JP3328549B2 - モータの制御装置及びその制御方法 - Google Patents
モータの制御装置及びその制御方法Info
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- JP3328549B2 JP3328549B2 JP17013597A JP17013597A JP3328549B2 JP 3328549 B2 JP3328549 B2 JP 3328549B2 JP 17013597 A JP17013597 A JP 17013597A JP 17013597 A JP17013597 A JP 17013597A JP 3328549 B2 JP3328549 B2 JP 3328549B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、速度指令値に基
づいてモータを制御する装置及びその制御方法に関する
ものである。
づいてモータを制御する装置及びその制御方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のモータの制御装置を示すブ
ロック線図である。速度指令値１とモータ８の速度信号
９ａは加算器２へ入力されて、偏差が演算され、速度制
御器３で電流指令値３ａが生成される。この電流指令値
３ａは所定値を超えないように、電流制限器４で制限さ
れて制限電流指令値４ａとなる。制限電流指令値４ａと
モータ８の電流信号１０ａは加算器５へ入力されて偏差
が演算され、電流制御器６で電圧指令値が生成されてモ
ータ８が制御され、モータ８に結合された機械系を駆動
する。
ロック線図である。速度指令値１とモータ８の速度信号
９ａは加算器２へ入力されて、偏差が演算され、速度制
御器３で電流指令値３ａが生成される。この電流指令値
３ａは所定値を超えないように、電流制限器４で制限さ
れて制限電流指令値４ａとなる。制限電流指令値４ａと
モータ８の電流信号１０ａは加算器５へ入力されて偏差
が演算され、電流制御器６で電圧指令値が生成されてモ
ータ８が制御され、モータ８に結合された機械系を駆動
する。
【０００３】電流制限器４は発生する電流又はトルクを
制限するために使用されるものである。電流を制限する
場合は、モータ８、インバータ（電流増幅器７に相当）
を保護する目的で使用され、トルクを制限する場合は、
モータ８以降に結合される機械的な部分を保護するため
に使用される。一般には速度指令値１を生成する側で、
必要以上の電流が発生しないように加減速を制御する
が、最終段の保護措置として、必要以上の電流が発生し
ないように、電流指令値３ａの上限を制限する。
制限するために使用されるものである。電流を制限する
場合は、モータ８、インバータ（電流増幅器７に相当）
を保護する目的で使用され、トルクを制限する場合は、
モータ８以降に結合される機械的な部分を保護するため
に使用される。一般には速度指令値１を生成する側で、
必要以上の電流が発生しないように加減速を制御する
が、最終段の保護措置として、必要以上の電流が発生し
ないように、電流指令値３ａの上限を制限する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のモ
ータの制御装置では、電流指令値３ａを電流制限器４で
制限するようにしているため、電流を制限する場合には
一定値の制限電流指令値４ａを生成すればよいが、機械
系を保護するためには、発生トルクを制限する必要があ
り、制限電流指令値４ａの値が一定値では不都合な場合
がある。
ータの制御装置では、電流指令値３ａを電流制限器４で
制限するようにしているため、電流を制限する場合には
一定値の制限電流指令値４ａを生成すればよいが、機械
系を保護するためには、発生トルクを制限する必要があ
り、制限電流指令値４ａの値が一定値では不都合な場合
がある。
【０００５】すなわち、機械系にはモータ８が発生する
トルクと、クーロン摩擦や粘性摩擦によって発生する摩
擦トルクとの合成トルクが作用する。これらの摩擦トル
クは動作方向とは逆の方向に働く。したがって、加速度
にはモータ８が発生するトルクτから摩擦トルクＴ２を
減したトルクＴ１が機械系に作用し、減速時にはモータ
