JPH0634617B2 - 3相乗算型給電装置 - Google Patents
3相乗算型給電装置Info
- Publication number
- JPH0634617B2 JPH0634617B2 JP59260246A JP26024684A JPH0634617B2 JP H0634617 B2 JPH0634617 B2 JP H0634617B2 JP 59260246 A JP59260246 A JP 59260246A JP 26024684 A JP26024684 A JP 26024684A JP H0634617 B2 JPH0634617 B2 JP H0634617B2
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- JP
- Japan
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- phase
- differential amplifiers
- current
- output
- currents
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、同期式ACサーボモータ、リニアサーボモー
タ等、3相ブラシレスモータの駆動回路に用いることの
できる3相乗算器を含む3相乗算型給電装置に関する。
タ等、3相ブラシレスモータの駆動回路に用いることの
できる3相乗算器を含む3相乗算型給電装置に関する。
従来の技術 近年、同期式ACサーボモータが、ブラシレスでメイン
テナンスフリーという点から、DCサーボモータの次世
代機として次第に普及し始めている。同期式ACサーボ
モータは、3相巻線が主流であり、トルクリップル,駆
動時の騒音,振動等を低減させる為に、巻線電流を交番
する3相正弦波とする方式が用いられる。必要なトルク
を得るためには、巻線の3相正弦電流の振幅を制御する
が、巻線電流の基準となる3相正弦信号は、位置センサ
出力と巻線電流振幅指令との乗算結果が用いられるのが
一般的であり、従来この3相乗算は、単相乗算器2個
と、それら出力の加算反転器とによって実現されてい
た。
テナンスフリーという点から、DCサーボモータの次世
代機として次第に普及し始めている。同期式ACサーボ
モータは、3相巻線が主流であり、トルクリップル,駆
動時の騒音,振動等を低減させる為に、巻線電流を交番
する3相正弦波とする方式が用いられる。必要なトルク
を得るためには、巻線の3相正弦電流の振幅を制御する
が、巻線電流の基準となる3相正弦信号は、位置センサ
出力と巻線電流振幅指令との乗算結果が用いられるのが
一般的であり、従来この3相乗算は、単相乗算器2個
と、それら出力の加算反転器とによって実現されてい
た。
以下図面を参照しながら、上述した従来の3相乗算器の
一例について説明する。第2図は、従来の3相乗算器の
回路ブロック図である。10,11は四現象乗算器であ
りS1,S2はそれらの出力電圧である。12は加算反
転器であり、S3はその出力電圧である。P1,P2は
2/3πの位相差を持つエンコーダからの正弦波の位置信
号電圧で、それぞれ四現象乗算器10,11のX入力と
なっている。Wは四現象乗算器10,11のY入力であ
り、巻線電流の大きさ、方向を指令する電圧である。
一例について説明する。第2図は、従来の3相乗算器の
回路ブロック図である。10,11は四現象乗算器であ
りS1,S2はそれらの出力電圧である。12は加算反
転器であり、S3はその出力電圧である。P1,P2は
2/3πの位相差を持つエンコーダからの正弦波の位置信
号電圧で、それぞれ四現象乗算器10,11のX入力と
なっている。Wは四現象乗算器10,11のY入力であ
り、巻線電流の大きさ、方向を指令する電圧である。
以上のように構成された従来の3相乗算器について、以
下その動作について説明する。
下その動作について説明する。
今、S1,S2,S3は、P1,P2,Wを乗算,加算
反転した結果であり、次の如く表わすことができる。
反転した結果であり、次の如く表わすことができる。
S1=W・P1 S2=W・P2 S3=−W(P1+P2) ここで、P1,P2は振幅1ボルト、位置の関数αに関
して正弦的に変化するとすれば、 となり振幅Wなる3相正弦波信号が得られることとな
る。S1〜S3に比例する電流が巻線に流れるようにす
れば、Wによって巻線電流の方向、大きさを制御するこ
とができる。即ちWによってモータの回転方向、トルク
を制御することができる。
して正弦的に変化するとすれば、 となり振幅Wなる3相正弦波信号が得られることとな
る。S1〜S3に比例する電流が巻線に流れるようにす
れば、Wによって巻線電流の方向、大きさを制御するこ
とができる。即ちWによってモータの回転方向、トルク
を制御することができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、四現象乗算器を
2個必要とし、1個の四現象乗算器に2ケ所のオフセッ
ト調整を行なわなければ、精度の良い乗算結果を得るこ
とができない。この為これらをIC内に構成しようとし
ても、ピン数の増加,チップ面積の増大のみならず、外
付け半固定抵抗の増加即ち、コストアップへつながり、
本機能をIC内で実現させる場合の障害となると同時
に、オフセット調整ミスや、経年変化,振動等による調
整ズレが発生し、モータ回転不良の原因になっていた。
2個必要とし、1個の四現象乗算器に2ケ所のオフセッ
ト調整を行なわなければ、精度の良い乗算結果を得るこ
とができない。この為これらをIC内に構成しようとし
ても、ピン数の増加,チップ面積の増大のみならず、外
付け半固定抵抗の増加即ち、コストアップへつながり、
本機能をIC内で実現させる場合の障害となると同時
に、オフセット調整ミスや、経年変化,振動等による調
整ズレが発生し、モータ回転不良の原因になっていた。
本発明は、上記問題点を鑑み、無調整でしかも精度よ
く、IC化に適した安価な3相乗算器を含む3相乗算型
給電装置を提供するものである。
く、IC化に適した安価な3相乗算器を含む3相乗算型
給電装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の3相乗算型給電装
置の3相乗算器は、3相信号V1,V2,V3を入力と
する3差動増幅器A,Bと、前記信号V1,V2,V3
を反転したV4,V5,V6を入力とする3差動増幅器
C,Dと、前記3差動増幅器A,Cの出力電流を制御す
る電流源Eと、前記電流源EがOFFしている期間のみ
ONして前記3差動増幅器B,Dの出力電流を制御する
電流源Fと、前記3差動増幅器AとDの出力電流の和を
それぞれ入力とするカレントミラー回路G,H,Jと、
前記3差動増幅器BとCの出力電流の和と前記カントミ
ラー回路G,H,Jの出力との差であるM1,M2,M
3を出力とする3相出力部とを備えた構成としている。
置の3相乗算器は、3相信号V1,V2,V3を入力と
する3差動増幅器A,Bと、前記信号V1,V2,V3
を反転したV4,V5,V6を入力とする3差動増幅器
C,Dと、前記3差動増幅器A,Cの出力電流を制御す
る電流源Eと、前記電流源EがOFFしている期間のみ
ONして前記3差動増幅器B,Dの出力電流を制御する
電流源Fと、前記3差動増幅器AとDの出力電流の和を
それぞれ入力とするカレントミラー回路G,H,Jと、
前記3差動増幅器BとCの出力電流の和と前記カントミ
ラー回路G,H,Jの出力との差であるM1,M2,M
3を出力とする3相出力部とを備えた構成としている。
作 用 本発明は、上記した構成によって、電流源EまたはFの
電流を、対称性の良い3差動増幅器A〜Dによって直接
分配した後、カレントミラー回路G,H,Jを用いてこ
れら電流の加減算することにより、オフセット調整が不
要で精度が良く、したがってIC化に適した安価な3相
乗算器を得ることができる。
電流を、対称性の良い3差動増幅器A〜Dによって直接
分配した後、カレントミラー回路G,H,Jを用いてこ
れら電流の加減算することにより、オフセット調整が不
要で精度が良く、したがってIC化に適した安価な3相
乗算器を得ることができる。
実施例 以下本発明の一実施例の3相乗算型給電装置の3相乗算
器について、図面を参照しながら説明する。
器について、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の実施例における3相乗算型給電装置の
3相乗算器の回路ブロック図を示すものである。第1図
において1,2は3差動増幅器A,Bであり、エンコー
ダより得られる3相位置信号電圧V1,V2,V3を入
力とする。3,4は3差動増幅器C,Dであり、V1〜
V3をそれぞれ反転した電圧V4,V5,V6を入力と
する。5,6は電流源E,Fであり、7,8,9はカレ
ントミラー回路G,H,Jである。I1〜I12は3差
動増幅器1〜4のコレクタ電流である。I13,I1
5,I17はカレントミラー回路7,8,9の入力電流
であり、I14,I16,I18は出力電流である。I
