JP5495550B2 - Motor control method and power supply device - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御方法、および、モータ駆動装置の電源装置に関し、特に、部品等を搬送する搬送装置等に使用される駆動用のモータにおけるモータ制御方法、および、モータ駆動装置の電源装置に関する。 The present invention relates to a motor control method and a power supply device for a motor drive device, and more particularly, to a motor control method for a drive motor used in a transport device that transports components and the like, and a power supply device for the motor drive device. .
部品やワーク等を搬送しながら製品を生産する生産現場では、生産効率を高めるため、モータの加速性の向上が要求される。一般的に、モータに関して、加速性の向上のためにインバータに供給する電圧を上げる昇圧手段が用いられている。例えば、特許文献1には、空気圧縮機に対して、直流電圧を昇圧手段を介してインバータに供給するとともに、インバータのスイッチング素子を所定に駆動してモータをPWM制御するモータの制御方法において、PWM制御のデューティ比が100%に達した場合に昇圧手段の動作を開始し、昇圧手段の出力直流電圧を上げ、再度PWM制御を行ってモータの回転数を制御するようにした制御方法が提案されている。
ところで、空気圧縮機のモータと異なり、小型の精密部品等を搬送するための駆動装置のモータに対しては、位置決めや、その位置に到達するまでの時間等の精度が高度に要求される。このような精度を出すためには、モータの高速応答も必要とされる。 By the way, unlike the motor of an air compressor, the motor of the drive device for conveying a small precision component etc. requires high precision, such as positioning and time to reach the position. In order to achieve such accuracy, a high-speed response of the motor is also required.
しかしながら、特許文献1等の空気圧縮機に対する技術においては、十分、高速応答性等の高精度を考慮したとは言いがたい。
However, it cannot be said that the technology for the air compressor disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高速応答性を備えかつ加速性を向上させるモータ制御方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor control method that has high-speed response and improves acceleration.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に電力を供給する電源を用意し、前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記電源からの供給電力の電圧を、基準電圧より高い電圧まで上げる電圧上昇ステップと、前記モータの速度が等速になった状態で、前記電源からの供給電力の電圧を、前記基準電圧より低い電圧まで下げる基準電圧下降ステップと、前記モータが停止したとき、前記供給電力の電圧を、前記基準電圧まで戻す電圧下降ステップと、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
また、請求項6に記載の発明は、モータを駆動するモータ駆動手段に供給する供給電圧の電圧を調節する電圧調節部と、前記電圧調節部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記供給電力の電圧を、基準電圧より高い電圧まで上げる電圧上昇手段と、前記モータの速度が等速になった状態で、電源からの供給電力の電圧を、前記基準電圧より低い電圧まで下げる基準電圧下降手段と、前記モータが停止したとき、前記供給電力の電圧を、前記基準電圧まで戻す電圧下降手段と、を有することを特徴とする。
The invention according to
モータの加速または減速の開始に基づき、電源からの供給電力の電圧を上げ、モータの加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げることにより、加速している間、予め供給電力の電圧を通常の電圧より上げておくことができ、モータのコイルに発生する逆起電力に抗して、モータに電流を流せるようになるため、目標の速度まで、短時間にモータを加速することができる。すなわち、高速応答性を備えかつ加速性を向上させるモータ制御方法を提供できる。 Based on the start of acceleration or deceleration of the motor, the voltage of the supply power from the power supply is increased, and the voltage of the supply power is reduced in advance by declining the supply power voltage based on the end of the acceleration or deceleration of the motor. Can be kept higher than the normal voltage, and the current can be passed through the motor against the counter electromotive force generated in the motor coil, so the motor can be accelerated in a short time to the target speed. it can. That is, it is possible to provide a motor control method that has high-speed response and improves acceleration.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
(First embodiment)
First, the schematic configuration and function of the motor drive system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a motor drive system according to the present embodiment.
