JPH05312839A - Current sensor - Google Patents

Current sensor

Info

Publication number
JPH05312839A
JPH05312839A JP4119136A JP11913692A JPH05312839A JP H05312839 A JPH05312839 A JP H05312839A JP 4119136 A JP4119136 A JP 4119136A JP 11913692 A JP11913692 A JP 11913692A JP H05312839 A JPH05312839 A JP H05312839A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
dither
output voltage
current sensor
hall element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4119136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Riichi Abe
理一 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP4119136A priority Critical patent/JPH05312839A/en
Publication of JPH05312839A publication Critical patent/JPH05312839A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to eliminate effects of hysteresis characteristics of magnetic substance and control signals of each phase of a servo motor accurately in a current sensor which is used in a servo system. CONSTITUTION:A current sensor is provided with a dither current generation circuit 30 for adding component of dither current to output voltage taken out of a hall element 21 and a low pass filter 26 for removing dither component included in output voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、サーボシステムに使
用される電流センサに関し、特にサーボモータの電流検
出を行う電流センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current sensor used in a servo system, and more particularly to a current sensor for detecting a current of a servo motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一般的なサーボシステムにおいて
はサーボモータ制御のため、電流センサにより電流検出
を行っている。これらの電流センサとしては、例えばホ
ール素子を使った方式やシャント抵抗を使った方式など
が用いられている。このうち、ホール素子を使った方式
は、部品点数が少なく小型であるなどの理由により広く
使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a general servo system, current is detected by a current sensor for servo motor control. As these current sensors, for example, a method using a hall element or a method using a shunt resistor is used. Among them, the method using the hall element is widely used because of its small number of parts and small size.

【0003】図5はホール素子を使用した電流センサの
基本的な構成を模式的に示したものである。図におい
て、ホール素子1の周囲には2対の電極が設けられてお
り、そのうち電極2には直流電源3からの電流iが加え
られ、他方の電極4には増幅器5が接続されている。一
方、磁性体6には電線7が巻かれていて、この電線7に
電流を流すとホール素子1に磁界eがかかるように構成
されている。ここで、磁界eを電流iに対して直角方向
にかけると、ローレンツ力により電極4の両端に起電力
が発生する。この起電力はホール起電力と呼ばれ、その
電圧は外部からの電流iと磁界eの強さに比例する。
FIG. 5 schematically shows the basic structure of a current sensor using a Hall element. In the figure, two pairs of electrodes are provided around the Hall element 1, of which a current i from a DC power supply 3 is applied to the electrode 2 and an amplifier 5 is connected to the other electrode 4. On the other hand, an electric wire 7 is wound around the magnetic body 6, and a magnetic field e is applied to the Hall element 1 when a current is passed through the electric wire 7. Here, when the magnetic field e is applied in a direction perpendicular to the current i, electromotive force is generated at both ends of the electrode 4 due to the Lorentz force. This electromotive force is called Hall electromotive force, and its voltage is proportional to the strength of the current i and the magnetic field e from the outside.

【0004】ホール素子を使用した電流センサでは、サ
ーボモータに加えられる電流の一部が入力電流として磁
性体6に加えられ、入力電流に比例した出力電圧が電極
4から取り出される。この出力電圧は増幅器5で増幅さ
れた後、出力信号として入力側にフィードバックされ
る。
In the current sensor using the Hall element, a part of the current applied to the servomotor is applied as an input current to the magnetic body 6, and an output voltage proportional to the input current is taken out from the electrode 4. This output voltage is amplified by the amplifier 5 and then fed back to the input side as an output signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電流センサの磁性体はヒステリシス特性を持っている
ため、センサ出力がヒステリシス特性の影響を受けると
いう弊害がある。図6は、磁性体に磁界を加えたときの
磁束密度の変化を表した磁化曲線であり、Hを増加して
いくときと、Hを減少していくときとは同じ経路を辿ら
ないことが示されている。一方、ホール素子は磁界の大
小に応じて抵抗値が変化する特性を持っているため、出
力電圧は前述のヒステリシス特性の影響を受けることに
なる。ヒステリシス特性の影響を受けた時の入力電流と
出力電圧の関係は図7のようになる。図のように、入力
電流Aのときの出力電圧は、破線で示した理想的なライ
ンではA0となるが、実際には上述したヒステリシス特
性の影響を受けるため、出力電圧はA1もしくはA2と
なる。このように、電流センサの出力にヒステリシス特
性が表れると、サーボモータ各相の信号を正確に制御で
きなくなり、外乱発生の原因となる。
However, since the magnetic body of the current sensor described above has a hysteresis characteristic, there is a bad influence that the sensor output is affected by the hysteresis characteristic. FIG. 6 is a magnetization curve showing a change in magnetic flux density when a magnetic field is applied to a magnetic material, and it is possible that the same path is not followed when H is increased and when H is decreased. It is shown. On the other hand, since the Hall element has a characteristic that the resistance value changes according to the magnitude of the magnetic field, the output voltage is affected by the above-mentioned hysteresis characteristic. The relationship between the input current and the output voltage when affected by the hysteresis characteristic is as shown in FIG. As shown in the figure, the output voltage at the input current A is A0 on the ideal line indicated by the broken line, but in reality, the output voltage is A1 or A2 because it is affected by the above-mentioned hysteresis characteristic. .. When the hysteresis characteristic appears in the output of the current sensor in this way, the signals of the respective phases of the servomotor cannot be controlled accurately, which causes disturbance.

