JPH0810992B2 - 同期型交流サ−ボモ−タの駆動方法及び装置 - Google Patents
同期型交流サ−ボモ−タの駆動方法及び装置Info
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- JPH0810992B2 JPH0810992B2 JP61209707A JP20970786A JPH0810992B2 JP H0810992 B2 JPH0810992 B2 JP H0810992B2 JP 61209707 A JP61209707 A JP 61209707A JP 20970786 A JP20970786 A JP 20970786A JP H0810992 B2 JPH0810992 B2 JP H0810992B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は同期型交流サーボモータの駆動方法及び装置
に関し、特にサーボモータの起動時にサーボモータをス
ムーズに駆動させることができる同期型交流サーボモー
タの駆動方法及び装置に関するものである。
に関し、特にサーボモータの起動時にサーボモータをス
ムーズに駆動させることができる同期型交流サーボモー
タの駆動方法及び装置に関するものである。
[従来の技術] 従来の同期型交流サーボモータの制御技術では、モー
タの回転に同期して複数の相パルス信号(CS信号)と、
基準パルスとして用いられる90度位相が異なる連続した
2つの信号(A信号及びB信号)と原点パルス信号(C
信号)とを出力するエンコーダの出力を用いて、ロータ
回転位置即ち磁極位置を表わす位置信号を得て、この位
置信号をデジタル量又はアナログ量の正弦波信号sinθ
に変換し、変換した正弦波信号sinθとトルク指令信号
とを乗算して駆動電流通電回路の制御に用いる電流指令
信号を得ることが行なわれている。
タの回転に同期して複数の相パルス信号(CS信号)と、
基準パルスとして用いられる90度位相が異なる連続した
2つの信号(A信号及びB信号)と原点パルス信号(C
信号)とを出力するエンコーダの出力を用いて、ロータ
回転位置即ち磁極位置を表わす位置信号を得て、この位
置信号をデジタル量又はアナログ量の正弦波信号sinθ
に変換し、変換した正弦波信号sinθとトルク指令信号
とを乗算して駆動電流通電回路の制御に用いる電流指令
信号を得ることが行なわれている。
そして従来の技術では、サーボモータの制御におい
て、最大トルクを発生させるために、モータに供給され
る各相電流が各相逆起電力と同一位相となるように相電
流の通電を制御している。尚エンコーダを用いたロータ
回転位置の検出により得られる位置信号が、相逆起電力
の位相を表わしていることは当業者に明らかであろう。
て、最大トルクを発生させるために、モータに供給され
る各相電流が各相逆起電力と同一位相となるように相電
流の通電を制御している。尚エンコーダを用いたロータ
回転位置の検出により得られる位置信号が、相逆起電力
の位相を表わしていることは当業者に明らかであろう。
エンコーダを用いてモータ回転位置を検出する場合、
モータの起動時においては直ちに正確なロータ回転位置
を検出することができない。例えば、エンコーダが出力
する原点パルスを基準としてロータ回転位置を検出する
場合には、最初に原点パルスが出力されるまではロータ
回転位置を検出することができない。したがってこの場
合には、原点パルスが検出されるまでは相電流の位相と
相逆起電力の位相とを一致させることができず、ロータ
回転位置と無関係に相電流を流すことになるため、起動
時にスムーズな回転を得ることができないという問題が
ある。
モータの起動時においては直ちに正確なロータ回転位置
を検出することができない。例えば、エンコーダが出力
する原点パルスを基準としてロータ回転位置を検出する
場合には、最初に原点パルスが出力されるまではロータ
回転位置を検出することができない。したがってこの場
合には、原点パルスが検出されるまでは相電流の位相と
相逆起電力の位相とを一致させることができず、ロータ
回転位置と無関係に相電流を流すことになるため、起動
時にスムーズな回転を得ることができないという問題が
ある。
そこでこのような起動時の問題を解決するために、例
えば特開昭61−39885号公報に示されるように、モータ
の起動時から原点パルスあるいは相パルス信号の波形を
立上り又は立下り(以下エッジと云う。)を検出するま
では、複数の相パルス信号を用いてステップ状の疑似正
弦波信号を作り、原点パルス又は相パルス信号のエッジ
を検出すると、正確な位置信号に基づいて発生させた正
弦波信号を供給して起動時の回転をスムーズにさせる技
術が提案されている。
えば特開昭61−39885号公報に示されるように、モータ
の起動時から原点パルスあるいは相パルス信号の波形を
立上り又は立下り(以下エッジと云う。)を検出するま
では、複数の相パルス信号を用いてステップ状の疑似正
弦波信号を作り、原点パルス又は相パルス信号のエッジ
を検出すると、正確な位置信号に基づいて発生させた正
弦波信号を供給して起動時の回転をスムーズにさせる技
術が提案されている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、この技術ではエッジが検出されるまで
は、相パルス信号から検出した固定位置に基づいて設定
した変動しない位置信号により制御を行なっている。し
たがってエッジが検出されるまで(モータが1/p回転す
るまで[pはモータの極対数])は、変動しない同じ位
置信号を用いて制御を行なうため、起動時の速度制御特
性及びトルク制御特性はあまり滑らかではなく、起動時
の回転必ずしもスムーズではなかった。またこの技術で
は、起動時からの相パルス信号のエッジが検出されるま
では、極めて大雑把な位置しか検出できないため、最悪
の場合モータが1/p回転[pはモータの極対数]するま
では正確な位置検出に基づく電流指令信号を出力するこ
とができず、正確な位置検出が開始されるまでの時間が
長くなるという問題があった。
は、相パルス信号から検出した固定位置に基づいて設定
した変動しない位置信号により制御を行なっている。し
たがってエッジが検出されるまで(モータが1/p回転す
るまで[pはモータの極対数])は、変動しない同じ位
置信号を用いて制御を行なうため、起動時の速度制御特
