JPH0574315B2 - - Google Patents
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- JPH0574315B2 JPH0574315B2 JP58007334A JP733483A JPH0574315B2 JP H0574315 B2 JPH0574315 B2 JP H0574315B2 JP 58007334 A JP58007334 A JP 58007334A JP 733483 A JP733483 A JP 733483A JP H0574315 B2 JPH0574315 B2 JP H0574315B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- H02P6/32—Arrangements for controlling wound field motors, e.g. motors with exciter coils
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- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はパルス幅変調(PWM)インバータを
用いて、電流を連続に制御し、回転子の位置に応
じて正弦波状の電流を各相巻線に流す方式を使用
したブラシレス電動機の速度制御装置で、特に回
転子の位置と速度を検出する検出器を有し、これ
らの検出信号に基づいて回転速度と巻線電流との
位相を同期化させて速度制御するブラシレス電動
機の速度制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention uses a pulse width modulation (PWM) inverter to continuously control the current and direct a sinusoidal current to each phase winding depending on the rotor position. This is a speed control device for a brushless motor that uses a current flow method, and has a detector that specifically detects the position and speed of the rotor, and synchronizes the phase of the rotation speed and winding current based on these detection signals. The present invention relates to a speed control device for a brushless electric motor.
従来プラシレス電動機の速度及び位置検出器と
してレゾルバを使用したものがあるが、検出器が
エンコーダに比較して大きくなり、更に価格が高
いという不利な面がある。また上記の検出器とし
てアブソリユート形のエンコーダを使用した場合
インクリメンタル形に比較して概して分解能が低
く、電気的特性が悪く、高速領域まで使用が出来
ないという欠点がある。
Conventionally, resolvers have been used as speed and position detectors for plasticless motors, but these have disadvantages in that the detectors are larger than encoders and are more expensive. Further, when an absolute type encoder is used as the above-mentioned detector, there are disadvantages in that the resolution is generally lower than that of the incremental type, the electrical characteristics are poor, and the encoder cannot be used in a high-speed range.
またインクリメンタル形のエンコーダを使用し
てブラシレス電動機の速度制御する場合、制御電
源投入時回転子の絶対位置が分らないため、起動
位置検出信号に電流指令(基準)信号を同期して
いないためそのまま始動したのではトルク脈動が
発生する。 In addition, when controlling the speed of a brushless motor using an incremental encoder, the absolute position of the rotor is not known when the control power is turned on, so the current command (reference) signal is not synchronized with the starting position detection signal, so the motor starts as is. If you do so, torque pulsation will occur.
本発明は、始動トルクの減少を抑えたトルク脈
動の少ない、安価なブラシレス電動機の速度制御
装置を提供するにある。
An object of the present invention is to provide an inexpensive speed control device for a brushless motor that suppresses a decrease in starting torque and has little torque pulsation.
本発明の要点を第1図を用いて説明する。 The main points of the present invention will be explained using FIG.
分配器(磁極位置検出器)から出力される信号
PU、PV、PWに基づき、60゜区間毎の回転子の位
置(角度)、即ち界磁磁束の角度の情報を与える
信号(0、0、1)、(1、0、1)……等を形成
し、これらの信号に対応した角度のデータをメモ
リに格納して置き、上記の回転子の位置検出コー
ド信号の変化時点をとらえて回転子の位置信号
(θR)の検出を行う。例えば第1図で検出コード
(0、0、1)から(1、0、1)に変化した時
点をとらえて、対応メモリから位置データを読み
出し、回転子の位置θRとして0°を与える。また、
検出コードが(1、0、1)から(1、0、0)
に変化した時点ではθRとして60°を与える。 Signal output from the distributor (magnetic pole position detector)
Based on PU, PV, and PW, signals (0, 0, 1), (1, 0, 1), etc. that give information on the position (angle) of the rotor in each 60° section, that is, the angle of the field magnetic flux. The angle data corresponding to these signals is stored in a memory, and the rotor position signal (θ R ) is detected by capturing the change point of the rotor position detection code signal. For example, in FIG. 1, the point in time when the detection code changes from (0, 0, 1) to (1, 0, 1) is captured, position data is read from the corresponding memory, and 0° is given as the rotor position θ R. Also,
Detection code is from (1, 0, 1) to (1, 0, 0)
When it changes to 60° is given as θ R.