【0006】なお、磁性体の材質によってはヒステリシ
スの影響を小さくすることもできるが、実際にはヒステ
リシスをゼロにすることはできない。
The influence of the hysteresis can be reduced depending on the material of the magnetic material, but the hysteresis cannot actually be made zero.

【0007】この発明は、磁性体のヒステリシス特性の
影響をなくし、サーボモータ各層の信号を正確に制御す
ることができる電流センサを提供することを目的とす
る。
It is an object of the present invention to provide a current sensor which can eliminate the influence of the hysteresis characteristic of a magnetic material and accurately control the signals of each layer of the servomotor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明に係わる電流センサにおいては、ホール素
子から取り出される出力電圧にディザ電流の成分を加え
るディザ電流発生手段と、出力電圧に含まれるディザ成
分を除去するための、例えばローパスフィルタなどの除
去手段を具えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a current sensor according to the present invention includes a dither current generating means for adding a dither current component to an output voltage taken out from a Hall element, and an output voltage. It is characterized in that it comprises a removing means such as a low-pass filter for removing the dither component.

【0009】[0009]

【作用】ディザ電流発生手段によりディザ電流を加える
と、出力電圧はディザ電流の周波数成分に対応した信号
波形となる。このディザ電流の周波数成分が加えられた
出力をローパスフィルタに通すと、前記周波数成分が除
去され、信号波形は図7のA0となり、ヒステリシス特
性による影響がなくすことができる。したがって、サー
ボモータ各相の信号を正確に制御することができるよう
になり、外乱の発生を防止することができる。
When the dither current is applied by the dither current generating means, the output voltage has a signal waveform corresponding to the frequency component of the dither current. When the output to which the frequency component of this dither current is added is passed through a low-pass filter, the frequency component is removed, and the signal waveform becomes A0 in FIG. 7, and the influence of the hysteresis characteristic can be eliminated. Therefore, the signals of the respective phases of the servo motor can be accurately controlled, and the occurrence of disturbance can be prevented.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明に係わる電流センサの一実施
例を添付図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a current sensor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0011】図2は、この発明に係わる電流センサを使
用したサーボシステムの基本的な構成を示すブロック図
である。このシステムは、サーボモータ(M)11、位
置センサ12、微分回路13、電流指令回路14からな
る速度検出のループと、電流センサ(IS)15、電流
増幅部(PWM)16からなる電流検出のループにより
構成されている。このサーボシステムは、図示せぬプロ
セッサ部からの速度指令に基づく電流を、電流指令回路
14を通じてサーボモータ11に供給すると共に、モー
タの回転位置を位置センサ12により検出し、微分回路
13を介して電流指令回路14へフィードバックするよ
うに構成されている。また、サーボモータの制御は、モ
ータに供給されるu、vの2相の信号を電流センサ15
で検出し、このu、vの2相の信号に基づいてw相を生
成することにより行なわれる。これは、u、v、w相の
和が必ずゼロとなることを利用している。したがって、
電流センサで検出されるu、vの2相の信号がヒステリ
シス特性の影響を受けると、w相の信号も不正確なもの
となるため、結果的にu、v、w相の信号が全て正確に
制御できなくなってしまう。
FIG. 2 is a block diagram showing the basic configuration of a servo system using the current sensor according to the present invention. This system includes a speed detection loop including a servo motor (M) 11, a position sensor 12, a differentiating circuit 13, and a current command circuit 14, and a current detecting loop including a current sensor (IS) 15 and a current amplification unit (PWM) 16. It is composed of loops. This servo system supplies a current based on a speed command from a processor unit (not shown) to the servo motor 11 through a current command circuit 14, detects the rotational position of the motor with a position sensor 12, and through a differentiating circuit 13. It is configured to feed back to the current command circuit 14. Further, the servo motor is controlled by using the current sensor 15 to output signals of two phases u and v supplied to the motor.
And the w phase is generated based on the two phase signals of u and v. This utilizes that the sum of u, v, and w phases is always zero. Therefore,
When the u-phase and v-phase signals detected by the current sensor are affected by the hysteresis characteristic, the w-phase signals become inaccurate, and as a result, the u-, v-, and w-phase signals are all accurate. It becomes out of control.

