JPH04304187A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
同期電動機の制御装置Info
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- JPH04304187A JPH04304187A JP3068272A JP6827291A JPH04304187A JP H04304187 A JPH04304187 A JP H04304187A JP 3068272 A JP3068272 A JP 3068272A JP 6827291 A JP6827291 A JP 6827291A JP H04304187 A JPH04304187 A JP H04304187A
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- Japan
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットや工作
機械などに使用する同期電動機の制御装置に関する。
機械などに使用する同期電動機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の同期電動機の制御装置は
図３に示すような構成のものがあった。以下、その構成
について図面を参照しながら説明する。
図３に示すような構成のものがあった。以下、その構成
について図面を参照しながら説明する。
【０００３】図において、１は制御を受ける同期電動機
、２はインクリメンタル・ロータリエンコーダで、互い
に電気的に９０度の位相差を有する二相の方形波信号Ａ
，Ｂを出力し、同期電動機１の回転子の回転角を移動量
に変換するため同期電動機１に直結される。３はインク
リメンタル・ロータリエンコーダ２の二相の出力信号Ａ
，Ｂを入力とし、同期電動機１の移動量を計測するカウ
ンタ回路、４はアブソリュート・ロータリエンコーダで
、互いに電気的に１２０度の位相差を有する三相の方形
波信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力し、同期電動機１の回転
子の位置を検出するため同期電動機１に直結される。 ５は同期電動機１のＵ相に流れる電流を検出する第１の
電流検出回路、６は同期電動機１のＶ相に流れる電流を
検出する第２の電流検出回路、７は第１の電流検出回路
５のアナログ信号Ｉｕと第２の電流検出回路６のアナロ
グ信号Ｉｖを切替えるマルチプレクサ、８はこのマルチ
プレクサ７で選択されたアナログ信号をデジタル信号に
変換するアナログ信号・デジタル信号変換回路（以降Ａ
／Ｄコンバータという）、９は同期電動機１の回転数を
決定する速度指令信号を出力する上位中央演算処理装置
（以降ＣＰＵという）、１０は上位ＣＰＵ９とカウンタ
回路３とアブソリュート・ロータリエンコーダ４とＡ／
Ｄコンバータ８の各々の出力信号を入力とし、同期電動
機１のパルス幅変調信号を演算するＣＰＵ、１１はＣＰ
Ｕ１０において同期電動機１のパルス幅変調信号を演算
するプログラムを納められている読み出し専用メモリ（
以降ＲＯＭという）、１２はＣＰＵ１０において同期電
動機１のパルス幅変調信号を演算する際に使用される読
み書き自由なメモリ（以降ＲＡＭという）、１３はＣＰ
Ｕ１０のパルス幅変調出力信号により制御されるインバ
ータ回路である。
、２はインクリメンタル・ロータリエンコーダで、互い
に電気的に９０度の位相差を有する二相の方形波信号Ａ
，Ｂを出力し、同期電動機１の回転子の回転角を移動量
に変換するため同期電動機１に直結される。３はインク
リメンタル・ロータリエンコーダ２の二相の出力信号Ａ
，Ｂを入力とし、同期電動機１の移動量を計測するカウ
ンタ回路、４はアブソリュート・ロータリエンコーダで
、互いに電気的に１２０度の位相差を有する三相の方形
波信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを出力し、同期電動機１の回転
子の位置を検出するため同期電動機１に直結される。 ５は同期電動機１のＵ相に流れる電流を検出する第１の
電流検出回路、６は同期電動機１のＶ相に流れる電流を
検出する第２の電流検出回路、７は第１の電流検出回路
５のアナログ信号Ｉｕと第２の電流検出回路６のアナロ
グ信号Ｉｖを切替えるマルチプレクサ、８はこのマルチ
プレクサ７で選択されたアナログ信号をデジタル信号に
変換するアナログ信号・デジタル信号変換回路（以降Ａ
／Ｄコンバータという）、９は同期電動機１の回転数を
決定する速度指令信号を出力する上位中央演算処理装置
（以降ＣＰＵという）、１０は上位ＣＰＵ９とカウンタ
回路３とアブソリュート・ロータリエンコーダ４とＡ／
Ｄコンバータ８の各々の出力信号を入力とし、同期電動
機１のパルス幅変調信号を演算するＣＰＵ、１１はＣＰ
Ｕ１０において同期電動機１のパルス幅変調信号を演算
するプログラムを納められている読み出し専用メモリ（
以降ＲＯＭという）、１２はＣＰＵ１０において同期電
