JP3015407B2 - Control device for variable gap motor - Google Patents

Control device for variable gap motor

Info

Publication number
JP3015407B2
JP3015407B2 JP2114398A JP11439890A JP3015407B2 JP 3015407 B2 JP3015407 B2 JP 3015407B2 JP 2114398 A JP2114398 A JP 2114398A JP 11439890 A JP11439890 A JP 11439890A JP 3015407 B2 JP3015407 B2 JP 3015407B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation
rotor
output
stator
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2114398A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0412696A (en
Inventor
公信 明野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2114398A priority Critical patent/JP3015407B2/en
Publication of JPH0412696A publication Critical patent/JPH0412696A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3015407B2 publication Critical patent/JP3015407B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、ロボットの関節駆動などに用いられる低速
で大トルクを発生する可変空隙形モータを制御するため
の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control device for controlling a variable gap motor that generates a large torque at a low speed and is used for driving a joint of a robot. .

(従来の技術) この種の可変空隙形モータは、複数の巻線により回転
磁界を発生するステータと、このステータと異なる中心
軸を有して公転運動を行うロータと、公転運動を行うロ
ータと接触しロータの公転運動を減速した回転を発生す
る転動手段と、で構成されている。
(Prior Art) A variable air gap type motor of this type includes a stator that generates a rotating magnetic field by a plurality of windings, a rotor having a center axis different from the stator and performing a revolving motion, and a rotor performing a revolving motion. Rolling means for generating a rotation in contact with the rotor and reducing the revolution movement of the rotor.

この可変空隙形モータでは、ステータが発生する磁気
吸引力でロータに公転運動を発生させ、そのロータが公
転運動しつつ減速機能のある転動手段に接触することに
より低速大トルクの回転力が得られる。その低慣性によ
り高パワーレートサーボアクチュエータとして期待され
ている。
In this variable air gap type motor, a revolving motion is generated in the rotor by the magnetic attraction force generated by the stator, and the rotor contacts the rolling means having a deceleration function while revolving, thereby obtaining a rotating force of low speed and large torque. Can be Due to its low inertia, it is expected as a high power rate servo actuator.

この可変空隙形モータをサーボアクチュエータとして
用いる場合には、速度制御、位置制御などの複雑な制御
が必要になる。
When this variable air gap type motor is used as a servo actuator, complicated control such as speed control and position control is required.

ところが、可変空隙形モータではこれまで速度制御、
位置制御などはあまり行われたことがなく、一般的には
第18図(a)、(b)に示されるように巻線結合とし、
商用の三相電源を投入してオープンループで駆動するほ
か、ステップモータのように励磁巻線を順次ステップ状
に励磁して回転磁界を発生させ、そのパルス周波数によ
って速度を制御したり、パルス数によって位置制御した
りしている。このため、サーボアクチュエータに必要な
精密な速度制御、位置制御を行うことが出来ない。
However, variable-gap motors have traditionally used speed control,
Position control and the like have not been performed very much. Generally, as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), winding connection is used.
In addition to turning on a commercial three-phase power supply and driving in an open loop, the exciting windings are sequentially excited like a step motor to generate a rotating magnetic field, and the speed is controlled by the pulse frequency and the number of pulses is controlled. Or position control. Therefore, precise speed control and position control required for the servo actuator cannot be performed.

そこで、上記可変空隙形モータの速度制御を精密に行
おうとした制御装置の例が第19図に示されている。この
速度制御では、各巻線に流す励磁電流の波形と周波数を
精密に制御し、さらに出力軸上の速度検出器を用いて誘
導機形のすべり周波数制御を行っている。
FIG. 19 shows an example of a control device for precisely controlling the speed of the variable gap motor. In this speed control, the waveform and frequency of the exciting current flowing through each winding are precisely controlled, and the slip frequency control of an induction machine is performed using a speed detector on the output shaft.

ところが、この場合でも出力軸の回転情報をもとに制
御を行っているので、精密な位置制御を行うのは困難で
ある。
However, even in this case, since the control is performed based on the rotation information of the output shaft, it is difficult to perform precise position control.

また、従来のモータの制御で最も高度な制御方法が特
開昭60−62850号公報で提案されている。第20図に示し
たようなモータ(ロータを公転運動させる力の原理は可
変空隙形モータのものとは異なる)において、ロータの
公転運動をクランク軸により取り出し、その情報をもと
に第21図に示される制御装置によりモータを駆動する。
Further, the most advanced control method in the conventional motor control is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-62850. In the motor as shown in Fig. 20 (the principle of the force for revolving the rotor is different from that of the variable gap type motor), the revolving motion of the rotor is extracted by the crankshaft, and based on the information, Fig. 21 is used. The motor is driven by the control device shown in FIG.

ところが、この場合は機械的接点によってステータ巻
線の励磁切り替えをする代わりに、ロータの公転運動の
情報をもとに3相バイポーラ駆動回路によって巻線の励
磁切り替えを行っているだけであり、ロータの公転運動
の情報を十分に利用してクローズドループ制御したもの
とは言えない。
However, in this case, instead of switching the excitation of the stator winding by the mechanical contact, the excitation of the winding is switched only by the three-phase bipolar drive circuit based on the information of the revolving motion of the rotor. It cannot be said that closed-loop control is performed by making full use of the information on the orbital motion of the robot.

また、可変空隙形モータをサーボアクチュエータとし
て精密な制御を行うには、ステータとロータの最小空隙
位置とステータ励磁中心のなす角、つまり励磁位相を一
定に保つように駆動することが必要である。ここで示し
た上記の例のようにロータの公転位置に合わせて励磁切
り替えを行うだけでは可変空隙形モータの精密な制御は
不十分である。
Further, in order to perform precise control using a variable gap motor as a servo actuator, it is necessary to drive the angle between the minimum gap position between the stator and the rotor and the center of the stator excitation, that is, to keep the excitation phase constant. The precise control of the variable gap motor is not sufficient if only the excitation is switched in accordance with the revolution position of the rotor as in the above example shown here.

また励磁位相を一定に保ってモータを駆動する際に、
最もトルクを効率的に発生させる励磁位相はロータの公
転速度およびステータ巻線の励磁電流によって変化する
ので、常に最適な状態でモータを駆動するには、ロータ
公転速度や励磁電流により励磁位相を補正する必要があ
る。このような制御は可変空隙形モータの制御では今ま
で行われたことはないが、可変空隙形モータをロボット
の関節駆動用サーボアクチュエータとして利用するに
は、今後上記のような励磁位相制御が必要とされる。
Also, when driving the motor while keeping the excitation phase constant,
Since the excitation phase that generates the torque most efficiently changes depending on the revolution speed of the rotor and the excitation current of the stator winding, the excitation phase is corrected with the revolution speed of the rotor and the excitation current in order to always drive the motor in an optimal state. There is a need to. Such control has never been performed in the control of a variable gap motor, but to use the variable gap motor as a servo actuator for driving a joint of a robot, the above-described excitation phase control is necessary in the future. It is said.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように、可変空隙形モータをサーボアクチュエ
ータとして利用しようとする場合、商用周波数電源やス
テップドライバを用いたオープンループの制御ではサー
ボ駆動をすることが出来ないという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, when an attempt is made to use a variable gap motor as a servo actuator, servo drive cannot be performed by open-loop control using a commercial frequency power supply or a step driver. There is a problem.

また、ロータの公転運動情報を用いてステータの巻線
の励磁を切り替えをするだけでは可変空隙形モータを最
適な状態でサーボ駆動することが出来ないという問題が
ある。
Further, there is a problem in that the servo drive of the variable air gap type motor cannot be performed in an optimum state simply by switching the excitation of the windings of the stator using the revolution motion information of the rotor.