性及びトルク制御特性はあまり滑らかではなく、起動時
の回転必ずしもスムーズではなかった。またこの技術で
は、起動時からの相パルス信号のエッジが検出されるま
では、極めて大雑把な位置しか検出できないため、最悪
の場合モータが1/p回転[pはモータの極対数]するま
では正確な位置検出に基づく電流指令信号を出力するこ
とができず、正確な位置検出が開始されるまでの時間が
長くなるという問題があった。
本発明の目的は、上記従来の技術が有する問題点を解
消した同期型交流サーボモータの駆動方法及び装置を提
供することにある。
消した同期型交流サーボモータの駆動方法及び装置を提
供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明の方法は、上記問題点を解決するため、その実
施例を示す第1図乃至第3図に見られるように、同期型
交流サーボモータ1の回転に同期した信号を出力するエ
ンコーダ2の出力信号に基づいて検出したローラ回転位
置を表わす位置信号Sを正弦波信号sinθに変換し、該
正弦波信号sinθとトルク指令信号V3とを乗算して得た
電流指令信号V4,V5に基づいて駆動電流を通電する同期
型交流サーボモータの駆動方法において、電流指令信号
V5の一周期を複数のモードに区分し、エンコーダ2から
出力される複数の相パルス信号CSU,CSV,CSWに基づいて
該当モードを検出する。そして起動後にモードの変化を
検出するまでは、エンコーダ2から出力される基準パル
スEnの数をカウントしてカウント値を予め定めた初期値
に加算するか又は該初期値から減算する演算を行い、演
算値が1モード当りの最大カウント値又は最小カウント
値に達したときには該演算値を保持する。そして該演算
値と検出したモードとにより位置信号を定める。
施例を示す第1図乃至第3図に見られるように、同期型
交流サーボモータ1の回転に同期した信号を出力するエ
ンコーダ2の出力信号に基づいて検出したローラ回転位
置を表わす位置信号Sを正弦波信号sinθに変換し、該
正弦波信号sinθとトルク指令信号V3とを乗算して得た
電流指令信号V4,V5に基づいて駆動電流を通電する同期
型交流サーボモータの駆動方法において、電流指令信号
V5の一周期を複数のモードに区分し、エンコーダ2から
出力される複数の相パルス信号CSU,CSV,CSWに基づいて
該当モードを検出する。そして起動後にモードの変化を
検出するまでは、エンコーダ2から出力される基準パル
スEnの数をカウントしてカウント値を予め定めた初期値
に加算するか又は該初期値から減算する演算を行い、演
算値が1モード当りの最大カウント値又は最小カウント
値に達したときには該演算値を保持する。そして該演算
値と検出したモードとにより位置信号を定める。
また本発明の装置では、同期型交流サーボモータ1の
回転に同期した信号を出力するエンコーダ2の出力に基
づてロータ回転位置を検出して位置信号Sを出力するロ
ータ回転位置検出手段100を備え、位置信号Sを正弦波
信号sinθに変換し、該正弦波信号sinθとトルク指令信
号V3とを乗算して得た電流指令信号V5に基づいて駆動電
流を通電する同期型交流サーボモータの駆動装置におい
て、ロータ回転位置検出手段を次のように構成する。
回転に同期した信号を出力するエンコーダ2の出力に基
づてロータ回転位置を検出して位置信号Sを出力するロ
ータ回転位置検出手段100を備え、位置信号Sを正弦波
信号sinθに変換し、該正弦波信号sinθとトルク指令信
号V3とを乗算して得た電流指令信号V5に基づいて駆動電
流を通電する同期型交流サーボモータの駆動装置におい
て、ロータ回転位置検出手段を次のように構成する。
本発明のロータ回転位置検出手段は、エンコーダ2か
ら出力される複数の相パルス信号CSU,CSV,CSWに基づい
て、電流指令信号V5の一周期を複数の区分に分けたモー
ドの中から該当モードを検出するモード検出手段13、エ
ンコーダ2から出力される基準パルスEnの数をカウント
し且つモード検出手段13がモードの変化を検出する毎に
リセットされるカウンタ14と、1モードの間にカウント
される基準パルスEnの最大カウント値の最小カウント値
との間の値に初期値を定める初期値設定手段16と、カウ
ンタ14が出力するカウント値と初期値とを加算するか又
は初期値からカウント値を減算する演算手段17と、演算
手段17が出力する演算値が、最大カウント値又は最小カ
ウント値に達すると該演算値を保持するカウントリミッ
タ18と、モード検出手段13がモードの変化を検出するま
ではカウンタ14の出力を演算手段17に供給し該変化を検
出するとカウンタ14の出力をそのまま出力する切換手段
15と、モード検出手段13の出力及び演算手段17又はカウ
ンタ14の出力を入力としてロータ回転位置を検出して位
置信号Sを発生させる位置信号発生手段19とから構成さ
れる。
ら出力される複数の相パルス信号CSU,CSV,CSWに基づい
て、電流指令信号V5の一周期を複数の区分に分けたモー
ドの中から該当モードを検出するモード検出手段13、エ
ンコーダ2から出力される基準パルスEnの数をカウント
し且つモード検出手段13がモードの変化を検出する毎に
リセットされるカウンタ14と、1モードの間にカウント
される基準パルスEnの最大カウント値の最小カウント値
との間の値に初期値を定める初期値設定手段16と、カウ
ンタ14が出力するカウント値と初期値とを加算するか又
は初期値からカウント値を減算する演算手段17と、演算
手段17が出力する演算値が、最大カウント値又は最小カ
ウント値に達すると該演算値を保持するカウントリミッ
タ18と、モード検出手段13がモードの変化を検出するま
ではカウンタ14の出力を演算手段17に供給し該変化を検
出するとカウンタ14の出力をそのまま出力する切換手段
15と、モード検出手段13の出力及び演算手段17又はカウ
ンタ14の出力を入力としてロータ回転位置を検出して位
置信号Sを発生させる位置信号発生手段19とから構成さ
れる。
[発明の作用] 本発明では、電流指令信号の一周期を複数のモードに
区分して相パルス信号の関係からモードを検出する。モ
ードの数をn[正の整数]とすれば、遅くとも起動後サ
ーボモータが1/np[pは極対数]回転すれば、正しい位
置検出を行うことができるようになる。そして起動後モ
ードの変化が検出されるまでの間は、検出したモードか
ら判明する大ざっぱな位置に加えて、カウント処理によ
