JPH10191678A - ディジタルサーボ制御装置 - Google Patents
ディジタルサーボ制御装置Info
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- JPH10191678A JPH10191678A JP8342981A JP34298196A JPH10191678A JP H10191678 A JPH10191678 A JP H10191678A JP 8342981 A JP8342981 A JP 8342981A JP 34298196 A JP34298196 A JP 34298196A JP H10191678 A JPH10191678 A JP H10191678A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチングノイズ等の影響を軽減し、安価
なディジタルサーボ制御装置を提供する。 【解決手段】 電動機1に供給される電流を検出する電
流検出手段3と、前記電流検出信号をディジタル化し、
ディジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A/D
変換手段4と、前記ディジタル電流検出信号とディジタ
ル指令信号に基づきディジタル信号処理を行うディジタ
ル信号処理手段5と、前記ディジタル信号処理手段5の
処理結果に基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する電力変換手段6とからなり、前記電流検出信号A
/D変換手段4をΔΣ型A/D変換器により構成する。
なディジタルサーボ制御装置を提供する。 【解決手段】 電動機1に供給される電流を検出する電
流検出手段3と、前記電流検出信号をディジタル化し、
ディジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A/D
変換手段4と、前記ディジタル電流検出信号とディジタ
ル指令信号に基づきディジタル信号処理を行うディジタ
ル信号処理手段5と、前記ディジタル信号処理手段5の
処理結果に基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する電力変換手段6とからなり、前記電流検出信号A
/D変換手段4をΔΣ型A/D変換器により構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電動機を制御するデ
ィジタルサーボ制御装置である。
ィジタルサーボ制御装置である。
【0002】
【従来の技術】近年、インダクション電動機,シンクロ
ナス電動機,リラクタンス電動機等の電動機の駆動制御
において、電動機に流れる電流をアナログ的に検出し、
その結果をディジタル化し、ディジタル信号処理するこ
とにより電動機を制御するディジタルサーボ制御装置が
多く用いられている。
ナス電動機,リラクタンス電動機等の電動機の駆動制御
において、電動機に流れる電流をアナログ的に検出し、
その結果をディジタル化し、ディジタル信号処理するこ
とにより電動機を制御するディジタルサーボ制御装置が
多く用いられている。
【0003】ここで、一般的なディジタルサーボ制御装
置のシステム構成を図7を用いて説明する。
置のシステム構成を図7を用いて説明する。
【0004】図7において、電動機1は、三相電動機を
例にとって以下説明を行う。まず、電流検出手段3は、
三相電動機1に供給される三相の内2つの電流をアナロ
グ的に検出し、第一の電流検出信号iA1,第二の電流
検出信号iA2を出力する。
例にとって以下説明を行う。まず、電流検出手段3は、
三相電動機1に供給される三相の内2つの電流をアナロ
グ的に検出し、第一の電流検出信号iA1,第二の電流
検出信号iA2を出力する。
【0005】次に、電流検出信号A/D変換手段40
は、第一のA/D変換手段41と第二のA/D変換手段
42により構成され、第一のA/D変換手段41と第二
のA/D変換手段42はそれぞれ第一の電流検出信号i
A1,第二の電流検出信号iA2を入力し、変換タイミ
ングT1毎に入力をサンプルホールドし、それぞれディ
ジタル化し、第一のディジタル電流検出信号iD1,第
二のディジタル電流検出信号iD2を出力する逐次比較
型A/D変換方式である。また、電流検出手段3及び電
流検出信号A/D変換手段40は三相のうち二相のみの
電流について検出およびA/D変換を行ったが、三相全
てを検出しA/D変換を行っても良い。
は、第一のA/D変換手段41と第二のA/D変換手段
42により構成され、第一のA/D変換手段41と第二
のA/D変換手段42はそれぞれ第一の電流検出信号i
A1,第二の電流検出信号iA2を入力し、変換タイミ
ングT1毎に入力をサンプルホールドし、それぞれディ
ジタル化し、第一のディジタル電流検出信号iD1,第
二のディジタル電流検出信号iD2を出力する逐次比較
型A/D変換方式である。また、電流検出手段3及び電
流検出信号A/D変換手段40は三相のうち二相のみの
電流について検出およびA/D変換を行ったが、三相全
てを検出しA/D変換を行っても良い。
【0006】次に、位置検出手段2は、電動機1の回転
子と固定子の相対的な位置を検出し、その位置検出信号
S1を出力する。
子と固定子の相対的な位置を検出し、その位置検出信号
S1を出力する。
【0007】次にディジタル信号処理手段5は、第一の
ディジタル電流検出信号iD1,第二の電流検出信号i
D2,位置検出信号S1およびディジタル指令信号C1
とを入力し、これらをディジタル信号処理することによ
り第一のPWM指令信号P1,第二のPWM指令信号P
2,第三のPWM指令信号P3,第四のPWM指令信号
P4,第五のPWM指令信号P5,第六のPWM指令信
