field controller 540 receives the rotational speed ω, induced voltages Eα and Eβ, and drive voltages Vα and Vβ. The field controller 540 generates and outputs a d-axis current command value id_ref based on the rotational speed ω, the induced voltages Eα and Eβ, and the drive voltages Vα and Vβ. Hereinafter, a method in which the field controller 540 generates the d-axis current command value id_ref based on the rotation speed ω, the induced voltages Eα and Eβ, and the drive voltages Vα and Vβ will be described.

本実施形態においては、界磁制御器540は、入力された回転速度、誘起電圧及び駆動電圧が以下の2つの条件を満たすか否かに基づいて、d軸電流指令値id_refを生成する。   In the present embodiment, the field controller 540 generates the d-axis current command value id_ref based on whether or not the input rotation speed, induced voltage, and drive voltage satisfy the following two conditions.

1つ目の条件は、以下の式(14)に示すように、速度決定器515から出力された回転速度ωが所定の回転速度(速度閾値)ωthよりも大きいことである。
ω>ωth (14)
The first condition is that the rotational speed ω output from the speed determiner 515 is larger than a predetermined rotational speed (speed threshold) ωth, as shown in the following formula (14).
ω> ωth (14)

界磁制御器540は、界磁制御器540の内部に設けられているメモリ540aに記憶されている速度閾値ωthと速度決定器515から出力された回転速度ωとを比較することによって、回転速度ωが式(14)を満たすか否かを判断する。   The field controller 540 compares the speed threshold value ωth stored in the memory 540a provided inside the field controller 540 with the rotational speed ω output from the speed determiner 515, so that the rotational speed ω is expressed by the formula ( 14) It is determined whether or not the above is satisfied.

図8は、出力可能トルクTと回転子の回転速度ωとの関係を示す図である。図8には、d軸電流を0に制御した場合のトルクT−回転速度ω特性(破線)とd軸電流を負の値に制御した場合のトルクT−回転速度ω特性(実線)が示されている。また、破線と実線との交点における回転速度をω0と定義している。なお、図8に示すトルクT−回転速度ω特性は、本実施形態における一例であり、これに限定されるものではない。   FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the outputtable torque T and the rotational speed ω of the rotor. FIG. 8 shows a torque T-rotational speed ω characteristic (broken line) when the d-axis current is controlled to 0 and a torque T-rotational speed ω characteristic (solid line) when the d-axis current is controlled to a negative value. Has been. Further, the rotational speed at the intersection of the broken line and the solid line is defined as ω0. The torque T-rotational speed ω characteristic shown in FIG. 8 is an example in the present embodiment, and the present invention is not limited to this.

図8に示すように、回転速度ωがω0より小さい(ω<ω0)場合は、d軸電流を負の値に制御する場合における出力可能トルクTよりもd軸電流を0に制御する場合における出力可能トルクTのほうが大きい。即ち、回転速度ωがω0より小さい(ω<ω0)場合は、弱め界磁を行う場合よりも弱め界磁を行わない場合のほうがより大きなトルクを回転子に与えることができる。   As shown in FIG. 8, when the rotational speed ω is smaller than ω0 (ω <ω0), the d-axis current is controlled to 0 rather than the outputtable torque T when the d-axis current is controlled to a negative value. The output possible torque T is larger. That is, when the rotational speed ω is smaller than ω0 (ω <ω0), a larger torque can be applied to the rotor when the field weakening is not performed than when the field weakening is performed.

また、図8に示すように、回転速度ωがω0より大きい(ω>ω0)場合は、d軸電流を0に制御する場合における出力可能トルクTよりもd軸電流を負の値に制御する場合における出力可能トルクTのほうが大きい。即ち、回転速度ωがω0より大きい(ω>ω0)場合は、弱め界磁を行わない場合よりも弱め界磁を行う場合のほうがより大きなトルクを回転子に与えることができる。   Further, as shown in FIG. 8, when the rotational speed ω is higher than ω0 (ω> ω0), the d-axis current is controlled to a negative value rather than the outputtable torque T when the d-axis current is controlled to 0. In this case, the output possible torque T is larger. That is, when the rotational speed ω is larger than ω0 (ω> ω0), a larger torque can be applied to the rotor when the field weakening is performed than when the field weakening is not performed.

したがって、本実施形態においては、式(14)における速度閾値ωthをω0とし(ωth=ω0)、回転速度ωがω0よりも大きいことを、弱め界磁を行うための1つ目の条件とする。   Therefore, in the present embodiment, the speed threshold value ωth in equation (14) is ω0 (ωth = ω0), and the rotational speed ω is greater than ω0 is the first condition for performing field weakening. .

