JPH1141983A - Motor controller and changing method of motor control - Google Patents

Motor controller and changing method of motor control

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JPH1141983A
JPH1141983A JP9196993A JP19699397A JPH1141983A JP H1141983 A JPH1141983 A JP H1141983A JP 9196993 A JP9196993 A JP 9196993A JP 19699397 A JP19699397 A JP 19699397A JP H1141983 A JPH1141983 A JP H1141983A
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賢一 関岡
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller with a minimum loss in a stationary state, in which the difference between positive and negative sides of an output voltage from a power amplifier is corrected, and a changing method with a small loss in motor control, even when there is a difference in load constants, a carrier frequency is high, or a power element has poor characteristics. SOLUTION: A motor controller includes a PWM control amplifier 12 for detecting a deviation between a current command and a feed back current Ifb , a comparator 13 for comparing a carrier signal and the PWM control amplifier 12 and generating a pulse width modulation signal, and an analog switch 5 for receiving an input ±Vref and carrying out switching operation on the basis of the output signal of the comparator 13. In the PWM control, a rectangular wave signal, rectified in amplitude from the analog switch 5, is fed as a command signal to a power amplifier 14.

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、電流を調節するパ
ワーアンプを有して電動機を制御する電動機制御装置
と、電動機制御装置での制御の切り換え方法に関し、特
に、少なくともパルス幅変調(PWM:Pulse Width Mo
dulation)制御によって電動機を制御する電動機制御装
置と、電動機制御装置においてリニア増幅制御とPWM
制御とを切り換える電動機制御の切り換え方法とに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device having a power amplifier for controlling a current and controlling a motor, and a method of switching control by the motor control device, and more particularly to at least pulse width modulation (PWM). Pulse Width Mo
motor control device for controlling the motor by dulation) control, and linear amplification control and PWM in the motor control device.
The present invention relates to a motor control switching method for switching between control and motor control.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動機は、通常、指令に応じて電動機の
駆動電流を変化あるいは変調することによって制御され
る。この場合、電流の制御方法として、一般に、パルス
幅変調制御(以下、PWM制御という)とリニア増幅制
御によるものが知られている。PWM制御は、パワーバ
イポーラトランジスタやパワーMOSトランジスタなど
のパワー素子をオン/オフのスイッチングモードで使用
し、オン/オフの動作デューティを変えて電流を調節す
る方法であり、リニア増幅制御はパワー素子をその線形
動作領域で使用して電流を調節する方法である。
2. Description of the Related Art An electric motor is generally controlled by changing or modulating a drive current of the electric motor in accordance with a command. In this case, as a current control method, generally, a method using pulse width modulation control (hereinafter, referred to as PWM control) and a method using linear amplification control are known. The PWM control is a method in which a power element such as a power bipolar transistor or a power MOS transistor is used in an on / off switching mode, and a current is adjusted by changing an on / off operation duty. This is a method of adjusting the current used in the linear operation region.

【0003】しかし、これらの制御方法には、それぞれ
いくつかの欠点がある。PWM制御は、損失が少なくて
高効率であるが、出力電流が小さいときに電流の脈動成
分の割合が大きくなり、また、パワー素子のスイッチン
グ時のむだ時間(デッドタイム、遅れ時間など)によ
り、高精度な電流制御が困難である。一方、リニア増幅
制御は、電流の分解能や線形性などがよくて高い制御性
能を有するが、電力損失が大きく効率が悪い。
However, each of these control methods has some disadvantages. The PWM control has low loss and high efficiency. However, when the output current is small, the ratio of the pulsating component of the current increases, and the dead time (dead time, delay time, etc.) at the time of switching of the power element causes High-precision current control is difficult. On the other hand, linear amplification control has high control performance with good current resolution and linearity, but has a large power loss and is inefficient.

【0004】そこで、これら2つの制御方法を組み合わ
せてそれぞれの特徴を有効に結びることにより、具体的
には、リニア増幅制御とPWM制御とを切り換えて制御
することによって、高効率で高精度、高分解能の電流制
御が可能となる。
[0004] Therefore, by combining these two control methods to effectively combine the respective characteristics, specifically, by switching between the linear amplification control and the PWM control, control is performed with high efficiency and high accuracy. High-resolution current control becomes possible.

【0005】電動機の制御においてリニア増幅制御とP
WM制御とを切り換える切り換え方法として、大電流領
域(高効率領域)と小電流領域(高分解能領域)とを区
分するために予めしきい値を設定し、指令値(電流指令
や推力/トルク指令など)とこのしきい値とを比較した
結果に応じてリニア増幅制御とPWM制御を切り換える
方法がある。
[0005] In the control of the motor, linear amplification control and P
As a switching method for switching between the WM control, a threshold value is set in advance to distinguish between a large current region (high efficiency region) and a small current region (high resolution region), and a command value (current command or thrust / torque command) is set. Etc.) and this threshold value, there is a method of switching between linear amplification control and PWM control in accordance with the result of comparison.

【0006】図6は、従来のこのようにしきい値を設定
してリニア増幅制御とPWM制御を切り換える電動機制
御装置の構成を示すブロック図である。ここでは、電動
機として3相の電動機86が用いられるとする。電動機
86に対する各相の電流指令IUref,IVref,IWref
をデジタル値として生成するマイクロプロセッサ81
と、マイクロプロセッサ81からの電流指令IUref,I
ref,IWrefをデジタル/アナログ変換してそれぞれ
電流指令IU,IV,IWとするD/A変換器部82と、
これら3相の電流指令IU,IV,IWに対応した電流
U,V,Wを電動機86に供給して電動機86を駆動する
パワーアンプ部83とから構成されている。なお、電流
指令に対応した電流を電動機86に供給して電動機86
を駆動する状態を通常動作時あるいはサーボオン時とい
う。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a conventional motor control device which switches between linear amplification control and PWM control by setting a threshold value as described above. Here, it is assumed that a three-phase motor 86 is used as the motor. Current command IU ref , IV ref , IW ref for each phase for motor 86
Microprocessor 81 for generating as a digital value
And the current command IU ref , I from the microprocessor 81
A D / A converter unit 82 that digitally / analog-converts V ref and IW ref into current commands IU, IV, and IW, respectively;
A power amplifier 83 that drives the motor 86 by supplying currents U, V, W corresponding to these three-phase current commands IU, IV, IW to the motor 86. Note that a current corresponding to the current command is supplied to the motor 86 so that the motor 86
Is called normal operation or servo-on.

