JPS62163591A - ブラシレス電動機の制御装置 - Google Patents
ブラシレス電動機の制御装置Info
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- JPS62163591A JPS62163591A JP61002185A JP218586A JPS62163591A JP S62163591 A JPS62163591 A JP S62163591A JP 61002185 A JP61002185 A JP 61002185A JP 218586 A JP218586 A JP 218586A JP S62163591 A JPS62163591 A JP S62163591A
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- signal
- brushless motor
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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】
［産業上の利用分野］
本発明はブラシレス電動機の制御装置、特にブラシレス
電動機の発生トルクの脈動トルクを抑制しうる制御装置
に関づ−るものである。
電動機の発生トルクの脈動トルクを抑制しうる制御装置
に関づ−るものである。
［従来技術］
ブラシレス電動機として知られる回転界磁形同期電動機
は、清耗するブラシがなく、また保守を要する整流子が
ない等の特長を有し、しかも従来の直流電動機と同程度
の制御性能を右ザることがら、工作纏械等の制御用電動
機として広く使用されている。
は、清耗するブラシがなく、また保守を要する整流子が
ない等の特長を有し、しかも従来の直流電動機と同程度
の制御性能を右ザることがら、工作纏械等の制御用電動
機として広く使用されている。
口のブラシレス電動機は、永久磁石からなる界磁後を回
転子とし、電機子巻線を固定子巻線どして、この固定子
巻線に例えば三相交流の電機子電流を流し、界Ｆａ１４
の主磁束及びこの主磁束と直交する電機子電流の起磁力
によって回転子に回転力を発生さｌ、回転子を電機子電
流にＪコり生ずる回転［６界に同門させて回転さける電
動（１である。
転子とし、電機子巻線を固定子巻線どして、この固定子
巻線に例えば三相交流の電機子電流を流し、界Ｆａ１４
の主磁束及びこの主磁束と直交する電機子電流の起磁力
によって回転子に回転力を発生さｌ、回転子を電機子電
流にＪコり生ずる回転［６界に同門させて回転さける電
動（１である。
次に、図面を参照ｉ〕で上記のブラシレス゛市動機につ
きなお具体的に説明する。第１３図において、１は三相
のブラシレス電動機で、固定子巻線に三相交流の電機子
電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを流している。２はブラシレス電
動機１に連結された磁極（Ｑ置検出器である。ブラシレ
ス電動機１においては、回転子の永久磁石の界磁極が回
転子の回転角θｍの変化に応じて変化するので、この界
磁極の位置を磁極位置検出器２で検出して、界磁極の主
腎蚤東と電機子電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの起磁力とが常に
電気的に直交するように、図示していない変換器を介し
て駆動回路に電流指令信号１ｕ、ｌｖ、ＩＷを人力する
。３１上上記の駆動回路で、上記の電流指令信号１１Ｊ
、ＩＶ、１ｗを入力信号と１）で、界様ｌ極の主磁束と
電機子電流１ （Ｊ、： Ｖ、ｌ Ｗの縁縁１力とが直
交するような電機子電流ｉｕ、ｉｖ。
きなお具体的に説明する。第１３図において、１は三相
のブラシレス電動機で、固定子巻線に三相交流の電機子
電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを流している。２はブラシレス電
動機１に連結された磁極（Ｑ置検出器である。ブラシレ
ス電動機１においては、回転子の永久磁石の界磁極が回
転子の回転角θｍの変化に応じて変化するので、この界
磁極の位置を磁極位置検出器２で検出して、界磁極の主
腎蚤東と電機子電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの起磁力とが常に
電気的に直交するように、図示していない変換器を介し
て駆動回路に電流指令信号１ｕ、ｌｖ、ＩＷを人力する
。３１上上記の駆動回路で、上記の電流指令信号１１Ｊ
、ＩＶ、１ｗを入力信号と１）で、界様ｌ極の主磁束と
電機子電流１ （Ｊ、： Ｖ、ｌ Ｗの縁縁１力とが直
交するような電機子電流ｉｕ、ｉｖ。
［Ｗを出力する。第１４図（ａ）、（ｂ）は横軸に回転
角θｍをとり、該回転角θｒＴｌを変化ざＵたとぎの三
相交流の電機了電ｒＱ！（」、ｌｖ、１冑の変化１第１
４図（ａ）］とブラシレス電動機１の発生１ヘルクτの
変化［第１４図（ｂ）］とを示す！ｌ’ＪＪ作波形図で
ある。同図にＪ３いて、回転角θｍの変化につ杭で電は
子電流ｉｕ、ｉ、ｉｗがブラシレス電動機１の固定子巻
線に通電されるど、該雷＠機１には発生トルクτを生ず
る。しかしながら、この発生トルクτは回転角θｍの変
化に対して大ぎさが一様ではなく、脈動トルクΔτが生
ずる。
角θｍをとり、該回転角θｒＴｌを変化ざＵたとぎの三
相交流の電機了電ｒＱ！（」、ｌｖ、１冑の変化１第１
