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 |
Applications Claiming Priority (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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191678A true JPH10191678A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3412434B2 JP3412434B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18358015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34298196A Expired - Fee Related JP3412434B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | ディジタルサーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412434B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7280308B2 (en) | 2004-04-06 | 2007-10-09 | Renesas Technology Corporation | Motor drive semiconductor integrated circuit and magnetic disk storage apparatus |
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| JP2010207058A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換器の制御装置 |
| JP2010252595A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Panasonic Corp | モータ駆動装置 |
| 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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| WO2014064836A1 (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | モータ制御装置及びモータ駆動装置 |
| JP2014212616A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 三菱電機株式会社 | Ｐｗｍ制御装置 |
| CN105553356A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-05-04 | 南京奥联汽车电子电器股份有限公司 | 一种地线端防反接保护的大电流电机驱动电路 |
| 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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| CN103378795A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-10-30 | 发那科株式会社 | 具有δς调制型ad变换器的电动机控制装置 |
| JP2013223350A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Fanuc Ltd | Δς変調型ａｄ変換器を有するモータ制御装置 |
| US8779704B2 (en) | 2012-04-17 | 2014-07-15 | Fanuc Corporation | Motor control apparatus equipped with delta-sigma modulation AD converter |
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| WO2014064836A1 (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | モータ制御装置及びモータ駆動装置 |
| 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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