JPH04331499A - パルスモータの制御装置 - Google Patents
パルスモータの制御装置Info
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- JPH04331499A JPH04331499A JP12823291A JP12823291A JPH04331499A JP H04331499 A JPH04331499 A JP H04331499A JP 12823291 A JP12823291 A JP 12823291A JP 12823291 A JP12823291 A JP 12823291A JP H04331499 A JPH04331499 A JP H04331499A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
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- Control Of Stepping Motors (AREA)
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】本発明はパルスモータの制御装置
に関し、特に永久磁石を内蔵したハイブリッド（ＨＢ）
形あるいはパーマネントマグネット（ＰＭ）形のパルス
モータに適した制御装置に関する。
に関し、特に永久磁石を内蔵したハイブリッド（ＨＢ）
形あるいはパーマネントマグネット（ＰＭ）形のパルス
モータに適した制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のパルスモータの制御装置として
は、位置、速度センサを使用しないオープンループ形と
、位置、速度センサを使用するクローズドループ形とが
ある。オープンループ形の制御装置はパルスモータの持
つ階動動作を利用する方式である。図４に示すような３
相形の場合、分配回路４１を通して３相の励磁回路４２
に位相φ１，φ２，φ３の定格入力を与える。このこと
により、パルスモータ４３に常に定格電流を供給し定格
トルクを発生させる。
は、位置、速度センサを使用しないオープンループ形と
、位置、速度センサを使用するクローズドループ形とが
ある。オープンループ形の制御装置はパルスモータの持
つ階動動作を利用する方式である。図４に示すような３
相形の場合、分配回路４１を通して３相の励磁回路４２
に位相φ１，φ２，φ３の定格入力を与える。このこと
により、パルスモータ４３に常に定格電流を供給し定格
トルクを発生させる。
【０００３】一方、クローズドループ形の制御装置は、
図５に示すように、パルスモータ５１の出力軸に位置、
速度センサとしてのエンコーダ５２を設け、検出信号を
位相比較部５３に与えると共に、励磁相決定用の信号と
して励磁回路５４に与える。位相比較部５３は、信号波
形を規定するための速度形状指令部５５を通した起動信
号とエンコーダ５２からの検出信号とを比較し、それら
の差に応じた駆動パルス制御信号を励磁回路５４に出力
する。このことにより、前記差を最小にするようなフィ
ードバック制御が行われる。
図５に示すように、パルスモータ５１の出力軸に位置、
速度センサとしてのエンコーダ５２を設け、検出信号を
位相比較部５３に与えると共に、励磁相決定用の信号と
して励磁回路５４に与える。位相比較部５３は、信号波
形を規定するための速度形状指令部５５を通した起動信
号とエンコーダ５２からの検出信号とを比較し、それら
の差に応じた駆動パルス制御信号を励磁回路５４に出力
する。このことにより、前記差を最小にするようなフィ
ードバック制御が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】オープンループ形の制
御装置では、負荷の軽重に無関係に常時定格出力を発生
するので、パルスモータの消費電力が過大となり発熱作
用が大きくなる。加えて、負荷変化、特に軽負荷から重
負荷への変化に対して追随できず、パルスモータの入力
パルス数と回転数とが同期しない脱調状態におちいるこ
とがある。一方、クローズドループ形の制御装置は、オ
ープンループ形の欠点を解消できるものの、エンコーダ
等のセンサを設置する必要があり、コストアップとなる
。しかも、センサの耐環境性や振動による信頼性の低下
、更には軸方向寸法の増大化という問題もある。それ故
、本発明の課題は、位置、速度センサを使用せずにクロ
ーズドループ形と同等の効果を得ることのできるパルス
モータの制御装置を提供することにある。
御装置では、負荷の軽重に無関係に常時定格出力を発生
