JPS5826589A - 交流サ−ボ駆動装置 - Google Patents

交流サ−ボ駆動装置

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JPS5826589A
JPS5826589A JP56162581A JP16258181A JPS5826589A JP S5826589 A JPS5826589 A JP S5826589A JP 56162581 A JP56162581 A JP 56162581A JP 16258181 A JP16258181 A JP 16258181A JP S5826589 A JPS5826589 A JP S5826589A
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    • H02P27/047V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導モータの制御のための装置に関し、%にそ
の種のモータがサーボ系統に用いられた場合忙制御信号
に対する迅速な応答を許容する方法でモータの速度及び
トルクを制御するための手段に関するものである。
モータのトルク及び速度特性がプログラムまたはスケジ
瓢−ルに従って変化されるサーボ系統においては、プロ
グラム化された状態変化に迅速に応答するモータを用い
ることが望ましい。従来は、この種の用途のために直流
モータを用いるのが普通であったが、直流モータはブラ
シと整流子を必要とするがために、それによりてモータ
系統が複雑になるとともに、保守が厄介であるという難
点を有している。従って、この目的のためKは、交流モ
ータ、%に誘導モータを用いることが望ましく、そうす
れば交流モータの簡潔な構造を有利に利用することがで
きる。しかしながら、誘導モータがそれの定格速度以下
で動作される場合には、比較的大きい滑り値のためにモ
ータ円の加熱が増太し、望ましくない状態となる。この
ような加熱はモータの動作の効率を悪る(するのみなら
ず、モータ自体を破損することにもなりうる。
サーボ・ループ内に交流モータを用いる場合には、モー
タが実質的に一定の滑りで種々の速度に亘って動作しう
るよ5にそのモータに可変周波数を供給することが提案
されている。又、モータの出力速度が主として電圧入力
の関数となるようにそのモータに対する入力端子を変化
させること、及び駆動電圧の振幅とそれの周波数が成る
固定した関係によって規制されるように2つの制御方法
を結合することが提案されている。しかしながら、その
ために従来開発された手段はいずれも満足しうるもので
はなかった。即ち、速度とトルクの値を変化するための
指令に対する応答が遅く、且つ使用された装置ではモー
タを制御するに際して高度の精度と確度を保つことはで
きず、周波数と電圧制御との間の関係に柔軟性を確保す
ることもできなかった。
1つの問題は、低周波動作の場合に、固定磁界を発生す
る巻線の一連の状態変化の間に比較的長い時間が存在す
るということである。例えば、三相モータにおいては、
1サイクル当りに6つの状態変化があるにすぎないから
、回転子の一連の状態変化間の時間間隔即ち/サイクル
は低い回転子周波数ではきわめて長いものとなる。更に
、固定子と回転子との間の空隙を横切る磁束は、回転子
のインダクタンスが太きいため罠、比較的ゆっくりとそ
の値を変化されうるにすぎない。これらの問題と他の問
題が結合するから、低い回転子速度で精密な制御が要求
される場合には、誘導モータを使用することはできない
従つて、本発明の目的は、非常に低い速度状態において
も誘導モータの速度及びトルクについての精密な制御を
なしうる機構を提供することである。
本発明の他の目的はモータに与えられる交流電力の周波
数及び電圧を制御するに際して柔軟な関係を確立するこ
とである。
本発明の他の目的は誘導モータが低速で動作される場合
に、そのモータ内に著しい加熱を生じさせることなしに
誘導モータを制御するための機構を提供することである
本発明の更に他の目的はモータの速度に関して比較的高
い周波数を有する周期的に発生する制御信号によってモ
ータの速度及びトルクが制御される機構を提供すること
である。
本発明の他の目的は数値制御装置からの周期的なデジタ
ル制御信号を受取り且つ誘導モータの精密な制御を行な
うためにその制御信号を使用するためのデジタル装置を
提供することである。
本発明の他の目的はモータの速度に関する周期的な特定
された互除法及びそのモータに印加される駆動電圧の周
波数及び振幅に対するサーボ追従誤差に従って周期的デ
ジタル制御信号を発生するための装置及び方法を提供す
ることである。
本発明の他の目的は駆動電圧の周波数及び振幅に対する
デジタル値をモータ速度及び追従誤差の関数(その関数
は装置が用いられるモータについて経験的に得られる)
として周期的に計算するための装置及び方法を提供する
ことである。
本発明の他の目的はモータの固定子に発生される磁束の
位置なモータ速度及びサーボ追従誤差の関数として直接
的に制御するための装置及び方法を提供することである
本発明の他の目的は過大なモータ電流に応答してモータ
をそれの駆動電圧から切り離すための装置を提供するこ
とである。
本発明の他の目的はモータ速度及びサーボ追従誤差を含
む計算に応答して多相交流モータの極数を変更するため
の装置及び方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は駆動電圧の周波数をモータ速度
及びサーボ追従誤差の関数として計算し、それに応答し
て一連の離散的な周波数値のうちの1つを選択し、1つ
の周波数を選択するための1つの基準と、その1つの周
波数の選択に続いて他の1つの周波数を選択するための
異なる基準を確立するために前記計算においてヒステレ
シス量を適用するための装置及び方法を提供することで
ある。
以下図面に示す実施例fつき本発明を更に詳細に説明し
よう。
本発明の1つの実施例においては、多相誘導モータの幾
つかの相に接続された複数のパワー・トランジスタと、
それらのトランジスタに接続された可変周波数電圧源と
、その可変周波数に従って前記トランジスタを通じて前
記モータに選択的に接続される可変電圧直流電源とが設
けられる。可変電圧源と可変周波数源は双方ともデジタ
ル制御信号によりて周期的に制御される。可変周波数源
をモータに接続する場合に、精密な制御を得るために時
間間隔を変化すぺ(、パワー・トランジスタが電圧源と
モータの幾つかの相との間に接続を維持する。
モータ電流が感知され、過大電流状態が発生すると、電
圧源とモータとの間の接続が一時的に切断され、もしそ
の過大電流が予め定められた期間以上持続するとその接
続が永久的に(手動でリセットされるまで)切断される
。モータ速度とサーボ追従誤差を駆動電圧に関係づける
経験的に得られた互除法を用いて適当なデジタル制御信
号を周期的に計算する計算装置によってデジタル制御信
号が発生される。モータ速度及びサーボ追従誤差は各一
連の&5ミリ秒の期間の間サンプリングされ、そして各
期間にデジタル制御信号が最近の情勢に一致せしめられ
る。駆動電の周波数に対するデジタル制御信号は、1つ
の動作モードに対しては、駆動周波数が瞬時モータ速度
に依存して30Hz又は6oHzとなるように、そして
迅速なトラバース・モードに対しては、90)IZまで
の可変1波数となるように選択される。その周波数選択
時にヒステレシス量が認識され、そしてその迅速なトラ
バース・モードへのまたはそれからの遷移がなされた場
合、零駆動電圧の状態のもとで、モータの形状が変更さ
れる。選択された周波数に対し【電圧と追従誤差の予め
定められた関係を適用することによって駆動電圧の振幅
が計算され、サーボ追従誤差を予め定められた誤差に維
持するに必要なトルクを電圧が発生するたうになされる
本発明の他の実施例においては、駆動電圧の周波数が一
定の滑りを与え且つ駆動電圧の振幅が追従誤差を維持す
るのに要するトルクを発生するようK、デジタル制御信
号が計算される。
本発明の他の実施例においては、駆動電圧の周波数がモ
ータのトルクに比例した滑りを与え且つ駆動電圧の振幅
が追従誤差を維持するのに要するトルクを与えるように
デジタル制御信号が計算される。
本発明の他の実施例においては、任意の時点で同期モー
タの各位相を可変電圧直流電源の端子のイスれか一方に
接続するようにパワートランジスタの予め定められた組
合せを作用せしめるようにデジタル制御信号が計算され
、その計算の間の任意の期間における固定子磁束の平均
位置がモータ速度と追従誤差から計算されるものに対応
するようKなされ、且つ駆動電圧が追従誤差を維持する
ためのトルクを与えるように駆動電圧の振幅を制御する
ために他のデジタル制御信号が計算される。
ここで第1図を参照すると、三相誘導モータ10が概略
的に示されており、それの3つの相はそれぞれライン1
4を通じて一群のパワートランジスタ12(パワースイ
ッチとして作用する)に対する独別の接続を有し【いる
。パワートランジスタ12は、一群のSCR,18から
得られた可変電圧励起信号をライン14に選択的に接続
するために一群のパワートランジスタ・ドライバ16か
ら得られた信号によって制御される複数のトランジスタ
スイッチを構成している。パワートランジスタ・ドライ
バ1tSKよって発生される信号は、3 oHzとID
DH2との間で制御可能な調節自在の周波数を有してい
る。その周波数はパワートランジスタ・ドライバ16に
接続された発振器20によって決定される。発−振器2
0−によって発生される信号は、モータに関連せしめら
れたトランスジューサーによって感知される状態に従っ
て、ソフトウェア装置22によって制御される。ソフト
ウェア装置12は本質的にデジタルであり、モータ10
を制御するための指令信号を発生する数値制御装置(図
示せず)と協働する。
SCRのグループ18によって与えられる電力はトラン
ス26を通じてそのSCRのグループ18に接続された
三相電源24から得られる。5CR1Bは三相整流器と
して作用し、グループ18内における各SC’Rの点火
角度はSC凡トリガー回路2Bのグループから得られた
適当な信号によって制御される。S CRトリガー回路
28は論理増幅器30の出力に応動する。増幅器30は
発振器52によって発生された信号と点火角度制御装置
54から信号とを受取り、トリガー回路28を通じて、
SCRのグループ18に成る電圧レベルを与えさせる。
点火角度制御装置54はソフトウェア装置36によって
制御される。ソフトウェア装置36は本質的にデジタル
であり、モータ10を制御するための指令信号を発生す
る数値制御装置(図示せず)と協働する。
モータの過電流保護装置38はパワートランジスタ・ド
ライバ16に接続されていて、モータ電流が過大である
ことを検知装置が検知した場合にパワートランジスタ・
ドライバ16を非動作状態にする。
次に第2図を参照すると、パワートランジスタ12とパ
ワートランジスタ・ドライバ16の配列が示されている
。SCRのグループ1Bからの2つの接続が端子40及
び42によって示されており、それらの端子には5CR
18からの正と負の電圧出力がそれぞれ接続される。3
つのパワートランジスタ・ドライバ回路16a、j6b
はすべて端子40に接続され【おり、且つそれぞれ誘導
モータ10の3つの端子に接続されている。、同様に、
ドライバ16d、16e及び16fはすべて端子42に
接続されており、且つそれぞれパワートランジスタ12
d112e及び12fを通じてモータ10の6つの端子
に個々に接続され【いる。6つのパワートランジスタ・
ドライバ回路は同一であるから、ドライバ回路16cだ
けが第2図に完全に示されている。同様に、6つのパワ
ートランジスタ回路も同一である。従って、ドライバ回
路16Cとパワートランジスタ12Cだけについて詳細
に説明しよう。
トランス44はそれの人力をライン電圧源に接続され、
出力をブリッジ型の全波整流器46に接続されている。
そのブリッジの2つの出力には一対の電流制限用抵抗4
8が接続されており、且つそれらの抵抗はそれぞれコン
デンサ5oを介してトランス4402次巻線の中間タッ
プに接続されている。従って、2つのコンデンサ5oの
両端間には大ぎさが等しく逆極性の電圧レベルが現われ
る。
発振器20からの制#信号は、フォトアイソレータ54
を通じてトラ/:)スタ56のペースに接続されている
端子52に与えられる。フォトアイソレータ54はテキ
サスインスツルメンツ社から市販されているTILl 
12のような公知の装置である。フォトアイル−タ54
とトランジスタ56のコレクタとは両方とも正側のコン
デン?50に接続されている。フォトアイソレータ回路
54は又直接接地されており、それの出力は抵抗58を
通じて負のコンデンサ50に接続されている。
トランジスタ58のエミッタは抵抗60及ヒ62よりな
る分圧器を通じて接地されており、それら間の接続点は
トランジスタ640ベースに接続されている。トランジ
スタ64のエミッタは抵抗66を通じて負側のコンデン
サ50に接続されているとともに、抵抗67を通じて正
側のコンデンサ5゜に接続されている。トランジスタ6
4のエミッタはまたパワートランジスタ68及び70の
ベースにも接続されており、それらのパワートランジス
タは3つの端子全部を釜列に接続されていて、パワート
ランジスタ囲路128を構成している。トランジスタ6
8及び70のコレクタ並びにトランジスタ64のコレク
タはダイオード72を通じて端子40に接続されており
、且つそれらのトランジスタ68及び70のエミッタは
モータ10の端子の1つに直接接続されている。パワー
トランジスタ68及び70とダイオード72を含む回路
の両端間には、トランジスタ68及び70をめぐって反
対方向に電流を流す通路を与えるために、ダイオード7
4が接続されている。
動作時には、方形波が入力端子52に与えられ、そし【
その方形波がフォトアイソレータ54を通過して後にト
ランジスタ56を交互にカッ、トオフさせ且つ飽和させ
る。トランジスタ56はエミッタホロワとして接続され
ており、それの出力信号は、パワートランジスタ68及
び7oを駆動するトランジスタ64よりなる第2のエミ
ッタホロワによって更に増幅される。トランジスタ56
及び64は電流増幅器として作用し、端子52に与えら
れる信号に従っ【パワートランジスタ68及び70を交
互にカットオフ及び飽和させる。従って、パワートラン
ジスタ68及び70のエミッタが接続されている端子7
6は、端子40に与えられる正の電位に対して選択的に
接続及び遮断される。
同様にして、パワートランジスタ回路12a及び12b
はそれぞれ端子40からモータ10の端子78及び80
に接続される。後述するように、ドライバ回路16a及
び16bのフォトアイソレータ回路に与えられる信号は
互いに及び端子52に与えられる信号に対して位相が1
20°異なっており、モータ10と正の端子40との間
に三相接続が確立される。同様にして、パワートランジ
スタ回路12d。
12e及び12fはモ」り10の3つの端子を負の端子
42に対して三相関係に接続する。トランジスタ回路1
2d、12e及び12fのエミッタと端子42との間に
接続された抵抗79は、モータ10を流れる電流に比例
する電圧を端子81に発生するが、その抵抗は後に更に
詳細に説明するように過電流保護回路38に関連して用
いられる。
端子52に与えられる制御信号は第6図に示されている
回路によって発生される。第3図は発振器20の構造の
詳細と、ソフトウェア装置22がドライバ回路164C
対する適当な制御信号を発生するために機能する態様と
を示している。
発振器20は非安定マルチバイブレータ82よりなり、
その入力はボテンシッメータのタップに接続されている
。ボテフシlメータ84の端子は、正の電圧源が接続さ
れている端子86と接地との間に接続されている。ボテ
ンシヲメータ84はマ   ′ルナバイブレータ820
周波数を調整し、且つそれはそれの出力側に約2900
08Zの周波数を与えるようK111mされる。もし所
望されれば、それよりも高い周波数が用いられ5る。マ
ルチパイプレーク82の出力から3ビツト2進カウンタ
90にライン88が接続されている。カウンタ9oのオ
ーバフロ一端子は4ビツト2進カウンタ92の入力に接
続されている。カウンタ9o及び92は互いに8桁2進
カウンタを構成しており、ライン88を通じてカウンタ
900Å力に与えられる各256個のパルスに対して1
つの出力パルスがカウンタ920オーバフロ一端子に発
生される。従ってカウンタ90及び92がそれの入力に
与えられるパルスの周波数を256で割るように機能せ
しめられるとするならば、カウンタ92の出力に発生さ
れるパルスの周波数は約115H2である。しかしなが
ら、カウンタ92の出力に113 )(zと29000
8Zとの間の可変出力周波数を発生するために分割の大
きさを調整するための手段が設けられる。
カウンタ90及び92はそれぞれ複数の入力ライン96
を有しており、それらの入力ラインはそれらのカウンタ
の7つの最上桁部分のそれぞれのセット入力に接続され
ている。入力ライン96のそれぞれは個々の入力端子9
8からパワーゲート100とフォトアイソレータ102
を通じて各カウンタに接続されており、従つて、各ライ
ン96上の信号の状態はそれに関連する端子98におけ
る電位の状態に依存する。端子98は、所望のパルス周
波数を表わす数値量を2進数として記憶する数値制御装
置内に包含された記憶レジスタの出力に接続されている
。従って、最も低い周波数即ち113H2が所望される
場合には、端子98はいずれも附勢されず、カウンタ9
0及び92は正常に機能する。しかしながら、約600
H1の周波数が所望される場合には、2進数208を表
わす信号が端子98に与えられ、従って、入力ライン8
8に与えられる各48番目のパルスがカウンタ92のオ
ーバフロ一端子に接続されたライン94上に1個の出力
パルスを発生する。それらの値の間の周波数が所望され
る場合には、端子98の組合せが零と208との間の数
を2進法で表わし、且つ選択された数のパルスが入力ラ
イン88に与えられて後にライン94上にオーバーフロ
ー・パルスを生ぜしめるために附勢されてパルス繰返し
周波数を制御する。ライン96はカウンタ90及び92
の7つの最上位桁に接続されているから、カウンタにセ
ットされる2進数は入力端子98上に与えられる2進数
の2倍であもかくして、例えば、2進数24が入力端子
98上に与えられると、48とい5量がカウンタ90及
び?2にセットされる。
ライン94は3つの7リツプ・フロップ104.106
及び108のT(又はセット)入力K11k続されてい
る。フリップ・フロップ104のD(又はリセット)人
力はフリップ・フロップ106の出力の1つから得られ
る。同様にして、クリップ・70ツブ106のD入力は
クリップ・70ツブ108の出力の1つから得られ、ク
リップ・フロップ108のD入力はフリップ・フロップ
104の出力の1つから得られる。6つの7リツプ・フ
ロップの人力はそれらの出力に交差結合されているから
、それらのうちの1つだけが、他の2つの状態に依存し
て、任意の時点において状態を変化するように条件づけ
られる。その結果、5つの7リツプ・フロップは調時シ
ーケンスをもってそれらの状態を変化し且つライン94
上のパルスの周波数の1/6即ち30Hzから10[I
Hzの周波数に等しい周波数を有する三相方形波信号を
出力側に発生する。3つの7リツプ・フロップ104.
