JPS6369493A - 誘導モ−タの制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は誘導モータの制御装置に関し、特に、停止位
置決め制御に適した制御装置に関し、更にＪ 次速度制御も可能な制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の誘導モータにおいては、駆動電流はアナログ式の
交流発振器あるいはインバー２回路等によりアナログ発
生方式によって力えられるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのため、回転磁界を特定位相で止めることはできず、
停止位置決め制御に用いるには適していなかった。従来
は、誘導モータを停止位置決め制御に用いるには、停止
位置に保持し７ておくために、電磁ブレーキが不可欠で
うあった。そのため、構造が複雑となっていた。

この発明は上述の点４こ鑑みてなされたもので、ブレー
キを必要とするこ占なく停止位置決め制御ができるよう
にすると共に更には速度制御も可能な誘導モータの制御
装置を提供ｊ〜ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る誘導モータの制御装置は、誘導モ・−夕
の駆動信号波形を位相角に対応ダるアト１／ス伯号に従
って発生する波形発生手段と、このアドレス信号の増加
及び減少を設定された比率で交互に繰返しながら該アト
１／ス信号を・発生するアドレス発生手段き、前記アド
レス発生手段２こおけるアドレス化ぢの増加及び減少の
比率を設定する設定手段とを具えたことを特徴とするも
のである。。

〔作用〕

波形発生手段は、位相角に対応するアドレス信号に従っ
て駆動信号波形を発生する。このアドレス信号が一定の
周期で０度から３６０度までの位相角に対応する値を繰
返すとき、駆動信号波形は該周期に対応する周波数で発
生され、これに対応して誘導モータが回転する。アドレ
ス信号が増加するときと減少するときとでは駆動信号波
形に応じて発生される回転磁界の向きが逆になり、モー
タの回転方向が逆になる。アドレス発生手段は、このア
ドレス信号の増加と減少を成る設定された比率で交互に
繰返しながら該アドレス信号を発生する。

この比率は設定手段によって適宜に設定される。

アドレス信号の増加と減少の比率を等しくすると、アド
レス信号は成る限られた範囲で同じ比率で増減を繰返す
こ古になり、アドレスは実質的に進展せず、誘導モータ
に発生するトルクは時計方向と反時計方向きで均衡する
。これに応じて、誘導モータの回転磁界は特定の限られ
た位相角範囲に対応して実質的に停止する。これにより
モータを停止させることがで入る、他方、アドレス信号
の増加と減少の比率が等しくない場合、（の増減の差に
応じたレートでアドレス信号が進展し、かつモータの発
生ｌ・ルクが時削方向さ反時計方向とで不均衡となり、
これに応じてモータが回転し、かつ速度を制御すること
もできる。

モータの停止位置での実質的なトルクを保証するために
、上記アドレス信号の増減比率を、停止目標位置と現在
位置古の偏差に応じて設定するのが好ましい。この偏差
が零若しくは零とみなせる許容誤差範囲内のときは、増
加と減少の比率を等しくシ、停止位置を保持する。この
偏差が零の許容誤差範囲から外れたときは、その偏差に
応じて増加若しくは減少の一方が他方よりも大きくなる
ように比率を設定し、モータを回転させて偏差が零の許
容範囲内に入るようにする。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明しよう。

第１図において、１は波形発生手段に相当１′る部分、
２はアドレス発生手段に相当する部分、６は設定手段に
相当する部分、である。４は誘導モータであり、例えば
３相の誘導モータである。波形発生手段１は、各相毎の
駆動信号波形を記憶したリードオンリーメモリ（以下Ｒ
ＯＭという）１ＤＡ、ＩＯＢ、ＩＯＣを含んでいる。６
几０Ｍ１０Ａ〜１０Ｃには、第２図に示すようζこ、予
め１２０度づつ位相がずれた関係で各相の駆動信号波形
（例えば正弦波形）がディジタル値にて記憶されている
。従って、各ＲＯＭ１０Ａ〜ＩＯＣを共通のアドレス信
号によりて読み出すことにより、３相分の駆動信号波形
がディジタル値にて並列的に読み出される。読み出され
た各相毎のディジタル駆動信号波形はディジタル／アナ
ログ変換器１１八〜１１Ｃでアナログ電圧信号に変換さ
れ、これが更に定電流回路１２Ａ〜１２Ｃで該アナログ
電圧値に対応する電流値（こ変換され、誘導モータ４の
各相に印加される。