なお、式(14)においては、速度閾値ωthをω0に設定しているが、これに限定されるものではない。しかし、速度閾値をω0よりも小さい値に設定すると、回転速度ωがω0より小さい状態において弱め界磁を行う期間がある。前述したように、回転速度ωがω0より小さい状態において弱め界磁を行うと、出力可能トルクがかえって小さくなってしまう。また、速度閾値をω0よりも大きい値に設定すると、回転速度ωがω0より大きい状態において弱め界磁を行わない期間がある。前述したように、回転速度ωがω0より大きい状態において弱め界磁を行わない場合、出力可能トルクが弱め界磁を行う場合よりも小さくなってしまう。したがって、速度閾値ωthをω0に設定することによって、トルクを回転子に効率的に発生させることができるようになる。   In equation (14), the speed threshold value ωth is set to ω0, but is not limited to this. However, when the speed threshold is set to a value smaller than ω0, there is a period during which field weakening is performed in a state where the rotational speed ω is smaller than ω0. As described above, when field weakening is performed in a state where the rotational speed ω is smaller than ω0, the outputtable torque is rather reduced. When the speed threshold is set to a value larger than ω0, there is a period during which field weakening is not performed in a state where the rotational speed ω is larger than ω0. As described above, when the field weakening is not performed in a state where the rotational speed ω is greater than ω0, the outputtable torque is smaller than when the field weakening is performed. Therefore, the torque can be efficiently generated in the rotor by setting the speed threshold value ωth to ω0.

しかしながら、式(14)のみを、弱め界磁を行う条件としてしまうと、前述したように、弱め界磁を行う必要が無い場合においても弱め界磁を行い、不要な電流を巻線に供給してしまう可能性がある。   However, if only the expression (14) is used as a condition for performing field weakening, as described above, field weakening is performed even when it is not necessary to perform field weakening, and an unnecessary current is supplied to the winding. There is a possibility that.

そこで、本実施形態においては、以下の式(15)に示すように、駆動電圧が使用可能電圧以下である所定値(電圧閾値)よりも大きいことを、弱め界磁を行うための2つ目の条件とする。
Vα>Vα´*γ=(Vcc−eα)*γ (15)
Therefore, in this embodiment, as shown in the following formula (15), the fact that the drive voltage is larger than a predetermined value (voltage threshold value) that is equal to or lower than the usable voltage is a second for performing field weakening. The conditions are as follows.
Vα> Vα ′ * γ = (Vcc−eα) * γ (15)

ここで、γ(0<γ≦1)はばらつき補正係数で、部品のばらつきや演算誤差を加味して決定される値であって、予め設定されている値である。また、電源電圧Vcc及びばらつき補正係数γは、メモリ540aに記憶されているものとする。 Here, γ (0 <γ ≦ 1) is a variation correction coefficient, which is a value determined in consideration of component variations and calculation errors, and is a preset value. Further, it is assumed that the power supply voltage Vcc and the variation correction coefficient γ are stored in the memory 540a.

界磁制御器540は、誘起電圧決定器512から取得した誘起電圧Eαと該誘起電圧Eαが決定された時刻とを対応させて1周期分メモリ540aに記憶する。更に、界磁制御器540は、誘起電圧Eαがメモリ540aに1周期分記憶されたら、誘起電圧Eαの最大値又は最小値を振幅値eαとして決定する。その後、界磁制御器540は、決定した振幅値eα、電源電圧Vcc及び座標逆変換器505から取得した駆動電圧Vαに基づいて、駆動電圧Vαが式(15)を満たすか否かを判断する。   The field controller 540 stores the induced voltage Eα acquired from the induced voltage determiner 512 and the time when the induced voltage Eα is determined in the memory 540a for one period. Furthermore, when the induced voltage Eα is stored in the memory 540a for one period, the field controller 540 determines the maximum value or the minimum value of the induced voltage Eα as the amplitude value eα. Thereafter, the field controller 540 determines whether or not the drive voltage Vα satisfies Expression (15) based on the determined amplitude value eα, power supply voltage Vcc, and drive voltage Vα acquired from the coordinate inverse converter 505.