106及び108のそれぞれの状態を2回変化してサイ
クルを完成し且つそれら3つのフリップ・70ツブの初
期条件を開始するためにライン94上の6つのパルスが
必要とされるという事実から6分割が生じる。
フリップ、フロップ104.106及び108の出力は
個々のカウンタ110に接続されている。
インバータ110はそれぞれ3つのフリップ・フロップ
からの出力信号を反転する。インバータ110の出力は
それぞれ個々遅延要$114に接続されている。クリッ
プ・フロップ104に[した遅延要素114の出力は個
々のゲート115を通じて個々のパワーゲート116に
接続されており、それらパワーゲートの出力は端子52
及び53に接続されている。フリップ・フロップ104
のリセット(又はQ)出力に関連せしめられたゲ−)1
14の出力もフリップ・フロップ1080D入力に接続
されている。ゲート115はそれぞれ端子112に入力
を接続せしめられており、その端子にはモータ10に流
れる電流が過大電流でないことを示す信号が現われる。
この信号が消失すると、−ゲート115は禁止される。
端子52は第2図に示されたドライバ回路16Cのフォ
トアイソレータ54に接続されている。端子52と同じ
信号を反転した形で伝送する端子53はドライバ回路1
6fK関達せしめられたフォトアイソレータ回路に接続
されている。
フリップ・フロップ106及び108に関連せしめられ
た遅延要素114は、所望される場合に出力信号の位相
を反転する機能を発揮する回路網ゲートを通じて接続さ
れている。クリップ・フロップ106に関連せしめられ
た2つの遅延要素114はゲート11B及び120のそ
れぞれの1つの入力に接続されている。クリップ・フロ
ップ106のセット(又はQ)出力に関連せしめられた
遅延要素114はまたフリップ・フロップ106のD入
力に接続されている。ゲート118及び120の他の人
力は端子121に接続されており、その端子121は、
1つの位相シーケンスが所望される場合に附勢され、そ
れと逆のシーケンスが所望される場合には附勢されない
状態にある。ゲ=)118及び120はそれぞれそれら
の出力をパワーゲート122及び124を通じて端子1
26及び128に接続されている。端子126は7リツ
プ・フロップ106の1つの人力とトランジスタ・ドラ
イバ回路16eのフォトアイソレータに接続されており
、端子12Bはフォトアイソレータ16dの入力に接続
されている。
フリップ・フロップ106に関連せしめられた遅延要素
114の出力はゲート130及び162のそれぞれの1
つの端子にも*gされている。7リツプ・フロップ10
8のセット(又はQ)出力に関連せしめられた遅延要奏
114はフリップ・フロップ106の9人力にも接続さ
れている。ゲ−)150及び132の他の入力はインバ
ータ154を通じて端子121に接続されている。ゲ−
)130及び152はパワーゲート135及び156K
IIk続されており、そしてそれらのパワーゲート15
5及び156は端子168及び140に接続されている
。端子138はフリップ・フロップ104のD入力とド
ライバ回路16dのフォトアイソレータの入力に接続さ
れており、端子140はドライバ回路16aのフォトア
イソレータに直結されている。従って、端子121が附
勢されていない場合には、ゲー)150及び152は回
路16a及び!6dを制御するように信号を接続せしめ
る作用をする(さもなくば、それらの信号はドライバ回
路16b及び16eを制御するように接続されるであろ
う)。
フリフグ。フロップ108の出力を残りの対の駆動回路
16に接続するためにさらに4つのゲートが設けられて
いる。ゲート142及び144はそれぞれ1つの入力を
フリップ・フロップ10Bに関連せしめられた遅延要素
の出力に接続され且つ他の入力を端子121に接続され
ている。それらのゲートの出力は、端子121が附勢さ
れた場合に7リツプ・フロップ108の出力を端子13
8及び140に伝送するためにパワーゲート155及び
136にそれぞれ接続されている。ゲート146及び1
48はそれぞれ1つの入力を7リツプ・フロップ108
に関連せしめられた遅延要素の出力に接続され且つ他方
の入力をインバータ155に接続されている。それらの
ゲートの出力は、端子121が附勢されていない場合に
、スリップ・フロップ108によって発生された信号を
端子126及び128に伝送するためにパワーゲート1
22及び124に接続される。端子112は第6の入力
としてゲート118.120,130゜132.142
.144.146及び148に接続されて、その端子1
12に信号が存在しないことによってモータ電流が過大
であると表示された場合にそれらのゲートの動作を禁止
する。
第8図を参照すると、3つの7リツプ・70ツブ104
.106及び108の出力が示されている。図示されて
いるように、フリップ・フロップ10Bの出力はグラフ
の最初における任意の時点の後に状態を最初に変化する
ものである。6o0経過してから、クリップ・フロップ
106が状態を変化し、それから60°してから、フリ
ップ・フロップ104が状態を変化し、而して、5つの
7リツプ・フロップ104.106及び108全部が第
8図に示されているグラフの最初における状態とは反対
の状態となる。然る後、フリップ・フロップ108.1
06及び104は60°離間して切換えられ、元の状態
にもどる。その後動作は同様にして進行して三相方形波
信号が発生され、3つのフリップ・フロップのそれぞれ
は反転された出力信号と反転されていない出力信号とを
発生する。
かくして、カラ/り92の出力ライン94上に発生され
る6つのパルスよりなる各パルス・グループに対して、
端子9Bに対するソフトウェア入力に依存する周波数の
新しい三相信号が設定されることがわかる。
次に第4図を参照すると、5ckL回路18a。
1′8b及び18cがそれらの各トランス26a。
26b、26C及びトリガー回路28a、2ab。
28Cとともに示されている。
トラyx2da、26b、26cの一次巻線はすべて端
子150を通じて三相電源24に接続されている。これ
らのSCR回路及びトランスの構造は各場合において同
一であるから、1つの相についてのみ詳細に説明する。
トランス26aの二次巻線にはセンター・タップが設け
られており、そのタップはライン152を通じて接地さ
れているとともに端子42に接続されている。その二次
巻線の端部端子はそれぞれ5CR154及び156のア
ノードに接続されており、それらのSCRのカンードは
両方ともライン158に接続されている。ライン158
はチョーク160を通じて端子aoK*続されており、
その端子40において、前述のように直流電圧がパワー
トランジスタ12に与えられる。5CR154のゲート
は抵抗162を通じてライン158に接続されており、
5eR156のゲートは抵抗164によってライン15
8に接続されている。
抵抗162はトランス166の二次巻−の両端間に!!
続されており、抵抗164はトランス168の二次巻線
の両端間に接続されている。トランス166及び16B
は両方ともパルストランスであり、それらは適当な時点
で5CR154及び156をゲートするS CR) I
Jガー回路28aの一部分を構成している。トランス1
66の一次巻線の1つの端子は、正の電圧源に接続され
た端子170Km絖され、そのトランスの一次巻線の他
方の端子は抵抗172を通じてトランジスタ174のコ
レクタに接続されており、そのトランジスタのエミッタ
はダイオード176を通じて接地されている。同様に、
)ランス168の一次巻線の1つの端子は端子170に
接続されており、且つ他方の端子は抵抗178を通じて
トランジスタ180のコレクタに接続されている。トラ
ンジスタ180のエミッタはダイオード181を通じて
接地されている。トランジスタ174及び180のベー
スはそれぞれ抵抗182及び184を通じ【端子171
3に接続されている。端子170における正の電圧がト
ランジスタ174及び180を通常導A状WiK偏倚す
る。トランジスタ1740ペースはまた端子186に直
結されており、従って、端子186に負のパルスが与え
られると、それによってトランジスタ174がカットオ
フされる。同様に、トランジスタ180のベースは端子
188に直結されているので、そのトランジスタ180
は端子188における負のパルスによってカットオフさ
れる。トランジスタ174及び180がカットオフ状態
にある場合にトランスの巻線からの電流をバイパスする
ためにトランス166及び168の一次巻線には並列に
一対のコンデンサ190及び192が接続されている。
動作時においては、端子150に与えられる信号に対し
て予め定められた位相関係でもって、端子186及び1
88にパルスが交互に与えられる。
これらのパルスはパルストランス166及び16Bに各
5ca1s4及び156をオンさせ、その後、それらの
SBRはそれに与えられている励起電圧の正方向の半サ
イクルの残りの期間の関導通状態にある。5CR154
及び156は交互の牛サイクルでトリガーされるので、
それらは全波整流器として機能し、前記パルスが端子1
86及び188に与えられる各サイクルにおける時間に
依存するr、m、s、値を有する脈動直流をライン15
8に与える。チッーク160は端子40に与えられる電
圧を平滑化する作用をなし、端子40と大地との間に接
続されたコンデンサ194も平滑機能を発揮する。負の
電流を大地に逃すために、ライン15Bと大地との間に
ダイオード196が接続されている。
トランス26b及び26CK関連せしめられた他の2つ
のトリガー回路28b及び28Cは、互いに120°だ
け位相が異なりており且つ端子186及び188に与え
られるパルスとも120°だけ位相の異なりた信号でも
ってトリガーされる。従って、2つの5CR154及び
156と、同様に接続された他の二組のSCRとが三相
全波整流器とじ【作用し、端子40に比較的平滑な直流
電位を与える。
次に第5a図及び第5b図を参照すると、発振器32(
第5a図)と論理増幅器50 (第5 b図)が示され
ている。これらの要素は第4図の端子186及び188
に与えられるパルスを発生する作用をする。発振器32
は60H2のライン電圧源203に並列接続された抵抗
200とツェナーダイオード202との直列回路よりな
る波形整形回路に関連せしめられている。抵抗200と
ツェナーダイオード202はライン電圧の電位をツェナ
ー電圧に降下させ、波形が方形化される。その出力はト
ランジスタ2040ベースに接続される。
トランジスタ204のコレクタは端子206を通じて直
流電源の正の端子に接続されており、エミッタは抵抗2
08を通じて接地されている。トランジスタ204は電
流増幅器として働くものであり、そしてその電流増幅器
は入力によって交互にカットオフ及び飽和されて波形を
更に方形化する。
波形の負方向の部分を大地電位でクランプするために、
そのトランジスタのベースと大地との間にダイオード2
10が接続されている。トランジスタ204のエミッタ
は一対の反転用増幅器212及び214を通じて順次的
に接続されている。増幅器214の出力は60Hzの方
形波を構成し、増幅器212からの出力はそれと同一で
あるが位相を反転された信号を構成している。
増幅器214の出力は位相検出器216の1つの入力に
接続されており、その位相検出器の出力は抵抗218と
コンデンサ220よりなる低域フィルタを通じて、出力
端子225を有する電圧制御型マルチバイブレータ22
2の入力に与えられる。マルチバイブレータ222は1
s56oHzの周波数で動作するようKなされており、
このマルチバイブレータは位相検出a216から得られ
る電圧によってこの周波数で動作せしめられる。マルチ
バイブレータ222の出力には第1のカウンタ・ユニッ
ト224が接続されていて、パルス周波数を16で割り
、マルチバイブレータ222によりて発生される各16
個のパルスに対して1個のオーバーフロー・パルスをラ
イン226上に発生する作用をする。又、ライン226
上のパルスを受取るように第2のカウンタ・ユニット2
2Bが接続されており、そのパルスの周波数を更に16
で割り、マルチバイブレータ222の各256個のパル
スに対しc1個のパルスを出力ライン230上に発生す
る。ライン250はw、20人力として検出器216に
接続されている。位相検出器の出力はそれの2つの入力
間の位相差に応動し、且つマルチバイブレータ222の
周波数と位相の安定化するのに必要なように変化し、而
して、その位相検出器216の2つの入力間に一定位相
差が維持される。従ってマルチバイブレータ222の出
力信号は15560Hzで安定化され且つ増幅器214
の出力に関して位相をロックされる。位相検出器216
はMC4044のような装置であることが好ましい。マ
ルチバイブレータ222はMC4024のような装置で
あることが好ましく、カウンタ・ユニット224及び2
28はMt、:4018のような装置であることが好ま
しく、これらの装置はいずれも市販されている。
更に2つの回路252及び264が設けられており、こ
れらの回路は前述した要素200〜214を含む回路と
同一であるが、60Hzライン電圧の2つの相256及
び258にそれぞれ接続されている。電源256及び2
38は互いに120°だけ位相が異なっており且つ電源
204によって発生される信号とも1200だけ位相が
異なっており、回路232及び254は増幅器212及
び214とともに周波数6oHzの三相方形波信号源を
構成し℃いる。それらの3つの位相は人、B及びCで識
別されている。これらの出力は種々の組合せで一連の6
つの一ゲート240〜245(第5b図)に接続され、
それらのゲートはSCR点火角度制御器54を構成して
いる。制御器54に接続された論理増幅器60は、パル
スを与えるように増幅された出力を端子186及び18
8と、他の2つのSCRトリガー回路28(第4図)の
対応する端子とに与える。論理増幅器50の動作を第6
図について説明するが、第6図はSC几をトリガーする
パルスを得るために発生される樵々の波形のグラフであ
る。
11.6図において、波形246は増幅器214の出力
波形であり、波形248は増幅器212の出力波形であ
る。波形250及び252は回路232からの反転され
た出力と反転されていない出力とを表わしており、波形
