JPH11332278A - Ac servo motor control device and method - Google Patents

Ac servo motor control device and method

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JPH11332278A
JPH11332278A JP10134099A JP13409998A JPH11332278A JP H11332278 A JPH11332278 A JP H11332278A JP 10134099 A JP10134099 A JP 10134099A JP 13409998 A JP13409998 A JP 13409998A JP H11332278 A JPH11332278 A JP H11332278A
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JP
Japan
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signal
current
phase angle
speed
motor
Prior art date
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Application number
JP10134099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Teranishi
正俊 寺西
Saburo Kubota
三郎 久保田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH11332278A publication Critical patent/JPH11332278A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent hunting from being generated, by controlling an armature current at each phase according to a current command value signal of each phase being outputted from a three-phase AC coordinates converter, and modulating a pulse width for driving a motor. SOLUTION: A three-phase AC coordinates converter 6 uses a trigonometric function of a DC current command iq being outputted from a speed controller 5, and a current phase angle of θep being outputted from a trigonometric function value generator 7 for calculating a U-phase current command iud and a V-phase current command ivd. The U-phase and V-phase current commands iud and ivd are outputted to U-phase and V-phase current controllers 8a and 8b. Then, when the output commands iud and ivd deviate from the U-phase and V-phase motor currents iu and iv, they are outputted to a PWM inverter 9 as U-phase and V-phase motor voltage commands Vu and Vu. By modulating a pulse width by the inverter 9, the rotor of an AC servo motor 1 is rotated by a specific angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、指令値に基づき形
成された交流電源によりACサーボモータを駆動制御す
るACサーボモータ制御装置及びACサーボモータ制御
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC servo motor control device and an AC servo motor control method for controlling the driving of an AC servo motor by an AC power supply formed based on a command value.

【0002】[0002]

【従来の技術】ACサーボモータをフィードバック制御
するACサーボモータ制御装置において、ACサーボモ
ータに対する位置決め制御は、応答早く高精度に行うこ
とが重要である。このようなACサーボ制御装置を得る
ためには、フィードバック制御における周波数特性を高
める必要があった。従来のACサーボモータ制御装置
は、フィードバックゲインを高くしてフィードバック制
御の周波数特性を高めていた。
2. Description of the Related Art In an AC servomotor control apparatus for performing feedback control of an AC servomotor, it is important that positioning control for the AC servomotor be performed quickly and with high accuracy. In order to obtain such an AC servo control device, it was necessary to enhance the frequency characteristics in the feedback control. In the conventional AC servomotor control device, the feedback gain is increased to improve the frequency characteristics of the feedback control.

【0003】以下、具体的な従来のACサーボモータ制
御装置について図5を参照して説明する。図5は従来の
ACサーボモータ制御装置の構成の一例を示すブロック
図である。図5に示すように、ACサーボモータ1の回
転子に直結された出力軸にはエンコーダ2が取り付けら
れており、このエンコーダ2は位置・速度検出器3へA
Cサーボモータ1の回転子の回転角に対応したパルス信
号と原点信号を出力する。位置・速度検出器3は、エン
コーダ2から出力されたパルス信号と原点信号により、
原点位置からの現在位置θm、回転速度ω、力率=1と
なる電流位相角θeを算出し、位置制御器4と速度制御
器5の各入力端子へ出力する。
Hereinafter, a specific conventional AC servomotor control device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional AC servomotor control device. As shown in FIG. 5, an encoder 2 is attached to an output shaft directly connected to a rotor of the AC servomotor 1, and this encoder 2 sends an A signal to a position / speed detector 3.
A pulse signal and an origin signal corresponding to the rotation angle of the rotor of the C servo motor 1 are output. The position / speed detector 3 uses the pulse signal output from the encoder 2 and the origin signal to
The current position θm from the origin, the rotational speed ω, and the current phase angle θe at which the power factor = 1 are calculated, and output to the input terminals of the position controller 4 and the speed controller 5.

【0004】位置制御器4において、装置外部から与え
られた位置指令θmdと位置・速度検出器3において算
出された現在位置θmが比較される。位置制御器4は、
位置指令θmdと現在位置θmとの間に位置偏差がある
場合、その位置偏差の位置偏差量Δθに所定の位置利得
を乗じた信号をモータ速度指令ωdとして速度制御器5
へ出力する。速度制御器5において、位置制御器4から
入力されたモータ速度指令ωdと位置・速度検出器3に
おいて算出された回転速度ωが比較される。速度制御器
5は、モータ速度指令ωdと回転速度ωとの間に偏差が
ある場合、その偏差量に所定の速度利得を乗じた信号を
直流電流指令(トルク指令)iqとして3相交流座標変
換器6へ出力する。3相交流座標変換器6おいては、前
記直流電流指令(トルク指令)iqと、三角関数値発生
器7から出力された前記電流位相角θeの三角関数値を
用いて、U相電流指令iudとV相電流指令ivdが下
記の式(1)と式(2)により算出される。
The position controller 4 compares a position command θmd given from outside the apparatus with the current position θm calculated by the position / speed detector 3. The position controller 4
When there is a position deviation between the position command θmd and the current position θm, a signal obtained by multiplying the position deviation Δθ of the position deviation by a predetermined position gain is used as the motor speed command ωd as the speed controller 5.
Output to The speed controller 5 compares the motor speed command ωd input from the position controller 4 with the rotation speed ω calculated by the position / speed detector 3. When there is a deviation between the motor speed command ωd and the rotation speed ω, the speed controller 5 converts a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined speed gain into a DC current command (torque command) iq for three-phase AC coordinate conversion. Output to the container 6. The three-phase AC coordinate converter 6 uses the DC current command (torque command) iq and the trigonometric function value of the current phase angle θe output from the trigonometric function value generator 7 to generate a U-phase current command iud. And the V-phase current command ivd are calculated by the following equations (1) and (2).

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】3相交流座標変換器6は、U相電流指令i
udをU相電流制御器8aへ出力し、V相電流指令iv
dをV相電流制御器8bへ出力する。U相電流制御器8
aでは検出されたU相モータ電流iuとU相電流指令i
udとの間に偏差がある場合、その偏差量に所定の電流
利得を乗じた信号をU相モータ電圧指令VuとしてPW
Mインバータ9へ出力する。一方、V相電流制御器8b
では検出されたV相モータ電流ivとV相電流指令iv
dとの間に偏差がある場合、その偏差量に所定の電流利
得を乗じた信号をV相モータ電圧指令VvとしてPWM
インバータ9へ出力する。
[0007] The three-phase AC coordinate converter 6 receives a U-phase current command i.
ud to the U-phase current controller 8a, and outputs the V-phase current command iv
d is output to the V-phase current controller 8b. U-phase current controller 8
a, the detected U-phase motor current iu and the U-phase current command i
If there is a deviation between the current value and the Ud, a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined current gain is used as a U-phase motor voltage command Vu as PW
Output to M inverter 9. On the other hand, the V-phase current controller 8b
Now, the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command iv
d, a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined current gain is used as a V-phase motor voltage command Vv in PWM.
Output to inverter 9.

