JPH0614580A - Motor controller - Google Patents
Motor controllerInfo
- Publication number
- JPH0614580A JPH0614580A JP4162735A JP16273592A JPH0614580A JP H0614580 A JPH0614580 A JP H0614580A JP 4162735 A JP4162735 A JP 4162735A JP 16273592 A JP16273592 A JP 16273592A JP H0614580 A JPH0614580 A JP H0614580A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- slit
- optical sensor
- pitch
- transmitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータの回転角を高精度に検出して転流制御
を行うことができ、しかもモータが持っている出力トル
クを最大限に発揮させることを可能にしたモータの制御
装置を実現することを目的とする。
【構成】 円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピ
ッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシレス
モータのロータに連結し、透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにしてモータの転流制御の
ための信号を得るモータの制御装置において、幅がsi
n関数に従って変化する透光スリットを符号板に形成
し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとにブラ
シレスモータを転流制御する。
(57) [Summary] [Purpose] A motor that can detect the rotation angle of the motor with high accuracy and perform commutation control, and that can maximize the output torque of the motor. The purpose is to realize a control device. [Structure] A disc-shaped code plate is formed with light-transmitting slits at a constant pitch along a circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the light-transmitting slit is irradiated with light.
In a motor control device that obtains a signal for commutation control of a motor based on the light passing through the translucent slit, the width is si
A translucent slit that changes according to the n function is formed on the code plate, and commutation control of the brushless motor is performed based on the detection signal of the light passing through the translucent slit.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光学式エンコーダの検
出信号を用いてブラシレスモータを転流制御するモータ
の制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor controller for controlling commutation of a brushless motor by using a detection signal of an optical encoder.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このようなモータの制御装置とし
ては、例えば図5に示す構成のものがあった。図5で、
1は転流制御が行われるブラシレスモータである。この
モータ1のコイルは3相コイルになっている。2は円板
形状の符号板であり、モータ1のロータに連結されてい
て、円周方向に沿って3列に透光スリット3,4,5が
形成されている。6,7,8は透光スリット3,4,5
にそれぞれ光を照射する光源、9,10,11は各透光
スリットの通過光をそれぞれ検出する光センサ、12は
光センサ9,10,11の検出信号をもとにモータ1を
転流制御する転流制御部である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for such a motor, there has been, for example, a structure shown in FIG. In Figure 5,
Reference numeral 1 is a brushless motor for which commutation control is performed. The coil of this motor 1 is a three-phase coil. Reference numeral 2 is a disc-shaped code plate, which is connected to the rotor of the motor 1 and has light-transmitting slits 3, 4, and 5 formed in three rows along the circumferential direction. 6, 7, and 8 are transparent slits 3, 4, and 5.
, 10 and 11 are optical sensors for detecting the light passing through the respective light-transmitting slits, and 12 is a commutation control of the motor 1 based on the detection signals of the optical sensors 9, 10, and 11. It is a commutation controller.
【0003】図6は符号板2に形成した透光スリット
3,4,5の形状を示した図である。図6において、透
光スリット3,4,5は、符号板1の径方向の幅は一定
で、一定ピッチで各列に3個ずつ形成されている。透光
スリット3,4,5は、位相が1/6ピッチずつずれて
いる。図7は光センサ9,10,11の検出信号の波形
図である。図7で、u相信号、v相信号、w相信号はそ
れぞれ光センサ9,10,11の検出信号である。これ
らの信号は位相が1/6ピッチずつずれている。FIG. 6 is a view showing the shapes of the translucent slits 3, 4, 5 formed on the code plate 2. In FIG. 6, the translucent slits 3, 4 and 5 have a constant radial width of the code plate 1, and three slits are formed in each row at a constant pitch. The translucent slits 3, 4, 5 are out of phase with each other by 1/6 pitch. FIG. 7 is a waveform diagram of detection signals of the optical sensors 9, 10, and 11. In FIG. 7, the u-phase signal, the v-phase signal, and the w-phase signal are detection signals of the optical sensors 9, 10, and 11, respectively. These signals are out of phase by 1/6 pitch.
