JPH0546798B2 - - Google Patents
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- JPH0546798B2 JPH0546798B2 JP60184777A JP18477785A JPH0546798B2 JP H0546798 B2 JPH0546798 B2 JP H0546798B2 JP 60184777 A JP60184777 A JP 60184777A JP 18477785 A JP18477785 A JP 18477785A JP H0546798 B2 JPH0546798 B2 JP H0546798B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnitude
- control signal
- sine wave
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- signal
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
- H02P8/12—Control or stabilisation of current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、複数個の電機子コイルにそれぞれ位
相の異なる正弦波状の励磁電流を供給してトルク
むらをなくすとともに、これらの励磁電流の振幅
を制御信号に応じて変化させ、出力トルクの大き
さを任意に制御するように構成したモータ駆動回
路に関するものである。
相の異なる正弦波状の励磁電流を供給してトルク
むらをなくすとともに、これらの励磁電流の振幅
を制御信号に応じて変化させ、出力トルクの大き
さを任意に制御するように構成したモータ駆動回
路に関するものである。
上記の如く、トルクむらがないとともに、出力
トルクの大きさを任意に制御することのできるモ
ータ駆動回路の一例としては、本願出願人がすで
に実願昭59−191030号として出願したモータ駆動
回路がある。
トルクの大きさを任意に制御することのできるモ
ータ駆動回路の一例としては、本願出願人がすで
に実願昭59−191030号として出願したモータ駆動
回路がある。
第３図はこのようなモータ駆動回路の一例を示
す構成図である。図において、１は２相励磁形の
パルスモータ、２はこのパルスモータ１に接続さ
れ、パルスモータ１の回転角θに応じた出力信号
Sfを発生する高分解能のエンコーダ、３はこのエ
ンコーダ２の出力Sfからパルスモータ１の磁極に
対する回転角θmを算出する角度演算回路、４は
この回転角θmに応じて互いに90゜の位相差を有す
る正弦波信号Ss，Scを発生する関数発生回路、
５，６は制御信号Siの大きさに応じて正弦波信号
Ss，Sc振幅を変化させる掛算器、７，８は電力
増幅器である。電力増幅器７，８の出力IA，IB
はそれぞれパルスモータ１の電機子コイルに供給
されている。すなわち、パルスモータ１における
回転子の位置は、エンコーダ２および角度演算回
路３によつて検出され、その位置（回転角θm）
に応じた励磁電流IA，IBがそれぞれの電機子コ
イルに供給されている。
す構成図である。図において、１は２相励磁形の
パルスモータ、２はこのパルスモータ１に接続さ
れ、パルスモータ１の回転角θに応じた出力信号
Sfを発生する高分解能のエンコーダ、３はこのエ
ンコーダ２の出力Sfからパルスモータ１の磁極に
対する回転角θmを算出する角度演算回路、４は
この回転角θmに応じて互いに90゜の位相差を有す
る正弦波信号Ss，Scを発生する関数発生回路、
５，６は制御信号Siの大きさに応じて正弦波信号
Ss，Sc振幅を変化させる掛算器、７，８は電力
増幅器である。電力増幅器７，８の出力IA，IB
はそれぞれパルスモータ１の電機子コイルに供給
されている。すなわち、パルスモータ１における
回転子の位置は、エンコーダ２および角度演算回
路３によつて検出され、その位置（回転角θm）
に応じた励磁電流IA，IBがそれぞれの電機子コ
イルに供給されている。
ここで、関数発生回路４の出力Ss，Scの大き
さは、 Ss＝sin（θm＋π／２） Sc＝cos（θm＋π／２） であり、制御信号Siの大きさをIoとした時の、パ
ルスモータ１の電機子コイルに供給される励磁電
流IA，IBの大きさは、 IA＝Io・sin（θm＋π／２） IB＝Io・cos（θm＋π／２） となつている。
さは、 Ss＝sin（θm＋π／２） Sc＝cos（θm＋π／２） であり、制御信号Siの大きさをIoとした時の、パ