【0012】図1は上記電流センサ15の基本的な構成
を模式的に示したものである。図において、ホール素子
21の周囲には2対の電極が設けられており、そのうち
電極22には直流電源23からの電流iが加えられ、他
方の電極24には増幅器25並びにローパスフィルタ2
6が接続されている。一方、磁性体27には電線28が
巻かれており、この電線28へ入力電流を流すことによ
りホール素子21に磁界eがかかるように構成されてい
る。さらに、磁性体27には電線29が巻かれており、
ディザ電流発生回路30によりディザ電流が加えられる
ようになっている。
FIG. 1 schematically shows the basic structure of the current sensor 15. In the figure, two pairs of electrodes are provided around the Hall element 21, of which a current i from a DC power supply 23 is applied to the electrode 22, and the other electrode 24 is provided with an amplifier 25 and a low-pass filter 2.
6 is connected. On the other hand, an electric wire 28 is wound around the magnetic body 27, and by applying an input current to the electric wire 28, a magnetic field e is applied to the Hall element 21. Furthermore, an electric wire 29 is wound around the magnetic body 27,
A dither current is generated by the dither current generation circuit 30.

【0013】次に、ディザ電流発生回路30及びローパ
スフィルタ26の作用を図3及び図4により説明する。
図3は上述した電流センサにおける入力電流と出力電圧
の関係を示し、図4は入力電流、ディザ電流の周波数成
分及び出力電圧の波形を表している。図3において、入
力電流がAのときにディザ電流を加えない場合は、図7
で説明したように出力電圧はA1もしくはA2となる。
ここで、ディザ電流発生回路30によりディザ電流を加
えると、図4に示すように出力電圧はBの周波数成分で
最大値A1、最値少A2の値を持つような信号波形とな
る。さらに、ディザ電流の周波数成分が加えられた出力
を、ローパスフィルタ26に入力すると周波数成分が除
去される。このように、ローパスフィルタ26を通過し
た出力はヒステリシス特性がなくなり、その値は最も理
想的な値であるA0となる。したがって、u、v、w各
相の信号を正確に制御することができるようになり、外
乱の発生を防止することができる。
Next, the operation of the dither current generating circuit 30 and the low pass filter 26 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows the relationship between the input current and the output voltage in the above-mentioned current sensor, and FIG. 4 shows the frequency components of the input current and the dither current and the waveform of the output voltage. In FIG. 3, when the dither current is not added when the input current is A,
As described above, the output voltage is A1 or A2.
Here, when a dither current is applied by the dither current generating circuit 30, the output voltage has a signal waveform having a maximum value A1 and a minimum value A2 in the frequency component of B as shown in FIG. Further, when the output to which the frequency component of the dither current is added is input to the low pass filter 26, the frequency component is removed. Thus, the output that has passed through the low-pass filter 26 has no hysteresis characteristic, and its value becomes A0, which is the most ideal value. Therefore, the signals of the u, v, and w phases can be accurately controlled, and the occurrence of disturbance can be prevented.

【0014】なお、出力電圧に加えられるディザ電流の
周波数は、制御上の問題とならない高い周波数(例え
ば、20KHz程度)を選択する。また、ディザ電流は
磁性体への巻き数を多くすることにより、数mAで目的
とする効果を得ることができるので大電力を必要とせ
ず、既存の電流センサに容易に適用することができる。
As the frequency of the dither current applied to the output voltage, a high frequency (for example, about 20 KHz) that does not pose a control problem is selected. Further, the dither current can obtain the intended effect at several mA by increasing the number of turns around the magnetic body, so that it does not require a large amount of electric power and can be easily applied to an existing current sensor.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
電流センサにおいては、ホール素子から取り出される出
力電圧にディザ電流の周波数成分を加えるとともに、ロ
ーパスフィルタなどの成分手段により、出力電圧に含ま
れる前記周波数成分を除去するようにしたため、磁性体
のヒステリシス特性の影響をなくすことができる。した
がって、サーボモータ各相の信号を正確に制御すること
ができるようになり、外乱の発生を防止することができ
る。
As described above, in the current sensor according to the present invention, the frequency component of the dither current is added to the output voltage extracted from the Hall element, and the dither current is included in the output voltage by the component means such as a low pass filter. Since the frequency component is removed, the influence of the hysteresis characteristic of the magnetic substance can be eliminated. Therefore, the signals of the respective phases of the servo motor can be accurately controlled, and the occurrence of disturbance can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係わる電流センサの基本的な構成を
模式的に示した図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of a current sensor according to the present invention.