本発明は上記課題を解決し、ロータの公転運動情報を
利用して、トルクの発生が最適となるように励磁位相を
制御することにより、より大トルクを発生可能で、かつ
速度制御、位置制御など精密な制御が可能でサーボアク
チュエータとして利用することが出来る可変空隙形モー
タの制御装置を提供することが目的である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and by using the revolution motion information of a rotor to control the excitation phase so that the generation of torque is optimal, a larger torque can be generated, and speed control and position control can be performed. It is an object of the present invention to provide a control device for a variable air gap type motor which can perform precise control and can be used as a servo actuator.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため請求項(1)記載の発明で
は、複数の巻線により回転磁界を発生するステータと、
このステータと異なる中心軸を有し前記ステータの回転
磁界により公転運動を行うロータと、前記公転運動を行
うロータと接触し前記ロータの公転運動を減速した回転
を発生する転動手段とからなる可変空隙形モータを制御
する可変空隙形モータの制御装置において、前記可変空
隙形モータのロータの公転位置を検出するロータ公転位
置検出手段と、前記モータの駆動トルクと駆動方向を設
定する駆動トルク・駆動方向設定手段と、前記ロータ公
転位置検出手段からのロータ公転位置に、前記駆動トル
ク・駆動方向設定手段により設定された駆動方向の励磁
位相を加算して、前記ステータの励磁中心を算出する励
磁中心算出手段と、前記励磁中心算出手段の出力を用い
て前記ステータの前記各巻線の電流パターンを決定する
励磁パターン発生手段と、前記励磁パターン発生手段の
出力に前記駆動トルク・駆動方向設定手段の励磁トルク
出力を乗算して決定される電流値で前記ステータの前記
各巻線を励磁する多相電流駆動手段と、を備えたことを
特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the invention described in claim (1), a stator that generates a rotating magnetic field by a plurality of windings;
A variable rotor having a central axis different from that of the stator and performing revolving motion by the rotating magnetic field of the stator; and a rolling means for contacting the rotor performing the revolving motion and generating rotation that reduces the revolving motion of the rotor. A variable gap type motor control device for controlling a gap type motor, comprising: a rotor revolution position detection means for detecting a revolution position of a rotor of the variable gap type motor; and a drive torque / drive for setting a drive torque and a drive direction of the motor. A direction setting means, and an excitation center for calculating an excitation center of the stator by adding an excitation phase in a driving direction set by the driving torque / driving direction setting means to a rotor revolution position from the rotor revolution position detecting means. Calculating means for generating an excitation pattern for determining a current pattern of each winding of the stator using an output of the excitation center calculating means; And a multi-phase current drive unit that excites each of the windings of the stator with a current value determined by multiplying the output of the excitation pattern generation unit by the excitation torque output of the drive torque / drive direction setting unit. It is characterized by having.

請求項(2)の発明では、請求項1に記載の可変空隙
形モータの制御装置において、前記ロータ公転位置検出
手段の出力によりロータ公転速度を検出するロータ公転
速度検出手段と、前記ロータ公転速度検出手段の出力
と、前記駆動トルク・駆動方向設定手段の駆動トルク出
力に対して予め定められた補正値とを用いて、前記励磁
中心算出手段の出力に加える励磁中心補正手段と、を備
えたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the control device for a variable gap motor according to the first aspect, a rotor revolution speed detecting means for detecting a rotor revolution speed based on an output of the rotor revolution position detecting means, and the rotor revolution speed. Excitation center correction means for adding to the output of the excitation center calculation means using an output of the detection means and a predetermined correction value for the drive torque output of the drive torque / drive direction setting means. It is characterized by:

(作用) 請求項(1)の発明では、ロータ公転位置検出手段に
よって、ロータの公転運動の位置が検出される。この検
出されたロータの公転位置の情報から励磁位相を一定に
保つようなステータの励磁中心が励磁中心算出手段で算
出される。さらに算出された励磁中心を実現するステー
タ励磁パターンが励磁パターン発生手段により定めら
れ、この定められた励磁パターンで多相電流駆動手段に
よって複数のステータの巻線を励磁する。
(Operation) In the invention of claim (1), the position of the revolving motion of the rotor is detected by the rotor revolving position detecting means. The excitation center of the stator that keeps the excitation phase constant is calculated by the excitation center calculation means from the detected information on the revolution position of the rotor. Further, a stator excitation pattern for realizing the calculated excitation center is determined by the excitation pattern generation means, and the windings of the plurality of stators are excited by the multi-phase current drive means with the determined excitation pattern.

これにより、クローズドループ制御系が構成され、速
度制御、位置制御など精密な制御が可能となり、サーボ
アクチュエータとして可変空隙形モータを利用すること
が出来る。
As a result, a closed loop control system is formed, and precise control such as speed control and position control becomes possible, and a variable air gap type motor can be used as a servo actuator.

また、モータの駆動方向を考慮した上で、ロータ公転
位置に励磁位相を加算あるいは減算してステータの励磁
中心を算出することが出来るので、可変空隙形モータの
正逆転が容易になる。
In addition, since the excitation center of the stator can be calculated by adding or subtracting the excitation phase from the rotor revolution position in consideration of the driving direction of the motor, the forward / reverse rotation of the variable gap motor becomes easy.

請求項(2)の発明では、ロータ公転速度検出および
駆動トルク・駆動方向設定手段によるロータ公転速度と
駆動トルクの情報から、励磁位相を最適な状態に維持す
るために必要な励磁位相の補正量が励磁中心補正手段に
よって算出される。
According to the invention of claim (2), the amount of correction of the excitation phase necessary for maintaining the excitation phase in an optimum state from the information of the rotor revolution speed and the drive torque by the rotor revolution speed detection and drive torque / drive direction setting means. Is calculated by the excitation center correction means.

このような制御系を構成することにより、常にトルク
発生効率が最適な励磁位相で可変空隙形モータを駆動で
きるクローズドループ制御系が実現し、この種のモータ
の持つトルク発生能力を完全に発揮できる可変空隙形モ
ータが実現する。
By configuring such a control system, a closed-loop control system that can always drive the variable gap motor with the optimal excitation phase with the optimum torque generation efficiency is realized, and the torque generation capability of this type of motor can be fully demonstrated. A variable air gap type motor is realized.

(実施例) 次に本発明に係る可変空隙形モータの制御装置の実施
例を第1図乃至第17図を用いて説明する。
(Embodiment) Next, an embodiment of a control device for a variable gap motor according to the present invention will be described with reference to FIGS.

第1実施例 第1図は、可変空隙形モータの制御装置1(以下単に
「制御装置」という)の基本構成及びこの制御装置によ
って制御される可変空隙形モータ3を示すブロック図で
ある。
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a control device 1 (hereinafter simply referred to as a "control device") for a variable gap motor and a variable gap motor 3 controlled by the control device.

第1図に示されるように、制御装置1は、可変空隙形
モータ3のロータの公転運動時にロータ公転位置を検出
するロータ公転位置検出手段5と、駆動トルク・駆動方
向設定手段7と、励磁中心算出手段9と、ロータ公転速
度検出手段11と、励磁中心補正手段13と、励磁パターン
発生手段15と、多相電流駆動手段17と、で構成されてい
る。
As shown in FIG. 1, the control device 1 includes a rotor revolution position detecting means 5 for detecting a revolution position of the rotor of the variable gap motor 3 during the revolution movement of the rotor, a drive torque / drive direction setting means 7, and an excitation. It comprises a center calculating means 9, a rotor revolution speed detecting means 11, an excitation center correcting means 13, an exciting pattern generating means 15, and a multi-phase current driving means 17.

