JPH0947071A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents
ブラシレスモータの制御装置Info
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- JPH0947071A JPH0947071A JP7190158A JP19015895A JPH0947071A JP H0947071 A JPH0947071 A JP H0947071A JP 7190158 A JP7190158 A JP 7190158A JP 19015895 A JP19015895 A JP 19015895A JP H0947071 A JPH0947071 A JP H0947071A
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- phase
- signal
- sine wave
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- wave signal
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 OA機器,FA機器に搭載されるモータにお
いて、高品位,低価格なブラシレスモータの制御装置を
提供することを目的としている。 【構成】 可動子位置検出手段と、三相正弦波信号の互
いの零点の時の電圧を一定に制御し三相一定振幅正弦波
信号を出力する振幅調整手段と、振幅調整手段からの出
力信号にトルク指令信号を乗算し三相電流制御信号を出
力する乗算手段と、乗算手段からの出力信号にもとづい
て各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段か
らの構成としている。
いて、高品位,低価格なブラシレスモータの制御装置を
提供することを目的としている。 【構成】 可動子位置検出手段と、三相正弦波信号の互
いの零点の時の電圧を一定に制御し三相一定振幅正弦波
信号を出力する振幅調整手段と、振幅調整手段からの出
力信号にトルク指令信号を乗算し三相電流制御信号を出
力する乗算手段と、乗算手段からの出力信号にもとづい
て各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段か
らの構成としている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はOA機器,FA機器や家
電製品に搭載されるブラシレスモータの制御装置に関す
るものである。
電製品に搭載されるブラシレスモータの制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、OA機器,FA機器や家電製品
は、高機能化,高性能化および低価格化の傾向にあり、
これにともない、これらの機器に搭載されるモータとし
ては高機能,高効率,低価格および小形化が実現できる
ものが必要とされている。
は、高機能化,高性能化および低価格化の傾向にあり、
これにともない、これらの機器に搭載されるモータとし
ては高機能,高効率,低価格および小形化が実現できる
ものが必要とされている。
【0003】従来、このような高機能なモータとしては
ACサーボモータが使用されている。
ACサーボモータが使用されている。
【0004】このようなブラシレスモータの制御装置と
しては、たとえば以下に示すようなものがある。
しては、たとえば以下に示すようなものがある。
【0005】図8は従来のブラシレスモータの制御装置
の回路構成図を示したものである。図8において、1は
三相ブラシレスモータであり、20は可動子の位置に応
じて電気角で90度の位相差を持つ矩形波信号A,Bと
1回転に1回の矩形波信号Zと可動子の位置に応じた電
気角で120度の位相差を持つ矩形波コミュテーション
信号CS1,CS2,CS3を出力する光学式エンコー
ダであり、21は前記光学式エンコーダ20からの出力
信号にもとづきディジタル位置信号を出力する計数手段
であり、22は前記計数手段21からのディジタル位置
信号から三相ディジタル正弦波信号を出力する記憶手段
であり、23は前記記憶手段22からの三相ディジタル
正弦波信号を三相アナログ正弦波信号に変換するD/A
変換器であり、5は外部からの信号であるトルク指令信
号と前記D/A変換器23からの三相アナログ正弦波信
号の乗算を行い三相電流制御信号を出力する乗算手段で
あり、6は前記乗算手段5からの三相電流制御信号にも
とづいて前記三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電流
または駆動電圧の制御を行う駆動手段である。
の回路構成図を示したものである。図8において、1は
三相ブラシレスモータであり、20は可動子の位置に応
じて電気角で90度の位相差を持つ矩形波信号A,Bと
1回転に1回の矩形波信号Zと可動子の位置に応じた電
気角で120度の位相差を持つ矩形波コミュテーション
信号CS1,CS2,CS3を出力する光学式エンコー
ダであり、21は前記光学式エンコーダ20からの出力
信号にもとづきディジタル位置信号を出力する計数手段
であり、22は前記計数手段21からのディジタル位置
信号から三相ディジタル正弦波信号を出力する記憶手段
であり、23は前記記憶手段22からの三相ディジタル
正弦波信号を三相アナログ正弦波信号に変換するD/A
変換器であり、5は外部からの信号であるトルク指令信
号と前記D/A変換器23からの三相アナログ正弦波信
号の乗算を行い三相電流制御信号を出力する乗算手段で
あり、6は前記乗算手段5からの三相電流制御信号にも
とづいて前記三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電流
または駆動電圧の制御を行う駆動手段である。
【0006】以上のように構成された従来のブラシレス
モータの制御装置について、以下その動作について説明
する。
モータの制御装置について、以下その動作について説明
する。
【0007】光学式エンコーダ20の出力により計数手
段21から可動子の現在位置であるディジタル位置信号
が出力され記憶手段22に入力される。記憶手段22か
らは正弦波駆動の際の前記三相ブラシレスモータ1の各
相の駆動電流または駆動電圧の割合である三相ディジタ
ル正弦波信号が出力される。この三相ディジタル正弦波
信号をD/A変換器でアナログ信号である三相アナログ
正弦波信号に変換し、外部からのトルク指令信号を三相
アナログ正弦波信号に乗算することで前記三相ブラシレ
スモータ1の各相の駆動電流または駆動電圧の割合であ
る三相電流制御信号が得られる。この三相電流制御信号
により駆動手段6で前記三相ブラシレスモータ1の各相
の駆動電流または駆動電圧が制御することができブラシ
レスモータの正弦波駆動を行うことができる。
段21から可動子の現在位置であるディジタル位置信号
が出力され記憶手段22に入力される。記憶手段22か
らは正弦波駆動の際の前記三相ブラシレスモータ1の各
相の駆動電流または駆動電圧の割合である三相ディジタ