なお、本実施形態においては、メモリ540aは、界磁制御器540が振幅値を決定したら、記憶している誘起電圧を削除する構成とするが、この限りではない。また、本実施形態においては、界磁制御器540は、誘起電圧Eαがメモリ540aに1周期分記憶される毎に振幅値を決定して更新する構成とする。また、界磁制御器540は、誘起電圧決定器512から取得した誘起電圧Eαと該誘起電圧Eαが決定された時刻とを対応させてn周期分メモリ540aに記憶する構成であっても良い。(nは正の整数である。)更に、本実施形態においては、式(15)においてA相の駆動電圧及び誘起電圧を用いたが、B相の駆動電圧及び誘起電圧を用いてもよい。なお、電源はA相、B相にそれぞれ一つずつ設けられているものとするが、この限りではない。   In the present embodiment, the memory 540a is configured to delete the stored induced voltage when the field controller 540 determines the amplitude value, but this is not restrictive. In the present embodiment, the field controller 540 is configured to determine and update the amplitude value every time the induced voltage Eα is stored in the memory 540a for one period. The field controller 540 may be configured to store the induced voltage Eα acquired from the induced voltage determiner 512 in the memory 540a for n cycles in association with the time when the induced voltage Eα is determined. (N is a positive integer.) Furthermore, in the present embodiment, the A-phase driving voltage and the induced voltage are used in Equation (15), but the B-phase driving voltage and the induced voltage may be used. Note that one power source is provided for each of the A phase and the B phase, but this is not a limitation.

界磁制御器540は、回転速度及び駆動電圧が前述の二つの条件を満たす場合は、id_refを負の値(例えば−0.3A)に設定して出力する。即ち、モータ制御装置157は弱め界磁を行う。なお、設定されるid_refの値が負の値であり且つ絶対値が大きすぎると、回転子である永久磁石から発生する磁界を過剰に弱めてしまい、結果として、回転子に発生させるトルクが小さくなってしまう。また、設定されるid_refの値が負の値であり且つ絶対値が0に近い値であると、回転子である永久磁石から発生する磁界を弱めることができず、結果として、巻線に発生する誘起電圧を低減することができなくなってしまう。前記負の値は、以上のようなことを考慮して予め決定されており、メモリ540a等に記憶されている。界磁制御器540はメモリ540a等に記憶されている前記負の値をid_refとして設定する。   The field controller 540 sets id_ref to a negative value (for example, −0.3 A) and outputs it when the rotational speed and the drive voltage satisfy the above two conditions. That is, the motor control device 157 performs field weakening. If the set id_ref value is a negative value and the absolute value is too large, the magnetic field generated from the permanent magnet as the rotor is excessively weakened, resulting in a small torque generated in the rotor. turn into. Also, if the set id_ref value is a negative value and the absolute value is close to 0, the magnetic field generated from the permanent magnet as the rotor cannot be weakened. It becomes impossible to reduce the induced voltage. The negative value is determined in advance in consideration of the above and is stored in the memory 540a or the like. The field controller 540 sets the negative value stored in the memory 540a or the like as id_ref.

また、界磁制御器540は、回転速度及び駆動電圧が前述の二つの条件を満たさない場合は、界磁制御器540は、id_refを0に設定する。即ち、モータ制御装置157は弱め界磁を行わない。   Further, the field controller 540 sets id_ref to 0 when the rotation speed and the drive voltage do not satisfy the above two conditions. That is, the motor control device 157 does not perform field weakening.

なお、本実施形態においては、回転速度及び駆動電圧が前述の二つの条件を満たす場合に界磁制御器540によって設定されるd軸電流指令値id_refの値は、実験によって得られた値であるものとするがこの限りではない。例えば、界磁制御器540が、界磁制御器540に入力された回転速度ωに基づいて、d軸電流指令値id_refの値を変える構成であっても良い。具体的には、界磁制御器540は、回転速度ωが大きければ大きいほどd軸電流指令値id_refの値をより小さく設定する構成であっても良い。この結果、巻線に発生する誘起電圧が回転速度の増大に伴って大きくなることを抑制することができる。また、本実施形態においては、式(14)を満たすか否かを判断する際に、位相決定器513によって決定された回転位相θに基づいて決定された回転速度ωを用いたが、この限りではない。例えば、速度決定器515が、指令位相θ_refに基づいて、式(10)を用いて指令速度ω_refの代わりとなる回転速度ω_ref´を算出し、界磁制御器540は該回転速度ω_ref´を用いて式(14)を満たすか否かを判断しても良い。   In the present embodiment, the value of the d-axis current command value id_ref set by the field controller 540 when the rotational speed and the drive voltage satisfy the above-described two conditions is a value obtained by experiments. However, this is not the case. For example, the field controller 540 may be configured to change the value of the d-axis current command value id_ref based on the rotation speed ω input to the field controller 540. Specifically, the field controller 540 may be configured to set the d-axis current command value id_ref smaller as the rotational speed ω increases. As a result, it is possible to suppress an induced voltage generated in the winding from increasing with an increase in the rotation speed. In the present embodiment, the rotational speed ω determined based on the rotational phase θ determined by the phase determiner 513 is used when determining whether or not Expression (14) is satisfied. is not. For example, the speed determiner 515 calculates a rotational speed ω_ref ′ instead of the command speed ω_ref based on the command phase θ_ref using the formula (10), and the field controller 540 uses the rotational speed ω_ref ′ to formula It may be determined whether or not (14) is satisfied.