<可変空隙形モータ> 第2図に示されるように、制御装置1により制御され
る可変空隙形モータ3は、ハウジング19と、このハウジ
ング19の内壁に固定され、複数の巻線により回転磁界を
発生するステータ21と、このステータ21と異なる中心軸
を有しクランク軸27によって公転かつ自転自在とされス
テータ21の回転磁界により公転運動を行うロータ23と、
公転運動を行うロータ23と接触して公転運動を減速した
回転とし大トルクを発生させるための転動手段25と、で
構成されている。
<Variable air gap type motor> As shown in FIG. 2, the variable air gap type motor 3 controlled by the control device 1 is fixed to a housing 19 and an inner wall of the housing 19, and generates a rotating magnetic field by a plurality of windings. A stator 21 to be generated, a rotor 23 having a central axis different from that of the stator 21 and revolving and rotating freely by a crankshaft 27 and revolving by a rotating magnetic field of the stator 21;
Rolling means 25 for contacting with the rotor 23 performing the revolving motion to make the revolving motion a decelerated rotation to generate a large torque.

<ロータ公転位置検出手段> 第2図に示されるようにロータ公転位置検出手段5
は、公転(公転)するロータ23を回転可能に指示してい
るクランク軸27に接続された回転検出器29と、この回転
検出器29により検出されたクランク軸27の回転出力を処
理しロータ公転位置情報とする処理回路31と、で構成さ
れている。
<Rotor revolving position detecting means> As shown in FIG.
A rotation detector 29 connected to a crankshaft 27 for instructing the revolving (revolving) rotor 23 to be rotatable, and processing the rotation output of the crankshaft 27 detected by the rotation detector 29 to process the rotor revolution. And a processing circuit 31 as position information.

上記回転検出器29は、例えばパルスエンコーダ、ポテ
ンショメータなどの一般的な回転角検出器である。
The rotation detector 29 is a general rotation angle detector such as a pulse encoder and a potentiometer.

また、処理回路31は回転検出器29がインクリメンタル
エンコーダの場合には、回転方向弁別回路とカウンタが
一般的である。また回転検出器29がアブソリュートエン
コーダの場合には特に処理回路を必要としない。さら
に、ポテンショメータの場合はADコンバータなどの処理
回路が必要である。このほかレゾルバを検出器とした場
合にはRD変換器(レゾルバ変換器、デジタル変換器)な
どが処理回路として必要となる。
When the rotation detector 29 is an incremental encoder, the processing circuit 31 generally includes a rotation direction discrimination circuit and a counter. When the rotation detector 29 is an absolute encoder, no processing circuit is required. In the case of a potentiometer, a processing circuit such as an AD converter is required. In addition, when a resolver is used as a detector, an RD converter (resolver converter, digital converter) or the like is required as a processing circuit.

<ロータ公転速度検出手段11> ロータ23の公転速度の検出には、一般的には特に検出
装置を必要とせず、ロータ公転位置検出手段5の出力に
若干の処理を加えることによりロータ23の公転速度検出
を容易に行うことが出来る。
<Rotator Revolution Speed Detecting Means 11> The detection of the revolution speed of the rotor 23 generally does not require any particular detecting device. Speed detection can be easily performed.

ロータ公転位置検出手段5の出力がインクリメンタル
エンコーダの出力にように周波数出力の場合には、第3
図に示されるように、F/Vコンバータ33によりロータ公
転速度が得られる。またロータ公転位置検出手段5の出
力がアブソリュートエンコーダやポンテンショメータな
どの出力の場合には、第4図に示される微分処理部35に
ロータ公転位置検出手段5からの出力を入力することに
より速度情報が得られる。
If the output of the rotor revolution position detecting means 5 is a frequency output like the output of an incremental encoder, the third
As shown in the figure, the rotor revolution speed is obtained by the F / V converter 33. When the output of the rotor revolving position detecting means 5 is an output of an absolute encoder, a pontensometer, or the like, the output from the rotor revolving position detecting means 5 is input to the differential processing unit 35 shown in FIG. Information is obtained.

なお微分処理部35では、実際に電気的に微分を行う場
合と、ソフトウエアにより差分処理を行い実質的に微分
を行ったものとして出力する場合とがある。
Note that the differentiation processing unit 35 may actually perform the differentiation electrically, or may perform the difference processing by software and output the result as substantially differentiated.

<駆動トルク・駆動方向設定手段7> 可変空隙形モータ3は、DCモータなどのように励磁電
流の正負を逆転することにより発生するトルクを逆転す
ることは出来ず、駆動トルクの値と駆動方向の情報を別
々に利用し励磁の仕方を変更することによりトルクの向
きを制御する必要がある。
<Drive Torque / Drive Direction Setting Means 7> The variable gap motor 3 cannot reverse the torque generated by reversing the polarity of the exciting current as in a DC motor or the like. It is necessary to control the direction of the torque by using the information separately and changing the way of excitation.

そこで、駆動トルク・駆動方向設定手段7は入力され
る正負トルク指令値から駆動トルクの絶対値と駆動方向
情報を分離する機能を有する部分であり、実際にはソフ
トウエアでトルク絶対値と符号を分離して出力する場合
と、電気回路により分離を行う場合がある。
Therefore, the drive torque / drive direction setting means 7 is a part having a function of separating the absolute value of the drive torque and the drive direction information from the input positive / negative torque command value. There are cases where the signals are separated and output, and cases where the signals are separated by an electric circuit.

<励磁中心算出手段9> 可変空隙形モータ3は第5図に示されるように、ロー
タ23とステータ21の最小ギャップ位置37とステータ巻線
励磁による吸引力が最大となる励磁中心39のなす角を励
磁位相という。この励磁位相と発生トルクの間には第6
図に示されるような関係があり、出力トルクTが最大値
Tmaxになる励磁位相θoptを保ってステータ21を励磁す
ることにより最も効率的にトルクを発生することが出来
る。
<Excitation Center Calculation Means 9> As shown in FIG. 5, the variable gap motor 3 has an angle formed by the minimum gap position 37 between the rotor 23 and the stator 21 and the excitation center 39 at which the attraction force by the stator winding excitation becomes maximum. Is called an excitation phase. The sixth phase between the excitation phase and the generated torque
As shown in the figure, the output torque T is the maximum value
The most efficient torque can be generated by exciting the stator 21 while maintaining the excitation phase θopt at Tmax.

この最適励磁位相を保って駆動するには、常に最小ギ
ャップ位置(ロータ公転位置)を検出し、ロータの駆動
方向を考慮した上で、その位置に最適励磁位相を加えた
ステータ励磁中心位置を算出しておく必要がある。
In order to drive while maintaining this optimum excitation phase, the minimum gap position (rotor revolution position) is always detected, and the stator excitation center position is calculated by adding the optimum excitation phase to the position in consideration of the driving direction of the rotor. It is necessary to keep.

そのため励磁中心算出手段9ではロータ位置検出手段
5の出力であるロータギャップ位置(最小ギャップ位
置)に駆動トルク・駆動方向設定手段7の駆動方向出力
を考慮して最適励磁位相を加え、ステータ上での励磁中
心位置を算出する。この励磁中心算出手段9により一定
の励磁位相で駆動することが可能となる。
Therefore, the excitation center calculation means 9 adds an optimum excitation phase to the rotor gap position (minimum gap position) which is the output of the rotor position detection means 5 in consideration of the driving direction output of the driving torque / driving direction setting means 7, and outputs the result on the stator. Is calculated. The excitation center calculating means 9 enables driving with a constant excitation phase.

具体的な手段としてはマイクロプロセッサなどロータ
公転位置検出手段5の出力および駆動トルク・駆動方向
設定手段7の駆動方向出力を読み込み、ソフトウエアに
より加算を行い励磁中心を求める方法、駆動トルク・駆
動方向設定手段7もソフトウエア内に組み込み励磁中心
を算出する方法、ロータ公転位置検出手段5の出力に加
算器などのハードウエアを用いて励磁位相を加算あるい
は減算を行いその出力を励磁中心とする方法などがあ
る。
As specific means, a method of reading the output of the rotor revolution position detecting means 5 such as a microprocessor and the driving direction output of the driving torque / driving direction setting means 7 and adding them by software to determine the excitation center, the driving torque / driving direction The setting means 7 is also incorporated in software to calculate the excitation center, and the addition or subtraction of the excitation phase to the output of the rotor revolution position detection means 5 using hardware such as an adder and the output is used as the excitation center. and so on.

