JPH05219777A - ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 - Google Patents
ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置Info
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- JPH05219777A JPH05219777A JP4022475A JP2247592A JPH05219777A JP H05219777 A JPH05219777 A JP H05219777A JP 4022475 A JP4022475 A JP 4022475A JP 2247592 A JP2247592 A JP 2247592A JP H05219777 A JPH05219777 A JP H05219777A
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Abstract
スモータ12によって駆動されるインクリメンタルエン
コーダ11から出力されるエンコーダ信号SA〜SCと
モータ励磁用信号SU〜SWを、切換制御回路14から
出力される切換信号に応じて切換動作する信号切換回路
13によって共通の伝送線路16…に順次出力する。
Description
置に設けられたブラシレスモータに対して取付けられて
制御装置にエンコーダ信号とモータ励磁用信号を出力す
るブラシレスモータ制御用エンコーダ装置に関するもの
である。
では、被制御可動部の駆動源として用いられるブラシレ
スモータを離れた位置に配置した制御装置により制御す
る制御システムが用いられている。この制御システムで
は、各ブラシレスモータの回転子の現在位置を正確に知
るためとモータを適切に励磁するために、A相及びB相
のインクリメンタル信号と、C相の原点信号と、U,
V,W相に応じたモータ励磁用信号とを出力するインク
リメンタルエンコーダとが用いられている。従来のブラ
シレスモータ制御用エンコーダ装置では、図7に示すよ
うに、インクリメンタルエンコーダ1から出力されるA
相及びB相のインクリメンタル信号とC相の原点信号と
に対して第1の差動型ラインドライバ2を設け、また
U,V,W相に応じたモータ励磁用信号に対して第2の
差動型ラインドライバ3を設け、これら第1及び第2の
ラインドライバ2及び3に対して6本のツイストペア線
(伝送線路)4…を内蔵した伝送ケーブル5を用いてい
た。
V,W相用のモータ励磁用信号に基づいて電圧値が一定
の励磁電圧をブラシレスモータの励磁巻線に印加する。
モータ励磁用信号は各相の極性は示しているものの波高
値が一定であるため、この信号だけでは正弦波に近似し
た励磁電圧を励磁巻線に印加することができない。そこ
で従来は、モータが起動した後で、C相の原点信号の立
ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
U,V,W相用の各モータ励磁用信号が示す極性とA相
及びB相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁巻線の励磁を
行っている。
工作機械や産業用ロボット等のように多軸の制御を行う
場合等には、ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置が
多数用いられることになり、ツイストペア線を内蔵した
伝送ケーブル5の数も増えることになる。ツイストペア
線(伝送線路)4…の内蔵本数が多いほど、伝送ケーブ
ル5の太さは太くなるため、ブラシレスモータ制御用エ
ンコーダ装置が多数用いられる場合には、伝送ケーブル
だけでもかなりのスペースが必要になる問題が発生する
上、伝送線路の数が多いほど接続箇所が増えて、誤配線
が発生する確率が高くなる問題が生じる。
の数を半減させることができるブラシレスモータ制御用
エンコーダ装置を提供することにある。
させた場合でも、速やかにブラシレスモータの励磁動作
を適正化することを可能にするブラシレスモータ制御用
エンコーダ装置を提供することにある。
離れた位置にあるブラシレスモータによって駆動されて
インクリメンタル信号を含むエンコーダ信号とモータ励
磁用信号とを出力するインクリメンタルエンコーダを有
し、伝送線路を介して前記制御装置に前記エンコーダ信
号及びモータ励磁用信号を出力するブラシレスモータ制
御用エンコーダ装置を対象とする。
制御回路とを用いる。信号切換回路は、切換信号に応じ
てエンコーダ信号及びモータ励磁用信号の一方を共通の
伝送線路を介して制御装置に出力するように切り換え
る。切換制御回路は、ブラシレスモータの回転に先立っ
てインクリメンタルエンコーダの電源が投入されたとき
に所定時間だけモータ励磁用信号を共通の伝送線路に出
力させ、その後はエンコーダ信号を前記共通の伝送線路
に出力させるように信号切換回路に切換信号を出力す
る。
御回路に加えて、同期信号供給回路を用いる。同期信号