号P6を出力する。また、ディジタル信号処理手段5は
図8に示す電流アンプ,速度アンプ,位置アンプとPW
M発生回路とを含んだ回路をディジタル回路またはDS
P,マイコン等によるソフトウェアにより構成できる。
ディジタル電流検出信号iD1,第二の電流検出信号i
D2,位置検出信号S1およびディジタル指令信号C1
とを入力し、これらをディジタル信号処理することによ
り第一のPWM指令信号P1,第二のPWM指令信号P
2,第三のPWM指令信号P3,第四のPWM指令信号
P4,第五のPWM指令信号P5,第六のPWM指令信
号P6を出力する。また、ディジタル信号処理手段5は
図8に示す電流アンプ,速度アンプ,位置アンプとPW
M発生回路とを含んだ回路をディジタル回路またはDS
P,マイコン等によるソフトウェアにより構成できる。
【0008】次に、電力変換手段6は、三相ブリッジ構
成の6組のパワー素子と還流ダイオードにより構成さ
れ、それぞれに対応した第一,第二,第三,第四,第
五,第六のPWM指令信号P1,P2,P3,P4,P
5,P6に応じて電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する。
成の6組のパワー素子と還流ダイオードにより構成さ
れ、それぞれに対応した第一,第二,第三,第四,第
五,第六のPWM指令信号P1,P2,P3,P4,P
5,P6に応じて電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する。
【0009】以上が、一般的なディジタルサーボ制御装
置のシステム構成である。以下に、従来のディジタルサ
ーボ制御装置の動作について説明する。
置のシステム構成である。以下に、従来のディジタルサ
ーボ制御装置の動作について説明する。
【0010】図9は、第一のPWM指令信号P1と第四
のPWM指令信号P4とにより電流が制御されている様
子を示す図であり、図9に示す電流は第一の電流検出信
号iA1である。
のPWM指令信号P4とにより電流が制御されている様
子を示す図であり、図9に示す電流は第一の電流検出信
号iA1である。
【0011】一般的には、P1とP4は論理反転の関係
にあり、かつデッドタイムをそれぞれ付加した信号であ
る。図9では、第一のPWM信号P1の立ち上がりおよ
び立ち下がりでパワー素子のスイッチングが行われるも
のとして、以下説明を行う。図9に示すように、第一の
PWM指令信号P1の立ち上がりおよび立ち下がり、す
なわちパワー素子のスイッチング時にスイッチングノイ
ズが発生する。このため第一のA/D変換手段41と第
二のA/D変換手段42は、スイッチングノイズの重畳
を防ぐため、スイッチングを行わないタイミングT1
で、各電流検出信号をサンプルホールドし、逐次比較型
A/D変換方式によりディジタル化を行っていた。そし
て、ディジタル化されたディジタル電流検出信号iD
1,iD2と位置検出信号S1とディジタル指令信号C
1により、電動機1のディジタル制御を行っていた。
にあり、かつデッドタイムをそれぞれ付加した信号であ
る。図9では、第一のPWM信号P1の立ち上がりおよ
び立ち下がりでパワー素子のスイッチングが行われるも
のとして、以下説明を行う。図9に示すように、第一の
PWM指令信号P1の立ち上がりおよび立ち下がり、す
なわちパワー素子のスイッチング時にスイッチングノイ
ズが発生する。このため第一のA/D変換手段41と第
二のA/D変換手段42は、スイッチングノイズの重畳
を防ぐため、スイッチングを行わないタイミングT1
で、各電流検出信号をサンプルホールドし、逐次比較型
A/D変換方式によりディジタル化を行っていた。そし
て、ディジタル化されたディジタル電流検出信号iD
1,iD2と位置検出信号S1とディジタル指令信号C
1により、電動機1のディジタル制御を行っていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このディジタルサーボ
制御装置においては、アナログ的に検出した電流検出信
号を正確にA/D変換し、ディジタル電流検出信号とす
ることにより、電動機の制御応答性の良いディジタル制
御が行える。
制御装置においては、アナログ的に検出した電流検出信
号を正確にA/D変換し、ディジタル電流検出信号とす
ることにより、電動機の制御応答性の良いディジタル制
御が行える。
【0013】しかしながら、上記従来の構成では、パワ
ー素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイズ
のディジタル電流検出信号への重畳を防ぐため、スイッ
チングを行わないタイミングT1で、各電流検出信号を
サンプルホールドし、A/D変換を行う必要があるとい
う問題点を有している。
ー素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイズ
のディジタル電流検出信号への重畳を防ぐため、スイッ
チングを行わないタイミングT1で、各電流検出信号を
サンプルホールドし、A/D変換を行う必要があるとい
う問題点を有している。
【0014】また、逐次比較型A/D変換方式は内部に
出力ビットと同ビット数のD/A変換器を内蔵している
ため高価であるという問題点を有していた。
出力ビットと同ビット数のD/A変換器を内蔵している
ため高価であるという問題点を有していた。
【0015】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のでノイズ等の影響を軽減し、安価なディジタルサーボ
制御装置を提供することを目的としている。
のでノイズ等の影響を軽減し、安価なディジタルサーボ
