JPH06113583A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents

同期電動機の制御装置

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JPH06113583A
JPH06113583A JP4261381A JP26138192A JPH06113583A JP H06113583 A JPH06113583 A JP H06113583A JP 4261381 A JP4261381 A JP 4261381A JP 26138192 A JP26138192 A JP 26138192A JP H06113583 A JPH06113583 A JP H06113583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synchronous motor
phase
current
sine wave
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4261381A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Osako
健二 尾迫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06113583A publication Critical patent/JPH06113583A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同期電動機のトルクリップルの低減を図る。 【構成】 同期電動機1の回転に応じてA,B相信号
A,Bと、Z相信号Zと、U,V,W相信号U,V,W
を出力するロータリエンコーダ2を設け、同期電動機1
を、その起動時には、U,V,W相信号U,V,Wに応
じて矩形波発生回路16から出力される矩形波PWに基
づいて電流制御し、Z相信号Zの出力後は、A,B相信
号A,Bに応じて正弦波発生回路17から出力される正
弦波SWに基づいて電流制御する制御手段15を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータリエンコーダを
用いて同期電動機の電流制御を行なう同期電動機の制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ACサーボモータの制御用と
してロータリエンコーダを用いた制御装置が供されてお
り、これは、モータとして同期電動機を用いて、ロータ
リエンコーダからの各相に対応する位置検出信号として
のU,V,W相信号に基づいて矩形波を発生させ、この
矩形波に応じて電流指令値を出力させて、同期電動機に
供給される電流が前記電流指令値となるように電流制御
する構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、同期
電動機に流れる電流が矩形波となるので、トルクリップ
ルが生じて、制御精度が低下する不具合がある。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ロータリエンコーダを用いた電流制御
であっても、トルクリップルの低減を図り得る同期電動
機の制御装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の同期電動機の制
御装置は、同期電動機の回転に応じて互いに90度の位
相差を有するA,B相信号及び特定回転位置に対応する
Z相信号並びに各相に対応するU,V,W相信号を出力
するロータリエンコーダとを設け、このロータリエンコ
ーダのU,V,W相信号に基づいて矩形波を出力する矩
形波発生回路を設け、前記ロータリエンコーダのA,B
相信号に基づいて正弦波を発生する正弦波発生回路を設
け、前記同期電動機に供給される電流を検出し、これが
電流指令値となるように制御する電流制御回路を設け、
この電流制御回路に対して、前記同期電動機の起動時に
は前記矩形波発生回路からの矩形波に基づく電流指令値
を与え、前記ロータリエンコーダからのZ相信号の検出
により前記正弦波発生回路からの正弦波に基づく電流指
令値を与えるように切換える制御手段を設ける構成に特
徴を有する。
【0006】
【作用】本発明の同期電動機の制御装置によれば、同期
電動機は、起動時には矩形波に基づく電流指令値に応じ
て電流制御されるので、起動が確実に行なわれる。そし
て、ロータリエンコーダがZ相信号を発生した後は、同
期電動機は、正弦波に基づく電流指令値に応じて電流制
御されるように切換えられるので、トルクリップルの少
ない回転となる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面を参照
しながら説明する。先ず、図1に従って、全体の構成に
ついて述べる。
【0008】同期電動機1は、三相たるU,V,W相の
巻線を有するもので、その回転軸の回転をロータリエン
コーダ2が検出するようになっている。即ち、ロータリ
エンコーダ2は、周知のように、回転軸の回転に応じ
て、互いに90度位相の異なるパルス信号たるA,B相
信号A,Bと、同期電動機1の各相に対応する位置検出
信号たるU,V,W相信号U,V,Wと、前記回転軸
(回転子)の特定回転位置に対応するパルス信号(即
ち、1回転で1個のパルス信号)たるZ相信号Zとを出
力するようになっている。
【0009】速度制御回路3は、可変抵抗器等から与え
られる速度指令値VRとロータリエンコーダ2から与え
られるパルス信号に基づく同期電動機1の速度検出信号
VSとを比較するもので、両者を一致させるべくトルク
指令値T*を出力して乗算器4に与えるようになってい
る。そして、乗算器4は、トルク指令値T*と後述する
ように与えられる電流波形とを乗算して電流指令値I*
を出力して電流制御回路5に与えるようになっている。
【0010】この電流制御回路5は、同期電動機1に供
給される電流が変流器6を介して検出電流ISとして与
えられるようになっており、電流指令値I*と検出電流
ISとが一致するように同期電動機1に供給する出力電
流を制御するようになっている。
【0011】カウンタ7は、前記ロータリエンコーダ2
から与えられるA,B相信号A,Bをカウントすること
によって同期電動機1の回転角を検出するもので、その
回転角信号θを乗算器8に与えるようになっている。
又、乗算器8には、更に極数対設定回路9からの極数対
設定値Pが与えられるようになっている。この極数対設
定値Pは、同期電動機1の極数対を示すものである。そ
して、乗算器8は、極数対設定値Pと回転角信号θとを
乗算して回転角信号θXを出力して加算器10に与える
ようになっている。
【0012】カウンタ7の回転角信号θはスイッチ11
を介してラッチ回路12に与えられるようになってい
る。Z相検出回路13は、前記ロータリエンコーダ2か
らのZ相信号Zを検出するもので、Z相信号Zを検出す
ると、その立上りによりラッチ信号をラッチ回路12に
与えてその時の回転角信号θを回転角信号θTとしてラ
ッチさせると共に、スイッチ11をオフさせるようにな
っている。そして、このラッチ回路12にラッチされた
回転角信号θTは前述の加算器10に与えられるように
なっている。
【0013】切換スイッチ14は、常には常閉側接点b
をオンしており、前記Z相検出回路13がZ相信号Zを
検出することに基づき常開側接点aをオンするように切
換えられるようになっている。そして、この切換スイッ
チ14は、前述した速度制御回路3,乗算器4,電流制
御回路5,変流器6,カウンタ7,乗算器8,極数対設
定回路9,加算器10,スイッチ11,ラッチ回路12
及びZ相検出回路13とともに制御手段15を構成す
る。
【0014】さて、矩形波発生回路16は、前記ロータ
リエンコーダ2からの位置検出信号たるU,V,W相信
号U,V,Wに基づいて矩形波PWを発生するもので、
その矩形波PWを切換スイッチ14の常閉側接点bのオ
ン時にその常閉側接点bを介して乗算器4に与えるよう
になっている。又、正弦波発生回路17は、加算器10
からの正弦波入力回転角信号θYに基づいて正弦波SW
を発生するもので、その正弦波SWは切換スイッチ14
の常開側接点aのオン時にその常開側接点aを介して乗
算器4に与えられるようになっている。
【0015】次に、本実施例の作用につき、図2及び図
3をも参照しながら説明する。速度制御回路3に速度指
令値VRが与えられることによる同期電動機1の起動時
には、ロータリエンコーダ2からの速度検出信号VSは
零であるので、速度制御回路3は、速度指令値VRと速
度検出信号VSとの偏差に応じたトルク指令値T*を出
力する。又、矩形波発生回路16は、ロータリエンコー
ダ2からのU,V,W相信号U,V,Wに基づいて図2
(a)で示すような120度の通電角を有する矩形波P
Wを発生する。尚、図2(a)の矩形波PWは同期電動
機1の1相分を示すもので、実際には、U,V,W相に
対して夫々60度の位相差をもつ矩形波となる。
【0016】矩形波発生回路16からの矩形波PWは、
乗算器4に与えられる。乗算器4は、与えられるトルク
指令値T*と矩形波PWとを乗算して電流指令値I*を
出力するようになる。従って、電流制御回路5は、同期
電動機1に供給される電流が電流指令値I*となるよう
に電流制御するようになり、以て、同期電動機1は矩形
波PWに基づいて起動されるようになる。
【0017】同期電動機1が起動されると、ロータレエ
ンコーダ2は、同期電動機1の特定回転位置でZ相信号
Zを出力するようになるので(図3(a)参照)、Z相
検出回路13は、そのZ相信号Zを検出してラッチ信号
をラッチ回路12に与えるようになる。ラッチ回路12
には、スイッチ11を介してカウンタ7からの回転角信
号θが与えられており、従って、ラッチ回路12は、ラ
ッチ信号が与えられた時点での回転角信号θを回転角信
号θTとしてラッチする。即ち、回転角信号θTは、同
期電動機1の起動時からZ相信号Zの発生時までの回転
角を示すことになる。尚、Z相検出回路13がZ相信号
Zを検出することに基づいて、スイッチ11がオフされ
るとともに、切換スイッチ14は常開側接点aがオンす
るように切換えられる。
【0018】乗算器8は、カウンタ7からの回転角信号
θと極数対設定回路9からの極数対設定値Pとの乗算を
行なう。具体的には、乗算器8は、ロータリエンコーダ
2がZ相信号Zを発生した後の回転角信号θを回転角信
号θRとし、θX=P×θRの乗算を行なうのである。
そして、この乗算器8からの回転角信号θXは加算器1
0に与えられる。この加算器10は、ラッチ回路12か
らの回転角信号θTと乗算器8からの回転角信号θXと
を加算した正弦波入力回転角信号θY、即ち、θY=θ
T+P×θRを出力する。
【0019】この加算器10からの正弦波入力回転角信
号θYは正弦波発生回路17に与えられる。正弦波発生
回路17は、図3(b)に示すように、正弦波入力回転
角信号θYに応じて正弦波SWを発生する。このような
原理に基づいて、正弦波発生回路17は、図2(b)に
示すように正弦波SWを発生して切換スイッチ14の常
開側接点aを介し乗算器4に与えられるようになるが、
図2(b)の正弦波SWは同期電動機1の1相分を示す
もので、実際には、U,V,W相に対応して夫々互いに
120度の位相差を有する正弦波を発生することにな
る。
【0020】而して、乗算器4は、トルク指令値T*と
正弦波SWとを乗算して電流指令値I*を出力し、電流
制御回路5は、同期電動機1に供給される電流が電流指
令値I*となるように電流制御するようになり、以て、
同期電動機1は正弦波SWに基づいて電流制御されるよ
うになる。
【0021】このように本実施例によれば、同期電動機
1を、起動時には、矩形波発生回路16からの矩形波P
Wに基づいて電流制御するようにしたので、確実に起動
させることができ、又、ロータリエンコーダ2がZ相信
号Zを発生した以降は、正弦波発生回路17からの正弦
波SWに基づいて電流制御するようにしたので、トルク
リップルの少ない回転を行なわせることができ、制御精
度の向上を図ることができる。
【0022】尚、本発明は、上記実施例にのみ限定され
るものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形し
て実施し得ることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】本発明の同期電動機の制御装置は以上説
明した通り、同期電動機を、起動時には矩形波で電流制
御し、その後は、正弦波で電流制御するようにしたの
で、確実に起動を行なわせることができるとともに、そ
の後はトルクリップルを低減することができて、制御精
度の向上を図ることができるという優れた効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図
【図2】作用説明用の波形図
【図3】正弦波出力の原理説明図
【符号の説明】
図面中、1は同期電動機、2はロータリエンコーダ、3
は速度制御回路、5は電流制御回路、7はカウンタ、1
3はZ相検出回路、15は制御手段、16は矩形波発生
回路、17は正弦波発生回路を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同期電動機の回転に応じて互いに90度
    の位相差を有するA,B相信号及び特定回転位置に対応
    するZ相信号並びに各相に対応するU,V,W相信号を
    出力するロータリエンコーダと、 このロータリエンコーダのU,V,W相信号に基づいて
    矩形波を出力する矩形波発生回路と、 前記ロータリエンコーダのA,B相信号に基づいて正弦
    波を発生する正弦波発生回路と、 前記同期電動機に供給される電流を検出し、これが電流
    指令値となるように制御する電流制御回路と、 この電流制御回路に対して、前記同期電動機の起動時に
    は前記矩形波発生回路からの矩形波に基づく電流指令値
    を与え、前記ロータリエンコーダからのZ相信号の検出
    により前記正弦波発生回路からの正弦波に基づく電流指
    令値を与えるように切換える制御手段とを具備してなる
    同期電動機の制御装置。
JP4261381A 1992-09-30 1992-09-30 同期電動機の制御装置 Pending JPH06113583A (ja)

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JP (1) JPH06113583A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0746088A1 (en) * 1995-05-29 1996-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Synchronous motor control system
EP0746089A1 (en) * 1995-05-29 1996-12-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Synchronous motor control system and method of controlling synchronous motor
US11550428B1 (en) 2021-10-06 2023-01-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-tone waveform generator

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