供給回路は、一相分のモータ励磁用信号の立ち上がりエ
ッジまたは立ち下がりエッジと同期し且つC相の原点信
号と区別できる同期信号を発生して該同期信号をC相の
原点信号と一緒に伝送する。
が、同期信号の立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発
生するときのB相のインクリメンタル信号の信号レベル
の関係と、C相の原点信号の立ち上がりエッジと立ち下
がりエッジが発生するときのB相のインクリメンタル信
号の信号レベルの関係とが一致しないように同期信号を
発生させる。
回転方向検知回路と、同期信号発生回路とミキサ回路と
から構成する。回転方向検知回路は、A相とB相のイン
クリメンタル信号からモータの回転方向を検知して、モ
ータが一方の方向に回転しているときにはA相のインク
リメンタル信号を判定信号として出力し、モータが他方
の方向に回転しているときにはA相のインクリメンタル
信号の反転信号を判定信号として出力する。同期信号発
生回路は、一相分のモータ励磁用信号の立ち上りエッジ
と判定信号の立ち上がりエッジとに同期して同期信号を
発生する。そしてミキサ回路が、同期信号とC相の原点
信号とを同じ信号列にする。
信号に応じて信号切換回路を切換動作させることによ
り、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共通の伝送
線路を介して制御装置に出力することができる。したが
って伝送線路の数を従来の半分に減ずることができる。
動された後、A相及びB相のインクリメンタル信号とC
相の原点信号とに基づいて、正弦波に近似した励磁電圧
を励磁巻線に印加できるモータ励磁用信号を作ってい
る。しかしながらC相の原点信号はモータの回転子が1
回転する毎に1回出力されるものである。そのため起動
開始時の回転子の位置の相違によって、モータが起動し
た後にC相の原点信号が発生する迄の時間にはバラツキ
が発生する。言い替えると、モータを起動してから正規
の励磁電圧(正弦波に近似した励磁電圧)の印加開始迄
の時間にバラツキが発生する。制御の制度を高めるため
には、この時間のバラツキをできる限り少なくする必要
がある。そこで請求項2の発明では、同期信号供給回路
を設けて、モータの回転子が1回転する毎に1個出力さ
れるC相の原点信号の外に、モータ励磁用信号の立ち上
がりエッジまたは立ち下がりエッジと同期し且つC相の
原点信号と区別できる同期信号をC相の原点信号と一緒
に伝送するようにした。制御装置側で、同期信号の立ち
上がりエッジまたは立ち下がりエッジの発生時点におけ
る各励磁巻線に印加する励磁電圧の極性を予め記憶して
いれば、この同期信号を用いても従来と同様に正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作ることが可能である。その結果、請求項2の発
明のエンコーダ装置を用いれば、モータを起動してから
正規の励磁電圧の印加を開始する迄の時間のバラツキを
少なくできる。
上りエッジと立ち下がりエッジが発生するときのB相の
インクリメンタル信号の信号レベルの関係と、C相の原
点信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジが発生す
るときのB相のインクリメンタル信号の信号レベルの関
係とが一致しないようにすれば、同期信号をC相の原点
信号と同じ信号列に入れた場合でも、制御装置側では同
期信号とC相の原点信号とを明確に区別できる。C相の
原点信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジが発生
するときのB相のインクリメンタル信号の信号レベル関
係は、両エッジにおいてB相のインクリメンタル信号の
信号レベルが同じレベルになる関係である。同期信号の
立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発生するときのB
相のインクリメンタル信号の信号レベルの関係を、前記
の関係と異ならせるためには、同期信号をA相のインク
リメンタル信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと
同期させればよいことになる。
路がモータ励磁用信号の立ち上りエッジとA相のインク
リメンタル信号またはこの反転信号の立ち上がりエッジ
とに同期して同期信号を発生するため、簡単にC相の原
点信号と区別できる同期信号を発生することができる。
説明する。図1は請求項1の発明のブラシレスモータ制
御用エンコーダ装置の実施例を用いた制御システムの概
略構成を示している。同図において、11は、ブラシレ
スモータ12の回転子の現在位置を正確に知るためとモ
ータを適切に励磁するために、A相及びB相のインクリ
メンタル信号と、C相の原点信号と、U,V,W相に応
じたモータ励磁用信号とを出力する磁気式または光学式
のインクリメンタルエンコーダである。インクリメンタ