制御装置を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のディジタルサーボ制御装置は、電動機に供給
される電流をアナログ的に検出し、電流検出信号を出力
する電流検出手段と、前記電流検出信号をディジタル化
し、ディジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A
/D変換手段と、前記ディジタル電流検出信号とディジ
タル指令信号に基づきディジタル信号処理を行うディジ
タル信号処理手段と、前記ディジタル信号処理手段の処
理結果に基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制御
する電力変換手段とを備え、前記電流検出信号A/D変
換手段をΔΣ型A/D変換器とした構成を有している。
に本発明のディジタルサーボ制御装置は、電動機に供給
される電流をアナログ的に検出し、電流検出信号を出力
する電流検出手段と、前記電流検出信号をディジタル化
し、ディジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A
/D変換手段と、前記ディジタル電流検出信号とディジ
タル指令信号に基づきディジタル信号処理を行うディジ
タル信号処理手段と、前記ディジタル信号処理手段の処
理結果に基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制御
する電力変換手段とを備え、前記電流検出信号A/D変
換手段をΔΣ型A/D変換器とした構成を有している。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明は、電動機に供給される電
流をアナログ的に検出し、電流検出信号を出力する電流
検出手段と、前記電流検出信号をディジタル化し、ディ
ジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A/D変換
手段と、前記ディジタル電流検出信号とディジタル指令
信号に基づきディジタル信号処理を行うディジタル信号
処理手段と、前記ディジタル信号処理手段の処理結果に
基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制御する電力
変換手段とを備え、前記電流検出信号A/D変換手段を
ΔΣ型A/D変換器としたディジタルサーボ制御装置と
したものであり、この構成によって、パワー素子のスイ
ッチング時に発生するスイッチングノイズのディジタル
電流検出信号への影響を軽減することができる。
流をアナログ的に検出し、電流検出信号を出力する電流
検出手段と、前記電流検出信号をディジタル化し、ディ
ジタル電流検出信号を出力する電流検出信号A/D変換
手段と、前記ディジタル電流検出信号とディジタル指令
信号に基づきディジタル信号処理を行うディジタル信号
処理手段と、前記ディジタル信号処理手段の処理結果に
基づき電動機印加電圧をPWM方式で可変制御する電力
変換手段とを備え、前記電流検出信号A/D変換手段を
ΔΣ型A/D変換器としたディジタルサーボ制御装置と
したものであり、この構成によって、パワー素子のスイ
ッチング時に発生するスイッチングノイズのディジタル
電流検出信号への影響を軽減することができる。
【0018】また、電流検出信号にスイッチングノイズ
以外のノイズ等が重畳した場合もディジタル電流検出信
号への影響を軽減することができる。
以外のノイズ等が重畳した場合もディジタル電流検出信
号への影響を軽減することができる。
【0019】また、電流検出信号A/D変換手段がΔΣ
型A/D変換器であるため安価にディジタルサーボ制御
装置を実現できるという作用を有する。
型A/D変換器であるため安価にディジタルサーボ制御
装置を実現できるという作用を有する。
【0020】また、ΔΣ型A/D変換器が、電動機の電
気的時定数の半分より短い積分時間の積分回路を有する
ディジタルサーボ制御装置としたものであり、この構成
によって、パワー素子のスイッチング時に発生するスイ
ッチングノイズ等のディジタル電流検出信号への影響を
軽減すると同時に、電動機の制御応答性に影響を及ぼす
A/D変換する際の時間遅れを実用上問題の無いレベル
に抑えることができる。
気的時定数の半分より短い積分時間の積分回路を有する
ディジタルサーボ制御装置としたものであり、この構成
によって、パワー素子のスイッチング時に発生するスイ
ッチングノイズ等のディジタル電流検出信号への影響を
軽減すると同時に、電動機の制御応答性に影響を及ぼす
A/D変換する際の時間遅れを実用上問題の無いレベル
に抑えることができる。
【0021】また、ΔΣ型A/D変換器が、PWMキャ
リアの周期に等しい期間に、前記のディジタル化した結
果を複数回サンプリングし、その平均値をディジタル電
流検出信号として出力するディジタルサーボ制御装置と
したものであり、この構成によって、電流検出信号のデ
ィジタル化した結果の平均化が行え、ノイズの影響をよ
り軽減することができる。
リアの周期に等しい期間に、前記のディジタル化した結
果を複数回サンプリングし、その平均値をディジタル電
流検出信号として出力するディジタルサーボ制御装置と
したものであり、この構成によって、電流検出信号のデ
ィジタル化した結果の平均化が行え、ノイズの影響をよ
り軽減することができる。
【0022】さらに、PWMキャリアの周期に等しい期
間の電動機に供給される駆動電流の平均値が得ることが
できることから、これをディジタル信号処理することに
より、電動機の電流制御性を向上させることができると
いう作用を有する。
間の電動機に供給される駆動電流の平均値が得ることが
できることから、これをディジタル信号処理することに
より、電動機の電流制御性を向上させることができると
いう作用を有する。