【0004】このようなモータの制御装置では、各列の
透光スリットは位相が1/6ピッチずつずれているた
め、u相v相及びw相の信号は符号板が1/6ピッチ分
だけ回転するごとに変化する。これにより、回転角の検
出分解能は1/6ピッチになる。しかし、1/6ピッチ
の分解能では十分な検出精度が得られない。また、u相
v相及びw相の信号をもとにして得られる検出値は、符
号板が1/6ピッチ回転するごとに階段状に変化するも
のであるため、転流タイミングに遅れが生じる。例え
ば、ブラシレスモータでは、ロータの歯とステータの歯
の位相差が1/4ピッチになったときに、モータコイル
の励磁電流を最大値にすると最大トルクを出力できる。
ところが、上述した従来例では、転流タイミングの遅れ
により励磁電流を最大値にするタイミングを逃してしま
う。これにより、モータが持っている出力トルクを十分
に発揮できないという問題点があった。In such a motor control device, the translucent slits in each row are out of phase by 1/6 pitch, so that the u-phase v-phase and w-phase signals are 1/6 pitches apart from the code plate. It changes with each rotation. As a result, the detection resolution of the rotation angle becomes 1/6 pitch. However, sufficient detection accuracy cannot be obtained with a resolution of 1/6 pitch. Further, the detection value obtained based on the u-phase v-phase and w-phase signals changes stepwise each time the code plate rotates by 1/6 pitch, so that a commutation timing is delayed. . For example, in a brushless motor, when the phase difference between the teeth of the rotor and the teeth of the stator becomes ¼ pitch, the maximum torque can be output by setting the excitation current of the motor coil to the maximum value.
However, in the above-described conventional example, the timing of maximizing the exciting current is missed due to the delay of the commutation timing. As a result, there is a problem that the output torque of the motor cannot be sufficiently exhibited.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、モータの回転
角を高精度に検出して転流制御を行うことができ、しか
もモータが持っている出力トルクを最大限に発揮させる
ことを可能にしたモータの制御装置を実現することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to detect the rotation angle of a motor with high accuracy and perform commutation control. It is an object of the present invention to realize a motor control device that can maximize the output torque that it has.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの構
成になったモータの制御装置である。 (1)円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コイル
が3相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがn個設けられたスリット列を2列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がK1(1+s
inθe)なる関数でスリットの1ピッチについて1周
期分変化し(K1は定数、θeはスリットの1ピッチ分を
360°とする角度)、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して1/3ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第1の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第2の光センサと、前記基準位置と1
/2ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第3の光センサと、前記基準位置と1/2ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第4
の光センサと、前記第1の光センサと第3の光センサの
検出信号の差と、前記第2の光センサと第4の光センサ
の検出信号の差を求め、K2sinθeとK2sin(θe
+120°)なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。 (2)円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コイル
が3相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがn個形成されたスリット列を1列設け、透光
スリットは、符号板の径方向の幅がK1(1+sin
θe)なる関数(K1は定数、θeはスリットの1ピッチ
分を360°とする角度)でスリットの1ピッチについ
て1周期分変化するものであり、所定の基準位置に配置
されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を検
出する第1の光センサと、前記基準位置と1/3ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光スリ
ットを通過した光の光量を検出する第2の光センサと、
前記基準位置と1/2ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第3の光センサと、前記基準位置と5/6ピッ
チだけ位相が異なる位置に配置されていて、前記透光ス
リットを通過した光の光量を検出する第4の光センサ
と、前記第1の光センサと第3の光センサの検出信号の
差と、前記第2の光センサと第4の光センサの検出信号
の差を求め、K1sinθeとK1sin(θe+120
°)なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器
と、を具備したことを特徴とするモータの制御装置。 (3)円板形状の符号板に円周方向に沿って一定ピッチ
で透光スリットを形成し、この符号板をブラシレスモー
タのロータに連結し、前記透光スリットに光を照射し、
透光スリットの通過光をもとにして前記モータの転流制
御のための信号を得るモータの制御装置において、前記
ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コイル
が3相コイルになったモータであり、前記符号板に透光
スリットがn個設けられたスリット列を2列設け、各列
の透光スリットは、符号板の径方向の幅がK1(1+s
inθe)なる関数でスリットの1ピッチについて1周
期分変化し(K1は定数、θeはスリットの1ピッチ分を
360°とする角度)、外側の列にある透光スリットは
内側の列にある透光スリットに対して1/2ピッチだけ
位相がずれていて、所定の基準位置に配置されていて、
前記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を
検出する第1の光センサと、所定の基準位置に配置され
ていて、前記内側の列にある透光スリットを通過した光
の光量を検出する第2の光センサと、前記基準位置と1
/3ピッチだけ位相が異なる位置に配置されていて、前
記外側の列にある透光スリットを通過した光の光量を検
出する第3の光センサと、前記基準位置と1/3ピッチ
だけ位相が異なる位置に配置されていて、前記内側の列
にある透光スリットを通過した光の光量を検出する第4
の光センサと、前記第1の光センサと第3の光センサの
検出信号の差と、前記第2の光センサと第4の光センサ
の検出信号の差を求め、K1sinθeとK1sin(θe
+120°)なる転流制御のもとになる信号を生成する
減算器と、を具備したことを特徴とするモータの制御装
置。The present invention is a motor control device configured as follows. (1) A transparent slit is formed on a disc-shaped code plate at a constant pitch along a circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the transparent slit is irradiated with light.
