JPH06153576A - Ａｃサーボモータの磁極位置検出装置 - Google Patents
Ａｃサーボモータの磁極位置検出装置Info
- Publication number
- JPH06153576A JPH06153576A JP4293107A JP29310792A JPH06153576A JP H06153576 A JPH06153576 A JP H06153576A JP 4293107 A JP4293107 A JP 4293107A JP 29310792 A JP29310792 A JP 29310792A JP H06153576 A JPH06153576 A JP H06153576A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- pole position
- magnetic pole
- current value
- magnetic
- 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
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 低コストで高信頼性の磁極位置検出装置を提
供する。 【構成】 同期型ＡＣサーボモータにおいて、任意の磁
極位置角に相当する電圧を印加し、その時のモータの回
転方向から前記磁極位置角に補正値を加える。これを繰
り返すことによりモータの回転方向をそろえる。次に、
この時のモータの電流値を検出し、磁極位置角に補正値
を加える。これを何回か繰り返し、これらの電流の最小
の時の磁極位置角を最終の値とすることによりモータの
磁極位置を検出する。
供する。 【構成】 同期型ＡＣサーボモータにおいて、任意の磁
極位置角に相当する電圧を印加し、その時のモータの回
転方向から前記磁極位置角に補正値を加える。これを繰
り返すことによりモータの回転方向をそろえる。次に、
この時のモータの電流値を検出し、磁極位置角に補正値
を加える。これを何回か繰り返し、これらの電流の最小
の時の磁極位置角を最終の値とすることによりモータの
磁極位置を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡＣサーボモータに関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁極位置検出方法は全てセンサー
を付加する方法である。
を付加する方法である。
【０００３】（１）ホール素子を付加する方法 図５ａに示すようにステータ側にホール素子を付加し、
図５ｂに示すようにその出力信号に応じて各相に電圧を
印加する。
図５ｂに示すようにその出力信号に応じて各相に電圧を
印加する。
【０００４】（２）磁極検出専用のアブソリュートエン
コーダを付加する方法 サーボモータには位置検出用のエンコーダ（インクリメ
ンタル型）が取り付けられているが、さらに、図６ａに
示すように磁極検出用のアブソリュートエンコーダを取
り付ける。例えば、３相（３ビット）のエンコーダであ
れば、図６ｂに示すようにロータ半回転分（磁界分布１
サイクル分）を６分割でき６０゜の分解能で探すことが
できる。
コーダを付加する方法 サーボモータには位置検出用のエンコーダ（インクリメ
ンタル型）が取り付けられているが、さらに、図６ａに
示すように磁極検出用のアブソリュートエンコーダを取
り付ける。例えば、３相（３ビット）のエンコーダであ
れば、図６ｂに示すようにロータ半回転分（磁界分布１
サイクル分）を６分割でき６０゜の分解能で探すことが
できる。
【０００５】（３）位置検出用のエンコーダをアブソリ
ュート型にする方法 位置検出と同程度の分解能となるため、高精度で検出す
ることができる。
ュート型にする方法 位置検出と同程度の分解能となるため、高精度で検出す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法ではいずれ
もセンサーを付加する方法であるため、下記の問題点が
ある。
もセンサーを付加する方法であるため、下記の問題点が
ある。
【０００７】（１）コストが高い。
【０００８】（２）配線数が増加するためシステム設計
に制約が生じ、最終的には信頼性の低下を招く。大きな
コネクタが必要になる。小スペースに多数の配線を押し
込む必要があり、配線に無理がかかり断線しやすくな
る。
に制約が生じ、最終的には信頼性の低下を招く。大きな
コネクタが必要になる。小スペースに多数の配線を押し
込む必要があり、配線に無理がかかり断線しやすくな
る。
【０００９】（３）いずれのセンサーでもモータ製作時
に組み込む必要がある。組み立て完成後に取り付けるこ
とはほんとんど不可能であり、磁極の位置を見つけるこ
とができない。
に組み込む必要がある。組み立て完成後に取り付けるこ
とはほんとんど不可能であり、磁極の位置を見つけるこ
とができない。
