JP2587873Y2 - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JP2587873Y2 JP2587873Y2 JP1992028921U JP2892192U JP2587873Y2 JP 2587873 Y2 JP2587873 Y2 JP 2587873Y2 JP 1992028921 U JP1992028921 U JP 1992028921U JP 2892192 U JP2892192 U JP 2892192U JP 2587873 Y2 JP2587873 Y2 JP 2587873Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、例えば、モータの磁
極位置を演算によって求めるモータ制御装置に関する。
極位置を演算によって求めるモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＣサーボモータや、サイリスタモータ
などでは、固定子と回転子との相対位置（磁極位置）に
対応して、適切な位相を有する電流（位相電流）を電機
子に供給する必要がある。この磁極位置を検出するため
に、モータには、回転子に直結された角度検出器が設け
られ、通常、モータと一体となっている。そして、検出
された磁極位置に対応した位相電流がモータの各電機子
に供給されることによって、モータの回転制御が行なわ
れるようになっている。
などでは、固定子と回転子との相対位置（磁極位置）に
対応して、適切な位相を有する電流（位相電流）を電機
子に供給する必要がある。この磁極位置を検出するため
に、モータには、回転子に直結された角度検出器が設け
られ、通常、モータと一体となっている。そして、検出
された磁極位置に対応した位相電流がモータの各電機子
に供給されることによって、モータの回転制御が行なわ
れるようになっている。
【０００３】ところで、この種のモータを利用して、回
転力を外部装置に供給するには、モータ回転を減速した
出力軸を介する場合が多く、このような場合、出力軸の
回転角を認識し、フィードバックを施してモータを制御
する必要がある。このため、従来では、角度検出器によ
って検出された磁極位置から出力軸の回転角を求めてい
たが、減速比が１より大きく、また、電源のオン・オフ
や途中でリセット等が行われた場合には、磁極位置と出
力軸の回転角とが１対１の対応せず、出力軸の回転角を
求めることができない、という問題があった。そこで、
本考案の出願人は、特願平３−１３１４６０のモータ制
御装置を発明した。この発明は、通常、モータと一体で
あった角度検出器を出力軸側に移し、出力軸の回転角か
らモータの磁極位置を算出するものであった。
転力を外部装置に供給するには、モータ回転を減速した
出力軸を介する場合が多く、このような場合、出力軸の
回転角を認識し、フィードバックを施してモータを制御
する必要がある。このため、従来では、角度検出器によ
って検出された磁極位置から出力軸の回転角を求めてい
たが、減速比が１より大きく、また、電源のオン・オフ
や途中でリセット等が行われた場合には、磁極位置と出
力軸の回転角とが１対１の対応せず、出力軸の回転角を
求めることができない、という問題があった。そこで、
本考案の出願人は、特願平３−１３１４６０のモータ制
御装置を発明した。この発明は、通常、モータと一体で
あった角度検出器を出力軸側に移し、出力軸の回転角か
らモータの磁極位置を算出するものであった。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、この発
明における装置では、モータの回転軸と出力軸との減速
比が一定でなければならないという制約があった。すな
わち、モータの回転軸と出力軸との減速比が一定ではな
く、出力軸の回転が複雑な場合には適用できないという
問題があった。この考案は上述した問題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、モータの回転軸と出
力軸との減速比が一定でない場合でも、モータの磁極位
置と、このモータの回転に連動する出力軸の回転角と
を、１つの角度検出器によって検出することができるモ
ータ制御装置を提供することにある。
明における装置では、モータの回転軸と出力軸との減速
