JPS63217995A - サ−ボモ−タ制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサーボモータ制御装置に係り、特に多相のコイ
ルを備えたりニアモータに好適なサーボモータ制御装置
に関する。

（従来の技１符〕 第３図はムービングコイル型リニアモータの模式的平面
図であり、第４図は第３図のモータを制御するに用いら
れる電流制御形の双方向駆動回路の回路図である。

第３図において、バー状の１対の界磁マグネット１及び
２が平行配設され、この中間、両端部およびマグネット
１の保持部にヨーク３．４．５．６及び７が配設されて
いる。ヨーク３には可動コイル８が移動子として配設さ
れ、界磁マグネットｌ及び２の長手方向に水平移動する
。移動方向は可動コイル８に印加する電流方向により決
定され、発生トルクは電流値に比例する。

第４図において、演算増幅器は入力信号Ｖｉを増幅する
もので、入力端子に接続された抵抗Ｒ１１Ｒ２の比によ
ってモータの通電々流を制御する。

演算増幅器９にはコンブリンメンタリー接続によるトラ
ンジスタ１１及び１２のベースが接続され、各々のコレ
クタラインにはＰＮＰ形の出力用トランジスタ１３およ
びＮＰＮ形の出力トランジスタｌ４が接続されている。

出力端子となるトランジスタ１３および１４の共通接続
されたコレクタには、モータ１０及び該モータ１０に接
続された電流ヰ★出抵抗Ｒｓが接続されている。

第４図において、入力信号Ｖｉは演算増幅器９によって
増幅されたのち、トランジスタ１１及び１２によって増
幅され、さちよトランジスタ１３及び１４によって増幅
され、入力信号Ｖｉのレベルおよび入力抵抗Ｒ１，Ｒ２
の比によって定まる電流ｉがモータ１０に流される。モ
ータ１０に直列接続された抵抗Ｒｓに住じる電圧降下Ｖ
ｓと、入力信号Ｖｉとの間には、次式の関係が成立する
。

この（１）式にＶｓ＝ＲｓＸｉを代入すると、次式が得
られる。

ＩＸＲ２ （２）式から明らかなごとく、モータ電流ｉは、抵抗Ｒ
１、Ｒ２およびＲｓが一定であれば、入力信号Ｖｉの電
圧値のみに依存する。

このような電流制御形にすることによって、誘起電圧や
電機子インピーダンスの影響を受けることがなく、単な
る電圧−力変換器として動作し、動特性に影響を与える
ことがない。このため、リニアモータの特性としては、
リニアモータの力定数のみが系の特性に影響し、安定設
計及び解析が容易になるという利点がある。

また、ムービングコイル形リニアモータの場合、コイル
に流れる電流方向を検出することによってモータの移動
方向を知ることができるため、電流制御を行いやすい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような従来のサーボモータ制御装置にあっ
ては、大きなトルクを得たい場合、マグネット及びコー
クを大形化するか、或いは複数のコイルを持った多極型
のりニアモータにする必要がある。後者の場合、各コイ
ルの位置と各コイルの電流方向とにより移動方向が決定
されるため、これらの検出を多相コイルの各々について
行いながら電流制御を行うことは困難であった。

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、各コイルの位置及び電流方向を検出でき、簡単な構成
によって多相コイルを備えたサーボモータの電流制御が
可能なサーボモータ制御装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、可動子の位置を検出する位置手段と、前記各
コイルの電流の符号を検出する電流符号検出手段と、前
記各コイルの電流の絶対値を検出する電流絶対値検出手
段と、前記電流符号検出手段および前記位置検出手段の
出力に基づいて前記可動子の移動方向を判定する演算部
と、該演算部の判定結果に基づいて前記電流絶対値検出
手段による各々の検出値の加算値又はその反転値を選択
するスイッチ手段を設けることにより、多相コイルを備
えたモータの電流制御を可能にし、もって上記目的を達
成するものである。

〔作用〕

可動子の位置情報とコイルに流れる電流方向とによって
可動子の移動方向が判定され、この判定結果に従ってコ
イルの電流絶対値のフィードパ・７り極性が選択される
。これによって多相コイルであっても可動子の移動方向
を決定できるので、電流制御に障害を生むことがない。

（実施例〕 以下、第１図及び第２図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第２図
は多極型のりニアモータの一例を示す模式的平面図であ
る。

第２図に示すように、ヨーク部は第３図の構成からヨー
ク３を除去した枠形をなし、ヨーク５の内面に界磁マグ
ネット１５が配設され、ヨーク６の内面に界磁マグネン
）１６が配設されている。

界磁マグネット１５と１６の各々は、その長手方向にＳ
極とＮ極が交互に配設されている。この界磁マグネット
１５と１６の間に形成される空間には、モータコイル２
１及び２２を装着した可動子１７が移動自在に配設され
ている。また、可動子１７には、取付台１８が界磁マグ
ネット１６を覆うようにして装着され、かつ取付台１８
にはフォトセンサ１９及び２０が界磁マグネット１６側
に向けて取付けられている。フォトセンサ１９及び２０
は反射型が用いられ、可動子１７の移動に応じた受光信
号が得られるように、界磁マグネット１６面上に白、黒
のパターンを交互に配色した反射板２３が配設されてい
る。

第２図の構成において、コイル２１及び２２に供給され
た電流の通電方向に応じて、可動子１７がいずれかの方
向に移動する。この移動に伴って、フォトセンサ１９及
び２０は反射板２３のパターンに応じた光信号を検知す
る。フォトセンサ１９及び２０の２つの検知信号から可
動子１７の移動方向を知ることができる。

