JPS6028792A - 電動機の電流制御回路 - Google Patents
電動機の電流制御回路Info
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- JPS6028792A JPS6028792A JP58136857A JP13685783A JPS6028792A JP S6028792 A JPS6028792 A JP S6028792A JP 58136857 A JP58136857 A JP 58136857A JP 13685783 A JP13685783 A JP 13685783A JP S6028792 A JPS6028792 A JP S6028792A
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- motor
- pulse width
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
- H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電動機の電流制御回路に係り、特にパルス幅変
調による電動機制御を安定して行えるようにした電流制
御回路に関する。
調による電動機制御を安定して行えるようにした電流制
御回路に関する。
第１図は産業用ロボットやＯＡ機器のサーボ制御回路等
を構成する、マイクロコンピュータを用いたトランジス
タパルス幅変祠（以下ＰＷＭと略す）回路駆動式の直流
電動機の電流制御回路である。同図に於て、三相交流電
源１の交ａｉｉｔ力は整流回路２にて直流に変換され、
電源の平滑用及び電ｔｊＪＪ機からの回生用の大容量コ
ンデンサ３を経てＰＷＭ回路４でパルス幅変調され、直
流リアクトル５を介して電動機６へ印加される。ＰＷＭ
回路４は主トランジスタ４１〜４４やダイオード４５〜
４８で構成される。電流検出器７によ如検出された直流
電動機６の電流は、電流検出回路１２で増幅されたフィ
ルタ１３で平滑された後アナログデイジンル変換器１４
（以下Ａ／Ｄ変換器というでディジタル化されてマイク
ロコンピュータ１゜へ入力される。マイクロコンピュー
タ１ｏはこの入力電流値をもとにトランジスタＰＷＭ回
路４の操作量とＰＷＭ動作モードを定め、信号発生回路
１１は操作量に見合った幅のパルスを発生してトランジ
スタ４１〜４４を駆ｔＡ（ペースドライブ）する。この
ようにしてＰＷＭ回路４でパルス幅変調されたパルス状
の電流が直流電動機６に与えられることによってその平
均的な電流が制御される。
を構成する、マイクロコンピュータを用いたトランジス
タパルス幅変祠（以下ＰＷＭと略す）回路駆動式の直流
電動機の電流制御回路である。同図に於て、三相交流電
源１の交ａｉｉｔ力は整流回路２にて直流に変換され、
電源の平滑用及び電ｔｊＪＪ機からの回生用の大容量コ
ンデンサ３を経てＰＷＭ回路４でパルス幅変調され、直
流リアクトル５を介して電動機６へ印加される。ＰＷＭ
回路４は主トランジスタ４１〜４４やダイオード４５〜
４８で構成される。電流検出器７によ如検出された直流
電動機６の電流は、電流検出回路１２で増幅されたフィ
ルタ１３で平滑された後アナログデイジンル変換器１４
（以下Ａ／Ｄ変換器というでディジタル化されてマイク
ロコンピュータ１゜へ入力される。マイクロコンピュー
タ１ｏはこの入力電流値をもとにトランジスタＰＷＭ回
路４の操作量とＰＷＭ動作モードを定め、信号発生回路
１１は操作量に見合った幅のパルスを発生してトランジ
スタ４１〜４４を駆ｔＡ（ペースドライブ）する。この
ようにしてＰＷＭ回路４でパルス幅変調されたパルス状
の電流が直流電動機６に与えられることによってその平
均的な電流が制御される。
第２図はこの電流制御系の等価回路であって、破線で囲
んだ部分がマイクロコンピュータ１０のソフトウェアで
処理される部分である。その内の電流制御補償演算部分
が伝達関数Ｇ 、 （ｓ）で示されている。又、トラン
ジ、スタＰＷＭ回路４や直流電動機６を含む主回路の伝
達関数がＧ 、、 （ｓ）で、゛電流帰還量を得るため
の電流検出器７からフィルタ１３までの伝達関数がＧ
ｖ （ｓ）で示されている。マイクロコンピュータ１０
に於るソフトウェア処理は第３図にその概略を示す電流
制御プログラムであり、処理２００では、信号発生回路
１１やマイクロコンピュータ１０内部のワークメモリ等
の初期化を行う。処理２０１は、スタートスイッチ（図
示せず）のオンオフ情報をもとに′ｔ４Ｌ流制御プログ
ラムを起動するか否かを判定し、オフであれば処理２０
２で信号発生回路１１に全トランジスタ４１〜４４をオ
フするような信号を出して電流制御プログラムを停止状
