TW201806306A

TW201806306A - 伺服放大器之電壓補償裝置及伺服放大器之電壓補償方法

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Publication number: TW201806306A
Application number: TW106104242A
Authority: TW
Inventors: 桃澤義秋; 上甲均
Original assignee: 日本電產三協股份有限公司
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2018-02-16
Also published as: KR20170101130A; CN107134959A; JP2017153307A

Abstract

電壓補償裝置具備：電壓檢測部，其檢測電源電壓；電壓補償部，其當電壓檢測部檢測出之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正電源電壓之變動部分之修正量；及變動補償部，其基於修正量，進行控制伺服馬達之驅動之控制值之增益調整。電壓補償部係於電源電壓之變動為電壓補償範圍外32b、32c之情形時，輸出該電壓補償範圍外32b、32c之修正量，藉此對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償。

Description

伺服放大器之電壓補償裝置及伺服放大器之電壓補償方法

本發明係關於控制伺服馬達之驅動之伺服放大器之電壓補償，尤其關於一種適於對供給至伺服放大器之電源電壓之變動進行補償的伺服放大器之電壓補償裝置及伺服放大器之電壓補償方法。

伺服放大器係將旋轉檢測器(編碼器)檢測出之伺服馬達之馬達軸之旋轉角度及旋轉速度之檢測結果與控制指令值進行比較，且以使檢測結果接近控制值之方式，控制伺服馬達之驅動。然而，施加於伺服放大器之電源電壓因國而異。又，供給至伺服放大器之電源電壓因各種原因而變動。如此，若電源電壓因國而異，或因各種原因而變動，則伺服馬達之電流控制之應答速度變化，故而無法適當地進行旋轉角度及旋轉速度之控制。因此，為了按規格驅動伺服馬達，必須根據電源電壓之變動而修正供給至伺服放大器之電源電壓。作為此種修正施加於伺服放大器之電源電壓者，於專利文獻1中提案有一種將電源電壓修正部連接於對伺服馬達施加電動機施加電壓之PWM(Pulse Width Modulation：脈衝寬度調變)放大器增益部，且藉由來自電源電壓修正部之修正量而調整PWM放大器增益部之增益的伺服放大器之電壓修正方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2004-350433號公報