19,I20は電流源5,6の電流であり、巻線電流の
大きさ方向を指令する。M1〜M3は3相乗算器の出力
電流で、3相位置信号電圧V1〜V6と巻線電流指令I
19またはI20との乗算結果である。
3相乗算器の回路ブロック図を示すものである。第1図
において1,2は3差動増幅器A,Bであり、エンコー
ダより得られる3相位置信号電圧V1,V2,V3を入
力とする。3,4は3差動増幅器C,Dであり、V1〜
V3をそれぞれ反転した電圧V4,V5,V6を入力と
する。5,6は電流源E,Fであり、7,8,9はカレ
ントミラー回路G,H,Jである。I1〜I12は3差
動増幅器1〜4のコレクタ電流である。I13,I1
5,I17はカレントミラー回路7,8,9の入力電流
であり、I14,I16,I18は出力電流である。I
19,I20は電流源5,6の電流であり、巻線電流の
大きさ方向を指令する。M1〜M3は3相乗算器の出力
電流で、3相位置信号電圧V1〜V6と巻線電流指令I
19またはI20との乗算結果である。
以上のように構成された3相乗算器について、以下第1
図を用いてその動作を説明する。
図を用いてその動作を説明する。
まず、3相位置信号電圧V1〜V6の振幅はよく揃って
おり、これをaとし、V1〜V6は以下に示す如く表わ
せるとする。
おり、これをaとし、V1〜V6は以下に示す如く表わ
せるとする。
3相位置信号電圧V1〜V6の入力電流は出力電流I1
〜I12に比で微小であるから無視して考えると、I1
9,I20はV1〜V6によって3相の電流I1〜I1
2に分配されI1〜I12は以下に示す如く近似され
る。
〜I12に比で微小であるから無視して考えると、I1
9,I20はV1〜V6によって3相の電流I1〜I1
2に分配されI1〜I12は以下に示す如く近似され
る。
ここで、b,eは電流振幅であり、d,fは直流電流成
分である。b,eはV1〜V6の振幅aが大きい時に大
きく取ることができ、逆にd,fはV1〜V6の振幅a
が小さい時に大きくなる。V1〜V6の振幅が非常に大
きくなると上記の近似式は成立しなくなり、d,fは非
常に小さくなり、I1〜I12は正弦波形の振幅b,e
が飽和して台形波的に周期的変化することとなる。
分である。b,eはV1〜V6の振幅aが大きい時に大
きく取ることができ、逆にd,fはV1〜V6の振幅a
が小さい時に大きくなる。V1〜V6の振幅が非常に大
きくなると上記の近似式は成立しなくなり、d,fは非
常に小さくなり、I1〜I12は正弦波形の振幅b,e
が飽和して台形波的に周期的変化することとなる。
なおI1+I2+I3=I7+I8+I9=I19 I4+I5+I6=I10+I11+I12=I20 I1,I2,……I12≧0 また、カレントミラー回路の特性から、以下の関係が成
立している。
立している。
I1+I10=I13=I14 I2+I11=I15=I16 I3+I12=I17=I18 今、I19が流れる時、I20が流れないようにすれば I20=I4=I5=I6=I10=I11=I12=
0となり、 なる3相乗算出力を得る。振幅bはI19の大きさ、お
よび3相位置信号電圧の振幅aに依存するが、aが一定
であればI19の大きさに比例する。
0となり、 なる3相乗算出力を得る。振幅bはI19の大きさ、お
よび3相位置信号電圧の振幅aに依存するが、aが一定
であればI19の大きさに比例する。
逆に、I20が流れる時、I19が流れないようにすれ
ば I19=I1=I2=I3=I7=I8=I9=0とな
り、 なる3相乗算出力を得る。負符号は、極性の反転を意味
しており、I19を流しI20を流さないか、またはI
20を流しI19を流さないかによって3相乗算出力の
極性の反転を行うことができる。また、3相乗算出力M
1〜M3はオフセット電流を持たず、振幅の揃った交番
する3相電流となっている。
ば I19=I1=I2=I3=I7=I8=I9=0とな
り、 なる3相乗算出力を得る。負符号は、極性の反転を意味
しており、I19を流しI20を流さないか、またはI
20を流しI19を流さないかによって3相乗算出力の
極性の反転を行うことができる。また、3相乗算出力M
1〜M3はオフセット電流を持たず、振幅の揃った交番
する3相電流となっている。
精度の良い3相乗算を行うためには、3差動増幅器1〜
4の電流分配の対称性、カレントミラー回路7〜9の入
出力電流の対称性,電流源5,6の精度等が必要である
が、これらは素子の集積化により無調整で容易に精度が
得られる。
4の電流分配の対称性、カレントミラー回路7〜9の入
出力電流の対称性,電流源5,6の精度等が必要である
が、これらは素子の集積化により無調整で容易に精度が
得られる。
以上のように本実施例によれば、3相位置信号電圧V
1,V2,V3を入力とする3差動増幅器1,2と、前
記V1,V2,V3を反転したV4,V5,V6を入力
とする3差動増幅器3,4と、前記3差動増幅器1,3
のコレクタ電流を制御する電流源5と、前記電流源5が
OFFしている期間のみONして前記3差動増幅器2,
4のコレクタ電流を制御する電流源6と前記3差動増幅
器1,4のコレクタ電流の和をそれぞれ入力とするカレ
ントミラー回路7,8,9と、前記3差動増幅器2,3
のコレクタ電流の和と、前記カレントミラー回路7,
8,9の出力との差であるM1,M2,M3を出力とす
る3相出力部とを設けることにより、電流源5の電流I
19または電流源6の電流I20と、3相位置信号電圧
V1,V2,V3(V4,V5,V6)との乗算を、無
調整で、しかも精度よく行うことができる。
1,V2,V3を入力とする3差動増幅器1,2と、前
記V1,V2,V3を反転したV4,V5,V6を入力
とする3差動増幅器3,4と、前記3差動増幅器1,3
のコレクタ電流を制御する電流源5と、前記電流源5が
OFFしている期間のみONして前記3差動増幅器2,
4のコレクタ電流を制御する電流源6と前記3差動増幅
器1,4のコレクタ電流の和をそれぞれ入力とするカレ
ントミラー回路7,8,9と、前記3差動増幅器2,3
のコレクタ電流の和と、前記カレントミラー回路7,
8,9の出力との差であるM1,M2,M3を出力とす
る3相出力部とを設けることにより、電流源5の電流I
19または電流源6の電流I20と、3相位置信号電圧
V1,V2,V3(V4,V5,V6)との乗算を、無
調整で、しかも精度よく行うことができる。
なお実施例において、3差動増幅器1,4のコレクタ電
流の和をカレントミラー回路7〜9の入力とし、3差動
増幅器2,3のコレクタ電流の和と、カレントミラー回
路7〜9の出力との差を3相乗算出力M1〜M3とした
が、3差動増幅器2,3のコレクタ電流の和をカレント
ミラー回路7〜9の入力とし、3差動増幅器1,4のコ
レクタ電流の和と、カレントミラー回路7〜9の出力と
の差を3相乗算出力M′1〜M′3としてもよい。この
時。M1=−M1′,M2=−M2′,M3=−M3′となり
極性が反転するのみで同様の効果が得られる。
流の和をカレントミラー回路7〜9の入力とし、3差動
増幅器2,3のコレクタ電流の和と、カレントミラー回
路7〜9の出力との差を3相乗算出力M1〜M3とした
が、3差動増幅器2,3のコレクタ電流の和をカレント
ミラー回路7〜9の入力とし、3差動増幅器1,4のコ
レクタ電流の和と、カレントミラー回路7〜9の出力と
の差を3相乗算出力M′1〜M′3としてもよい。この
時。M1=−M1′,M2=−M2′,M3=−M3′となり
極性が反転するのみで同様の効果が得られる。
また、第1図では、3差動増幅器をNPN型のトランジ
スタで構成したが、同様にすればPNP型のトランジス
タで構成することもでき、更に電界効果型トランジスタ
で構成することも可能である。むろん個々のトランジス
タがダーリントン接続されたものであっても良く、結果
的に3差動動作する構成とすれば良い。
スタで構成したが、同様にすればPNP型のトランジス
タで構成することもでき、更に電界効果型トランジスタ
で構成することも可能である。むろん個々のトランジス
タがダーリントン接続されたものであっても良く、結果
的に3差動動作する構成とすれば良い。
発明の効果 以上のように、本発明は、3相位置信号電圧V1,V
2,V3を入力とする3差動増幅器A,Bと、前記V
1,V2,V3を反転したV4,V5,V6を入力とす
る3差動増幅器C,Dと、前記3差動増幅器A,Cの出
力電流を制御する電流源Eと、前記電流源EがOFFし
ている期間のみONして前記3差動増幅器B,Dの出力
電流を制御する電流源Fと、前記3差動増幅器AとDの
出力電流の和をそれぞれ入力とするカレントミラー回路
G,H,Jと、前記3差動増幅器BとCの出力電流の和
と前記カレントミラー回路G,H,Jの出力との差であ
るM1,M2,M3を出力とする3相出力部とを設ける
ことにより、無調整で精度が良く、したがってIC化に
適した3相乗算器を持った3相乗算型給電装置を得るこ
とができる。
2,V3を入力とする3差動増幅器A,Bと、前記V
1,V2,V3を反転したV4,V5,V6を入力とす
る3差動増幅器C,Dと、前記3差動増幅器A,Cの出
力電流を制御する電流源Eと、前記電流源EがOFFし
ている期間のみONして前記3差動増幅器B,Dの出力
電流を制御する電流源Fと、前記3差動増幅器AとDの
出力電流の和をそれぞれ入力とするカレントミラー回路
G,H,Jと、前記3差動増幅器BとCの出力電流の和
と前記カレントミラー回路G,H,Jの出力との差であ
るM1,M2,M3を出力とする3相出力部とを設ける
ことにより、無調整で精度が良く、したがってIC化に
適した3相乗算器を持った3相乗算型給電装置を得るこ
とができる。
第1図は本発明の実施例における3相乗算型給電装置の
3相乗算器の回路ブロック図、第2図は従来の3相乗算
器の回路ブロック図である。 1〜4……3差動増幅器A〜D、5,6……電流源E,
F、7〜9……カレントミラー回路、V1〜V6……3
相位置信号電圧、M1〜M3……3相乗算出力、10,
11……四現象乗算器、12……加算反転器。
3相乗算器の回路ブロック図、第2図は従来の3相乗算
器の回路ブロック図である。 1〜4……3差動増幅器A〜D、5,6……電流源E,
F、7〜9……カレントミラー回路、V1〜V6……3
相位置信号電圧、M1〜M3……3相乗算出力、10,
11……四現象乗算器、12……加算反転器。
Claims (1)
- 【請求項1】3相信号V1,V2,V3を入力とする3
差動増幅器A,Bと、前記信号V1,V2,V3を反転
した信号V4,V5,V6を入力とする3差動増幅器
C,Dと、前記3差動増幅器A,Cの出力電流を制御す
る電流源Eと、前記電流源EがOFFしている期間のみ
ONして前記3差動増幅器B,Dの出力電流を制御する
電流源Fと、前記3差動増幅器のAとDの出力電流の和
をそれぞれ入力とするカレントミラー回路G,H,J
と、前記3差動増幅器BとCの出力電流の和と前記カン
トミラー回路G,H,Jの出力との差であるM1,M
2,M3信号を出力とする3相出力部とを備えたことを
特徴とする3相乗算型給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260246A JPH0634617B2 (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 3相乗算型給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260246A JPH0634617B2 (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 3相乗算型給電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139290A JPS61139290A (ja) | 1986-06-26 |
| JPH0634617B2 true JPH0634617B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17345380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260246A Expired - Lifetime JPH0634617B2 (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 3相乗算型給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634617B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213493A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 3相電流出力回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5775591A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-12 | Hitachi Ltd | Motor drive circuit |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP59260246A patent/JPH0634617B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61139290A (ja) | 1986-06-26 |
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