【0008】なお、W相モータ電圧指令Vwは、Vw=
−Vu−Vvの計算式から算出される。PWMインバー
タ9において、上記のように形成されたU相モータ電圧
指令Vu、V相モータ電圧指令Vu、W相モータ電圧指
令Vwに応じた電圧がPWMインバータ9を構成するブ
リッジ回路の各相に印加される。このようにブリッジ回
路の各相に電圧が印加されると、ACサーボモータ1の
回転子巻線に電流が流れ、ACサーボモータ1の回転子
は所定角度だけ回転する。ACサーボモータ1の回転子
が装置外部から与えられた位置指令θmdの位置に到達
し、回転速度ωがゼロになったとき、位置制御器4と速
度制御器5の出力はゼロとなる。このとき、直流電流指
令(トルク指令)iqがゼロになり、ACサーボモータ
1は停止し、位置決め動作は完了する。
The W-phase motor voltage command Vw is expressed as Vw =
It is calculated from the formula of -Vu-Vv. In the PWM inverter 9, voltages corresponding to the U-phase motor voltage command Vu, the V-phase motor voltage command Vu, and the W-phase motor voltage command Vw formed as described above are applied to each phase of the bridge circuit configuring the PWM inverter 9. Is done. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit in this manner, a current flows through the rotor winding of the AC servomotor 1 and the rotor of the AC servomotor 1 rotates by a predetermined angle. When the rotor of the AC servomotor 1 reaches the position indicated by the position command θmd given from outside the device and the rotation speed ω becomes zero, the outputs of the position controller 4 and the speed controller 5 become zero. At this time, the DC current command (torque command) iq becomes zero, the AC servomotor 1 stops, and the positioning operation is completed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来のACサー
ボモータの制御方法においては、高速で、高精度に位置
決めを行うため、フィードバック制御の周波数特性を高
めていた。このため、フィードバックゲインを高くする
必要があったが、フィードバックループをアナログ回路
やディジタル回路で構成してもフィードバックの遅れ時
間は存在する。この結果、従来のACサーボモータの制
御方法によれば、無駄時間要素による発振周波数が存在
し、またフィードバックゲインを上げすぎるとハンチン
グ(周期的な変動)という現象が発生した。このよう
に、ACサーボモータを所定角度で停止させる位置決め
制御をフィードバック制御方式により行う場合、応答特
性はフィードバック特性に依存するため、応答特性の向
上には限界があるとともに、フィードバックゲインの上
昇によりハンチングが発生するなどの問題があった。
In the above-described conventional method for controlling an AC servomotor, the frequency characteristics of feedback control have been enhanced in order to perform positioning at high speed and with high accuracy. For this reason, it is necessary to increase the feedback gain. However, even if the feedback loop is configured by an analog circuit or a digital circuit, there is a feedback delay time. As a result, according to the conventional control method of the AC servomotor, there is an oscillation frequency due to a dead time element, and if the feedback gain is increased too much, a phenomenon called hunting (periodic fluctuation) occurs. As described above, when the positioning control for stopping the AC servomotor at a predetermined angle is performed by the feedback control method, the response characteristic depends on the feedback characteristic. And other problems.

【0010】このような問題を解決する制御装置とし
て、例えば特開平7−123767号公報に開示された
ACサ−ボモータ制御装置がある。このACサ−ボモー
タ制御装置は、固定子巻線に通電することにより発生す
る固定子の磁極位置と回転子の磁極位置との間の電気的
位相角を制御可能に構成している。このACサ−ボモー
タ制御装置は、位置制御を行うに際して、位置偏差が零
又はその近傍のときには電気的位相角を零に設定し、そ
れ以外のときは電気的位相角を90度に設定する制御方
法である。
As a control device for solving such a problem, for example, there is an AC servo motor control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-123767. This AC servo motor control device is configured to be able to control an electrical phase angle between a magnetic pole position of a stator and a magnetic pole position of a rotor, which is generated by energizing a stator winding. When performing position control, the AC servo motor control device sets the electric phase angle to zero when the position deviation is at or near zero, and otherwise sets the electric phase angle to 90 degrees. Is the way.

【0011】しかし、この制御方法だと、位置偏差が一
度ゼロ又はその近傍の値になっても、オーバーシュート
により位置偏差が大きくなり、ゼロ又はその近傍から外
れた場合には、電気的位相角を90度に設定するフィー
ドバック制御に再度切り換る。従って、この制御方法に
おいては、切り換わったフィードバック制御の間は応答
特性がそのフィードバック特性に依存するため、応答特
性が劣化するという問題があった。また、ACサーボモ
ータの停止後において、ACサーボモータを停止位置に
保持するために固定子巻線に持続電流を流す必要があ
り、その持続電流によりACサーボモータが発熱すると
いう問題があった。本発明は、上記問題点を解決して、
高速応答性と高い位置精度を達成することができるとと
もに、ハンチングの発生を防止し、ACサーボモータ停
止時における発熱を抑制することができるACサーボモ
ータ制御方法及びACサーボモータ制御装置を得ること
を目的とする。
However, according to this control method, even if the position deviation once becomes zero or a value close to zero, the position deviation becomes large due to overshoot. Is switched again to the feedback control in which is set to 90 degrees. Therefore, this control method has a problem that the response characteristic is deteriorated during the switched feedback control because the response characteristic depends on the feedback characteristic. Further, after the AC servomotor is stopped, it is necessary to supply a continuous current to the stator winding in order to hold the AC servomotor at the stop position, and there has been a problem that the AC servomotor generates heat due to the continuous current. The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide an AC servomotor control method and an AC servomotor control device that can achieve high-speed response and high positional accuracy, prevent hunting, and suppress heat generation when the AC servomotor is stopped. Aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のACサーボモータ制御装置は、モータの回
転角及び回転速度を検出し、位置信号及び速度信号を形
成する位置・速度検出器、前記位置・速度検出器からの
位置信号と前記モータの位置指令信号との位置偏差が入
力され、モータ速度指令信号を出力する位置制御器、前
記位置・速度検出器からの速度信号と前記位置制御器か
らモータ速度指令信号との速度偏差が入力され、直流電
流指令信号を出力する速度制御器、前記位置・速度検出
器からの第1の電流位相角信号と前記第1の電流位相角
信号に90度を加えた力率=0の第2の電流位相角信号
とを切り換え、前記モータの動作開始以降はじめて位置
偏差が零になったとき、第2の電流位相角信号を出力す
る電流位相角切換手段、前記電流位相角切換手段から出
力される第1の電流位相角信号又は第2の電流位相角信
号を三角関数値信号に変換する三角関数値発生器、前記
速度制御器から出力された直流電流指令が入力され、前
記三角関数値発生器から出力された三角関数値信号が入
力される3相交流座標変換器、前記3相交流座標変換器
からの出力された各相の電流指令値信号により各相の電
機子電流を制御する電流制御器、パルス幅を変調して前
記モータを駆動するPWMインバータ、を具備する。こ
の発明によると、位置偏差がはじめてゼロになった時点
で電流位相角を力率=0の電流位相角に保持するよう構
成されているため、停止時の応答特性がフィードバック
特性に依存せず、モータの回転子と固定子の電気的吸引
力によりモータを所望の位置に停止させることができ
る。
In order to achieve the above object, an AC servomotor control device according to the present invention detects a rotation angle and a rotation speed of a motor and detects a position / speed signal for forming a position signal and a speed signal. The position deviation between the position signal from the position / speed detector and the position command signal of the motor is input, and a position controller that outputs a motor speed command signal; the speed signal from the position / speed detector; A speed controller that receives a speed deviation from a motor speed command signal from a position controller and outputs a DC current command signal; a first current phase angle signal from the position / speed detector and the first current phase angle A second current phase angle signal having a power factor of 0 obtained by adding 90 degrees to the signal, and outputting a second current phase angle signal when the position deviation becomes zero for the first time after the operation of the motor starts. Phase angle switching A triangular function value generator for converting a first current phase angle signal or a second current phase angle signal output from the current phase angle switching means into a trigonometric function value signal; and a DC output from the speed controller. A three-phase AC coordinate converter to which a current command is input and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator, and a current command value signal for each phase output from the three-phase AC coordinate converter , A current controller for controlling the armature current of each phase, and a PWM inverter for modulating a pulse width to drive the motor. According to the present invention, since the current phase angle is maintained at the current phase angle of the power factor = 0 when the positional deviation becomes zero for the first time, the response characteristic at the time of stopping does not depend on the feedback characteristic, The motor can be stopped at a desired position by the electric attraction of the rotor and the stator of the motor.