８が発生するトルクτに摩擦トルクＴ２を加えたトルク
Ｔ１が作用することになる。
トルクと、クーロン摩擦や粘性摩擦によって発生する摩
擦トルクとの合成トルクが作用する。これらの摩擦トル
クは動作方向とは逆の方向に働く。したがって、加速度
にはモータ８が発生するトルクτから摩擦トルクＴ２を
減したトルクＴ１が機械系に作用し、減速時にはモータ
８が発生するトルクτに摩擦トルクＴ２を加えたトルク
Ｔ１が作用することになる。
【０００６】 すなわち、｜Ｔ１｜＝｜τ｜−｜Ｔ２｜（加速時） ・・・(1) ｜Ｔ１｜＝｜τ｜＋｜Ｔ２｜（減速時） ・・・(2) 機械系を保護するためには、トルクＴ１を一定値以上に
ならないように(3)式のように制限する必要がある。 ｜Ｔ１｜＜｜Ｔlim｜（Ｔlimは機械的なトルク制限値） ・・・(3) しかし、電流制限器４は、モータトルクτを制限するも
のであるため、これを一定値に制限しても、(1)(2)式か
ら明らかなように、トルクＴ１は一定にはならない。
ならないように(3)式のように制限する必要がある。 ｜Ｔ１｜＜｜Ｔlim｜（Ｔlimは機械的なトルク制限値） ・・・(3) しかし、電流制限器４は、モータトルクτを制限するも
のであるため、これを一定値に制限しても、(1)(2)式か
ら明らかなように、トルクＴ１は一定にはならない。
【０００７】従来、制限電流指令値４ａは一定値である
ため、トルク制限値τlimは、最も厳しい減速時の条件
である(2)(3)式から次のように設定している。 τlim＝｜Ｔlim｜−｜Ｔ２｜ しかし、加速時にもこの制限を受けるため、本来（｜Ｔ
lim｜＋｜Ｔ２｜）の電流制限でよいのに、（｜Ｔlim｜
−｜Ｔ２｜）の電流制限となり、むだに加速が制限され
るという問題点がある。
ため、トルク制限値τlimは、最も厳しい減速時の条件
である(2)(3)式から次のように設定している。 τlim＝｜Ｔlim｜−｜Ｔ２｜ しかし、加速時にもこの制限を受けるため、本来（｜Ｔ
lim｜＋｜Ｔ２｜）の電流制限でよいのに、（｜Ｔlim｜
−｜Ｔ２｜）の電流制限となり、むだに加速が制限され
るという問題点がある。
【０００８】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、種々のモータ動作に応じて、常に最適な
電流制限ができるようにしたモータの制御装置及びその
制御方法を提供することを目的とする。
されたもので、種々のモータ動作に応じて、常に最適な
電流制限ができるようにしたモータの制御装置及びその
制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るモータの
制御装置は、あらかじめ加速時電流制限値及び減速時電
流制限値を記憶させ、モータ電流の正負とモータ速度の
正負が互いに同じときは上記記憶された加速時電流制限
値にモータ速度に対応するトルク分を加算した値を、両
者の正負が互いに異なるときは上記記憶された減速時電
流制限値から上記トルク分を減算した値を、それぞれ電
流制限器へ出力するようにしたものである。
制御装置は、あらかじめ加速時電流制限値及び減速時電
流制限値を記憶させ、モータ電流の正負とモータ速度の
正負が互いに同じときは上記記憶された加速時電流制限
値にモータ速度に対応するトルク分を加算した値を、両
者の正負が互いに異なるときは上記記憶された減速時電
流制限値から上記トルク分を減算した値を、それぞれ電
流制限器へ出力するようにしたものである。
【００１０】また、第２発明に係るモータの制御方法
は、モータ電流の正負とモータ速度の正負が互いに同じ
ときは、あらかじめ記憶された加速時電流制限値にモー
タ速度に対応するトルク分を加算した値を、両者の正負
が互いに異なるときは上記記憶された減速時電流制限値
から上記トルク分を減算した値を、それぞれ電流制限器
へ出力するステップを備えたものである。
は、モータ電流の正負とモータ速度の正負が互いに同じ
ときは、あらかじめ記憶された加速時電流制限値にモー
タ速度に対応するトルク分を加算した値を、両者の正負
が互いに異なるときは上記記憶された減速時電流制限値
から上記トルク分を減算した値を、それぞれ電流制限器