図1に示すように、モータ駆動システム1Aは、商用電源の電圧を所定の電圧にするための電源装置10Aと、電源装置10Aからモータを動かすための電力の供給を受けるモータ駆動装置20Aと、モータ駆動装置20Aを制御する上位コントローラ30Aと、モータ駆動装置20Aにより動作が制御されて三相交流で駆動するモータ40と、を備えている。そして、電源装置10Aは、モータ駆動装置20Aに電力を供給する電源として、モータ駆動装置20Aは、モータ40を駆動するモータ駆動手段として機能する。
As shown in FIG. 1, the motor drive system 1A includes a
電源装置10Aは、モータ駆動装置20Aに供給する供給電力の電圧を安定するように調節する電圧調節部11と、電圧調節部11を制御する制御部12Aと、商用電源からの交流を直流に変換する整流部13と、を有する。
The
電圧調節部11は、昇降圧回路を有し、昇降圧回路への入力電流や出力電圧の値等を検出して、制御部12Aにより、出力電圧が安定するように電圧を上げたり、下げたりする。
The
制御部12Aは、モータ40の加速または減速の開始を検出して、供給電力の電圧を上げ、モータ40の加速または減速の終了を検出して、供給電力の電圧を下げるように機能する。例えば、制御部12Aが、供給電力の電流が増加した場合に、電圧を上げ、供給電力の電流が減少した場合に、電圧を下げる。
The controller 12A functions to detect the start of acceleration or deceleration of the
電圧調節部11および制御部12Aは、モータ40の加速または減速の開始に基づき、供給電力の電圧を上げる電圧上昇手段、または、モータ40の加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げる電圧下降手段として機能する。
The
モータ駆動装置20Aは、電源装置10Aから供給された電力を三相交流に変換する電力変換部21と、電力変換部21を制御する制御部22Aと、を有する。
The motor drive device 20A includes a
上位コントローラ30Aは、手動等で入力した作業の手順を記憶しておく記憶部(図示せず)やモータ駆動装置20Aにモータ40の動作の指令を出す指令手段を有し、作業の手順に従い、モータ駆動装置20Aに指令値のパルス信号を送る。
The
モータ40は、リニアモータであり、磁気的な作用により互いに相対運動する固定子(図示せず)および可動子(図示せず)とを有し、これらはコイルまたは永久磁石により形成される。モータ40には、可動子の位置や速度等を検出するセンサ41が設置されている。
The
次に、モータ駆動システム1Aの動作を図に基づき説明する。 Next, the operation of the motor drive system 1A will be described with reference to the drawings.
図2はモータ駆動システム1Aにおけるモータ40の速度および電源装置10Aの供給電力の電圧の時間的変化を示す線図である。図3は、電源装置10Aの制御部12Aの動作例を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a diagram showing temporal changes in the speed of the
まず、図2に基づき、モータ40の動作や、電圧の変化の概略を説明する。
First, the outline of the operation of the
図2に示すように、電源装置10Aは、電源スイッチが入れられた場合、電圧E0を出力している。そして、モータ40の加速を開始した時刻t0のとき、供給電力の電圧を電圧E1に上げる。電圧E1の下、モータ40の速度が目標の速度v1になるまで等加速度でモータ40を加速する。時刻t0でモータ40の速度が目標の速度v1に達し、モータ40の可動子の速度がほぼ等速度になったとき、供給電力の電圧を電圧E0に戻す。
As shown in FIG. 2,
次に、可動子の位置が目標位置に近づき、減速させる場合、時刻t2のとき供給電力の電圧を再び電圧E1に上げる。そして、電圧E1の下、モータ40の速度が零になるまで等加速度でモータ40を減速する。時刻t3でモータ40が停止したら、供給電力の電圧を電圧E0に戻す。
Then, the position of the movable element approaches the target position, if the slowing, raising again the voltage E 1 to the voltage of the supply electric power at time t 2. Then, under the voltage E 1, decelerating the
次に、図2および図3に基づき、制御部12Aの動作を説明する。 Next, based on FIG. 2 and FIG. 3, operation | movement of 12 A of control parts is demonstrated.