動機１のパルス幅変調信号を演算する際に使用される読
み書き自由なメモリ（以降ＲＡＭという）、１３はＣＰ
Ｕ１０のパルス幅変調出力信号により制御されるインバ
ータ回路である。
【０００４】このデジタル制御は図４の動作フローチャ
ートに示すように、ＣＰＵ１０は上位ＣＰＵ９からの速
度指令値Ｎｏを読み込み、つぎにＣＰＵ１０はカウンタ
回路３の前回値と今回値の差を一定時間で除算して速度
フィードバック値を演算し、前記速度指令値Ｎｏと前記
速度フィードバック値の差から速度偏差値を演算し、さ
らにこの速度偏差値から比例・積分・微分制御を実行す
る速度制御ループ演算をし、アブソリュート・ロータリ
エンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置と前記
速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を演算し
、Ａ／Ｄコンバータ８からの電流値と前記各相の電流指
令値からパルス幅変調出力信号を演算している。
ートに示すように、ＣＰＵ１０は上位ＣＰＵ９からの速
度指令値Ｎｏを読み込み、つぎにＣＰＵ１０はカウンタ
回路３の前回値と今回値の差を一定時間で除算して速度
フィードバック値を演算し、前記速度指令値Ｎｏと前記
速度フィードバック値の差から速度偏差値を演算し、さ
らにこの速度偏差値から比例・積分・微分制御を実行す
る速度制御ループ演算をし、アブソリュート・ロータリ
エンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置と前記
速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を演算し
、Ａ／Ｄコンバータ８からの電流値と前記各相の電流指
令値からパルス幅変調出力信号を演算している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、同期電動機１に接続された機構系の固有
振動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致した
ときに、過渡振動や持続振動が発生し安定に制御するこ
とができないという欠点を有していた。
来の構成では、同期電動機１に接続された機構系の固有
振動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致した
ときに、過渡振動や持続振動が発生し安定に制御するこ
とができないという欠点を有していた。
【０００６】この対策として、機構系の剛性と減衰率を
高くすることが試みられていたが、このような機構系の
改善は機構系の大きさと重量の増大につながり、価格の
上昇を招くために実用化が困難であった。
高くすることが試みられていたが、このような機構系の
改善は機構系の大きさと重量の増大につながり、価格の
上昇を招くために実用化が困難であった。
【０００７】本発明は上記従来例の問題を解決するもの
で、同期電動機に接続された機構系を安定的に制御する
ことができる同期電動機の制御装置を提供することを目
的とする。
で、同期電動機に接続された機構系を安定的に制御する
ことができる同期電動機の制御装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課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、互いに電気的に９０度の位相差を有する二
相の方形波信号を出力し、同期電動機の回転子の回転角
を移動量に変換するインクリメンタル・ロータリエンコ
ーダと、このインクリメンタル・ロータリエンコーダの
二相の出力信号を入力とし、前記同期電動機の移動量を
計測するカウンタ回路と、互いに電気的に１２０度の位
相差を有する三相の方形波信号を出力し、前記同期電動
機の回転子の位置を検出するアブソリュート・ロータリ
エンコーダと、前記同期電動機に流れる電流を検出する
電流検出回路と、この電流検出回路の出力信号を入力と
し、この電流検出回路のアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータと、前記同期電動機の回転数
を決定する速度指令信号と前記カウンタ回路と前記アブ
ソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄコンバー
タの各々の出力信号を入力とし、前記同期電動機のパル
ス幅変調信号を演算するＣＰＵと、このＣＰＵのパルス
幅変調出力信号により制御されるインバータ回路とを備
え、前記ＣＰＵは、前記カウンタ回路の前回値と今回値
の差を一定時間で除算して速度フィードバック値を演算
し、さらに前記同期電動機に接続された機構系の固有振
動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致したと
きに、前記同期電動機に流れた正弦波電流の正の最大値
と負の最大値を計測し、前記同期電動機に流れた正弦波
