JPH02159993A - 同期型交流サーボモータ駆動装置の基準電流波形発生回路 - 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） 本発明は同期型交流サーボモータの滑らかな闘動を可能
にした前記モータ駆動装置の基準電流波形発生回路に関
する。

（従来の技術） 同期型交流サーボモータの駆動装置構成例を第３図に示
す、この廓動装置においては、同期型交流サーボモータ
（以下、「モータ」という）４０の回転子軸に結合され
たパルスエンコーダ４１からの二相方形波信号であるパ
ルスＡ、Ｂが周波数／電圧変換器からなる速度検出器１
２に入力される。そして、この速度検出器１２は速度帰
還信号ｎを加算器１０に出力する。加算器１０は、この
速度帰還信号ｎのほか速度指令値ｎ・を入力しており、
これらの偏差（ｎ・−ｎ）を速度制御アンプ１１を通し
てトルク指令τ幸として出力する。

一方、基準電流波形発生回路２１′はパルスエンコーダ
４１から出力される磁極位置検出信号Ｕ、Ｖ。

Ｗと二相方形波信号であるパルスＡ、Ｂとを入力とし、
基準電流波形ａ　、ｂ　、ａを出力する。また、前記ト
ルク指令τ・と基準電流波形ａ、ｂ、ｃは乗算器２０ａ
　、２０ａ　、２０ｃにそれぞれ入力される。そして、
各乗算器２０ａ〜２０ｃは各入力信号の乗算値を電流指
令ｉｕ・（＝τ・・ａ）、ｉｖ・（＝τ・・ｂ　Ｌ　ｉ
　ｗ・（＝で・・Ｃ）として電流制御系３０へ出力し、
電流制御系３０は各電流指令ｉｕ・、ｉｖ”、ｉｗ−に
基づいてモータ電流ｉ　Ｌｌ、　ｉ　Ｖ、　ｉ　ｗを制
御する。

第４図は、例えば特開昭６１−３９８８５号、同６０−
５７８９号に示される従来の基準電流波形発生回路２１
′の構成を示す回路図である。以下、同図の回路動作を
第３図の回路図及び第５図に示す波形図を参照しながら
説明する。

まず、スイッチ２１５は方形波発生器２１０側にセット
されており、制御電源をオンすると（第５図、時刻シ０
）パルスエンコーダ４１からの磁極位置検出信号Ｕ、Ｖ
、Ｗが方形波発生器２１０と角度原点検出器２１２に入
力される。そして、方形波発生器２１０は第５図のし◎
からｔｌまでの期間三相方形波を出力し、これらの方形
波が基準電流波形発生回路２１′の出力（基準電流波形
ａ、ｂ、ｃ）となる。

次に、モータ４０の回転子の磁極が回転して所定の基準
位置にくると角度原点検出器２１２は角度原点信号ＯＲ
Ｇを出力する（第５図１時刻ｔ１）、そして、このＯＲ
Ｇはカウンタ２１３をリセットするとともにフリップフ
ロップ２１４をセットする。

上記リセットによりカウンタ′２１３は入力されたパル
スＡ、Ｈに基づくカウント値に応じた位相角信号θを正
弦波発生器２１１に出力する。また、上記セットにより
フリップフロップ２１４はスイッチ２１５を正弦波発生
器２１１側にセットし、基準電流波形発生回路２１の出
力ａ　、ｂ　、Ｑを三相方形波から正弦波に切り換える
ものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記方形波発生器２１０からの三相方形波は
モータ４０の磁極位置が検出されるまでの期間、即ちカ
ウンタ２１３がＯＲＧを認知するまでの間（第５図、期
間ｔｏ＝ｔｉ）出力されるものであり。

この三相方形波による駆動が原因でモータにはトルクリ
ップルが生じる。このような理由から、理想的には方形
波による即動期間は短いことが望ましい、しかしながら
、従来の基準電流波形発生回路２１′では最悪で電気角
３６０°の間、方形波駆動されるため、その間にインバ
ータ周波数の６倍の周波数のトルクリップルが生じてし
まうという不都合がある。

本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、その目的とするところは、磁極位置検出信号により最
大でも電気角６０°以内の範囲で方形波駆動から正弦波
駆動或いは擬似正弦波即動に切り換えることにより、滑
らかなサーボモータの運転を可能とする同期型交流サー
ボモータ駆動装置の基準電流波形発生回路を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため１本発明は、同期型交流サーボ
モータの回転子軸に設けられたエンコーダにより出力さ
れる電気角６０’毎の領域を識別する磁極位置検出信号
と、互いに９０°位相がずれた二相パルスとに基づき、
制御電源投入後に最大で電気角６０′の期間は前記モー
タの３巻線に電気角１２０°づつ位相の異なる三相方形
波電流を通流し、磁極位置検出信号の切換点を過ぎた後
は前記磁極位置検出信号及び二相パルスから回転子の回
転角度を演算し、該回転角度に対応した三相正弦波電流
を通流して前記モータを駆動する同期型交流サーボモー
タ駆動装置の基準電流波形発生回路であって、前記磁極
位置検出信号の立上り及び立下りエツジを検出するエツ
ジ検出器と、前記二相パルスをカウントして第１の角度
信号を出力すると共に前記エツジ検出器からのエツジ検
出信号によりカウント値をリセットするカウンタと、前
記磁極位置検出信号及び前記エツジ検出信号に基づき前
記回転子の回転方向を検出する回転方向検出器と、前記
磁極位置検出信号及び前記回転方向検出器からの回転方
向信号に基づき第２の角度信号を出力する角度テーブル
と、前記磁極位置検出信号に同期した三相方形波信号を
出力する方形波発生器と、前記第１の角度信号及び第２
の角度信号を加算する加算器と、前記加算器による加算
値に基づき三相正弦波信号又は三相擬似正弦波信号を出
力する正弦波発生器と、前記エツジ検出信号に基づき前
記方形波発生器の出力と前記正弦波発生器の出力とを切
り換えるスイッチとを備えたことを特徴とする。

（作用） 本発明において、エツジ検出器が最初の磁極位置検出信
号の立上り又は立下りエツジを検出する前、すなわちモ
ータの回転角が電気角６０“以内の範囲においては、ス
イッチが方形波発生器側にセットされ、基準電流波形発
生回路の出力は磁極位置検出信号の論理に応じた三相方
形波となる。

モータが最大で電気角６０°回転し、エツジ検出器が最
初の磁極位置検出信号のエツジを検出するとエツジ検出
信号を出力する。また１回転方向検出器は磁極位置検出
信号とエツジ検出信号とから決定される回転方向信号を
出力する。これと同時に二相パルスを計数していたカウ
ンタがリセットされ、かつフリップフロップがセットさ
れる。そして、このブリップフロップの出力によりスイ
ッチが切り換わり基準電流波形発生回路の出力は三相方
形波から三相正弦波或いは三相擬似正弦波に切り換わる
。このときの三相正弦波或いは三相擬似正弦波は、カウ
ンタからの第１の角度信号と、磁極位置検出信号及び回
転方向信号により角度テーブルから求められる第２の角
度信号との加算値に基づいて生成され、これによって同
期型交流サーボモータは滑らかに駆動される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に沿って説明する。第１
図は、基準電流波形発生回路２１ヲ示す回路図であり、
同図の入力端子ｐＤＰ’からは二相方形波信号であるパ
ルスＡ、Ｂ及び磁極位置検出信号Ｕ、Ｖ、Ｗが入力され
、出力端子ｑからは基準電流波形ａ、ｂ、ｃが出力され
る。

いま、第３図におけるパルスエンコーダ４１は電気角６
０°毎の領域を識別し、磁極位置検出信号Ｕ。

■、Ｗ及び互いに９０°位相がずれたパルスＡ、Ｂを出
力しているものとする。

まず、入力端子ｐからのパルスＡ、Ｂは、その数を計数
して第１の角度信号θＣを出力するカウンタ１に入力さ
れる。また、入力端子ｐ′からの信号Ｕ、Ｖ、Ｗは、こ
れらの立上り、立下りの全エツジ点でエツジ検出信号を
出力するエツジ検出器２と、回転子の回転方向を検出・
記憶して回転方向信号Ｆ７ｋを出力する回転方向検出器
３と、信号Ｕ、Ｖ、Ｗに同期して信号ａ　、ｂ　、Ｑを
それぞれ出力する方形波発生器４とに入力されるほか、
第２の角度信号θ０を出力する角度テーブル５に入力さ
れる。

そして、エツジ検出器２の出力であるエツジ検出信号は
、ブリップフロップ６のセット端子及びカウンタ１のリ
セット端子並びに回転方向検出器３に入力される。また
、回転方向検出器３の出力端子は角度テーブル５に入力
されているとともに、カウンタ１及び角度テーブル５の
出力は加算器７に入力され、この加算器７の出力θは正
弦波発生器８に入力されている。

そして、正弦波発生器８の出力及び方形波発生器４の出
力は、切換機能を有するスイッチ９に入力され、フリッ
プフロップ６の出力はこのスイッチ９の切換選択端子に
入力されている。

以下、この基準電流波形発生回路２１の動作を第２図の
動作波形図を参照しながら説明する。

まず、エツジ検出器２に信号Ｕ、Ｖ、Ｗの何れかの立上
りエツジ又は立下りエツジが入力される前においては、
スイッチ９は方形波発生器４からの出力を基準電流発生
回路２１の出力とするようにセクトされている。したが
って、基準電圧発生回路２１は信号Ｕ、Ｖ、Ｗの論理に
応じた方形波発生器４の三相方形波信号を基準電流波形
ａ、ｂ、ａとして出力している。この間、カウンタ１は
パルスＡ。

Ｂを計数している。

次に、エツジ検出器２が信号Ｕ、Ｖ、Ｗの何れかの立上
りエツジ又は立下りエツジを検出すると、第４図の時刻
ｔＥｏにおいてエツジ検出器２はエツジ検出信号を出力
する。

一方、このエツジ検出信号によりカウンタ１はパルスＡ
、Ｂのカウント値を電気角６０°毎にリセットされ、回
転方向検出器３は該エツジ検出信号及び信号Ｕ、Ｖ、Ｗ
により決定される回転方向を検出・記憶し、信号Ｆ／Ｒ
を角度テーブル５に出力するほか、フリップフロップ６
は基準電流波形ａ　ｌ　ｂ　ＩＣを三相方形波から三相
正弦波に切り換えるべくスイッチ９に切換信号を出力す
る。

また、角度テーブル５は信号Ｆ／Ｒ及び信号Ｕ。

■、Ｗの入力に応じた第２の角度信号θ。を加算器７に
出力する。なお、第１表に角度テーブル５に記憶された
データ内容を示す。

第　　１　　表 そして、加算ｌ１７はカウンタ１の出力である第１の角
度信号θ０と第２の角度信号θ。とを加算し、この加算
値θ（二〇〇十〇。）を正弦波発生器８に出力する。そ
して、基準電流波形発生回路２１はこの加算値θに基づ
く正弦波発生器８の出力である三相正弦波を基準電流波
形ａ、ｂ、ｃとしてスイッチ９を介し出力する。

このように本実施例では、磁極位置検出信号Ｕ。

ｖ、Ｗの最初のエツジを検出するまでは三相方形波信号
し、エツジ検出後は電気角で最大６０°の期間、方形波
駆動するだけで三相正弦波駆動に切り換わるので、滑ら
かなサーボ特性を得ることが可能となる。

なお、上記実施例では正弦波駆動として説明しであるが
、必ずしも正確な正弦波である必要はなく、＊似正弦波
でもよい。また、基準電流波形は３相分作っているが、
２相分だけ作り、残り１相は他の２相から作るようにし
てもよいし、２相分の基準電流波形だけを作ってそれか
ら２相分の電流指令を作り、残り１相分の電流指令は他
の２相から作ってもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、磁極位置検出信号Ｕ、Ｖ
、Ｗの立上り、立下り全エツジを検出して正弦波駆動に
切り換えているため、三相方形波から三相正弦波へ切り
換えるまでの期間は電気角で最大６０°となり、従来の
駆動方式に比べて滑らかなサーボモータの駆動が可能と
なる。また、上記切り換えの後は、磁極位置検出信号及
びエツジ検出信号に基づく角度テーブルのデータと二相
パルスに基づくカウンタの値とを加算し、この加算値に
基づいて三相正弦波駆動が行われるので、−層滑らかに
モータを駆動できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図の実施例の作用を説明するための各部の動作波形図、
第３図はモータ駆動装置の構成図。 第４図は従来技術を示す回路図、第５図は第４図の従来
技術の作用を説明するための動作波形図である。 １・・・カウンタ　　　　　２・・・エツジ検出器３・
・・回転方向検出器　　４・・・方形波発生器５・・・
角度テーブル　　　６・・・フリップフロップ７・・・
加算器　　　　　　８・・・正弦波発生器９・・・スイ
ッチ ２１・・・基準電流波形発生回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同期型交流サーボモータの回転子軸に設けられたエンコ
   ーダにより出力される電気角６０°毎の領域を識別する
   磁極位置検出信号と、互いに９０°位相がずれた二相パ
   ルスとに基づき、制御電源投入後に最大で電気角６０°
   の期間は前記モータの３巻線に電気角１２０°づつ位相
   の異なる三相方形波電流を通流し、磁極位置検出信号の
   切換点を過ぎた後は前記磁極位置検出信号及び二相パル
   スから回転子の回転角度を演算し、該回転角度に対応し
   た三相正弦波電流を通流して前記モータを駆動する同期
   型交流サーボモータ駆動装置の基準電流波形発生回路で
   あって、 前記磁極位置検出信号の立上り及び立下りエッジを検出
   するエッジ検出器と、前記二相パルスをカウントして第
   １の角度信号を出力すると共に前記エッジ検出器からの
   エッジ検出信号によりカウント値をリセットするカウン
   タと、前記磁極位置検出信号及び前記エッジ検出信号に
   基づき前記回転子の回転方向を検出する回転方向検出器
   と、前記磁極位置検出信号及び前記回転方向検出器から
   の回転方向信号に基づき第２の角度信号を出力する角度
   テーブルと、前記磁極位置検出信号に同期した三相方形
   波信号を出力する方形波発生器と、前記第１の角度信号
   及び第２の角度信号を加算する加算器と、前記加算器に
   よる加算値に基づき三相正弦波信号又は三相擬似正弦波
   信号を出力する正弦波発生器と、前記エッジ検出信号に
   基づき前記方形波発生器の出力と前記正弦波発生器の出
   力とを切り換えるスイッチとからなることを特徴とする
   同期型交流サーボモータ駆動装置の基準電流波形発生回
   路。