【0013】また、本発明のACサーボモータ制御方法
は、位置・速度検出器がモータの回転角及び回転速度を
検出し、位置信号及び速度信号を形成する工程、位置制
御器に前記位置・速度検出器からの位置信号と前記モー
タの位置指令信号との位置偏差が入力され、モータ速度
指令信号を速度制御器へ出力する工程、前記位置・速度
検出器からの速度信号と前記位置制御器からモータ速度
指令信号との速度偏差が入力され、直流電流指令信号を
3相交流座標変換器へ出力する工程、電流位相角切換手
段が前記位置・速度検出器からの第1の電流位相角信号
と前記第1の電流位相角信号に90度を加えた力率=0
の第2の電流位相角信号とを切り換えて出力し、前記モ
ータの動作開始以降はじめて位置偏差が零になったと
き、第2の電流位相角信号を出力する工程、三角関数値
発生器が前記電流位相角切換手段から出力される第1の
電流位相角信号又は第2の電流位相角信号を三角関数値
信号に変換する工程、3相交流座標変換器に前記速度制
御器から出力された直流電流指令と、前記三角関数値発
生器から出力された三角関数値信号たが入力され、各相
の電機子電流を制御する工程、PWMインバータにより
パルス幅を変調して前記モータを駆動する工程、を有す
る。この発明によると、位置偏差がはじめてゼロになっ
た時点で電流位相角を力率=0の電流位相角に保持する
ため、フィードバック特性に依存せずモータの回転子と
固定子の電気的吸引力によりモータが所望の位置に停止
するため、高速応答性及び高い位置精度を有するACサ
ーボモータ制御方法となる。
Further, in the AC servo motor control method according to the present invention, a position / speed detector detects a rotation angle and a rotation speed of the motor to form a position signal and a speed signal. A position deviation between a position signal from a detector and a position command signal of the motor is input, and a step of outputting a motor speed command signal to a speed controller, from a speed signal from the position / speed detector and the position controller A step of receiving a speed deviation from a motor speed command signal and outputting a DC current command signal to a three-phase AC coordinate converter, wherein the current phase angle switching means outputs the first current phase angle signal from the position / speed detector and Power factor = 0 obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal
Switching the second current phase angle signal and outputting the second current phase angle signal, and outputting the second current phase angle signal when the position deviation becomes zero for the first time since the start of the operation of the motor. A step of converting the first current phase angle signal or the second current phase angle signal output from the current phase angle switching means into a trigonometric function value signal; a DC output from the speed controller to a three-phase AC coordinate converter; A current command and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator are input, and a step of controlling armature current of each phase; a step of modulating a pulse width by a PWM inverter to drive the motor; Having. According to the present invention, the current phase angle is held at the current phase angle of the power factor = 0 when the positional deviation becomes zero for the first time, so that the electric attraction force of the rotor and the stator of the motor is independent of the feedback characteristics. As a result, the motor stops at a desired position, so that an AC servo motor control method having high-speed response and high positional accuracy is provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明のACサーボモータ
制御装置及びACサーボモータ制御方法の好適な実施の
形態について添付の図を参照しつつ説明する。 《実施例1》図1は、本発明の一実施の形態である実施
例1のACサーボモータ制御装置を示すブロック図であ
る。図1において、ACサーボモータ1の回転子に直結
された出力軸にはエンコーダ2が取り付けられており、
このエンコーダ2は位置・速度検出器3にACサーボモ
ータ1の回転子の回転角に対応したパルス信号と原点信
号を出力する。位置・速度検出器3は、エンコーダ2か
ら出力されたパルス信号と原点信号により、原点位置か
らの現在位置θm、回転速度ω、及び力率=1となる電
流位相角θeを算出する。位置・速度検出器3は、算出
された現在位置θmを位置制御器4の入力端子に接続さ
れた減算器に出力し、算出された回転速度ωを速度制御
器5の入力端子に接続された減算器へ出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an AC servomotor control device and an AC servomotor control method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. << Embodiment 1 >> FIG. 1 is a block diagram showing an AC servomotor control device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an encoder 2 is attached to an output shaft directly connected to a rotor of an AC servomotor 1,
The encoder 2 outputs a pulse signal and an origin signal corresponding to the rotation angle of the rotor of the AC servomotor 1 to the position / speed detector 3. The position / speed detector 3 calculates a current position θm from the origin position, a rotational speed ω, and a current phase angle θe at which the power factor = 1, based on the pulse signal output from the encoder 2 and the origin signal. The position / speed detector 3 outputs the calculated current position θm to the subtractor connected to the input terminal of the position controller 4, and outputs the calculated rotation speed ω to the input terminal of the speed controller 5. Output to the subtractor.

【0015】位置制御器4の入力端子に接続された減算
器において、装置外部から与えられた位置指令θmdと
位置・速度検出器3において算出された現在位置θmが
減算処理される。位置制御器4は、位置指令θmdと現
在位置θmとの間に位置偏差がある場合、その位置偏差
の位置偏差量Δθに所定の位置利得を乗じた信号をモー
タ速度指令ωdとして速度制御器5へ出力する。速度制
御器5の入力端子に接続された減算器において、位置制
御器4から入力されたモータ速度指令ωdと位置・速度
検出器3において算出された回転速度ωが減算処理され
る。速度制御器5は、モータ速度指令ωdと回転速度ω
との間に偏差がある場合、その偏差量に所定の速度利得
を乗じた信号を直流電流指令(トルク指令)iqとして
3相交流座標変換器6へ出力する。
In a subtractor connected to the input terminal of the position controller 4, a position command θmd given from outside the apparatus and a current position θm calculated by the position / speed detector 3 are subtracted. When there is a position deviation between the position command θmd and the current position θm, the position controller 4 sets a signal obtained by multiplying the position deviation amount Δθ of the position deviation by a predetermined position gain as the motor speed command ωd. Output to The subtractor connected to the input terminal of the speed controller 5 subtracts the motor speed command ωd input from the position controller 4 and the rotation speed ω calculated by the position / speed detector 3. The speed controller 5 determines the motor speed command ωd and the rotation speed ω
If there is a deviation between the two, a signal obtained by multiplying the deviation by a predetermined speed gain is output to the three-phase AC coordinate converter 6 as a DC current command (torque command) iq.