電流の正の最大値と負の最大値の差が大きくなったとき
に、速度指令信号を減少させて、前記同期電動機に接続
された機構系を制御するものである。
するために、互いに電気的に９０度の位相差を有する二
相の方形波信号を出力し、同期電動機の回転子の回転角
を移動量に変換するインクリメンタル・ロータリエンコ
ーダと、このインクリメンタル・ロータリエンコーダの
二相の出力信号を入力とし、前記同期電動機の移動量を
計測するカウンタ回路と、互いに電気的に１２０度の位
相差を有する三相の方形波信号を出力し、前記同期電動
機の回転子の位置を検出するアブソリュート・ロータリ
エンコーダと、前記同期電動機に流れる電流を検出する
電流検出回路と、この電流検出回路の出力信号を入力と
し、この電流検出回路のアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータと、前記同期電動機の回転数
を決定する速度指令信号と前記カウンタ回路と前記アブ
ソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄコンバー
タの各々の出力信号を入力とし、前記同期電動機のパル
ス幅変調信号を演算するＣＰＵと、このＣＰＵのパルス
幅変調出力信号により制御されるインバータ回路とを備
え、前記ＣＰＵは、前記カウンタ回路の前回値と今回値
の差を一定時間で除算して速度フィードバック値を演算
し、さらに前記同期電動機に接続された機構系の固有振
動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致したと
きに、前記同期電動機に流れた正弦波電流の正の最大値
と負の最大値を計測し、前記同期電動機に流れた正弦波
電流の正の最大値と負の最大値の差が大きくなったとき
に、速度指令信号を減少させて、前記同期電動機に接続
された機構系を制御するものである。
【０００９】
【作用】上記構成により、同期電動機に接続された機構
系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバック値が
一致したときに、前記同期電動機に流れた正弦波電流の
正の最大値と負の最大値を計測し、同期電動機に流れた
正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大きくなっ
たときに、速度指令信号を減少させて過渡振動や持続振
動が発生せずに、同期電動機に接続された機構系を制御
する。
系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバック値が
一致したときに、前記同期電動機に流れた正弦波電流の
正の最大値と負の最大値を計測し、同期電動機に流れた
正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大きくなっ
たときに、速度指令信号を減少させて過渡振動や持続振
動が発生せずに、同期電動機に接続された機構系を制御
する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２を
参照しながら説明する。なお、本実施例において前述の
従来例と同一構成部品には同じ符号を付し、その説明は
省略する。本実施例の特徴的構成は従来例で説明したＣ
ＰＵの動作を次のようにしたものである。すなわち、Ｃ
ＰＵ１５は図２に示すように上位ＣＰＵ９からの速度指
令値Ｎｏを読み込み、つぎにＣＰＵ１５はカウンタ回路
３の前回値と今回値の差を一定時間で除算して速度フィ
ードバック値を演算し、さらに同期電動機１に接続され
た機構系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバッ
ク値が一致したときに、同期電動機１に流れた正弦波電
流の正の最大値と負の最大値を計測し、同期電動機１に
流れた正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大き
くなったとき、同期電動機１に接続された機構系に過渡
振動や持続振動が発生していると判定して、前記速度指
令値Ｎｏを減少させ、前記の減少された速度指令値Ｎｏ
と前記速度フィードバック値の差から速度偏差値を演算
し、さらに前記速度偏差値から比例・積分・微分制御を
実行する速度制御ループ演算をし、アブソリュート・ロ
ータリエンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置
と前記速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を
演算し、Ａ／Ｄコンバータ８からの電流値と前記各相の
電流指令値からパルス幅変調出力信号を演算している。
参照しながら説明する。なお、本実施例において前述の
従来例と同一構成部品には同じ符号を付し、その説明は
省略する。本実施例の特徴的構成は従来例で説明したＣ
ＰＵの動作を次のようにしたものである。すなわち、Ｃ
ＰＵ１５は図２に示すように上位ＣＰＵ９からの速度指
令値Ｎｏを読み込み、つぎにＣＰＵ１５はカウンタ回路