まず、モータ40の加速時について説明する。図3に示すように、制御部12Aが、整流部13の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が増加したか否かを判定する(ステップS1)。そして、供給電力の電流がまだ増加していない場合(ステップS1;NO)、制御部12Aは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。
First, the acceleration of the
次に、モータ40を加速させ始め、供給電力の電流が増加した場合(ステップS1;YES)、制御部12Aが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を上げる(ステップS2)。図2に示すように、時刻t0のとき、供給電力の電圧が電圧E0から電圧E1に上がる。このように、制御部12Aが、モータ40の加速の開始に基づき、電源装置10Aからの供給電力の電圧を上げる。例えば、制御部12Aが、供給電力の電流が増加した場合に、供給電力の電圧を上げる。
Next, when the
次に、制御部12Aが、整流部13の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が減少したか否かを判定する(ステップS3)。そして、供給電力の電流がまだ減少していない場合(ステップS3;NO)、制御部12Aは、供給電力の電流が減少するまでこの動作を繰り返す。
Next, 12 A of control parts detect the value of the output current of the rectification | straightening
次に、供給電力の電流が減少した場合(ステップS3;YES)、制御部12Aが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す(ステップS4)。図2に示すように、時刻t1のとき、供給電力の電圧が電圧E1から電圧E0に戻る。このように、制御部12Aが、モータ40の加速または減速の終了に基づき、電源装置10Aからの供給電力の電圧を下げる。例えば、制御部12Aが、供給電力の電流が減少した場合に、供給電力の電圧を下げる。そして、制御部12Aが、電源装置10Aの電源が切られたか否かを判定する(ステップS5)。
Next, when the current of the supplied power decreases (step S3; YES), the control unit 12A returns the voltage of the supplied power from the
次に、モータ40の等速時から減速時について説明する。
Next, the time when the
まず、電源装置10Aの電源が切られていない場合(ステップS5;NO)、ステップS1に戻り、制御部12Aは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。具体的には、図2に示すように、時刻t1からt2の間のモータ40の可動子がほぼ等速度で動いている状態である。そして、ステップS1で、モータ40を減速させ始め、供給電力の電流が増加した場合(ステップS1;YES)、制御部12Aが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を上げる(ステップS2)。図2に示すように、時刻t2のとき、供給電力の電圧が電圧E0から電圧E1に上がる。
First, when the
次に、制御部12Aが、減速時も整流部13の出力電流の値を検出し、供給電力の電流が減少したか否かを判定する(ステップS3)。そして、供給電力の電流がまだ減少していない場合(ステップS2;NO)、制御部12Aは、供給電力の電流が減少するまでこの動作を繰り返す。
Next, 12 A of control parts detect the value of the output current of the rectification | straightening
次に、供給電力の電流が減少した場合(ステップS3;YES)、制御部12Aが、減速時も電圧調節部11からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す(ステップS4)。図2に示すように、時刻t3のとき、供給電力の電圧が電圧E1から電圧E0に戻る。
Next, when the current of the supplied power decreases (step S3; YES), the control unit 12A returns the voltage of the supplied power from the
そして、制御部12Aが、電源装置10Aの電源が切られたか否かを判定し(ステップS5)、電源装置10Aの電源が切られた場合(ステップS5;YES)、一連の動作を終了する。
Then, the control unit 12A determines whether or not the
このように本実施形態によれば、モータ40の加速または減速の開始に基づき、電源装置10Aからの供給電力の電圧を上げ、モータ40の加速または減速の終了に基づき、供給電力の電圧を下げることにより、モータ40の可動子を加速している間、予め供給電力の電圧を通常の電圧より上げておくことができ、モータのコイルに発生する逆起電力に抗して、モータ40に電流を流せるようになるため、目標の速度v1まで、短時間にモータ40の可動子を加速することができる。すなわち、モータ40の高速応答性かつ加速性を向上させる制御方法を提供できる。そのため、位置や時間における高精度の位置決めが可能となる。また、高速応答性かつ加速性であるため、製造のタクトタイムの向上を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the voltage of the supplied power from the
従来の方法おいて、モータの可動子の速度が、図4Aに示すように、モータ駆動装置の推力―速度特性図における最大推力を出力できる限界の速度v0を過ぎると、モータに発生する逆起電力の増加の影響が無視できなくなり、推力が低下し、最大加速度での加速が不可能となる。図5に示すように、供給電力の電圧が電圧E0のままであると、モータの可動子の速度が速度v0を過ぎると、目標の速度v1まで同じ加速度で加速できず、加速度が低下する。すなわち、時刻t1までに目標の速度v1に達することができず、到達時間が時刻t4まで遅れる。 Keep conventional method, the speed of the motor of the movable element, as shown in FIG. 4A, the thrust of the motor drive device - Beyond the velocity v 0 of the limits which can output the maximum thrust in the rate characteristic diagram, generated in the motor reverse The influence of the increase in electromotive force cannot be ignored, the thrust is reduced, and acceleration at the maximum acceleration is impossible. As shown in FIG. 5, if the voltage of the supplied power remains at the voltage E 0 , if the speed of the motor mover exceeds the speed v 0 , the acceleration cannot be accelerated to the target speed v 1 with the same acceleration. descend. That can not be until the time t1 reaches the velocity v 1 of the target arrival time is delayed until time t4.
