JP2797882B2

JP2797882B2 - サーボモータの制御装置

Info

Publication number: JP2797882B2
Application number: JP5052110A
Authority: JP
Inventors: 清介堤; 宣男伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH06269191A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はサーボモータを制御す
る装置において、サーボモータの誤配線の自動検査およ
び自動修正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２０は従来のサーボモータの制御装置
のブロック図であり、図において、１はサーボモータ、
２はエンコーダ、３はパワートランジスタ、４は３相交
流整流用ダイオード、５はエンコーダのシリアル通信の
インターフェイス回路、６はエンコーダ信号よりサーボ
モータ１の磁極位置を検出し電流位相を決定する回路、
７はサーボモータ１の速度を検出する回路、８はサーボ
モータ１の各相の電流を検出する要素、９は磁極検出器
６の信号から各相の電流をｄ−ｑ軸電流に変換する要
素、１０は電流指令と変換要素９からの電流フィードバ
ックとの誤差を最小にするように動作する増幅要素、１
１は速度指令と速度検出器７との誤差を最小にするよう
に動作する増幅要素、１２は電流増幅要素１０の信号を
磁極検出器６の信号により各相の電圧指令信号に変換す
る要素、１３は変換要素１２の信号でパワートランジス
タを駆動するための増幅器（ベースアンプ）である。

【０００３】次に、動作について説明する。図２０に従
って、制御の基本的な動作についてまず、説明する。
今、サーボモータ１が停止しているとする。速度指令が
入力されると速度の増幅要素１１が速度フィードバック
との誤差を零にするように電流指令をつくる。次に、電
流の増幅要素１０は電流指令と電流フィードバックとの
誤差が零になるように指令を作る。この指令を変換要素
１２とベースアンプ１３でパワートランジスタ３を駆動
してサーボモータ１を駆動する。このとき、サーボモー
タ１に流れる電流および速度がそれぞれ電流検出器８お
よびエンコーダ２により検出され電流フィードバック、
速度フィードバックとなる。以上により、速度指令と全
く同じ速度で実際のサーボモータ１が回転するように制
御される。

【０００４】次に、サーボモータ１の制御の仕方につい
て説明する。図２１はサーボモータ１のモデルである。
２７は固定子巻線、２８は磁石でＮ極・Ｓ極に着磁され
た回転子を示す。図では分かりやすくするため突極回転
子のモデルを示したが、実際は円筒回転子の表面に磁石
が貼り付けられる。図２２は円筒型同期モータの負荷角
対トルク特性を示す。制御をしない同期モータではａ点
〜ｂ点は安定点、ｂ点〜ｃ点は不安定点となる。この図
から判るようにｂ点が最もトルクがでるので常にｂ点で
動作するように制御すると最適な制御となる。この状態
は図２１におけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の合成の仮想電流が
２９の位置にある時である。

【０００５】この制御を実現するための方法について説
明する。エンコーダ２のパルス数が３０００パルス／Ｒ
ＥＶ、サーボモータが４極の場合の例を図２３に示す。
今、Ｕ相巻線のみに電流を流した時、図２１の突極回転
子２８と合成電流２９の関係になる位置を基準とする
（Ｕ相の電流による電流のピークの位置に回転子の磁極
の中心がくる場合）。この位置をエンコーダ２でのサー
ボモータ１回転カウンタの零とする。この位置からサー
ボモータ１のシャフトを負荷側からみて反時計方向に回
転させた時、カウントが増加し、時計方向に回転させた
時、カウントが減少すると約束する。すると、図２３の
ように回転子２８のＮ極の磁極がカウント値０であり、
サーボモータ１を反時計方向に１／４回転させ、Ｓ極の
磁極がきた時、カウント値３０００となる（サーボモー
タ１回転で３０００パルス／ＲＥＶを４逓倍して１２０
００パルス／ＲＥＶとなる）。以上のように約束するこ
とにより、エンコーダ２のカウント値を見れば、回転子
の磁束（突極）の位置がわかるので、常にその位置にＵ
相、Ｖ相、Ｗ相の合成電流をもって行くように制御す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーボモータの
制御装置は以上のように構成されているので、サーボモ
ータとサーボモータの制御装置間の接続をまちがえた場
合または接続されていない場合には正常にサーボモータ
を回転できない。また、サーボモータの制御装置は正常
に接続されていることを前提にサーボモータを制御する
のでサーボモータに必要以上の電流を流したり、サーボ
モータを振動させたりした。その結果サーボモータの制
御装置が出すアラームとして過負荷等であり、配線の接
続をまちがえたことが使用者に全くわからない状態であ
り、使用者が不具合の原因を捜す必要があった。