４図（ａ）］とブラシレス電動機１の発生１ヘルクτの
変化［第１４図（ｂ）］とを示す！ｌ’ＪＪ作波形図で
ある。同図にＪ３いて、回転角θｍの変化につ杭で電は
子電流ｉｕ、ｉ、ｉｗがブラシレス電動機１の固定子巻
線に通電されるど、該雷＠機１には発生トルクτを生ず
る。しかしながら、この発生トルクτは回転角θｍの変
化に対して大ぎさが一様ではなく、脈動トルクΔτが生
ずる。
この脈動トルクΔτが発生する原因どしては、（イ）回
転子におけるＮ、Ｓ極着磁の不均一性（ロ）固定子鉄心
のスロットによる影響（ハ）固定子鉄心と回転子鉄心と
の間の空隙の不均一性 （ニ）駆動回路内の三相回路の不均一性なとがあげられ
る。
転子におけるＮ、Ｓ極着磁の不均一性（ロ）固定子鉄心
のスロットによる影響（ハ）固定子鉄心と回転子鉄心と
の間の空隙の不均一性 （ニ）駆動回路内の三相回路の不均一性なとがあげられ
る。
［発明が解決しようとする問題点］
ブラシレス電動例で生ずる脈動トルクΔτは次のような
問題を誘発する。即ち、工作機械に使用したときには、
安定した回転速度が（９られず回転脈動を発生するので
、負荷にｂ１械的振動を発生させ、且つ工作は械などの
加工粘度を悪くするなどの欠点がある。また、ロボッ１
〜などに使用したどきには、負荷イナーシャの変化につ
れて制御系の不安定（ぼ域内振動発振現象）状態を生ず
るなどの欠点があった。
問題を誘発する。即ち、工作機械に使用したときには、
安定した回転速度が（９られず回転脈動を発生するので
、負荷にｂ１械的振動を発生させ、且つ工作は械などの
加工粘度を悪くするなどの欠点がある。また、ロボッ１
〜などに使用したどきには、負荷イナーシャの変化につ
れて制御系の不安定（ぼ域内振動発振現象）状態を生ず
るなどの欠点があった。
本発明の目的は、ブラシレス電動機の発生１ヘルクの脈
動トルクを抑制しうる制御装置を提供することにある。
動トルクを抑制しうる制御装置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記の目的を速成するための本発明の構成を、実施例に
対応する第１図を参照して以下に説明する。
対応する第１図を参照して以下に説明する。
本願の発明は、ブラシレス電動機１の発生トルクを指令
するトルク指令信号ＥＴ１に応じてブラシレス電動機１
を駆動制御するブラシレス電動機の１１制御装置におい
て、前記ブラシレス電動例１の回転子の回転角θｍを入
力信号とし、前記ブラシレス電′＠機１の磁極位置に対
応するデジタル信号ＤＳ２を出力するｍｖ７Ａ位置検出
器１０と、前記デジタル信号ＤＳ２をアドレス入力信号
とし該アドレス入力信号に応じて前記ブラシレス電動機
１の相数に応じた電気角で位相が互いにずれた複数相の
デジタル正弦波信号を出力するようにメモリーされた複
数のメモリー部を備えたメモリー回路７と、前記デジタ
ル信号ＤＳ２と前記トルク指令信号ＥＴ１とを入力信号
として前記ブラシレス電動上値１の発生トルクτ中の脈
動トルクΔτと逆極性で変化する脈動成分を有する補正
ｌ・ルク指令信号ＥＴ２を出力するトルク補正回路８と
、前記補正１ヘルク指令信号ＥＴ２と前記複数相のデジ
タル正弦波信号とを入力信号とし各４乗→して複数相の
電流指令信号を出力する電流指令信号形成回路つと、前
記複数相の電流指令信号により駆動されて前記ブラシレ
ス電動機１に複数相の電刷子電流を供給する駆動回路３
とからなるものである。
するトルク指令信号ＥＴ１に応じてブラシレス電動機１
を駆動制御するブラシレス電動機の１１制御装置におい
て、前記ブラシレス電動例１の回転子の回転角θｍを入
力信号とし、前記ブラシレス電′＠機１の磁極位置に対
応するデジタル信号ＤＳ２を出力するｍｖ７Ａ位置検出
器１０と、前記デジタル信号ＤＳ２をアドレス入力信号
とし該アドレス入力信号に応じて前記ブラシレス電動機
１の相数に応じた電気角で位相が互いにずれた複数相の
デジタル正弦波信号を出力するようにメモリーされた複
数のメモリー部を備えたメモリー回路７と、前記デジタ
ル信号ＤＳ２と前記トルク指令信号ＥＴ１とを入力信号
として前記ブラシレス電動上値１の発生トルクτ中の脈
動トルクΔτと逆極性で変化する脈動成分を有する補正
ｌ・ルク指令信号ＥＴ２を出力するトルク補正回路８と
、前記補正１ヘルク指令信号ＥＴ２と前記複数相のデジ
タル正弦波信号とを入力信号とし各４乗→して複数相の
電流指令信号を出力する電流指令信号形成回路つと、前
記複数相の電流指令信号により駆動されて前記ブラシレ
ス電動機１に複数相の電刷子電流を供給する駆動回路３
とからなるものである。
［発明の作用］
」記の（ｊ１１成になるブラシレス電動機の制ｉ１１装
置においでは、磁（（位置検出器１０が電動機回転子の
回転角θｍに応じて、ブラシレス電動機１の磁極位置に
対応するデジタル信号ＤＳ２を出力する。
置においでは、磁（（位置検出器１０が電動機回転子の
回転角θｍに応じて、ブラシレス電動機１の磁極位置に
対応するデジタル信号ＤＳ２を出力する。
他方、トルク補正回路８は、回転角θｍに対応した」−
記のデジタル信号ＤＳ２を受りて外部から与えられるト
ルク指令信号ＥＴ１を補正し、ブラシレス電１ｌＪＩＩ
ｉ１の発生１ヘルクτに含まれている脈動トルクΔτと
逆極性で変化する脈動成分を有する補正トルク指令信号
ＥＴ２を出力する。この補正トルク指令信号ＥＴ２に基
づいて、電流指令信号形成回路９及び駆動回路３を介し
てブラシレス電動機１を駆りＪ制御することにより、該
