JPH02202392A - Current control system for ac synchronous servo motor - Google Patents

Current control system for ac synchronous servo motor

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JPH02202392A
JPH02202392A JP1017712A JP1771289A JPH02202392A JP H02202392 A JPH02202392 A JP H02202392A JP 1017712 A JP1017712 A JP 1017712A JP 1771289 A JP1771289 A JP 1771289A JP H02202392 A JPH02202392 A JP H02202392A
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JP
Japan
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phase
servo motor
current
motor
phase voltage
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Application number
JP1017712A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ikebe
池辺 洋
Shigeki Kawada
茂樹 河田
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate non-linearity and to facilitate control by subtracting the product of motor phase current and coil phase resistance from a phase voltage to be fed to a motor, then multiplying the difference by the reciprocal of the gain of a power amplifier, thereafter adding thus obtained product to a phase voltage command, and inputting to the power amplifier. CONSTITUTION:A feedback circuit 20 comprises a transfer function 21 for multiplying the phase current ic by the phase resistance R of coil, and a transfer function 22 for subtracting the output of the transfer function 21 from the phase voltage er' of a servo motor and multiplying the difference by the reciprocal of the gain G3 of a power amplifier, where the output from the transfer function 22 is added to a phase voltage command er and fed to the power amplifier. In the current control loop, each control block for the phase voltage command er and the phase current ic has constant factor and linear characteristic. In other words, when the feedback circuit 20 is provided additionally, current control system for the AC synchronous servo motor has linear characteristic and thereby influence of inductance variable with the electrical angle of rotor can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、同期型AC(交流)サーボモータの電流制御
方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a current control method for a synchronous AC (alternating current) servo motor.

従来の技術 3相の同期型ACサーボモータの場合、一般に、速度制
御ループのブロック線図は第5図に示すように表わされ
る。
In the case of a conventional three-phase synchronous AC servo motor, a block diagram of a speed control loop is generally represented as shown in FIG.

第5図において、速度ループ補償回路1は、速度指令V
cと周波数/電圧変換器9からのサーボモータの実速度
に対応する電圧との差即ち速度偏差を増幅し、トルク指
令Tcを出力し、乗算器2U、2V、2Vlt該トルク
指令と、U、V、W相の正弦波信号発生回路8U、8V
、8Wから出力されるサーボモータのロータの電気角θ
に応じて2π/3位相のずれた正弦波信号とを各々乗じ
て相電流指令1r(U)、1r(V)、ir四)を出力
する。電流ループ補償回路3U、3V、3Wは、各相電
流指令i r(U) 、  i r(V) 、  i 
r(W)と電流検出器5U、5V、5Wで検出された対
応する相電流i c(U) 、  i c(V) 、 
 i c(W)との差、即ち電流偏差を増幅し、相電圧
指令er(U)、er(V) 、 e r (W)を各
々電力増幅器4U、4V。
In FIG. 5, the speed loop compensation circuit 1 has a speed command V
c and the voltage corresponding to the actual speed of the servo motor from the frequency/voltage converter 9, that is, the speed deviation, is amplified, outputs a torque command Tc, and multipliers 2U, 2V, 2Vlt and the torque command, U, V, W phase sine wave signal generation circuit 8U, 8V
, the electrical angle θ of the servo motor rotor output from 8W
The phase current commands 1r (U), 1r (V), ir4) are output by multiplying the phase current commands by a sine wave signal with a phase shift of 2π/3 according to the phase current. The current loop compensation circuits 3U, 3V, and 3W each receive phase current commands i r (U), i r (V), i
r(W) and the corresponding phase currents i c(U), i c(V), detected by current detectors 5U, 5V, 5W,
The difference from i c (W), that is, the current deviation, is amplified, and the phase voltage commands er (U), er (V), and er (W) are sent to power amplifiers 4U and 4V, respectively.

4Wへ出力する。Output to 4W.