って定めた微細な位置に基づいて位置信号を得るため、
正規の位置信号に近似した電流指令信号を得ることがで
き、起動時の速度制御特性及びトルク制御特性を大幅に
改善することができ、スムーズな回転を得ることができ
る。
区分して相パルス信号の関係からモードを検出する。モ
ードの数をn[正の整数]とすれば、遅くとも起動後サ
ーボモータが1/np[pは極対数]回転すれば、正しい位
置検出を行うことができるようになる。そして起動後モ
ードの変化が検出されるまでの間は、検出したモードか
ら判明する大ざっぱな位置に加えて、カウント処理によ
って定めた微細な位置に基づいて位置信号を得るため、
正規の位置信号に近似した電流指令信号を得ることがで
き、起動時の速度制御特性及びトルク制御特性を大幅に
改善することができ、スムーズな回転を得ることができ
る。
カウント処理では、予め定めた初期値(最良の結果を
得るためには1モード当りの最大カウント値の1/2の
値)に、エンコーダから出力された基準パルス数を加算
するか又は初期値からの減算処理が行なわれる。そして
加算又は減算により得た演算値が1モード当りの最大カ
ウント値又は最小カウント値に達したときには、演算値
を保持する。したがってモードの変化が検出されたとき
の、実際の位置とカウンタ処理によって検出した位置と
が著しく異なるのを防止することができる。
得るためには1モード当りの最大カウント値の1/2の
値)に、エンコーダから出力された基準パルス数を加算
するか又は初期値からの減算処理が行なわれる。そして
加算又は減算により得た演算値が1モード当りの最大カ
ウント値又は最小カウント値に達したときには、演算値
を保持する。したがってモードの変化が検出されたとき
の、実際の位置とカウンタ処理によって検出した位置と
が著しく異なるのを防止することができる。
また本発明の装置では、本発明の方法を簡単な構成で
実施することができ、特に切換手段15を設けて起動時に
モードの変化が検出されるまでは演算手段17にカウンタ
14の出力を供給し、モードの変化が検出された後は直接
位置信号発生手段19にカウンタ14からのカウント信号を
供給するようにしたので、簡単な構成で起動時及び起動
後の位置信号を得ることができる。
実施することができ、特に切換手段15を設けて起動時に
モードの変化が検出されるまでは演算手段17にカウンタ
14の出力を供給し、モードの変化が検出された後は直接
位置信号発生手段19にカウンタ14からのカウント信号を
供給するようにしたので、簡単な構成で起動時及び起動
後の位置信号を得ることができる。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。第1図には3相同期型交流サーボモータに本発明を
適用した場合の、駆動装置の一実施例をブロック図で示
してある。尚第1図の実施例は、U相及びV相の2つの
相について位置の検出を行い2相の電流指令信号に基づ
いて3相の相電流を通電するものであるが、第1図には
1相分のロータ回転位置検出手段に関連する構成を示し
てある。第2図及び第3図は、それぞれ第1図の各部の
出力波形を示している。
る。第1図には3相同期型交流サーボモータに本発明を
適用した場合の、駆動装置の一実施例をブロック図で示
してある。尚第1図の実施例は、U相及びV相の2つの
相について位置の検出を行い2相の電流指令信号に基づ
いて3相の相電流を通電するものであるが、第1図には
1相分のロータ回転位置検出手段に関連する構成を示し
てある。第2図及び第3図は、それぞれ第1図の各部の
出力波形を示している。
第1図において、モータ1にはモータの回転と同期し
た複数の信号を出力するエンコーダ2が取付られてい
る。エンコーダ2は、モータの各相の磁極幅を検出して
互いに等角度づつ位相がずれた3相の相パルス信号CSU,
CSV及びCSW(第2図A乃至C)と、1相パルス信号のパ
ルス幅中に750個のパルスが入るパルス幅を有する基準
パルスEn(第2図E)とを出力する。尚基準パルスは位
相が90度異なるA信号とB信号の立上り又は立下がりと
を適宜に利用して作ることができる。エンコーダ2とし
ては、光学式エンコーダ又は磁気式エンコーダのいずれ
のエンコーダを用いてもよい。
た複数の信号を出力するエンコーダ2が取付られてい
る。エンコーダ2は、モータの各相の磁極幅を検出して
互いに等角度づつ位相がずれた3相の相パルス信号CSU,
CSV及びCSW(第2図A乃至C)と、1相パルス信号のパ
ルス幅中に750個のパルスが入るパルス幅を有する基準
パルスEn(第2図E)とを出力する。尚基準パルスは位
相が90度異なるA信号とB信号の立上り又は立下がりと
を適宜に利用して作ることができる。エンコーダ2とし
ては、光学式エンコーダ又は磁気式エンコーダのいずれ
のエンコーダを用いてもよい。
エンコーダ2から出力された基準パルスEnは、モータ
の回転速度を電圧値に変換する周波数−電圧変換回路3
を介して速度検出信号V1に変換され、速度検出信号V1と
速度指令信号V2との偏差は比例−積分動作を行なう速度
アンプ4に入力されてトルク指令信号V3に変換される。
トルク指令信号V3は、後に詳述するロータ回転位置検出
手段100から出力される位置信号Sをデジタル量の正弦
波信号に変換して得たデジタル量の正弦波信号Sinθと
乗算されて、デジタル量の電流指令信号V4が得られる。
デジタル量の電流指令信号V4は、デジタル−アナログ変
換器(D/A変換器)5を介してアナログ量の電流指令信
号V5に変換される。尚本願明細書において、「電流指令
信号」の語は、特に特定しない限りアナログ量の電流指
令信号V5を意味する。
の回転速度を電圧値に変換する周波数−電圧変換回路3
を介して速度検出信号V1に変換され、速度検出信号V1と
速度指令信号V2との偏差は比例−積分動作を行なう速度
アンプ4に入力されてトルク指令信号V3に変換される。
トルク指令信号V3は、後に詳述するロータ回転位置検出
手段100から出力される位置信号Sをデジタル量の正弦
波信号に変換して得たデジタル量の正弦波信号Sinθと
乗算されて、デジタル量の電流指令信号V4が得られる。
デジタル量の電流指令信号V4は、デジタル−アナログ変
換器(D/A変換器)5を介してアナログ量の電流指令信
号V5に変換される。尚本願明細書において、「電流指令
信号」の語は、特に特定しない限りアナログ量の電流指
令信号V5を意味する。
