JPH0632583B2 - サ−ボモ−タ制御用電流検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は矩形波駆動形ブラシレス・サーボモータの相電
流を検出して、該サーボモータを制御するための電流検
出信号を出力するサーボモータ制御用電流検出回路に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、上記の電流検出信号に基づいてサーボモータを制
御するための電流帰還信号を、例えば第５図に示すよう
な帰還信号生成回路により得ていた。同図の１ｕ及び１
ｖはいずれも電流検出器で、前者は図示しない矩形波駆
動形ブラシレス・サーボモータのＵ相電流を検出するも
の、また後者はＶ相電流を検出するものである。これら
の電流検出器には、入力側と出力側を絶縁するために、
ホール素子を利用した変流器（所謂、ホールＣＴ）など
た多く用いられる。２０は反転加算増幅器、２１〜２３
はそれぞれ反転増幅器、また２４はマルチプレクサであ
る。

第５図の回路においては、電流検出器１ｕ，１ｖがそれ
ぞれサーボモータのＵ相，Ｖ相の電流を検出して、それ
ぞれの電流の大きさに応じた検出出力信号Ｕ，Ｖを出力
する。Ｗ相の電流検出信号Ｗは電流検出器１ｕ，１ｖの
検出出力信号Ｕ，Ｖを反転加算増幅器２０により加算反
転して得られる。また、上記の各検出信号Ｕ，Ｖ，Ｗか
らそれぞれ反転増幅器２１〜２３により極性が反転され
た信号，，が得られる。そして、上記６種の信号
がマルチプレクサ２４に入力される。このマルチプレク
サは、サーボモータのロータ位置検出信号Ｖθにより制
御される。

上記の検出信号Ｕ，Ｖの波形はそれぞれ第６図の
（３），（４）に示したようになり、同図の（１）に示
すサーボモータのロータの電機角位置θによって、電流
導通期間Ａ，Ｃになったり、電流休止期間Ｂになったり
する。そのため、ロータの位置θに応じてマルチプレク
サ２４により電流導通期間にある相電流の検出信号を選
択して、信号合成することにより、第６図の（５）に示
したような安定した電流帰還信号Icomを得る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような帰還信号生成回路においては、電流検出器
１ｕ，１ｖに前記のようにホールＣＴなどを使用してい
るために、サーボモータの回転中にホールＣＴにおける
磁気回路の残留磁気、温度変動、あるいは変流作用の基
点変動等の原因により、検出対象の相電流が零のときで
も、例えば第６図の（６）に示すように前記の電流検出
信号Ｕは零にならず、見かけのオフセット電圧Vofが生
ずる。このために、電流検出信号Ｕは全体的にオフセッ
ト電圧Vofだけ上にずれたものとなる。この結果、サー
ボ系への電流帰還信号Icom′は、第６図の（７）に示す
ようにロータの位置θによって変動してしまい、サーボ
モータにトルク変動や速度変動が生じてしまうという問
題があった。

本発明の目的は、電流検出器の検出出力に現われる上記
のオフセット電圧Vofを検出して、該電圧を上記の検出
出力からキャンセルすることにより良好な電流検出信号
を得るサーボモータ制御用電流検出回路を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するための本発明の構成を、実施例
に対応する第１図を参照して以下に説明する。

本発明のサーボモータ制御用電流検出回路は、矩形波電
流により駆動されるブラシレス・サーボモータを制御す
るために該サーボモータの相電流を検出して電流検出信
号を出力するサーボモータ制御用電流検出回路におい
て、前記サーボモータの所定の相電流を検出する電流検
出器１と、前記サーボモータのロータの回転位置を検出
してロータ位置信号を出力するロータ位置検出回路３
と、前記ロータの所定の位置信号によりサンプル指示さ
れて前記電流検出器１の検出出力信号を受けてオフセッ
ト信号を保持・出力するサンプル・ホールド回路４と、
前記電流検出器１の検出出力信号を前記オフセット信号
により補正して前記電流検出信号を出力する信号補正回
路７とを具備するものである。

