JPH11299276A - 電動機の停止制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動機の停止時に逆転制動をかける場合に、電
動機が停止するまでに要する時間のばらつきを少なくす
る。 【解決手段】電動機の回転速度Ｎを低下させていく過程
で回転速度Ｎが零になるまでの間にロータリエンコーダ
が発生する一連のパルス信号のうちの最後のパルス信号
Ｖpnの１つ前のパルス信号Ｖpn-1と２つ前のパルス信号
Ｖpn-2との間の発生間隔を最低速検知時間τとし、最後
のパルス信号Ｖpnが発生したときの電動機の回転速度を
最低検知回転速度ＮL として、最低検知回転速度を制動
電流の供給を停止する時の回転速度とするために最適な
最低速検知時間τを演算しておき、パルス信号の発生間
隔が最低速検知時間τ以上になったことが検出された
後、次にパルス信号が発生したときに電動機への制動電
流の供給を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータにより回転が制御される電動機の停止制御方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレス直流電動機などの電動機の回
転速度を設定値に保つように制御する場合には、該電動
機に取り付けたロータリエンコーダが発生するパルス信
号のパルス幅（時間幅）から電動機の回転速度を検出し
て、検出された回転速度を設定値に保つように電動機の
駆動電流を制御するようにしている。

【０００３】電動機は、駆動電流の供給を停止するだけ
でも停止させることができるが、電動機は駆動電流の供
給が停止されても慣性で回転を続けるため、単に駆動電
流の供給を停止しただけでは、停止指令が与えられてか
ら電動機が停止するまでに長い時間を要する。電動機に
より特定の負荷を駆動する場合、電動機の停止位置をほ
ぼ一定にすることが必要になることが多いが、電動機の
停止位置を一定にする場合に、電動機が停止するまでの
時間が長いことは好ましくない。

【０００４】そのため、各種の装置を駆動する電動機に
おいては、停止指令が与えられた時に、電動機に電気的
な制動をかけることにより、電動機が停止するまでの時
間を短縮するようにしている。

【０００５】電動機に電気的な制動をかける方法として
は、回生制動や、逆転制動などの各種の方法があるが、
大きな制動効果を得て、電動機を短時間で停止させる場
合には、電動機に逆転方向のトルクを生じさせる制動電
流を流すことにより制動をかける、逆転制動の方法がよ
く用いられる。

【０００６】電動機を停止させる際に、逆転制動をかけ
る場合には、制動電流を流し続けると電動機が逆転して
しまうため、適切なタイミングで制動電流の供給を停止
させる必要がある。そのため、マイクロコンピュータに
より電動機の回転を制御する場合には、停止指令が与え
られた時に、電動機に制動電流を流すとともに、ロータ
リエンコーダから得られるパルス信号のパルス幅からそ
の回転速度Ｎを検出して、検出された回転速度が予め設
定した一定の規定値まで低下した時に電動機への制動電
流の供給を停止させるようにしている。

【０００７】図４は、従来の方法により電動機の停止を
制御する場合の制動特性を示したもので、制動時の時間
ｔ［sec ］の経過に伴う電動機の回転速度Ｎの下降を示
す回転速度下降直線を示したものである。図４におい
て、ＮF は電動機の運転時の回転速度、ＮL ´は、電動
機への通電を停止させるタイミングを判断するための規
定回転速度を示しており、ｔ1 は停止指令が与えられた
ときの時刻を示している。

【０００８】図４において、折れ線ａは、電動機の制動
時（減速時）の回転速度の時間的変化率（回転速度下降
直線の傾き）が大きい場合を示し、折れ線ｂは、折れ線
ａのケースよりも回転速度の時間的変化率が小さい場合
を示している。また折れ線ｃ及びｄは、折れ線ｂのケー
スよりも更に回転速度の時間的変化率が小さい場合を示
している。

【０００９】図４から明らかなように、電動機の回転速
度が一定の規定回転速度ＮL ´まで低下した時に制動電
流の供給を停止させる方法をとった場合には、制動時の
回転速度の時間的変化率が大きいと、同図の折れ線ａの
ように電動機が停止位置を行き過ぎて逆転してしまうた
め、過制動の状態になって電動機が振動する。このよう
な状態は好ましくないため、電動機の逆転を防ぐため
に、回転速度の時間的変化率が最大である場合でも電動
機が逆転しないように、制動電流の供給を停止させる規
定回転速度ＮL ´をかなり高く設定しておく必要があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、停止指
令が与えられた時に電動機に逆転制動をかけて、その回
転速度が一定の規定値ＮL ´まで低下した時に制動電流
の通電を停止させるようにした従来の停止制御方法で
は、図５に示すように、制動電流の供給を停止する規定
回転速度ＮL ´を高く設定する必要があったため、制動
時の回転速度の時間的変化率（回転速度下降直線の傾
き）が小さくなるにつれて、制動電流の供給が停止して
から電動機が停止するまでに要する時間（この時間を自
由回転時間と呼ぶことにする。）が図５のｔf1→ｔf2→
ｔf3のように長くなるのを避けられなかった。そのた
め、停止指令が与えられてから電動機が実際に停止する
までの時間（以下この時間を制動停止時間と呼ぶ。）ｔ
s1，ｔs2，ｔs3，…が、制動時の回転速度の時間的変化
率により大きくばらつき、電動機の停止位置が安定しな
いという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、停止指令が与えられてか
ら電動機が実際に停止するまでの時間のばらつきを少な
くして、電動機の停止位置のばらつきを従来よりも小さ
くすることができるようにした電動機の停止制御方法を
提案することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、停止指令が与
えられたときに電動機に逆転方向のトルクを生じさせる
制動電流を流すことにより電動機に制動をかけ、電動機
の回転速度が所定値まで低下した時に電動機への制動電
流の供給を停止させて電動機を停止させる方法に係わる
ものである。

【００１３】本発明においては、電動機が１回転する間
に定められた数Ｐのパルス信号を発生するロータリエン
コーダを電動機の回転軸に取り付けて、該ロータリエン
コーダから得られるパルス信号の発生間隔から電動機の
回転速度を検出するようにしておき、電動機に制動をか
けてその回転速度を低下させていく過程で、電動機の回
転速度が零になるまでの間にロータリエンコーダが発生
する一連のパルス信号のうちの最後のパルス信号Ｖpnの
１つ前のパルス信号Ｖpn-1と２つ前のパルス信号Ｖpn-2
との間の発生間隔を最低速検知時間τとし、最後のパル
ス信号Ｖpnが発生したときの電動機の回転速度を最低検
知回転速度ＮL として、該最低検知回転速度を制動電流
の供給を停止する時の回転速度とするために最適な最低
速検知時間τの大きさを、電動機の制動時の回転速度の
時間的変化率αの関数として演算しておく。

【００１４】そして、ロータリエンコーダがパルス信号
を発生する毎に、その１つ前のパルス信号の発生時刻か
ら今回のパルス信号の発生時刻までの時間をパルス発生
間隔として検出して、検出されたパルス発生間隔が演算
された最低速検知時間τ以上になったことが検出された
後、次にパルス信号が発生したときに電動機への制動電
流の供給を停止させる。

【００１５】上記のように、電動機に制動をかけてその
回転速度を低下させていく過程で、電動機の回転速度が
零になるまでの間にロータリエンコーダが発生する一連
のパルス信号のうちの最後のパルス信号Ｖpnが発生した
時に、電動機への制動電流の供給を停止させるようにす
ると、電動機の回転速度がエンコーダから得られるパル
ス信号の発生間隔により検出し得る回転速度の最小値付
近まで低下したときに制動電流の通電を停止させること
になり、制動時の回転速度の時間的変化率が小さい場合
程、低い回転速度まで制動電流を流することができるよ
うになる。そのため、制動時の回転速度の時間的変化率
が小さい場合程、制動電流の通電を停止した後の自由回
転時間を短くすることができ、制動時の回転速度の時間
的変化率の減少に伴って、制動停止時間が長くなるのを
防ぐことができる。従って、電動機の制動停止時間のば
らつきを少なくして、電動機の停止位置のばらつきを少
なくすることができる。

【００１６】本発明の方法では、停止指令が与えられて
電動機に制動がかけられる毎に、電動機の回転速度の時
間的変化率を求めて、求められた回転速度の時間的変化
率に応じて最低速検知時間τを演算するようにしてもよ
いが、電動機の停止位置のばらつきを少なくするために
都合がよい、制動時の回転速度の時間的変化率αの最適
値を予め求めておいて、該時間的変化率αの最適値に対
して最低速検知時間τを予め演算しておき、停止指令が
与えられたときに電動機の回転速度の時間的変化率αを
最適値に保つように制動電流を制御して、パルス信号の
発生間隔τが演算された最低速検知時間τ以上になった
後、次にパルス信号が発生したときに電動機への制動電
流の供給を停止させるようにしてもよい。

【００１７】このように構成すると、電動機の制動時の
回転速度の時間的変化率を一定にすることができるた
め、電動機の制動停止時間を常にほぼ一定に保って、電
動機の停止位置のばらつきを更に少なくすることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、種々の形式の電動機に
適用できるが、以下本発明をブラシレス直流電動機に適
用する場合を例にとって、本発明の実施の形態を説明す
る。

【００１９】図１はマイクロコンピュータを用いてブラ
シレス直流電動機の回転を制御する場合の制御装置の構
成例を示したもので、同図においてＭは３相の電機子コ
イルを有する固定子と磁石回転子とを有するブラシレス
直流電動機、ＲＥは電動機の回転軸に取り付けられたロ
ータリエンコーダ、ＰＳは電動機の回転子の回転角度位
置を検出する位置センサ、Ｌは電動機Ｍの負荷である。

【００２０】ロータリエンコーダＲＥは、フォトエンタ
ラプタなどからなっていて、電動機が１回転する間に一
定の個数Ｐのパルス信号を発生する。本発明において、
電動機が１回転する間にロータリエンコーダＲＥが発生
するパルス信号の数Ｐは原理的には３以上の整数であれ
ばよいが、回転速度の検出の分解能を高めるためには、
このパルス信号の数Ｐはできるだけ多い方がよい。

【００２１】図１において、１は電動機Ｍに駆動電流を
流すブリッジ形のインバータ回路である。このインバー
タ回路は、トランジスタやＦＥＴなどの種々のスイッチ
素子をブリッジ接続することにより構成されるが、図示
の例では、このインバータ回路が、ブリッジの上辺を構
成するＰＮＰトランジスタＱu 〜Ｑw とブリッジの下辺
を構成するＮＰＮトランジスタＱx 〜Ｑz とを備えた回
路からなっている。なお実際には、各トランジスタのコ
レクタエミッタ間に帰還電流を流すためのダイオードが
逆並列接続されるが、この帰還ダイオードは図示を省略
してある。インバータ回路１の直流入力端子には図示し
ない直流電源から電源電圧ＶB が与えられ、その３相の
出力端子が電動機Ｍの３相の入力端子に接続されてい
る。

【００２２】２はマイクロコンピュータを用いた制御用
ＩＣで、この制御用ＩＣは、位置センサＰＳにより検出
される回転子の回転角度位置に応じて、３相の電機子コ
イルのいずれの相を励磁すべきかを決定して、励磁する
相と非励磁とする相とを示す相パターン信号を出力する
相パターン出力部２Ａと、電動機の設定回転速度を与え
る速度設定部２Ｂと、ロータリエンコーダＲＥから与え
られるパルス信号のパルス幅（時間幅）から電動機の回
転速度Ｎ［rpm ］を検出する速度検出部２Ｃと、速度設
定部２Ｂにより与えられる設定回転速度と速度検出部２
Ｃにより検出された回転速度Ｎとの偏差を演算する速度
偏差検出部２Ｄと、速度偏差検出部２Ｄにより検出され
た偏差に比例、積分、微分演算を施して、偏差を零にす
るために必要な電動機の駆動電流の大きさを演算するＰ
ｉＤ演算部２Ｅと、電動機の駆動電流をＰｉＤ演算部２
Ｅにより演算された値とするために必要なＰＷＭ信号
（パルス幅変調信号）を出力するＰＷＭ出力部２Ｆとを
実現する。相パターン出力部２Ａが出力する相パターン
信号は、ＰＷＭ出力部２Ｆが出力するＰＷＭ信号ととも
に駆動部３に与えられる。

【００２３】相パターン出力部２Ａが出力する相パター
ン信号は、インバータ回路を構成する６個のトランジス
タＱu 〜Ｑw 及びＱx 〜Ｑz にそれぞれ対応するビット
を有して、各ビットを「１」または「０」とすることに
より、それぞれのトランジスタをオン状態とするかオフ
状態にするかを指示する少なくとも６ビットの信号であ
る。相パターン出力部２Ａは、電機子コイルから回転磁
界を生じさせるべく、トランジスタＱu 〜Ｑw のいずれ
か１つと、トランジスタＱx 〜Ｑz のいずれか１つとを
オン状態にするように、回転子の回転角度位置に応じて
相パターン信号を変化させる。駆動部３は、この相パタ
ーン信号に応じてインバータ回路のブリッジの上辺を構
成するトランジスタＱu 〜Ｑw 及びブリッジの下辺を構
成するトランジスタＱx 〜Ｑz に駆動信号ｕ〜ｗ及びｘ
〜ｚを与えて、電動機Ｍに駆動電流を流す。インバータ
回路は、駆動部３から駆動信号が与えられたトランジス
タを導通させることにより、電動機Ｍの所定の相の電機
子コイルに駆動電流を流す。駆動部３はまた、ＰＷＭ出
力部２Ｆから与えられるＰＷＭ信号に応じてブリッジの
上辺を構成するトランジスタＱu 〜Ｑw またはブリッジ
の下辺を構成するトランジスタＱx 〜Ｑz を所定のデュ
ーティ比でオンオフさせることにより電動機Ｍに与える
駆動電流を断続させて、電動機の駆動電流の大きさ（平
均値）を演算された大きさに調整する。

【００２４】本発明においては、電動機Ｍを停止させる
ことを指令する停止指令が与えられたときに、電動機に
逆転トルクを生じさせるように、相パターン出力部２Ａ
が発生する相パターン信号を切り換えて、直流電源から
インバータ回路１を通して電動機Ｍに所定の大きさの制
動電流を流す。これにより、電動機に逆転制動をかけて
その回転速度を低下させ、電動機の回転速度が所定値ま
で低下した時に電動機への制動電流の供給を停止させて
電動機を停止させる。

【００２５】図２は、電動機に制動電流が流されて、そ
の回転速度Ｎが低下していく過程でロータリエンコーダ
ＲＥが発生するパルス信号Ｖp と、電動機の回転速度Ｎ
の変化とを示したもので、同図（Ａ）は、ロータリエン
コーダＲＥが発生するパルス信号を示し、同図（Ｂ）
は、回転速度Ｎの時間的な変化を示す回転速度下降直線
を示している。

【００２６】制御用ＩＣは、ロータリエンコーダＲＥが
発生するパルス信号の発生間隔から電動機の回転速度を
検出している。図２に示すように、図示のＡ点の回転速
度をＮo とし、Ｂ点（時刻ｔ1 ）及びＣ点（時刻ｔ2 ）
の回転速度をそれぞれＮB 及びＮL とする。図２におい
て、Ｖpnは、電動機に制動がかけられてその回転速度が
低下していく過程で、回転速度Ｎが零になるまでの間に
ロータリエンコーダＲＥが発生する一連のパルス信号Ｖ
p1，Ｖp2，…Ｖpn-2，Ｖpn-1，Ｖpn（Ｖp1，Ｖp2，…は
図示せず。）のうちの最後のパルス信号であり、ＮL は
最後のパルス信号Ｖpnが発生したときに、その１つ前の
パルス信号Ｖpn-1との間の発生間隔τ´から検出される
最低検知回転速度である。また図２において、座標の原
点を図示のようにとって、回転速度の時間的変化率（回
転速度下降直線の傾き）をαとすると、時刻ｔにおける
回転速度Ｎは、Ｎ＝Ｎo −α・ｔで与えられる。本明細
書では、回転速度Ｎの単位として、［ｒｐｍ］を用い
る。

【００２７】本発明では、電動機に制動をかけてその回
転速度を低下させていく過程で、電動機の回転速度が零
になるまでの間にエンコーダが発生する一連のパルス信
号のうちの最後のパルス信号Ｖpnが発生したときに電動
機への制動電流の供給を停止させるものとする。そし
て、最後のパルス信号Ｖpnが発生したときの電動機の回
転速度ＮL を最低検知回転速度とし、電動機を逆転させ
ない範囲（ＮL ≧０の範囲）でこの最低検知回転速度Ｎ
L をできるだけ零に近付けることを考える。

【００２８】本発明では、電動機の制動時に電動機が停
止するまでの間にロータリエンコーダＲＥが発生する一
連のパルス信号から、最後のパルス信号Ｖpnを識別し得
るようにするために、最後のパルス信号の１つ前のパル
ス信号Ｖpn-1と２つ前のパルス信号Ｖpn-2との間の発生
間隔を最低速検知時間τとし、また最後のパルス信号Ｖ
pnが発生したときの電動機の回転速度を最低検知回転速
度ＮL として、該最低検知回転速度ＮL を制動電流の供
給を停止する時の回転速度とするために最適な（停止制
御時に電動機を逆転させるおそれを生じさせることがな
い範囲で、最低検知回転速度ＮL をできるだけ零に近付
けるために最適な）前記最低速検知時間τの大きさを、
電動機の制動時の回転速度の時間的変化率αの関数とし
て演算しておく。この演算は、停止指令が与えられて電
動機に制動電流が供給される毎に行う。制動時の回転速
度の時間的変化率αは、電動機に制動電流が供給された
後に減速過程の初期においてパルス信号の発生間隔によ
り検出される回転速度の変化から演算し、演算された変
化率αを以後一定とみなす。

【００２９】そして、ロータリエンコーダがパルス信号
を発生する毎に、その１つ前のパルス信号の発生時刻か
ら今回のパルス信号の発生時刻までの時間をパルス発生
間隔として検出して、検出されたパルス信号の発生間隔
が演算された最低速検知時間τ以上になったことが検出
された後、次にパルス信号が発生したときに（最低検知
回転速度ＮL が検出されたときに）、そのパルス信号を
最後のパルス信号Ｖpnとして電動機への制動電流の供給
を停止させる。

【００３０】また最低速検知時間τと回転速度の時間的
変化率αとから、最後のパルス信号Ｖpnとその１つ前の
パルス信号Ｖpn-1との間の発生間隔の予測値を制動停止
判定時間τ´として演算しておき、時刻ｔ1 でパルス発
生間隔が最低速検知時間τ以上になったことが検出され
てから制動停止判定時間τ´が経過した時には、その時
点で、最後のパルス信号Ｖpnの発生の有無の如何に係わ
りなく、電動機への制動電流の供給を停止させる。

【００３１】ここで、電動機の回転速度をＮ［rpm ］と
すると、回転速度の時間的変化率αは、 α＝ｄＮ／ｄｔ［rpm/s ］ …（１） また電動機の角速度をω［°／sec ］とし、電動機の回
転角をθとすると、 ω＝ｄθ／ｄｔ＝（Ｎ／６０）×３６０ ＝６（Ｎo −α・ｔ）［°／sec ］（但しＮo は初速度） …（２） ここでα＝ｄＮ／ｄｔが一定であるとすると、電動機の
回転角θは、 θ＝−３α・ｔ² ＋６Ｎo ・ｔ＋θo …（３） 図２のように原点をとって、ｔ＝０のときにθo ＝０，
Ｎ＝Ｎo とし、電動機が１回転する間にエンコーダが発
生するパルスの数をＰとすると、Ａ点よりもエンコーダ
の出力パルスの１周期分進んだＢ点の回転角度θB は、 θB ＝３６０／Ｐ＝−３α・ｔ² ＋６Ｎo ・ｔ …（４） これよりＮo を求めると、 Ｎo ＝（α・ｔ／２）＋６０／Ｐ・ｔ［rpm ］ …（５） Ａ点の回転速度Ｎo とＢ点の回転速度ＮB との差をΔＮ
とすると、 ΔＮ＝α・ｔ …（６） ＮB ＝Ｎo −ΔＮ＝Ｎo −α・ｔ …（７） これより、エンコーダが出力するパルス信号の発生間隔
が最低速検知時間τになったときのＢ点の回転速度ＮB
は、 ＮB ＝Ｎo −α・τ …（８） またＣ点の回転速度ＮL は、 ＮL ＝ＮB −α・τ …（９） （８）式と（９）とより、 ＮL ＝Ｎo −２α・τ …（１０） （１０）式に（５）式を代入して整理すると、 ＮL ＝（６０／Ｐ・τ）−（３α・τ／２） …（１１） 制動時に電動機を逆転させないためには、（１１）式で
与えられるＮL がＮL≧０の条件を満たす必要があり、
そのためには、最低速検知時間τが下記の関係を満足す
る必要がある。

【００３２】 τ≦｛４０／（Ｐ・α）｝^1/2 …（１２） 即ち、電動機を逆転させることなく停止させるために
は、最後のパルス信号Ｖpnの１つ前のパルス信号Ｖpn-1
とその更に１つ前のパルス信号Ｖpn-2との間の間隔τ
（最低速検知時間）が（１２）式の関係を満たすことが
必要である。ここでτを｛４０／（Ｐ・α）｝^1/2 に近
付ければ近付ける程制動電流の供給を停止させる最低検
知回転速度ＮL を零に近付けることができるが、τを余
りぎりぎりの値に設定すると、図２のＢ点から負荷の状
態により急速に回転速度が低下したときに、Ｃ点で電動
機が逆転するおそれがあるので、実際には若干の余裕を
もって最低速検知時間τを短めに設定（最低検知回転速
度ＮL を高めに設定）しておく。

【００３３】最低速検知時間τを余裕を持たせて設定し
た場合、実際に検出されるパルス発生間隔がτよりも大
きくなったことが検出されたときに、実際のパルス発生
間隔と設定された最低速検知時間τとの差から、設定さ
れた最低速検知時間にどの程度の余裕があるかを判定す
ることができ、この余裕の大小に応じて、最低検知回転
速度ＮL を修正（制動停止判定時間τ´を修正）するこ
とができる。最低速検知時間に余裕がない場合には、最
低検知回転速度ＮL を与える制動停止判定時間τ´を短
めに修正して最低検知回転速度ＮL を再設定することに
より、電動機が逆転するのを確実に防ぐことができる。
この場合、再設定する最低検知回転速度ＮL は、図３の
ＮL1〜ＮL3のように、電動機の回転速度の時間的変化率
が大きい場合程大きな値とするように、回転速度の時間
的変化率に見合った値とすることにより、停止時間のば
らつきが少ない安定した停止制御を行わせることができ
る。

【００３４】上記の例では、最低速検知時間τが検出さ
れた後、最後のパルス信号Ｖpnが検出されたときに制動
電流の供給を停止させ、最低速検知時間τが検出された
後、制動停止判定時間τ´が経過しても最後のパルス信
号Ｖpnが発生しない場合には、制動停止判定時間τ´が
経過した時点で制動電流の供給を停止させるとしたが、
最低速検知時間τが検出された後は、パルス信号Ｖpnの
発生の有無を検出せずに、制動停止判定時間τ´が経過
した時点で無条件に制動電流の供給を停止させるように
してもよい。

【００３５】上記の例では、停止指令が与えられて電動
機に制動がかけられる毎に、電動機の回転速度の時間的
変化率を求めて、求められた回転速度の時間的変化率に
応じて最低速検知時間τを演算するようにしたが、電動
機の停止位置のばらつきを少なくするために都合がよ
い、制動時の回転速度の時間的変化率αの最適値を予め
求めておいて、該時間的変化率αの最適値に対して最低
速検知時間τを予め演算しておき、停止指令が与えられ
たときに電動機の回転速度の時間的変化率αを最適値に
保つように制動電流の大きさをＰＷＭ制御して、パルス
信号の発生間隔τが演算された最低速検知時間τ以上に
なった後、次にパルス信号が発生したとき、または制動
停止判定時間τ´が検出されたときに電動機への制動電
流の供給を停止させるようにしてもよい。

【００３６】このように構成すると、電動機の制動時の
回転速度の時間的変化率を一定にすることができるた
め、電動機の制動停止時間を常にほぼ一定に保って、電
動機の停止位置のばらつきを更に少なくすることができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電動機
に制動をかけてその回転速度を低下させていく過程で、
電動機の回転速度が零になるまでの間にロータリエンコ
ーダが発生する一連のパルス信号のうちの最後のパルス
信号Ｖpnが発生した時に、電動機への制動電流の供給を
停止させるようにしたので、電動機の回転速度がエンコ
ーダから得られるパルス信号の発生間隔により検出し得
る回転速度の最小値付近まで低下したときに制動電流の
通電を停止させることができ、制動時の回転速度の時間
的変化率が小さい場合程、低い回転速度まで制動電流を
流することができる。従って、制動時の回転速度の時間
的変化率が小さい場合程、制動電流の通電を停止した後
の自由回転時間を短くして、制動時の回転速度の時間的
変化率の減少に伴って、制動停止時間が長くなるのを防
ぐことができ、電動機の制動停止時間のばらつきを少な
くして、電動機の停止位置のばらつきを少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する電動機の一例として、ブラシ
レス直流電動機と、その駆動回路の構成例とを示した構
成図である。

【図２】本発明の方法を実施する制御装置において、ロ
ータリエンコーダが発生するパルス信号と電動機の制動
時の回転速度の変化を示す回転速度下降直線とを示した
線図である。

【図３】本発明の方法において設定される最低検知回転
速度と回転速度の時間的変化率との関係を説明するため
の線図である。

【図４】従来の停止制御方法によった場合の電動機の制
動停止時間のばらつきを示した線図である。

【図５】従来の停止制御方法によった場合に、回転速度
の時間的変化率のばらつきにより電動機の制動停止時間
がばらつく様子を説明するための線図である。

【符号の説明】

Ｍ 電動機 Ｌ 負荷 ＰＳ 位置センサ ＲＥ ロータリエンコーダ １ インバータ回路 ２ 制御用ＩＣ ３ 駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 停止指令が与えられたときに電動機に逆
   転方向のトルクを生じさせる制動電流を流すことにより
   前記電動機に制動をかけ、 前記電動機の回転速度が所定値まで低下した時に前記電
   動機への制動電流の供給を停止させて前記電動機を停止
   させる方法において、 前記電動機が１回転する間に定められた数Ｐ（Ｐは３以
   上の整数）のパルス信号を発生するロータリエンコーダ
   を電動機の回転軸に取り付けて、該ロータリエンコーダ
   から得られるパルス信号の発生間隔から電動機の回転速
   度を検出するようにしておき、 前記電動機に制動をかけてその回転速度を低下させてい
   く過程で、前記電動機の回転速度が零になるまでの間に
   前記ロータリエンコーダが発生する一連のパルス信号の
   うちの最後のパルス信号Ｖpnの１つ前のパルス信号Ｖpn
   -1と２つ前のパルス信号Ｖpn-2との間の発生間隔を最低
   速検知時間τとし、最後のパルス信号Ｖpnが発生したと
   きの電動機の回転速度を最低検知回転速度ＮL として、
   該最低検知回転速度を前記制動電流の供給を停止する時
   の回転速度とするために最適な前記最低速検知時間τの
   大きさを、前記電動機の制動時の回転速度の時間的変化
   率αの関数として演算しておき、 前記ロータリエンコーダがパルス信号を発生する毎に、
   その１つ前のパルス信号の発生時刻から今回のパルス信
   号の発生時刻までの時間をパルス発生間隔として検出し
   て、検出されたパルス発生間隔が演算された前記最低速
   検知時間τ以上になったことが検出された後、次にパル
   ス信号が発生したときに前記電動機への制動電流の供給
   を停止させることを特徴とする電動機の停止制御方法。
2. 【請求項２】 停止指令が与えられたときに電動機に逆
   転方向のトルクを生じさせる制動電流を流すことにより
   前記電動機に制動をかけ、 前記電動機の回転速度が所定値まで低下した時に前記電
   動機への制動電流の供給を停止させて前記電動機を停止
   させる方法において、 前記電動機が１回転する間に定められた数のパルス信号
   を発生するロータリエンコーダを電動機の回転軸に取り
   付けて、該ロータリエンコーダから得られるパルス信号
   の発生間隔から電動機の回転速度を検出するようにして
   おき、 前記電動機に制動をかけてその回転速度を低下させてい
   く過程で、前記電動機の回転速度が零になるまでの間に
   前記ロータリエンコーダが発生する一連のパルス信号の
   うちの最後のパルス信号Ｖpnの１つ前のパルス信号Ｖpn
   -1と２つ前のパルス信号Ｖpn-2との間の発生間隔を最低
   速検知時間τとし、前記最後のパルス信号Ｖpnが発生し
   たときの電動機の回転速度を最低検知回転速度ＮL とし
   て、該最低検知回転速度を制動電流の供給を停止する時
   の回転速度とするために最適な前記最低速検知時間τの
   大きさを制動時の回転速度の時間的変化率αの関数とし
   て演算するとともに、前記最低検知回転速度ＮL を与え
   るパルス信号の発生間隔を制動停止判定時間τ´として
   演算しておき、 前記ロータリエンコーダがパルス信号を発生する毎に、
   その１つ前のパルス信号の発生時刻から今回のパルス信
   号の発生時刻までの時間をパルス発生間隔として検出し
   て、検出されたパルス発生間隔が既に演算されている前
   記最低速検知時間τ以上になったことが検出された後、
   次にパルス信号が発生したとき、または前記制動停止判
   定時間τ´が経過したことが検出されたときに前記電動
   機への制動電流の供給を停止させることを特徴とする電
   動機の停止制御方法。
3. 【請求項３】 停止指令が与えられたときに電動機に逆
   転方向のトルクを生じさせる制動電流を流すことにより
   前記電動機に制動をかけ、 前記電動機の回転速度が所定値まで低下した時に前記電
   動機への制動電流の供給を停止させて前記電動機を停止
   させる方法において、 前記電動機が１回転する間に定められた数Ｐのパルス信
   号を発生するロータリエンコーダを電動機の回転軸に取
   り付けて、該ロータリエンコーダから得られるパルス信
   号の発生間隔から電動機の回転速度を検出するようにし
   ておき、 前記停止指令が与えられた時に前記回転速度の時間的変
   化率を最適値に保つように前記制動電流を制御し、 前記電動機に制動をかけてその回転速度を低下させてい
   く過程で、前記電動機の回転速度が零になるまでの間に
   前記ロータリエンコーダが発生する一連のパルス信号の
   うちの最後のパルス信号Ｖpnの１つ前のパルス信号Ｖpn
   -1と２つ前のパルス信号Ｖpn-2との間の発生間隔を最低
   速検知時間τとし、最後のパルス信号Ｖpnが発生したと
   きの電動機の回転速度を最低検知回転速度ＮL として、
   該最低検知回転速度を前記制動電流の供給を停止する時
   の回転速度とするために最適な前記最低速検知時間τの
   大きさを、前記電動機の制動時の回転速度の時間的変化
   率αの最適値に対して予め演算しておき、 前記ロータリエンコーダがパルス信号を発生する毎に、
   その１つ前のパルス信号の発生時刻から今回のパルス信
   号の発生時刻までの時間をパルス発生間隔として検出し
   て、検出されたパルス発生間隔が演算された前記最低速
   検知時間τ以上になったことが検出された後、次にパル
   ス信号が発生したときに前記電動機への制動電流の供給
   を停止させることを特徴とする電動機の停止制御方法。
4. 【請求項４】 前記最低速検知時間τ［sec ］と回転速
   度［rpm ］の時間的変化率α［rpm ／sec ］との間にτ
   ≦｛４０／（Ｐ・α）｝^1/2 の関係が成立するように、
   前記最低速検知時間を演算することを特徴とする請求項
   １，２または３のいずれかに記載の電動機の停止制御方
   法。