【００１０】本発明の目的は、このような問題に鑑みな
されたものであり、低コストで高信頼性の磁極位置検出
装置を提供することにある。
されたものであり、低コストで高信頼性の磁極位置検出
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のＡＣサーボモー
タの磁極位置検出装置は、モータの回転方向を検出する
手段と、モータの電流値を読み取る手段と、モータに印
加される電圧を検出した回転方向及び読み取った電流値
に応じて補正する手段とを備えることを特徴とする。
タの磁極位置検出装置は、モータの回転方向を検出する
手段と、モータの電流値を読み取る手段と、モータに印
加される電圧を検出した回転方向及び読み取った電流値
に応じて補正する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】同期型ＡＣサーボモータにおいて、任意の磁極
位置角に相当する電圧を印加し、その時のモータの回転
方向から前記磁極位置角に補正値を加える。これを繰り
返すことによりモータの回転方向をそろえる。次に、こ
の時のモータの電流値を検出し、磁極位置角に補正値を
加える。これを何回か繰り返し、これらの電流の最小の
時の磁極位置角を最終の値とすることによりモータの磁
極位置を検出する。
位置角に相当する電圧を印加し、その時のモータの回転
方向から前記磁極位置角に補正値を加える。これを繰り
返すことによりモータの回転方向をそろえる。次に、こ
の時のモータの電流値を検出し、磁極位置角に補正値を
加える。これを何回か繰り返し、これらの電流の最小の
時の磁極位置角を最終の値とすることによりモータの磁
極位置を検出する。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。図２は本発明装置を用いたサーボ・シ
ステムの全体のブロック図である。サーボ・システム
は、位置制御器２０、速度制御器２１、電流制御器２
２、２３、座標変換部２４、２８、ＰＷＭ２５、モ−タ
２６、エンコーダ２７、磁極検出装置２９、三角波発生
器３０、速度位置信号処理３１から構成されている。読
み取られた電流ｉu 、ｉv は、座標変換部２８により座
標変換されて、電流制御器にフィードバックされる。本
発明のＡＣサーボモータの磁極位置検出装置２９を実現
する方法としてハードウェアによる方法とソフトウェア
による方法があるが、ソフトウェアによる一例を図１
ａ，図１ｂにフローチャートで示す。
詳細に説明する。図２は本発明装置を用いたサーボ・シ
ステムの全体のブロック図である。サーボ・システム
は、位置制御器２０、速度制御器２１、電流制御器２
２、２３、座標変換部２４、２８、ＰＷＭ２５、モ−タ
２６、エンコーダ２７、磁極検出装置２９、三角波発生
器３０、速度位置信号処理３１から構成されている。読
み取られた電流ｉu 、ｉv は、座標変換部２８により座
標変換されて、電流制御器にフィードバックされる。本
発明のＡＣサーボモータの磁極位置検出装置２９を実現
する方法としてハードウェアによる方法とソフトウェア
による方法があるが、ソフトウェアによる一例を図１
ａ，図１ｂにフローチャートで示す。
【００１４】一般に、同期型ＡＣサーボモータの場合、
モータの発生するトルクＴは、図３に示すように Ｔ＝Ｔm ＣＯＳφ の関係にある。ここで、Ｔm は、トルク最大値を、φ
は、回転子界磁と電機子巻線に流す正弦波電流の位相差
を示す。−１８０゜＜φ＜−９０゜、９０゜＜φ＜１８
０゜では、トルクは逆向きに働き、モータのシャフトは
逆方向に回転する。φ＝９０゜、φ＝−９０゜ではトル
クは０となり、電流をいくらながしても回転しない。図
４に特定のモータの、位相φを変化させて駆動した時の
電流値ｉq 及び速度ｗr をプロットしたものを示す。本
発明はこれらを応用したものである。
モータの発生するトルクＴは、図３に示すように Ｔ＝Ｔm ＣＯＳφ の関係にある。ここで、Ｔm は、トルク最大値を、φ
は、回転子界磁と電機子巻線に流す正弦波電流の位相差
を示す。−１８０゜＜φ＜−９０゜、９０゜＜φ＜１８
０゜では、トルクは逆向きに働き、モータのシャフトは
逆方向に回転する。φ＝９０゜、φ＝−９０゜ではトル
クは０となり、電流をいくらながしても回転しない。図
４に特定のモータの、位相φを変化させて駆動した時の
電流値ｉq 及び速度ｗr をプロットしたものを示す。本
発明はこれらを応用したものである。
【００１５】以下、図１ａ，図１ｂのフローチャートに
沿って説明する。一般にサーボモータの場合、絶対位置
ではなく、何パルス分回転したかをみる相対位置検出用
のインクリメンタル型エンコーダを積んでいるが、これ
と速度位置信号処理部で、本検出動作開始時の位置を記
憶しておく（ステップＳ１）。θを任意の値（例えば、
０）に設定し、モータのＵ、Ｖ、Ｗ各相へのＰＷＭ出力
値を出力する。ここで、θは、現在の磁極位置の位相角