比が一定でなければならないという制約があった。すな
わち、モータの回転軸と出力軸との減速比が一定ではな
く、出力軸の回転が複雑な場合には適用できないという
問題があった。この考案は上述した問題に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、モータの回転軸と出
力軸との減速比が一定でない場合でも、モータの磁極位
置と、このモータの回転に連動する出力軸の回転角と
を、１つの角度検出器によって検出することができるモ
ータ制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この考案は上述した課題
を解決するために、モータの回転に対して一定でない減
速比に減速された出力軸を有し、該一定でない減速比に
対応して変位する変位手段と、該変位手段の変位を検出
する変位検出手段と、該変位検出手段によって検出され
た変位から前記モータの磁極位置を、前記減速比から逆
算して算出する演算手段と、該演算手段によって算出さ
れた磁極位置に対応して、適切な位相の電流を前記モー
タに供給する位相電流供給手段とを具備することを特徴
としている。
を解決するために、モータの回転に対して一定でない減
速比に減速された出力軸を有し、該一定でない減速比に
対応して変位する変位手段と、該変位手段の変位を検出
する変位検出手段と、該変位検出手段によって検出され
た変位から前記モータの磁極位置を、前記減速比から逆
算して算出する演算手段と、該演算手段によって算出さ
れた磁極位置に対応して、適切な位相の電流を前記モー
タに供給する位相電流供給手段とを具備することを特徴
としている。
【０００６】
【作用】上述した構成によれば、変位検出手段によって
検出された変位手段の変位、例えば、回転角から、モー
タの磁極位置が演算される。変位手段を外部へ供給する
出力軸とみなすと、１つの検出器によって、モータの磁
極位置と、出力軸の変位とを得ることができる。
検出された変位手段の変位、例えば、回転角から、モー
タの磁極位置が演算される。変位手段を外部へ供給する
出力軸とみなすと、１つの検出器によって、モータの磁
極位置と、出力軸の変位とを得ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照してこの考案の一実施例に
ついて説明する。図１は、この実施例の構成を示す正面
図である。この図において、１は、位相電流によって回
転制御されるサーボモータであり、この一端において、
固定軸２を中心として回動自在に取り付けられている。
サーボモータ１の他端において、その回転軸３と送りネ
ジ軸４とが直結されており、さらに、送りネジ軸４には
ブロック５の雌ネジ部５ａとが係合されている。６はリ
ンクであり、その一端はブロック５の側面に固定された
軸５ｂに対して回動自在に取り付けられている一方、そ
の他端は軸７に固着されている。軸７は、図示せぬ外部
装置に接続されて、サーボモータ１の回転出力を供給す
るものであり、角度検出器８の検出軸８ａと直結されて
いる。角度検出器８は、図示せぬ基台に固定されている
ものであり、直線Ｐと直線Ｑとのなす角度αを検出す
る。ここで、直線Ｐは、固定軸２と検出軸８ａを結ぶも
のであり、直線Ｑは、軸５ｂと検出軸８ａとを結ぶもの
である。
ついて説明する。図１は、この実施例の構成を示す正面
図である。この図において、１は、位相電流によって回
転制御されるサーボモータであり、この一端において、
固定軸２を中心として回動自在に取り付けられている。
サーボモータ１の他端において、その回転軸３と送りネ
ジ軸４とが直結されており、さらに、送りネジ軸４には
ブロック５の雌ネジ部５ａとが係合されている。６はリ
ンクであり、その一端はブロック５の側面に固定された
軸５ｂに対して回動自在に取り付けられている一方、そ
の他端は軸７に固着されている。軸７は、図示せぬ外部
装置に接続されて、サーボモータ１の回転出力を供給す
るものであり、角度検出器８の検出軸８ａと直結されて
いる。角度検出器８は、図示せぬ基台に固定されている
ものであり、直線Ｐと直線Ｑとのなす角度αを検出す
る。ここで、直線Ｐは、固定軸２と検出軸８ａを結ぶも
のであり、直線Ｑは、軸５ｂと検出軸８ａとを結ぶもの
である。
【０００８】このような構成において、サーボモータ１