図9は、本実施形態におけるモータ制御装置157が弱め界磁を行う方法を説明するフローチャートである。以下、図9を用いて、本実施形態におけるモータ制御装置157が弱め界磁を行う方法を説明する。このフローチャートの処理は、CPU151aからの指示を受けたモータ制御装置157によって実行される。   FIG. 9 is a flowchart for explaining a method in which the motor control device 157 according to this embodiment performs field weakening. Hereinafter, a method in which the motor control device 157 according to this embodiment performs field weakening will be described with reference to FIG. The processing of this flowchart is executed by the motor control device 157 that has received an instruction from the CPU 151a.

まず、S1001において、CPU151aからモータ制御装置157にenable信号‘H’が出力されると、モータ制御装置157はCPU151aから出力される指令に基づいてモータ509の駆動制御を開始する。enable信号とは、モータ制御装置157の稼働を許可又は禁止する信号である。enable信号が‘L(ローレベル)’である場合は、CPU151aはモータ制御装置157の稼働を禁止する。即ち、モータ制御装置157によるモータ509の制御は終了される。また、enable信号が‘H(ハイレベル)’である場合は、CPU151aはモータ制御装置157の稼働を許可して、モータ制御装置157はCPU151aから出力される指令に基づいてモータ509の駆動制御を行う。   First, in S1001, when the enable signal 'H' is output from the CPU 151a to the motor control device 157, the motor control device 157 starts driving control of the motor 509 based on a command output from the CPU 151a. The enable signal is a signal that permits or prohibits the operation of the motor control device 157. When the enable signal is ‘L (low level)’, the CPU 151 a prohibits the operation of the motor control device 157. That is, the control of the motor 509 by the motor control device 157 is ended. When the enable signal is “H (high level)”, the CPU 151a permits the operation of the motor control device 157, and the motor control device 157 controls the drive of the motor 509 based on a command output from the CPU 151a. Do.

次に、S1002において、モータ制御装置157はベクトル制御を行う。その後、S1003において、CPU151aがモータ制御装置157にenable信号‘L’を出力した場合は、モータ制御装置157はモータ509の駆動を終了する。また、S1003おいて、CPU151aがモータ制御装置157にenable信号‘H’を出力した場合は、モータ制御装置157は処理をS1004に進める。   Next, in S1002, the motor control device 157 performs vector control. After that, in S1003, when the CPU 151a outputs the enable signal 'L' to the motor control device 157, the motor control device 157 finishes driving the motor 509. In S1003, if the CPU 151a outputs the enable signal 'H' to the motor control device 157, the motor control device 157 advances the process to S1004.

S1004において、界磁制御器540は、回転速度ω、誘起電圧Eα及びEβ、駆動電圧Vα及びVβを取得する。更に、界磁制御器540は、S1005において、誘起電圧Eαの振幅値eαを決定し、モータ制御装置は処理をS1006に進める。   In S1004, the field controller 540 acquires the rotational speed ω, the induced voltages Eα and Eβ, and the drive voltages Vα and Vβ. Further, the field controller 540 determines the amplitude value eα of the induced voltage Eα in S1005, and the motor control device advances the process to S1006.

S1006において、式(14)と(15)とのいずれか一方でも満たさない場合は、S1007において、界磁制御器540は、d軸電流指令値id_refを0に設定して出力する。この結果、モータ制御装置157は弱め界磁を行わない。   In S1006, when any one of the expressions (14) and (15) is not satisfied, the field controller 540 sets the d-axis current command value id_ref to 0 and outputs it in S1007. As a result, the motor control device 157 does not perform field weakening.

また、S1006において、回転速度ωが式(14)を満たし且つ駆動電圧Vαが式(15)を満たす場合は、S1008において、界磁制御器540は、メモリ540a等に記憶されている負の値をid_refとして設定して出力する。この結果、モータ制御装置157は弱め界磁を行う。   In S1006, when the rotational speed ω satisfies Expression (14) and the drive voltage Vα satisfies Expression (15), in S1008, the field controller 540 sets the negative value stored in the memory 540a or the like to id_ref. Set as output. As a result, the motor control device 157 performs field weakening.

その後、処理は再びS1002に戻り、モータ制御装置157によるベクトル制御が続行される。以降、CPU151aがモータ制御装置157にenable信号‘L’を出力するまで、モータ制御装置157は前述した制御を繰り返し行い、モータ509を制御する。   Thereafter, the process returns to S1002 again, and the vector control by the motor control device 157 is continued. Thereafter, until the CPU 151a outputs an enable signal 'L' to the motor control device 157, the motor control device 157 repeats the above-described control to control the motor 509.