【0016】図1に示すように、実施例1のACサーボ
モータ制御装置においては電流位相角切換手段10が設
けられている。この電流位相角切換手段10は、切換ス
イッチ11とスイッチ切換信号発生部12と電流位相角
格納部13とを具備している。スイッチ切換信号発生部
12は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじめて位
置偏差量Δθがゼロになった時、スイッチ切換信号Sを
切換スイッチ11と電流位相角格納部13へ出力するよ
う構成されている。電流位相角格納部13は、前記スイ
ッチ切換信号発生部12から出力されたスイッチ切換信
号Sにより、位置・速度検出器3から出力された力率=
1の電流位相角θeを格納する。
As shown in FIG. 1, the AC servomotor control device of the first embodiment is provided with a current phase angle switching means 10. The current phase angle switching means 10 includes a changeover switch 11, a switch switching signal generator 12, and a current phase angle storage 13. The switch switching signal generator 12 is configured to output a switch switching signal S to the switch 11 and the current phase angle storage 13 when the position deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the AC servomotor 1 starts operating. I have. The current phase angle storage unit 13 uses the switch switching signal S output from the switch switching signal generation unit 12 to calculate the power factor output from the position / speed detector 3 =
One current phase angle θe is stored.

【0017】切換スイッチ11は、スイッチ切換信号発
生部12から出力されたスイッチ切換信号Sにより切換
動作され、この切換スイッチ11の切換動作により位置
・速度検出器3から出力された力率=1の電流位相角θ
e又は、電流位相角格納部13に格納された電流位相角
θe0に90度(π/2ラジアン)を加算した力率=0
の電流位相角θe1の何れかが電流位相角θepとして
三角関数値発生器7へ出力される。スイッチ切換信号発
生部12は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじめ
て位置偏差量Δθがゼロになった時、スイッチ切換信号
Sをへ出力する。このため、三角関数値発生器7にはA
Cサーボモータ1が動作開始以降はじめて位置偏差量Δ
θがゼロになるまで位置・速度検出器3から出力された
力率=1の電流位相角θeが入力される。また、位置偏
差量Δθがゼロになってからは三角関数値発生器に入力
される電流位相角θepは、電流位相角格納部13に格
納された電流位相角θe0に90度(π/2ラジアン)
を加算した力率=0の電流位相角θe1となる。
The changeover switch 11 is switched by a switch changeover signal S output from a switch changeover signal generating section 12, and by the changeover operation of the changeover switch 11, the power factor = 1 output from the position / speed detector 3 is output. Current phase angle θ
e or a power factor = 0 obtained by adding 90 degrees (π / 2 radians) to the current phase angle θe0 stored in the current phase angle storage unit 13.
Is output to the trigonometric function value generator 7 as the current phase angle θep. The switch switching signal generator 12 outputs a switch switching signal S when the positional deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the AC servomotor 1 starts operating. Therefore, the trigonometric function value generator 7
Positional deviation Δ only after C servo motor 1 starts operation
Until θ becomes zero, the current phase angle θe of the power factor = 1 output from the position / speed detector 3 is input. After the position deviation amount Δθ becomes zero, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator is 90 degrees (π / 2 radians) corresponding to the current phase angle θe0 stored in the current phase angle storage unit 13. )
Is obtained, the current phase angle θe1 of the power factor = 0 is obtained.

【0018】三角関数値発生器7に入力される電流位相
角θepの切換えタイミングについて図2を参照して説
明する。図2は三角関数値発生器7に入力される電流位
相角θepの切換えタイミングを示すタイミングチャー
トである。位置指令θmdとしては各種レベルを有する
値が設定されるため、図2において斜線で示す帯状の領
域は位置指令θmdが設定される一定レベルの範囲を示
しており、その帯状の領域を囲んで示す実線における交
点の位置が位置指令θmdの切り換わるときを示してい
る。電流位相角切換手段10における切換スイッチ11
は、例えば時刻(t−1)における位置指令θmd(t
−1)から時刻(t)における位置指令θmd(t)へ
切換わるタイミングTs1において、接点1から接点2
に接続を切換える。次に、位置偏差量Δθがゼロになる
タイミングTo1において、切換スイッチ11は接点2
から接点1に接続を切り換える。電流位相角切換手段1
0から出力された電流位相角θepは、三角関数値発生
器7において三角関数値に変換され、3相交流座標変換
器6に出力される。
The switching timing of the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart showing the switching timing of the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7. Since a value having various levels is set as the position command θmd, a band-shaped area indicated by oblique lines in FIG. 2 indicates a range of a certain level in which the position command θmd is set, and is indicated by surrounding the band-shaped area. This shows a case where the position of the intersection in the solid line switches the position command θmd. Changeover switch 11 in current phase angle switching means 10
Is, for example, the position command θmd (t
-1) at the timing Ts1 at which the position command θmd (t) is switched from the contact 1 to the contact 2 at the time (t).
Switch the connection to. Next, at the timing To1 at which the position deviation amount Δθ becomes zero, the changeover switch 11
From the connection to the contact 1. Current phase angle switching means 1
The current phase angle θep output from 0 is converted into a trigonometric function value in a trigonometric function value generator 7 and output to a three-phase AC coordinate converter 6.

【0019】3相交流座標変換器6おいては、速度制御
器5から出力された直流電流指令(トルク指令)iq
と、三角関数値発生器7から出力された電流位相角θe
pの三角関数値を用いて、U相電流指令iudとV相電
流指令ivdが下記の式(3)と式(4)により算出さ
れる。
In the three-phase AC coordinate converter 6, a DC current command (torque command) iq output from the speed controller 5 is output.
And the current phase angle θe output from the trigonometric function value generator 7
Using the trigonometric function value of p, the U-phase current command iud and the V-phase current command ivd are calculated by the following equations (3) and (4).

【0020】[0020]

【数3】 (Equation 3)

【0021】[0021]

【数4】 (Equation 4)

【0022】3相交流座標変換器6は、U相電流指令i
udをU相電流制御器8aへ出力し、V相電流指令iv
dをV相電流制御器8bへ出力する。U相電流制御器8
aでは検出されたU相モータ電流iuとU相電流指令i
udとの間に偏差がある場合、その偏差量に所定の電流
利得を乗じた信号をU相モータ電圧指令VuとしてPW
Mインバータ9へ出力する。一方、V相電流制御器8b
では検出されたV相モータ電流ivとV相電流指令iv
dとの間に偏差がある場合、その偏差量に所定の電流利
得を乗じた信号をV相モータ電圧指令VvとしてPWM
インバータ9へ出力する。なお、W相モータ電圧指令V
wは、Vw=−Vu−Vvの計算式から算出される。
The three-phase AC coordinate converter 6 outputs a U-phase current command i
ud to the U-phase current controller 8a, and outputs the V-phase current command iv
d is output to the V-phase current controller 8b. U-phase current controller 8
a, the detected U-phase motor current iu and the U-phase current command i
If there is a deviation between the current value and the Ud, a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined current gain is used as a U-phase motor voltage command Vu as PW
Output to M inverter 9. On the other hand, the V-phase current controller 8b
Now, the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command iv
d, a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined current gain is used as a V-phase motor voltage command Vv in PWM.
Output to inverter 9. The W-phase motor voltage command V
w is calculated from the formula of Vw = −Vu−Vv.