ルエンコーダ11からのエンコーダ信号SA〜SC及び
モータ励磁用信号SU〜SWは、一般にデータセレクタ
と呼ばれる信号切換回路13の入力端子A1〜A3及び
B1〜B3に入力されている。信号切換回路13は、一
般にシーケンサ部と呼ばれる切換制御回路14からの切
換信号Sa及びSbを入力する切換信号入力端子S1及
びS2と、切換信号Sa及びSbに応じてエンコーダ信
号SA〜SC及びモータ励磁用信号SU〜SWの一方を
共通の信号線路La〜Lcに出力する出力端子C1〜C
3を備えている。図2に示すように、切換制御回路14
は電源が投入されてから期間T1の間は、信号切換回路
13にモータ励磁用信号SU〜SWを選択させて信号線
路La〜Lcに出力させる切換信号(SaがLOW でSb
がLOW )を出力し、その後の期間T2の間は、信号切換
回路13にモータ励磁用信号SU〜SWに代えてエンコ
ーダ信号SA〜SCを選択して信号線路La〜Lcに出
力させるための切換動作を行なわせ切換信号(SaがHI
GHでSbがHIGH)を出力し、その後の期間T3の間は、
信号切換回路13にエンコーダ信号SA〜SCを選択さ
せて信号線路La〜Lcに出力させる切換信号(Saが
LOW でSbがHIGH)を出力する。なおこの信号切換回路
13及び切換制御回路14は、例えば、通常「74HC
157」の名称で呼ばれているCMOSロジックICに
より構成できる。
ら出力された信号は、ラインドライバ15に入力され
る。ラインドライバ15は入力された信号とその反転信
号を3本のツイストペア線16…を介して離れた位置に
ある制御装置17に出力する。なおこのラインドライバ
15としては、通常「26LS31」の名称で呼ばれて
いるCMOSロジックICを用いることができる。そし
て3本のツイストペア線16…が、エンコーダ信号SA
〜SC及びモータ励磁用信号SU〜SWを伝送する共通
の伝送線路を構成している。
用のモータ励磁用信号SU〜SWに基づいて電圧値が一
定の励磁電圧をブラシレスモータ12の励磁巻線に印加
するように励磁回路18を制御する。モータ励磁用信号
SU〜SWは各相の極性は示しているものの波高値が一
定であるため、この信号だけでは正弦波に近似した励磁
電圧を励磁巻線に印加することができない。そこで制御
装置は、モータが起動した後で、C相の原点信号の立ち
上がりエッジまたは立ち下がりエッジの位置における
U,V,W相用の各モータ励磁用信号が示す極性とA相
及びB相のインクリメンタル信号とを用いて、正弦波に
近似した励磁電圧を励磁巻線に印加できるモータ励磁用
信号を作り、以後この信号に基づいて励磁回路18を制
御する。
の切換信号に応じて信号切換回路13を切換動作させる
ことにより、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共
通の伝送線路16…を介して制御装置17に出力するこ
とができるので、伝送線路の数を従来の半分に減ずるこ
とができる。
SU〜SWからエンコーダ信号SA〜SCに切り換わっ
た後は、C相の原点信号PCの立ち上がりエッジまたは
立ち下がりエッジが入力されるまでは、正弦波に近似し
た励磁電圧(正規の励磁電圧)を励磁巻線に印加するこ
とができない。そのため正規の励磁電圧の印加開始時期
を速めるために、図3の実施例では同期信号供給回路1
9を設けて、C相の原点信号PCと同じ信号列にモータ
励磁用信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ
と同期した同期信号PSを供給し、同期信号PSの立ち
上がりエッジまたは立ち下がりエッジによっても正規の
励磁電圧の印加を開始できるようにしている。但し、C
相の原点信号PCと同期信号PSとが区別できなくなる
と、原点を知ることができなるため、同期信号PSはC
相の原点信号と区別できるようにしている。図4に示す
ように、C相の原点信号PCの立ち上がりエッジと立ち
下がりエッジが発生するときのB相のインクリメンタル
信号の信号レベル(共にHIGHレベル)の関係と、同期信
号PSの立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発生する
ときのB相のインクリメンタル信号の信号レベル(共に
LOW レベル)との関係が同じにならないようにすれば、
原点信号PCと同期信号PSとを簡単且つ確実に区別す
ることができる。
体的な回路構成を示している。この同期信号供給回路1
9は、回転方向検知回路20と、同期信号発生回路26
とミキサ回路30とから構成される。以下図6に示した
信号波形を参照しながらこれらの回路について説明す
る。図6に示した信号波形は、モータが正方向に回転
(シャフトから見て反時計方向に回転)しており、U相
のモータ励磁用信号SUから同期信号PSを作る場合の
各部の波形である。回転方向検知回路20は、A相とB
相のインクリメンタル信号SA及びSBからモータの回
転方向を検知して、モータが正方向に回転しているとき
にはA相のインクリメンタル信号SAの反転信号#SA