以上のように、本実施形態においては、回転速度ωが式(14)を満たし且つ駆動電圧Vαが式(15)を満たす場合にのみ弱め界磁を行う。具体的には、回転速度ωが速度閾値であるω0より大きく且つ駆動電圧Vαが電圧閾値よりも大きい場合にのみ弱め界磁を行う。この結果、出力可能トルクが回転子にかかる負荷トルクよりも小さくなるような場合(弱め界磁が必要となる場合)にのみ弱め界磁を行うことができる。その結果、消費電力が増大することを抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, field weakening is performed only when the rotational speed ω satisfies Expression (14) and the drive voltage Vα satisfies Expression (15). Specifically, field weakening is performed only when the rotational speed ω is greater than the speed threshold value ω0 and the drive voltage Vα is greater than the voltage threshold value. As a result, field weakening can be performed only when the outputtable torque is smaller than the load torque applied to the rotor (when field weakening is required). As a result, an increase in power consumption can be suppressed.

なお、回転速度ωが式(14)を満たさず、駆動電圧Vαが式(15)を満たす場合に弱め界磁を行う構成では、上述した効果を得ることはできない。これは、駆動電圧Vαが式(15)を満たしていても、図8に示すように、回転速度ωがω0よりも小さい場合に弱め界磁を行うと、出力可能トルクがかえって小さくなってしまうからである。このような場合は、モータの制御を中断する等の処理を行う必要がある。   In the configuration in which field weakening is performed when the rotational speed ω does not satisfy Expression (14) and the drive voltage Vα satisfies Expression (15), the above-described effect cannot be obtained. Even if the drive voltage Vα satisfies the equation (15), as shown in FIG. 8, if the field weakening is performed when the rotational speed ω is smaller than ω0, the outputtable torque becomes smaller. Because. In such a case, it is necessary to perform processing such as interrupting control of the motor.

本実施形態においては、界磁制御器540は、回転速度及び駆動電圧が前述の2つの条件を満たす場合は、id_refを負の値に設定した。また、回転速度及び駆動電圧が前述の2つの条件のうちいずれか一方でも満たさない場合は、id_refを0に設定したが、この限りではない。例えば、回転速度及び駆動電圧が前述の2つの条件のうちいずれか一方でも満たさない場合においては、id_refを0以外の値に設定しても良いが、可能な限り0に近い値に設定するほうが効果的に消費電力の増大を抑制することができる。   In the present embodiment, the field controller 540 sets id_ref to a negative value when the rotational speed and the drive voltage satisfy the above-described two conditions. Further, when the rotation speed and the drive voltage do not satisfy any one of the two conditions described above, id_ref is set to 0, but this is not restrictive. For example, id_ref may be set to a value other than 0 when the rotation speed and the drive voltage do not satisfy either one of the two conditions described above, but it is better to set the value as close to 0 as possible. An increase in power consumption can be effectively suppressed.

本実施形態におけるベクトル制御では、回転子402の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、指令位相θ_refを基準とした回転座標系が用いられても良い。   In the vector control in the present embodiment, a rotational coordinate system based on the rotational phase θ of the rotor 402 is used, but the present invention is not limited to this. For example, a rotational coordinate system based on the command phase θ_ref may be used.

また、指令速度ω_refの代わりとなる回転速度ω_ref´の決定は、式(10)を用いて行うことに限らない。例えば、モータ509のA相(またはB相)の巻線に流れる駆動電流、A相(またはB相)駆動電圧、A相(またはB相)の巻線に発生する誘起電圧等、回転子402の回転速度と相関のある周期的な信号を検出する。前記信号の値が0になる周期(ゼロクロス周期)を検出することによって、指令速度ω_refの代わりとなる回転速度ω_ref´を決定しても良い。   Further, the determination of the rotational speed ω_ref ′ instead of the command speed ω_ref is not limited to being performed using Expression (10). For example, the rotor 402 includes a drive current flowing in the A-phase (or B-phase) winding of the motor 509, an A-phase (or B-phase) drive voltage, an induced voltage generated in the A-phase (or B-phase) winding, and the like. A periodic signal that correlates with the rotational speed of is detected. The rotational speed ω_ref ′ instead of the command speed ω_ref may be determined by detecting a period (zero cross period) in which the value of the signal becomes 0.