゛電動機１の発生トルクτ中の脈動トルクΔτが抑制さ
れて、変動の少ない安定した発生トルクτが１！７られ
る。
記のデジタル信号ＤＳ２を受りて外部から与えられるト
ルク指令信号ＥＴ１を補正し、ブラシレス電１ｌＪＩＩ
ｉ１の発生１ヘルクτに含まれている脈動トルクΔτと
逆極性で変化する脈動成分を有する補正トルク指令信号
ＥＴ２を出力する。この補正トルク指令信号ＥＴ２に基
づいて、電流指令信号形成回路９及び駆動回路３を介し
てブラシレス電動機１を駆りＪ制御することにより、該
゛電動機１の発生トルクτ中の脈動トルクΔτが抑制さ
れて、変動の少ない安定した発生トルクτが１！７られ
る。
［実施例］
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明の一実施例を示したものである。ここで７ラシ
レス電動機（以下単に電動機と称す）１のｔｖｉＤ Ｐ
ｍはＰｍ＝２で、レゾルバ２のｆｉｉ＆ＰｒはＰｒ＝
２であるしのとして説明する。
は本発明の一実施例を示したものである。ここで７ラシ
レス電動機（以下単に電動機と称す）１のｔｖｉＤ Ｐ
ｍはＰｍ＝２で、レゾルバ２のｆｉｉ＆ＰｒはＰｒ＝
２であるしのとして説明する。
図において、前）ホした第１３図と対応する部分は同一
符号を付しである。
符号を付しである。
２はレゾルバで、このレゾルバは、回転軸２−１が電動
）ｊ！１の回転軸に連結され、固定子には二相巻線で固
定子巻線２−２．２−３が巻装されて、各々周波Ｐｊｌ
ｆの二相正弦波信ｊＥ３ｅｘ、ｅｙで励磁され、回転子
には検出巻線２−４が巻装されて、該検出巻線から回転
軸２−１の回転角θｍに対応した電気的位相角θｅ （
ここではθｍ＝θＣ）をイｊし、回転速度ｏｍに応じた
周波数（ｆ±Δｆ）を有する検出信号ｅｏが出力される
。
）ｊ！１の回転軸に連結され、固定子には二相巻線で固
定子巻線２−２．２−３が巻装されて、各々周波Ｐｊｌ
ｆの二相正弦波信ｊＥ３ｅｘ、ｅｙで励磁され、回転子
には検出巻線２−４が巻装されて、該検出巻線から回転
軸２−１の回転角θｍに対応した電気的位相角θｅ （
ここではθｍ＝θＣ）をイｊし、回転速度ｏｍに応じた
周波数（ｆ±Δｆ）を有する検出信号ｅｏが出力される
。
４は、前記レゾルバ２の固定予巻Ｆｊ２−２．２−３に
各々二相正弦波信号ｅｘ、ｅｙを入力するとともに、正
弦波信号ａＸ（またはｅｙ＞の位相に対応するデジタル
値をイ１するデジタル信号ＤＳ１を出力する励磁回路で
ある。
各々二相正弦波信号ｅｘ、ｅｙを入力するとともに、正
弦波信号ａＸ（またはｅｙ＞の位相に対応するデジタル
値をイ１するデジタル信号ＤＳ１を出力する励磁回路で
ある。
５は、前記レゾルバ２の検出信号ｅｏを入力信３として
、該信号ｅｏと同一の周期を有する矩形波状のパルス列
信号ＥＰＩを出力する波形整形回路である。。
、該信号ｅｏと同一の周期を有する矩形波状のパルス列
信号ＥＰＩを出力する波形整形回路である。。
６１よ、前記デジタル信号ＤＳＩをデータ輸；子に入力
し、１１Ｇ記パルス列信月ＥＰ１をラッヂ喘子に入力し
て、回転角θ１１に対応する前記デジタル信号ＤＳ１を
ラッチしたデジタル値を有するデジタル信号［）８２を
出力するラッチ回路である。
し、１１Ｇ記パルス列信月ＥＰ１をラッヂ喘子に入力し
て、回転角θ１１に対応する前記デジタル信号ＤＳ１を
ラッチしたデジタル値を有するデジタル信号［）８２を
出力するラッチ回路である。
上記のレゾルバ２．励磁回路４．波形整形回路５、およ
びラッチ回路６は、回転角θｍを入力どして電動機１の
磁極位置に対応した前記デジタル信号ＤＳ２を出力する
！＋！１極位置検出器１０を構成している。
びラッチ回路６は、回転角θｍを入力どして電動機１の
磁極位置に対応した前記デジタル信号ＤＳ２を出力する
！＋！１極位置検出器１０を構成している。
７は、メモリー部７−１．７−２．７−３内に予め各々
正弦波Ｓ ＩＮ （θｍ／２）、Ｓ ＩＮ （（θｍ／
２）＋ （２π／３））、５ＩＮ（（θｍ／２＞＋（４
π／３））のデジタル値が記憶されており、ｆｉｉｉ記
デジタル信号Ｏ８２をアドレス入力信号として、該アド
レス入力信号に応じて各々正弦波のデジタル信号 Ｄｕ＝ＳＩＮ（θｍ／２） Ｄｖ＝ＳＩＮ（＜θｍ／２＞＋ ＜２π／３） ）Ｄｗ
＝ＳＩＮ（（θｍ／２）＋ （４ｙｒ／３））を出力
するメモリー回路である。
正弦波Ｓ ＩＮ （θｍ／２）、Ｓ ＩＮ （（θｍ／
２）＋ （２π／３））、５ＩＮ（（θｍ／２＞＋（４
π／３））のデジタル値が記憶されており、ｆｉｉｉ記
デジタル信号Ｏ８２をアドレス入力信号として、該アド
レス入力信号に応じて各々正弦波のデジタル信号 Ｄｕ＝ＳＩＮ（θｍ／２） Ｄｖ＝ＳＩＮ（＜θｍ／２＞＋ ＜２π／３） ）Ｄｗ
＝ＳＩＮ（（θｍ／２）＋ （４ｙｒ／３））を出力
するメモリー回路である。
８は、前記デジタル信号ｒ）８２と外部から与えられる
トルク指令信号ＥＴ１どを入力信号とし、予め回転角θ
ｍに対応した電１ｒ）Ｊ ｉ １の発生トルクτまたは
脈動トルクΔτのｌ１ｔ１を配憶していて、回転角θｍ
（、：対応してトルク指令信号ＥＴ１を補正した補正ト
ルク指令信号ＥＴ２を出力するトルク補正回路である。
トルク指令信号ＥＴ１どを入力信号とし、予め回転角θ
ｍに対応した電１ｒ）Ｊ ｉ １の発生トルクτまたは
脈動トルクΔτのｌ１ｔ１を配憶していて、回転角θｍ
（、：対応してトルク指令信号ＥＴ１を補正した補正ト
ルク指令信号ＥＴ２を出力するトルク補正回路である。