【0023】また、電動機の運転指令に関するアナログ
信号をディジタル化しディジタル指令信号を出力する指
令信号A/D変換手段を有し、前期指令信号A/D変換
手段をΔΣ型A/D変換器としたディジタルサーボ制御
装置としたものであり、この構成によって、電動機の運
転指令に関するアナログ信号に重畳されたノイズの影響
を軽減することができるという作用を有する。
信号をディジタル化しディジタル指令信号を出力する指
令信号A/D変換手段を有し、前期指令信号A/D変換
手段をΔΣ型A/D変換器としたディジタルサーボ制御
装置としたものであり、この構成によって、電動機の運
転指令に関するアナログ信号に重畳されたノイズの影響
を軽減することができるという作用を有する。
【0024】また、ΔΣ型A/D変換器が、PWMキャ
リアの周期に等しい期間に、電動機の運転指令に関する
アナログ信号のディジタル化した結果を複数回サンプリ
ングし、その平均値をディジタル指令信号として出力す
るディジタルサーボ制御装置としたものであり、この構
成によって、アナログ信号に重畳されたノイズによる電
動機のディジタル制御の誤動作,制御性の低下を抑える
ことができる。
リアの周期に等しい期間に、電動機の運転指令に関する
アナログ信号のディジタル化した結果を複数回サンプリ
ングし、その平均値をディジタル指令信号として出力す
るディジタルサーボ制御装置としたものであり、この構
成によって、アナログ信号に重畳されたノイズによる電
動機のディジタル制御の誤動作,制御性の低下を抑える
ことができる。
【0025】さらに、電動機の運転指令に関するアナロ
グ信号のディジタル化した結果を複数回サンプリング
し、その平均値をディジタル指令信号C1として出力す
るため、パワー素子のスイッチング時に発生するスイッ
チングノイズがアナログ信号に重畳しても、スイッチン
グノイズの影響をより軽減することができるという作用
を有する。
グ信号のディジタル化した結果を複数回サンプリング
し、その平均値をディジタル指令信号C1として出力す
るため、パワー素子のスイッチング時に発生するスイッ
チングノイズがアナログ信号に重畳しても、スイッチン
グノイズの影響をより軽減することができるという作用
を有する。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図1から図
6を用いて説明する。
6を用いて説明する。
【0027】(実施例1)図1において、電動機1は、
三相電動機を例にとって以下説明を行う。
三相電動機を例にとって以下説明を行う。
【0028】まず、電流検出手段3は、三相電動機1に
供給される三相の内2つの電流をアナログ的に検出し、
第一の電流検出信号iA1,第二の電流検出信号iA2
を出力する。
供給される三相の内2つの電流をアナログ的に検出し、
第一の電流検出信号iA1,第二の電流検出信号iA2
を出力する。
【0029】次に、電流検出信号A/D変換手段4は、
第一のA/D変換手段16と第二のA/D変換手段17
により構成され、第一のA/D変換手段16と第二のA
/D変換手段17はそれぞれ第一の電流検出信号iA
1,第二の電流検出信号iA2を入力し、それぞれディ
ジタル化を行い、第一のディジタル電流検出信号iD
1,第二のディジタル電流検出信号iD2を出力する。
また、電流検出手段3および電流検出信号A/D変換手
段4は三相のうち二相のみの電流について検出およびA
/D変換を行ったが、三相全てを検出しA/D変換を行
っても良い。
第一のA/D変換手段16と第二のA/D変換手段17
により構成され、第一のA/D変換手段16と第二のA
/D変換手段17はそれぞれ第一の電流検出信号iA
1,第二の電流検出信号iA2を入力し、それぞれディ
ジタル化を行い、第一のディジタル電流検出信号iD
1,第二のディジタル電流検出信号iD2を出力する。
また、電流検出手段3および電流検出信号A/D変換手
段4は三相のうち二相のみの電流について検出およびA
/D変換を行ったが、三相全てを検出しA/D変換を行
っても良い。
【0030】次に、位置検出手段2は、電動機1の回転
子と固定子の相対的な位置を検出し、その位置検出信号
S1を出力する。
子と固定子の相対的な位置を検出し、その位置検出信号
S1を出力する。
【0031】次にディジタル信号処理手段5は、第一の
ディジタル電流検出信号iD1,第二の電流検出信号i
D2,位置検出信号S1およびディジタル指令信号C1
とを入力し、これらをディジタル信号処理することによ
り第一のPWM指令信号P1,第二のPWM指令信号P
2,第三のPWM指令信号P3,第四のPWM指令信号
P4,第五のPWM指令信号P5,第六のPWM指令信
号P6を出力する。また、ディジタル信号処理手段5は
図8に示す電流アンプ,速度アンプ,位置アンプとPW
M発生回路とを含んだ回路をディジタル回路またはDS
P,マイコン等によるソフトウェアにより構成できる。
ディジタル電流検出信号iD1,第二の電流検出信号i
D2,位置検出信号S1およびディジタル指令信号C1
とを入力し、これらをディジタル信号処理することによ
り第一のPWM指令信号P1,第二のPWM指令信号P
2,第三のPWM指令信号P3,第四のPWM指令信号
P4,第五のPWM指令信号P5,第六のPWM指令信
号P6を出力する。また、ディジタル信号処理手段5は
図8に示す電流アンプ,速度アンプ,位置アンプとPW
M発生回路とを含んだ回路をディジタル回路またはDS
P,マイコン等によるソフトウェアにより構成できる。
【0032】次に、電力変換手段6は、三相ブリッジ構
成の6組のパワー素子と還流ダイオードにより構成さ
れ、それぞれに対応した第一,第二,第三,第四,第
五,第六のPWM指令信号P1,P2,P3,P4,P