157 モータ制御装置
402 回転子
502 位相制御器
503 電流制御器
506 PWMインバータ
507、508 電流検出器
509 ステッピングモータ
512 誘起電圧決定器
513 位相決定器
515 速度決定器
540 界磁制御器
157 Motor controller 402 Rotor 502 Phase controller 503 Current controller 506 PWM inverter 507, 508 Current detector 509 Stepping motor 512 Induced voltage determiner 513 Phase determiner 515 Speed determiner 540 Field controller

Claims (13)

電源から供給される電力によって稼働し、モータの回転子の目標位相を表す指令位相に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に駆動電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧の値と、前記電流検出手段によって検出された電流値とに基づいて、前記モータの回転子の回転によって前記巻線に誘起される誘起電圧の値を決定する誘起電圧決定手段と、
前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
前記指令位相と前記位相決定手段によって決定された前記回転位相との偏差が小さくなるように、前記回転位相を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記回転座標系の電流値であって、前記回転子の磁束強度に影響する電流値である励磁電流成分の値を設定する設定手段を有し、
前記設定手段は、前記速度決定手段によって決定された回転速度が所定の回転速度よりも大きい第1の条件を満たし且つ前記駆動電圧の値が前記電源より前記電流供給手段に出力される電圧値から前記誘起電圧の値を減算した値以下である所定値よりも大きい第2の条件を満たす場合は、前記励磁電流成分の値を負の値である第1の値に設定し、前記第1の条件と前記第2の条件との少なくとも一方の条件を満たさない場合は、前記励磁電流成分の値を前記第1の値よりも大きい第2の値に設定することを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that operates by power supplied from a power source and controls the motor based on a command phase that represents a target phase of a rotor of the motor,
Current supply means for supplying a drive current to the winding of the motor;
Voltage generating means for generating a driving voltage for driving the current supply means;
Current detection means for detecting a current value of a drive current flowing in the winding;
Based on the value of the drive voltage generated by the voltage generation means and the current value detected by the current detection means, the value of the induced voltage induced in the winding by the rotation of the rotor of the motor is determined. Induced voltage determining means for
Phase determining means for determining the rotational phase of the rotor;
Speed determining means for determining the rotational speed of the rotor;
Motor control means for controlling the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational phase so that a deviation between the command phase and the rotational phase determined by the phase determining means is small;
Have
The motor control means includes setting means for setting a value of an excitation current component which is a current value of the rotating coordinate system and is a current value affecting the magnetic flux intensity of the rotor,
The setting means satisfies a first condition in which the rotation speed determined by the speed determination means is greater than a predetermined rotation speed, and the value of the drive voltage is determined from a voltage value output from the power source to the current supply means. When satisfying a second condition that is greater than a predetermined value that is equal to or less than a value obtained by subtracting the value of the induced voltage, the value of the excitation current component is set to a first value that is a negative value, When at least one of the condition and the second condition is not satisfied, the value of the exciting current component is set to a second value larger than the first value.
電源から供給される電力によって稼働し、モータの回転子の目標速度を表す指令速度に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置において、
前記モータの巻線に駆動電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給手段を駆動する駆動電圧を生成する電圧生成手段と、
前記巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電圧生成手段によって生成された駆動電圧の値と、前記電流検出手段によって検出された電流値とに基づいて、前記モータの回転子の回転によって前記巻線に誘起される誘起電圧の値を決定する誘起電圧決定手段と、
前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段と、
前記指令速度と前記速度決定手段によって決定された前記回転速度との偏差が小さくなるように、前記回転位相を基準とした回転座標系の電流値に基づいて前記モータを制御するモータ制御手段と、
を有し、
前記モータ制御手段は、前記回転座標系の電流値であって、前記回転子の磁束強度に影響する電流値である励磁電流成分の値を設定する設定手段を有し、
前記設定手段は、前記速度決定手段によって決定された回転速度が所定の回転速度よりも大きい第1の条件を満たし且つ前記駆動電圧の値が前記電源より前記電流供給手段に出力される電圧値から前記誘起電圧の値を減算した値以下である所定値よりも大きい第2の条件を満たす場合は、前記励磁電流成分の値を負の値である第1の値に設定し、前記第1の条件と前記第2の条件との少なくとも一方の条件を満たさない場合は、前記励磁電流成分の値を前記第1の値よりも大きい第2の値に設定することを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that operates by power supplied from a power source and controls the motor based on a command speed that represents a target speed of a rotor of the motor,
Current supply means for supplying a drive current to the winding of the motor;
Voltage generating means for generating a driving voltage for driving the current supply means;
Current detection means for detecting a current value of a drive current flowing in the winding;
Based on the value of the drive voltage generated by the voltage generation means and the current value detected by the current detection means, the value of the induced voltage induced in the winding by the rotation of the rotor of the motor is determined. Induced voltage determining means for
Phase determining means for determining the rotational phase of the rotor;
Speed determining means for determining the rotational speed of the rotor;
Motor control means for controlling the motor based on a current value of a rotational coordinate system based on the rotational phase so that a deviation between the command speed and the rotational speed determined by the speed determining means is small;
Have
The motor control means includes setting means for setting a value of an excitation current component which is a current value of the rotating coordinate system and is a current value affecting the magnetic flux intensity of the rotor,