である。θの大きさは、θが適当な値であれば、モータ
がまわりだす程度である（ステップＳ２）。モータの電
流値ｉq およびｗr を読み取る。ｗr ＜０ならばθ＝θ
＋１８０゜（ステップＳ４）。ｗr ＝０ならばθ＝θ＋
９０゜（ステップＳ５）。設定したθに基づいてＰＷＭ
出力値を出力する（ステップＳ６）。モータの電流値ｉ
q およびｗr を読み取る。ｗr＜０ならばθ＝θ−１８
０゜（ステップＳ８）。ｗr ＝０ならばθ＝θ−９０゜
（ステップＳ９）。設定したθに基づいてＰＷＭ出力値
を出力する（ステップＳ１０）。ここまでの時点でいず
れの場合もモータは正側に回転するようになっている。
ｉq1＝ｉq 、θ1 ＝θとする（ステップＳ１１）。θ＝
θ＋３０゜として、ＰＷＭ出力する。ｉq2＝ｉq 、θ2
＝θとする（ステップ１２）。ｉq ＜ｉq1ならば、θ＝
θ＋３０゜とする（ステップ１４）。ｉq ＝ｉq1なら
ば、θ＝θ−１５゜とする（ステップ１５）。ｉq ＞ｉ
q1ならば、θ＝θ−６０゜とする（ステップ１６）。Ｐ
ＷＭ出力し、θ3 ＝θ、ｉq3＝ｉq とする（ステップ１
７）。ｉq1、ｉq2、ｉq3を比較し、最小の電流値ｉqiで
のθi を最終のθに置く（ステップＳ１８〜Ｓ２４）こ
とにより、位相差φを±３０゜程度の誤差内で最適値に
することができる。多くのＡＣサーボモータの場合この
程度の誤差で十分駆動が可能である。さらに精度を上げ
たい場合、上記の過程を細分化して繰り返すことにより
実現可能である。
沿って説明する。一般にサーボモータの場合、絶対位置
ではなく、何パルス分回転したかをみる相対位置検出用
のインクリメンタル型エンコーダを積んでいるが、これ
と速度位置信号処理部で、本検出動作開始時の位置を記
憶しておく（ステップＳ１）。θを任意の値（例えば、
０）に設定し、モータのＵ、Ｖ、Ｗ各相へのＰＷＭ出力
値を出力する。ここで、θは、現在の磁極位置の位相角
である。θの大きさは、θが適当な値であれば、モータ
がまわりだす程度である（ステップＳ２）。モータの電
流値ｉq およびｗr を読み取る。ｗr ＜０ならばθ＝θ
＋１８０゜（ステップＳ４）。ｗr ＝０ならばθ＝θ＋
９０゜（ステップＳ５）。設定したθに基づいてＰＷＭ
出力値を出力する（ステップＳ６）。モータの電流値ｉ
q およびｗr を読み取る。ｗr＜０ならばθ＝θ−１８
０゜（ステップＳ８）。ｗr ＝０ならばθ＝θ−９０゜
（ステップＳ９）。設定したθに基づいてＰＷＭ出力値
を出力する（ステップＳ１０）。ここまでの時点でいず
れの場合もモータは正側に回転するようになっている。
ｉq1＝ｉq 、θ1 ＝θとする（ステップＳ１１）。θ＝
θ＋３０゜として、ＰＷＭ出力する。ｉq2＝ｉq 、θ2
＝θとする（ステップ１２）。ｉq ＜ｉq1ならば、θ＝
θ＋３０゜とする（ステップ１４）。ｉq ＝ｉq1なら
ば、θ＝θ−１５゜とする（ステップ１５）。ｉq ＞ｉ
q1ならば、θ＝θ−６０゜とする（ステップ１６）。Ｐ
ＷＭ出力し、θ3 ＝θ、ｉq3＝ｉq とする（ステップ１
７）。ｉq1、ｉq2、ｉq3を比較し、最小の電流値ｉqiで
のθi を最終のθに置く（ステップＳ１８〜Ｓ２４）こ
とにより、位相差φを±３０゜程度の誤差内で最適値に
することができる。多くのＡＣサーボモータの場合この
程度の誤差で十分駆動が可能である。さらに精度を上げ
たい場合、上記の過程を細分化して繰り返すことにより
実現可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＡＣサーボ
モータの磁極位置検出装置は、モータの回転方向を検出
する手段と、モータの電流値を読み取る手段と、モータ
に印加される電圧を検出した回転方向及び読み取った電
流値に応じて補正する手段とを備えることを特徴とす
る。従って、低コストで高信頼性の磁極位置検出装置を
提供できる。
モータの磁極位置検出装置は、モータの回転方向を検出
する手段と、モータの電流値を読み取る手段と、モータ
に印加される電圧を検出した回転方向及び読み取った電
流値に応じて補正する手段とを備えることを特徴とす
る。従って、低コストで高信頼性の磁極位置検出装置を
提供できる。
【図１ａ】本発明の検出装置の動作を説明するフローチ
ャート図である。
ャート図である。
【図１ｂ】図１ａのフローチャートの続き部分である。
【図２】本発明の検出装置を用いたサーボ・システムの
全体のブロック図である。
全体のブロック図である。
【図３】モータの発生するトルクＴと位相差φとの関係
を示す図である。
を示す図である。
【図４】特定のモータの電流値ｉq 及び速度ｗr と位相
φとの関係を示す図である。
φとの関係を示す図である。
【図５】ホール素子を付加する従来の磁極位置検出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図６】磁極検出専用のアブソリュートエンコーダを付
加する従来の磁極位置検出方法を示す図である。