【0007】パワーアンプ部83には、各相ごとに、電
流指令と電流フィードバック値Ifbとの偏差を検出して
増幅するリニア増幅制御アンプ91と、同様に電流指令
と電流フィードバック値Ifbとの偏差を検出して増幅す
るPWM制御アンプ92と、所定の周波数のキャリア信
号とPWM制御アンプ92の出力とを比較することによ
りパルス幅変調された信号を生成するコンパレータ93
と、出力端に抵抗96の一端が接続され、この抵抗96
を介して出力が帰還しているオペアンプ95と、上述の
抵抗96を介して入力するオペアンプ95からの出力と
リニア増幅制御アンプ91の出力とを切り換えて出力す
るアナログスイッチ84と、このアナログスイッチ84
の出力を入力するパワーアンプ94と、を備えている。
パワーアンプ94にはパワー素子が内蔵され、このパワ
ーアンプ94の出力が、対応する相の駆動電流として、
電動機86に供給されている。
[0007] Power amplifier unit 83, for each phase, the linear amplifier control amplifier 91 for detecting and amplifying a difference between a current command and a current feedback value I fb, likewise current command and the current feedback value I fb And a comparator 93 that generates a pulse-width modulated signal by comparing a carrier signal of a predetermined frequency with the output of the PWM control amplifier 92.
And one end of a resistor 96 is connected to the output terminal.
, An analog switch 84 that switches and outputs the output from the operational amplifier 95 and the output of the linear amplification control amplifier 91 that are input via the resistor 96, and an analog switch 84.
And a power amplifier 94 for inputting the output of
A power element is built in the power amplifier 94, and the output of the power amplifier 94 is used as a drive current of a corresponding phase.
It is supplied to the electric motor 86.

【0008】抵抗96とアナログスイッチ84の接続点
と、接地点との間には、アナログスイッチ84への入力
電圧を振幅制限するために、2本のツェナーダイオード
97が直列にかつ相互に逆極性となるように接続して、
挿入されている。すなわち、オペアンプ95の出力電圧
は、抵抗96とツェナーダイオード97によって、ツェ
ナーダイオード97のツェナー電圧と順方向電圧の和の
電圧に、振幅制限されることになる。PWM制御時に
は、この振幅制御された出力信号がパワーアンプ94の
指令となり、パワーアンプ94で電力変換され、その結
果、電流指令に応じた電流で電動機96が駆動されるこ
とになる。
Between the connection point of the resistor 96 and the analog switch 84 and the ground point, two Zener diodes 97 are connected in series and have opposite polarities to limit the amplitude of the input voltage to the analog switch 84. Connected so that
Has been inserted. That is, the amplitude of the output voltage of the operational amplifier 95 is limited by the resistor 96 and the zener diode 97 to the sum of the zener voltage of the zener diode 97 and the forward voltage. At the time of the PWM control, the output signal subjected to the amplitude control becomes a command of the power amplifier 94, and the power is converted by the power amplifier 94. As a result, the electric motor 96 is driven with a current corresponding to the current command.

【0009】アナログスイッチ84は、マイクロプロセ
ッサ81の指示で切り換わるように構成されている。マ
イクロプロセッサ81は大電流領域(高効率領域)と小
電流領域(高分解能領域)とを区分するしきい値が予め
設定されており、マイクロプロセッサ81は、指令値
(電流指令や推力/トルク指令など)とこのしきい値と
を比較してその結果に応じてアナログスイッチ84に対
する切り換え信号を変化させる。その結果、この電動機
制御装置は、大電流時にはアナログスイッチ84をコン
パレータ95側に切り換え、PWM制御を行って効率の
低下を防止し、一方、小電流時にはアナログスイッチ8
4をリニア増幅制御アンプ91側に切り換え、リニア増
幅制御を行って精度の高い制御を行う。
The analog switch 84 is configured to be switched by an instruction from the microprocessor 81. The microprocessor 81 has preset thresholds for distinguishing between a large current region (high efficiency region) and a small current region (high resolution region), and the microprocessor 81 has a command value (current command or thrust / torque command). ) Is compared with the threshold value, and the switching signal for the analog switch 84 is changed according to the result. As a result, the motor control device switches the analog switch 84 to the comparator 95 side at the time of a large current, and performs a PWM control to prevent a decrease in efficiency.
4 is switched to the linear amplification control amplifier 91 side, and linear amplification control is performed to perform highly accurate control.

【0010】さて、リニア増幅制御時の損失P
d-LINは、式(1)で表される。
Now, the loss P during linear amplification control
d-LIN is represented by equation (1).

【0011】[0011]

【数1】 sは電源電圧であり、RM,LM,VMは、それぞれ、負荷
(電動機86)の抵抗値、インダクタンス値、逆起電力
であり、ILは出力電流、Voは出力電圧である。逆起電
圧VMは、電動機の場合、誘起電圧定数をKE、速度をω
とすると、
(Equation 1) V s is the supply voltage, R M, L M, V M , respectively, the resistance value of the load (motor 86), the inductance value is a counter electromotive force, I L is the output current, in V o is the output voltage is there. In the case of a motor, the back electromotive voltage V M is represented by an induced voltage constant of K E and a speed of ω.
Then

【0012】[0012]

【数2】 VM = KE × ω (2) で表され、速度ωが分かれば、逆起電力VMを得ること
ができる。リニア増幅制御時の損失Pd-LINは、負荷定
数(RM,LM,VM)に依存するところが大きい。また、
PWM制御時の損失Pd-PWMは、式(3)で表される。
V M = K E × ω (2) If the velocity ω is known, the back electromotive force V M can be obtained. Loss P d-LIN during linear amplification control, load constants (R M, L M, V M) depends heavily on. Also,
The loss Pd-PWM at the time of the PWM control is represented by Expression (3).

【0013】[0013]

【数3】 Pd-PWM = E(sat) + Esw (3) ここで、E(sat)は飽和損失(定常損失)であり、Esw
はスイッチング損失である。定常損失E(sat)は出力電
流に、スイッチング損失Eswはスイッチング周波数(キ
ャリア信号の周波数)に比例することが知られている。
P d -PWM = E (sat) + E sw (3) where E (sat) is a saturation loss (stationary loss) and E sw
Is the switching loss. It is known that the steady loss E (sat) is proportional to the output current, and the switching loss E sw is proportional to the switching frequency (frequency of the carrier signal).

【0014】図7は、式(1),(3)より求められる、ある
負荷時の出力電流と損失との関係を示すグラフである。
上述した従来の電動機制御装置の場合、電動機での定格
電流時のPWM制御の損失Pd-PWM(図中b点)を考
え、リニア増幅制御の時の損失Pd-LINがこれと同じに
なる出力電流(図中a点)を求め、この出力電流を発生
する指令値(電流指令など)を切り換えしきい値とす
る。そして、この切り換えしきい値によって、PWM制
御による大電流領域(高効率領域)とリニア増幅制御に
よる小電流領域(高分解能領域)とを区分している。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the output current at a certain load and the loss, obtained from the equations (1) and (3).
In the case of the conventional motor control device described above, considering the loss P d-PWM (point b in the figure) of the PWM control at the time of the rated current in the motor, the loss P d-LIN during the linear amplification control is the same as this. An output current (point a in the figure) is obtained, and a command value (current command or the like) for generating the output current is set as a switching threshold. The switching threshold distinguishes a large current region (high-efficiency region) by PWM control and a small current region (high-resolution region) by linear amplification control.