３の前回値と今回値の差を一定時間で除算して速度フィ
ードバック値を演算し、さらに同期電動機１に接続され
た機構系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバッ
ク値が一致したときに、同期電動機１に流れた正弦波電
流の正の最大値と負の最大値を計測し、同期電動機１に
流れた正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大き
くなったとき、同期電動機１に接続された機構系に過渡
振動や持続振動が発生していると判定して、前記速度指
令値Ｎｏを減少させ、前記の減少された速度指令値Ｎｏ
と前記速度フィードバック値の差から速度偏差値を演算
し、さらに前記速度偏差値から比例・積分・微分制御を
実行する速度制御ループ演算をし、アブソリュート・ロ
ータリエンコーダ４からの同期電動機１の回転子の位置
と前記速度制御ループ演算結果から各相の電流指令値を
演算し、Ａ／Ｄコンバータ８からの電流値と前記各相の
電流指令値からパルス幅変調出力信号を演算している。
【００１１】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
同期電動機の制御装置は、互いに電気的に９０度の位相
差を有する二相の方形波信号を出力し、同期電動機の回
転子の回転角を移動量に変換するインクリメンタル・ロ
ータリエンコーダと、このインクリメンタル・ロータリ
エンコーダの二相の出力信号を入力とし、前記同期電動
機の移動量を計測するカウンタ回路と、互いに電気的に
１２０度の位相差を有する三相の方形波信号を出力し、
前記同期電動機の回転子の位置を検出するアブソリュー
ト・ロータリエンコーダと、前記同期電動機に流れる電
流を検出する電流検出回路と、この電流検出回路の出力
信号を入力とし、この電流検出回路のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記同期電
動機の回転数を決定する速度指令信号と前記カウンタ回
路と前記アブソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ
／Ｄコンバータの各々の出力信号を入力とし、前記同期
電動機のパルス幅変調信号を演算するＣＰＵと、このＣ
ＰＵのパルス幅変調出力信号により制御されるインバー
タ回路とを備え、前記ＣＰＵは、前記カウンタ回路の前
回値と今回値の差を一定時間で除算して速度フィードバ
ック値を演算し、さらに前記同期電動機に接続された機
構系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバック値
が一致したときに、前記同期電動機に流れた正弦波電流
の正の最大値と負の最大値を計測し、前記同期電動機に
流れた正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大き
くなったときに、速度指令信号を減少させて、前記同期
電動機に接続された機構系を制御するものであり、この
構成とすることにより、同期電動機に接続された機構系
の改善なしに、同期電動機に接続された機構系の固有振
動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致したと
きでも、過渡振動や持続振動が発生せずに、同期電動機
に接続された機構系を安定的に制御することができる。
同期電動機の制御装置は、互いに電気的に９０度の位相
差を有する二相の方形波信号を出力し、同期電動機の回
転子の回転角を移動量に変換するインクリメンタル・ロ
ータリエンコーダと、このインクリメンタル・ロータリ
エンコーダの二相の出力信号を入力とし、前記同期電動
機の移動量を計測するカウンタ回路と、互いに電気的に
１２０度の位相差を有する三相の方形波信号を出力し、
前記同期電動機の回転子の位置を検出するアブソリュー
ト・ロータリエンコーダと、前記同期電動機に流れる電
流を検出する電流検出回路と、この電流検出回路の出力
信号を入力とし、この電流検出回路のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記同期電
動機の回転数を決定する速度指令信号と前記カウンタ回
路と前記アブソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ
／Ｄコンバータの各々の出力信号を入力とし、前記同期
電動機のパルス幅変調信号を演算するＣＰＵと、このＣ
ＰＵのパルス幅変調出力信号により制御されるインバー
タ回路とを備え、前記ＣＰＵは、前記カウンタ回路の前
回値と今回値の差を一定時間で除算して速度フィードバ
ック値を演算し、さらに前記同期電動機に接続された機
構系の固有振動周波数帯域と前記速度フィードバック値
が一致したときに、前記同期電動機に流れた正弦波電流
の正の最大値と負の最大値を計測し、前記同期電動機に
流れた正弦波電流の正の最大値と負の最大値の差が大き
くなったときに、速度指令信号を減少させて、前記同期
