JPH11122963A - サーボモータ駆動方法 - Google Patents
サーボモータ駆動方法Info
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- JPH11122963A JPH11122963A JP9275902A JP27590297A JPH11122963A JP H11122963 A JPH11122963 A JP H11122963A JP 9275902 A JP9275902 A JP 9275902A JP 27590297 A JP27590297 A JP 27590297A JP H11122963 A JPH11122963 A JP H11122963A
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- Japan
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- motor
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- 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
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
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- 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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のサーボモータ駆動方法においては、電
流センサ及びＡ／Ｄ変換器を用いた電流フィードバック
ループを用いて制御していたため、部品点数が多く低価
格化が困難で、電流センサの精度誤差によって制御誤差
を避けることが困難であった。 【解決手段】 本発明によるサーボモータ駆動方法は、
サーボモータ(4)の電源電圧(V)を検出し、この電源電圧
(V)の検出値(Vcc)を用いて電力変換器(3)への電圧コマ
ンド(Vcmd)を数値演算制御し、駆動電流(Iu,Iv,Iw)の電
流制御を行う方法である。
流センサ及びＡ／Ｄ変換器を用いた電流フィードバック
ループを用いて制御していたため、部品点数が多く低価
格化が困難で、電流センサの精度誤差によって制御誤差
を避けることが困難であった。 【解決手段】 本発明によるサーボモータ駆動方法は、
サーボモータ(4)の電源電圧(V)を検出し、この電源電圧
(V)の検出値(Vcc)を用いて電力変換器(3)への電圧コマ
ンド(Vcmd)を数値演算制御し、駆動電流(Iu,Iv,Iw)の電
流制御を行う方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータ駆動
方法に関し、特に、従来のモータ電流検出用の電流フィ
ードバックループを構成する電流センサ及びＡ／Ｄ変換
器をなくし、電源電圧を検出することにより、この検出
値を用いて電流制御を行い、モータ温度上昇時の制御特
性を向上させ、かつ低価格化を達成するための新規な改
良に関する。
方法に関し、特に、従来のモータ電流検出用の電流フィ
ードバックループを構成する電流センサ及びＡ／Ｄ変換
器をなくし、電源電圧を検出することにより、この検出
値を用いて電流制御を行い、モータ温度上昇時の制御特
性を向上させ、かつ低価格化を達成するための新規な改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種のサーボモ
ータ駆動方法としては、一般に、図５で示される方法が
採用されていた。すなわち、電流コマンドＩｃｍｄは演
算器１に入力され、この演算器１の出力１ａは比例・積
分制御部２を経て電圧コマンド２ａとして周知のパワー
素子構成からなる電力変換器３に入力され、この電力変
換器３から三相駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとしてサーボ
モータ４に印加されている。この三相駆動電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗの一部は、電流センサ５により検出され、電流
の検出値ＩｖｃｃはＡ／Ｄ変換器６を介して前記演算器
１に入力されており、電流フィードバック制御を構成し
ている。
ータ駆動方法としては、一般に、図５で示される方法が
採用されていた。すなわち、電流コマンドＩｃｍｄは演
算器１に入力され、この演算器１の出力１ａは比例・積
分制御部２を経て電圧コマンド２ａとして周知のパワー
素子構成からなる電力変換器３に入力され、この電力変
換器３から三相駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗとしてサーボ
モータ４に印加されている。この三相駆動電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗの一部は、電流センサ５により検出され、電流
の検出値ＩｖｃｃはＡ／Ｄ変換器６を介して前記演算器
１に入力されており、電流フィードバック制御を構成し