<励磁中心補正手段13> 可変空隙形モータ3を駆動する際、上記したようにそ
の励磁位相に最適値が存在する。ところが、実際に可変
空隙形モータ3を駆動する場合、この最適励磁位相はロ
ータ23の回転速度、ステータ21の巻線励磁電流値によっ
て変化する。ロータ公転速度Vに対して最適励磁位相θ
optは第7図に示されるように、ロータ公転速度に対し
て非線形に増加する。ただしこれは励磁電流値が一定の
場合である。
<Excitation Center Correction Means 13> When the variable gap motor 3 is driven, the excitation phase has an optimum value as described above. However, when the variable gap motor 3 is actually driven, the optimum excitation phase changes depending on the rotation speed of the rotor 23 and the value of the winding excitation current of the stator 21. Optimal excitation phase θ for rotor revolution speed V
As shown in FIG. 7, opt increases nonlinearly with respect to the revolution speed of the rotor. However, this is a case where the exciting current value is constant.

また、励磁電流値I(駆動トルク命令)に対する最適
励磁位相θoptは第8図に示されるような関係になって
いる(この場合公転速度は一定で、第8図点線で示され
る特性は公転速度が高い場合である)。
Further, the optimum excitation phase θopt with respect to the excitation current value I (drive torque command) has a relationship as shown in FIG. 8 (in this case, the revolution speed is constant, and the characteristic shown by the dotted line in FIG. Is higher).

従って、いかなる状態においても最適な励磁位相で駆
動するには、ロータ公転速度、励磁電流(駆動トルク情
報)を用いて、先に算出した励磁中心を補正する必要が
ある。
Therefore, in order to drive with the optimal excitation phase in any state, it is necessary to correct the previously calculated excitation center using the rotor revolution speed and the excitation current (drive torque information).

そこで、励磁中心補正手段13は、ロータ公転速度検出
手段11の出力と、駆動トルク・駆動方向設定手段7の駆
動トルク出力を用いて、励磁中心算出手段9の出力であ
るステータ21の励磁中心情報に補正を加え、常に最適な
励磁位相となるステータ励磁中心位置を算出する。
Therefore, the excitation center correction means 13 uses the output of the rotor revolution speed detection means 11 and the driving torque output of the driving torque / driving direction setting means 7 to obtain the excitation center information of the stator 21 which is the output of the excitation center calculation means 9. , And a stator excitation center position that always provides an optimal excitation phase is calculated.

この、励磁中心補正手段13の具体的な手段として、前
述した励磁中心算出手段9と同様に、マイクロプロセッ
サなどにロータ公転速度検出手段11の出力および駆動ト
ルク・駆動方向設定手段7の駆動トルク出力を読み込
み、ソフトウエアにより非線形補正を行い励磁中心を求
める方法、駆動トルク・駆動方向設定手段7もソフトウ
エア内に組み込み励磁中心を算出する方法、ロータ公転
速度検出手段11の出力および駆動トルク・駆動方向設定
手段7の駆動トルク出力に非線形補償回路などを接続
し、それらの出力を励磁中心算出手段9の出力に加算器
により加えて励磁中心を補正するといったハードウエア
を用いた方法などが考えられる。
As specific means of the excitation center correcting means 13, similarly to the aforementioned excitation center calculating means 9, the output of the rotor revolution speed detecting means 11 and the driving torque output of the driving torque / driving direction setting means 7 are sent to a microprocessor or the like. And a method for calculating the excitation center by performing non-linear correction by software, a method for calculating the excitation center by incorporating the drive torque / drive direction setting means 7 into the software, an output of the rotor revolution speed detection means 11 and the drive torque / drive A method using hardware, such as connecting a non-linear compensation circuit or the like to the drive torque output of the direction setting means 7 and adding those outputs to the output of the excitation center calculation means 9 by an adder to correct the excitation center, can be considered. .

<励磁パターン発生手段15> これまで求められたステータ励磁中心を実際にステー
タ21上に実現するために必要な各巻線の励磁パターンを
発生させるのがこの部分の機能である。以下励磁パター
ン発生手段15について説明する。
<Excitation Pattern Generation Means 15> The function of this part is to generate the excitation pattern of each winding necessary to actually realize the stator excitation center determined so far on the stator 21. Hereinafter, the excitation pattern generating means 15 will be described.

第9図に示されるように、ステータ21の励磁中心位置
に対応した各ステータ巻線の励磁電流波形を予め設定し
ておく。そして、励磁中心補正手段13の出力によりステ
ータ励磁中心39が定まるとその位置に対する各巻線の励
磁パターンI11〜I61が定まる。これを多相電流駆動手段
17に出力することによりステータ21上の指定位置に励磁
中心が生成される。
As shown in FIG. 9, the excitation current waveform of each stator winding corresponding to the excitation center position of the stator 21 is set in advance. Then, when the stator excitation center 39 is determined by the output of the excitation center correction means 13, the excitation patterns I11 to I61 of each winding with respect to that position are determined. This is multi-phase current drive means
By outputting the signal to 17, an excitation center is generated at a specified position on the stator 21.

具体的にはあらかじめ定めたステータ21の励磁中心位
置に対応した各ステータ巻線の励磁電流波形データをマ
イクロプロセッサ上のソフトウエア内の配列に格納して
おき励磁中心補正手段13の出力である励磁中心位置デー
タに対応した励磁パターンを配列から取り出し、多相電
流駆動手段17に出力するといったソフトウエアによる方
法がある。他には、ステータ励磁中心位置に対応した各
ステータ巻線の励磁電流波形データをROMなどのメモリ
上に格納しておきハードウエアで構成された励磁中心を
アドレスとしてメモリに入力し、その出力データを多相
電流駆動手段17に出力するといったハードウエアによる
方法がある。なお、第9図に示した例では、ステータ巻
線を6相としたが、この相数には制約はなく、8相でも
12相でも全く同様な形式で励磁パターンを発生できる。
このことは次に述べる多相電流駆動手段19においても同
じである。
Specifically, excitation current waveform data of each stator winding corresponding to a predetermined excitation center position of the stator 21 is stored in an array in software on a microprocessor, and the excitation There is a software method in which an excitation pattern corresponding to the center position data is extracted from the array and output to the multi-phase current driving means 17. In addition, the excitation current waveform data of each stator winding corresponding to the stator excitation center position is stored in a memory such as a ROM, and the excitation center constituted by hardware is input to the memory as an address, and the output data is output. Is output to the multiphase current driving means 17 by hardware. In the example shown in FIG. 9, the stator winding has six phases, but the number of phases is not limited.
Excitation patterns can be generated in exactly the same manner with 12 phases.
This is the same in the multi-phase current driving means 19 described below.

<多相電流駆動手段17> 第10図に示されるように、多相電流駆動手段17は、励
磁パターンをディジタル入力し、駆動トルク・駆動方向
設定手段7の駆動トルク出力をディジタル入力に乗算
し、各相の電流指令となるアナログ信号に変換するD/A
コンバータ41と、その出力である電流指令値に等しい電
流を巻線45に流す電流アンプ43とで構成されている。
<Polyphase Current Driving Means 17> As shown in FIG. 10, the multiphase current driving means 17 digitally inputs the excitation pattern and multiplies the digital input by the driving torque output of the driving torque / driving direction setting means 7. , D / A to convert to analog signal which becomes current command of each phase
The converter 41 includes a converter 41 and a current amplifier 43 that supplies a current equal to a current command value, which is an output of the converter 41, to the winding 45.