電動機に接続された機構系を制御するものであり、この
構成とすることにより、同期電動機に接続された機構系
の改善なしに、同期電動機に接続された機構系の固有振
動周波数帯域と前記速度フィードバック値が一致したと
きでも、過渡振動や持続振動が発生せずに、同期電動機
に接続された機構系を安定的に制御することができる。
【図１】本発明の一実施例における同期電動機の制御装
置のブロック図
置のブロック図
【図２】同制御装置の動作フローチャート
【図３】従来
の同期電動機の制御装置のブロック図
の同期電動機の制御装置のブロック図
【図４】同制御装
置の動作フローチャート
置の動作フローチャート
１ 同期電動機
２ インクリメンタル・ロータリエンコーダ３ カ
ウンタ回路 ４ アブソリュート・ロータリエンコーダ５，６
電流検出回路 ８ Ａ／Ｄコンバータ １３ インバータ回路 １５ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
ウンタ回路 ４ アブソリュート・ロータリエンコーダ５，６
電流検出回路 ８ Ａ／Ｄコンバータ １３ インバータ回路 １５ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
Claims (1)
- 【請求項１】互いに電気的に９０度の位相差を有する二
相の方形波信号を出力し、同期電動機の回転子の回転角
を移動量に変換するインクリメンタル・ロータリエンコ
ーダと、このインクリメンタル・ロータリエンコーダの
二相の出力信号を入力とし、前記同期電動機の移動量を
計測するカウンタ回路と、互いに電気的に１２０度の位
相差を有する三相の方形波信号を出力し、前記同期電動
機の回転子の位置を検出するアブソリュート・ロータリ
エンコーダと、前記同期電動機に流れる電流を検出する
電流検出回路と、この電流検出回路の出力信号を入力と
し、この電流検出回路のアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータと、前記同期電動機の回転数
を決定する速度指令信号と前記カウンタ回路と前記アブ
ソリュート・ロータリエンコーダと前記Ａ／Ｄコンバー
タの各々の出力信号を入力とし、前記同期電動機のパル
ス幅変調信号を演算する中央演算処理装置と、この中央
演算処理装置のパルス幅変調出力信号により制御される
インバータ回路とを備え、前記中央演算処理装置は、前
記カウンタ回路の前回値と今回値の差を一定時間で除算
して速度フィードバック値を演算し、さらに前記同期電
動機に接続された機構系の固有振動周波数帯域と前記速
度フィードバック値が一致したときに、前記同期電動機
に流れた正弦波電流の正の最大値と負の最大値を計測し
、前記同期電動機に流れた正弦波電流の正の最大値と負
の最大値の差が大きくなったときに、速度指令信号を減
少させて、前記同期電動機に接続された機構系を制御す
ることを特徴とする同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068272A JPH04304187A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3068272A JPH04304187A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304187A true JPH04304187A (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=13368959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3068272A Pending JPH04304187A (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304187A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1501186A2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driving apparatus |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3068272A patent/JPH04304187A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1501186A2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driving apparatus |
| EP1501186A3 (en) * | 2003-07-18 | 2011-06-08 | Panasonic Corporation | Motor driving apparatus |
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