【0023】PWMインバータ9において、上記のよう
に形成されたU相モータ電圧指令Vu、V相モータ電圧
指令Vv、及びW相モータ電圧指令Vwに応じたそれぞ
れの電圧がPWMインバータ9を構成するブリッジ回路
の各相に印加される。このようにブリッジ回路の各相に
電圧が印加されると、ACサーボモータ1の回転子巻線
に電流が流れ、ACサーボモータ1の回転子は所定角度
だけ回転する。ACサーボモータ1の回転子が装置外部
から与えられる位置指令θmdの位置に到達し、回転速
度ωはゼロになる。このとき、位置制御器4と速度制御
器5の出力がゼロとなり、すなわち直流電流指令(トル
ク指令)iqがゼロになり、ACサーボモータ1は停止
し、位置決め動作は完了する。
In the PWM inverter 9, the respective voltages corresponding to the U-phase motor voltage command Vu, the V-phase motor voltage command Vv, and the W-phase motor voltage command Vw formed as described above constitute a bridge constituting the PWM inverter 9. Applied to each phase of the circuit. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit in this manner, a current flows through the rotor winding of the AC servomotor 1 and the rotor of the AC servomotor 1 rotates by a predetermined angle. The rotor of the AC servomotor 1 reaches the position indicated by the position command θmd given from outside the device, and the rotation speed ω becomes zero. At this time, the outputs of the position controller 4 and the speed controller 5 become zero, that is, the DC current command (torque command) iq becomes zero, the AC servomotor 1 stops, and the positioning operation is completed.

【0024】以上のように、実施例1のACサーボモー
タ制御装置は、電流位相角切換手段10から出力される
電流位相角θepを切換えることにより、ACサーボモ
ータの動作時と停止時で回転子巻線に流す電流の電流位
相角が切換わり、停止時の応答特性がフィードバック特
性に依存せず、ACサーボモータの回転子と固定子の電
気的吸引力によりACサーボモータの回転子は所望の位
置に停止する。
As described above, the AC servomotor control device of the first embodiment switches the current phase angle θep output from the current phase angle switching means 10 so that the rotor operates when the AC servomotor operates and when it stops. The current phase angle of the current flowing through the winding is switched, and the response characteristics at the time of stop do not depend on the feedback characteristics, and the rotor of the AC servomotor is driven by the electric attractive force of the rotor and the stator of the AC servomotor. Stop in position.

【0025】《実施例2》以下、本発明のACサーボモ
ータ制御装置の実施例2について添付の図を参照しつつ
説明する。図3は、実施例2のACサーボモータ制御装
置を示すブロック図である。図2において、前述の実施
例1のACサーボモータ制御装置と同じ機能、構成を有
するものには同じ符号を付して、その説明は省略する。
図3に示すように、ACサーボモータ1の回転子に直結
された出力軸にはエンコーダ2が取り付けられており、
このエンコーダ2は位置・速度検出器3にACサーボモ
ータ1の回転子の回転角に対応したパルス信号と原点信
号を出力する。位置・速度検出器3は、エンコーダ2か
ら出力されたパルス信号と原点信号により、原点位置か
らの現在位置θm、回転速度ω、及び力率=1となる電
流位相角θeを算出する。算出された現在位置θm及び
回転速度ωは、位置制御器4と速度制御器5の各入力端
子に接続された減算器へ入力されるよう構成されてい
る。また、力率=1となる電流位相角θeは、電流位相
角切換手段10へ入力されるよう構成されている。
<< Embodiment 2 >> An embodiment 2 of an AC servomotor control device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a block diagram illustrating an AC servomotor control device according to a second embodiment. In FIG. 2, components having the same functions and configurations as those of the AC servomotor control device of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 3, an encoder 2 is attached to an output shaft directly connected to a rotor of the AC servomotor 1,
The encoder 2 outputs a pulse signal and an origin signal corresponding to the rotation angle of the rotor of the AC servomotor 1 to the position / speed detector 3. The position / speed detector 3 calculates a current position θm from the origin position, a rotational speed ω, and a current phase angle θe at which the power factor = 1, based on the pulse signal output from the encoder 2 and the origin signal. The calculated current position θm and rotation speed ω are configured to be input to subtractors connected to the input terminals of the position controller 4 and the speed controller 5. Further, the current phase angle θe at which the power factor = 1 is configured to be input to the current phase angle switching means 10.

【0026】位置制御器4おいては、装置外部から与え
られる位置指令θmdと位置・速度検出器3の現在位置
θmとの間に位置偏差がある場合、その位置偏差量Δθ
に所定の位置利得を乗じた信号をモータ速度指令ωdと
して出力する。また、速度制御器5においは、モータ速
度指令ωdと回転速度ωの間に偏差があると、その偏差
量に所定の速度利得を乗じた信号を直流電流指令(トル
ク指令)iqとして直流電流指令(トルク指令)切換手
段14に出力する。
In the position controller 4, if there is a position deviation between the position command θmd given from outside the apparatus and the current position θm of the position / speed detector 3, the position deviation Δθ
Is output as a motor speed command ωd. In the speed controller 5, when there is a deviation between the motor speed command ωd and the rotation speed ω, a signal obtained by multiplying the difference by a predetermined speed gain is used as a DC current command (torque command) iq. (Torque command) output to the switching means 14.

【0027】図3に示すように、実施例2のACサーボ
モータ制御装置において、前述の実施例1と同じ構成の
電流位相角切換手段10が設けられており、図1に示し
たように、実施例2の電流位相角切換手段10は切換ス
イッチ11、スイッチ切換信号発生部12、及び電流位
相角格納部13を具備している。スイッチ切換信号発生
部12はACサーボモータ1が動作開始以降はじめて位
置偏差量Δθがゼロになった時、スイッチ切換信号Sを
発生させる。電流位相角格納部13はスイッチ切換信号
発生部12からのスイッチ切換信号Sが入力された時、
前記力率=1の電流位相角θeを格納する。切換スイッ
チ11は、スイッチ切換信号発生部12のスイッチ切換
信号Sが入力された時、位置・速度検出器2により検出
された電流位相角θeと、電流位相角格納部13に格納
された電流位相角θe0に90度(π/2ラジアン)を
加算した力率=0の電流位相角θe1との間を切換え
る。切換スイッチ11からの電流位相角θe又は電流位
相角θe1は三角関数値発生器7へ出力される。
As shown in FIG. 3, in the AC servo motor control device of the second embodiment, a current phase angle switching means 10 having the same configuration as that of the first embodiment is provided. As shown in FIG. The current phase angle switching means 10 according to the second embodiment includes a changeover switch 11, a switch switching signal generation unit 12, and a current phase angle storage unit 13. The switch switching signal generator 12 generates a switch switching signal S when the position deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the AC servomotor 1 starts operating. When a switch switching signal S from the switch switching signal generator 12 is input, the current phase angle storage 13
The current phase angle θe of the power factor = 1 is stored. The changeover switch 11 receives the current phase angle θe detected by the position / speed detector 2 and the current phase stored in the current phase angle storage section 13 when the switch switching signal S of the switch switching signal generation section 12 is input. Switching is made between the current phase angle θe1 of the power factor = 0 obtained by adding 90 degrees (π / 2 radians) to the angle θe0. The current phase angle θe or the current phase angle θe1 from the changeover switch 11 is output to the trigonometric function value generator 7.