【０００７】この発明は以上のような問題点を解決する
ためになされたもので、サーボモータとサーボモータの
制御装置間の配線の接続忘れ、接続ミスを自動で検知
し、使用者に適切なアラームを出したり、さらに進んで
配線の接続がまちがっていても制御装置自体がまちがっ
た接続に合わせてサーボモータを正常に回転させること
により使用者がスムーズにサーボモータの駆動システム
を立ち上げることを可能にできる装置を得ることを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るサーボ
モータの制御装置は、パワートランジスタの任意の二つ
を順次オンさせる手段と、この手段の発生するオン・オ
フパターンから想定される電流フィードバック信号と前
記サーボモータの制御装置の３相または多相出力の出力
電流とを比較する手段と、前記サーボモータの位置、速
度またはトルクを制御する通常の制御ループと前記二つ
の手段とを切り替える手段と、を備えたものである。

【０００９】第２の発明に係るサーボモータの制御装置
はサーボモータの制御装置内にエンコーダから検出した
現在のサーボモータの回転位相に対してサーボモータが
正転または逆転方向へ任意の角度だけ回転するように指
令を与える手段とそれによりサーボモータが回転した角
度をエンコーダからの信号で検出する手段と前記二つの
手段のサーボモータの回転角度を比較する手段を備えた
ものである。

【００１０】第３の発明に係るサーボモータの制御装置
はシリアル通信によるエンコーダの信号およびサーボモ
ータに流れる電流を検出する手段と制御ループに与えた
位置、速度またはトルク指令からサーボモータの回転を
予測する手段と前記二つの手段を比較する手段を備えた
ものである。

【００１１】第４の発明に係るサーボモータの制御装置
はパワートランジスタの後段に各出力相間を直接または
抵抗を介して短絡する手段とその後段に各出力相の電流
を検出する手段とサーボモータの回転が異常であること
を検出する手段とサーボモータに流れる電流の位相を検
出する手段を備えたものである。

【００１２】第５の発明に係るサーボモータの制御装置
はパワートランジスタの後段に各出力相間の電圧を測定
する手段とサーボモータの回転が異常であることを検出
する手段とパワートランジスタの相間の電圧を測定する
手段によりサーボモータの端子電圧の位相を測定する手
段を備えたものである。

【００１３】第６の発明に係るサーボモータの制御装置
はサーボモータの磁極位相を検出する手段とパワートラ
ンジスタに任意の位相でかつ任意の大きさで電流を流す
手段とエンコーダからの信号でサーボモータの動きを検
出する手段と前記電流の大きさとサーボモータの動きを
比較する手段とパワートランジスタの出力位相およびパ
ワートランジスタの出力電流を測定する手段の位相関係
を前記比較手段の結果よりパワートランジスタの相を切
り替える手段を備えたものである。

【００１４】

【作用】第１の発明におけるパワートランジスタの任意
の二つを順次オンさせる手段の発生するオン・オフパタ
ーンから想定される電流フィードバック信号とサーボモ
ータの制御装置の３相または多相出力の出力電流とを比
較する手段によりサーボモータとサーボモータの制御装
置とが接続しているかどうかを判断する。

【００１５】第２および３の発明におけるサーボモータ
の回転角度の検出手段によりサーボモータとサーボモー
タの制御装置が正常に接続しているかどうかを判断す
る。

【００１６】第４および５の発明におけるサーボモータ
電流およびサーボモータの出力電圧の検出手段によりサ
ーボモータとサーボモータの制御装置が正常な相順で接
続しているかどうかを判断する。