を判定信号S25として出力し、モータが逆方向(シャフ
トから見て時計方向に回転)に回転しているときにはA
相のインクリメンタル信号SAを判定信号S25として出
力する。具体的には、回転方向検知回路20はインバー
タ21と、Dフリップフロップ22と、ゲート回路23
及び24と、オア回路25とから構成される。Dフリッ
プフロップ22は、信号SBの状態を信号SAの立ち上
がりで出力するため、モータが正方向に回転している場
合には、図6に示すような信号S22及びS22´としてハ
イ状態(H)とロウ状態(L)の信号を出力する。なお
モータが逆方向に回転している場合には、出力が反転し
て、信号S22及びS22´の波形はロウ状態(L)とハイ
状態(H)となる。インバータ21は、信号SAを反転
した信号S21を出力し、ゲート回路23は一方の入力信
号S22がハイ状態であるため、インバータ21からの信
号S21をそのまま信号S23として出力する。またゲート
回路24は、一方の入力信号S22´がロウ状態であるた
め、ロウ状態の信号S24を出力する。そしてオア回路2
5は、ロウ状態の信号S24とインクリメンタル信号SA
の反転信号#SAと同じ信号S23とを入力とし、インク
リメンタル信号SAの反転信号#SAを判定信号S25と
して出力する。
プフロップ27及び28とアンド回路29とから構成さ
れて、U相分のモータ励磁用信号SUの立ち上りエッジ
と判定信号S25すなわちインクリメンタル信号SAの反
転信号#SAの立ち上がりエッジとに同期した同期信号
を発生する。Dフリップフロップ27は、U相分のモー
タ励磁用信号SUの状態を判定信号S25の立ち上がりで
トリガして信号S27を所定期間出力する。またDフリッ
プフロップ28は、信号S27の状態を判定信号S25の立
ち上がりでトリガして反転した信号S28を出力する。そ
してアンド回路29で信号S27と信号S28のアンドを取
ることにより、同期信号PSを発生させる。本実施例に
おいて、モータ励磁用信号SUの立ち上りエッジと判定
信号の立ち上がりエッジとに同期した同期信号を発生さ
せる場合に、判定信号の立ち上がりエッジでトリガして
いるため、同期信号PSはモータ励磁用信号SUの立ち
上りエッジより判定信号S25(インクリメンタル信号S
Aの反転信号#SA)の1パルス周期分遅れて発生す
る。しかしながらこの程度の遅れは、製造上の誤差許容
範囲に入るものであり、制御装置が正弦波状のモータ励
磁用信号を作る場合に大きな問題を生じさせるものでは
ない。
されて、同期信号PSとC相の原点信号PCとを同じ信
号列S30にして出力する。なおモータが逆方向に回転し
た場合には、各信号の位相は上記とは異なるが、判定信
号S25がインクリメンタル信号SAとなり、インクリメ
ンタル信号SAの立ち上がりエッジでモータ励磁用信号
SUの立ち上りエッジをトリガして同期信号を発生させ
る。制御装置は、予め同期信号PSの立ち上がりエッジ
の発生位置における各モータ励磁用信号SU,SV及び
SWの各極性の関係を記憶していればよい。
上がりエッジと判定信号S25の立ち上り信号の両方の信
号に同期信号を同期させているが、C相の原点信号と区
別できる同期信号を発生させることができれば、モータ
励磁用信号の立ち上がりエッジのみに同期させて同期信
号を発生させてもよいのは勿論である。またモータ励磁
用信号の立ち下がりエッジに同期させて同期信号を発生
させてもよいのは勿論である。更に上記実施例では、U
相分のモータ励磁用信号を同期信号の発生のために利用
しているが、C相の原点信号と区別できる同期信号を発
生させることができれば、他の相のモータ励磁用信号を
利用することができるのも勿論である。
からの切換信号に応じて信号切換回路を切換動作させる
ことにより、エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を共
通の伝送線路を介して制御装置に出力することができ、
伝送線路の数を従来の半分に減ずることができる。
てから正規の励磁電圧の印加を開始する迄の時間のバラ
ツキを少なくできる利点がある。
の原点信号と同じ信号列に入れた場合でも、制御装置側
では同期信号とC相の原点信号とを明確に区別できる。
路がモータ励磁用信号の立ち上りエッジとA相のインク
リメンタル信号またはこの反転信号の立ち上がりエッジ
とに同期して同期信号を発生するため、簡単にC相の原
点信号と区別できる同期信号を発生させることができ
る。
システムの概略図である。
説明するための波形図である。
る。
す波形図である。
図である。
る。
タセレクタ、4,16…ツイストペア線、5…ケーブ
ル、12…ブラシレスモータ、13…信号切換回路、1
4…切換制御回路、15…ラインドライバ、17…制御
装置、18…励磁回路、19…同期信号供給装置、20
…回転方向検知回路、26…同期信号発生回路、30…
ミキサ回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 制御装置から離れた位置にあるブラシレ