アドレス発生手段２では、クロックパルス発生器２０か
ら発生ｊ〜だクロフクパルスを分周回路２１で分周し、
その分周出力を方向切換回路２２を経由してアドレスカ
ウンタ２６のアップカウント入力又はダウンカウント入
力に与えるころにより、アドレス信号の増加又は減少を
行う。アドレスカウンタ２６はアップ／ダウンカウンタ
からなり、そのカウント値を示すデータがアドレス信号
として各ＲＯＭ１０Ａ〜ＩＤＣのアドレス入力に与えら
れる。ＲＯＭ１０Ａ〜１０Ｃにおける波形１周期に対応
するアドレス数がＭであるとすると、アドレスカウンタ
２６はモジュロＭでアップカウント又はダウンカウント
を行うものである。

方向切換回路２２及びプリセット型のカウンタ２４．２
５は、アドレス信号の増加及び減少を設定手段６によっ
て設定された比率で繰返す制御を行うためのものである
。第１のカウンタ２４のプリセット入力にはカウント数
設定ｎ、ｏｂｉｓｉから出力されたアップカウント数設
定データＵ　Ｃが刀えられ、そのカウント入力にはアド
レスカウンタ２６のアップカウント入力が与えられるア
ップカウントパルスＵ　Ｐが与えられる。第２のカウン
タ２５のプリセット入力にはカウント数設定ＲＯＭ６１
から出力されたダウンカウント数設定データＤＣが与え
られ、そのカウント入力にはアドレスカウンタ２６のダ
ウンカウント入力に与えられるダウンカウントパルスＤ
Ｐが与えられる。アドレスに号のアップカウント時に、
第１のカウンタ２４にプリセットされたアップカウント
数分だけアップカウントパルスＵＰが与えられると、第
１のカウンタ２４はダウンカウント選択信号ＤＳを出力
し７、方向切換回路２２に与える。方向切換回路２２は
、ダウンカウント選択信号ＤＳに応じてカウントパルス
をダウンカウントパルスＤＰに切換える。

他方、アドレス１５号のダウンカウント時に、第２のカ
ウンタ２５にプリセットされたダウンカウント数分だけ
ダウンカウントパルスＤＰが与えられると、第２のカウ
ンタ２５はアップカウント選択信号Ｕ　Ｓを出力し、方
向切換回路２２に与える。

方向切換回路２２は、アップカウント選択信号ＵＳに応
じてカウントパルスをアップカウントパルスＵＰに切換
える６第１のカウンタ２４はアップカウント選択信号Ｕ
　Ｓによってアップカウント数設定データＵＣをプリセ
ット型シ、第２のカウンタ２５はダウンカウント選択信
号ＤＳによってダウンカウント数設定データＤＣをプリ
セットする。

分周回路２１はクロックパルス発生器２０から発生した
基本クロックパルスを何通りかの分周比で（若しくは可
変分周比で）分周し、周ｅ数設定ＲＯＭ　３２から出力
されたアンプ周波数設定データＵ　Ｆ及びダウン周波数
設定データＤ　Ｆに応じた分周出力を夫々独立に選択出
力する。この分周出力は方向切換回路２２に入力され、
上記アップカウント選択信号Ｕ　Ｓ及びダウンカウント
選択信号ＤＳに応じて選択され、アソプカランＩ・パル
ス１〕Ｐ又はダウンカウントパルスＤＰきして出力され
る。

この分周回路２１と方向切換回路２２の内部構成の一例
を示すと第３図のようである。分周回路２１における分
周器２１ａは、基準クロフクパルスの周波数をｆとする
と、例えばｆ／４　、　ｆ／８　。

ｆ／１６　、ｆ／３２の４】亀りの分周出力を生じる。

セｌ／クタ２１ｂは７７１周波数設定データＵ　Ｆに応
じてｆ／４〜ｆ／３２の分周出力の何れかを選択する。

セレクタ２１Ｃはダウン周波数設定データＤ　Ｆに応じ
てｆ／４〜ｆ／３２の分周出力の何れかを選択する。方
向切換回路２２において、フリップフロップ２２ａはア
ップカウント選択信号［Ｊ　Ｓによって（１ツ卜され、
ダウンカウント選択信号Ｄ　Ｓによってリセットされ、
その出力がアンド回路２２Ｃに与えられる。セレクタ２
１ｂで選択された分周出力がアンド回路２２Ｃの他の入
力に与えられ、その出力がアップカウントパルスＵＰと
なる。フリップフロップ２２ｂはダウンカウント選択信
号ＤＳによってセットされ、アップカウント選択信号Ｕ
　Ｓによってリセットされ、その出力がアンド回路２２
ｄに与えられる。セレクタ２１Ｃで選択された分局出力
がアンド回路２２ｄの他の入力に与えられ、その出力が
ダウンカウントパルスＤＰとなる。