９は、前記メモリー回路７から出力されるデジタル信号
Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗと前記補正トルク指令信号ＥＴ２とを
各々電流指令信号形成部９−１゜９−２．９−３で乗算
して各々、アナログ吊の電流指令信号１ｕ、ｌｖ、Ｉｗ
を出力する電流指令信号形成回路である。
Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗと前記補正トルク指令信号ＥＴ２とを
各々電流指令信号形成部９−１゜９−２．９−３で乗算
して各々、アナログ吊の電流指令信号１ｕ、ｌｖ、Ｉｗ
を出力する電流指令信号形成回路である。
３は、上記の電流指令信号１ｕ、ｌｖ、Ｉｗを入力信号
として、これらの入力信号の値に比例した電機子電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗを電動）幾１の電機子巻線に供給する駆
動回路である。
として、これらの入力信号の値に比例した電機子電流ｉ
ｕ、ｉｖ、ｉｗを電動）幾１の電機子巻線に供給する駆
動回路である。
次に前述した励ｕ１回路１１のも°へ数例を第２図を参
照して説明する。この励磁回路４は、図示のように一定
周波数のパルス列信号に−ｆを出力する発振器４１と、
前記パルス列信号に−ｆを計数して０〜ｎビツトの２進
数のデジタル値を周期Ｔｏで繰り返すデジタル信号ＤＳ
Ｉを出力するとともに、周期Ｔｏ（＝１／Ｉ’）を有す
るパルス列信号ＥＰ２を出力する２進数の計数回路４２
と、前記パルス列信号ＥＰ２を波形変換・増幅して二相
正弦波信号ｅｘ、ｅｙを出力する増幅器４３とからなっ
ている。
照して説明する。この励磁回路４は、図示のように一定
周波数のパルス列信号に−ｆを出力する発振器４１と、
前記パルス列信号に−ｆを計数して０〜ｎビツトの２進
数のデジタル値を周期Ｔｏで繰り返すデジタル信号ＤＳ
Ｉを出力するとともに、周期Ｔｏ（＝１／Ｉ’）を有す
るパルス列信号ＥＰ２を出力する２進数の計数回路４２
と、前記パルス列信号ＥＰ２を波形変換・増幅して二相
正弦波信号ｅｘ、ｅｙを出力する増幅器４３とからなっ
ている。
第３図（ａ＞、（ｂ）は、前記デジタル信号ＤＳ１と二
相正弦波１８号ｅｘ、ｅｙとの関係を示Ｊ図で、横軸は
時間ｔ、縦軸はデジタル値および電圧ｆｆｆ＋を表ねり
。第３図（ａ）、（ｂ）において、デジタル信号ＤＳ１
は周期Ｔｏ内で零からデジタル１直Ｄ△に到達し、周期
ＴＯ毎にこの状態を繰り返し、また、正弦波信号ｅｘと
ｅｙは、豆いに９０度の位相差を有し周期Ｔｏ （周
波数「）を６っている。従って、デジタル信号ＤＳ１の
デジタル値は、正弦波信号ｅｘ（またはｅｙ）の位相状
態を表わず（直となっている。
相正弦波１８号ｅｘ、ｅｙとの関係を示Ｊ図で、横軸は
時間ｔ、縦軸はデジタル値および電圧ｆｆｆ＋を表ねり
。第３図（ａ）、（ｂ）において、デジタル信号ＤＳ１
は周期Ｔｏ内で零からデジタル１直Ｄ△に到達し、周期
ＴＯ毎にこの状態を繰り返し、また、正弦波信号ｅｘと
ｅｙは、豆いに９０度の位相差を有し周期Ｔｏ （周
波数「）を６っている。従って、デジタル信号ＤＳ１の
デジタル値は、正弦波信号ｅｘ（またはｅｙ）の位相状
態を表わず（直となっている。
第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レゾルバ２の回転軸
２−１を成る回転角θｍだ（ブ回転させたときの正弦波
信号ｅｘ、＋Ａ出（言号ｅｏ、パルス列信号ＥＰ１．デ
ジタル信ＤＤＳ １およびＤＳ２の関係を示す図で、横
軸はｎＳ間ｔを、縦軸はデジタル値および電圧値を表わ
す。
２−１を成る回転角θｍだ（ブ回転させたときの正弦波
信号ｅｘ、＋Ａ出（言号ｅｏ、パルス列信号ＥＰ１．デ
ジタル信ＤＤＳ １およびＤＳ２の関係を示す図で、横
軸はｎＳ間ｔを、縦軸はデジタル値および電圧値を表わ
す。
第４図（ａ）〜（Ｃ）において、検出信号ｅ。
およびパルス列信号ＥＰＩは正弦波信号ｅＸに対し電気
的位相角θｅ（＝θｍ）だ【プ移相している。
的位相角θｅ（＝θｍ）だ【プ移相している。
そこで、信号ＥＰＩの立ち上がりでデジタル信号ＤＳ１
をラッチすれば、その結果得られるデジタル（８号ＤＳ
２はデジタル１直Ｄ１を示すことになる。
をラッチすれば、その結果得られるデジタル（８号ＤＳ
２はデジタル１直Ｄ１を示すことになる。
ずなわら、信号ｅｘとｅ、との位相が同相のときには、
θｅ−θｍ＝ｏ、Ｄ１＝Ｏとなり、回転角θｍの変化に
よって信号ｅｏの位相がａｍ （＝θｅ）だけ移相して
、信号ｅｘどの位相差θｍが生ずるとともに、デジタル
値Ｄ１を有するデジタル１言ｇＤｓ２が出力される。
θｅ−θｍ＝ｏ、Ｄ１＝Ｏとなり、回転角θｍの変化に
よって信号ｅｏの位相がａｍ （＝θｅ）だけ移相して
、信号ｅｘどの位相差θｍが生ずるとともに、デジタル
値Ｄ１を有するデジタル１言ｇＤｓ２が出力される。
次ぎに、トルク補正回路８の具体的な構成例を第５図を
参照して説明する。このトルク補正回路８は図示のよう
に、回転角θｍに対応した前記デジタル信号ＤＳ ２を
アドレス入力信号とし、予め実測しておいた回転角θｍ
に対応した電ｌＪＩ機１の脈動トルクΔτの値を記憶し
ていて、デジタル信号ＤＳ２に応じて脈動トルクΔτの
成分のデジタル値を有するデジタル信号ＤＳ３ａを出力
するメＵり回路８１Ａと、該デジタル信号ＤＳ３ａ及び
前記トルク指令信号ＥＴ１の両者を乗算して、回転角θ
ｍの変化に対して脈動トルクΔτの変化と逆極性で変化