ルスモータ１の電機子コイルに供給される励磁電
流IA，IBの大きさは、 IA＝Io・sin（θm＋π／２） IB＝Io・cos（θm＋π／２） となつている。
上式から明らかなように、それぞれの電機子コ
イルに供給される励磁電流IA，IBは90゜の位相差
を有しており、その和（ベクトル合成）は常に一
定であるので、回転子にはトルクむらのない、一
定なトルクが発生することになる。また、その大
きさは制御信号Siの大きさIoに比例したものとな
つている。このため、負荷を零とした場合には、
制御信号Siの大きさI0が零であれば、パルスモー
タ１は停止しており、制御信号Siの大きさIoが増
加すれば、それに応じた速度で回転するようにな
る。
イルに供給される励磁電流IA，IBは90゜の位相差
を有しており、その和（ベクトル合成）は常に一
定であるので、回転子にはトルクむらのない、一
定なトルクが発生することになる。また、その大
きさは制御信号Siの大きさIoに比例したものとな
つている。このため、負荷を零とした場合には、
制御信号Siの大きさI0が零であれば、パルスモー
タ１は停止しており、制御信号Siの大きさIoが増
加すれば、それに応じた速度で回転するようにな
る。
さらに、第３図の例では、パルスモータ１を直
流モータ的に駆動する場合を示しているので、励
磁電流IA，IBの合成電流における電気角は、回
転子の機械角（回転角θm）に対して常に90゜の位
相差を有しており、この状態において最大のトル
クを発生している。
流モータ的に駆動する場合を示しているので、励
磁電流IA，IBの合成電流における電気角は、回
転子の機械角（回転角θm）に対して常に90゜の位
相差を有しており、この状態において最大のトル
クを発生している。
このように、第３図の如きモータ駆動回路にお
いては、複数個の電機子コイルにそれぞれ位相の
異なる正弦波状の励磁電流IA，IBを供給するこ
とにより、トルクむらをなくすことができるとと
もに、制御信号Siの大きさI0を変化させることに
より、パルスモータ１における出力トルクの大き
さを任意に制御することができる。
いては、複数個の電機子コイルにそれぞれ位相の
異なる正弦波状の励磁電流IA，IBを供給するこ
とにより、トルクむらをなくすことができるとと
もに、制御信号Siの大きさI0を変化させることに
より、パルスモータ１における出力トルクの大き
さを任意に制御することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、一般のモータにおいては、磁路
における励磁電流と磁束密度との関係が直線的で
はなく、第４図に示す如き非直線性を有してい
る。このため、上記のように構成されたモータ駆
動回路においては、出力トルクを大きくするため
に、励磁電流IA，IBの振幅を大きくすると、磁
路中の磁束密度が飽和してしまい、出力トルクに
リツプルが生じてしまうことになる。特に、パル
スモータのように、磁路中の磁束密度が高いモー
タでは、このような現象が著しい。
における励磁電流と磁束密度との関係が直線的で
はなく、第４図に示す如き非直線性を有してい
る。このため、上記のように構成されたモータ駆
動回路においては、出力トルクを大きくするため
に、励磁電流IA，IBの振幅を大きくすると、磁
路中の磁束密度が飽和してしまい、出力トルクに
リツプルが生じてしまうことになる。特に、パル
スモータのように、磁路中の磁束密度が高いモー
タでは、このような現象が著しい。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなく
し、出力トルクを大きくした場合にも、トルクリ
ツプルの発生を防止することのできるモータ駆動
回路を簡単な構成により実現することを目的とし
たものである。
し、出力トルクを大きくした場合にも、トルクリ
ツプルの発生を防止することのできるモータ駆動
回路を簡単な構成により実現することを目的とし
たものである。
本発明のモータ駆動回路は、複数個の電機子コ
イルにそれぞれ位相の異なる正弦波状の励磁電流
を供給してトルクむらをなくすとともに、これら
の励磁電流の振幅を制御信号に応じて変化させ、
出力トルクの大きさを任意に制御するように構成
したモータ駆動回路において、前記制御信号に周
波数が前記励磁電流の４倍で、しかもその大きさ
が前記制御信号の二乗または三乗に比例した補正
信号を加算するようにしたものである。
イルにそれぞれ位相の異なる正弦波状の励磁電流
を供給してトルクむらをなくすとともに、これら
の励磁電流の振幅を制御信号に応じて変化させ、