態にする。オンであれば処理２０３で第２図の電流制御
補償演算Ｇ ｃ （ｓ）にしたがってトランジスタＰＷ
Ｍ回路４の操作量Ｍを算出し、続いて処理２０４でこの
操作ｉＭをもとにトランジスタＰＷＭ回路４のＰＷＭ動
作モード（ドライブ、フライホイール、回生及び電流変
換モード）を選択する。更に処理２０５では電動機の電
動を検出するためのＡＤ変換器１４の起動とその変換値
の取込み、及び処理２０３で算出した操作量Ｍや処理２
０４で選択したＰＷＭ動作モードを信号発生回路１１に
設定する。以上の処理の中で、操作ｊｔＭは通常比例、
積分要素等により生成される。即ち、第２図で、時点ｎ
の検出電流Ｉ ｔ （ｎ）と電動機電流の設定値■■ｒ
との差から、その時点の誤差ｅ （ｎ）は ｅ（ｎ）＝Ｉ鼠ｗｙ−１ｔ（”） −−−−・−−−−
川・−（１）で与えられる。第２図の電流制御補償演算
の伝達両数Ｇ 、 （Ｓ）は、もし比例、積分、微分要
素であればその各定数をＫＦ 、に１．Ｋｎとした時Ｇ
、（ｓ）＝Ｋｐ十Ｋ Ｉ／ｓ ＋Ｋｎ ｓ ・・・・・
川・川（２）で表わされ、式（１）のｅ （ｎ）に対し
ては時点ｎの操作量Ｍ （ｎ）は Ｍ（ｎ）＝Ｋｐｅ（ｎ）十ＫｔＥ ｅ（ｎ）十Ｋｎ（ｅ
（ｎ）−ｅ（ｎ−１））・・・・・・・・・・・・（３
） のように与えられる。又、第３図の処理２０４で（５） 選択される各動作モードは次のようなものである。
んだ部分がマイクロコンピュータ１０のソフトウェアで
処理される部分である。その内の電流制御補償演算部分
が伝達関数Ｇ 、 （ｓ）で示されている。又、トラン
ジ、スタＰＷＭ回路４や直流電動機６を含む主回路の伝
達関数がＧ 、、 （ｓ）で、゛電流帰還量を得るため
の電流検出器７からフィルタ１３までの伝達関数がＧ
ｖ （ｓ）で示されている。マイクロコンピュータ１０
に於るソフトウェア処理は第３図にその概略を示す電流
制御プログラムであり、処理２００では、信号発生回路
１１やマイクロコンピュータ１０内部のワークメモリ等
の初期化を行う。処理２０１は、スタートスイッチ（図
示せず）のオンオフ情報をもとに′ｔ４Ｌ流制御プログ
ラムを起動するか否かを判定し、オフであれば処理２０
２で信号発生回路１１に全トランジスタ４１〜４４をオ
フするような信号を出して電流制御プログラムを停止状
態にする。オンであれば処理２０３で第２図の電流制御
補償演算Ｇ ｃ （ｓ）にしたがってトランジスタＰＷ
Ｍ回路４の操作量Ｍを算出し、続いて処理２０４でこの
操作ｉＭをもとにトランジスタＰＷＭ回路４のＰＷＭ動
作モード（ドライブ、フライホイール、回生及び電流変
換モード）を選択する。更に処理２０５では電動機の電
動を検出するためのＡＤ変換器１４の起動とその変換値
の取込み、及び処理２０３で算出した操作量Ｍや処理２
０４で選択したＰＷＭ動作モードを信号発生回路１１に
設定する。以上の処理の中で、操作ｊｔＭは通常比例、
積分要素等により生成される。即ち、第２図で、時点ｎ
の検出電流Ｉ ｔ （ｎ）と電動機電流の設定値■■ｒ
との差から、その時点の誤差ｅ （ｎ）は ｅ（ｎ）＝Ｉ鼠ｗｙ−１ｔ（”） −−−−・−−−−
川・−（１）で与えられる。第２図の電流制御補償演算
の伝達両数Ｇ 、 （Ｓ）は、もし比例、積分、微分要
素であればその各定数をＫＦ 、に１．Ｋｎとした時Ｇ
、（ｓ）＝Ｋｐ十Ｋ Ｉ／ｓ ＋Ｋｎ ｓ ・・・・・
川・川（２）で表わされ、式（１）のｅ （ｎ）に対し
ては時点ｎの操作量Ｍ （ｎ）は Ｍ（ｎ）＝Ｋｐｅ（ｎ）十ＫｔＥ ｅ（ｎ）十Ｋｎ（ｅ
（ｎ）−ｅ（ｎ−１））・・・・・・・・・・・・（３
） のように与えられる。又、第３図の処理２０４で（５） 選択される各動作モードは次のようなものである。
ドライブモードは第１図のトランジスタ４３゜４２をオ
ンとして同図の矢印の方向への′電動機電流■１を供給
するか、あるいはトランジスタ４１゜４４をオンとして
電流■、を第１図の矢印とは逆方向に供給するかである
。フライホイールモードは例えば第４Ａ図に示すように
トランジスタ４４のみをオンとして、それまで流れてい
た電流■。
ンとして同図の矢印の方向への′電動機電流■１を供給
するか、あるいはトランジスタ４１゜４４をオンとして
電流■、を第１図の矢印とは逆方向に供給するかである
。フライホイールモードは例えば第４Ａ図に示すように
トランジスタ４４のみをオンとして、それまで流れてい
た電流■。
をトランジスタ４４、ダイオード４６を通して流し、ゆ
っくりと減衰させるモードである。回生モードは、例え
ば＄４Ｂ図に示すように全トランジスタオフの電流切換
モード時にダイオード４７、コンデンサ３、ダイオード
４６の経路でエネルギーをコンデンサ３へ急速に回生ず