電流指令信号V5は、駆動電流通電回路6に入力され、
この通電回路6はU相の電流指令信号V5及び図示しない
V相についての制御回路から出力される電流指令信号V
5′に基づいて3相の相電流をモータに通電する。駆動
電流通電回路6は、2相の電流指令信号V5及びV5′に基
づいて3相電流指令信号を作る2相−3相変換回路7
と、相電流の値を検出する検流器10からの検流電流値と
3相電流指令信号との偏差を増幅してパルス幅変調した
PWM波形信号を出力する電流アンプ兼PWM回路8と,PWM波
形信号に基づいて図示しない電源から供給される電流を
モータに通電するパワートランジスタを有するトランジ
スタ回路及び該トランジスタ回路を駆動する駆動回路を
備えてなるパワートランジスタ回路9とから構成され
る。
この通電回路6はU相の電流指令信号V5及び図示しない
V相についての制御回路から出力される電流指令信号V
5′に基づいて3相の相電流をモータに通電する。駆動
電流通電回路6は、2相の電流指令信号V5及びV5′に基
づいて3相電流指令信号を作る2相−3相変換回路7
と、相電流の値を検出する検流器10からの検流電流値と
3相電流指令信号との偏差を増幅してパルス幅変調した
PWM波形信号を出力する電流アンプ兼PWM回路8と,PWM波
形信号に基づいて図示しない電源から供給される電流を
モータに通電するパワートランジスタを有するトランジ
スタ回路及び該トランジスタ回路を駆動する駆動回路を
備えてなるパワートランジスタ回路9とから構成され
る。
100はモータ1のU相についてのロータ回転位置を検
出するロータ回転位置検出手段であり、12はロータ回転
位置検出手段100から出力される位置信号Sをデジタル
量の正弦波信号Sinθに変換する正弦波変換回路であ
る。尚第1図において一点鎖線で囲んだ部分(速度アン
プ4,周波数−電圧変換回路3,正弦波変換回路12及びロー
タ回転位置検出手段100は、マイクロコンピュータのCPU
によって構成されている。
出するロータ回転位置検出手段であり、12はロータ回転
位置検出手段100から出力される位置信号Sをデジタル
量の正弦波信号Sinθに変換する正弦波変換回路であ
る。尚第1図において一点鎖線で囲んだ部分(速度アン
プ4,周波数−電圧変換回路3,正弦波変換回路12及びロー
タ回転位置検出手段100は、マイクロコンピュータのCPU
によって構成されている。
本実施例は、第2図に示すように相パルス信号CSU,CS
U及びCSWの立上り又は立下り(エッジ)を利用して電流
指令信号V5の1周期を等しい区分で6分割する。本願明
細書においては、相パルス信号のエッジを用いて設定し
た6個の区分をそれぞれ「モード」と云い、便宜的にモ
ード0,モード1…モード5としている。
U及びCSWの立上り又は立下り(エッジ)を利用して電流
指令信号V5の1周期を等しい区分で6分割する。本願明
細書においては、相パルス信号のエッジを用いて設定し
た6個の区分をそれぞれ「モード」と云い、便宜的にモ
ード0,モード1…モード5としている。
モード検出手段13は、3つの相パルス信号の関係,具
体的には相パルス信号の極性又はレベルの組合せから現
在のモードがいずれのモードにあるかを決定する。この
ように相パルス信号のレベルの組合せからモードを検出
すれば、モータ1の起動時(制御電源投入直後)におい
ても、大ざっぱなロータの位置を検出することができ
る。モード検出手段13は、検出したモードを表わすモー
ド検出信号S1を出力する。
体的には相パルス信号の極性又はレベルの組合せから現
在のモードがいずれのモードにあるかを決定する。この
ように相パルス信号のレベルの組合せからモードを検出
すれば、モータ1の起動時(制御電源投入直後)におい
ても、大ざっぱなロータの位置を検出することができ
る。モード検出手段13は、検出したモードを表わすモー
ド検出信号S1を出力する。
カウンタ14は、エンコーダ2から出力された基準パル
スEnをカウントしてカウント値をカウント信号S2として
切換手段15に出力する。カウンタ14は、電源が投入され
た際に入力されるリセット信号Rの立上り及びモード検
出手段13から入力されるモード検出信号S1がモードの変
化(モードが変わったこと)を示したときにリセットさ
れてモード毎に基準パルスのカウントを行なう。例え
ば、エンコーダ2の分解能Mを6000(pulse/Rev),逓
倍数Qを1,モータ1の極対数Pを4とすると、1モード
当りの基準パルス数Nは、 N=MQ/6P=6000×1/6×4=250(pelse/Mode)とな
る。したがって、モードの先頭からカウントを開始すれ
ば、カウンタ14の出力するカウント信号S2はモードの先
頭からの正確な位置を表示する。
スEnをカウントしてカウント値をカウント信号S2として
切換手段15に出力する。カウンタ14は、電源が投入され
た際に入力されるリセット信号Rの立上り及びモード検
出手段13から入力されるモード検出信号S1がモードの変
化(モードが変わったこと)を示したときにリセットさ
れてモード毎に基準パルスのカウントを行なう。例え
ば、エンコーダ2の分解能Mを6000(pulse/Rev),逓
倍数Qを1,モータ1の極対数Pを4とすると、1モード
当りの基準パルス数Nは、 N=MQ/6P=6000×1/6×4=250(pelse/Mode)とな
る。したがって、モードの先頭からカウントを開始すれ
ば、カウンタ14の出力するカウント信号S2はモードの先
頭からの正確な位置を表示する。
切換手段15は、リセット信号Rの立上り部でカウンタ
14からのカウント信号S2を出力端子OUT2から出力し、ま
たモード検出手段13からモード検出信号S1が入力される
と出力端子OUT1からカウント信号S2を出力するように構
成されている。モータ1の起動時すなわち電源が投入さ
れたとき、又は起動スイッチが別に設けられているとき
には起動スイッチが投入されたときには、切換手段15に
リセットR信号の立上り部が入力されるため、切換手段
15はカウント信号S2を演算手段17に供給する。演算手段
17は、カウント信号S2と初期値設定手段16から出力され
る初期値を表わす初期値信号S3とを加算するか又は初期
値信号S3からカウント信号S2を減算する。すなわち演算
手段17は、カウンタ14の計数するカウント値と初期値設
定手段16が設定する初期値とを加算するか又は初期値か
らカウント値を減算する演算を行なう。本願明細書では
この処理をカウント処理と云う。
14からのカウント信号S2を出力端子OUT2から出力し、ま
たモード検出手段13からモード検出信号S1が入力される
と出力端子OUT1からカウント信号S2を出力するように構
成されている。モータ1の起動時すなわち電源が投入さ
れたとき、又は起動スイッチが別に設けられているとき
には起動スイッチが投入されたときには、切換手段15に
リセットR信号の立上り部が入力されるため、切換手段
15はカウント信号S2を演算手段17に供給する。演算手段
17は、カウント信号S2と初期値設定手段16から出力され
る初期値を表わす初期値信号S3とを加算するか又は初期
値信号S3からカウント信号S2を減算する。すなわち演算
手段17は、カウンタ14の計数するカウント値と初期値設
定手段16が設定する初期値とを加算するか又は初期値か
らカウント値を減算する演算を行なう。本願明細書では
この処理をカウント処理と云う。
初期値設定手段16が定める初期値とは、1モード当り
の最大カウント値と最小カウント値との間の適宜の数で
あり、本実施例では1モード当りの基準パルスEnの最大
カウント値が上述のように250であるから、初期値を最
大カウント値の1/2すなわち125に設定している。尚この
初期値と設定は、最大カウント値の1/2に設定しなけれ
ばならないものではないが、最大カウント値の1/2に近
い数が好ましい。なぜならば起動時の位置の検出誤差を
小さくできるからである。
の最大カウント値と最小カウント値との間の適宜の数で
あり、本実施例では1モード当りの基準パルスEnの最大
カウント値が上述のように250であるから、初期値を最
大カウント値の1/2すなわち125に設定している。尚この
初期値と設定は、最大カウント値の1/2に設定しなけれ
ばならないものではないが、最大カウント値の1/2に近
い数が好ましい。なぜならば起動時の位置の検出誤差を
小さくできるからである。
カウントリミッタ18は、演算手段17の演算値が最大カ
ウント値(250)又は最小カウント値(0)になる迄
は、演算値に相当する演算信号S4を後述する位置信号発
生手段19にそのまま供給し、演算値が最大カウント値又
は最小カウント値になるとカウンタ14のカウント動作を
停止させるか又はそのときの演算値(最大カウント値又
は最小カウント値)を保持して位置信号発生手段19に保
持した演算値を供給し続ける。
ウント値(250)又は最小カウント値(0)になる迄
は、演算値に相当する演算信号S4を後述する位置信号発
生手段19にそのまま供給し、演算値が最大カウント値又
は最小カウント値になるとカウンタ14のカウント動作を
停止させるか又はそのときの演算値(最大カウント値又
は最小カウント値)を保持して位置信号発生手段19に保
持した演算値を供給し続ける。
位置信号発生手段19は、テーブル索引部を備えてお
り、モード検出手段13から出力されるモード検出信号S1
と切換手段15の出力端子OUT2から出力されるカウント信
号S2又はカウントリミット17から出力される演算信号S
4′とに基づいて、ロータ回転位置を設定し、テーブル
索引部からロータ回転位置に相当する位置信号Sを検索
して出力する。そして正弦波変換回路12は、内蔵された
sinθテーブルから位置信号Sに応じてデジタル量の正
弦波信号sinθを出力する。
り、モード検出手段13から出力されるモード検出信号S1
と切換手段15の出力端子OUT2から出力されるカウント信
号S2又はカウントリミット17から出力される演算信号S
4′とに基づいて、ロータ回転位置を設定し、テーブル
索引部からロータ回転位置に相当する位置信号Sを検索
して出力する。そして正弦波変換回路12は、内蔵された
sinθテーブルから位置信号Sに応じてデジタル量の正
弦波信号sinθを出力する。
[実施例の動作] 第3図を参照して第1図の実施例の動作を説明する。
第3図は、ロータがモード0,モード2及びモード4の範
囲にある状態から起動される場合の態様を領域I乃至II
Iに示している。
第3図は、ロータがモード0,モード2及びモード4の範
囲にある状態から起動される場合の態様を領域I乃至II
Iに示している。
以下カウンタ14のカウント値がアップカウントする即
ちカウント値が増加する方向にモータ1のロータを回転
させる場合について説明する。演算手段17は初期値設定
手段16に設定した初期値、本実施例では125とカウンタ1
4のカウント値とを加算する動作を行なう。
ちカウント値が増加する方向にモータ1のロータを回転
させる場合について説明する。演算手段17は初期値設定
手段16に設定した初期値、本実施例では125とカウンタ1
4のカウント値とを加算する動作を行なう。
第3図において、領域Iはモータ1のロータがモード
1の範囲にある場合に電源が投入されてモータが起動さ
れたときの状態を示している。時刻t1においてリセット
信号Rが立上ると、切換手段15はカウンタ14から出力さ
れるカウント値を表わすカウント信号S2(第3図a)を
演算手段17に供給し、演算手段17は初期値(125)にカ
ウント値を加算した演算値を表わす信号S4を出力する。
したがって起動時に時刻t1において検出された位置は、
モード0の先頭から基準パルスで125パルス目の位置即
ちモード0の中央の位置とみなされる。その結果、時刻
t1においてはモード0の先頭から125パルス目の位置に
おける位置信号Sが出力されて正弦波変換回路12により
正弦波信号に変換され、モード0の先頭から125パルス
目の位置における電流指令信号の値がD/A変換器5から
出力される。そして以後演算手段17の出力が最大カウン
ト値である250を表示するまで、破線で示した正規の正
弦波波形をシフト(第3図cにおいては左側にシフト)
した波形が出力される。
1の範囲にある場合に電源が投入されてモータが起動さ
れたときの状態を示している。時刻t1においてリセット
信号Rが立上ると、切換手段15はカウンタ14から出力さ
れるカウント値を表わすカウント信号S2(第3図a)を
演算手段17に供給し、演算手段17は初期値(125)にカ
ウント値を加算した演算値を表わす信号S4を出力する。
したがって起動時に時刻t1において検出された位置は、
モード0の先頭から基準パルスで125パルス目の位置即
ちモード0の中央の位置とみなされる。その結果、時刻
t1においてはモード0の先頭から125パルス目の位置に
おける位置信号Sが出力されて正弦波変換回路12により
正弦波信号に変換され、モード0の先頭から125パルス
目の位置における電流指令信号の値がD/A変換器5から
出力される。そして以後演算手段17の出力が最大カウン
ト値である250を表示するまで、破線で示した正規の正
弦波波形をシフト(第3図cにおいては左側にシフト)
した波形が出力される。
演算値が最大カウント値である250になるとカウント
リミッタ18は、演算値(250)を保持する。演算値が保
持されて一定の電流指令信号が出力される時刻t2乃至t3
の間、カウンタ14はカウントを継続するが、カウントリ
ミッタ18の作用により演算値は制限される。
リミッタ18は、演算値(250)を保持する。演算値が保
持されて一定の電流指令信号が出力される時刻t2乃至t3
の間、カウンタ14はカウントを継続するが、カウントリ
ミッタ18の作用により演算値は制限される。
時刻t3において、モード検出手段13がモード0からモ
ード1へのモードの変化を検出すると、モード検出信号
S1が切換手段15,カウンタ14及び位置信号発生手段19に
入力され、カウンタ14はリセットされて0からカウント
を開始するとともに切換手段15は出力部OUT1からカウン
ト信号S2をそのまま位置信号発生手段19に供給する。し
たがって時刻t3以後は、正確な位置検出が行なわれるた
め電流指令信号は正規の正弦波波形となる。このように
カウントリミッタ18が作動するときには、次のモードの
先端位置における電流指令信号と同じ値に電流指令信号
が保持されているため、起動時の運転と正規運転との切
換が極めてスムーズに行なわれる。
ード1へのモードの変化を検出すると、モード検出信号
S1が切換手段15,カウンタ14及び位置信号発生手段19に
入力され、カウンタ14はリセットされて0からカウント
を開始するとともに切換手段15は出力部OUT1からカウン
ト信号S2をそのまま位置信号発生手段19に供給する。し
たがって時刻t3以後は、正確な位置検出が行なわれるた
め電流指令信号は正規の正弦波波形となる。このように
カウントリミッタ18が作動するときには、次のモードの
先端位置における電流指令信号と同じ値に電流指令信号
が保持されているため、起動時の運転と正規運転との切
換が極めてスムーズに行なわれる。
また第3図の領域IIには、モード2の後半の位置から
モータの起動が行なわれる場合の状態が示されている。
この場合には、起動位置がモード2の中央部分(125パ
ルス目)より後ろ側にあるため演算手段17の演算値が最
大カウント値に達する前にモードの変化が検出されて時
刻t6で正規の正弦波波形の電流指令信号に切り換わる。
モータの起動が行なわれる場合の状態が示されている。
この場合には、起動位置がモード2の中央部分(125パ
ルス目)より後ろ側にあるため演算手段17の演算値が最
大カウント値に達する前にモードの変化が検出されて時
刻t6で正規の正弦波波形の電流指令信号に切り換わる。
第3図の領域IIIには、モード4の前半位置から起動
される場合の状態が示されている。この領域における動
作は、領域Iの場合と同様であるので省略する。
される場合の状態が示されている。この領域における動
作は、領域Iの場合と同様であるので省略する。
本実施例においては、第3図の波形から判るように起
動時においても正弦波波形の一部を利用して電流指令信
号を得ているため、従来の技術のようにステップ状の演
流指令波形を用いる場合と比べて、滑かにロータを回転
させることができる。起動時の電流指令波形は、ロータ
が設定した初期値に相当する位置から起動される場合を
除いて、正規の電流指令波形が位相がずれた波形となる
が、電流指令波形の1周期を6つのモードに区分してい
るため、最悪の場合でもモータのロータが1/6P(Pは極
対数)回転すればモードの変化が検出されて正規の電流
指令波形が出力される。したがって最悪の場合には1/P
回転するまでは、正規の電流指令信号に切換わらない従
来の装置と比べて、起動時のモータの速度制御特性及び
トルク制御特性を著しく改善することができる。
動時においても正弦波波形の一部を利用して電流指令信
号を得ているため、従来の技術のようにステップ状の演
流指令波形を用いる場合と比べて、滑かにロータを回転
させることができる。起動時の電流指令波形は、ロータ
が設定した初期値に相当する位置から起動される場合を
除いて、正規の電流指令波形が位相がずれた波形となる
が、電流指令波形の1周期を6つのモードに区分してい
るため、最悪の場合でもモータのロータが1/6P(Pは極
対数)回転すればモードの変化が検出されて正規の電流
指令波形が出力される。したがって最悪の場合には1/P
回転するまでは、正規の電流指令信号に切換わらない従
来の装置と比べて、起動時のモータの速度制御特性及び
トルク制御特性を著しく改善することができる。
また、第3図の領域IIに見られるように、カウントリ
ミッタ18が作動しないような位置から起動される場合に
は、正規の正弦波波形の電流指令信号への切換わりの際
に多少大きな変化が生じるが、瞬間であるため性能上ほ
とんど問題になることはない。
ミッタ18が作動しないような位置から起動される場合に
は、正規の正弦波波形の電流指令信号への切換わりの際
に多少大きな変化が生じるが、瞬間であるため性能上ほ
とんど問題になることはない。
上記の説明は、最初にモータを起動させる場合につい
て説明したが、運転中になんらかの異常が発生して図示
しない異常状態検出器から停止信号が出力されモータが
停止させられた場合に、再度リセット信号を入れて再起
動させる場合にも同様の動作が行なわれることは当業者
に明らかであろう。
て説明したが、運転中になんらかの異常が発生して図示
しない異常状態検出器から停止信号が出力されモータが
停止させられた場合に、再度リセット信号を入れて再起
動させる場合にも同様の動作が行なわれることは当業者
に明らかであろう。
上記実施例の装置では、切換手段15によりカウタ14の
出力を切換えて、起動時及び起動後の何れにおいても位
置信号発生手段19及び正弦波変換回路12を共通に使用し
て電流指令信号を発生するので、ロータ位置検出手段10
0の構成を簡単にすることができる。
出力を切換えて、起動時及び起動後の何れにおいても位
置信号発生手段19及び正弦波変換回路12を共通に使用し
て電流指令信号を発生するので、ロータ位置検出手段10
0の構成を簡単にすることができる。
上記実施例では、初期値にカウンタ14のカウンタ値を
加算する演算を行なったが、初期値からカウント値を減
算する演算動作(ダウンカウント)を行なわせることも
できる。例えばモータ回転方向を逆にする場合にはダウ
ンカウントを行なわせる。尚この場合、カウントリミッ
タ18は、演算値が最小カウント値(0)になると演算値
を保持する。
加算する演算を行なったが、初期値からカウント値を減
算する演算動作(ダウンカウント)を行なわせることも
できる。例えばモータ回転方向を逆にする場合にはダウ
ンカウントを行なわせる。尚この場合、カウントリミッ
タ18は、演算値が最小カウント値(0)になると演算値
を保持する。
上記実施例では、6区分のモードを採用したが更にモ
ードの数を細くすることができる。その場合には、相パ
ルス信号のエッジの外にエンコーダから出力される他の
パルス信号のエッジを利用すれば、更に細かいモードと
することができる。またエンコーダとして、第4図に示
すような4相の相パルス信号を出力するエンコーダを用
いれば8モードに区分することができ、更に位置検出の
速度を早めることができる。
ードの数を細くすることができる。その場合には、相パ
ルス信号のエッジの外にエンコーダから出力される他の
パルス信号のエッジを利用すれば、更に細かいモードと
することができる。またエンコーダとして、第4図に示
すような4相の相パルス信号を出力するエンコーダを用
いれば8モードに区分することができ、更に位置検出の
速度を早めることができる。
上記実施例では、第1図の実施例の一点鎖線で囲んだ
部分をCPU処理により構成しているが、この部分の構成
要件の一部又は全部をハード回路で構成することができ
るのも勿論である。
部分をCPU処理により構成しているが、この部分の構成
要件の一部又は全部をハード回路で構成することができ
るのも勿論である。
上記実施例では、U相及びV相の2相についての電流
指令信号を用いて3相の相電流を通電しているが、U,V,
W相のそれぞれについて電流指令信号を得て各電流指令
信号に基づいて相電流を通電するようにしても良いのは
勿論である。
指令信号を用いて3相の相電流を通電しているが、U,V,
W相のそれぞれについて電流指令信号を得て各電流指令
信号に基づいて相電流を通電するようにしても良いのは
勿論である。
[発明の効果] 本発明の方法によれば、電流指令信号の一周期を複数
のモードに区分して相パルス信号の関係からモードを検
出し、起動後にモードの変化が検出されるまでの間は、
検出したモードから判明する大ざっぱな位置に加えて、
カウント処理によって定まる微細な位置に基づいて位置
信号を得るため、正規の位置信号に近似した電流指令信
号を得ることができ、起動時の速度制御特性及びトルク
制御特性を大幅に改善することができ、スムーズな回転
を得ることができる。また本発明の方法によれば、モー
ドの数をn[正の整数]とすると、遅くとも起動後サー
ボモータが1/np[pは極対数]回転すれば正しい位置検
出を行うことができる。特に本発明の方法によれば、予
め定めた初期値に、エンコーダから出力された基準パル
ス数を加算するか又は初期値から減算して得た演算値が
1モード当りの最大カウント値又は最小カウント数に達
したときに演算値を保持するので、モードの変化が検出
されたときの実際の位置とカウント処理によって検出し
た位置とが著しく異なるのを防止することができる。
のモードに区分して相パルス信号の関係からモードを検
出し、起動後にモードの変化が検出されるまでの間は、
検出したモードから判明する大ざっぱな位置に加えて、
カウント処理によって定まる微細な位置に基づいて位置
信号を得るため、正規の位置信号に近似した電流指令信
号を得ることができ、起動時の速度制御特性及びトルク
制御特性を大幅に改善することができ、スムーズな回転
を得ることができる。また本発明の方法によれば、モー
ドの数をn[正の整数]とすると、遅くとも起動後サー
ボモータが1/np[pは極対数]回転すれば正しい位置検
出を行うことができる。特に本発明の方法によれば、予
め定めた初期値に、エンコーダから出力された基準パル
ス数を加算するか又は初期値から減算して得た演算値が
1モード当りの最大カウント値又は最小カウント数に達
したときに演算値を保持するので、モードの変化が検出
されたときの実際の位置とカウント処理によって検出し
た位置とが著しく異なるのを防止することができる。
また本発明の装置によれば、本発明の方法を簡単な構
成で実施することができ、特に切換手段を設けて起動時
にモードの変化が検出されるまでは演算手段にカウンタ
の出力を供給し、モードの変化が検出された後は直接位
置信号発生手段にカウンタからのカウント信号を供給す
るようにしたので、簡単な構成で起動時及び起動後の位
置信号を得ることができる。
成で実施することができ、特に切換手段を設けて起動時
にモードの変化が検出されるまでは演算手段にカウンタ
の出力を供給し、モードの変化が検出された後は直接位
置信号発生手段にカウンタからのカウント信号を供給す
るようにしたので、簡単な構成で起動時及び起動後の位
置信号を得ることができる。
第1図は本発明に係る同期型交流サーボモータの駆動方
法を実施するための装置の一実施例を示すブロック構成
図、第2図は電流指令信号を3相パルス信号で6モード
に区分した状態を示す波形図、第3図は第1図の実施例
の各部から出力される信号の信号波形図であり、第4図
は電流指令信号を4相パルス信号で8モードに区分した
状態を説明する波形図である。 1……サーボモータ、2……エンコーダ、3……周波数
−電圧変換回路、4……速度アンプ、5……デジタル−
アナログ変換器、6……駆動電流通電回路、12……正弦
波変換回路、13……モード検出手段、14……カウンタ、
15……切換手段、16……初期値設定手段、17……演算手
段、18……カウントリミッタ、19……位置信号発生手
段、100……ロータ回転位置検出手段。
法を実施するための装置の一実施例を示すブロック構成
図、第2図は電流指令信号を3相パルス信号で6モード
に区分した状態を示す波形図、第3図は第1図の実施例
の各部から出力される信号の信号波形図であり、第4図
は電流指令信号を4相パルス信号で8モードに区分した
状態を説明する波形図である。 1……サーボモータ、2……エンコーダ、3……周波数
−電圧変換回路、4……速度アンプ、5……デジタル−
アナログ変換器、6……駆動電流通電回路、12……正弦
波変換回路、13……モード検出手段、14……カウンタ、
15……切換手段、16……初期値設定手段、17……演算手
段、18……カウントリミッタ、19……位置信号発生手
段、100……ロータ回転位置検出手段。
Claims (4)
- 【請求項1】同期型交流サーボモータの回転に同期した
複数の信号を出力するエンコーダの出力信号に基づいて
検出したロータ回転位置を表わす位置信号を正弦波信号
に変換し、該正弦波信号とトルク指令信号とを乗算して
得た電流指令信号に基づいて駆動電流を通電する同期型
交流サーボモータの駆動方法において、 前記電流指令信号の一周期を複数のモードに区分して前
記エンコーダから出力される複数の相パルス信号に基づ
いて該当モードを検出し、 起動後にモードの変化を検出するまでは、前記エンコー
ダから出力される基準パルスの数をカウントしてカウン
ト値を予め定めた初期値に加算するか又は該初期値から
減算する演算を行い、演算値が1モード当りの最大カウ
ント値又は最小カウント値に達したときには該演算値を
保持して前記演算値と検出した前記モードとにより前記
位置信号を定めることを特徴とする同期型交流サーボモ
ータの駆動方法。 - 【請求項2】前記初期値は前記最大カウント値の1/2の
値であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の同期型交流サーボモータの駆動方法。 - 【請求項3】同期型交流サーボモータの回転に同期した
信号を出力するエンコーダの出力に基づいてロータ回転
位置を検出して位置信号を出力するロータ回転位置検出
手段を備え、前記位置信号を正弦波信号に変換し該正弦
波信号とトルク指令信号とを乗算して得た電流指令信号
に基づいて駆動電流を通電する同期型交流サーボモータ
の駆動装置において、 前記ロータ回転位置検出手段は、 前記エンコーダから出力される複数の相パルス信号に基
づいて前記電流指令信号の一周期を複数の区分に分けた
モードと中から該当モードを検出するモード検出手段
と、前記エンコーダから出力される基準パルスの数をカ
ウントし且つ前記モード検出手段がモードの変化を検出
する毎にリセットされるカウンタと、 1モードの間にカウントされる前記基準パルスの最大カ
ウント値と最大カウント値との間の値に初期値を定める
初期値設定手段と、 前記カウンタが出力するカウント値と前記初期値とを加
算するか又は前記初期値から前記カウント値を減算する
演算手段と、 前記演算手段が出力する演算値が前記最大カウント値又
は最小カウント値に達すると該演算値を保持するカウン
トリミッタと、 前記モード検出手段がモードの変化を検出するまでは前
記カウンタの出力を前記演算手段に供給し該変化を検出
すると前記カウンタの出力をそのまま出力する切換手段
と、 前記モード検出手段の出力及び前記演算手段又は前記カ
ウンタの出力を入力として前記ロータ回転位置を検出し
て前記位置信号を発生させる位置信号発生手段とを具備
してなることを特徴とする同期型交流サーボモータの駆
動装置。 - 【請求項4】前記初期値設定手段に設定される前記初期
値は前記最大カウント値の1/2の値であることを特徴と
する特許請求の範囲第3項に記載の同期型交流サーボモ
ータの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209707A JPH0810992B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 同期型交流サ−ボモ−タの駆動方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61209707A JPH0810992B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 同期型交流サ−ボモ−タの駆動方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369484A JPS6369484A (ja) | 1988-03-29 |
| JPH0810992B2 true JPH0810992B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=16577306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61209707A Expired - Lifetime JPH0810992B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 同期型交流サ−ボモ−タの駆動方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810992B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8232755B2 (en) * | 2009-04-02 | 2012-07-31 | Young-Chun Jeung | Motor with circuits for protecting motor from input power outages or surges |
| CN115616967A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-17 | 深圳市亚启科技有限公司 | 一种送料机的同步控制系统及方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605789A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-12 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Acサ−ボモ−タ |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP61209707A patent/JPH0810992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6369484A (ja) | 1988-03-29 |
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