JPH04168992A - Ａｃモータ駆動装置 - Google Patents

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、正弦波の歪を無くして電流の脈動を無くし、
出力トルクの損失を低減することができるＡＣモータ駆
動装置に関する。

［従来技術］ 従来のこの種の装置として、第５図に示したものが知ら
れている。第５図において、ＣＰＵＩには、三相正弦波
処理部２．電流指令演算部３、位置制御部５及び速度制
御部６が設けられ、また、ＣＰＵＩにプログラムを記憶
しているプログラムＲＯＭ４ａと正弦波データを記憶し
ている正弦波ＲＯＭ４ｂが接続されている。また、電流
指令演算部３に位置制御部５及び速度制御部６が接続さ
れている。さらに、電流指令演算部３の出力はＤ／Ａ変
換器７に接続され、Ｄ／Ａ変換器７の出力はパワーアン
プ８に接続され、さらにパワアンプ８の出力はＡＣモー
タ９に接続されている。このＡＣモータ９のロータ位置
はエンコーダ１０で検出され、このエンコーダ１０から
のパルス出力はカウンタ１１に入力される。

このように構成された従来装置において、まず、ＡＣモ
ータ９に取り付けられたロータ位置がエンコーダ１０．
で検出されると、エンコーダ１０はロータ位置に応じた
パルスを出力することにより、このパルスはカウンタ１
１でカウントされ、このカウント値をもとに、ＣＰＵＩ
はに互いに１２０°づつ位相がずれたＵ、■、Ｗの正弦
波データを正弦波ＲＯＭ４　ｂより三相正弦波処理部２
に取り出す。電流指令演算部３では、Ｕ、Ｖ、Ｗの３つ
の正弦波と速度制御部６からのトルク指令信号を乗算し
、Ｕ、Ｖ、Ｗの相電流指令信号を作り出し、Ｄ／Ａ変換
器７を通し、パワーアンプ８に対して相電流指令信号を
与えると、パワーアンプ８で増幅された指令信号はＡＣ
モータ９に入力され、ＡＣモータ９は指令信号に応じて
回転する。なお、これらの回路の中で三相正弦波処理部
２及び電流指令演算部３は回路削減の意味もあり、ＣＰ
ＵＩのソフトウェアで行っている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、正弦波電流指令の演算をソフトウェアで行い
、その値をＤ／Ａ変換器７へ出力する従来装置では、Ｄ
／Ａ変換器７の出力はソフトウェア処理時間内は変化し
ない。従って、ＡＣモータ９の回転速度が上がると、正
弦波の周期はソフトウェア処理時間に近づくため、正弦
波電流指令は段階状に歪んだ波形となる。その結果、Ａ
Ｃモータ９の出力は出力トルク損失が増大する。この歪
を除去するためにＤ／Ａ変換器７の出力にローパスフィ
ルタを付加し、電流指令演算部３がらの正弦波電流指令
波形を滑らかにする方法が考えられるが、ローパスフィ
ルタの位相特性によって、正弦波電流指令の位相がＡＣ
モータ９のロータの位置より遅れ、ＡＣモータ９の出力
トルク損失が増大する。また、トルク指令の変化（正弦
波電流指令の振幅の変化）に対する応答も遅くなるとい
う問題があった。

本発明は、ＡＣモータのロータの位置を検出するエンコ
ーダからのパルスのカウント値によって、位相補正ＲＯ
Ｍから位相補正データをＣＰＵの位相補正処理部に取り
込んでカウント値を位相補正し、この位相補正されたカ
ウント値で正弦波ＲＯＭより正弦波データをＣＰＵの三
相正弦波処理部に読み出し、この正弦波データをアナロ
グに変換し、ローパスフィルタを通して段階状の歪を除
去してＡＣモータを駆動するＡＣモータ駆動装置を提供
することを目的とするものである。

［１１！！題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、ＡＣモータのロ
ータ位置をエンコーダで検出したパルスのカウント値で
ＲＯＭより取り出した３相の正弦波データと、位置制御
部からの信号で速度制御部から出力したトルク指令とに
よって三相の電流指令信号を出力して前記Ａｃモータを
駆動するようにしたＡＣモータ駆動装置において、前記
カウント値をある時間間隔毎に取り込んだ時のカウント
値と前回のカウント値との差の絶対値で位相補正データ
を取り込んで位相補正し、該位相補正されたカウント値
によって前記ＲＯＭより正弦波データを取り出し、該正
弦波データをアナログ信号に変換し、該アナログ信号を
ローパスフィルタに通した信号と前記トルク指令信号に
より三相の電流指令信号を演算して前記ＡＣモータに出
力し、前記ＡＣモータを駆動するようにしたものである
。

また、ＡＣモータのロータ位置をエンコーダで検出した
パルスのカウント値でＲＯＭより取り出した３相の正弦
波データと、位置制御部からの信号で速度制御部から出
力したトルク指令信号とによって三相の電流指令信号を
出力して前記ＡＣモータを駆動するようにしたＡＣモー
タ駆動装置において、前記カウント値をある時間間隔毎
に取り込んだ時のカウント値と前回のカウント値との差
の絶対値で位相補正データを取り込んで位相補正し、該
位相補正されたカウント値によって前記ＲＯＭより正弦
波データを取り出し、前記トルク指令信号に進み補償を
施して、前記位相補正された正弦波データと前記進み補
償されたトルク指令信号により三相の電流指令信号を出
力し、該三相の電流指令信号をアナログ信号に変換し、
該アナログ信号をローパスフィルタを通した後、前記Ａ
Ｃモータに出力し、前記ＡＣモータを駆動するようにし
たものである。［作用］ 本発明によれば、ＡＣモータのロータの位置をエンコー
ダで検出し、このエンコーダからのパルス出力をカウン
タでカウントし、そのカウント値をＣＰＵで取り込んで
前回との差の絶対値を求めて位相補正ＲＯＭのアドレス
に変換し、このアドレスで位相補正ＲＯＭより位相補正
データを取り込み、ＡＣモータの回転方向によって位相
補正データでカウント値を補正する。そして、この位相
補正カウント値を正弦波ＲＯＭのアドレスに変換し、正
弦波データをＣＰＵの三相正弦波処理部に取り込む。そ
して、正弦波データをＤ／Ａ変換器でアナログ信号に変
換し、このアナログ信号をローパスフィルタに通した後
、歪が除去されたアナログ信号と速度制御部からのトル
ク指令信号とを電流指令演算部で乗算してＵ相電流指令
信号、Ｖ相電流指令信号、Ｗ相電流指令信号を作り、こ
れらの指令信号をパワーアンプで増幅してＡＣモータに
入力し、ＡＣモータを駆動する。また、ＣＰＵに進み補
償を施したトルク指令信号と位相補正を施した正弦波デ
ータとを乗算する電流指令演算部を設け、この電流指令
演算部の出力をローパスフィルタに通した後、パワーア
ンプで増幅してＡＣモータに入力することもできる。

［実施例］ 第１図を参照すると、本発明の実施例のＡＣモータ駆動
装置において、２は三相正弦波処理部。

４ａプログラムＲＯＭ、４ｂは正弦波ＲＯＭ、５は位置
制御部、６は速度制御部、７はＤ／Ａ変換器、８はパワ
ーアンプ、９はＡＣモータ、１０はエンコーダ、１１は
カウンタであり、これらの構成は上記従来例とほぼ同様
であるので説明は省略するが、本実施例では、位相補正
処理部１２を設け、また、ＣＰＵＩに位相補正データを
記憶する位相補正ＲＯＭ　４　ｃを接続し、さらに、Ｄ
／Ａ変換器７とパワーアンプ８の間にローパスフィルタ
１３及び乗算器からなる電流指令演算部１４を接続し、
電流指令演算部１４に速度制御部６からトルク指令信号
を入力している。

このように構成した本実施例の動作を第２図のフロチャ
ートにより説明する。まず、ＡＣモータ９のロータの位
置をエンコーダ１０で検出し、このエンコーダ１０から
のパルスをカウンタ１１でカウントし、このカウント値
をＣＰＵＩで取り込み、前回のカウント値との差の絶対
値をモータの回転速度とし、ＡＣモータ９の回転速度の
値を位相補正ＲＯＭ４ｃのアドレスに変換する。そして
、位相補正ＲＯＭ４ｃより位相補正データを位相補正処
理部１２に取り込む。位相補正処理部１２では、このカ
ウンタ１１でカウントした値とローパスフィルタ１３の
位相特性による位相の遅れ分を補正するため、ＡＣモー
タの回転情報をもとに、その回転方向に応じてカウント
値に位相補正データを加算するか、減算することにより
位相補正を行う０次に、三相正弦波処理部２では１位相
補正されたカウント値をもとに、互いに１２０°づつ位
相のずれたＵ、Ｖ、Ｗの正弦波データを正弦波ＲＯＭ４
ｂより取り出し、Ｄ／Ａ変換器７に出力する。

ここで、Ｄ／Ａ変換器７から出力される波形はソフトウ
ェア処理時間内の出力が変化しないため。

ＡＣモータ９の回転速度が高くなると、第３図の階段状
の線Ａで示すように段階状の歪が顕著となる。このＤ／
Ａ変換器７の出力をローパスフィルタ１３に通すことに
より、第３図の波線Ｂのように滑らかな波形にすること
ができる。波形りは位相補正をしたＤ／Ａ変換器７の出
力波形である。

このローパスフィルタ１３による位相の遅れはＣＰＵＩ
の位相補正処理部１２で補正されているため、何ら問題
はない、なお、第３図の実線Ｃは補正前のローパスフィ
ルタ１３の出力である。そして、ローパスフィルタ１３
の出力は電流指令演算部１４において、速度制御部６か
らのトルク指令信号と乗算され、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の電流指
令信号が作られる。

このように２本実施例では、正弦波の段階状の歪はロー
パスフィルタ１３を通すことにより除去することができ
、また、ＣＰＵの位相補正処理部１２で位相遅れ分を進
ませて出力することにより、ローパスフィルタ１３によ
る位相遅れを除去することができ、さらに、ローパスフ
ィルタ１３の後に電流指令演算部１４を接続することに
より、ローパスフィルタ１３によるトルク指令の変化に
対する応答遅れを無くすことができる。また、正弦波の
歪を無くすことにより、ＡＣモータ９に入力する電流の
脈流を無くすことができ、その結果、ＡＣモータ９のト
ルク損失を低減することができる。

第４図を参照すると、本発明の他の実施例のＡＣモータ
駆動装置において、１はＣＰＵ、２は三相正弦波処理部
、４ａはプログラムＲＯＭ、４ｂは正弦波ＲＯＭ、４ｃ
は位相補正ＲＯＭ、５は位置制御部、６は速度制御部、
７はＤ／Ａ変換器、８はパワーアンプ、９はＡＣモータ
、１０はエンコーダ、１１はカウンタ、１２は位相補正
処理部、１３はローパスフィルタであり、これらの構成
は上記実施例と同様であるので説明は省略するが、本実
施例では、乗算器を使用せず、ＣＰＵＩに電流指令演算
部３を設け、速度制御部６からのトルク指令信号の変化
に対する応答の遅れは、ＣＰＵ１に進み補償処理部１５
を付加することにより補償する。

このように構成した本実施例においても、ローパスフィ
ルタ１３による位相の遅れは位相補正処理部１２で補正
され、また、速度制御部６からのトルク指令信号の遅れ
は進み補償処理部１５で補正することができるので、前
述の実施例と同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 本発明は１以上のように構成されているので、ＣＰＵか
らの正弦波の段階状の歪はローパスフィルタを通して除
去することができるとともに、ローパスフィルタの位相
遅れは位相遅れ分を進ませて出力し、さらに、トルク指
令信号の変化に対する追従性はローパスフィルタを通し
た後でトルク指令信号を乗算するか、予めトルク指令信
号を進ませることにより除去することができるので、Ａ
Ｃモータの出力トルクの損失を低減することができ、ま
た、トルク指令信号の変化に対する応答遅れがなくなる
などの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のＡＣモータ駆動装置のブロッ
ク図、第２図は第１図の要部の動作を説明するフローチ
ャート、第３図は第１図の要部の出力波形を示した図、
第４図は本発明の他の実施例のＡＣモータ駆動装置のブ
ロック図、第５図は従来のＡＣモータ駆動装置のブロッ
ク図である。 １・・・ＣＰＵ、２・・・三相正弦波処理部、４ａ・・
・プログラムＲＯＭ、４ｂ・・・正弦波ＲＯＭ、４Ｃ・
・・位相補正ＲＯＭ、５・・・位置制御部、６・・・速
度制御部、７・・・Ｄ／Ａ変換器、８・・・パワーアン
プ、９・・・ＡＣモータ、１０・・・エンコーダ、１１
・・・カウンタ、１２・・・位相補正処理部、１３・・
・ローパスフィルタ、１４・・・電流指令演算部、１５
・・・進み補償処理部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ＡＣモータのロータ位置をエンコーダで検出したパ
   ルスのカウント値でＲＯＭより取り出した３相の正弦波
   データと、位置制御部からの信号で速度制御部から出力
   したトルク指令とによって三相の電流指令信号を出力し
   て前記ＡＣモータを駆動するようにしたＡＣモータ駆動
   装置において、前記カウント値をある時間間隔毎に取り
   込んだ時のカウント値と前回のカウント値との差の絶対
   値で位相補正データを取り込んで位相補正し、該位相補
   正されたカウント値によって前記ＲＯＭより正弦波デー
   タを取り出し、該正弦波データをアナログ信号に変換し
   、該アナログ信号をローパスフィルタに通した信号と前
   記トルク指令信号により三相の電流指令信号を演算して
   前記ＡＣモータに出力し、前記ＡＣモータを駆動するよ
   うにしたことを特徴とするＡＣモータ駆動装置。 ２　ＡＣモータのロータ位置をエンコーダで検出したパ
   ルスのカウント値でＲＯＭより取り出した３相の正弦波
   データと、位置制御部からの信号で速度制御部から出力
   したトルク指令信号とによって三相の電流指令信号を出
   力して前記ＡＣモータを駆動するようにしたＡＣモータ
   駆動装置において、前記カウント値をある時間間隔毎に
   取り込んだ時のカウント値と前回のカウント値との差の
   絶対値で位相補正データを取り込んで位相補正し、該位
   相補正されたカウント値によって前記ＲＯＭより正弦波
   データを取り出し、前記トルク指令信号に進み補償を施
   して、前記位相補正された正弦波データと前記進み補償
   されたトルク指令信号により三相の電流指令信号を出力
   し、該三相の電流指令信号をアナログ信号に変換し、該
   アナログ信号をローパスフィルタを通した後、前記ＡＣ
   モータに出力し、前記ＡＣモータを駆動するようにした
   ことを特徴とするＡＣモータ駆動装置。