ル正弦波信号が出力される。この三相ディジタル正弦波
信号をD/A変換器でアナログ信号である三相アナログ
正弦波信号に変換し、外部からのトルク指令信号を三相
アナログ正弦波信号に乗算することで前記三相ブラシレ
スモータ1の各相の駆動電流または駆動電圧の割合であ
る三相電流制御信号が得られる。この三相電流制御信号
により駆動手段6で前記三相ブラシレスモータ1の各相
の駆動電流または駆動電圧が制御することができブラシ
レスモータの正弦波駆動を行うことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、以下に示す課題がある。
の構成では、以下に示す課題がある。
【0009】まず、図8に示した従来のブラシレスモー
タの制御装置においては、光学式エンコーダ20からの
信号が6本あり計数手段21において6本の信号を処理
し可動子の位置を得ることから計数手段21の回路が複
雑であり、また規模も大きいものとなり遅延時間の問題
や高価格化といった問題がある。またD/A変換器23
の出力三相アナログ正弦波信号もディジタル信号からア
ナログ信号に変換したため階段状の正弦波となり高品位
な正弦波にならない。また可動子位置を検出する光学式
エンコーダ20も高額なため低価格化が困難である。
タの制御装置においては、光学式エンコーダ20からの
信号が6本あり計数手段21において6本の信号を処理
し可動子の位置を得ることから計数手段21の回路が複
雑であり、また規模も大きいものとなり遅延時間の問題
や高価格化といった問題がある。またD/A変換器23
の出力三相アナログ正弦波信号もディジタル信号からア
ナログ信号に変換したため階段状の正弦波となり高品位
な正弦波にならない。また可動子位置を検出する光学式
エンコーダ20も高額なため低価格化が困難である。
【0010】以上のように従来のブラシレスモータの制
御装置は、多くの問題点を有していた。
御装置は、多くの問題点を有していた。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高品位な正弦波を得ることができ、低価格化が可能
なブラシレスモータの制御装置を提供することを目的と
している。
で、高品位な正弦波を得ることができ、低価格化が可能
なブラシレスモータの制御装置を提供することを目的と
している。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のブラシレスモータの制御装置は、三相ブラシ
レスモータと可動子の位置を検出し、位置に応じた電気
角で120度ずつの位相差をもつ三相正弦波信号を出力
する可動子位置検出手段と、前記可動子位置検出手段か
ら出力される三相正弦波信号の振幅を一定に調整し三相
一定振幅正弦波信号を出力する振幅調整手段と、前記振
幅調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信号にト
ルク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータの各相
の駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流制御信
号を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力される
三相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモー
タの各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段
とを備え、前記可動子位置検出手段を前記三相ブラシレ
スモータの可動子の表面磁束を集束するための極歯構造
を有する磁性体と、この集束された磁束を電気信号に変
換する磁気電気変換素子とにより構成し、前記振幅調整
手段を前記可動子位置検出手段から出力される三相正弦
波信号の1周期の間に6回ある各相正弦波信号の値が零
となる時に、前記正弦波信号の値が零となる相以外の二
相分の振幅調整信号を得、前記振幅調整信号と前記三相
正弦波信号とにもとづき三相一定振幅正弦波信号を出力
するよう構成している。
に本発明のブラシレスモータの制御装置は、三相ブラシ
レスモータと可動子の位置を検出し、位置に応じた電気
角で120度ずつの位相差をもつ三相正弦波信号を出力
する可動子位置検出手段と、前記可動子位置検出手段か
ら出力される三相正弦波信号の振幅を一定に調整し三相
一定振幅正弦波信号を出力する振幅調整手段と、前記振
幅調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信号にト
ルク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータの各相
の駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流制御信
号を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力される
三相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモー
タの各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段
とを備え、前記可動子位置検出手段を前記三相ブラシレ
スモータの可動子の表面磁束を集束するための極歯構造
を有する磁性体と、この集束された磁束を電気信号に変
換する磁気電気変換素子とにより構成し、前記振幅調整
手段を前記可動子位置検出手段から出力される三相正弦
波信号の1周期の間に6回ある各相正弦波信号の値が零
となる時に、前記正弦波信号の値が零となる相以外の二
相分の振幅調整信号を得、前記振幅調整信号と前記三相
正弦波信号とにもとづき三相一定振幅正弦波信号を出力
するよう構成している。
【0013】
【作用】この構成によって、可動子位置検出手段の出力
信号を三相一定振幅正弦波信号に変換し、高品位なアナ
ログ信号である正弦波とし、この高品位な正弦波により
正弦波駆動を行うことができ、また簡単なアナログ回路
構成のため高速化,省線化,小規模化および低価格化が
可能であり、高額な光学式エンコーダも不要となり低価
格化が可能なブラシレスモータの制御装置が実現でき
る。
信号を三相一定振幅正弦波信号に変換し、高品位なアナ
ログ信号である正弦波とし、この高品位な正弦波により
正弦波駆動を行うことができ、また簡単なアナログ回路
構成のため高速化,省線化,小規模化および低価格化が
可能であり、高額な光学式エンコーダも不要となり低価
格化が可能なブラシレスモータの制御装置が実現でき
る。
【0014】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【0015】図1は本発明の第1の実施例におけるブラ
シレスモータの制御装置を示すものである。図1におい
て、1は三相ブラシレスモータ、2は可動子の位置を検
出し、位置に応じた電気角で120度ずつの位相差を持
つ三相正弦波信号CU,CV,CWを出力する可動子位