しかし、本実施形態のように、モータ40の可動子を加速する期間、供給電力の電圧を予め一旦、上昇させておくことにより、図4Bの矢印aで示すように、モータ駆動装置20Aの推力―速度特性図における最大推力を出力できる限界の速度を上昇させることができる。すなわち、図2に示したような、目標の速度v1まで、最大加速度により、モータ40の可動子を加速できる。
However, as shown in the arrow a in FIG. 4B, the thrust of the motor driving device 20A is increased by increasing the voltage of the supplied power once in advance during the period of accelerating the mover of the
また、従来の方法では、図5に示すように、減速時の場合も、逆起電力の影響を受けるため、減速の開始時に十分な減速する力を得ることができず、モータの可動子の停止時が時刻t5と遅くなる。 Further, in the conventional method, as shown in FIG. 5, even when decelerating, since it is affected by the counter electromotive force, a sufficient decelerating force cannot be obtained at the start of deceleration, and the motor mover of the motor during the stop is slow and time t 5.
しかし、本実施形態の場合、加速時と同様に、モータ40の可動子を最大加速度により減速できるため停止時が時刻t3で早くモータ40の可動子を停止させることができる。
However, in this embodiment, like the time of acceleration, the mover of the
また、電源装置10Aからの供給電力の電流が増加した場合に、供給電力の電圧を上げ、電源装置10Aからの供給電力の電流が減少した場合に、供給電力の電圧を下げることにより、電源装置10Aの制御部12Aが加速または減速の開始時と終了時を簡易に検出できる。また、電源装置10Aのみで制御ができるので、構成が簡易になる。
In addition, when the current of the supplied power from the
次に、第1実施形態の変形例について図に基づき説明する。 Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
図6は、モータ駆動システム1Aにおけるモータ40の速度および電源装置10Aの供給電力の電圧の時間的変化の変形例を示す線図である。図7は、電源装置10Aの動作例の変形例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the temporal change in the speed of the
まず、第1実施形態との違い、図6に示すように、モータ40の可動子の加速が終了し、モータ40の可動子が等速になった状態で、電源装置10Aの供給電力の電圧を電圧E0より低い、電圧E2まで下げる。
First, unlike the first embodiment, as shown in FIG. 6, the acceleration of the mover of the
図7に示すように、変形例では、ステップS1からS3までは、第1実施形態と同様である。但し、供給電力の電流が減少した場合(ステップS3;YES)、制御部12Aが、供給電力の電圧を電圧E0より低い、電圧E2まで下げる(ステップS10)。そして、制御部12Aが、モータ40が停止したか否かを判定する(ステップS11)。図6に示すように、時刻t1からt2のモータ40の可動子の速度があまり変化していない間、供給電力の電圧を電圧E2に保つ。
As shown in FIG. 7, in the modification, steps S1 to S3 are the same as those in the first embodiment. However, if the current of the supply power is decreased (step S3; YES), the control unit 12A is, reduce the voltage of the power supply is lower than the voltage E 0, to a voltage E 2 (step S10). Then, the control unit 12A determines whether or not the
モータ40が停止していない場合(ステップS11;NO)、ステップS1に戻り、制御部12Aは、供給電力の電流が増加するまでこの動作を繰り返す。減速時は、ステップS2で、制御部12Aが、電圧E2から電圧E1まで電圧を上げる。モータ40が停止した場合(ステップS11;YES)、制御部12Aが、供給電力の電圧を電圧E0に戻す(ステップS12)。
When the
この変形例の場合、モータ40の可動子が、時刻t1からt2の間、すなわち等速度運動等、すなわち高加速度を必要としないとき、モータ40から発生する雑音を減少させることができる。特に、磁石がフラットタイプのリニアモータにおいて、構造が開いているので、磁束が外に漏れやすいが、等速度運動等の時の電圧を下げることにより、磁束の漏れを減少させることができる。
In this modification, the mover of the
なお、電圧を電圧E2まで下げた場合、図4Bの矢印bで示すように、モータ駆動装置20Aの推力―速度特性図が変化するが、v1において推力を必要としていないため、モータ40の可動子の動作に影響はない。
Note that when lowering the voltage to a voltage E 2, as indicated by an arrow b in FIG. 4B, the thrust of the motor driving device 20A - for speed characteristic diagram varies, does not require a thrust in v 1, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。なお、前記第1実施形態と同一または対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成および作用のみを説明する。その他の実施形態および変形例も同様とする。
(Second Embodiment)
Next, the schematic configuration and function of the motor drive system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts as those in the first embodiment will be described using only the same reference numerals and different configurations and operations. The same applies to other embodiments and modifications.
図8は、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a motor drive system according to the second embodiment of the present invention.
図8に示すように、モータ駆動システム1Bは、第1実施形態と異なり、電源装置10Bと、モータ駆動装置20Bと、を備える。 As shown in FIG. 8, unlike the first embodiment, the motor drive system 1B includes a power supply device 10B and a motor drive device 20B.
