JPH05284773A - モータ駆動装置 - Google Patents
モータ駆動装置Info
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- JPH05284773A JPH05284773A JP4076809A JP7680992A JPH05284773A JP H05284773 A JPH05284773 A JP H05284773A JP 4076809 A JP4076809 A JP 4076809A JP 7680992 A JP7680992 A JP 7680992A JP H05284773 A JPH05284773 A JP H05284773A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータ駆動装置に関し、電流検出を行わずに
モータの回転駆動を制御する。 【構成】 サーボ制御手段１０は指令された電流指令値
と電流予測値とから、電圧指令値を出力する。出力され
た電圧指令値は電力増幅手段２０によって所定のゲイン
だけ増幅され、モータ３０に与えられる。そして、モー
タ３０に設けられた検出手段４０によって検出された回
転位置と、電圧指令値とから電流予測手段５０が電流予
測値を出力する。この電流予測値はサーボ制御手段１０
に入力される。したがって、電流検出を行わずにモータ
３０の回転駆動を制御することができるので、コストを
抑えることができる。
モータの回転駆動を制御する。 【構成】 サーボ制御手段１０は指令された電流指令値
と電流予測値とから、電圧指令値を出力する。出力され
た電圧指令値は電力増幅手段２０によって所定のゲイン
だけ増幅され、モータ３０に与えられる。そして、モー
タ３０に設けられた検出手段４０によって検出された回
転位置と、電圧指令値とから電流予測手段５０が電流予
測値を出力する。この電流予測値はサーボ制御手段１０
に入力される。したがって、電流検出を行わずにモータ
３０の回転駆動を制御することができるので、コストを
抑えることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモータ駆動装置に関し、
特に電流指令値によってモータの回転駆動を制御するモ
ータ駆動装置に関する。
特に電流指令値によってモータの回転駆動を制御するモ
ータ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、モータの回転駆動を制御する場
合、モータに流れる電流を電流検出器が検出し、電流指
令による電流値と比較して差が零となるように電流を制
御していた。このような電流検出器としては、例えば抵
抗器があった。
合、モータに流れる電流を電流検出器が検出し、電流指
令による電流値と比較して差が零となるように電流を制
御していた。このような電流検出器としては、例えば抵
抗器があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電流検
出器による電流検出では、モータに流れる電流を検出す
るための電流検出器や、検出されたアナログの電流値を
ディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ等の回路部品
が必要となるため、コストが高いという問題点があっ
た。
出器による電流検出では、モータに流れる電流を検出す
るための電流検出器や、検出されたアナログの電流値を
ディジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ等の回路部品
が必要となるため、コストが高いという問題点があっ
た。
【０００４】また、部品点数の増加により故障率が高ま
るため、信頼性が低下するという問題点があった。本発
明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電流検
出を行わずにモータの回転駆動を制御するモータ駆動装
置を、提供することを目的とする。
るため、信頼性が低下するという問題点があった。本発
明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電流検
出を行わずにモータの回転駆動を制御するモータ駆動装
置を、提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、モータの回転駆動を制御するモータ駆動
装置において、電流指令値と電流予測値とから、電圧指
令値を出力するサーボ制御手段と、前記電圧指令値を増
幅する電力増幅手段と、モータの回転位置を検出する検
出手段と、前記電圧指令値と、前記モータの回転位置と
から、前記電流予測値を出力する電流予測手段と、を有
することを特徴とするモータ駆動装置が提供される。
決するために、モータの回転駆動を制御するモータ駆動
装置において、電流指令値と電流予測値とから、電圧指
令値を出力するサーボ制御手段と、前記電圧指令値を増
幅する電力増幅手段と、モータの回転位置を検出する検
出手段と、前記電圧指令値と、前記モータの回転位置と
から、前記電流予測値を出力する電流予測手段と、を有
することを特徴とするモータ駆動装置が提供される。
【０００６】
【作用】サーボ制御手段は指令された電流指令値と電流
予測値とから、電圧指令値を出力する。この電圧指令値
を電力増幅手段が増幅し、モータを駆動制御する。モー
タに設けられた検出手段によって検出されたモータの回
転位置と、電圧指令値とから電流予測手段が電流予測値
を出力する。
予測値とから、電圧指令値を出力する。この電圧指令値
を電力増幅手段が増幅し、モータを駆動制御する。モー
タに設けられた検出手段によって検出されたモータの回
転位置と、電圧指令値とから電流予測手段が電流予測値
を出力する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明のモータ駆動装置の原理説明図
である。図において、モータ駆動装置は、サーボ制御手
段１０、電力増幅手段２０、モータ３０、検出手段４０
及び電流予測手段５０から構成される。
明する。図１は、本発明のモータ駆動装置の原理説明図
である。図において、モータ駆動装置は、サーボ制御手
段１０、電力増幅手段２０、モータ３０、検出手段４０
及び電流予測手段５０から構成される。
【０００８】サーボ制御手段１０は、入力された電流指
令値と電流予測値とから、モータを駆動制御する電圧指
令値を出力する。電力増幅手段２０は、サーボ制御手段
１０から出力された電圧指令値を、モータを駆動させる
ために必要な電圧値、すなわち駆動電圧値まで増幅す
る。検出手段４０は、モータの駆動により変化する回転
位置を検出する。電流予測手段５０は、検出手段４０に
よって検出されたモータの回転位置と、サーボ制御手段
１０から出力された電圧指令値とを入力して電流値を予
測し、電流予測値として出力する。
令値と電流予測値とから、モータを駆動制御する電圧指
令値を出力する。電力増幅手段２０は、サーボ制御手段
１０から出力された電圧指令値を、モータを駆動させる
ために必要な電圧値、すなわち駆動電圧値まで増幅す
る。検出手段４０は、モータの駆動により変化する回転
位置を検出する。電流予測手段５０は、検出手段４０に
よって検出されたモータの回転位置と、サーボ制御手段
１０から出力された電圧指令値とを入力して電流値を予
測し、電流予測値として出力する。
【０００９】次に、図１のモータ駆動装置の動作につい
て説明する。まず、サーボ制御手段１０は指令された電
流指令値と電流予測値とから、電圧指令値を出力する。
出力された電圧指令値は電力増幅手段２０によって所定
のゲインだけ増幅され、モータ３０に与えられる。そし
て、モータ３０に設けられた検出手段４０によって検出
された回転位置と、電圧指令値とから電流予測手段５０
が電流予測値を出力する。この電流予測値はサーボ制御
手段１０に入力される。こうして、電流検出を行わず
に、モータ３０の回転駆動を制御することができる。
て説明する。まず、サーボ制御手段１０は指令された電
流指令値と電流予測値とから、電圧指令値を出力する。
出力された電圧指令値は電力増幅手段２０によって所定
のゲインだけ増幅され、モータ３０に与えられる。そし
て、モータ３０に設けられた検出手段４０によって検出
された回転位置と、電圧指令値とから電流予測手段５０
が電流予測値を出力する。この電流予測値はサーボ制御
手段１０に入力される。こうして、電流検出を行わず
に、モータ３０の回転駆動を制御することができる。
【００１０】図２は、本発明のモータ駆動装置の全体構
成図である。図において、モータ駆動装置は、加算器１
１、伝達要素１２、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）
ゲイン２１、モータ３０、ロータリエンコーダ４１、モ
デル５１、角速度検出回路５２及び位相検出回路５３か
ら構成される。ここで、モータ３０はＶＲ（可変リラク
タンス）型モータである。
成図である。図において、モータ駆動装置は、加算器１
１、伝達要素１２、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）
ゲイン２１、モータ３０、ロータリエンコーダ４１、モ
デル５１、角速度検出回路５２及び位相検出回路５３か
ら構成される。ここで、モータ３０はＶＲ（可変リラク
タンス）型モータである。
【００１１】加算器１１は、電流指令値ｉ1 と電流予測
値ｉ2 とを入力し、電流指令値ｉ1から電流予測値ｉ2
を減算した結果を出力する。伝達要素１２は、加算器１
１から出力された電流値にゲインＫを乗じて電圧値に変
換し、電圧指令値ｖ0 として出力する。なお、これらの
加算器１１及び伝達要素１２は、図１のサーボ制御手段
１０に相当する。
値ｉ2 とを入力し、電流指令値ｉ1から電流予測値ｉ2
を減算した結果を出力する。伝達要素１２は、加算器１
１から出力された電流値にゲインＫを乗じて電圧値に変
換し、電圧指令値ｖ0 として出力する。なお、これらの