するアナログ量の脈動１ヘルク指令信号ΔＥＴを出力す
る乗算回路８２Ａと、前記トルク指令信号ＥＴＩと前記
脈動トルク指令信号へＥ丁とを加減算して、補正トルク
指令信号ＥＴ２を出力する加減算回路８３とから成って
いる。
参照して説明する。このトルク補正回路８は図示のよう
に、回転角θｍに対応した前記デジタル信号ＤＳ ２を
アドレス入力信号とし、予め実測しておいた回転角θｍ
に対応した電ｌＪＩ機１の脈動トルクΔτの値を記憶し
ていて、デジタル信号ＤＳ２に応じて脈動トルクΔτの
成分のデジタル値を有するデジタル信号ＤＳ３ａを出力
するメＵり回路８１Ａと、該デジタル信号ＤＳ３ａ及び
前記トルク指令信号ＥＴ１の両者を乗算して、回転角θ
ｍの変化に対して脈動トルクΔτの変化と逆極性で変化
するアナログ量の脈動１ヘルク指令信号ΔＥＴを出力す
る乗算回路８２Ａと、前記トルク指令信号ＥＴＩと前記
脈動トルク指令信号へＥ丁とを加減算して、補正トルク
指令信号ＥＴ２を出力する加減算回路８３とから成って
いる。
次に本実施例の要部の作用について述べる。
第６図（ａ）、（ｂ）は、前記電動Ｒ１の発生トルクτ
、脈動トルクΔτ、トルク指令信号ＥＴ１、脈動トルク
指令信号ΔＥＴおよび補正トルク指令信号ＥＴ２等の関
係を示す図で、横軸は回転角θｍを、縦軸はトルク値お
よび電圧値を表わしている。第６図（ａ）において、Ｒ
生トルクτは、電ｉＦＩＪｍ １の回転軸が回転したと
きの発生トルクの平均値を示し、脈動トルクΔτはトル
クの変動分の１直を示している。
、脈動トルクΔτ、トルク指令信号ＥＴ１、脈動トルク
指令信号ΔＥＴおよび補正トルク指令信号ＥＴ２等の関
係を示す図で、横軸は回転角θｍを、縦軸はトルク値お
よび電圧値を表わしている。第６図（ａ）において、Ｒ
生トルクτは、電ｉＦＩＪｍ １の回転軸が回転したと
きの発生トルクの平均値を示し、脈動トルクΔτはトル
クの変動分の１直を示している。
前記の１〜シルク正回路８は、回転角θｍに対応したデ
ジタル信号ＤＳ２を受けてトルク指令信号ＥＴＩを補正
し、ブラシレス電動機１の発生トルクτに含まれている
脈動トルクΔτと逆（転性で変化する脈動成分を有する
補正トルク指令信号ＥＴ２を出力する。
ジタル信号ＤＳ２を受けてトルク指令信号ＥＴＩを補正
し、ブラシレス電動機１の発生トルクτに含まれている
脈動トルクΔτと逆（転性で変化する脈動成分を有する
補正トルク指令信号ＥＴ２を出力する。
第６図（ｂ）は第６図（ａ）と対照して、補正トルク指
令信号ＥＴ２の電圧値が脈動トルクΔτの変化と逆極性
で変化することを示している。このように回転角θｍに
対応してトルク補正要素が加えられた補正トルク指令信
号ＥＴ２に塁づいて、電動［１の発生トルクを制御すれ
ば、脈’１ｌｊｌ−ルクΔτの成分が抑制されるので、
変動の少ない安定した発生トルクτを１１？ることがで
きる。
令信号ＥＴ２の電圧値が脈動トルクΔτの変化と逆極性
で変化することを示している。このように回転角θｍに
対応してトルク補正要素が加えられた補正トルク指令信
号ＥＴ２に塁づいて、電動［１の発生トルクを制御すれ
ば、脈’１ｌｊｌ−ルクΔτの成分が抑制されるので、
変動の少ない安定した発生トルクτを１１？ることがで
きる。
以上説明したにうに、本実施例によれば、電動機１の回
転角θｍに対応して脈動トルクΔτが抑制された変動の
少ない安定した発生トルクが得られるので、電動Ｒ１を
安定した回転速度で円滑に駆動することができる。
転角θｍに対応して脈動トルクΔτが抑制された変動の
少ない安定した発生トルクが得られるので、電動Ｒ１を
安定した回転速度で円滑に駆動することができる。
次にトルク補正回路８の他の具体的な構成例を第７図に
より説明する。本例は同図に示すように、デジタル信号
ＤＳ２をアドレス入力信号とし、予め実測しておいた回
転角θｍに対応した電ｆＪｌ ＋ｊｌ １の脈動トルク
Δτを含んだ発生トルクの値を記憶していて、デジタル
信号ＤＳ２に応じて該発生トルクのデジタル値を有する
デジタル信号ＤＳ３ｂを出力するメモリ回路８１Ｂと、
該デジタル信号ＤＳ３ｂ及び前記トルク指令信号ＥＴ１
の両名を乗算して回転角θｍの変化に対して脈動トルク
Δτの変化と逆極性で変化する脈動成分を含むアナログ
量の補正トルク指令信ＱＥＴ２を出力する乗算回路８２
Ｂとから成るものである。
より説明する。本例は同図に示すように、デジタル信号
ＤＳ２をアドレス入力信号とし、予め実測しておいた回
転角θｍに対応した電ｆＪｌ ＋ｊｌ １の脈動トルク
Δτを含んだ発生トルクの値を記憶していて、デジタル
信号ＤＳ２に応じて該発生トルクのデジタル値を有する
デジタル信号ＤＳ３ｂを出力するメモリ回路８１Ｂと、
該デジタル信号ＤＳ３ｂ及び前記トルク指令信号ＥＴ１
の両名を乗算して回転角θｍの変化に対して脈動トルク
Δτの変化と逆極性で変化する脈動成分を含むアナログ
量の補正トルク指令信ＱＥＴ２を出力する乗算回路８２
Ｂとから成るものである。
また、前）ホの実施例では、３周のメモリー部７−１．
７−２．７−３からなるメモリー回路７と、３周の電流
指令信号形成部９−１．９−２．９−３からなる電流指
令信号形成回路９を用いて説明したが、第８図に示すよ
うに２個のメモリー部７−１．７−２からなるメモリー
回路７△と、２個の電流指令信号形成部９−１．９−２
からなる電流指令信号形成回路９Ａとを用いて電流指令
信号ｌｕ、）ｖを出力し、これら信号＋ｕ、ｒｖを電流
指令信号形成回路９Δの抵抗器Ｒ８〜Ｒ＋＋及び演Ｗ増
