KR0176469B1 - A phase offset compensating method of a servo motor - Google Patents
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Abstract
본 발명인 써보모터 위상 오프셋 보정 방법은 레졸버로부터의 회전자의 위치데이타를 이용하여 위상 오프셋을 계산하고 위상 오프셋만큼 보정된 전류를 써보모터에 제공함으로써 써보모터에 레졸버를 부착하는 제작고정상 발생하는 위상 오프셋을 보정하여 보다 정확한 써보모터의 제어 및 써보모터의 효율을 향상시키는데 효과적이다.The servomotor phase offset correction method of the present invention calculates the phase offset using the position data of the rotor from the resolver and provides the current corrected by the phase offset to the servomotor to produce a fixed phase that attaches the resolver to the servomotor. By correcting the phase offset, it is effective to control the servo motor more accurately and improve the efficiency of the servo motor.
Description
제1a도는 교류 써보모터의 개략적인 구성도이다.FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an AC servomotor.
제1b도는 교류 써보모터의 내부의 회전자가 회전하는 원리를 설명하기 위한 동작 설명도이다.1B is an operation explanatory diagram for explaining the principle of the rotation of the rotor inside the AC servomotor.
제2a도는 교류 써보모터를 제어하기 위한 전류테이블을 그래프로 도시한 전류 파형도이다.FIG. 2A is a current waveform diagram graphically showing a current table for controlling an AC servomotor. FIG.
제2b도는 레졸버가 부착된 교류 써보모터의 레졸버 출력 파형도이다.FIG. 2B is a resolver output waveform diagram of an AC servomotor equipped with a resolver. FIG.
제2c도는 레졸버-디지탈 콘버터의 출력 관계도이다.2C is an output relationship diagram of a resolver-digital converter.
제3도는 본 발명에 따른 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.3 is a schematic structural block diagram of an apparatus according to the present invention.
제4도는 본 발명인 써보모터 위상 오프셋 보정 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of the servomotor phase offset correction method of the present invention.
본 발명은 써보모터의 위상 오프셋 보정 방법에 관한 것으로, 특히 레졸버가 부착된 교류 써보모터의 위상 오프셋을 보정하기 위한 방법체 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting a phase offset of a servo motor, and more particularly, to a method for correcting a phase offset of an alternating current servo motor with a resolver.
일반적으로 모터 제조회사에서 레졸보가 부착된 교류 써보모터를 제작하게 되는데 레졸버를 부착하는 이유는 회전자의 위치를 알아내기 위하여 부착한다.In general, a motor manufacturer manufactures an ac servomotor with a resolvo attached. The reason for attaching the resolver is to find the position of the rotor.
회전자의 위치를 알아내는 이유는 회전자에 발생하는 자속의 방향과 전기각으로 90°의 위상차가 생기는 위치에서 자속을 발생시킬 경우 두자속의 방향이 직교가 되고 회전자는 회전을 하게 될 것이다.The reason for locating the rotor is that if the magnetic flux is generated at the position where the phase difference of 90 ° occurs at the electric angle with the direction of the magnetic flux generated in the rotor, the direction of the two magnetic fluxes becomes orthogonal and the rotor will rotate.
제1a도는 교류 써보모터의 개략적인 구성도이다.FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an AC servomotor.
제1a도에 의하면, 레졸버가 부착된 교류 써보모터에서 회전자(100)의 위치를 상기 레졸버를 이용하여 알아내면 모터의 권선 a, b, c에 전류를 흐르게 하여 회전자(100)의 자속과 직각 방향의 자속이 발생하도록 하여 회전자(100)를 회전하게 만든다.Referring to FIG. 1A, when the position of the rotor 100 is determined by using the resolver in an AC servomotor equipped with a resolver, a current flows through the windings a, b, and c of the motor, The magnetic flux in the direction perpendicular to the magnetic flux is generated to rotate the rotor 100.
이때 각 권선 a, b, c에 흐르는 전류는 다음과 같다.At this time, the current flowing through each winding a, b, c is as follows.
위 식에서 θ에 관한 정보는 레졸버를 이용하여 알아내며 θ가 회전자(100)의 자속과 직교의 자속을 발생할 수 있도록 하는 전류명령에 정보를 제공한다.In the above equation, information about θ is found using a resolver and provides information to a current command that allows θ to generate a magnetic flux perpendicular to the magnetic flux of the rotor 100.
제1b도는 교류 써보모터 내부의 회전자가 회전하는 원리를 설명하기 위한 동작 설명도이다.FIG. 1B is an operation explanatory diagram for explaining the principle of the rotation of the rotor inside the AC servomotor.
제1b도에 의하면, 상기 회전자(100)의 위치에 따른 전류명령을 미리 전류테이블로 각각의 상에 대하여 만들어 놓게 된다.According to Figure 1b, the current command according to the position of the rotor 100 is made in advance for each phase as a current table.
위의 전류테이블은 회전자(100)의 위치에 따라서 회전자(100)의 자속과 직각 방향의 자속이 발생되도록 권선 a, b, c 에 흐르는 각 상의 전류(ia, ib, ic)를 미리 연산한 후에 , 레졸버에 의하여 감지한 회전자(100)의 위치값에 대응하는 각 상의 전류(ia, ib, ic)를 테이블화시킨 것이다.The current table above shows the currents i a , i b , i c flowing in the windings a, b, c so that magnetic flux in the direction perpendicular to the magnetic flux of the rotor 100 is generated according to the position of the rotor 100. After calculating in advance, the currents i a , i b , i c corresponding to the position values of the rotor 100 detected by the resolver are tabulated.
따라서, 회전자(100)의 뒤에 부착된 레졸버가 지시하는 위치의 전류명령을 전류테이블에 읽어내어 모터의 각 권선 a, b, c에 흐르도록 하면 회전자(100)의 자속과 각 권선에서 전류가 흘러 발생된 자속(102)의 합이 직교하게 되고 회전자(100)가 회전한다.Therefore, if the current command at the position indicated by the resolver attached behind the rotor 100 is read to the current table and flows to each of the windings a, b, and c of the motor, the magnetic flux and the respective windings of the rotor 100 The sum of the magnetic fluxes 102 generated by the flow of current is orthogonal and the rotor 100 rotates.
이때, 계속 같은 위치의 전류명령이 발생되면 회전자(100)는 전기각 90°만큼 회전한 다음 정지해 있게 된다.At this time, when the current command of the same position continues to occur, the rotor 100 rotates by 90 ° of electric angle and then stops.
제2a도는 교류 써보모터를 제어하기 위한 전류테이블을 그래프로 도시한 전류 파형도이다.FIG. 2A is a current waveform diagram graphically showing a current table for controlling an AC servomotor. FIG.
제2a도에 의하면, 회전자(100)를 다시 회전시키려면 레졸버가 지시하는 위치의 전류명령을 다시 각 권선에 전류가 흐르도록 하여야 한다.According to FIG. 2A, in order to rotate the rotor 100 again, a current command at a position indicated by the resolver needs to be caused to flow through each winding again.
즉, 제2a도의 수평축인 전기각에 해당하는 각 권선 a, b, c의 전류를 출력하면 된다.That is, the current of each of the windings a, b, and c corresponding to the electric angle of the horizontal axis of FIG. 2a may be output.
제2b도는 레졸버가 부착된 교류 써보모터의 레졸버 출력 파형도이다.FIG. 2B is a resolver output waveform diagram of an AC servomotor equipped with a resolver. FIG.
제2c도는 레졸버-디지탈 콘버터의 출력 관계도이다 .2C is an output relationship diagram of a resolver-digital converter.
제2b도의 출력 파형에서 발생하는 위상 오프셋(δ) 만큼 쉬프트된 경우에 전류데이타가 저장되어 있는 번지수도 제2c도처럼 상기 위상 오프셋(δ)만틈 쉬프트된 상태에서 전류데이타를 출력 하게 된다.When shifted by the phase offset δ generated in the output waveform of FIG. 2b, the current data is output in a state in which only the phase offset δ is shifted as shown in FIG. 2c.
즉, 모터 제조공정에서 회전자(100) 뒤에 레졸버를 부착할 때, 회전자(100)의 자속과 각 권선 a, b, c 에 흐르는 전류에 의하여 만들어진 합성자속(102)이 직교하는 위치를 지시하도록 회전자(100) 뒤에 레졸버를 부착하게 되는데, 이때 임의의 오차(이하 δ라고 함)만큼의 차이를 가지게 된다.That is, when attaching the resolver behind the rotor 100 in the motor manufacturing process, the position where the composite magnetic flux 102 made by the magnetic flux of the rotor 100 and the current flowing through the respective windings a, b, and c is orthogonal to each other. A resolver is attached to the back of the rotor 100 so as to indicate, at which time, the difference is equal to a certain error (hereinafter, referred to as δ).
이 차이는 제조공정에서 제거하는 것이 모터를 사용하는 사용자들에게 편리하지만, 제조기술상 정확하게 일치시키기가 어렵다.This difference is convenient for users of the motor to remove from the manufacturing process, but it is difficult to match exactly with manufacturing techniques.
따라서, 본 발명의 목적은 레졸버가 부착된 써보모터의 위상 오프셋을 보정하는 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for correcting the phase offset of a servomotor with a resolver.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 써보모터의 위상 오프셋 보정 방법은 레졸버가 부착된 교류 써보모터의 전류테이블을 이용하여 회전자를 회전시켜서 원하는 동작을 수행하도록 하는 제어장치에 있어서, 상기 레졸버로부터 회전자의 초기위치를 읽는 초기위치 인식과정; 상기 초기위치에 따른 전류명령을 상기 전류테이블로부터 읽어와서 상기 전류명령을 출력함으로써 전류를 공급하기 위한 전류명령 출력과정; 상기 레졸버로부터 상기 전류명령에 따라 움직인 상기 회전자의 회전위치를 읽는 회전위치 인식과정; 상기 초기위치 및 상기 회전위치를 연산하여 상기 회전자의 위상 오프셋을 검출하기 위한 위상 오프셋 검출과정; 및 상기 위상 오프셋에 따른 보정된 전류테이블을 구성하여 보정된 전류를 출력하기 위한 보정과정을 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of correcting a phase offset of a servo motor, the control device configured to rotate a rotor using a current table of an AC servo motor equipped with a resolver to perform a desired operation. Initial position recognition process of reading the initial position of the rotor; A current command output process for supplying current by reading the current command according to the initial position from the current table and outputting the current command; A rotation position recognition process of reading a rotation position of the rotor moved according to the current command from the resolver; A phase offset detection process for detecting the phase offset of the rotor by calculating the initial position and the rotation position; And a correction process for outputting the corrected current by configuring a corrected current table according to the phase offset.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 발명에 따른 장치의 개략적인 구성 블럭도이다.3 is a schematic structural block diagram of an apparatus according to the present invention.
제3도에 의하면, 본 발명에 따른 장치는 제어부(300)로부터의 전류데이타를 입력으로 하여 상기 전류데이타에 해당하는 전류를 출력하는 인버터(302), 상기 인버터(302)로부터의 전류를 입력으로 하여 회전을 수행하는 모터(304), 상기 모터(304)의 내부에 있는 회전자의 위치를 알려주는 레졸버(306), 상기 레졸버(306)로부터의 아날로그데이타를 디지탈데이타로 바꾸어 주기 위한 레졸버-디지탈 콘버터(308), 및 상기 레졸버-디지탈 콘버터(308)로부터의 상기 회전자의 위치데이타를 입력으로 하여 연산처리하고 그에 따른 전류데이타를 출력하기 위한 제어부로 이루어져 있다.According to FIG. 3, the apparatus according to the present invention receives the current data from the control unit 300 as an input and outputs a current corresponding to the current data, the inverter 302 and the current from the inverter 302 as inputs. To rotate the motor 304, the resolver 306 informing the position of the rotor in the motor 304, and the analog data from the resolver 306 to digital data. And a control unit for calculating and processing the position data of the rotor from the resolver-digital converter 308 and outputting current data according to the position data of the rotor.
제4도는 본 발명인 써보모터 위상 오프셋 보정 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of the servomotor phase offset correction method of the present invention.
제4도의 단계별 동작의 설명을 상기 제3도와 결부시켜 설명하기로 한다.A description of the step-by-step operation of FIG. 4 will be described with reference to FIG. 3.
상기 제어부(300)는 상기 레졸버(306)로부터 상기 모터(304)의 회전자의 초기위치(PA)를 읽어 저장한다.(제400단계)The controller 300 reads and stores the initial position P A of the rotor of the motor 304 from the resolver 306 (step 400).
상기 제어부(300)는 상기 모터(304)의 권선 a, b, c에 각각 흐르는 전류에 의한 합성자속(102)이 상기 회전자의 초기위치(PA)와 90°의 각도를 이루게 하는 전류데이타를 초기 설정되어 메모리에 저장된 전류테이블로부터 읽어와서 출력한다.(제402단계)The controller 300 is a current data for the composite magnetic flux 102 by the current flowing through the windings a, b, c of the motor 304 to form an angle of 90 ° with the initial position (P A ) of the rotor Is initially set and is read from the current table stored in the memory and output.
이때, 상기 회전자의 초기위치(PA)와의 각도는 임의로 조정이 가능하다.At this time, the angle with the initial position (P A ) of the rotor can be arbitrarily adjusted.
상기 인버터(302)는 제어부(300)에 의하여 내장된 메모리의 전류테이블에서 읽어낸 전류데이타를 교류 전류로 변환시켜 상기 모터(304)의 권선 a, b, c로 각각 출력한다.(제404단계)The inverter 302 converts the current data read from the current table of the memory built in by the controller 300 into an alternating current and outputs them to the windings a, b, and c of the motor 304, respectively. )
상기 전류에 의해서 상기 회전자는 90°만큼 회전을 하여 회전위치(PB)에 오게 되는데, 상기 제어부(300)는 상기 레졸버(306)로부터 상기 회전위치(PB)를 읽어 저장한다.(제406단계)By the current, the rotor rotates by 90 ° and comes to the rotation position P B. The controller 300 reads and stores the rotation position P B from the resolver 306. Step 406)
상기 제어부(300)는 상기 회전위치(PB)에서 상기 초기위치(PA)를 뺄셈하여 회전전기각(a)을 구한다.(제408단계)The controller 300 subtracts the initial position P A from the rotation position P B to obtain a rotating electric angle a (step 408).
상기 제어부(300)는 상기 회전전기각(a)에서 90°를 뺄셈하여 위상 오프셋(δ)을 구한다.(제410단계)The control unit 300 obtains a phase offset δ by subtracting 90 ° from the rotation electric angle a (step 410).
상기 제어부(300)는 상기 위상 오프셋(δ)이 0이상인가를 판단한다.(제412단계)The controller 300 determines whether the phase offset δ is greater than or equal to zero (step 412).
상기 제412단계의 결과가 0이상이면 상기 제어부(300)는 상기 레졸버(306)로부터 상기 회전자(100)의 현재위치(PA')를 읽어 저장한다. (제414단계)If the result of step 412 is zero or more, the controller 300 reads and stores the current position P A ′ of the rotor 100 from the resolver 306. (Step 414)
상기 제어부(300)는 상기 현재위치(PA')에서 상기 위상 오프셋(δ)의 절대값만큼을 뺄셈하여 보정위치를 구한다. (제416단계)The controller 300 obtains a correction position by subtracting an absolute value of the phase offset δ from the current position P A ′. (Step 416)
상기 제어부(300)는 상기 보정위치에 따른 전류데이타를 상기 전류테이블로부터 찾아서 상기 인버터(302)로 출력한다. (제418단계)The controller 300 finds current data according to the correction position from the current table and outputs the current data to the inverter 302. (Step 418)
상기 인버터(302)는 상기 제418단계의 제어부(300)에서 출력되는 보정위치에 따른 전류 데이타를 교류 전류로 변환시켜 3상 모터(304)의 각 권선으로 각각 공급한다. (제420단계)The inverter 302 converts the current data according to the correction position output from the control unit 300 in step 418 into an alternating current and supplies them to each winding of the three-phase motor 304. (Step 420)
상기 제412단계의 결과가 0 미만이면 상기 제어부(300)는 상기 레졸버(306)로부터 상기 회전자(100)의 현재위치(PA')를 읽어 저장한다. (제422단계)If the result of step 412 is less than zero, the controller 300 reads and stores the current position P A ′ of the rotor 100 from the resolver 306. (Step 422)
상기 제어부(300)는 상기 현재위치(PA')에서 상기 위상 오프셋(δ)의 절대값만큼을 덧셈하여 보정위치를 구한후, 상기 제418단계로 돌아간다. (제424단계)The controller 300 adds an absolute value of the phase offset δ from the current position P A ′ to obtain a correction position, and returns to step 418. (Step 424)
상술한 바와 같이 본 발명인 써보모터 위상 오프셋 보정 방법은 레졸버로부터의 회전자의 위치데이타를 이용하여 위상 오프셋을 계산하고 위상 오프셋만큼 보정된 전류를 써보모터에 제공함으로써 써보모터에 레졸버를 부착하는 제작공정상 발생하는 위상 오프셋을 보정하여 보다 정확한 써보모터의 제어 및 써보모터의 효율을 향상시키는데 효과적이다.As described above, the servomotor phase offset correction method of the present invention calculates a phase offset using the position data of the rotor from the resolver and attaches the resolver to the servomotor by providing the servomotor with current corrected by the phase offset. It is effective to control the servo motor more precisely and improve the efficiency of the servo motor by correcting the phase offset generated in the manufacturing process.
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