【００１７】第６の発明におけるパワートランジスタの
相を切り替える手段によりまちがった接続でも正常に動
作させる。

【００１８】

【実施例】実施例１．以下、第１の発明の一実施例を図について説明する。図
１において、１４はパワートランジスタのオン・オフの
パターン発生要素、１５は通常の制御ループとパターン
発生要素１４の切り替え要素、１６はパターン発生要素
１４から想定される電流フィードバック信号と電流検出
器（８ａ、８ｂ、８ｃ）からの実際の信号とを比較して
サーボモータ１が接続されているかどうかを判断する要
素である。なお、その他の部分は図２０に示す従来装置
と同様であり、その説明を省略する。

【００１９】次に、動作について説明する。電源投入後
または外部からの配線チェック指令により切り替え要素
１５は通常の制御ループ側（１５ａ側）から配線チェッ
ク側（１５ｂ側）へ切り替える。次に、外部からのサー
ボオン指令によりパターン発生要素１４は図２のような
パワートランジスタ１３のオン・オフパターンを発生す
る。その時、図２に示すような電流が電流検出器８ａ、
８ｂ、８ｃから検出されるかどうかを判断要素１６はチ
ェックし、サーボモータ１が接続されているかどうかを
判断する。

【００２０】例えば、図２において、異常の場合の例の
ようにパワートランジスタ８ａと８ｆをオンしたときだ
け電流が流れなかった場合、Ｗ相が接続されていないと
判断し、外部にアラームを出力する。

【００２１】ここで、注意することはあまり大きな電流
を流すとサーボモータが急に動いて危険となるので、電
流が検出できる程度の小さい電流とする必要がある。そ
のためには、パワートランジスタのオン時間を短くす
る。

【００２２】実施例２．次に、第２の発明の一実施例を
図について説明する。図３において、１７はサーボモー
タ１に対して正転または逆転となるような相順で指令を
加える要素、１６は通常の制御ループと指令印加要素の
切り替え要素、１９は指令印加要素で与えた回転方向に
対して電流フィードバック信号（相軸ーｄｑ軸変換要素
９の出力信号）および速度フィードバック信号（速度検
出要素７の出力信号）をチェックして実際のサーボモー
タが正常に回転しているかどうかを判断する要素であ
る。なお、その他の部分は図２０に示す従来装置と同様
であり、その説明を省略する。

【００２３】次に、動作について説明する。電源投入後
または外部からの配線チェック指令により切り替え要素
１８は通常の制御ループ側（１８ａ側）から配線チェッ
ク側（１８ｂ側）へ切り替える。次に、外部からのサー
ボオン指令により指令印加要素は図４のように少しづつ
指令を大きくしていく。

【００２４】サーボモータ１が正常に接続されている場
合（図４の（１）の場合）には指令を大きくするに従い
電流フィードバック量が大きくなる。しかし、サーボモ
ータ１および機械には摩擦があるため速度フィードバッ
ク量はしばらくの間は零である（図４で時刻ｔ0からｔ
1）。そして、サーボモータ１および機械の摩擦に打ち
勝つトルクを発生するような電流が流れた時サーボーモ
ータ１が動きだし（時刻ｔ1 ）、速度フィードバック量
が大きくなる。サーボモータ１が動きだしたのを検出し
たら指令印加要素は指令電圧を小さくし（時刻ｔ2
）、ある時間経過後、指令電圧を零とする。その時の
電流フィードバックおよび速度フィードバック量は図４
のようになる。

【００２５】サーボモータ１が正常に接続されていない
場合（図４の（２）の場合）にはサーボモータ１が正常
に接続されている場合と同様にサーボモータ１が動いて
いない場合には指令を大きくするに従い電流フィードバ
ック量が大きくなるが、サーボモータ１が動き出すと
（時刻ｔ1）、サーボモータ１の磁極位置検出器６が想
定している相順と実際のサーボモータ１の相順が異なる
ため相軸ーｄｑ軸の変換が正常に動作せず、電流フィー
ドバック量は振動する。それに伴いサーボモータ１の速
度も振動する場合が多く、速度フィードバック量も振動
波形が測定できる。このような時には指令印加要素は素
早く指令を零にし、外部にサーボモータ１の接続ミスが
あることを知らせるアラームを出力する。