幅器ＯＰＡで加算、反転増幅して電流指令信号１ｗを得
てこれを出力するようにしてもよい。この電流指令信号
１ｗを得る動作は、第９図に示すように２つの信号ＩＵ
、ＩＶをベクトル加等して信号ＴＷを得、この信号ＴＷ
を反転して信号１ｗを得ることを意味している。
７−２．７−３からなるメモリー回路７と、３周の電流
指令信号形成部９−１．９−２．９−３からなる電流指
令信号形成回路９を用いて説明したが、第８図に示すよ
うに２個のメモリー部７−１．７−２からなるメモリー
回路７△と、２個の電流指令信号形成部９−１．９−２
からなる電流指令信号形成回路９Ａとを用いて電流指令
信号ｌｕ、）ｖを出力し、これら信号＋ｕ、ｒｖを電流
指令信号形成回路９Δの抵抗器Ｒ８〜Ｒ＋＋及び演Ｗ増
幅器ＯＰＡで加算、反転増幅して電流指令信号１ｗを得
てこれを出力するようにしてもよい。この電流指令信号
１ｗを得る動作は、第９図に示すように２つの信号ＩＵ
、ＩＶをベクトル加等して信号ＴＷを得、この信号ＴＷ
を反転して信号１ｗを得ることを意味している。
また、第１０図に示すように、メモリー回路７Ｂの各メ
モリー部７−１８．７−２Ｂに予めアドレス入力信号Ｄ
Ｓ２に応じて正弦波及び余弦波状のデジタル値を出力す
るようにデジタル値を記憶さけておき、デジタル信号ｒ
）Ｓ２に応じて各々デジタル信号Ｄα、Ｄβを出力し、
これら信号Ｄα。
モリー部７−１８．７−２Ｂに予めアドレス入力信号Ｄ
Ｓ２に応じて正弦波及び余弦波状のデジタル値を出力す
るようにデジタル値を記憶さけておき、デジタル信号ｒ
）Ｓ２に応じて各々デジタル信号Ｄα、Ｄβを出力し、
これら信号Ｄα。
Ｄβを電流指令信号形成回路９Ｂの２つの電流指令信号
形成部９−１．９−２に入力して三相電流指令信号Ｉα
、（βを１ｑ、さらにこれら信号ｌα。
形成部９−１．９−２に入力して三相電流指令信号Ｉα
、（βを１ｑ、さらにこれら信号ｌα。
１βを電流指令信号形成回路９Ｂの二相・三相変換器２
・３ＣＯＮＶに入力して三相電流指令信号ｌｕ、Ｊｖ、
Ｊｗを得るようにすることもできる。
・３ＣＯＮＶに入力して三相電流指令信号ｌｕ、Ｊｖ、
Ｊｗを得るようにすることもできる。
この二相・三相変換動作のベクトル図を第１１図に示ケ
。この二相・三相変換動作は、二相電流指令信ｊｆｆｌ
α、Ｉβをベタ１〜ル的に成る比例関係をもって演淳増
幅器を用いて加減停することににり得ることができる。
。この二相・三相変換動作は、二相電流指令信ｊｆｆｌ
α、Ｉβをベタ１〜ル的に成る比例関係をもって演淳増
幅器を用いて加減停することににり得ることができる。
前述の実施例では、三相ブラシレス電動機の制御装置に
ついて述べたが二相ブラシレス電ｖＪ機の利口Ｉ装置に
も本発明を適用することができる。
ついて述べたが二相ブラシレス電ｖＪ機の利口Ｉ装置に
も本発明を適用することができる。
また、前述の実施例では、レゾルバ移相器として二相励
磁・−相出力巻線タイプのレゾルバを用いて説明したが
、第１２図に示すように一相励附・二相出力巻線タイプ
のレゾルバ２と、その２つの出力巻線２−４．２−５の
内の一方の出力巻線２−４の一端に抵抗器Ｒｅ ３を直
列接続し、他方の出力巻線２−５の一端にコンデンサ−
Ｃｏ ３を直列に接続し、２つの出力巻線２−４．２−
５の他方の９ｉ：子を相互に接続し、抵抗器Ｒｏａとコ
ンデンサＣｏ ３のそれぞれの他端を相互に接続して、
２つの出力巻線２−４．２−５の相互接続点と抵抗器Ｒ
ｏ ３とコンデンサＣｏ ３の相互接続点とから検出信
号ｅ、を得るようにしたレゾルバも同様な動作をするの
で、本発明に使用することができる。
磁・−相出力巻線タイプのレゾルバを用いて説明したが
、第１２図に示すように一相励附・二相出力巻線タイプ
のレゾルバ２と、その２つの出力巻線２−４．２−５の
内の一方の出力巻線２−４の一端に抵抗器Ｒｅ ３を直
列接続し、他方の出力巻線２−５の一端にコンデンサ−
Ｃｏ ３を直列に接続し、２つの出力巻線２−４．２−
５の他方の９ｉ：子を相互に接続し、抵抗器Ｒｏａとコ
ンデンサＣｏ ３のそれぞれの他端を相互に接続して、
２つの出力巻線２−４．２−５の相互接続点と抵抗器Ｒ
ｏ ３とコンデンサＣｏ ３の相互接続点とから検出信
号ｅ、を得るようにしたレゾルバも同様な動作をするの
で、本発明に使用することができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明に係るブラシレス電動機の
制御装置によれば、電動機回転子の回転角θｍに応じて
変化するブラシレス電動機のｒ！１極位置に対応するデ
ジタル信号ＤＳ２とトルク指令信号ＥＴ１とに基づいて
、ブラシレス電動Ｉ幾の発生１−ルウ中の脈動トルクと
逆（４性で変化する脈動成分をもたせた補正トルク指令
信号ＥＴ２によりブラシレス電動機を駆動制御するよう
にしたので、ブラシレス電動機の回転角θｍに対応した
発生トルクに脈動トルク成分があっても、該脈動１一ル
ク成分が極めて低減された発生ｌ・ルクを出力させるこ
とができる。これにより、安定した回転速度が得られる
ので、電＠Ｉ懇の負荷に振動を与えることがなく、工作
機械等の駆動用電動機の１＋制御に用いて、加工精度を
向上させ得る駆動制御を行うことができる。
制御装置によれば、電動機回転子の回転角θｍに応じて
変化するブラシレス電動機のｒ！１極位置に対応するデ
ジタル信号ＤＳ２とトルク指令信号ＥＴ１とに基づいて
、ブラシレス電動Ｉ幾の発生１−ルウ中の脈動トルクと
逆（４性で変化する脈動成分をもたせた補正トルク指令
信号ＥＴ２によりブラシレス電動機を駆動制御するよう
にしたので、ブラシレス電動機の回転角θｍに対応した
発生トルクに脈動トルク成分があっても、該脈動１一ル
ク成分が極めて低減された発生ｌ・ルクを出力させるこ
とができる。これにより、安定した回転速度が得られる
ので、電＠Ｉ懇の負荷に振動を与えることがなく、工作
機械等の駆動用電動機の１＋制御に用いて、加工精度を
向上させ得る駆動制御を行うことができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図における励磁回路の実施例のブロック図、第３図は
第２図を説明するための動作波形図、第４図は第１図に
おける波形整形回路とラッチ回路の動作を説明するため
の動作波形図、第５図及び第７図はそれぞれ第１図にお
けるトルク補正回路の異なる実施例を示ずブロック図、
第６図は第５図を説明するための動作波形図、第８図及
び第１０図はメモリー回路と電流指令信号形成回路の他
の２種の例を示すブロック図、第９図及び第１１図は第
８図及び第１０図におＩＪる信号のベクトル合成の例を
示づ図、第１２図はレゾルバの他の例を示す回路図であ
る。第１３図はブラシレス電動）幾の駆動及び磁極恒量
検出を説明するためのブロック図、第１４図はブラシレ
ス電動はの発生トルクを説明するための動作特性図であ
る。 １・・・ブラシレス電動は、２・・・レゾルバ、３・・
・駆動回路、４・・・励磁回路、５・・・波形整形回路
、６・・・ラッチ回路、７・・・メモリー回路、７−１
．７−２゜７−３・・・メモリー部、８・・・１〜シル
ク正回路、９・・・電流指令信号形成回路、９−１．９
−２．９−３・・・電流指令信号形成部、１０・・・磁
極位置検出器。 第３図 第１図 第２図 第１２図 第１３図 （＝＝！二〕）〜２１イｆ５１１乞（］；、第Ｔ４図
１図における励磁回路の実施例のブロック図、第３図は
第２図を説明するための動作波形図、第４図は第１図に
おける波形整形回路とラッチ回路の動作を説明するため
の動作波形図、第５図及び第７図はそれぞれ第１図にお
けるトルク補正回路の異なる実施例を示ずブロック図、
第６図は第５図を説明するための動作波形図、第８図及
び第１０図はメモリー回路と電流指令信号形成回路の他
の２種の例を示すブロック図、第９図及び第１１図は第
８図及び第１０図におＩＪる信号のベクトル合成の例を
示づ図、第１２図はレゾルバの他の例を示す回路図であ
る。第１３図はブラシレス電動）幾の駆動及び磁極恒量
検出を説明するためのブロック図、第１４図はブラシレ
ス電動はの発生トルクを説明するための動作特性図であ
る。 １・・・ブラシレス電動は、２・・・レゾルバ、３・・
・駆動回路、４・・・励磁回路、５・・・波形整形回路
、６・・・ラッチ回路、７・・・メモリー回路、７−１
．７−２゜７−３・・・メモリー部、８・・・１〜シル
ク正回路、９・・・電流指令信号形成回路、９−１．９
−２．９−３・・・電流指令信号形成部、１０・・・磁
極位置検出器。 第３図 第１図 第２図 第１２図 第１３図 （＝＝！二〕）〜２１イｆ５１１乞（］；、第Ｔ４図
Claims (4)
- （１）ブラシレス電動機の発生トルクを指令するトルク
指令信号ＥＴ１に応じて該ブラシレス電動機を駆動制御
するブラシレス電動機の制御装置において、 前記ブラシレス電動機の回転子の回転角θｍを入力信号
とし、前記ブラシレス電動機の磁極位置に対応するデジ
タル信号ＤＳ２を出力する磁極位置検出器と、 前記デジタル信号ＤＳ２をアドレス入力信号とし該アド
レス入力信号に応じて前記ブラシレス電動機の相数に応
じた電気角で位相が互いにずれた複数相のデジタル正弦
波信号を出力するようにメモリーされた複数のメモリー
部を備えたメモリー回路と、 前記デジタル信号ＤＳ２と前記トルク指令信号ＥＴ１と
を入力信号として前記ブラシレス電動機の発生トルク中
の脈動トルクと逆極性で変化する脈動成分を有する補正
トルク指令信号ＥＴ２を出力するトルク補正回路と、 前記補正トルク指令信号ＥＴ２と前記複数相のデジタル
正弦波信号とを入力信号とし各々乗算して複数相の電流
指令信号を出力する電流指令信号形成回路と、 前記複数相の電流指令信号により駆動されて前記ブラシ
レス電動機に複数相の電機子電流を供給する駆動回路と
からなることを特徴とするブラシレス電動機の制御装置
。 - （２）前記磁極位置検出器は、 周波数ｆの二相正弦波信号ｅｘ、ｅｙを出力し、かつ該
正弦波信号ｅｘ、ｅｙの位相に対応したデジタル値を有
するデジタル信号ＤＳ１を出力する励磁回路と、 前記二相正弦波信号ｅｘ、ｅｙで励磁されて前記回転角
θｍに応じた電気的位相角を有し、回転速度■ｍに応じ
た周波数（ｆ±Δｆ）を有する検出信号ｅ＿０を出力す
るレゾルバと、 前記検出信号ｅ＿０を入力信号として該検出信号を矩形
波状のパルス列信号ＥＰ１に波形整形して出力する波形
整形回路と、 前記パルス列信号ＥＰ１をラッチ信号として前記デジタ
ル信号ＤＳ１を所定の周期Ｔ［＝１／（ｆ±Δｆ）］で
繰り返してラッチしたデジタル信号ＤＳ２を出力するラ
ッチ回路とからなる特許請求の範囲第１項記載のブラシ
レス電動機の制御装置。 - （３）前記トルク補正回路は、 予め実測しておいた前記回転角θｍに対応した前記ブラ
シレス電動機の脈動トルクΔτの値を記憶していて前記
デジタル信号ＤＳ２をアドレス入力信号とし該アドレス
入力信号に応じて前記脈動トルクΔτの成分のデジタル
値を有するデジタル信号ＤＳ３ａを出力するメモリ回路
と、 該デジタル信号ＤＳ３ａ及び前記トルク指令信号ＥＴ１
の両者を乗算して前記回転角θｍの変化に対して前記脈
動トルクΔτの変化と逆極性で変化する脈動トルク指令
信号ΔＥＴを出力する乗算回路と、 前記トルク指令信号ＥＴ１と前記脈動トルク指令信号Δ
ＥＴとを加減算して前記補正トルク指令信号ＥＴ２を出
力する加減算回路とからなる特許請求の範囲第１項記載
のブラシレス電動機の制御装置。 - （４）前記トルク補正回路は、 予め実測しておいた前記回転角θｍに対応した前記ブラ
シレス電動機の脈動トルクΔτを含んだ発生トルクの値
を記憶していて前記デジタル信号ＤＳ２をアドレス入力
信号とし該アドレス入力信号に応じて前記発生トルクの
デジタル値を有するデジタル信号ＤＳ３ｂを出力するメ
モリー回路と、該デジタル信号ＤＳ３ｂ及び前記トルク
指令信号ＥＴ１の両者を乗算して前記回転角θｍの変化
に対して前記脈動トルクΔτの変化と逆極性で変化する
脈動成分を含む前記補正トルク指令信号ＥＴ２を出力す
る乗算回路とからなる特許請求の範囲第１項記載のブラ
シレス電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002185A JPS62163591A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002185A JPS62163591A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163591A true JPS62163591A (ja) | 1987-07-20 |
Family
ID=11522302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002185A Pending JPS62163591A (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62163591A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001352798A (ja) * | 2000-06-02 | 2001-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石形同期電動機の制御装置及び制御方法 |
| JP2008289361A (ja) * | 2008-09-03 | 2008-11-27 | Fujitsu Ten Ltd | モータ駆動装置 |
| JP2009061519A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Panasonic Corp | 多関節型ロボットの制御方法 |
| JP2011156734A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Canon Inc | モータを備える機器 |
| JP2014121183A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Canon Precision Inc | ブラシレスモータの駆動制御装置、モータユニットおよびこれを用いた機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165983A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転体の回転制御装置 |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002185A patent/JPS62163591A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165983A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転体の回転制御装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001352798A (ja) * | 2000-06-02 | 2001-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石形同期電動機の制御装置及び制御方法 |
| JP2009061519A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Panasonic Corp | 多関節型ロボットの制御方法 |
| JP2008289361A (ja) * | 2008-09-03 | 2008-11-27 | Fujitsu Ten Ltd | モータ駆動装置 |
| JP2011156734A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Canon Inc | モータを備える機器 |
| JP2014121183A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Canon Precision Inc | ブラシレスモータの駆動制御装置、モータユニットおよびこれを用いた機器 |
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