するので、パルスモータの消費電力が過大となり発熱作
用が大きくなる。加えて、負荷変化、特に軽負荷から重
負荷への変化に対して追随できず、パルスモータの入力
パルス数と回転数とが同期しない脱調状態におちいるこ
とがある。一方、クローズドループ形の制御装置は、オ
ープンループ形の欠点を解消できるものの、エンコーダ
等のセンサを設置する必要があり、コストアップとなる
。しかも、センサの耐環境性や振動による信頼性の低下
、更には軸方向寸法の増大化という問題もある。それ故
、本発明の課題は、位置、速度センサを使用せずにクロ
ーズドループ形と同等の効果を得ることのできるパルス
モータの制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるパルスモー
タの制御装置は、モータ入力電圧の検出器と、モータ入
力電流の検出器と、これらの検出器により検出された電
圧、電流をもとにあらかじめ定められた式によりモータ
角速度を算出する速度演算器と、算出された前記モータ
角速度と指令入力の表わす角速度とを比較し、比較結果
に応じた電流指令信号を出力する制御部とを含むことを
特徴とする。
タの制御装置は、モータ入力電圧の検出器と、モータ入
力電流の検出器と、これらの検出器により検出された電
圧、電流をもとにあらかじめ定められた式によりモータ
角速度を算出する速度演算器と、算出された前記モータ
角速度と指令入力の表わす角速度とを比較し、比較結果
に応じた電流指令信号を出力する制御部とを含むことを
特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明における速度演算器は、モータ入力電圧
、モータ入力電流、電源角周波数、モータ電機子インピ
ーダンス、モータ角速度との間で成立する式によりモー
タ角速度を算出する。制御部は、算出されたモータ角速
度を指令値で表わされる角速度と比較し、両者の差を電
流指令信号として出力することで差を最小にするような
フィードバック制御を行う。
、モータ入力電流、電源角周波数、モータ電機子インピ
ーダンス、モータ角速度との間で成立する式によりモー
タ角速度を算出する。制御部は、算出されたモータ角速
度を指令値で表わされる角速度と比較し、両者の差を電
流指令信号として出力することで差を最小にするような
フィードバック制御を行う。
【０００７】
【発明の原理】実施例について説明する前に本発明の原
理の説明を行う。図３はパルスモータの一般的な等価回
路を示す。パルスモータのうち、永久磁石を内蔵するＨ
Ｂ形あるいはＰＭ形のものは、定常状態では同期電動機
と等価に扱うことができ、モータ入力相電圧Ｖと入力線
電流Ｉとの間の関係は次の数式１で表わされる。
理の説明を行う。図３はパルスモータの一般的な等価回
路を示す。パルスモータのうち、永久磁石を内蔵するＨ
Ｂ形あるいはＰＭ形のものは、定常状態では同期電動機
と等価に扱うことができ、モータ入力相電圧Ｖと入力線
電流Ｉとの間の関係は次の数式１で表わされる。
【０００８】
【数１】
【０００９】但し、ωｍ はモータ角速度、Ｒａ は電
機子の抵抗値、Ｌａ は電機子のインピーダンス値、ω
ｏ は速度指令値の表わす角周波数（角速度）である。 上式において、（ＭＩｆ ／２の平方根）、抵抗値Ｒａ
、インダクタンス値Ｌａ はパルスモータに固有の値
で既知である。 また、角周波数ωｏ 、入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉは
、パルスモータの運転状態によって決定される値でオン
ライン、リアルタイムで計測できる。以上の点から、数
式１を変形して以下の数式２が得られる。
機子の抵抗値、Ｌａ は電機子のインピーダンス値、ω
ｏ は速度指令値の表わす角周波数（角速度）である。 上式において、（ＭＩｆ ／２の平方根）、抵抗値Ｒａ
、インダクタンス値Ｌａ はパルスモータに固有の値
で既知である。 また、角周波数ωｏ 、入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉは
、パルスモータの運転状態によって決定される値でオン
ライン、リアルタイムで計測できる。以上の点から、数
式１を変形して以下の数式２が得られる。
【００１０】
【数２】
【００１１】数式２により、角周波数ωｏ 、入力相電
圧Ｖ、入力線電流Ｉを計測することで位置、速度センサ
無しにモータ角速度ωｍ を算出することができる。な
お、この算出に用いられる入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉ
は実効値を用いるものとする。
圧Ｖ、入力線電流Ｉを計測することで位置、速度センサ
無しにモータ角速度ωｍ を算出することができる。な
お、この算出に用いられる入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉ
は実効値を用いるものとする。
【００１２】
【実施例】図１，図２を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１において、本発明による制御装置は、
パルスモータ１１の入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉ、速度
指令値Ｖｒｅｆ の持つ角周波数ωｏ （角速度）を計
測して数式２によりパルスモータ１１の角速度ωｍ を
算出する速度演算器１２と、角周波数ωｏ と速度演算
器１２からの角速度ωｍ とを比較し、その比較結果に
応じて電流指令値を表わす信号を出力する速度制御器１
３と、電流制御器１４および電力増幅器１５とを備えて
いる。電流制御器１４は電流指令値とパルスモータ１１
の入力線電流Ｉとを比較し、その比較結果に応じた電流
制御信号を出力する。電力増幅器１５は電流制御信号を
パルスモータ１１駆動のための信号に増幅する。
て説明する。図１において、本発明による制御装置は、
パルスモータ１１の入力相電圧Ｖ、入力線電流Ｉ、速度
指令値Ｖｒｅｆ の持つ角周波数ωｏ （角速度）を計
測して数式２によりパルスモータ１１の角速度ωｍ を
算出する速度演算器１２と、角周波数ωｏ と速度演算
器１２からの角速度ωｍ とを比較し、その比較結果に
応じて電流指令値を表わす信号を出力する速度制御器１
３と、電流制御器１４および電力増幅器１５とを備えて
いる。電流制御器１４は電流指令値とパルスモータ１１
の入力線電流Ｉとを比較し、その比較結果に応じた電流
制御信号を出力する。電力増幅器１５は電流制御信号を
パルスモータ１１駆動のための信号に増幅する。
【００１３】次に、図２を参照して本発明の特徴部分で
ある速度演算器１２、速度制御器１３について説明する
。速度演算器１２は、電圧検出器２１から得られる交流
の電圧検出信号Ｖａｃの実効値を直流の電圧検出信号Ｖ
ｄｃに変換する電圧信号変換器２２、電流検出器２３か
ら得られる交流の電流検出信号Ｉａｃの実効値を直流の
電流検出信号Ｉｄｃに変換する電流信号変換器２４、速
度指令値Ｖｒｅｆ にもとづいて（Ｒａ ＋ｊωｏ Ｌ
ａ ）のインピーダンス計算を行うインピーダンス降下
補償部２５、数式２の演算を行なって角速度ωｍ を表
わす信号Ｖｅｓｔ を出力する演算部２６とから成る。 ＰＩ補償器２７は図１に示した速度制御器１３としての
機能を有し、速度指令値Ｖｒｅｆ の示す角周波数ω０
と演算部２６からの信号Ｖｅｓｔ で表わされた角速
度ωｍ とを比較し、これらの間の差に応じた信号を電
流指令値として電流制御器１４（図１）に与える。この
ことにより、前記差を最小とするように動作する速度フ
ィードバック制御系が形成される。 この速度フィードバック制御系は、負荷の軽重に応じて
最適な電流指令値を出力するので、無駄な電力消費が少
なく、モータ発熱を抑制することができる。また、負荷
変動に対してもリアルタイムで角速度の算出を行うこと
で負荷変動の程度を推定することができ、変動の程度に
応じて入力電流、運転角周波数を選択するので速応性が
良く脱調防止の点で優れている。
ある速度演算器１２、速度制御器１３について説明する
。速度演算器１２は、電圧検出器２１から得られる交流
の電圧検出信号Ｖａｃの実効値を直流の電圧検出信号Ｖ
ｄｃに変換する電圧信号変換器２２、電流検出器２３か
ら得られる交流の電流検出信号Ｉａｃの実効値を直流の
電流検出信号Ｉｄｃに変換する電流信号変換器２４、速
度指令値Ｖｒｅｆ にもとづいて（Ｒａ ＋ｊωｏ Ｌ
ａ ）のインピーダンス計算を行うインピーダンス降下
補償部２５、数式２の演算を行なって角速度ωｍ を表
わす信号Ｖｅｓｔ を出力する演算部２６とから成る。 ＰＩ補償器２７は図１に示した速度制御器１３としての
機能を有し、速度指令値Ｖｒｅｆ の示す角周波数ω０
と演算部２６からの信号Ｖｅｓｔ で表わされた角速
度ωｍ とを比較し、これらの間の差に応じた信号を電
流指令値として電流制御器１４（図１）に与える。この
ことにより、前記差を最小とするように動作する速度フ
ィードバック制御系が形成される。 この速度フィードバック制御系は、負荷の軽重に応じて
最適な電流指令値を出力するので、無駄な電力消費が少
なく、モータ発熱を抑制することができる。また、負荷