へ出力するステップを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施の形態１． 図１及び図２はこの発明の基本発明の一実施の形態を示
す図で、図１はブロック線図、図２はモータ速度、モー
タ電流及び電流制限値の曲線図である。
す図で、図１はブロック線図、図２はモータ速度、モー
タ電流及び電流制限値の曲線図である。
【００１２】図１において、１は速度指令値、２は速度
指令値１と速度信号９ａの偏差を演算する加算器、３は
上記速度偏差から電流指令値３ａを生成する速度制御
器、４は後述する電流指令制限部１２から電流制限値１
１ａ，１１ｂを入力して電流指令値３ａを制限した制限
電流指令値４ａを出力する電流制限器、５は制限電流指
令値４ａと電流信号１０ａの偏差を演算する加算器、６
は上記電流偏差から電圧指令値を生成する電流制御器で
ある。
指令値１と速度信号９ａの偏差を演算する加算器、３は
上記速度偏差から電流指令値３ａを生成する速度制御
器、４は後述する電流指令制限部１２から電流制限値１
１ａ，１１ｂを入力して電流指令値３ａを制限した制限
電流指令値４ａを出力する電流制限器、５は制限電流指
令値４ａと電流信号１０ａの偏差を演算する加算器、６
は上記電流偏差から電圧指令値を生成する電流制御器で
ある。
【００１３】７はインバータで構成され実際にモータ８
に電圧を印加する電流増幅器、９はモータ８に結合され
モータ８の速度信号９ａを検出する速度検出部、１０は
モータ８の電流信号１０ａを検出する電流検出部、１１
は加速時電流制限値１１ａ及び減速時電流制限値１１ｂ
が記憶された記憶装置、１２は速度信号９ａ及び電流信
号１０ａの正負の符号に基づいて記憶装置１１から加速
時又は減速時電流制限値１１ａ，１１ｂを取り出して電
流制限器４に供給する電流指令制限部である。
に電圧を印加する電流増幅器、９はモータ８に結合され
モータ８の速度信号９ａを検出する速度検出部、１０は
モータ８の電流信号１０ａを検出する電流検出部、１１
は加速時電流制限値１１ａ及び減速時電流制限値１１ｂ
が記憶された記憶装置、１２は速度信号９ａ及び電流信
号１０ａの正負の符号に基づいて記憶装置１１から加速
時又は減速時電流制限値１１ａ，１１ｂを取り出して電
流制限器４に供給する電流指令制限部である。
【００１４】次に、この実施の形態の動作を図１及び図
２により説明する。加算器２で速度指令値１と速度信号
９ａの偏差が演算され、速度制御器３に入力されて電流
指令値３ａが生成される。電流指令値３ａは電流制限器
４で後述するように制限電流指令値４ａを出力する。加
算器５と制限電流指令値４ａと電流信号１０ａの偏差が
演算され、電流制御器６に入力されて電圧指令値が生成
される。この電圧指令値に従った電圧がモータ８に印加
され、モータ８は速度制御され、機械系が駆動される。
２により説明する。加算器２で速度指令値１と速度信号
９ａの偏差が演算され、速度制御器３に入力されて電流
指令値３ａが生成される。電流指令値３ａは電流制限器
４で後述するように制限電流指令値４ａを出力する。加
算器５と制限電流指令値４ａと電流信号１０ａの偏差が
演算され、電流制御器６に入力されて電圧指令値が生成
される。この電圧指令値に従った電圧がモータ８に印加
され、モータ８は速度制御され、機械系が駆動される。
【００１５】電流指令制限部１２は速度信号９ａ及び電
流信号１０ａの正負を監視し、図２の両者の符号が同じ
時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５ではモータ８は加速中と判断し
て、記憶装置１１に記憶された加速時電流制限値１１ａ
を取り出し、両者の符号が異なる時間Ｔ２，Ｔ４ではモ
ータ８は減速時と判断して、減速時電流制限値１１ｂを
取り出し、これらの値を電流制限値として電流制限器４
に供給する。電流制限器４はこれらの電流制限値に制限
された制限電流指令値４ａを出力することになる。
流信号１０ａの正負を監視し、図２の両者の符号が同じ
時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５ではモータ８は加速中と判断し
て、記憶装置１１に記憶された加速時電流制限値１１ａ