【0015】しかしながら、負荷定数の違いやキャリア
周波数が高い場合、パワー素子の特性が悪い場合など
に、定格電流でのPWM制御の損失P'd-PWM(図中b'
点)がリニア増幅制御の損失Pd-LINよりも大きくなる
場合がある。これは、定格電流の範囲内で、リニア増幅
制御での損失とPWM制御での損失が同一である点(図
中e点)が複数ある場合に相当する。このような場合に
は、出力電流が大電流領域であってもリニア増幅制御を
した方が、パワーアンプ部の発生損失を低下させること
ができる。結局、上述した従来の電動機制御装置や上述
したような電動機制御の切り換え方法では、低損失化が
不十分であり、またその分、パワー素子用の放熱器が大
きくなる。その結果、電動機制御装置の小型化、低コス
ト化が難しくなる。
However, when the load constant is different, the carrier frequency is high, or the characteristics of the power element are bad, the loss P ′ d-PWM of the PWM control at the rated current (b ′ in the figure)
Point) may be larger than the loss P d-LIN of the linear amplification control. This corresponds to a case where there are a plurality of points (points e in the figure) where the loss in the linear amplification control and the loss in the PWM control are the same within the range of the rated current. In such a case, even if the output current is in the large current region, the linear amplifier control can reduce the loss generated in the power amplifier. As a result, the above-described conventional motor control device and the above-described motor control switching method do not sufficiently reduce the loss, and accordingly increase the size of the radiator for the power element. As a result, it becomes difficult to reduce the size and cost of the motor control device.

【0016】図8は、図6に示す電動機制御装置のパワ
ーアンプ94からの出力波形の一例を示す図である。パ
ワーアンプ94の電圧ゲインをGとすると、通常動作の
PWM制御時はパワーアンプ94に入力する電圧指令が
電圧ゲインG倍され、出力電圧Vo、電流指令に応じた
出力電流Io'として、パワーアンプ94から出力され
る。このとき、パワーアンプ94での定常損失E(sat)
は、図中の斜線部で表される。図6に示す電動機制御装
置の場合、PWM制御の場合を考えると、パワーアンプ
94に入力する電圧指令がツェナーダイオードによって
振幅制御されているため、振幅の制限値がダイオードに
よって決まることとなってこの制限値を自由に設定する
ことができず、また、振幅の制限値があまり正確でな
い。さらに、ツェナーダイオードを用いているために、
高速動作ができないなどの問題点がある。さらに、オペ
アンプ93のオフセット電圧により、このオフセット電
圧を調整しないと、電圧指令の正側と負側の振幅に違い
が出てくる。すなわち、図8に示すように、接地電位
(GND)すなわち0Vを基準として、+Vs側の振幅
と−Vs側の振幅とが異なるようになる。正負でこのよ
うに振幅の違いが生ずると、パワーアンプ94の定常損
失が増加し、パワーアンプの安全動作領域(SOA)を
超えてパワーアンプの破損を生じたり、安全動作領域内
で動作させようとしてパワーアンプの放熱系が大きくな
ってしまうなどの問題点も生じる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an output waveform from the power amplifier 94 of the motor control device shown in FIG. When a voltage gain of the power amplifier 94 and G, the PWM control of the normal operation voltage instruction to be input to the power amplifier 94 is the voltage gain G times, the output voltage V o, an output current I o 'in accordance with the current command, Output from the power amplifier 94. At this time, the steady loss E (sat) in the power amplifier 94
Is represented by a hatched portion in the figure. In the case of the motor control device shown in FIG. 6, considering the case of PWM control, since the voltage command input to the power amplifier 94 is amplitude-controlled by the Zener diode, the amplitude limit value is determined by the diode. The limit value cannot be set freely, and the limit value of the amplitude is not very accurate. Furthermore, because a Zener diode is used,
There are problems such as the inability to operate at high speed. Further, unless this offset voltage is adjusted by the offset voltage of the operational amplifier 93, the amplitude of the positive side and the negative side of the voltage command will differ. That is, as shown in FIG. 8, the amplitude on the + V s side and the amplitude on the −V s side differ from each other with reference to the ground potential (GND), that is, 0V. When the difference in amplitude is generated in the positive and negative directions, the steady loss of the power amplifier 94 increases, causing the power amplifier to be damaged beyond the safe operating area (SOA) of the power amplifier or to operate within the safe operating area. As a result, there arises a problem that a heat radiation system of the power amplifier becomes large.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電動機制御装置には、PWM制御時に振幅の制限値が
あまり正確でない上に高速動作が難しく、また出力電圧
の振幅は正側と負側とで異なってパワーアンプ部での定
常損失が大きいという問題点があり、さらに、PWM制
御とリニア増幅制御との切り換えにおいて、負荷定数の
違いやキャリア周波数が高い場合、パワー素子の特性が
悪い場合などに、低損失化、小型化、低コスト化が難し
いという問題点がある。
As described above, in the conventional motor control device, the amplitude limit value is not very accurate during PWM control, high-speed operation is difficult, and the amplitude of the output voltage is positive and negative. There is a problem that the steady loss in the power amplifier section is large differently from the power side, and further, when switching between the PWM control and the linear amplification control, if the load constant is different or the carrier frequency is high, the characteristics of the power element are poor. In some cases, it is difficult to reduce loss, reduce size, and reduce cost.

【0018】本発明の目的は、パワーアンプの出力電圧
における正側と負側の振幅の違いが整正されて定常損失
を最小限に抑える電動機制御装置と、負荷定数の違いや
キャリア周波数が高い場合、パワー素子の特性が悪い場
合などであっても低損失であって装置の小型化、低コス
ト化が可能な電動機制御の切り換え方法とを提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to provide a motor control device in which the difference between the positive and negative amplitudes in the output voltage of a power amplifier is corrected to minimize the steady-state loss, and a difference in load constant and a high carrier frequency. In this case, it is an object of the present invention to provide a motor control switching method that can reduce the size of the device and reduce the cost even when the characteristics of the power element are poor.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の電動機制御装置
は、電流指令と電流フィードバックとの偏差を検出する
第1のアンプと、前記第1のアンプとキャリア信号とを
比較しパルス幅変調された信号を出力するコンパレータ
と、前記コンパレータが出力する信号に応じて出力電流
を調節するパワーアンプとを有し、前記パワーアンプか
らの出力電流によって電動機を制御する電動機制御装置
において、前記コンパレータが出力する信号に基づいて
入力の切り換え動作を行う第1のアナログスイッチを備
え、前記第1のアナログスイッチの出力が前記パワーア
ンプに指令として供給される。
According to the present invention, there is provided a motor control apparatus comprising: a first amplifier for detecting a deviation between a current command and a current feedback; and comparing the first amplifier with a carrier signal to perform pulse width modulation. And a power amplifier that adjusts an output current in accordance with the signal output by the comparator, wherein the motor control device controls the motor with an output current from the power amplifier. A first analog switch that performs an input switching operation based on a signal to be input, and an output of the first analog switch is supplied as a command to the power amplifier.