るもので、この時は１．は急速に減衰する。
っくりと減衰させるモードである。回生モードは、例え
ば＄４Ｂ図に示すように全トランジスタオフの電流切換
モード時にダイオード４７、コンデンサ３、ダイオード
４６の経路でエネルギーをコンデンサ３へ急速に回生ず
るもので、この時は１．は急速に減衰する。
以上に述べ九従来の電流制御回路では、次に述べる原因
により電動機電流１．に脈動が発生し、トルク変動や騒
音の増加を招くという問題点がある。第１の原因は、ト
ランジスタＰＷＭ回路ノトランジスタには、その駆動信
号を増幅するための（６） ベースドライブ回路の遅れやターンオンタイムが存在す
るためにトランジスタＰＷＭ回路の操作量Ｍがある値以
上ないと、オンしない。また、トランジスタオフ時には
、ターンオフタイムが存在するためにあるパルス幅以下
のＰ ＷＭ′＃を圧が制御できないことである。したが
って、トランジスタＰＷＭ回路の操作量ＭとＰＷＭ＊圧
との静特性は操作量の小さい領域でＰＷＭ電圧がステッ
プ状に発生するという非線形な特性となる。この非線形
領域でＰＷＭ電圧を調整して電動機の電流を制御する場
合、トランジスタＰＷＭ回路の動作モードが電動機に′
電流を流すドライブモードと操作量の正負極性変化によ
る電流方向切換過程の回生モードを繰返すために、電流
の脈動が大きくなる。第２の原因は、何らかの理由によ
多電動機電流■。
により電動機電流１．に脈動が発生し、トルク変動や騒
音の増加を招くという問題点がある。第１の原因は、ト
ランジスタＰＷＭ回路ノトランジスタには、その駆動信
号を増幅するための（６） ベースドライブ回路の遅れやターンオンタイムが存在す
るためにトランジスタＰＷＭ回路の操作量Ｍがある値以
上ないと、オンしない。また、トランジスタオフ時には
、ターンオフタイムが存在するためにあるパルス幅以下
のＰ ＷＭ′＃を圧が制御できないことである。したが
って、トランジスタＰＷＭ回路の操作量ＭとＰＷＭ＊圧
との静特性は操作量の小さい領域でＰＷＭ電圧がステッ
プ状に発生するという非線形な特性となる。この非線形
領域でＰＷＭ電圧を調整して電動機の電流を制御する場
合、トランジスタＰＷＭ回路の動作モードが電動機に′
電流を流すドライブモードと操作量の正負極性変化によ
る電流方向切換過程の回生モードを繰返すために、電流
の脈動が大きくなる。第２の原因は、何らかの理由によ
多電動機電流■。
（を濾過した電流ｚｒ）がその設定値Ｉ ａｘｙをこえ
てオーバーシュートした時にやはり回生モードが実行さ
れることであって、この時にも前述と同様な電流１１の
大きな脈動を発生する。以下はこの後者の場合を例とし
てより詳細に説明する。第５図は、その期間Ｉ以前にｉ
Ｉ電流指令０からＩ Ｒｚｖにステップ状に変化させた
時の電流■、及びフィルタ１３（第１１図）の出力ｉｌ
（平均値電流）と、第３図の処理２０３〜２０５の実
行タイミングを示したものである。また丸印は処理２０
４でＰＷＭ動作モードが正側あるいは負側モードに選択
された時のタイミングで、ｌｌ、Ｘ印は処理２０５でＡ
Ｄ変換器を起動して平均値′＃Ｌ流１ｚを取込むタイミ
ングを示す。たとえば、期間■の処理２０３は期間Ｉの
平均値域流すなわち電流の帰還蓋ｌ１（１）と電流指令
Ｉｉ＋ｚｙ をもとに電流制御演算を行って操作ＪＩＭ
（［Ｄｔ−算出し、この操作ｉん１（１）をもとにＰＷ
Ｍ動作モードを選択（正側ドライブモード）その結果を
信号発生回路１１に設定して期間■のような正の電流を
流す。このように電流指令Ｉｔ肝に向けて′ｄｔ流が制
御される過程において、期間■〜■６ように゛１流帰還
童Ｉｔが電流指令Ｉａｘｒ より大きくなると電流偏差
ｅ ” Ｉｉｍｙ −Ｉｔは期間Ｖ。
てオーバーシュートした時にやはり回生モードが実行さ
れることであって、この時にも前述と同様な電流１１の
大きな脈動を発生する。以下はこの後者の場合を例とし
てより詳細に説明する。第５図は、その期間Ｉ以前にｉ
Ｉ電流指令０からＩ Ｒｚｖにステップ状に変化させた
時の電流■、及びフィルタ１３（第１１図）の出力ｉｌ
（平均値電流）と、第３図の処理２０３〜２０５の実
行タイミングを示したものである。また丸印は処理２０
４でＰＷＭ動作モードが正側あるいは負側モードに選択
された時のタイミングで、ｌｌ、Ｘ印は処理２０５でＡ
Ｄ変換器を起動して平均値′＃Ｌ流１ｚを取込むタイミ
ングを示す。たとえば、期間■の処理２０３は期間Ｉの
平均値域流すなわち電流の帰還蓋ｌ１（１）と電流指令
Ｉｉ＋ｚｙ をもとに電流制御演算を行って操作ＪＩＭ
（［Ｄｔ−算出し、この操作ｉん１（１）をもとにＰＷ
Ｍ動作モードを選択（正側ドライブモード）その結果を
信号発生回路１１に設定して期間■のような正の電流を