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のサーボモータ駆
動方法は、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、電流フィードバック
系を構成するためには、電流センサ及び高価なＡ／Ｄ変
換器を用いなければならず、制御系の低価格化に大きい
障害となっていた。
動方法は、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、電流フィードバック
系を構成するためには、電流センサ及び高価なＡ／Ｄ変
換器を用いなければならず、制御系の低価格化に大きい
障害となっていた。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、従来のモータ電流検出用の
電流フィードバックループをなくし、電源電圧を検出す
ることにより、この検出値を用いて電流制御を行い、制
御特性を向上させ、かつ低価格化を達成すると共に、モ
ータの温度上昇時の制御性能を向上するようにしたサー
ボモータ駆動方法を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、従来のモータ電流検出用の
電流フィードバックループをなくし、電源電圧を検出す
ることにより、この検出値を用いて電流制御を行い、制
御特性を向上させ、かつ低価格化を達成すると共に、モ
ータの温度上昇時の制御性能を向上するようにしたサー
ボモータ駆動方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるサーボモー
タ駆動方法は、電流コマンドに基づいてサーボモータを
駆動するサーボモータ駆動方法において、前記サーボモ
ータを駆動するための電源電圧を検出し、この電源電圧
の検出値を用いて前記サーボモータの駆動電流の電流制
御を行うと共に、前記電流制御の数値演算に用いるモー
タ抵抗を、前記電流コマンドに基づく指令電力と、前記
電源電圧と電源電流の積による出力電力とを用いて得ら
れたモータ抵抗増加分の推定値を用いて補正し、前記サ
ーボモータの温度上昇によるモータ抵抗の変化を補正す
る方法である。
タ駆動方法は、電流コマンドに基づいてサーボモータを
駆動するサーボモータ駆動方法において、前記サーボモ
ータを駆動するための電源電圧を検出し、この電源電圧
の検出値を用いて前記サーボモータの駆動電流の電流制
御を行うと共に、前記電流制御の数値演算に用いるモー
タ抵抗を、前記電流コマンドに基づく指令電力と、前記
電源電圧と電源電流の積による出力電力とを用いて得ら
れたモータ抵抗増加分の推定値を用いて補正し、前記サ
ーボモータの温度上昇によるモータ抵抗の変化を補正す
る方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるサ
ーボモータ駆動方法の好適な実施の形態について説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符
号を用いて説明する。図１において電流指令値である電
流コマンドＩｃｍｄは電流制御部２Ａに入力され、この
電流制御部２Ａからの電圧コマンドＶｃｍｄは周知の電
力変換器３に印加され、この電力変換器３には図示しな
い各パワー素子を駆動するための駆動電源６が接続され
ており、この電力変換器３からの三相の駆動電流Ｉｕ，
Ｉｖ，Ｉｗがサーボモータ４に供給されるように構成さ
れている。また、前記駆動電源６の電源電圧Ｖの検出値
Ｖｃｃ及び電源電流Ｉの検出値Ｉｖｃｃが前記電流制御
部２Ａに取り込まれている。
ーボモータ駆動方法の好適な実施の形態について説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符
号を用いて説明する。図１において電流指令値である電
流コマンドＩｃｍｄは電流制御部２Ａに入力され、この
電流制御部２Ａからの電圧コマンドＶｃｍｄは周知の電
力変換器３に印加され、この電力変換器３には図示しな
い各パワー素子を駆動するための駆動電源６が接続され
ており、この電力変換器３からの三相の駆動電流Ｉｕ，
Ｉｖ，Ｉｗがサーボモータ４に供給されるように構成さ
れている。また、前記駆動電源６の電源電圧Ｖの検出値
Ｖｃｃ及び電源電流Ｉの検出値Ｉｖｃｃが前記電流制御
部２Ａに取り込まれている。
【０００７】図１の制御系においては、図５の従来の制
御系と異なり、電流制御部２Ａは、駆動電源６の電源電
圧Ｖの検出値Ｖｃｃ及び電源電流Ｉの検出値Ｉｖｃｃを
用いて制御した電圧コマンド２ａを電力変換器３に印加
し、電力変換器３から得られた三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗによってサーボモータ４を駆動制御する。
御系と異なり、電流制御部２Ａは、駆動電源６の電源電
圧Ｖの検出値Ｖｃｃ及び電源電流Ｉの検出値Ｉｖｃｃを
用いて制御した電圧コマンド２ａを電力変換器３に印加
し、電力変換器３から得られた三相の駆動電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗによってサーボモータ４を駆動制御する。
【０００８】次に、前記電流制御部２Ａの具体的な演算