【0020】本発明の電動機制御装置においては、パワ
ーアンプのゲインをGとし、パワーアンプの最大出力電
圧に対するゲインGの逆数1/Gを予め設定された電圧
re fとして、第1のアナログスイッチが2入力を有し
てこの入力に電圧としてそれぞれ+Vrefと−Vrefが供
給されるようにすることが好ましく、このように構成す
ることによって、第1のアナログスイッチがコンパレー
タからの出力信号によって切り換え動作を行うことによ
り、第1のアナログスイッチから振幅整正されたパルス
幅変調の矩形波信号が出力するようにすることが好まし
い。また、電流指令と電流フィードバックとの偏差を検
出する第2のアンプと、第2のアンプの出力及び第1の
アナログスイッチの出力を切り換えてパワーアンプに入
力する第2のアナログスイッチと、をさらに備え、第2
のアナログスイッチを切り換えることにより電動機がP
WM(パルス幅変調)制御及びリニア増幅制御のいずれ
かにより駆動されるようにすることが、好ましい。
[0020] In the motor control apparatus of the present invention, the gain of the power amplifier and G, the reciprocal 1 / G of the gain G as preset voltage V re f with respect to the maximum output voltage of the power amplifier, a first analog switch Preferably has two inputs to which + V ref and -V ref are supplied as voltages, respectively, so that the first analog switch is driven by the output signal from the comparator. It is preferable that by performing the switching operation, the first analog switch outputs a pulse-width-modulated rectangular wave signal whose amplitude has been adjusted. A second amplifier for detecting a deviation between the current command and the current feedback; and a second analog switch for switching the output of the second amplifier and the output of the first analog switch and inputting the output to the power amplifier. Prepared, second
By switching the analog switch of
It is preferable to be driven by either WM (pulse width modulation) control or linear amplification control.

【0021】本発明の電動機制御の切り換え方法は、電
動機をパワーアンプ部によって駆動し、前記電動機をリ
ニア増幅制御及びPWM(パルス幅変調)制御のうちの
選択された一方に切り換えて制御する電動機制御の切り
換え方法において、前記パワーアンプ部での損失値を求
めて前記損失値と予め設定された切り換えしきい値とを
比較し、前記損失値が前記切り換えしきい値を超える場
合には前記PWM制御に電動機電流を制御し、前記損失
値が前記切り換えしきい値以下の場合には前記リニア増
幅制御によって前記電動機電流を制御する。
According to the motor control switching method of the present invention, the motor is driven by a power amplifier, and the motor is controlled by switching to one of linear amplification control and PWM (pulse width modulation) control. In the switching method, the loss value in the power amplifier section is obtained, the loss value is compared with a preset switching threshold value, and when the loss value exceeds the switching threshold value, the PWM control is performed. When the loss value is equal to or less than the switching threshold, the motor current is controlled by the linear amplification control.

【0022】本発明の電動機制御の切り換え方法におい
ては、予め切り換えしきい値を設定する際に、電動機駆
動の全電流制御範囲内で、あるステップごとに変化させ
ながら電流指令をパワーアンプ部に与えることにより、
各ステップごとに、リニア増幅制御の場合のパワーアン
プ部の損失とPWM制御の場合のパワーアンプ部の損失
を演算し、予め設定された範囲内でリニア増幅制御の場
合の損失とPWM制御の場合の損失とが一致した場合に
その一致した損失を切り換えしきい値とすることが好ま
しい。また、リニア増幅制御の場合の損失とPWM制御
の場合の損失の比較をマイクロプロセッサによって実行
するとともに、電動機の通常動作時において、マイクロ
プロセッサによってパワーアンプ部の損失値を演算して
切り換えしきい値と比較し、その比較結果に応じてマイ
クロプロセッサがリニア増幅制御と前記PWM制御とを
切り換えるための切り換え信号を生成するようにするこ
とが好ましい。
In the motor control switching method according to the present invention, when the switching threshold value is set in advance, a current command is given to the power amplifier section while being changed at certain steps within the entire current control range for driving the motor. By doing
For each step, the loss of the power amplifier unit in the case of the linear amplification control and the loss of the power amplifier unit in the case of the PWM control are calculated, and the loss in the case of the linear amplification control and the case of the PWM control within a preset range. It is preferable that when the loss matches the loss, the matched loss is used as the switching threshold. The microprocessor compares the loss in the case of the linear amplification control with the loss in the case of the PWM control, and calculates the loss value of the power amplifier section by the microprocessor during the normal operation of the electric motor to switch the threshold value. Preferably, the microprocessor generates a switching signal for switching between the linear amplification control and the PWM control according to the comparison result.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

《第1の実施形態》図1は、本発明の第1の実施形態の
電動機制御装置の構成を示すブロック図である。この電
動機制御装置においても、しきい値が設定され、リニア
増幅制御とPWM制御とが切り換えられるものとする。
ここでは、電動機として3相の電動機6が用いられると
する。電動機制御装置は、しきい値が設定されるととも
に電動機6に対する各相の電流指令IUref,IVref,I
refをデジタル値として生成するマイクロプロセッサ
1と、マイクロプロセッサ1からの電流指令IUref,I
ref,IWrefをデジタル/アナログ変換してそれぞれ
電流指令IU,IV,IWとするD/A変換器部2と、こ
れら3相の電流指令IU,IV,IWに対応した電流U,
V,Wを電動機6に供給して電動機6を駆動するパワー
アンプ部3とから構成されている。なお、電流指令に対
応した電流を電動機6に供給して電動機6を駆動する状
態を通常動作時あるいはサーボオン時という。
<< First Embodiment >> FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor control device according to a first embodiment of the present invention. Also in this motor control device, a threshold value is set, and switching between linear amplification control and PWM control is performed.
Here, it is assumed that a three-phase motor 6 is used as the motor. The motor control device sets the threshold value and sets the current command IU ref , IV ref , I
A microprocessor 1 for generating W ref as a digital value, and current commands IU ref , I
V ref, IW ref digital / analog converter respectively current command IU, IV, and D / A converter unit 2, IW, these three-phase current command IU, IV, current corresponding to the IW U,
The power amplifier unit 3 supplies V and W to the electric motor 6 to drive the electric motor 6. A state in which a current corresponding to the current command is supplied to the motor 6 to drive the motor 6 is referred to as a normal operation or a servo-on state.

