JPH0161031B2 - - Google Patents

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JPH0161031B2
JPH0161031B2 JP55108499A JP10849980A JPH0161031B2 JP H0161031 B2 JPH0161031 B2 JP H0161031B2 JP 55108499 A JP55108499 A JP 55108499A JP 10849980 A JP10849980 A JP 10849980A JP H0161031 B2 JPH0161031 B2 JP H0161031B2
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JP
Japan
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signal
circuit
output
motor
phase
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JP55108499A
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Japanese (ja)
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JPS5734786A (en
Inventor
Tadahiro Ono
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.)
TOEI DENKI SEISAKUSHO KK
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
TOEI DENKI SEISAKUSHO KK
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Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd, TOEI DENKI SEISAKUSHO KK filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP10849980A priority Critical patent/JPS5734786A/en
Publication of JPS5734786A publication Critical patent/JPS5734786A/en
Publication of JPH0161031B2 publication Critical patent/JPH0161031B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期電動機の速度制御装置に係りとく
に回転信号のフイードバツク用としてインダクト
シン、レゾルバの如き位相変調信号を発生する検
出器を設けたことを特徴とする新規な同期電動機
の駆動制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a speed control device for a synchronous motor, and more particularly, to a speed control device for a synchronous motor. The present invention relates to a drive control device for a synchronous motor.

直流ブラシレスモータの如くロータ側に永久磁
石を設けて界磁を形成し、固定側に励磁電流を与
える同期モータ等においては永久磁石の回転位置
に対しその発生トルクにいくらか変化がありとく
にこのような同期モータをサーボモータとして用
いる場合には発生トルクが変動すること、とくに
スタート時におけるトルクが一定にならないため
好ましくなかつた。同期電動機の中の磁石モータ
に関してすでに特開昭54−68914号公報「直流ブ
ラシレスモータ」が公知である。
In synchronous motors, such as DC brushless motors, in which a permanent magnet is installed on the rotor side to form a field and an exciting current is applied to the stationary side, the generated torque changes somewhat depending on the rotational position of the permanent magnet. When a synchronous motor is used as a servo motor, the generated torque fluctuates, especially at the time of starting, which is not constant, which is undesirable. Regarding a magnet motor in a synchronous motor, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-68914 ``DC Brushless Motor'' is already known.

この先行技術においては第1図に示すようにホ
ール素子等の磁気感応素子を用いてブラシレスモ
ータの回転位置によるトルクの変動を抑える方式
が示されている。
In this prior art, as shown in FIG. 1, a method is shown in which a magnetically sensitive element such as a Hall element is used to suppress fluctuations in torque due to the rotational position of a brushless motor.

同図に示される如くホール素子の出力はブラシ
レスモータの回転子の角度に対応した磁界の影響
をうけて変化しパルス幅変調回路PWMへ入力さ
れその出力がブラシレスモータの電機子巻線へ与
えられるようにするものである。
As shown in the figure, the output of the Hall element changes under the influence of the magnetic field corresponding to the angle of the rotor of the brushless motor, is input to the pulse width modulation circuit PWM, and the output is given to the armature winding of the brushless motor. It is intended to do so.

しかし第1図の制御方式においては (イ) ホール素子を互いに90゜位相差を設けて取付
けること、又その取付状態が保たれることが必
要であり、 (ロ) 又ホール素子の温度特性によつて出力が変化
すること (ハ) 工作機械等の駆動用に利用しようとする場
合、位置、速度の両方のフイードバツク制御用
の検出器を用いる必要があること、 などの種々の問題点が指摘できる。
However, in the control method shown in Figure 1, (a) it is necessary to install the Hall elements with a 90° phase difference from each other, and it is necessary to maintain that installation condition, and (b) it is necessary to change the temperature characteristics of the Hall elements. Various problems have been pointed out, such as (c) the need to use a detector for feedback control of both position and speed when using it for driving machine tools, etc. can.

第1図ロは本発明の原理を示すブロツク図で同
図イと比べるとレゾルバの如き位相変調信号を発
生する装置をモータの出力軸に取付け図示のよう
に掛算器、PWMを介してモータの回転速度を制
御しようとするものである。
Figure 1B is a block diagram showing the principle of the present invention.Compared with Figure 1B, a device that generates a phase modulation signal, such as a resolver, is attached to the output shaft of the motor. The purpose is to control the rotation speed.

本発明の目的は通常、モータの位置フイードバ
ツク用に利用されるレゾルバ、インダクトシンな
ど位相変調信号を発する検出器からの信号を用い
て同期電動機を一定トルクで回動せしめる制御装
置を提供せんとするものであり、さらに他の目的
は速度フイードバツク信号を前記位相変調信号か
ら直接得るようにしたこと即ち位置、速度の両方
のフイードバツク信号を1つの検出器から得るよ
うにした同期電動機の駆動制御装置を提供するも
のであり、さらに他の目的はモータとレゾルバ等
の取付け状態を電気的に調整せしめるようにした
駆動制御装置を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a control device that rotates a synchronous motor with a constant torque using signals from a detector that emits a phase modulation signal, such as a resolver or an inductor, which is normally used for motor position feedback. Another object of the present invention is to obtain a speed feedback signal directly from the phase modulation signal, that is, to obtain a synchronous motor drive control device in which both position and speed feedback signals are obtained from one detector. Another object of the present invention is to provide a drive control device that electrically adjusts the mounting state of a motor, a resolver, etc.

以下本発明の実施例を第2図乃至第8図によつ
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 8.

第2図において、11は数値制御装置であつて
同制御装置11内には同期電動機20の回転速度
値に対応した指令値電圧NrにVrefを与える速度
指令値発生部11−1が設けられている。11−
2は位置フイードバツク量を算出する演算部であ
つて同図においては演算部11−2へは、後述す
る位相変調信号発生部21から位相変調信号Esin
(ωt+θ)が入力されている。
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a numerical control device, and within the control device 11 there is provided a speed command value generating section 11-1 that gives Vref to the command value voltage Nr corresponding to the rotational speed value of the synchronous motor 20. There is. 11-
Reference numeral 2 denotes a calculation unit that calculates the amount of position feedback.
(ωt+θ) is input.

12は加算器であつて指令速度に対応する指令
値電圧Vrefと速度信号変換部15の出力K2・E
dθ/dtとの差電圧(以下誤差信号ERRと称す)を算 出する。13は誤差信号ERRをK1倍に増幅する
増幅器、14は掛算器であつてそのA端子には増
幅器13の出力K1・ERRが入力され又B端子に
は検出器21出力である位相変調信号Esin(ωt+
θ)が入力されており従つてその出力は K1・ERR・Esin(ωt+θ)=EK1(Vref−K
2Edθ/dt)・sin(ωt+θ) として与えられるようになつている。16は同期
整流部であつて前記掛算器14の出力を基準信号
S1で同期整流する。17は電力増幅部でその出
力は同期電動機20の一方の極に対応する巻線に
与えられる。
Reference numeral 12 denotes an adder which outputs the command value voltage Vref corresponding to the command speed and the output K2 · E of the speed signal converter 15.
The difference voltage between dθ/dt (hereinafter referred to as error signal ERR) is calculated. 13 is an amplifier that amplifies the error signal ERR by a factor of K1 , and 14 is a multiplier whose A terminal receives the output K1 ·ERR of the amplifier 13, and its B terminal receives the phase modulation signal which is the output of the detector 21. Signal Esin(ωt+
θ) is input, so its output is K 1・ERR・Esin(ωt+θ)=EK 1 (Vref−K
2 Edθ/dt)・sin(ωt+θ). 16 is a synchronous rectifier which converts the output of the multiplier 14 into a reference signal.
Synchronous rectification is performed with S1. Reference numeral 17 denotes a power amplifier whose output is applied to a winding corresponding to one pole of the synchronous motor 20.

又掛算器14の出力はもう1つの同期整流部1
8にも与えられ基準信号S2により同期整流され
さらに電力増幅部19を介してもう一方の極に対
応する巻線に与えられる。ここで信号S1、S2は
発振器23から与えられる互いに90゜位相の異な
る矩形波S1、S2又は正弦波S1S、S2Sの電圧であ
つて正弦波の場合 S1S=Esin(ωt+θ) S2S=Ecos(ωt+θ) である。
Also, the output of the multiplier 14 is another synchronous rectifier 1
8, is synchronously rectified by the reference signal S2, and is further applied to the winding corresponding to the other pole via the power amplifying section 19. Here, the signals S1 and S2 are voltages of rectangular waves S1 and S2 or sine waves S1S and S2S, which are given by the oscillator 23 and have a phase difference of 90 degrees from each other. In the case of a sine wave, S1S=Esin (ωt+θ) S2S=Ecos (ωt+θ) It is.

検出器21は前述した如く位相変調信号Esin
(ωt+θ)を発するもので電動機20の出力軸か
ら回転駆動される場合はレゾルバを検出器として
用いることができる。
The detector 21 receives the phase modulation signal Esin as described above.
(ωt+θ) and is rotationally driven from the output shaft of the electric motor 20, a resolver can be used as a detector.

又電動機20によつて直線移動する運動体を介
して位相変調信号を取り出す場合にはその検出器
としてインダクトシンを用いることができる。
Further, when a phase modulation signal is extracted via a moving body linearly moved by the electric motor 20, an inductosin can be used as the detector.

検出器21には励磁用電圧として前述したS1、
S2又はS1S、S2Sが用いられる。
The detector 21 is supplied with the above-mentioned excitation voltage S1,
S2, S1S, and S2S are used.

15は位相変調信号Esin(ωt+θ)からθに関
する速度信号すなわち時間微分信号dθ/dtを得るた めの速度信号変換部である。位相変調信号から上
記速度信号を得る方法としては種々あり、例えば
第3図に説明する如きデイジタルな処理を介して
一旦θをとり出しこれを時間微分する方法は公知
であるが回路構成が比較的複雑化するので第4図
に示すようなアナログ処理方式による回路構成を
用いることが好しい。
Reference numeral 15 denotes a speed signal converter for obtaining a speed signal with respect to θ, that is, a time differential signal dθ/dt from the phase modulation signal Esin (ωt+θ). There are various methods for obtaining the speed signal from the phase modulation signal. For example, a method is known in which θ is first extracted through digital processing and then differentiated with respect to time, as shown in FIG. 3, but the circuit configuration is relatively simple. Since the process becomes complicated, it is preferable to use a circuit configuration based on an analog processing method as shown in FIG.

速度信号変換部15の出力K2Edθ/dt(第4図参 照)は前述した如く加算器12へ入力され誤差信
号ERRを形成している。22は検出器21の出
力に含まれる信号θに関して同期電動機20の回
転軸の向きが一定の角度位置にあるときすなわち
最大トルクを発生するときθ=0となるよう検出
器21の取付状態を精確にセツトすることが困難
である場合このずれを電気的に調整するための位
相調整回路である。(詳細は第7図参照)尚前述
した速度信号変換部15を設ける代りに数値制御
装置11内に設けられている位置信号変換部11
−2を利用しここで与えられる信号θを時間微分
する方式を説明する。第3図に示すように位置信
号変換部11−2では通常、一方基準信号S1(矩
形波の場合)の立上り時刻から位相変調信号Esin
(ωt+θ)がゼロクロスする時刻(t1、t2など)
までの間の位相差θ1、θ2中に介在するクロツクパ
ルスの数n1、n2を求める。今Δn=|n2−n1|を
考えるとこのΔnは励磁信号の一周期1/(ω/
2π)=Δtの間に同期電動機20が回転した量(角
度)に対応している。従つてωが速度検出のため
の精度に見合う程度に十分大きいとすればこの
Δnは一周期Δt間の回転量(移動量)すなわち速
度に対応するのである。それ故第2図で破線で示
す11−3をこのΔnを算出し且つこれをD/A
変換する回路構成とすることにより変換部15の
代りをさせることができる。
The output K 2 Edθ/dt (see FIG. 4) of the speed signal converter 15 is input to the adder 12 as described above to form the error signal ERR. 22, the mounting state of the detector 21 is precisely adjusted so that θ=0 when the direction of the rotating shaft of the synchronous motor 20 is at a certain angular position with respect to the signal θ included in the output of the detector 21, that is, when maximum torque is generated. This is a phase adjustment circuit for electrically adjusting this shift when it is difficult to set the phase difference. (See FIG. 7 for details.) In place of the speed signal converter 15 described above, a position signal converter 11 is provided in the numerical control device 11.
A method of time-differentiating the signal θ given here using -2 will be explained. As shown in FIG. 3, the position signal converter 11-2 normally converts the phase modulated signal Esin from the rising time of the reference signal S1 (in the case of a rectangular wave).
The time when (ωt+θ) crosses zero (t1, t2, etc.)
Find the numbers n1 and n2 of clock pulses intervening in the phase differences θ1 and θ2 between. Now considering Δn = |n2 − n1|, this Δn is one period of the excitation signal 1/(ω/
2π)=corresponds to the amount (angle) of rotation of the synchronous motor 20 during Δt. Therefore, if ω is sufficiently large to meet the accuracy for speed detection, this Δn corresponds to the amount of rotation (amount of movement) during one period Δt, that is, the speed. Therefore, 11-3 shown by the broken line in Fig. 2 is calculated by calculating this Δn and converting it into D/A.
The converter 15 can be replaced by a converting circuit configuration.

第4図は第2図における同期電動機として2極
の直流ブラシレスモータ20Aを用いると共に速
度信号変換部15の詳細回路の例を示す。また第
1図と同じ要素には同じ番号を付してある。
FIG. 4 shows an example of a detailed circuit of the speed signal converter 15 using a two-pole DC brushless motor 20A as the synchronous motor in FIG. Also, the same elements as in FIG. 1 are given the same numbers.

同モータ20Aのロータ20A−3には界磁極
としての永久磁石を備えており一方固定側には
cos巻線20A−1、sin巻線20A−2が互いに
90゜の位相差を設けて配設されている。
The rotor 20A-3 of the motor 20A is equipped with a permanent magnet as a field pole, while the fixed side is equipped with a permanent magnet as a field pole.
The cos winding 20A-1 and the sine winding 20A-2 are connected to each other.
They are arranged with a phase difference of 90°.

ロータ20A−3の軸24Aには検出器として
レゾルバ21Aの回転軸が結合されており同レゾ
ルバ21Aの一次側巻線21A−1,21A−2
には発振器23からEsinωt、Ecosωtが入力され
ている。レゾルバ21Aの二次側巻線21A−3
にはEsin(ωt+θ)なる如くθに関する位相変調
信号が与えられる。
The rotating shaft of a resolver 21A is coupled to the shaft 24A of the rotor 20A-3 as a detector, and the primary windings 21A-1, 21A-2 of the resolver 21A are connected to the shaft 24A of the rotor 20A-3.
Esinωt and Ecosωt are input from the oscillator 23 to . Secondary winding 21A-3 of resolver 21A
is given a phase modulation signal regarding θ such as Esin(ωt+θ).

この位相変調信号Esin(ωt+θ)を掛算器14
へ入力せしめる場合にさらに上記位相変調信号を
位相調整する回路手段22を介して前記掛算器14
への入力とするものである。
This phase modulation signal Esin (ωt+θ) is applied to the multiplier 14
The multiplier 14 is further connected to the multiplier 14 via a circuit means 22 for adjusting the phase of the phase modulated signal when inputting the phase modulated signal to the multiplier 14.
It is used as an input to

この位相調整回路22においては信号Esin(ωt
+θ)をEsin(ωt+θ−)の如くだけ位相を
変化させる。このように位相角θをθ−と調整
することによりレゾルバ21Aの二次巻線21A
−3と、モータ20Aの界磁極との結合時の取付
誤差Δθを補正するものである。このように電気
的な位相調整回路22を設けることによつて精確
な調整作業を必要とする機械的な位相調整を電気
的な調整方法に変換することができるようになつ
ている。
In this phase adjustment circuit 22, the signal Esin(ωt
+θ) by changing the phase by Esin(ωt+θ−). By adjusting the phase angle θ to θ− in this way, the secondary winding 21A of the resolver 21A
-3 and the field pole of the motor 20A is corrected for the installation error Δθ. By providing the electrical phase adjustment circuit 22 in this way, it is possible to convert mechanical phase adjustment, which requires precise adjustment work, into an electrical adjustment method.

位相調整回路22は、第9図に示されるように
抵抗、コンデンサからなる位相遅れ(進み)回路
により実施することができる。
The phase adjustment circuit 22 can be implemented by a phase delay (lead) circuit consisting of a resistor and a capacitor, as shown in FIG.

次に第4図の速度信号検出部15の実施例回路
ブロツク図を説明する。同図において時間に関し
て微分回路15−1へは位相変調信号Esin(ωt+
θ)が入力される。従つて微分回路15−1の出
力は図中に示される如く E(ω+dθ/dt)cos(ωt+θ) となる。微分回路15−1出力は選択増幅回路1
5−3、波形整形回路15−2にそれぞれ入力さ
れている。
Next, a circuit block diagram of an embodiment of the speed signal detection section 15 shown in FIG. 4 will be explained. In the figure, the phase modulation signal Esin(ωt+
θ) is input. Therefore, the output of the differentiating circuit 15-1 is E(ω+dθ/dt)cos(ωt+θ) as shown in the figure. Differentiator circuit 15-1 output is selective amplifier circuit 1
5-3 and a waveform shaping circuit 15-2.

波形整形回路15−2では微分出力波を矩形波
に整形するものであつて得られたこの矩形波をフ
ーリエ級数であらわすと Eωcos(ωt+θ)+Σf(nωt) となる。
The waveform shaping circuit 15-2 shapes the differential output wave into a rectangular wave, and the obtained rectangular wave is expressed as a Fourier series as Eωcos(ωt+θ)+Σf(nωt).

前記選択増幅器15−3においては前記微分出
力と波形整形回路出力との差のうち基本波周波数
(ω/2π)に関する成分を増幅する、即ち差 〔Eωcos(ωt+θ)+Edθ/dtcos(ωt+θ)〕−〔
Eωcos(ωt+θ)+Σf(nωt)〕 =Edθ/dtcos(ωt+θ)−Σf(nωt) を、ω/2πのみについてK2倍に増幅するのでそ
の出力は K2Edθ/dtcos(ωt+θ) として与えられる。
The selection amplifier 15-3 amplifies the component related to the fundamental frequency (ω/2π) of the difference between the differential output and the waveform shaping circuit output, that is, the difference [Eωcos (ωt+θ)+Edθ/dtcos (ωt+θ)]− [
Eωcos(ωt+θ)+Σf(nωt)] = Edθ/dtcos(ωt+θ)−Σf(nωt) is amplified by K2 only for ω/2π, so the output is given as K 2 Edθ /dtcos(ωt+θ).

15−4はトランスであつて出力信号K2E
dθ/dt・cos(ωt+θ)のドリフトを取除く。トラン ス15−4の二次側信号K2Edθ/dtcos(ωt+θ)は 前記波形整形回路15−2の出力信号を基準信号
として同期整流回路15−5により同期整流され
る。従つて同回路15−5の出力Nは N=K2Edθ/dt となる。
15-4 is a transformer which outputs the output signal K 2 E
Remove the drift of dθ/dt・cos(ωt+θ). The secondary side signal K 2 Edθ/dtcos (ωt+θ) of the transformer 15-4 is synchronously rectified by a synchronous rectifier circuit 15-5 using the output signal of the waveform shaping circuit 15-2 as a reference signal. Therefore, the output N of the circuit 15-5 is N=K 2 Edθ/dt.

さらに第4図において同期整流回路16へは掛
算器14の出力であるK1・(Nr−N)・Esin(ωt
+θ−)が入力される。従つて同期整流回路1
6の出力はK1E(Nr−N)cosθとなる。電力増幅
部17は信号加算部17−1、電流制御増幅器1
7−2およびパルス幅変調回路17−3を介して
モータ20Aのcos巻線に電流が供給されるよう
になつている。又その途中電流検出部17−4を
介して前記加算部17−1へcos巻線供給電流が
フイードバツクされている。又sin巻線20A−
2に与えられる回路18,19−1,19−2,
19−3,19−4が同様な構成として示されて
いる。
Further, in FIG. 4, the output of the multiplier 14, K1・(Nr−N)・Esin(ωt
+θ−) is input. Therefore, synchronous rectifier circuit 1
The output of 6 is K 1 E(Nr-N)cosθ. The power amplification section 17 includes a signal addition section 17-1 and a current control amplifier 1.
Current is supplied to the cos winding of the motor 20A via the pulse width modulation circuit 7-2 and the pulse width modulation circuit 17-3. Further, the current supplied to the cos winding is fed back to the adding section 17-1 through the current detecting section 17-4. Also sin winding 20A-
2, the circuits 18, 19-1, 19-2,
19-3 and 19-4 are shown as having similar configurations.

第5図イは第4図の同期整流回路16、電力増
幅部17の回路パルス幅変調回路17−3ブロツ
クを示し同図ロは電流検出部17−4とモータ2
0Aのcos巻線、sin巻線の接続を示しており、同
図ロにおいて、パワトランジスタTr1〜Tr4の
各ベースにはパルス幅変調されたゲート信号G1
〜G4が入力されcos巻線に対してはゲート信号
G1、G4が又sin巻線に対してはゲート信号G2、
G3がON状態のとき電流が供給されるようになつ
ている。
5A shows the circuit pulse width modulation circuit 17-3 block of the synchronous rectifier circuit 16 and power amplification section 17 in FIG. 4, and FIG. 5B shows the current detection section 17-4 and the motor 2
The connection between the 0A cos winding and the sine winding is shown.
~G4 is input and gate signal for cos winding
G1 and G4 are also gate signal G2 for sin winding,
Current is supplied when G3 is in the ON state.

例えばゲート信号G1がONのときcos巻線へ流
れる電流icは電源Vcc1の(+)側からTr1のコ
レクタ→エミツタ→抵抗RC→cos巻線→点CM→
Vccの(−)の如く流れる。第5図イの電流検出
部17−4は抵抗RCに対応しておりその両端の
電圧降下分Vcをとり出すようになつている。同
様に抵抗RSはsin巻線用の電流検出部19−4に
対応している。
For example, when the gate signal G1 is ON, the current ic flowing to the cos winding is from the (+) side of the power supply Vcc1 to the collector of Tr1 → emitter → resistor RC → cos winding → point CM →
It flows like (-) of Vcc. The current detecting section 17-4 in FIG. 5A corresponds to the resistor RC and is adapted to extract the voltage drop Vc across the resistor RC. Similarly, the resistor RS corresponds to the current detection section 19-4 for the sin winding.

第6図は第4図の微分回路15−1の一般的な
抵抗15−1A、コンデンサ15−1Bからなる
回路構成を示す。第7図は第4図の調整回路2
2を具体化した回路であつて、演算増幅器22−
9の(マイナス)入力端子Tへは入力抵抗22−
1と並列に可変抵抗22−2、コンデンサ22−
3、抵抗22−4が接続されている。又抵抗22
−8,22−6、コンデンサ22−7がフイード
バツク回路を形成している。可変抵抗22−2を
調整することにより入力信号Esin(ωt+θ)に対
し出力は−Esin(ωt+θ−)となりここでは
正、負すなわち位相遅れ、又は進みのいづれにも
対応できるようになつている。22−5はグラン
ドGとの間に設けられている抵抗である。
FIG. 6 shows a general circuit configuration of the differential circuit 15-1 shown in FIG. 4, consisting of a resistor 15-1A and a capacitor 15-1B. Figure 7 shows the adjustment circuit 2 in Figure 4.
2, which is an operational amplifier 22-
The input resistor 22- is connected to the (minus) input terminal T of 9.
1, variable resistor 22-2, capacitor 22-
3. A resistor 22-4 is connected. Also resistance 22
-8, 22-6, and capacitor 22-7 form a feedback circuit. By adjusting the variable resistor 22-2, the output becomes -Esin(ωt+θ-) with respect to the input signal Esin(ωt+θ), which can correspond to either positive, negative, ie, phase lag, or lead. 22-5 is a resistor provided between the ground G and the ground G.

第8図は第2図、第4図の同期整流部16を具
体化した回路を示す。
FIG. 8 shows a circuit embodying the synchronous rectifier 16 of FIGS. 2 and 4. In FIG.

16Aは入力信号(同期整流用のスイツチング
用信号)S1Sを波形整形し矩形波とする整形回
路、16−1,16−2はそれへの入力信号の位
相をπだけずらすための増幅回路である。
16A is a shaping circuit that shapes the input signal (switching signal for synchronous rectification) S1S into a rectangular wave, and 16-1 and 16-2 are amplifier circuits that shift the phase of the input signal to it by π. .

トランジスタFET1へのスイツチング1は増
幅回路16−1出力である矩形波信号S1QAがH
レベル(論理1)のときゲートg1はHレベルと
なりそれ故FET1はON状態となりS1QA=1の
間、掛算器14の出力K1E(Nr−N)sin(ωt+θ
−)は正符号でありソースSo1、ドレインdr
1および抵抗raを介して加算器16−3へ入力さ
れている。
Switching 1 to transistor FET1 is performed when the rectangular wave signal S1QA, which is the output of the amplifier circuit 16-1, is high.
When the level (logic 1) is high, gate g1 becomes H level, therefore FET1 is in ON state, and while S1QA=1, the output of multiplier 14 is K 1 E (Nr - N) sin (
−) is a positive sign, source So1, drain dr
1 and is input to the adder 16-3 via the resistor ra.

又信号S1QAがLレベル(論理=0)のときに
は矩形波信号S1QAはHレベルであつてそのとき
は又前記掛算器14の出力は負符号であり同出力
信号は増幅回路16−2で反転され正信号となり
トランジスタFET2のソースSo2へ与えられて
おり今FET2はON状態であるのでドレインdr
2、抵抗rbを介して加算器16−3へ入力されて
いる。従つて加算器16−3の出力には掛算器1
4の出力を信号S1(sinωt)を基準信号として同
期整流された(全波整流)信号K1E(Nr−N)
cosθが与えられるようになつている。
Furthermore, when the signal S1QA is at L level (logic = 0), the rectangular wave signal S1QA is at H level, and at that time, the output of the multiplier 14 has a negative sign, and the output signal is inverted by the amplifier circuit 16-2. It becomes a positive signal and is given to the source So2 of transistor FET2, and since FET2 is currently in the ON state, the drain dr
2. It is input to the adder 16-3 via the resistor rb. Therefore, the output of adder 16-3 is multiplier 1.
The output of 4 is synchronously rectified using signal S1 (sinωt) as a reference signal (full wave rectification) signal K 1 E (Nr - N)
cosθ is now given.

尚以上第4図のモータ20Aは2極モータを例
としたが4極、6極等の場合は第4図のPWM1
7−3,19−3の出力を分岐して各巻線に与え
ればよい。
The motor 20A in Figure 4 above uses a 2-pole motor as an example, but in the case of a 4-pole, 6-pole, etc.
The outputs of 7-3 and 19-3 may be branched and applied to each winding.

以上説明したように本発明においては検出器と
してレゾルバ、インダクトシン等の如く、位相変
調信号を与える検出器を用いてこれより位置の外
に速度信号を得るようにしたので従来の如く速度
信号を得るためタコメータジエネレータ等を取付
ける必要もなく数値制御工作機械等のサーボ駆動
系に用いる場合に有利である。
As explained above, in the present invention, a detector that gives a phase modulation signal, such as a resolver or an inductosyn, is used as a detector to obtain a speed signal outside the position, so that the speed signal can be It is advantageous when used in a servo drive system of a numerically controlled machine tool, etc., since there is no need to install a tachometer generator or the like to obtain this.

又本発明においては掛算器を用いてその一方の
入力信号として前記位相変調信号Esin(ωt+θ)
を入力せしめこの掛算器出力を同期整流の後電力
増幅して電動機のsin巻線、cos巻線にそれぞれ与
えるようにしているので従来の方式に比し簡単な
アナログ回路構成となつている。
Further, in the present invention, a multiplier is used to input the phase modulation signal Esin(ωt+θ) as one input signal.
This multiplier output is synchronously rectified, then power amplified and applied to the sine and cosine windings of the motor, respectively, resulting in a simpler analog circuit configuration than conventional systems.

さらに本発明においては電気的な位相調整回路
(調整)を用いるようにしているのでレゾルバ、
インダクトシンを取付ける作業が従来の場合に比
べ大いに単純化された。さらに本発明においては
速度信号検出器を微分回路、選択増幅等の回路を
用いた簡単なアナログ回路で実施することによつ
て第4図に示されるように指令電圧Nrを入力と
するところの全体をアナログ回路構成としたモー
タ20Aに対するコントローラを形成しており、
これらをユニツト化することにより単体としての
速度制御装置を構成することができるものであつ
て現在工作機械の駆動系にみられるデイジタル制
御方式のような複雑化を避けることができた。す
なわち信号Nrを与える数値制御装置と別個にサ
ーボ駆動系を構成できるものである。
Furthermore, in the present invention, since an electrical phase adjustment circuit (adjustment) is used, the resolver,
The work of installing the inductosin is greatly simplified compared to the conventional case. Furthermore, in the present invention, by implementing the speed signal detector with a simple analog circuit using a differentiating circuit, a selective amplification circuit, etc., the entire system that receives the command voltage Nr as an input, as shown in FIG. forms a controller for the motor 20A, which has an analog circuit configuration.
By combining these into a unit, it is possible to construct a single speed control device, and it is possible to avoid the complexity of the digital control system currently seen in drive systems of machine tools. That is, the servo drive system can be constructed separately from the numerical control device that provides the signal Nr.

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

第1図イ,ロは従来方式と本発明方式の原理を
説明するブロツク図、第2図は本発明による駆動
制御装置の要部ブロツク図、第3図は速度信号を
デイジタル処理して得る方式の説明図、第4図は
本発明を2相ブラシレス同期モータに適用したと
きの回路構成ブロツク図、第5図イは同期整流と
電力増幅部のブロツク図、同図ロはモータのsin、
cos巻線へ流れる電流を形成する回路図、第6図
は微分回路の一例回路図、第7図は位相調整(
調整)回路図、第8図は同期整流回路図である。 11……数値制御装置、14……掛算器、15
……速度信号検出部、16,18……同期整流回
路、17,19……電力増幅部、20……同期電
動機、21……位相変調信号発生部、22……位
相調整回路、23……発振器。
Figures 1A and 1B are block diagrams explaining the principles of the conventional system and the system of the present invention, Figure 2 is a block diagram of the main part of the drive control device according to the present invention, and Figure 3 is a system obtained by digitally processing speed signals. FIG. 4 is a circuit configuration block diagram when the present invention is applied to a two-phase brushless synchronous motor, FIG.
A circuit diagram that forms the current flowing to the cos winding, Figure 6 is an example circuit diagram of a differential circuit, and Figure 7 is a phase adjustment (
Adjustment) circuit diagram, FIG. 8 is a synchronous rectification circuit diagram. 11... Numerical control device, 14... Multiplier, 15
... Speed signal detection section, 16, 18 ... Synchronous rectification circuit, 17, 19 ... Power amplification section, 20 ... Synchronous motor, 21 ... Phase modulation signal generation section, 22 ... Phase adjustment circuit, 23 ... oscillator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 同期電動機の駆動制御装置において、同電動
機の出力回転軸の回動に対応して駆動されると共
に前記電動機回転軸の回転角θを含む位相変調信
号Esin(ωt+θ)を与える位相変調信号発生手段
と、 前記位相変調信号を時間微分する微分回路、同
時間微分信号を矩形波に波形整形する波形整形回
路、前記時間微分信号と波形整形回路出力との差
を基本周波数ω/2πに関して増幅する選択増幅
回路および前記波形整形回路出力をレフアレンス
信号として前記選択増幅回路出力を同期整流する
同期整流回路を備えて構成し前記位相変調信号か
ら前記回転角信号θの時間微分に対応した信号
(K2Edθ/dt)を形成する速度信号検出部と、 前記電動機の回転速度に対応した指令値信号
(Vref)を与える速度指令値信号発生部と、 前記速度指令値信号(Vref)と前記速度信号
検出部出力K2Eとの差(ERR=Vref−K2Edθ/dt) を与える加算部と、 同加算部出力を増幅する信号増幅器と、同増幅
器出力と前記位相変調Esin(ωt+θ)との積を算
出する掛算器と、 同掛算器の出力を前記電動機のsin巻線、cos巻
線へそれぞれ供給するため分岐すると共に前記位
相変調信号の搬送周波数ω/2πを有し90゜位相差
をもつ基準信号S1、S2にて前記分岐された掛算
器出力のそれぞれを同期整流する同期整流回路お
よび電力増幅部とを備えて構成したことを特徴と
する同期電動機の駆動制御装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記掛算器
の位相変調信号の入力されるラインに位相調整回
路を設けEsin(ω+θ)に対しEsin(ω+θ−)
の如く位相調整することを特徴とする同期電動機
の駆動制御装置。 3 特許請求の範囲第1項、第2項において、前
記位相変調信号発生手段としてレゾルバを用いる
ことを特徴とする同期電動機の駆動制御装置。
[Claims] 1. A drive control device for a synchronous motor, which is driven in response to the rotation of an output rotation shaft of the motor and generates a phase modulation signal Esin (ωt+θ) that includes a rotation angle θ of the motor rotation shaft. a differentiating circuit for time-differentiating the phase-modulated signal, a waveform shaping circuit for shaping the time-differentiated signal into a rectangular wave, and a difference between the time-differentiated signal and the waveform shaping circuit output as a fundamental frequency ω. /2π, and a synchronous rectification circuit that synchronously rectifies the output of the selection amplification circuit by using the output of the waveform shaping circuit as a reference signal, and corresponds to the time differentiation of the rotation angle signal θ from the phase modulation signal. a speed signal detection unit that forms a signal (K 2 Edθ/dt); a speed command value signal generation unit that provides a command value signal (Vref) corresponding to the rotational speed of the motor; and the speed signal detector output K 2 E (ERR=Vref−K 2 Edθ/dt); a signal amplifier that amplifies the output of the adder; a multiplier for calculating the product of ωt + θ); the output of the multiplier is branched to supply the sine winding and the cosine winding of the motor, respectively; and the carrier frequency of the phase modulation signal is ω/2π; A drive control device for a synchronous motor, characterized in that it comprises a synchronous rectifier circuit and a power amplification section that synchronously rectify each of the branched multiplier outputs using reference signals S1 and S2 having a phase difference. 2. In claim 1, a phase adjustment circuit is provided on the line into which the phase modulation signal of the multiplier is input, and Esin (ω + θ-) is adjusted to Esin (ω + θ).
A drive control device for a synchronous motor, characterized by adjusting the phase as shown in FIG. 3. A drive control device for a synchronous motor according to claims 1 and 2, characterized in that a resolver is used as the phase modulation signal generating means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS576584A (en) * 1980-06-12 1982-01-13 Toshiba Mach Co Ltd Controller for drive of synchronous motor

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