JPH0334308B2 - - Google Patents

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JPH0334308B2
JPH0334308B2 JP58092248A JP9224883A JPH0334308B2 JP H0334308 B2 JPH0334308 B2 JP H0334308B2 JP 58092248 A JP58092248 A JP 58092248A JP 9224883 A JP9224883 A JP 9224883A JP H0334308 B2 JPH0334308 B2 JP H0334308B2
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JP
Japan
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rotation angle
electric motor
magnetic pole
rotation
information pulse
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Application number
JP58092248A
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Japanese (ja)
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JPS59220091A (en
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Masaharu Muramatsu
Juichi Ninomya
Sumio Kobayashi
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59220091A publication Critical patent/JPS59220091A/en
Publication of JPH0334308B2 publication Critical patent/JPH0334308B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電動機の制御装置およびその制御方
法を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention provides a control device for an electric motor and a control method thereof.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

運転指令値に対し、忠実な運転制御を行なうた
め、電動機の運転速度情報ばかりでなく、電動機
の回転子の回転位置情報もフイードバツク制御の
対象とすることが行なわれている。このような目
的で開発された無整流子電動機(以下単にモート
ルと称す)の制御システム例を第1図に示す。す
なわち、これを簡単に説明すると、1,2,3は
モートル13を駆動するためのインバータ装置を
構成するコンバーター部のダイオードブリツジ回
路、平滑用コンデンサー、およびインバータ部の
パワートランジスター回路である。モートル13
はインバータ装置より電力の供給を受ける3相の
電機子巻線7と、有極特性を持つ回転子8から構
成される。11,14は回転子8にそれぞれ連結
した、運転速度情報を取り出すための速度発電
機、回転子8の回転位置情報を取り出すための位
置検出器である。位置検出器14としては、しや
光板9と光電式センサー10を租み合わせたも
の、あるいは磁気式センサーを利用するものなど
がすでに提案されている。12は速度発電機11
および位置検出器14からのフイードバツク信号
を基に、主にインバータ部のパワートランジスタ
ー回路3のベース信号を制御する制御装置であ
り、回転子8の回転位置に応じて各電機子巻線7
に適切な割合、および、大きさの電流を供給する
ためのものである。なお、4,5,6は各所の電
流検出用の抵抗である。
In order to perform faithful operation control with respect to the operation command value, feedback control is performed not only on the operating speed information of the electric motor but also on the rotational position information of the rotor of the electric motor. FIG. 1 shows an example of a control system for a commutatorless motor (hereinafter simply referred to as a motor) developed for this purpose. That is, to briefly explain this, 1, 2, and 3 are a diode bridge circuit of the converter section, a smoothing capacitor, and a power transistor circuit of the inverter section, which constitute an inverter device for driving the motor 13. Motor 13
is composed of a three-phase armature winding 7 that receives power from an inverter device, and a rotor 8 that has polar characteristics. Reference numerals 11 and 14 are a speed generator and a position detector, respectively, connected to the rotor 8 and used to extract operating speed information, and a position detector for extracting rotational position information of the rotor 8. As the position detector 14, one that combines a light plate 9 and a photoelectric sensor 10, or one that uses a magnetic sensor has already been proposed. 12 is a speed generator 11
This is a control device that mainly controls the base signal of the power transistor circuit 3 of the inverter section based on the feedback signal from the position detector 14.
The purpose is to supply current of appropriate proportion and magnitude to. Note that 4, 5, and 6 are resistors for detecting current at various locations.

さて、このようなシステムにおいては、モート
ルの始動初期の段階で、回転子の回転位置を決め
るために電動機の制御装置に内蔵された位置検出
手段の初期設定が特定されないため、電機子巻線
に流す電流の割合および大きさを特定できず制御
動作が不安定になつてしまう欠点があつた。
In such a system, the initial setting of the position detection means built into the motor control device for determining the rotational position of the rotor is not specified at the initial stage of starting the motor, so the armature winding is There was a drawback that the ratio and magnitude of the current to be applied could not be specified, resulting in unstable control operations.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、始動初期において電動機の電
流を早期に安定させ、確実な制御を進めて行くこ
とができる電動機の制御装置およびその制御方法
を提供するものである。
An object of the present invention is to provide an electric motor control device and a control method thereof that can stabilize the electric current of the electric motor early in the initial stage of startup and proceed with reliable control.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願の第1の発明は、出力が電動機に接続さ
れ、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機の制御装置において、 前記位置検出手段は、 前記回転角度情報パルスを計数する計数手段
と、 前記磁極位置情報パルスに基づき前記計数手段
の出力を60度ごとに所定の値にセツトするリセツ
ト手段と、 始動信号が入力されてから次に前記磁極位置情
報パルスの最初の変化点が入力されるまでの始動
期間は、前記磁極位置情報パルスにより割り出さ
れた回転角度範囲の中心の角度に応じた値を出力
する始動時アドレス指定手段と、 前記始動期間は前記始動時アドレス指定手段の
出力信号を前記位相指令手段へ送出し、前記始動
期間を過ぎた期間は前記計数手段の出力信号を前
記位相指令手段へ送出するアドレス選択手段 を備えたことを特徴とする電動機の制御装置であ
り、 また本願の第2の発明は、出力が電動機に接続
され、該電動機を回転制御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機制御装置を運転開始するための制
御方法において、 始動の際、前記磁極位置情報パルスにより割り
出された回転角度範囲の中心角度に対応した値
を、 前記位置検出手段に初期セツトする第1ステツ
プと、 電動機の回転が開始されてから多くとも60度回
転する範囲内の前記磁極位置情報パルスが変化す
るタイミングで、その時点の回転角度に対応した
値を前記位置検出手段にセツトする第2ステツプ
と、 前記第2ステツプ以後、前記位置検出手段は、
前記回転角度情報パルスを計数する第3ステツプ
を備えたことを特徴とする制御方法である。
A first invention of the present application includes: a drive device whose output is connected to an electric motor and controls the rotation of the electric motor; a rotation detection device that outputs a magnetic pole position information pulse and a rotation angle information pulse of a rotor of the electric motor; and the rotation angle. speed command means for calculating a value corresponding to a rotational speed deviation based on the information pulse and the speed target set value and outputting the calculated value to the drive device; based on the magnetic pole position information pulse and the rotation angle information pulse; An electric motor control device comprising: a position detection means for detecting a magnetic pole position of a rotor of the electric motor; and a phase command means for inputting an output signal of the position detection means and outputting a current phase command signal to the drive device, The position detecting means includes: a counting means for counting the rotation angle information pulse; a reset means for setting the output of the counting means to a predetermined value every 60 degrees based on the magnetic pole position information pulse; and a start signal is inputted thereto. The starting period from when the first change point of the magnetic pole position information pulse is input is the starting period in which a value corresponding to the center angle of the rotation angle range determined by the magnetic pole position information pulse is output. an address for sending an output signal of the addressing means at startup to the phase command means during the start period, and for sending an output signal of the counting means to the phase command means for a period beyond the start period; A second invention of the present application is a control device for an electric motor, characterized in that it is equipped with a selection means, and a second invention of the present application comprises: a drive device whose output is connected to an electric motor and controls rotation of the electric motor; and magnetic poles of a rotor of the electric motor. a rotation detection device that outputs a position information pulse and a rotation angle information pulse; and a speed that calculates a value corresponding to a rotation speed deviation based on the rotation angle information pulse and the speed target setting value and outputs the calculated value to the drive device. command means; position detection means for detecting the magnetic pole position of the rotor of the motor based on the magnetic pole position information pulse and the rotation angle information pulse; and inputting an output signal of the position detection means to apply current to the drive device. In a control method for starting operation of a motor control device equipped with a phase command means for outputting a phase command signal, at the time of starting, a value corresponding to a center angle of a rotation angle range determined by the magnetic pole position information pulse is set. , a first step of initially setting the position detecting means, and a timing at which the magnetic pole position information pulse changes within a range of rotation of at most 60 degrees after the motor starts rotating, corresponding to the rotation angle at that time. a second step of setting a value in the position detecting means; and after the second step, the position detecting means:
This control method is characterized by comprising a third step of counting the rotation angle information pulses.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、まず回転検出装置について第2図、第3
図により説明する。200は円盤状の回転体であ
り、一面にコード化した複数組(トラツク)の繰
返しパターンを同心円上に設けたものである。具
体的には板状のアルミニウム材による構造体の盤
面201に磁性塗膜の焼付け部分、未焼付け部分
を一定の周期で繰返したものであり、図中、黒帯
部分(あるいはハツチング部分)は磁性塗膜の焼
付け箇所、白帯部分は未焼付け箇所を示す。すな
わち、回転体200の最外径部のトラツク203
は、回転体200の回転速度の読取精度を保つの
に必要な分解能を持つ繰返し周期に細分した焼付
け部分・未焼付け部分が繰返し設けられる。実施
例では、この焼付け部分・未焼付け部分の繰返し
パターンが1024対設けられている。次に、内側の
各トラツク204,205,206には、回転体
200の回転位置の読取を行なうのに必要な繰返
し周期(すなわち、これと連結するモートルの極
数の1/2に等しい繰返し回数を持つ)を焼付け部
分・未焼付部分が設けられる。実施例は3相2極
モータに組み合わせる回転検出装置であるため、
各トラツク204,205,206内では磁性塗
膜の焼付け部分・未焼付部分は、中心より見てそ
れぞれ180゜の範囲に設定し、また、各トラツク相
互間ではそれぞれ120゜の位相差を設けて構成して
いる。100は回転体200の盤面201に近設
して対面するよう配置した検出器であり、この検
出器100には各トラツク203,204,20
5,206にそれぞれ対応する、例えばパーマロ
イ材より成る磁気抵抗素子101〜111が設け
られている。すなわち、磁気抵抗素子101〜1
05は各トラツク203〜206と対向し、磁性
塗膜の磁気的影響を受け易いように配置してい
る。また、磁気抵抗素子107〜111は各トラ
ツク203〜206の磁気的影響を受け難い場所
に配置し、それぞれの磁気抵抗素子101〜10
5と直列に接続し、これらのベース抵抗を構成す
るものである。このような磁気抵抗素子101〜
111はフオト・エツチング法あるいはスパツタ
法で容易に検出器基板上に作成してゆくことがで
きる。このように構成した上で、例えば磁気抵抗
素子101,107の直列回路に一定電圧を加
え、磁気抵抗素子107の両端の電圧変化を検出
することに磁性塗膜の通過、すなわち回転体20
0の回転状態を測定することができる。なお、ト
ラツク203に2組の磁気抵抗素子101,10
7,102,108を設けたのは回転体200の
回転方向検出のためである。したがつて、磁気抵
抗素子101,102の配置間隔は、トラツク2
03の磁性塗膜の焼付け、未焼付け間隔入の1/2
に選んでいる。
Below, we will first explain the rotation detection device in Figures 2 and 3.
This will be explained using figures. Reference numeral 200 is a disc-shaped rotating body, on which a plurality of repeated patterns (tracks) coded on one surface are provided on concentric circles. Specifically, the plate surface 201 of a structure made of a plate-shaped aluminum material has a baked part and an unbaked part of the magnetic coating repeated at a certain period, and in the figure, the black belt part (or hatched part) is the magnetic coating. The areas where the paint film has been baked and the white bands indicate areas where the paint has not been baked. That is, the track 203 at the outermost diameter part of the rotating body 200
In this case, burnt portions and unburnt portions are repeatedly provided, which are subdivided into repeating periods having the resolution necessary to maintain the reading accuracy of the rotational speed of the rotating body 200. In the embodiment, 1024 pairs of repeated patterns of the printed portion and unprinted portion are provided. Next, each inner track 204, 205, 206 has a repetition period required to read the rotational position of the rotating body 200 (i.e., a number of repetitions equal to 1/2 the number of poles of the motor connected to it). There is a printed part and an unprinted part. Since the example is a rotation detection device combined with a three-phase two-pole motor,
Within each track 204, 205, 206, the baked and unbaked portions of the magnetic coating are set within a range of 180° when viewed from the center, and a phase difference of 120° is provided between each track. It consists of Reference numeral 100 denotes a detector disposed close to and facing the board surface 201 of the rotary body 200, and this detector 100 has respective tracks 203, 204, 20.
Magnetoresistive elements 101 to 111 made of permalloy material, for example, are provided corresponding to numerals 5 and 206, respectively. That is, the magnetoresistive elements 101-1
05 is arranged to face each of the tracks 203 to 206 and to be easily influenced by the magnetic coating. Further, the magnetoresistive elements 107 to 111 are placed in locations that are not easily affected by the magnetic influence of the respective tracks 203 to 206, and the magnetoresistive elements 101 to 111 are
5 in series to constitute these base resistors. Such magnetoresistive elements 101~
111 can be easily formed on the detector substrate by photo-etching or sputtering. With this configuration, for example, a constant voltage is applied to the series circuit of the magnetoresistive elements 101 and 107, and a change in voltage across the magnetoresistive element 107 is detected by passing the magnetic coating, that is, by passing the rotating body 20.
0 rotation state can be measured. Note that two sets of magnetoresistive elements 101 and 10 are provided on the track 203.
7, 102, and 108 are provided to detect the rotational direction of the rotating body 200. Therefore, the arrangement interval of the magnetoresistive elements 101 and 102 is
03 magnetic coating film baked, 1/2 of unbaked interval included
are selected.

このように構成した回転検出装置をモータの反
負荷側、すなわち、回転体200をモータの回転
子に連結し、検出器100を固定部に配置して、
各磁気抵抗素子107〜111の電圧変化を検出
することにより取り出した各種フイードバツク情
報をモートルの制御運転に利用してゆくことがで
きる。すなわち、モートルの120゜通電制御方式を
取る制御系では、すでに第1図で説明したと同様
な方式でモートル13の制御操作を行なうことが
できる。つまり、トラツク203より検出される
速度フイードバツク情報によりモートル13に加
える電圧値を制御し、トラツク204〜206よ
り検出する回転位置のフイードバツク情報の単純
な組み合わせによりモートル13の電機子巻線7
の各相に供給する電流の位相を制御してゆくもの
である。
The rotation detecting device configured as described above is connected to the opposite load side of the motor, that is, the rotating body 200 is connected to the rotor of the motor, and the detector 100 is arranged on the fixed part.
Various types of feedback information obtained by detecting voltage changes of the respective magnetoresistive elements 107 to 111 can be utilized for controlling operation of the motor. That is, in a control system that employs a 120 DEG energization control method for the motor, the motor 13 can be controlled in the same manner as already explained with reference to FIG. That is, the voltage value applied to the motor 13 is controlled based on the speed feedback information detected from the track 203, and the armature winding 7 of the motor 13 is controlled by a simple combination of the rotational position feedback information detected from the tracks 204 to 206.
It controls the phase of the current supplied to each phase.

このように、実施例の回転検出装置は回転体の
速度情報と回転位置情報が同時に取り出せるもの
であり、従来装置のように、速度発電機と位置検
出器を組み合わせて設けるものに比べ、装置の小
形化を進めることができる。また、装置の組み立
て誤差の累積も少なくなることから、信頼性の高
いフイードバツク信号を得ることができる。特に
実施例においては、印刷技術を用いて回転体の各
トラツクのパターン、および、検出器の各磁気抵
抗素子を同時に配置してゆくことができることか
ら、回転検出装置自身の精度を高めてゆくことが
でき、しかも、組立時の調整操作を省いてゆくこ
とも可能となる。
In this way, the rotation detection device of the embodiment can simultaneously extract speed information and rotational position information of the rotating body, and compared to conventional devices that combine a speed generator and a position detector, the device It is possible to proceed with downsizing. Furthermore, since the accumulation of assembly errors in the device is reduced, highly reliable feedback signals can be obtained. In particular, in the embodiment, the pattern of each track of the rotating body and each magnetoresistive element of the detector can be arranged simultaneously using printing technology, so that the accuracy of the rotation detection device itself can be improved. Moreover, it is also possible to omit adjustment operations during assembly.

以上説明した実施例では盤状の回転体を用いた
回転検出装置について説明したが、本発明では円
筒状の回転体を利用し、これの筒面に各トラツク
を同心上に、しかも平行に配設してゆくこともで
きる。また、実施例においては回転位置検出のた
めのトラツクを各相互に1本設け、このトラツク
内をモートルの極数に応じて分割してゆく例につ
いて説明したが、本発明は各相当り電気角で90゜
位相の異なるトラツクを磁極対数本分設けてゆく
こともできる。勿論、各磁極数に合わせたトラツ
クを設けておき、これを接続する側のモートルの
磁極数に合わせて最も適切なトラツクを選択して
ゆくこともできる。さらに、実施例では磁性塗膜
と磁気抵抗素子の組み合わせにより各種信号を検
出したが、これは、従来より提案されているホー
ル素子、あるいは通光式の回転体と光電素子の組
み合わせなどによつても実現してゆくことができ
る。この場合も、印刷技術を用いて、透明板にし
や光塗料を塗布してすでに説明した第2図のよう
なパターンを構成することができる。
In the embodiments described above, a rotation detection device using a disk-shaped rotating body has been described, but in the present invention, a cylindrical rotating body is used, and each track is arranged concentrically and parallel to the cylindrical surface of the rotating body. You can also set it up. Furthermore, in the embodiment, one track for detecting the rotational position is provided for each motor, and the inside of this track is divided according to the number of poles of the motor. It is also possible to provide tracks with a 90° phase difference for each pair of magnetic poles. Of course, it is also possible to provide tracks corresponding to each number of magnetic poles and select the most appropriate track according to the number of magnetic poles of the motor to which it is connected. Furthermore, in the example, various signals were detected by a combination of a magnetic coating film and a magnetoresistive element, but this could be done by using a previously proposed Hall element or a combination of a light-transmitting rotating body and a photoelectric element. can also be realized. In this case as well, printing techniques can be used to apply a luminescent paint to a transparent plate to form a pattern as shown in FIG. 2, which has already been described.

次に第4図、第5図を参照して説明する。すで
に回転検出装置の各検出信号を基に、120゜通電制
御方式の制御装置を運転制御してゆくことについ
て説明したが、これを180゜通電制御方式の制御装
置に利用する場合には、さらに工夫が必要にな
る。
Next, a description will be given with reference to FIGS. 4 and 5. We have already explained how to control the operation of a 120° energization control type control device based on each detection signal of the rotation detection device, but when using this for a 180° energization control type control device, there are additional steps. Some ingenuity will be needed.

以下、3相電機子巻線308U,308V,3
08Wを備える2極構成のモートル308を制御
してゆく例を示す。今、モートル308の各相巻
線308U,308V,308Wに誘起される電
圧Eu,Ev,Ewを Eu=sin(ωt) Ev=sin(ωt−2/3π) Ew=sin(ωt−4/3π) とおくと、各相間の線間電圧Euv,Evw,Ewuは Euv=√3sin(ωt+π/6) Evw=√3sin(ωt+π/6−2/3π) Ewu=√3sin(ωt+π/6−4/3π) となる。
Below, 3-phase armature winding 308U, 308V, 3
An example of controlling a two-pole motor 308 equipped with 0.08W is shown. Now, the voltages Eu, Ev, and Ew induced in each phase winding 308U, 308V, and 308W of the motor 308 are expressed as Eu=sin(ωt) Ev=sin(ωt−2/3π) Ew=sin(ωt−4/3π ), the line voltages Euv, Evw, and Ewu between each phase are Euv=√3sin(ωt+π/6) Evw=√3sin(ωt+π/6−2/3π) Ewu=√3sin(ωt+π/6−4/ 3π).

この関係を第4図に同一附号を用いて表記す
る。180゜通電制御方式の場合は、誘起電圧Eu,
Ev,Ewと同一位相の正弦波電流を供給すること
により平滑なトルクを得られることが分かつてい
る。したがつて、各相巻線の誘起電圧Eu,Ev,
Ewより30゜位相の進んだ線間電圧を供給するよう
指令信号を作り出し、この指令信号を基にモート
ル308の駆動手段を制御してゆけば良いことに
なる。このためには、二つの方法が考えられる。
その一つは誘起電圧と同相の回転位置信号が得ら
れるよう、回転子321の磁極配置に合わせて回
転検出装置309の回転体を連結し、検出した回
転位置信号を何らかの方法で処理し、結果として
誘起電圧より30゜位相の進んだ信号を得る方法。
もう一つは、線間電圧と同相の信号を得るため、
回転検出装置309の回転体の連結位置を回転子
321の磁極配置よりも電気角で30゜に相当する
角度だけあらかじめ進めて置く、あるいは、回転
検出装置309の検出器の取り付け位置を、モー
トル308の各巻線に対して同様に進めて配置す
る方法がある。実施例においては後に説明した方
法を採用している。すなわち、第4図において、
Ru,Rv,Rwは回転子321の磁極配置と同相
の回転位置信号が得られるように回転検出装置3
09を連結した場合の回転位置信号、Ruv,
Rvw,Rwuは線間電圧と同相の回転位置信号が
得られるように回転検出装置309を工夫して連
結した場合の回転位置信号を示すものがある。
This relationship is shown in FIG. 4 using the same numbers. In the case of the 180° current control method, the induced voltage Eu,
It is known that smooth torque can be obtained by supplying a sinusoidal current with the same phase as Ev and Ew. Therefore, the induced voltages Eu, Ev,
It is sufficient to generate a command signal to supply a line voltage that is 30° in phase ahead of Ew, and to control the driving means of the motor 308 based on this command signal. Two methods can be considered for this purpose.
One is to connect the rotating body of the rotation detection device 309 in accordance with the magnetic pole arrangement of the rotor 321 so as to obtain a rotational position signal that is in phase with the induced voltage, and process the detected rotational position signal in some way. A method to obtain a signal with a phase lead of 30° from the induced voltage.
The other is to obtain a signal that is in phase with the line voltage.
The connecting position of the rotating body of the rotation detecting device 309 may be advanced by an angle equivalent to 30 degrees in electrical angle from the magnetic pole arrangement of the rotor 321, or the mounting position of the detector of the rotation detecting device 309 may be set to be advanced from the magnetic pole arrangement of the rotor 321 by an angle equivalent to 30 degrees in electrical angle. There is a method of proceeding and arranging each winding in the same way. In the embodiment, the method explained later is adopted. That is, in Figure 4,
Ru, Rv, and Rw are set by the rotation detection device 3 to obtain a rotational position signal in phase with the magnetic pole arrangement of the rotor 321.
Rotational position signal when 09 is connected, Ruv,
Rvw and Rwu may indicate rotational position signals when the rotation detection device 309 is devised and connected so as to obtain a rotational position signal in phase with the line voltage.

さて、制御装置部分について説明を始めると、
回転検出装置309のトラツク203より読み出
される2相の速度検出信号A,Bは、4倍回路3
12に入力され4倍の周波数に加工された後、
F/Vコンバータ313でアナログ値の速度フイ
ードバツク信号に変換され、突き合せ点302で
モートル308の目標運転速度を設定した目標設
定手段301の目標信号と突き合わされる。2相
の速度検出信号A,Bは、同時に正逆転判定器3
11に入力され、モートル308の回転方向が判
別される。この判別結果はアツプダウンカウンタ
314のアツプダウン選択端子U/Dに入力さ
れ、判別されたモートル308の回転方向に応じ
て、アツプ・ダウンカウンタ314の加算、ある
いは、減算操作が選択される。また、速度検出信
号Aはアツプ・ダウンカウンタ314のクロツク
入力端子CPに入力される。さらに、回転検出装
置309の例えばトラツク204より検出される
回転位置信号Ruvはワンシヨツトマルチバイブレ
ータで波形成形された後、アツプ・ダウンカウン
タ314のリセツト端子RESに入力される。す
なわち、回転位置信号Ruvが入力され、アツプ・
ダウンカウンタ314がゼロクリアされる位置を
回転系の原点と想定すると、回転系の回転位置は
アツプ・ダウンカウンタ314に記憶される数値
に一定の関係で対応することになる。今、モート
ル308の1回転により速度検出信号Aが1024パ
ルス発生すると仮定すれば、アツプ・ダウンカウ
ンタ314に入力される1パルスはモートル30
8の360゜/1024の回転を示すことになる。したが
つて、このアツプ・ダウンカウンタ314の値を
読み出し、このカウント数に360゜/1024を掛け合
わせることによりモートル308の回転角度を知
ることができる。このアツプ・ダウンカウンタ3
14のカウント数値はそのまま、次段の正弦波テ
ーブル315〜317のアドレス信号として利用
される。すなわち、正弦波テーブル315〜31
7を構成するROMには、アドレス信号(換言す
るとモートル308の回転角度)に対応し、制御
上必要な各線間電圧波形に相似する各種正弦波の
値をあらかじめ記憶しておく。正弦波テーブル3
15〜317により出力されたデジタル信号は
D/A変換器318〜320でアナログの位相指
令信号に変換された後、掛算器325〜327に
出力され、速度制御アンプ303を通して入力さ
れる突き合せ点302の速度指令信号と共に掛け
合わされ、インバータ337の駆動指令信号とな
る。インバータ337はこれらの駆動指令信号を
受けて、インバータ部337のパワートランジス
タ群を導通制御し、モートル308に供給する3
相の各線間電圧を制御するものである。なお、イ
ンバータ337内の305,306はインバータ
337の適切な負荷状態での運転を続けるための
電流フイードバツクの突き合わせ点、および電流
制御アンプである。
Now, let's start explaining the control device part.
The two-phase speed detection signals A and B read out from the track 203 of the rotation detection device 309 are transmitted to the quadrupling circuit 3.
After being input to 12 and processed to four times the frequency,
The F/V converter 313 converts the signal into an analog value speed feedback signal, and at a matching point 302 it compares it with the target signal from the target setting means 301 that has set the target operating speed of the motor 308. The two-phase speed detection signals A and B are sent to the forward/reverse determiner 3 at the same time.
11, and the rotation direction of the motor 308 is determined. This determination result is input to the up-down selection terminal U/D of the up-down counter 314, and depending on the determined rotational direction of the motor 308, addition or subtraction operation of the up-down counter 314 is selected. Further, the speed detection signal A is input to the clock input terminal CP of the up/down counter 314. Further, the rotational position signal Ruv detected from, for example, the track 204 of the rotation detection device 309 is waveform-shaped by a one-shot multivibrator and then input to the reset terminal RES of the up/down counter 314. In other words, the rotational position signal Ruv is input, and the
Assuming that the position where the down counter 314 is cleared to zero is the origin of the rotation system, the rotation position of the rotation system will correspond to the numerical value stored in the up/down counter 314 in a fixed relationship. Now, if we assume that the speed detection signal A generates 1024 pulses for one revolution of the motor 308, one pulse input to the up/down counter 314 will be generated by the motor 308.
This indicates a rotation of 360°/1024 of 8. Therefore, the rotation angle of the motor 308 can be determined by reading the value of the up/down counter 314 and multiplying this count by 360°/1024. This up/down counter 3
The count value of 14 is used as it is as an address signal for the next-stage sine wave tables 315 to 317. That is, the sine wave tables 315 to 31
The ROM constituting 7 stores in advance the values of various sine waves corresponding to the address signal (in other words, the rotation angle of the motor 308) and similar to each line voltage waveform required for control. Sine wave table 3
The digital signals output by 15 to 317 are converted into analog phase command signals by D/A converters 318 to 320, and then output to multipliers 325 to 327, and then inputted through speed control amplifier 303 to a matching point. It is multiplied together with the speed command signal of 302 and becomes the drive command signal of the inverter 337. The inverter 337 receives these drive command signals, controls the conduction of the power transistor group of the inverter section 337, and supplies the power transistors to the motor 308.
It controls the line voltage of each phase. Note that 305 and 306 in the inverter 337 are a current feedback matching point and a current control amplifier for continuing operation of the inverter 337 under an appropriate load condition.

このように制御装置を構成すると、回転検出装
置309の信号を基に、モートル308の運転状
態に応じてモートル308に供電する3相電力の
線間電圧および位相を適切な条件に保つことがで
きる。すなわち、モートル308に供給される3
相電力は適切な位相関係を持つ正弦波状となるた
め、モートル308は常に平滑なトルクが得られ
る。また、従来から必要とされていたレゾルバを
使用することなく、必要な制御運転を行なうこと
ができるため、モートル308に組み合わせる検
出装置を小形化してゆくことができる。
By configuring the control device in this way, the line voltage and phase of the three-phase power supplied to the motor 308 can be maintained at appropriate conditions based on the signal from the rotation detection device 309, depending on the operating state of the motor 308. . That is, the 3
Since the phase power has a sinusoidal waveform with an appropriate phase relationship, the motor 308 can always obtain smooth torque. Further, since the necessary control operation can be performed without using a resolver that has been conventionally required, the detection device combined with the motor 308 can be downsized.

なお、実施例においては、180゜通電制御方式を
行なうための正弦波変調信号をアツプ・ダウンカ
ウンタ314と正弦波テーブル315〜317の
組み合わせにより発生し、アツプ・ダウンカウン
タ314のノズルなどによるエラー・カウントの
積算防止のため回転検出装置309の回転位置信
号Ruvの立ち上がりを捕らえてアツプ・ダウンカ
ウンタ314のリセツトを行なつたが、さらに厳
密な制御を行なうのであれば、回転検出装置30
9より発せられる回転位置信号Ruv,Rvw,
Rwuの全てを利用し、アツプ・ダウンカウンタ
と正弦波テーブルの組み合わせを相数組分設けて
も良いものである。さらに、正弦波テーブルを1
組だけ設け、アツプ・ダウンカウンタのアドレス
データを各相の位相差に相当する値だけ、加減算
処理し正弦波テーブルに入力することにより、必
要な正弦波の値を知ることもできる。
In the embodiment, a sine wave modulation signal for carrying out the 180° energization control method is generated by a combination of the up/down counter 314 and the sine wave tables 315 to 317, and errors and errors caused by the nozzles of the up/down counter 314 are generated. In order to prevent the count from accumulating, the up/down counter 314 is reset by capturing the rising edge of the rotational position signal Ruv of the rotation detection device 309. However, if more strict control is required, the rotation detection device 30
Rotational position signals Ruv, Rvw, issued from 9
It is also possible to use all of Rwu and provide combinations of up/down counters and sine wave tables for the number of phases. Furthermore, set the sine wave table to 1
The required sine wave value can also be found by providing only one set of up/down counters, adding and subtracting the address data of the up/down counter by a value corresponding to the phase difference of each phase, and inputting the resultant to the sine wave table.

さて、前記実施例においては、モートル308
の始動初期の段階で、アツプ・ダウンカウンタ3
14のリセツト端子RESにリセツト信号が入力
されるまで、各正弦波テーブル315〜317に
出力されるアドレス信号の内容が特定されないた
め制御動作が不安定になつてしまうことがある。
この対策として本発明の一実施例を示す第6図、
第7図の方法を採ることが考えられる。すなわ
ち、モートルの始動初期には各回転位置信号
Ruv,Rvw,Rwuの信号状態から、モートル3
08の取り得る回転角度範囲を判断し、一義的に
判断された回転角度範囲の中心の回転角度に対応
する各正弦波テーブルのアドレス信号が得られる
ように構成すれば良いものでる。これを詳しく説
明すると、第7図に示すように例えば回転位置信
号Ruv,Rwuが共に発生している場合にはモー
トル308の回転角度は330゜〜30゜の範囲にある
と判断し、一義的にこれの中心の0゜(360゜)をモ
ートル308の制御のための回転角度とする。第
6図において、400は回転位置判別回路であ
り、始動初期時に閉じられる始動表示スイツチ4
01の信号を受けて、各回転位置信号Ruv,
Rvw,Rwuの信号より、第7図で説明したよう
な各正弦波テーブル315〜317のアドレス信
号を一義的に定めて出力する。402はアドレス
信号選択回路であり、モートル308の始動時は
回転位置判別回路400のアドレス信号を、始動
完了後はアツプ・ダウンカウンタ314のカウン
ト結果を選択して各正弦波テーブル315〜31
7に伝えるものである。説明を省略したその他の
部分についてはすでに説明した実施例と同様であ
ると考えると、始動初期時(少なくともモートル
308の1回転以内)には一義的に各正弦波テー
ブル315〜317のアドレス信号が定まるため
制御の安定化を進めることができる。
Now, in the above embodiment, the motor 308
At the initial stage of startup, the up/down counter 3
Since the contents of the address signals output to each of the sine wave tables 315 to 317 are not specified until the reset signal is input to the reset terminal RES of 14, the control operation may become unstable.
As a countermeasure to this problem, FIG. 6 shows an embodiment of the present invention.
It is conceivable to adopt the method shown in Fig. 7. In other words, each rotational position signal is
From the signal status of Ruv, Rvw, and Rwu, motor 3
08 can be determined, and the address signal of each sine wave table corresponding to the rotation angle at the center of the uniquely determined rotation angle range can be obtained. To explain this in detail, for example, if the rotational position signals Ruv and Rwu are both generated as shown in FIG. Let 0° (360°) at the center of this be the rotation angle for controlling the motor 308. In FIG. 6, 400 is a rotational position discrimination circuit, and a start display switch 4 is closed at the initial stage of start.
01 signal, each rotational position signal Ruv,
From the Rvw and Rwu signals, address signals for each of the sine wave tables 315 to 317 as explained in FIG. 7 are uniquely determined and output. 402 is an address signal selection circuit, which selects the address signal of the rotational position determination circuit 400 when starting the motor 308, and selects the count result of the up/down counter 314 after starting the motor 308, and selects the count result of the up/down counter 314 to select each sine wave table 315 to 31.
7. Considering that the other parts whose explanations are omitted are the same as those of the embodiment already described, the address signals of each sine wave table 315 to 317 are uniquely set at the initial stage of startup (at least within one revolution of the motor 308). Since this is determined, control can be stabilized.

さらに、早い機会に正確なアドレス信号を得た
い場合には、回転位置信号Ruv,Rvw,Rwuと
正逆転判定器311の信号を利用して、回転位置
信号Ruv,Rvw,Rwuの組み合わが変わる毎に
モートル308の回転位置を割り出し、この割り
出し位置に対応するアドレス信号を得ると同時
に、アツプ・ダウンカウンタ314をリセツト
し、この後、割り出したアドレス信号の値にアツ
プ・ダウンカウンタ314のカウント値を加算
し、この加算結果を各正弦波テーブル315〜3
17のアドレス信号として利用するよう制御回路
を構成することもできる。このような構成を取る
と、モートル308が少なくとも60゜回転するま
でに正確な位置信号を得ることができる。
Furthermore, if you want to obtain accurate address signals at an early opportunity, you can use the rotational position signals Ruv, Rvw, Rwu and the signal from the forward/reverse determiner 311 to obtain accurate address signals every time the combination of the rotational position signals Ruv, Rvw, Rwu changes. The rotational position of the motor 308 is determined, and at the same time an address signal corresponding to this determined position is obtained, the up/down counter 314 is reset. After this, the count value of the up/down counter 314 is set to the value of the determined address signal. and add this addition result to each sine wave table 315 to 3.
It is also possible to configure the control circuit so as to use it as an address signal of 17. With this configuration, an accurate position signal can be obtained until the motor 308 rotates at least 60 degrees.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、始動初期において回転トルク
が十分確保できる効果がある。また始動初期のよ
り早い機会に正確な位置信号を得ることができ、
正規の回転トルクが確保できるので、始動初期に
おいて安定に制御できる効果がある。したがつて
本発明によれば、取り出した運転速度情報、およ
び回転位置情報を基に電動機を常に目標状態に制
御してゆくことができるものである。
According to the present invention, there is an effect that sufficient rotational torque can be ensured at the initial stage of startup. In addition, accurate position signals can be obtained at an earlier opportunity during the initial startup period.
Since regular rotational torque can be ensured, stable control can be achieved in the initial stage of startup. Therefore, according to the present invention, the electric motor can be constantly controlled to the target state based on the extracted operating speed information and rotational position information.

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

第1図は従来の電動機の制御装置を説明するた
めのブロツク図、第2図は本発明の一つの実施例
の回転検出装置の要部を説明するための図、第3
図は第2図のさらに要部を拡大して示す図、第4
図は回転検出装置の各種検出信号と電動機の各所
電圧波形を横軸に電動機の回転子の回転角度を取
つて示す図、第5図は本発明の電動機の制御装置
の一つの実施例を説明するためのブロツク図、第
6図は他の実施例の要部を説明するためのブロツ
ク図、第7図は第6図の動作を説明するための線
図である。 101,102,103,104,105…検
出素子、200…回転体、203,204,20
5,206…コード化された繰返しパターン、3
08…電動機、309…回転検出装置、301,
302,303,312,313…速度指令手
段、310,311,314…位置検出手段、3
15,316,317,318,319,320
…位相指令手段、325,326,327,33
7…駆動手段。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a conventional electric motor control device, FIG. 2 is a diagram for explaining essential parts of a rotation detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a further enlarged view of the main part of Figure 2, and Figure 4.
The figure shows various detection signals of the rotation detection device and voltage waveforms at various points on the motor, with the rotation angle of the motor rotor plotted on the horizontal axis. FIG. 5 explains one embodiment of the motor control device of the present invention. FIG. 6 is a block diagram for explaining essential parts of another embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of FIG. 6. 101, 102, 103, 104, 105...detection element, 200... rotating body, 203, 204, 20
5,206...coded repeating pattern, 3
08...Electric motor, 309...Rotation detection device, 301,
302, 303, 312, 313... Speed command means, 310, 311, 314... Position detection means, 3
15,316,317,318,319,320
...Phase command means, 325, 326, 327, 33
7...Driving means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 出力が電動機に接続され、該電動機を回転制
御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と、 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機の制御装置において、 前記位置検出手段は、 前記回転角度情報パルスを計数する計数手段
と、前記磁極位置情報パルスに基づき前記計数手
段の出力を60度ごとに所定の値にセツトするリセ
ツト手段と、 始動信号が入力されてから次に前記磁極位置情
報パルスの最初の変化点が入力されるまでの始動
期間は、前記磁極位置情報パルスにより割り出さ
れた回転角度範囲の中心の角度に応じた値を出力
する始動時アドレス指定手段と、 前記始動期間は前記始動時アドレス指定手段の
出力信号を前記位相指令手段へ送出し、前記始動
期間を過ぎた期間は前記計数手段の出力信号を前
記位相指令手段へ送出するアドレス選択手段 を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。 2 出力が電動機に接続され、該電動機を回転制
御する駆動装置と、 前記電動機の回転子の磁極位置情報パルス及び
回転角度情報パルスを出力する回転検出装置と 前記回転角度情報パルスと速度目標設定値に基
づき、回転速度偏差に応じた値を演算して前記駆
動装置に該演算値を出力する速度指令手段と、 前記磁極位置情報パルス及び前記回転角度情報
パルスに基づき、電動機の回転子の磁極位置を検
出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の出力信号を入力して、前記
駆動装置に電流位相指令信号を出力する位相指令
手段 を備えた電動機制御装置を運転開始するための制
御方法において、 始動の際、前記磁極位置情報パルスにより割り
出された回転角度範囲の中心角度に対応した値
を、前記位置検出手段に初期セツトする第1ステ
ツプと、 電動機の回転が開始されてから多くとも60回転
する範囲内の前記磁極位置情報パルスが変化する
タイミングで、その時点の回転角度に対応した値
を前記位置検出手段にセツトする第2ステツプ
と、 前記第2ステツプ以後、前記位置検出手段は、
前記回転角度情報パルスを計数する第3ステツプ
を備えたことを特徴とする制御方法。
[Scope of Claims] 1. A drive device whose output is connected to an electric motor and controls the rotation of the electric motor; a rotation detection device that outputs magnetic pole position information pulses and rotation angle information pulses of a rotor of the electric motor; and the rotation angle. speed command means for calculating a value corresponding to a rotational speed deviation based on the information pulse and the speed target set value and outputting the calculated value to the drive device; based on the magnetic pole position information pulse and the rotation angle information pulse; An electric motor control device comprising: a position detection means for detecting a magnetic pole position of a rotor of the electric motor; and a phase command means for inputting an output signal of the position detection means and outputting a current phase command signal to the drive device, The position detection means includes a counting means for counting the rotation angle information pulses, a reset means for setting the output of the counting means to a predetermined value every 60 degrees based on the magnetic pole position information pulses, and a start signal is input thereto. The starting period from when the first change point of the magnetic pole position information pulse is input is the starting period in which a value corresponding to the center angle of the rotation angle range determined by the magnetic pole position information pulse is output. an address for sending an output signal of the addressing means at startup to the phase command means during the start period, and for sending an output signal of the counting means to the phase command means for a period beyond the start period; A control device for an electric motor, characterized by comprising selection means. 2. A drive device whose output is connected to an electric motor and controls the rotation of the electric motor; a rotation detection device that outputs a magnetic pole position information pulse and a rotation angle information pulse of the rotor of the electric motor; and the rotation angle information pulse and the speed target setting value. a speed command means for calculating a value according to the rotational speed deviation based on the rotational speed deviation and outputting the calculated value to the drive device; A control method for starting operation of a motor control device comprising: a position detecting means for detecting a position detecting means; and a phase command means for inputting an output signal of the position detecting means and outputting a current phase command signal to the drive device, At the time of starting, a first step of initially setting a value corresponding to the center angle of the rotation angle range determined by the magnetic pole position information pulse in the position detecting means; a second step of setting a value corresponding to the rotation angle at that time in the position detecting means at a timing when the magnetic pole position information pulse within the rotating range changes; and after the second step, the position detecting means:
A control method comprising a third step of counting the rotation angle information pulses.
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