流す。このように電流指令Ｉｔ肝に向けて′ｄｔ流が制
御される過程において、期間■〜■６ように゛１流帰還
童Ｉｔが電流指令Ｉａｘｒ より大きくなると電流偏差
ｅ ” Ｉｉｍｙ −Ｉｔは期間Ｖ。
■に於て負となる。処理２０３では積分補償演算が実行
されるので、期間Ｖでｉｔ流偏差ｅが負になっても、遅
れて期間■で操作量Ｍ（Ｖｌ）が負となる。
されるので、期間Ｖでｉｔ流偏差ｅが負になっても、遅
れて期間■で操作量Ｍ（Ｖｌ）が負となる。
そのため、ＰＷＭ動作モード処理２０４で正側モードに
代って、負側モードが選択される。その際、ＰＷＭ動作
モード処理２０４は正側トランジスタのターンオフタイ
ムを確保するために全トランジスタ４１〜４４にオフ信
号を出力する電流切換モード処理を実行する。その結果
、トランジスタＰＷＭ回路４はフライホイールモードか
ら回生モードになり、電流■１は急減する。その後、期
間■で電流偏差ｅが正の大きな値となるので、操作量Ｍ
（■が正となり、再びＰＷＭ動作モード処理２０４で正
側モードが選択され、期間■より再び電流指令Ｉ ＩＩ
ＫＦ に向かって電流は増加する。このように、電流が
指令値Ｉ ＲＥＦ に対してオーバーシュートした場合
、電流切換モードを実行するために、電流が急減すると
いう不安定現象が生じる。
代って、負側モードが選択される。その際、ＰＷＭ動作
モード処理２０４は正側トランジスタのターンオフタイ
ムを確保するために全トランジスタ４１〜４４にオフ信
号を出力する電流切換モード処理を実行する。その結果
、トランジスタＰＷＭ回路４はフライホイールモードか
ら回生モードになり、電流■１は急減する。その後、期
間■で電流偏差ｅが正の大きな値となるので、操作量Ｍ
（■が正となり、再びＰＷＭ動作モード処理２０４で正
側モードが選択され、期間■より再び電流指令Ｉ ＩＩ
ＫＦ に向かって電流は増加する。このように、電流が
指令値Ｉ ＲＥＦ に対してオーバーシュートした場合
、電流切換モードを実行するために、電流が急減すると
いう不安定現象が生じる。
本発明の目的は、トランジスタＰＷＭ駆動電動機の電流
制御回路において、トランジスタＰＷＭ回路の静特性が
非線形特性を示すような操作量の（９） 小さい場合、もしくは電流が指令値に対してオーバーシ
ュートして操作量の極性が変化した場合にも、電動機電
流に大きな脈動を生じないようにした良好な電動機の電
流制御回路を提供することにある。
制御回路において、トランジスタＰＷＭ回路の静特性が
非線形特性を示すような操作量の（９） 小さい場合、もしくは電流が指令値に対してオーバーシ
ュートして操作量の極性が変化した場合にも、電動機電
流に大きな脈動を生じないようにした良好な電動機の電
流制御回路を提供することにある。
本発明は上記の目的を達成するために、電流制御演算で
算出した操作量の絶対値が最小操作量以内の時はＰＷＭ
動作モードを電動機に電流を流し込むドライブモードと
せずにフライホイールモードとすることを特徴としてお
り、また操作量の極性変化がありかつ電流偏差の絶対値
がその最小設定値をこえない時は電流切換モードを実行
せずにフライホイールモードを続行するようにしたこと
を特徴とするものである。
算出した操作量の絶対値が最小操作量以内の時はＰＷＭ
動作モードを電動機に電流を流し込むドライブモードと
せずにフライホイールモードとすることを特徴としてお
り、また操作量の極性変化がありかつ電流偏差の絶対値
がその最小設定値をこえない時は電流切換モードを実行
せずにフライホイールモードを続行するようにしたこと
を特徴とするものである。
本発明の制御は第１図のマイクロコンピュータｌＯによ
り行われ、その第１の実施例を第６図に示す。本実施例
は操作量が小さい時の非線形特性に対処するもので、第
６図のフローチャートは第（１０） ３図で説明したマイクロコンピュータ１０の電流制御プ
ログラムの処理２０４の部分を示しておシ、正側モード
処理の場合を詳細に示している。同図に於て電流制御演
算処理２０３（第３図）で算出された時点ｎの操作ｉ
Ｍ （ｎ）の極性がステップ４００で判定され、前回の
時点ｎ −１のＰＷＭ動作モードが正側モード（正側の
ドライブ、フライホイール、回生モードの総称）か負側
モードであったかがステップ４０１で判定される。ステ
ップ４０２は本実施例の特徴とする処理で操作量Ｍ （
ｎ）の絶対値が最小設定値すなわち最小操作量Ｍ、以下
かを判定し、ステップ４０３は正側ドライブモードを選
択する。ステップ４０４は正側７ライホイールモードを
選択し、ステップ４０５は電流方向を切換えるために全
トランジスタ４１〜４４をオフする信号を信号発生回路
１１に出力する電流切換モードを設定する。ステップ４
０６はトランジスタのターンオフタイム（約３０μｓ）