【図2】この発明に係わる電流センサを使用したサーボ
システムの基本的な構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of a servo system using a current sensor according to the present invention.

【図3】電流センサにおける入力電流と出力電圧の関係
を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an input current and an output voltage in a current sensor.

【図4】入力電流、ディザ電流の周波数成分及び出力電
圧の波形を表した図。
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of an input current, frequency components of a dither current, and an output voltage.

【図5】ホール素子を使用した電流センサの基本的な構
成を模式的に示した図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a basic configuration of a current sensor using a Hall element.

【図6】磁性体のヒステリシス曲線を表した図。FIG. 6 is a diagram showing a hysteresis curve of a magnetic material.

【図7】電流センサの入力電流と出力電圧の関係を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an input current and an output voltage of a current sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21…ホール素子 2、4、22、24…電極 3、23…直流電源 5、25…増幅器 6、27…磁性体 11…サーボモータ 12…位置センサ 13…微分回路 14…電気指令回路 15…電流センサ(IS) 16…電流増幅部(PWM) 26…ローパスフィルタ 30…ディザ電流発生回路 1, 21 ... Hall element 2, 4, 22, 24 ... Electrode 3, 23 ... DC power supply 5, 25 ... Amplifier 6, 27 ... Magnetic material 11 ... Servo motor 12 ... Position sensor 13 ... Differentiation circuit 14 ... Electrical command circuit 15 Current sensor (IS) 16 Current amplifier (PWM) 26 Low pass filter 30 Dither current generation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力電流に応じた出力電圧をホール素子に
より検出する電流センサにおいて、ホール素子から取り
出される出力電圧にディザ電流の成分を加えるディザ電
流発生手段と、前記出力電圧に含まれるディザ成分を取
り除くための除去手段を具えたことを特徴とする電流セ
ンサ。
1. A dither current generating means for adding a dither current component to an output voltage taken out from a hall element in a current sensor for detecting an output voltage according to an input current by a hall element, and a dither component included in the output voltage. A current sensor, characterized in that it comprises a removing means for removing.
JP4119136A 1992-05-12 1992-05-12 Current sensor Pending JPH05312839A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4119136A JPH05312839A (en) 1992-05-12 1992-05-12 Current sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4119136A JPH05312839A (en) 1992-05-12 1992-05-12 Current sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05312839A true JPH05312839A (en) 1993-11-26

Family

ID=14753833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4119136A Pending JPH05312839A (en) 1992-05-12 1992-05-12 Current sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05312839A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102298084A (en) * 2010-06-24 2011-12-28 胜美达集团株式会社 Current sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102298084A (en) * 2010-06-24 2011-12-28 胜美达集团株式会社 Current sensor
JP2012008009A (en) * 2010-06-24 2012-01-12 Sumida Corporation Current sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0356248B1 (en) A current sensor
US5565765A (en) Current sensor operating according to the compensation theorem
JPH0792199A (en) Current sensor
JPS60104263A (en) Detector measuring parameter
JP4007464B2 (en) Magnetic detector
TWI221929B (en) Overload current protection apparatus
JPH06351280A (en) Phase current detector for motor
KR20010062523A (en) Brushless machine control
JP3609069B2 (en) Motor control device
JP3099336B2 (en) Electromagnetic digital current detector
JPH05312839A (en) Current sensor
JPH02186284A (en) Magnetic flux sensor used in magnetic field for detecting flux density
US4597295A (en) Electromagnetic flowmeter
US4112345A (en) Stepping motor with energizing circuit
JPH0782023B2 (en) Motor speed detector
JPH0261710B2 (en)
JPH0739194A (en) Stepping motor driver
JP2637729B2 (en) Speed signal detection circuit of electromagnetic drive
WO2022113732A1 (en) Motor control device
JPS6032127B2 (en) electromagnetic balance
JP2516205B2 (en) Current detector
Olca et al. Investigation of the Effects of Current Measurement Methods on Servo Motor Dynamics
JPH05227794A (en) Device and method of measuring phase voltage of ac motor
JP2726345B2 (en) Current detection circuit using pulse transformer
JP3114890B2 (en) Electric curtain drive