The setting means satisfies a first condition in which the rotation speed determined by the speed determination means is greater than a predetermined rotation speed, and the value of the drive voltage is determined from a voltage value output from the power source to the current supply means. When satisfying a second condition that is greater than a predetermined value that is equal to or less than a value obtained by subtracting the value of the induced voltage, the value of the excitation current component is set to a first value that is a negative value, and the first When at least one of the condition and the second condition is not satisfied, the value of the exciting current component is set to a second value larger than the first value.
前記設定手段は、前記第1の条件と前記第2の条件との少なくとも一方の条件を満たさない場合は、前記励磁電流成分の値を0に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。   The setting means sets the value of the exciting current component to 0 when at least one of the first condition and the second condition is not satisfied. The motor control apparatus described. 前記第1の条件を満たさない場合は、前記励磁電流成分の値が前記第1の値に設定されている状態において前記回転子に発生させることができるトルクの大きさは、前記励磁電流成分の値が0に設定されている状態において前記回転子に発生させることができるトルクの大きさ以下の大きさであって、
前記第1の条件を満たす場合は、前記励磁電流成分の値が前記第1の値に設定されている状態において前記回転子に発生させることができるトルクの大きさは、前記励磁電流成分の値が0に設定されている状態において前記回転子に発生させることができるトルクの大きさよりも大きいことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。
When the first condition is not satisfied, the magnitude of torque that can be generated by the rotor in the state where the value of the excitation current component is set to the first value is the value of the excitation current component. A value equal to or less than the magnitude of torque that can be generated in the rotor in a state where the value is set to 0,
When the first condition is satisfied, the magnitude of torque that can be generated in the rotor in a state where the value of the excitation current component is set to the first value is the value of the excitation current component. 4. The motor control device according to claim 3, wherein the motor control device is larger than a magnitude of torque that can be generated in the rotor in a state in which is set to 0. 5.
前記位相決定手段は、前記誘起電圧決定手段によって決定された第1相の巻線に誘起される誘起電圧の値と第2相の巻線に誘起される誘起電圧の値とに基づいて前記回転子の回転位相を決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The phase determining means is configured to rotate the rotation based on an induced voltage value induced in the first phase winding and an induced voltage value induced in the second phase winding determined by the induced voltage determining means. The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a rotation phase of the child is determined. 前記速度決定手段は、前記回転子の目標位相を表す指令位相の時間変化に基づいて、前記回転子の目標速度を表す指令速度に対応する回転速度を決定し、
前記設定手段は、前記指令速度に対応する回転速度に基づいて、前記励磁電流成分の値を設定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The speed determining means determines a rotational speed corresponding to a command speed representing a target speed of the rotor based on a time change of a command phase representing the target phase of the rotor;
6. The motor control device according to claim 1, wherein the setting unit sets the value of the exciting current component based on a rotation speed corresponding to the command speed. 7.
前記駆動電流は、前記回転座標系において、前記励磁電流成分と前記モータの回転子にトルクを発生させるトルク電流成分とを用いて表され、
前記モータ制御手段は、前記励磁電流成分の値と前記トルク電流成分の値とを制御することによって、前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
The drive current is represented using the excitation current component and a torque current component that generates torque in the rotor of the motor in the rotating coordinate system,
The said motor control means controls the drive of the said motor by controlling the value of the said excitation current component, and the value of the said torque current component, It is any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Motor control device.
前記モータ制御手段は、
前記指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように前記トルク電流成分の値を生成して出力する位相制御手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
更に、前記モータ制御手段は、前記位相制御手段から出力された前記トルク電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換されたトルク電流成分の値との偏差及び前記設定手段から出力された前記励磁電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換された励磁電流成分の値との偏差が小さくなるように前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに流れる駆動電流の電流値を制御することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項1又は請求項1を引用する請求項7に記載のモータ制御装置。
The motor control means includes
Phase control means for generating and outputting the value of the torque current component so that the deviation between the command phase and the rotational phase determined by the phase determination means is small;
Coordinate conversion means for coordinate-converting the current value of the stationary coordinate system detected by the current detection means to the current value of the rotation coordinate system based on the rotational phase determined by the phase determination means;
Have
Further, the motor control means includes a deviation between the value of the torque current component output from the phase control means and the value of the torque current component coordinate-converted by the coordinate conversion means, and the excitation output from the setting means. The current of the drive current that flows in each of the first phase winding and the second phase winding of the motor so that the deviation between the value of the current component and the value of the excitation current component coordinate-converted by the coordinate conversion means becomes small The motor control device according to claim 1, wherein the motor is controlled by controlling a value.