スモータによって駆動されてインクリメンタル信号を含
むエンコーダ信号とモータ励磁用信号とを出力するイン
クリメンタルエンコーダを有し、伝送線路を介して前記
制御装置に前記エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を
出力するブラシレスモータ制御用エンコーダ装置であっ
て、 切換信号に応じて前記エンコーダ信号及びモータ励磁用
信号の一方を共通の伝送線路を介して前記制御装置に出
力するように切り換えられる信号切換回路と、 前記ブラシレスモータの回転に先立って前記インクリメ
ンタルエンコーダの電源が投入されたときに所定時間だ
け前記モータ励磁用信号を前記共通の伝送線路に出力さ
せ、その後は前記エンコーダ信号を前記共通の伝送線路
に出力させるように前記信号切換回路に前記切換信号を
出力する切換制御回路とを具備してなるブラシレスモー
タ制御用エンコーダ装置。 - 【請求項2】 制御装置から離れた位置にあるブラシレ
スモータによって駆動されてA相及びB相のインクリメ
ンタル信号及びC相の原点信号からなるエンコーダ信号
と多相分のモータ励磁用信号とを出力するインクリメン
タルエンコーダを備え、伝送線路を介して前記制御装置
に前記エンコーダ信号及びモータ励磁用信号を出力する
ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置であって、 切換信号に応じて前記エンコーダ信号及びモータ励磁用
信号の一方を共通の伝送線路を介して前記制御装置に出
力するように切り換えられる信号切換回路と、 前記ブラシレスモータの回転に先立って前記インクリメ
ンタルエンコーダの電源が投入されたときに所定時間だ
け前記モータ励磁用信号を前記共通の伝送線路に出力さ
せ、その後は前記エンコーダ信号を前記共通の伝送線路
に出力させるように前記信号切換回路に前記切換信号を
出力する切換制御回路と、 一相分の前記モータ励磁用信号の立ち上がりエッジまた
は立ち下がりエッジと同期し且つ前記C相の原点信号と
区別できる同期信号を発生して該同期信号を前記C相の
原点信号と一緒に伝送する同期信号供給回路とを具備す
ることを特徴とするブラシレスモータ制御用エンコーダ
装置。 - 【請求項3】 前記同期信号供給回路は、前記同期信号
の立ち上りエッジと立ち下がりエッジが発生するときの
B相のインクリメンタル信号の信号レベルの関係と、前
記C相の原点信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッ
ジが発生するときのB相のインクリメンタル信号の信号
レベルの関係とが一致しないように前記同期信号を発生
させる請求項2に記載のブラシレスモータ制御用エンコ
ーダ装置。 - 【請求項4】 前記同期信号供給回路は、 前記A相とB相のインクリメンタル信号からモータの回
転方向を検知して、モータが一方の方向に回転している
ときにはA相のインクリメンタル信号を判定信号として
出力し、モータが他方の方向に回転しているときには前
記A相のインクリメンタル信号の反転信号を判定信号と
して出力する回転方向検知回路と、 一相分の前記モータ励磁用信号の立ち上りエッジと前記
判定信号の立ち上がりエッジとに同期して前記同期信号
を発生する同期信号発生回路と、 前記同期信号と前記C相の原点信号とを同じ信号列にす
るミキサ回路とから構成されることを特徴とする請求項
2に記載のブラシレスモータ制御用エンコーダ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4022475A JP2675225B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4022475A JP2675225B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11069597A Division JP3253890B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05219777A true JPH05219777A (ja) | 1993-08-27 |
JP2675225B2 JP2675225B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=12083749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4022475A Expired - Lifetime JP2675225B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | ブラシレスモータ制御用エンコーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2675225B2 (ja) |
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