加算器１１及び伝達要素１２は、図１のサーボ制御手段
１０に相当する。
【００１２】ＰＷＭゲイン２１は図１の電力増幅手段２
０に相当し、入力された電圧指令値ｖ0 をゲインＧPWM
だけ増幅し、駆動電圧値ｖとして出力する。この駆動電
圧値ｖは、電圧指令値ｖ0 とゲインＧPWM とから、次式
のように表される。
０に相当し、入力された電圧指令値ｖ0 をゲインＧPWM
だけ増幅し、駆動電圧値ｖとして出力する。この駆動電
圧値ｖは、電圧指令値ｖ0 とゲインＧPWM とから、次式
のように表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】ロータリエンコーダ４１は図１の検出手段
４０に相当し、モータ３０のロータ軸等に設けられる。
このロータリエンコーダ４１は、モータ３０の回転位置
を検出し、これを二相のパルスで出力する。すなわち、
回転位置を示す信号として９０度の位相差がある二相の
パルスを出力する。
４０に相当し、モータ３０のロータ軸等に設けられる。
このロータリエンコーダ４１は、モータ３０の回転位置
を検出し、これを二相のパルスで出力する。すなわち、
回転位置を示す信号として９０度の位相差がある二相の
パルスを出力する。
【００１５】角速度検出回路５２は、ロータリエンコー
ダ４１から出力されたパルスに基づき、角速度（ｄθ／
ｄｔ）を検出する。位相検出回路５３は、ロータリエン
コーダ４１から出力された二相のパルスに基づき、電気
位相角θを検出する。モデル５１はプロセッサ構成にな
っており、角速度検出回路５２からの角速度（ｄθ／ｄ
ｔ）、位相検出回路５３からの電気位相角θ及び加算器
１１からの電圧指令値ｖ0 を入力して、モータ３０に流
れる電流を予測し、電流予測値ｉ2 として出力する。な
お、モデル５１には、モータ３０の電気位相角θと電流
予測値ｉ2 とに対応して、一意的に抵抗Ｒ、インダクタ
ンス（∂Φ／∂ｉ）及び逆起電力定数（∂Φ／∂θ）を
決定するためのテーブルを有する。ここで、これらのモ
デル５１、角速度検出回路５２及び位相検出回路５３
は、図１の電流予測手段５０に相当する。
ダ４１から出力されたパルスに基づき、角速度（ｄθ／
ｄｔ）を検出する。位相検出回路５３は、ロータリエン
コーダ４１から出力された二相のパルスに基づき、電気
位相角θを検出する。モデル５１はプロセッサ構成にな
っており、角速度検出回路５２からの角速度（ｄθ／ｄ
ｔ）、位相検出回路５３からの電気位相角θ及び加算器
１１からの電圧指令値ｖ0 を入力して、モータ３０に流
れる電流を予測し、電流予測値ｉ2 として出力する。な
お、モデル５１には、モータ３０の電気位相角θと電流
予測値ｉ2 とに対応して、一意的に抵抗Ｒ、インダクタ
ンス（∂Φ／∂ｉ）及び逆起電力定数（∂Φ／∂θ）を
決定するためのテーブルを有する。ここで、これらのモ
デル５１、角速度検出回路５２及び位相検出回路５３
は、図１の電流予測手段５０に相当する。
【００１６】次に、図２のモータ駆動装置の動作につい
て説明する。まず、加算器１１は、電流指令値ｉ1 と電
流予測値ｉ2 とを入力し、電流指令値ｉ1 から電流予測
値ｉ2 を減算した結果を出力する。伝達要素１２は、加
算器１１から出力された電流値にゲインＫを乗じて電圧
値に変換し、電圧指令値ｖ0として出力する。そして、
電圧指令値ｖ0 はＰＷＭゲイン２１によってゲインＧ
PWM だけ増幅され、駆動電圧値ｖとしてモータ３０に出
力される。
て説明する。まず、加算器１１は、電流指令値ｉ1 と電
流予測値ｉ2 とを入力し、電流指令値ｉ1 から電流予測
値ｉ2 を減算した結果を出力する。伝達要素１２は、加
算器１１から出力された電流値にゲインＫを乗じて電圧
値に変換し、電圧指令値ｖ0として出力する。そして、
電圧指令値ｖ0 はＰＷＭゲイン２１によってゲインＧ
PWM だけ増幅され、駆動電圧値ｖとしてモータ３０に出
力される。
【００１７】モータ３０の回転駆動により、ロータリエ
ンコーダ４１はモータ３０の回転位置を検出し、角速度
検出回路５１及び位相検出回路５２に二相のパルスを出
力する。角速度検出回路５２は角速度（ｄθ／ｄｔ）を
検出し、ディジタルデータに変換してモデル５１に出力
する。同様に、位相検出回路５３は電気位相角θを検出
し、ディジタルデータに変換してモデル５１に出力す
る。
ンコーダ４１はモータ３０の回転位置を検出し、角速度
検出回路５１及び位相検出回路５２に二相のパルスを出
力する。角速度検出回路５２は角速度（ｄθ／ｄｔ）を
検出し、ディジタルデータに変換してモデル５１に出力
する。同様に、位相検出回路５３は電気位相角θを検出
し、ディジタルデータに変換してモデル５１に出力す
る。
【００１８】モデル５１は、ディジタルデータに変換さ
れた角速度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θと、加算器
１１からの電圧指令値ｖ0 とを入力する。次に、電気位
相角θと前回の電流予測値ｉ2 とからテーブルを用いて
