KR100799417B1 - 전동기 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 상위 지령 장치를 필요로 하지 않고 제어 게인의 조정을 행하는 것으로, 본 발명에 있어서, 지령 패턴 생성부(14)는, 파라미터 입력 장치(11)에 의해 입력된, 이동 거리(Pd), 최고 속도(Vx), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td), 대기 시간(T), 정회전 반복 회수(n), 역회전 반복 회수(m), 정역회전 반복 회수(y) 등의 각종 파라미터에 따라서, 전동기를 동작시키기 위한 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴을 설정된 회수만큼 반복하여 연속 운전 패턴을 설정하고, 이 연속 운전 패턴에 패턴에 따라서 전동기를 연속적으로 동작시키기 위한 위치 지령을 생성하여 출력한다. 따라서, 상위 지령 장치(12)를 필요로 하지 않고 전동기를 동작시키기 위한 구동 지령을 연속하여 생성할 수 있어, 제어 게인 등의 조정이 가능해진다.

Description

전동기 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}

본 발명은, 전동기의 구동 제어를 행하기 위한 전동기 제어 장치에 관한 것이다.

전동기 제어 장치의 응답성을 높여 위치 결정 시간을 단축하기 위해서는, 전동기 제어 장치의 속도 루프 게인(Kv)이나 속도 루프 적분 시정수(Ti)나 위치 루프 게인(Kp) 등의 제어 게인이나, 토크 지령 필터의 설정값의 조정을 행할 필요가 있다. 그러나, 이들 설정값을 최적의 값으로 조정하기 위해서는, 모터와 기계를 조합한 상태에서, 모터의 운전 중에 조정을 행할 필요가 있다. 이 때문에, 종래의 전동기 제어 장치에서는, 상위 지령 장치로부터 전동기 제어 장치에 아날로그 지령, 또는 펄스열 지령을 구동 지령으로서 입력하고, 이 입력된 지령값에 따라서 모터가 운전되는 동안에 전동기 제어 장치의 토크 지령값이나 위치 편차의 모니터 신호를 외부 측정기 등으로 관측하면서 제어 게인 등의 조정을 행했다.

이 때문에, 이러한 종래의 전동기 제어 장치에서는, 제어 게인을 조정하기 위해 항상 상위 지령 장치가 필요해 진다. 그러나, 제어 게인의 설정을 행하는 것은 실제 통상 운전 전의 시운전 중의 경우가 많고, 기계에 전동기 제어 장치를 조합하고 나서 한동안 상위 지령 장치가 기계에 부착되지 않은 경우, 모든 전기품이 정상으로 동작 확인할 수 있을 때까지 전동기 제어 장치의 제어 게인의 조정을 행할 수 없어 시운전 시의 작업 효율이 나쁘다.

또한, 많은 전동기 제어 장치에는, 일본국 특허 제2950149호 공보나 일본국 특개평 5-324304호 공보 등에 나타나는 바와같이, 구동 지령을 수동으로 설정할 수 있는 조그(jog) 운전 기능을 구비하고 있어 상위 지령 장치 등이 없어도 모터 운전의 확인이 가능한 것도 있다. 그러나, 이 조그 운전 기능을 사용하기 위해서 오퍼레이터 장치 등의 입력 장치를 항상 조작할 필요가 있고, 모터의 회전 방향, 이동 범위의 확인은 가능하지만, 전동기 제어 장치에는 입력 장치에 물리적 제약이 있으므로, 게인 조정을 위한 입력 조작과 조그 운전의 조작을 동시에 행할 수 없는 경우가 많다.

상술한 종래의 전동기 제어 장치에서는, 구동 지령을 생성하기 위한 상위 지령 장치가 없으면 제어 게인 등의 조정을 행할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 상위 지령 장치를 필요로 하지 않고 제어 게인 등의 조정이 가능한 전동기 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 전동기 제어 장치는, 토크 지령을 출력함으로써 전동기의 구동 제어를 행하기 위한 전동기 제어 장치로서, 입력된 파라미터에 따라서, 전동기를 동작시키기 위한 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴을 설정된 회수만큼 반복하여 연속 운전 패턴을 설정하고, 이 연속 운전 패턴에 따라서 전동기를 연속적으로 동작시키기 위한 위치 지령을 생성하는 지령 패턴 생성 수단과,

상기 지령 패턴 생성 수단에 의해 생성된 위치 지령에 따라서 속도 지령을 생성하는 위치 제어 수단과,

상기 위치 제어 수단으로부터의 속도 지령에 따라서 전동기를 구동하기 위한 토크 지령을 생성하는 속도 제어 수단을 구비하고 있다.

