JPS6091891A - Ｓｍ型ａｃサ−ボモ−タのロ−タ位置検出装置 - Google Patents
Ｓｍ型ａｃサ−ボモ−タのロ−タ位置検出装置Info
- Publication number
- JPS6091891A JPS6091891A JP58197643A JP19764383A JPS6091891A JP S6091891 A JPS6091891 A JP S6091891A JP 58197643 A JP58197643 A JP 58197643A JP 19764383 A JP19764383 A JP 19764383A JP S6091891 A JPS6091891 A JP S6091891A
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- Japan
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- pulse
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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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
-
- 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
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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】
本発明は１回転子の回転位置に同期してＲＯＭなどのメ
モリに予め記憶させておいた正弦波信号を順次読出し、
この正弦波信号によって３相同期モータの電機子電流を
制御して回転させるＳＭ型ＡＣサーボモータのロータ位
置検出装膠こ関するものである。
モリに予め記憶させておいた正弦波信号を順次読出し、
この正弦波信号によって３相同期モータの電機子電流を
制御して回転させるＳＭ型ＡＣサーボモータのロータ位
置検出装膠こ関するものである。
周知のように、ＳＭ型ＡＣサーボモータでは電機子電流
パターンを正弦波状に制御するために回転子の位置を示
す情報が必要になる。
パターンを正弦波状に制御するために回転子の位置を示
す情報が必要になる。
このような回転子位置情報を得る手段として。
ロータリエンコーダにより回転子の基準位置（ホ−ムポ
ジション）を検出し、この基準位置からの回転子の回転
量をパルス数の加算または減算によってめるインクリメ
ンタリ式のものと１回転子の絶対位置を検出するアブソ
リュート式のものとが知られている。
ジション）を検出し、この基準位置からの回転子の回転
量をパルス数の加算または減算によってめるインクリメ
ンタリ式のものと１回転子の絶対位置を検出するアブソ
リュート式のものとが知られている。
ところが、前者のインクリメンタリ式のものは電源投入
直後は回転子が最大で１回転しないとその絶対位置（基
準位置からの変位）を知ることができないため、各相毎
の電流方向検出器の出力に基づいて起動し、基準位置を
検出した時点で回転子の回転速度に対応したパルス信号
をカウントし始めて通常運転モードに切換えるという制
御形態となり、起動時の電機子電流が第１図に示すよう
に階段波状となり、トルクにむらが生じると共に。
直後は回転子が最大で１回転しないとその絶対位置（基
準位置からの変位）を知ることができないため、各相毎
の電流方向検出器の出力に基づいて起動し、基準位置を
検出した時点で回転子の回転速度に対応したパルス信号
をカウントし始めて通常運転モードに切換えるという制
御形態となり、起動時の電機子電流が第１図に示すよう
に階段波状となり、トルクにむらが生じると共に。
運転モードの切換えのための制御回路が複雑になる欠点
がある。一方、アブソリュート式のものは起動時と通常
運転時のモード切換え２滑らかに行うことができる反面
、実用上充分な位置分解能を得るためには少なくとも８
ビット程度の位置情報出力を送出する必要があるために
少なくとも８トラツクの位置標識を設けなければならず
、外形が大型化し高価になるという欠点がある。
がある。一方、アブソリュート式のものは起動時と通常
運転時のモード切換え２滑らかに行うことができる反面
、実用上充分な位置分解能を得るためには少なくとも８
ビット程度の位置情報出力を送出する必要があるために
少なくとも８トラツクの位置標識を設けなければならず
、外形が大型化し高価になるという欠点がある。
本発明はこのような欠点に鑑みなされたもので。
その目的は簡単にして安価な構成で起動運転から通常運
転への切換えを滑らかに行うことができるＡＣサーボの
ロータ位置検出装置を提供することにある。
転への切換えを滑らかに行うことができるＡＣサーボの
ロータ位置検出装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、３相同期モ
ータの回転子と同期して回転する円板の回転により所定
電気角をＮ（Ｎ≧２）分割する分解能のｎ（Ｎ＝２ｎ）
ビットの位置情報を発生する第１のセンサ群および位置
標識群と、前記ｎビットの位置情報のうち最下位ビット
の位置情報に相当する電気角を細分割し、電気角で９０
度位相のずれた第１．第２のパルス列を発生する第２の
センサ群および位置標識群と、前記第１または第２のパ
ルス列の各パルスに同期したパルス信号を発生するパル
ス発生回路と、このパルス発生回路から発生されるパル
ス信号をカウントするアップダウンカウンタと、前記第
１および第２のパルス列に基づき前記アップダウンカウ
ンタのカウント方向を制御するフリップフロップと、前
記最下位ビットの位置情報の変化タイミングで前記アッ
プダウンカウンタをリセットするリセットパルスを発生
する微分回路とを設け、前記ｎビットの位置情報を回転
子の上位側位置情報、前記アップダウンカウンタの出力
を下位側位置情報として出力するように構成したもので
ある。
ータの回転子と同期して回転する円板の回転により所定
電気角をＮ（Ｎ≧２）分割する分解能のｎ（Ｎ＝２ｎ）
ビットの位置情報を発生する第１のセンサ群および位置
標識群と、前記ｎビットの位置情報のうち最下位ビット
の位置情報に相当する電気角を細分割し、電気角で９０
度位相のずれた第１．第２のパルス列を発生する第２の
センサ群および位置標識群と、前記第１または第２のパ
ルス列の各パルスに同期したパルス信号を発生するパル
ス発生回路と、このパルス発生回路から発生されるパル
ス信号をカウントするアップダウンカウンタと、前記第
１および第２のパルス列に基づき前記アップダウンカウ
ンタのカウント方向を制御するフリップフロップと、前
記最下位ビットの位置情報の変化タイミングで前記アッ
プダウンカウンタをリセットするリセットパルスを発生
する微分回路とを設け、前記ｎビットの位置情報を回転
子の上位側位置情報、前記アップダウンカウンタの出力
を下位側位置情報として出力するように構成したもので
ある。
以下９図示する実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。
。
第２図は本発明の一実施例を示す全体ブロック図であっ
て、３相同期モータＳＭの回転子軸に連結されたロータ
リエンコーダ（ＲＥ）１０．パルス発生回路１１．フリ
ップフロップ１２．アップダウン（Ｕ／Ｄ）カウンタ１
３．微分回路１４とから構成され、ここではモータＳＭ
の極数を４゜１回転における位置分解能を５１２ステツ
プとし。
て、３相同期モータＳＭの回転子軸に連結されたロータ
リエンコーダ（ＲＥ）１０．パルス発生回路１１．フリ
ップフロップ１２．アップダウン（Ｕ／Ｄ）カウンタ１
３．微分回路１４とから構成され、ここではモータＳＭ
の極数を４゜１回転における位置分解能を５１２ステツ
プとし。
ロータの４回転毎に一巡する８ピツ）ｌ成（分解能２５
６）の位置検出情報な送出するように構成されている。
６）の位置検出情報な送出するように構成されている。
ロータリエンコーダ１０は第３図に示すように。
モータＳＭの回転子の回転に同期して回転する円板１０
０と、この円板１００に形成されたスリットなどの標識
１０１〜１０６の通過を光学的あるいは磁気的に検出す
るセンサ１０７〜１１３とから構成されている。標識１
０１〜１０６のうち標識１０３〜１０６は所定電気角（
モータの極数を２で割算した値で１回転を等分した回転
角）を１６分割する分割能のバイナリ形式の４ビツトの
位置情報がセンサ１０９〜１１２から取出せるように構
成されている。すなわち、標識１０３〜１０６とセンサ
１０９〜１１２との協働により、第４図に示すようにロ
ータの４回転角を１６分割する分解能のバイナリ形式の
４ビツトの位置情報ｃＨ１〜ＣＨ４が取出せるように構
成されている。一方。
０と、この円板１００に形成されたスリットなどの標識
１０１〜１０６の通過を光学的あるいは磁気的に検出す
るセンサ１０７〜１１３とから構成されている。標識１
０１〜１０６のうち標識１０３〜１０６は所定電気角（
モータの極数を２で割算した値で１回転を等分した回転
角）を１６分割する分割能のバイナリ形式の４ビツトの
位置情報がセンサ１０９〜１１２から取出せるように構
成されている。すなわち、標識１０３〜１０６とセンサ
１０９〜１１２との協働により、第４図に示すようにロ
ータの４回転角を１６分割する分解能のバイナリ形式の
４ビツトの位置情報ｃＨ１〜ＣＨ４が取出せるように構
成されている。一方。
標識１０１は位置情報ＣＨＩ〜ＣＨ４のうち最下位ビッ
トの位置情報ＣＨＩに相当する電気角をさらに１６分割
し、電気角で９０°位相のずれた２つのパルス列がセン
サ１０７および１０８から取出せるように構成されてい
る。すなわち、標識１０１とセンサ１０７，１０８との
協働により、第４図に示すように位置情報ＣＨＩをさら
に１６分割する第１．第２のパルス列Ａ、Ｂが取出せる
ように構成されている。また、標識Ｊ−０２はセンサ１
１３との協働により、ロータの１回転に対し第４図に示
すように１個の基準位置信号Ｚが取出せるように構成さ
れている。
トの位置情報ＣＨＩに相当する電気角をさらに１６分割
し、電気角で９０°位相のずれた２つのパルス列がセン
サ１０７および１０８から取出せるように構成されてい
る。すなわち、標識１０１とセンサ１０７，１０８との
協働により、第４図に示すように位置情報ＣＨＩをさら
に１６分割する第１．第２のパルス列Ａ、Ｂが取出せる
ように構成されている。また、標識Ｊ−０２はセンサ１
１３との協働により、ロータの１回転に対し第４図に示
すように１個の基準位置信号Ｚが取出せるように構成さ
れている。
なお、基準位置信号Ｚはロータ位置の検出のためではな
く位置決め制御に用いられる。
く位置決め制御に用いられる。
このような構成のロータリエンコーダ１０のセンサ１０
７〜１１２から出力される信号Ａ、Ｂ。
７〜１１２から出力される信号Ａ、Ｂ。
ＣＨＩ〜ＣＨ４のうち、ＣＨＩ〜ＣＨ４はロータの絶対
位置を示す情報の上位側位置情報として送出される。
位置を示す情報の上位側位置情報として送出される。
一方、２つのパルス列Ａ、Ｂはパルス発生回路１１に入
力され、ここにおいて第１のノぐルス列Ａの立上りに同
期したパルスに変換されてアップダウンカウンタ１３の
カウントパルスとして供給される。また、パルス発生回
路１１では２つのノクルス列Ａ、Ｂの立上り（または立
下り）のいずれが早いタイミングで発生したかを判定す
ることによってロータの回転方向が検出され、パルス列
Ａの立上りタイミングが早い場合にはフリップフロ゛ン
プ１２をセットし、アップダウンカウンタ１３にカウン
トアツプ動作を実行させる制御信号Ｃが発生される。
力され、ここにおいて第１のノぐルス列Ａの立上りに同
期したパルスに変換されてアップダウンカウンタ１３の
カウントパルスとして供給される。また、パルス発生回
路１１では２つのノクルス列Ａ、Ｂの立上り（または立
下り）のいずれが早いタイミングで発生したかを判定す
ることによってロータの回転方向が検出され、パルス列
Ａの立上りタイミングが早い場合にはフリップフロ゛ン
プ１２をセットし、アップダウンカウンタ１３にカウン
トアツプ動作を実行させる制御信号Ｃが発生される。
これにより、アップダウンカウンタ１３はノぐルス発生
回路１１から出力されるパルス信号を７リツプフロツブ
１２の制御に応じてカウントアツプまたはカウントダウ
ンする動作な行い、その出力端から４ビツトのカウント
出力を送出するようになる。
回路１１から出力されるパルス信号を７リツプフロツブ
１２の制御に応じてカウントアツプまたはカウントダウ
ンする動作な行い、その出力端から４ビツトのカウント
出力を送出するようになる。
他方において、４ビツトの位置情報ＣＨＩ〜ＣＨ４の変
化とアップダウンカウンタ１３のカウント出力とを同期
させるため、微分回路１４から最下位ビットの位置情報
ＣＨ１の立上りおよび立下りの両方に同期した微分パル
スが発生され、アップダウンカウンタ１３のリセット人
力に供給される。
化とアップダウンカウンタ１３のカウント出力とを同期
させるため、微分回路１４から最下位ビットの位置情報
ＣＨ１の立上りおよび立下りの両方に同期した微分パル
スが発生され、アップダウンカウンタ１３のリセット人
力に供給される。
これにより、アップダウンカウンタ１３は最下位ビット
の位置情報ＣＨ１が論理゛°Ｃ゛から°′Ｈ゛°または
゛ｎ゛カラ”Ｃ゛へ変化する毎にリセットされるものと
なり。
の位置情報ＣＨ１が論理゛°Ｃ゛から°′Ｈ゛°または
゛ｎ゛カラ”Ｃ゛へ変化する毎にリセットされるものと
なり。
位置情報ＣＨＩが“Ｈ”またはＣ゛を示している間パル
ス発生回路１１から発生されるパルス信号をカウントし
９位置情報ＣＨＩ〜ＣＨ４の変化に同期し。
ス発生回路１１から発生されるパルス信号をカウントし
９位置情報ＣＨＩ〜ＣＨ４の変化に同期し。
かつＣＨｌで示される回転角をさらに１６分割する４ビ
ツトのカウント出力を送出するようになる。
ツトのカウント出力を送出するようになる。
このアップダウンカウンタから送出される４ビツトのカ
ウント出力はロータの絶対位置を示す下位側の位置情報
として送出される。
ウント出力はロータの絶対位置を示す下位側の位置情報
として送出される。
これにより、全体としてロータの匙回転を２５６分割し
、かつその絶対位置を示す８ビツトの位置情報が出力さ
れる。この８ビツトの位置情報は。
、かつその絶対位置を示す８ビツトの位置情報が出力さ
れる。この８ビツトの位置情報は。
正弦波振幅データを記憶したＲＯＭのアドレス信号とし
て供給される。これにより、８ビツトの位置情報に対応
した位相の正弦波振幅データが読出され、この正弦波振
幅データにより電機子電流パターンが制御される。
て供給される。これにより、８ビツトの位置情報に対応
した位相の正弦波振幅データが読出され、この正弦波振
幅データにより電機子電流パターンが制御される。
このようにＲＯＭに与えるアドレス信号を１位置情報Ｃ
ＨＩ〜ＣＨ４に対しパルス列Ａ（またはＢ）をカウント
して得た位置情報を加えた構成とすることにより、モー
タＳＭの起動時における電機子電流波形は第５図（ａ）
に示すように最大でＣＨＩのパルス幅（１）に相当する
時間だけ近似正弦波状となるのみで、その後は正確な正
弦波状となる。また９通常運転後も第５図Ｑ））に示す
ように正弦波状となる。これにより、起動から通常運転
への切換えを従来のアブソリュート式とほぼ同様に滑ら
かに行うことができる。そして、このような制御はわず
か６トラツク（Ａ、Ｂ、ＣＨＩ〜ＣＨ４）の標識を形成
するのみで実現することができる。
ＨＩ〜ＣＨ４に対しパルス列Ａ（またはＢ）をカウント
して得た位置情報を加えた構成とすることにより、モー
タＳＭの起動時における電機子電流波形は第５図（ａ）
に示すように最大でＣＨＩのパルス幅（１）に相当する
時間だけ近似正弦波状となるのみで、その後は正確な正
弦波状となる。また９通常運転後も第５図Ｑ））に示す
ように正弦波状となる。これにより、起動から通常運転
への切換えを従来のアブソリュート式とほぼ同様に滑ら
かに行うことができる。そして、このような制御はわず
か６トラツク（Ａ、Ｂ、ＣＨＩ〜ＣＨ４）の標識を形成
するのみで実現することができる。
なお、実施例においては最終的に出力する位置情報を８
ビツトで構成しているが、これは所望の分解能に応じて
設定されるものであり、ロータリエンコーダ１０のセン
サ数およびアップダウンカウンタ１３のビット数もこの
所望の分解能に応じて選定されるものである。
ビツトで構成しているが、これは所望の分解能に応じて
設定されるものであり、ロータリエンコーダ１０のセン
サ数およびアップダウンカウンタ１３のビット数もこの
所望の分解能に応じて選定されるものである。
以上の説明から明らかなように本発明は、インクリメン
タリ方式とアブソリュート方式の長所のみを生かした構
成としているため、簡単にして安価な構成で所定の分解
能の位置情報を得ることができた上、起動運転から通常
運転への切換えを極めて滑らかに行うことができる効果
がある。さらに、最終的に出力する位置情報のうち上位
側ビットはカウント動作によって得ているものでないた
め、下位側位置情報を出力するカウンタがノイズ等によ
って誤動作しても制御が大幅に狂うということがないな
どの効果がある。
タリ方式とアブソリュート方式の長所のみを生かした構
成としているため、簡単にして安価な構成で所定の分解
能の位置情報を得ることができた上、起動運転から通常
運転への切換えを極めて滑らかに行うことができる効果
がある。さらに、最終的に出力する位置情報のうち上位
側ビットはカウント動作によって得ているものでないた
め、下位側位置情報を出力するカウンタがノイズ等によ
って誤動作しても制御が大幅に狂うということがないな
どの効果がある。
第１図は従来装置を用いた場合の起動待電機子電流波形
を示す図、第２図は本発明の一実施例を示す全体ブロッ
ク図、第３図はロータリエンコーダの一実施例を示す図
、第４図はロータリエンコーダの出力波形２示すタイム
チャート図、第５図は本発明を用いた場合の起動時およ
び通常運転時の電機子電流波形を示す図である。 １０・・・ロータリエンコーダ。 １１・・パルス発生回路。 １２・・フリップフロップ。 １３・・・アップダウンカウンタ、１４・・・１回路。 １０１〜１０６・・・標識、１０７〜１１３・・・セン
サ。 第４図 第５図
を示す図、第２図は本発明の一実施例を示す全体ブロッ
ク図、第３図はロータリエンコーダの一実施例を示す図
、第４図はロータリエンコーダの出力波形２示すタイム
チャート図、第５図は本発明を用いた場合の起動時およ
び通常運転時の電機子電流波形を示す図である。 １０・・・ロータリエンコーダ。 １１・・パルス発生回路。 １２・・フリップフロップ。 １３・・・アップダウンカウンタ、１４・・・１回路。 １０１〜１０６・・・標識、１０７〜１１３・・・セン
サ。 第４図 第５図
Claims (1)
- ３相同期モータの回転子と同期して回転する円板と、こ
の円板に設けた位置標識と、この位置標識の通過を判別
するセンサとを備えたＳＭ型ＡＣサーボモータのロータ
位置検出装置において、前記円板の回転により所定電気
角をＮ（Ｎ〉２）分割する分解能のｎ（Ｎ＝２”）ビッ
トの位置情報を発生する第１のセンサ群および位置標識
群と、前記ｎビットの位置情報のうち最下位ビットの位
置情報に相当する電気角を細分割し、電気角で９０度位
相のずれた第１．第２のパルス列を発生ずる第２のセン
サ群および位置標識と、前記第１または第２のパルス列
の各パルスに同期したパルス信号ご発生するパルス発生
回路と、このパルス発生回路から発生されるパルス信号
をカウントするアップダウンカウンタと、前記第１およ
び第２のパルス列に基づき前記アップダウンカウンタの
カウント方向を制御するフリップフロップと、前記最下
位ヒツトの位置情報の変化タイミングで前記アップダウ
ンカウンタをリセットするリセットパルスを発生する微
分回路とを備え、前記ｎビットの位置情報を回転子の上
位側位置情報、前記アップダウンカウンタの出力を下位
側位置情報として出力するようにしたＳＭ型ＡＣサーボ
モータのロータ位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197643A JPS6091891A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Ｓｍ型ａｃサ−ボモ−タのロ−タ位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197643A JPS6091891A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Ｓｍ型ａｃサ−ボモ−タのロ−タ位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091891A true JPS6091891A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16377897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197643A Pending JPS6091891A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Ｓｍ型ａｃサ−ボモ−タのロ−タ位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091891A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297293A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Japan Servo Co Ltd | ブラシレスモータのための正弦波信号発生装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815479A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-28 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タ用同期電動機の制御方式 |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP58197643A patent/JPS6091891A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815479A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-28 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タ用同期電動機の制御方式 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0297293A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Japan Servo Co Ltd | ブラシレスモータのための正弦波信号発生装置 |
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