抵抗Ｒ、インダクタンス（∂Φ／∂ｉ）及び逆起電力定
数（∂Φ／∂θ）を決定する。また、電圧指令値ｖ0か
ら上記式（１）によって駆動電圧値ｖを求める。そし
て、角速度（ｄθ／ｄｔ）、抵抗Ｒ、インダクタンス
（∂Φ／∂ｉ）、逆起電力定数（∂Φ／∂θ）及び駆動
電圧値ｖから、後述する常微分方程式を解き、モータ３
０に流れる電流を予測し、新たな電流予測値ｉ2 として
加算器１１に出力する。
れた角速度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θと、加算器
１１からの電圧指令値ｖ0 とを入力する。次に、電気位
相角θと前回の電流予測値ｉ2 とからテーブルを用いて
抵抗Ｒ、インダクタンス（∂Φ／∂ｉ）及び逆起電力定
数（∂Φ／∂θ）を決定する。また、電圧指令値ｖ0か
ら上記式（１）によって駆動電圧値ｖを求める。そし
て、角速度（ｄθ／ｄｔ）、抵抗Ｒ、インダクタンス
（∂Φ／∂ｉ）、逆起電力定数（∂Φ／∂θ）及び駆動
電圧値ｖから、後述する常微分方程式を解き、モータ３
０に流れる電流を予測し、新たな電流予測値ｉ2 として
加算器１１に出力する。
【００１９】こうして、電流検出を行わずに、モータ３
０の回転駆動を制御することができる。また、ロータリ
エンコーダ４１から出力されるモータ３０の回転位置に
基づき角速度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θを求め、
Ａ／Ｄコンバータを使用することなくモータ３０の回転
駆動を制御するので、コストを抑えることができる。さ
らに、モータ３０としてＶＲ（可変リラクタンス）型モ
ータを使用することにより、正確な回転位置を得ること
ができる。
０の回転駆動を制御することができる。また、ロータリ
エンコーダ４１から出力されるモータ３０の回転位置に
基づき角速度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θを求め、
Ａ／Ｄコンバータを使用することなくモータ３０の回転
駆動を制御するので、コストを抑えることができる。さ
らに、モータ３０としてＶＲ（可変リラクタンス）型モ
ータを使用することにより、正確な回転位置を得ること
ができる。
【００２０】次に、モデル５１が出力する電流予測値ｉ
2 の算出方法について説明する。まず、一般に鎖交磁束
Φ、モータ一相当たりの抵抗Ｒ及び電流値ｉのとき、モ
ータ３０にかかる駆動電圧値ｖは次式で表される。
2 の算出方法について説明する。まず、一般に鎖交磁束
Φ、モータ一相当たりの抵抗Ｒ及び電流値ｉのとき、モ
ータ３０にかかる駆動電圧値ｖは次式で表される。
【００２１】
【数２】
【００２２】なお、鎖交磁束Φは電流値ｉと電気位相角
θとの関数Φ（ｉ，θ）と表されるので、式（２）は次
式のように変形される。
θとの関数Φ（ｉ，θ）と表されるので、式（２）は次
式のように変形される。
【００２３】
【数３】
【００２４】ここで、（∂Φ／∂ｉ）はモータ３０のイ
ンダクタンスであり、（∂Φ／∂θ）はモータ３０の逆
起電力定数である。なお、これらのインダクタンス（∂
Φ／∂ｉ）、逆起電力定数（∂Φ／∂θ）及び抵抗Ｒは
「モータ定数」と呼ばれ、個々のモータに応じて異なる
定数である。
ンダクタンスであり、（∂Φ／∂θ）はモータ３０の逆
起電力定数である。なお、これらのインダクタンス（∂
Φ／∂ｉ）、逆起電力定数（∂Φ／∂θ）及び抵抗Ｒは
「モータ定数」と呼ばれ、個々のモータに応じて異なる
定数である。
【００２５】さらに、式（３）を（ｄｉ／ｄｔ）につい
て整理すると、次式のようになる。
て整理すると、次式のようになる。
【００２６】
【数４】
【００２７】こうして、電流値ｉに関する常微分方程式
が求められる。そして、初期値としての電流値ｉ0 にモ
ータ始動時の「０」と、上記のモータ定数とを使用し、
ルンゲ・クッタ（Runge-Kutta ）法を用いて解くことに
より、電流予測値ｉ2 として算出することができる。
が求められる。そして、初期値としての電流値ｉ0 にモ
ータ始動時の「０」と、上記のモータ定数とを使用し、
ルンゲ・クッタ（Runge-Kutta ）法を用いて解くことに
より、電流予測値ｉ2 として算出することができる。
【００２８】なお、式（４）において、右辺の電流値ｉ
は前回算出された電流予測値であり、駆動電圧値ｖは式
（１）を用いて電圧指令値ｖ0 から求められる電圧値で
ある。
は前回算出された電流予測値であり、駆動電圧値ｖは式
（１）を用いて電圧指令値ｖ0 から求められる電圧値で
ある。
【００２９】以上の説明では、本発明の回転駆動の制御
対象としてのモータ３０にはＶＲ（可変リラクタンス）
型モータを適用したが、ステップモータ等の他の一般的
なモータにも適用することができる。
対象としてのモータ３０にはＶＲ（可変リラクタンス）
型モータを適用したが、ステップモータ等の他の一般的
なモータにも適用することができる。
【００３０】また、常微分方程式の解法としてルンゲ・
クッタ法を適用したが、アダムス・モルトン（Adams-Mo
ulton ）法等の他の常微分方程式を解くための数値計算
法を適用してもよい。
クッタ法を適用したが、アダムス・モルトン（Adams-Mo
ulton ）法等の他の常微分方程式を解くための数値計算
法を適用してもよい。
【００３１】さらに、検出手段４０として二相のパルス
を出力するロータリエンコーダ４１を適用したが、角速
度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θを検出できる他のロ
ータリエンコーダ等の検出器を適用してもよい。
を出力するロータリエンコーダ４１を適用したが、角速
度（ｄθ／ｄｔ）及び電気位相角θを検出できる他のロ
ータリエンコーダ等の検出器を適用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、電流検
出を行わずに、検出された回転位置と、指令された電圧
指令値とから予測した電流値である電流予測値を出力
し、指令された電流指令値とから、電圧指令値を制御し
てモータの駆動制御を行うように構成したので、必要な
回路部品が少なくなり、コストを抑えることができる。
出を行わずに、検出された回転位置と、指令された電圧
指令値とから予測した電流値である電流予測値を出力
し、指令された電流指令値とから、電圧指令値を制御し
てモータの駆動制御を行うように構成したので、必要な
回路部品が少なくなり、コストを抑えることができる。
【図１】本発明のモータ駆動装置の原理説明図である。
【図２】本発明のモータ駆動装置の全体構成図である。
１０ サーボ制御手段 ２０ 電力増幅手段 ３０ モータ ４０ 検出手段 ５０ 電流予測手段
Claims (3)
- 【請求項１】 モータの回転駆動を制御するモータ駆動
装置において、 電流指令値と電流予測値とから、電圧指令値を出力する
サーボ制御手段と、 前記電圧指令値を増幅する電力増幅手段と、 モータの回転位置を検出する検出手段と、 前記電圧指令値と、前記モータの回転位置とから、前記
電流予測値を出力する電流予測手段と、 を有することを特徴とするモータ駆動装置。 - 【請求項２】 前記電流予測手段は、前記モータの回転
位置から角速度及び電気位相角を求め、常微分方程式を
解くことによって前記電流予測値を求めるように構成し
たことを特徴とする請求項１記載のモータ駆動装置。 - 【請求項３】 前記モータは、ＶＲ（可変リラクタン
ス）型モータであることを特徴とする請求項１記載のモ
ータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076809A JPH05284773A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | モータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076809A JPH05284773A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | モータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05284773A true JPH05284773A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13615998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076809A Pending JPH05284773A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | モータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05284773A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100565263B1 (ko) * | 2004-11-23 | 2006-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 입력전압 센서리스형 능동필터의 제어방법 및 입력전압예측방법 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076809A patent/JPH05284773A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100565263B1 (ko) * | 2004-11-23 | 2006-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 입력전압 센서리스형 능동필터의 제어방법 및 입력전압예측방법 |
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