【００２６】ただし、サーボモータ１が正常に接続され
ていない場合に電源投入時のサーボモータ１の磁極位置
とサーボモータ１との配線ミスの状況で上記のように指
令を与えた場合にサーボモータ１がロックしてしまう場
合がある。この場合でも正確に配線ミスを識別するため
指令印加要素は必ず前回と逆方向にサーボモータ１が回
転する指令を与える。

【００２７】実施例３．次に、第３の発明の一実施例を
図について説明する。図５において、２０は実際のサー
ボ系をシミュレーションするＳ／Ｗ上のモデルであり、
２０ａはサーボモータ１と負荷の慣性モーメント、２０
ｂは負荷トルク、２０ｃはトルク定数、２０ｄは誘起電
圧定数、２０ｅはサーボモータ１の抵抗・インダクタン
ス、２０ｆは速度フィードバックゲイン、２０ｇ、２０
ｈは電流、速度制御アンプのゲインであり実際の制御ア
ンプゲイン１０、１１と同じとなる。２１は電源投入後
または外部または内部からシミュレーションモデル２０
に指令を与えるための切り替え要素、２２は実際の電流
・速度フィードバック量ＩFR・ＶFRとシミュレーション
モデルの電流・速度フィードバック量ＩFS・ＶFSとを比
較してサーボモータ１が正常に接続されているかどうか
を判断する要素である。なお、その他の部分は図３に示
す実施例と同様であり、その説明を省略する。

【００２８】次に、動作について説明する。電源投入
後、切り替え要素２１はシミュレーションモデルにも外
部または内部の指令が印加されるように切り替え、速度
指令を入力する。サーボモータが正常に接続されている
場合には指令を図６（１）のように入力すると電流フィ
ードバックＩFRが図のように流れ、指令に追随するよう
に速度フィードバックＶFRが戻ってくる。シミュレーシ
ョンモデルの速度フィードバックＶFSは実際の速度フィ
ードバックＶFRとほぼ同じ波形になる。また、シミュレ
ーションモデルの電流フィードバックＩFSは実際のサー
ボモータの負荷トルクおよび機械の慣性モーメントが解
らないので、図６（１）のように実際の電流フィードバ
ックＩFRとは大きさが異なる波形となる。サーボモータ
１が正常であることが確認された後、切り替え要素２１
はシミュレーションモデルを切り離し、Ｓ／Ｗの処理の
負担を軽減する。

【００２９】サーボモータ１が正常に接続されていない
場合には図６（２）のように実際のサーボ１の電流・速
度フィードバックＩFR・ＶFRは振動するのに対し、シミ
ュレーションモデルの電流・速度フィードバックＩFS・
ＶFSは図６（１）と同じ波形となるので、比較要素２２
はこの差を検出し、外部にサーボモータ１の接続ミスが
あることを知らせるアラームを出力するとともに、パワ
ートランジスタ３のオン・オフを速やかに停止するよう
にする。この第３の発明は第２の発明と異なり、配線ミ
スを検出するための特別な動作を必要としないので、使
用者は従来のものと全く同じ使い方ができる。

【００３０】実施例４．次に、第４の発明の一実施例を
図について説明する。図７において、２３は抵抗、２４
はリレーであり、これらはこの発明の実施例用途の他に
サーボモータ１の制御装置がアラームになった場合や電
源の停電によりサーボモータ１の制御装置でサーボモー
タ１を制御できなくなった時にサーボモータ１を急停止
させるために用いる。以下、この二つの構成回路をダイ
ナミックブレーキ回路という。２５は各相の電流検出器
８ａ、８ｂ，８ｃの信号から電流の相順を識別する要素
である。また、第３の発明の実施例と同じようなサーボ
モータの配線ミスの検出要素２０、２１、２２も内蔵す
る。なお、その他の部分は図５に示す実施例と同様であ
り、その説明を省略する。

