JPH0490013A

JPH0490013A - Ｄｃモーター駆動方式

Info

Publication number: JPH0490013A
Application number: JP2205535A
Authority: JP
Inventors: Reizo Miyauchi; 宮内　礼三; Masaki Kato; 聖樹加藤; Tomio Aoyama; 青山　富夫
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-03-24

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、ロボット装置のアクチュエーター用ＤＣモー
ターに好適なりＣモーター駆動方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、ロボット装置のアクチュエーターに用いられるＰ
ＷＭ制御駆動ＤＣモーターの駆動方式のデユーティコン
トロールは、ＰＷＭデユーティ５０％±５０％又は０〜
１００％の固定方式であり、５０％±５０％方式である
と、位置制御時の停止状態においては、正。

逆転のデユーティが５０％となり停止パワーは得られる
が、移動（回転中）においては、第４図波形図に示すよ
うに、正転時にも瞬間的には無駄な逆転方向の逆電流を
流しており、このため常にモーターには電流が流れてい
る。

またＯ〜１００％方式であると、停止状態では、電源オ
フ−モーターフリーである故パワーが得られない。

従って、従来の駆動方式においては、５０％±５０％の
デユーティコントロールでは、停止パワーは得られるが
、移動（回転）中に無駄な逆転方向の逆電流を流してい
るので、モーターの発熱が生ずるとともにモーター駆動
電源の消費電流大となり、またバッテリ駆動のロボット
等では電源装置が大きくなって、設備費、稼働質の増大
化を招き、更にスイッチング電流のピーク電流が大きく
なりスイッチングノイズが大きくなる問題も発生する。

また０〜１００％のデユーティコントロールでは、停止
状態でパワーが得られないので、ロボットアームが下が
ってしまうために、ブレーキ等にて強制的に保持する等
の機構を必要とし、そのため位置制御装置には不向きで
あり、同一のＤＣモーター駆動装置を速度制御装置と位
置制御装置として切換えて使用することが困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
低消費電力で十分な停止パワーが得られるとともに、電
源装置の小型化、被駆動装置の小型、軽量化が図れ、ま
た１台のモーター駆動装置にて速度制御装置９位置制御
装置を兼ねることができ、ひいては設備費。

稼働質が低減できるＤＣモーター駆動方式を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明は、ＰＷＭ制御駆動により被駆動系の
速度制御及び位置制御を行うＤＣモーターにおいて、速
度制御時にはＰＷＭデユーティＯ〜１００％で制御し、
位置制御時には回転中はＰＷＭデユーティ０〜１００％
、停止直前から停止中はＰＷＭデユーティ５０％±５０
％に自動的に切換え制御することを特徴とする。

〔作用〕

本発明ＤＣモーター駆動方式においては、位置制御時に
自動的にＰＷＭデユーティ０〜１００％制御から５０％
±５０％制御に切換えることにより、総合的には低消費
電力で、かつ停止時には十分なパワーが得られることに
なる。また１台のモーター駆動装置にて容易に速度制御
装置又は位置制御装置として十分切換えて使用すること
が可能となる。

〔実施例〕

本発明ＤＣモーター駆動方式の一実施例を図面について
説明すると、第１図は本方式のフローチャート、第２図
は本方式の実施装置のブロック図、第３図は同上におけ
る電圧の波形図である。

第１図、第２図において、モード切換信号１にて速度制
御モードが選択されると、モード切換ブロック２にてデ
ユーティ方式切換信号３がθ〜１００％信号となり、Ｐ
ＷＭコントロールブロック４では、正転コントロール信
号５のみ０〜１００％のデユーティコントロールを実施
し、逆転コントロール信号６はオフのままとなる。同信
号５が高速スイッチング素子７をドライブする高速スイ
ッチング素子ドライバー８に入力され、正転オン信号Ｈ
側８１と正転オン信号り側８２が０〜１００％でオン・
オフすることにより、ＤＣモータ−９は正転回転し、逆
に逆転オン信号Ｈ側８３と逆転オン信号り側８４のみが
０〜１００％でオン・オフすれば、ＤＣモータ−９は逆
転回転する。

またモード切換信号１にて位置制御モードが選択される
と、モード切換ブロック２にて、位置指令１０と位置検
出器１１の出力信号との位置偏差１２が出され、それに
応じデユーティ方式切換信号３はＰＷＭコントロールブ
ロック４において、位置偏差１２が大であれば、第３図
に示すように０〜１００％制御モード１３に切換わり、
小であれば、５０％±５０％制御モード１４に切換わる
。

しかして、０〜１００％制御モード１３では速度制御モ
ードと同一のコントロールを実施し、すなわち０〜１０
０％制御モード１３の区域では、モーター印加パルス電
圧１５は０　（全てオフ）と＋Ｖ（Ｍａｘ）又は−Ｖ（
Ｍｉｎ　）間をオン・オフし、モーター平均電圧１６が
正又は負電圧であり、正転動作又は逆転動作を効率よ〈
実施する。

一方５０％±５０％制御モード１４の区域では、＋Ｖ（
Ｍａｘ）の正転方向オン後−■（Ｍｉｎ）の逆転方向オ
ンすることにより、反転方向に動かないようなパワーを
得ており、正転方向オン時間−５０％、逆転方向オン時
間−５０％となった点でモーター平均電圧１６は０とな
り、停止状！３１７となりパワーを得ることができる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、ＰＷＭ制御駆動により被駆動
系の速度制御及び位置制御を行うＤＣモーターにおいて
、速度制御時にはＰＷＭデユーティ０〜１００％で制御
し、位置制御時には回転中はＰＷＭデユーティＯ〜１０
０％、停止直前から停止中はＰＷＭデユーティ５０％±
５０％に自動的に切換え制御することにより、低消費電
力で十分な停止パワーが得られるとともに、電源装置の
小型化被駆動装置の小型、軽量化が図れ、また１台のモ
ーター駆動装置にて速度制御装置１位置制御装置を兼ね
ることができ、ひいては設備費、稼働費が低減できるＤ
Ｃモーター駆動方式を得るから、本発明は産業上極めて
有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ＤＣモーター駆動方式の一実施例を示す
フローチャート、第２図は本方式の実施装置のブロック
図、第３図は同上における電圧の波形図である。第４図は従来の制御方式における電圧の波形図である。１・・・モード切換信号、２・・・モード切換ブロック
、３・・・デユーティ方式切換信号、４・・・ＰＷＭコ
ントロールブロック、５・・・正転コントロール信号、
６・・・逆転コントロール信号、７・・・高速スイッチ
ング素子、８・・・高速スイッチング素子ドライバー　
８１・・・正転オン信号Ｈ側、８２・・・正転オン信号
り側、８３・・・逆転オン信号Ｈ側、８４・・・逆転オ
ン信号り側、９・・・ＤＣモータ−，１０・・・位置指
令（速度指令）、１１・・・位置（速度）検出器、１２
・・・位置（速度）偏差、１３・・・０〜１００％制御
モード、１４・・・５０％±５０％制御モード、１５・
・・モーター印加パルス電圧、１６・・・モーター平均
電圧、１７・・・停止状態。第１図代理人　弁理士　塚　本　正　文第２図

Claims

【特許請求の範囲】

ＰＷＭ制御駆動により被駆動系の速度制御及び位置制御
を行うＤＣモーターにおいて、速度制御時にはＰＷＭデ
ューティ０〜１００％で制御し、位置制御時には回転中
はＰＷＭデューティ０〜１００％、停止直前から停止中
はＰＷＭデューティ５０％±５０％に自動的に切換え制
御することを特徴とするＤＣモーター駆動方式。