を取り出し、両者の符号が異なる時間Ｔ２，Ｔ４ではモ
ータ８は減速時と判断して、減速時電流制限値１１ｂを
取り出し、これらの値を電流制限値として電流制限器４
に供給する。電流制限器４はこれらの電流制限値に制限
された制限電流指令値４ａを出力することになる。
【００１６】ここで、機械系にはモータ８が発生するト
ルクと、クーロン摩擦や粘性摩擦によって発生する摩擦
トルクとの合成トルクが作用する。これらの摩擦トルク
は動作方向とは逆の方向に働く。したがって、加速時に
はモータ８が発生するトルクから摩擦トルクを減じたト
ルクが機械系に作用することになり、減速時にはモータ
８が発生するトルクに摩擦トルクを加えたトルクが機械
系に作用することになる。
ルクと、クーロン摩擦や粘性摩擦によって発生する摩擦
トルクとの合成トルクが作用する。これらの摩擦トルク
は動作方向とは逆の方向に働く。したがって、加速時に
はモータ８が発生するトルクから摩擦トルクを減じたト
ルクが機械系に作用することになり、減速時にはモータ
８が発生するトルクに摩擦トルクを加えたトルクが機械
系に作用することになる。
【００１７】一般に、モータ８が発生するトルクをτ、
各種摩擦によって発生する摩擦トルクをＴ２、モータ８
の速度をω、機械系が受けるトルクをＴ１とすると、下
式が成立する。 ｜Ｔ１｜＝｜τ｜−｜Ｔ２｜（ω＞０，τ＞０又はω＜０，τ＜０） ・・・(1) ｜Ｔ１｜＝｜τ｜＋｜Ｔ２｜（ω＞０，τ＜０又はω＜０，τ＞０） この実施の形態では、図２に示すように、モータ８の加
速時は加速時電流制限値１１ａを、減速時は減速時電流
制限値１１ｂを採用して電流指令値３ａを制限すること
により、加速時及び減速時に機械系に作用するトルクＴ
１を一定にすることが可能となる。
各種摩擦によって発生する摩擦トルクをＴ２、モータ８
の速度をω、機械系が受けるトルクをＴ１とすると、下
式が成立する。 ｜Ｔ１｜＝｜τ｜−｜Ｔ２｜（ω＞０，τ＞０又はω＜０，τ＜０） ・・・(1) ｜Ｔ１｜＝｜τ｜＋｜Ｔ２｜（ω＞０，τ＜０又はω＜０，τ＞０） この実施の形態では、図２に示すように、モータ８の加
速時は加速時電流制限値１１ａを、減速時は減速時電流
制限値１１ｂを採用して電流指令値３ａを制限すること
により、加速時及び減速時に機械系に作用するトルクＴ
１を一定にすることが可能となる。
【００１８】実施の形態２． 図３はこの発明の第１及び第２発明の一実施の形態を示
すモータ速度、モータ電流及び電流制限値の曲線図であ
り、図１は実施の形態２にも共用する。なお、図中同一
符号は実施の形態１と同一又は相当部分を示す。
すモータ速度、モータ電流及び電流制限値の曲線図であ
り、図１は実施の形態２にも共用する。なお、図中同一
符号は実施の形態１と同一又は相当部分を示す。
【００１９】実施の形態１で示した摩擦トルクＴ２は大
別すると、速度の大きさに依存しないクーロン摩擦によ
り発生するトルクと、速度の大きさに依存する粘性摩擦
によって発生するトルクの二つがある。実施の形態１で
は、この粘性摩擦の変動分を考慮せず、加速時には最低
値を、減速時には最高値を見込んでいるが、実施の形態
２では粘性摩擦の変動分を考慮するようにしたものであ
る。
別すると、速度の大きさに依存しないクーロン摩擦によ
り発生するトルクと、速度の大きさに依存する粘性摩擦
によって発生するトルクの二つがある。実施の形態１で
は、この粘性摩擦の変動分を考慮せず、加速時には最低
値を、減速時には最高値を見込んでいるが、実施の形態
２では粘性摩擦の変動分を考慮するようにしたものであ
る。
【００２０】記憶装置１１には粘性摩擦係数Ｄが記憶さ
れている。速度信号９ａ及び電流信号１０ａの正負の符
号が両者とも同じ時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５では記憶装置１
１から取り出された値に基づいて、次の値を電流制限値
とする。 （加速時電流制限値１１ａ＋Ｄ｜ω｜） また、速度信号９ａ及び電流信号１０ａの両者の符号が
異なる時間Ｔ２，Ｔ４では、次の値を電流制限値とす
る。 （減速時電流制限値１１ｂ−Ｄ｜ω｜）
れている。速度信号９ａ及び電流信号１０ａの正負の符