出力トルクの大きさを任意に制御するように構成
したモータ駆動回路において、前記制御信号に周
波数が前記励磁電流の４倍で、しかもその大きさ
が前記制御信号の二乗または三乗に比例した補正
信号を加算するようにしたものである。
このように、励磁電流の大きさを決定する制御
信号に、周波数が励磁電流の４倍で、しかもその
大きさが制御信号の二乗または三乗に比例した補
正信号を加算すると、励磁電流の値が大きくなつ
た時に、最も大きく現れる４次のトルクリツプル
分を打ち消すように、制御信号すなわち励磁電流
の大きさを補正することができ、リツプルの少な
い一定な出力トルクを得ることができる。
信号に、周波数が励磁電流の４倍で、しかもその
大きさが制御信号の二乗または三乗に比例した補
正信号を加算すると、励磁電流の値が大きくなつ
た時に、最も大きく現れる４次のトルクリツプル
分を打ち消すように、制御信号すなわち励磁電流
の大きさを補正することができ、リツプルの少な
い一定な出力トルクを得ることができる。
第１図は本発明のモータ駆動回路の一実施例を
示し構成図である。図において、前記第３図と同
様のものは同一符号を付して示す。９は補正回路
であり、角度演算回路３から発生される回転子の
回転角θmをもとにして、周波数が励磁電流IA，
IB（正弦波信号Ss，Sc）の４倍で、しかもその大
きさが制御信号Siの三乗に比例した補正信号を発
生し、この補正信号を制御信号Siに加算してい
る。なお、この時の補正信号の大きさは、実際の
駆動状態に応じて設定されるもので、出力トルク
の状態を測定しながら、可変抵抗などによつて最
適な大きさに設定されている。
示し構成図である。図において、前記第３図と同
様のものは同一符号を付して示す。９は補正回路
であり、角度演算回路３から発生される回転子の
回転角θmをもとにして、周波数が励磁電流IA，
IB（正弦波信号Ss，Sc）の４倍で、しかもその大
きさが制御信号Siの三乗に比例した補正信号を発
生し、この補正信号を制御信号Siに加算してい
る。なお、この時の補正信号の大きさは、実際の
駆動状態に応じて設定されるもので、出力トルク
の状態を測定しながら、可変抵抗などによつて最
適な大きさに設定されている。
さて、前記したように、励磁電流IA，IBとこ
れにより発生される磁束との間には、前記第４図
の如き飽和特性が存在するために、励磁電流IA，
IBの振幅を大きくした場合には、磁束の波形が
歪み、出力トルクにリツプル（高調波成分）が生
じてしまう。
れにより発生される磁束との間には、前記第４図
の如き飽和特性が存在するために、励磁電流IA，
IBの振幅を大きくした場合には、磁束の波形が
歪み、出力トルクにリツプル（高調波成分）が生
じてしまう。
そこで、前記第４図の飽和特性を２次の曲線で
近似し、出力トルクに含まれるリツプル分の大き
さを求めてみると、このリツプル分は振幅が励磁
電流IA，IBの振幅の３乗に比例し、励磁電流
IA，IBの４倍の周波数（４次の高調波成分）を
有することがわかる。
近似し、出力トルクに含まれるリツプル分の大き
さを求めてみると、このリツプル分は振幅が励磁
電流IA，IBの振幅の３乗に比例し、励磁電流
IA，IBの４倍の周波数（４次の高調波成分）を
有することがわかる。
したがつて、励磁電流IA，IBの振幅が大きく
なつた時には、励磁電流IA，IBの周波数に対し
て４次の高調波成分を有するトルクリツプルが最
も大きく現われるので、励磁電流IA，IBすなわ
ち正弦波信号Ss，Scの４倍の周波数を有する信
号を補正信号として制御信号Siに加算すると、上
記のような４次のトルクリツプルを打ち消すこと
ができ、リツプルの少ない出力トルクを得ること
ができる。また、補正信号の大きさは、励磁電流
IA，IBすなわち制御信号Siの大きさの三乗に比
例した大きさが適当であり、励磁電流IA，IB（制
御信号Si）の大きさが増すにつれて、補正信号の
大きさも増加させる。なお、補正信号の大きさ
は、制御信号Siの二乗に比例させるようにしても
有効である。
なつた時には、励磁電流IA，IBの周波数に対し
て４次の高調波成分を有するトルクリツプルが最
も大きく現われるので、励磁電流IA，IBすなわ
ち正弦波信号Ss，Scの４倍の周波数を有する信
号を補正信号として制御信号Siに加算すると、上
記のような４次のトルクリツプルを打ち消すこと
ができ、リツプルの少ない出力トルクを得ること
ができる。また、補正信号の大きさは、励磁電流
IA，IBすなわち制御信号Siの大きさの三乗に比
例した大きさが適当であり、励磁電流IA，IB（制
御信号Si）の大きさが増すにつれて、補正信号の