前記電圧生成手段は、前記位相制御手段から出力された前記トルク電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換されたトルク電流成分の値との偏差及び前記設定手段から出力された前記励磁電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換された励磁電流成分の値との偏差が小さくなるように前記回転座標系の駆動電圧を生成し、
前記モータ制御手段は、前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記電圧生成手段によって生成された前記回転座標系の駆動電圧を前記静止座標系の駆動電圧に座標逆変換する座標逆変換手段を有し、
前記電流供給手段は、前記座標逆変換手段によって座標逆変換された駆動電圧によって駆動されることを特徴とする請求項8に記載のモータ制御装置。
The voltage generation means includes a deviation between a value of the torque current component output from the phase control means and a value of the torque current component coordinate-converted by the coordinate conversion means, and the excitation current component output from the setting means. A driving voltage of the rotating coordinate system is generated so that a deviation between the value of the excitation current component and the value of the excitation current component coordinate-converted by the coordinate conversion means is small,
The motor control means performs coordinate reverse conversion for converting the driving voltage of the rotating coordinate system generated by the voltage generating means into the driving voltage of the stationary coordinate system based on the rotational phase determined by the phase determining means. Having conversion means,
9. The motor control device according to claim 8, wherein the current supply unit is driven by a driving voltage that has been subjected to coordinate reverse conversion by the coordinate reverse conversion unit.
前記モータ制御手段は、
前記指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように前記トルク電流成分の値を生成して出力する速度制御手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記電流検出手段によって検出された静止座標系の電流値を前記回転座標系の電流値へと座標変換する座標変換手段と、
を有し、
更に、前記モータ制御手段は、前記速度制御手段から出力された前記トルク電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換されたトルク電流成分の値との偏差及び前記設定手段から出力された前記励磁電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換された励磁電流成分の値との偏差が小さくなるように前記モータの第1相の巻線及び第2相の巻線それぞれに流れる駆動電流の電流値を制御することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項2又は請求項2を引用する請求項7に記載のモータ制御装置。
The motor control means includes
Speed control means for generating and outputting a value of the torque current component so that a deviation between the command speed and the rotational speed determined by the speed determination means is small;
Coordinate conversion means for coordinate-converting the current value of the stationary coordinate system detected by the current detection means to the current value of the rotation coordinate system based on the rotational phase determined by the phase determination means;
Have
Further, the motor control means includes a deviation between the value of the torque current component output from the speed control means and the value of the torque current component coordinate-converted by the coordinate conversion means, and the excitation output from the setting means. The current of the drive current that flows in each of the first phase winding and the second phase winding of the motor so that the deviation between the value of the current component and the value of the excitation current component coordinate-converted by the coordinate conversion means becomes small 8. The motor control device according to claim 2, wherein the motor is controlled by controlling a value.
前記電圧生成手段は、前記速度制御手段から出力された前記トルク電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換されたトルク電流成分の値との偏差及び前記設定手段から出力された前記励磁電流成分の値と前記座標変換手段によって座標変換された励磁電流成分の値との偏差が小さくなるように前記回転座標系の駆動電圧を生成し、
前記モータ制御手段は、前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記電圧生成手段によって生成された前記回転座標系の駆動電圧を前記静止座標系の駆動電圧に座標逆変換する座標逆変換手段を有し、
前記電流供給手段は、前記座標逆変換手段によって座標逆変換された駆動電圧によって駆動されることを特徴とする請求項10に記載のモータ制御装置。
The voltage generation means includes a deviation between the value of the torque current component output from the speed control means and the value of the torque current component coordinate-converted by the coordinate conversion means, and the excitation current component output from the setting means. A driving voltage of the rotating coordinate system is generated so that a deviation between the value of the excitation current component and the value of the excitation current component coordinate-converted by the coordinate conversion means is small,
The motor control means performs coordinate reverse conversion for converting the driving voltage of the rotating coordinate system generated by the voltage generating means into the driving voltage of the stationary coordinate system based on the rotational phase determined by the phase determining means. Having conversion means,
The motor control device according to claim 10, wherein the current supply unit is driven by a drive voltage that has undergone coordinate reverse conversion by the coordinate reverse conversion unit.
記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
負荷を駆動するモータと、
請求項1乃至11のいずれか一項に記載のモータ制御装置と、
を有し、
前記モータ制御装置は、前記負荷を駆動するモータの駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
A motor driving the load;
The motor control device according to any one of claims 1 to 11,
Have
The image forming apparatus, wherein the motor control device controls driving of a motor that drives the load.
前記負荷は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラであることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 12, wherein the load is a conveyance roller that conveys the recording medium.
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