[發明所欲解決之問題] 於上述之伺服放大器之電壓修正方法中，因藉由電源電壓修正部而修正電源電壓變動時朝伺服馬達側施加之電壓，故可獲得電源電壓變動時伺服馬達之穩定之動態特性。另，電源電壓修正部係基於用以修正電源電壓之電源電壓修正表，而對PWM放大器增益部賦予電壓補償範圍內之相對於電源電壓之變動的修正量。該情形，若可正確檢測電源電壓之變動，則可將適當之修正量賦予至PWM放大器增益部。然而，於因某種原因而無法正確檢測電源電壓之變動，尤其檢測之結果被誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，會導致以與適當之修正量較大不同之修正量修正電源電壓，而無法將適當之修正量賦予至PWM放大器增益部。如此，於因某種原因而無法正確檢測電源電壓之變動之情形，若電源電壓修正部變得無法將適當之修正量賦予至PWM放大器增益部，則有伺服馬達之動態特性之控制變得不穩定之問題。本發明係鑑於此種狀況而完成者，其目的在於提供一種即便於無法正確檢測電源電壓之變動之情形，尤其於檢測之結果被誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦可確實地抑制伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為的伺服放大器之電壓補償裝置及伺服放大器之電壓補償方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之伺服放大器之電壓補償裝置之特徵在於，其係對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償者，且具備：電壓檢測部，其檢測上述電源電壓；電壓補償部，其當上述電壓檢測部檢測出之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正上述電源電壓之變動部分之修正量；及變動補償部，其基於上述修正量，進行控制上述伺服馬達之驅動之控制值之增益調整；且上述電壓補償部係於檢測出之上述電源電壓為電壓補償範圍內之情形時，輸出與該電壓補償範圍內之上述電源電壓對應之修正量，於檢測出之上述電源電壓為電壓補償範圍外之情形時，輸出與該電壓補償範圍外之上述電源電壓對應之修正量。於該構成中，若電壓檢測部檢測之電源電壓相對於基準電壓變動，則電壓補償部輸出與電源電壓對應之修正量。又，電壓補償部係於檢測出之電源電壓為電壓補償範圍內之情形時，輸出與電壓補償範圍內之電源電壓對應之修正量，於檢測出之電源電壓為電壓補償範圍外之情形時，輸出與電壓補償範圍外之電源電壓對應之修正量。藉此，電壓補償部因於將電源電壓誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦設定有電壓補償外之電壓之修正量，故可藉由輸出電壓補償範圍外之修正量，對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償部具有求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之修正量之修正曲線，且根據上述修正曲線而求出上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。於該構成中，於電壓檢測部將電源電壓之變動誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，電壓補償部亦可輸出根據修正曲線求出之電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其斜率和緩。於該構成中，因修正曲線之電壓補償範圍外之斜率和緩，故可將伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為抑制得較為和緩。又，本發明之特徵在於，上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其修正量為定值。於該構成中，因修正曲線之電壓補償範圍外之修正量為定值，故可以固定之修正量抑制伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償部係藉由計算而求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之、上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。於該構成中，因電壓補償部藉由計算而求出電源電壓相對於基準電壓之變動部分之修正量，故即便不使用修正曲線亦可輸出電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償範圍外之修正量為定值。於該構成中，即便不使用修正曲線亦可於電壓補償範圍外時輸出固定之修正量。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償範圍係藉由表示修正下限及修正上限之電壓而設定。於該構成中，於相對於基準電壓之電源電壓之變動超過電壓補償範圍之修正下限或修正上限之情形，可確實地輸出超過修正下限或修正上限之電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述控制值具有第1電流指令與第2電流指令，上述變動補償部具有：第1電壓變動補償部，其對上述第1電流指令進行增益調整；及第2電壓變動補償部，其對上述第2電流指令進行增益調整；且上述變動補償部配置於上述伺服放大器之前段。於該構成中，於伺服放大器之前段，藉由第1電壓變動補償部與第2電壓變動補償部，進行對於第1電流指令與第2電流指令之增益調整，因而與對於伺服馬達之3相量之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。又，本發明之特徵在於，上述控制值具有自上述伺服放大器內之反派克轉換部輸出之、用以將3相之馬達電流以2個矢量直流成分獨立控制的第1相之電壓、及第2相之電壓，且上述變動補償部具有對上述第1相之電壓進行增益調整之第1電壓變動補償部、及對上述第2相之電壓進行增益調整之第2電壓變動補償部，且上述變動補償部配置於上述反派克轉換部之後段。於該構成中，於反派克轉換部之後段，藉由第1電壓變動補償部與第2電壓變動補償部，進行對於第1相之電壓與第2相之電壓之增益調整，因而與對於伺服馬達之3相量之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。本發明之伺服放大器之電壓補償方法之特徵在於，其係對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償者，且具有以下步驟：藉由電壓檢測部檢測上述電源電壓；藉由電壓補償部，其當上述電壓檢測部檢測出之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正上述電源電壓之變動部分之修正量；及藉由變動補償部，基於上述修正量，進行控制上述伺服馬達之驅動之控制值之增益調整；且上述電壓補償部係於檢測出之上述電源電壓為電壓補償範圍內之情形時，輸出與該電壓補償範圍內之上述電源電壓對應之修正量，於檢測出之上述電源電壓為電壓補償範圍外之情形，輸出與該電壓補償範圍外之上述電源電壓對應之修正量。藉此，因於電源電壓被誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦設定有電壓補償外之電壓之修正量，故可藉由輸出電壓補償範圍外之修正量，對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償部具有求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之修正量之修正曲線，且根據上述修正曲線而求出上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。於該構成中，於電壓檢測部將電源電壓之變動誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，電壓補償部亦可輸出根據修正曲線求出之電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其斜率和緩。於該構成中，因修正曲線之電壓補償範圍外之斜率和緩，故可將伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為抑制得較為和緩。又，本發明之特徵在於，上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其修正量為定值。於該構成中，因修正曲線之電壓補償範圍外之修正量為定值，故可以固定之修正量抑制伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償部係藉由計算而求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之、上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。於該構成中，因電壓補償部藉由計算而求出相對於基準電壓之電源電壓之變動部分之修正量，故即便不使用修正曲線亦可輸出電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償範圍外之修正量為定值。於該構成中，即便不使用修正曲線亦可於電壓補償範圍外時輸出固定之修正量。又，本發明之特徵在於，上述電壓補償範圍係藉由表示修正下限及修正上限之電壓而設定。於該構成中，於相對於基準電壓之電源電壓之變動超過電壓補償範圍之修正下限或修正上限之情形，可確實地輸出超過修正下限或修正上限之電源電壓之變動部分之修正量。又，本發明之特徵在於，上述控制值具有第1電流指令與第2電流指令，上述變動補償部於上述伺服放大器之前段，具有以下步驟：藉由第1電壓變動補償部，對上述第1電流指令進行增益調整；及藉由第2電壓變動補償部，對上述第2電流指令進行增益調整。於該構成中，於伺服放大器之前段，藉由第1電壓變動補償部與第2電壓變動補償部，進行對於第1電流指令與第2電流指令之增益調整，因而與對於伺服馬達之3相量之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。又，本發明之特徵在於，上述控制值具有自上述伺服放大器內之反派克轉換部輸出之、用以將3相之馬達電流以2個矢量直流成分獨立控制的第1相之電壓、及第2相之電壓，且上述變動補償部於上述反派克轉換部之後段，具有以下步驟：藉由第1電壓變動補償部，對上述第1相之電壓進行增益調整；及藉由第2電壓變動補償部，對上述第2相之電壓進行增益調整。於該構成中，於反派克轉換部之後段，藉由第1電壓變動補償部與第2電壓變動補償部，進行對於第1相之電壓與第2相之電壓之增益調整，因而與對於伺服馬達之3相量之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。 [發明之效果] 根據本發明之伺服放大器之電壓補償裝置及伺服放大器之電壓補償方法，即便於因某種原因而無法正確檢測電源電壓之變動，尤其檢測之結果被誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦可藉由輸出電壓補償範圍外之修正量，對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償，且可確實地抑制伺服馬達之動態特性之控制之不穩定行為。