制御について述べる。図２は、前記電流制御部２Ａとサ
ーボモータ４の演算内容をブロックとして示すもので、
電流コマンドＩｃｍｄはサーボモータ４の演算システム
（１／Ｒａ＋Ｌａｓ）の逆演算システム（Ｒａ）及び電
流応答ループ３０及び電気的時定数τｅｓを経て第１演
算器１０Ａに入力され、この第１演算器１０Ａの出力１
０Ａａは第２演算器１０に入力され、この第２演算器１
０の出力Ｖｃｍｄは第３演算器１１を経て前記演算シス
テム（１／Ｒａ＋Ｌａｓ）、トルク定数ｋｔ、イナーシ
ャ１／Ｊｓを経てモータ速度ωが得られている。但し、
前述のＲａはモータ抵抗、Ｌａはモータインダクタン
ス、ｓはラプラス演算子である。前記モータ速度ωから
得られた各誘起電圧定数ＫＥは、前記各演算器１０，１
１に入力されている。
制御について述べる。図２は、前記電流制御部２Ａとサ
ーボモータ４の演算内容をブロックとして示すもので、
電流コマンドＩｃｍｄはサーボモータ４の演算システム
（１／Ｒａ＋Ｌａｓ）の逆演算システム（Ｒａ）及び電
流応答ループ３０及び電気的時定数τｅｓを経て第１演
算器１０Ａに入力され、この第１演算器１０Ａの出力１
０Ａａは第２演算器１０に入力され、この第２演算器１
０の出力Ｖｃｍｄは第３演算器１１を経て前記演算シス
テム（１／Ｒａ＋Ｌａｓ）、トルク定数ｋｔ、イナーシ
ャ１／Ｊｓを経てモータ速度ωが得られている。但し、
前述のＲａはモータ抵抗、Ｌａはモータインダクタン
ス、ｓはラプラス演算子である。前記モータ速度ωから
得られた各誘起電圧定数ＫＥは、前記各演算器１０，１
１に入力されている。
【０００９】さらに、前記電流コマンドＩｃｍｄは、ト
ルク定数ｋｔ、乗算器４０及び定数ｋとからなる指令電
力Ｗｃｍｄと、電源電圧Ｖと電源電流Ｉの積よりなる出
力電力Ｗｏｕｔとを減算する減算器４１側に入力され、
この減算器４１から得られたモータ抵抗増加分の推定値
Ｒａ１が前記モータ抵抗Ｒａに入力されてこのモータ抵
抗Ｒａが補正されている。すなわち、この補正は、サー
ボモータ４の温度が上昇した時における抵抗変化をチュ
ーニングすることによって温度上昇時の制御性能を向上
させている。次に、図２の構成の演算制御が、正常に機
能すると、図３の演算制御状態となり、サーボモータ４
の電流応答ループ３０の応答が１となって、電流目標値
に正確に追従する電流制御系となる。但し、この図３で
示される電流制御系では、電源電圧Ｖの変動を直接受け
るため、電源電圧Ｖの検出値Ｖｃｃを検出して電圧コマ
ンドＶｃｍｄを補正する必要がある。
ルク定数ｋｔ、乗算器４０及び定数ｋとからなる指令電
力Ｗｃｍｄと、電源電圧Ｖと電源電流Ｉの積よりなる出
力電力Ｗｏｕｔとを減算する減算器４１側に入力され、
この減算器４１から得られたモータ抵抗増加分の推定値
Ｒａ１が前記モータ抵抗Ｒａに入力されてこのモータ抵
抗Ｒａが補正されている。すなわち、この補正は、サー
ボモータ４の温度が上昇した時における抵抗変化をチュ
ーニングすることによって温度上昇時の制御性能を向上
させている。次に、図２の構成の演算制御が、正常に機
能すると、図３の演算制御状態となり、サーボモータ４
の電流応答ループ３０の応答が１となって、電流目標値
に正確に追従する電流制御系となる。但し、この図３で
示される電流制御系では、電源電圧Ｖの変動を直接受け
るため、電源電圧Ｖの検出値Ｖｃｃを検出して電圧コマ
ンドＶｃｍｄを補正する必要がある。
【００１０】前述の補正をするために、図４で示す演算
制御ブロックよりなる演算制御系を用いて数値演算制御
する。まず、電流コマンドＩｃｍｄはモータ抵抗Ｒａか
ら電流応答ループが１となる第１ループ３０又は第２ル
ープ２１（電気的時定数τｅとラプラス演算子ｓの積で
あるτｅｓ、但し、τｅはモータインダクタンスＬａと
モータ抵抗ＲａによるＬａ／Ｒａと等しい）を経て図２
と同様に第１演算器１０Ａから第２演算器１０に入力さ
れ、この第２演算器１１の出力１１ａが電圧演算部２１
Ａにおいて、Ｖｃｏｍ／Ｖｃｃ（Ｖｃｏｍは電源電圧Ｖ
の設計値、Ｖｃｃは電源電圧Ｖの検出値）の数値演算制
御が行われて電源電圧Ｖの変動を補正した電圧コマンド
Ｖｃｍｄが電力変換器３に印加される。前述の図４にお
ける電圧コマンドＶｃｍｄの演算を行うプログラムの例
としては次の数の（１）式に示される通りである。
制御ブロックよりなる演算制御系を用いて数値演算制御
する。まず、電流コマンドＩｃｍｄはモータ抵抗Ｒａか
ら電流応答ループが１となる第１ループ３０又は第２ル
ープ２１（電気的時定数τｅとラプラス演算子ｓの積で
あるτｅｓ、但し、τｅはモータインダクタンスＬａと
モータ抵抗ＲａによるＬａ／Ｒａと等しい）を経て図２
と同様に第１演算器１０Ａから第２演算器１０に入力さ
れ、この第２演算器１１の出力１１ａが電圧演算部２１
Ａにおいて、Ｖｃｏｍ／Ｖｃｃ（Ｖｃｏｍは電源電圧Ｖ
の設計値、Ｖｃｃは電源電圧Ｖの検出値）の数値演算制
御が行われて電源電圧Ｖの変動を補正した電圧コマンド
Ｖｃｍｄが電力変換器３に印加される。前述の図４にお
ける電圧コマンドＶｃｍｄの演算を行うプログラムの例
としては次の数の（１）式に示される通りである。
【００１１】
【数１】
【００１２】また、演算制御において、モータ過電流検
出状態すなわち制御異常状態は、正常制御時が、Ｋ・Ｉ
ｃｍｄ×ｋｔ×ω＝Ｖｃｃ×Ｉｖｃｃ（但し、ｋは比例