の回転軸３が回転すると、この回転は送りネジ軸４に伝
搬される。ブロック５は、リンク６によってその回転が
抑止されるので、送りネジ軸４に沿って左右に移動す
る。このとき、リンク６は検出軸８ａとともに、軸２を
中心にしてサーボモータ１自体を回動させる。この様子
を破線で示す。
の回転軸３が回転すると、この回転は送りネジ軸４に伝
搬される。ブロック５は、リンク６によってその回転が
抑止されるので、送りネジ軸４に沿って左右に移動す
る。このとき、リンク６は検出軸８ａとともに、軸２を
中心にしてサーボモータ１自体を回動させる。この様子
を破線で示す。
【０００９】制御装置Ｃは、各種演算を行うためのマイ
コン（各種レジスタ、一時記憶装置等を含む）や、サー
ボモータ１に位相電流を供給する電流供給回路等とから
なり、角度検出器８によって検出された角度αから、サ
ーボモータ１の磁極位置を演算し、これに対応した適切
な位相電流を供給する。
コン（各種レジスタ、一時記憶装置等を含む）や、サー
ボモータ１に位相電流を供給する電流供給回路等とから
なり、角度検出器８によって検出された角度αから、サ
ーボモータ１の磁極位置を演算し、これに対応した適切
な位相電流を供給する。
【００１０】次に、この制御装置Ｃ内のマイコンの動作
について図２および図３を参照して説明する。図２は、
この動作を説明するために、図１を簡略化したものであ
り、図１と同一の部分には同一の符号が付与されてい
る。この図において、Ｌ1は固定軸２と回転軸３の末端
との距離、Ｌ2は回転軸３の末端と軸５ｂとの距離であ
り、前述したように、回転軸３の回転にともなって、Ｌ
2 の値は変化する。Ｒは固定軸２と検出軸８ａとの距離
であり、ｒは軸５ｂと検出軸８ａとの距離、すなわち、
リンク６の長さである。
について図２および図３を参照して説明する。図２は、
この動作を説明するために、図１を簡略化したものであ
り、図１と同一の部分には同一の符号が付与されてい
る。この図において、Ｌ1は固定軸２と回転軸３の末端
との距離、Ｌ2は回転軸３の末端と軸５ｂとの距離であ
り、前述したように、回転軸３の回転にともなって、Ｌ
2 の値は変化する。Ｒは固定軸２と検出軸８ａとの距離
であり、ｒは軸５ｂと検出軸８ａとの距離、すなわち、
リンク６の長さである。
【００１１】ここで、検出角αからサーボモータ１の位
相角θ（０≦θ＜２π）、すなわち、磁極位置を求める
方法について説明する。説明のために、Ｌ2 ＝０のとき
にθ＝０（以下、この状態を初期状態という）、すなわ
ち、図１におけるブロック５が送りネジ軸４の左端に位
置する状態において、位相角θを０とすると、回転数も
含む一般的な位相角θ’（０≦θ’）は、 θ’＝２π・ｎ＋θ ……（A1） となる。ここで、ｎは、回転軸３が初期状態から何回転
したかを示す正整数である。すなわち、位相角θ’は初
期状態からの回転位相を示す。
相角θ（０≦θ＜２π）、すなわち、磁極位置を求める
方法について説明する。説明のために、Ｌ2 ＝０のとき
にθ＝０（以下、この状態を初期状態という）、すなわ
ち、図１におけるブロック５が送りネジ軸４の左端に位
置する状態において、位相角θを０とすると、回転数も
含む一般的な位相角θ’（０≦θ’）は、 θ’＝２π・ｎ＋θ ……（A1） となる。ここで、ｎは、回転軸３が初期状態から何回転
したかを示す正整数である。すなわち、位相角θ’は初
期状態からの回転位相を示す。
【００１２】次に、送りネジ軸４のネジピッチ、すなわ
ち、回転軸３の１回転あたりブロック５の移動量をＰと
すると、距離Ｌ2は、
ち、回転軸３の１回転あたりブロック５の移動量をＰと
すると、距離Ｌ2は、
【数１】 と表せる。したがって、位相角θ’は、
【数２】 となる。
【００１３】一方、固定軸２、軸５ｂおよび検出軸８ａ
を各々頂点とする三角形に注目すると、三角形の加法定
理によって、次式が成立する。 （Ｌ1＋Ｌ2）2＝ Ｒ2＋ｒ2−２Ｒｒ・ｃｏｓα ……（A4） そして、（Ｌ1＋Ｌ2）＞０を考慮して、式（A4）から距
離Ｌ2を求めると、 Ｌ2 ＝（Ｒ2＋ｒ2−２Ｒｒ・ｃｏｓα）1/2−Ｌ1 ……（A5） となる。この式を式（A3）に代入すると、位相角θ’は
を各々頂点とする三角形に注目すると、三角形の加法定
理によって、次式が成立する。 （Ｌ1＋Ｌ2）2＝ Ｒ2＋ｒ2−２Ｒｒ・ｃｏｓα ……（A4） そして、（Ｌ1＋Ｌ2）＞０を考慮して、式（A4）から距