大きさも増加させる。なお、補正信号の大きさ
は、制御信号Siの二乗に比例させるようにしても
有効である。
上記の関係から、補正信号の大きさを式で示せ
ば、第１図の図中に示すように、 −KIo0cos4θm Ｋ：比例定数 となる。また、その大きさを制御信号Siの二乗に
比例させる時には、Io2はその絶対値を使用する
ことになる。
ば、第１図の図中に示すように、 −KIo0cos4θm Ｋ：比例定数 となる。また、その大きさを制御信号Siの二乗に
比例させる時には、Io2はその絶対値を使用する
ことになる。
第２図は本発明のモータ駆動回路による補正効
果を示す図である。図から明らかなように、励磁
電流IA，IBの値を大きくした場合、トルクリツ
プルの大きさは励磁電流IA，IBの二乗または三
乗に比例して増加するが、制御信号Siの大きさを
補正した場合には、トルクリツプルの大きさを約
１／５程度に抑えることができる。ここで、制御信
号Siの大きさを補正した場合に、トルクリツプル
が完全に零とならないのは、トルクリツプルに４
次以外の高調波成分が多少含まれているためであ
る。
果を示す図である。図から明らかなように、励磁
電流IA，IBの値を大きくした場合、トルクリツ
プルの大きさは励磁電流IA，IBの二乗または三
乗に比例して増加するが、制御信号Siの大きさを
補正した場合には、トルクリツプルの大きさを約
１／５程度に抑えることができる。ここで、制御信
号Siの大きさを補正した場合に、トルクリツプル
が完全に零とならないのは、トルクリツプルに４
次以外の高調波成分が多少含まれているためであ
る。
なお、上記の説明においては、本発明のモータ
駆動回路により、２相励磁形のパルスモータを駆
動する場合を例示したが、本発明の効果が最も良
く現れるのが２相励磁形のパルスモータであり、
駆動するモータの形式はこれらに限られるもので
はない。また、上記の説明においては、励磁電流
IA，IB（正弦波信号Ss，Sc）の４倍の周波数を
有する補正信号を補正回路９により形成する場合
を例示したが、補正信号を作り出す手段はこれに
限られるものではなく、例えば、関数発生回路４
において、回転角θmに対応した正弦波信号Ss，
Scともにその４倍の周波数信号を作り出し、補
正回路９に供給するように構成しても、同様の動
作を行なわせることができる。
駆動回路により、２相励磁形のパルスモータを駆
動する場合を例示したが、本発明の効果が最も良
く現れるのが２相励磁形のパルスモータであり、
駆動するモータの形式はこれらに限られるもので
はない。また、上記の説明においては、励磁電流
IA，IB（正弦波信号Ss，Sc）の４倍の周波数を
有する補正信号を補正回路９により形成する場合
を例示したが、補正信号を作り出す手段はこれに
限られるものではなく、例えば、関数発生回路４
において、回転角θmに対応した正弦波信号Ss，
Scともにその４倍の周波数信号を作り出し、補
正回路９に供給するように構成しても、同様の動
作を行なわせることができる。
以上説明したように、本発明のモータ駆動回路
では、複数個の電機子コイルにそれぞれ位相の異
なる正弦波状の励磁電流を供給してトルクむらを
なくすとともに、これらの励磁電流の振幅を制御
信号に応じて変化させ、出力トルクの大きさを任
意に制御するように構成したモータ駆動回路にお
いて、前記制御信号に周波数が前記励磁電流の４
倍で、しかもその大きさが前記制御信号の二乗ま
たは三乗に比例した補正信号を加算するようにし
ているので、励磁電流の値が大きくなつた時に、
最も大きく現れる４次のトルクリツプル分を打ち
消すように、制御信号すなわち励磁電流の大きさ
を補正することができ、出力トルクを大きくした
場合にも、トルクリツプルの発生を防止すること
のできるモータ駆動回路を簡単な構成により実現
することができる。
では、複数個の電機子コイルにそれぞれ位相の異
なる正弦波状の励磁電流を供給してトルクむらを
なくすとともに、これらの励磁電流の振幅を制御
信号に応じて変化させ、出力トルクの大きさを任
意に制御するように構成したモータ駆動回路にお
いて、前記制御信号に周波数が前記励磁電流の４
倍で、しかもその大きさが前記制御信号の二乗ま
たは三乗に比例した補正信号を加算するようにし
ているので、励磁電流の値が大きくなつた時に、
最も大きく現れる４次のトルクリツプル分を打ち
消すように、制御信号すなわち励磁電流の大きさ
を補正することができ、出力トルクを大きくした
場合にも、トルクリツプルの発生を防止すること
のできるモータ駆動回路を簡単な構成により実現
することができる。