5,P6に応じて電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する。
成の6組のパワー素子と還流ダイオードにより構成さ
れ、それぞれに対応した第一,第二,第三,第四,第
五,第六のPWM指令信号P1,P2,P3,P4,P
5,P6に応じて電動機印加電圧をPWM方式で可変制
御する。
【0033】以上が、ディジタルサーボ制御装置のシス
テム構成である。以下に、ディジタルサーボ制御装置の
動作について説明する。
テム構成である。以下に、ディジタルサーボ制御装置の
動作について説明する。
【0034】第一のA/D変換手段16と第二のA/D
変換手段17は、ΔΣ型A/D変換器8により構成さ
れ、それぞれ前記第一,第二の電流検出信号iA1,i
A2をΔΣ型A/D変換器8によりディジタル化を行
い、第一,第二のディジタル電流検出信号iD1,iD
2を出力する。このiD1,iD2と位置検出信号S1
とディジタル指令信号C1により、電動機1のディジタ
ル制御を行っている。
変換手段17は、ΔΣ型A/D変換器8により構成さ
れ、それぞれ前記第一,第二の電流検出信号iA1,i
A2をΔΣ型A/D変換器8によりディジタル化を行
い、第一,第二のディジタル電流検出信号iD1,iD
2を出力する。このiD1,iD2と位置検出信号S1
とディジタル指令信号C1により、電動機1のディジタ
ル制御を行っている。
【0035】以上がディジタルサーボ制御装置の動作に
ついての説明である。以下に、ΔΣ型A/D変換器8に
ついて説明を行う。
ついての説明である。以下に、ΔΣ型A/D変換器8に
ついて説明を行う。
【0036】図2は、ΔΣ型A/D変換器8の基本構成
の一例を示す図である。10は、ΔΣ変調器であり、ア
ナログ信号EAを入力しΔΣ変調を行い符号パルスEO
を出力する。14は、ディジタルフィルタであり、符号
パルスEOをディジタル信号EDとして出力する。
の一例を示す図である。10は、ΔΣ変調器であり、ア
ナログ信号EAを入力しΔΣ変調を行い符号パルスEO
を出力する。14は、ディジタルフィルタであり、符号
パルスEOをディジタル信号EDとして出力する。
【0037】また、ΔΣ型変調器10はEAとEOの減
算を行う減算回路11と、この減算結果を積分する積分
回路12と、この積分結果と基準レベルと比較し、符号
パルスEOを出力する比較回路13から構成される。
算を行う減算回路11と、この減算結果を積分する積分
回路12と、この積分結果と基準レベルと比較し、符号
パルスEOを出力する比較回路13から構成される。
【0038】このように構成されるΔΣ変調器10の出
力は、ノイズやパワー素子のスイッチング時に発生する
スイッチングノイズが発生しても、積分器12により平
均化されるため急激な変化はない。
力は、ノイズやパワー素子のスイッチング時に発生する
スイッチングノイズが発生しても、積分器12により平
均化されるため急激な変化はない。
【0039】以上が、ΔΣ型A/D変換器8の説明であ
る。以上のように、本発明のディジタルサーボ制御装置
は電流検出信号A/D変換手段4をΔΣ型A/D変換器
8としたため、パワー素子のスイッチング時に発生する
スイッチングノイズのディジタル電流検出信号への影響
を軽減することができる。
る。以上のように、本発明のディジタルサーボ制御装置
は電流検出信号A/D変換手段4をΔΣ型A/D変換器
8としたため、パワー素子のスイッチング時に発生する
スイッチングノイズのディジタル電流検出信号への影響
を軽減することができる。
【0040】また、電流検出信号にスイッチングノイズ
以外のノイズ等が重畳した場合もディジタル電流検出信
号への影響を軽減することができる。
以外のノイズ等が重畳した場合もディジタル電流検出信
号への影響を軽減することができる。
【0041】また、前記電流検出信号A/D変換手段4
がΔΣ型A/D変換器8であるため安価である。
がΔΣ型A/D変換器8であるため安価である。
【0042】また、図3は電動機1に最大印加電圧の2
倍の電圧をステップ入力し、その時の電流のステップ応
答を示したものである。
倍の電圧をステップ入力し、その時の電流のステップ応
答を示したものである。
【0043】ここで、電動機1が最高回転数で回転して
いるときに、電動機1に発生する誘起電圧は最大とな
る。
いるときに、電動機1に発生する誘起電圧は最大とな
る。
【0044】一般的に、最高回転時の誘起電圧は最大印
加電圧に等しく、例えばこの時点に印加電圧の極性を反
転させると、電動機1には最大印加電圧の2倍の電圧が
かかることとなる。
加電圧に等しく、例えばこの時点に印加電圧の極性を反
転させると、電動機1には最大印加電圧の2倍の電圧が
かかることとなる。
【0045】このように、最大印加電圧の2倍の電圧が
ステップ状にかかった時が電動機1に流れる電流の変化
が最大となる。
ステップ状にかかった時が電動機1に流れる電流の変化
が最大となる。
【0046】図3において、電流の最終値の0.632
倍に電流がなった時間τ(sec)が電動機1の電気的
時定数である。
倍に電流がなった時間τ(sec)が電動機1の電気的
時定数である。
【0047】また、上記ΔΣ型A/D変換器8の積分回
路12は、最大印加電圧をステップ入力を行った時に積
分が完了するまでの時間すなわち積分時間Tiを有して
いる。
路12は、最大印加電圧をステップ入力を行った時に積
分が完了するまでの時間すなわち積分時間Tiを有して
いる。
【0048】ここで、最大印加電圧を印加時の電流の最
終値となる時間は最大印加電圧の2倍の電圧を印加した
時の半分の値すなわちτ/2である。
終値となる時間は最大印加電圧の2倍の電圧を印加した
時の半分の値すなわちτ/2である。
【0049】すなわち、電気的時定数τの半分よりも短