【0028】図3に示すように、実施例2のACサーボ
モータ制御装置には、直流電流指令(トルク指令)切換
手段14が設けられている。直流電流指令切換手段14
は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじめて位置偏
差Δθがゼロになった時、すなわち電流位相角切換手段
10のスイッチ切換信号発生部12からスイッチ切換信
号Sが入力された時、直流電流指令切換手段14におけ
る切換スイッチ15は接点1と接点2を切換える。切換
スイッチ15の接点1にはACサーボモータ1により駆
動される機構の定常負荷状態におけるモータ換算トルク
値(直流電流値)iq0が入力されている。切換スイッ
チ15の接点2には速度制御器5のモータ速度指令iq
が入力されている。
As shown in FIG. 3, a DC current command (torque command) switching means 14 is provided in the AC servomotor control device of the second embodiment. DC current command switching means 14
When the position deviation Δθ becomes zero for the first time since the operation of the AC servomotor 1 is started, that is, when the switch switching signal S is input from the switch switching signal generator 12 of the current phase angle switching means 10, the DC current command switching is performed. The changeover switch 15 in the means 14 switches between the contact 1 and the contact 2. The motor-converted torque value (DC current value) iq0 of the mechanism driven by the AC servomotor 1 in a steady load state is input to the contact 1 of the changeover switch 15. The contact 2 of the changeover switch 15 has a motor speed command iq of the speed controller 5
Is entered.

【0029】以下、切換スイッチ15の接点1に入力さ
れるモータ換算トルク値(直流電流値)iq0の具体例
について説明する。例えば、ACサーボモータ1(定格
電流I0、定格トルクT0)にボールネジ(半径RB、
減速比r)が直結され、このボールネジに質量Mの負荷
が取り付けられ鉛直方向に動作させる場合の機構につい
て考察する。この場合は、重力加速度をgとしたときA
Cサーボモータ1に接続された機構のモータ換算トルク
値(直流電流値)iq0は、下記式(5)により算出さ
れる。
Hereinafter, a specific example of the motor converted torque value (DC current value) iq0 input to the contact 1 of the changeover switch 15 will be described. For example, a ball screw (radius RB, radius RB,
Consider a mechanism in which the reduction ratio r) is directly connected, a load of mass M is attached to this ball screw, and the ball screw is operated in the vertical direction. In this case, when the gravitational acceleration is g, A
The motor-converted torque value (direct current value) iq0 of the mechanism connected to the C servo motor 1 is calculated by the following equation (5).

【0030】[0030]

【数5】 (Equation 5)

【0031】従って、ACサーボモータ1が動作開始以
降はじめて位置偏差量Δθがゼロになるまでは三角関数
値発生器7に入力される電流位相角θepは、位置・速
度検出器3からの電流位相角θeとなる。また、3相交
流座標変換器6に入力される直流電流指令(トルク指
令)iqpは、速度制御器5の直流電流指令iqとな
る。一方、位置偏差量Δθがゼロになってからは三角関
数値発生器7へ入力される電流位相角θepは、電流位
相角格納部13に格納された電流位相角θe0に90度
(π/2ラジアン)を加算した力率=0の電流位相角θ
e1となる。また、3相交流座標変換器へ入力される直
流電流指令(トルク指令)iqpは、モータ換算トルク
値(直流電流値)iq0となる。3相交流座標変換器6
において、直流電流指令(トルク指令)iqpと、三角
関数値発生器7から出力された電流位相角θepの三角
関数値を用いて、下記式(6)と(7)によりU相電流
指令iudとV相電流指令ivdが算出される。
Therefore, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 until the position deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the operation of the AC servomotor 1 is started is equal to the current phase angle from the position / speed detector 3. The angle θe. Further, the DC current command (torque command) iqp input to the three-phase AC coordinate converter 6 becomes the DC current command iq of the speed controller 5. On the other hand, after the positional deviation amount Δθ becomes zero, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 becomes 90 degrees (π / 2) as the current phase angle θe0 stored in the current phase angle storage unit 13. (Radian) plus the current phase angle θ at power factor = 0
e1. Further, the DC current command (torque command) iqp input to the three-phase AC coordinate converter is a motor-converted torque value (DC current value) iq0. Three-phase AC coordinate converter 6
, Using the DC current command (torque command) iqp and the trigonometric function value of the current phase angle θep output from the trigonometric function value generator 7, the U-phase current command iud is calculated by the following equations (6) and (7). V-phase current command ivd is calculated.

【0032】[0032]

【数6】 (Equation 6)

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】以下、三角関数値発生器7へ入力される電
流位相角θep、及び3相交流座標変換器6へ入力され
る直流電流指令(トルク指令)iqpの切換えのタイミ
ングについて図4を参照して説明する。図4は切換スイ
ッチ11による電流位相角θep、と切換スイッチ15
による直流電流指令(トルク指令)iqpの切換えのタ
イミングを示すタイミングチャートである。電流位相角
切換手段10における切換スイッチ11、及び直流電流
指令(トルク指令)切換手段14における切換スイッチ
15はそれぞれ、例えば、位置指令θmdが時刻(t−
1)の位置指令θmd(t−1)から時刻(t)の位置
指令θmd(t)へ切換わるタイミングTs1におい
て、接点1から接点2に接続をそれぞれ切り換えられ
る。次に、位置偏差量ΔθがゼロになるタイミングT0
1において、切換スイッチ11と切換スイッチ15は接
点2から接点1に接続をそれぞれ切り換えられる。
The timing of switching the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 and the switching timing of the DC current command (torque command) iqp input to the three-phase AC coordinate converter 6 will be described with reference to FIG. Will be explained. FIG. 4 shows the current phase angle θep by the changeover switch 11 and the changeover switch 15
6 is a timing chart showing the timing of switching of a DC current command (torque command) iqp according to FIG. The changeover switch 11 in the current phase angle changeover means 10 and the changeover switch 15 in the DC current command (torque command) changeover means 14, for example, each have a position command θmd at time (t−t).
At the timing Ts1 at which the position command θmd (t-1) of 1) is switched to the position command θmd (t) of time (t), the connection is switched from the contact 1 to the contact 2 respectively. Next, the timing T0 when the positional deviation amount Δθ becomes zero
In 1, the connection of the changeover switches 11 and 15 is switched from the contact 2 to the contact 1, respectively.

【0035】電流位相角切換手段10から出力された電
流位相角θepは、三角関数値発生器7において三角関
数値に変換され、3相交流座標変換器6に出力される。
3相交流座標変換器6おいては、速度制御器5から出力
された直流電流指令(トルク指令)iqと、三角関数値
発生器7から出力された電流位相角θepの三角関数値
を用いて、U相電流指令iudとV相電流指令ivdが
前述の式(6)と式(7)により算出される。3相交流
座標変換器6は、U相電流指令iudをU相電流制御器
8aへ出力し、V相電流指令ivdをV相電流制御器8
bへ出力する。U相電流制御器8aでは検出されたU相
モータ電流iuと前述のU相電流指令iudとの間に偏
差がある場合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた信
号をU相モータ電圧指令VuとしてPWMインバータ9
へ出力する。
The current phase angle θep output from the current phase angle switching means 10 is converted into a trigonometric function value by the trigonometric function value generator 7 and output to the three-phase AC coordinate converter 6.
The three-phase AC coordinate converter 6 uses the DC current command (torque command) iq output from the speed controller 5 and the trigonometric function value of the current phase angle θep output from the trigonometric function value generator 7. , U-phase current command uid and V-phase current command ivd are calculated by the above equations (6) and (7). The three-phase AC coordinate converter 6 outputs the U-phase current command iud to the U-phase current controller 8a, and outputs the V-phase current command ivd to the V-phase current controller 8a.
Output to b. When there is a difference between the detected U-phase motor current iu and the above-mentioned U-phase current command iud, the U-phase current controller 8a outputs a signal obtained by multiplying the difference by a predetermined current gain to the U-phase motor voltage command. PWM inverter 9 as Vu
Output to