離Ｌ2を求めると、 Ｌ2 ＝（Ｒ2＋ｒ2−２Ｒｒ・ｃｏｓα）1/2−Ｌ1 ……（A5） となる。この式を式（A3）に代入すると、位相角θ’は
【数３】 となる。α以外は定数であるので、制御装置Ｃは、角度
αを角度検出器８によって検出するのみによって、位相
角θ’を算出することができ、この算出された位相角
θ’に基づいて、サーボモータ１に適切な位相電流を供
給する。
αを角度検出器８によって検出するのみによって、位相
角θ’を算出することができ、この算出された位相角
θ’に基づいて、サーボモータ１に適切な位相電流を供
給する。
【００１４】ところで、式（A1）に示すように、位相角
θ’には、回転数情報を示すｎが含まれている。そこ
で、この位相角θ’からｎとモータ回転子の位相角θと
を求める一例について、図３に示すフロチャートを参照
して説明する。この動作は、前述の位相角θ’と同様
に、制御装置Ｃ内のマイコンにて行なわれる。
θ’には、回転数情報を示すｎが含まれている。そこ
で、この位相角θ’からｎとモータ回転子の位相角θと
を求める一例について、図３に示すフロチャートを参照
して説明する。この動作は、前述の位相角θ’と同様
に、制御装置Ｃ内のマイコンにて行なわれる。
【００１５】まず、レジスタｎの値が「０」にセットさ
れ、式（A6）によって得られた位相角θ’の値がレジス
タθ’に格納される（ステップＳＰ１）。次に、レジス
タθ’の値が、０≦θ’＜２πであるか否かが判別され
る（ステップＳＰ２）。この判別結果が「ＹＥＳ」の場
合に処理はステップＳＰ３に進み、レジスタθにレジス
タθ’の値が格納されて、このルーチンは終了する。こ
のレジスタθの値は、求めるべき位相角θに一致するも
のであり、この値に基づいた位相電流が、サーボモータ
１（図１参照）に供給される。また、このとき、レジス
タｎに格納されている値は、回転軸３（図１参照）が初
期状態から何回転したかを示す。一方、ステップＳＰ３
における判別結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＰ
４に進み、レジスタｎの値が１だけインクリメントされ
るとともに、レジスタθ’の値を２πだけ減算した値が
新たなレジスタθ’の値としてセットされて、処理はス
テップＳＰ２に戻る。すなわち、ステップＳＰ１におい
て格納されたレジスタθ’の値は、０≦θ’＜２πとな
るまで、２πずつ減算され、その都度レジスタｎの値が
インクリメントされ続ける。このようにして、回転数情
報を含む位相角θ’からモータ回転子の位相角θを求め
ることができる。
れ、式（A6）によって得られた位相角θ’の値がレジス
タθ’に格納される（ステップＳＰ１）。次に、レジス
タθ’の値が、０≦θ’＜２πであるか否かが判別され
る（ステップＳＰ２）。この判別結果が「ＹＥＳ」の場
合に処理はステップＳＰ３に進み、レジスタθにレジス
タθ’の値が格納されて、このルーチンは終了する。こ
のレジスタθの値は、求めるべき位相角θに一致するも
のであり、この値に基づいた位相電流が、サーボモータ
１（図１参照）に供給される。また、このとき、レジス
タｎに格納されている値は、回転軸３（図１参照）が初
期状態から何回転したかを示す。一方、ステップＳＰ３
における判別結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＰ
４に進み、レジスタｎの値が１だけインクリメントされ
るとともに、レジスタθ’の値を２πだけ減算した値が
新たなレジスタθ’の値としてセットされて、処理はス
テップＳＰ２に戻る。すなわち、ステップＳＰ１におい
て格納されたレジスタθ’の値は、０≦θ’＜２πとな
るまで、２πずつ減算され、その都度レジスタｎの値が
インクリメントされ続ける。このようにして、回転数情
報を含む位相角θ’からモータ回転子の位相角θを求め
ることができる。
【００１６】なお、上述した実施例では、回転検出器８
は、角度αを検出するものであったが、これに限定され
ない。すなわち、軸７がサーボモータ１の回転に対して
関数関係にて変位する構成であるならば、この軸７の変
位を検出するようにすれば良い。このように測定された
変位を関数に代入することによって、サーボモータ１の
