JP4651939B2 - 直流モータの制動装置 - Google Patents
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Description
目標値決定部47で目標値が決定されると、ポジションセンサ41で検出され、A/D入力ポート45,フィルタ46を介して入力された現在値と上記目標値とに基づいて、PI制御演算部48でPI制御演算を行い、その演算結果に基づいて励磁切替え、デューティ演算部49で励磁デューティ演算を行う。
このことにより、前記モータシャフトをストッパーに衝突させることなく、迅速かつ円滑に停止させることができる。
このことにより、特別な制動手段を必要としない。
この発明に係る直流モータの制動装置は、制動力を可変する可変手段を備えたものである。
このことにより、モータの制動を円滑に行うことができる。
このことにより、モータの制動を円滑に行うことができる。
この発明に係る直流モータの制動装置は、モータの回転速度が速いときはPWM制御による制動力を大きくするものである。
このことにより、モータの制動を円滑に安定して行うことができる。
このことにより、前記モータのシャフトをストッパーに衝突させることなく、迅速にかつ円滑に停止させることができる。
このことにより、モータのシャフトを目標位置に安定には停止させることができる。
この発明に係る直流モータの制動装置は、制動開始位置を可変としたものである。
このことにより、最も適切な位置から制動を開始することができる。
このことにより、前記モータにより被駆動体を迅速にかつ円滑に停止させることができる。
実施の形態1.
図3はこの発明の実施の形態1による直流ブラシモータの制動装置を示す回路図であり、71はフィルタ46からの現在位置と目標値決定部47からの目標値とによって偏差を求める偏差演算部、72は単位時間当たりの変位量から速度を求める速度演算部、73は現在速度と前回速度とから加速度を求める加速度演算部、74は偏差演算部71,速度演算部72,加速度演算部73からの演算結果を入力して、制動開始、制動終了を判定する制動判定部(制動手段)、75は偏差演算部71,速度演算部72,加速度演算部73からの演算結果を入力して、制動時におけるデューティを求める制動デューティ演算部、76,77は制動判定部74の出力に基づいて、励磁切替え、デューティ演算部49の出力と制動デューティ演算部75の出力を切り換える切換スイッチであり、他の構成は前記図2に示す構成と同一であるから、同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
上記制動判定部74における制動開始は下式により演算する。
現在位置<閉弁位置−速度−加速度+制動判定定数
速度=現在位置−前回位置
加速度=現在速度−前回速度
制動判定定数=速度+加速度<−制動判定速度(ブレーキを作動させるか否かの判定速度で実験により決める)
現在位置≦目標位置または制動状態の連続>設定回数
設定回数=予め実験により定める
また、上記制動デューティ演算部75における制動デューティは下式により演算する。
1−(現在位置−目標値)×制動係数1−(速度+加速度−制動速度)×制動係数2
制動係数1=予め実験により定める
制動係数2=予め実験により定める
目標値決定部47で目標値が決定されると、ポジションセンサ41で検出され、A/D入力ポート45,カウンタ46を介して入力された現在値と上記目標値とに基づいて、PI制御演算部48でPI制御演算を行い、その演算結果に基づいて励磁切替え、デューティ演算部49で励磁デューティ演算を行う。
次回予測位置=現在位置+(モータの回転速度+加速度×演算周期)×演算周期
また、制動力をPWM制御の1種である制動デューティ演算部からのデューティ出力によって可変し、しかも直流モータ21の回転速度が速いときは制動力を大きくする(デューティ出力を小さくして回生制動を強める)ことにより、直流モータ21の制動を円滑に行うことができる。
また、モータシャフト29が閉弁側の目標位置を越えたときは、制動を停止させるもので、モータシャフト29を目標位置に安定に復帰停止させることができる。
図7はこの発明の実施の形態2によるブラシレス直流モータの制動装置を示す回路図であり、ロータ23の位置を検出するホール素子81U ,81V ,81Wと、このホール素子81U,81V,81Wの信号を受けてコイル28U,28V,28Wに対する通電を切り換えるトランジスタ群よりなるスイッチング部82を備え、順次コイル28U,28V,28Wに電流を流すことにより、上記ロータ23を一定方向に回転させるものである。
目標値決定部103で目標値を決定する。ロータ23の位置を検出したホール素子81U,81V,81Wの出力信号がスイッチ素子83U,83V,83Wのいずれかを導通させると、その導通信号を受けた割り込み部84からの出力信号で、デジタル入力ポート101およびカウンタ102が入力信号の受信を開始する。
デジタル出力ポート107は励磁位相演算部106の出力信号に基づいて、例えば端子UにON信号を出力し、スイッチ素子85を介してスイッチ素子91を導通させて、直流モータ21の+端子を電源印加端子Vに接続する。一方、PWM出力ポート108は励磁切替え、デューティ演算部105と励磁位相演算部106の出力信号に基づいて、例えば端子wに出力信号を出力し、スイッチ素子90を介してスイッチ素子96を導通させて、直流モータ21に矢印方向の電流を流す。
以上のように、この実施の形態2によれば、前記実施の形態1と同様に急激な制動をかけることがなく、モータシャフト29を衝撃なくソストにストッパーSに当接させて停止させることができる。
Claims (9)
- モータシャフトを目標位置のストッパーに当接させて停止保持させる直流モータにおいて、前記モータシャフトの位置検出手段と、
前記モータの回転速度検出手段と、
前記両手段で検出された位置信号及び速度信号に基づいて制動力を発生する制動手段と
を備え、
前記制動手段は、前記位置検出手段により検出した検出信号に基づいてモータシャフトの現在位置、前記モータの回転速度検出手段により検出した検出信号に基づいてモータの回転速度、加速度をそれぞれ求めて次回制御演算時の位置を次回予測位置=現在位置+(モータの回転速度+加速度×演算周期)×演算周期、により予測し、前記次回予測位値が、閉弁位置に予測誤差と減速距離を加えた衝突判定位置を越えていれば制動開始と判断することを特徴とする直流モータの制動装置。 - 制動手段として回生制動を利用することを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- 制動力を可変する可変手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- 制動力を可変する可変手段としてPWM制御を用いることを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- モータの回転速度が速いときはPWM制御による制動力を大きくするようにしたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- モータの回転速度または目標位置あるいは両者により制動量を決定することを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- モータのシャフトが目標位置を越えたとき、制動を停止することを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- 制動開始位置を可変としたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
- モータの回転速度、加速度により制動開始を判定するようにしたことを特徴とする請求の範囲第1項記載の直流モータの制動装置。
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