定数、Ｉｃｍｄはモータ電流コマンド、ｋｔはトルク定
数、ωはモータ速度、Ｖｃｃは電源電圧の検出値、Ｉｖ
ｃｃは電源電流の検出値）の等号が成立している場合で
あるため、この等号が不成立の場合を前述の制御異常と
判断している。
出状態すなわち制御異常状態は、正常制御時が、Ｋ・Ｉ
ｃｍｄ×ｋｔ×ω＝Ｖｃｃ×Ｉｖｃｃ（但し、ｋは比例
定数、Ｉｃｍｄはモータ電流コマンド、ｋｔはトルク定
数、ωはモータ速度、Ｖｃｃは電源電圧の検出値、Ｉｖ
ｃｃは電源電流の検出値）の等号が成立している場合で
あるため、この等号が不成立の場合を前述の制御異常と
判断している。
【００１３】
【発明の効果】本発明によるサーボモータ駆動方法は、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、従来用いていた電流センサ
及びＡ／Ｄ変換器を用いた電流フィードバック系が不要
で、全て数値演算のオープンループで制御できるため、
部品低減による低価格化、電流センサノイズによる制御
精度低下の防止を達成することができる。また、サーボ
モータの温度上昇による抵抗の変化を補正しているた
め、温度に左右されないサーボモータの回転特性を得る
ことができるように制御性能を向上させることができ
る。
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、従来用いていた電流センサ
及びＡ／Ｄ変換器を用いた電流フィードバック系が不要
で、全て数値演算のオープンループで制御できるため、
部品低減による低価格化、電流センサノイズによる制御
精度低下の防止を達成することができる。また、サーボ
モータの温度上昇による抵抗の変化を補正しているた
め、温度に左右されないサーボモータの回転特性を得る
ことができるように制御性能を向上させることができ
る。
【図１】本発明によるサーボモータ駆動方法を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１の電流制御部の演算内容を示す制御ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図２の正常制御状態を示す制御ブロック図であ
る。
る。
【図４】図１の電流制御部の電圧コマンドを演算するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】従来の制御方法を示すブロック図である。
４ サーボモータ Ｉｃｍｄ 電流コマンド Ｖ 電源電圧 Ｖｃｃ 電源電圧の検出値 Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ 駆動電流 Ｒａ モータ抵抗 Ｌａ モータインダクタンス ＫＥ 誘起電圧定数 Ｋｔ トルク定数 ω モータ速度 Ｉｖｃｃ 電源電流の検出値 ｓ ラプラス演算子
Claims (1)
- 【請求項１】 電流コマンドに基づいてサーボモータを
駆動するサーボモータ駆動方法において、前記サーボモ
ータを駆動するための電源電圧を検出し、この電源電圧
の検出値を用いて前記サーボモータの駆動電流の電流制
御を行うと共に、前記電流制御の数値演算に用いるモー
タ抵抗を、前記電流コマンドに基づく指令電力と、前記
電源電圧と電源電流の積による出力電力とを用いて得ら
れたモータ抵抗増加分の推定値を用いて補正し、前記サ
ーボモータの温度上昇によるモータ抵抗の変化を補正す
ることを特徴とするサーボモータ駆動方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590297A JP3652084B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | サーボモータ駆動方法 |
| EP98307764A EP0909015B1 (en) | 1997-10-08 | 1998-09-24 | Servo-motor driving method |
| DE69822750T DE69822750T2 (de) | 1997-10-08 | 1998-09-24 | Verfahren zur Steuerung eines Servomotors |
| ES98307764T ES2216247T3 (es) | 1997-10-08 | 1998-09-24 | Metodo de acionamiento de un servomotor. |
| US09/164,772 US6011370A (en) | 1997-10-08 | 1998-10-01 | Servo-motor driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27590297A JP3652084B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | サーボモータ駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11122963A true JPH11122963A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3652084B2 JP3652084B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=17562037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27590297A Expired - Fee Related JP3652084B2 (ja) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | サーボモータ駆動方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6011370A (ja) |