い積分時間Tiをもつ積分回路12を有するΔΣ型A/
D変換器8は、電動機1に流れる電流の変化を正確にデ
ィジタル化することができ、電動機の制御応答性に影響
を及ぼすA/D変換する際の時間遅れを実用上問題の無
いレベルに抑えることができる。
い積分時間Tiをもつ積分回路12を有するΔΣ型A/
D変換器8は、電動機1に流れる電流の変化を正確にデ
ィジタル化することができ、電動機の制御応答性に影響
を及ぼすA/D変換する際の時間遅れを実用上問題の無
いレベルに抑えることができる。
【0050】なお、電動機1を三相電動機として説明し
たが、単相あるいは複数相の電動機としてもよいことは
いうまでもない。
たが、単相あるいは複数相の電動機としてもよいことは
いうまでもない。
【0051】したがって、ノイズ等の影響を軽減し、安
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
【0052】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について図面を参照しながら説明を行う。
について図面を参照しながら説明を行う。
【0053】本発明の第2の実施例は、図1に示すディ
ジタルサーボ制御装置のΔΣ型A/D変換器を図4に示
すように、第1の実施例とは異なる構成としたものであ
る。
ジタルサーボ制御装置のΔΣ型A/D変換器を図4に示
すように、第1の実施例とは異なる構成としたものであ
る。
【0054】すなわち、電流検出信号A/D変換手段4
をΔΣ型A/D変換器9としたこと以外は、第1の実施
例と全く同一であるので、以下ΔΣ型A/D変換器9に
ついての説明のみを行う。
をΔΣ型A/D変換器9としたこと以外は、第1の実施
例と全く同一であるので、以下ΔΣ型A/D変換器9に
ついての説明のみを行う。
【0055】ΔΣ型A/D変換器9は、図4に示すよう
に、ディジタルフィルタ14の後段に平均化回路15を
設けたこと以外は、第1の実施例のΔΣ型A/D変換器
8と全く同じ構成である。
に、ディジタルフィルタ14の後段に平均化回路15を
設けたこと以外は、第1の実施例のΔΣ型A/D変換器
8と全く同じ構成である。
【0056】この平均化回路15はディジタルフィルタ
14から出力されるディジタル信号を、PWMキャリア
の周期に等しい期間に複数回サンプリングし、そのPW
Mキャリアの周期に等しい期間の平均値を求め、ディジ
タル信号EDとして出力する。
14から出力されるディジタル信号を、PWMキャリア
の周期に等しい期間に複数回サンプリングし、そのPW
Mキャリアの周期に等しい期間の平均値を求め、ディジ
タル信号EDとして出力する。
【0057】このΔΣ型A/D変換器9がディジタル電
流検出信号を出力する様子を図5を用いて説明する。
流検出信号を出力する様子を図5を用いて説明する。
【0058】図5は、PWM指令信号と電流検出信号の
相関図である。まず、PWMキャリアは、数kHzから2
0kHzのキャリア周波数である。図5に示す第一のPW
M指令信号P1は、PWMキャリア毎に生成されるPW
M信号であり、電流は第一の電流検出信号iA1であ
る。
相関図である。まず、PWMキャリアは、数kHzから2
0kHzのキャリア周波数である。図5に示す第一のPW
M指令信号P1は、PWMキャリア毎に生成されるPW
M信号であり、電流は第一の電流検出信号iA1であ
る。
【0059】ΔΣ型A/D変換器9は、上記PWMキャ
リアの周期に等しい期間に、iA1をディジタル化した
ディジタル信号を複数回サンプリングする。この図5で
は、例としてPWMキャリアの周期に等しい期間に4回
サンプリングを行う場合について説明している。
リアの周期に等しい期間に、iA1をディジタル化した
ディジタル信号を複数回サンプリングする。この図5で
は、例としてPWMキャリアの周期に等しい期間に4回
サンプリングを行う場合について説明している。
【0060】すなわち、iA1のディジタル化したディ
ジタル信号を4回サンプリングを行い、その4回のサン
プリングの平均値を平均化回路15が求め、これをディ
ジタル電流検出信号iD1としている。
ジタル信号を4回サンプリングを行い、その4回のサン
プリングの平均値を平均化回路15が求め、これをディ
ジタル電流検出信号iD1としている。
【0061】このように、電流検出信号をディジタル化
した結果の平均化が行え、ノイズの影響をより軽減する
ことができ、かつ、iD1はPWMキャリアの周期に等
しい期間の平均値すなわち電動機1に供給される駆動電
流の平均値であることから、この値を用い、ディジタル
制御を行うことにより電動機1の電流制御性を高めるこ
とができる。
した結果の平均化が行え、ノイズの影響をより軽減する
ことができ、かつ、iD1はPWMキャリアの周期に等
しい期間の平均値すなわち電動機1に供給される駆動電
流の平均値であることから、この値を用い、ディジタル
制御を行うことにより電動機1の電流制御性を高めるこ
とができる。
【0062】以上のように、本発明の第2の実施のディ
ジタルサーボ制御装置は、ΔΣ型A/D変換器9が、電
力変換手段6で発生するPWMキャリアの周期に等しい
期間に、電流検出信号のディジタル化した結果を複数回
サンプリングし、その平均値をディジタル電流検出信号
として出力する構成とすることにより、電動機1に供給
される駆動電流の平均値を求めることができ、電動機1
の電流制御性の向上が実現できる。
ジタルサーボ制御装置は、ΔΣ型A/D変換器9が、電
力変換手段6で発生するPWMキャリアの周期に等しい
期間に、電流検出信号のディジタル化した結果を複数回
サンプリングし、その平均値をディジタル電流検出信号
として出力する構成とすることにより、電動機1に供給
される駆動電流の平均値を求めることができ、電動機1