上記構成の多相電流駆動手段17は、励磁位相の制御の
ための励磁パターン入力47は各相に独立で、駆動トルク
を決定する駆動トルク入力49は各相共通とすることがで
き、励磁位相の制御と駆動トルクの制御を独立に行うこ
とが出来る。
In the multi-phase current driving means 17 having the above configuration, the excitation pattern input 47 for controlling the excitation phase is independent for each phase, and the drive torque input 49 for determining the drive torque can be common to each phase. Control and drive torque control can be performed independently.

なお、電流アンプはPWM(Pulse Width Modulation)
を用いたチョッパ形のアンプとパワーオペアンプを用い
たアンプなどが考えられる。
The current amplifier is PWM (Pulse Width Modulation)
An amplifier using a chopper type amplifier using a power amplifier and an amplifier using a power operational amplifier can be considered.

次に本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.

可変空隙形モータ3が駆動を開始すると、ステータ21
に発生する回転磁界によりロータ23は公転運動する。こ
の公転運動の際には、転動手段25によってロータ23の公
転運動が減速されて大トルクの自転運動が発生する。
When the variable gap motor 3 starts driving, the stator 21
The rotor 23 revolves due to the rotating magnetic field generated during the rotation. At the time of this revolving motion, the revolving motion of the rotor 23 is reduced by the rolling means 25, and a large torque rotating motion is generated.

またこの可変空隙形モータ3の制御装置1は、公転運
動するロータ23の公転位置がロータ公転位置検出手段5
によって検出され、この検出結果はロータ公転速度検出
手段11及び励磁中心算出手段9へ出力される。
Further, the control device 1 of the variable air gap type motor 3 determines whether the revolving position of the revolving rotor 23 is the rotor revolving position detecting means 5.
The detection result is output to the rotor revolution speed detecting means 11 and the excitation center calculating means 9.

励磁中心算出手段9は、励磁位相を一定に保つような
ステータの励磁中心が算出される。励磁中心算出手段9
によって算出された励磁中心を実現するためのステータ
21の励磁パターンが、励磁パターン発生手段15によって
定められる。この励磁パターン発生手段15によって定め
られた励磁パターンで、複数のステータの巻線が励磁さ
れる。
The excitation center calculation means 9 calculates the excitation center of the stator so as to keep the excitation phase constant. Excitation center calculation means 9
For realizing the excitation center calculated by
21 excitation patterns are determined by the excitation pattern generating means 15. The windings of the plurality of stators are excited by the excitation pattern determined by the excitation pattern generating means 15.

一方、ロータ公転速度検出手段11へ出力された情報か
らロータ23の公転速度が求められ、このロータ公転速度
は励磁中心補正手段13へ出力される。励磁中心補正手段
13は、駆動トルク・駆動方向設定手段7によるロータ公
転速度と駆動トルクの情報から、励磁位相を最適な状態
に維持するために必要な励磁位相の補正量を算出する。
On the other hand, the revolution speed of the rotor 23 is obtained from the information output to the rotor revolution speed detecting means 11, and the rotor revolution speed is outputted to the excitation center correcting means 13. Excitation center correction means
Reference numeral 13 calculates a correction amount of the excitation phase necessary to maintain the excitation phase in an optimum state from the information on the rotor revolution speed and the drive torque by the drive torque / drive direction setting means 7.

この励磁中心補正手段13により算出された励磁位相の
補正量によって、ステータ23の励磁パターンが補正され
て、ステータ23の各巻線が励磁される。
The excitation pattern of the stator 23 is corrected by the correction amount of the excitation phase calculated by the excitation center correction means 13, and each winding of the stator 23 is excited.

このように、本実施例の可変空隙形モータの制御装置
1によれば、可変空隙形モータが、ロータ23の公転運動
情報を利用して、トルクの発生が最適となるように励磁
位相を制御することにより、より大トルクを発生するこ
とが出来、かつ速度制御、位置制御など精密な制御が可
能となる。
As described above, according to the variable gap motor control device 1 of the present embodiment, the variable gap motor controls the excitation phase using the revolution motion information of the rotor 23 so that the torque generation is optimized. By doing so, a larger torque can be generated, and precise control such as speed control and position control can be performed.

従って、クローズドループ制御系が構成され、可変空
隙形モータの位置制御、速度制御など精密な制御が可能
となり、可変空隙形モータをサーボアクチュエータとし
て利用することが可能となる。次の他の実施例について
説明する。上記第1実施例と同構成部分については図面
に同符号を付して説明を省略する。
Therefore, a closed loop control system is configured, and precise control such as position control and speed control of the variable gap motor can be performed, and the variable gap motor can be used as a servo actuator. Next, another embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted.

第2実施例 第11図には上記第1実施例の可変空隙形モータ3と異
なる構造の可変空隙形モータ53のロータ公転位置検出手
段5が示されている。この可変空隙形モータ53は、ハウ
ジング59と、このハウジング59の内壁に固定された複数
の巻線により回転磁界を発生するステータ61と、このス
テータ61と異なる中心軸を有しクランク軸57によって公
転運動可能とされステータ61の回転磁界により公転運動
を行うロータ63と、公転運動を行うロータと接触して公
転運動を減速した回転とする転動手段65と、で構成され
ている。
Second Embodiment FIG. 11 shows a rotor revolution position detecting means 5 of a variable gap motor 53 having a structure different from that of the variable gap motor 3 of the first embodiment. The variable gap motor 53 includes a housing 59, a stator 61 that generates a rotating magnetic field by a plurality of windings fixed to the inner wall of the housing 59, and a revolving shaft that has a center axis different from that of the stator 61 and is revolved by a crank shaft 57. The rotor 63 is configured to be able to move and perform a revolving motion by the rotating magnetic field of the stator 61, and a rolling means 65 that comes into contact with the rotor that performs the revolving motion and turns the revolving motion to a reduced speed.

この可変空隙形モータ53のロータ63は公転運動はする
が自転運動は行わない。ロータ63は、複数本のクランク
軸57によって公転可能に指示されており、またこのクラ
ンク軸57により自転が拘束されている。このクランク軸
57には、ロータ63の公転運動が出力されるので、このク
ランク軸57に回転検出器29を取り付けることによりロー
タ63の公転位置を検出することが出来る。
The rotor 63 of the variable gap motor 53 revolves, but does not rotate. The rotor 63 is instructed to revolve by a plurality of crankshafts 57, and the rotation of the rotor 63 is restricted by the crankshafts 57. This crankshaft
Since the revolving motion of the rotor 63 is output to 57, the revolving position of the rotor 63 can be detected by attaching the rotation detector 29 to the crankshaft 57.

なお、回転検出器29とその処理回路31については上記
第1実施例の回転検出器29と処理回路31と同様なもので
ある。
The rotation detector 29 and its processing circuit 31 are the same as the rotation detector 29 and the processing circuit 31 of the first embodiment.

従って本実施例の可変空隙形モータ53も上記第1実施
例と同様にロータの公転運動情報を利用して、トルクの
発生が最適となるように励磁位相を制御することによ
り、より大トルクを発生することが出来、かつ速度制
御、位置制御など精密が制御が可能となる。
Therefore, similarly to the first embodiment, the variable gap motor 53 of the present embodiment also utilizes the revolving motion information of the rotor and controls the excitation phase so that the generation of the torque is optimized, thereby increasing the torque. Can be generated, and precise control such as speed control and position control can be performed.