以下，參照圖1～圖5說明本發明之伺服放大器之電壓補償裝置之一實施形態。首先，利用圖1對伺服放大器之電壓補償裝置(以下稱為電壓補償裝置)之原理進行說明。即，電壓補償裝置10例如配置於電流控制部50與伺服放大器60之間。另，於伺服放大器60之輸出側，配置有搭載了編碼器80之伺服馬達70。又，對伺服放大器60，自未圖示之電源電路供給電源電壓。且，若用以驅動伺服馬達70之控制值即電流指令被發出，則電流控制部50將用以消除來自伺服放大器60側之轉換電流之偏差(相對於電流指令之偏差)的電壓指令輸出至電壓補償裝置10。此處，電壓補償裝置10具備電壓檢測部20、電壓補償部30及變動補償部40。且，電壓檢測部20檢測來自未圖示之電源電路之電源電壓並輸出至電壓補償部30。又，電壓補償部30藉由後述之修正曲線32或計算，求出相對於基準電壓變動之電源電壓之修正量且輸出至變動補償部40。另，電壓補償部30之細節予以後述，若電壓檢測部20檢測之電源電壓相對於基準電壓大幅度偏移，並變動至後述之修正曲線32之電壓補償範圍外，則輸出自基準電壓偏移後之各電壓之修正量或固定之修正量。又，若變動補償部40基於修正量而進行來自電流控制部50之電壓指令之增益調整，並輸出至伺服放大器60，則伺服放大器60基於由變動補償部40進行增益調整後之電壓指令，進行伺服馬達70之電流控制。另，編碼器80係檢測伺服馬達70之馬達軸之旋轉角度並反饋至伺服放大器60。如此，電壓補償裝置10係於電壓檢測部20將電源電壓之變動誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形、或電壓檢測部20檢測之電源電壓變動至電壓補償範圍外之情形，亦輸出自基準電壓偏移之各電壓之修正量或固定之修正量，因而可抑制伺服馬達70之動態特性之控制變得不穩定。其次，參照圖2對電壓補償裝置10等之具體構成之一例進行說明。另，於以下之圖中，對於與圖1共通之部分附註相同符號，且適當進行重複說明。首先，電壓補償裝置10如上所述，例如配置於電流控制部50與伺服放大器60之間。又，如上所述，於伺服放大器60之輸出側，配置有伺服馬達70與編碼器80。又，電壓補償裝置10如上所述具備電壓檢測部20、電壓補償部30及變動補償部40。電壓檢測部20檢測來自未圖示之電源電路之電源電壓的電壓並輸出至電壓補償部30。電壓補償部30藉由後述之修正曲線32或計算，求出相對於基準電壓變動之電源電壓之修正量且輸出至變動補償部40。另，電壓補償部30之細節予以後述，若電壓檢測部20檢測之電源電壓相對於基準電壓大幅度偏移，並變動至後述之修正曲線32之電壓補償範圍外，則輸出自基準電壓偏移後之各電壓之修正量或固定之修正量。變動補償部40具有電壓變動補償部41、42。電壓變動補償部41對來自後述之PI)控制部51之D軸電壓指令進行增益調整，且輸出至伺服放大器60。電壓變動補償部42進行來自後述之PI控制部52之Q軸電壓指令之增益調整，且輸出至伺服放大器60。另，變動補償部40亦可配置於後述之伺服放大器60之反派克轉換部61與空間矢量調變部62之間。電流控制部50具有PI(Proportional Integral：比例積分微分)控制部51、52。PI控制部51係將用以驅動伺服馬達70之控制值即D軸電流指令作為基準，且將用以消除來自伺服放大器60側之D軸電流之偏差的D軸電壓指令輸出至電壓變動補償部41。PI控制部52係將用以驅動伺服馬達70之控制值即Q軸電流指令作為基準，且將用以消除來自伺服放大器60側之Q軸電流之偏差的Q軸電壓指令輸出至電壓變動補償部42。此處，所謂D軸係使用座標轉換之馬達之矢量控制中的場電流成分。又，所謂Q軸係使用座標轉換之馬達之矢量控制中的扭矩電流成分。伺服放大器60具有反派克轉換部61、空間矢量調變部62、PWM(Pulse Width Modulation：脈寬調變)63、電流檢測部64、及軸轉換部65。反派克轉換部61係基於來自編碼器80之電角度(旋轉角)，而將來自電壓變動補償部41及電壓變動補償部42之D軸電壓指令及Q軸電壓指令自固定座標轉換成旋轉座標，且將2相之電壓α、β輸出至空間矢量調變部62。空間矢量調變部62係將2相之電壓α、β逆轉換成3相(U相、V相、W相)之電壓，輸出至PWM63。PWM63係將與來自空間矢量調變部62之U相電壓指令、V相電壓指令及W相電壓指令相應之脈衝輸出至伺服馬達70。電流檢測部64係檢測伺服馬達70之U相電流、V相電流及W相電流且輸出至軸轉換部65。軸轉換部65係將來自電流檢測部64之U相電流、V相電流及W相電流轉換成D軸電流及Q軸電流且反饋至電流控制部50。另，將D軸電流反饋至PI控制部51，將Q軸電流反饋至PI控制部52。伺服馬達70係由來自伺服放大器60之驅動電壓予以控制。編碼器80係檢測伺服馬達70之馬達軸之電角度(旋轉角)且反饋至反派克轉換部61及軸轉換部65。其次，參照圖3，對電壓補償部30所保持之電壓修正表之一例進行說明。另，圖3(a)顯示無限制之情形之電壓修正表，圖3(b)顯示有限制之情形之電壓修正表。又，電壓補償部30係藉由圖3(a)之電壓修正表或圖3(b)之電壓修正表之任一者，求出電源電壓相對於基準電壓所變動之修正量，但使用何者之電壓修正表可預先設定。又，電壓補償部30係基於電壓檢測部20檢測之電源電壓(DC)而求出修正量，但為了便於說明，以電壓(AC)之情形進行說明。首先，圖3(a)、(b)所示之電壓修正表31a、31b具有將基準電壓設為220 V(AC)，將修正下限設為180 V(AC)，將修正上限設為270 V(AC)之情形之電壓(AC)及修正量。又，圖3(a)、(b)所示之電壓修正表31a、31b具有與各電壓(AC)對應之電壓(DC)。另，電壓(DC)係將電壓(AC)全波整流時之值。又，電壓補償部30係基於電壓檢測部20檢測之電源電壓(DC)而求出修正量。即，基準電壓之220 V(AC)為311.127 V(DC)，修正下限之180 V(AC)為254.5584 V(DC)，修正上限之270 V(AC)為381.8377 V(DC)。又，電壓修正表31a、31b具有160 V(AC)～290 V(AC)之值。又，160 V(AC)～290 V(AC)係226.2742 V(DC)～410.1219 V(DC)。且，180 V(AC)～270 V(AC)設為電壓補償範圍內32a，小於180 V(AC)設為電壓補償範圍外32b，超過270 V(AC)之電壓設為電壓補償範圍外32c。此處，電壓補償範圍內32a及電壓補償範圍外32b、32c係配合伺服馬達70之規格之情形之一例，並非限定於圖3(a)、(b)所示之值者。又，電壓修正表31a、31b所具有之修正量表示用以修正相對於基準電壓之變動的值。即，可藉由修正量=基準電壓/電源電壓之計算而求得。具體而言，於例如相對於基準電壓即220 V(AC)，電源電壓變動成例如210 V(AC)之情形，220/210=1.047619為修正量。又，於相對於220 V(AC)，電源電壓變動成例如230 V(AC)之情形，220/230=0.956522為修正量。另，因電壓修正表31a無限制，故於電壓補償範圍外32b、32c，220/變動電壓(AC)=修正量。即，於相對於基準電壓即220 V(AC)，電源電壓變動成例如170 V(AC)之情形，220/170=1.294118為修正量。又，於相對於基準電壓即220 V(AC)，電源電壓變動成例如280 V(AC)之情形，220/280=0.785714為修正量。即，於電壓補償範圍外32b、32c，使用自基準電壓偏移之各電壓(AC)之修正量。另，電壓補償範圍外32b、32c之修正量未必設為圖3(a)所示之值。即，亦可於小於180 V(AC)之電壓補償範圍外32b，將自基準電壓偏移之各電壓(AC)之修正量設得比圖3(a)所示之值小，又可於超過270 V(AC)之電壓補償範圍外32c，將自基準電壓偏移之各電壓(AC)之修正量設得比圖3(a)所示之值大。該情形，於電壓補償範圍外32b、32c，可實現進而和緩之電壓變動補償。另一方面，因電壓修正表31b有限制，故於電壓補償範圍外32b、32c，220/變動電壓(AC)=修正量(固定)。即，於相對於基準電壓即220 V(AC)，電源電壓變動成例如小於180 V(AC)之電壓之情形，成為限制為220/170=1.222222之固定之修正量。又，於相對於基準電壓即220 V(AC)，電源電壓例如超過270 V(AC)而變動之情形，成為限制為220/280=0.814815之固定之修正量。即，於電壓補償範圍外32b、32c，始終使用固定之修正量。另，於電壓修正表31b中，雖將限制設為180 V(AC)、270 V(AC)，但未必限定於該電壓(AC)。即，亦可以將限制設為170 V(AC)、280 V(AC)之方式，採用自電壓補償範圍內32a略微偏移之值。其次，參照圖4，對電壓補償部30所保持之修正曲線之一例進行說明。另，圖4(a)係基於圖3(a)之無限制之電壓修正表31a之修正曲線，圖4(b)係基於圖3(b)之有限制之電壓修正表31b之修正曲線。首先，圖4(a)、(b)之修正曲線32係以橫軸作為將電壓(AC)全波整流之電壓(DC)，以縱軸作為修正量而表示。又，修正下限(254 V(DC))與修正上限(382 V(DC))之間為電壓補償範圍內32a，以虛線包圍之部分為電壓補償範圍外32b、32c。又，基準電壓即311 V(DC)係將220 V(AC)全波整流時之值，為便於說明，捨去小數點以下而顯示。又，修正曲線32之修正下限即254 V(DC)係將180 V(AC)全波整流時之值，為便於說明，捨去小數點以下而顯示。又，修正曲線32之修正上限即382 V(DC)係將270 V(AC)全波整流時之值，為便於說明，將小數點以下四捨五入而顯示。如由圖4(a)之無限制之修正曲線32可知，若於電壓補償範圍內32a中電源電壓變動成小於基準電壓者，則修正量變大。又，若於電壓補償範圍內32a中電源電壓變動成大於基準電壓者，則修正量變小。又，可知於電壓補償範圍外32b中，修正量緩慢變高。又，可知於電壓補償範圍外32c中，修正量緩慢變小。又，如由圖4(b)之有限制之修正曲線32可知，若於電壓補償範圍內32a中與圖4(a)同樣，電源電壓變動成小於基準電壓者，則修正量變大。又，若於電壓補償範圍內32a中與圖4(a)同樣，電源電壓變動成大於基準電壓者，則修正量變小。另一方面，可知於電壓補償範圍外32b、32c中，因修正量受限制而成為定值。另，於上述之說明中，雖說明了電壓補償部30基於圖3所示之電壓修正表31a、31b或圖4所示之修正曲線32而求得修正量之情形，但並未限定於該例。即，電壓補償部30亦可不使用電壓修正表31a、31b或修正曲線32，而藉由基準電壓/電源電壓之計算，求得修正量。該情形，電壓補償部30只要具有修正下限與修正上限之電壓(DC)即可。又，電壓補償部30係於有限制之情形，只要確認電源電壓為基準電壓之電壓補償範圍外32b、32c，且輸出固定之修正量即可。如此一來，電壓補償部30即便不使用電壓修正表31a、31b或修正曲線32，亦可輸出修正量。又，不使用電壓修正表31a、31b或修正曲線32之情形，因電壓補償部30亦可不於作為工作區使用之未圖示之記憶體等記憶電壓修正表31a、31b或修正曲線32，故可縮小未圖示之記憶體之容量。又，電壓補償部30因可藉由計算而求得修正量，故可省略參照電壓修正表31a、31b或修正曲線32之處理。其次，參照圖5，對伺服放大器60之電壓補償方法進行說明。另，於下文中，說明電壓補償部30參照圖4(b)所示之有限制之修正曲線32而求得修正量之情形。 (步驟S101) 首先，電壓補償裝置10之電壓檢測部20自未圖示之電源電路檢測電源電壓之電壓並輸出至電壓補償部30。 (步驟S102) 電壓補償部30判斷電壓檢測部20檢測之電源電壓之電壓是否為電壓補償範圍外32b、32c。該情形，電壓補償部30參照修正曲線32，若電壓檢測部20檢測之電源電壓之電壓為電壓補償範圍內32a，則判斷非為電壓補償範圍外32b、32c(步驟S102：否)，且移至步驟S107。與此相對，電壓補償部30參照修正曲線32，若電壓檢測部20檢測之電源電壓之值為電壓補償範圍外32b或32c，則判斷為電壓補償範圍外32b、32c(步驟S102：是)，且移至步驟S103。 (步驟S103) 電壓補償部30係求得與電壓補償範圍外32b、32c之電源電壓對應之修正量。該情形，電壓補償部30係參照修正曲線32，求得修正量。即，電壓補償部30係於相對於基準電壓即311 V(DC)，電源電壓以例如小於修正下限之254 V(DC)之方式變動之情形，求得限制為1.222222之固定之修正量。與此相對，電壓補償部30係於相對於基準電壓即311 V(DC)，電源電壓例如超過修正上限之382 V(DC)而變動之情形，求得限制為0.814815之固定之修正量。 (步驟S104) 電壓補償部30係將求得之修正量輸出至變動補償部40之電壓變動補償部41、42。 (步驟S105) 變動補償部40係基於修正量而調整控制電壓之增益。該情形，變動補償部40之電壓變動補償部41係對來自電流控制部50之PI控制部51之D軸電壓指令進行增益調整，並輸出至伺服放大器60。又，變動補償部40之電壓變動補償部42係對來自電流控制部50之PI控制部52之Q軸電壓指令進行增益調整，並輸出至伺服放大器60。 (步驟S106) 伺服放大器60係基於由變動補償部40增益調整後之電壓，控制伺服馬達70。該情形，伺服放大器60之反派克轉換部61係基於來自編碼器80之電角度(旋轉角)，而將來自電壓變動補償部41及電壓變動補償部42之D軸電壓指令及Q軸電壓指令自固定座標轉換成旋轉座標，且將2相之電壓α、β輸出至空間矢量調變部62。又，若空間矢量調變部62將2相之電壓α、β逆轉換成3相(U相、V相、W相)之電壓並輸出，則PWM63係將與來自空間矢量調變部62之U相電壓指令、V相電壓指令及W相電壓指令相應之脈衝輸出至伺服馬達70。又，若電流檢測部64檢測伺服馬達70之U相電流、V相電流及W相電流並輸出，則軸轉換部65係將來自電流檢測部64之U相電流、V相電流及W相電流轉換成D軸電流及Q軸電流並反饋至電流控制部50。 (步驟S107) 電壓補償部30係若變動之電源電壓之值為電壓補償範圍內32a，則參照修正曲線32，求得與電壓補償範圍內32a之電源電壓對應之修正量，並移至步驟S104。如此，本實施形態之電壓補償裝置10係具備：電壓檢測部20，其檢測電源電壓；電壓補償部30，其於電壓檢測部20檢測之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正電源電壓之變動部分之修正量；及變動補償部40，其基於修正量，進行控制伺服馬達70之驅動之控制值之增益調整。且，電壓補償部30係於電壓檢測部20檢測之電源電壓之變動為電壓補償範圍內32a之情形，輸出該電壓補償範圍內32a之修正量，於電壓檢測部20檢測之電源電壓之變動為電壓補償範圍外32b、32c之情形，輸出該電壓補償範圍外32b、32c之修正量，藉此對供給至控制伺服馬達70之伺服放大器60之電源電壓之變動進行補償。藉此，即便於因某種原因而無法正確檢測電源電壓之變動，尤其檢測之結果被誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦可確實地抑制伺服馬達70之動態特性之控制之不穩定行為。又，本實施形態之電壓補償部30具有求得電壓補償範圍內32a及電壓補償範圍外32b、32c之修正量的修正曲線32。藉此，電壓補償部30係於電壓檢測部20將電源電壓之變動誤作為電壓補償外之電壓而檢測之情形，亦可輸出根據修正曲線32求得之電源電壓之變動部分之修正量。又，本實施形態之修正曲線32係於電壓補償範圍外32b、32c時其斜率和緩。藉此，因電壓補償範圍外32b、32c之修正量和緩變化，故可將伺服馬達70之動態特性之控制之不穩定行為抑制得較為和緩。又，本實施形態之修正曲線32係於電壓補償範圍外32b、32c時其修正量為定值。藉此，可以固定之修正量抑制伺服馬達70之動態特性之控制之不穩定行為。又，本實施形態之電壓補償部30係藉由計算而求得電壓補償範圍內32a及電壓補償範圍外32b、32c之電源電壓相對於基準電壓之變動部分之修正量。藉此，電壓補償部30即便不使用修正曲線32亦可輸出電源電壓之變動部分之修正量。又，本實施形態之電壓補償部30係將藉由計算而求得之電壓補償範圍外32b、32c之修正量設為固定。藉此，電壓補償部30即便不使用修正曲線32亦可於電壓補償範圍外32b、32c時輸出固定之修正量。又，本實施形態之電壓補償範圍係藉由表示修正下限及修正上限之電壓而設定。藉此，電壓補償部30係當電源電壓相對於基準電壓之變動超過電壓補償範圍之修正下限或修正上限之情形時，可確實地輸出超過修正下限或修正上限之電源電壓之變動部分之修正量。又，本實施形態之控制值具有例如D軸電壓指令(第1電流指令)與Q軸電壓指令(第2電流指令)。該情形時，可將變動補償部40配置於伺服放大器60之前段，該變動補償部40具有：電壓變動補償部41(第1電壓變動補償部)，其對D軸電壓指令(第1電流指令)進行增益調整；及電壓變動補償部42(第2電壓變動補償部)，其對Q軸電壓指令(第2電流指令)進行增益調整。藉此，於伺服放大器60之前段，藉由電壓變動補償部41(第1電壓變動補償部)與電壓變動補償部42(第2電壓變動補償部)而進行對於D軸電壓指令(第1電流指令)與Q軸電壓指令(第2電流指令)之增益調整，因而與對於伺服馬達70之3相量(U相、V相、W相)之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。又，本實施形態之控制值具有例如自伺服放大器60內之反派克轉換部61輸出之用以將3相之馬達電流以2個矢量直流成分獨立控制的電壓α(第1相之電壓)、及電壓β(第2相之電壓)。該情形，可將變動補償部40配置於反派克轉換部61之後段，該變動補償部40具有：電壓變動補償部41(第1電壓變動補償部)，其對電壓α(第1相之電壓)進行增益調整；及電壓變動補償部42(第2電壓變動補償部)，其對電壓β(第2相之電壓)進行增益調整。藉此，於反派克轉換部61之後段，藉由電壓變動補償部41(第1電壓變動補償部)與電壓變動補償部42(第2電壓變動補償部)而進行對於電壓α(第1相之電壓)與電壓β(第2相之電壓)之增益調整，因而與對於伺服馬達70之3相量(U相、V相、W相)之增益調整相比，可進行較少數量之增益調整。另，本實施形態之電壓補償部30係說明了若電壓檢測部20檢測之電源電壓相對於基準電壓變動，則輸出用以修正電源電壓之變動部分之修正量之情形，但亦設想因某種原因而使電壓檢測部20無法檢測電源電壓之電壓之情形。該情形，電壓補償部30亦可於例如特定時間，無法獲得來自電壓檢測部20之電源電壓之電壓之情形，將例如修正曲線32之電壓補償範圍外32b或32c之修正量輸出至變動補償部40。又，該情形，輸出電壓補償範圍外32b或32c中何者之修正量係只要預先設定即可。

10‧‧‧電壓補償裝置
20‧‧‧電壓檢測部
30‧‧‧電壓補償部
31a‧‧‧電壓修正表
31b‧‧‧電壓修正表
32‧‧‧修正曲線
32a‧‧‧電壓補償範圍內
32b‧‧‧電壓補償範圍外
32c‧‧‧電壓補償範圍外
40‧‧‧變動補償部
41‧‧‧電壓變動補償部
42‧‧‧電壓變動補償部
50‧‧‧電流控制部
51‧‧‧PI控制部
52‧‧‧PI控制部
60‧‧‧伺服放大器
61‧‧‧反派克轉換部
62‧‧‧空間矢量調變部
63‧‧‧PWM
64‧‧‧電流檢測部
65‧‧‧軸轉換部
70‧‧‧伺服馬達
80‧‧‧編碼器
S101～S107‧‧‧步驟
α‧‧‧電壓
β‧‧‧電壓

圖1係顯示本發明之伺服放大器之電壓補償裝置之一實施形態之圖，即用以說明電壓補償裝置之原理之圖。圖2係顯示圖1之電壓補償裝置等之具體構成之一例之圖。圖3係顯示圖1及圖2之電壓補償部所保持之電壓修正表之一例之圖，圖3(a)係顯示無限制之情形之電壓修正表之圖，圖3(b)係顯示有限制之情形之電壓修正表之圖。圖4係顯示基於圖3之電壓修正表之修正曲線之一例之圖，圖4(a)係顯示基於圖3(a)之電壓修正表之修正曲線之圖，圖4(b)係顯示基於圖3(b)之電壓修正表之修正曲線之圖。圖5係用以說明圖2之電壓補償裝置之電壓補償方法之流程圖。

32‧‧‧修正曲線

32a‧‧‧電壓補償範圍內

32b‧‧‧電壓補償範圍外

32c‧‧‧電壓補償範圍外

Claims

一種伺服放大器之電壓補償裝置，其特徵在於，其係對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償者，且具備：電壓檢測部，其檢測上述電源電壓；電壓補償部，其當上述電壓檢測部檢測出之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正上述電源電壓之變動部分之修正量；及變動補償部，其基於上述修正量，進行控制上述伺服馬達之驅動之控制值之增益調整；且上述電壓補償部係於檢測出之上述電源電壓之變動為電壓補償範圍內之情形時，輸出與該電壓補償範圍內之上述電源電壓對應之修正量，於檢測出之上述電源電壓之變動為電壓補償範圍外之情形時，輸出與該電壓補償範圍外之上述電源電壓對應之修正量。
如請求項1之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述電壓補償部具有求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之修正量之修正曲線，且根據上述修正曲線而求出上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。
如請求項2之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其斜率和緩。
如請求項2之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其修正量為定值。
如請求項1之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述電壓補償部係藉由計算而求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之、上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。
如請求項5之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述電壓補償範圍外之修正量為定值。
如請求項1之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述電壓補償範圍係藉由表示修正下限及修正上限之電壓而設定。
如請求項1至7中任一項之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述控制值具有第1電流指令與第2電流指令；上述變動補償部具有：第1電壓變動補償部，其對上述第1電流指令進行增益調整；及第2電壓變動補償部，其對上述第2電流指令進行增益調整；且上述變動補償部配置於上述伺服放大器之前段。
如請求項1至7中任一項之伺服放大器之電壓補償裝置，其中上述控制值具有自上述伺服放大器內之反派克轉換部輸出之、用以將3相之馬達電流以2個矢量直流成分獨立控制的第1相之電壓、及第2相之電壓；且上述變動補償部具有：第1電壓變動補償部，其對上述第1相之電壓進行增益調整；及第2電壓變動補償部，其對上述第2相之電壓進行增益調整；且上述變動補償部配置於上述反派克轉換部之後段。
一種伺服放大器之電壓補償方法，其特徵在於，其係對供給至控制伺服馬達之伺服放大器之電源電壓之變動進行補償者，且具有以下步驟：藉由電壓檢測部檢測上述電源電壓；藉由電壓補償部，其當上述電壓檢測部檢測出之電源電壓相對於基準電壓變動時，輸出用以修正上述電源電壓之變動部分之修正量；及藉由變動補償部，基於上述修正量，進行控制上述伺服馬達之驅動之控制值之增益調整；且上述電壓補償部係於檢測出之上述電源電壓之變動為電壓補償範圍內之情形時，輸出與該電壓補償範圍內之上述電源電壓對應之修正量，於檢測出之上述電源電壓之變動為電壓補償範圍外之情形，輸出與該電壓補償範圍外之上述電源電壓對應之修正量。
如請求項10之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述電壓補償部具有求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之修正量之修正曲線，且根據上述修正曲線而求出上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。
如請求項11之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其斜率和緩。
如請求項11之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述修正曲線於上述電壓補償範圍外時其修正量為定值。
如請求項10之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述電壓補償部係藉由計算而求出上述電壓補償範圍內及上述電壓補償範圍外之、上述電源電壓相對於上述基準電壓之變動部分之修正量。
如請求項14之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述電壓補償範圍外之修正量為定值。
如請求項10之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述電壓補償範圍係藉由表示修正下限及修正上限之電壓而設定。
如請求項10至16中任一項之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述控制值具有第1電流指令與第2電流指令；上述變動補償部於上述伺服放大器之前段，具有以下步驟：藉由第1電壓變動補償部，對上述第1電流指令進行增益調整；及藉由第2電壓變動補償部，對上述第2電流指令進行增益調整。
如請求項10至16中任一項之伺服放大器之電壓補償方法，其中上述控制值具有自上述伺服放大器內之反派克轉換部輸出之、用以將3相之馬達電流以2個矢量直流成分獨立控制的第1相之電壓、及第2相之電壓；且上述變動補償部於上述反派克轉換部之後段，具有以下步驟：藉由第1電壓變動補償部，對上述第1相之電壓進行增益調整；及藉由第2電壓變動補償部，對上述第2相之電壓進行增益調整。