In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the above-mentioned motor, two slit rows in which n light-transmitting slits are provided in the code plate are provided, and the light-transmitting slits in each row have a width in the radial direction of the code plate of K 1 (1 + s
in θ e ), the slit pitch changes by one cycle for one cycle (K 1 is a constant, θ e is an angle where one slit pitch is 360 °), and the translucent slits in the outer row are in the inner row. The phase is shifted by 1/3 pitch with respect to the light-transmitting slit at, and it is arranged at a predetermined reference position,
A first optical sensor that detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and the amount of light that has been placed at a predetermined reference position and that has passed through the light-transmitting slits in the inner row. Second optical sensor for detecting the
A third optical sensor, which is arranged at a position different in phase by 1/2 pitch and detects the amount of light that has passed through the translucent slits in the outer row, and the phase at a 1/2 pitch from the reference position. A fourth unit which is arranged at a different position and detects the amount of light passing through the light-transmitting slits in the inner row.
K 2 sin θ e and K 2 by determining the difference between the detection signals of the first optical sensor and the third optical sensor and the difference of the detection signals of the second optical sensor and the fourth optical sensor. 2 sin (θ e
And a subtracter that generates a signal that is a source of commutation control of + 120 °). (2) A translucent slit is formed on a disc-shaped code plate at a constant pitch along the circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the translucent slit is irradiated with light.
In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the motor, the code plate is provided with one slit row in which n light-transmitting slits are formed, and the light-transmitting slit has a radial width of K 1 (1 + sin) of the code plate.
θ e ) (K 1 is a constant, θ e is an angle where one pitch of the slit is 360 °) and changes by one cycle for one pitch of the slit, and is arranged at a predetermined reference position. A first optical sensor that detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slit, and a light amount of light that has been passed through the light-transmitting slit and are arranged at a position that is out of phase with the reference position by 1/3 pitch. A second optical sensor for detecting
A third optical sensor, which is arranged at a position different in phase from the reference position by ½ pitch and detects the amount of light passing through the translucent slit, and a phase that differs from the reference position by 5/6 pitch. A fourth optical sensor, which is disposed at a different position and detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slit, a difference between detection signals of the first optical sensor and the third optical sensor, and the second optical sensor. of obtaining a difference of the optical sensor and the fourth detection signal of the light sensor, K 1 sinθ e and K 1 sin (θ e +120
And a subtracter that generates a signal that is the basis of commutation control. (3) A transparent slit is formed on a disc-shaped code plate at a constant pitch along the circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the transparent slit is irradiated with light.
In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the above-mentioned motor, two slit rows in which n light-transmitting slits are provided in the code plate are provided, and the light-transmitting slits in each row have a width in the radial direction of the code plate of K 1 (1 + s).
in θ e ), the slit pitch changes by one cycle for one cycle (K 1 is a constant, θ e is an angle where one slit pitch is 360 °), and the translucent slits in the outer row are in the inner row. The phase is shifted by 1/2 pitch with respect to the light-transmitting slit at, and it is arranged at a predetermined reference position,
A first optical sensor that detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and the amount of light that has been placed at a predetermined reference position and that has passed through the light-transmitting slits in the inner row. Second optical sensor for detecting the
A third optical sensor which is arranged at a position having a phase difference of / 3 pitch and detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and a phase which is 1/3 pitch from the reference position. A fourth unit which is arranged at a different position and detects the amount of light passing through the light-transmitting slits in the inner row.
Of the first photosensor and the third photosensor, and the difference of the detection signals of the second photosensor and the fourth photosensor, K 1 sin θ e and K 1 1 sin (θ e
And a subtracter that generates a signal that is a source of commutation control of + 120 °).
【0007】[0007]
【作用】このような本発明では、幅がsin関数に従っ
て変化する透光スリットを光学式エンコーダの符号板に
形成し、この透光スリットの通過光の検出信号をもとに
ブラシレスモータを転流制御する。According to the present invention, a translucent slit whose width changes according to the sin function is formed on the code plate of the optical encoder, and the brushless motor is commutated based on the detection signal of the light passing through the translucent slit. Control.