【0036】一方、V相電流制御器8bでは検出された
V相モータ電流ivとV相電流指令ivdとの間に偏差
がある場合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた信号
をV相モータ電圧指令VvとしてPWMインバータ9へ
出力する。なお、W相モータ電圧指令Vwは、Vw=−
Vu−Vvの計算式から算出される。PWMインバータ
9において、上記のように形成されたU相モータ電圧指
令Vu、V相モータ電圧指令Vv、及びW相モータ電圧
指令Vwに応じた電圧がPWMインバータ9を構成する
ブリッジ回路の各相に印加される。このようにブリッジ
回路の各相に電圧が印加されると、ACサーボモータ1
の回転子巻線に電流が流れ、ACサーボモータ1の回転
子は所定角度だけ回転する。ACサーボモータ1の回転
子が装置外部から与えられる位置指令θmdの位置に到
達し、回転速度ωはゼロになる。このとき、位置制御器
4と速度制御器5の出力がゼロとなり、すなわち直流電
流指令(トルク指令)iqがゼロになり、ACサーボモ
ータ1は停止し、位置決め動作は完了する。
On the other hand, if there is a deviation between the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command ivd, the V-phase current controller 8b outputs a signal obtained by multiplying the deviation by a predetermined current gain. It outputs to the PWM inverter 9 as the motor voltage command Vv. Note that the W-phase motor voltage command Vw is Vw = −
It is calculated from the formula of Vu-Vv. In the PWM inverter 9, voltages corresponding to the U-phase motor voltage command Vu, the V-phase motor voltage command Vv, and the W-phase motor voltage command Vw formed as described above are applied to each phase of the bridge circuit configuring the PWM inverter 9. Applied. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit in this manner, the AC servomotor 1
Current flows through the rotor winding of the AC servo motor 1, and the rotor of the AC servomotor 1 rotates by a predetermined angle. The rotor of the AC servomotor 1 reaches the position indicated by the position command θmd given from outside the device, and the rotation speed ω becomes zero. At this time, the outputs of the position controller 4 and the speed controller 5 become zero, that is, the DC current command (torque command) iq becomes zero, the AC servomotor 1 stops, and the positioning operation is completed.

【0037】以上のように、実施例2のACサーボモー
タ制御装置は、三角関数値発生器7に入力される電流位
相角θepと、3相交流座標変換器に入力される直流電
流指令(トルク指令)iqpを切換えることにより、A
Cサーボモータの動作時と停止時で回転子巻線に流す電
流の電流位相角が切換わり、停止時の応答特性がフィー
ドバック特性に依存せず、ACサーボモータの回転子と
固定子の電気的吸引力によりACサーボモータの回転子
は所望の位置に停止し、かつACサーボモータに鉛直方
向負荷などの定常負荷がかかる場合にもモータ停止保持
が可能となる。
As described above, the AC servomotor control device according to the second embodiment includes the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 and the DC current command (torque) input to the three-phase AC coordinate converter. Command) by switching iqp, A
The current phase angle of the current flowing through the rotor winding is switched between when the C servo motor is operating and when the motor is stopped, and the response characteristic when the motor is stopped does not depend on the feedback characteristics. The rotor of the AC servomotor is stopped at a desired position by the suction force, and the motor can be stopped even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ACサ
ーボモータ動作時と停止時において、回転子巻線に流す
電流位相角が切り換わるよう構成されているため、停止
時の応答特性がフィードバック特性に依存せず、ACサ
ーボモータの回転子と固定子の電気的吸引力によりAC
サーボモータの回転子を所望の位置に停止させることが
でき、ACサーボモータの駆動制御において高速応答性
及び高い位置精度を実現することができるとともに、ハ
ンチング防止と停止するまでの応答特性の改善を図るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the phase characteristic of the current flowing through the rotor winding is switched between when the AC servomotor is operating and when it is stopped. Does not depend on the feedback characteristics, but is driven by the electric attraction of the rotor and stator of the AC servomotor.
The rotor of the servomotor can be stopped at a desired position, high-speed response and high positional accuracy can be achieved in the drive control of the AC servomotor, and hunting is prevented and the response characteristics before stopping are improved. Can be planned.

【0039】また、本発明によれば、ACサーボモータ
動作時と停止時において回転子巻線に流す電流の位相角
と、ACサーボモータに流れる直流電流の指令値(トル
ク指令値)とを切り換わるよう構成されているため、停
止時の応答特性がフィードバック特性に依存せず、AC
サーボモータの回転子と固定子の電気的吸引力によりA
Cサーボモータの回転子を所望の位置に停止させること
ができる。また、本発明によれば、ACサーボモータに
鉛直方向負荷などの定常負荷がかかる場合にもモータ停
止保持が可能となるため、モータ停止制御の高速応答性
及び高い位置精度が実現でき、ハンチング防止と停止す
るまでの応答特性の改善を実現することができる。さら
に、本発明よれば、ACサーボモータに鉛直方向負荷な
どの定常負荷がかかる場合にも定常負荷のモータトルク
換算値を指令値に設定できる構成であるため、モータ停
止保持力が必要最低限となり、モータ発熱の大幅な低減
を図ることができる。
According to the present invention, the phase angle of the current flowing through the rotor winding and the command value (torque command value) of the DC current flowing through the AC servomotor are switched between when the AC servomotor is operating and when it is stopped. The response characteristic at the time of stop does not depend on the feedback characteristic,
A due to the electric attraction of the rotor and stator of the servomotor
The rotor of the C servomotor can be stopped at a desired position. Further, according to the present invention, even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor, the motor can be stopped and held, so that high-speed response and high positional accuracy of the motor stop control can be realized, and hunting can be prevented. And improvement of the response characteristics up to the stop can be realized. Furthermore, according to the present invention, even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor, the motor torque conversion value of the steady load can be set to the command value. Thus, the heat generation of the motor can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である実施例1のACサ
ーボモータ制御装置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an AC servomotor control device according to a first embodiment, which is one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の電流位相角の切え換え時期
を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing a switching timing of a current phase angle according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態である実施例2のACサ
ーボモータ制御装置を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an AC servo motor control device according to a second embodiment which is an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2における電流位相角、直流電
流指令(トルク指令)の切換え時期を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing a switching timing of a current phase angle and a DC current command (torque command) in Embodiment 2 of the present invention.

【図5】従来のACサーボモータ制御装置を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional AC servomotor control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ACサーボモータ 2 エンコーダ 3 位置・速度検出器 4 位置制御器 5 速度制御器 6 3相交流座標変換器 7 三角関数値発生器 8a U相電流制御器 8b V相電流制御器 9 PWMインバータ 10 電流位相角切換手段 11 切換スイッチ 12 スイッチ切換信号発生部 13 電流位相角格納部 Reference Signs List 1 AC servo motor 2 Encoder 3 Position / speed detector 4 Position controller 5 Speed controller 6 3-phase AC coordinate converter 7 Trigonometric function value generator 8a U-phase current controller 8b V-phase current controller 9 PWM inverter 10 Current Phase angle switching means 11 changeover switch 12 switch changeover signal generator 13 current phase angle storage