第１図において、回転位置検出器５は誘導モータ４の回
転位置を検出するものであり、どのようなタイプの回転
位置検出器を用いてもよい。例えば、モータ４の１回転
内の絶対位置を検出するもの、あるいは必要に応じて多
回転にわたる絶対的回転位置を検出するもの、などを適
宜（ご用いてよい。回転位置検出器５で検出された、例
えばディジタルの、回転位置検出データＤθは設定手段
６内の比較演算器６６に入力される。比較演算器６３の
他の入力は、停止位置設定器６で設定された停止目標位
置データＤｔが与えられる。比較演算器６６では、停止
目標位置と現在の回転位置との偏差（Ｄｔ−Ｄθ）を求
め、この偏差データをＲＯＭ６１及び６２に入力する。

カウント数設定ＲＯＭ３１は、偏差（Ｄｔ−Ｄθ）の値
に対応するアップカウント数設定データＵＣとダウンカ
ウント設定データＤＣのテーブルを予め記憶したもので
あり、入力された偏差（Ｄｔ−Ｄθ）に応じてデータＵ
Ｃ。

ＤＣを読み出す。周波数設定Ｒ，０Ｍ３２は、偏差（Ｄ
、−Ｄθ）の値に対応するアップ周波数設定データＵＦ
古ダウン周波数設定データＤＦのテーブルを予め記憶し
たものであり、入力された偏差（Ｄｔ−Ｄθ）に応じて
データＵＦ、ＤＦを読み出す。

Ｒ，０Ｍ３１，３２におけるテーブルの一例を示すと次
のようである。なお、このテーブルは理解を容易にする
ために簡略化して示したものであり、あくまでも−例に
すぎない。

第１表　ＲＯＭ３１ 第　　２　表　　　　　　ＲＯＭ３２ なお、第２表のＵＦ、ＤＦにおいて、１はｆ／４．２は
ｆ／８，３はｆ／１６，４はｆ／３２の分周出力に夫々
対応するデータであるとする。

まず、カウント数の制御によるアドレス信号の増減比率
の設定について第１表を参照して説明する。誘導モータ
４の現在位置が停止目標位置に一致しているとき（ここ
で一致するとは所定の許容誤差範囲内で一致することを
も含む）、つまり偏差（Ｄ、−Ｄ、）が０のとき、アッ
プカウント数設定データＵＣとダウンカウント数設定デ
ータＤＣは等しい値、例えば３、とされる。今、カウン
タ２５からアンプカウント選択信号ＵＳが出され、方向
切換回路２２がアップカウントパルスＵＰを選択出力す
るモードに切換わったとする。このときカウンタ２４に
データＵＣの値「３」がプリセットされる。その後、３
個のアップカウントパルスＵＰがアドレスカウンタ２６
に与えられると、カウンタ２４はダウンカウント選択信
号ＤＳを出力する。これにより、方向切換回路２２はダ
ウンカウントパルスＤＰを選択するモードに切換わる。

この乏きカウンタ２５にデータＤＣの値「３」がプリセ
ットされる。その後、３個のダウンカウントパルスＤＰ
がアドレスカウンタ２３に与えられると、カウンタ２５
がアンプカウント選択信号ＵＳを出力する。こうして、
同じカウント数（例え（１３）だけ交互にアップカウン
トとダウンカウントを繰返す。これにより、カウンタ２
６から出力、されるアドレス信号は等しい比率で増加と
減少を繰返す。例えば、アドレス２，３．４と増加した
とすると、次は３，２．１と減少し、同じ微小アドレス
範囲内で増加と減少を繰返す。ＲＯＭｌ０Ａ〜１０Ｃか
ら読み出される各相の駆動信号波形は、このアドレス信
号に応じて同じ微小位相角範囲を繰返すので、誘導モー
タ４の回転磁界も同一の場所を前後し、実質的には動か
ない。ただし、繰返しによる微小振動の発生を防市する
ために、クロックパルスの周波数ｆを十分に高く設定し
ておき、かつ定電流回路で発生する駆動電流値を十分に
高く設定し、また、回転位置検出器の分解能を高くして
偏差の分解能を上げるようにしておくものとする。こう
して、誘導モータ４の回転磁界を任意の角度で実質的に
停止させ、該誘導モータ４を停止状態とすることができ
る。