上記のθRの信号に基づいて電流指令信号(α)
と回転子の位置(界磁磁束)との位相差がゼロに
なるように同期化する。制御電源投入の際の始動
時の同期化は次のように行う。先ず60°区間の位
置検出コード(1、0、1)、(1、0、0)、…
(0、0、1)を読み取り、回転子の位置(角度)
が0°〜360°中の0°〜60°、60°〜120°……、300°
〜
360°の何れの60°区間にあるかを検出し、該当区
間の中心の値(例えば第1図で−60°〜0°の区間
にあることが分つたら、電流指令信号の初期位相
として−30°を設定する)から始動するようにす
る。 Current command signal (α) based on the above θ R signal
and the rotor position (field magnetic flux) are synchronized so that the phase difference between them is zero. Synchronization at startup when the control power is turned on is performed as follows. First, the position detection code for the 60° interval (1, 0, 1), (1, 0, 0),...
Read (0, 0, 1), rotor position (angle)
is 0° to 60°, 60° to 120°, 300° in 0° to 360°
~
Detect which 60° section of 360° it is in, and determine the center value of the corresponding section (for example, if it is found to be in the -60° to 0° section in Figure 1), set it as the initial phase of the current command signal. -30°).
回転子が駆動して回転子検出コードの変化が始
めて生じた時点で回転子の位置θRの設定、即ち第
1図では(0、0、1)から(1、0、1)に変
化した時点θRとして0°を設定し、電流指令信号の
位相θ1と上記のθ2との偏差Δθ′を求め、この偏差
は速度制御系が起動される度に、徐々にゼロにな
るように自動修正を行う。 When the rotor is driven and the rotor detection code first changes, the rotor position θ R setting changes from (0, 0, 1) to (1, 0, 1) in Figure 1. Set 0° as the time θ R , and find the deviation Δθ′ between the phase θ 1 of the current command signal and the above θ 2. This deviation gradually becomes zero every time the speed control system is started. Perform automatic corrections.
次に電源投入時の初期始動時の最大トルク変動
分を評価してみる。界磁磁束が正弦分布をしてい
るとすると瞬時発生トルクτMは次式で与えられ
る。 Next, let's evaluate the maximum torque fluctuation at the initial start when the power is turned on. Assuming that the field magnetic flux has a sinusoidal distribution, the instantaneous generated torque τ M is given by the following equation.
τMKM{I1sin(θR+Δθ′)φsinθR+I1sin(
θR−120°+Δθ′×φsin(θR−120°)
+I1sin(θR−240°+Δθ′)φsin(θR−2
40°)}=3/2KM・φ・I1cosΔθ′……(1)
但しKM:比例定数
φ:有効界磁磁束
I1:U、V、W各巻線電流の振幅値
(1)式から始動時の電流指令信号と回転子の位相
づれによつて発生する最大トルク変動分は(1−
cosΔθ′)で(Δθ′)=30°と置いて得られる。こ
の
値は約13%の程度でありこの変動分は次の60°区
間検出信号が発生するまで速度制御系で補償され
る量である。 τ M K M {I 1 sin(θ R +Δθ′)φsinθ R +I 1 sin(
θ R −120°+Δθ′×φsin(θ R −120°) +I 1 sin(θ R −240°+Δθ′)φsin(θ R −2
40°)}=3/2K M・φ・I 1 cosΔθ′……(1) However, K M : Proportionality constant φ: Effective field magnetic flux I 1 : Amplitude value of each winding current of U, V, W (1) From the formula, the maximum torque fluctuation caused by the phase difference between the current command signal and the rotor at startup is (1-
cos Δθ') and set (Δθ') = 30°. This value is about 13%, and this variation is compensated by the speed control system until the next 60° section detection signal is generated.
通常の運転状態においても電流指令信号の位相
θ1を60°毎のタイミングで得られる回転子の位置
θRを参照して修正するようにし、電流指令信号の
位相θ1に積算される誤差を非常に少なくする。こ
の様な手法をとらないと電流指令信号の角周波数
ω1に±Δω1の誤差があつた場合その位相θ1は∫
(ω1±Δω1)dtの形で常に積分されることなるた
め、長時間にわつたて運転した場合、誤差が増加
し同期づれが発生する。そのため通常の運転状態
においても常にθ1の値を修正することが必要にな
る。 Even in normal operating conditions, the phase θ 1 of the current command signal is corrected by referring to the rotor position θ R obtained at every 60° timing, and the error accumulated in the phase θ 1 of the current command signal is corrected. Very little. If such a method is not used, if there is an error of ±Δω 1 in the angular frequency ω 1 of the current command signal, the phase θ 1 will be ∫
Since it is always integrated in the form of (ω 1 ±Δω 1 ) dt, if it is operated vertically for a long time, errors will increase and synchronization will occur. Therefore, it is necessary to constantly correct the value of θ 1 even in normal operating conditions.
第2図は制御ブロツク構成、第3図は第2図の
制御系を用いてブラシレス電動機を可変速駆動す
るためシステム構成を示したものである。
FIG. 2 shows a control block configuration, and FIG. 3 shows a system configuration for driving a brushless motor at variable speed using the control system shown in FIG.
ポテンシヨメータ等の速度設定からアナログ−
デイジタル量に変換され、速度指令ωREFが取り込
まれ、速度計測回路から得られるサンプリングタ
イム内のエンコーダのパルス数N及びサンプリン
グ周期持つ信号とエンコーダ信号とを同期をとつ
て得られる信号の時間幅Tの各データに基づいて
速度算出処理21から得られる回転角速度ωMを
求める。ωREFとωMとの偏差Δεを求め、Δεがゼロ
になる速度演算補償(比例+積分補償)20を行
い、電流指令信号の振幅値I1を求め、振幅値格納
レジスタ24に格納する。トルク制御はこのI1の
値を変えることによつて行われる。一方速度算出
処理21の処理によつて得られる回転角速度ωM
を一旦ゲイン変換処理22によつて電流指令信号
の角周波数(インバータ角周波数)ω1を得、角
周波数格納レジスタに格納する。 Analog from speed setting of potentiometer etc.
The speed command ω REF is converted into a digital quantity, the speed command ω REF is taken in, the number N of encoder pulses within the sampling time obtained from the speed measurement circuit, and the time width T of the signal obtained by synchronizing the signal with the sampling period and the encoder signal. The rotational angular velocity ω M obtained from the velocity calculation process 21 is determined based on each data. The deviation Δε between ω REF and ω M is determined, speed calculation compensation (proportional + integral compensation) 20 is performed so that Δε becomes zero, and the amplitude value I 1 of the current command signal is determined and stored in the amplitude value storage register 24. Torque control is performed by changing the value of I1 . On the other hand, the rotational angular velocity ω M obtained by the speed calculation process 21
The angular frequency (inverter angular frequency) ω 1 of the current command signal is once obtained through gain conversion processing 22 and stored in the angular frequency storage register.
上記のω1は積分器25によつて角度(位相)
θ1を得る。回転子の位置と電流指令信号との同期
化は次のように行われる。位置検出器(分配器)
から60°区間検出信号形成回路29を通して得ら
れる情報を基に、各60°区間信号の変化時点に対
応した同期化するためのデータを算出する処理2
7によθRを求め、これと積分器25の内容を読み
出して得られたθ1との偏差Δθを求め、これを1
次遅れ補償26によつて同期化のための補正デー
タΔθ′を得、上記データΔθ′をθ1に加算して、回
転
子の位置に同期化した電流指令信号の位相θ*を求
め、θ*及び(θ*−120°)に対応した正弦波の値を
正弦波格納メモリ28から得、これらの値をD/
A変換器30で2相のアナログの電流指令
I1sinθ*、I1sin(θ*−120°)を求め、更に上記の2
相に基づいて2相−3相変換回路31で相分の電
流指令信号I1sinθ*、I1sin(θ*−120°)、I1sin(θ
*−
240°)を得る。上記の3相の電流指令信号は各々
対応した巻線相電流と比較器32で比較されパル
ス幅変調(PWM)信号を得る。 The above ω 1 is determined by the integrator 25 as an angle (phase)
Obtain θ 1 . Synchronization of the rotor position and the current command signal is performed as follows. Position detector (distributor)
Processing 2 for calculating data for synchronization corresponding to the change point of each 60° interval signal based on information obtained from the 60° interval detection signal forming circuit 29
7, find θ R , find the deviation Δθ between this and θ 1 obtained by reading the contents of the integrator 25, and convert this to 1
Correction data Δθ' for synchronization is obtained by the next lag compensation 26, and the above data Δθ' is added to θ 1 to obtain the phase θ * of the current command signal synchronized with the rotor position, and θ * and (θ * −120°) are obtained from the sine wave storage memory 28, and these values are stored in the D/
Two-phase analog current command with A converter 30
Find I 1 sin θ * and I 1 sin (θ * −120°), and then
Based on the phase, the 2-phase to 3-phase conversion circuit 31 generates phase current command signals I 1 sin θ * , I 1 sin (θ * −120°), I 1 sin (θ
* −
240°). The three-phase current command signals mentioned above are compared with the corresponding winding phase currents by a comparator 32 to obtain a pulse width modulation (PWM) signal.
第3図は上述したアルコリズムを用いたブラシ
レス可変速駆動システムの構成を示したものであ
る。 FIG. 3 shows the configuration of a brushless variable speed drive system using the above-mentioned algorithm.
交流電源1を整流器2によつて整流し直流電圧
を得、これを平滑コンデンサ3で平滑し、PWM
インバータ4に入力する。PWMインバータでは
可変電圧・可変周波数の電圧をブラシレス電動機
6に印加し可変速駆動される。 AC power supply 1 is rectified by rectifier 2 to obtain DC voltage, which is smoothed by smoothing capacitor 3 and PWM
Input to inverter 4. The PWM inverter applies variable voltage/variable frequency voltage to the brushless motor 6 to drive it at variable speed.
上記のPWMインバータの制御は次のような構
成で行われる。電動機6に回転子位置検出器7及
びエンコーダ8が取付けられており、それぞれ
60°区間検出信号形成回路29、速度計測回路1
4に入力される。29及び14の回路からは第2
図の同期化制御処理26,27及び速度制御処理
20,21,22の各プログラムを起動するため
の割込み信号IRQ2,IRQ1信号を発生する。 The above PWM inverter is controlled by the following configuration. A rotor position detector 7 and an encoder 8 are attached to the electric motor 6, and each
60° section detection signal formation circuit 29, speed measurement circuit 1
4 is input. From the circuits 29 and 14, the second
Interrupt signals IRQ 2 and IRQ 1 are generated to start the programs of synchronization control processing 26, 27 and speed control processing 20, 21, 22 shown in the figure.
割込み信号IRQ1が発生するとマイクロプロセ
ツサ(MPU)9はアドレスデコーダ10から生
成されるアドレス信号によつてEPROM12を指
定し、その中の格納されている速度制御処理、位
相補正データ算出処理プログラムを実行する。そ
の結果得られたデータI1,ω1,Δθ′は電流指令回
路15の所定のレジスタに格納される。15では
I1,ω1,Δθ′のデータに基づき3相の電流指令信
号I1sin(∫ω1dt+Δθ′)、I1sin(∫ω1dt−120°
+Δθ′)、
I1sin(∫ω1dt−240°+Δθ′)を形成し、上記の3
相
の指令信号は電流制御回路16に入力され、電流
検出器5から得られる各相巻線電流と比較され
PWM信号を得る。このPWM信号はベース駆動
回路17増幅され、PWMインバータ4のベース
に印加する。 When the interrupt signal IRQ 1 is generated, the microprocessor (MPU) 9 specifies the EPROM 12 using the address signal generated from the address decoder 10, and executes the speed control processing and phase correction data calculation processing programs stored therein. Execute. The resulting data I 1 , ω 1 , Δθ' are stored in a predetermined register of the current command circuit 15. At 15
Based on the data of I 1 , ω 1 , Δθ′, three-phase current command signals I 1 sin (∫ω 1 dt + Δθ′), I 1 sin (∫ω 1 dt−120°
+Δθ′),
I 1 sin (∫ω 1 dt−240°+Δθ′) and the above 3
The phase command signals are input to the current control circuit 16 and compared with each phase winding current obtained from the current detector 5.
Get PWM signal. This PWM signal is amplified by the base drive circuit 17 and applied to the base of the PWM inverter 4.
また割込み信号IRQ2が発生すると回転子の位
置と電流指令信号の位相合せを行う同期化制御処
理プログラムを実行する。先ず回路29の状態を
読取り、それに対応した回転子の位相θRを求め
る。次に電流指令回路の電流指令信号の位相格納
レジスタからデータθ1=(∫ω1dt)を読み取り、上
記のθRの偏差Δθ(=θR−θ1)を求め、1次遅れ補
償を行い、位相補正データΔθ′を得、電流指令回
路15の位相補正格納レジスタに格納する。 Furthermore, when the interrupt signal IRQ 2 is generated, a synchronization control processing program is executed to match the phase of the rotor position and the current command signal. First, the state of the circuit 29 is read and the corresponding rotor phase θ R is determined. Next, read the data θ 1 = (∫ω 1 dt) from the current command signal phase storage register of the current command circuit, find the deviation Δθ (= θ R − θ 1 ) of the above θ R , and perform first-order lag compensation. Then, phase correction data Δθ' is obtained and stored in the phase correction storage register of the current command circuit 15.
回路15では上記のθ1にΔθ′を加え、同期化さ
れた位相θ*を求め、実際の電流指令信号の位相指
令とする。この指令に基づいたPWM信号が回路
16で形成され、この信号は回路17で増幅さ
れ、ベース信号となる。 The circuit 15 adds Δθ' to the above θ 1 to obtain the synchronized phase θ * , which is used as the phase command of the actual current command signal. A PWM signal based on this command is generated in circuit 16, and this signal is amplified in circuit 17 to become a base signal.
なお今回のIRQ2から次のIRQ2間で実行される
IRQ1内の位相補正データ算出処理プログラムは
今回のIRQ2の処理の結果得られたΔθ′を基準に1
次遅れ補償を行う。 Note that this will be executed between the current IRQ 2 and the next IRQ 2 .
The phase correction data calculation processing program in IRQ 1 is based on Δθ′ obtained as a result of the current IRQ 2 processing.
Compensate for the next delay.
即ち、IRQ2の処理では Δθ=θR−θ1 ……(2) (Δθ′)=Δθ/1+TS ……(3) T:時定数 S:微分演算子 となり、IRQ1の処理では (Δθ′)o=Δθ′o-1/1+TS ……(4) となる。 That is, in the processing of IRQ 2 , Δθ=θ R −θ 1 ...(2) (Δθ') = Δθ/1+TS ...(3) T: time constant S: differential operator, and in the processing of IRQ 1 , (Δθ ′) o = Δθ′ o-1 /1+TS ...(4).
ただし、
(Δθ′)o-1:前回のIRQ1の1次遅れ補償処理によ
つて得られた値
(Δθ′)o:今回のIRQ1の1次遅れ補償処理によつ
て得られた値
次に回路14,29内の割込み信号IRQ1,
IRQ2の発生方法について述べる。 However, (Δθ′) o-1 : Value obtained by the first-order lag compensation process for the previous IRQ 1 (Δθ′) o : Value obtained by the first-order lag compensation process for the current IRQ 1 Next, interrupt signals IRQ 1 in circuits 14 and 29,
We will explain how IRQ 2 occurs.
第4図には割込み信号のタイミング発生タイム
チヤートを示す。エンコーダから信号Ecが出力
され、これと回路14のタイマから出力される割
込み信号IRQ1によつて駆動されるプログラムを
実行する起動周期を持つ信号TS0とが同期化さ
れ、信号TS1を得る。信号TS1のエツジ(立上り、
立下り時点)から第4図に示す割込み信号IRQ1
を得る。 FIG. 4 shows a timing chart of interrupt signal generation. A signal Ec is output from the encoder, and this is synchronized with a signal T S0 having an activation period for executing a program driven by an interrupt signal IRQ 1 output from the timer of the circuit 14 to obtain a signal T S1 . . Edge of signal T S1 (rising,
(at the falling edge) to the interrupt signal IRQ 1 shown in Figure 4.
get.
また回転子の位置検出器(分配器)7から得ら
れる信号PU、PV、PWをエンコーダ信号Ecに同
期化させPU′、PV′、PW′を得、これら3信号の
エツジから第4図に示す割込み信号IRQ2を得る。
エンコーダ信号に同期させる理由は、IRQ1,
IRQ2の各処理での速度計測の精度を向上させる
ためである。 In addition, the signals PU, PV, and PW obtained from the rotor position detector (distributor) 7 are synchronized with the encoder signal E c to obtain PU', PV', and PW', and from the edges of these three signals, as shown in Figure 4. Obtain the interrupt signal IRQ 2 shown in .
The reason for synchronizing with the encoder signal is IRQ 1 ,
This is to improve the accuracy of speed measurement in each IRQ 2 process.
MPUに入る割込み信号としては上記のIRQ1と
IRQ2とのノアを取つて得られる信号をIRQとす
る。なお割込み信号IRQ1とIRQ2の優先順位は同
期化処理を行うIRQ2の割込み信号を高くする。
このようにしたのは同期データ処理を出来るだけ
時間遅れなく行う必要があるためである。 The interrupt signals that enter the MPU are the above IRQ 1 and
Let IRQ be the signal obtained by taking the NOR with IRQ 2 . Note that the priority of the interrupt signals IRQ 1 and IRQ 2 is such that the interrupt signal of IRQ 2 , which performs synchronization processing, is given a higher priority.
This is done because it is necessary to perform synchronous data processing with as little time delay as possible.
次に第5図に電流指令回路15の具体的な構成
を示す。第6図はその動作を説明するタイムチヤ
ートを表わしたものである。 Next, FIG. 5 shows a specific configuration of the current command circuit 15. FIG. 6 shows a time chart explaining the operation.
運転指令aが入るとMPUから出力されるイネ
ープル信号Eと同期した信号b(図では立下り時
点に同期)に変換され、更に信号Eに同期した信
号cを得る。上記信号b及びcのEORをとつて
ステージ信号STC0〜STC11を形成するため
初期起動信号STC INを得る。上記の運転指令a
からSTC11の信号を形成するのがステージ信
号発生回路56である。この56の回路はラツ
チ、レシフトレジスタ等で容易に構成される。5
6で発生した信号に基づいて第2図の制御ブロツ
クに示すハードウエア処理が実行される。 When the operation command a is input, it is converted into a signal b (synchronized at the falling edge in the figure) which is synchronized with the enable signal E output from the MPU, and further a signal c which is synchronized with the signal E is obtained. An initial activation signal STC IN is obtained by taking the EOR of the signals b and c to form stage signals STC0 to STC11. Operation command a above
A stage signal generation circuit 56 generates a signal for the STC 11 from the signal. These 56 circuits can be easily constructed using latches, shift registers, and the like. 5
Based on the signal generated at step 6, the hardware processing shown in the control block of FIG. 2 is executed.
ここでは割込みルーチンIRQ1及びIRQ2によつ
て得られたデータω1,I1,Δθ′の各データ(絶対
値及び符号データ)はPIA50にMPUによつて
データバスを経由して一旦格納される(ここでは
ω1,I1,Δθ′:2バイトデータとする。)。上記の
データω1,Δθ′の各データの絶対値は53の専用レ
ジスタに、符号データはレジスタ52に格納され
る。ω1,Δθ′が上記のレジスタに転送されるスト
ロープ信号は第6図FRE Reg ST、PHA Reg
STで示す。これらのストローブ信号はMPUから
PIA50に転送している間は破線P16及びP15で示
すようなストローブ信号の抑制を図る(この信号
が発生している間は対応するFRE Reg ST、
PHA Reg STの各信号を抑える。)。これは2バ
イトのデータをを揃えでレジスタ53に格納され
るためである。 Here, the data ω 1 , I 1 , and Δθ′ (absolute value and sign data) obtained by the interrupt routines IRQ 1 and IRQ 2 are temporarily stored in the PIA 50 by the MPU via the data bus. (here, ω 1 , I 1 , Δθ′: 2-byte data). The absolute value of each of the data ω 1 and Δθ' is stored in 53 dedicated registers, and the code data is stored in register 52. The strobe signals for which ω 1 and Δθ' are transferred to the above registers are shown in Figure 6 FRE Reg ST, PHA Reg
Indicated by ST. These strobe signals come from the MPU
While transferring to PIA50, strobe signals as shown by broken lines P16 and P15 are suppressed (while this signal is generated, the corresponding FRE Reg ST,
Suppress each signal of PHA Reg ST. ). This is because the 2-byte data is stored in the register 53 in an aligned manner.
電流振幅値(符号付きデータ)はD/A変換器
54のレジスタに転送され、2バイトデータを揃
えてD−A変換する。 The current amplitude value (signed data) is transferred to the register of the D/A converter 54, and 2-byte data is aligned and D/A converted.
ω1のデータはレジスタ53の出力コントロー
ル信号FRE Reg OUTによつて前回の処理でレ
ジスタ57に格納されている角度θo-1(=
(ω1′∫dt)o-1)に52に格納されている加(減)
酸指令によつて加(減)算が実行され(ω1±θo-1
→θo)、この結果得られたデータをストローブ信
号TEM Reg STのAの信号によつてレジスタ5
9に転送し、更にADD Reg STによつてレジス
タ57に格納する。 The data of ω 1 is the angle θ o-1 (=
(ω 1 ′∫dt) o-1 ) is the addition (subtraction) stored in 52.
Addition (subtraction) is performed by the acid command (ω 1 ±θ o-1
→θ o ), and the resulting data is sent to the register 5 by the A signal of the strobe signal TEM Reg ST.
9, and further stored in register 57 by ADD Reg ST.
次に位相補正データΔθが53の所定のレジス
タから出力コントロール信号PHA Reg OUTに
よつて出力され、52の加(減)算指令によつて
レジスタ57の内容θoと加(減)算され、その結
果をレジスタ59にTEM Reg STによつて格納
する。この結果得られたデータθ*(=θo±Δθ′)ス
トローブ信号DASTによつてD/A変換器30
に転送され、54の出力値によつて振幅変調され
た電流指令信号が発生する。30ではθ*、θ*−
120°に対応した2相の電流指令信号が発生する
が、これは回路31で2相−3相に変換され、こ
れと対応する1次電流とが32で比較され、
PWM信号を得る。 Next, the phase correction data Δθ is outputted from a predetermined register 53 by the output control signal PHA Reg OUT, and is added (subtracted) to the content θ o of the register 57 by the addition (subtraction) command 52. The result is stored in register 59 by TEM Reg ST. The resulting data θ * (=θ o ±Δθ′) is sent to the D/A converter 30 by the strobe signal DAST.
A current command signal whose amplitude is modulated by the output value of 54 is generated. 30, θ * , θ * −
A two-phase current command signal corresponding to 120° is generated, which is converted into two-phase to three-phase in circuit 31, and this and the corresponding primary current are compared in circuit 32.
Get PWM signal.
以上の実施例では速度計測処理はIRQ1のルー
チン内で行うようにしたが、急加減時を位相づれ
を出来るだけ精度良く補償するためには60°区間
毎IRQ2ルーチンでも速度計測処理を行うように
すれば良い。 In the above example, the speed measurement process is performed in the IRQ 1 routine, but in order to compensate for the phase shift as accurately as possible during sudden acceleration/deceleration, the speed measurement process is also performed in the IRQ 2 routine every 60° interval. Just do it like this.
本発明によれば、高価なレゾルバやアブソリユ
ートエンコーダを用いなくても、安価な分配器を
用いても回転磁極位置と巻線電流位相を同期化で
きるので、始動トルクの減少を抑えたトルク脈動
の少ない、安価なブラシレス電動機の速度制御装
置が実現できるという効果がある。
According to the present invention, the rotating magnetic pole position and the winding current phase can be synchronized using an inexpensive distributor without using an expensive resolver or absolute encoder. This has the effect of realizing an inexpensive speed control device for a brushless motor with less pulsation.
第1図は本発明による回転子の位相と電流指令
信号との同期化原理を説明する図、第2図は本発
明のブラシレス電動機の制御ブロツク図、第3図
は本発明のシステム構成図、第4図は割込み信号
発生タイムチヤート図、第5図は電流指令回路
図、第6図は第5図の動作説明タイムチヤート図
である。
20……速度演算処理、21……速度計測処
理、25……積分器、26……1次遅れ補償要
素、27……同期化データ算出処理、28……正
弦波テーブルメモリ、29……60°区間検出信号
形成回路、24,30……D/A変換器、31…
…2相−3相変換回路、32……比較器、4……
PWMインバータ、5……電流検出器、6……ブ
ラシレス電動機、7……分配器(回転子位置検出
器)、8……エンコーダ、9……マイクロプロセ
ツサ、11,12……メモリ、14……速度計測
回路、29……60°位置検出回路、15……電流
指令回路、16……電流制御回路、17……ベー
ス駆動回路。
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of synchronization of the rotor phase and current command signal according to the present invention, FIG. 2 is a control block diagram of the brushless motor according to the present invention, and FIG. 3 is a system configuration diagram according to the present invention. 4 is an interrupt signal generation time chart, FIG. 5 is a current command circuit diagram, and FIG. 6 is a time chart explaining the operation of FIG. 5. 20...Speed calculation processing, 21...Speed measurement processing, 25...Integrator, 26...First-order delay compensation element, 27...Synchronization data calculation processing, 28...Sine wave table memory, 29...60 °Section detection signal forming circuit, 24, 30...D/A converter, 31...
...2-phase to three-phase conversion circuit, 32... Comparator, 4...
PWM inverter, 5...Current detector, 6...Brushless motor, 7...Distributor (rotor position detector), 8...Encoder, 9...Microprocessor, 11, 12...Memory, 14... ... Speed measurement circuit, 29 ... 60° position detection circuit, 15 ... Current command circuit, 16 ... Current control circuit, 17 ... Base drive circuit.
Claims (1)
巻線電流の大きさと位相を制御してパルス幅変調
インバータにより可変速駆動するブラシレス電動
機の速度制御装置において、 前記電動機の回転速度を指令する手段と、 前記回転子の回転速度を検出する速度検出器
と、 該回転速度検出信号と前記回転速度指令信号よ
り前記巻線電流の大きさの指令信号を作成する手
段と、 前記回転速度の検出信号より前記巻線電流位相
指令信号を作成する手段と、 前記電動機の回転子の回転位置に応じて120度
の位相差を有する3相の方形波信号を出力する分
配器と、 前記3相の方形波信号より回転子位置の60度毎
に変化する位置検出コードを出力する手段と、 前記60度毎の回転子位置検出コードの状態の変
化を検出する手段と、 予め前記位置検出コードに対応した回転子の0
度から360度の位置中の60度区間毎の位置信号デ
ータ(0、60、…300、360度相当)を格納する記
憶手段と、 前記検出コードの変化時点の情報を前記記憶手
段に入力して該情報に対応した位置信号データを
呼出し、該位置信号データと前記回転速度の信号
を積分した信号との偏差をとり、該偏差値の1次
遅れ補償して得られる値を前記巻線電流位相指令
信号に補正する手段と、 該補正手段によつて得られる巻線電流位相指令
信号と前記巻線電流の大きさの指令信号を入力と
して前記ブラシレス電動機を可変速駆動するパル
ス幅変調インバータと を備えたことを特徴とするブラシレス電動機の速
度制御装置。[Scope of Claims] 1. A speed control device for a brushless motor that controls the magnitude and phase of a winding current of a three-phase brushless motor having rotor magnetic poles and drives the motor at variable speed using a pulse width modulation inverter, comprising: means for commanding a speed; a speed detector for detecting the rotational speed of the rotor; means for creating a command signal for the magnitude of the winding current from the rotational speed detection signal and the rotational speed command signal; means for creating the winding current phase command signal from a rotational speed detection signal; a distributor for outputting a three-phase square wave signal having a phase difference of 120 degrees according to the rotational position of the rotor of the motor; means for outputting a position detection code that changes every 60 degrees of the rotor position from the three-phase square wave signal; means for detecting a change in the state of the rotor position detection code every 60 degrees; 0 of the rotor corresponding to the detection code
storage means for storing position signal data (equivalent to 0, 60, ... 300, 360 degrees) for each 60 degree section within a position of 360 degrees from 360 degrees; and inputting information at the time of change of the detection code into the storage means. The position signal data corresponding to the information is retrieved, the deviation between the position signal data and the signal obtained by integrating the rotational speed signal is calculated, and the value obtained by first-order lag compensation of the deviation value is calculated as the value obtained by the winding current. means for correcting a phase command signal; a pulse width modulation inverter that drives the brushless motor at a variable speed by inputting a winding current phase command signal obtained by the correcting means and a command signal for the magnitude of the winding current; A speed control device for a brushless motor, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007334A JPS59136088A (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Speed controller of brushless motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58007334A JPS59136088A (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Speed controller of brushless motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136088A JPS59136088A (en) | 1984-08-04 |
| JPH0574315B2 true JPH0574315B2 (en) | 1993-10-18 |
Family
ID=11663047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58007334A Granted JPS59136088A (en) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Speed controller of brushless motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136088A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0824434B2 (en) * | 1985-05-31 | 1996-03-06 | 株式会社日立製作所 | Speed control method of brushless DC motor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5442612A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-04 | Toshiba Corp | Electronic rotor |
| JPS57177288A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-30 | Fanuc Ltd | Control system for synchronous motor |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP58007334A patent/JPS59136088A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59136088A (en) | 1984-08-04 |
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