【００３１】次に、動作について説明する。第３の発明
と同じように外部または内部の速度指令によりサーボモ
ータ１を回転させる。このとき、サーボモータ１が配線
ミスなく接続されていれば、第３の発明の実施例と同様
そのまま動作をさせることができる。サーボモータが正
常に接続されていない場合には図６（２）のように実際
のサーボの電流・速度フィードバックＩFR・ＶFRは振動
し、判断要素２２は配線ミスと判断しパワートランジス
タ３を停止させる。第３の発明の実施例の状態では振動
していたサーボモータ１はその時点の速度からフリーラ
ン停止となる。第４の発明の実施例においてはパワート
ランジスタ３を停止させた直後にリレー２４をオンさせ
る。サーボモータ１は回転子に磁石をもっているので、
回転中は誘起電圧を発生している。この誘起電圧がダイ
ナミックブレーキ回路で短絡されるので、抵抗に流れる
電流が電流検出器８で観測できる。サーボモータ１は対
称３相巻線であるので、図８のように電流検出器の各相
の電流は位相差が１２０゜の３相交流になる。相順識別
要素２５はこの３相の電流から位相差を識別し、相順が
正しいかどうかを判断し、外部に対してアラームと同時
に出力することにより配線ミスの復旧が迅速にできるよ
うにする。

【００３２】実施例５．次に、第５の発明の一実施例を
図について説明する。図９において、２６はダイナミッ
クブレーキ抵抗２３の各相抵抗２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
の両端に発生する電圧を測定する電圧検出要素であり、
各相毎に２６ａ、２６ｂ、２６ｃとなる。この出力は信
号の相順識別要素２５へ送られる。なお、その他の部分
は図２０に示す従来装置と同様であり、その説明を省略
する。

【００３３】次に、動作について説明する。第４の発明
の実施例と同じようにサーボモータ１を回転させて正常
に接続されていないと判断した場合にパワートランジス
タ３を停止させると共にダイナミックブレーキ回路のリ
レー２４を短絡させる。このとき、サーボモータ１の誘
起電圧がダイナミックブレーキ抵抗２３の両端に発生す
る。この電圧を電圧検出要素２６で検出する。この信号
を相順識別要素２５により相順を判断し、相順が正しい
かどうかを外部にアラームとして出力する。

【００３４】実施例６．次に、第６の発明の一実施例を
図について説明する。図１０において３０はパワートラ
ンジスタの任意の二つのみをオン・オフするように設定
する出力位相調整要素、３１はサーボモータの位置を検
出してどのように接続ミスをしているかを判断する要
素、３２、３３は通常の制御ループと誤配線検出ループ
の切り換え要素、３４は誤配線検出動作において電流指
令を徐々に大きくする要素、３５は判断要素３１の指令
により各相のオン・オフ信号変換要素１２の信号をサー
ボモータが正常に回転するような相順に切り換える要素
である。なお、その他の部分は図２０に示す従来装置と
同様であり、その説明を省略する。

【００３５】次に、動作について説明する。サーボモー
タの配線にミスのない場合をまず考える。切り換え要素
３２、３３は誤配線検出ループ側に切り換える。次に、
出力位相調整要素３０はＵ相からＶ相へ電流が流れる位
相（Ｗ相の電流が零）になるようにパワートランジスタ
３の出力位相を設定する。図１３で、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電
流位相の関係を示している。この図のａ点の位相となる
ように出力位相を固定する。次に、電流指令発生要素３
４は電流指令を徐々に大きくすることにより図１１に示
すようにサーボモータ１のＵ相からＶ相へ電流が流れ、
その電流の大きさは徐々に大きくなる。サーボモータ１
内の磁束は図１２の３８に示すような位置にでき、お電
流の増加に伴い、磁束も大きくなる。その磁束での回転
子の最も安定した停止位置は図の２８に示す位置である
ので、磁束が大きくなるとその位置へ動かすトルクが大
きくなり、サーボモータ１およびサーボモータ１に直結
されている負荷の摩擦トルクに打ち勝つトルクとなった
時、サーボモータ１は図１２の符号２８の位置に移動す
る。このとき、エンコーダ２の信号により回転子２８の
磁極の位置がどこであるかを判断要素３１は知ることが
できる。