【0024】パワーアンプ部3には、各相ごとに、電流
指令と電流フィードバック値Ifbとの偏差を検出して増
幅するリニア増幅制御アンプ11と、同様に電流指令と
電流フィードバック値Ifbとの偏差を検出して増幅する
PWM制御アンプ12と、所定の周波数のキャリア信号
とPWM制御アンプ12の出力とを比較することにより
パルス幅変調された信号を生成するコンパレータ13
と、コンパレータ13が出力するパルス幅された信号に
応じて動作するアナログスイッチ5と、アナログスイッ
チ5からの出力とリニア増幅制御アンプ1の出力とを切
り換えて出力するアナログスイッチ4と、このアナログ
スイッチ4の出力が入力するパワーアンプ14と、を備
えている。パワーアンプ14は、リニア増幅制御とPW
M制御の双方に共通のものとして設けられてパワー素子
を内蔵しており、このパワーアンプ14からの出力が、
対応する相の駆動電流として、電動機6に供給されてい
る。アナログスイッチ4は、第2のアナログスイッチに
対応し、リニア増幅制御とPWM制御とを切り換えるた
めのものであり、アナログスイッチ5は、第1のアナロ
グスイッチに対応し、PWM制御時の矩形波信号を振幅
整正するためのものである。また、リニア増幅制御アン
プ11は第2のアンプに対応し、PWM制御アンプ12
は第1のアンプに対応する。
[0024] a power amplifier part 3, for each phase, the linear amplifier control amplifier 11 for detecting and amplifying a difference between a current command and a current feedback value I fb, likewise current command and the current feedback value I fb And a comparator 13 that generates a pulse width modulated signal by comparing a carrier signal of a predetermined frequency with the output of the PWM control amplifier 12.
An analog switch 5 that operates in response to a pulse-width signal output from the comparator 13, an analog switch 4 that switches and outputs the output from the analog switch 5 and the output of the linear amplification control amplifier 1, and the analog switch And a power amplifier 14 to which the output of C.4 is input. The power amplifier 14 performs linear amplification control and PW
A power element is provided as a common element for both the M control and the output from the power amplifier 14 is
The driving current of the corresponding phase is supplied to the electric motor 6. The analog switch 4 corresponds to the second analog switch, and switches between linear amplification control and PWM control. The analog switch 5 corresponds to the first analog switch, and has a rectangular wave signal during PWM control. Is used for amplitude correction. The linear amplification control amplifier 11 corresponds to the second amplifier, and the PWM control amplifier 12
Corresponds to the first amplifier.

【0025】アナログスイッチ5は2入力のものであ
り、予め設定された電圧をVrefとして、これら2つの
入力にはそれぞれ+Vrefと−Vrefが供給されている。
電圧V refは、パワーアンプ14のゲインをGとして、
パワーアンプ14の最大出力電圧に対してゲインGの逆
数1/Gを乗じた電圧として、設定される。このような
アナログスイッチ5をコンパレータ13の出力信号で動
作させることにより、アナログスイッチ5の出力信号
は、一定電圧±Vrefの振幅で整正されたパルス幅変調
の矩形波信号となる。一方、アナログスイッチ4は、マ
イクロプロセッサ1からの指示(切り換え信号)によっ
て切り換わるように構成されている。上述したようにマ
イクロプロセッサ1では大電流領域(高効率領域)と小
電流領域(高分解能領域)とを区分するしきい値が予め
設定されており、マイクロプロセッサ1は、指令値(電
流指令や推力/トルク指令など)とこのしきい値とを比
較してその結果に応じ、アナログスイッチ4に対する切
り換え信号を変化させる。
The analog switch 5 has two inputs.
And the preset voltage is VrefAs these two
+ V for each inputrefAnd -VrefIs supplied.
Voltage V refIs the gain of the power amplifier 14 as G
The inverse of the gain G with respect to the maximum output voltage of the power amplifier 14
It is set as a voltage multiplied by the number 1 / G. like this
Operates the analog switch 5 by the output signal of the comparator 13.
The output signal of the analog switch 5
Is a constant voltage ± VrefWidth Modulated with Pulse Amplitude
Of the square wave signal. On the other hand, the analog switch 4
In response to an instruction (switch signal) from the microprocessor 1,
It is configured to switch. As mentioned above,
Microprocessor 1 has a large current region (high efficiency region) and a small current region.
The threshold for distinguishing between the current region (high-resolution region)
The microprocessor 1 sets the command value (power
Flow command or thrust / torque command) and this threshold.
And turn off the analog switch 4 according to the result.
Change the replacement signal.

【0026】小電流時には、アナログスイッチ4がリニ
ア増幅制御アンプ11側に切り換わってリニア増幅制御
が実行される。通常動作のリニア増幅制御には、電流指
令と電流フィードバック値Ifbとの偏差がリニア増幅制
御アンプ11によって検出され、この偏差がパワーアン
プ14への指令となってパワーアンプ14で電力変換さ
れる。その結果、電流指令に応じた電流で電動機6が駆
動されることになる。大電流時には、アナログスイッチ
4がアナログスイッチ5側に切り換わってPWM制御が
実行される。通常動作のPWM制御時には、電流指令と
電流フィードバック値Ifbとの偏差がPWM制御アンプ
12によって検出され、コンパレータ13がこの偏差と
キャリア信号とを比較してパルス幅変調された信号を出
力し、この信号によってアナログスイッチ5が動作す
る。これにより、上述したように、一定電圧すなわち±
refの振幅で整正されたパルス幅変調の矩形波信号が
アナログスイッチ5から出力され、この振幅整正された
矩形波信号がパワーアンプ14への指令となってパワー
アンプ14で電力変換される。その結果、電流指令に応
じた電流で電動機6が駆動されることになる。
At the time of a small current, the analog switch 4 switches to the side of the linear amplification control amplifier 11 to execute the linear amplification control. In the linear amplification control of the normal operation, a deviation between the current command and the current feedback value Ifb is detected by the linear amplification control amplifier 11, and this deviation becomes a command to the power amplifier 14, and the power is converted by the power amplifier 14. . As a result, the electric motor 6 is driven by the current according to the current command. At the time of a large current, the analog switch 4 switches to the analog switch 5 side, and the PWM control is executed. At the time of the PWM control of the normal operation, a deviation between the current command and the current feedback value Ifb is detected by the PWM control amplifier 12, and the comparator 13 compares the deviation with the carrier signal and outputs a pulse width modulated signal. This signal causes the analog switch 5 to operate. Thereby, as described above, a constant voltage, that is, ±
The pulse width modulated rectangular wave signal adjusted with the amplitude of Vref is output from the analog switch 5, and the amplitude adjusted rectangular wave signal is commanded to the power amplifier 14, and the power is converted by the power amplifier 14. You. As a result, the electric motor 6 is driven by the current according to the current command.