号が両者とも同じ時間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５では記憶装置１
１から取り出された値に基づいて、次の値を電流制限値
とする。 （加速時電流制限値１１ａ＋Ｄ｜ω｜） また、速度信号９ａ及び電流信号１０ａの両者の符号が
異なる時間Ｔ２，Ｔ４では、次の値を電流制限値とす
る。 （減速時電流制限値１１ｂ−Ｄ｜ω｜）
【００２１】ここで、摩擦トルクＴ２はクーロン摩擦力
をＣｒとすると下式のように表される。 Ｔ２＝Ｃｒ＋Ｄ｜ω｜ そして、クーロン摩擦分だけを考慮した加速時電流制限
値１１ａと減速時電流制限値１１ｂを取り出し、速度信
号９ａに応じた粘性摩擦分を加速時電流制限値１１ａに
加算し、減速時電流制限値１１ｂから減算したものを、
それぞれの電流制限値とする。このようにして、実施の
形態１よりも更に正確な電流制限をすることが可能とな
る。
をＣｒとすると下式のように表される。 Ｔ２＝Ｃｒ＋Ｄ｜ω｜ そして、クーロン摩擦分だけを考慮した加速時電流制限
値１１ａと減速時電流制限値１１ｂを取り出し、速度信
号９ａに応じた粘性摩擦分を加速時電流制限値１１ａに
加算し、減速時電流制限値１１ｂから減算したものを、
それぞれの電流制限値とする。このようにして、実施の
形態１よりも更に正確な電流制限をすることが可能とな
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第１発明
では、あらかじめ加速時電流制限値及び減速時電流制限
値を記憶させ、モータ電流の正負とモータ速度の正負が
互いに同じときは加速時電流制限値にモータ速度に対応
するトルク分を加算した値を、両者の正負が互いに異な
るときは減速時電流制限値から上記トルク分を減算した
値を、それぞれ電流制限器へ出力するようにしたため、
加速時及び減速時に機械系に作用するトルクを一定にす
ることができ、常にトルクを有効に活用することができ
るとともに、粘性摩擦の変動分を考慮して更に正確な電
流制限をすることができる。
では、あらかじめ加速時電流制限値及び減速時電流制限
値を記憶させ、モータ電流の正負とモータ速度の正負が
互いに同じときは加速時電流制限値にモータ速度に対応
するトルク分を加算した値を、両者の正負が互いに異な
るときは減速時電流制限値から上記トルク分を減算した
値を、それぞれ電流制限器へ出力するようにしたため、
加速時及び減速時に機械系に作用するトルクを一定にす
ることができ、常にトルクを有効に活用することができ
るとともに、粘性摩擦の変動分を考慮して更に正確な電
流制限をすることができる。
【００２３】また、第２発明では、モータ電流の正負と
モータ速度の正負が互いに同じときは、加速時電流制限
値にモータ速度に対応するトルク分を加算した値を、両
者の正負が互いに異なるときは減速時電流制限値から上
記トルク分を減算した値を、それぞれ電流制限器へ出力
するステップを備えるようにしたため、第１発明と同様
の効果がある。
モータ速度の正負が互いに同じときは、加速時電流制限
値にモータ速度に対応するトルク分を加算した値を、両
者の正負が互いに異なるときは減速時電流制限値から上
記トルク分を減算した値を、それぞれ電流制限器へ出力
するステップを備えるようにしたため、第１発明と同様
の効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１及び実施の形態２を
示すブロック線図。
示すブロック線図。
【図２】 この発明の実施の形態１を示すモータ速度、
モータ電流及び電流制限値の曲線図。
モータ電流及び電流制限値の曲線図。
【図３】 この発明の実施の形態２を示すモータ速度、
モータ電流及び電流制限値の曲線図。
モータ電流及び電流制限値の曲線図。
【図４】 従来のモータの制御装置を示すブロック線
図。
図。
１ 速度指令値、３ 速度制御器、３ａ 電流指令値、
４ 電流制限器、４ａ制限電流指令値、６ 電流制御
器、８ モータ、９ 速度検出部、９ａ 速度信号、１
０ 電流検出部、１０ａ 電流信号、１１ 記憶装置、
１１ａ 加速時電流制限値、１１ｂ 減速時電流制限
値、１２ 電流指令制限部。
４ 電流制限器、４ａ制限電流指令値、６ 電流制御
器、８ モータ、９ 速度検出部、９ａ 速度信号、１