電力増幅器4U、4V、4Wは、トランジスタPWM回
路専で構成され、相電圧指令er(U)。
The power amplifiers 4U, 4V, and 4W are composed only of transistor PWM circuits, and have a phase voltage command er(U).

e r(V) 、 e r(14)を受信し、相電圧e
 r ’(U)。
e r(V), e r(14) are received, and the phase voltage e
r'(U).

e r ’(V)、 e r ’(讐)をサーボモータ
6の各相に印加し、サーボモータ6を駆動するものであ
る。
The servo motor 6 is driven by applying er' (V) and er' (v) to each phase of the servo motor 6.

上記周波数/電圧変換器9はサーボモータ6に取付けら
れたパルスコーダ7の出力を周波数から電圧に変換し、
サーボモータ6の実速度に応じた電圧を出力し、また、
上記正弦波信号発生回路8u、sv、awはパルスコー
ダ7から検出されるロータ位置よりロータの電気角θに
応じ、かつ、2π/3位相のずれた正弦波信号を各々出
力する。
The frequency/voltage converter 9 converts the output of the pulse coder 7 attached to the servo motor 6 from frequency to voltage,
It outputs a voltage according to the actual speed of the servo motor 6, and
The sine wave signal generating circuits 8u, sv, and aw each output a sine wave signal whose phase is shifted by 2π/3 according to the electrical angle θ of the rotor from the rotor position detected by the pulse coder 7.

なお、G1(S)は速度ループ補償回路の伝達関数で、
G2(S)は電流ループ補償回路3U。
Note that G1(S) is the transfer function of the speed loop compensation circuit,
G2(S) is a current loop compensation circuit 3U.

3V、3Wの伝達関数である。また、G3は電力増幅器
4U、4V、4Wのゲインである。
It is a transfer function of 3V and 3W. Furthermore, G3 is the gain of the power amplifiers 4U, 4V, and 4W.

上述した同期型ACサーボモータの速度制御ループの構
成9作用は従来から公知のものであり、詳細な説明は省
略する。
The structure and operation of the speed control loop of the synchronous AC servo motor described above are conventionally known, and detailed explanation will be omitted.

上記第5図において、1相の電流制御ループを取出し詳
述すると第6図に示されるブロック線図となる。
In FIG. 5, the one-phase current control loop is extracted and explained in detail, resulting in the block diagram shown in FIG. 6.

第6図において、1oはモータ部を意味し、当該相の巻
線の鎖交磁束をΦ、コイルの相抵抗をRとすると、サー
ボモータ6の当該相に印加される相電圧er’ と相電
流icとは次の第(1)式の関係が成立する。
In FIG. 6, 1o means a motor section, and if the interlinkage magnetic flux of the winding of the relevant phase is Φ, and the phase resistance of the coil is R, then the phase voltage er' applied to the relevant phase of the servo motor 6 and the phase The following equation (1) holds true for the current ic.

(d/dt) 、Φ十R−ic= er’     −
= −(1)第(1)式を変形すると、次の第(2)式
となる。
(d/dt), Φ1R-ic=er'-
= − (1) When the equation (1) is transformed, the following equation (2) is obtained.

c= (er’ −(d/dt) −Φ) −(1/R
)  ・(2)一方、コイルのインダクタンスをL(θ
)とすると、鎖交磁束Φは次の第(3)式で表わされる
c= (er' −(d/dt) −Φ) −(1/R
) ・(2) On the other hand, the inductance of the coil is L(θ
), the magnetic flux linkage Φ is expressed by the following equation (3).

Φ=L(θ)  iC・・・・・・(3)そして、イン
ダクタンスしくθ)はロータ電気角θによって変化する
ものであるから、上記第(2)式、第(3)式より、モ
ータ部10のブロック線図は第6図のように示される。
Φ=L(θ) iC (3) And since the inductance (θ) changes depending on the rotor electrical angle θ, from the above equations (2) and (3), the motor A block diagram of the section 10 is shown in FIG.

即ち、相電圧er’から伝達関数14の出力である鎖交
磁束Φの微分値を減じたものをコイルの相抵抗Rで除し
て(伝達関数11)相電流icが求められ、また、鎖交
磁束Φは、ロータ電気角θに応じたコイルインダクタン
スしくθ)(伝達関数12)と相電流icを乗算(13
)uて求められる。
That is, the phase current ic is obtained by subtracting the differential value of the flux linkage Φ, which is the output of the transfer function 14, from the phase voltage er' and dividing it by the phase resistance R of the coil (transfer function 11). The alternating magnetic flux Φ is calculated by multiplying the coil inductance (θ) (transfer function 12) according to the rotor electrical angle θ by the phase current IC (13
) u can be found.

第6図のブロック線図からも明らかのように、コイルの
インダクタンスL(θ)がロータ電気角θで変化するも
のであるから、この制御系は定係数でなく非線形である
As is clear from the block diagram of FIG. 6, since the coil inductance L(θ) changes with the rotor electrical angle θ, this control system is not a constant coefficient but nonlinear.

発明が解決しようとする課題 上述したように、同期型ACサーボモータの従来の制御
系は非線形であるため、制御系の安定性が悪く、トルク
変動、速度変動を少なくし、サーボモータを滑らかに駆
動回転させるための制御が困難であった。また、非線形
であることからゲインを高くすると発振する場合が必ず
生じ、制御系のゲインを高くすることが困難であった。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, the conventional control system for synchronous AC servo motors is non-linear, resulting in poor control system stability. It was difficult to control the driving rotation. Furthermore, since it is nonlinear, increasing the gain always causes oscillation, making it difficult to increase the gain of the control system.

ロータ電気角θで変化するコイルのインダクタンスしく
θ)の最大値しくθ)max、最小値しくθ)winの
比(L(θ)max/ L (θ)Illin)は、永
久磁石同期電動機タイプ及びコイル励磁同期電動機タイ
プの同期型ACサーボモータにおいては2以下程度であ
る場合が多いので、この非線形性が系全体の安定性にそ
れほど大きな影響を与えない。
The ratio of the maximum value (θ) max and the minimum value (θ) win of the coil inductance (θ) which changes with the rotor electrical angle θ (L(θ)max/L(θ)Illin) is based on the permanent magnet synchronous motor type and In a coil-excited synchronous motor type synchronous AC servo motor, the nonlinearity is often about 2 or less, so this nonlinearity does not have a large effect on the stability of the entire system.

しかし、可変リラクタンス型ACサーボモータにおいて
は、上記比(L(θ)wax/ L (θ)Illin
)は出力トルクと相関があり、この値ができるだけ大き
くなるように設計するため、7〜10程度の値になるこ
とが多く、そのため、可変リラクタンス型ACサーボモ
ータの場合には、上記非線形性が制御系全体の安定性に
大きな影響を及ぼす。
However, in a variable reluctance type AC servo motor, the above ratio (L(θ)wax/L(θ)Illin
) has a correlation with the output torque, and since this value is designed to be as large as possible, it is often a value of about 7 to 10. Therefore, in the case of a variable reluctance type AC servo motor, the above nonlinearity is This greatly affects the stability of the entire control system.

そこで、本発明の目的は、同期型ACザーボモータの電
流制御において、上記非線形をなくし、制御を容易にす
る電流制御方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a current control method that eliminates the above-mentioned nonlinearity and facilitates control in current control of a synchronous AC servo motor.

課題を解決するための手段 本発明は、同期型ACサーボモータの各相毎、モータの
相電流にコイルの相抵抗を乗じた値をモータに入力され
る相電圧から減じ、該減じられた値に電力増幅器のゲイ
ンの逆数を乗じて得られる値を相電圧指令に加算して電
力増幅器に入力する帰還回路を設けることによって、電
流制御系を線形化し課題を解決した。
Means for Solving the Problems The present invention subtracts, for each phase of a synchronous AC servo motor, a value obtained by multiplying the phase current of the motor by the phase resistance of the coil from the phase voltage input to the motor, and calculates the subtracted value. The problem was solved by linearizing the current control system by providing a feedback circuit that adds the value obtained by multiplying by the reciprocal of the power amplifier gain to the phase voltage command and inputs it to the power amplifier.

作  用 第1図は、本発明の作用の原理を説明する同期型ACサ
ーボモータの電流制御ループの1相分のブロック線図で
あり、第6図に示す従来の電流制御ループのブロック線
図と比較し、帰還回路20が加わっている。
Operation FIG. 1 is a block diagram for one phase of a current control loop of a synchronous AC servo motor, explaining the principle of operation of the present invention, and a block diagram of a conventional current control loop shown in FIG. 6. Compared to this, a feedback circuit 20 is added.

すなわち、該帰還回路は、相電流;Cにコイルの相抵抗
Rを乗じる伝達関数21と、ザーボモータの当該相電圧
er’から上記伝達関数21の出力を減じ、この値に電
力増幅器のゲインG3の逆数を乗じる伝達関数22、そ
して、該伝達関数22の出力を相電圧指令erに加算し
て電力増幅器に入力する構成になっている。
That is, the feedback circuit has a transfer function 21 that multiplies the phase current; A transfer function 22 is multiplied by a reciprocal, and the output of the transfer function 22 is added to the phase voltage command er and input to the power amplifier.

上記電流制御ループにおいて、相電圧指令erから相電
流iCまでのブロック線図を整理すると、(er+(e
r’−R−ic)  −(1/G3))G3=er’・
・・・・・(4) 上記第(4)式を整理すると、 c=G3(1/R)−er   ・−・−・・(5)と
なり、第1図のブロック線図は第2図のブロック線図に
書き直すことができる。
In the above current control loop, if we organize the block diagram from the phase voltage command er to the phase current iC, (er+(e
r'-R-ic) -(1/G3))G3=er'・
...(4) When formula (4) above is rearranged, c=G3(1/R)-er ...(5), and the block diagram in Fig. 1 is as shown in Fig. 2. It can be rewritten as a block diagram.

第2図に示すブロック線図から明らかのように、この電
流制御系の各制御ブロックは全て定係数であり、線形で
ある。
As is clear from the block diagram shown in FIG. 2, each control block of this current control system all has constant coefficients and is linear.

すなわち、帰還回路20を加えることにより、同期型A
Cサーボモータの電流制御系は線形となり、ロータの電
気角によって変化するインダクタンスL(θ)の影響を
消すことができる。
That is, by adding the feedback circuit 20, the synchronous type A
The current control system of the C servo motor is linear, and the influence of the inductance L(θ), which varies depending on the electrical angle of the rotor, can be eliminated.

実施例 第3図は、本発明を可変リラクタンス型ACザーボモー
タに適用した一実施例のモータ駆動制御部の本発明に係
る主要回路図、第4図の3相の可変リラクタンス型AC
サーボモータにおける固定子鉄心と、その内側に微小空
隙を介して設けられる突極ロータとの機械的配置関係を
示した略示断面図である。
Embodiment FIG. 3 is a main circuit diagram according to the present invention of a motor drive control section of an embodiment in which the present invention is applied to a variable reluctance type AC servo motor, and FIG. 4 is a three-phase variable reluctance type AC servo motor.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a mechanical arrangement relationship between a stator core in a servo motor and a salient pole rotor provided inside the stator core with a small gap therebetween.

まず、第4図を参照すると、本発明の一実施例に係る可
変リラクタンス型ACザーボモータ30は、固定子32
とその内側に設けられたロータ34とを具備し、前者の
固定子32が有する6つの固定子磁極部328〜32f
に対して微小な空隙を介して後者のロータ34は図示さ
れていないモータ軸上に取付けられた回転軸受により保
持され、回転可能に構成されている。回転ロータ34は
、非永久磁石型であることから、鉄板材の成層構造体と
して形成され、4つの突極部34a〜34dを有した8
極ロータとして形成されている。
First, referring to FIG. 4, a variable reluctance type AC servo motor 30 according to an embodiment of the present invention has a stator 32
and a rotor 34 provided inside thereof, and six stator magnetic pole portions 328 to 32f of the former stator 32.
In contrast, the latter rotor 34 is held by a rotation bearing mounted on a motor shaft (not shown) through a minute gap, and is configured to be rotatable. Since the rotating rotor 34 is of a non-permanent magnet type, it is formed as a laminated structure of iron plates, and has four salient pole parts 34a to 34d.
It is designed as a polar rotor.

他方、固定子32には各11極部32a〜32fを囲繞
して励磁巻I!4136が設けられ、本実施例ではり相
、■相、W相の相互に位相がずれた異なる3相の励磁電
流がこれらの励磁巻線を流れ、上記固定子磁極部328
〜32fを順次に磁化することにより、固定子磁極を形
成するように構成され、固定子32の中心を通る直径方
向に対向する固定子磁極部、例えば、固定子磁極部32
aと32dとは同極を形成するようになっている。この
非永夕30の回転作動原理は周知であり、上述のように
固定子磁極部32a 〜32f (32a :32d。
On the other hand, the stator 32 has an excitation winding I! surrounding each of the 11 pole parts 32a to 32f. 4136 is provided, and in this embodiment, excitation currents of three different phases, beam phase, ■ phase, and W phase, which are out of phase with each other, flow through these excitation windings, and the stator magnetic pole portion 328
~32f are configured to form stator poles by sequentially magnetizing diametrically opposed stator pole portions passing through the center of the stator 32, e.g.
a and 32d form the same polarity. The principle of rotation of the non-permanent 30 is well known, and as described above, the stator magnetic pole portions 32a to 32f (32a:32d).

32b:32e、32c:32fの3組)が交互に励磁
磁化されて1if1極を形成すると、固定子側から前記
空隙を介してロータ側に貫通する磁束流が形成され、よ
って、固定子32とロータ34間に磁気吸引力の作用に
よる回転トルクを生じてロータ34は回転するのである
。第4図に図示の状態では固定子磁極部32a、32d
の対に対してはロータ34の1対の突極34a、34G
が正対しており、このような正対した状態にない固定子
磁極部32b、32eまたは32G、32fを励磁磁化
すれば、ロータ34の突極34b、34dが正対位置に
向けて回転するものである。また、ロータ34の突fi
34a〜34dと固定子32の磁極部328〜32fの
位置関係から、即ち、ロータ34の電気角θによって各
相のリラクタンスは大きく変動し、前述したように、最
大インダクタンスL(θ)maxと最小インダクタンス
L(θ)minの比しくθ)max/ L (θ)m1
0は約7〜10程度になるように構成されている。
When the three sets (32b:32e, 32c:32f) are alternately excited and magnetized to form 1if1 pole, a magnetic flux flow is formed that penetrates from the stator side to the rotor side through the gap, and therefore, the stator 32 and Rotational torque is generated between the rotors 34 due to the action of the magnetic attraction force, and the rotors 34 rotate. In the state shown in FIG. 4, stator magnetic pole parts 32a and 32d
For the pair of salient poles 34a and 34G of the rotor 34,
are directly facing each other, and if the stator magnetic pole portions 32b, 32e or 32G, 32f that are not in the directly facing state are excited and magnetized, the salient poles 34b, 34d of the rotor 34 rotate toward the directly facing position. It is. In addition, the rotor 34
34a to 34d and the magnetic pole parts 328 to 32f of the stator 32, that is, the reluctance of each phase varies greatly depending on the electrical angle θ of the rotor 34, and as described above, the maximum inductance L(θ)max and the minimum Ratio of inductance L(θ)min θ)max/L(θ)m1
0 is configured to be about 7 to 10.

第3図に示す該可変リラクタンス型ACザーボモータの
駆動制御部は、本発明に係る主要部分のみ示しており、
同回路において、コンデンサCは、3相交流電源からの
交流入力を直流に変換する順変換回路に設けられた直流
出力取出し用のコンデンサであり、後段のモータ駆動回
路に対して00929部を成すコンデンサである。この
コンデンサCからの直流出力は前述の固定子励磁巻線3
6におけるU相、■相、W相の巻線36aと36d。
The drive control section of the variable reluctance type AC servo motor shown in FIG. 3 shows only the main parts related to the present invention.
In the same circuit, capacitor C is a capacitor for taking out DC output provided in a forward conversion circuit that converts AC input from a 3-phase AC power supply into DC, and is a capacitor that forms part 00929 of the motor drive circuit in the subsequent stage. It is. The DC output from this capacitor C is the stator excitation winding 3 mentioned above.
Windings 36a and 36d of U phase, ■ phase, and W phase in 6.

36bと36e、36Gと36fをそれぞれ励磁する周
知のPWM出力波に変換するインバータ回路を形成する
トランジスタTr1〜Tr6及びダイオードD1〜D6
とを具備したモータ駆動回路38へパルス波として供給
される。即ち、トランジスタTr1〜Tr6のオン・オ
フ順序を外部のインバータ制御回路70から選択制御し
、上記トランジスタTr1〜Tr6のオン・オフに応じ
て、上記00929部からの直流電圧パルス波形として
印加され、対応した固定子32の巻線36a〜36fに
励磁N流が流れる。上記各相の固定子巻線368〜36
fはそれぞれ直流抵抗成分とインダクタンス成分とを有
した回路素子であることは周知のとおりである。
Transistors Tr1 to Tr6 and diodes D1 to D6 form an inverter circuit that converts signals 36b and 36e, 36G and 36f into well-known PWM output waves to excite them, respectively.
The signal is supplied as a pulse wave to a motor drive circuit 38 equipped with the following. That is, the on/off order of the transistors Tr1 to Tr6 is selectively controlled by the external inverter control circuit 70, and depending on the on/off of the transistors Tr1 to Tr6, the DC voltage pulse waveform from the 00929 section is applied, and the corresponding An excitation N current flows through the windings 36a to 36f of the stator 32. Stator windings 368 to 36 for each phase above
As is well known, each of f is a circuit element having a DC resistance component and an inductance component.

上記モータ駆動回路38にはさらに、各相の励磁巻線に
直列に電流検出器408〜400がそれぞれ接続サレ、
各相の相電流i c(U) 、  i c(V) 。
The motor drive circuit 38 further includes current detectors 408 to 400 connected in series to the excitation windings of each phase.
Phase current ic(U), ic(V) of each phase.

c(W)を検出するようになっている。これら電流検出
器40a〜40Gの出力は第1図のブロック線図におけ
る帰還回路20に対応する帰還回路50U、50V、5
0Wに夫々入力サレ、サラニ、該帰還回路50U、50
V、50Wには対応する相電圧e r ’(U)、 e
 r ’(V)、 e r ’(W)が入力されでいる
c(W). The outputs of these current detectors 40a to 40G are the feedback circuits 50U, 50V, 5 corresponding to the feedback circuit 20 in the block diagram of FIG.
Input 0W, 50U and 50 inputs, respectively, and feedback circuits 50U and 50
V, 50W, the corresponding phase voltage e r '(U), e
r'(V) and e r'(W) have been input.

帰還回路50Uには電流検出器40aで検出した相電圧
1c(U)をコイルの抵抗R分増幅し、出力−R−ic
(U)を出力する増幅器51Uと、相電圧e r ’(
U)から上記増幅器51Uの出力値を減じたものを電力
増幅器(モータ駆動回路18)のゲインG3の逆数だけ
増幅し、出力−(e r ’(U)−R−i C(Ll
))−(1/G3 )を出力する増幅器52Uで構成さ
れている。なお、■相、W相の帰還回路50V、50W
も同じ構成であり、第3図においては詳細を省略してい
る。
The feedback circuit 50U amplifies the phase voltage 1c (U) detected by the current detector 40a by the coil resistance R, and outputs -R-ic.
(U), and the phase voltage e r '(
U) minus the output value of the amplifier 51U is amplified by the reciprocal of the gain G3 of the power amplifier (motor drive circuit 18), and the output -(er'(U)-R-i C(Ll
))-(1/G3). In addition, the feedback circuit of the ■ phase and W phase is 50V, 50W.
has the same configuration, and the details are omitted in FIG. 3.

また、帰還回路50U、50V、50W(7)出力は加
算回路60U、60V、60Wにそれぞれ入力されてい
る。
Further, the outputs of the feedback circuit 50U, 50V, 50W (7) are input to the adder circuits 60U, 60V, 60W, respectively.

サラ1.、、L、 レラ加算回路60U、60V、60
Wには、従来と同様な方法で作成された相電圧指令e 
r(II) 、 e r(V) 、 e r(W)をそ
れぞれ増幅器61U、61V、61Wで極性を逆転した
電圧がそれぞれ入力され、帰還回路50U、50V。
Sarah 1. ,,L, Lera addition circuit 60U, 60V, 60
W is the phase voltage command e created in the same way as before.
Voltages whose polarities are reversed by amplifiers 61U, 61V, and 61W are input to r(II), e r(V), and e r(W), respectively, and feed back circuits 50U and 50V.

50Wの出力と相電圧指令e r(U) 、 e r(
V) 。
50W output and phase voltage command e r(U), e r(
V).

e r (W)をそれぞれ加算しくer+ (er’ 
−Rc)(1/G3))、インバータ制御回路70に出
力している。インバータ制御回路70はこれら信号を受
けて固定子32の各相の励磁巻線回路におけるトランジ
スタTr1:Tr2゜Tr3 :Tr4 、Tr5 :
Tr6の各相をオン・オフさせてサーボモータ30を駆
動する。
Add each of e r (W) to er+ (er'
-Rc)(1/G3)) and is output to the inverter control circuit 70. The inverter control circuit 70 receives these signals and controls the transistors Tr1:Tr2゜Tr3:Tr4, Tr5: in the excitation winding circuit of each phase of the stator 32.
The servo motor 30 is driven by turning each phase of the Tr 6 on and off.

すなわち、本実施例においては、可変リラクタンス型A
Cサーボモータの従来の駆動制御回路に帰還回路5C1
1,50V、50W及び加算回路60U、60V、60
W等を付加し、各相毎、相電圧er’から相電圧icに
対応する電圧にコイル抵抗R分増幅した電圧を減じ、こ
の差電圧を電流制御ループのゲインG3の逆数力増幅し
て、相電圧指令erに加算することによって、各相毎、
第1図に示すブロック線図のような線形制御が得られる
構成とすることによって、第2図のように線形な系を構
成させている。
That is, in this embodiment, variable reluctance type A
Feedback circuit 5C1 in conventional drive control circuit of C servo motor
1,50V, 50W and addition circuit 60U, 60V, 60
W etc. are added, and for each phase, the voltage amplified by the coil resistance R is subtracted from the phase voltage er' to the voltage corresponding to the phase voltage ic, and this difference voltage is amplified by the reciprocal of the gain G3 of the current control loop, By adding to the phase voltage command er, for each phase,
By adopting a configuration that allows linear control as shown in the block diagram shown in FIG. 1, a linear system as shown in FIG. 2 is constructed.

なお、上記実施例では、ロータの゛電気角に応じてイン
ダクタンスの変動が大きい可変リラクタンス型ACサー
ボモータに本発明を適用した例を説明したが、インダク
タンスが変動する他の同期型ACサーボモータ(永久磁
石同期電動様タイプ。
In addition, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a variable reluctance type AC servo motor whose inductance largely fluctuates depending on the electrical angle of the rotor has been described; Permanent magnet synchronous electric type.

コイル励磁同期電動機タイプ)にも適用できることはも
ちろんである。
Of course, it can also be applied to a coil-excited synchronous motor type).

また、上記実施例では、帰還回路50U、50V、50
W等をハードウェアで構成したが、ソフトウェアサーボ
の場合は、サーボ制御を行うデジタルシグナルプロセッ
サによって、第1図の帰還回路20で示す9JX理をソ
フトウェア!l!l!l理で行うようにしてもよい。
In addition, in the above embodiment, the feedback circuits 50U, 50V, 50
W etc. are configured with hardware, but in the case of a software servo, the 9JX principle shown in the feedback circuit 20 in Fig. 1 is implemented in software using a digital signal processor that performs servo control. l! l! It is also possible to do it in a logical manner.

さらに、上記実施例では3相の例を述べたが、3相以外
の同期型ACサーボモータにも本発明を適用できること
は明らかである。
Furthermore, although a three-phase motor was described in the above embodiment, it is clear that the present invention can also be applied to a synchronous type AC servo motor other than three-phase motors.

発明の効果 本発明においては、同期型ACサーボモータにおいて、
インダクタンスの変動によって生じる電流制御ループの
非線形部分を帰還回路を設けることによって線形化した
ので、安定した系を得ることができ、位置制御ループゲ
イン、速度制御ループゲイン等の制御系のゲインを高く
することができ、精度の高位値決め精度を得ることがで
きる。
Effects of the Invention In the present invention, in a synchronous AC servo motor,
Since the nonlinear part of the current control loop caused by inductance fluctuations is linearized by providing a feedback circuit, a stable system can be obtained and the gains of the control system such as position control loop gain and speed control loop gain can be increased. It is possible to obtain high level determination accuracy.

また、非線形部がないことから制御が容易となり、かつ
、トルク変動や速度変動をなくし、振動のない滑らかな
サーボモータの回転を得ることができる。
Further, since there is no non-linear portion, control becomes easy, and torque fluctuations and speed fluctuations are eliminated, and smooth rotation of the servo motor without vibration can be obtained.

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

第1図は、本発明の作用、原理を説明する同期型ACサ
ーボモータの電流制御ループの1相分のブロック線図、
第2図は上記第1図のブロック線図を整理、変形した後
の同ブロック線図、第3図は可変リラクタンス型ACサ
ーボモータに本発明を適用した一実施例のモータ駆動制
御部の主要回路図、第4図は、同可変すラクタンス型A
Cサーボモータにおける固定子鉄心とその内側に微小空
隙を介して設けられる突極ロータとの機械的配置関係を
示した略示断面図、第5図は、3相同期型ACサーボモ
ータの従来の速度制御ループのブロック線図、第6図は
、第5図における1相分の電流制御ループのブロック線
図である。 10・・・モータ部のブロック線図、 20・・・帰還回路のブロック線図、 3o・・・可変リラクタンス型ACサーボモータ、32
・・・固定子、32a〜32f・・・固定子磁極部、3
4・・・ロータ、348〜34d・・・ロータ突極部、
36a〜36f・・・各相固定子巻線、38・・・駆動
回路、40a〜40C・・・電流検出器、50U〜50
W・・・帰還回路、51U・・・増幅器、52U・・・
増幅器、60U〜60W・・・加算回路。 第 4 図 第2 呪
FIG. 1 is a block diagram of one phase of the current control loop of a synchronous AC servo motor, which explains the operation and principle of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram after rearranging and modifying the block diagram in FIG. The circuit diagram, Figure 4, shows the same variable lactance type A.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing the mechanical arrangement relationship between the stator core and the salient pole rotor provided inside the stator core through a small gap in the C servo motor. A block diagram of the speed control loop, FIG. 6 is a block diagram of the current control loop for one phase in FIG. 5. 10... Block diagram of motor section, 20... Block diagram of feedback circuit, 3o... Variable reluctance type AC servo motor, 32
...Stator, 32a to 32f...Stator magnetic pole part, 3
4... Rotor, 348-34d... Rotor salient pole part,
36a to 36f...Each phase stator winding, 38...Drive circuit, 40a to 40C...Current detector, 50U to 50
W...Feedback circuit, 51U...Amplifier, 52U...
Amplifier, 60U~60W...addition circuit. Figure 4 Figure 2 Curse

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同期型ACサーボモータの電流制御方式において
、各相毎、モータの相電流にコイルの相抵抗を乗じた値
をモータに入力される相電圧から減じ、該減じられた値
に電力増幅器のゲインの逆数を乗じて得られる値を相電
圧指令に加算して電力増幅器に入力することを特徴とす
る同期型ACサーボモータの電流制御方式。
(1) In the current control method of a synchronous AC servo motor, for each phase, the value obtained by multiplying the motor phase current by the coil phase resistance is subtracted from the phase voltage input to the motor, and the subtracted value is applied to the power amplifier. A current control method for a synchronous AC servo motor, characterized in that a value obtained by multiplying by the reciprocal of a gain is added to a phase voltage command and input to a power amplifier.
(2)上記同期型ACサーボモータは可変リラクタンス
型ACサーボモータである請求項1記載の同期型ACサ
ーボモータの電流制御方式。
(2) The current control system for a synchronous AC servo motor according to claim 1, wherein the synchronous AC servo motor is a variable reluctance type AC servo motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0865153A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-16 Universal Instruments Corporation Variable load inductance compensation for motor drive circuits

Cited By (2)

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