磁極位置を求めることができる。また、上述した実施例
では、軸７の回転は１回転以内となるが、軸７が多回転
するような構成の場合には、角度検出器８に多回転検出
型を用いても良い。
は、角度αを検出するものであったが、これに限定され
ない。すなわち、軸７がサーボモータ１の回転に対して
関数関係にて変位する構成であるならば、この軸７の変
位を検出するようにすれば良い。このように測定された
変位を関数に代入することによって、サーボモータ１の
磁極位置を求めることができる。また、上述した実施例
では、軸７の回転は１回転以内となるが、軸７が多回転
するような構成の場合には、角度検出器８に多回転検出
型を用いても良い。
【００１７】
【考案の効果】以上説明したこの考案によれば、モータ
の回転軸と出力軸との減速比が一定でない場合でも、モ
ータの磁極位置と、このモータの回転に連動する出力軸
の回転角とを、１つの角度検出器によって検出すること
ができる。したがって、装置全体のコストを低く抑える
ことができる。
の回転軸と出力軸との減速比が一定でない場合でも、モ
ータの磁極位置と、このモータの回転に連動する出力軸
の回転角とを、１つの角度検出器によって検出すること
ができる。したがって、装置全体のコストを低く抑える
ことができる。
【図１】この考案の一実施例の構成を示す正面図であ
る。
る。
【図２】図１の概略図である。
【図３】モータ回転子の位相角θを求めるためのフロー
チャートである。
チャートである。
１ サーボモータ（モータ） ３ 回転軸、 ５ ブロック、 ６ リンク、 ７ 軸
（変位手段） ８ 角度検出器（変位検出手段） Ｃ 制御装置（演算手段、位相電流供給手段） θ 位相角（磁極位置） α 角度（変位）
（変位手段） ８ 角度検出器（変位検出手段） Ｃ 制御装置（演算手段、位相電流供給手段） θ 位相角（磁極位置） α 角度（変位）
Claims (1)
- 【請求項１】 モータの回転に対して一定でない減速比
に減速された出力軸を有し、該一定でない減速比に対応
して変位する変位手段と、 該変位手段の変位を検出する変位検出手段と、 該変位検出手段によって検出された変位から前記モータ
の磁極位置を、前記減速比から逆算して算出する演算手
段と、 該演算手段によって算出された磁極位置に対応して、適
切な位相の電流を前記モータに供給する位相電流供給手
段とを具備することを特徴とするモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992028921U JP2587873Y2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992028921U JP2587873Y2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588198U JPH0588198U (ja) | 1993-11-26 |
| JP2587873Y2 true JP2587873Y2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=12261870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992028921U Expired - Fee Related JP2587873Y2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587873Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165977A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-19 | Shibaura Eng Works Co Ltd | 複合ブラシレスサ−ボモ−タ |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP1992028921U patent/JP2587873Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0588198U (ja) | 1993-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |