JPH04279906A - サーボ制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は同期モータを用いたサ
ーボ制御装置に係るものであり、より詳しくは同期モー
タの回転子位置を検出するエンコーダの誤接続をすみや
かに検出するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３〜図７に従来のサーボ制御装置を示
す。図３は該装置の全体構成図であり図４は同期モータ
の正転時におけるエンコーダのＡ，Ｂ，Ｚ相の出力信号
を示す波形、図５は同様に逆転時におけるエンコーダの
Ａ，Ｂ，Ｚ相の出力信号を示す波形、図６はエンコーダ
のＵ，Ｖ，Ｗ相の出力信号を示す波形、図７は上記Ｕ，
Ｖ，Ｗ相が誤接続された場合のＵ，Ｖ，Ｗ相の出力信号
を示す波形である。図３において、１は回転界磁型の同
期モータ、２は同期モータ１に機械的に直結した回転子
位置検出手段たるエンコーダである。而して、同期モー
タ１は回転子と固定子との電流によって生成する回転磁
界と同期をとりつつ運転する必要がある。このため、エ
ンコーダ２から後述のパルスを発生させこのパルスを利
用して上記同期をとっている。

【０００３】エンコーダ２はＡ，Ｂ相３ａから同期モー
タ１の回転角度に応じて発生する位相の異なる複数のパ
ルスとしてのＡ，Ｂ相信号を出力する第１のパルス発生
手段と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相４から同期モータ１の磁極位置に
対応した複数の位相の異なるパルスとしてのＵ，Ｖ，Ｗ
相信号を出力する第２のパルス発生手段からなっている
。Ａ，Ｂ相信号は同期モータ１の回転子の回転角度と回
転方向に応じ、図４、図５の如く発生するπ／２位相の
ずれたパルス信号である。Ａ，Ｂ相３ａの位相の比較に
よって同期モータ１の回転が正転か逆転かを検出でき、
Ａ又はＢ相信号のパルスの積算によって同期モータ１の
回転子の相対的な移動量を検出できる。又、３ｂはＺ相
であり、Ｚ相３ｂから同期モータ１の回転子が１回転毎
に機械的な基準位置に達した場合パルスを生じるＺ相信
号を出力する。

【０００４】Ｕ，Ｖ，Ｗ相信号は上記機械的な基準位置
から同期モータ１の回転子が回転した角度に応じ図６の
如く１８０゜ずつ位相の異なるパルスを発生する。５は
エンコーダ２の出力信号であるＡ，Ｂ相信号、Ｚ相信号
、Ｕ，Ｖ，Ｗ相信号を所望の信号及び電圧値に変換する
ためのインターフェイスである。６は同期モータ１の回
転子の機械的な位置を図６の如く６段階に表示した磁極
位置コードに変換して電流制御部に出力するループであ
る。 かかる磁極位置コードはＵ相出力信号を基準にした２進
数を１０進数に変換したものである。例えば、回転子の
位置が６０度〜１２０度の場合、２進数では０１１であ
るが故に１０進数で「３」となる。

【０００５】従って、磁極位置コードは６０度毎の段階
的となる。このため、かかる段階的範囲内における回転
子位置の中間値を回転子角度とする。例えば、回転子位
置が０〜６０度であれば３０度とする。これを回転子角
度としたものを図６に示す。７はエンコーダ２の出力信
号であるＡ，Ｂ相信号、Ｚ相信号より作成する速度フィ
ードバックループ、８は同様にＡ，Ｂ相信号、Ｚ相信号
より作成する位置フィードバック、９は同期モータ１に
流れる電流を検出する電流検出器、１０は電流検出器９
にて検出した電流フィードバック、１１は制御目標値で
ある位置指令を発生する位置指令部、１２は位置指令と
位置フィードバック８との差である位置偏差より速度指
令を作成する位置制御部、１３は速度指令、１４は速度
指令１３と速度フィードバック７との差である速度偏差
より電流指令を作成する速度制御部である。１５は電流
指令、１６は電流指令１５と電流フィードバック１０と
の差である電流偏差より同期モータ１を駆動する電流制
御部でありトランジスタインバータより構成されている
。

【０００６】次に、従来技術の動作を図８を参照しなが
ら説明する。図８はサーボ制御装置内のマイクロコンピ
ュータのメモリ（図示せず）に記憶したプログラムを示
すフローチャートである。今、サーボ制御装置の電源を
作業者が投入する。Ｕ，Ｖ，Ｗ相信号のパルス信号をイ
ンターフェイス５に読み込む（ステップ５１）。上記に
て読み込んだＵ，Ｖ，Ｗ相信号を磁極位置コードに変換
する（ステップ５２）。電源投入後、最初の基準位置に
同期モータ１の回転子が達したか否か、即ちＺ相信号の
パルスが発生したか否かを判定する（ステップ５３）。

【０００７】ここで、上記基準位置を上記回転子が通過
していない場合、再度エンコーダ２のＵ，Ｖ，Ｗ相信号
の信号をインターフェイス５に読み込む（ステップ５５
）。上記ステップ５１、ステップ５５にて読み込んだエ
ンコーダ２のＵ，Ｖ，Ｗ相信号の信号を比較し、Ｕ，Ｖ
，Ｗ相信号の各相の信号が「０」又は「１」に変化して
いないか判定する（ステップ５６）。もし、上記Ｕ，Ｖ
，Ｗ相信号の信号に変化がなければ、電流指令１５、電
流制御部１６へ出力する（ステップ５９）。電流制御部
１６によって同期モータ１を駆動する（ステップ６０）
。

【０００８】次に、同期モータ１の回転子の回転により
エンコーダ２も同時に回転しその出力Ａ，Ｂ相信号、Ｚ
相信号より位置フィードバック８を作成する（ステップ
６１）。同期モータ１の回転子角度の変化△θを位置制
御部１２によって加算する（ステップ６２）。又、ステ
ップ５６においてＵ，Ｖ，Ｗ相信号の信号に変化があれ
ば、上記どの相のエッジが変化したかを探索する（ステ
ップ５７）。 いずれかのＵ，Ｖ，Ｗ相信号のエッジ変化より新たな磁
極位置コードを作成する（ステップ５８）。かかる磁極
位置コードに従い、上記と同様に電流制御部１６の指令
を生成する（ステップ５９）。以下は上記各ステップと
同様である。

【０００９】電源投入後、同期モータ１の回転子が回転
して予め定めた基準位置に達した場合、エンコーダ２の
出力Ｚ相信号の出力パルスの立上りを検出する（ステッ
プ６３）。以後はＡ又はＢ相信号のパルスを積算するこ
とにより同期モータ１の回転子の角度を求め、上記ステ
ップ５９以降の制御を行う。最後に、作業者がサーボ制
御装置に運転停止命令を与えることによって同期モータ
１の回転は停止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーボ制御装置
は以上のように構成されているので、同期モータ１の回
転子の回転角度の検出は電源投入してから回転角度の基
準点を回転子が最初に通過するまで、エンコーダ２の出
力Ｕ，Ｖ，Ｗ相信号によるため、上記Ｕ，Ｖ，Ｗ相４が
誤接続された場合、回転子角度の誤検出を生じ、同期モ
ータ１の固定子巻線の回転磁界と回転子の磁極が同期を
とることが不可能となる。従って、同期モータ１の回転
が困難となり同時に過大な電流が流れ、上記モータが焼
損する不具合があった。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものでエンコーダのＵ，Ｖ，Ｗ相の誤接続
をすみやかに検出し、上記不具合を解消するサーボ制御
装置を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るサーボ制
御装置は、上記同期モータの回転角度に応じて発生する
位相の異なる複数のパルスを発生する第１のパルス発生
手段及び上記同期モータの磁極位置に対応した複数の位
相の異なるパルスを発生する第２のパルス発生手段から
なる上記同期モータの回転子位置を検出する回転子位置
検出手段と、上記第１のパルス発生手段と上記第２のパ
ルス発生手段のそれぞれが発生する上記位相の異なる複
数のパルスから上記同期モータの回転方向を判別する回
転方向判別手段と上記判別結果が相互に予盾する場合、
同期モータを停止する同期モ−タ停止手段とを有するも
のである。

【００１３】

【作用】この発明においては、同期モータに直結したエ
ンコーダの出力である第１及び第２のパルス発生手段の
それぞれが発生するパルスから上記モータの回転方向を
判別しこの判別結果を比較することによってエンコーダ
の誤接続を発見するように働く。

【００１４】

【実施例】実施例１． 図１、図２はこの発明の一実施例を示すマイクロコンピ
ュータのメモリ（図示せず）に記憶したプログラム内容
を示すフローチャートである。図２は図１のフローチャ
ートにおけるステップ７０のサブルーチンの内容を示す
。 尚、図中従来と同一符号は同一又は相当部分を示す。 又、サーボ制御装置の全体構成は図３と同一である。な
おマイクロコンピュータがメモリに記憶したプログラム
を実行すると回転方向判別手段及び同期モータ停止手段
としての機能を実行する。

【００１５】次に、上記実施例の動作を図１、図２のフ
ローチャートによって説明する。今、サーボ制御装置の
電源を作業者が投入し、従来と同様の動作によって、プ
ログラムが進行し磁極位置コードを作成する（ステップ
５８）。誤結線検知の処理へ移行する（ステップ７０）
。かかる誤結線検知処理は、同期モータ１の回転子の回
転方向に係る最初にＵ，Ｖ，Ｗ相信号を読み込み磁極位
置コードに変換する（ステップ５１，５２）。その後、
読み込んだＵ，Ｖ，Ｗ相信号も磁極位置コードに変換す
る（ステップ５５，５７，５８）。上記磁極位置コード
の回転子角度の差が６０度か否か判定する（ステップ７
１）。もし６０度でなければ、同様にして、その差が、
−３００度か否か判定する（ステップ７２）。ここで、
６０度又−３００度は、図６より同期モータ１の回転子
の正転方向であることを意味する。従って上記ステップ
にてＵ，Ｖ，Ｗ相信号から同期モータ１の回転が正転か
否かを判定する。

【００１６】次に前記の処理によって６０度又は−３０
０度であるとＡ，Ｂ相信号により図４の如くＡ相信号が
Ｂ相信号に比較して進んでいるかを確認し、上記の如く
位相が進んでいる場合△θは正と判定する（ステップ７
３）。 かかる判定より、エンコーダ２の出力Ｕ，Ｖ，Ｗ相信号
とＡ，Ｂ相信号の両者とも同期モータ１の回転子が正回
転との判定よりＵ，Ｖ，Ｗ相信号の結線は正常と判断さ
れて誤結線の検知は終了する（ステップ７０）。

【００１７】一方、Ｕ，Ｖ，Ｗ相４が誤って接続される
と図７の如きＵ，Ｖ，Ｗ相信号が発生する。かかる誤接
続の状況において、最初に読み込んだＵ，Ｖ，Ｗ相信号
その後に読み込んだＵ，Ｖ，Ｗ相信号との差が−６０度
又は３００度であるため同期モータ１の回転は正回転に
も拘ず逆回転と判定する（ステップ７１，７２）。その
一方エンコーダ２のＡ，Ｂ相信号は上記と同様に△θは
正である（ステップ７４）。従ってアラーム処理に移行
する。かかるアラーム処理は電流制御部１６のトランジ
スタインバータをしゃ断し、同期モータ１の回転を停止
させる（ステップ７５）。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、同期
モータに機械的に直結したエンコーダによって、同期モ
ータの回転角度に応じて発生する複数の位相の異なる信
号と同期モータの磁極位置に対応した複数の位相の異な
る信号からそれぞれ上記モータの回転方向を判別し、上
記判別結果の双方を比較するようにしたのでエンコーダ
の誤接続をすみやかに発見し、同期モータの焼損を未然
に防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるサーボ制御装置の一実施例によ
る動作を示すフローチャートである。

【図２】図１のフローチャートのサブル−チンを示すも
のである。

【図３】サーボ制御装置を示す構成図である。

【図４】従来の同期モ−タの正転時におけるエンコーダ
の出力であるＡ，Ｂ，Ｚ相信号を示す波形である。

【図５】従来の同期モ−タの逆転時におけるエンコーダ
の出力であるＡ，Ｂ，Ｚ相信号を示す波形である。

【図６】従来のエンコーダの出力であるＵ，Ｖ，Ｗ相信
号を示す波形である。

【図７】従来のＵ，Ｖ，Ｗ相を誤接続した時のＵ，Ｖ，
Ｗ相信号を示す波形である。

【図８】従来のサーボ制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１　　同期モータ ２　　回転子位置検出手段（エンコーダ）３ａ　　Ａ，
Ｂ相 ４　　Ｕ，Ｖ，Ｗ相

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　同期モータを駆動するサーボ制御装置
   において、上記同期モータの回転角度に応じて発生する
   位相の異なる複数のパルスを発生する第１のパルス発生
   手段及び上記同期モータの磁極位置に対応した複数の位
   相の異なるパルスを発生する第２のパルス発生手段から
   なる上記同期モータの回転子位置を検出する回転子位置
   検出手段と、上記第１のパルス発生手段と上記第２のパ
   ルス発生手段のそれぞれが発生する上記位相の異なる複
   数のパルスから上記同期モータの回転方向を判別する回
   転方向判別手段と上記判別結果が相互に予盾する場合、
   同期モータを停止する同期モ−タ停止手段とを備えたこ
   とを特徴とするサーボ制御装置。