電源装置10Bは、制御部12Bを有し、モータ駆動装置20Bは、制御部22Bを有し、制御部12Bと制御部22Bとは、制御部22Bから制御部12Bへ信号を伝達するライン26により接続されている。そして、制御部12Bが、ライン26を介してモータ駆動装置20Bからの情報に基づき、モータ40の加速または減速の開始または終了を検出する。モータ駆動装置20Bの制御部22Bは、制御部22Aと異なり、ライン26を介して、モータ40の加速または減速の開始または終了の情報を出力する。
The power supply device 10B has a
次に、モータ駆動システム1Bの動作を図に基づき説明する。 Next, the operation of the motor drive system 1B will be described with reference to the drawings.
図9は、電源装置10Bの制御部12Bの動作例を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the
まず、電源装置10Bの制御部12Bは、モータ駆動装置20Bの制御部22Bからの情報に基づき、モータ40の加速を開始するか否かを判定する(ステップS20)。なお、制御部22Bは、上位コントローラ30Aからの指令や電力変換部21から情報やセンサ41からの情報に基づき、モータ40の加速の開始や加速の終了や停止の情報を、制御部12Bに出力する。そして、モータ40が加速を開始しない場合(ステップS20;NO)、制御部12Bは、モータ40が加速を開始するまでこの動作を繰り返す。
First, the
次に、モータ40が加速を開始する場合(ステップS20;YES)。制御部12Bが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を上げる(ステップS21)。図2に示すように、時刻t0のとき、供給電力の電圧が電圧E0から電圧E1に上がる。このように、制御部12Bが、モータ駆動装置20Aからの情報に基づき、前記モータ40の加速の開始を検出し、電源装置10Aからの供給電力の電圧を上げる。
Next, when the
次に、制御部12Bが、モータ駆動装置20Aからの情報に基づき、モータ40の可動子の加速が終了したか否かを判定する(ステップS22)。そして、モータ40の可動子の加速が終了していない場合(ステップS22;NO)、制御部12Bは、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。
Next, the
次に、モータ40の可動子の加速が終了した場合(ステップS22;YES)、制御部12Bが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を元の電圧に戻す(ステップS23)。図2に示すように、時刻t1のとき、供給電力の電圧が電圧E1から電圧E0に戻る。このように、制御部12Bが、モータ駆動装置20Aからの情報に基づき、モータ40の加速の終了を検出する。
Next, when the acceleration of the mover of the
次に、制御部12Bが、モータ駆動装置20Aからの情報に基づき、モータ40の可動子が停止したか否かを判定する(ステップS24)。モータ40の可動子が停止していない場合(ステップS24;NO)、ステップS20に戻り、制御部12Bは、減速時における加速までこの動作を繰り返す。なお、減速時も、加速時の場合とほぼ同じである。
Next, the
モータ40の可動子が、時刻t3で停止した場合(ステップS24;YES)、制御部12Bは、一連の動作を終了する。
Armature of the
このように本実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、モータ40はモータ駆動装置20Bにより駆動されているので、モータ駆動装置20Bからの情報により、モータ40の加速または減速の開始や終了を早めに検出できるため、より一段と高速応答性でかつ加速性を向上させる制御方法を提供できる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, since the
なお、本実施形態においても、第1実施形態の変形例のように、モータ40の可動子がほぼ等速になった状態で、電源装置10Bの供給電力の電圧を電圧E0より低い、電圧E2まで下げてもよい。この場合も、第1実施形態の変形例と同様の効果を得ることができる。また、以下で説明する実施形態についても第1実施形態の変形例を適用でき、同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment as well, as in the modification of the first embodiment, the voltage of the power supplied from the power supply device 10B is lower than the voltage E 0 in a state where the mover of the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
(Third embodiment)
Next, a schematic configuration and functions of a motor drive system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図10は、本発明の第3実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a motor drive system according to the third embodiment of the present invention.
図10に示すように、モータ駆動システム1Cは、第1実施形態と異なり、電源装置10Cと、上位コントローラ30Cと、を備える。
As shown in FIG. 10, the motor drive system 1C includes a
電源装置10Cは、制御部12Cを有し、制御部12Cと上位コントローラ30Cとは、上位コントローラ30Cから制御部12Cへ信号を伝達するライン36により接続されている。上位コントローラ30Cは、上位コントローラ30Aと異なり、モータ駆動装置20Aに出力するモータ40の動作の指令を、ライン36を介して、電源装置10Cの制御部12Cにも出力する。
The
制御部12Cは、上位コントローラ30Cからの情報に基づき、モータ40の加速または減速の開始を検出したり、モータ40の加速または減速の終了を検出したりする。
The control unit 12C detects the start of acceleration or deceleration of the
次に、モータ駆動システム1Cの動作を図に基づき説明する。 Next, the operation of the motor drive system 1C will be described with reference to the drawings.