第１図および第２図は本発明のモータ駆動回路
の一実施例を示す構成図、第３図および第４図は
従来のモータ駆動回路の一例を示す構成図であ
る。 １……パルスモータ、２……エンコーダ、３…
…角度演算回路、４……関数発生回路、５，６…
…掛算器、７，８……電力増幅器、９……補正回
路。
の一実施例を示す構成図、第３図および第４図は
従来のモータ駆動回路の一例を示す構成図であ
る。 １……パルスモータ、２……エンコーダ、３…
…角度演算回路、４……関数発生回路、５，６…
…掛算器、７，８……電力増幅器、９……補正回
路。
Claims (1)
- １ ２相の電機子コイルにそれぞれ位相の異なる
正弦波状の励磁電流を供給してトルクむらをなく
すように構成したモータ駆動回路において、90゜
の位相関係を有ししかもその合成電流の位相が回
転子の機械角に対して常に一定の位相差を有する
ような２つの正弦波信号を発生する関係発生回路
と、出力トルクの値を指令する制御信号に周波数
が前記正弦波信号の４倍でしかもその大きさがこ
の制御信号の二乗または三乗に比例した補正信号
を加算する補正回路と、この補正回路により補正
された制御信号の大きさに応じて前記２つの正弦
波信号の振幅をそれぞれ変化させる２つの掛算器
と、これらの掛算器の出力を受けこれに比例した
励磁電流を前記２つの電機子コイルにそれぞれ供
給する２つの電力増幅器とを具備してなるモータ
駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184777A JPS6264293A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | モ−タ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184777A JPS6264293A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | モ−タ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264293A JPS6264293A (ja) | 1987-03-23 |
| JPH0546798B2 true JPH0546798B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=16159122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184777A Granted JPS6264293A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | モ−タ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6264293A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2540169B2 (ja) * | 1987-10-19 | 1996-10-02 | 富士写真フイルム株式会社 | ステツピングモ―タの駆動制御方法及びその駆動制御装置 |
| JPH0763239B2 (ja) * | 1987-10-19 | 1995-07-05 | 富士写真フイルム株式会社 | ステツピングモータの駆動制御方法及びその駆動制御装置 |
| JPH03178590A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-02 | Toyota Motor Corp | ブラシレス同期電動機の制御装置 |
| WO2005035333A1 (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-21 | Jtekt Corporation | 電動パワーステアリング装置 |
| JP7267561B2 (ja) * | 2019-04-26 | 2023-05-02 | ニデックアドバンスドモータ株式会社 | ステッピングモータ制御装置及びプログラム |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP60184777A patent/JPS6264293A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6264293A (ja) | 1987-03-23 |
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