例えば、可動子１７が第２図に示すＡ方向に移動してい
る場合のコイル２１及び２２の電流の方向ならびにフォ
トセンサ１９．２０の出力状態は第１表の如くになる。

表中、電流の方向のＨ及びＬは電流の符号を示し、セン
サ出力のＨは白パターン、Ｌは黒パターンを示している
。第１表より明らかなように、２つのコイルを有するリ
ニアモータにおいては、４つの情報から可動子１７の方
向を知ることができる。

第１表 次に、第１図における構成について説明する。

入力信号Ｖｉを増幅する演算増幅器９の出力端子には、
コイル２１を制御するコントローラ２４及びコイル２２
を制御するコントローラ２５が接続される。コイル２１
及び２２の各々には、電流検出抵抗Ｒｓｌ及びＲｓ２が
接続される。抵抗Ｒ３１の端子間には符号検出回路２６
及び電流絶対値回路２７が接続され、同様に抵抗Ｒｓ２
の端子間には符号検出回路２８及び電流絶対値回路２９
が接続されている。

電流絶対値回路２７及び２９の各出力は加算器３０に印
加され、加算器３０の出力端子にはアナログスイッチ３
１及びインバータ３２が接続されている。すなわち、加
算器３０の出力は直接にアナログスイッチ３１の一方の
切換接点に印加されると共に、インバータ３２によって
反転された出力がアナログスイッチ３１の他方の切換接
点に印加される。アナログスイッチ３１の出力端子は入
力抵抗Ｒ２に接続される。

一方、符号検出回路２６．２８及びセンサ１９．２０の
各出力は、可動子１７の移動方向を求めるためのＲＯＭ
３３に入力される。ＲＯＭ３３は与えられた情報に基づ
いてアナログスイッチ３１を制御する。また、センサ１
９及び２０の出力はコントローラ２４及び２５に印加さ
れ、コイルに対する通電の可否を決定するのに用いられ
る。

第１図において、入力信号Ｖｉ（指令電圧）が与えられ
ると、第１表に示されるフォトセンサ１９及び２０の検
出状態に従った回転方向になるようにコントローラ２４
及び２５が制御され、コイル２１及び２２に通電される
。コイル２１及び２２に流れる電流値に応して、電流検
出用抵抗Ｒｓｌ及びＲｓ２に電圧が生じる。この電圧に
換算された電流値に基づいて、符号検出回路２６．２８
及び電流絶対値回路２７．２９によって電流の通電方向
（符号）と電流の絶対値が検出される。符号検出回路２
６及び２８の検出信号はフォトセンサ１９及び２０の出
力と共に移動方向検出用ＲＯＭ　３３に入力される。Ｒ
ＯＭ３３には入力条件に応じた出力条件のテーブルがセ
ットされている。

一方、電流絶対値回路２７及び２９が検出されたコイル
２１及び２２の電流絶対値は、加算器３０によって加算
されたのちアナログスイッチ３１へ直接に、さらにはイ
ンバータ３２で信号反転して出力される。アナログスイ
ッチ３１は移動方向検出用ＲＯＭ３３の出力によって切
換えられ、このアナログスイッチ３１の出力電圧が抵抗
Ｒ２を介して詣令電圧と比較される。

尚、以上の説明では２相コイルを備えたリニアサーボモ
ータを例に説明したが、これに限らず多相のリニア型或
いは回転型のサーボモータに対してい本発明を通用可能
である。

また、センサは反射型に瞑らず透過型を用いることもで
きる。さらにフォトセンサに限らず他の形式のセンサを
用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、可動子
の位置検出をセンサによって行うと共にコイル電流の符
号と絶対値から可動子の移動方向を判定できるようにし
たので、簡単な構成によって多相コイルを備えたサーボ
モータの電流制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
多極型のりニアモータの一例を示す回路図、第３図はム
ービングコイル型リニアモータの模式的平面図、第４図
は第３図のモータを制御するに用いられる電流制御形の
双方向駆動回路の回路図である。 ４〜７・−・・−一−−−−−ヨーク、９−−−−−−
・〜演算増幅器、１５．１６−−−−−−−−−−界磁
マグネット、１７・・−・−−−一−−−可動子、１８
−−−−−−−・・・取付台、１９．２０−・−−−−
−−−フォトセンサ、２１．２２−・−・・−＝−コイ
ル、２３−−−−−−−−−−一反射板、２４．２５・
・−−−−・−・−コントローラ、２６．２８−−−−
−−−−−・−符号検出回路、２７．２９−・−・電流
絶対値回路、３０−−−・・−・加算器、３１−−−−
−・−・・アナログスイッチ、３２−−−−−−一・−
・インバータ、３３・・−一−−−−−−ＲＯＭ。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多相のコイルを備えたサーボモータにおいて、可動子の
   位置を検出する位置検出手段と、前記各コイルの電流の
   符号を検出する電流符号検出手段と、前記各コイルの電
   流の絶対値を検出する電流絶対値検出手段と、前記電流
   符号検出手段および前記位置検出手段の出力に基づいて
   前記可動子の移動方向を判定する演算部と、該演算部の
   判定結果に基づいて前記電流絶対値検出手段による各々
   の検出値の加算値又はその反転値を選択するスイッチ手
   段とを具備することを特徴とするサーボモータ制御装置
   。