254及び256は回路234からの反転された出力と
反転されていない出力とを示している。これらの出力は
、第6図に示されているように各相が互いに120°だ
け111間された三相方形波信号を形成する。波形25
8はゲ−)240(@5b図)の出力を示しており、波
形260はゲート241の出力−に示して−いる。これ
らの出力は両方ともゲート262に人力として接続され
、そのゲートはそれの出力側に波形264によ−)′″
C示されている信号を発生する。
ゲート262の出力はゲート26601つの入力に1i
k続され、そのゲート266の他の入力は端子225を
通じてマルチバイブレータ222の出力に接続されてい
る。波形268はマルチバイブレータ222によって発
生さする信号を示している。ゲート266の出力は波形
270によって表われており、それは15360H1の
信号で変調された波形264の正方向の部分よりなりて
いる。
ゲート266の出力に存在する波形270は3ビツト2
進カウンタ272の入力に与えられる。この場合、カウ
ンタ272の機能はパルス周波数を8で割ることである
。カウンタ272の出力は4ビツト2進カウンタ274
に接続されており、そのカウンタ274はカウンタ27
2の出力に発生されたパルスの周波数を16で割る。
ゲート262の出力はライン275によってカウンタ2
72及び274のリセット入力に接続されており、而し
て、ゲート262の出力がB相の各半サイクルの最初の
60°の間持続する低い値を採る毎に、両方のカウンタ
が零にリセットされる。
従って、カウンタ272及び274はB相の各半サイク
ルの開始に続いて60’でマルチバイブレータ222か
らのパルスを計算しはじめ、その半サイクルの終りまで
計算を続ける。カウンタ274がオーバーフローすると
、波形280で示されているマルチバイブレータからの
1つのパルスに対応して、1個のパルスが発生される。
出力パルスが発生される各牛サイクルにおける時点はカ
ウンタ272及び274が端子278bを通じてプリセ
ットされる状態に依存する。プリセットはカウントがな
されない60°の間の各サイクルで発生する。カウンタ
272及び274が2進数127という量でプリセット
されるならば、ゲート262からの最初のパルスがオー
バーフローを発生し、各出力パルスは各半サイクルの6
0°の点で発生される。カウンタ272及び274が2
進数45という量でプリセットされると、各半サイクル
時にオーバーフロー・パルスが発生され、各半サイクル
の端の近(に来る前に85個のパルスが計数されなけれ
ばならない。中間の量がカウンタ272及び274にプ
リセットされると、中間の結果がカウンタ90及び92
(第5図)について述べたのと同じ11BIsで発生さ
れる。
波形280(第6図)はライン276上に得られるカウ
ンタ274からの出力を示している。それは12’OH
2のパルス繰返し周波数を有する一連の正方向のパルス
よりなつており、且つそれらのパにスIt、15360
Hz周波数における1つのパルスに等しい幅を有してい
る。ライン276は2つのゲート282及び284のそ
れぞれの1つの人力に接続されており、それらのゲート
の他の入力は回路2520反転された及び反転されない
B相出力にそれぞれ接続される。それらの出力はそれぞ
れ波形252及び250(第6図)によって示されてい
る。ゲート282の出力はゲート28601つの人力に
接続されており、そし【そのゲート286は他のゲート
288に交差結合されており、従って、ゲート286及
び288のそれぞれの出力は他方のゲートの1つの入力
に接続されている。
ゲート288の他の人力は回路262の1つの出力29
5に通じるライン292にライン290を通じて接続さ
れている。従って、ゲート282の出力に発生された信
号は波形280の一連の交互のパルスであって、その信
号は波形294によって示され℃いる。波形280かも
除去されたパルスはゲート282が禁止されて波形25
0が比較釣魚となると発生する。
ゲート286及び288を含む回路はクリップ・フロッ
プとして機能するのであるが、そのクリップ・フロップ
はゲート282によって通過されるパルスによりてセッ
トされ且つライン290を通じて波形250の後縁によ
りてリセットされる。
その結果は第6図に示された波形296である。
この波形はBP信号として識別されているが、それはこ
の波形がB相の正の半分なトリガーするが故にそのよう
に呼称されるのである。第7図に示されているように、
波形296内のパルスの前縁は、B相の正方向の部分に
おいて、波形294内のパルスにそれぞれ合致し、且つ
それらの後縁はその半サイクルの端に合致する。これが
第4図に示された回路の端子に与えられる信号である。
ゲート284はゲート29B及び500よりなる他の7
リツプ・フロップの1つの人力に接続されており、その
7リツプ・フロップの他方の入力は回路252の反転さ
れたB相出カライン502に接続される。ゲート284
の出力は、波形294を得るとき除去された波形280
の交互のパルスが回復され、その代りに波形294に存
在するパルスが除去されることを除いて、繰返し周波数
6oHzを有する波形294と同様である。このようK
してBN信号(B相の負方向の半サイクルに対する制御
信号を意味する)がBP信号の後18o0で開始し、そ
してそれの半サイクルの端まで継続する。この信号は第
4図に示された回路の端子186に与えられる。その結
果、S CR) リガー回路は端子186及び188に
与えられるパルスによって附勢される。この場合、それ
らのパルスは約180”(608!信号に対して)だけ
離間しており、且つそれらの前縁はカウンタ272及び
274にプリセットされるカウントに依存して定まる時
点で発生する。
論理増幅器30は残りの2つの相に対する2つの附加回
路よりなり、それらの回路は前述したカウンタ272及
び274を包含した回路と同一のものである。他の2つ
の相に対しても四−のカウンタが設けられており、それ
らのカウンタはそれらの各相の各半サイクルの初期60
00間に278C及び278aを通じてカウンタ272
及び274と同じ状態にプリセットされる。それらの出
力に発生され且つS CR) IJオガー路28b及び
28Cの制御端子に接続された信号は、それらの相に関
して同一の態様で形成される。従って、回路18の6つ
のSCRはそれらの各相に関してほぼ同じ時点ですべて
点火され、そしてそれぞれ端子40及び42間の電圧に
はぼ同一量だけ寄与する。その直流電圧の振幅は幾つか
のカウンタにプリセットされたカウントに従って変化す
る。
第5b図にはもう1つの端子540が示されており、こ
の端子340は交差結合されたゲート544及び346
によって構成されたフリップ・フロップ543の1つの
入力にライン342を通じて接続されている。フリップ
・70ツブ343に対する他の入力は端子540からイ
ンバータ346を通じて接続されている。ゲート544
及び346のそれぞれは端子348に共通に接続された
第3の入力を有しており、その端子34Bは、信号が端
子540に与えるのと同時にクロックパルスを与える。
従ってフリップ・70ツブ343は、端子340に対す
る入力が比較的高いか低いかによって、それのいずれか
の状態にセットされ、そして次のクロックパルスが到来
するまでその状態にある。フリップ・フロップ343の
出力はモータに関連せしめられた一組の極選択用リレー
350に接続されている。極選択用リレー550はモー
タを8極3相構造に通常接続するようにそれらの接点を
接続されているが、リレー350が7リツプ・フロップ
343によって附勢されると、モータは4極3相構造に
変更される。後で更に詳IIIIK説明するが、迅速な
トラバース動作が所望される場合には、極選択ビ、トP
Sに従って端子340が附勢される。
次に第9図を参照すると、第1図の過電流保鏝回路38
が一組ブロックダイヤグラムで示されている。端子81
(これは第2図に示されているように抵抗79に接続さ
れている)は抵抗402とコンデンサ404を含む回路
網を通じて接地され【いる。コンデンサ4040両端間
にはボテンシ曹メータ406が接続されており、且つそ
のボデンシ冒メータのタップは交差結合されたゲート4
12及び414によって構成されたフリップ・フロップ
41101つの入力にインバータ410を通じてライン
408によって接続されている。
インバータ410の出力はゲート414の自由な入力に
接続されている。ゲート412の自由な人力は端子41
8における正の電圧源に抵抗416を通じて接続されて
いる。常開型ブツシュボタン・スイッチ420はゲート
412の自由人力から大地に接続されている。
動作時には、プッシェボタン420を一時的に押下する
ことKより、フリップ・フロップ411は、ゲート41
2の出力が比較的高い安定状態の1つとなされる。然る
後、フリップ・フロップ411は、閾値よりも高い端子
81における電圧の発生によってトリガーされるまでそ
の状態に維持されるであろう。その値は、ボデンシ曹メ
ータ406を調節することによって、過大であると考え
られるモータを流れる電流に対応するように選定される
。この電流以上になると、ライン408上に比較的高い
電圧が発生し、そしてその電圧は、インバータ410に
よって反転されて後に、クリップ・70ツブ411をト
リガーし、ゲート412の出力を比較的低い状態に切換
えさせる。
ゲート412の出力はゲート42oの1つの入力に接続
されており、そのゲート42oの出方はインバータ42
2を通じて端子112(これも第5図に示されている)
に接続されている。ゲート412の出力が大きい間は、
端子112における電圧は高い。しかしながら、過大な
閾値以上になると、フリップ、フロップ411は端子1
12における電圧レベルを比較的低い値に維持し、プッ
シェボタン・スイッチ420がリセットされるまでトラ
ンジスタ・ドライバ16の動作を禁止する。
端子81は抵抗424及びコンデンサ426を含む他の
回路網な通じて接地されている。コンデンサ426には
ポテンショメータ428が並列に接続され、且つそのボ
テンシ雪メータのタップはインバータ340を通じてゲ
ート420の第2の人力に接続されている。ボテフシl
メータ428を含む回路は過大電流保護のための他の閾
値設定回路を構成している。端子81における電圧レベ
ルがボテンシ日メータ428のタップの位置に従って設
定された閾値を超えると、インバータ41によってゲー
ト420に与えられる電位が低下し、その結果、ゲート
420の出力が上昇せしめられ、且つ端子112におけ
る電位が低下せしめられてドライバ16の動作が禁止さ
れる。
ポテンショメータ428によって設定されたレベルを超
えてもフリップ・フロップ411はトリガーされず、従
りて、ポテンショメータ428を含む回路が、端子81
上の電位によって表わされる過大モータ電流が発生して
いる間にパワートランジスタ・ドライバだけを非動作状
111MKするように作用する。
ポテンショメータ428を含む回路の時定数は比較的小
さくなされる。ポテンショメータ406とコンデンサ4
04を含む回路はそれよりも大きい時定数を有している
から、この回路は、過電流状態が最少限の時間の間持続
するならば、フリップ・フロップ411だけをトリガー
するように作用する。従って、ポテンショメータ428
を含む回路は短期間の大電流状態に反応するが、長期間
の大電流状態の場合には、クリップ・フロップ411が
プッシェボタン420によってセットされるまで系統を
停止させるように動作せしめられる。このようにして、
系統は短期間の過渡状態時に過電流から保護され、その
過渡電流状態が終了して後に正常な動作が回復される。
次に第10図を参照すると、本発明において用いられる
サーボ系統の動作を示すフローチャートが示されている
。モータ軸にはモータ速度に従ってライ/452上にパ
ルスを発生するためにパルス発生器450が関連せしめ
られている。それらのパルスはカウンタ454の人力に
与えられ、そしてそのカラ/りがそれらのパルスを蓄積
して、モータ軸に関連せしめられた駆動装置の現在位置
の表示を維持する。任意の時点におけるモータ軸の位置
を決定するに際して良好な分解度を与えるために1パル
ス発生器450は例えば光学的な手段によってモータ軸
の各回転につき多数のパルスを発生することが好ましい
。軸の一回転毎に1600のパルスが適していることが
認められたが、一層良好な分解度が所望される場合には
各同転につきそれよりも多数のパルスが用いられうる。
或いは又、パルス発生器450は軸位置符号化器をもっ
て構成されうるものであり、その軸位置符号化器は、モ
ータ軸に連結された円板の多数の同心状トラック上のマ
ークを光学的に観察することによって軸位置が表示され
るようになされているものであり、この場合、前記マー
クは公知のグレイ・コードに従クズ符号化されている。
カウンタ454の内容は周期的に検査され、そして2つ
の断続した疑問符に関するカラ/りの内容間の差、即ち
X2は断続した疑問符間の期間にモータ軸によって駆動
されるスライドまたは他の機構が移動する距離を表わす
。1iX2はライン460を通じて加算レジスタ458
に送られる。
ライン460は、第10図のラインとともに、通信流れ
通路を表わしており、実際の装置では必ずしも単一のラ
インに対応しない。加算レジスタ458は入力ライン4
62を通じて数値指令パルス(Xl)を第2の入力とし
て受取る。入力ライ/462上の指令パルスの和は使用
されている数値制御装置の型式に依存するが、いかなる
場合にオイても、それは次の期間、即ちカウンタ454
の断続した疑問符間の1つの期間の間におけるモータ軸
の運動を規定する。好ましくは、それらの疑問符は毎秒
約120の割合で、即ち8. !1 ミリ秒毎になされ
、その場合、ライン462にも8.3ミリ秒毎に一連の
指令パルスが与えられる。
加算レジスタ45Bの出力は積分器4660入力に接続
された出力ライン464上に得られる。
加算レジスタ458はそれの2つの入力の間の差を計算
し、そしてその差を積分器466に前取って記憶されて
いる和に加える。その結果、積分器466の内容は、追
従誤差卸ち任意の時点で数値制御プログラムによって要
求される位置と、ライン460上の信号によって表わさ
れるモータ軸の実際の位置との間の差に対応する。もう
1つの意味においては、積分器466の内容は、各8.