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの回転角及び回転速度を検出し、
位置信号及び速度信号を形成する位置・速度検出器、 前記位置・速度検出器からの位置信号と前記モータの位
置指令信号との位置偏差が入力され、モータ速度指令信
号を出力する位置制御器、 前記位置・速度検出器からの速度信号と前記位置制御器
からモータ速度指令信号との速度偏差が入力され、直流
電流指令信号を出力する速度制御器、 前記位置・速度検出器からの第1の電流位相角信号と前
記第1の電流位相角信号に90度を加えた力率=0の第
2の電流位相角信号とを切り換え、前記モータの動作開
始以降はじめて位置偏差が零になったとき、第2の電流
位相角信号を出力する電流位相角切換手段、 前記電流位相角切換手段から出力される第1の電流位相
角信号又は第2の電流位相角信号を三角関数値信号に変
換する三角関数値発生器、 前記速度制御器から出力された直流電流指令が入力さ
れ、前記三角関数値発生器から出力された三角関数値信
号が入力される3相交流座標変換器、 前記3相交流座標変換器からの出力された各相の電流指
令値信号により各相の電機子電流を制御する電流制御
器、およびパルス幅を変調して前記モータを駆動するP
WMインバータ、を具備することを特徴とするACサー
ボモータ制御装置。
1. Detecting a rotation angle and a rotation speed of a motor,
A position / speed detector that forms a position signal and a speed signal, a position controller that receives a position deviation between the position signal from the position / speed detector and the position command signal of the motor, and outputs a motor speed command signal; A speed controller that receives a speed deviation between a speed signal from the position / speed detector and a motor speed command signal from the position controller and outputs a DC current command signal; a first speed controller from the position / speed detector Switching between a current phase angle signal and a second current phase angle signal having a power factor of 0 obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal, and when the position deviation becomes zero for the first time since the operation of the motor is started; Current phase angle switching means for outputting a second current phase angle signal, and converting the first current phase angle signal or the second current phase angle signal output from the current phase angle switching means into a trigonometric function value signal. Trigonometric function value A three-phase AC coordinate converter to which a DC current command output from the speed controller is input and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator is input; And a current controller for controlling the armature current of each phase by the current command value signal of each phase output from the controller and driving the motor by modulating the pulse width.
An AC servomotor control device comprising a WM inverter.
【請求項2】 前記電流位相角切換手段が、モータの動
作開始以降はじめて位置偏差が零になったとき、スイッ
チ切換信号を出力するスイッチ切換信号発生部と、 前記スイッチ切換信号により、力率=1の第1の電流位
相角信号を格納する電流位相角格納部と、 前記スイッチ切換信号により、前記電流位相角格納部に
格納された前記第1の電流位相角信号に90度を加えた
力率=0の第2の電流位相角信号を前記三角関数値発生
器へ出力するよう切り換える第1の切換スイッチとを有
する請求項1記載のACサーボモータ制御装置。
2. A switch switching signal generating section for outputting a switch switching signal when the position deviation becomes zero for the first time after the start of operation of the motor, the current phase angle switching means comprising: a power factor = A current phase angle storage unit for storing the first current phase angle signal; a force obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal stored in the current phase angle storage unit by the switch switching signal 2. The AC servomotor control device according to claim 1, further comprising: a first switch for switching to output a second current phase angle signal having a rate of 0 to the trigonometric function value generator.
【請求項3】 前記速度制御器から出力された直流電流
指令と、モータに接続された機構の定常負荷のモータ換
算トルク値信号とをスイッチ切換信号発生部のスイッチ
切換信号により切り換えて、3相交流座標変換器へ出力
する第2のスイッチを有する直流電流指令値切換手段を
備える請求項2記載のACサーボモータ制御装置。
3. A three-phase DC current command output from the speed controller and a motor converted torque value signal of a steady load of a mechanism connected to a motor are switched by a switch switching signal of a switch switching signal generator. 3. The AC servomotor control device according to claim 2, further comprising a DC current command value switching means having a second switch for outputting to the AC coordinate converter.
【請求項4】 位置・速度検出器がモータの回転角及び
回転速度を検出し、位置信号及び速度信号を形成する工
程、 位置制御器に前記位置・速度検出器からの位置信号と前
記モータの位置指令信号との位置偏差が入力され、モー
タ速度指令信号を速度制御器へ出力する工程、 前記位置・速度検出器からの速度信号と前記位置制御器
からモータ速度指令信号との速度偏差が入力され、直流
電流指令信号を3相交流座標変換器へ出力する工程、 電流位相角切換手段が前記位置・速度検出器からの第1
の電流位相角信号と前記第1の電流位相角信号に90度
を加えた力率=0の第2の電流位相角信号とを切り換え
て出力し、前記モータの動作開始以降はじめて位置偏差
が零になったとき、第2の電流位相角信号を出力する工
程、 三角関数値発生器が前記電流位相角切換手段から出力さ
れる第1の電流位相角信号又は第2の電流位相角信号を
三角関数値信号に変換する工程、 3相交流座標変換器に前記速度制御器から出力された直
流電流指令と、前記三角関数値発生器から出力された三
角関数値信号たが入力され、各相の電機子電流を制御す
る工程、およびPWMインバータによりパルス幅を変調
して前記モータを駆動する工程、を有することを特徴と
するACサーボモータ制御方法。
4. A step of detecting a rotation angle and a rotation speed of a motor by a position / speed detector to form a position signal and a speed signal. A position controller and a position signal from the position / speed detector and the motor A position deviation from a position command signal is input, and a motor speed command signal is output to a speed controller.A speed deviation between a speed signal from the position / speed detector and a motor speed command signal from the position controller is input. Outputting a DC current command signal to the three-phase AC coordinate converter, wherein the current phase angle switching means outputs the first current from the position / speed detector.
And a second current phase angle signal having a power factor of 0 obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal, and outputs the same. And outputting a second current phase angle signal when the first current phase angle signal is output from the current phase angle switching means. Converting into a function value signal; a DC current command output from the speed controller and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator are input to a three-phase AC coordinate converter; An AC servomotor control method, comprising: controlling an armature current; and driving the motor by modulating a pulse width by a PWM inverter.
【請求項5】 モータの動作開始以降はじめて位置偏差
が零になったとき、スイッチ切換信号を出力し、 前記スイッチ切換信号により、電流位相角格納部に格納
された第1の電流位相角信号に90度を加えた力率=0
の第2の電流位相角信号を前記三角関数値発生器へ出力
するよう切り換える工程を有する請求項4記載のACサ
ーボモータ制御方法。
5. When the position deviation becomes zero for the first time after the start of operation of the motor, a switch switching signal is output, and the first current phase angle signal stored in the current phase angle storage section is output by the switch switching signal. Power factor with 90 degrees added = 0
5. The method of controlling an AC servo motor according to claim 4, further comprising the step of switching the second current phase angle signal to be output to the trigonometric function value generator.
【請求項6】 速度制御器から出力された直流電流指令
と、モータに接続された機構の定常負荷のモータ換算ト
ルク値信号とをスイッチ切換信号発生部のスイッチ切換
信号により切り換えて、3相交流座標変換器へ出力する
工程を有する請求項5記載のACサーボモータ制御方
法。
6. A three-phase alternating current system in which a DC current command output from a speed controller and a motor-converted torque value signal of a steady load of a mechanism connected to a motor are switched by a switch switching signal of a switch switching signal generator. 6. The method of controlling an AC servomotor according to claim 5, further comprising a step of outputting to a coordinate converter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008089591A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-31 Shenzhen Tech-Innovation International A control system for a brushless dc motor and a control method thereof
DE112009000680T5 (en) 2008-03-28 2011-02-10 Thk Co., Ltd. Servo motor position control device

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