JPS5899288A - Controlling method for synchronous motor - Google Patents

Controlling method for synchronous motor

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JPS5899288A
JPS5899288A JP56197323A JP19732381A JPS5899288A JP S5899288 A JPS5899288 A JP S5899288A JP 56197323 A JP56197323 A JP 56197323A JP 19732381 A JP19732381 A JP 19732381A JP S5899288 A JPS5899288 A JP S5899288A
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JP
Japan
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pulse
phase
synchronous motor
control
pulse train
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Application number
JP56197323A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishida
宏 石田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Fujitsu Fanuc Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

Abstract

PURPOSE:To control the speed of the synchronous motor readily and to perform fine, resposive control by providing a pulse encoder, a reversible counting means, a computing means, and a converting means, and generating the phase of an induced electromotive voltage. CONSTITUTION:The pulse encoder 2 outputs both a position pulse train and rotary pulses. An up down counter 4 presets the position of the rotor of the synchronous motor 1 by the position pulse train and performs the reversible counting by therotary pulse. A processor 8 computes three phase current command values IU, IV, and IW from the value of costheta and the value of sintheta which are obtained based on the counted value of the counter 4. A DA converter 9 converts said three phase current command values IU, IV, and IW into analog values. In this way, since the phase of the induced electromotive voltage is generated, the synchronous motor 1 can be controlled by the similar way as a DC motor, the speed control can be made more readily, the torque generation control is made easy, and the fine, responsive control can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明紘同期電動機、特に回転界磁形の同期電動1iK
jlJlて好適な同期電動機の制御方式に関し、速度制
御が簡単でしかもきめ細かにしうる同期電動機の制御方
式に関する〇 回転界磁形の同期電動機は、電機子を固定子とし、界磁
極を回転子として*成され、固定予巻―(電機予巻l1
)K三相交流を・印加することにより回転磁界を発生し
、界磁極を回転磁界で引っばって界a極を回転磁界と同
一速度で回転せしめる本のである。
[Detailed description of the invention] The present invention is a Hiro synchronous motor, especially a rotating field type synchronous motor 1iK.
Concerning a suitable synchronous motor control method, which allows speed control to be simple and fine-grained, a rotating field type synchronous motor uses the armature as a stator and the field pole as a rotor* fixed pre-winding (electrical pre-winding l1)
) A rotating magnetic field is generated by applying K three-phase alternating current, and the field pole is pulled by the rotating magnetic field, causing the field a pole to rotate at the same speed as the rotating magnetic field.