［発明の作用］ 上記の構成になるサーボモータ制御用電流検出回路にお
いては、電流検出器１によりサーボモータの所定の相電
流が検出されて、該検出出力信号がサンプル・ホールド
回路４に入力される。他方、ロータ位置検出回路３によ
りサーボモータのロータ位置が検出され、所定のロータ
位置信号によりサンプル・ホールド回路４がサンプル指
示されて、電流検出器１の検出出力信号に含まれるオフ
セット信号がサンプル・ホールド回路４に保持される。
そして、信号補正回路７により電流検出器１の検出出力
信号が上記のオフセット信号により補正される。これに
より、電流検出器１の検出出力信号に含まれるオフセッ
ト信号が消去された良好な電流検出信号が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。第
１図において、１はサーボモータの所定の相電流ｉを検
出して検出出力信号Ｖｉを出力する電流検出器、２は電
流検出器１の出力端に接続された雑音信号除去回路、３
は図示しないサーボモータのロータの電気角位置θを検
出するロータ位置検出回路、４はロータ位置検出回路３
からの所定のロータ位置信号（相電流休止期間に対応す
る位置信号）によりサンプル指示されて、雑音信号除去
回路２の出力を受けてオフセット電圧Vofを出力するサ
ンプル・ホールド回路である。５はこのオフセット電圧
Vofを受けて極性を反転した信号−Vofを出力する反転回
路、６は電流検出器１の検出出力信号Ｖｉ及び反転回路
５の出力信号−Vofを入力信号とする加算回路で、上記
の反転回路５及び加算回路６で信号補正回路７を構成し
ている。上記第１図のごとき構成になる電流検出回路は
サーボモータの所定の各相ごとに設けられる。

上記の構成になる電流検出回路においては、電流検出器
１がサーボモータの所定の相（例えばＵ相）電流を検出
して、検出出力信号Ｖｉを出力する。雑音信号除去回路
２はこの信号Ｖｉを受けて雑音電圧を除去し、信号Ｖｉ
に前述のようなオフセット電圧Vofが含まれている場
合、モータの相電流の休止期間においては直流分のオフ
セット電圧Vofを出力する。他方、ロータ位置検出回路
３によりモータの相電流の休止期間［第６図（３）の
Ｂ］を検出し、各電流休止期間Ｂ中に雑音心除去回路２
から出力される上記オフセット電圧Vofをサンプル・ホ
ールド回路４に入力させて該電圧を保持させる。そし
て、上記の各期間Ｂに続く電流導通期間Ｃ又はＡに、上
記の保持電圧Vofの極性を反転回路５により反転した電
圧−Vofを加算回路６に入力させる。加算回路６は、前
記のようにオフセット電圧Vofを含んだ検出出力信号Ｖ
ｉと上記の電圧−Vofとを加算して、信号Ｖｉからオフ
セット電圧Vofを消去して補正した良好な電流検出信号V
icを出力する。かかる電流検出信号Vicを用いれば、第
６図の（５）に示したような安定な電流帰還信号を得る
ことができる。

次に、第１図の実施例における信号補正回路７の部分の
変形例を第２図により説明する。第２図の８は第１図の
電流検出器１からの検出出力信号Ｖｉを入力として逆極
性の信号ｉを出力する反転増幅器、９は第１図のサン
プル・ホールド回路４から出力されるオフセット電圧Vo
fと上記の出力信号ｉとを入力として電流検出信号Vic
を出力する反転加算増幅器であり、これら反転増幅器８
及び反転加算増幅器９で信号補正回路７を構成してい
る。

ところで、第１図におけるサンプル・ホルード回路４を
アナログ回路で構成した場合、信号保持時間が長くなる
と保持されているオフセット電圧Vofが変動するおそれ
がある。そこで、これを改善したサンプル・ホールド回
路４の二つの構成例を第３図及び第４図に示した。

先ず第３図において、４ａはロータ位置検出回路３の位
置検出信号Ｖθを受けて、第６図の（３）の期間Ｂにお
ける前述の雑音信号除去回路２の出力信号Ｖｉを受けて
ダジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器、４ｂはこのＡ−
Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を所定の時間保持
するデジタル・ラッチ回路、４ｃはこのラッチ回路が保
持するデジタル信号をアナログ信号に変換して前記のオ
フセット電圧Vofとして出力するＤ−Ａ変換器である。

第３図のサンプル・ホールド回路では、オフセット電圧
Vof相当値をデジタル量で保持するので、保持時間が長
くなっても保持電圧値が変動しない利点がある。

次に第４図において、４ｄは前述の雑音信号除去回路２
の出力信号ｉとＤ−Ａ変換器４ｃの出力信号とを比較
するコンパレータ、４ｅは他より与えられる所定のクロ
ック信号により計数動作が制御されるとともに、ロータ
位置検出回路３の位置検出信号Ｖθを受けて、前述の期
間Ｂにおけるコンパレータ４ｄの出力信号を計数するア
ップダウン・カウンタである。本例においては、上記の
コンパレータ４ｄ及びアップダウン・カウンタ４ｅがＡ
−Ｄ変換器の作用をすることになる。

第４図のサンプル・ホールド回路では、前記の期間Ｂの
間に雑音信号除去回路の出力信号ｉとＤ−Ａ変換器４
ｃの出力信号Ｖａとを比較して、両者が一致するように
アップダウン・カウンタ４ｅを動作させ、期間Ｂが終わ
ったときのアップダウン・カウンタ４ｅが保持する計数
値Ｄ−Ａ変換器４ｃによりアナログ量に変換してオフセ
ット電圧Vofとして出力する。

第４図のサンプル・ホールド回路もオフセット電圧相当
値がデジタル量で保持されるので、保持時間が長くなっ
ても保持電圧値が変動することがない。

なお、第１図の実施例では、電流検出器１の検出出力信
号に含まれる雑音信号を除去するために雑音信号除去回
路２を用いたが、この雑音信号除去回路は場合により省
略してもよい。

［発明の効果］ 上記のように、本発明によれば、サーボモータの相電流
を検出する電流検出器の検出出力信号を、前記モータの
ロータ位置検出信号によりサンプル指示されるサンプル
・ホールド回路に入力させて該入力信号に含まれるオフ
セット信号を保持させ、該オフセット信号により前記電
流検出器の検出出力信号を補正するようにしたので、該
検出出力信号に含まれるオフセット信号を消去して良好
な電流検出信号を得ることができる。かかる良好な電流
検出信号を用いれば、サーボモータを制御するための良
好な電流帰還信号を得ることができて、サーボモータの
制御においてトルクや速度の変動が生ずるのを有効に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概要を示すブロック図、第２
図は本発明に用いられる信号補正回路の変形例を示すブ
ロック図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明に用いら
れるサンプル・ホールド回路の異なる構成例を示すブロ
ック図、第５図はサーボモータの制御に用いられる電流
帰還信号を生成する回路の一例を示すブロック図、第６
図は第５図の回路の動作を説明するための信号波系図で
ある。 １……電流検出器、２……雑音信号除去回路、３……ロ
ータ位置検出回路、４……サンプル・ホールド回路、７
……信号補正回路、４ａ……Ａ−Ｄ変換器、４ｂ……デ
ジタル・ラッチ回路、４ｃ……Ｄ−Ａ変換器、４ｄ……
コンパレータ、４ｅ……アップダウン・カウンタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形波電流により駆動されるブラシレス・
   サーボモータを制御するために該サーボモータの相電流
   を検出して電流検出信号を出力するサーボモータ制御用
   電流検出回路において、 前記サーボモータの所定の相電流を検出する電流検出器
   と、前記サーボモータのロータの回転位置を検出してロ
   ータ位置信号を出力するロータ位置検出回路と、前記ロ
   ータの所定の位置信号によりサンプル指示されて前記電
   流検出器の検出出力信号を受けてオフセット信号を保持
   ・出力するサンプル・ホールド回路と、前記電流検出器
   の検出出力信号を前記オフセット信号により補正して前
   記電流検出信号を出力する信号補正回路とを具備するこ
   とを特徴とするサーボモータ制御用電流検出回路。
2. 【請求項２】前記サンプル・ホールド回路は、前記ロー
   タの所定の位置信号により指示されて前記電流検出器の
   検出出力信号をデジタル量に変換するＡ−Ｄ変換器と、
   該Ａ−Ｄ変換器の出力信号を保持するデジタル・ラッチ
   回路と、該デジタル・ラッチ回路の保持信号を受けてア
   ナログ量に変換して前記オフセット信号を出力するＤ−
   Ａ変換器とからなる特許請求の範囲第１項記載のサーボ
   モータ制御用電流検出回路。
3. 【請求項３】前記サンプル・ホールド回路は、前記電流
   検出器の検出出力信号を一方の入力端に受けるコンパレ
   ータと、前記ロータの所定の位置信号により指示されて
   前記コンパレータの出力信号を演算・保持するアップダ
   ウン・カウンタと、前記アップダウン・カウンタの保持
   信号を受けてアナログ量に変換して前記オフセット信号
   を出力するとともに該オフセット信号を前記コンパレー
   タの他方の入力端に加えるＤ−Ａ変換器とからなる特許
   請求の範囲第１項記載のサーボモータ制御用電流検出回
   路。