【0027】図2は、PWM制御時におけるこの電動機
制御装置のパワーアンプ14の出力波形を示している。
通常動作のPWM制御時、前述した±Vrefを振幅とし
た電圧指令は、パワーアンプ14で電圧ゲインG倍さ
れ、このパワーアンプ14は、V(sat)=(±Vref×
G)を振幅とした出力電圧Voと電流指令に応じた出力
電流Ioを出力する。このときのパワーアンプ14の定
常損失E(sat)は、簡単には、
FIG. 2 shows an output waveform of the power amplifier 14 of the motor control device during the PWM control.
At the time of the PWM control in the normal operation, the above-described voltage command having the amplitude of ± V ref is multiplied by the voltage gain G by the power amplifier 14, and the power amplifier 14 obtains V (sat) = (± V ref ×
The G) to output the output current I o in accordance with the output voltage V o and the current command obtained by the amplitude. At this time, the steady loss E (sat) of the power amplifier 14 is simply

【0028】[0028]

【数4】 E(sat) = (Vs − V(sat))×Io (4) と計算できる。この定常損失E(sat)は、図2において
斜線部の面積に対応する。
[Number 4] E (sat) = - it can be calculated as (V s V (sat)) × I o (4). This steady loss E (sat) corresponds to the area of the hatched portion in FIG.

【0029】結局、本実施形態では、パワーアンプ部3
のPWM制御系にアナログスイッチ5を設け、パワーア
ンプ14の最大出力電圧に対するパワーアンプのゲイン
Gの逆数1/Gとなる予め設定された電圧(±Vref
をこのアナログスイッチ5に入力する。アナログスイッ
チ5からは、この入力値により振幅整正されたパルス幅
変調の矩形波信号が出力し、この矩形波信号によってパ
ワーアンプ14が駆動されるため、パワーアンプ14の
定常損失を最小限に抑えることが可能になる。また、ア
ナログスイッチ5への入力値すなわち±Vrefを変える
ことで振幅設定を自由にかつ正確に行うことができる。
アナログスイッチ5での切り換えによって矩形波信号を
発生するため、高速動作が可能である。
After all, in the present embodiment, the power amplifier unit 3
The analog switch 5 is provided in the PWM control system, and a preset voltage (± V ref ) which is the reciprocal 1 / G of the gain G of the power amplifier with respect to the maximum output voltage of the power amplifier 14
Is input to the analog switch 5. The analog switch 5 outputs a pulse width modulated rectangular wave signal whose amplitude has been adjusted by the input value, and the power amplifier 14 is driven by the rectangular wave signal. Therefore, the steady loss of the power amplifier 14 is minimized. It becomes possible to suppress. Further, the amplitude can be set freely and accurately by changing the input value to the analog switch 5, that is, ± V ref .
Since a rectangular wave signal is generated by switching with the analog switch 5, high-speed operation is possible.

【0030】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態について説明する。この実施形態は、電動機制
御の切り換え方法に関するものであって、負荷定数の違
いやキャリア周波数が高い場合、パワーアンプ内のパワ
ー素子の特性が悪い場合などに、同一出力電流に対する
リニア増幅制御での損失とPWM制御での損失が同一と
なる点を検出してその点での損失値(電流値)を切り換
えしきい値とし、この切り換えしきい値によってリニア
増幅制御とPWM制御を切り換えることによって、一層
の低損失化を図っている。図3は、この第2の実施形態
の切り換え方法の実施に使用される電動機制御装置の構
成の一例を示すブロック図である。この電動機制御装置
は、図1に示す第1の実施形態の電動機制御装置と比
べ、振幅整正用のアナログスイッチが設けられておら
ず、コンパレータ13の出力がアナログスイッチ4に直
接入力している点で相違する。もちろん、この実施形態
において、上述の第1の実施形態の電動機制御装置を使
用することも十分に可能である。また、この実施態様で
は、マイクロプロセッサ1は、パワーアンプ部3での電
力損失を演算できるものであるとする。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment relates to a method of switching motor control. In the case where the load constant is different, the carrier frequency is high, or the characteristics of the power element in the power amplifier are poor, the linear amplification control for the same output current is performed. By detecting a point at which the loss and the loss in the PWM control are equal to each other and setting a loss value (current value) at that point as a switching threshold, and switching between the linear amplification control and the PWM control by the switching threshold, The loss is further reduced. FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a motor control device used for performing the switching method according to the second embodiment. This motor control device is different from the motor control device of the first embodiment shown in FIG. 1 in that an analog switch for adjusting the amplitude is not provided, and the output of the comparator 13 is directly input to the analog switch 4. Differs in that Of course, in this embodiment, the use of the motor control device of the above-described first embodiment is sufficiently possible. In this embodiment, it is assumed that the microprocessor 1 can calculate the power loss in the power amplifier unit 3.

【0031】以下、本実施形態の電動機制御の切り換え
方法の手順について、図4のフローチャートを用いて説
明する。この手順は、リニア増幅制御とPWM制御とを
切り換えるための切り換えしきい値を求める手順であ
り、この切り換えしきい値を求める手順は、電動機制御
の通常動作に先立って実行される。
The procedure of the motor control switching method according to the present embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG. This procedure is for obtaining a switching threshold value for switching between the linear amplification control and the PWM control. The procedure for obtaining the switching threshold value is executed prior to the normal operation of the motor control.

【0032】まず、処理1として、アナログスイッチ4
をリニア増幅制御アンプ11側に切り換えて制御方法を
リニア増幅制御に固定し、電動機負荷の全電流制御範囲
に対して、電流指令をあるステップ幅で段階的に変えな
がら、電流指令の各ステップごとに電動機6に電流を流
し、上述の式(1)により、リニア増幅制御の損失Pd-L IN
を演算する。この場合、マイクロプロセッサ1は、電流
指令をステップ状に変化させてパワーアンプ部3に向け
て出力するとともに、アナログスイッチ4をリニア増幅
制御側に固定し、損失Pd-LINを演算し、演算結果をマ
イクロプロセッサ1の記憶領域内に格納する。このと
き、電動機6に電流が流れるので、電動機6をロックし
ておく必要がある。ステップ幅は、例えば、定格電流の
1/10とする。
First, as processing 1, the analog switch 4
Is switched to the linear amplification control amplifier 11 side, and the control method is fixed to the linear amplification control, and the current command is changed step by step with a certain step width over the entire current control range of the motor load. A current is caused to flow through the motor 6, and the loss P dL IN of the linear amplification control is calculated by the above equation (1).
Is calculated. In this case, the microprocessor 1 changes the current command in a step-like manner and outputs it to the power amplifier unit 3, fixes the analog switch 4 on the linear amplification control side, calculates the loss P d-LIN , and calculates The result is stored in the storage area of the microprocessor 1. At this time, a current flows through the electric motor 6, so that the electric motor 6 needs to be locked. The step width is, for example, 1/10 of the rated current.