の電流制御性の向上が実現できる。
【0063】したがって、ノイズ等の影響をなくし、安
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
【0064】(実施例3)本発明の第3の実施例は図1
に示すディジタルサーボ制御装置に指令信号A/D変換
手段7を設け、指令信号A/D変換手段7をΔΣ型A/
D変換器9としたものである。
に示すディジタルサーボ制御装置に指令信号A/D変換
手段7を設け、指令信号A/D変換手段7をΔΣ型A/
D変換器9としたものである。
【0065】すなわち図6に示すように、電動機1の運
転指令に関するアナログ指令信号CAをディジタル化し
ディジタル指令信号C1とするΔΣ型A/D変換器9を
付加したこと以外は第1の実施例と全く同一であるの
で、以下ΔΣ型A/D変換器9の動作についての説明の
みを行う。
転指令に関するアナログ指令信号CAをディジタル化し
ディジタル指令信号C1とするΔΣ型A/D変換器9を
付加したこと以外は第1の実施例と全く同一であるの
で、以下ΔΣ型A/D変換器9の動作についての説明の
みを行う。
【0066】ΔΣ型A/D変換器9はアナログ指令信号
CAをディジタル化しディジタル指令信号C1を出力す
るものであり、このΔΣ型A/D変換器9を設けること
により、外部から入力が容易なアナログ入力が行える。
CAをディジタル化しディジタル指令信号C1を出力す
るものであり、このΔΣ型A/D変換器9を設けること
により、外部から入力が容易なアナログ入力が行える。
【0067】また、ΔΣ型A/D変換器9は、ノイズの
影響を軽減できることから、アナログ指令信号CAに重
畳されたノイズの影響を軽減したディジタル指令信号C
1を得ることができるため、正確なディジタル信号処理
が可能となり、アナログ指令信号に重畳されたノイズに
よる電動機のディジタル制御の誤動作,制御性の低下を
抑えることができる。
影響を軽減できることから、アナログ指令信号CAに重
畳されたノイズの影響を軽減したディジタル指令信号C
1を得ることができるため、正確なディジタル信号処理
が可能となり、アナログ指令信号に重畳されたノイズに
よる電動機のディジタル制御の誤動作,制御性の低下を
抑えることができる。
【0068】さらに、ΔΣ型A/D変換器9は、図4に
示すようにディジタルフィルタ14の後段に平均化回路
15を設け、PWMキャリアの周期に等しい期間に、電
動機1の運転指令に関するアナログ指令信号CAのディ
ジタル化した結果を複数回サンプリングし、その平均値
をディジタル指令信号C1として出力するため、パワー
素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイズが
アナログ指令信号CAに重畳しても、スイッチングノイ
ズの影響をより軽減することができる。
示すようにディジタルフィルタ14の後段に平均化回路
15を設け、PWMキャリアの周期に等しい期間に、電
動機1の運転指令に関するアナログ指令信号CAのディ
ジタル化した結果を複数回サンプリングし、その平均値
をディジタル指令信号C1として出力するため、パワー
素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイズが
アナログ指令信号CAに重畳しても、スイッチングノイ
ズの影響をより軽減することができる。
【0069】以上のように本発明のディジタルサーボ制
御装置は、アナログ指令信号をディジタル化しディジタ
ル指令信号を出力する指令信号A/D変換手段7を設
け、指令信号A/D変換手段7をΔΣ型A/D変換器9
としたため、アナログ指令信号に重畳されたノイズの影
響を軽減することができる。
御装置は、アナログ指令信号をディジタル化しディジタ
ル指令信号を出力する指令信号A/D変換手段7を設
け、指令信号A/D変換手段7をΔΣ型A/D変換器9
としたため、アナログ指令信号に重畳されたノイズの影
響を軽減することができる。
【0070】したがって、ノイズ等の影響を軽減し、安
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
【0071】
【発明の効果】本発明のディジタルサーボ制御装置はパ
ワー素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイ
ズのディジタル電流検出信号への影響を軽減することが
できる。
ワー素子のスイッチング時に発生するスイッチングノイ
ズのディジタル電流検出信号への影響を軽減することが
できる。
【0072】また、電流検出信号A/D変換手段をΔΣ
型A/D変換器とすることにより安価である。
型A/D変換器とすることにより安価である。
【0073】したがって、ノイズ等の影響を軽減し、安
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
価なディジタルサーボ制御装置を提供することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施例のディジタルサーボ制御
装置のシステム構成図
装置のシステム構成図
【図2】ΔΣ型A/D変換器の基本構成図
【図3】電流のステップ応答図
【図4】本発明の第2の実施例のΔΣ型A/D変換器の
基本構成図
基本構成図
【図5】PWM指令信号と電流検出信号の相関図
【図6】本発明の第3の実施例のディジタルサーボ制御
装置のシステム構成図
装置のシステム構成図
【図7】従来のディジタルサーボ制御装置のシステム構
成図
成図
【図8】ディジタル信号処理手段の回路構成図
【図9】PWM指令信号と電流検出信号の相関図