6ミリ秒の期間に計算された増分位置誤差の和であるか
ら、蓄積された位置誤差と呼ばれうる。
積分器466の出力(X5)はライン468を通じてス
ケーラ470に接続されており、そのスケーラの出力(
X6)はライン472に供給される。スケーラ470は
適当な係数を掛けられた追従誤差を表わす信号音発生す
るように作用し、而してライン472上の信号がモータ
の所望速度又は指令速度を表わす。第10図に示された
実施例においては、速度指令を得るために追従誤差が8
で割られる。この数子シを系統の所望の性能特性に従り
て選足される。
ライン472上の速度信号は加算し′メタ4フ4の1つ
の人力に接続され、加算レジスタ47、一対する他の入
力はライン460からスケーラ476を通じて接続され
ている。スケーラ476はX2で表わされる量に係数2
を掛ける作用をする。スケーラ476に対する係数は系
統の所望の性能特性に従って選択される、加算レジスタ
474は速度指令信号X6とスケーラ476の出力KX
2との間の差を計算し、而して、ライン478上に得ら
れる加算レジスタ474の出力(Xl)は系統の増分速
度誤差を表わす。
加算レジスタ474の出力−X 7はライン478によ
って進み遅れ回路480の入力に接続されている。進み
遅れ回路480の機能は加算レジスタ474によりて発
生された信号を可変増幅させることである。ライン47
Bから加算レジスタ48401つの入力にはスケーラ4
82が接続されておす、且つライン478から加算レジ
スタ484の第2の入力にはIJ ミッタ485を介し
【積分器486が接続されている。加算レジスタ484
はそれの2つの人力に信号を加えてそれの出力に合成信
号を発生する。積分器486は低域フィルタとして作用
し、ライン478上の信号がゆっくりと変化する値を表
わしている場合に系統の利得な増大させるように働くが
、リミッタ485がその利得に最小値を与える。このよ
うKして、系統の応答特性は低い周波数で、即ち速度誤
差信号の変化率が低い場合に1最大となる。
加算レジスタ484の出力はスケーラ48日を通過せし
められるのであるが、そのスケーラは加算レジスタ48
4によって発生された信号によって表わされる量を係数
8で割る。ライン490は加算レジスタ492の1つの
入力に接続されており、加算レジスタ492の他の入力
はライン460からライン503によりて接続されてい
る。ライン503上の信号はモータの実際の速度を表わ
し、そしてライン496上に得られる差はモータのトル
クの所望の変化を表わす。ライン496はスケーラ49
8を通じ、更にリミッタ491を通じて関数発生器50
0に接続されており、その関数発生器500はモータ1
0に印加される電圧の振幅を制御するために論理増幅器
60の端子278に与えられる信号を発生する。
これは成る数学的な関係に従って入力量から出力量を計
算することによって達成される。或いは、テーブル・ル
ック・アップ動作を用いてもよい。
第11図は各サイクル時に端子278に与えられる信号
の間の関係をスケーラ498の出力の関数として示すグ
ラフである。そこKは2つの曲線が示されているが、1
つは3oHzにおける動作の場合を示し、他の1つは6
ohzKおける動作の場合を示している。このようにし
て、モータ10に印加される駆動電圧の振幅は、関数発
生器500により両立された関数(第11図)に従い、
加算レジスタ492の出力に応じて調整される。
交流電力の周波数は、各サイクル時にカウンタ90及び
92(第3図)を適当な値にセットするユニット502
によって制御される。その周波数は、ライン460から
ライン503を通じてユニッ) 502に送られる値X
2に基づいて選定される。モータ10が低速で運動して
いることを値X2が表示している場合には、5oHzが
選択され、モータ100角速度が大きい場合には、6r
3Hzが選択される。
ユニット504はスケーラ498の出力に発生される量
の符号を検査し、そしてその情報に従って端子121(
第3図)K信号を発生し、而して、モータ10は適切な
方向に附勢される。
5CR18によって設定された電圧を変化するための第
11図に示された関係は、応答特性、最大効率及び最少
加熱という点でモータ10の最良の動作を実現すべく経
験的に確立される。各周波数に対する曲線の精確な値及
び形状はモータ10の個々の特性に依存するが、第11
図に示されている曲線の形状がほぼ最適であると考えら
れる。
それらの曲線によって示されているように、スケーラ4
98によって関係発生器500に与えられた信号が小さ
い値である場合には、すべての曲線の傾斜が大きいが、
入力値が太き(なるにつれて、より小さい正の傾斜とな
る。
次に第12図を参照すると、迅速なトラバース・モード
が選択された場合に第10図のフローチャートの動作が
どのように修正されるかを示すフローチャートが示され
ている。パルス発生器450及びそれに関連するカウン
タ54及びスケーラ456は、それの出力に接続された
加算レジスタ458及び積分器466と同様に、第10
図に示されたものと同一である。しかしながら、積分器
466の後では、異なるスケーラ506が積分器466
からの出力からのライン468に入力を接続されている
。スケーラ506はライン486上における貴X5を係
数64で割り、そしてそれの出力(X9)をライン50
8に送る。ライ1508上における値X9はモータ10
の所望の固定子周波数を表わす。
ライン508は加算レジスタ51001つの入力に41
続されており、その加算レジスタの他の人力はライン4
60からスケーラ514を通じてライン512によって
接続されている。スケーラ514は、ライン512上の
信号孔TFが回転子周波数を表わすような係数によって
2イン460上の量を修正する。加算レジスタ510は
ライン508及び512上の信号によって表わされる値
開の差を計算し、そしてそれの出力はライン515に接
続される。従って、ライン513上の信号の大きさはモ
ータの所望の又は指令されたスリップに対応する。
ライ1513はリミッタ516の入力に接続されている
。このリミッタ516はライン512上に存在する信号
によって表わされる指令されたスリップの大きさを制限
し且つその制限された信号を出力ライン518に供給す
る。ライン518は加算レジスタ52001つの入力に
接続され【おり、その加算レジスタ520の他の入力は
スケーラ514の出力を伝送するライン512に接続さ
れている。ライン512上の信号孔TFは回転子周波数
に対応し【いるから、出力ライン522上の信号FRQ
は指令された固定子周波数に対応しており、この場合、
最大トルクを与える値にスリップをほぼ制限し且つ又モ
ータの加熱を制限するために、リミッタの動作によって
スリップが制限される。
ライン522は関数発生器524の人力に接続されてお
り、その関数発生器は第1図に示された装置における電
圧及び周波数制御用カウンタに与えられるべき信号を、
周波数と電圧の適切な組合せでもってモータ10を制御
するように決定する。
この関係が、関数発生器524とモータ10との間に接
続されてモータ10に印加される電圧の制御を表示する
ライン526と、関数発生器524とモータ10との関
Km続されてモータ10に印加される駆動電圧の周波数
の制御を表示するライン528とによりて第12図に概
略的に示されている。エニy)550は回転の方向の符
号をライン522上に存在する信号から計算し、そして
それをライン532を通じてモータ10に与えた備3図
の端子121を通じて)。第12図の装置においては、
迅速なトラバース・モードが選択された場合1周波数が
90H1まで上昇せしめられる。
関数発生器524によりて選択された駆動電圧の周波数
は第13図に示されている関係によって決定される。纂
15図は端子98(第5図)K与えられる量をライ15
22上のFRQ信号との関連で示すグ、ラフである。こ
のグラフの特定の形態は、モータ10に与えられる電力
に対してF凡Q信号に比例する周波数を第3図の回路に
選択させるのに適したものである。勿論、FRQ信号と
固定子に与えられる周波数との間に異なる関係が所望さ
れる場合には、関数発生器524はそれに応じて修正さ
れる。
次に第14図乃至第25図を参照すると第10図及び第
12図のフローチャートに示された作動を行なうために
計算機によって実行されるプログラムが示され【いる。
実行される最初のプログラムはINITプログラムであ
り、これによりて、計算機はサーボ系統の適切な動作に
必要な計算を行なうために初期条件を与えられる。
最初のプログラム、ステップ509においては量XS(
積分器466の出力を意味する)がOにセットされる。
同様にしてX15(積分器486の出力を意味する)も
0にセットされるO更に、カウンタぬ1及びカウンタ階
2(これらのカウンタは後述する遷移カウンタである)
が0にセットされ、量HYSTもOK上セツトれる。カ
ウンター1及びNa2の内容及び量HYSTの用途につ
いては後で詳MKI!l!明する・ 第2のプログラム・ステップ511においては、制御は
サブルーチン5VINに移る。5VINルーチン(第1
7図)では、カウンタ454の内容がステップ515で
最初に読取られ、そしてステップ515においてアキュ
ムレータに記憶される。
当業者には理解されるように、このアキュムレータは計
算機の演算が行なわれる部分である。それらを連続的に
アキ島ムレータに入れることKよってパラメータが加え
られ、然る後、そのアキ為ムレータがそのように入れら
れたパラメータの和を表わす。
次にステップ517によって、制御はそれが残されてい
た点においてINITプログラムに戻され、そして次の
ステップ519において、カウンタ454から読取られ
た量の補数が得られ、而してその補数を他の数に加える
ことKよりて計算が行なわれうる。次のステップ521
では、アキ島ムレータの内容(即ちカウンタ454から
読取られた数の補数)がX0LDで示された記憶場所に
記憶され、後にその場所から城出されうる。次のステッ
プ523において、系統のクロック発生器が動作せしめ
られ、&3ミリ秒毎K(或いは60Hz周波数の各半サ
イクルに対応して毎秒120回)パルスが発生される。
次のステップ525で、インターラット・フラッグ(i
nterrupt flag)がオンされ、INITプ
ログラムが完了したことを示し、そし忙制御が絽15図
に示された実行プログラムに送られる。インターラット
・フラッグの機能は新しい周期の開始を示すクロックパ
ルスを認識することであり、それと同時に、その時点で
計算機力そのクロックパルスに他のプログラム・ステッ
プを実行させるのを中断する。
第15図を参照すると、実行プログラムはプログラム・
ステップ527.529及び551よりなり、それらの
プログラム・ステップは反復して実行されるのであるが
、この場合、制御はそれらのプログラム・ステップが周
期的に実行されうるよ、5にプログラム・ステップ53
1からプpグラム・ステップ527に戻される。実行プ
ログラムのステップは他の計算と本発明に関係のない他
のプログラムとを計算機に行なわせる。他のプログラム
において任意のステップが実施されるように、実行プロ
グラムは3つのステップに限定されない。
本発明はクロックパルスが認識されたときに計算機がそ
れのプログラムを実行することを要求する。
その場合、本発明の動作において必要とされる種々のパ
ラメータの計算を許容するために、実行プログラムの事
象の通常のシーケンスが中断される。
クロックパルスが発生すると(&3ミリ秒の間隔で)、
実行ルーケンが中断され、制御がXサーボ・プログラム
(第16図に示されている)K移される。
Xサーボ・プログラムの最初のステップ532によって
NCユニットからXIプログラムが読取られ、モータ1
0が次の1目9秒の期間にどの種度前進(又は後退)さ
れるべきかを表示する。
後退運動がXIで表わされる場合には、それは補数の形
でNCユニットから到達し、而してそれが他の量に加算
されることにより″て代数引算が行なわれる。アキ、ム
レータの内容即ちXI量はステップ536により記憶装
置に記憶され、そしてステップ538で制御が5VIN
ルーチンに移る。
5VINルーチン(第17図)は前述したのと同様にし
て実施され、カウンタ454から新しい読取りをなし、
そしてステップ540で制御がXサーボ・プログラムに
戻り、そのステップ540において、アキュムレータの
内容(即ち、カウンタ454からの読取)が記憶装置内
の場所XNEWに記憶され、そこで、制御はS B R
VOSプログラム(第18図)に移る。
第18図において、5ERVOプログラムの最初のステ
ップ542はXNEW量を記憶装置からアキエムレータ
に移す。それはステップ540によって記憶装置に記憶
された量である。ステップ544において、その量が否
定され、そしてステップ546によって記憶装置内の異
なる場所に戻される。ステップ548において、XNI
(WとX0LDとの間の差が計算され、制御がステップ
550に戻る。ステップ550によって、ステップ54
6で指示された記憶場所及びアキュムレータの内容が交
換され、XNEWの否定がアキエムレータに入れられ且
つステップ548で計算された差がステップ546で指
定された記憶装置の場所に戻される。制御が次のステッ
プ552に移り、そのステップによって、XNEWの否
定が記憶装置の場所X0LDに入れられ、X0LDK対
する最新の量を形成し、それが次の計算に使用されるた
めに記憶装置から呼び出される。ステップ54Bで計算
された差はステップ554によりて記憶場所X2に転送
され、制御がステップ556に移る。
ステップ556において、Xlの2倍が計算されて記憶
装置に記憶され、そして制御はステップ562に移り、
そこで量X5が計算される。この量はXlからXlを引
き、それに記憶場所X5の内容を加えたものに等しい。
かくして、量X5は増分位置誤差の累積となる。制御は
ステップ564に移り、そこでアキエムレータの内容が
記憶場所X5に記憶される。次のステップ566で、量
X・13が計算され、それはX5からXlの2倍を引き
、それから記憶場所X13の内容を加えたものの1/8
倍に等しい。次のステップ568では、アキュムレータ
の内容(即ちX13)は量X15を計算機のこの部分の
12ビツト(2進)容量内に1.C 維持するために+2047又は−2047に限定される
。ステップ570において、アキエムレータの内容(X
15の制限された値)が記憶装置の記憶場所X15に入
れられる。
次のステップ571では、量X7が計算され、それはX
5からXlの2倍を引いたものを4倍したものに等しい
。制御がステップ572に移り、そこでX11が計算さ
れ、それはX7に定数Kを掛けたものに等しくなる。次
に制御がステップ573に移り、そこでX8が計算され
、それはX11からX15の4倍を加え、それをh倍し
たものとなる。然る後、制御はステップ575に移る。
ステップ575では、量X14が計算されてる(X8−
Xl)に等しく、その場合、X14の値はステップ57
4で+64又は−64に制限される。次に制御がステッ
プ576に移り、そこでLx14、即ちステップ574
によって決定されたX14の制限値が記憶装置忙記憶さ
れる。次のステップ578において、値LX14が符号
を点検される。もしその符号が負であれば、その量はス
テップ580で否定され(LXl4の絶対値に等しい量
を4えるために)、制御がステップ582に移る。もし
量LX14が正であれば、制御は直接ステップ582に
移り、そこでアキュムレータの内容、即ちX14の絶対
値が配憶装置に記憶される。
次のステップ584では、X2の絶対値が量HYST(
これは前述したように最初はOである)に加えられ、そ
してその和が量65と比較される。
もしその和が65に等しければ、制御はブランチ586
を−通りてCYC50プログラムに移る。もしその童が
65に等しいか或いはそれよりも太きければ、制御はブ
ランチ588を通ってステップ590に移り、そこで和
が量160と比較される。
もし七〇′和が160よりも小さければ、制御はブラン
チ592を通ってCYC(Soプログラムに移るが、そ
の和が160に41L、いか又はそれより大きい場合に
は、制御はブランチ594を通ってBT(迅速トラバー
ス)プログラムに移る。
ステップ584で計算された和が65よりも小さいとす
ると、制御は第20に示されているCYC50プ四グラ
ムに移る。最初のステップ596において、HYSTは
0にセットされ、そして制御がステップ598に移り、
そこで量FRhQが44にセットされ、然る後、制御は
ステップ600に移る。
ステップ600において、ステップ582で記憶された
制限された量LX14(絶対値)が記憶装電から取出さ
れ、そして量16と比較される。
もしLXl4の値が16より小さいか或いはそれに等し
ければ、プランテロ02が選択され、且つステップ60
4が実施され、而してTRIGの値が計算され、LXl
4に18を加え、それを2倍したものに等しくなる。そ
れにともなって、制御がブランチ606を通つて5TO
REグログラムに移る。もしステップ600で比較され
た量が16よりも大きければ、制御がステップ608に
移り、そこでLXl4が量に4と更に比較される。
もし和が64よりも小さいか或いはそれに等しければ、
ブランチ41Gが選択され、そして量TRIGに対する
異なる値、即ち7/1b (L X 14  j 6 
)+50を決定するためにステップ612が実施される