| EP (1) | EP0909015B1 (ja) |
| JP (1) | JP3652084B2 (ja) |
| DE (1) | DE69822750T2 (ja) |
| ES (1) | ES2216247T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100438598B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2004-07-02 | 엘지전자 주식회사 | 센서리스 비엘디씨 모터를 채용한 세탁기의 운전제어방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100459694B1 (ko) * | 1998-04-08 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 모터 토크 상수 측정방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3743911A (en) * | 1971-06-18 | 1973-07-03 | Gen Electric | Servomotor pulse width control circuit capable of compensating for variations in supply voltage |
| US4536689A (en) * | 1984-05-17 | 1985-08-20 | Sperry Corporation | Servomotor feedback fault detector |
| US4764711A (en) * | 1987-09-04 | 1988-08-16 | E-Systems, Inc. | Back emf loop closure |
| JPH06101954B2 (ja) * | 1987-11-24 | 1994-12-12 | 住友重機械工業株式会社 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
| JP2873689B2 (ja) * | 1988-01-29 | 1999-03-24 | ファナック株式会社 | 速度制御装置 |
| JP3236449B2 (ja) * | 1994-08-04 | 2001-12-10 | ファナック株式会社 | Ａｃサーボモータの制御方法 |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP27590297A patent/JP3652084B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-24 DE DE69822750T patent/DE69822750T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-24 EP EP98307764A patent/EP0909015B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-24 ES ES98307764T patent/ES2216247T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-01 US US09/164,772 patent/US6011370A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100438598B1 (ko) * | 2001-06-29 | 2004-07-02 | 엘지전자 주식회사 | 센서리스 비엘디씨 모터를 채용한 세탁기의 운전제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0909015B1 (en) | 2004-03-31 |
| JP3652084B2 (ja) | 2005-05-25 |
| DE69822750T2 (de) | 2004-09-23 |
| ES2216247T3 (es) | 2004-10-16 |
| EP0909015A2 (en) | 1999-04-14 |
| DE69822750D1 (de) | 2004-05-06 |
| EP0909015A3 (en) | 1999-09-01 |
| US6011370A (en) | 2000-01-04 |
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