図11は、電源装置10Cの制御部12Cの動作例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the control unit 12C of the
まず、電源装置10Cの制御部12Cは、上位コントローラ30Cからの情報に基づき、モータ40への加速の指令が出力されたか否かを判定する(ステップS30)。そして、モータ40に指令が出力されていない場合(ステップS30;NO)、制御部12Cは、加速の指令の出力がされるまでこの動作を繰り返す。
First, the control unit 12C of the
次に、モータ40に加速の指令が出力された場合(ステップS30;YES)、制御部12Cが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を電圧E1に上げる(ステップS31)。このように、制御部12Cが、モータ駆動装置20Aにモータ40の動作の指令を出す上位コントローラ30Cからの情報に基づき、モータ40の加速の開始を検出し、電源装置10Aからの供給電力の電圧を上げる。
Then, if the command for accelerating the
次に、制御部12Cが、上位コントローラ30Cからの情報に基づき、モータ40の可動子の加速が終了したか否かを判定する(ステップS32)。そして、モータ40の可動子の加速が終了していない場合(ステップS32;NO)、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。なお、上位コントローラ30Cは、通常、予め記憶してある作業の手順に従い、加速終了時間や、減速開始や減速終了時間等を算出し、電源装置10Cの制御部12Cに指令を出す。
Next, the control unit 12C determines whether or not the acceleration of the mover of the
次に、モータ40の可動子の加速が終了した場合(ステップS32;YES)、制御部12Cが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を元の電圧E0に戻す(ステップS33)。このように、制御部12Cが、モータ駆動装置20Aにモータ40の動作の指令を出す上位コントローラ30Cからの情報に基づき、モータ40の加速の終了を検出する。
Then, if the acceleration of the mover of the
次に、制御部12Cが、電源装置10Cの電源が切られたか否かを判定する(ステップS34)。電源装置10Cの電源が切られていない場合(ステップS34;NO)、ステップS30に戻り、制御部12Cは、減速の指令までこの動作を繰り返す。なお、減速時も、加速の場合とほぼ同じである。
Next, the control unit 12C determines whether or not the
電源装置10Cの電源が切られた場合(ステップS34;YES)、制御部12Cは、一連の動作を終了する。
When the
このように本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加えて、モータ駆動装置20Aは、上位コントローラ30Cの指令に基づき、動作しているので、電源装置10Cの制御部12Cが、上位コントローラ30Cからの情報により加速または減速の開始時等がより一段と的確に判断できる。特に減速開始時を的確に判定でき、短い時間で減速できる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, the motor drive device 20A operates based on the command of the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成および機能について、図に基づき説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a schematic configuration and functions of a motor drive system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図12は、本発明の第4実施形態に係るモータ駆動システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a motor drive system according to the fourth embodiment of the present invention.
図12に示すように、モータ駆動システム1Dは、第1実施形態と異なり、電源装置10Dと、モータ駆動装置20Dと、を備える。
As shown in FIG. 12, the motor drive system 1D includes a
電源装置10Dは、制御部12Dを有し、モータ駆動装置20Dは、制御部22Dを有する。制御部22Dは、モータ40のコイルに発生する逆起電力を検出する逆起電力検出手段23を有する。そして、電源装置10Dの制御部12Dと、モータ駆動装置20Dの制御部22Dとは、ライン26により接続されている。
The
逆起電力検出手段23は、逆起電力の大きさをセンサ41からの情報に基づき、モータ40の速度により算出する。
The back electromotive force detection means 23 calculates the magnitude of the back electromotive force based on the information from the sensor 41 based on the speed of the
電源装置10Dの制御部12Dは、モータ駆動装置20Dの制御部22Dからライン26を介して、モータ40の動作により発生する逆起電力の大きさの情報を取得し、この逆起電力の大きさに基づき、供給電力の電圧を変える制御を行う。すなわち、モータ40の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置10Dからの供給電力の電圧を変える電圧可変手段として機能する。
The control unit 12D of the
次に、モータ駆動システム1Dの動作を図に基づき説明する。 Next, the operation of the motor drive system 1D will be described with reference to the drawings.