加する従来の磁極位置検出方法を示す図である。
２０ 位置制御器 ２１ 速度制御器 ２２、２３ 電流制御器 ２４、２８ 座標変換部 ２５ ＰＷＭ ２６ モ−タ ２７ エンコーダ ２９ 磁極検出装置 ３０ 三角波発生器 ３１ 速度位置信号処理
Claims (1)
- 【請求項１】 モータの回転方向を検出する手段と、モ
ータの電流値を読み取る手段と、検出された回転方向及
び読み取られた電流値に応じてモータの各相に印加され
る電圧の位相を補正する手段とを備えることを特徴とす
るＡＣサーボモータの磁極位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293107A JPH06153576A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Ａｃサーボモータの磁極位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4293107A JPH06153576A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Ａｃサーボモータの磁極位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153576A true JPH06153576A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17790524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4293107A Pending JPH06153576A (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Ａｃサーボモータの磁極位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153576A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003111477A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Yaskawa Electric Corp | Ａｃ同期モータの初期磁極推定装置 |
| US6677724B1 (en) | 1999-09-17 | 2004-01-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Initial magnetic pole estimating device for AC synchronous motor |
| JP2006296027A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁極位置推定方法 |
| CN102405593A (zh) * | 2009-03-27 | 2012-04-04 | 德商倍福自动化有限公司 | 操作同步电动机的方法及放大器 |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP4293107A patent/JPH06153576A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6677724B1 (en) | 1999-09-17 | 2004-01-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Initial magnetic pole estimating device for AC synchronous motor |
| JP2003111477A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-11 | Yaskawa Electric Corp | Ａｃ同期モータの初期磁極推定装置 |
| JP2006296027A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁極位置推定方法 |
| JP4631514B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | 磁極位置推定方法 |
| CN102405593A (zh) * | 2009-03-27 | 2012-04-04 | 德商倍福自动化有限公司 | 操作同步电动机的方法及放大器 |
| JP2012522476A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ベックホフ オートメーション ゲーエムベーハー | 同期モータを作動させる方法および増幅器 |
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