【0008】[0008]
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図1
は本発明にかかるモータの制御装置に用いる符号板の構
成例を示した図である。図1では、極数が3になったブ
ラシレスモータの場合について例示している。図1にお
いて、20は円板形状の符号板である。21及び22は
透光スリットであり、符号板20の円周方向に沿って一
定ピッチで2列に形成されている。モータの極数が3で
あるため、各列には3個ずつ透光スリットが形成されて
いる。透光スリット21の符号板20の径方向の幅は、
K1(1+sinθe)なる関数でスリットの1ピッチに
ついて1周期分変化する(K1は定数、θeはスリットの
1ピッチ分を360°とする角度)。すなわち、θe=
0°となる基準位置P0からθe=360°となる位置P
1までの1ピッチ分の間に、透光スリット21の幅は1
周期分変化する。透光スリット22の幅も透光スリット
21と同様に変化する。ただし、透光スリット22の位
相は透光スリット21に対して1/3ピッチだけずれて
いる。このため、透光スリット22の幅はK1{1+s
in(θe+120°)}で表される。23及び24は
光センサであり、基準位置P0に配置されていて、透光
スリット21及び22を通過した光をそれぞれ検出す
る。25及び26は光センサであり、基準位置P0と1
/2ピッチだけ位相が異なる位置P2に配置されてい
て、透光スリット21及び22を通過した光をそれぞれ
検出する。これらの光センサ23〜26は、例えばフォ
トダイオードであり、検出信号の大きさは受光量に比例
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a code plate used in the motor control device according to the present invention. FIG. 1 illustrates the case of a brushless motor having three poles. In FIG. 1, reference numeral 20 is a disc-shaped code plate. Reference numerals 21 and 22 denote translucent slits, which are formed in two rows at a constant pitch along the circumferential direction of the code plate 20. Since the number of poles of the motor is three, three translucent slits are formed in each row. The width of the translucent slit 21 in the radial direction of the code plate 20 is
The function of K 1 (1 + sin θ e ) changes one cycle for one pitch of the slit (K 1 is a constant, θ e is an angle at which one pitch of the slit is 360 °). That is, θ e =
A position P where θ e = 360 ° from a reference position P 0 where 0 °
Between one pitch to 1, the width of the light-transmitting slit 21 is 1
It changes by the period. The width of the translucent slit 22 also changes like the translucent slit 21. However, the phase of the light transmitting slit 22 is shifted from the light transmitting slit 21 by 1/3 pitch. Therefore, the width of the translucent slit 22 is K 1 {1 + s
in (θ e + 120 °)}. Reference numerals 23 and 24 denote optical sensors, which are arranged at the reference position P 0 and detect the light passing through the translucent slits 21 and 22, respectively. Reference numerals 25 and 26 denote optical sensors, and reference positions P 0 and 1
The light beams are arranged at a position P 2 having a phase difference of / 2 pitch and detect the light beams passing through the light-transmitting slits 21 and 22, respectively. These photosensors 23 to 26 are, for example, photodiodes, and the magnitude of the detection signal is proportional to the amount of received light.
【0009】なお、ブラシレスモータ1の極数は3に限
らずこれ以外の数であってもよい。極数がn(nは整
数)のときは、符号板20に形成される透光スリットの
数も1列につきn個になる。極数が変わってもブラシレ
スモータ1のコイルは3相コイルである。The number of poles of the brushless motor 1 is not limited to 3 and may be any other number. When the number of poles is n (n is an integer), the number of light transmitting slits formed in the code plate 20 is also n per row. Even if the number of poles changes, the coil of the brushless motor 1 is a three-phase coil.
【0010】図2は本発明の一実施例の構成図である。
図2で図1及び図5と同一のものは同一符号を付ける。
図2において、30は図1に示す符号板を用いた光学式
エンコーダである。図示されていないが、光学式エンコ
ーダには図5の光学式エンコーダと同様に光源が設けら
れている。31〜34は光センサ23〜26の検出信号
をそれぞれ増幅するOPオンプ、35はOPアンプ31
と33の出力の差をとる減算器、36はOPアンプ32
と34の出力の差をとる減算器である。37はOPアン
プ34の出力信号の低周波成分を抽出するローパスフィ
ルタ(以下、LPFとする)、38はLPF37で抽出
した信号を2値化するコンパレータ、39はコンパレー
タ38の出力の周波数に比例したアナログ電圧信号を出
力するF/V変換器である。F/V変換器39の出力が
モータの速度フィードバック信号になる。40は速度指
令値と速度フィードバック信号の値の偏差をとる減算
器、41は偏差をもとにモータ1の回転速度をフィード
バック制御するための制御信号を出力する速度制御部で
ある。この制御信号の値がモータのトルク指令値にな
る。42及び43はトルク指令値と減算器35及び36
の出力を掛け合わせて転流制御信号を生成する乗算器、
44及び45はモータ1の2つの相のコイルに流れる電
流を検出する電流検出回路、46及び47は乗算器42
及び43の出力と電流検出回路44及び45の検出値の
差をとる減算器である。48及び49は減算器46及び
47により得た信号を一定レベルの基準信号と比較して
パルス幅変調信号(以下、パルス幅変調をPWMとす
る)を得るPWM回路、50はトランジスタ素子を用い
て構成され、PWM回路48及び49から得たPWM信
号によりトランジスタ素子をスイッチングしてモータ1
のコイルに励磁電流を供給する駆動回路である。駆動回
路50は、2相のPWM信号しか入力されていないが、
3相の励磁電流を出力する。他の1相の励磁電流の位相
は次式から求める。 sinθe+sin(θe+120°)+sin(θe−120°)=0FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
2 that are the same as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 2, reference numeral 30 is an optical encoder using the code plate shown in FIG. Although not shown, the optical encoder is provided with a light source similarly to the optical encoder of FIG. Reference numerals 31 to 34 are OP amplifiers for amplifying the detection signals of the optical sensors 23 to 26, respectively, and 35 is an OP amplifier 31.
And a subtractor 36 for taking the difference between the outputs of the OP amplifier 32 and the OP amplifier 32.
It is a subtracter that takes the difference between the outputs of Reference numeral 37 is a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) that extracts a low-frequency component of the output signal of the OP amplifier 34, 38 is a comparator that binarizes the signal extracted by the LPF 37, and 39 is proportional to the frequency of the output of the comparator 38. It is an F / V converter that outputs an analog voltage signal. The output of the F / V converter 39 becomes the speed feedback signal of the motor. Reference numeral 40 is a subtractor that takes a deviation between the speed command value and the value of the speed feedback signal, and 41 is a speed control unit that outputs a control signal for feedback controlling the rotation speed of the motor 1 based on the deviation. The value of this control signal becomes the torque command value of the motor. 42 and 43 are torque command values and subtractors 35 and 36.
A multiplier that multiplies the outputs of to produce a commutation control signal,
44 and 45 are current detection circuits for detecting the currents flowing in the coils of the two phases of the motor 1, and 46 and 47 are multipliers 42.
And 43 and the detection values of the current detection circuits 44 and 45. Reference numerals 48 and 49 are PWM circuits for comparing the signals obtained by the subtractors 46 and 47 with a reference signal of a constant level to obtain a pulse width modulation signal (hereinafter, pulse width modulation is referred to as PWM), and 50 is a transistor element. The motor 1 configured to switch the transistor elements by the PWM signal obtained from the PWM circuits 48 and 49.
Is a drive circuit that supplies an exciting current to the coil. The drive circuit 50 receives only two-phase PWM signals,
Outputs three-phase exciting current. The phase of the other one-phase exciting current is obtained from the following equation. sin θ e + sin (θ e + 120 °) + sin (θ e −120 °) = 0
【0011】このように構成したモータの制御装置の動
作を説明する。光センサ23と24は基準位置P0に配
置されている。また、透光スリット21と22の位相は
1/3ピッチだけずれている。このことから、OPアン
プ31と33を経た光センサ23と24の検出信号は、
それぞれK2(1+sinθe)とK2{1+sin(θe
+120°)}になる。光センサ25と26は光センサ
23と24に対して1/2ピッチだけ位相がずれた位置
P2に配置されている。このことから、OPアンプ32
と34を経た光センサ25と26の検出信号は、それぞ
れK2(1−sinθe)とK2{1−sin(θe+12
0°)}になる。減算器35は、信号K2(1+sin
θe)とK2(1−sinθe)の差をとる。減算器36
は、信号K2{1+sin(θe+120°)}とK
2{1−sin(θe+120°)}の差をとる。これに
よって、信号2K2sinθeと2K2sin(θe+12
0°)なる転流に必要な2相信号が得られる。乗算器4
2及び43により、2相信号にトルク指令値が乗算され
る。この乗算信号をもとに、PWM回路48,49と駆
動回路50により、励磁電流が生成され、モータ1が転
流制御される。The operation of the thus configured motor control device will be described. The optical sensors 23 and 24 are arranged at the reference position P 0 . Further, the phases of the light transmitting slits 21 and 22 are shifted by 1/3 pitch. From this, the detection signals of the optical sensors 23 and 24 passing through the OP amplifiers 31 and 33 are
K 2 (1 + sin θ e ) and K 2 {1 + sin (θ e respectively)
+ 120 °)}. The optical sensors 25 and 26 are arranged at a position P 2 which is out of phase with the optical sensors 23 and 24 by 1/2 pitch. From this, the OP amplifier 32
The detection signals of the photosensors 25 and 26 that have passed through and 34 are K 2 (1-sin θ e ) and K 2 {1-sin (θ e +12), respectively.
0 °)}. The subtractor 35 receives the signal K 2 (1 + sin
The difference between θ e ) and K 2 (1-sin θ e ) is calculated. Subtractor 36
Is the signal K 2 {1 + sin (θ e + 120 °)} and K
2 Take the difference of {1-sin (θ e + 120 °)}. As a result, the signals 2K 2 sin θ e and 2K 2 sin (θ e +12
A two-phase signal required for commutation of 0 °) is obtained. Multiplier 4
2 and 43 multiply the two-phase signal by the torque command value. Based on this multiplication signal, an exciting current is generated by the PWM circuits 48 and 49 and the drive circuit 50, and the motor 1 is commutated.
【0012】図3及び図4は本発明の他の実施例を示し
た図である。図3及び図4は透光スリットと光センサの
位相関係を示した図である。この図では、符号板の円周
方向を直線方向に展開して示している。3 and 4 are views showing another embodiment of the present invention. 3 and 4 are diagrams showing the phase relationship between the light-transmitting slit and the optical sensor. In this figure, the circumferential direction of the code plate is shown expanded in the linear direction.
【0013】図3では、透光スリット60が1列形成さ
れている。透光スリット60も図1に示す透光スリット
と同一形状になっている。Pは透光スリットのピッチで
ある。61は基準位置に配置された光センサ、62,6
3,64は光センサ61に対して位相がそれぞれP/
3,P/2,5P/6だけずれた位置に配置された光セ
ンサである。光センサ61,62,63,64によりそ
れぞれ1+sinθe,1+sin(θe+120°),
1−sinθe,1−sin(θe+120°)なる位相
の信号が得られる。In FIG. 3, one row of translucent slits 60 is formed. The transparent slit 60 also has the same shape as the transparent slit shown in FIG. P is the pitch of the translucent slits. 61 is an optical sensor arranged at a reference position, and 62, 6
3, 64 has a phase P / P with respect to the optical sensor 61.
The optical sensors are arranged at positions displaced by 3, P / 2 and 5P / 6. 1 + sin θ e , 1 + sin (θ e + 120 °) by the optical sensors 61, 62, 63 and 64, respectively.
A signal having a phase of 1-sin θ e , 1-sin (θ e + 120 °) is obtained.
【0014】図4で、透光スリットは70と71が2列
に形成されている。透光スリット70,71の形状も図
1に示す透光スリットと同一形状になっている。これら
の透光スリットの位相は1/2ピッチだけずれている。
72及び73は基準位置に形成されていて透光スリット
70及び71の通過光を検出する光センサ、74及び7
5は基準位置に対して1/3ピッチだけ位相がずれた位
置に形成されていて透光スリット70及び71の通過光
を検出する光センサである。光センサ72,73,7
4,75によりそれぞれ1−sinθe,1+sin
θe,1−sin(θ e+120°),1+sin(θe
+120°)なる位相の信号が得られる。In FIG. 4, the transparent slits 70 and 71 are arranged in two rows.
Is formed in. The shape of the translucent slits 70 and 71 is also shown.
It has the same shape as the transparent slit shown in FIG. these
The phase of the translucent slit is shifted by 1/2 pitch.
Numerals 72 and 73 are formed at the reference position and have a light transmitting slit.
Optical sensors for detecting the light passing through 70 and 71, 74 and 7.
5 is the position where the phase is shifted by 1/3 pitch from the reference position.
Light transmitted through the transparent slits 70 and 71
Is an optical sensor that detects Optical sensor 72, 73, 7
4,75 by 1-sin θe, 1 + sin
θe, 1-sin (θ e+ 120 °), 1 + sin (θe
A signal having a phase of + 120 °) is obtained.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 図6の従来例では、光学式エンコーダは、透光スリッ
トの有無でしか回転を検出できないため、検出信号は階
段状に変化するものになる。従って、検出分解能が悪
い。これに対して本発明では、光学式エンコーダの符号
板には、sin関数に従って幅が変化する透光スリット
を形成しているため、光学式エンコーダの検出信号の大
きさはsin関数に従って連続的に変化する。従って、
検出分解能が従来例に比べて良好になる。これによっ
て、モータの回転角を高精度に検出して転流制御を行う
ことができる。 本発明では、光学式エンコーダの検出信号がsin関
数に従って連続的に変化するため、従来例のような階段
状波形に比べ、モータの回転角に対して検出値が追従性
する。従って、転流タイミングの遅れが小さくなり、モ
ータの出力トルクが最大になるタイミングを適切に捕え
て転流を行うことができる。これによって、モータが持
っている出力トルクを最大限に発揮させることができ
る。According to the present invention, the following effects can be obtained. In the conventional example of FIG. 6, the optical encoder can detect the rotation only with or without the light-transmitting slit, so that the detection signal changes stepwise. Therefore, the detection resolution is poor. On the other hand, according to the present invention, the code plate of the optical encoder is formed with the light-transmitting slit whose width changes according to the sin function. Therefore, the magnitude of the detection signal of the optical encoder continuously changes according to the sin function. Change. Therefore,
The detection resolution is better than that of the conventional example. As a result, the rotation angle of the motor can be detected with high accuracy and commutation control can be performed. In the present invention, since the detection signal of the optical encoder continuously changes according to the sin function, the detection value follows the rotation angle of the motor as compared with the stepwise waveform as in the conventional example. Therefore, the commutation timing delay is reduced, and the commutation can be performed by appropriately capturing the timing at which the motor output torque is maximized. As a result, the output torque of the motor can be maximized.
【図1】本発明にかかるモータの制御装置に用いる符号
板の構成例を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a code plate used in a motor control device according to the present invention.
【図2】本発明の一実施例を示した構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment of the present invention.
【図5】従来におけるモータの制御装置の構成図であ
る。FIG. 5 is a block diagram of a conventional motor control device.
【図6】図5の装置に用いる符号板の構成図である。6 is a configuration diagram of a code plate used in the apparatus of FIG.
【図7】図6の符号板を用いた光学式エンコーダの検出
信号の波形図である。7 is a waveform diagram of a detection signal of an optical encoder using the code plate of FIG.
1 モータ 6,7,8 光源 20 符号板 21,22,60,70,71 透光スリット 23〜25,61〜64,72〜75 光センサ 35,36 減算器 1 motor 6,7,8 light source 20 code plate 21,22,60,70,71 translucent slit 23-25,61-64,72-75 optical sensor 35,36 subtractor
Claims (3)
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コ
イルが3相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがn個設けられたスリット列
を2列設け、各列の透光スリットは、符号板の径方向の
幅がK1(1+sinθe)なる関数でスリットの1ピッ
チについて1周期分変化し(K1は定数、θeはスリット
の1ピッチ分を360°とする角度)、外側の列にある
透光スリットは内側の列にある透光スリットに対して1
/3ピッチだけ位相がずれていて、 所定の基準位置に配置されていて、前記外側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第1の光セ
ンサと、 所定の基準位置に配置されていて、前記内側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第2の光セ
ンサと、 前記基準位置と1/2ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記外側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第3の光センサと、 前記基準位置と1/2ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記内側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第4の光センサと、 前記第1の光センサと第3の光センサの検出信号の差
と、前記第2の光センサと第4の光センサの検出信号の
差を求め、K2sinθeとK2sin(θe+120°)
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。1. A disc-shaped code plate is formed with light-transmitting slits at a constant pitch along a circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the light-transmitting slit is irradiated with light. In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the motor, the code plate is provided with two slit rows in which n light-transmitting slits are provided, and the light-transmitting slits in each row have a width in the radial direction of the code plate of K 1 (1 + sin θ e ). The function changes by one cycle for one pitch of the slit (K 1 is a constant, θ e is the angle where one pitch of the slit is 360 °), and the translucent slits on the outer row are the translucent slits on the inner row. 1 for slit
The first optical sensor, which is out of phase by / 3 pitch and is arranged at a predetermined reference position, detects the light amount of the light passing through the light-transmitting slits in the outer row, and the predetermined reference position. A second optical sensor that is arranged and detects the light amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the inner row; A third optical sensor that detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and a third optical sensor that is arranged at a position that differs in phase by 1/2 pitch from the reference position and that is in the inner row. A fourth optical sensor that detects the amount of light that has passed through the optical slit, a difference between detection signals of the first optical sensor and the third optical sensor, and a difference between the second optical sensor and the fourth optical sensor. obtains the difference between the detection signals, K 2 sinθ e and K 2 sin ( e + 120 °)
And a subtractor that generates a signal that is the basis of the commutation control described above.
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コ
イルが3相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがn個形成されたスリット列
を1列設け、透光スリットは、符号板の径方向の幅がK
1(1+sinθe)なる関数(K1は定数、θeはスリッ
トの1ピッチ分を360°とする角度)でスリットの1
ピッチについて1周期分変化するものであり、 所定の基準位置に配置されていて、前記透光スリットを
通過した光の光量を検出する第1の光センサと、 前記基準位置と1/3ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第2の光センサと、 前記基準位置と1/2ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第3の光センサと、 前記基準位置と5/6ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記透光スリットを通過した光の光量を
検出する第4の光センサと、 前記第1の光センサと第3の光センサの検出信号の差
と、前記第2の光センサと第4の光センサの検出信号の
差を求め、K1sinθeとK1sin(θe+120°)
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。2. A disc-shaped code plate is formed with light-transmitting slits at a constant pitch along a circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the light-transmitting slit is irradiated with light. In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the motor, the code plate is provided with one slit row in which n light-transmitting slits are formed, and the light-transmitting slit has a width K in the radial direction of the code plate.
1 (1 + sin θ e ) function (K 1 is a constant, θ e is an angle at which one pitch of the slit is 360 °)
The pitch is changed by one cycle, and is arranged at a predetermined reference position and detects a light amount of the light passing through the translucent slit; and the reference position and 1/3 pitch only. A second optical sensor which is arranged at a position different in phase, detects a light amount of light having passed through the light-transmitting slit, and is arranged at a position different in phase by 1/2 pitch from the reference position, A third optical sensor that detects the amount of light that has passed through the translucent slit, and a light sensor that is disposed at a position having a phase difference of 5/6 pitch from the reference position and that detects the amount of light that has passed through the translucent slit. And a difference between detection signals of the first photosensor and the third photosensor and a difference between detection signals of the second photosensor and the fourth photosensor, and K 1 sin θ e and K 1 sin (θ e + 120 °)
And a subtractor that generates a signal that is the basis of the commutation control described above.
定ピッチで透光スリットを形成し、この符号板をブラシ
レスモータのロータに連結し、前記透光スリットに光を
照射し、透光スリットの通過光をもとにして前記モータ
の転流制御のための信号を得るモータの制御装置におい
て、 前記ブラシレスモータは、極数がn(nは整数)で、コ
イルが3相コイルになったモータであり、 前記符号板に透光スリットがn個設けられたスリット列
を2列設け、各列の透光スリットは、符号板の径方向の
幅がK1(1+sinθe)なる関数でスリットの1ピッ
チについて1周期分変化し(K1は定数、θeはスリット
の1ピッチ分を360°とする角度)、外側の列にある
透光スリットは内側の列にある透光スリットに対して1
/2ピッチだけ位相がずれていて、 所定の基準位置に配置されていて、前記外側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第1の光セ
ンサと、 所定の基準位置に配置されていて、前記内側の列にある
透光スリットを通過した光の光量を検出する第2の光セ
ンサと、 前記基準位置と1/3ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記外側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第3の光センサと、 前記基準位置と1/3ピッチだけ位相が異なる位置に配
置されていて、前記内側の列にある透光スリットを通過
した光の光量を検出する第4の光センサと、 前記第1の光センサと第3の光センサの検出信号の差
と、前記第2の光センサと第4の光センサの検出信号の
差を求め、K1sinθeとK1sin(θe+120°)
なる転流制御のもとになる信号を生成する減算器と、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。3. A disc-shaped code plate is formed with light-transmitting slits at a constant pitch along a circumferential direction, the code plate is connected to a rotor of a brushless motor, and the light-transmitting slit is irradiated with light. In a motor control device that obtains a signal for commutation control of the motor based on light passing through a light-transmitting slit, the brushless motor has a number of poles n (n is an integer) and a coil is a three-phase coil. In the motor, the code plate is provided with two slit rows in which n light-transmitting slits are provided, and the light-transmitting slits in each row have a width in the radial direction of the code plate of K 1 (1 + sin θ e ). The function changes by one cycle for one pitch of the slit (K 1 is a constant, θ e is the angle where one pitch of the slit is 360 °), and the translucent slits on the outer row are the translucent slits on the inner row. 1 for slit
The first optical sensor, which is out of phase with a pitch of / 2, is arranged at a predetermined reference position, and detects the light amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and a predetermined reference position. A second optical sensor that is arranged and detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the inner row; and a second optical sensor that is different in phase from the reference position by 1/3 pitch, A third optical sensor that detects the amount of light that has passed through the light-transmitting slits in the outer row, and a third optical sensor that is arranged at a position having a phase difference of 1/3 pitch from the reference position and that is in the inner row. A fourth optical sensor that detects the amount of light that has passed through the optical slit, a difference between detection signals of the first optical sensor and the third optical sensor, and a difference between the second optical sensor and the fourth optical sensor. obtains the difference between the detection signals, K 1 sinθ e and K 1 sin ( e + 120 °)
And a subtractor that generates a signal that is the basis of the commutation control described above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162735A JPH0614580A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Motor controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162735A JPH0614580A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Motor controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614580A true JPH0614580A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=15760271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162735A Pending JPH0614580A (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Motor controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614580A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631551B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method of forming integral passive electrical components on organic circuit board substrates |
| JP2007259517A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | Rotating body drive control device, image forming apparatus, and positional deviation correction method |
| CN107276463A (en) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | A kind of detecting apparatus for rotor position of four phase switch reluctances motor |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4162735A patent/JPH0614580A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631551B1 (en) | 1998-06-26 | 2003-10-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method of forming integral passive electrical components on organic circuit board substrates |
| JP2007259517A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ricoh Co Ltd | Rotating body drive control device, image forming apparatus, and positional deviation correction method |
| CN107276463A (en) * | 2017-08-09 | 2017-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | A kind of detecting apparatus for rotor position of four phase switch reluctances motor |
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