停止位置での誘導モータ４のトルクは、フィードバック
ループによりて実質的に保証される。モータ４の回転軸
が停止目標位置から時計方向又は反時計方向に幾分ずれ
たとするき、このずれに応じた偏差（Ｄｔ−Ｄθ）のデ
ータが比較演算器６３から出力される。この偏差が仮り
に＋１だとする己、前出の第１表の例では、アンプカウ
ント数設定データｔＪｃが４、ダウンカウント数設定デ
ータＤＣが６となる。これにより、アドレス信号の増加
と減少の比率が異なり、平均して７カウントパルスにつ
きエアドレスの割で増加する。これに応じて回転磁界が
時計方向に動き、上記偏差をＯζこする方向にモータ４
が僅かに回転する。偏差が０になれば、前述の通り、ア
ドレス信号の増減比率が等しくされる。反対に、偏差が
仮に−１だとすると、前出の第１表の例ではデータＵＣ
が６、データＤＣが４となり、亨均して７カウントパル
スにつき１アドレスの割でアドレス信号が減少する。

これに応じて回転磁界が反時計方向に動き、上記偏差を
Ｏにする方向にモータ４が僅かに回転する。

アドレス４ｍ号の増減比率の設定は、カウント数のみな
らずカウントパルスの周波数を制御することによっても
行うことができる。この点につき第２表を参照して説明
するき、偏差（Ｄｔ−Ｄθ）がＯのときは、ＲＯＭ３２
から出力される画周波数設定データＵＦ　、ＤＦは等し
い値、例えばｆ／３２の分周出力を選択する「４」、と
される。これにより、アドレス信号の１ステップ当りの
増加速度と減少速度が等しくされ（アップカウントパル
スＵ　ＰとダウンカウントパルスＤ　Ｐの周波数が等し
くなる）、１繰返しサイクル当りのアップカウント数（
ＵＣ）とダウンカウント数（ＤＣ）が等しければ、Ｉ）
１述と同じ理由により、回転磁界は実質的に静止する。

偏差（Ｄｔ−Ｄθ）が＋１のときは、前出の第２表の例
では、ＵＦが３、Ｉ）Ｆが４であり、アップカウントパ
ルスＵ　Ｐの周波数がｆ／１６、ダウンカウントパルス
ＤＰの周波数がｆ／３２となる。この場合、１繰返しサ
イクル当りのアップカウント数（（ＪＣ）とダウンカラ
ン）−ｉ（ＤＣ）が仮りに等しいとしても、回転磁界が
時計方向に動く速さと反時計方向に動く速さが異なるの
で発生トルクが異なり、誘導モータ４が上記偏差をＯに
する方向、例えば時計方向、に僅かに回転する。反対に
、偏差（Ｄｔ−ＤＯ）が−１のときは、Ｕ　Ｐが４、Ｄ
　Ｆが６となり、上記と同じ理由で、該偏差をＯにする
方向、例えば反時計方向に、モータ４が僅かとこ回転す
る。

明らかなように、前出の第１表と第２表の条件を同時に
成立させてもよいが、どちらか一方を成立させるだけで
も、アドレス信号の増減比率の設定を行うことができる
。例えば、第１表のように、ＲＯＭ３１のカウント数設
定データＵＣ、ＤＣを偏差に応じて制御する場合、ＲＯ
Ｍ３２の周波数設定データＵＦ　、ＤＦは第２表のよう
に異ならせずに互いに等しい値に固定してもよい。反対
に、第２表のように、Ｒ，０Ｍ３２の周波数設定データ
ＵＦ、ＤＦを偏差に応じて制御する場合、ＲＯＭ６１の
カウント数設定データＵＣ，ＤＣは第１表のようｊこ異
ならせずに互いに等しい値に固定してもよい。

第１表又は第２表から理解できるように、アドレス信号
の増加及び減少の繰返しにおける両者の比率（１繰返し
サイクル当りのカウント数及び／またはｌステップ当り
のし・−トつまり周波数）を適宜に制御することにより
、誘導モータ４の回転方向と発生トルクつまり速度を制
御することができる。従って、本発明を停止位置決め制
御に限らず、速度制御にも応用することができる。例え
ば、所望の加速パターンに従って、カウント数設定デー
タＵＣ，ＤＣ及び／または周波数設定データＵＦ、Ｉ）
Ｆを発生すれば、加速制御を行うことができる。また、
停止位置決め制御における第１表、第２表のような偏差
（Ｄｔ−Ｄθ）に応じたデータＵＣ、ＤＣ、ＵＦ　、Ｄ
Ｆのパターンはそのまま減速パターンに対応しており、
これにより減速制御を行うこ＾デバ″７′−夫るへ なお、アドレス発生手段２をそのまま用いて所望回転方
向への定速回転制御も行えるようにするには、第３図に
破線で示すようにオア回路２２Ｃ。

２２ｆを設け、時計方向ＣＷ又は反時計方向ＣＣＷの回
転を指示する信号によってフリップフロップ２２ａ又は
２２ｂの一方を強制的にセットするようにすればよい。

なお、分周回路２１における分周比はあくまでも一例を
示したにすぎず、どのような分周比であってもよく、ま
たプログラマブル可変分周回路を用いてもよい。また、
波形発生手段１の波形メモリを各相別に設けずに、１メ
モリを時分割使用してもよい。その場合、アドレス信号
の位相を各相部にずらすための演算回路を追加する。ま
た、波形発生手段１は、メモリを用いるものに限らず、
位相角に対応するアドレス信号に基づき演算等を実行す
ることにより波形データを発生するものであってもよい
。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明によれば、電磁プレートを用いる
こ乏なく、誘導モータの停止位置決め制御を行うことが
でき、更には、低速、あるいは加速、減速等の速度制御
も簡単（こ行うことができる乏いう優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す電気的ブロック図、
第２図は第１図の波形発生手段に含まれるメモリに記憶
する各相部の駆動信号波形の一例を示す図、第３図は第
１図における分周回路及び方向切換回路の内部構成例を
示すブロック図、である。 １・・・波形発生手段、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ，、。 波形を記憶したＲ、ＯＭ、２・・・アドレス発生手段、
２１・・・分周回路、２２・・・方向切換回路、２６・
・・アドレスカウンタ、６・・・設定手段、６１・・・
カウント数設定Ｒ，ＯＭ、　　３２−１１周波数設定Ｒ
ＯＭ、３３・・・比較演算器、４・・・誘導モータ、５
・・・回転位置検出器、ＵＰ・・・アップカウントパル
ス、ＤＰ−・・ダウンカウントパルス、ＵＣ・・・アッ
プカウント数設定データ、ＤＣ・・・ダウンノノウント
数設定データ、ＵＦ・・・アップ周波数設定データ、Ｄ
Ｆ・・・ダウン周波数設定データ、ＵＳ・・・アップカ
ラン［・選択信号、ＤＳ・・・ダウンカウント選択信号
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、誘導モータの駆動信号波形を位相角に対応するアド
   レス信号に従って発生する波形発生手段と、 このアドレス信号の増加及び減少を設定された比率で交
   互に繰返しながら該アドレス信号を発生するアドレス発
   生手段と、 前記アドレス発生手段におけるアドレス信号の増加及び
   減少の比率を設定する設定手段と を具えたことを特徴とする誘導モータの制御装置。 ２、前記設定手段は、前記誘導モータ回転軸の停止目標
   位置と現在位置との偏差に応じて前記比率を設定するも
   のである特許請求の範囲第１項記載の誘導モータの制御
   装置。 ３、前記停止目標位置と現在位置が一致しているとき前
   記アドレス信号は増加と減少を等しい比率で繰返し、不
   一致のときはその偏差に応じて増加若しくは減少の一方
   が他方よりも大きい比率で該アドレス信号の増加と減少
   が繰返されるようにした特許請求の範囲第２項記載の誘
   導モータの制御装置。 ４、前記設定手段は、所定の速度変化パターンに従って
   前記比率を可変設定するものであり、これにより該速度
   変化パターンに従うモータ回転速度制御が行われるよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の誘導モータの制御装
   置。 ５、前記設定手段は、１繰返しサイクル当りのアドレス
   信号の増加数値及び減少数値を制御することにより前記
   比率を設定するものである特許請求の範囲第１項記載の
   誘導モータの制御装置。 ６、前記設定手段は、アドレス信号の１ステップ当りの
   増加速度及び減少速度を制御することにより前記比率を
   設定するものである特許請求の範囲第１項記載の誘導モ
   ータの制御装置。