０ 電流検出部、１０ａ 電流信号、１１ 記憶装置、
１１ａ 加速時電流制限値、１１ｂ 減速時電流制限
値、１２ 電流指令制限部。
Claims (2)
- 【請求項１】 速度指令値とモータ速度から電流指令値
を生成し、この電流指令値を電流制限器によって制限し
て制限電流指令値を生成し、この制限電流指令値とモー
タ電流から電圧指令値を生成して上記モータを制御する
装置において、あらかじめ加速時電流制限値及び減速時
電流制限値が記憶された記憶装置と、上記モータ電流の
正負と上記モータ速度の正負が互いに同じときは上記記
憶された加速時電流制限値に上記モータ速度に対応する
トルク分を加算した値を、上記両者の正負が互いに異な
るときは上記記憶された減速時電流制限値から上記トル
ク分を減算した値を、それぞれ上記電流制限器へ出力す
る電流指令制限部を備えたことを特徴とするモータの制
御装置。 - 【請求項２】 速度指令値とモータ速度から電流指令値
を生成し、この電流指令値を電流制限器によって制限し
て制限電流指令値を生成し、この制限電流指令値とモー
タ電流から電圧指令値を生成して上記モータを制御する
方法において、上記モータ電流の正負と上記モータ速度
の正負が互いに同じときは、あらかじめ記憶された加速
時電流制限値に上記モータ速度に対応するトルク分を加
算した値を、上記両者の正負が互いに異なるときは上記
記憶された減速時電流制限値から上記トルク分を減算し
た値を、それぞれ上記電流制限器へ出力するステップを
備えたことを特徴とするモータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17013597A JP3328549B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | モータの制御装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17013597A JP3328549B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | モータの制御装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1118465A JPH1118465A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3328549B2 true JP3328549B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=15899317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17013597A Expired - Lifetime JP3328549B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | モータの制御装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328549B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10297711B4 (de) * | 2002-11-26 | 2009-08-06 | Mitsubishi Denki K.K. | Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung für einen Motor |
| JP5949743B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2016-07-13 | ダイキン工業株式会社 | 電動機制御装置及び電動機制御方法 |
-
1997
- 1997-06-26 JP JP17013597A patent/JP3328549B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1118465A (ja) | 1999-01-22 |
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