を確保するだめのディレィ処理である。処理４０７は負
側モード処理であって、正側モード処理４０１〜４０５
（１１） と正負の符号の違いだけで処理内容は同一である。
り行われ、その第１の実施例を第６図に示す。本実施例
は操作量が小さい時の非線形特性に対処するもので、第
６図のフローチャートは第（１０） ３図で説明したマイクロコンピュータ１０の電流制御プ
ログラムの処理２０４の部分を示しておシ、正側モード
処理の場合を詳細に示している。同図に於て電流制御演
算処理２０３（第３図）で算出された時点ｎの操作ｉ
Ｍ （ｎ）の極性がステップ４００で判定され、前回の
時点ｎ −１のＰＷＭ動作モードが正側モード（正側の
ドライブ、フライホイール、回生モードの総称）か負側
モードであったかがステップ４０１で判定される。ステ
ップ４０２は本実施例の特徴とする処理で操作量Ｍ （
ｎ）の絶対値が最小設定値すなわち最小操作量Ｍ、以下
かを判定し、ステップ４０３は正側ドライブモードを選
択する。ステップ４０４は正側７ライホイールモードを
選択し、ステップ４０５は電流方向を切換えるために全
トランジスタ４１〜４４をオフする信号を信号発生回路
１１に出力する電流切換モードを設定する。ステップ４
０６はトランジスタのターンオフタイム（約３０μｓ）
を確保するだめのディレィ処理である。処理４０７は負
側モード処理であって、正側モード処理４０１〜４０５
（１１） と正負の符号の違いだけで処理内容は同一である。
上記したステップ４０２の最小操作量Ｍいは、第７図に
示すトランジスタＰＷＭｌ路４の操作量Ｍ（ｎ）とＰＷ
Ｍ電圧の静特性において、ＰＷＭ電圧がステップ状に発
生する時点の操作量上ＭＩから、静特性が線形特性領域
に入る点の操作量までの値が最適値でおる。算出した操
作蓋Ｍ （＋１）がこの最小操作量Ｍ４以内のときは、
ステップ４０２，４０４を実行して正側フライホイール
モードを選択する。
示すトランジスタＰＷＭｌ路４の操作量Ｍ（ｎ）とＰＷ
Ｍ電圧の静特性において、ＰＷＭ電圧がステップ状に発
生する時点の操作量上ＭＩから、静特性が線形特性領域
に入る点の操作量までの値が最適値でおる。算出した操
作蓋Ｍ （＋１）がこの最小操作量Ｍ４以内のときは、
ステップ４０２，４０４を実行して正側フライホイール
モードを選択する。
以上のＰＷＭ動作モード処理を実行したときの１ｆｉＩ
−とフィルタ１３の出力信号１１０波形、そして処理２
０３〜２０４の実行タイミングを第８図に示す。同図に
於て、期間■の電流制御演算処理２０３は期間■に取込
まれた電流帰還量Ｉｒ（Ｉ）が指令値よりも小さいので
、第７図に示すような正で最小操作蓋Ｍ、より大きい操
作量Ｍ（ＩＤを算出する。従ってＰＷＭ動作モード処理
２０４（第６図）はその操作量Ｍ（ＩＤをもとにステッ
プ４００→４０１→４０２→４０３と進んで正側ドライ
ブモードを選択する。その結果、期間■では、正の（１
２） ＰＷＭ電圧が発生して電流■、は指令値に向けて増加す
る。期間■も同様な処理結果となり、電流■、は増加す
る。期間■の処理２０３で算出した操作量Ｍ（ＩＶ）は
電流帰還量Ｉｆ（ＩＩＩ）が指令値よりも太きいために
、前回算出した操作ＪｔＭ（ＩＩＩ） より第７図のよ
うに小さく、最小操作量Ｍゆ以下になる。したがって、
ＰＷＭ動作モード処理２０４はステップ４００→４０１
→４０２→４０４と進み正側フライホイールモードを選
択する。その結果、電流■、はフライホイール電流を流
し続けて、指令値に向けてゆっくり減少する。このよう
に算出した操作量Ｍ （１１）が最小操作量Ｍ４以下で
正側フライホイールモードが選択されるのは、第５図に
示すように期間■まで続く。このような動作を期間■以
降繰返すことにより、電流■、はその指令値１１ｍＦ
になるように制御され、従来（第８図の点線）のように
大きな脈動を生じない。
−とフィルタ１３の出力信号１１０波形、そして処理２
０３〜２０４の実行タイミングを第８図に示す。同図に
於て、期間■の電流制御演算処理２０３は期間■に取込
まれた電流帰還量Ｉｒ（Ｉ）が指令値よりも小さいので
、第７図に示すような正で最小操作蓋Ｍ、より大きい操
作量Ｍ（ＩＤを算出する。従ってＰＷＭ動作モード処理
２０４（第６図）はその操作量Ｍ（ＩＤをもとにステッ
プ４００→４０１→４０２→４０３と進んで正側ドライ
ブモードを選択する。その結果、期間■では、正の（１
２） ＰＷＭ電圧が発生して電流■、は指令値に向けて増加す
る。期間■も同様な処理結果となり、電流■、は増加す
る。期間■の処理２０３で算出した操作量Ｍ（ＩＶ）は
電流帰還量Ｉｆ（ＩＩＩ）が指令値よりも太きいために
、前回算出した操作ＪｔＭ（ＩＩＩ） より第７図のよ
うに小さく、最小操作量Ｍゆ以下になる。したがって、
ＰＷＭ動作モード処理２０４はステップ４００→４０１
→４０２→４０４と進み正側フライホイールモードを選
択する。その結果、電流■、はフライホイール電流を流
し続けて、指令値に向けてゆっくり減少する。このよう
に算出した操作量Ｍ （１１）が最小操作量Ｍ４以下で
正側フライホイールモードが選択されるのは、第５図に
示すように期間■まで続く。このような動作を期間■以
降繰返すことにより、電流■、はその指令値１１ｍＦ
になるように制御され、従来（第８図の点線）のように
大きな脈動を生じない。
第９図は本発明の第２の実施例を示しており、本実施例
は第５図で説明した通常運転時に電流■、にオーバーシ
ュートが生じた時に対処するも（１３） のである。又同図では、ＰＷＭ動作モード処理２０４の
内、負側モード処理を詳しく示している。
は第５図で説明した通常運転時に電流■、にオーバーシ
ュートが生じた時に対処するも（１３） のである。又同図では、ＰＷＭ動作モード処理２０４の
内、負側モード処理を詳しく示している。
同図に於て、ステップ５００は電流制御演算処理２０３
で算出した操作量Ｍ （１１）の極性を判定する処理、
ステップ５０１は前回の時点ｎ −１に於るＰＷＭ動作
モードが正側モードか負側モードであったかを判定する
処理、ステップ５０２は本実施例の中心となる処理で、
電流制御演算処理２０３で演算した電流調差ｅ （ｎ）
＝ １■Ｆ Ｉｒ（ｎ）の絶対値が最小電流偏差ｅ、
以下かの判定処理、ステップ５０３は電流方向を切換え
るために全トランジスタ４１〜４４をオフする信号を信
号発生回路１１に出力する電流切換モード設定処理、ス
テップ５０４は負側ドライブモードを選択する処理、ス
テップ５０５は正側トランジスタ４４のみをオンさせる
正側フライホイールモードを選択する処理、ステップ５
０６はトランジスタのターンオフタイム（約３０μｇ）
を確保するためのディレィ処理を実行する電流切換時間
ディレィ処理でありまた処理５０７は正側処理で負側処
理５０１〜（１４） ５０５と正負の符号の違いだけで処理内容は同一である
。
で算出した操作量Ｍ （１１）の極性を判定する処理、
ステップ５０１は前回の時点ｎ −１に於るＰＷＭ動作
モードが正側モードか負側モードであったかを判定する
処理、ステップ５０２は本実施例の中心となる処理で、
電流制御演算処理２０３で演算した電流調差ｅ （ｎ）
＝ １■Ｆ Ｉｒ（ｎ）の絶対値が最小電流偏差ｅ、
以下かの判定処理、ステップ５０３は電流方向を切換え
るために全トランジスタ４１〜４４をオフする信号を信
号発生回路１１に出力する電流切換モード設定処理、ス
テップ５０４は負側ドライブモードを選択する処理、ス
テップ５０５は正側トランジスタ４４のみをオンさせる
正側フライホイールモードを選択する処理、ステップ５
０６はトランジスタのターンオフタイム（約３０μｇ）
を確保するためのディレィ処理を実行する電流切換時間
ディレィ処理でありまた処理５０７は正側処理で負側処
理５０１〜（１４） ５０５と正負の符号の違いだけで処理内容は同一である
。
以上のＰＷＭ動作モード処理を実行したときの電流Ｉａ
、フィルタ１３の信号ＩＩの波形、処理２０３〜２０５
の実行タイミングそして操作量Ｍ （ｎ）の極性とＰＷ
Ｍ動作モードの選択結果を第１０図に示す。同図の期間
Ｖまでは、電流指令Ｉ■ν と電流帰還量Ｉｔをもとに
電流制御演算して算出した操作量Ｍが正、その操作蓋Ｍ
をもとに第９図のステップ５００，５０７を実行して正
側ドライブモードを選択し、電流■、は電流指令Ｉｓ＋
ｉｒ に何けて増加する。期間■で、電流■１が電流指
令Ｉ ＲＥＦ に対してオーバーシュートしたために操
作量Ｍ （■）の極性が第１０図のように正から負に変
化する。そのため、本実施例のＰＷＭ動作モード処理は
次のような処理を実行する。まず、操作量Ｍ （Ｖｌ）
の極性が負になったことをステップ５００で判定し、次
に前回すなわち期間Ｖで正側モードを選択したことをス
テップ５０１で判定してステップ５０２を実行する。こ
の期間の電流間（１５） 差ｅ （■）の絶対値は電流■、が電流指令Ｉ ＢＩＣ
Ｆ 付近であることから、椴小電流偏差Ｃ１以下となり
、正側トランジスタ４４のみをオンさせる正側７ライホ
イールモードを選択するステップ５０５を実行する。こ
のように正側フライホイールモードを選択したことによ
り、従来の第５図のように同一期間■で全トランジスタ
をオフする電流切換モード処理を実行して電流■１が急
減することがないので、次の期間■の電流１．は清かに
流れる。その後、期間■まで操作量Ｍが負の状態で正側
フライホイールモード（・印）が選択される。期間Ｘの
電流制御演算で算出される操作量の極性は期間■、■の
電流帰還量■バ■、ＥＫ）が電流指令１ ｍｇｒより小
さくなったことにより、第１０図のように負から正にな
る。操作量Ｍ（Ｘ）が再び正になったことによ、！Ｄ、
ＰＷＭ動作モード処理では、正側処理５０７を実行して
正側ドライブモードが選択され、電流１．は次の期間Ｘ
から再び電流指令Ｉ ＩＩＩＦに向けて増加する。以上
述べ友ように、電流■１が指令値１１Ｉｚｔ 付近に達
して電流偏差ｅ （ｎ）の絶対（１６） 値が最小成流偏差ｅ□以下の間、ＰＷＭ動作モードを前
回と同一の正側あるいは負側７ライホイールモードにす
ることにより、電流を安定に制御できる。
、フィルタ１３の信号ＩＩの波形、処理２０３〜２０５
の実行タイミングそして操作量Ｍ （ｎ）の極性とＰＷ
Ｍ動作モードの選択結果を第１０図に示す。同図の期間
Ｖまでは、電流指令Ｉ■ν と電流帰還量Ｉｔをもとに
電流制御演算して算出した操作量Ｍが正、その操作蓋Ｍ
をもとに第９図のステップ５００，５０７を実行して正
側ドライブモードを選択し、電流■、は電流指令Ｉｓ＋
ｉｒ に何けて増加する。期間■で、電流■１が電流指
令Ｉ ＲＥＦ に対してオーバーシュートしたために操
作量Ｍ （■）の極性が第１０図のように正から負に変
化する。そのため、本実施例のＰＷＭ動作モード処理は
次のような処理を実行する。まず、操作量Ｍ （Ｖｌ）
の極性が負になったことをステップ５００で判定し、次
に前回すなわち期間Ｖで正側モードを選択したことをス
テップ５０１で判定してステップ５０２を実行する。こ
の期間の電流間（１５） 差ｅ （■）の絶対値は電流■、が電流指令Ｉ ＢＩＣ
Ｆ 付近であることから、椴小電流偏差Ｃ１以下となり
、正側トランジスタ４４のみをオンさせる正側７ライホ
イールモードを選択するステップ５０５を実行する。こ
のように正側フライホイールモードを選択したことによ
り、従来の第５図のように同一期間■で全トランジスタ
をオフする電流切換モード処理を実行して電流■１が急
減することがないので、次の期間■の電流１．は清かに
流れる。その後、期間■まで操作量Ｍが負の状態で正側
フライホイールモード（・印）が選択される。期間Ｘの
電流制御演算で算出される操作量の極性は期間■、■の
電流帰還量■バ■、ＥＫ）が電流指令１ ｍｇｒより小
さくなったことにより、第１０図のように負から正にな
る。操作量Ｍ（Ｘ）が再び正になったことによ、！Ｄ、
ＰＷＭ動作モード処理では、正側処理５０７を実行して
正側ドライブモードが選択され、電流１．は次の期間Ｘ
から再び電流指令Ｉ ＩＩＩＦに向けて増加する。以上
述べ友ように、電流■１が指令値１１Ｉｚｔ 付近に達
して電流偏差ｅ （ｎ）の絶対（１６） 値が最小成流偏差ｅ□以下の間、ＰＷＭ動作モードを前
回と同一の正側あるいは負側７ライホイールモードにす
ることにより、電流を安定に制御できる。
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、’
ｔ４ｔ＃機電流を機動流小さく、従って騒音も少ないよ
うに安定に制御できるという効果がある。
ｔ４ｔ＃機電流を機動流小さく、従って騒音も少ないよ
うに安定に制御できるという効果がある。
第１図はトランジスタＰＷＭ駆動電ｉｌ１機の電流制御
回路の構成図、第２図は第１図の′電流制御回路の等何
回路、第３図は電流制御プログラムの概略フローチャー
ト、第４Ａ図及び第４Ｂ図はＰＷＭ動作モードの説明図
、第５図は従来回路による電流制御特性の説明図、第６
図は本発明の第１の実施例を示すフローチャート、第７
図はトランジスタＰＷＭ回路の静特性を示す図、第８図
は第６図の実施例による制御特性の説明図、第９図は本
発明の第２の実施例を示すフローチャート、第１０図は
第９図の実施例による制御特性の説明図であ（１７） る。 ４・・・トランジスタＰＷＭ回路、６・・・電動機、１
０・・・マイクロコンピュータ、２０３・・・電流制御
演算処理、２０４・・・ＰＷＭ動作モード処理、４０２
・・・最小操作量の判定処理、４０４・・・正側フライ
ホイール選択処理、５０２・・・電流偏差判定処理、５
０５・・・フライホイール選択（正側）処理。 代理人 弁理士 秋本正実 （１８） 第２図 第３図
回路の構成図、第２図は第１図の′電流制御回路の等何
回路、第３図は電流制御プログラムの概略フローチャー
ト、第４Ａ図及び第４Ｂ図はＰＷＭ動作モードの説明図
、第５図は従来回路による電流制御特性の説明図、第６
図は本発明の第１の実施例を示すフローチャート、第７
図はトランジスタＰＷＭ回路の静特性を示す図、第８図
は第６図の実施例による制御特性の説明図、第９図は本
発明の第２の実施例を示すフローチャート、第１０図は
第９図の実施例による制御特性の説明図であ（１７） る。 ４・・・トランジスタＰＷＭ回路、６・・・電動機、１
０・・・マイクロコンピュータ、２０３・・・電流制御
演算処理、２０４・・・ＰＷＭ動作モード処理、４０２
・・・最小操作量の判定処理、４０４・・・正側フライ
ホイール選択処理、５０２・・・電流偏差判定処理、５
０５・・・フライホイール選択（正側）処理。 代理人 弁理士 秋本正実 （１８） 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電動機電流の検出値とその指令値との一流偏差に応
じた操作量に対応したパルス幅を有する正又は負のパル
ス幅変調をパルス幅変調回路より出力せしめて電動機に
印加するように構成した電動機の電流制御回路に於て、
上記操作量が予め定められた最小操作量以下の時にはパ
ルス幅変調回路の動作モードを電動機に電流を供給する
ドライブモードにせずに徐々に電動機電流を減少させる
フライホイールモードにするように構成したことを特徴
とする電動機の電流制御回路。 ２、前記最小操作蓋を、パルス幅変調回路の出力パルス
幅の入力である操作量に対する特性が非線形領域からほ
ぼ線形領域へ移る点の操作量の値に定めたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の電動機の電流制御回路
。 ３、電動機電流の検出値とその指令値との電流偏差に応
じた操作量を算出し該操作量に対応したパルス幅を有す
る正又は負のパルス電圧をパルス幅変調回路より出力せ
しめて電動機に印加するように構成した電動機の電流制
御回路に於て、上記操作量の極性が変化しかつ上記電流
偏差が予め定められた最小設定値以下の時にはパルス幅
変調回路の動作モードの正負を切換えるだめの電流切換
モードを実行せずに徐々に電ＩＩＪＪ機電流を減少させ
るフライホイールモードにするように構成したことを特
徴とする電ｗＪａの電流制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58136857A JPS6028792A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 電動機の電流制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58136857A JPS6028792A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 電動機の電流制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6028792A true JPS6028792A (ja) | 1985-02-13 |
Family
ID=15185130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58136857A Pending JPS6028792A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 電動機の電流制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6028792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612644A1 (fr) * | 1987-03-19 | 1988-09-23 | Heidelberger Druckmasch Ag | Dispositif de mesure du courant, utilisable notamment pour determiner le courant d'un moteur a courant continu |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58136857A patent/JPS6028792A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2612644A1 (fr) * | 1987-03-19 | 1988-09-23 | Heidelberger Druckmasch Ag | Dispositif de mesure du courant, utilisable notamment pour determiner le courant d'un moteur a courant continu |
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