係る同期電動機の速度制御は直流電動機に比し複雑で且
つ制御回路の構成も複雑化するという欠点があり九〇 疫って、本発明は、同期電動機の速Ml容易に制御にで
き、しかも直流電動機と同等のトルク発生制御が可能と
なり、きめ細かな即応性のめる制御ができる同期亀5t
r−as制御方式を提供することを目的とするものでめ
る・ 更に、本発明riItIL電動機と同勢のトルク発生制
御を簡単な構成によって達成しうる間期電IIJJ慎制
御方式を提供することを他の目的とする。
The speed control of such a synchronous motor is more complicated than that of a DC motor, and the configuration of the control circuit is also complicated. Synchronous Tortoise 5T enables torque generation control equivalent to that of an electric motor, allowing for fine-grained control with immediate response.
It is an object of the present invention to provide an r-as control system.Furthermore, it is an object of the present invention to provide an intermediate electric motor IIJJ control system that can achieve torque generation control similar to that of the riItIL motor of the present invention with a simple configuration. for other purposes.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は分巻直流機のトルク発生原理図である。分巻直
流機は第1図(a)に示す如くアマーテエアAMの回り
に電機子巻線λWが巻回されて電機子を構成し、この電
機子が一対の界@ijFM閣に設けられて成る。このト
ルク発生メカニズムはjI11図(b)の如く、固定子
でめる界i11極FMの主磁束φに対し、を機子巻@A
Wの電機子電流工1會その発生トルクTが回転方向に向
く様に、電流の切換え動作管行い、発生トルクTは次式
によりて嶽現されるO T=にφl1             (11即ち、
分巻直流機は、主磁束φが一定であれば、発生トルクT
は電機子電流工aに比的することになり、極めてトルク
、速度の制御が1!島である0一方、回転界磁形の同期
電動機は第2図の構成wAK示す如く、界磁極凡M1回
転子とし、亀砿子@@SW會固定子とするもので、界磁
極RMの主磁束に対し1発生トルクが回転力向に向く様
に電機子巻線SWの電機子電流t−1流子で切換えるも
のである。回転界磁形の同期電動機の発生トルクとIE
機子亀電流関係は、上述の第(1)式の主磁束φが界a
1極kLMの主磁束ベクトルφ$に、電流子電流Laが
電機予巻@SWの電流ベクトルImにそれぞれ対応させ
ることが出来、従って、同期電動機の発生トルクTは次
式で懺わされるOT=に/−φa −Is 、ttmr
(21ここでrは、絡5図の同期電動機の等価回路図會
参照すると、電機子電流Isと誘導起電圧EOの位相差
でるる0賞、同図においてratilit機子巻線SW
の抵−抗、 Xiは電機子反作用及び電機子漏れ一東上
考慮し九同期リアクタンスである0恢って、誘導起電圧
EOと電機子漏filsの位相を同相にすれば、換言す
ると主磁束φSとt機子電流Isが直交するように制御
すれは籐(動式で与えられるトルクTは、 T=に’φ−I s            (3)と
なり、全く直流電動機のトルク発生と等倹約に同期電動
機を駆動することが出来る〇 そこで1本発明では界磁極の位置(卸も、主磁束の位相
であり、誘導起電圧Eoの位相と90度ずれている)を
検出して、該位置に対応する位相を持つ電流指令を発生
し、このttIL指令tli13期電動槙の電機子巻線
に印加して、−期電動WAt直流電動機と同等に駆動制
御すること全基本的概念とする。そして1本発明では界
磁極の位置検出のための構成が簡単でしかも回転子の速
度制御の几めの位相信号と同様に位置検出信号を取扱う
ことが可能な様に考慮されている。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of torque generation in a shunt-wound DC machine. As shown in Fig. 1(a), the shunt-wound DC machine consists of an armature in which an armature winding λW is wound around an Amart air AM, and this armature is installed in a pair of fields. . This torque generation mechanism is as shown in Figure (b) of jI11, where the main magnetic flux φ of the field i11 pole FM generated by the stator is
W's armature current is switched so that the generated torque T is directed in the direction of rotation, and the generated torque T is expressed by the following equation.
In a shunt DC machine, if the main magnetic flux φ is constant, the generated torque T
is compared to armature electrician a, and the control of torque and speed is extremely good! On the other hand, as shown in the configuration wAK in Figure 2, a rotating field type synchronous motor has a field pole M1 rotor and a Kameko@@SW stator, and the main field pole RM is The armature current t-1 current of the armature winding SW is used to switch so that the torque generated per magnetic flux is directed in the direction of the rotational force. Generated torque and IE of rotating field type synchronous motor
The machine current relationship is that the main magnetic flux φ in equation (1) above is the field a.
The amperage current La can be made to correspond to the main magnetic flux vector φ$ of the one-pole kLM and the current vector Im of the electric machine prewinding @SW, and therefore, the generated torque T of the synchronous motor is expressed by the following equation OT = to/−φa −Is, ttmr
(21 Here, r is the phase difference between the armature current Is and the induced electromotive force EO, referring to the equivalent circuit diagram of the synchronous motor in Figure 5.
resistance, Xi is 9 synchronous reactance taking into account armature reaction and armature leakage. Therefore, if the induced electromotive force EO and armature leakage fils are made in phase, in other words, the main magnetic flux φS The torque T given by the dynamic type becomes T = 'φ-Is (3), which is exactly equivalent to the torque generation of a DC motor, and is frugally equivalent to the torque generation of a synchronous motor. Therefore, in the present invention, the position of the field pole (which is also the phase of the main magnetic flux, which is 90 degrees out of phase with the induced electromotive force Eo) is detected, and the field pole is adjusted to correspond to the position. The basic concept is to generate a current command with a phase, apply this ttIL command to the armature winding of the 13th stage electric motor, and drive and control it in the same way as a - period electric WAt DC motor.And 1. The present invention. The structure for detecting the position of the field pole is simple, and the position detection signal can be handled in the same manner as the phase signal used to control the speed of the rotor.

第4図は本発明の同期電動機制御方式の一実施例ブaヴ
ク図でめる。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the synchronous motor control method of the present invention.

図中、1は回転界磁形の同期電動機、2はノ(ルスエン
コーダでめり、同期電動機1のシャフトにIIWlされ
、各種の位置信号を発生するもの−でめるOこのパルス
エンコーダ2について、第5@及び第6図構成図、第7
図回路図、第8@動作説明rIAt用いて詳細に説明す
る。)くルスエンコーダ2は同期電動機1のシャフトに
直結される回転軸20にコード&23が設けられてなり
、コード板25の位置信号ta取るための発光ダイオー
ド等の発光素子22と、フォトi°イオード等の受光素
子21とがコード板25′tはさんで対向して設けられ
In the figure, 1 is a rotating field type synchronous motor, and 2 is a pulse encoder that is inserted into the shaft of the synchronous motor 1 to generate various position signals.About this pulse encoder 2 , 5 @ and 6 block diagram, 7
This will be explained in detail using the circuit diagram and No. 8 @Operation explanation rIAt. ) The pulse encoder 2 has a code &23 provided on a rotating shaft 20 directly connected to the shaft of the synchronous motor 1, and includes a light emitting element 22 such as a light emitting diode for obtaining a position signal ta of a code plate 25, and a photo i° diode. A light-receiving element 21 such as the one shown in FIG.

更に出力回路24が設けられる0コード板23は第6図
に示す様にA相→トラック轟、B相→トラックb1z相
トラックC及び4トラツクから収るコードトラックdが
同心円上に形成されており。
Further, the 0 code plate 23 on which the output circuit 24 is provided has, as shown in FIG. 6, a phase A→track 3, a phase B→track b1, a z phase track C, and a code track d that fits from the 4 tracks are formed on concentric circles. .

人相及びB相トラックa、 bには各々1c/2だけ位
相のずれ九回転パルス列がコード板回転時に発生する様
パターンが形成場れている0 2軸トラツクCには同期電動機1が1回転する毎に1パ
ルス発生する様なノくターンが形成されている。一方、
コードトラックdは4トラツクからなり、コード板の各
回転角対応に各々異なる4ビツトの位置コードが発生す
る様に各トラックのノくターンが形成されており、位置
コードとしてはグレイコードが用いられる。そして第7
@に示す様に受光素子21はコード板25の各トラック
に応じ7つの素子21−乃至210で構成され、素子2
1aが人相12728%素子−21bかB相トフックb
In the human phase and B phase tracks a and b, a pattern is formed such that a nine-turn pulse train with a phase shift of 1c/2 is generated when the code plate rotates.In the two-axis track C, the synchronous motor 1 rotates once. A turn is formed in such a way that one pulse is generated every time the pulse is turned. on the other hand,
The code track d consists of 4 tracks, and the notches of each track are formed so that a different 4-bit position code is generated corresponding to each rotation angle of the code plate, and a gray code is used as the position code. . and the seventh
As shown at @, the light receiving element 21 is composed of seven elements 21- to 210 corresponding to each track of the code plate 25.
1a is physiognomy 12728% element-21b or B phase hook b
.

素子21cがZ相トラックC,4つの素子21dがコー
ドトラヴクdに対応している。第7図出力回路図に示す
様に、各素子21g乃至21cは各々アンプ24a乃至
24cK接続され、一方4つの素子21dはパラレルシ
リアル変換器znct(以下p8コンバータと称す)に
接続されている。P8コンバータ24dはパルス発生器
24aに接続され、4つの素子21dで読取り穴コード
板2Sの4ビツトの位置コート會パルスll、 生器2
4 eのパルス崗波数でパルスの数に変換して出力する
ものでおり、例えば、前述の4ビツトの位置コードがセ
ットされ、パルス発生器24eの出力パルスをダウンカ
ウントするアップダウンカウンタと、アップダウンカウ
ンタの自答が零になり九時、ゲート上貼じパルス発生器
24eの出力パルスの通過t−阻止するゲート回路とで
W#成されるものと考えてよい。このP8コンバータ2
4dは位置コードに対応する数のパルス列tA′出力端
に出力するとともにこのパルス列とπ/2だ1位相のず
れ迄パルス列上B′出力端に出力し、更にパルス列の発
生時期間オンとなるルリ偉1♂号工を発生する〇 一方、一対のアンドゲート回路とオアゲート囲路で構成
される切替回路24g、 24bKは、この制御信号工
及びインバータ24fでインバートされ文制御信号2が
入力されて切替動作を行なう。
The element 21c corresponds to the Z-phase track C, and the four elements 21d correspond to the code track d. As shown in the output circuit diagram of FIG. 7, the elements 21g to 21c are connected to amplifiers 24a to 24cK, respectively, while the four elements 21d are connected to a parallel-to-serial converter znct (hereinafter referred to as a p8 converter). The P8 converter 24d is connected to the pulse generator 24a, and uses four elements 21d to coat the 4-bit position of the reading hole code plate 2S with pulses 11 and 2.
For example, the above-mentioned 4-bit position code is set, and an up/down counter that counts down the output pulses of the pulse generator 24e and an up/down counter that counts down the output pulses of the pulse generator 24e are used. When the value of the down counter becomes zero and 9 o'clock, it can be considered that W# is formed by the passage t of the output pulse of the gate-on-gate pulse generator 24e and the gate circuit that blocks it. This P8 converter 2
4d outputs the number of pulse trains corresponding to the position code to the output terminal tA', and also outputs the pulse train B' to the output terminal up to a phase difference of π/2 from this pulse train, and further outputs the pulse train B' to the output terminal during the generation time of the pulse train. On the other hand, the switching circuits 24g and 24bK, which are composed of a pair of AND gate circuits and an OR gate circuit, are inverted by this control signal circuit and the inverter 24f, and the statement control signal 2 is input. Perform switching operation.

切替回路24gにはアンプ24mからの人相回転パルス
及びP8コンバータ24dのA′出力端からの位置パル
ス列が入力され、制御信号2がオンの時には、位置パル
ス列を出力し、制御信号2がオフの時には、人相同転パ
ルス列を発生する。同様に切替回路24hにはアンプ2
4bからのB相回転パルス及びP8コンバータ24dの
B′出力端からの位置パルス列が人力され、制御NI号
2がオンの時には、位置パルス列を出力し、制御信号2
がオフの時には、B相回転パルス列を発生する。谷切替
回路24g、 24にはライントライバ24i、24j
K接続され、その出力上外部へ与える。又、素子21c
の出力である2相パルスはアンプ24C,?イントライ
バ24kを介し同llK外部に出力される◇第8図の動
作説明図を参照に動作t−説明すると一電源信号FWが
オンとなると、クリア信号CLがP8コンバータ24d
に人力される。この時同期電動機1は回転しておらず、
P8コンバータ24dはクリア信号CLをトリ力にして
、4つの素子21dの4ビットコード信号、即ち界磁極
の位置を読取り、コードに対応する数のパルス列A′と
パルス列A′とπ/2だけ位相のずれたパルス列B′を
発生し、*に制御信号2を発生する0この制御信号2に
よって切替回路24g、24iはP8コンバータ24d
llに切替わり、各切替回路24’g、24+からは各
パルス列A′。
The switching circuit 24g receives the human phase rotation pulse from the amplifier 24m and the position pulse train from the A' output terminal of the P8 converter 24d, and outputs the position pulse train when the control signal 2 is on, and outputs the position pulse train when the control signal 2 is off. Occasionally, a human phase synchronized pulse train is generated. Similarly, the switching circuit 24h has an amplifier 2.
When the B-phase rotation pulse from 4b and the position pulse train from the B' output end of the P8 converter 24d are input manually, and control NI No. 2 is on, the position pulse train is output, and the control signal 2
When is off, a B-phase rotation pulse train is generated. Valley switching circuit 24g, 24 has line drivers 24i, 24j
K is connected, and its output is given to the outside. Also, element 21c
The two-phase pulse output from the amplifier 24C, ? The clear signal CL is output to the outside of the P8 converter 24k via the intriver 24k. Referring to the operation explanatory diagram in FIG.
is man-powered. At this time, the synchronous motor 1 is not rotating,
The P8 converter 24d uses the clear signal CL as a tri-power to read the 4-bit code signals of the four elements 21d, that is, the position of the field pole, and changes the phase of the pulse train A' of the number corresponding to the code and the pulse train A' by π/2. Generates a shifted pulse train B' and generates a control signal 2 at
ll, and each pulse train A' is output from each switching circuit 24'g, 24+.

B′が出力され、J!にライントライバ24i、24j
から外部へ出力される0この制御Iia信号2の発生期
間は、界磁極の位置検出期間DTでおり、制御信号8の
立下りによって切替回路24 g、 24 hがアンプ
24m、 24blllに切替わり、同期電動機1のサ
ーボ制御期間8Rとなって、同期電動機1の回転に従い
ライントライバ24i、 24jからは各人相、B相回
転パルスが出力される0即ち、ラインドライ/く24i
、 24jからは位置検出期間L)Tでは1位置ノくル
スが、それに引続くサーボ制御期間、>Bで虻よ、人相
、B相回転パルスが出力されることになる・このような
出力回路24は近年の+a密密度集画回路技術よって、
微少化で8−パルスエンコーダ2自体に塔載しうε。
B' is output, and J! line driver 24i, 24j
The generation period of this control Iia signal 2 is the field pole position detection period DT, and the falling edge of the control signal 8 switches the switching circuits 24g, 24h to the amplifiers 24m, 24bll, During the servo control period 8R of the synchronous motor 1, the line drivers 24i and 24j output rotation pulses for each phase and B phase according to the rotation of the synchronous motor 1.
, From 24j onwards, during the position detection period L)T, a 1-position pulse is output, and during the following servo control period, during >B, the fly, human phase, and B-phase rotation pulses are output.・Such an output The circuit 24 is based on recent +a density integrated circuit technology.
With miniaturization, ε can be mounted on the 8-pulse encoder 2 itself.

第4図に戻って、5は回転方向判別回路でめり、パルス
エンコーダ2のラインド、rイハ24i、24jの出力
パルスが入力されて、同期電動機10回転方向を検出し
、且つ正回転している時には碌4にパルスエンコーダ2
から発生するパルス速度と同速度或いは4倍の正パルス
列PPt−出力し、負回転している時にはiI4にパル
スエンコーダ2から発生するパルスの速度と同速度或い
は4借の負パルスNPI出力する。4はアップダウンカ
ウンタであり、回転方向判別l1g1路5からの正パル
スPPtカウントアツプし、又負パルスNP1にカウン
トダウンする・5は外部との指令、データのやりとりの
几めのインターフェイス回路で、速に5指令VCMI)
が入力されるもの、6#iバス線で、アップダウンカウ
ンタ4、インターフェイス回路5、後述するメモリ7、
プロセッサ8.iJA変遺変換を接続し、指令、データ
のやりとりを行う几めのものである。7はメモリであり
、プロセッサ8の処(2)#直に変換するための位相変
換テーブルと、アップダウンカウンタ4のカウント籠の
差分を同期電動機1の回転速WIL@に変換する速度変
換テーブルを記憶している◇8は演算手段としてのプロ
セッサであり1例えばマイクロプロセッサで構成され、
以下の処理をメモリ7のブロクラムに基いて実行する。
Returning to FIG. 4, reference numeral 5 is a rotational direction determination circuit, and the output pulses of the pulse encoder 2's line and r-iha 24i, 24j are input, and the synchronous motor 10 detects the rotational direction and rotates in the forward direction. When it is, pulse encoder 2 is set to 4.
A positive pulse train PPt- is output at the same speed or four times the pulse speed generated from the pulse encoder 2, and when the rotation is negative, a negative pulse NPI at the same speed or four times the pulse speed generated from the pulse encoder 2 is output at iI4. 4 is an up/down counter, which counts up the positive pulse PPt from the rotation direction determination l1g1 path 5, and counts down to the negative pulse NP1. 5 is an interface circuit for exchanging commands and data with the outside; 5 directive VCMI)
is input to the 6#i bus line, an up/down counter 4, an interface circuit 5, a memory 7 to be described later,
Processor 8. It is a method for connecting iJA transformations and exchanging commands and data. 7 is a memory, and the processor 8 (2) # contains a phase conversion table for direct conversion and a speed conversion table for converting the difference in the count basket of the up/down counter 4 into the rotational speed WIL@ of the synchronous motor 1. Remember ◇ 8 is a processor as a calculation means, 1 consists of a microprocessor, for example,
The following processing is executed based on the block diagram in the memory 7.

(1)はアップダウンカウンタ4の内容會所定周期毎に
読取り、メモリ7の位相変換テーブルから対応するsi
n #籠、可θ値會検索する。
(1) reads the contents of the up/down counter 4 at predetermined intervals, and reads the corresponding si from the phase conversion table in the memory 7.
n # basket, search possible θ value association.

(2)所定周期毎のアップダウンカウンタ4の読取り内
容の前回読取り時の内容との差分を求め、その差分から
メモリ7の速度変換テーブルから実速度T8At−検索
する。
(2) Find the difference between the content read from the up/down counter 4 at each predetermined period and the content read last time, and search the speed conversion table in the memory 7 for the actual speed T8At from the difference.

(3)インタフェイス回路5t−介し受取った速度指令
(dIVcMiJと実速f呟Ti1iAから11機子亀
にの振−15を以下の様に演算する0 1s=Kl(VCMD−TEA)+KsΣ(VCML)
−TSA )但し、 Σ(VCMD−TSA)−Σ(VCMD−’l’SA)
+(VCML)−TSA)K、、に、は定数とするO +41 (31のステップで得られ次振ll1ilsと
(1)のステップで得られ几&u#値、(2)0籠から
2相の電流指令1、a、 Ilb f以下の様にして得
る。
(3) Calculate the speed command (dIVcMiJ and the vibration from the actual speed ftsu Ti1iA to the 11th gear turtle - 15 as follows) received through the interface circuit 5t. )
-TSA) However, Σ(VCMD-TSA) -Σ(VCMD-'l'SA)
+ (VCML) - TSA) K, , is a constant O The current commands 1, a, Ilb f can be obtained as follows.

II a=I s *5jua II b=I 5−(2)− (5)(4)のステップで得られ几2相の′#L流指令
11a。
II a=I s *5jua II b=I 5-(2)-(5) The two-phase '#L flow command 11a obtained in steps (5) and (4).

I、bを5相の電流指令Iu、 Iv、 Iw K以下
の様に!換するO Iu=11m i貰=−ユII−a−伏ilb 2 9はデジタルアナログ変換器(以下DA変換器と称す)
でおり、ブロセ雫す8の演算し几5相の電流指令II 
Iu、 Iv、 Iwt7ナログ電圧1u、 lv、 
Iwに変換するものでめるワ 10は?h令電流Iu、 Iv、 Iwと実獣の摺電は
の差を求める演算回路でおり、第9図に示す構成を有す
る。ylJち、それぞれ各相銀指令電流Iu、 Iv、
 Iwと実際の相電流Iau、 Iav、 Iawの差
を演算する演算回路10a、 10b、 10cと、変
流器で検出されtfayとlawの加算を行なってU相
の摺電fiIauを出力する演算回路10dと、それぞ
れ各相銀に設けられ各相の電流差を増幅する電流アップ
10C110f、 10gで構成さnる。11はパルス
幅変調回路、12はパルス幅変−回路の出力信号により
制御されるインバータで、外部に設けられた5相交流電
流とこの5相又流を直流に整流する整流回路−(タイオ
ード群及びコンデンサ)によって直流電圧が付与される
。パルス幅変調回路12は、第10図に示すように鋸歯
状信号8T81に発生する鋸書状波発生回MST8G、
比較器COMU、 COMv、 C0Mw。
I, b as below 5-phase current commands Iu, Iv, Iw K! Convert O Iu=11m i get=-UII-a-Fuilb 2 9 is a digital-to-analog converter (hereinafter referred to as DA converter)
Then, calculate the current command II of the 5-phase
Iu, Iv, Iwt7 analog voltage 1u, lv,
What are the 10 things that can be converted to Iw? This is an arithmetic circuit that calculates the difference between the h-older currents Iu, Iv, and Iw and the sliding current of an actual animal, and has the configuration shown in FIG. ylJ, each phase silver command current Iu, Iv,
Arithmetic circuits 10a, 10b, 10c that calculate the difference between Iw and actual phase currents Iau, Iav, and Iaw, and an arithmetic circuit that adds tfay and law detected by the current transformer and outputs the U-phase sliding current fiIau. 10d, and current boosters 10C110f and 10g, which are provided in each phase and amplify the current difference between the phases. 11 is a pulse width modulation circuit, 12 is an inverter controlled by the output signal of the pulse width conversion circuit, and an externally provided five-phase alternating current and a rectifier circuit (diode group) that rectifies the five-phase alternating current into direct current. and a capacitor), a DC voltage is applied. The pulse width modulation circuit 12 includes a sawtooth wave generation circuit MST8G generated in the sawtooth signal 8T81 as shown in FIG.
Comparators COMU, COMv, C0Mw.

ノットゲートNOT、〜NOT、、ドライバDV、〜D
V。
Not Gate NOT, ~NOT,, Driver DV, ~D
V.

會有し、インバータ12は6個のパワートランジスタQ
+=Q・とダイオード用〜Dst有している。パルス−
ta41iaN1s11のも比較器etJMu、 (、
:L)My。
The inverter 12 has six power transistors Q.
+=Q· and ~Dst for the diode. Pulse-
ta41iaN1s11's comparator etJMu, (,
:L)My.

COMWはそれぞれ鋸歯状波信号STSと三相父流信号
iu、 iv、 IWの振幅を比較しiu、 iv、 
iwがb’rsの籠より大さいときには”1、′を、小
さいとさには゛0#會出力する0恢って、今、iuにつ
いて着目すると比較器COMUから第11図に示すパル
ス幅変gされ九電流指令1uCが出力される。即ち、1
u。
COMW compares the amplitudes of the sawtooth wave signal STS and three-phase father current signals iu, iv, and IW, respectively, and outputs iu, iv,
When iw is larger than the basket of b'rs, it outputs ``1,'', and when it is smaller, it outputs ``0#''.Now, focusing on iu, the comparator COMU outputs a pulse width change as shown in Fig. 11. g and a nine current command 1uC is output. That is, 1
u.

tv、twの振幅に応じてパルス幅変14−gれた三相
の電流指令iuc、 ivc、 iwc が出力される
。ついで。
Three-phase current commands iuc, ivc, and iwc whose pulse widths are varied by 14-g according to the amplitudes of tv and tw are output. Next.

ノットゲー) NOT、〜NOT、 、  ドライバ回
路LIV、〜DV・はこれら電流化令息uc、 ivc
、 iwclに駆動信号8Q+〜8Q−に変換し、イン
バータ12を構成する各パワートランジスタQ+−Q@
’にオン/オフ制−する◎淘、12′は前述のl[fL
#lit用の11派回路でめるO $4図の回路の動作を説明する・ 電源がオンされると、曲述の如くパルスエンコーダ2に
おいて、クリア信号2が発生し、これに工り界amの位
置を示す位置パルス列A/ 、 B/が出力され1回転
方向判別回路3は位置パルス列A′。
Not game) NOT, ~NOT, , driver circuits LIV, ~DV・are these electric current components uc, ivc
, iwcl into drive signals 8Q+ to 8Q-, and each power transistor Q+-Q@ that constitutes the inverter 12
◎Tao, 12' is the above-mentioned l[fL
#11 circuit for lit $4 Explain the operation of the circuit shown in the figure. When the power is turned on, the clear signal 2 is generated in the pulse encoder 2 as described in the song, and the factory circuit Position pulse trains A/ and B/ indicating the position am are output, and the one rotation direction discrimination circuit 3 receives the position pulse train A'.

B′からこの位置パルス列A’、H’の4伯の連腋の正
パルス列PPz−出力する0尚、この場合同期電動機1
は回転せず静止しているが、パルスエンコーダ2が位置
パルス列A′に対しπ/2位相のずれ次位置パルス列B
/l、出力するので、lI21転方向判別回路5は正回
転とみなし、正パルス列PPf出力する賜のである。こ
の正パルス列PPFiアヴプタウンカウンタ4で計数さ
れる。これにより、静止時の同期電動Wk1の界S*の
初期回転位置がカウンタ4にプリセットされ几ことにな
る0カウンタ4の内容は周期的にバス1I4t−介しプ
ロセッサ8に読取られ、プロセッサ8はこれから繊#籠
、鋼#値を求め、更に指令され几指令速度籠VCMLI
會インターフェイス回路5、バス纏6會介し受取り、電
機子ll流の振幅Is(求め、更に2相の亀a抛令籠1
1m、11bを得、これから5相の電流指令値Iu。
From B' to this position pulse train A', H', the four consecutive axillary positive pulse trains PPz-output 0. In this case, the synchronous motor 1
is stationary without rotating, but the pulse encoder 2 generates the next position pulse train B with a phase shift of π/2 with respect to the position pulse train A'.
/l, so the rotation direction determining circuit 5 considers it to be a positive rotation and outputs a positive pulse train PPf. This positive pulse train PPFi is counted by the up town counter 4. As a result, the initial rotational position of the field S* of the synchronous electric motor Wk1 at rest is preset in the counter 4.The contents of the 0 counter 4 are periodically read by the processor 8 via the bus 1I4t, and the processor 8 Determine the fiber # cage and steel # values, and then set the commanded speed cage VCMLI.
The interface circuit 5, the bus network 6 receives the armature current amplitude Is (calculates it, and further calculates the two-phase turtle a control cage 1
1m and 11b are obtained, and from this, the 5-phase current command value Iu is obtained.

lマ、 Iw t″演算てバス纏6を介してl)A変換
器9へ送り、三相のアナログ電圧1u、 Iv、 Iw
i出力セしめる。以降、同期電動機1が回転すると、回
転方向に応じて回転方向判別回路5は正パルスPP戚い
昧負パルスN P k 4m4戚いケユムに発生し、ア
ップダウンカウンタ4がこの正パルスPP1にカウント
アツプし或いは負パルスNPftカウントダウンし、カ
ウンタ4の内St更新する。これとともにプロセッサ8
は所定周期毎にカウンタ4の内容tm取り、対応するw
e値、C08a値を求めるとともに、その差分によりて
回転速度値’l’sAを求め、更に1令速度VCMDよ
り振幅Isf:演算し、2相の電流指令値11a、l1
bf:演算して、5相の電流指令値Iu、 Iv、 I
w t−演算しバス線6t−介しDA変変換器へ送り、
5相のアナログ電圧Iu、 Iv、 1wi出力せしめ
る0以上の様にして、カウンタ4の内容から誘導起電圧
Eoの位相成分t−4つ三相電流指令が得られることに
なる・ しかる後、S摺電flL錫令Iu、 iv、 Iwは演
算回路10にて実際の相電流Iau、 lay、 Ia
wと差分がとられ、ついで七の差分である三相交流信号
ju、iv。
lma, Iw t'' is calculated and sent to l) A converter 9 via bus 6, and three-phase analog voltages 1u, Iv, Iw
Set i output. From then on, when the synchronous motor 1 rotates, the rotation direction discrimination circuit 5 generates a positive pulse PP or a negative pulse N P k 4m4 or similar depending on the rotation direction, and the up/down counter 4 counts this positive pulse PP1. The counter 4 counts up or counts down the negative pulse NPft, and updates St in the counter 4. Along with this, processor 8
takes the contents tm of the counter 4 every predetermined period and writes the corresponding w
While determining the e value and C08a value, the rotation speed value 'l'sA is determined from the difference between them, and the amplitude Isf is calculated from the first order speed VCMD, and the two-phase current command values 11a and l1 are calculated.
bf: Calculate 5-phase current command values Iu, Iv, I
wt-calculated and sent to the DA converter via bus line 6t;
By making the five-phase analog voltages Iu, Iv, and 1wi output such that they are 0 or more, the phase component t-4 of the induced electromotive voltage Eo can be obtained from the contents of the counter 4. After that, S The sliding electric currents Iu, iv, and Iw are determined by the actual phase currents Iau, lay, and Ia in the arithmetic circuit 10.
The difference is taken from w, and then the three-phase AC signal ju, iv which is the difference of seven.

tWは増Imされてパルス暢賓1l11回路11の比較
器COMU、 COMV、 COMWに印加される。各
比較器COMU、 COMV、 COMW u ツレツ
レ鋸歯状波信号s’rsと三相交流信号+u、 iv、
 iwの振−を比軟し、パルス幅変調され九三相の電流
指令iuc、 ivc、 iwc會出力出力ノットグー
)NOT、〜NOT、及びドライバD V t −D 
V* t”介してインバータ駆動信号8Qt〜8Qsを
出力する0これらインバータ駆動信号8Qr−8Q、は
それぞれインバータ12iH構成する各パワートランジ
スタQ+−Q−のベースに入力され、これら各パワート
ランジスタQs −Qs tオン/オフ制御し、同期電
動機1に三相銀flLを供給する。以後、同様な制御が
行われて最終的に同期電動機1は指令速度で回転するこ
とになる。
tW is increased by Im and applied to the comparators COMU, COMV, COMW of the pulse control circuit 11. Each comparator COMU, COMV, COMW u Sawtooth wave signal s'rs and three-phase AC signal +u, iv,
It softens the amplitude of iw, pulse width modulates the nine three-phase current commands iuc, ivc, iwc (output) NOT, ~NOT, and driver D V t -D.
These inverter drive signals 8Qr-8Q, which output inverter drive signals 8Qt to 8Qs via V*t'', are input to the bases of each power transistor Q+-Q- constituting the inverter 12iH, and these power transistors Qs-Qs t on/off control, and three-phase silver flL is supplied to the synchronous motor 1. Thereafter, similar control is performed, and the synchronous motor 1 finally rotates at the commanded speed.

以上の様に1本発明によれば1位置パルス列と回転パル
スの両方音出力するパルスエンコーダと。
As described above, the present invention provides a pulse encoder that outputs both one-position pulse train and rotational pulse sounds.

位置パルス列に↓って回転子の位置がプリセットされる
とともに回転パルスによって可逆針数する可逆計数手段
を設け、これにより誘導起電圧の位相を発生しているの
で、同期電動積管直流電動機とtI11様に制御出来、
速度制御が一層容易になるとと4にトルク発生制御も容
易化し、さめ細かい即応性のめる制御が可能となる他に
、1つのパルスエンコーダでA&!1転子の回転位置の
初期籠収定の位置パルスと回転時の回転パルスが得られ
るので、個々のパルス発生用部品の共用化が出来、小型
化、11gの簡易化會計れる凄ともに、位相合せの調整
も容易となる◎又、パルスエンコーダの出力me位置パ
ルス−と回転パルスで共用化しているので。
The position of the rotor is preset according to the position pulse train, and a reversible counting means is provided to reversibly count the number of stitches according to the rotation pulse, thereby generating the phase of the induced electromotive force. can be controlled as desired,
When speed control becomes easier, torque generation control also becomes easier, and in addition to being able to perform finely responsive control, a single pulse encoder enables A&! Since the position pulse for the initial cage adjustment of the rotational position of the first trochanter and the rotation pulse during rotation can be obtained, individual pulse generation parts can be shared, making it possible to reduce the size and simplification of 11g. Matching adjustment is also easy ◎Also, the pulse encoder output me position pulse and rotation pulse are shared.

出力線が減少し、ライントライバも減少し、製造の容易
化を得ることができる。更に、位置パルスが回転パルス
と同様な形式で発生されるので、可逆計数手段はこれら
を意識することなく、同一の信号として取扱うことがで
きるので、何、等付属構成tlIせず、一層構成の簡易
が得られるO1#1本発明會−実施例により説明し九が
、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能でるり、こ
れらt本発明の範囲から排除するものではない一
The number of output lines and line drivers is reduced, and manufacturing can be facilitated. Furthermore, since the position pulses are generated in the same format as the rotation pulses, the reversible counting means can handle them as the same signal without being aware of them. O1#1 The present invention has been described with reference to examples, but various modifications may be made within the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

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

#E1@lは分巻直流機のトルク発生原理を説明するw
L明図、第2図り回転界磁形の同期電動機説明図、第5
図は同期電動機の等価回路図、第4図は本発明の一実施
例ブロック図、#!5図は第4図のエンコーダ構成図、
第6図は第5図の置部構成図、第7図は第5図エンコー
ダの出力回路図、第8図は第7図回路の動作説明図、第
9図は第4図の演算回路の回路図、第10図は第4図の
パルス幅変調回路及びインバータの回路図、$11図は
パルス幅変調回路の動作説明図である。 1・・・同期電動機、2・・・パルスエンコーダ、5・
・・回転方向判別回路、4・・・アップダウンカウンタ
、5・・・インターフェイス回路、6・・・バス線、7
・・・メモリ、8・・・プロセッサ、9・・・DA変換
器、10・・・演算回路、11・・・パルス幅変調回路
、12・・・インバータ。 特許出願人  富士通ファナック株式会社代理人 弁軒
辻  實 外2名 第7語 隼2回 第3図 6 S 第7WJ 2 第 9 g
#E1@l explains the torque generation principle of a shunt DC machine lol
L light diagram, 2nd diagram, explanatory diagram of rotating field type synchronous motor, 5th
The figure is an equivalent circuit diagram of a synchronous motor, and Figure 4 is a block diagram of an embodiment of the present invention. Figure 5 is the encoder configuration diagram of Figure 4,
6 is a block diagram of the arrangement shown in FIG. 5, FIG. 7 is an output circuit diagram of the encoder shown in FIG. 5, FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the circuit shown in FIG. FIG. 10 is a circuit diagram of the pulse width modulation circuit and inverter of FIG. 4, and FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the pulse width modulation circuit. 1...Synchronous motor, 2...Pulse encoder, 5.
...Rotation direction discrimination circuit, 4...Up/down counter, 5...Interface circuit, 6...Bus line, 7
...Memory, 8.. Processor, 9.. DA converter, 10.. Arithmetic circuit, 11.. Pulse width modulation circuit, 12.. Inverter. Patent Applicant Fujitsu Fanuc Co., Ltd. Agent Benken Tsuji Sangai 2 people 7th word Hayabusa 2nd Figure 3 6 S 7th WJ 2 9th g

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 同期電動機の誘導起電圧の位相を検出して骸位相と同相
の電流指令を発生し、電機子巻線に誘導起電圧と同相の
電機予電fI1.を流f−ように制御する同期電動機制
御方式において、該同期電動機の回転子の位置を検出し
位置パルス列−5出力するとともに該同期電動機の回転
時に回転バセス會出力するパルスエンコーダと、該位置
パル2列によって回転子の位置に応じた数値がプリセッ
シされるとともに前記回転パルスを回転方向に応じて正
或いは負方向に可逆計数する可逆針数手段と、咳可逆計
数手段の計数値に基いて求め−q am # 、 su
 #から三相の電流指令ILt−演算する演算手段と、
該演算手段の電流指令値をアナログ電圧に変換するDA
変換器とを設け、該パルスエンコーダは骸位置パルス列
と該相パルスを切替え出力することt%黴とする同期電
動機制御方式〇
The phase of the induced electromotive force of the synchronous motor is detected, a current command in phase with the skeleton phase is generated, and the electric machine pre-charge fI1. In a synchronous motor control system that controls the rotor in a fluid manner, a pulse encoder detects the position of the rotor of the synchronous motor and outputs a position pulse train -5, and also outputs a rotation pulse train when the synchronous motor rotates; A numerical value corresponding to the position of the rotor is preset by two rows, and the rotation pulse is calculated based on the counts of a reversible stitch count means that reversibly counts the rotation pulse in a positive or negative direction depending on the rotation direction, and a cough reversible count means. -q am #, su
a calculation means for calculating a three-phase current command ILt from #;
DA that converts the current command value of the calculation means into an analog voltage
A synchronous motor control method in which a converter is provided, and the pulse encoder switches and outputs the skeleton position pulse train and the phase pulse.
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