置検出手段、3は前記可動子位置検出手段2から出力さ
れる三相正弦波信号の互いの零点の時の電圧を一定に制
御し三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWを出力す
る振幅調整手段、5は前記振幅調整手段3から出力され
る三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWにトルク指
令信号を乗算し三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電
流または駆動電圧の割合である三相電流制御信号を出力
する乗算手段、6は前記乗算手段5から出力される三相
電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモータ1
の各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段で
ある。
シレスモータの制御装置を示すものである。図1におい
て、1は三相ブラシレスモータ、2は可動子の位置を検
出し、位置に応じた電気角で120度ずつの位相差を持
つ三相正弦波信号CU,CV,CWを出力する可動子位
置検出手段、3は前記可動子位置検出手段2から出力さ
れる三相正弦波信号の互いの零点の時の電圧を一定に制
御し三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWを出力す
る振幅調整手段、5は前記振幅調整手段3から出力され
る三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWにトルク指
令信号を乗算し三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電
流または駆動電圧の割合である三相電流制御信号を出力
する乗算手段、6は前記乗算手段5から出力される三相
電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモータ1
の各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段で
ある。
【0016】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、その動作を説明する。図2は可動
子位置検出手段2から出力される三相正弦波信号CU,
CV,CWと、振幅調整手段3から出力される三相一定
振幅正弦波信号RU,RV,RWをあらわしたものであ
る。まず、振幅調整手段3の動作について説明する。ま
ず、CUが零となった時、すなわちA1点にある時を考
える。このときCVはB1点であり、このときの値をv
としCWはC1点であり、このときの値をwとする。ま
た、変換後のRVはD1点であり、値はdとしRWはE
1点であり、値はeである。ここで、三相一定振幅正弦
波信号RU,RV,RWは振幅が同一振幅であるので、
値dと値eは
の制御装置について、その動作を説明する。図2は可動
子位置検出手段2から出力される三相正弦波信号CU,
CV,CWと、振幅調整手段3から出力される三相一定
振幅正弦波信号RU,RV,RWをあらわしたものであ
る。まず、振幅調整手段3の動作について説明する。ま
ず、CUが零となった時、すなわちA1点にある時を考
える。このときCVはB1点であり、このときの値をv
としCWはC1点であり、このときの値をwとする。ま
た、変換後のRVはD1点であり、値はdとしRWはE
1点であり、値はeである。ここで、三相一定振幅正弦
波信号RU,RV,RWは振幅が同一振幅であるので、
値dと値eは
【0017】
【数1】
【0018】のような関係となり、このときの絶対値を
aとする。また、CV,CWをそれぞれ
aとする。また、CV,CWをそれぞれ
【0019】
【数2】
【0020】
【数3】
【0021】と表す。ここで、Mv,MwはそれぞれC
V,CWの振幅であり、θは可動子位置(電気角)を示
す。この(数2),(数3)をA1点における、値v,
値w,値aを用いて
V,CWの振幅であり、θは可動子位置(電気角)を示
す。この(数2),(数3)をA1点における、値v,
値w,値aを用いて
【0022】
【数4】
【0023】
【数5】
【0024】という変換を行うことで一定振幅正弦波信
号RV,RWを得ることができる。ここで、a/|v
|,a/|w|は振幅調整信号を示す。このような変換
をA2点,A3点で同様に行っていくことで
号RV,RWを得ることができる。ここで、a/|v
|,a/|w|は振幅調整信号を示す。このような変換
をA2点,A3点で同様に行っていくことで
【0025】
【数6】
【0026】(数4),(数5)なる三相一定振幅正弦
波信号RU,RV,RWを得ることができる。ここでM
uはCUの振幅を示し、uはA2点の時のCUの値を示
し、a/|u|は振幅調整信号を示す。ここで、A2
点,A3点および他の零点の時(三相正弦波信号CU,
CV,CWの値が零となる全ての時)はA1点と同様の
動作を行うので省略する。このように得られた三相一定
振幅正弦波信号RU,RV,RWに外部からのトルク指
令信号を乗算手段5においてそれぞれ乗算し、三相ブラ
シレスモータ1の各相の駆動電流または駆動電圧の割合
である三相電流制御信号を得ることができる。そして、
駆動手段6において三相電流制御信号にもとづいて前記
三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電流または駆動電
圧を制御することでブラシレスモータの正弦波駆動を行
うことができる。
波信号RU,RV,RWを得ることができる。ここでM
uはCUの振幅を示し、uはA2点の時のCUの値を示
し、a/|u|は振幅調整信号を示す。ここで、A2
点,A3点および他の零点の時(三相正弦波信号CU,
CV,CWの値が零となる全ての時)はA1点と同様の
動作を行うので省略する。このように得られた三相一定
振幅正弦波信号RU,RV,RWに外部からのトルク指
令信号を乗算手段5においてそれぞれ乗算し、三相ブラ
シレスモータ1の各相の駆動電流または駆動電圧の割合
である三相電流制御信号を得ることができる。そして、
駆動手段6において三相電流制御信号にもとづいて前記
三相ブラシレスモータ1の各相の駆動電流または駆動電
圧を制御することでブラシレスモータの正弦波駆動を行
うことができる。
【0027】ここで、従来のブラシレスモータの制御装
置と異なる点は、従来のブラシレスモータ制御装置での
正弦波がディジタル正弦波信号であるのに対し、正弦波
がアナログ正弦波信号である。このアナログ正弦波信号
を用いることで高速化,省線化,小規模化と低価格化が
可能となる。また、振幅調整手段3を用いることで三相
アナログ正弦波信号の振幅が常時一定となり、この高品
位な正弦波を正弦波駆動に用いることができる点であ
る。
置と異なる点は、従来のブラシレスモータ制御装置での
正弦波がディジタル正弦波信号であるのに対し、正弦波
がアナログ正弦波信号である。このアナログ正弦波信号
を用いることで高速化,省線化,小規模化と低価格化が
可能となる。また、振幅調整手段3を用いることで三相
アナログ正弦波信号の振幅が常時一定となり、この高品
位な正弦波を正弦波駆動に用いることができる点であ
る。
【0028】また、図3は可動子位置検出手段2の具体
的構成を示すものである。図3において30は前記三相
ブラシレスモータ1の可動子であり、31は可動子の表
面磁束(正弦波分布した表面磁束)を集束するための極
歯構造を有する磁性体であり、32は、この集束された
磁束を電気信号に変換する磁気電気変換素子である。ま
た、磁性体31と磁気電気変換素子32を電気角で12
0度の位相差を設けるよう三相分の構成により可動子3
0の位置に応じた三相正弦波信号を得ることができる。
なお、可動子位置検出手段2はホール素子や導伝パター
ンでも構成できる。このように安価に位置を検出する手
段が実現でき、ACサーボモータのように高価なエンコ
ーダを用いる必要はない。また、駆動手段6はPWM駆
動回路で実現できる。
的構成を示すものである。図3において30は前記三相
ブラシレスモータ1の可動子であり、31は可動子の表
面磁束(正弦波分布した表面磁束)を集束するための極
歯構造を有する磁性体であり、32は、この集束された
磁束を電気信号に変換する磁気電気変換素子である。ま
た、磁性体31と磁気電気変換素子32を電気角で12
0度の位相差を設けるよう三相分の構成により可動子3
0の位置に応じた三相正弦波信号を得ることができる。
なお、可動子位置検出手段2はホール素子や導伝パター
ンでも構成できる。このように安価に位置を検出する手
段が実現でき、ACサーボモータのように高価なエンコ
ーダを用いる必要はない。また、駆動手段6はPWM駆
動回路で実現できる。
【0029】このように、可動子位置検出手段の出力信
号を三相一定振幅正弦波信号に変換し、高品位な正弦波
とし、この高品位な正弦波により正弦波駆動を行うこと
ができ、また簡単なアナログ回路構成であり、可動子位
置検出手段2の信号線も2本で済むため高速化,省線
化,小規模化と低価格化が可能であり、高額な光学式エ
ンコーダも不要となり低価格なブラシレスモータの制御
装置が実現できる。
号を三相一定振幅正弦波信号に変換し、高品位な正弦波
とし、この高品位な正弦波により正弦波駆動を行うこと
ができ、また簡単なアナログ回路構成であり、可動子位
置検出手段2の信号線も2本で済むため高速化,省線
化,小規模化と低価格化が可能であり、高額な光学式エ
ンコーダも不要となり低価格なブラシレスモータの制御
装置が実現できる。
【0030】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。
について説明する。
【0031】図4は本発明の第2の実施例におけるブラ
シレスモータの制御装置を示すものである。図4におい
て、図1に示したブラシレスモータの制御装置と異なる
点は、振幅調整手段3の出力信号を速度信号Sに変換す
る位置速度変換手段7と、位置速度変換手段7の出力と
速度指令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤
差増幅器8を付加したことである。
シレスモータの制御装置を示すものである。図4におい
て、図1に示したブラシレスモータの制御装置と異なる
点は、振幅調整手段3の出力信号を速度信号Sに変換す
る位置速度変換手段7と、位置速度変換手段7の出力と
速度指令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤
差増幅器8を付加したことである。
【0032】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、その動作を説明する。ここで、位
置速度変換手段7および速度誤差増幅器8について説明
する。
の制御装置について、その動作を説明する。ここで、位
置速度変換手段7および速度誤差増幅器8について説明
する。
【0033】図5は位置速度変換手段7に入力される三
相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWおよび位置速度
変換手段7の動作をあらわしたものである。図5におい
て、α点,β点,γ点,δ点,ε点,ζ点は三相一定振
幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信号の値が一
致する点である。また、ι点,κ点,λ点,μ点,ν
点,ξ点はそれぞれRU,RW,RVの値が零となる点
である。ここで、図5におけるt秒の間に前記した点
(α点やι点など)がn個あったとすると、
相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWおよび位置速度
変換手段7の動作をあらわしたものである。図5におい
て、α点,β点,γ点,δ点,ε点,ζ点は三相一定振
幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信号の値が一
致する点である。また、ι点,κ点,λ点,μ点,ν
点,ξ点はそれぞれRU,RW,RVの値が零となる点
である。ここで、図5におけるt秒の間に前記した点
(α点やι点など)がn個あったとすると、
【0034】
【数7】
【0035】のごとく周波数fに変換できる。この周波
数fは実際の可動子の回転に比例した関係にあるので、
速度信号Sは
数fは実際の可動子の回転に比例した関係にあるので、
速度信号Sは
【0036】
【数8】
【0037】のごとく表すことができる。ここでmは周
波数速度変換係数である。このように三相一定振幅正弦
波信号RU,RV,RWから速度信号Sを得ることがで
きる。また、速度誤差増幅器8において、この速度信号
Sと外部からの速度指令信号の差を平滑増幅することで
トルク指令信号を得ることができる。この得られたトル
ク指令信号によりブラシレスモータの制御装置の動作す
る過程はここでは省略する。このように、図1のブラシ
レスモータの制御装置に振幅調整手段3の出力信号を速
度信号Sに変換する位置速度変換手段7と、位置速度変
換手段7の出力と速度指令信号から前記トルク指令信号
を出力する速度誤差増幅器8を付加することで、速度制
御系を簡単な構成で実現でき、また簡単なアナログ回路
構成であり、可動子位置検出手段2の信号線も2本で済
むため、高速化,省線化,小規模化および低価格化が可
能なブラシレスモータの制御装置が実現できる。
波数速度変換係数である。このように三相一定振幅正弦
波信号RU,RV,RWから速度信号Sを得ることがで
きる。また、速度誤差増幅器8において、この速度信号
Sと外部からの速度指令信号の差を平滑増幅することで
トルク指令信号を得ることができる。この得られたトル
ク指令信号によりブラシレスモータの制御装置の動作す
る過程はここでは省略する。このように、図1のブラシ
レスモータの制御装置に振幅調整手段3の出力信号を速
度信号Sに変換する位置速度変換手段7と、位置速度変
換手段7の出力と速度指令信号から前記トルク指令信号
を出力する速度誤差増幅器8を付加することで、速度制
御系を簡単な構成で実現でき、また簡単なアナログ回路
構成であり、可動子位置検出手段2の信号線も2本で済
むため、高速化,省線化,小規模化および低価格化が可
能なブラシレスモータの制御装置が実現できる。
【0038】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について説明する。
について説明する。
【0039】図6は本発明の第3の実施例におけるブラ
シレスモータの制御装置を示すものである。図6におい
て、図4に示すブラシレスモータの制御装置と異なる点
は、振幅調整手段3の出力信号を二相の電気角で90度
位相差を持つ矩形波信号PA,PBに変換する矩形波変
換手段9と、矩形波変換手段9の出力信号と位置指令信
号から速度指令信号を出力する位置誤差増幅器10を付
加したことである。
シレスモータの制御装置を示すものである。図6におい
て、図4に示すブラシレスモータの制御装置と異なる点
は、振幅調整手段3の出力信号を二相の電気角で90度
位相差を持つ矩形波信号PA,PBに変換する矩形波変
換手段9と、矩形波変換手段9の出力信号と位置指令信
号から速度指令信号を出力する位置誤差増幅器10を付
加したことである。
【0040】以上のように構成されたブラシレスモータ
の制御装置について、その動作を説明する。ここで、矩
形波変換手段9および位置誤差増幅器10について説明
する。
の制御装置について、その動作を説明する。ここで、矩
形波変換手段9および位置誤差増幅器10について説明
する。
【0041】図7は位置速度変換手段7に入力される三
相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWおよび矩形波変
換手段9の動作をあらわしたものである。図7におい
て、α点,β点,γ点,δ点,ε点,ζ点は三相一定振
幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信号の値が一
致する点である。また、ι点,κ点,λ点,μ点,ν
点,ξ点はRU,RV,RWの値が零となる点である。
ここで、三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWから
矩形波信号PAを得る方法としては、α点,γ点,ε点
すなわち三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの内
2つの信号の値が一致し、値が正の値である点のときに
矩形波が立ち上がり、また、β点,δ点,ζ点すなわち
三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信
号の値が一致し、値が負の値である点のときに矩形波が
立ち下がるという変換を行えば矩形波信号PAを得るこ
とができる。また、同様に矩形波信号PBを得る方法は
κ点,μ点,ξ点すなわち三相一定振幅正弦波信号R
U,RV,RWの値が単調増加しながら零となる点のと
きに矩形波が立ち上がり、また、ι点,λ点,ν点すな
わち三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの値が単
調減少しながら零となる点のときに矩形波が立ち下がる
という変換を行えば矩形波信号PBを得ることができ
る。
相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWおよび矩形波変
換手段9の動作をあらわしたものである。図7におい
て、α点,β点,γ点,δ点,ε点,ζ点は三相一定振
幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信号の値が一
致する点である。また、ι点,κ点,λ点,μ点,ν
点,ξ点はRU,RV,RWの値が零となる点である。
ここで、三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWから
矩形波信号PAを得る方法としては、α点,γ点,ε点
すなわち三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの内
2つの信号の値が一致し、値が正の値である点のときに
矩形波が立ち上がり、また、β点,δ点,ζ点すなわち
三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの内2つの信
号の値が一致し、値が負の値である点のときに矩形波が
立ち下がるという変換を行えば矩形波信号PAを得るこ
とができる。また、同様に矩形波信号PBを得る方法は
κ点,μ点,ξ点すなわち三相一定振幅正弦波信号R
U,RV,RWの値が単調増加しながら零となる点のと
きに矩形波が立ち上がり、また、ι点,λ点,ν点すな
わち三相一定振幅正弦波信号RU,RV,RWの値が単
調減少しながら零となる点のときに矩形波が立ち下がる
という変換を行えば矩形波信号PBを得ることができ
る。
【0042】このように得られた矩形波信号PA,PB
を位置誤差増幅器10に入力し外部からの位置指令信号
との差を平滑増幅することで速度指令信号を得ることが
できる。この得られた速度指令信号によりブラシレスモ
ータの制御装置の動作する過程の説明はここでは省略す
る。このように、図1のブラシレスモータの制御装置に
振幅調整手段3の出力信号を速度信号Sに変換する位置
速度変換手段7と、位置速度変換手段7の出力と速度指
令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤差増幅
器8と、振幅調整手段3の出力信号を二相の電気角で9
0度位相差を持つ矩形波信号PA,PBに変換する矩形
波変換手段9と、矩形波変換手段9の出力信号と位置指
令信号から速度指令信号を出力する位置誤差増幅器10
を付加することで、位置制御系を簡単な構成で実現で
き、また簡単なアナログ回路構成であり、可動子位置検
出手段2の信号線も2本で済むため、高速化,省線化,
小規模化および低価格化が可能なブラシレスモータの制
御装置が実現できる。
を位置誤差増幅器10に入力し外部からの位置指令信号
との差を平滑増幅することで速度指令信号を得ることが
できる。この得られた速度指令信号によりブラシレスモ
ータの制御装置の動作する過程の説明はここでは省略す
る。このように、図1のブラシレスモータの制御装置に
振幅調整手段3の出力信号を速度信号Sに変換する位置
速度変換手段7と、位置速度変換手段7の出力と速度指
令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤差増幅
器8と、振幅調整手段3の出力信号を二相の電気角で9
0度位相差を持つ矩形波信号PA,PBに変換する矩形
波変換手段9と、矩形波変換手段9の出力信号と位置指
令信号から速度指令信号を出力する位置誤差増幅器10
を付加することで、位置制御系を簡単な構成で実現で
き、また簡単なアナログ回路構成であり、可動子位置検
出手段2の信号線も2本で済むため、高速化,省線化,
小規模化および低価格化が可能なブラシレスモータの制
御装置が実現できる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明は、三相ブラシレス
モータと、可動子の位置を検出し、位置に応じた電気角
で120度ずつの位相差を持つ三相正弦波信号を出力す
る可動子位置検出手段と、前記可動子位置検出手段から
出力される三相正弦波信号の振幅を一定に調整し三相一
定振幅正弦波信号を出力する振幅調整手段と、前記振幅
調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信号にトル
ク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータの各相の
駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流制御信号
を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力される三
相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモータ
の各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段と
を備え、前記振幅調整手段を前記可動子位置検出手段か
ら出力される三相正弦波信号の1周期の間に6回ある各
相正弦波信号の値が零となる時に、前記正弦波信号の値
が零となる相以外の二相分の振幅調整信号を得、前記振
幅調整信号と前記三相正弦波信号とにもとづき三相一定
振幅正弦波信号を出力するよう構成し、前記可動子位置
検出手段を前記三相ブラシレスモータの可動子の表面磁
束を集束するための極歯構造を有する磁性体と、この集
束された磁束を電気信号に変換する磁気電気変換素子と
により構成し、前記三相一定振幅正弦波信号と前記トル
ク指令信号にもとづき出力される三相電流制御信号によ
り正弦波駆動ができ、低価格化が可能なブラシレスモー
タの制御装置が実現できるものである。
モータと、可動子の位置を検出し、位置に応じた電気角
で120度ずつの位相差を持つ三相正弦波信号を出力す
る可動子位置検出手段と、前記可動子位置検出手段から
出力される三相正弦波信号の振幅を一定に調整し三相一
定振幅正弦波信号を出力する振幅調整手段と、前記振幅
調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信号にトル
ク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータの各相の
駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流制御信号
を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力される三
相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレスモータ
の各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆動手段と
を備え、前記振幅調整手段を前記可動子位置検出手段か
ら出力される三相正弦波信号の1周期の間に6回ある各
相正弦波信号の値が零となる時に、前記正弦波信号の値
が零となる相以外の二相分の振幅調整信号を得、前記振
幅調整信号と前記三相正弦波信号とにもとづき三相一定
振幅正弦波信号を出力するよう構成し、前記可動子位置
検出手段を前記三相ブラシレスモータの可動子の表面磁
束を集束するための極歯構造を有する磁性体と、この集
束された磁束を電気信号に変換する磁気電気変換素子と
により構成し、前記三相一定振幅正弦波信号と前記トル
ク指令信号にもとづき出力される三相電流制御信号によ
り正弦波駆動ができ、低価格化が可能なブラシレスモー
タの制御装置が実現できるものである。
【0044】また、前記振幅調整手段の出力信号を速度
信号に変換する位置速度変換手段と、速度誤差増幅器と
を前記ブラシレスモータの制御装置に備え、前記位置速
度変換手段の出力と速度指令信号から前記トルク指令信
号を出力する前記位置速度変換手段を前記振幅調整手段
が出力する三相一定振幅正弦波信号の各相の電圧が零に
なる数と三相一定振幅正弦波信号の三相の内二相の電圧
の値が一致する数をある一定時間内計数し、この計数さ
れた値から速度信号を出力するよう構成することにより
さらに上記した効果を高め、前記ブラシレスモータの可
動子の速度制御が可能となるブラシレスモータの制御装
置が実現できるものである。
信号に変換する位置速度変換手段と、速度誤差増幅器と
を前記ブラシレスモータの制御装置に備え、前記位置速
度変換手段の出力と速度指令信号から前記トルク指令信
号を出力する前記位置速度変換手段を前記振幅調整手段
が出力する三相一定振幅正弦波信号の各相の電圧が零に
なる数と三相一定振幅正弦波信号の三相の内二相の電圧
の値が一致する数をある一定時間内計数し、この計数さ
れた値から速度信号を出力するよう構成することにより
さらに上記した効果を高め、前記ブラシレスモータの可
動子の速度制御が可能となるブラシレスモータの制御装
置が実現できるものである。
【0045】また、前記振幅調整手段の三相一定振幅正
弦波信号を二相の電気角で90度位相差を持つ矩形波信
号に変換する矩形波変換手段と、前記矩形波変換手段の
出力信号と位置指令信号から前記速度指令信号を出力す
る位置誤差増幅器とを前記ブラシレスモータの制御装置
に備え、前記矩形波変換手段を前記振幅調整手段が出力
する三相一定振幅正弦波信号の内二相の電圧の値が一致
し、値が正の値のときに矩形波が立ち上がり、三相一定
振幅正弦波信号の内二相の電圧の値が一致し、値が負の
値のときに矩形波が立ち下がる変換により一つの矩形波
信号を得、また前記振幅調整手段が出力する三相一定振
幅正弦波信号の各相の電圧が単調増加しながら零となる
点のときに矩形波が立ち上がり、各相の電圧が単調減少
しながら零となる点のときに矩形波が立ち下がる変換に
より他方の矩形波信号を得るように構成することによ
り、さらに上記した効果を高め、前記ブラシレスモータ
の可動子の位置制御が可能となるブラシレスモータの制
御装置が実現できるものである。
弦波信号を二相の電気角で90度位相差を持つ矩形波信
号に変換する矩形波変換手段と、前記矩形波変換手段の
出力信号と位置指令信号から前記速度指令信号を出力す
る位置誤差増幅器とを前記ブラシレスモータの制御装置
に備え、前記矩形波変換手段を前記振幅調整手段が出力
する三相一定振幅正弦波信号の内二相の電圧の値が一致
し、値が正の値のときに矩形波が立ち上がり、三相一定
振幅正弦波信号の内二相の電圧の値が一致し、値が負の
値のときに矩形波が立ち下がる変換により一つの矩形波
信号を得、また前記振幅調整手段が出力する三相一定振
幅正弦波信号の各相の電圧が単調増加しながら零となる
点のときに矩形波が立ち上がり、各相の電圧が単調減少
しながら零となる点のときに矩形波が立ち下がる変換に
より他方の矩形波信号を得るように構成することによ
り、さらに上記した効果を高め、前記ブラシレスモータ
の可動子の位置制御が可能となるブラシレスモータの制
御装置が実現できるものである。
【図1】本発明の第1の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置のシステム構成図
タの制御装置のシステム構成図
【図2】本発明の第1の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置の動作説明図
タの制御装置の動作説明図
【図3】本発明の第1の実施例における可動子位置検出
手段の具体的構成例を示す図
手段の具体的構成例を示す図
【図4】本発明の第2の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置のシステム構成図
タの制御装置のシステム構成図
【図5】本発明の第2の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置の動作説明図
タの制御装置の動作説明図
【図6】本発明の第3の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置のシステム構成図
タの制御装置のシステム構成図
【図7】本発明の第3の実施例におけるブラシレスモー
タの制御装置の動作説明図
タの制御装置の動作説明図
【図8】従来のブラシレスモータの制御装置のシステム
構成図
構成図
1 三相ブラシレスモータ 2 可動子位置検出手段 3 振幅調整手段 5 乗算手段 6 駆動手段 7 位置速度変換手段 8 速度誤差増幅器 9 矩形波変換手段 10 位置誤差増幅器 20 光学式エンコーダ 21 計数手段 22 記憶手段 23 D/A変換器 30 可動子 31 磁性体 32 磁気電気変換素子
Claims (6)
- 【請求項1】三相ブラシレスモータと、 可動子の位置を検出し、位置に応じた電気角で120度
ずつの位相差を持つ三相正弦波信号を出力する可動子位
置検出手段と、 前記可動子位置検出手段から出力される三相正弦波信号
の振幅を調整し三相一定振幅正弦波信号を出力する振幅
調整手段と、 前記振幅調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信
号にトルク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータ
の各相の駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流
制御信号を出力する乗算手段と、 前記乗算手段から出力される三相電流制御信号にもとづ
いて前記三相ブラシレスモータの各相の駆動電流または
駆動電圧を制御する駆動手段とを備え、 前記振幅調整手段を前記可動子位置検出手段から出力さ
れる三相正弦波信号の1周期の間に6回ある各相正弦波
信号の値が零となる時に、前記正弦波信号の値が零とな
る相以外の二相分の振幅調整信号を得、前記振幅調整信
号と前記三相正弦波信号とにもとづき三相一定振幅正弦
波信号を出力するよう構成し、 前記振幅調整手段の出力信号により前記三相ブラシレス
モータの各相の駆動電流または駆動電圧を制御するブラ
シレスモータの制御装置。 - 【請求項2】可動子位置検出手段が三相ブラシレスモー
タの可動子の表面磁束を集束するための極歯構造を有す
る磁性体と、この集束された磁束を電気信号に変換する
磁気電気変換素子とにより三相正弦波信号を出力する請
求項1記載のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項3】三相ブラシレスモータと、 可動子の位置を検出し、位置に応じた電気角で120度
ずつの位相差を持つ三相正弦波信号を出力する可動子位
置検出手段と、 前記可動子位置検出手段から出力される三相正弦波信号
の振幅を一定に調整し三相一定振幅正弦波信号を出力す
る振幅調整手段と、 前記振幅調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信
号にトルク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータ
の各相の駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流
制御信号を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力
される三相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレ
スモータの各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆
動手段と、 前記振幅調整手段の出力信号を速度信号に変換する位置
速度変換手段と、前記位置速度変換手段の出力と速度指
令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤差増幅
器とを備え、 前記振幅調整手段を前記可動子位置検出手段から出力さ
れる三相正弦波信号の1周期の間に6回ある各相正弦波
信号の値が零となる時に、前記正弦波信号の値が零とな
る相以外の二相分の振幅調整信号を得、前記振幅調整信
号と前記三相正弦波信号とにもとづき三相一定振幅正弦
波信号を出力するよう構成し、 前記位置速度変換手段を前記振幅調整手段が出力する三
相一定振幅正弦波信号の各相の電圧が零になる数と、三
相一定振幅正弦波信号の三相の内二相の電圧の値が一致
する数をある一定時間内計数しこの計数された値から速
度信号を出力するよう構成し、 前記位置速度変換手段から出力される速度信号と外部か
らの速度指令信号により前記三相ブラシレスモータの可
動子の速度を制御するブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項4】可動子位置検出手段が三相ブラシレスモー
タの可動子の表面磁束を集束するための極歯構造を有す
る磁性体と、この集束された磁束を電気信号に変換する
磁気電気変換素子とにより三相正弦波信号を出力する請
求項3記載のブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項5】三相ブラシレスモータと、 可動子の位置を検出し、位置に応じた電気角で120度
ずつの位相差を持つ三相正弦波信号を出力する可動子位
置検出手段と、 前記可動子位置検出手段から出力される三相正弦波信号
の振幅を一定に調整し三相一定振幅正弦波信号を出力す
る振幅調整手段と、 前記振幅調整手段から出力される三相一定振幅正弦波信
号にトルク指令信号を乗算し前記三相ブラシレスモータ
の各相の駆動電流または駆動電圧の割合である三相電流
制御信号を出力する乗算手段と、前記乗算手段から出力
される三相電流制御信号にもとづいて前記三相ブラシレ
スモータの各相の駆動電流または駆動電圧を制御する駆
動手段と、 前記振幅調整手段の出力信号を速度信号に変換する位置
速度変換手段と、前記位置速度変換手段の出力と速度指
令信号から前記トルク指令信号を出力する速度誤差増幅
器と、 前記振幅調整手段の三相一定振幅正弦波信号を二相の電
気角で90度位相差を持つ矩形波信号に変換する矩形波
変換手段と、前記矩形波変換手段の出力信号と位置指令
信号から前記速度指令信号を出力する位置誤差増幅器と
を備え、 前記振幅調整手段を前記可動子位置検出手段から出力さ
れる三相正弦波信号の1周期の間に6回ある各相正弦波
信号の値が零となる時に、前記正弦波信号の値が零とな
る相以外の二相分の振幅調整信号を得、前記振幅調整信
号と前記三相正弦波信号とにもとづき三相一定振幅正弦
波信号を出力するよう構成し、 前記位置速度変換手段を前記振幅調整手段が出力する三
相一定振幅正弦波信号の各相の電圧が零になる数と、三
相一定振幅正弦波信号の三相の内二相の電圧の値が一致
する数をある一定時間内計数しこの計数された値から速
度信号を出力するよう構成し、 前記矩形波変換手段を前記振幅調整手段が出力する三相
一定振幅正弦波信号の内二相の電圧の値が一致し、値が
正の値のときに矩形波が立ち上がり、三相一定振幅正弦
波信号の内二相の電圧の値が一致し、値が負の値のとき
に矩形波が立ち下がる変換により一つの矩形波信号を
得、また前記振幅調整手段が出力する三相一定振幅正弦
波信号の各相の電圧が単調増加しながら零となる点のと
きに矩形波が立ち上がり、各相の電圧が単調減少しなが
ら零となる点のときに矩形波が立ち下がる変換により他
方の矩形波信号を得るように構成し、 前記矩形波変換手段から出力される位置信号と外部から
の位置指令信号により前記三相ブラシレスモータの可動
子の位置を制御するブラシレスモータの制御装置。 - 【請求項6】前記可動子位置検出手段が三相ブラシレス
モータの可動子の表面磁束を集束するための極歯構造を
有する磁性体と、この集束された磁束を電気信号に変換
する磁気電気変換素子とにより三相正弦波信号を出力す
る請求項5記載のブラシレスモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190158A JPH0947071A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ブラシレスモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7190158A JPH0947071A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ブラシレスモータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0947071A true JPH0947071A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16253397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7190158A Pending JPH0947071A (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | ブラシレスモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0947071A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7315147B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-01-01 | Seiko Epson Corporation | Motor and motor drive system |
| KR100885086B1 (ko) * | 2001-05-31 | 2009-02-25 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 자기디스크기억장치 |
| KR100895378B1 (ko) * | 2006-05-29 | 2009-04-29 | 산요덴키가부시키가이샤 | 모터의 구동 회로 |
| WO2016104378A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 日本電産株式会社 | 位置推定方法および位置制御装置 |
| US10505478B2 (en) | 2016-05-09 | 2019-12-10 | Nidec Corporation | Motor module, motor step operation control system, and motor control device |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP7190158A patent/JPH0947071A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100885086B1 (ko) * | 2001-05-31 | 2009-02-25 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 자기디스크기억장치 |
| US7315147B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-01-01 | Seiko Epson Corporation | Motor and motor drive system |
| US7573226B2 (en) | 2004-03-02 | 2009-08-11 | Seiko Epson Corporation | Motor and motor drive system |
| US7956562B2 (en) | 2004-03-02 | 2011-06-07 | Seiko Epson Corporation | Motor and motor drive system |
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| EP3240182A4 (en) * | 2014-12-22 | 2018-07-18 | Nidec Corporation | Position estimation method and position control device |
| JPWO2016104378A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2017-09-07 | 日本電産株式会社 | 位置推定方法および位置制御装置 |
| CN107148741A (zh) * | 2014-12-22 | 2017-09-08 | 日本电产株式会社 | 位置估计方法和位置控制装置 |
| WO2016104378A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 日本電産株式会社 | 位置推定方法および位置制御装置 |
| CN107148741B (zh) * | 2014-12-22 | 2020-04-10 | 日本电产株式会社 | 位置估计方法和位置控制装置 |
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