変動に対してもリアルタイムで角速度の算出を行うこと
で負荷変動の程度を推定することができ、変動の程度に
応じて入力電流、運転角周波数を選択するので速応性が
良く脱調防止の点で優れている。
【００１４】以上、本発明を一実施例について説明した
が、本発明の適用されるパルスモータはＨＢ形かＰＭ形
のいずれでも良い。また、３相に限らず２相、５相等の
パルスモータにも適用できることは言うまでも無い。
が、本発明の適用されるパルスモータはＨＢ形かＰＭ形
のいずれでも良い。また、３相に限らず２相、５相等の
パルスモータにも適用できることは言うまでも無い。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。 １．高価な位置、速度センサを必要とせずに、パルスモ
ータのクローズドループ形の速度制御系を実現できる。 ２．パルスモータに供給する電流を最高値に制御できる
ので、パルスモータの消費電力抑制、発熱抑制に大きく
寄与する。 ３．負荷変動に起因した脱調防止効果が優れている。
る。 １．高価な位置、速度センサを必要とせずに、パルスモ
ータのクローズドループ形の速度制御系を実現できる。 ２．パルスモータに供給する電流を最高値に制御できる
ので、パルスモータの消費電力抑制、発熱抑制に大きく
寄与する。 ３．負荷変動に起因した脱調防止効果が優れている。
【図１】本発明によるパルスモータの制御装置のブロッ
ク構成図。
ク構成図。
【図２】図１における速度演算器と速度制御器の構成を
示した図。
示した図。
【図３】パルスモータの一般的な等価回路図。
【図４】従来のオープンループ形のパルスモータ制御装
置の構成図。
置の構成図。
【図５】従来のクローズドループ形のパルスモータ制御
装置の構成図。
装置の構成図。
１１ パルスモータ
２１ 電圧検出器
２２ 電圧信号変換器
２３ 電流検出器
２４ 電流信号変換器
２５ インピーダンス降下補償部２６ 演
算部 ２７ ＰＩ補償器
算部 ２７ ＰＩ補償器
Claims (1)
- 【請求項１】 モータ入力電圧の検出器と、モータ入
力電流の検出器と、前記各検出器により検出された電圧
、電流をもとにあらかじめ定められた式によりモータ角
速度を算出する速度演算器と、算出された前記モータ角
速度と指令入力の表わす角速度とを比較し、比較結果に
応じた電流指令信号を出力する制御部とを含むことを特
徴とするパルスモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12823291A JPH04331499A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | パルスモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12823291A JPH04331499A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | パルスモータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331499A true JPH04331499A (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14979765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12823291A Withdrawn JPH04331499A (ja) | 1991-05-02 | 1991-05-02 | パルスモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532711A (ja) * | 2006-03-15 | 2009-09-10 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 双安定磁気ラッチ組立体 |
-
1991
- 1991-05-02 JP JP12823291A patent/JPH04331499A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532711A (ja) * | 2006-03-15 | 2009-09-10 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 双安定磁気ラッチ組立体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |