JPH04344196A - モータの回転検出装置 - Google Patents
モータの回転検出装置Info
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- JPH04344196A JPH04344196A JP3112965A JP11296591A JPH04344196A JP H04344196 A JPH04344196 A JP H04344196A JP 3112965 A JP3112965 A JP 3112965A JP 11296591 A JP11296591 A JP 11296591A JP H04344196 A JPH04344196 A JP H04344196A
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Landscapes
- 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、モータの回転状態を検
出し、モータが正常に回転しているかどうかを診断する
モータの回転検出装置に関する。
出し、モータが正常に回転しているかどうかを診断する
モータの回転検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、産業用,一般用を問わず、制御用
モータの使用は急速に拡大されてきている。この中で回
転検出機能付モータが多く使用されてきている。以下に
従来の回転検出装置について、ステッピングモータを一
例として説明する。図12(a),(b)は従来の回転
検出センサとしてポテンショメータを使用した回転検出
装置のブロック図とポテンショメータの出力例を示すも
のである。図12(a)において、2はステッピングモ
ータ、2Rはステッピングモータ2の回転子、A,A′
,B,B′は各々ステッピングモータ2の固定子に施さ
れた主巻線である。12はポテンショメータであり、ス
テッピングモータ2と継手11で機械的に結合されてい
る。10は電源、9は駆動回路で、固定子の主巻線A,
A′,B,B′に接続されている。
モータの使用は急速に拡大されてきている。この中で回
転検出機能付モータが多く使用されてきている。以下に
従来の回転検出装置について、ステッピングモータを一
例として説明する。図12(a),(b)は従来の回転
検出センサとしてポテンショメータを使用した回転検出
装置のブロック図とポテンショメータの出力例を示すも
のである。図12(a)において、2はステッピングモ
ータ、2Rはステッピングモータ2の回転子、A,A′
,B,B′は各々ステッピングモータ2の固定子に施さ
れた主巻線である。12はポテンショメータであり、ス
テッピングモータ2と継手11で機械的に結合されてい
る。10は電源、9は駆動回路で、固定子の主巻線A,
A′,B,B′に接続されている。
【0003】以上のように構成されたポテンショメータ
を使用した回転検出装置について、以下その動作例につ
いて説明する。まず、図12(a)において駆動回路9
により主巻線A,A′,B,B′は図2で示す位相で各
々励磁される。これによって回転子2Rが回転すると継
手11が回転し、この回転角度に応じてポテンショメー
タ12の出力電圧E12が変化する。図12(b)にポ
テンショメータ12の出力電圧E12の出力例を示す。 このようにして、ポテンショメータ12の出力電圧E1
2を検出することにより、ステッピングモータ2が正常
に回転しているかどうかを判断している。また、ステッ
ピングモータの誘起電圧を利用して回転検出を行う方法
として、従来、モータの外部にトランスを用い、このト
ランスの一方の巻線とモータの主巻線の1つの相を直結
し、トランスの二次側に発生する誘起電圧を用いるもの
もある。
を使用した回転検出装置について、以下その動作例につ
いて説明する。まず、図12(a)において駆動回路9
により主巻線A,A′,B,B′は図2で示す位相で各
々励磁される。これによって回転子2Rが回転すると継
手11が回転し、この回転角度に応じてポテンショメー
タ12の出力電圧E12が変化する。図12(b)にポ
テンショメータ12の出力電圧E12の出力例を示す。 このようにして、ポテンショメータ12の出力電圧E1
2を検出することにより、ステッピングモータ2が正常
に回転しているかどうかを判断している。また、ステッ
ピングモータの誘起電圧を利用して回転検出を行う方法
として、従来、モータの外部にトランスを用い、このト
ランスの一方の巻線とモータの主巻線の1つの相を直結
し、トランスの二次側に発生する誘起電圧を用いるもの
もある。
【0004】
【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、ポテンショメータのような別個のセン
サまたはトランスのような比較的大きい外部部品が必要
であり、特にセンサの場合モータまたは負荷との結合の
影響によりセンサがヒステリシス特性を示し、位置検出
精度が悪化する。さらに、センサには耐環境性に制限が
あるなどの問題点があった。また、トランスなどの外部
部品を使用したのでは価格的な問題や、この外部部品特
有の電気的定数も考慮しなければならず、大量生産しに
くいという問題点があった。
従来の構成では、ポテンショメータのような別個のセン
サまたはトランスのような比較的大きい外部部品が必要
であり、特にセンサの場合モータまたは負荷との結合の
影響によりセンサがヒステリシス特性を示し、位置検出
精度が悪化する。さらに、センサには耐環境性に制限が
あるなどの問題点があった。また、トランスなどの外部
部品を使用したのでは価格的な問題や、この外部部品特
有の電気的定数も考慮しなければならず、大量生産しに
くいという問題点があった。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、従来のような別個の外部センサまたはトランスを用
いることなく、モータの巻線に発生する誘起電圧から、
回転状態を診断するモータの回転検出装置を提供するこ
とを目的とする。
で、従来のような別個の外部センサまたはトランスを用
いることなく、モータの巻線に発生する誘起電圧から、
回転状態を診断するモータの回転検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のモータの回転検出装置は、巻線の両端に現
われる電圧(信号電圧)からモータ電流によって誘導さ
れて生成した電圧成分(電流誘導電圧)を除去し、回転
子の回転によって誘起した電圧(速度電圧)のみにして
モータの回転を検出する。そのために、上記電流誘導電
圧とごく類似した電圧波形を作ることができる充放電回
路と、上記信号電圧から上記類似の電流誘導電圧を減算
して近似的に速度電圧を取り出す減算回路と、取り出さ
れた速度電圧を波形成形して90度位相差の2相パルス
信号(ロータリエンコーダのA相B相信号と同じ)に変
換する波形成形回路と、この2相パルス信号を、モータ
の回転方向にしたがったアップまたはダウンのパルス列
信号に変換する診断回路とを備えている。
に、本発明のモータの回転検出装置は、巻線の両端に現
われる電圧(信号電圧)からモータ電流によって誘導さ
れて生成した電圧成分(電流誘導電圧)を除去し、回転
子の回転によって誘起した電圧(速度電圧)のみにして
モータの回転を検出する。そのために、上記電流誘導電
圧とごく類似した電圧波形を作ることができる充放電回
路と、上記信号電圧から上記類似の電流誘導電圧を減算
して近似的に速度電圧を取り出す減算回路と、取り出さ
れた速度電圧を波形成形して90度位相差の2相パルス
信号(ロータリエンコーダのA相B相信号と同じ)に変
換する波形成形回路と、この2相パルス信号を、モータ
の回転方向にしたがったアップまたはダウンのパルス列
信号に変換する診断回路とを備えている。
【0007】
【作用】モータへの司令入力と診断回路が出力するパル
ス列信号とを比較すれば、モータの回転が正常であるか
どうかを知ることができる。
ス列信号とを比較すれば、モータの回転が正常であるか
どうかを知ることができる。
【0008】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例についてステ
ッピングモータの場合を図面を参照しながら説明する。 図1は本発明のモータの回転検出装置のブロック図であ
る。図1において、1は回転検出回路で、出力増幅回路
3、信号処理回路4、減算演算回路5、波形整形回路6
および診断回路7からなる。また、ステッピングモータ
2の固定子は主巻線A,A′,B,B′に誘起される誘
起電圧の検出手段として、主巻線とは別に、検出巻線a
,bを有している。ただし、検出巻線aは主巻線Aと、
検出巻線bは主巻線Bと各々磁気的に結合されている。 そしてこの検出巻線aおよびbより出力される信号は、
上記回転検出回路1で処理される。8は充放電回路、9
は駆動回路、10は電源である。
ッピングモータの場合を図面を参照しながら説明する。 図1は本発明のモータの回転検出装置のブロック図であ
る。図1において、1は回転検出回路で、出力増幅回路
3、信号処理回路4、減算演算回路5、波形整形回路6
および診断回路7からなる。また、ステッピングモータ
2の固定子は主巻線A,A′,B,B′に誘起される誘
起電圧の検出手段として、主巻線とは別に、検出巻線a
,bを有している。ただし、検出巻線aは主巻線Aと、
検出巻線bは主巻線Bと各々磁気的に結合されている。 そしてこの検出巻線aおよびbより出力される信号は、
上記回転検出回路1で処理される。8は充放電回路、9
は駆動回路、10は電源である。
【0009】以上のように構成された回転検出装置につ
いて、図1〜図6を用いてその動作を説明する。
いて、図1〜図6を用いてその動作を説明する。
【0010】まず、図1において主巻線A,A′,B,
B′が図2で示す位相で順次励磁される。これによって
ステッピングモータ2の回転子2Rは回転する。回転子
2Rが回転すると、図3(a)に示す電圧E2a,E2
bが検出巻線a,bに発生し、信号電圧として取り出さ
れる。しかしながら、この信号電圧E2aおよびE2b
には、回転子2Rの回転によって発生する速度電圧成分
と、主巻線に流れる電流による電流誘導電圧成分とが合
成されている。この電流誘導電圧成分を信号電圧から取
り除くことによって、速度電圧成分のみを得ることがで
き、これを信号処理することによって、モータの回転信
号を得ることができる。以下、その回転信号を得る方法
について説明する。
B′が図2で示す位相で順次励磁される。これによって
ステッピングモータ2の回転子2Rは回転する。回転子
2Rが回転すると、図3(a)に示す電圧E2a,E2
bが検出巻線a,bに発生し、信号電圧として取り出さ
れる。しかしながら、この信号電圧E2aおよびE2b
には、回転子2Rの回転によって発生する速度電圧成分
と、主巻線に流れる電流による電流誘導電圧成分とが合
成されている。この電流誘導電圧成分を信号電圧から取
り除くことによって、速度電圧成分のみを得ることがで
き、これを信号処理することによって、モータの回転信
号を得ることができる。以下、その回転信号を得る方法
について説明する。
【0011】主巻線A,A′,B,B′に流れる電流を
各々iA,iA′,iB,iB′とし、この電流による
誘導電圧成分を各々EA,EA′,EB,EB′とする
と、以下の式が成立する。
各々iA,iA′,iB,iB′とし、この電流による
誘導電圧成分を各々EA,EA′,EB,EB′とする
と、以下の式が成立する。
【0012】
【数1】
EA =K1diA /dt
EA′=K2diA′/dt
EB =K3diB /dt
EB′=K4diB′/dt
K1〜K4は定数
このEA,EA′,EB,EB′と同じ電圧を何らかの
方法で形成させ、その電圧を前記の検出巻線a,bに現
れる信号電圧E2aおよびE2bより減算すれば、速度
電圧成分のみを求めることができる。そのため、ピーク
電圧値を図3(a)の信号電圧のピーク電圧値と同じに
した、充放電回路8で形成する図4(a)に示す放電波
形E8A,E8A′,E8B,E8B′が、電流誘導電
圧成分にごく類似した、次式で表されるような波形にな
ることを利用する。
方法で形成させ、その電圧を前記の検出巻線a,bに現
れる信号電圧E2aおよびE2bより減算すれば、速度
電圧成分のみを求めることができる。そのため、ピーク
電圧値を図3(a)の信号電圧のピーク電圧値と同じに
した、充放電回路8で形成する図4(a)に示す放電波
形E8A,E8A′,E8B,E8B′が、電流誘導電
圧成分にごく類似した、次式で表されるような波形にな
ることを利用する。
【0013】
【数2】
E8A =K5diA /dt
E8A′=K6diA′/dt
E8B =K7diB /dt
E8B′=K8diB′/dt
K5〜K8は定数
(数1)および(数2)において、定数K1=K5,K
2=K6,K3=K7,K4=K8とすれば、以下の式
が成立し、電流誘導電圧成分を放電波形E8によって近
似的に得る。
2=K6,K3=K7,K4=K8とすれば、以下の式
が成立し、電流誘導電圧成分を放電波形E8によって近
似的に得る。
【0014】
【数3】
EA −E8A =0
EA′−E8A′=0
EB −E8B =0
EB′−E8B′=0
ここで、(数1)および(数2)の定数はモータにより
ばらつきがあり、また充放電回路8の定数にもばらつき
があること、および基本信号以外の信号、例えば、雑音
信号が混入する可能性を考慮しなければならない。それ
らのばらつきを吸収するために、図3に示すように検出
巻線a,bの電圧E2a,E2bの電圧レベルは図1の
出力増幅回路3で調整されて各々E3a,E3bとなり
、その後、信号処理回路4にて、例えば、ローパスフィ
ルタやバンドパスフィルタにより雑音等を取り除かれた
信号E4aおよびE4bとなり、減算演算回路5へ入力
される。減算演算回路5においては、信号処理回路4の
出力E4a,E4bと、前記充放電回路8の出力E8A
,E8A′,E8B,E8B′とが減算処理され、この
ようにして電流誘導電圧成分を信号電圧E2a,E2b
から取り除くことができる。
ばらつきがあり、また充放電回路8の定数にもばらつき
があること、および基本信号以外の信号、例えば、雑音
信号が混入する可能性を考慮しなければならない。それ
らのばらつきを吸収するために、図3に示すように検出
巻線a,bの電圧E2a,E2bの電圧レベルは図1の
出力増幅回路3で調整されて各々E3a,E3bとなり
、その後、信号処理回路4にて、例えば、ローパスフィ
ルタやバンドパスフィルタにより雑音等を取り除かれた
信号E4aおよびE4bとなり、減算演算回路5へ入力
される。減算演算回路5においては、信号処理回路4の
出力E4a,E4bと、前記充放電回路8の出力E8A
,E8A′,E8B,E8B′とが減算処理され、この
ようにして電流誘導電圧成分を信号電圧E2a,E2b
から取り除くことができる。
【0015】図4(a),(b)に、充放電回路8の出
力E8A,E8A′,E8B,E8B′および減算演算
回路5の出力波形E5A,E5A′,E5B,E5B′
を示す。この出力波形が、波形整形回路6へ入力される
。波形整形回路6では、図4(b)に示すように、まず
最初にコンパレータにてE5AおよびE5Bについては
プラス側、E5A′およびE5B′についてはマイナス
側を各々基準電圧としてパルス波形に変換する。これは
、減算演算回路5において、入力波形E4a,E4bお
よびE8A,E8A′,E8B,E8B′のプラス側の
電位レベルとマイナス側の電位レベルが磁気的影響等に
より常に同一レベルとは限らず、プラス側またはマイナ
ス側のどちらか一方のみしか完全に減算処理できないた
めである。前記コンパレータにてパルス波形化された波
形が図5(a)のE56A,E56A′,E56B,E
56B′である。しかしながら、図5(a)のE56A
,E56A′,E56B,E56B′は、図4(b)の
E5A,E5A′E5B,E5B′のプラス側あるいは
マイナス側のどちらか一方を基準電圧としてパルス波形
化されたものであり、不安定な要素をもつ波形であり、
作動デューティ50%のパルス波形にはきわめてなりに
くい。そこで、安定な作動デューティ50%のパルス波
形への波形変換手段としてJ−Kフリップフロップを利
用することにより、図5(a)の各波形E56A,E5
6A′E56B,E56B′を図5(b)の作動デュー
ティ50%のパルス波形E6a,E6bに変換する。な
お、E6aは図5(a)のE56AおよびE56A′を
、E6bは図5(b)におけるE56BおよびE56B
′を各々波形整形したものである。図5(c)にこの波
形整形回路6のブロック図を示す。このようにして、波
形整形された作動デューティ50%のパルス波形を使用
して以下に説明する図1の診断回路7にて、ステッピン
グモータ2が正常に回転しているか否かを判断すること
ができる。
力E8A,E8A′,E8B,E8B′および減算演算
回路5の出力波形E5A,E5A′,E5B,E5B′
を示す。この出力波形が、波形整形回路6へ入力される
。波形整形回路6では、図4(b)に示すように、まず
最初にコンパレータにてE5AおよびE5Bについては
プラス側、E5A′およびE5B′についてはマイナス
側を各々基準電圧としてパルス波形に変換する。これは
、減算演算回路5において、入力波形E4a,E4bお
よびE8A,E8A′,E8B,E8B′のプラス側の
電位レベルとマイナス側の電位レベルが磁気的影響等に
より常に同一レベルとは限らず、プラス側またはマイナ
ス側のどちらか一方のみしか完全に減算処理できないた
めである。前記コンパレータにてパルス波形化された波
形が図5(a)のE56A,E56A′,E56B,E
56B′である。しかしながら、図5(a)のE56A
,E56A′,E56B,E56B′は、図4(b)の
E5A,E5A′E5B,E5B′のプラス側あるいは
マイナス側のどちらか一方を基準電圧としてパルス波形
化されたものであり、不安定な要素をもつ波形であり、
作動デューティ50%のパルス波形にはきわめてなりに
くい。そこで、安定な作動デューティ50%のパルス波
形への波形変換手段としてJ−Kフリップフロップを利
用することにより、図5(a)の各波形E56A,E5
6A′E56B,E56B′を図5(b)の作動デュー
ティ50%のパルス波形E6a,E6bに変換する。な
お、E6aは図5(a)のE56AおよびE56A′を
、E6bは図5(b)におけるE56BおよびE56B
′を各々波形整形したものである。図5(c)にこの波
形整形回路6のブロック図を示す。このようにして、波
形整形された作動デューティ50%のパルス波形を使用
して以下に説明する図1の診断回路7にて、ステッピン
グモータ2が正常に回転しているか否かを判断すること
ができる。
【0016】診断回路7は、アップダウンカウンタによ
りモータが正常に回転しているか否かを診断する。すな
わち、モータが正常に回転している時は、アップパルス
かダウンパルスのどちらか一方のみパルス列が現れるが
、モータが異常の時はアップパルス列およびダウンパル
ス列両方とも現れる仕組みになっている。図6(a)お
よび(b)は、各々回転子が脱調せず正常に回転してい
る場合の例である。また図6(c)および(d)は、各
々回転子が脱調した場合、すなわちモータが異常となっ
た時の例を示している。なお、図6において、E7a,
E7bは、波形整形回路6の出力E6a,E6bを各々
診断回路7に入力したときの診断回路7の出力波形であ
る。図7(a)にこの診断回路7の具体的な処理方法を
、(b)にこの診断回路7のブロック図を示す。
りモータが正常に回転しているか否かを診断する。すな
わち、モータが正常に回転している時は、アップパルス
かダウンパルスのどちらか一方のみパルス列が現れるが
、モータが異常の時はアップパルス列およびダウンパル
ス列両方とも現れる仕組みになっている。図6(a)お
よび(b)は、各々回転子が脱調せず正常に回転してい
る場合の例である。また図6(c)および(d)は、各
々回転子が脱調した場合、すなわちモータが異常となっ
た時の例を示している。なお、図6において、E7a,
E7bは、波形整形回路6の出力E6a,E6bを各々
診断回路7に入力したときの診断回路7の出力波形であ
る。図7(a)にこの診断回路7の具体的な処理方法を
、(b)にこの診断回路7のブロック図を示す。
【0017】以上のように本実施例1によれば、モータ
の主巻線とは別に施された検出巻線を設けることにより
、容量の大きい外部部品を使用せずに回転子の回転信号
を検出することができ、モータが正常に回転しているか
否かを診断することができる。なお、充放電回路8をデ
ジタルフィルタにおきかえてもまったく同じ働きをする
ことは言うまでもない。
の主巻線とは別に施された検出巻線を設けることにより
、容量の大きい外部部品を使用せずに回転子の回転信号
を検出することができ、モータが正常に回転しているか
否かを診断することができる。なお、充放電回路8をデ
ジタルフィルタにおきかえてもまったく同じ働きをする
ことは言うまでもない。
【0018】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、ステッピングモータの場合を図面を参照しな
がら説明する。図8は本発明のモータの回転検出装置の
第2の実施例のブロック図である。図8において、図1
の構成と異なるのはステッピングモータ2の固定子に施
された検出巻線a,bがないことと、印加電圧成分減算
回路13が設けられていることである。以上のように構
成された回転検出装置について、図1〜図11を用いて
その動作を説明する。まず、主巻線A,A′,B,B′
が図2で示す位相で順次励磁され、ステッピングモータ
2の回転子2Rは回転する。そして、回転子巻線には図
9(a)に示す電圧EA,EA′EB,EB′が発生し
、信号電圧として取り出される。しかしながら、この信
号電圧EA,EA′,EB,EB′には、回転子2Rの
回転による速度電圧成分以外に、主巻線に流れる電流に
よる誘導電圧成分と、印加電圧成分が合成されているた
め、これらの成分を取り除くことによって、速度電圧成
分のみとなる。この速度電圧成分のみを信号処理するこ
とによって、モータの回転信号を得ることができる。
について、ステッピングモータの場合を図面を参照しな
がら説明する。図8は本発明のモータの回転検出装置の
第2の実施例のブロック図である。図8において、図1
の構成と異なるのはステッピングモータ2の固定子に施
された検出巻線a,bがないことと、印加電圧成分減算
回路13が設けられていることである。以上のように構
成された回転検出装置について、図1〜図11を用いて
その動作を説明する。まず、主巻線A,A′,B,B′
が図2で示す位相で順次励磁され、ステッピングモータ
2の回転子2Rは回転する。そして、回転子巻線には図
9(a)に示す電圧EA,EA′EB,EB′が発生し
、信号電圧として取り出される。しかしながら、この信
号電圧EA,EA′,EB,EB′には、回転子2Rの
回転による速度電圧成分以外に、主巻線に流れる電流に
よる誘導電圧成分と、印加電圧成分が合成されているた
め、これらの成分を取り除くことによって、速度電圧成
分のみとなる。この速度電圧成分のみを信号処理するこ
とによって、モータの回転信号を得ることができる。
【0019】主巻線A,A′,B,B′に流れる電流を
各々iA,iA′iB,iB′とし、この電流による誘
導電圧成分を各々Ea,Ea′,Eb,Eb′、回転子
2Rの回転による速度電圧成分をERa,ERa′,E
Rb,ERb′、印加電圧成分をVA,VA′,VB,
VB′とすると、以下の式が成立する。
各々iA,iA′iB,iB′とし、この電流による誘
導電圧成分を各々Ea,Ea′,Eb,Eb′、回転子
2Rの回転による速度電圧成分をERa,ERa′,E
Rb,ERb′、印加電圧成分をVA,VA′,VB,
VB′とすると、以下の式が成立する。
【0020】
【数4】
EA =Ea +VA +ERa =K1di
A /dt EB =Eb +VB +ERb =K2di
B /dt EA′=Ea′+VA′+ERa′=K3diA′/d
t EB′=Eb′+VB′+ERb′=K4diB′/d
t したがって、この電流による誘導電圧成分Ea,Ea′
,Eb,Eb′と同じ電圧成分を何らかの方法で形成さ
せ、信号電圧EA,EA′,EB,EB′より減算し、
さらに印加電圧成分VA,VA′,VB,VB′を減算
すれば、速度電圧成分ERa,ERb,ERa′,ER
b′のみを求めることができる。まず、印加電圧成分減
算回路13を使用して、主巻線A,A′,B,B′に印
加された電源電圧成分VA,VB,VA′,VB′を取
り除く。この印加電圧成分VA,VA′,VB,VB′
の波形例を図9(b)に示す。この印加電圧成分は、図
8における電源10の波形を、図2に示した各相の励磁
タイミングを利用すると簡単に得ることができる。した
がって、図8における印加電圧減算回路13の出力波形
E13A,E13B,E13A′,E13B′は図9(
c)のようになる。また(数4)を利用して、以下の式
が成立する。
A /dt EB =Eb +VB +ERb =K2di
B /dt EA′=Ea′+VA′+ERa′=K3diA′/d
t EB′=Eb′+VB′+ERb′=K4diB′/d
t したがって、この電流による誘導電圧成分Ea,Ea′
,Eb,Eb′と同じ電圧成分を何らかの方法で形成さ
せ、信号電圧EA,EA′,EB,EB′より減算し、
さらに印加電圧成分VA,VA′,VB,VB′を減算
すれば、速度電圧成分ERa,ERb,ERa′,ER
b′のみを求めることができる。まず、印加電圧成分減
算回路13を使用して、主巻線A,A′,B,B′に印
加された電源電圧成分VA,VB,VA′,VB′を取
り除く。この印加電圧成分VA,VA′,VB,VB′
の波形例を図9(b)に示す。この印加電圧成分は、図
8における電源10の波形を、図2に示した各相の励磁
タイミングを利用すると簡単に得ることができる。した
がって、図8における印加電圧減算回路13の出力波形
E13A,E13B,E13A′,E13B′は図9(
c)のようになる。また(数4)を利用して、以下の式
が成立する。
【0021】
【数5】
E13A =EA −VA =Ea +ERa
E13B =EB −VB =Eb +ERb
E13A′=EA′−VA′=Ea′+ERa′E13
B′=EB′−VB′=Eb′+ERb′次に、(実施
例1)と同じ手順で主巻線に流れる電流による誘導電圧
成分Ea,Ea′,Eb,Eb′を取り除く。すなわち
、主巻線A,A′,B,B′に流れる電流iA,iA′
,iB,iB′により誘起される電圧波形のピーク電圧
値を一瞬ホールドし、次にこのピーク電圧値を放電させ
ることによってできる図11(a)の波形E8A,E8
A′,E8B,E8B′が前記の主巻線A,A′,B,
B′に流れる電流iA,iA′,iB,iB′による誘
導電圧成分に類似した波形になることを利用する。すな
わち、図1において以下の式を利用する。
E13B =EB −VB =Eb +ERb
E13A′=EA′−VA′=Ea′+ERa′E13
B′=EB′−VB′=Eb′+ERb′次に、(実施
例1)と同じ手順で主巻線に流れる電流による誘導電圧
成分Ea,Ea′,Eb,Eb′を取り除く。すなわち
、主巻線A,A′,B,B′に流れる電流iA,iA′
,iB,iB′により誘起される電圧波形のピーク電圧
値を一瞬ホールドし、次にこのピーク電圧値を放電させ
ることによってできる図11(a)の波形E8A,E8
A′,E8B,E8B′が前記の主巻線A,A′,B,
B′に流れる電流iA,iA′,iB,iB′による誘
導電圧成分に類似した波形になることを利用する。すな
わち、図1において以下の式を利用する。
【0022】
【数6】
【0023】したがって、(数4)および(数6)より
適切な定数K1〜K8を選べば、主巻線に流れる電流に
よる誘導電圧成分Ea,Ea′Eb,Eb′を作ること
ができる。すなわち、(数4),(数6)において、定
数K1=K5,K2=K6,K3=K7,K4=K8と
すれば、以下の式が成立する。
適切な定数K1〜K8を選べば、主巻線に流れる電流に
よる誘導電圧成分Ea,Ea′Eb,Eb′を作ること
ができる。すなわち、(数4),(数6)において、定
数K1=K5,K2=K6,K3=K7,K4=K8と
すれば、以下の式が成立する。
【0024】
【数7】
Ea −E8A =0
Ea′−E8A′=0
Eb −E8B =0
Eb′−E8B′=0
次に、(数4)および(数6)の適切な定数の選び方に
ついて説明する。ここで、(数4)および(数6)の定
数はモータによりばらつきがあり、また図8における充
放電回路8の定数にもばらつきがあること、および基本
信号以外の信号、例えば、雑音信号が混入する可能性を
考慮しなければならない。これらのばらつきを吸収する
ために、図10に示す印加電圧減算回路13の出力E1
3a,E13a′,E13b,E13b′の電圧レベル
が出力増幅回路3で調整されて各々E3a,E3a′,
E3b,E3b′となり、その後、信号処理回路4にて
、例えばローパスフィルタやバンドパスフィルタにより
雑音等を取り除かれた信号E4a,E4a′,E4b,
E4b′となり、減算演算回路5へ入力される。
ついて説明する。ここで、(数4)および(数6)の定
数はモータによりばらつきがあり、また図8における充
放電回路8の定数にもばらつきがあること、および基本
信号以外の信号、例えば、雑音信号が混入する可能性を
考慮しなければならない。これらのばらつきを吸収する
ために、図10に示す印加電圧減算回路13の出力E1
3a,E13a′,E13b,E13b′の電圧レベル
が出力増幅回路3で調整されて各々E3a,E3a′,
E3b,E3b′となり、その後、信号処理回路4にて
、例えばローパスフィルタやバンドパスフィルタにより
雑音等を取り除かれた信号E4a,E4a′,E4b,
E4b′となり、減算演算回路5へ入力される。
【0025】このようにして、減算演算回路5において
、信号処理回路4の出力E4a,E4a′,E4b,E
4b′と、充放電回路8の出力E8A,E8A′,E8
B,E8B′とが減算処理され、電流誘導電圧成分Ea
,Ea′,Eb,Eb′および印加電圧成分VA,VA
′,VB,VB′を信号電圧から取り除くことができる
。図11に、充放電回路8の出力E8A,E8A′,E
8B,E8B′および減算演算回路5の出力波形例E5
A,E5A′,E5B,E5B′を示す。この減算演算
回路5の出力が波形整形回路6へ入力される。次に、波
形整形回路6について説明する。まず、図11(b)に
示すような位相関係で速度電圧E5A,E5A′,E5
B,E5B′が波形整形回路6に入力される。波形整形
回路6では、図11(b)に示すようにまず最初にコン
パレータにて、各々基準電圧によりパルス波形に変換す
る。前記コンパレータにてパルス波形化された波形が前
記した第1の実施例で示した図5(a)のE56A,E
56A′,E56B,E56B′である。したがって、
図8における波形整形回路6、および診断回路7の出力
は、第1の実施例と同様である。以上のように本実施例
2によれば、検出巻線を設けることなしに、また容量の
大きい外部部品も使用せずに、モータが正常に回転して
いるか否かを診断することができる。なお、充放電回路
8をデジタルフィルタに置換えてもまったく同じ働きを
することは言うまでもない。
、信号処理回路4の出力E4a,E4a′,E4b,E
4b′と、充放電回路8の出力E8A,E8A′,E8
B,E8B′とが減算処理され、電流誘導電圧成分Ea
,Ea′,Eb,Eb′および印加電圧成分VA,VA
′,VB,VB′を信号電圧から取り除くことができる
。図11に、充放電回路8の出力E8A,E8A′,E
8B,E8B′および減算演算回路5の出力波形例E5
A,E5A′,E5B,E5B′を示す。この減算演算
回路5の出力が波形整形回路6へ入力される。次に、波
形整形回路6について説明する。まず、図11(b)に
示すような位相関係で速度電圧E5A,E5A′,E5
B,E5B′が波形整形回路6に入力される。波形整形
回路6では、図11(b)に示すようにまず最初にコン
パレータにて、各々基準電圧によりパルス波形に変換す
る。前記コンパレータにてパルス波形化された波形が前
記した第1の実施例で示した図5(a)のE56A,E
56A′,E56B,E56B′である。したがって、
図8における波形整形回路6、および診断回路7の出力
は、第1の実施例と同様である。以上のように本実施例
2によれば、検出巻線を設けることなしに、また容量の
大きい外部部品も使用せずに、モータが正常に回転して
いるか否かを診断することができる。なお、充放電回路
8をデジタルフィルタに置換えてもまったく同じ働きを
することは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では下記の特有の効果が得られる。まず、制御対象のモ
ータの回転信号が、エンコーダ、ポテンショメータ等の
外部に別個にセンサや、トランスのような比較的電流容
量の大きい外部部品を用いないで検出できる。このこと
は、価格的に有利となるのみならず、装置の小形・軽量
化につながり、さらにセンサにおける不要なヒステリシ
ス特性等と無関係である機能的効果が得られることとな
る。また、耐環境性においても、有利である優れた回転
検出を実現できる。さらに、波形処理手段として、充放
電回路を使用するが、その他に出力増幅回路を使用する
ため、モータによるばらつきや電流によるばらつき等に
も柔軟に対応できる。
では下記の特有の効果が得られる。まず、制御対象のモ
ータの回転信号が、エンコーダ、ポテンショメータ等の
外部に別個にセンサや、トランスのような比較的電流容
量の大きい外部部品を用いないで検出できる。このこと
は、価格的に有利となるのみならず、装置の小形・軽量
化につながり、さらにセンサにおける不要なヒステリシ
ス特性等と無関係である機能的効果が得られることとな
る。また、耐環境性においても、有利である優れた回転
検出を実現できる。さらに、波形処理手段として、充放
電回路を使用するが、その他に出力増幅回路を使用する
ため、モータによるばらつきや電流によるばらつき等に
も柔軟に対応できる。
【図1】本発明の第1の実施例におけるステッピングモ
ータの回転検出装置のブロック図
ータの回転検出装置のブロック図
【図2】本発明の第1の実施例および第2の実施例にお
けるステッピングモータの主巻線の励磁タイミング図
けるステッピングモータの主巻線の励磁タイミング図
【
図3】(a)は本発明の第1の実施例における検出巻線
の出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例における出力増幅回路の
出力波形を示す図 (c)は本発明の第1の実施例における信号処理回路の
出力波形を示す図
図3】(a)は本発明の第1の実施例における検出巻線
の出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例における出力増幅回路の
出力波形を示す図 (c)は本発明の第1の実施例における信号処理回路の
出力波形を示す図
【図4】(a)は本発明の第1の実施例における充放電
回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例における減算演算回路の
出力波形を示す図
回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例における減算演算回路の
出力波形を示す図
【図5】(a)は本発明の第1の実施例および第2の実
施例における波形整形回路の内部に存在するコンパレー
タの出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例および第2の実施例にお
ける波形整形回路の出力波形を示す図 (c)は本発明の第1の実施例および第2の実施例にお
ける波形整形回路のブロック図
施例における波形整形回路の内部に存在するコンパレー
タの出力波形を示す図 (b)は本発明の第1の実施例および第2の実施例にお
ける波形整形回路の出力波形を示す図 (c)は本発明の第1の実施例および第2の実施例にお
ける波形整形回路のブロック図
【図6】(a)はモータが正転方向に正常回転している
場合の本発明の回転検出装置の波形整形回路の出力波形
および診断回路の出力波形を示す図 (b)はモータが逆転方向に正常に回転している場合の
本発明の回転検出装置の波形整形回路の出力波形および
診断回路の出力波形を示す図 (c)はモータが異常の場合の波形整形回路の出力波形
および診断回路の出力波形を示す図 (d)は図6(c)の他の波形例を示す図
場合の本発明の回転検出装置の波形整形回路の出力波形
および診断回路の出力波形を示す図 (b)はモータが逆転方向に正常に回転している場合の
本発明の回転検出装置の波形整形回路の出力波形および
診断回路の出力波形を示す図 (c)はモータが異常の場合の波形整形回路の出力波形
および診断回路の出力波形を示す図 (d)は図6(c)の他の波形例を示す図
【図7】(a
)は本発明の第1の実施例および第2の実施例における
診断回路の入出力関係を示す図(b)は本発明の第1の
実施例および第2の実施例における診断回路のブロック
図
)は本発明の第1の実施例および第2の実施例における
診断回路の入出力関係を示す図(b)は本発明の第1の
実施例および第2の実施例における診断回路のブロック
図
【図8】本発明の第2の実施例におけるステッピングモ
ータの回転検出装置のブロック図
ータの回転検出装置のブロック図
【図9】(a)は本発明の第2の実施例における主巻線
の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における印加電圧成分の
波形を示す図 (c)は本発明の第2の実施例における印加電圧成分減
算回路の出力波形を示す図
の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における印加電圧成分の
波形を示す図 (c)は本発明の第2の実施例における印加電圧成分減
算回路の出力波形を示す図
【図10】(a)は本発明の第2の実施例における印加
電圧成分減算回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における出力増幅回路の
出力波形を示す図 (c)は本発明の第2の実施例における信号処理回路の
出力波形を示す図
電圧成分減算回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における出力増幅回路の
出力波形を示す図 (c)は本発明の第2の実施例における信号処理回路の
出力波形を示す図
【図11】(a)は本発明の第2の実施例における充放
電回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における減算演算回路の
出力波形を示す図
電回路の出力波形を示す図 (b)は本発明の第2の実施例における減算演算回路の
出力波形を示す図
【図12】(a)は従来のモータの回転検出装置のブロ
ック図 (b)は図12(a)におけるポテンショメータの出力
電圧を示す図
ック図 (b)は図12(a)におけるポテンショメータの出力
電圧を示す図
3 出力増幅回路
4 信号処理回路
5 減算演算回路
6 波形整形回路
7 診断回路
8 充放電回路
13 印加電圧成分減算回路
a 回転検出巻線
b 回転検出巻線
A 主巻線
A′ 主巻線
B 主巻線
B′ 主巻線
Claims (8)
- 【請求項1】 モータの主巻線と磁気的に結合してい
る回転検出巻線と、充放電回路と、前記回転検出巻線の
出力から充放電回路の出力を減算する減算演算回路とを
備えたことを特徴とするモータの回転検出装置。 - 【請求項2】 一相以上の主巻線を有するモータにお
いて、一相以上の充放電回路を設けたことを特徴とする
請求項1記載のモータの回転検出装置。 - 【請求項3】 一相以上の主巻線を有するモータにお
いて、一相以上の充放電回路の出力を増幅する出力増幅
回路を有する請求項2記載のモータの回転検出装置。 - 【請求項4】 減算演算回路の出力または回転検出巻
線の出力または充放電回路の出力を、ローパスフィルタ
またはバンドパスフィルタにより信号処理する信号処理
回路を有する請求項2または3記載のモータの回転検出
装置。 - 【請求項5】 信号処理回路の出力をコンパレータに
より波形整形する波形整形回路を有する請求項4記載の
モータの回転検出装置。 - 【請求項6】 波形整形回路の出力をカウンタにより
パルス数検出およびパルスタイミング検出を行い、モー
タが正常に回転しているか否かを診断する診断回路を有
する請求項5記載のモータの回転検出装置。 - 【請求項7】 モータの回転子または固定子に施され
た主巻線と、充放電回路と、前記主巻線の電圧からモー
タの印加電圧を減算する印加電圧減算演算回路と、前記
印加電圧減算演算回路の出力から充放電回路の出力を減
算する減算演算回路とを備えたことを特徴とするモータ
の回転検出装置。 - 【請求項8】 充放電回路を、モータを制御する印加
パルスタイミングを利用した電圧ピーク検出回路で構成
したことを特徴とする請求項6または7記載のモータの
回転検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3112965A JPH04344196A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | モータの回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3112965A JPH04344196A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | モータの回転検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04344196A true JPH04344196A (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=14599976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3112965A Pending JPH04344196A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | モータの回転検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04344196A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007151244A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Nippon Signal Co Ltd:The | 電磁アクチュエータの同期タイミング検出装置 |
JP2011139583A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ駆動回路 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP3112965A patent/JPH04344196A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007151244A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Nippon Signal Co Ltd:The | 電磁アクチュエータの同期タイミング検出装置 |
JP2011139583A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ駆動回路 |
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