。もしその和が64よりも大きければ、ブランチ614
が選択され、ステップ616が実施されて、TRIGに
対する値を第5の式即ち’/(LXl4−64)+71
によって計算する。LXl4の値の関数として計算され
たTRIGに対するこれら3つの値が、第11図に示さ
れた曲線(soi−izの一線)の縦座標についての計
算を横座標LX14の関数として実施する。第20図の
プログラムはその曲線を一定勾配の3つの部分に分割す
る。
ステップ584及び590の結果、ブランチ5?2が選
択されると、制御がCYC60プログラムに移り、そし
てステップ590の後でステップ61Bが実行される。
ステップ61Bでは量HYSTが20に轡しくセットさ
れ、且つ1lFREQが次のステップ620で86に等
しくセットされる。量F凡EQはモータに与えられる電
力の周波数を決定するカウンタ90及び92(第3図)
Kセットされた数である。CYC50プログラムのステ
ップ598はこれらのカウンタ′1に2進数44にセッ
トし、xoHz動作を与える。ステップ620はそれら
のカウンタな86にセットし、60Hz動作を与える。
ステップ62 C1ニ[イ”(、量LX14dfIlf
 8より大きいか小さいかをステップ622が検査する
。もしそれが18より小さいか或いはそれに等しいなら
ば、プランテロ24が選択され、そしてステップ626
が実施され、LXl4に19を加え、それを2倍したも
のKlしいTRIGの値を計算する。さもなくば、ブラ
ンチ628が選択され、ステップ660が実施され、T
RXGK対する異なる値即ち5/B(LXl 4−18
 ) +55を計算する。TRIGの値が計算されるス
テップ626及び630は60Hzの周波数につき第1
1図に示された方程式の計算を行なう。その計算は曲線
を一定勾配の2つの部分に分割する。
ステップ590の結果、ブランチ594が選択された場
合には、迅速なトラバースRTプログラムが入れられる
が、それについては後に詳細に説明する。
ステップ604.612.616.626及び630の
うちの1つによるTRIGの計算に続い【、STORM
プログラム(第21図)が入れられる。最初のステップ
632では、量X14が検査され、そしてもしそれが負
であれば、ステップ654が実施されて2進数1を選択
し、モータの回転方向が反転されるべきことを示し、そ
して制御ステップ636に移る。もしX14が正であれ
ば、制御は直ちにステップ636に移り、方向ビットに
対し2進ゼロを不質的に選択する。ステップ456は方
向ビットを記憶装置に記憶し、そして制御をステップ6
3Bに移す。
ステップ65Bにおいて、カウンタ階2が−5に等しく
セットされ、且つカウンタN111の符号がステップ6
40で検査される。カウンタNn1内の量が正であれば
、ブランチ642が選択され、それによって制御が5I
3Tプログラムに直接移る。
さもなくば、ブランチ644が選択され、SETプログ
ラムが入れられる前に他の動作が行なわれる。
ブランチ644が選択されると、次のステップ646が
カウンタ崩1の内容を1だけ増大せしめる。次のステッ
プ648では、カウンタN111の内容と2との和が符
号を検査される。もしそれが正であれば、ブランチ65
0が選択され、PSビットをOK等しくセットする。P
Sビットはモータ10の構造を決定する。8他動作が0
0PSビツトで示され、4他動作が1のPSビットで示
される。8他動作は迅速なトラバース・モードで用いら
れる。ブランチ642が選択された場合には、PSビッ
トはセットされる必要なくゼロにとどまる。ステップ6
52又は656の後に、制御はSETプログラム(第2
2図)に移る。
5BT70グラムの最初のステップ658が出力ポイン
タをセットし、それが主記憶装置のバッファ記憶場所に
おける記憶アドレスを識別する。
次のステップ660が量TRIGをアキエムレータに入
れ、且つ次のステップ662におい【、ステップ652
又は656で計算された極選択ピッ)PS4.TRIG
値によって占有され【いない場−所においてアキエムレ
ータに入れられる。次のステップ664では、TRIG
と極選択ピットPSを含んでいるアキュムレータの内容
がバッファ記憶装置のステップ658で識別されたアド
レスに転送される。次のステップ666では、ステップ
658でアドレスされた場所の次のバッファ記憶装置の
場所に接近するために出力ポインタが増大される。ステ
ップ・668では、ステップ636で計算された方向ビ
ットがアキュムレータに入れられ、そして次のステップ
670では、ステップ598又は620で計算された量
FREQもアキエムレータに入れられる。方向ビットと
FREQ値はアキエムレータの異なる部分に入れられる
から、それらは互いに干渉しない。1つの実施例におい
ては、方向ビットはアキュムレータのビット位置5を占
有し、且つFRFI!Q値は位置4−11を占有する。
次のステップ672では、FREQ量及び方向ビットを
含んでいるアキュムレータ内容がステップ666で識別
されたバッファ記憶装置の場所に入れられる。次のステ
ップ674はステップ664及び672によってバッフ
ァ記憶装置に入れられた2つの語(wordjを前述し
た端子98.278.121及び540に取出させる。
そこで制御はそれがX−8ERVOプログラムを実施す
るために中断された位置において実行プログラム(第1
5図)にブランチ676を通じて戻される。
第19図を再び参照すると、もしブランチ594がステ
ップ590の結果として選択されると迅速トラバースR
Tプログラムが入れられる(第25図)。RTプログラ
ムの最初のステップ678が量HYSTを70にセット
せしめ、然る後、制御がステップ680に移り、そのス
テラ1で童RTFが量X2の34に等しいものとして計
算される。次のステップ684では、量X9がX5から
計算され、量X5の1/64に等しくなる。次のステッ
プ686では、所望の滑り(第12図のライン513)
(対応する量5LIPがX9(指令された固定子周波数
)から回転子周波数RTFを引いたものに等しいとして
計算され、次に制御がステップ688に移る。ステップ
688において、量5LIPの符号が量RTFの符号と
比較される。もし両者が同じ符号であれば、モータ10
に対して加速の状態が認識され、且つブランチ690が
選択され、さもな(ば、ブランチ692が選択され、モ
ータ10に対して減速の状態が認識される。加速状態に
おいては、ステップ694が量5LIPを+24又は−
24に制限し、且つ制御をステップ692に移す。減速
状態では、童BLIPがステップ695で+12又は−
12に制限され、そして制限がステップ692に移され
る。加速と減速とで異なる制限がなされるのは、双方の
状態においてほぼ同じ態様でモータを動作せしめんがた
めである。
もしこれら2つの状態において制限が等しくセットされ
るならば、パワートランジスタ12を使用した回路の両
方向性の非対称性に基因して、モータが加速されうるよ
りも早く減速されるであろう。
ステップ692において、指令された固定子周波数を計
算するために、量RTFがアキュムレータ内容(ステッ
プ694又は695で計算された制限された滑り)に加
えられ、そして制御がステップ695に移り、そこでア
キュムレータの内容(指令された固定子周波数)が+3
60又は−560に制限される。このことは、この場合
アキュムレータに配憶された量が指令された固定子周波
数の4倍に等しいので、この動作モード時に用いられる
上限周波数を90H2に制限する作用を有する。
次にアキエムレータの内容がそれの符号を決定するため
にステップ698で検査される。もしその符号が正であ
って、前進方向の迅速トラバースが指令されていること
を示して゛おれば、ステップ700が実施されてアキュ
ムレータの内容を記憶装置に転送し、次にステップ70
2が実施され、前進方向を示すように方向ビットな0に
等しくセットする。もしアキエムレータ内の量が負であ
れば、ブランチ704が選択され、そしてステップ70
6が実施されてその量を否定しく制限された固定子周波
数の絶対値を計算するためK)、然る後、その否定され
た量がステップ708によって記憶場所に転送され、且
つステップ710において方向ビットがIK等しくセッ
トされる。ステップ702又は710の後で制御又は第
24図のステップに移る。このステップでは、ステップ
700で記憶場所FRQK記憶された量FRQが75だ
け滅じられ、そしてその結果得られた量の符号が点検さ
れる。もしそれが正であれば、ブランチ714が選択さ
れ、そして制御がステップ716に直接移る。さもなく
ば、制御がステップ716に移る前にステップ718で
アキ、ムレータがクリアされる。ステップ716では、
アキエムレータの内容が記憶場所ITEMに転送され、
そして次のステップ720におい1.ITEM4c記憶
された量が50だけ減じられ、且つ符号を点検される。
もしその符号が負であれば(場所ITBMK記憶された
量が50以下であることを意味する)、ブランチ722
が選択され、そしてステップ724が実施され、そこで
記憶場所ITEMK紀憶されているものと同じ量に量F
REQがセットされる。
さもなくば、グラ/チア26が選択され、制御がステッ
プ728に移され、そこで1lFRQが量181と比較
される。もしFRQが181より小さければ、ブランチ
730が選択され、そしてステップ732が実施され、
それが量F几EQをイ。
(FRQ−125)+50に等しい値にセットする。も
しFRQが181より大きければ、ブランチ734が選
択され、制御がステップ736に移り、そこで量FRQ
が量245と比較される。もしFRQが245より小さ
ければ、ブランチ75Bが選択されてステップ740が
実施され、もしそうでなければ、ブランチ742が選択
されてステツブ744が実施される。ステップ740は
/32(FRQ−1s1)+7sK等しい量FREQに
対する値を計算し、一方、ステップ744は7/64(
FRQ−245)+89に等しいFREQを計算する。
ステップ724.732.740及び744は第15図
に示された曲線の計算を構成し、それによりて量FRB
Qの値に従って計算される。
この計算は実際上曲線を一定勾配を有する4つの部分に
分割する。制御は次に第25図に示されている5TOR
プログラムに移る。最初のステップ746では、カウン
ター1が−5にセクトされる。
制御はステップ748に移り、そこでカウンタNn2に
記憶された量の符号が点検される。
前述のように、第21図に示されたプログラム時にカウ
ンタ2が−5にセットされたので、カウンタF1m2は
ステップ748時に−5にセットされるべきであること
がわかるであろう。その場合、ブランチ750が選択さ
れてステップ752が実施され、そこでカウンタ階2に
記憶された量が1だけ増大される。そうでなければ、ブ
ランチ754が選択され、制御をステップ756に移す
ブランチ750が選択されると、カウンタがステップ7
52で1だけ増大され、制御がステップ758に移り、
そのステップがカウンタNa2に記憶され2だけ増大さ
れた量の符号を点検する。もしこの量が負であれば、ブ
ランチ780が選択され、それが制御をステップ782
に移す。ステップ782ではアキエムレータが0にセッ
トされ、制御がステップ784に移り、そのステップが
量TRl0をアキ、ムレータの内容(これはちょうどO
K上セツトれたばかりである)に等しくセットする。次
に制御が前述したSETプログラム(2)22図)K移
る。もしステップ778の結果が正であれば、ブランチ
786が選択され、アキ、ムレータがステップ788に
よってOにセットされ、そして制御がステップ790に
移される。ステップ790はアキュムレータの内容の値
を+122又は−122に制限し、且つ制御をステップ
792に移し、そのステップが4他動作を示す1にPS
ビットをセットする。ステップ792の後で制御はステ
ップ784に移され、そのステップが量TRI(3をア
キエムレータ内の内容(これはちょうどゼロに゛セット
された)に等しくセットする。
もしステップ784の結果としてブランチ754が選択
されれば、ステップy 56 カ5/8F RQ+20
に等しい量を計算し、そしてそれをアキ2ムレータに入
れる。ステップ756の後で制御がステップ790に移
り、そしてそのステップ790がアキエムレータ内の最
大値を制限し、次に制御はステップ792に移り、その
ステップが前述した態様でP8ビットをセットする。
第25図に示されたプログラムにおけるカウンタN12
の目的はモータ10の構造が8極から4極に変更される
際にそのモータ10に電力が与えられないようにするこ
とである。
最初に、CYCso又はCYC60プログラムが前取て
実行されているか否かによりて、カウンタN12は−5
が0にセットされる。通常はそのプログラムの実行がな
されているであろうから、5TORプログラムが最初に
入れたときにはカウンター2はそれの一5状態にあるで
あろう。従って、ステップ748の実行がブランチ75
0を選択し、そしてステップ752がカウンタを1だけ
増加させると、ステップ77Bでなされる動作がグラ/
チア80を選択せしめる。その結果、TRIGの値がO
K上セツトれ、パワートランジスタ12を通じてのモー
タに対する電力の印加を禁止する。
約8.5ミリ秒の後に発生する次のクロックパルスにお
いて、第25図のプログラムが再び入れられるであろう
。しかしながら、この場合には、カウンタm2の内容は
−4である。ステップ752はそれを1だけ増大させて
−5となし、そしてステップ778が依然としてブラン
チ780を選択せしめるので、その結果、電圧は次のa
、6ミリ秒の期間の関0に保持される。5TOFLプロ
グラムのWJ5番目の運転に当って、カウンタ階2の内
容は−3であるが、ステップ752を1だけ増大させて
−2となし、それと同時(ステップ778がブランチ7
86を選択する。アキュムレータ(従ってTRIGの値
)は0にセットされた萱まであるが、ステップ792が
極遺択ビットPSを変更してモータの4他動作を指令す
る。これは第3番目のサイクルで発生し且つ電圧レベル
はそれに先行した2つのサイクルの間0に保持されてい
たのであるから、大きい過渡電流を生じさせることなし
にモータ構造を安全に変更することができる。しかしな
がら、モータに再び電力を与える前に、接触子に切換え
を完了させるのに十分な時間が与えられなければならな
い。従って、この周期後及びそれに続く2つの周期の間
はTRl0の値は0のままである。
第41I目の周期においては、カウンタNn2の内容は
−2であるから、ブランチ750がステップ748によ
つて再び選択され、且つブランチ786がステップ77
8によつて選択される。第5番目のサイクルにおいては
カウンタN12の内容は−1であり、従りて、ブランチ
750及び786が再び選択され、TRIGの値はこの
時ずつとOにとどまっている。しかしながら、第6番目
の周期においては、カウンタ階2の内容がOとなってブ
ランチ754が選択され、而してTRIGの値はステッ
プ756においてなされた計算に従うてセットされる。
ステップ590(第19図)でRTプpグラムが選択さ
れる限り、全ての後続の周期にブランチ754が選択さ
れる。
同様にして、遷移カウンタ陽1及びm2は迅速なトラバ
ース・モードからCYC30又はCYC60プログラム
を用いる通常の駆動モードに遷移している間にパワート
ランジスタを非動作状態にするよう(作用する。これら
のプログラムは両方とも第21図に示された5TORE
プログラムを含んでいる。5TO)LEプログラムを入
れる前に迅速なトラバース・プログラムRTが入れられ
た場合、ステップ746(第25図)の結果として、カ
ウンタ陽1が−5にセットされる。
次に第21図を参照すると、5TOREプログラムが示
されており、迅速トラバース・モードからCYC50又
はCYC60プログラムな用いる通常の毛−ドへの遷移
の期間の間、このS To RWプ四ダグラムよりて遷
移カウンタが操作される。
ステップ658において、カウンタN12が−5にセッ
トされ、且つステップ640において、カウンタ階1の
内容が検査される。もしそれが負であれば、迅速なトラ
バース・プログラムに続いているから、ブランチ644
が選択され、そしてカウンタがステップ646で1だけ
増大され、然る後、その量に2を加えたものが符号につ
いて点検される。5TOREプログラムが鍛初に入れら
れると、カウンタが−4に増大され、そしてステップ6
4Bが員のブランチ654を選択するから、PSビット
が1にセットされ且つTRIG量それ自体の値もOK上
セツトれる。従って、モータ10は4極構造のままであ
るが、電圧はOK降下する。
プログラムの2番目の入来によって、カウンタNn1が
再び1だけ増大されて−3となり、そしてブランチ65
4が再び選択されて同じ結果が得られる。プログラムの
6番目の実行により、カウンタNllの内容が−2とな
り、ステップ648によってブランチ650が選択され
、その結果、電圧をOに維持した状態でモータ構造が8
極に切換えられる。第4及び第5の周期でブランチ65
0が再び選択され、その間にカウンタNEL1の内容が
2回増大されてOとなる。以後の周期処おいては、ブラ
ンチ642がステップ640によって選択され、第20
図に示されたプログラムにおいてTルIGのために前身
て計算された値が用いられ、その場合、極選択ピッ)P
Sは8他動作のためのOにとどまっている。
第20図のステップ596及び618及び第23図のス