1 電動機 2 位置検出手段 3 電流検出手段 4,40 電流検出信号A/D変換手段 5 ディジタル信号処理手段 6 電力変換手段 7 指令信号A/D変換主段 8,9 ΔΣ型A/D変換器 10 ΔΣ変調器 11 減算回路 12 積分回路 13 比較回路 14 ディジタルフィルタ 15 平均化回路 16,41 第一のA/D変換手段 17,42 第二のA/D変換手段 40 電流検出信号A/D変換手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02P 5/00 H02P 5/00 B E
Claims (5)
- 【請求項1】電動機に供給される電流をアナログ的に検
出して電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記電
流検出信号をディジタル化してディジタル電流検出信号
を出力する電流検出信号A/D変換手段と、前記ディジ
タル電流検出信号とディジタル指令信号に基づきディジ
タル信号処理を行うディジタル信号処理手段と、前記デ
ィジタル信号処理手段の処理結果に基づき電動機印加電
圧をPWM方式で可変制御する電力変換手段とを備え、
前記電流検出信号A/D変換手段をΔΣ型A/D変換器
としたディジタルサーボ制御装置。 - 【請求項2】ΔΣ型A/D変換器が、電動機の電気的時
定数の半分より短い積分時間の積分回路を有する請求項
1記載のディジタルサーボ制御装置。 - 【請求項3】ΔΣ型A/D変換器が、PWMキャリアの
周期に等しい期間に、前記電流検出信号のディジタル化
した結果を複数回サンプリングし、その平均値をディジ
タル電流検出信号として出力する請求項1または請求項
2記載のディジタルサーボ制御装置。 - 【請求項4】電動機の運転指令に関するアナログ信号を
ディジタル化しディジタル指令信号を出力する指令信号
A/D変換手段を有し、前記指令信号A/D変換手段を
ΔΣ型A/D変換器とした請求項1または請求項2また
は請求項3記載のディジタルサーボ制御装置。 - 【請求項5】ΔΣ型A/D変換器が、PWMキャリアの
周期に等しい期間に、電動機の運転指令に関するアナロ
グ信号のディジタル化した結果を複数回サンプリング
し、その平均値をディジタル指令信号として出力する請
求項4記載のディジタルサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34298196A JP3412434B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ディジタルサーボ制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34298196A JP3412434B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ディジタルサーボ制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10191678A true JPH10191678A (ja) | 1998-07-21 |
JP3412434B2 JP3412434B2 (ja) | 2003-06-03 |
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ID=18358015
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (11)
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JP2010252595A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Panasonic Corp | モータ駆動装置 |
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JP2014212616A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 三菱電機株式会社 | Pwm制御装置 |
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CN106385211A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-02-08 | 重庆大学 | 一种步进电机负载转矩估计方法 |
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---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-12-24 JP JP34298196A patent/JP3412434B2/ja not_active Expired - Fee Related
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GB2480357A (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-16 | Dyson Technology Ltd | Timing control for exciting and freewheeling windings of a brushless motor |
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CN104756398A (zh) * | 2012-10-26 | 2015-07-01 | 瑞萨电子株式会社 | 马达控制装置以及马达驱动装置 |
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