図13は、電源装置10Dの制御部12Dの動作例を示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation example of the control unit 12D of the
まず、電源装置10Dの制御部12Dは、モータ駆動装置20Dの制御部22Dからの逆起電力の大きさの情報に基づき、逆起電力が増加してある閾値を越えたか否かを判定する(ステップS40)。閾値は、モータ40が加速され、図5に示すように、モータ40の可動子の速度が速度v0に達して加速に影響が出始めるまえに、供給電力の電圧を上げることができるように、設定される。そして、逆起電力がある閾値を越えていない場合(ステップS40;NO)、制御部12Dは、逆起電力がある閾値を越えるまでこの動作を繰り返す。
First, the control unit 12D of the
次に、逆起電力がある閾値を越えた場合(ステップS40;YES)、制御部12Dが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を電圧E0から電圧E1に上げる(ステップS41)。このように、制御部12Dが、モータ40の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置10Dからの供給電力の電圧を変える。逆起電力の大きさはモータ40の速度に依存するので、モータ40の速度により算出される。
Then, when it exceeds a certain threshold counter electromotive force (Step S40; YES), the control unit 12D may raise the voltage of power supplied from the
次に、制御部12Dが、モータ駆動装置20Dからの情報に基づき、モータ40の可動子の加速が終了したか否かを判定する(ステップS42)。そして、モータ40の可動子の加速が終了していない場合(ステップS42;NO)、制御部12Dは、加速が終了するまでこの動作を繰り返す。
Next, the control unit 12D determines whether or not the acceleration of the mover of the
次に、モータ40の可動子の加速が終了した場合(ステップS42;YES)、制御部12Dが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を元の電圧E0に戻す(ステップS43)。
Then, if the acceleration of the mover of the
次に、制御部12Dは、モータ駆動装置20Dからの情報に基づき、モータ40の減速を開始するか否かを判定する(ステップS44)。そして、モータ40が減速を開始しない場合(ステップS44;NO)、制御部12Dは、モータ40が減速を開始するまでこの動作を繰り返す。そして、モータ40が減速を開始する場合(ステップS44;YES)。制御部12Dが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を上げる(ステップS45)。
Next, the control unit 12D determines whether to start decelerating the
次に、制御部12Dは、制御部22Dからの逆起電力の大きさの情報に基づき、逆起電力が減少してある閾値より下がったか否かを判定する(ステップS46)。そして、逆起電力がある閾値より下がっていない場合(ステップS46;NO)、制御部12Dは、逆起電力がある閾値より下がるまでこの動作を繰り返す。 Next, the control unit 12D determines whether or not the back electromotive force has fallen below a threshold value based on the information on the magnitude of the back electromotive force from the control unit 22D (step S46). If the counter electromotive force has not fallen below a certain threshold value (step S46; NO), the control unit 12D repeats this operation until the counter electromotive force falls below a certain threshold value.
次に、逆起電力がある閾値より下がった場合(ステップS46;YES)、制御部12Dが、電圧調節部11からの供給電力の電圧を電圧E0に戻す(ステップS47)。このように、制御部12Dが、モータ40の動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、電源装置10Dからの供給電力の電圧を変える。
Next, when it falls below a certain threshold counter electromotive force (Step S46; YES), the control unit 12D returns an voltage of power supplied from the
このように本実施形態によれば、上記実施形態の効果に加え、モータ40の動作により発生する逆起電力の大きさに基づくので、供給電力の電圧の上昇を必要なタイミングで的確に判別できる。そして、逆起電力の大きさに基づき、電源装置10Dからの供給電力の電圧を変えることにより、高加速度で、高速に応答できるモータの制御を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiment, since it is based on the magnitude of the back electromotive force generated by the operation of the
なお、第1から第4実施形態において、モータ40が回転モータである場合、センサ41は、回転モータの回転子の回転数等を検出する。回転モータを目標の回転数にまで高加速度で加速させる場合や減速させる場合において、リニアモータと同様の効果を得ることができる。
In the first to fourth embodiments, when the
また、上記実施形態におけるモータ40は、直流モータでもよい。直流モータでも、高応答性および高加速度性が必要とされる場合、上記実施形態の制御方法等を適用できる。
また、モータ駆動装置に電源装置を組み込んだモータの駆動装置でもよい。この場合、上記実施形態の制御方法等を取り入れたモータ駆動装置として一体型にすることができる。
The
Further, a motor driving device in which a power supply device is incorporated in the motor driving device may be used. In this case, the motor driving device incorporating the control method of the above embodiment can be integrated.
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiments. Each of the embodiments described above is an exemplification, and any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and has the same operational effects can be used. It is included in the technical scope of the present invention.
10A、10B、10C、10D・・・電源装置(電源)、 11・・・電圧調節部(電圧上昇手段、電圧下降手段)、 12A、12B、12C、12D・・・制御部(制御部、電圧上昇手段、電圧下降手段) 20A、20B、20D モータ駆動装置(モータ駆動手段)、 21・・・電力変換部、 22A、22B、22D・・・制御部、 23・・・逆起電力検出手段、 30A、30C・・・上位コントローラ(指令手段)、 40・・・モータ 10A, 10B, 10C, 10D ... power supply device (power supply), 11 ... voltage adjustment unit (voltage increase means, voltage decrease means), 12A, 12B, 12C, 12D ... control unit (control unit, voltage) 20A, 20B, 20D Motor drive device (motor drive means), 21 ... Power conversion unit, 22A, 22B, 22D ... Control unit, 23 ... Back electromotive force detection unit, 30A, 30C ... Host controller (command means), 40 ... Motor
Claims (10)
前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記電源からの供給電力の電圧を、基準電圧より高い電圧まで上げる電圧上昇ステップと、
前記モータの速度が等速になった状態で、前記電源からの供給電力の電圧を、前記基準電圧より低い電圧まで下げる基準電圧下降ステップと、
前記モータが停止したとき、前記供給電力の電圧を、前記基準電圧まで戻す電圧下降ステップと、
を有することを特徴とするモータ制御方法。 Prepare a power supply to supply power to the motor drive means to drive the motor,
A voltage increasing step for raising the voltage of the power supplied from the power source to a voltage higher than a reference voltage based on the start of acceleration or deceleration of the motor;
A reference voltage lowering step for lowering the voltage of the power supplied from the power source to a voltage lower than the reference voltage in a state where the speed of the motor is constant ;
A voltage lowering step for returning the voltage of the supplied power to the reference voltage when the motor is stopped ;
A motor control method characterized by comprising:
前記電圧下降ステップが、前記供給電力の電流が減少した場合に、前記電圧を戻すことを特徴とする請求項1記載のモータ制御方法。 The voltage increasing step increases the voltage when the current of the supplied power increases;
The motor control method according to claim 1, wherein the voltage dropping step returns the voltage when the current of the supplied power decreases.
前記電圧下降ステップが、前記モータ駆動手段からの情報に基づき、前記モータの停止を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のモータ制御方法。 The voltage increase step detects the start of acceleration or deceleration of the motor based on information from the motor driving means,
The motor control method according to claim 1, wherein the voltage drop step detects stop of the motor based on information from the motor driving unit.
前記電圧下降ステップが、前記モータ駆動手段に前記モータの動作の指令を出す指令手段からの情報に基づき、前記モータの停止を検出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のモータ制御方法。 The voltage increase step detects the start of acceleration or deceleration of the motor based on information from a command unit that issues a command for operation of the motor to the motor drive unit;
4. The stop of the motor is detected based on information from a command unit that issues a command to operate the motor to the motor driving unit. 5. The motor control method according to item.
前記電圧下降ステップが、前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電圧を戻すことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータ制御方法。 The voltage increasing step increases the voltage based on the magnitude of the back electromotive force generated by the operation of the motor,
5. The motor control method according to claim 1, wherein the voltage drop step returns the voltage based on a magnitude of a counter electromotive force generated by the operation of the motor.
前記電圧調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記モータの加速または減速の開始に基づき、前記供給電力の電圧を、基準電圧より高い電圧まで上げる電圧上昇手段と、
前記モータの速度が等速になった状態で、電源からの供給電力の電圧を、前記基準電圧より低い電圧まで下げる基準電圧下降手段と、
前記モータが停止したとき、前記供給電力の電圧を、前記基準電圧まで戻す電圧下降手段と、
を有することを特徴とする電源装置。 A voltage adjusting unit for adjusting a voltage of a supply voltage supplied to the motor driving means for driving the motor;
A controller for controlling the voltage regulator;
With
The controller is
Voltage raising means for raising the voltage of the supplied power to a voltage higher than a reference voltage based on the start of acceleration or deceleration of the motor;
In a state where the speed of the motor becomes constant speed, and the reference voltage lowering means for the voltage of power supplied from the power supply, down to a voltage lower than the reference voltage,
Voltage lowering means for returning the voltage of the supplied power to the reference voltage when the motor is stopped ;
A power supply device comprising:
前記制御部が、前記モータの動作により発生する逆起電力の大きさに基づき、前記電圧を変える制御を行うことを特徴とする請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の電源装置。 A voltage adjusting unit for adjusting the voltage of the power supplied to the motor driving means for driving the motor;
10. The power supply device according to claim 6, wherein the control unit performs control to change the voltage based on a magnitude of a back electromotive force generated by operation of the motor. 11. .
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