【0033】次に、処理2として、アナログスイッチ4
をコンパレータ13側に切り換えて制御方法をPWM制
御に固定し、電動機負荷の全電流制御範囲に対して、電
流指令をあるステップ幅で段階的に変えながら、電流指
令の各ステップごとに電動機6に電流を流し、上述の式
(2)により、PWM制御の損失Pd-PWMを演算する。この
場合、マイクロプロセッサ1は、電流指令をステップ状
に変化させてパワーアンプ部3に向けて出力するととも
に、アナログスイッチ4をPWM制御側に固定し、損失
d-PWMを演算し、演算結果をマイクロプロセッサ1の
記憶領域内に格納する。このときも、電動機6に電流が
流れるので、電動機6をロックしておく必要がある。ス
テップ幅は、例えば、定格電流の1/10とする。そし
て、処理3として、マイクロプロセッサ1は、上述の処
理1及び処理2により記憶領域内に格納された損失値P
d-LIN,Pd-PWMを各電流指令ステップごとに比較し、処
理4に進む。
Next, as processing 2, the analog switch 4
Is switched to the comparator 13 side, and the control method is fixed to the PWM control. The current command is changed step by step by a certain step width over the entire current control range of the motor load. Apply the current and the above equation
According to (2), the loss Pd-PWM of the PWM control is calculated. In this case, the microprocessor 1 changes the current command in a step-like manner and outputs it to the power amplifier unit 3, fixes the analog switch 4 on the PWM control side, calculates the loss Pd-PWM, and calculates the calculation result. Is stored in the storage area of the microprocessor 1. Also at this time, since electric current flows through the electric motor 6, the electric motor 6 needs to be locked. The step width is, for example, 1/10 of the rated current. Then, as processing 3, the microprocessor 1 determines the loss value P stored in the storage area by the processing 1 and processing 2 described above.
d-LIN and Pd -PWM are compared for each current command step, and the process proceeds to processing 4.

【0034】処理4では、予め設定された範囲内で両方
の損失値が一致した場合に、その損失値を切り換えしき
い値(図5のc点、d点)とし、処理を終了する。電流
指令を連続的に変化させた場合に図5に示すようにPW
M制御での損失とリニア増幅制御での損失が一致する点
(図示e点)が存在するとしても、電流指令をステップ
状に変化させた場合、ステップの幅によっては、予め設
定された範囲が小さすぎると、その範囲内では両方の損
失値が一致しないことがある。そこで、予め設定された
範囲としては、大電流領域でPWM制御での損失よりも
リニア増幅制御での損失が小さくなる条件の場合には、
必ず、その一致する損失値が決定できるようなものとす
る。
In process 4, when both loss values match within a preset range, the loss value is set as a switching threshold (points c and d in FIG. 5), and the process ends. When the current command is continuously changed, as shown in FIG.
Even if there is a point (point e in the figure) where the loss in the M control and the loss in the linear amplification control match, if the current command is changed in a step-like manner, the preset range may vary depending on the step width. If it is too small, both loss values may not match within that range. Therefore, as a preset range, in the case where the loss in the linear amplification control is smaller than the loss in the PWM control in the large current region,
The matching loss value must always be determined.

【0035】なお、上述したように範囲を設定しても一
致する損失値がない場合、すなわち、大電流領域ではP
WM制御の損失よりもリニア増幅制御の損失の方が必ず
大きくなる条件の場合には、従来の技術で述べたのと同
じ値、すなわち、定格電流時のPWM制御損失値を切り
換えしきい値とする。以上のようにして切り換えしきい
値が設定されたら、電動機制御の通常動作を実行する。
マイクロプロセッサ1は、パワーアンプ部3での損失値
を常時演算しており、切り換えしきい値と演算した損失
値とを比較し、比較結果に応じてアナログスイッチ4に
対して切り換え信号を出力することにより、リニア増幅
制御とPWM制御とを切り換える。
If there is no loss value that matches even when the range is set as described above, that is, in a large current region, P
Under the condition that the loss of the linear amplification control is always larger than the loss of the WM control, the same value as described in the prior art, that is, the PWM control loss value at the rated current is set to the switching threshold value I do. When the switching threshold value is set as described above, the normal operation of the motor control is executed.
The microprocessor 1 constantly calculates the loss value in the power amplifier unit 3, compares the switching threshold value with the calculated loss value, and outputs a switching signal to the analog switch 4 according to the comparison result. This switches between the linear amplification control and the PWM control.

【0036】図5は、大電流領域においてPWM制御で
の損失よりもリニア増幅制御での損失の方が小さくなる
条件の場合に、本実施形態により求められた切り換えし
きい値(c点、d点)と従来の方法の切り換えしきい値
(b点)とを示しており、これらの場合の出力電流と損
失との関係をグラフとして示している。本実施形態によ
れば、求められた切り換えしきい値である損失は、b点
での損失からc点あるいはd点での損失を差し引いた分
だけ、従来の方法の切り換えしきい値よりも小さくな
る。切り換えしきい値が小さくなれば、パワーアンプ部
で発生する損失を低下させることができ、また、パワー
素子用の放熱器を小さくすることができる。
FIG. 5 shows the switching threshold values (points c and d) obtained by this embodiment under the condition that the loss in the linear amplification control is smaller than the loss in the PWM control in the large current region. Point) and the switching threshold value (point b) of the conventional method, and the relationship between the output current and the loss in these cases is shown as a graph. According to the present embodiment, the loss which is the determined switching threshold is smaller than the switching threshold of the conventional method by the amount obtained by subtracting the loss at the point c or d from the loss at the point b. Become. If the switching threshold value is reduced, the loss generated in the power amplifier can be reduced, and the radiator for the power element can be reduced.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明の電動機制御
装置は、アナログスイッチを用いてPWM制御用の矩形
波信号を振幅整正することにより、パワーアンプでの定
常損失が最小限に抑えることが可能になるとともに振幅
設定を自由にかつ正確に行うことができるようになり、
また、高速動作が可能になるという効果がある。本発明
の電動機制御の切り換え方法は、リニア増幅制御での損
失とPWM制御での損失を演算してその演算結果の比較
を行い、損失の同一点を切り換えしきい値としてPWM
制御とリニア増幅制御との切り換えを行うことにより、
パワーアンプ部の低損失化や小型化、低コスト化を達成
することができるという効果がある。
As described above, the motor control apparatus of the present invention minimizes the steady loss in the power amplifier by adjusting the amplitude of the rectangular wave signal for PWM control using the analog switch. And the amplitude can be set freely and accurately,
In addition, there is an effect that high-speed operation becomes possible. The switching method of the motor control according to the present invention calculates the loss in the linear amplification control and the loss in the PWM control, compares the calculation results, and sets the same point of the loss as the switching threshold value in the PWM.
By switching between control and linear amplification control,
There is an effect that the power amplifier section can achieve low loss, small size, and low cost.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の電動機制御装置の構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電動機制御装置のパワーアンプから
の出力波形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an output waveform from a power amplifier of the motor control device shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施形態の電動機制御の切り換
え方法が適用される電動機制御装置の構成の一例を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a motor control device to which a motor control switching method according to a second embodiment of the present invention is applied.