또한, 상기 지령 패턴 생성 수단은, 입력된 파라미터 중의 이동 거리(Pd), 최고 속도(Vx), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td)에 따라서 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴을 대기 시간(T) 마다 반복 회수만큼 반복함으로써 연속 운전 패턴을 설정한다.

본 발명에 의하면, 파라미터를 입력함으로써 운전의 기본 동작 패턴을 설정하고, 이 기본 동작 패턴의 반복에 의한 연속 운전을 파라미터에 의해 선택함으로써, 상위 지령 장치를 필요로 하지 않고서 전동기 제어 장치 내부에서 구동 지령을 연속적으로 생성할 수 있다. 이 때문에, 구동 지령을 생성하기 위한 상위 지령 장치를 필요로 하지 않고 제어 게인, 토크 지령 필터의 조정이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치의 구성을 도시하는 블록도,

도 2는 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치에 의한 정회전 방향 기본 동작 패턴 P1을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치에 의한 역회전 방향 기본 동작 패턴 P2을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치에 의한 정회전 방향 연속 동작 P1n을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치에 의한 역회전 방향 연속 동작 P2m을 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치에 의한 정역회전 방향 연속 동작 패턴 P12y를 도시하는 도면이다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태에 관해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태의 전동기 제어 장치(10)의 구성을 도시하는 블록도이다.

상위 지령 장치(12)는, 펄스열 지령을 구동 지령으로서 전동기 제어 장치(10)에 출력하고 있다. 본 실시 형태의 전동기 제어 장치(10)에는, 도 1에 도시되는 바와같이, 상위 지령 장치(12)로부터의 구동 지령이 입력되어 있고, 전동기 제어 장치(10)는 통상 운전중에 있어서는, 입력된 구동 지령에 따라서 전동기를 구동 제어하기 위한 토크 지령을 생성하여 출력하고 있다.

파라미터 입력 장치(11)는, 이동 거리(Pd), 최고 속도(Vx), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td), 대기 시간(T), 정회전 반복 회수(n), 역회전 반복 회수(m), 정역회전 반복 회수(y) 등의 각종 파라미터를 입력한다.

본 실시 형태의 전동기 제어 장치(10)는 도 1에 도시되는 바와같이, 펄스 지 령 처리부(13)와, 지령 패턴 생성부(14)와, 지령 전환 스위치(15)와, 위치 제어부(16)와, 속도 제어부(17)로 구성되어 있다.

펄스 지령 처리부(13)는, 상위 지령 장치(12)로부터의 펄스열 지령을 위치 지령으로 변환하고 있다. 지령 패턴 생성부(14)는, 파라미터 입력 장치(11)에 의해 입력된 각종 파라미터에 따라서, 전동기를 동작시키기 위한 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴이 설정된 회수만큼 반복하여 연속 운전 패턴을 설정하고, 이 연속 운전 패턴에 따라서 전동기를 연속적으로 동작시키기 위한 위치 지령을 생성하여 출력한다. 지령 전환 스위치(15)는, 통상 운전의 경우에는 펄스 지령 처리부(13)로부터의 위치 지령을 선택하여 위치 제어부(16)에 출력하고, 시운전 중에 있어 제어 게인 등의 조정을 행할 경우에는 지령 패턴 생성부(14)에 의해 생성된 위치 지령을 선택하여 위치 제어부(16)에 출력한다. 위치 제어부(16)는, 전환 스위치(15)를 통해 입력된 위치 지령에 따라서 속도 지령을 생성한다. 속도 제어부(17)는, 위치 제어부(16)로부터의 속도 지령에 따라서 전동기를 구동하기 위한 토크 지령을 생성하고 있다.

지령 패턴 생성부(14)가, 파라미터 입력 장치(11)에 의해 입력된, 이동 거리(Pd), 최고 속도(Vx), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td), 대기 시간(T) 등의 각종 파라미터에 따라서, 전동기를 위치 제어에 의해 연속하여 구동가능한 지령 패턴을 생성하는 구체적인 예를 이하에 설명한다.

구체적으로는, 지령 패턴 생성부(14)는, 도 2에 도시하는, 이동 거리(Pd), 대기 시간(Tw), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td)에 의한 동작 패턴을 정회전 방향 기 본 동작 패턴 P1이나 도 3에 도시하는, 이동 거리(Pd), 대기 시간(Tw), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td)에 의한 동작 패턴을 역회전 방향 기본 동작 패턴 P2로서 생성한다. 그리고, 지령 패턴 생성부(14)는, 도 4에 도시하는, 기본 동작 패턴 P1을 반복 회수 n회 운전하는 연속 운전 패턴 P1n, 도 5에 도시하는, 동작 패턴 P2를 반복하여 회수 m회 운전하는 연속 운전 패턴 P2m, 도 6에 도시하는, 동작 패턴 P1 후, 동작 패턴 P2 운전을 행하고, 이를 반복하여 회수 y회 운전하는 연속 운전 패턴 P2y 등을 연속 운전 패턴으로서 설정한다.

그리고, 지령 패턴 생성부(14)는, 이 연속 운전 패턴 P1n, P2m, P2y에 의거한 위치 지령을 생성하고, 지령 전환 스위치(15)를 통해 위치 제어부(16)에 입력한다.

상기에서 설명한 기본 동작 패턴 P1 및 기본 동작 패턴 P2는, 이동 거리(Pd)와 최고 속도(Vx)로 지정되는 지령 펄스 주파수로 환산하여 이를 지령값으로 하고, 가감속 시간(Ta, Td)의 시간마다의 샘플링에 지령값을 증가, 감소시킴으로써 사다리꼴형파 또는 삼각파의 기본 동작 패턴 P1 및 P2을 작성하고, 이 기본 동작 패턴 P1, P2이 설정된 연속 회수 n 또는 m, y회 실시함으로써 전동기 제어 장치의 외부로부터 위치 지령이 입력되는 부분 대신에 용이하게 연속적인 구동 지령을 생성할 수 있다.

이상 기술한 바와같이, 본 실시 형태의 전동기 제어 장치에 의하면, 파라미터를 입력함으로써 운전의 기본 동작 패턴을 설정하고, 이 기본 동작 패턴의 반복에 의한 연속 운전을 파라미터에 의해 선택함으로써, 상위 지령 장치(12)를 필요로 하지 않고서 전동기 제어 장치(10) 내부에서 구동 지령을 연속적으로 생성할 수 있다. 이 때문에, 구동 지령을 생성하기 위한 상위 지령 장치(12)를 필요로 하지 않고 제어 게인, 토크 지령 필터의 조정이 가능해진다.

상기에서 설명한 본 실시 형태의 전동기 제어 장치에서는, 지령 패턴 생성부(14)는 도 4로부터 도 6에 도시하는 패턴을 연속 운전 동작 패턴으로서 설정하는 것으로서 설명했는데, 본 발명은 이러한 경우에 한정되지 않고, 도 2, 도 3에 도시한 기본 동작 패턴을 조합함으로써 다양한 연속 동작 패턴을 생성하도록 해도 된다.

본 발명을 상세히 또는 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했는데, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 분명하다.

본 출원은 2002년 6월 19일 출원의 일본특허출원(특원 2002-178403)에 의거하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 파라미터를 입력하여 동작 패턴을 선택하는 것만으로 전동기 제어 장치 내부에서 구동 지령을 연속적으로 생성할 수 있으므로, 상위 지령 장치를 필요로 하지 않고 제어 게인, 토크 지령 필터의 설정값의 조정이 가능해진다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 토크 지령을 출력함으로써 전동기의 구동 제어를 행하기 위한 전동기 제어 장치에 있어서,

   입력된 파라미터에 따라서, 전동기를 동작시키기 위한 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴을 설정된 회수만큼 반복하여 연속 운전 패턴을 설정하고, 이 연속 운전 패턴에 따라서 전동기를 연속적으로 동작시키기 위한 위치 지령을 생성하는 지령 패턴 생성 수단과,

   상기 지령 패턴 생성 수단에 의해 생성된 위치 지령에 따라서 속도 지령을 생성하는 위치 제어 수단과,

   상기 위치 제어 수단으로부터의 속도 지령에 따라서 전동기를 구동하기 위한 토크 지령을 생성하는 속도 제어 수단을 구비한 전동기 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지령 패턴 생성 수단은,

   입력된 파라미터 중의 이동 거리(Pd), 최고 속도(Vx), 가속 시간(Ta), 감속 시간(Td)에 따라서 전동기를 동작시키기 위한 상기 기본 동작 패턴을 생성하고, 이 기본 동작 패턴을 대기 시간(T)마다 반복 회수만큼 반복함으로써 연속 운전 패턴을 설정하는 전동기 제어 장치.

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