JPH0223083A - モータの駆動制御装置 - Google Patents

モータの駆動制御装置

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JPH0223083A
JPH0223083A JP63173017A JP17301788A JPH0223083A JP H0223083 A JPH0223083 A JP H0223083A JP 63173017 A JP63173017 A JP 63173017A JP 17301788 A JP17301788 A JP 17301788A JP H0223083 A JPH0223083 A JP H0223083A
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JP
Japan
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current
motor
gain
load
converter
Prior art date
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JP63173017A
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English (en)
Inventor
Yokichi Nishi
西 洋吉
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はロボットやNG工作機械等に用いられるモータ
の駆動flilJID装置に関する。
(従来の技術) この種の従来のモータの駆動i11制御装首は、第3図
に示す如くに偶成されていた。
第3図において、1はCPU (中央処Jl!装置)、
2はD/Aコンバータ、3はアンプ、4はモータ、5は
電流検出器、6はフィルタ、7はアンプ、8はサンプル
ホールド回路、9はA/Dコンバータである。
モータ4を駆動するに際し、CPU1は目標とする負荷
(駆動電流)に対応したtill 11111データ(
8bit)を出力する。
この制御データはD/Aコンバータ2によりアナログ信
号に変換され、更にアンプ3により所定の利得で増幅さ
れた後、駆動電流としてモータ4に入力する。
これによりモータ4は上記駆動電流に応じた出力で駆動
される。
係る制御系において、モータ4を負荷に応じて精度よく
駆動するためにはその駆動電流を規定の目標値に正しく
維持することが望まれる。
この要求を満たすべく以下に述べるフィードバック制御
系が機能する。
すなわち、このフィードバック制御系において、電流検
出器5は、モータ4の駆動中にこれを流れる電流の検出
を行う。
この電流検出器5の出力データは、フィルタ6を経てア
ンプ7に入力する。
ここでアンプ7は、フィルタ6からの入力を一定の利得
でj!1幅し、サンプルホールド回路8に出力する。
またサンプルホールド回路8は、アンプ7の出力をサン
プルホールドし、その結果をA/Dコンバータ9へ出力
する。
次いでA/Dコンバータ9はサンプルボールド回路8の
出力を規定の分解能でA/D変換し、その結果をCPU
1へ出力する。
そしてCPU 1はこのA/Dコンバータ9の出力デー
タからモータ4を流れる電流のレベルを認識し、当該レ
ベルが目標とする負荷に応じた値となるべくモータ4に
供給する電流(D/Aコンバータ2へ出力する制御デー
タ)を制aする。
ここでA/[]コンバータ9の分解能を3bitとし、
その分解の対象となる電流範囲を第4図に示すように6
0Aに設定すれば、この装置における電流検出分解能は
0.23A/b i tで与えられる。
ところで、モータ4に流れる電流は負荷に比例し、負荷
が大きいと大電流が流れ、負荷が小さくなるに従って小
電流となる。
これを出力1KW程度のDCモータに当てはめてみると
、大負荷時に流れる電流が30A程度、また小負荷時に
流れる電流が1A程度にそれぞれ相当することになる。
今、第3図に示す従来のモータの駆動制御装置において
、モータ4としてこの種のDCモータを用い、電流制御
精度の目標値を±5%以下として当該モータ4を駆動す
るものとすれば、その電流検出分解能(0,23A/b
 i t)からしてモータ4を流れる電流値が4.6A
以上でなければこの目標を達成できないことになる。
この目標を達成できない場合の例として、例えば、上記
電流検出分解能<0.23A/b i t)によって検
出された電流f11にもとづきモータ4を流れる電流を
1Aに制御する場合について考えてみる。
この場合、前述の電流検出分解能によって、当該負荷領
域近傍における電流検出器5の出力データとA/Dコン
バータ9の出力データとの関係は第5図に示す如くとな
る。
この第5図の特性図によれば、目標制@電流1Aでモー
タ4を駆動中にこのモータ4を流れる電流はA/Dコン
バータ9により0.92A〜1゜15Aの範囲の精度で
検出されることになる。
従ってこの検出データにもとづいてCPU1によりなさ
れる電流制御では、上記電流検出精度がそのまま反映さ
れてモータ4を流れる実際の電流もまた上記範囲内に制
御されることになる。
ここで実際にモータ4を流れる電流0.92A〜1.1
5Aは、目標電流値1Aに対して0.08A〜0.15
Aすなわち一8%〜+15%の変動率となり、目標とし
ている制御精度±5%を大幅に越えた値となる。
この種の従来のモータの駆動制御装置において、4.6
A以下の低負荷領域においても制御粘度上5%を安定し
て得るためには、A/Dコンバータ9としてより高分解
能(例えば12b i t)のものを用いる必要があり
、コストアップを強いられることになった。
(発明が解決しようとする課題) このように上記従来のモータの駆動制御装置では、フィ
ードバックI!I11wJ系による電流検出に際し、低
負荷から高負荷に及ぶ広範な負荷領域をA/Dコンバー
タの固定分解能で一様に処理していたため、低負荷にな
る程、電流検出精度に追従した制御精度の低下を免れず
、この解決策として高分解能のA/Dコンバータを用い
るとコストアップが避けられないという問題点があった
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、現状の
分解能のA/Dコンバータを用いたまま低負荷から高負
荷に及ぶ広範な負荷領域において高精度の電流制御を実
施でき、高分解能のA/Dコンバータを用いることによ
るコストアップを回避することができるモータの駆動制
御装置を提供することを目標とする。
(課題を解決するための手段) 本発明のモータの駆動制御装置は、モータに流れる電流
を検出する電流検出手段と、該電流検出手段の出力を増
幅する増幅手段と、該増幅手段に対して少なくとも大小
2つの菫なる利得を設定する利得可変手段と、前記11
幅手段の出力を規定の分解能でA/D変換するA/D変
操手段と、該A/D変換手段の出力から前記モータに流
れる電流のレベルを認識し、該レベルが目標とする負荷
に応じた値となるべく当該モータに供給する電流を制御
する制御手段と を具備し、該制御手段は認識した電流
レベルが予め設定される負荷に対応した値以下となった
ら前記増幅手段の利得がそれまでより大きい値となるよ
うに前記利得可変手段を駆動するようにしたことを特徴
とする。
(作用) 本発明のモータの駆動制a装置では、フィードバック制
御系の増幅手段の利得を可変設定可能に構成し、予め定
められる値より低い負荷領域においては上記増幅手段の
利得をより大きくなるように切替えることでA/Dコン
バータの分解能を疑似的に高めるようにしたものであり
、係る作用によって新たに高分解能のA/Dコンバータ
を用意することなく低負荷領域における電流検出精度を
高めることができ、延いては制御精度の向上も見込める
ようになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて詳細に説
明する。
第1図は本発明に係るモータの駆動制a装置の一実施例
を示すブロック図であり、第3図に示した従来装置の各
部と同様の機能を果たすものには同一の符号を付してい
る。
本発明のモータの駆動制a装置における新規構成として
、特に、そのフィードバック制御系にはアンプ70とア
ナログスイッチ10が設けられている。
ここでアンプ70は、オペアンプ71にその利得を決定
すべく作用する抵抗72.73.74を接続して構成さ
れている。
これに対してアナログスイッチ10は、これらの抵抗の
うちの1つすなわち抵抗73と並列に接続されており、
CPLJlからの制御を受けてオンまたはオフされる。
このアナログスイッチ10のオン、オフは抵抗73に短
絡またはその復旧のいずれかの接続状態をもたらし、当
該各接続状態に応じてオペアンプ71の利得を可変する
今、抵抗72.73.74の抵抗値をそれぞれR1、R
、Rとするとき、アナログスイッチ10がオンされた状
態(抵抗73の短絡状態)でのオペアンプ71の利得G
1は、 G1=R3/R1 で与えられる。
これがアナログスイッチ10がオフ(抵抗73の短絡解
除)された状態になるとオペアンプ71の利得G2は、 G =(R2+R3)/R1 に変化する。
ここで、例えば、 9×R1=R2=9×R3 と設定したものとすれば、上記利得はそれぞれG1=1 G2=10 となる。
本発明のモータの駆動制御2Il装置では、CPtJ1
の制御20によって、モータ4の高負荷時にはアナログ
スイッチ10をオンにしてアンプ70の利得を小さい方
の値G1に設定し、低負荷時にはアナログスイッチ10
をオフにしてアンプ70の利1′1を大きい方の値G2
に設定しつつ当該モータ4の駆動を行う。
ここでCPU1は、アンプ70の利得をG1からG2に
切替える係る制皿を、規定の制御201度が損なわれる
ことのないように予め定めた負荷レベルを基準として行
うようにしている。
従来の装置を例にとると、この負荷レベルとしては、±
5%の制御精度が維持不能となる4、6A相当の電流を
消費する負荷状態が目安となり、これより大きな負荷状
態で利得G1を、またこれより小さい負荷状態で利得G
2をそれぞれ設定するようにすればよい。
係るアンプ70の利得の可変設定によりA/Dコンバー
タ9の電流検出分解能を、高負荷時0゜23A/bit
から低負荷時0.023A/bitへと高めることがで
きる。
これにより本発明のモータの駆動制御装置では、例えば
、4.6AJ!上の電流を消費する負荷状態(高負荷時
)にあって、これまで通りA/Dコンバータ9の電流検
出分解能0.23A/b i tにより制御粘度±5%
を維持したモータ4の駆動が実現できる。
次に低負荷時における制御例として、例えば、1Aの電
流が流れる負荷状態でモータ4を駆動する場合を考えて
みる。
この場合、cpuiの制御によりアンプ70には大きい
方の利’Ft G 2が設定されているため、A/Dコ
ンバータ9の電流検出分解能は0.023A/bitと
なり、当該負荷領域での電流検出器5の出力データとA
/Dコンバータ9の出力データの関係は第2図に示す如
くとなる。
この第2図の特性図によれば、目標制tII]雷流1A
でモータ4を駆動中にこのモータ4を流れる電流はA/
Dコンバータ9により0.99A〜1゜01Aの範囲の
精度で検出されることになる。
従ってこのA/Dコンバータ9の検出データにもとづい
てCPU1によりなされる電流制御では、上記電流検出
精度がそのまま反映される結果、モータ4に実際に流れ
る電流も制御目標である1Aに対して0.99A〜1.
01Aの範囲に制御されることになる。
これによって本発明では低負荷時においてもその1il
J m精度を±1%以内に抑えることができ、従来装置
に比べ格段の高精度化が望める。
この種の制御に関して、従来の装置では制御精度を±5
%に維持するためにA/Dコンバータ9として12bi
tの分解能のものを用いる必要があったが、本発明の装
置では現状の8 b i を分解[ILのものによって
もこれと同等あるいはそれ以上の制i11精度を達成す
ることが可能となる。
尚、上記実施例において、アナログスイッチ10とアン
プ70とは、これらをIC(集積回路)化してゲインコ
ントローラマルチプレクサとして用いることができるの
は言うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したように本発明のモータの駆動制御装置によ
れば、フィードバック制御系の増幅手段の利得を可変設
定できる構成とし、予め定められる値より小さい負荷領
域においてはこの増幅手段の利得をより大きくなるよう
に切替え、A/Dコンバータの分解能を疑似的に高めて
電流検出精度を向上させるようにしたため、コストアッ
プを招く高分解能のA/Dコンバータを用いることなく
低負荷から高負荷に及ぶ広範な負荷領域において極めて
高精度の電流制御を達成できるという優れた利点を有す
る。
4、図面のf!l1liな説明 第1図は本発明に係るモータの駆動制御装置の一実施例
を示すブロック図、第2図は第1図の装置における低負
荷領域での電流検出器5の出力ブタとA/Dコンバータ
9の出力データとの関係を示す特性図、第3図は従来の
モータの駆動制御装置の構成の一例を示ずブロック図、
第4図はこの種の装置における電流検出分解能の設定方
法を説明するための特性図、第5図はこの種の従来装置
における低負荷領域での電流検出器5の出力デ−タとA
/Dコンバータ9の出力データとの関係を示す特性図で
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段の出力を増幅する増幅手段と、該増幅手
    段に対して少なくとも大小2つの異なる利得を設定する
    利得可変手段と、 前記増幅手段の出力を規定の分解能でA/D変換するA
    /D変換手段と、 該A/D変換手段の出力から前記モータに流れる電流の
    レベルを認識し、該レベルが目標とする負荷に応じた値
    となるべく当該モータに供給する電流を制御する制御手
    段と を具備し、該制御手段は認識した電流レベルが予め設定
    される負荷に対応した値以下となつたら前記増幅手段の
    利得がそれまでより大きい値となるように前記利得可変
    手段を駆動するようにしたことを特徴とするモータの駆
    動制御装置。
  2. (2)前記利得可変手段は、前記増幅手段に接続される
    複数の抵抗と、該抵抗の前記増幅手段に対する接続を目
    的とする利得に応じて切替えるアナログスイッチとによ
    り構成されることを特徴とする請求項(1)記載のモー
    タの駆動制御装置。
JP63173017A 1988-07-12 1988-07-12 モータの駆動制御装置 Pending JPH0223083A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0496686A (ja) * 1990-08-13 1992-03-30 Nippon Otis Elevator Co 誘導電動機の電流制御方法
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