第3実施例 さらに、第12図には構造の異なる可変空隙形モータ67
のロータ公転位置検出手段5が示されている。この可変
空隙形モータ67はアキシャルギャップタイプであり、ロ
ータ69はステータ71の回転磁界により公転すると共に転
動手段73の作用により自転運動を行い、その自転を出力
とする。ロータ69は回転軸とある角度をなすクランク部
を持つ軸75により、公転かつ自転可能に支持されてい
る。この軸75には、ロータ69の公転運動が出力されるの
で上記第2図に示された第1実施例、第11図に示された
第2実施例の可変空隙形モータと同様に回転検出器29と
処理回路31を付加することによりロータ69の公転位置を
検出することが出来る。
Third Embodiment FIG. 12 shows a variable air gap motor 67 having a different structure.
The rotor revolution position detecting means 5 is shown. The variable gap motor 67 is of an axial gap type, and the rotor 69 revolves due to the rotating magnetic field of the stator 71 and rotates by the action of the rolling means 73 to output the rotation. The rotor 69 is supported so as to revolve and rotate by a shaft 75 having a crank portion forming an angle with the rotation shaft. Since the revolving motion of the rotor 69 is output to the shaft 75, the rotation is detected in the same manner as in the variable air gap type motor of the first embodiment shown in FIG. 2 and the second embodiment shown in FIG. By adding the device 29 and the processing circuit 31, the revolution position of the rotor 69 can be detected.

本実施例においても上記第1、第2実施例と同様にロ
ータの公転運動情報を利用して、トルクの発生が最適と
なるように励磁位相を制御することにより、より大トル
クを発生することが出来、かつ速度制御、位置制御など
精密が制御が可能となる。
Also in this embodiment, as in the first and second embodiments, a larger torque is generated by controlling the excitation phase so as to optimize the generation of the torque by using the revolution motion information of the rotor. And precise control such as speed control and position control becomes possible.

第4実施例 第13図には、機械的手段によらず電気的手段によっ
て、ロータ77の公転位置を検出する実施例が示されてい
る。ロータ77にセンサ用磁気回路79が接続され、ステー
タ81側にもセンサ用磁気回路83が固定されている。ステ
ータ側磁気回路83にはセンサコイル85が取り付けられて
いる。このセンサコイル85に処理回路87から基準信号が
入力される。
Fourth Embodiment FIG. 13 shows an embodiment in which the revolution position of the rotor 77 is detected not by mechanical means but by electrical means. A sensor magnetic circuit 79 is connected to the rotor 77, and a sensor magnetic circuit 83 is also fixed to the stator 81 side. A sensor coil 85 is attached to the stator-side magnetic circuit 83. A reference signal is input from the processing circuit 87 to the sensor coil 85.

ロータ77の公転によりステータ側センサ用磁気回路83
とロータ側センサ用磁気回路79の磁気抵抗が変化し、セ
ンサコイル85から出力される信号に基準信号に対して位
相変化が生じる。この信号を処理回路87でレゾルバと同
様な原理を用いて処理することによりロータ77の公転位
置情報を検出することが出来る。
The magnetic circuit 83 for the sensor on the stator side is generated by the revolution of the rotor 77.
Then, the magnetic resistance of the rotor-side sensor magnetic circuit 79 changes, and the signal output from the sensor coil 85 changes in phase with respect to the reference signal. By processing this signal in the processing circuit 87 using the same principle as that of the resolver, the revolution position information of the rotor 77 can be detected.

本実施例においても、上記各実施例と同様にロータの
公転運動情報を利用して、トルクの発生が最適となるよ
うに励磁位相を制御することにより、より大トルクを発
生することが出来、かつ速度制御、位置制御など精密が
制御が可能となる。
Also in the present embodiment, a larger torque can be generated by controlling the excitation phase so that the generation of the torque is optimized by using the revolution motion information of the rotor as in the above-described embodiments, In addition, precision control such as speed control and position control can be performed.

第5実施例 第14図には、機械的手段によらず電気的手段によっ
て、ロータ89の公転位置を検出する実施例が示されてい
る。本実施例では、ロータ89側センサリング91と、ステ
ータ93側に取り付けられた4個のギャップセンサ95によ
ってギャップを測定しその測定値より処理回路97で演算
を行い、ロータ89の公転位置を算出する。
Fifth Embodiment FIG. 14 shows an embodiment in which the revolution position of the rotor 89 is detected not by mechanical means but by electrical means. In this embodiment, the gap is measured by the sensor ring 91 on the rotor 89 side and the four gap sensors 95 mounted on the stator 93 side, and the processing circuit 97 performs an operation from the measured value to calculate the revolution position of the rotor 89. I do.

本実施例においても上記各実施例と同様な効果を得る
ことが出来る。
In this embodiment, effects similar to those of the above embodiments can be obtained.

次に説明する各実施例は実際の可変空隙形モータの制
御装置の例であり、第15図乃至第17図を用いて説明す
る。
Each embodiment described below is an example of an actual control device for a variable air gap type motor, and will be described with reference to FIGS. 15 to 17.

なお、第1実施例と同構成部分については図面に同符
号を付して説明を省略する。
The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will be omitted.

第6実施例 第15図は第6実施例の制御装置99の構成を示すブロッ
ク図である。この制御装置99は、可変空隙形モータ3に
取り付けられたロータ公転位置検出器5の出力であるロ
ータ公転位置情報と、この出力をもとにロータ公転速度
検出手段11から出力されるロータ公転速度情報をマイク
ロプロセッサ101に入力し、マイクロプロセッサ101上の
ソフトウエア処理により、駆動トルクの励磁中心を算出
する。さらにロータ公転速度と駆動トルクの情報により
励磁中心を補正し、その励磁中心に対応する励磁パター
ン47を配列から取り出し多相電流駆動手段17に出力す
る。
Sixth Embodiment FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a control device 99 of a sixth embodiment. The control device 99 includes a rotor revolution position information, which is an output of the rotor revolution position detector 5 attached to the variable gap motor 3, and a rotor revolution speed output from the rotor revolution speed detecting means 11 based on the output. Information is input to the microprocessor 101, and the excitation center of the driving torque is calculated by software processing on the microprocessor 101. Further, the excitation center is corrected based on the information of the rotor revolution speed and the driving torque, and the excitation pattern 47 corresponding to the excitation center is taken out of the array and output to the multi-phase current driving means 17.

またマイクロプロセッサ101で設定された駆動トルク
指令49を多相電流駆動手段17の各相共通の電流値として
入力する。
The drive torque command 49 set by the microprocessor 101 is input as a current value common to each phase of the multi-phase current drive unit 17.

この第6実施例では、第1図の励磁中心算出手段9
と、駆動トルク・駆動方向設定手段17と、励磁パターン
発生手段15と、がマイクロプロセッサ101に含まれたソ
フトウエアサーボの例であり、ハードウエアが簡単とな
るがマイクロプロセッサ101に大きな処理能力が要求さ
れる。
In the sixth embodiment, the excitation center calculating means 9 shown in FIG.
The drive torque / drive direction setting means 17 and the excitation pattern generation means 15 are examples of software servos included in the microprocessor 101, and the hardware is simplified, but the microprocessor 101 has a large processing capacity. Required.

従って、本実施例によれば、ロータ公転位置検出手段
5によって検出されたロータの公転位置情報から励磁位
相を一定に保つようなステータ21の励磁中心がマイクロ
プロセッサ101により算出される。さらにマイクロプロ
セッサ101はステータ21の励磁パターンを定める。
Therefore, according to the present embodiment, the excitation center of the stator 21 that keeps the excitation phase constant is calculated by the microprocessor 101 from the revolution position information of the rotor detected by the rotor revolution position detecting means 5. Further, the microprocessor 101 determines the excitation pattern of the stator 21.

この定められた励磁パターンによって多相電流駆動手
段7は複数の巻線を励磁する。
The multi-phase current driver 7 excites a plurality of windings according to the determined excitation pattern.