【００３６】次に、誤配線をした場合について説明す
る。図１４は誤配線の組み合わせを示している。それぞ
れの誤配線１〜５に対して上記のようにＵ相からＶ相へ
電流を流した時の回転子の停止位置を図１５〜図１９に
示す。これらの図より全ての誤配線において回転子の停
止位置は異なるので、停止した位置がどこであるかをエ
ンコーダのカウンタ値を見て識別する事によりどのよう
に誤配線しているかが判断できる。以上の動作は図１３
のａ点の位相（Ｕ相からＶ相へ電流が流れる位相）につ
いて説明したが、誤配線の検出精度をあげるため、図ん
３のｂ点（Ｖ相からＷ相へ電流が流れる位相）、ｃ点
（Ｗ相からＵ相へ電流が流れる位相）等でも同様の動作
を実施し、総合的に誤配線パターンを判断する。そし
て、相順切り換え要素３５により誤配線の状態で正常に
サーボモータ１を回転させることができるように相を切
り換える。たとえば、図１４で誤配線が３のようであれ
ば、Ｖ相とＷ相を入れ換えれば、サーボモータ１を正常
に回転させる事ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、サーボ
モータの制御装置とサーボモータの間の（１）接続忘れ
検出をして外部に対してアラーム発生、（２）誤配線検
出をして外部に対してアラーム発生、（３）相順の間違
いを検出して外部に対してアラーム発生、（４）どのよ
うに誤配線しているかを検出して自動的に相を合わせる
ように構成したので、本装置を使用した機械およびシス
テムを立ち上げる時の誤配線に対して復旧が速やかにで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】サーボモータとサーボモータの制御装置が接続
しているかどうかを判断するためのサーボモータの制御
装置のブロック図である。

【図２】図１のブロック図の動作波形図である。

【図３】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤接
続しているかどうかを判断するためのサーボモータの制
御装置のブロック図である。

【図４】図３のブロック図の動作波形図である。

【図５】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤接
続しているかどうかを判断するためのサーボモータの制
御装置のブロック図である。

【図６】図５のブロック図の動作波形である。

【図７】サーボモータとサーボモータの制御装置が正し
い相順で接続しているかどうかを判断するためのサーボ
モータの制御装置のブロック図である。

【図８】図７のブロック図の動作波形図である。

【図９】サーボモータとサーボモータの制御装置が正し
い相順で接続しているかどうかを判断するためのサーボ
モータの制御装置のブロック図である。

【図１０】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続しているかどうかを判断し、誤接続の場合でも正常
に動作するように制御を切り換えるように構成したサー
ボモータの制御装置のブロック図である。

【図１１】図１０のブロック図による誤接続検出方法を
説明のためのブロック図である。

【図１２】サーボモータとサーボモータの制御装置が正
しく接続している場合のサーボモータの回転子の位置を
示す図である。

【図１３】サーボモータのロック位相を示す図である。

【図１４】サーボモータとサーボモータの制御装置の接
続の組み合わせを示す図である。

【図１５】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続している場合のサーボモータの回転子の位置を示す
図である。

【図１６】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続している場合のサーボモータの回転子の位置を示す
図である。

【図１７】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続している場合のサーボモータの回転子の位置を示す
図である。

【図１８】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続している場合のサーボモータの回転子の位置を示す
図である。

【図１９】サーボモータとサーボモータの制御装置が誤
接続している場合のサーボモータの回転子の位置を示す
図である。

【図２０】従来のサーボモータの制御装置のブロック図
である。

【図２１】サーボモータの動作原理の説明図である。

【図２２】サーボモータのトルク発生の説明図である。

【図２３】サーボモータの磁極位置とエンコーダのパル
スとの関係の説明図である。

【符号の説明】

１サーボモータ２エンコーダ３パワートランジスタ４ダイオードスタック５エンコーダ信号のＩ／Ｆ回路６電流位相決定要素７速度検出要素８電流検出器９ｄ−ｑ軸変換要素１０電流増幅要素１１速度増幅要素１２相軸変換要素１３ベースアンプ１４オン・オフパターン発生要素１５切り換え要素１６断線判断要素１７指令入力要素１８切り換え要素１９誤接続判断要素２０サーボ系のモデル２１切り換え要素２２誤接続判断要素２３ダイナミックブレーキ抵抗２４リレー２５相順識別要素２６電圧検出要素２７サーボモータの各相巻線２８回転子２９仮想電流３０出力位相調整要素３１誤接続判断要素３２、３３切り換え要素３４電流指令発生要素、３５相順切り換え要
素である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02P 6/00 - 6/24 H02P 5/00 H02M 7/48 G05D 3/00 H02H 7/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータと、前記サーボモータの軸
に直結したエンコーダと、位置、速度またはトルクの指
令により前記サーボモータの位置、速度またはトルクを
制御するサーボモータの制御装置と、前記サーボモータ
とエンコーダ並びに制御装置間を電力および信号をやり
とりする電線および信号ケーブルを具備するサーボシス
テムにおけるサーボモータの制御装置において、前記サーボモータの制御装置内に具備するパワートラン
ジスタの任意の二つを順次オンさせる手段と、この手段の発生するオン・オフパターンから想定される
電流フィードバック信号と前記サーボモータの制御装置
の３相または多相出力の出力電流とを比較する手段と、前記サーボモータの位置、速度またはトルクを制御する
通常の制御ループと前記二つの手段とを切り替える手段
と、を備えたことを特徴とするサーボモータの制御装置。
【請求項２】エンコーダとサーボモータの制御装置間
の信号の伝送方法はシリアル通信方式であり、かつサー
ボモータの制御装置内にエンコーダから検出した現在の
サーボモータの回転位相に対してサーボモータが正転ま
たは逆転方向へ任意の角度だけ回転するように指令を与
える手段と、それによりサーボモータが回転した角度を
エンコーダからの信号で検出する手段と、前記二つの手
段のサーボモータの回転角度を比較する手段とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装
置。
【請求項３】サーボモータを通常制御するときと同一
の制御ループを構成し、位置、速度またはトルク指令を
サーボモータの制御装置の外部または内部で与えてサー
ボモータを駆動する場合において、シリアル通信による
エンコーダの信号およびサーボモータに流れる電流を検
出する手段と、制御ループに与えた位置、速度またはト
ルク指令からサーボモータの回転を予測する手段と、前
記二つの手段を比較する手段とを備えたことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載のサーボモータの制御装
置。
【請求項４】サーボモータを通常制御するときと同一
の制御ループを構成し、位置、速度またはトルク指令を
サーボモータの制御装置の外部または内部で与えてサー
ボモータを駆動する場合において、パワートランジスタ
の後段に各出力相間を直接または抵抗を介して短絡する
手段と、その後段に各出力相の電流を検出する手段と、
前記サーボモータの回転が異常であることを検出する手
段と、前記手段によりサーボモータの回転が異常と検出
した時パワートランジスタのオン・オフ動作を止めると
ともに前記パワートランジスタの出力を短絡させる手段
を動作させ、前記電流検出手段によりサーボモータに流
れる電流の位相を検出する手段とを備えたことを特徴と
する請求項１または請求項３記載のサーボモータの制御
装置。
【請求項５】サーボモータを通常制御するときと同一
の制御ループを構成し、位置、速度またはトルク指令を
前記サーボモータの制御装置の外部または内部で与えて
前記サーボモータを駆動する場合において、パワートラ
ンジスタの後段に各出力相間の電圧を測定する手段と、
前記サーボモータの回転が異常であることを検出する手
段と、前記手段により前記サーボモータの回転が異常と
検出した時パワートランジスタのオン・オフ動作を止め
るとともに前記パワートランジスタの相間の電圧を測定
する手段によりサーボモータの端子電圧の位相を測定す
る手段とを備えたことを特徴とする請求項１または３記
載のサーボモータの制御装置。
【請求項６】シリアル通信によりエンコーダから得ら
れたサーボモータの磁極位相を検出する手段と、パワー
トランジスタに任意の位相でかつ任意の大きさで電流を
流す手段と、エンコーダからの信号で前記サーボモータ
の動きを検出する手段と、前記電流の大きさと前記サー
ボモータの動きを比較する手段と前記パワートランジス
タの出力位相およびパワートランジスタの出力電流を測
定する手段の位相関係を前記比較手段の結果より前記パ
ワートランジスタの相を切り替える手段とを備えたこと
を特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装置。