【図4】第2の実施形態の電動機制御の切り換え方法を
説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for switching motor control according to a second embodiment.

【図5】第2の実施形態におけるPWM制御時とリニア
増幅制御時の出力電流と損失との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph illustrating a relationship between an output current and a loss during PWM control and linear amplification control according to the second embodiment.

【図6】従来の電動機制御装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional motor control device.

【図7】図6に示す電動機制御装置におけるPWM制御
時とリニア増幅制御時の出力電流と損失との関係を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between an output current and a loss during PWM control and linear amplification control in the motor control device shown in FIG. 6;

【図8】図6に示す電動機制御装置のパワーアンプから
の出力波形を示す図である。
8 is a diagram showing an output waveform from a power amplifier of the motor control device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロプロセッサ 2 D/A変換器部 3 パワーアンプ部 4,5 アナログスイッチ 6 電動機 11 リニア増幅制御アンプ 12 PWM制御アンプ 13 コンパレータ 14 パワーアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microprocessor 2 D / A converter part 3 Power amplifier part 4,5 Analog switch 6 Motor 11 Linear amplification control amplifier 12 PWM control amplifier 13 Comparator 14 Power amplifier

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電流指令と電流フィードバックとの偏差
を検出する第1のアンプと、前記第1のアンプとキャリ
ア信号とを比較しパルス幅変調された信号を出力するコ
ンパレータと、前記コンパレータが出力する信号に応じ
て出力電流を調節するパワーアンプとを有し、前記パワ
ーアンプからの出力電流によって電動機を制御する電動
機制御装置において、 前記コンパレータが出力する信号に基づいて入力の切り
換え動作を行う第1のアナログスイッチを備え、 前記第1のアナログスイッチの出力が前記パワーアンプ
に指令として供給されることを特徴とする電動機制御装
置。
A first amplifier for detecting a deviation between a current command and a current feedback; a comparator for comparing the first amplifier with a carrier signal to output a pulse-width-modulated signal; A power amplifier for adjusting an output current in accordance with a signal to be output, wherein the motor control device controls an electric motor with an output current from the power amplifier. 1. An electric motor control device, comprising: an analog switch, wherein an output of the first analog switch is supplied as a command to the power amplifier.
【請求項2】 前記パワーアンプのゲインをGとし、前
記パワーアンプの最大出力電圧に対する前記ゲインGの
逆数1/Gを予め設定された電圧Vrefとして、前記第
1のアナログスイッチが2入力を有して前記入力に電圧
としてそれぞれ+Vrefと−Vrefが供給され、前記第1
のアナログスイッチが前記コンパレータからの出力信号
によって切り換え動作を行うことにより前記第1のアナ
ログスイッチから振幅整正されたパルス幅変調の矩形波
信号が出力する請求項1に記載の電動機制御装置。
2. A method according to claim 1, wherein the gain of the power amplifier is G, and a reciprocal 1 / G of the gain G with respect to a maximum output voltage of the power amplifier is a predetermined voltage Vref. And + V ref and −V ref are supplied as voltages to the input, respectively,
2. The motor control device according to claim 1, wherein the analog switch performs a switching operation based on an output signal from the comparator to output a pulse width modulated rectangular wave signal whose amplitude has been adjusted from the first analog switch. 3.
【請求項3】 前記電流指令と前記電流フィードバック
との偏差を検出する第2のアンプと、前記第2のアンプ
の出力及び前記第1のアナログスイッチの出力を切り換
えて前記パワーアンプに入力する第2のアナログスイッ
チと、をさらに備え、 前記第2のアナログスイッチを切り換えることにより前
記電動機がPWM(パルス幅変調)制御及びリニア増幅
制御のいずれかにより駆動される請求項1または2に記
載の電動機制御装置。
3. A second amplifier for detecting a difference between the current command and the current feedback, and a second amplifier for switching an output of the second amplifier and an output of the first analog switch and inputting the output to the power amplifier. 3. The electric motor according to claim 1, further comprising: a second analog switch, wherein the electric motor is driven by one of PWM (pulse width modulation) control and linear amplification control by switching the second analog switch. 4. Control device.
【請求項4】 電動機をパワーアンプ部によって駆動
し、前記電動機をリニア増幅制御及びPWM(パルス幅
変調)制御のうちの選択された一方に切り換えて制御す
る電動機制御の切り換え方法において、 前記パワーアンプ部での損失値を求めて前記損失値と予
め設定された切り換えしきい値とを比較し、前記損失値
が前記切り換えしきい値を超える場合には前記PWM制
御に電動機電流を制御し、前記損失値が前記切り換えし
きい値以下の場合には前記リニア増幅制御によって前記
電動機電流を制御することを特徴とする電動機制御の切
り換え方法。
4. A method for switching motor control in which a motor is driven by a power amplifier and the motor is switched to one of a linear amplification control and a PWM (pulse width modulation) control to control the motor. Calculating a loss value in the section, comparing the loss value with a preset switching threshold value, and when the loss value exceeds the switching threshold value, controlling the motor current in the PWM control; When the loss value is equal to or less than the switching threshold value, the motor current is controlled by the linear amplification control.
【請求項5】 電動機駆動の全電流制御範囲内で、ある
ステップごとに変化させながら電流指令を前記パワーア
ンプ部に与えることにより、前記各ステップごとに、前
記リニア増幅制御の場合の前記パワーアンプ部の損失と
前記PWM制御の場合の前記パワーアンプ部の損失を演
算し、予め設定された範囲内で前記リニア増幅制御の場
合の損失と前記PWM制御の場合の損失とが一致した場
合にその一致した損失を前記切り換えしきい値とする、
請求項4に記載の電動機制御の切り換え方法。
5. The power amplifier in the case of the linear amplification control for each of the steps by giving a current command to the power amplifier while changing the current for every certain step within the entire current control range of the motor drive. When the loss in the linear amplification control and the loss in the PWM control match within a preset range, the loss of the power amplifier unit is calculated in the case of the PWM control. The coincident loss is set as the switching threshold,
The method for switching motor control according to claim 4.
【請求項6】 前記リニア増幅制御の場合の損失と前記
PWM制御の場合の損失の比較をマイクロプロセッサに
よって実行するとともに、前記電動機の通常動作時にお
いて、前記マイクロプロセッサによって前記パワーアン
プ部の損失値を演算して前記切り換えしきい値と比較
し、その比較結果に応じて前記マイクロプロセッサが前
記リニア増幅制御と前記PWM制御とを切り換えるため
の切り換え信号を生成する、請求項5に記載の電動機制
御の切り換え方法。
6. A comparison between a loss in the case of the linear amplification control and a loss in the case of the PWM control is performed by a microprocessor, and during a normal operation of the electric motor, the loss value of the power amplifier unit is reduced by the microprocessor. 6. The motor control according to claim 5, wherein the microprocessor generates a switching signal for switching between the linear amplification control and the PWM control according to the comparison result. Switching method.
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