本実施例によれば、ロータの公転運動情報を利用し
て、トルクの発生が最適となるように励磁位相を制御す
ることにより、より大トルクを発生することが出来、か
つ速度制御、位置制御など精密が制御が可能となる。
According to the present embodiment, by using the revolution motion information of the rotor and controlling the excitation phase so that the torque is optimally generated, a larger torque can be generated, and the speed control and the position control can be performed. Such precision can be controlled.

さらに、マイクロプロセッサ101を用いることにより
ハードウエアが簡単になる。
Further, the use of the microprocessor 101 simplifies the hardware.

第7実施例 第16図は第7実施例の制御装置103の構成を示すブロ
ック図である。この第7実施例では、駆動トルク・駆動
方向設定手段7を除いてすべてハードウエアによって構
成されている。
Seventh Embodiment FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a control device 103 according to a seventh embodiment. In the seventh embodiment, except for the drive torque / drive direction setting means 7, all are constituted by hardware.

励磁中心の算出は、ロータ公転速度検出手段11の出力
と、この出力を速度情報に変換する補正器105に入力
し、公転速度による補正を加えた励磁位相と、マイクロ
プロセッサ109から出力される駆動トルク出力とをもと
に励磁位相の補正量を算出する補正器111の出力である
励位相補正量を、駆動方向情報を考慮して加算する加算
器113によって行われる。
The calculation of the excitation center is performed by the output of the rotor revolution speed detecting means 11, the input to a corrector 105 for converting the output into speed information, the excitation phase corrected by the revolution speed, and the drive output from the microprocessor 109. This is performed by an adder 113 that adds the excitation phase correction amount, which is the output of the corrector 111 that calculates the excitation phase correction amount based on the torque output, in consideration of the drive direction information.

従って、励磁中心の算出手段と励磁中心補正手段は一
体となって、加算器113、補正器111、補正器105により
構成される。
Therefore, the excitation center calculation means and the excitation center correction means are integrally formed by the adder 113, the corrector 111, and the corrector 105.

本実施例の構成は、ハードウエアによって補正を行っ
ているので高速ではあるが、補正するデータは非線形特
性を示すのでハードウエアが複雑になるという問題があ
る。
Although the configuration of the present embodiment is high speed because the correction is performed by hardware, there is a problem that the hardware to be corrected is complicated because the data to be corrected shows a non-linear characteristic.

加算器113の出力である励磁データは、各巻線の励磁
パターンを記憶している波形メモリのアドレスとして出
力され、各相の励磁パターンは波形メモリのデータ線か
ら多相電流駆動手段17に出力される。各相の選択は相選
択信号発生器117の信号を波形メモリ115および多相電流
駆動手段17に入力することにより行われる。ここでは、
波形メモリ115と相選択信号発生器117が励磁パターン発
生手段15に相当する。
The excitation data output from the adder 113 is output as an address of a waveform memory that stores the excitation pattern of each winding, and the excitation pattern of each phase is output from the data line of the waveform memory to the multi-phase current drive unit 17. You. Selection of each phase is performed by inputting the signal of the phase selection signal generator 117 to the waveform memory 115 and the multi-phase current driving means 17. here,
The waveform memory 115 and the phase selection signal generator 117 correspond to the excitation pattern generation means 15.

なお、ここでは、マイクロプロセッサ109は駆動トル
クと駆動方向を出力しているだけだが、ロータ公転位置
検出手段5の出力とロータ公転速度検出手段11の出力を
入力すれば、速度制御、位置制御などの精密な制御を行
うことが出来る。
In this case, the microprocessor 109 only outputs the driving torque and the driving direction. However, if the output of the rotor revolution position detecting means 5 and the output of the rotor revolution speed detecting means 11 are input, speed control, position control, etc. Can be controlled precisely.

従って、本実施例によれば、上記各実施例と同様な効
果を得ることが出来る。
Therefore, according to the present embodiment, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

第8実施例 第17図には第8実施例の制御装置119の構成が示され
ている。この第8実施例では、励磁中心算出手段9と励
磁中心補正手段13の部分(補正器105、補正器111)と相
選択信号発生の機能をDSP(Digital Signal Processe
r)121によって置き換えた構成である。
Eighth Embodiment FIG. 17 shows the configuration of a control device 119 according to an eighth embodiment. In the eighth embodiment, the excitation center calculation means 9 and the excitation center correction means 13 (correctors 105 and 111) and the function of generating a phase selection signal are provided by a DSP (Digital Signal Processor).
r) Configuration replaced by 121.

これにより、高速性を必要とされる補正計算が高速演
算可能なDSPによって行われるので、ハードウエアが簡
単になるとともにマイクロプロセッサの負担を軽減する
ことが出来る。
As a result, since the correction calculation requiring high speed is performed by the DSP capable of high-speed calculation, the hardware can be simplified and the load on the microprocessor can be reduced.

なお、制御装置の構成には、この他にも種々の形態が
考えられるが、先に述べた基本構成要素の機能の変更に
より本発明の効力が失われることはないことを言うまで
もない。
It should be noted that various other configurations are possible for the configuration of the control device, but it goes without saying that the effects of the present invention are not lost due to the above-mentioned changes in the functions of the basic components.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る可変空隙形モータ
の制御装置は、ロータの公転運動情報を利用しトルクの
発生が最適となるように励磁制御することにより、より
大トルクが発生可能で、かつ速度制御、位置制御の精密
な制御が可能で、可変空隙形モータをサーボアクチュエ
ータとして利用することが出来るという優れた効果が得
られる。
[Effects of the Invention] As described above, the control device for a variable gap motor according to the present invention controls the excitation by using the revolving motion information of the rotor so as to optimize the generation of the torque, thereby increasing the torque. Can be generated, and precise control of speed control and position control can be performed, and an excellent effect that a variable gap motor can be used as a servo actuator can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第10図は本発明に係る可変空隙形モータの制
御装置の実施例を示し第1図は可変空隙形モータの制御
装置の実施例の基本構成を示すブロック図、第2図は可
変空隙形モータの構成を示す断面図、第3図はロータ公
転速度検出手段の構成を示すブロック図、第4図はロー
タ公転速度検出手段の他の例を示すブロック図、第5図
は可変空隙形モータの励磁位相を示す説明図、第6図は
励磁位相と出力トルクの関係を示す線図、第7図はロー
タ公転速度と最適励磁位相の関係を示す線図、第8図は
励磁電流と最適励磁位相の関係を示す線図、第9図は励
磁パターン発生方法を示した図、第10図は多相電流駆動
手段を示すブロック図、第11図は第2実施例の可変空隙
形モータとモータ公転位置検出手段の他の例を示す断面
図、第12図は第3実施例の可変空隙形モータとモータ公
転位置検出手段の他の例を示す断面図、第13図は第4実
施例の可変空隙形モータとモータ公転位置検出手段の他
の例を示す断面図、第14図は第5実施例のロータ公転位
置検出手段の他の例を示す断面図、第15図は第6実施例
の本発明に係る可変空隙形モータの制御装置の実際の例
を示すブロック図、第16図は第7実施例の実際の可変空
隙形モータの他の例を示すブロック図、第17図は第8実
施例の実際の可変空隙形モータの例を示すブロック図、
第18図(a)乃至第21図は従来の可変空隙形モータの制
御装置を示し第18図(a)は三相電源が投入されて駆動
されるモータを示す平面図、第18図(b)は第18図
(a)に示される電源のパターンを示す線図、第19図は
従来の可変空隙形モータの制御装置を示すブロック図、
第20図は従来の可変空隙形モータを示す断面図、第21図
は従来の可変空隙形モータの制御装置の構成を示すブロ
ック図である。 1、99、103、119……制御装置(可変空隙形モータの制
御装置) 3、53、67……可変空隙形モータ 5……ロータ公転位置検出手段 7……駆動トルク・駆動方向設定手段 9……励磁中心算出手段 11……ロータ公転速度検出手段 13……励磁中心補正手段 15……励磁パターン発生手段 17……多相電流駆動手段 21、61、71、81、93……ステータ 23、63、71、77、89……ロータ 25a、25b、25c 65a、65b、65c……転動手段 73a、73b、73c 101……マイクロプロセッサ
1 to 10 show an embodiment of a control device for a variable gap motor according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the embodiment of the control device for the variable gap motor, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the variable gap motor, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the rotor revolution speed detecting means, FIG. 4 is a block diagram showing another example of the rotor revolution speed detecting means, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the excitation phase of the air gap motor, FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the excitation phase and the output torque, FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotor revolution speed and the optimal excitation phase, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the current and the optimal excitation phase, FIG. 9 is a diagram showing the excitation pattern generation method, FIG. 10 is a block diagram showing the multi-phase current driving means, and FIG. 11 is a variable air gap of the second embodiment. FIG. 12 is a sectional view showing another example of the motor and the motor revolution position detecting means. FIG. 13 is a sectional view showing another example of the variable gap type motor and the motor revolution position detecting means of the example. FIG. 13 is a sectional view showing another example of the variable gap type motor and the motor revolution position detecting means of the fourth embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view showing another example of the rotor revolution position detecting means of the fifth embodiment, and FIG. 15 is a block diagram showing an actual example of a variable gap motor control device according to the present invention of the sixth embodiment. FIG. 16 is a block diagram showing another example of the actual variable gap type motor of the seventh embodiment, FIG. 17 is a block diagram showing an example of the actual variable gap type motor of the eighth embodiment,
18 (a) to 21 show a conventional control device for a variable air gap type motor, and FIG. 18 (a) is a plan view showing a motor driven by turning on a three-phase power supply, and FIG. 18 (b). ) Is a diagram showing a power supply pattern shown in FIG. 18 (a), FIG. 19 is a block diagram showing a conventional variable gap motor control device,
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a conventional variable gap motor, and FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a conventional variable gap motor control device. 1, 99, 103, 119 ... control device (control device for variable gap type motor) 3, 53, 67 ... variable gap type motor 5 ... rotor revolution position detection means 7 ... drive torque / drive direction setting means 9 … Excitation center calculation means 11… rotor revolution speed detection means 13… excitation center correction means 15… excitation pattern generation means 17… polyphase current drive means 21, 61, 71, 81, 93… stator 23, 63, 71, 77, 89 ... Rotors 25a, 25b, 25c 65a, 65b, 65c ... Rolling means 73a, 73b, 73c 101 ... Microprocessor

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の巻線により回転磁界を発生するステ
ータと、このステータと異なる中心軸を有し前記ステー
タの回転磁界により公転運動を行うロータと、前記公転
運動を行うロータと接触し前記ロータの公転運動を減速
した回転を発生する転動手段とからなる可変空隙形モー
タを制御する可変空隙形モータの制御装置において、 前記可変空隙形モータのロータの公転位置を検出するロ
ータ公転位置検出手段と、 前記モータの駆動トルクと駆動方向を設定する駆動トル
ク・駆動方向設定手段と、 前記ロータ公転位置検出手段からのロータ公転位置に、
前記駆動トルク・駆動方向設定手段により設定された駆
動方向の励磁位相を加算して、前記ステータの励磁中心
を算出する励磁中心算出手段と、 前記励磁中心算出手段の出力を用いて前記ステータの前
記各巻線の電流パターンを決定する励磁パターン発生手
段と、 前記励磁パターン発生手段の出力に前記駆動トルク・駆
動方向設定手段の励磁トルク出力を乗算して決定される
電流値で前記ステータの前記各巻線を励磁する多相電流
駆動手段と、 を備えたことを特徴とする可変空隙形モータの制御装
置。
A stator for generating a rotating magnetic field by a plurality of windings; a rotor having a central axis different from that of the stator and performing a revolving motion by the rotating magnetic field of the stator; A variable gap type motor control device for controlling a variable gap type motor comprising a rolling means for generating rotation at a reduced rotation speed of a rotor, wherein a rotor revolution position detection for detecting a revolution position of a rotor of the variable gap type motor. Means, a drive torque / drive direction setting means for setting a drive torque and a drive direction of the motor, and a rotor revolution position from the rotor revolution position detection means,
Excitation center calculation means for calculating the excitation center of the stator by adding the excitation phase in the drive direction set by the drive torque / drive direction setting means, and using the output of the excitation center calculation means to calculate the excitation center of the stator. Excitation pattern generating means for determining a current pattern of each winding; and each of the windings of the stator with a current value determined by multiplying an output of the excitation pattern generating means by an excitation torque output of the drive torque / drive direction setting means. And a multi-phase current drive means for exciting the motor.
【請求項2】請求項1に記載の可変空隙形モータの制御
装置において、 前記ロータ公転位置検出手段の出力によりロータ公転速
度を検出するロータ公転速度検出手段と、 前記ロータ公転速度検出手段の出力と、前記駆動トルク
・駆動方向設定手段の駆動トルク出力に対して予め定め
られた補正値とを用いて、前記励磁中心算出手段の出力
に加える励磁中心補正手段と、 を備えたことを特徴とする可変空隙形モータの制御装
置。
2. The control device for a variable gap motor according to claim 1, wherein a rotor revolution speed detecting means for detecting a rotor revolution speed based on an output of said rotor revolution position detecting means, and an output of said rotor revolution speed detecting means. And excitation center correction means for adding to the output of the excitation center calculation means using a predetermined correction value for the drive torque output of the drive torque / drive direction setting means. Variable air gap motor control device.
JP2114398A 1990-04-28 1990-04-28 Control device for variable gap motor Expired - Fee Related JP3015407B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2114398A JP3015407B2 (en) 1990-04-28 1990-04-28 Control device for variable gap motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2114398A JP3015407B2 (en) 1990-04-28 1990-04-28 Control device for variable gap motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0412696A JPH0412696A (en) 1992-01-17
JP3015407B2 true JP3015407B2 (en) 2000-03-06

Family

ID=14636684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2114398A Expired - Fee Related JP3015407B2 (en) 1990-04-28 1990-04-28 Control device for variable gap motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3015407B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0412696A (en) 1992-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2586918B2 (en) Actuation method and control device of excitation switching type reluctance motor
US6121744A (en) Control apparatus for position control motor
US4447771A (en) Control system for synchronous brushless motors
US6111333A (en) Magnetic bearing, rotating machine mounting the same, and method for driving rotating machine
US6653829B1 (en) Low cost approach to measuring high resolution rotary position of electric machines
JP4879649B2 (en) Electric motor control device
US6639371B2 (en) Method and system for controlling start of a permanent magnet machine
JPH0556117B2 (en)
EP0500950B1 (en) Reluctance-type motor driving system
JPH08172764A (en) Brushless motor
US6774592B2 (en) Method and system for controlling a permanent magnet machine
JPH0667258B2 (en) Brushless motor
JP2003299391A (en) Controller of electric rotating machine
JP4128249B2 (en) Control device for position control motor
JP4511682B2 (en) Control device for motor for compressor
JP6780855B2 (en) Servo actuator
JP3015407B2 (en) Control device for variable gap motor
JP2004320847A (en) Method of controlling stepping motor, and stepping motor controller
KR102449033B1 (en) How to control a synchronous double stator electromechanical
JPH06225595A (en) Controller for stepping motor
JP4052075B2 (en) SR motor control device
JPH10337093A (en) Rectangular voltage drive system of rotating electric machine
JPH0584000A (en) Motor driver
JP2002058279A (en) Drive control circuit of brushless motor
JPH07322683A (en) Driving device of synchronous motor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees