JPS5972989A - Ａｃサ−ボモ−タ駆動回路 - Google Patents
Ａｃサ−ボモ−タ駆動回路Info
- Publication number
- JPS5972989A JPS5972989A JP57182090A JP18209082A JPS5972989A JP S5972989 A JPS5972989 A JP S5972989A JP 57182090 A JP57182090 A JP 57182090A JP 18209082 A JP18209082 A JP 18209082A JP S5972989 A JPS5972989 A JP S5972989A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command
- output
- servo motor
- circuit
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
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。
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ＡＯ（交流）サーボモータ駆動回路に係り、特
に過飽和防止機能を有するＡＣサーボモータ駆動回路に
関する。
に過飽和防止機能を有するＡＣサーボモータ駆動回路に
関する。
一般に、ＡＣサーボモータの回転子の出力トルクは、非
飽和時には固定子巻線に供給される正弦波電流の振幅に
比例しているが、飽和時には正弦波状の電流を供給する
ことが出来なくなるという現象が知られている。この現
象はＡＣサーボモータに発生する逆起電力に起因してい
る。すなわち、回転子の回転速度がある一定値に達する
と、逆起電力のために、指令電流に相当する電流を供給
するための電圧が不足してし捷う。
飽和時には固定子巻線に供給される正弦波電流の振幅に
比例しているが、飽和時には正弦波状の電流を供給する
ことが出来なくなるという現象が知られている。この現
象はＡＣサーボモータに発生する逆起電力に起因してい
る。すなわち、回転子の回転速度がある一定値に達する
と、逆起電力のために、指令電流に相当する電流を供給
するための電圧が不足してし捷う。
本発明の目的は、電圧指令値の和の絶対値をトルク指令
に加算するという構想に基づき、ＡＣサーボモータ駆動
回路において、電圧指令値の過飽和を防止し、それによ
りＡＣサーボモータの固定子巻線に供給する電流をつね
に正弦波状に保つことを可能にすることにある。
に加算するという構想に基づき、ＡＣサーボモータ駆動
回路において、電圧指令値の過飽和を防止し、それによ
りＡＣサーボモータの固定子巻線に供給する電流をつね
に正弦波状に保つことを可能にすることにある。
以下本発明の実施例を図面によって説明する。
第１図は本発明の一実施例によるＡＣサーボモータ駆動
回路を示すブロック回路図である。同図において、１は
三相同期電動機の三相巻線、２は同期電動機の回転軸に
固定されたパルスエンコーダ、３はパルスエンコーダ２
の出力に得られる回転子角度θを示すパルスに基づいて
回転子の実際の速度に比例する電圧を発生する速度関数
発生器、４は所望の回転子速度に対応する電圧を発生す
る速度指令回路、５は速度関数発生器３の出力電圧と速
度指令回路４の出力電圧との差を得るための加算器、６
は加算器５の出力を増幅すると共に周波数特性を補償し
、出力にトルク指令信号を得るための補償回路、７はパ
ルスエンコーダ２の出力に得られる回転子角度θを示す
パルスに基づいて、Ｒ相、Ｓ相、およびＴ相の位置をそ
れぞれ示す関数Ｓｉｎθ、５ｉｎ（θ−−π）、および
５ｉｎ（θ−士π）を発生する関数発生器、８．９．お
よび１０はそれぞれ、補償回路６の出力に得られるトル
ク指令信号と関数Ｓｉｎθ、 ５ｉｎ（θ−呈π）、
および５ｉｎ（θ−−π）とを乗算して各相の指令電流
■。８゜１０Ｂ、および１ａｒｋ得る乗算器、１１，１
２．１３は指令電流と実際に三相巻線を流れている遅流
との差を得るための加算器、１４，１５．１６はそれぞ
れ、加算器１１，１２．１３の出力を増幅しかつ周波数
特性を補償する補償回路、１７．１８．１９は増幅回路
である。
回路を示すブロック回路図である。同図において、１は
三相同期電動機の三相巻線、２は同期電動機の回転軸に
固定されたパルスエンコーダ、３はパルスエンコーダ２
の出力に得られる回転子角度θを示すパルスに基づいて
回転子の実際の速度に比例する電圧を発生する速度関数
発生器、４は所望の回転子速度に対応する電圧を発生す
る速度指令回路、５は速度関数発生器３の出力電圧と速
度指令回路４の出力電圧との差を得るための加算器、６
は加算器５の出力を増幅すると共に周波数特性を補償し
、出力にトルク指令信号を得るための補償回路、７はパ
ルスエンコーダ２の出力に得られる回転子角度θを示す
パルスに基づいて、Ｒ相、Ｓ相、およびＴ相の位置をそ
れぞれ示す関数Ｓｉｎθ、５ｉｎ（θ−−π）、および
５ｉｎ（θ−士π）を発生する関数発生器、８．９．お
よび１０はそれぞれ、補償回路６の出力に得られるトル
ク指令信号と関数Ｓｉｎθ、 ５ｉｎ（θ−呈π）、
および５ｉｎ（θ−−π）とを乗算して各相の指令電流
■。８゜１０Ｂ、および１ａｒｋ得る乗算器、１１，１
２．１３は指令電流と実際に三相巻線を流れている遅流
との差を得るための加算器、１４，１５．１６はそれぞ
れ、加算器１１，１２．１３の出力を増幅しかつ周波数
特性を補償する補償回路、１７．１８．１９は増幅回路
である。
本発明により、三相巻線１の各相に供給される電流指令
１０Ｒ，１０８１およびＩＯＴの和の絶対値をトルク指
令信号に加える手段Ａが設けられている。
１０Ｒ，１０８１およびＩＯＴの和の絶対値をトルク指
令信号に加える手段Ａが設けられている。
こけ手段Ａは、補償回路１７．１８．１９の出力に得ら
れる電圧指令値ｖＲ９■８．ｖＴの和を得るための加算
回路２０と、加算回路の出力信号の絶対値を得る絶対値
回路２１と、絶対値回路２１の出力の低周波成分のみ全
通過させる低域フィルタ２２と、低域フィルタ２２の出
力信号を補償回路６の出力信号極性に応じて切換える極
性切換回路２３とを備えている。補償回路６の出力の指
令トルク信号と、極性切換回路２３の出力とは、加算器
２４により加算される。
れる電圧指令値ｖＲ９■８．ｖＴの和を得るための加算
回路２０と、加算回路の出力信号の絶対値を得る絶対値
回路２１と、絶対値回路２１の出力の低周波成分のみ全
通過させる低域フィルタ２２と、低域フィルタ２２の出
力信号を補償回路６の出力信号極性に応じて切換える極
性切換回路２３とを備えている。補償回路６の出力の指
令トルク信号と、極性切換回路２３の出力とは、加算器
２４により加算される。
第１図の回路の非飽和時における動作を次に説明する。
パルスエンコーダ２は回転子２ｏの回転角θを検出し、
その角度θに対応するパルス列を速度関数発生器３およ
び位置関数発生器７に与える。速度関数発生器３は受は
取ったパルス列に基づいて回転速度を算出し、その回転
速度に比例した電圧Ｖａ ｋ出力する。速度指令回路４
は指令速度に比例した電圧■ｃ を出力する。加算器５
はＶＣ−Ｖ８を演算して補償回路６に入力する。補償回
路６はＶ、−Ｖ、の値が零になるようなトルク指令ＴＣ
を発生し、これを乗算器８．９、および１０に入力する
。非飽和時においては後述するように極性切換回路２３
の出力は零である。トルク指令ＴＯは三相巻線１を流れ
るべき指令電流ｌ。に比例している。位置関数発生器７
は受は取ったノ＜２１７列に基づいて、関数＋Ｓｉｎθ
、 ＋８ｉｎ（θ−了π）、および＋５ｉｎ（θ−（π
）を乗算器８，９．および１０にそれぞれ与える。乗算
器８，９．および１０はそれぞれ、トルク指令Ｔｃと上
記関数との積を演算し、三相巻線１の相Ｒ，Ｓ、および
ＴＶｃ供給されるべき電流指令１０Ｒ，１０８１および
ＩＯＴを出力する。加算器１１．１２．および１３はそ
れぞれ。
その角度θに対応するパルス列を速度関数発生器３およ
び位置関数発生器７に与える。速度関数発生器３は受は
取ったパルス列に基づいて回転速度を算出し、その回転
速度に比例した電圧Ｖａ ｋ出力する。速度指令回路４
は指令速度に比例した電圧■ｃ を出力する。加算器５
はＶＣ−Ｖ８を演算して補償回路６に入力する。補償回
路６はＶ、−Ｖ、の値が零になるようなトルク指令ＴＣ
を発生し、これを乗算器８．９、および１０に入力する
。非飽和時においては後述するように極性切換回路２３
の出力は零である。トルク指令ＴＯは三相巻線１を流れ
るべき指令電流ｌ。に比例している。位置関数発生器７
は受は取ったノ＜２１７列に基づいて、関数＋Ｓｉｎθ
、 ＋８ｉｎ（θ−了π）、および＋５ｉｎ（θ−（π
）を乗算器８，９．および１０にそれぞれ与える。乗算
器８，９．および１０はそれぞれ、トルク指令Ｔｃと上
記関数との積を演算し、三相巻線１の相Ｒ，Ｓ、および
ＴＶｃ供給されるべき電流指令１０Ｒ，１０８１および
ＩＯＴを出力する。加算器１１．１２．および１３はそ
れぞれ。
電流指令１０Ｒ＋’Ｏ８＋およびＩＯＴと実際に三相巻
線１の各相を流れている電流１１’１ｌｌＳ＋ＩＴとの
差、すなわち・ ｌ０Ｒ−ＪＲ・１０Ｂ−１８１１ａＴ
−ＪＴ を求めこれらの差をそれぞれ、補償回路１’
４，１５．および１６に入力する。補償回路１４．１５
．および１６は上記の電流差が零になるような電流を三
相巻線１の各相に供給する。ｌ０Ｒ＝ｌＲＩ Ｉａｓ＝
Ｉｓ＋１’ｏ７．＝１７となったときに三相巻線１を流
れる電流の振幅をＡｍとすると、各相を流れる電流は、
１０Ｒ＝ Ａｍ５ｌｎθ ＩＣ！Ｓ ＝ Ａｍａｉｎ （θ−了π）ＩａＴ ＝
Ａｍ５ｉｎ （θ−÷π）となり、出力トルクＴは Ｔ ＝ ＫＡｍＳｉｎθＳｉｎθ＋ＫＡｍＳｉｎ （θ
−＋）Ｓｉｎ（θ−÷π）＋ ＫＡｍＳｉｎ （θ−÷
π） ５ｉｎ（θ−（π）＝ −Ｌ Ｋ Ａ ｍ となって、出力トルクは電流の振幅Ａｍにのみ依存し、
回転角度θに依存しない直流モータの出力トルクと同様
になり、この３相同期電動機をサーボモータとして使用
できるととがわかる。
線１の各相を流れている電流１１’１ｌｌＳ＋ＩＴとの
差、すなわち・ ｌ０Ｒ−ＪＲ・１０Ｂ−１８１１ａＴ
−ＪＴ を求めこれらの差をそれぞれ、補償回路１’
４，１５．および１６に入力する。補償回路１４．１５
．および１６は上記の電流差が零になるような電流を三
相巻線１の各相に供給する。ｌ０Ｒ＝ｌＲＩ Ｉａｓ＝
Ｉｓ＋１’ｏ７．＝１７となったときに三相巻線１を流
れる電流の振幅をＡｍとすると、各相を流れる電流は、
１０Ｒ＝ Ａｍ５ｌｎθ ＩＣ！Ｓ ＝ Ａｍａｉｎ （θ−了π）ＩａＴ ＝
Ａｍ５ｉｎ （θ−÷π）となり、出力トルクＴは Ｔ ＝ ＫＡｍＳｉｎθＳｉｎθ＋ＫＡｍＳｉｎ （θ
−＋）Ｓｉｎ（θ−÷π）＋ ＫＡｍＳｉｎ （θ−÷
π） ５ｉｎ（θ−（π）＝ −Ｌ Ｋ Ａ ｍ となって、出力トルクは電流の振幅Ａｍにのみ依存し、
回転角度θに依存しない直流モータの出力トルクと同様
になり、この３相同期電動機をサーボモータとして使用
できるととがわかる。
第２図は非飽和時において三相巻線１に供給される電流
を示す波形図である。図示したように。
を示す波形図である。図示したように。
非飽和時においては。
ｖ、、−Ｂｎ＋ｚｎ＠ＩＲＶｓ＝Ｂｓ＋ＺＢａＩＢ、Ｖ
Ｔ＝ＢＴ＋Ｚ７・ＩＴ（ＢＲ，ｇＢ、 ｇ７は逆起電圧
、ＺＲＩＲＩ ＺＳＩＳ、 Ｚ７ ＥＴはインピーダン
ス電圧）であり電圧指令ＶＲ，Ｖ８． ＶＴは所定値Ｖ
ＴＲより小の範囲内で第１図の三相同期電動機を駆動す
る限り、出力電圧は飽和しない。
Ｔ＝ＢＴ＋Ｚ７・ＩＴ（ＢＲ，ｇＢ、 ｇ７は逆起電圧
、ＺＲＩＲＩ ＺＳＩＳ、 Ｚ７ ＥＴはインピーダン
ス電圧）であり電圧指令ＶＲ，Ｖ８． ＶＴは所定値Ｖ
ＴＲより小の範囲内で第１図の三相同期電動機を駆動す
る限り、出力電圧は飽和しない。
このときの電圧指令の和■は、三相対称であるので
Ｖ＝ＶＳｌｎθ＋ＶＳｉｎ （θ−−Ｌｙｒ）＋ＶＳＩ
ｎ（θ−÷π）＝ ０ であり、各時刻におけるＶの値は常に零である。
ｎ（θ−÷π）＝ ０ であり、各時刻におけるＶの値は常に零である。
従って加算器２４の出力は補償回路６の出力である指令
トルクＩｌｌ ｏに等しい。
トルクＩｌｌ ｏに等しい。
飽和時における第１図の回路の動作を第３図によって説
明する。
明する。
第３図（ａ）は飽和時において三相巻線１に供給される
電圧を示す波形図である。回転子の回転速度を上げるべ
く速度指令電圧Ｖｃを高くして指令トルクＴＯを大きく
すると、電圧指令の振幅ｖｍは図示した如く所定値ＶＴ
Ｈ！ｒ越えてし甘う。所定値ｖＴＨはＡＣサーボモータ
の三相巻線ｌに供給し得る最大電圧である。すなわち、
ＶＴＲ以上の電圧を三相巻線１に供給しようとしても、
回転子の回転により発生する逆起電力が大きすぎて、指
令通りの電流を供給できない。従って各相の指令電流は
振幅ＶＴｎ’に越えると飽和して、無効電力として消費
される。
電圧を示す波形図である。回転子の回転速度を上げるべ
く速度指令電圧Ｖｃを高くして指令トルクＴＯを大きく
すると、電圧指令の振幅ｖｍは図示した如く所定値ＶＴ
Ｈ！ｒ越えてし甘う。所定値ｖＴＨはＡＣサーボモータ
の三相巻線ｌに供給し得る最大電圧である。すなわち、
ＶＴＲ以上の電圧を三相巻線１に供給しようとしても、
回転子の回転により発生する逆起電力が大きすぎて、指
令通りの電流を供給できない。従って各相の指令電流は
振幅ＶＴｎ’に越えると飽和して、無効電力として消費
される。
そこで、本発明においては、各相の電圧指令■Ｒ＋ｖ８
およびＶＴを加算回路２０によって加算してその出力に
第３図（ｂ）に示す波形を得、加算結果の絶対値を絶対
値回路２１によって求めてその出力に第３図（ｃ）Ｉｃ
示す波形を得、こうして得られた指令電流の和の絶対値
は低減フィルタ２２、極性切換回路２３を経て、加算器
２４において指令トルクＴｃに加えられる。第３図（ｄ
）は、低減フィルタ通過後の極性切換回路２３の出力波
形を示している。
およびＶＴを加算回路２０によって加算してその出力に
第３図（ｂ）に示す波形を得、加算結果の絶対値を絶対
値回路２１によって求めてその出力に第３図（ｃ）Ｉｃ
示す波形を得、こうして得られた指令電流の和の絶対値
は低減フィルタ２２、極性切換回路２３を経て、加算器
２４において指令トルクＴｃに加えられる。第３図（ｄ
）は、低減フィルタ通過後の極性切換回路２３の出力波
形を示している。
トルク指令ＴｃＫ電圧指令の和の絶対値から得られた第
３図（ｄ）に示される波形の電圧を加えることにより、
乗算器８，９．および１０の出力はそれぞれ、（Ａｍ
−Ｓｉｇｎ（Ａｍ） １月）Ｓｉｎθ、（Ａｍ−廂企Ｑ
のときＳｉｇｎ（Ａｍ）＝Ｉ Ａｍ＜０のときＳｉｇｎ
（Ａｍ）＝−ｘ）＋Ｓｉｎ （θ−まπ）となり５手段
へを設けない従来例と比較して電流指令の振幅が小さく
なっている。振幅Ｖｍが所定値ＶＴ）Ｉよす小の場合は
前述の如く電圧指令の和Ｖは零なので、指令電圧の振幅
は従来例と同様に正弦波状になる。即わち、電流指令が
大きくなった場合にも、電圧の飽和を自動的に修正する
ことにより、無効電力の発生を押え、上述の如く、三相
巻線１に供給される電流も正弦波を維持するので、飽和
時における回転子の回転速度を維持することができる。
３図（ｄ）に示される波形の電圧を加えることにより、
乗算器８，９．および１０の出力はそれぞれ、（Ａｍ
−Ｓｉｇｎ（Ａｍ） １月）Ｓｉｎθ、（Ａｍ−廂企Ｑ
のときＳｉｇｎ（Ａｍ）＝Ｉ Ａｍ＜０のときＳｉｇｎ
（Ａｍ）＝−ｘ）＋Ｓｉｎ （θ−まπ）となり５手段
へを設けない従来例と比較して電流指令の振幅が小さく
なっている。振幅Ｖｍが所定値ＶＴ）Ｉよす小の場合は
前述の如く電圧指令の和Ｖは零なので、指令電圧の振幅
は従来例と同様に正弦波状になる。即わち、電流指令が
大きくなった場合にも、電圧の飽和を自動的に修正する
ことにより、無効電力の発生を押え、上述の如く、三相
巻線１に供給される電流も正弦波を維持するので、飽和
時における回転子の回転速度を維持することができる。
以上説明し之ように、本発明により、′電圧指令の和の
絶対値を指令トルクに加えたことにより、ＡＣサーボモ
ータ駆動回路において、モータ高速回転時のサーボアン
プの飽和時においてもモータの回転速度の維持が可能と
なる。
絶対値を指令トルクに加えたことにより、ＡＣサーボモ
ータ駆動回路において、モータ高速回転時のサーボアン
プの飽和時においてもモータの回転速度の維持が可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例によるＡＣサーボモータ駆動
回路全示すブロック回路図、第２図は電圧指令の非飽和
時において三相巻線に供給される電圧を示す波形図、第
３図（ａ）は電圧指令の飽和時において三相巻線に供給
される電圧を示す波形図。 第３図（ｂ）は加算回路の出力波形図、第３図（Ｃ）は
絶対値回路の出力波形図、第３図（ｄ）は低域フィルり
の出力波形図である。 １・・・三相巻８． ２・・パルスエンコーダ。 ３・・・速度関数発生器、４・・・速度指令回路、７・
・・位置関数発生器、２０・・・加算回路、２１・・・
絶対値回路、 ２２・・・低域フィルタ。 ２３・・・極性切換回路。 特許出願人 ファナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 ゛ 弁理士 山 口 昭 之
回路全示すブロック回路図、第２図は電圧指令の非飽和
時において三相巻線に供給される電圧を示す波形図、第
３図（ａ）は電圧指令の飽和時において三相巻線に供給
される電圧を示す波形図。 第３図（ｂ）は加算回路の出力波形図、第３図（Ｃ）は
絶対値回路の出力波形図、第３図（ｄ）は低域フィルり
の出力波形図である。 １・・・三相巻８． ２・・パルスエンコーダ。 ３・・・速度関数発生器、４・・・速度指令回路、７・
・・位置関数発生器、２０・・・加算回路、２１・・・
絶対値回路、 ２２・・・低域フィルタ。 ２３・・・極性切換回路。 特許出願人 ファナック株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 ゛ 弁理士 山 口 昭 之
Claims (1)
- １、 ＡＣサーボモータの回転子位１１検出する位置検
出器、および該検出された回転子位置に基づいて、該Ａ
Ｃサーボモータの固定子巻線の各相に供給すべき指令電
流を形成するための関数を発生する関数発生器全具備し
、該関数とトルク指令に基づいて指令電流を形成するこ
とにより出力トルクを制御するようにしたＡＣサーボモ
ータ駆動回路であって、該各相に供給される電圧指令値
の和の絶対値を該指令トルクに加える手段を設けたこと
を特徴とするＡＣサーボモータ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182090A JPS5972989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | Ａｃサ−ボモ−タ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182090A JPS5972989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | Ａｃサ−ボモ−タ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972989A true JPS5972989A (ja) | 1984-04-25 |
Family
ID=16112179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182090A Pending JPS5972989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | Ａｃサ−ボモ−タ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139878A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | サ−ポアンプ |
| JP2015216730A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | ファナック株式会社 | モータの動力線断線、またはモータ用電力変換装置のパワー素子異常を検出するモータ制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54162117A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic commutator type motor |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57182090A patent/JPS5972989A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54162117A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic commutator type motor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139878A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-26 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | サ−ポアンプ |
| JP2015216730A (ja) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | ファナック株式会社 | モータの動力線断線、またはモータ用電力変換装置のパワー素子異常を検出するモータ制御装置 |
| US9964582B2 (en) | 2014-05-08 | 2018-05-08 | Fanuc Corporation | Motor control device that detects breakage of motor power line or power element abnormality of motor power conversion device |
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