テップ678によって量HYsTは任意の値にセットさ
れたことが想起されるであろう。
HYSTI)@の目的はサーボ応答特性にヒステレシス
を挿入することであり、それによりて、CY030プロ
グラムからCYC60プログラムへの切換を生ぜしめる
X2の値が、CYC50プログラムへの復帰な生ぜしめ
るX2の値と実質的に異なるものとなる。同様に、HY
ST値は、CYC6QプログラムからRTプログラムに
切換えるためには、遷移の反転を生ぜしめるX2の値に
比較して実質的に異なるX2の値が存゛在することを要
求するO この特徴のために、例えはX2がCYC50動作とCY
C60動作との閣の分割にはぼ等しい値を有する場合に
、系統が50サイクルの動作と60サイクルの動作との
間で迅速に往復切換えをなすことが防止される。従クズ
、もしモータに60サイクルの周波数が与えられる点ま
でX2の値が増大するならば、60H2への遷移がなさ
れ、且つモータ1OK!108zの電力が与えられるc
yc5゜動作への復帰はX2が低い値に達するまではな
されない。2つの遷移を生ぜしめるX2の値の間の差が
ヒステレシスと呼ばれるものであり、それはこの種のヒ
ステレシスを確立するためのHYST量の関数である。
第20図に示されているように、HYSTの値はCYC
60プログラムの場合の方がCHY50プログラムに対
するよりも20単位高く、RTプ四ダグラム第2S図)
K対するHYSTの値はcyctsoプログラムに対す
るよりも50単位高い、BTTプグラムと通常のプログ
ラムとの間のヒステレシスはRTTプグラムと通常の動
作プログラムとの間の遷移の数を最少限にするために高
くなされる。なぜならば、それらの遷移のそれぞれをな
さしめるためにプログラム動作の5つの周期が必要とさ
れるからである。
上述のことから、第14〜25図のプログラムは第10
図及び第12図の70−チャートに示された動作を一般
用のデジタル計算機になさしめ5ることが理解されるで
あろう。前述したプロゲラ・ム・シーケンスは&5ミリ
秒毎に実行され、毎秒120回の割合でデータ出力を最
新にする。
次に第26図を参照すると、他の一連のプログラムのフ
ローチャートが示されており、それらのプログラムは第
10図及び第12図のフローチャートに関して説明した
プログラム、及び414図〜第25図のプログラムのか
わりに用いられ5るものである。第26図のフローチャ
ートに示された動作においては、誘導モータ10の滑り
は一定値の滑りが維持されるように制御される。これに
よって、モータ内の加熱がそのモータによって発生され
るトルクに直接比例せしめられ、その結果、モータに対
する最大トルク及びそのモータ内の熱放散に対する上限
が確立される。
加算レジスタ880は第10図に示されたレジスタ45
8と同じものであり、且つライン4620入力は第10
図に関して前述したのと同じ意味を有する0回転子周波
数な示す量X2はライン802を通じて加算レジスタ8
00に与えられ、且つ増分位置誤差に対応する差が出力
ライン804上に得られる。ライン804には積分器8
06が接続されており、そしてその積分器は系統の累積
位置誤差即ち追従誤差をそれの出力ライ/808−はス
ケーラ810に接続されており、そのスケーラは追従誤
差を維持せしめるために速度指令即ち系統によって指令
された速度に対応する信号をそれの出力ライン812に
発生する。ライン812は加算レジスタ81401つの
入力に接続されており、その加算レジスタの他の人力は
ライン802に接続されている。速度誤差を表わす2つ
の入力の間の差が出力ライン816上に発生される。こ
れが第10図に示された進み遅れ回路480と同一の補
償回路81Bによって処理され、そしてその補償囲路の
出力が他のスケーラ820によって修正されて、追従誤
差を維持するために機械によりて要求されるトルクを表
わす信号を出力ライン822上に発生する。スケーラ8
20によって発生される指令トルク量はライン816上
に存在する速度誤差信号の関数として得られる。このよ
うにして、ライン816上の速度誤差信号の大きさの増
加がライン822上の信号によって表わされる量の増加
な生せしめる。この場合、ライン822上の信号は機械
によって指令されるトルクを表わす。ライン822は関
数発生器824の入力に接続されており、その関数発生
器によってTkLIG量の値が計算され、それがライン
826を通じてモータ10の端子278(第5b図)に
与えられる。
ライン822はユニット828にも接続されており、そ
のユニットはライン822上で指令されたトルクの符号
を検査し、そしてライン822上の信号の符号に従って
2つの離散信号のうちの1つをそれの出力ライン830
上に発生する。ユニット828によって発生されろ信号
はモータ10の所望の滑りに比例する量を表わす。その
スリツプはライ/822上の信号によって表わされる指
令トルクの符号に従って、正か負である。ライン830
上の信号の大きさは一定であり且つそれはモータ10に
対して所望される一定の滑りに対応している。ライン8
30は加算増幅器832に接続されており、その増幅器
は第2の人力をライン834から接続されている。ライ
ン854はライン802(これは回転子周波数を表わす
X2信号を伝送する)からライン836を通じズスケー
ラ858に接続されている。スケーラ858はX2のス
ケーラをライン830上に存在する信号によって表わさ
れる量のスケールに変更する。加算レジスタ832によ
って発生された和は出力ライン840に与えられるので
あるが、それは指令された固定子周波数を表わす。これ
は前述した態様でも−)′CFRBQ量の形で喝子98
(第3図)を通じてモータ10に与えられる。
ライン826を通じて与えられるTRIG量は関数発生
器824によって、指令トルクの関数と1、シて決定さ
れろ。関数発生器824に対する第2の入力は回転子周
波数を表わす信号を伝送するライン842によって与え
られる。従って、ライン826上の出力は指令トルクと
モータ10の観察された回転子周波数との両方に依存す
る。
関数発生器824によって行なわれる計算が第29a及
び291)図に示されているが、これらの図は、2つの
異なる(口)転子周波数について、関数発生器824に
対する入力の関数として出力を示すグラフである。グラ
フ29aKよって表わされた関係は回転子周波数が低い
場合に用いられるものであり、グラフ29bの関係は回
転子周波数が高い場合に用いられる。各場合において、
ライン822上の信号によって表わされる指令トルクの
量には該当するグラフの勾配に相当する係数が掛算され
、その結果得られた積がモータ10に印加されるべき電
圧を表わすTRIG値である0第291及び29b図の
グラフの勾配は異なっており、それらはライン842上
の信号によりて表わさ〆る回転子周波数の一時値の関数
である。TRIG値の計算のために用いられる掛算係数
はライン842上のx2の値から計算される。
第26図に示されたフローチャートと第12図に示され
たものとの間の類似点は明らかであり、第26図のフロ
ーチャートによって規定される動作は第10図及び第1
2図のフローチャートについて(第14図〜第25図に
関して)説明した態様でもって一般用のデジタル計算機
をプログラムすることによって容易に行なわれうる。#
!14〜25図のプログラムについて詳述したところか
ら、当業者であれば、第26図の70−チャートに従っ
て電圧と周波数に対する量を計算する場合に必要とされ
る適当なステップを実行するように計算機をプログラム
することは容易にできる。
本発明の他の実施例では、第26図のフローチャートに
おいてユニット82Bのかわりにユニツ)844(第2
7図)が用いられつる。ユニット8440機能は、指令
されたトルクパラメータに基づいてモータの指令された
滑りのために量が計算されるという点で、ユニット82
8の機能に類似している。
しかし、なから、ユニット844は、指令トルクが小さ
い値である場合には、その指令トルクに比例するように
滑りを計算し、大きい値の指令トルクに対しては鍛大滑
りが設定される。限界によって滑りのために確立された
最大の正及び負の値は、典型的な誘導モータの特性曲線
を示す第28図における破線846及び848に対応し
ている。第28図のグラフの横軸は滑りをr、p、m、
で示しく即ち固定子及び回転子r、p、m0間の差を示
し)、縦軸はその滑りに対応して誘導モータによって発
生されるトルクを表わしている。限定された滑り範囲内
では、モータによって発生されるトルクは滑りに一般的
に比例することが第28図かられかる。
破線846及び848によって示された限界ははぼ直線
的な関係が該当する範囲の端に設定される。
モータに印加される電圧を制御する目的のために発生さ
れる信号は、第26図について説明したように、任意の
回転子周波数につき、指令トルクから計算される。しか
しながら、小さい値の指令トルクに対しては異なる滑り
が用いられるので、ユニット844が用いられる場合に
は、モータ10に印加される電圧はユニット828が用
いられる場合の電圧と同じではない。指令トルクの関数
として計算される電圧の値は、第10及び12図のフロ
ーチャートに関連し【前述したように、経験的に得られ
る関係を用いて得られる。各場合において、モータの固
定子に対して一定周波数の電源を印加し且つその周波数
においてモータに対するトルクと電圧との間の関係を決
定することにより特定のモータIOK対して前記経験に
よって得られる関係が見出されうる。関数発生器824
の動作の基礎を形成するのはこの関係であり、印加電圧
に応答して発生されるモータのトルクはライン822上
の信号によって表わされる指令トルクと同じである。も
し電圧・ボルト特性がモータのすべての周波数について
同じでないことがわかれば、それぞれ制限された範囲の
周波数について多数の関係が決定され、且つ適轟な電圧
・トルク関係を適用することによって、モータに印加さ
れるべき電圧の値が計算される。この手法が第20図に
示されているが、そこにはモータが3DH!で動作して
いる場合と6ot−tzで動作している場合とについて
計算された電圧特性が示され【いる。第26図の装置(
この装置ではユニット828がユニット844で置換さ
れている)は比例滑り機構と呼ぶのがふされしいもので
ある。なぜならば、指令トルクの値が小さい場合の指令
滑りが指令されたトルクの大きさに比例するからである
。第29a図は端子278(第5b図)を通じてモータ
に与えられるべき電圧制御情報を得るために装置824
によって必要とされる関係のグラフを示している。
第29b図は他の異なる関係を示しており、これは指令
されたトルクがゼロの時に印加電圧が消失するのを防止
したい場合に用いられるものである。
一定滑り又は比例滑り動作が所望される場合には第10
図及び第12図のフローチャートのかわり、に第26図
及び第27図のフローチャートが用いられうることか上
述したことかられかる。
これまで述べてきた系統はすべて第2〜5図に示された
装置によってモータに供給される駆動電圧の電圧及び周
波数を制御する。しかしながら、デジタル計算機内で情
報を処理した結果発生された信号(よってパワートラン
ジスタ12のドライバ16(第1図)を直接制御するこ
とが可能である。この場合には、発振器20は必要とさ
れず、5CR)リガー回路2B及びそれらに関連する装
置も必要とされない。5CR18は計算機から情報によ
って直接制御されうる。装置16及び5CR1Bを直接
制御する結果を実現するための1つの方式について次に
説明しよう。
次に第50図を参照すると、上述のようにユニッ)82
0(第26図)の出力822に得られる指令トルクを表
わす情報の結果として、ドライバ16及び5CR1Bを
制御するための信号が直接得られるプログラムを示すフ
ローチャートが示されている。ライン822はユニット
850に接続されており(第30図)、そのユニットは
指令トルクの絶対値を表わす信号を出力ライン852上
に発生し且つ指令トルクの符号(方向)を無視する。ラ
イン852は加算レジスタ85401つの入力tc41
続されている。
第30図のフローチャートに対する他の1つの入力は量
X2であり、これはモータ速度に比例するものであって
、ライン802上にユニット838の出力として得られ
る。ライン802は積分器856に接続され【おり、そ
の積分器により、モータ速度に比例するX2信号が積分
されて回転子の位置RTPを表わす値が得られる。積分
器856の出力は加算レジスタ858の1つの人力に接
続されている。加算レジスタ858の他の入力はライン
822を通じてスケーラ860に接続されている。加算
レジスタ85Bに対する2つの人力が加えられて、出力
ライン861上に、スケーラ860により適用される掛
算係数に依存して指令トルクの大きさに比例する係数だ
け増大された回転子位置に対応する信号を発生する。ラ
イン861は加算レジスタ86201つの人力に接続さ
れており、そのレジスタの他の入力はライン802を通
じてスケーラ864に接続されている。加算レジスタ8
62に対する2つの入力の和が出力ライン866上に与
えられ、そしてそれは所望の固定子磁界位置を表わす。
所望の固定子磁界位置は、ライン861上の信号によっ
て表わされる位置k、スケーラ864の掛算器によって
決定された回転子速度に比例する量を加えたものに等し
い。従って、固定子磁界位置は、指令トルクに比例する
係数と回転子速度に比例する係数との和だけ回転子の瞬
時位置の向うに前進せしめられる。従って、回転子速度
が高ければ高いほど、所定の指令トルクに対する固定子
磁界位置はそれだけ大きく前進するであろう。又、指令
トルクが大きければ大きいはと、所定の回転子速度に対
する固定子磁界位・  置はそれだけ大き−く前進する
であろう。ライン866は関数発生器868の入力に接
続されており、その関数発生器はモータ1oの固定子巻
線の各相に対する電力の印加を制御するための信号をラ
イン870上に発生する。
加算レジスタ854は他の入力をライン802を通じて
スケーラ853と装置855に接続されており、その装
置855は、スケーラ853によりて修正された回転子
速度の絶対値をそれの符号に関係なく発生する。この量
は加算レジスタ854において指令トルクの絶対値に加
えられてライン857上に信号を発生する。ライン85
7上の信号は回転子速度に比例した大きさだけ増大され
た指令トルクを表わす。それは5CR18を含む装置8
59の入力に接続される。
ライン866上の信号は頻繁な一定間隔で最新化され、
従って、プログラムされた態様でモータを動作せしめる
のに必要な場合にそのライン上の指令された固定子磁界
位置信号が変化する。1つの実施例においては、ライン
866上の信号が&3定り秒毎に、即ち毎秒120回の
割合で最新化される。
第31図には、回転子几の周囲に等間隔をおいて配置さ
れた3組の極対A−A、B−8及びC−Cを有する2極
3相モータが概略的に示されている。
第32図は三相方形波であり、これは第51図に示され
たモータの5つの極対に印加されうめ。第32図の方形
波は各極対がいずれの方向に附勢されるべきかに応じて
、成る時点における2つの値のうちの1つを与えるよう
なものである。即ち、6対の1つの極がN極となり、他
の極がS極となる。第32図に示されているように、任
意の時間toで開始すると、A−A極対が1つの方向に
附勢され、他の極対は反対方向に附勢される。これは第
51図においてこの場合の磁束の方向を示す矢印によっ
て示されている。その場合の磁束の方向はA−A極対に
合致されていることが第31図かられかる。それよりも
1/sサイクル遅れた時間t1では、B−B極対がそれ
の磁界方向を反転しており、その場合の磁界はC−C極
対に合致せしめられていることが第31図かられかる。
さらに4サイクル経過した時点t2では、C−C極対が
それの磁界方向を変更されており、この場合の磁束はB
−B極対の方向となる。
従りてtoから最初の4回転したところでは、磁束の方
向がA−AからC−CへそしてB−Bへと回転し、回転
のまわりで4だけ回転している。この動作は同様にして
継続し、第32図に示された波形の1つに状態の変化が
現われるごとに磁界の方向が60°ずつ変化せしめられ
る。か(して、固定子の磁界は一連の段をなして回転子
位置のまわりを回転し、そして任意の時点における磁界
がわずかに6つの位置のうちの1つを採る。
ライン866上の信号によって表わされる指令固定子位
置がその場合の固定子磁束によって占有されうる6つの
可能な位置のうちの1つに対応する場合には、モータの
極対は、適切な方向に附勢されて、正しい方向に磁束を
発生する。しかしながら、ライン866上の信号によっ
て表示された固定子磁束位置が、第32図に示された波
形によって附勢された場合に固定子磁束がとりうる6つ
の方向の1つに対応しないことがしばしば起る。
従って&3ミリ秒の期間において、その期間に対する指
令固定子位置に等しい平均磁束方向を発生するような方
向及び時間でモータの極対を附勢せしめることが望まし
い。これは、155a図及び第55b図のプログラムを
実行することによって実現される。それらのプログラム
は各8.5ミリ抄期間の関に第52図における波形の変
更を制御し、所望の値に対応する平均固定子磁束方−を
発生する。
指令された固定子磁界位置の瞬時値は、1lsTPの値
を表わすライン866上の信号によって表わされた値、
即ち指令固定子磁界位置から第55a図に示されたプロ
グラムによって計算される。第35a図のプログラムに
入って後に実行される最初のステップはステップ872
である。
ステップ872において、指令された固定子磁界位置S
TPはそれが0よりも小さいか否かを知るために点検さ
れる。もしその量STPがゼロよりも小さいか又はそれ
に等しければ、ブランチ874が選択され、そしてステ
ップ876において1250の和がSTPの量に加えら
れる。量STPはモータが後方に回転している場合には
Oよりも小さく、従って、所望の固定子磁界位置は、所
望の固定子磁界位置について各一連の最新化時に少な(
”前進される。前の8.3ミリ秒以来、もし量STPは
Oを通過したなら、それはステップ876によって0と
1250との間の範囲に回復される。ステップ876で
STP位置に附加する“ために選択された量はモータの
各回転時に発生されるパルスの数に対応する。即ち、前
述した実施例におけるごとく、%回転時に1250個の
パルスが発生される場合には、ステップ876における
量1250の附加が固定子磁界の正しい位置を維持する
4LtSTPがゼロよりも大きければ、ブランチ878
が選択され、そして量STPが和125゜よりも大きい
か否かをステップ888が検査する。
もしそうであれば(モータ軸がそれのインデックス位置
を通って前方に回転されることを示す)、ブランチ88
2が選択され、そしてステップ884#(量sTPを1
250だけ減少させる。もしステップ880JICよっ
てSTP量が1250よりも小さいことが見出されるな
らば、ブランチ886が選択され、そしてステップ88
4がバイパスされる。
スカップ888がステップ884又は876から或いは
ブランチ886から入れられる。それはSTPの最新の
値をそれが量209よりも小さいかどうかについて知る
ために点検する。もしそうであれば、ブランチ890が
選択され、そしてステップ892がSTP量を記憶場所
STPTMに記憶する。次のステップ894はアドレス
場所5TARTを記憶場所PHASFtK挿入し、そし
て、制御をステップ896に移る。
指令固定子磁界位置が回転子の割出し位置を過ぎて最初
の60°セクター内にある場合にブランチ890が選択
され、その場合、割出し位置を過ぎたから、パルス発生
器は209個以下のパルスを発生している。しかしなが
ら、もしSTP量が209よりも大きければ、ブランチ
897が選択され、指令固定子位置が割出し位置を過ぎ
て最初の60’を超えていることを示し、そし【次のス
テップ898はSTP量が418より小さいかどうかを
検査する。もしそうであれば、ブランチ900が選択さ
れ、ステップ902で記憶場所STPTMに量8TP−
209が入れられ、そしてステップ904でPHASE
記憶場所にアドレス5TAI(T+1が入れられ、然る
後、制御がステップ896に移る。
もし量5TPR418よりも大きいことが認められれば
、ブランチ906が選択され、そしてステップ908に
おいて更に検査がなされる。STP量が指令固定位置が
割出し位置に関して第3、第4、第5又は第6番目の6
0°セクター内にあるような量であるかどうかを知るた
めに継続したステップ910及び912が実行される。
6つのセクターは3極3相モータの可能な磁界配向に対
応している。STPがどのような値であろうとも、指令
固定子磁界位置が各セクターに進入される透過の程度に
対応する量がSTPTM場所に記憶され、そして適当な
アドレスが記憶場所PASHに入れられる。6個のパワ
ートランジスタ12の状態を記述する出力語が記憶場所
に位置づけられ、その場所のアドレスはPHASEに記
憶され、その出力語は後述する態様で種々のパワートラ
ンジスタを制御するためのものである〇 ステップ896では、量STPTMの1%2倍の量(m
lちステップ892,902等でsTPTM記憶場所に
記憶された量)が計算されて記憶場所に入れられる。次
に1指令固定子磁界位置がそれの各セクターに入り込ん
だQ、1ミリ秒の周期の数を場所TIMEが記憶する。
この量は後述するようにモータの各巻線に与えられる3
相信号の一連の状態量における切換を生ぜしめるために
用いられるであろう。
ステップ896に続いて、ステップ914が実行され、
多数の異なる量が種々の記憶場所に入れられる。記憶場
所PHASIK記憶されたアドレスは転送されて記憶場
所0RIGK記憶される。
又、PHASEK記憶された記憶場所は8だけ増大され
て記憶場所PHAS Iに記憶される。PHA81に記
憶されたアドレスが次に1だけ増大されそしてPHA8
BK記憶される。更に記憶場所PBRIが−1にセット
され、且つ記憶場所FLAGAも−1にセットされる。
次のステップ916におい【、量TCTOT(5150
図におけるライン857からの)が5CR18の点火点
を計算するために量−68に加えられ、そして制御がス
テップ917に移され、そこで量2Bが必要に応じて1
回又は2回加えられて0と−28との閣の結果を発生し
、その結果がステップ919において記憶場所TEMP
K記憶される。
この記憶場所は5ca18の点火点を続いて制御するた
めに参照される。ステップ919の後で、制御がブラン
チ918を通じて実行ルーチンに戻される。
実行ルーチンはα1ミリ秒の間隔でタイマぺ図示せず)
によって中断され、制御はステップ920及び922(
第55b図)に移され、それらの゛ステップが後で更に
詳述する態様でもって5CkL1sの点火をステップ9
19によってTEMP場所に記憶された量に従って蓋御
する。
ステップ942において、記憶場所Pg)lの内容が1
だけ増大され、そして次のステップ944でそれの内容
が0と比較される。もしそれがOと等しいことがわかれ
ば、ブランチ946が選択され、そしてステップ948
が記憶場所PHASgの内容を出力場所であるところの
記憶場所PRAS2内にセットする。次のステップ94
9はアドレスがPRAS2に記憶されている制御語を出
力し、そしてステップ950が記憶場所FLAGAの内
容を1だけ増大させ、然る後、ステップ952において
FLAGAがOと比較される。もしFLAGAがOに等
しくなければ、ブランチ953が選択され、そしてブラ
ンチ954を通じて次の0.1ミリ秒のインターラット
まで制御が実行ルーチンに戻される。もしFLAGAが
ステップ952によりてゼロに等しけことが認められれ
ば、ブランチ956が選択され、ステップ958が蓋T
IMBを負の形で記憶場所PgRIにセットし、そして
0RIG記憶場所の内容が場所PHASEK入れられ、
然る後、制御がブランチ954を通じて実行ルーチンに
戻される。
もし記憶場所PERKおける量がO以下であることをス
テップ944が見出せば、ブランチ960が選択され、
PERIに記憶された量がステップ961で増加され、
そしてFBIに記憶された量がステップ962で点検さ
れる。もしPHRIに記憶された童がOであれば、ブラ
ンチ964が選択され、場所PHASEIの内容がステ
ップ966において場所PHA82にセットされる。次
のステップ968において、PHAS2に記憶されたア
ドレスによって識別された制御語が出力レジスタ(図示
せず)を通じてドライバ16に対し直接出力され、その
場合そのレジスタは新しい出力語が選択されるまでその
出力語を明示し続ける。ステップ970において量PE
Rが−1にセットされ、然る後、制御がブランチ954
を通じて実行ルーチンに戻される。
α1オリ秒のインターラブドに続いて第55b図に示さ
れているプログラムに最初に入ると、1つの相に関連す
るパワートランジスタが両方ともカットオフされるよう
にその相が制御される中間の状態にドライバ16をセッ
トする出力語がそれらのドライバに出力される。11秒
経過して後に、次のインターラブドにおいて、パワート
ランジスタの制御端子の進相語が出力され、そしてこの
相が維持すべき時間の長さに対応する量が負の形でカウ
ンタに入れられ、そのカウンタは各1ξり秒インターラ
ットにOK達するまで続いて1だけ増大される。この時
K、中間語がパワートランジスタを制御するために再び
出力され、モしてα1ミリ秒してから、直前の位相状!
!!に対応する出力語がパワートランジスタを制御する
ために出力される。この状態は第35a図のプログラム
が再び入れられる次の&3ξり秒インターラットまで持
続する。
第351図及び第35b図のプログラムの動作の一例と
して、&33ミリのインターラットの結果として計算さ
れた指令固定子磁界位置が固定子磁界の「人」相を(第
31図に関して反時計方向K)40°だけ過ぎていると
仮定しよう。その場合には、固定磁界は次の周期の三分
の二の間はrBJ相(指令された固定子磁界位置より2
00だけ進んでいる)K合致されなければならず、前記
周期の三分の−の間は指令位置に合致した平均固定子磁
界位置を与えるためにrAJ相(指令された固定子磁界
位置より40’だけ遅れている)K合致されなければな
らない。かくして、周期の始めにおいて固定子磁界位置
がrAJ相に合致されるならば、rBJ相は5.5ミリ
秒の開方向を反転されそして8.5ミリ秒周期のうちの
次のZ 8 ミIJ秒の、2間回復される。従って、固
定子磁界の平均位置は正確に指令固定子磁界位置に対応
する位置となり、且つ回転子に対する応答は固定子磁界
が全期間を通じて指令固定子磁界に合致せしめられた磁
束方向を有する場合と同じとなる。
ステップ892,902等によってSTPTMに記憶さ
れた量は6つの等しく離間されたセクターのうちの1つ
に対する指令固定子磁界位置に対する突入の程度に等し
い。ステップ896で計算されたTIMEに記憶されて
いる量は第55図のグラフの縦軸に示されており、その
グラフの横軸は指令固定子位置である。場所PHASk
は記憶装置における一連のアドレスのうちの1つを記憶
し、そこには固足子極附勢の6つの異なる組会せに対応
する6つの出力語が位置づけられている。
第55a図のプログラムは8,3ミリ秒毎に1回入れら
れ、第55b図のプログラムは0.1ミリ秒毎に入れら
れる。第55a図のプログラムが完了して後に第35b
図のプログラムが最初に入れられると、ステップ944
及び962によってブランチ960及び964がそれぞ
れ選択される。そこでステップ966及び96Bが出力
レジスタをしてドライバ16の端子52に対して出力せ
しめ、この場合、出力語はPHASE場所に記憶された
ものより8単位高いアドレスを有する場所に記憶される
。第34図は12の出力語よりなるグループを示してお
り、それらのうち6つは5TARTから5TART+5
1でのアドレスを有しており、残り6つは最初の6飴よ
りも8単位だけ大きいアドレスを有している。最初の6
語はドライバ16を制御する出力語であり、次の6#は
出力語間の遷移時に用いられる中間語である。
第34図は各出力語の2つのビットがモータ10の各相
に対して用いられることを示している。最初の2ビツト
は例えば相AK対するドライバを制御する。最初の2ビ
ツトが10である場合には、人相の極は第1の方向に附
勢され、最初の2ビツトが01である場合には、人相の
極は逆方向に附勢される。他の2つの相も6語における
他の2つの組のビットによって同様に制御される。出力
語の場合には、各相がいずれかの方向に附勢され、中間
語の場合には、1つの相は附勢されないままである。中
間語は、成る相に対して両方のパワートランジスタを同
時に導通させることによって電源を短絡させるようなこ
とがないようにするために1その相によって発生された
磁束の方向を変更する前にその相に対してドライバ・ト
ランジスタの双方を瞬時的にカットオフするように作用
する。
どの出力語のアドレスよりも8単位だけ大きいアドレス
に記憶された中間語は、その出力語と次に高いアドレス
に位置している次の更に進んだ出力語との間で用いるの
に適した中間語である。かくして、もし5TARTに位
置している出力語が、ステップ914で0RIQに記憶
されており且つ指令固定子磁界位置が第1のセクターに
あることを示す飴であるならば、B相を脱勢する5TA
R,’I+8に位置した中間語は、B相が極性を反転さ
れるS’l’ART+1に位置している出力語を通じて
モータの極を次のセクターに切換える前に用いるのに適
した中間語である。
これは、前述の例において指令固定子位置が人相点を4
170だけ過ぎたときに起ることである。かくして、ス
テップ962でブランチ964が選択された場合に、5
TART+8に位置している中間語はステップ96Bを
通じて出方される。次K、ステップ970がPERを−
1にセットし、Q、1ミリ秒の後に第55bのプログラ
ムを2回目に通ると、ブランチ946がステップ944
によって選択され、アドレスがPAASBに記憶さレテ
いる飴をステップ5’48及び949が発生することK
なり、而して、次に進んだ出力飴即ち5TART+IK
記憶された飴を出力する。この出力語はスデ、ツブ89
6で計算されたTIMEに記憶されている童の値によっ
て決定される時間の間、明示され続ける。指令固定子磁
界が人相位置より40’だけ進んでいる、即ち三分の二
が第1のセクター内にある実施例忙おいては、TIME
K対する値は55 (alミリ秒間隔の三分の二に等し
くなるために必要とされる11ミリ秒期間の数である。
ステップ94B及び950が実行されてすぐ後で実行さ
れるステップ958はTIMEに記憶された量を否定し
、そし【それを(即ち−55を)PERI位置に入れ、
且つPAASEに記憶されたアドレスを、指令固定子磁
界位置を含むセクターのはじめKおける固定子磁界位置
に対応する出力語のアドレス(即ち5TART)K変更
する。
a1ミリ秒の間隔で第55b図のプログラムに続いて入
ると、それKよってブランチ960及び954が選択さ
れ、そして制御が実行ルーチン直接戻されるが、各エン
トリ(entry )によってPERHに記憶された量
が増大される。55が入つて後に、PER,1内の量が
ゼロに増大され、中間語を再び出力せしめるためにブラ
ンチ964が再び選択され、ステップ970でP)2k
<を−1に等しくセットし、そのプログラムに対する次
のエントリでブランチ946が選択せしめられる。そこ
で、ステップ948及び949が元の出力語(STAI
LT)を出力せしめる。ステップ950はFLAGAK
配憶された量をそれがもはやゼロでないように増大させ
、そしてステップ95Bがバイパスされる。第′55b
図のプログラムに対する続いてのエントリが、第55a
図のプロゲラλに対する次のエントリまで、&3ミリ秒
の間隔の残りの間、ブランチ960及び954を選択す
る。
第35a図及びlR55b図のプログラムは所望の態様
でモータを岬御するように作用することが前述の点から
明らがである。指令された固定子磁界位置が前進rるに
つれて、指令固定子位置がC極によって発生された磁界
に合致された時K「進んだ」出力語が&5ミリ秒の期間
の関附勢されるまで、各aSミリ秒期間のだんだん多(
の部分が進んだ出力vIK割当てられる。指令固定子磁
界位置が更に進むと、それによって次の出力語が「進ん
だ」出力語として選択される。
指令固定子磁界が最後のセクター内にある場合に適切な
動作を行なわせるのに適した命令(イントラクシ曹ン)
が、最後の出力語のすぐ後で、配憶装置の場所5TAR
T+6に配置され、その場合、最初の出力#が「進んだ
」飴として選択される。この命令はSTA凡’I’+6
場所から5TA)LT場所への自動的な飛越を生ぜしめ
る。
モータの動作を反転させるためには例らの修正をも要し
ないことが理解されるであろう。指令固定子磁界位置が
減少しつつあることが認められた場合には新しφ出力語
が[進んだ」出力語となった時に指令固定子磁界位置が
前の領域に入るまで、徐々に少ない時間が「選んだ」出
力語に割当てられる。
次KJI55b図を参照して、SCル18の点火の制御
について説明しよう。ステップ920では、第55b図
のプログラムが入れられる毎にTMMP記憶場所が増大
される。ステップ919(第35b図)においては、全
指令トルクを表わてライン857(第50図)で計算さ
れたfiTcT(JTだけ増大された−68に等しい量
がTgMP場所に入れられている。第55b図のプログ
ラムに対する一連のエントリがこの量をそれがゼロとな
るまで増大させ、その場合、ブランチ923が選択され
、且つステップ925が5CR18のうちの1つを点火
させる。これに続いて、ステップ927がTgMP量を
−28にリセットし、そして制御をステップ942に移
す。α1ミリ秒の周期を28周期経過して、ブランチ9
25が再び選択され、そして再び5CR1Bのうちの1
つがステップ925によって点火され、然る後、ステッ
プ927がTgMPを一284ICリセットする。従り
て、60Hz周波数の位相の60°に対応して2.8き
り秒の間隔でSCRが点火される。SC凡1Bを点火す
る順序は同じであるから、どのSCRが次に点火される
べきか不明であるようなことは決してない。しかも、6
個の5CB−はそれぞれ60”だけ離れて点火されるか
ら、トランジスタ16v通じてモータjOK印加される
電圧に対してそれぞれのSCRが等しく寄与する。
ステップ919においてTEMP場所に記憶された負の
量はそれがOと−28との間の値に達するまでステップ
917において係数28だけ増大せしめられ一1第55
a図のプログラムの実行の後2.8ミリ秒以内K1l1
k初のSCRが点火される。これは、TgMP量に対し
て28を継続的に加え且つその結果の符号を点検するこ
とによって達成される。即ち、正の符号が表示される場
合には、初期SC8点火のためにOと−28との間の値
を与えるべく量28が差引かれる。
SCRはそれらを制御するための出力語を順次選択する
ことによって、第55b図にプログラムについて述べた
のと同じ態様で適切な順序で点火される。或いは又、第
5図に示されたような5つの7リツプ・フロップを含む
装置によって一連のSCRが附勢されうる。
第50図及び65図の実施例は、モータに与えられる周
波数を制御するのではなく、頻繁な間隔でもって固定子
磁界に対する平均位置を確立することによって、固定子
磁界の位置を直接制御するように作動することが前述し
たところから明らかである。この実施例を用いれば非常
に微細な制御が可能となるが、他の実施例の場合に比し
、比較的大きい計算機容量が必要とされる。゛なぜなら
ば、第35b図のプログラムは他のプログラムよりもは
るかに頻繁に実行されなければならないからである。
この明細書で説明した実施例は、かご形、巻線形、同期
形、磁気抵抗形、ヒステレシス型等と一般によ、ばれて
いるものをはじめ、その他の公知型式のモータを含む種
々のモータに適用しうるものである。
デジタル・イクイップメント・コーポレイシ冒ン(よっ
て市販されているPDP8データ・プロセッサに使用す
べき意図された次のプログラム・リストにおいては、第
14〜25図のプログラムを実施した。このプログラム
・リストは機械語で書かれている。
@37 00001                   本
!00661 00544)2          5
F  I  260002 005037      
      M/ / BABgPAGE TilFORAgl’ 8’I
N)RAGE AEA0ooto          
          本2000037 006000
  B12O3,6000/ /  BA8g PAGEα)sT前S00040  
                   本4G090
40 004000          400G00
041 002000           200G
00044                  *4
a00044 000200           2
0G00082                  
*5200062 000002          
 200057                  
  本57000S’1 007700       
    770000074            
        本7400074 007756  
         7751i00155  0077
20   l7720.           !’1
20           /−4805445 00
7000              N0F0544
6 004421             JMS 
I ARJ!XOシ147 007775      
        −305462 001202   
          TAD RTF     /Gg
r RTF。
05456 001203             
 TADI@TF054・0 001203     
         TADNRTF06461 000
040             aBIT00546
2 001205              TAD
 5LIP05463 007421        
     Q05464 007701       
       ムCL06465 007104   
          CLLIJ山05471 003
274             Dc^、+3054
72 007701             ACL
05473 004420             
JMB I LIM[TX0554 004421  
Q       JMB I AR8X05555 0
07771              −70555
6 007772              −60
5562 007000              
NOP/ / 0!i藝16  G0442I           
      JMB  1  m05617 0077
75              −305625 0
00172              17!056
26 007000              ND
PO5427007104CLI、RAL05630 
007104              QJ、R&
L05631 00302m            
  DCム’fRIG/ /    αn式n旬臥C / /         TiM’01iARY 1011
110UTPUT [057000070403級 05701 00g516             
651606702 007000         
     )a)I’05707 006536   
        6536       ml)A’r
8G5710 007000            
  M)P05711 005704        
      JMP I ff罠τ/ / / / / CAIJJII) S肛vD口彊:05727 0
07410              81G”次の
プログラム・リストはヒエ−レット・パラカード・モデ
ルNa2114Aに使用するようKなされたものである
。このプログラム・リストは機械語で書かれている。
ASMB、A、B、L、T、X 50 U3EC+ rJ[INE8 FIRFニー56 US))C FIRE2−50υBEc RES′gr−1oUSE −5( 7− 00256 0g400OLIMB O(XM’UTE
 FIRINII; ’rl1g00257 0446
03              ADBN2oozs
z  ootoo              ALS
00263 040632             
 ADAN7000264  (124266JMPO
UT00265 040631           
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    ADAX200271 070750    
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R8500305 00311 074750             
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O003500060041NB 00351 074744             
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            AnApB00356  G
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000433 070540            
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       LI)A刊ズ110G435 0406
32              ADAN70004
36  G02020            88^
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          8TAXl阿請G00447 0
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            877000452 124
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         N100 DEC−1000064
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5400652000353P235 D団23500
653 000377             P2
S5 Dに25500654 000310     
        P2O0D配2000G655 17
7470             N2000に−2
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      C1[N0P00701 000000 
            RTFNOP0070 00
0000            X1hl)P0O7
03000000X2)ff 00704 000000            X
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     X9 N)P0O7016000000XI
ON)P0O707004000VOLTαFr 40
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        [躇00714 000000   
          M)IJ)?IK)P0O716
170000Ml)ff DEC−409600716
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          0LJ)IIテN0Pi1107
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          88cHQNOP00743 0
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0O746000000DIRNDP 00747 000000             
 [M)P0O750000000RTPN)P 0O751000000S’I?iMN)Poorsz
  000000            &TPNO
P00753 000000            
BLFrAM)P0071i4 0GG000    
        TCABS N0P00755  G
ooooo            TCTOT1’(
)PND
【図面の簡単な説明】
第1図は三相誘導モータとの関連のもとに本発明による
装置を示すブロック図、第2図はパワートランジスタと
それらのドライバを示す回路図、第5図は第1図に示さ
れた発振器のブロック図、第4図は第1図に示されたS
CRトリガー回路を示す回路図、第53及び5b図は第
1図に示された発振器、点火角度制御装置及び論理増幅
器を示す回路図、第6図は第5a図及び第5b図の装置
の動作時に発生される一群の波形を示すグラフ、第7#
Aは第5a図及び第5b図の装置の動作時に発生される
一群の波形を示す他のグラフ、第8図は第5図の動作時
に発生された一群の波形を示すグラフ、第9図は過電流
状態に対して保躾するための装置を示すブロック図、第
10図は第1図の装置を用いた本発明によるサーボ装置
の動作を示すフローチャート、第11図は第10図の装
置に用いられる経験的な関係のグラフ、第12図は迅速
なトラバース、モードで用いられる第1図の装置を含む
サーボ装置の動作を示すフローチャート、第13図は第
12図に用いられる経験的な関係のグラフ、第14〜2
5図は第10及び12図におけるフローチャートの動作
を計算機が実行し5るよ5にする一連の計算機プログラ
ムを示す図、纂26図は第1図の装置を用いた本発明に
よる他のサーボ系統を示すフローチャート、第27図は
第26図のフローチャートの変形例を示すブロック図、
第28図は誘導モータの滑り・トルク特性を示すグラフ
、第29a図及び29b図は第26図に示されたフロー
チャートに用いられうる所望のトルクと駆動電圧との間
の関係を示す2つのグラフ、第30図は同期モータに関
連して第1図の装置の一部分を用いた本発明による他の
サーボ系統を示すフローチャー)、纂31図は2極5相
モータの概略図、952図は第51図のモータに与えら
れる波形のグラフ、第33図は指令固定子磁界位置K1
1l係する関数を示すグラフ、第34a!lは第30図
のフローチャートに用いられる出力飴及び中間語のリス
ト、第SSg及びssb図は第30図のフローチャート
の動作を実行するための計算機プロゲラ人を示す図であ
る・ 代理人 弁理士  山 元 俊 仁 Iβゴー27 !シタ−22 83−23 7/(/

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 交流モータと、該交流モータを励起するための可変
    振幅、可変周波数交流電圧源とを有する交流サーが駆動
    装置において、 プログラムされたモータ軸位置を表わす指令信号に応答
    しかつ実際のモータ軸位置を表わす信号に応答して前記
    モータが予め定められたプログラムに追従するのに必要
    なトルクを表わすトルク指令信号を発生する手段と、 前記モータの回転速度を表わす速度指令信号を発生する
    手段と、 前記トルク指令信号および前記速度指令信号に応答して
    モータが所要のトルクを発生するのに必要な磁界位置を
    表わす固定子磁界位置信号を発生する手段と、 前記トルク指令信号に従って、前記可変振幅、可変周波
    数交流電圧源から前記モータに供給されるモータ固定子
    電圧の振幅を変化せしめる手段と、前記可変振幅、可変
    周波数交流電圧源に結合されていて、前記交流電圧源か
    ら前記モータへの電圧の印加を制御し、前記固定子磁界
    位置信号に従って固定子磁界位置を確立する手段を具備
    することを特徴とする交流サーが駆動装置。 λ 特許請求の範囲第1項記載の交流サー?駆動装置に
    おいて、前記交流モータが多相モータであり、前記可変
    振幅、可変周波数交流電圧源から前記モータへの電圧を
    制御する前記手段が、前記モータの順次固定子巻線をし
    て常時極性を変化せしめる手段と、選択されたモータ固
    定子巻線をして他の巻線が極性を変化する以前に引き続
    き2回極性を変化せしめ、前記固定子磁界信号Vこよっ
    て表わされる位置に対応する前記固定子磁界に対する平
    均位置を確立する手段を具備することを特徴とする交流
    サーボ駆動装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の交流サーボ駆動装置に
    おいて、前記交流モータが多相モータであり、前記可変
    振幅、可変周波数交流電圧源から前記モータへの電圧を
    制御する前記手段が、前記モータの順次固定子巻線をし
    て常時極性を変化せしめる手段と、選択されたモータ固
    定子巻線をして他の巻線が極性を変化する以前に引き続
    き2回極性を変化せしめ、前記固定子磁界信号によって
    表わされる位置に対応する前記固定子磁界に対する平均
    位置を確立する手段を具備しており、さらに、前記可変
    振幅、可変周波数交流電圧源から前記モータへの電圧の
    印加を制御する前記手段が、前記固定子巻線に接続され
    ておりかつ前記固定子磁界位置信号に応答して前記固定
    子巻線の前記1つをそれが極性を変化する前に瞬時的に
    切り離す接続手段を具備していることを特徴とする交流
    サーメ駆動装置。 L 特許請求の範囲第1項記載の交流サーが駆動装置に
    おいて、前記交流モータが多相モータであり、剖記可変
    振幅、可変周波数交流電圧源から前記モータへの電圧を
    制御する前記手段が、前記モータの順次固定子巻線をし
    て常時極性を変化せしめる手段と、選択され之モータ固
    定子巻線をして他の巻線が極性を変化する以前に引き続
    き2回極性を変化せしめ、前記固定子磁界信号によって
    表わされる位置に対応する前記固定子磁界に対する半均
    位置を確立する手段を具備しており、さらに一定の時間
    間隔をもって前記固定子磁界位置信号を最新のものにす
    る手段を具備し、かつ前記可変振幅、可変周波数交流電
    圧源から前記モータへの電圧の印加を制御する前記手段
    が、前記固定子磁界位置信号の変化に応答して前記1つ
    のモータ固定子巻線が極性を変化する回数を変化させて
    、前記固定子磁界位置信号が最新のものとなされるたび
    にそれに追従して前記時間間隔のあいだ平均固定子磁界
    位置を確立するようになされていることを特徴とする交
    流サーボ駆動装置。 翫 特許請求の範囲第1項記載の交流サーブ駆動装置に
    おいて、前記モータが多相多極モータであシ、前記可変
    振幅、可変周波数交流電圧源から前記モータへの電圧の
    印カロを制御する前記手段が、前記固定子磁界位置信号
    によって表わされる固定子磁界位置を含む領域を決定す
    る手段と、前記領埴内への前記磁界位置の侵入を決定す
    るタイミング手段と、前記モータの固定子磁界巻線を付
    勢して前記領域の1つの端に整列せしめられた固定子磁
    界を発生する接続手段を具備しており、前記接続゛手段
    は前記タイミング手段に応答して、該タイミング手段に
    よって決定される前記侵入に従って藺起磁界の前記端の
    間に存在する位置に前記固定子磁界の方向を続いて変化
    せしめるよつになされていることを特徴とする交流サー
    ボ駆動装置0
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