JPH11341872A - Method for starting sensorless synchronous servomotor and controller thereof - Google Patents

Method for starting sensorless synchronous servomotor and controller thereof

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Publication number
JPH11341872A
JPH11341872A JP10147191A JP14719198A JPH11341872A JP H11341872 A JPH11341872 A JP H11341872A JP 10147191 A JP10147191 A JP 10147191A JP 14719198 A JP14719198 A JP 14719198A JP H11341872 A JPH11341872 A JP H11341872A
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JP
Japan
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rotor
magnetic field
fixed
stator coil
fixed magnetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP10147191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiyuki Minami
章行 皆見
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11341872A publication Critical patent/JPH11341872A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a starting method of sensorless synchronous servomotor which assures reliable start of operation with a low level current. SOLUTION: This starting method is applied to the starting method, in which after a rotor 3 is fixed to the predetermined rotation starting position P with a fixed magnetic field, the rotor 3 is rotated. Before the rotor 3 is fixed to the normal rotation starting position P, the fixed magnetic field in the direction different from the fixed magnetic field is generated, and the rotor 3 is once fixed to a position Q which is different from the normal rotation starting position P. Thereafter, the fixed magnetic field of a stator coil 2 is switched to fix the rotor 3 to the normal rotation starting position P.

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】この発明は、各種の機器に用
いられるセンサレス同期サーボモータの起動方法および
制御装置に関し、例えば小型のモータや、小物精密品加
工用の研削盤の砥石形状形成工具の駆動用モータ等の制
御に適した起動方法および起動制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a control device for starting a sensorless synchronous servomotor used for various devices, for example, for driving a small motor or a grindstone forming tool of a grinding machine for processing small precision products. The present invention relates to an activation method and an activation control device suitable for controlling a motor for use in a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】サーボモ
ータを小型化する場合、軸回転位置のセンサを使用しな
いサーボモータとすることで、さらに小型化が図れる。
速度制御は、モータの逆起電力から検出した回転速度を
元に行うことで、クローズドループ制御も可能である。
センサレスサーボモータは、原点位置が不明であるた
め、起動時にロータの磁極位置(又は位相角度)を所定
の回転開始位置に固定する必要がある。このため、回転
前に、図5(A)に示すように、ステータコイル52に
固定磁界を掛けている。同図(B)のように、ロータ5
3が正規の回転開始位置になかった場合でも、固定磁界
を掛けることにより、同図(A)のようにロータ53は
回転開始位置まで回転させられ、ここで固定される。
2. Description of the Related Art In the case of miniaturizing a servomotor, a further miniaturization can be achieved by using a servomotor that does not use a sensor of a shaft rotation position.
Closed loop control is also possible by performing the speed control based on the rotational speed detected from the back electromotive force of the motor.
Since the sensorless servomotor has an unknown origin position, it is necessary to fix the magnetic pole position (or phase angle) of the rotor at a predetermined rotation start position at the time of startup. Therefore, before the rotation, a fixed magnetic field is applied to the stator coil 52 as shown in FIG. As shown in FIG.
Even when 3 is not at the normal rotation start position, by applying a fixed magnetic field, the rotor 53 is rotated to the rotation start position as shown in FIG.

【0003】しかし、停止時のロータ53の回転位置に
よっては、固定磁界を掛けても、トルクが全く発生しな
かったり、また発生トルクがロータ回転開始時の静摩擦
抵抗よりも小さい場合があり、確実にロータ53を回転
開始位置に固定することができない。すなわち、同図
(C)に交差斜線で角度範囲αを示すように、ロータ5
3の磁極が回転開始位置と180°反対の位置、あるい
はその近傍位置にある場合は、ロータ53とステータコ
イル52の同極が対応するため、トルク零、トルク不足
が発生し、ロータ53は回転できない。モータ軸の摩擦
抵抗が大きい場合や、モータの起動トルクが小さい程、
この起動不具合の生じる角度範囲αが大きい。このよう
になった場合、ステータコイル52の磁界の回転が開始
されても、ロータ53の挙動は不安定で、多くの場合、
脱調を引き起こす。
However, depending on the rotational position of the rotor 53 at the time of stop, even when a fixed magnetic field is applied, no torque may be generated or the generated torque may be smaller than the static friction resistance at the start of rotor rotation. Cannot fix the rotor 53 at the rotation start position. That is, as shown in FIG.
In the case where the magnetic pole No. 3 is at a position 180 ° opposite to the rotation start position or in the vicinity thereof, the rotor 53 and the stator coil 52 have the same polarity, so that torque zero and torque shortage occur, and the rotor 53 rotates. Can not. If the frictional resistance of the motor shaft is large or the starting torque of the motor is small,
The angle range α in which the start-up failure occurs is large. In such a case, even when the rotation of the magnetic field of the stator coil 52 starts, the behavior of the rotor 53 is unstable, and in many cases,
Causes loss of synchrony.

【0004】従来は、この解決策として、トルク零の範
囲ができるだけ狭くなるように、固定磁界を発生させる
電流を、定格電流の10倍以上流すか、モータ極数を増
やすか、または軸受の予圧を下げる方法を採ったり、モ
ータの起動を失敗した場合に再度起動を繰り返す等の手
法が採られている。しかし、これらの方法は、モータ寿
命や、モータの小型化、回転精度、あるいはモータの確
実な制御の面などで好ましくない。例えば、ミニアチュ
ア軸受の軌道輪を研削する研削盤では、装置の小型化の
ために砥石形状形成工具の回転駆動にセンサレス同期サ
ーボモータを採用することが試みられている。しかし、
高精度加工を実現するためには砥石形状形成工具の駆動
用モータを精度良く安定して起動させることが必要であ
り、また砥石形状形成工具を支持する軸受は予圧を十分
に掛けて支持剛性を高める必要があり、適切なモータ起
動方法がないことが、センサレス同期サーボモータの使
用実現の妨げ要因となっている。
Conventionally, as a solution to this problem, a current for generating a fixed magnetic field is supplied at least 10 times the rated current, the number of motor poles is increased, or a preload of the bearing is reduced so that the range of zero torque is as narrow as possible. , Or when the start of the motor fails, the start is repeated again. However, these methods are not preferable in terms of motor life, miniaturization of the motor, rotation accuracy, and reliable control of the motor. For example, in a grinding machine that grinds a raceway of a miniature bearing, attempts have been made to employ a sensorless synchronous servomotor for rotationally driving a grindstone forming tool in order to reduce the size of the apparatus. But,
In order to realize high-precision machining, it is necessary to start the drive motor of the grinding wheel shape forming tool accurately and stably, and the bearing that supports the grinding wheel shape forming tool is sufficiently preloaded to increase the support rigidity. The need to increase the motor speed, and the lack of an appropriate motor start-up method, has hindered the realization of the use of a sensorless synchronous servomotor.

【0005】この発明の目的は、センサレス同期サーボ
モータを、確実にかつ低電流で起動させることができる
起動方法および制御装置を提供することである。この発
明の他の目的は、砥石形状形成工具駆動用モータに、セ
ンサレス同期サーボモータを使用した場合に、軸受の予
圧を低下させることなく、確実にかつ低電流で起動させ
ることができるようにし、センサレス同期サーボモータ
の採用による研削盤の砥石形状形成装置の小型化、およ
び精密加工を実現可能とすることである。
An object of the present invention is to provide a starting method and a control device that can start a sensorless synchronous servomotor reliably and with a low current. Another object of the present invention is to use a sensorless synchronous servomotor for a grindstone forming tool driving motor, without lowering the preload of the bearing, so that it can be started reliably and at a low current, It is an object of the present invention to reduce the size of a grinding wheel shape forming device of a grinding machine by employing a sensorless synchronous servomotor and to realize precision machining.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明のセンサレス同
期サーボモータの起動方法は、ステータコイルに固定磁
界を発生させてロータを所定の回転開始位置に固定した
後、前記ステータコイルに回転磁界を発生させてロータ
を回転させる起動方法において、ロータを前記回転開始
位置に固定する前に、前記ステータコイルに前記固定磁
界と異なる方向の固定磁界を発生させて前記ロータを前
記回転開始位置と異なる位置に一旦固定し、この後、ロ
ータが前記回転開始位置に固定されるようにステータコ
イルの固定磁界を切り換える方法である。この方法によ
ると、1回目にロータ位置を正規の回転開始位置と異な
る位置で固定することにより、ロータは1回目の所定位
置に移動し、停止する。ロータが1回目の所定位置と1
80度反対側にあった場合、つまり1回目の所定位置に
対してトルク零またはトルク不足となる位置にあった場
合は、その位置のままで動かずに停止を維持する。この
ため、次に正規の回転開始位置に固定磁界を掛けて固定
する際に、ロータは確実にトルク零やトルク不足の位置
を避けることができ、確実で安定した起動動作が得られ
る。また、この時の磁界固定電流は、ロータ回転時の静
止摩擦抵抗以上のトルクを発生させる電流で良く、飛躍
的に電流値の低減が図れる。
A method of starting a sensorless synchronous servomotor according to the present invention comprises generating a fixed magnetic field in a stator coil to fix a rotor at a predetermined rotation start position, and then generating a rotating magnetic field in the stator coil. In the start-up method of rotating the rotor by rotating the rotor at the rotation start position, a fixed magnetic field in a direction different from the fixed magnetic field is generated in the stator coil before the rotor is fixed at the rotation start position, and the rotor is moved to a position different from the rotation start position. This is a method in which the magnetic field is fixed once, and then the fixed magnetic field of the stator coil is switched so that the rotor is fixed at the rotation start position. According to this method, by fixing the rotor position at a position different from the normal rotation start position for the first time, the rotor moves to the first predetermined position and stops. Rotor is in the first predetermined position and 1
If it is on the opposite side by 80 degrees, that is, if it is at a position where the torque becomes zero or insufficient with respect to the first predetermined position, the stop is maintained without moving at that position. For this reason, when the fixed magnetic field is applied to the next normal rotation start position to fix the rotor, the rotor can reliably avoid the position where the torque is zero or the torque is insufficient, and a reliable and stable starting operation can be obtained. Further, the magnetic field fixed current at this time may be a current that generates a torque greater than the static friction resistance when the rotor rotates, and the current value can be dramatically reduced.

【0007】この発明のセンサレス同期サーボモータの
起動制御装置は、ステータコイルに固定磁界を発生させ
る電圧の印加の後、回転磁界を発生させる電圧を印加す
る電源手段と、この電源手段とステータコイルとの間に
設けられこれら電源手段とステータコイルの相の接続状
態を切替えて固定磁界の発生方向を切り替える切替回路
とを備えたものである。この起動制御装置によると、起
動時に、固定磁界を発生させるための電圧を電源手段か
らステータコイルに印加する。これにより、ロータは、
その固定磁界に対応した位置に移動して停止する。ロー
タがこの固定磁界に対応する位置と180°反対側の位
置にあったときは、そのままの位置で停止する。この
後、切替回路で電源手段とステータコイルとの間の相の
切替えを行い、ステータコイルに1回目とは別の方向の
固定磁界を発生させる。これにより、ロータはその切替
え後の固定磁界と対応する位置に固定する。このとき
は、ロータは確実にトルク零やトルク不足の位置を避け
ることができる。したがって、この切替え後の停止位置
を回転開始位置とすることで、確実に回転開始位置に停
止させることができる。この後、電源手段から回転磁界
を発生させる電圧がステータコイルに印加され、ロータ
が回転する。このように、この起動制御装置によると、
ロータを正規の回転開始位置に固定する前に、別の位置
に固定する制御が、電源手段とステータコイルとの間に
設けられた切替回路による相の接続状態の切替えで行わ
れるので、電源手段は、一般に用いられている固定磁界
発生電圧の印加後に回転磁界の発生電圧を印加するもの
が使用できる。
A start-up control device for a sensorless synchronous servomotor according to the present invention comprises: a power supply for applying a voltage for generating a rotating magnetic field after applying a voltage for generating a fixed magnetic field to a stator coil; And a switching circuit for switching the connection state of the phase of the stator coil and switching the direction of generation of the fixed magnetic field. According to this activation control device, at the time of activation, a voltage for generating a fixed magnetic field is applied from the power supply means to the stator coil. This allows the rotor
It moves to a position corresponding to the fixed magnetic field and stops. When the rotor is at a position 180 ° opposite to the position corresponding to the fixed magnetic field, the rotor stops at that position. Thereafter, the switching circuit switches the phase between the power supply means and the stator coil, and generates a fixed magnetic field in a different direction from the first time in the stator coil. Thereby, the rotor is fixed at a position corresponding to the fixed magnetic field after the switching. At this time, the rotor can surely avoid the position where the torque is zero or the torque is insufficient. Therefore, by setting the stop position after the switching as the rotation start position, it is possible to reliably stop at the rotation start position. Thereafter, a voltage for generating a rotating magnetic field is applied to the stator coil from the power supply means, and the rotor rotates. Thus, according to this activation control device,
Before fixing the rotor to the normal rotation start position, control for fixing the rotor to another position is performed by switching the phase connection state by a switching circuit provided between the power supply means and the stator coil. As the device, a device which applies a generally used fixed magnetic field generation voltage and then applies a rotating magnetic field generation voltage can be used.

【0008】この発明方法において、サーボモータは、
研削盤の砥石形状形成工具を回転駆動する駆動源であっ
て良い。このように砥石形状形成工具の駆動源にこの起
動方法を採用することにより、精度良く砥石形状の形成
が行え、高精度の研削加工が行える。この発明装置にお
いても、サーボモータは、研削盤の砥石形状形成工具を
回転駆動する駆動源であっても良い。このように研削盤
の砥石形状形成工具の駆動源にこの起動装置を採用する
ことにより、精度良く砥石形状の形成が行え、高精度の
研削加工が行える。
In the method of the present invention, the servomotor is
It may be a driving source that rotationally drives a grinding wheel shape forming tool of the grinding machine. By adopting this starting method as the driving source of the grinding wheel shape forming tool in this way, the grinding wheel shape can be formed with high accuracy, and high precision grinding can be performed. Also in the apparatus of the present invention, the servomotor may be a drive source for rotationally driving the grindstone forming tool of the grinding machine. By employing this starting device as the drive source of the grinding wheel shape forming tool of the grinding machine, the grinding wheel shape can be formed with high accuracy, and high precision grinding can be performed.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1と共
に説明する。この実施形態の起動方法は、センサレス同
期サーボモータ1が、ステータコイル2として、互いに
円周方向に等配されたU相コイルu1,u2と、V相コ
イルv1,v2と、W相コイルw1,w2との3組のコ
イルを有し、ロータ3が2極の永久磁石である場合の例
である。ステータコイル2の結線方式はスター結線とし
てある。この起動方法は、その前提として、ステータコ
イル2に固定磁界を発生させてロータ3を正規の回転開
始位置Pに固定した後、ステータコイル2に回転磁界を
発生させてロータ3を回転させる起動方法とする。回転
開始時のステータ磁界は、ここではU相コイルu1の位
置がS極、U相コイルu2の位置がN極となる磁界とす
る。これらU相コイルu1,u2にロータ3のN極,S
極がそれぞれ対応する位置が、ロータ3の正規の回転開
始位置Pであるとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the starting method of this embodiment, the sensorless synchronous servomotor 1 includes, as the stator coil 2, U-phase coils u1, u2, V-phase coils v1, v2, and W-phase coils w1, This is an example in the case where the rotor 3 is a two-pole permanent magnet having three sets of coils w2. The connection method of the stator coil 2 is a star connection. This starting method is based on the premise that a fixed magnetic field is generated in the stator coil 2 to fix the rotor 3 at the normal rotation start position P, and then a rotating magnetic field is generated in the stator coil 2 to rotate the rotor 3. And Here, the stator magnetic field at the start of rotation is a magnetic field in which the position of U-phase coil u1 is the S pole and the position of U-phase coil u2 is the N pole. These U-phase coils u1 and u2 have N pole and S
It is assumed that the position corresponding to each pole is the normal rotation start position P of the rotor 3.

【0010】この起動方法では、1回目にロータ3の位
置を、正規の回転開始位置Pと異なる位置Qで一旦固定
する。すなわち、ステータコイル2に回転開始時の固定
磁界と異なる方向の固定磁界を発生させる。この1回目
の固定位置Qは、回転開始位置Pでトルク零またはトル
ク不足となる範囲α、およびその180°反対側の範囲
を除く角度範囲内であれば良く、図1(A)の例では角
度範囲θ1,θ2の範囲内の位置である。ここでは、同
図(B)示すように、v相コイルv1,v2にロータ3
のS極,N極がそれぞれ対応する位置を1回目の固定位
置Qとする。このように、1回目の固定位置Qとなる方
向にステータコイル2の固定磁界を発生させると、任意
の方向となっていたロータ3は、1回目の固定位置Qに
移動して停止する。ロータ3が、同図(C)に示すよう
に、1回目の固定位置Qに対してトルク零またはトルク
不足の範囲βにあった場合は、ロータ3は回転できず、
そのままの位置を維持する。
In this starting method, the position of the rotor 3 is temporarily fixed at a position Q different from the normal rotation start position P for the first time. That is, a fixed magnetic field in a direction different from the fixed magnetic field at the start of rotation is generated in the stator coil 2. The first fixed position Q may be within the angular range excluding the range α where the torque becomes zero or insufficient at the rotation start position P and the range 180 ° opposite to the range α. In the example of FIG. This is a position within the range of the angle ranges θ1 and θ2. Here, as shown in FIG. 3B, the rotor 3 is connected to the v-phase coils v1 and v2.
The position where the S pole and the N pole correspond to the first fixed position Q, respectively. As described above, when the fixed magnetic field of the stator coil 2 is generated in the direction to be the first fixed position Q, the rotor 3 in the arbitrary direction moves to the first fixed position Q and stops. When the rotor 3 is located in the range of zero torque or insufficient torque β with respect to the first fixed position Q, as shown in FIG.
Maintain the same position.

【0011】この後、ロータ3が正規の回転開始位置P
に固定されるようにステータコイル2の固定磁界を切替
える。この切替え時、ロータ3は、必ず、1回目の固定
位置Qまたはその180°反対の位置にあるため、確実
にトルク零やトルク不足の位置が避けられ、確実に正規
の回転開始位置Pに移動させて停止させることができる
(図1(D))。この後、ステータコイル2に交流電圧
を印加して回転磁界を発生させ、ロータ3を回転させ
る。
Thereafter, the rotor 3 is moved to the normal rotation start position P.
The fixed magnetic field of the stator coil 2 is switched so as to be fixed to. At the time of this switching, since the rotor 3 is always at the first fixed position Q or at a position 180 ° opposite to the first fixed position Q, the position where the torque is zero or insufficient is reliably avoided, and the rotor 3 is reliably moved to the normal rotation start position P. And stop (FIG. 1D). Thereafter, an alternating voltage is applied to the stator coil 2 to generate a rotating magnetic field, and the rotor 3 is rotated.

【0012】このように、正規の回転開始位置Pに固定
する前に、別の位置Qにロータ3を一旦固定し、その
後、正規の回転開始位置Pに固定するため、ロータ3を
確実に、かつ安定して正規の回転開始位置Pに固定し、
回転を開始させることができる。しかも、この時の磁界
固定電流は、ロータ3の回転開始時の静止摩擦抵抗以上
のトルクを発生させる電流値であれば良く、飛躍的に起
動時の電流値の低減が図れる。
As described above, before fixing the rotor 3 at the normal rotation start position P, the rotor 3 is once fixed at another position Q, and then fixed at the normal rotation start position P. And stably fixed at the regular rotation start position P,
Rotation can be started. Moreover, the magnetic field fixed current at this time only needs to be a current value that generates a torque greater than the static friction resistance at the start of the rotation of the rotor 3, and the current value at the time of startup can be drastically reduced.

【0013】図2は、このセンサレス同期サーボモータ
の起動制御装置の一例を示す。モータ1の各相のコイル
u1,v1,w1には、電源手段4の各相U,V,Wの
端子が配線5〜7で接続されている。電源手段4は、周
波数および電圧が制御された3相の交流電流を出力する
と共に、モータ1の起動時にステータコイル2に固定磁
界を発生させるための直流電圧を出力する手段である。
前記配線5〜7のうち、2つの相の配線6,7に、電源
手段4とステータコイル2との間で相の接続状態の相互
の切替えを行う切替回路8が設けられている。切替回路
8は、各配線6,7に設けられた分岐配線6a,6b,
7a,7bと、これら分岐配線6a,6bの間、および
分岐配線7a,7bの間で接続状態を切り替えるリレー
CR1,CR2(同図にはリレー接点のみを図示し、リ
レーコイルは図示を省略)とで構成される。これらリレ
ーCR1,CR2は、切替制御手段10の指令で制御さ
れる。切替制御手段10は、所定のモータ起動指令に応
答して、所定期間だけリレーCR1,CR2を所定の時
間だけオン状態(またはオフ状態)とする手段である。
なお、切替制御手段10は、リレーCR1,CR2自体
がその機能を、オン遅延時間やオン状態維持時間等とし
て持つものとしても良い。また、同図の切替回路8にお
いて、リレーCR1,CR2に代えて適宜のスイッチン
グ手段を設けても良い。
FIG. 2 shows an example of a start-up control device for the sensorless synchronous servomotor. The terminals of each phase U, V, W of the power supply means 4 are connected to the coils u1, v1, w1 of each phase of the motor 1 by wires 5-7. The power supply unit 4 is a unit that outputs a three-phase AC current whose frequency and voltage are controlled and outputs a DC voltage for generating a fixed magnetic field in the stator coil 2 when the motor 1 is started.
A switching circuit 8 for switching the connection state of the phases between the power supply means 4 and the stator coil 2 is provided on the wirings 6 and 7 of the two phases among the wirings 5 to 7. The switching circuit 8 includes branch wirings 6a, 6b,
7a, 7b, and relays CR1, CR2 for switching the connection state between the branch wirings 6a, 6b and between the branch wirings 7a, 7b (only the relay contacts are shown in the figure, and the relay coils are not shown). It is composed of These relays CR1 and CR2 are controlled by a command from the switching control means 10. The switching control means 10 is a means for turning on or off the relays CR1 and CR2 for a predetermined time only for a predetermined time in response to a predetermined motor start command.
In the switching control means 10, the relays CR1 and CR2 may have their functions as an ON delay time, an ON state maintaining time, and the like. Further, in the switching circuit 8 shown in the figure, appropriate switching means may be provided instead of the relays CR1 and CR2.

【0014】この起動制御装置の動作を説明する。図2
(A)はリセット時の接続状態、つまり正規の回転開始
時の固定磁界を掛けるときの状態を示し、同図(B)は
リセット前の接続状態を示す。通常、リセット時には、
ステータコイル2のU−V相間およびW−V相間に磁界
固定電圧を掛けている。そこで、一回目の磁界固定時
に、リレーCR1,CR2をオンにし、W−V相を入れ
替えて電圧を掛け、リセット時と異なる位相で固定磁界
を発生させる。次に、リレーCR1,CR2をオフに
し、W−V相を元に戻して電圧を掛け、リセット時の固
定磁界を作り、起動する。
The operation of the activation control device will be described. FIG.
(A) shows a connection state at the time of resetting, that is, a state at the time of applying a fixed magnetic field at the time of normal rotation start, and (B) shows a connection state before resetting. Usually, at reset,
A fixed magnetic field voltage is applied between the U and V phases and between the W and V phases of the stator coil 2. Therefore, when the magnetic field is fixed for the first time, the relays CR1 and CR2 are turned on, the WV phase is switched, a voltage is applied, and a fixed magnetic field is generated with a phase different from that at the time of reset. Next, the relays CR1 and CR2 are turned off, the WV phase is restored, a voltage is applied, a fixed magnetic field at the time of reset is generated, and the relay is activated.

【0015】図3は起動シーケンスを示す。モータの起
動信号(同図(a))がオンになると、これに応答して
リレーCR1,CR2がオンになる(同図(b))。こ
のオン動作から、リレー切替安定時間T1の後、運転モ
ード(同図(c))は一回目のロータ固定モードM1と
なる。ロータ固定モードM1は、所定の位置決め時間T
2だけ続き、オフ遅延時間T3の後、リレーCR1,C
R2がオフになる。この後、リレー切替安定時間T4の
後、運転モードは2回目の位置決め、つまり正規の回転
開始位置Pへ位置決めする正規ロータ固定モードM2と
なる。このロータ固定モードM2は所定のリセット時間
T5だけ続く。この後、モータ回転モードとなる。モー
タ回転モードは、オープンループ制御モードM3の後、
クローズドループ制御モードM4とする。オープンルー
プによるモータ制御は、所定の時間T6(モータ回転数
が逆起電力で正確に検出できる回転数に上がるまで)だ
け行い、この後、クローズドループによるモータ制御モ
ードとする。
FIG. 3 shows a startup sequence. When the motor start signal ((a) in the figure) is turned on, the relays CR1 and CR2 are turned on in response to this ((b) in the figure). After the relay operation stabilization time T1 from the ON operation, the operation mode (FIG. 10C) becomes the first rotor fixed mode M1. The rotor fixed mode M1 has a predetermined positioning time T
After the OFF delay time T3, the relays CR1, C
R2 turns off. Thereafter, after the relay switching stabilization time T4, the operation mode is the second rotor positioning mode, that is, the normal rotor fixed mode M2 in which the positioning is performed to the normal rotation start position P. This rotor fixed mode M2 lasts for a predetermined reset time T5. Thereafter, the mode is the motor rotation mode. After the open loop control mode M3, the motor rotation mode
The closed loop control mode is set to M4. The motor control by the open loop is performed only for a predetermined time T6 (until the motor rotation speed rises to a rotation speed that can be accurately detected by the back electromotive force), and thereafter, the motor control mode by the closed loop is set.

【0016】図4は、この起動制御方式のセンサレス同
期サーボモータを備えた砥石形状形成装置のヘッド部を
示す。この砥石形状形成装置20は、転がり軸受の軌道
輪を研削する研削盤に備えられて、回転駆動される研削
砥石21(同図(B))をダイヤモンドディスクからな
る砥石形状形成工具22で形状形成ないしドレスするも
のである。この砥石形状形成装置20は、砥石形状形成
工具22を取付けた主軸23に、モータ24のロータ3
を設けたビルトインモータ型のものである。主軸23
は、砥石形状形成工具22の取付端が大径となった段付
き軸状のものであり、その大径部23aと、通常径の後
端部とで、アンギュラ玉軸受等の軸受26,27によ
り、スピンドルケース28内に回転自在に設置されてい
る。スピンドルケース25は、アリ状の被案内部28a
を介して研削盤のフレーム(図示せず)に設置される。
モータ24は、スピンドルケース28内に設置されたス
テータコイル2と、主軸23の外周に設けられた永久磁
石からなるロータ3とを備え、図1に示すモータ1と同
じ構成のものとされている。モータ24の起動制御装置
には、図2と共に説明したものが用いられる。
FIG. 4 shows a head portion of a grinding wheel shape forming apparatus provided with the sensorless synchronous servomotor of the starting control system. The grinding wheel shape forming apparatus 20 is provided in a grinding machine for grinding a bearing ring of a rolling bearing, and forms a rotating grinding wheel 21 (FIG. 2B) with a grinding wheel shape forming tool 22 made of a diamond disk. Or to dress. The grindstone shape forming apparatus 20 includes a main shaft 23 on which a grindstone shape forming tool 22 is mounted and a rotor 3 of a motor 24.
Is a built-in motor type. Spindle 23
Is a stepped shaft having a large diameter at the mounting end of the grindstone forming tool 22. The large diameter portion 23a and the rear end of the normal diameter have bearings 26 and 27 such as angular ball bearings. Accordingly, the motor is rotatably installed in the spindle case 28. The spindle case 25 includes a dovetailed guided portion 28a.
And is installed on a frame (not shown) of the grinding machine.
The motor 24 includes a stator coil 2 installed in a spindle case 28 and a rotor 3 made of a permanent magnet provided on the outer periphery of the main shaft 23, and has the same configuration as the motor 1 shown in FIG. . As the activation control device for the motor 24, the one described with reference to FIG. 2 is used.

【0017】このように砥石形状形成工具22の駆動源
となるモータ24にこの発明の起動方法を採用すること
により、砥石形状形成工具22を支持する軸受26,2
7の予圧を十分に与えても、脱調等を生じることなく、
確実にかつ低電流で起動させることができる。そのため
精度良く砥石形状の形成ないしドレスが行え、高精度の
研削加工が行える。
By employing the starting method of the present invention for the motor 24 serving as a driving source of the grinding wheel shape forming tool 22, the bearings 26 and 2 for supporting the grinding wheel shape forming tool 22 are provided.
Even if the preload of 7 is given enough, there is no step-out etc.
It can be started reliably and with low current. Therefore, it is possible to form or dress the grinding stone shape with high accuracy, and to perform high-precision grinding.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明のセンサレス同期サーボモータ
の起動方法および装置は、ロータを正規の回転開始位置
に固定する前に、ロータを正規の回転開始位置と異なる
位置に一旦固定し、この後、ロータを正規の回転開始位
置に固定し、回転磁界を発生させるため、確実にかつ低
電流で起動させることができる。また、この起動制御装
置は、起動時に固定磁界を発生させてロータを固定する
ときに、切替回路で電源手段とステータコイル間の相を
切替えることで、ロータを正規の回転開始位置と異なる
位置に一旦固定した後、ロータを正規の回転開始位置に
固定する制御を行うものとしたため、簡単な構成で起動
時のロータ固定位置に変更が行える。
According to the method and apparatus for starting the sensorless synchronous servomotor of the present invention, before fixing the rotor to the normal rotation start position, the rotor is temporarily fixed to a position different from the normal rotation start position, and thereafter, Since the rotor is fixed at the normal rotation start position and a rotating magnetic field is generated, the rotor can be started reliably and with a low current. In addition, when the starting control device generates a fixed magnetic field at the time of starting and fixes the rotor, the switching circuit switches the phase between the power supply means and the stator coil, thereby moving the rotor to a position different from the normal rotation start position. Once the rotor is fixed, control is performed to fix the rotor at the normal rotation start position, so that the rotor can be changed to a fixed rotor position at startup with a simple configuration.

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

【図1】(A)はこの発明の一実施形態にかかる起動方
法を適用するサーボモータの概念構造の正面図、(B)
〜(D)はその起動過程の説明図である。
FIG. 1A is a front view of a conceptual structure of a servomotor to which a starting method according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG.
(D) are explanatory diagrams of the activation process.

【図2】(A)はこの発明の一実施形態にかかるセンサ
レス同期サーボモータの起動制御装置のリセット時の回
路切替え状態を示す回路図、(B)はそのリセット前の
回路切替え状態を示す回路図である。
FIG. 2A is a circuit diagram showing a circuit switching state at the time of reset of a start-up control device of a sensorless synchronous servomotor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a circuit showing a circuit switching state before the reset. FIG.

【図3】同起動制御装置の動作シーケンスを示すタイミ
ングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation sequence of the activation control device.

【図4】(A)は同起動方法および起動制御装置を駆動
源に適用する砥石形状形成装置の破断側面図、(B)は
その平面図である。
FIG. 4A is a cutaway side view of a grindstone shape forming apparatus in which the starting method and the starting control device are applied to a drive source, and FIG. 4B is a plan view thereof.

【図5】従来のセンサレス同期サーボモータの起動方法
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of starting a conventional sensorless synchronous servomotor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…モータ 2…ステータコイル 3…ロータ 4…電源手段 8…切替回路 22…砥石形状形成工具 P…正規の回転開始位置 Q…1回目のロータ停止位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor 2 ... Stator coil 3 ... Rotor 4 ... Power supply means 8 ... Switching circuit 22 ... Grindstone shape forming tool P ... Regular rotation start position Q ... 1st rotor stop position

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステータコイルに固定磁界を発生させて
ロータを所定の回転開始位置に固定した後、前記ステー
タコイルに回転磁界を発生させてロータを回転させるセ
ンサレス同期サーボモータの起動方法において、ロータ
を前記回転開始位置に固定する前に、前記ステータコイ
ルに前記固定磁界と異なる方向の固定磁界を発生させて
前記ロータを前記回転開始位置と異なる位置に一旦固定
し、この後、ロータが前記回転開始位置に固定されるよ
うにステータコイルの固定磁界を切り換えるセンサレス
同期サーボモータの起動方法。
1. A method for starting a sensorless synchronous servomotor, comprising: generating a fixed magnetic field in a stator coil to fix a rotor at a predetermined rotation start position, and then generating a rotating magnetic field in the stator coil to rotate the rotor. Before fixing the rotor at the rotation start position, a fixed magnetic field in a direction different from the fixed magnetic field is generated in the stator coil to temporarily fix the rotor at a position different from the rotation start position. A method of starting a sensorless synchronous servomotor that switches a fixed magnetic field of a stator coil so as to be fixed at a start position.
【請求項2】 ステータコイルに固定磁界を発生させる
電圧の印加の後、回転磁界を発生させる電圧を印加する
電源手段と、この電源手段とステータコイルとの間に設
けられこれら電源手段とステータコイルの相の接続状態
を切替えて固定磁界の発生方向を切り替える切替回路と
を備えたセンサレス同期サーボモータの起動制御装置。
2. A power supply for applying a voltage for generating a rotating magnetic field after applying a voltage for generating a fixed magnetic field to the stator coil, and a power supply provided between the power supply and the stator coil. And a switching circuit for switching the connection state of the two phases to switch the direction of generation of the fixed magnetic field.
【請求項3】 前記サーボモータは、研削盤の砥石形状
形成工具を回転駆動する駆動源である請求項1記載のセ
ンサレス同期サーボモータの起動方法。
3. The method according to claim 1, wherein the servomotor is a drive source that rotationally drives a grindstone forming tool of a grinding machine.
【請求項4】 前記サーボモータは、研削盤の砥石形状
形成工具を回転駆動する駆動源である請求項2記載のセ
ンサレス同期サーボモータの起動制御装置。
4. The start-up control device for a sensorless synchronous servomotor according to claim 2, wherein the servomotor is a drive source that rotationally drives a grindstone forming tool of a grinding machine.
JP10147191A 1998-05-28 1998-05-28 Method for starting sensorless synchronous servomotor and controller thereof Pending JPH11341872A (en)

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