JPH08308287A - モータ駆動回路 - Google Patents
モータ駆動回路Info
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- JPH08308287A JPH08308287A JP7113069A JP11306995A JPH08308287A JP H08308287 A JPH08308287 A JP H08308287A JP 7113069 A JP7113069 A JP 7113069A JP 11306995 A JP11306995 A JP 11306995A JP H08308287 A JPH08308287 A JP H08308287A
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Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータのトルクの脈動が少ないモータ駆動回
路の提供。 【構成】 ３相モータ５のトルクを脈動させない非正弦
波の波形データを格納する波形データ格納部８と、波形
データ格納部８から読出した波形データに基づいて３相
波形信号に変換する相波形変換部９とを備えて、相波形
変換部９が出力する３相波形信号に基づいて３相モータ
５の電流波形を補正し、補正した電流波形による３相電
流で３相モータ５を駆動する構成にする。
路の提供。 【構成】 ３相モータ５のトルクを脈動させない非正弦
波の波形データを格納する波形データ格納部８と、波形
データ格納部８から読出した波形データに基づいて３相
波形信号に変換する相波形変換部９とを備えて、相波形
変換部９が出力する３相波形信号に基づいて３相モータ
５の電流波形を補正し、補正した電流波形による３相電
流で３相モータ５を駆動する構成にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はモータ駆動回路に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】３相ブラシレスモータは、３相交流電流
により駆動される。図６は総合電子出版社が昭和62年３
月20日に発行した「ブラシレスサーボモータの基礎と応
用」の第22頁第２・６図に示されているブラシレスサー
ボモータシステムブロック図である。このブラシレスサ
ーボモータシステムでは、交流電源Ａの交流電圧を整流
ブリッジＢにより整流した直流電圧をトランジスタブリ
ッジＣへ入力して３相交流電圧を発生させ、その３相交
流電圧を３相ブラシレスモータSMへ供給して３相ブラシ
レスモータSMを駆動する。
により駆動される。図６は総合電子出版社が昭和62年３
月20日に発行した「ブラシレスサーボモータの基礎と応
用」の第22頁第２・６図に示されているブラシレスサー
ボモータシステムブロック図である。このブラシレスサ
ーボモータシステムでは、交流電源Ａの交流電圧を整流
ブリッジＢにより整流した直流電圧をトランジスタブリ
ッジＣへ入力して３相交流電圧を発生させ、その３相交
流電圧を３相ブラシレスモータSMへ供給して３相ブラシ
レスモータSMを駆動する。
【０００３】３相ブラシレスモータSMを駆動すると、ロ
ータリエンコーダREから、３相ブラシレスモータSMの所
定回転角度ごとにパルスを出力し、このパルスを速度検
出回路Ｄ及びロータ位置検出回路Ｅへ入力する。そうす
ると速度検出回路Ｄは入力されたパルスにより３相ブラ
シレスモータSMの回転速度に応じた速度フィードバック
信号SFを出力し、この速度フィードバック信号SFと、回
転速度を指令する基準速度信号SSとの差分に応じた直流
電圧を、これを正弦波に変換するDC−SIN 変換回路Ｆへ
入力する。またロータ位置検出回路Ｅは、入力されたパ
ルスにより３相ブラシレスモータSMのロータ位置を検出
した検出信号を正弦波発生回路Ｇへ入力する。
ータリエンコーダREから、３相ブラシレスモータSMの所
定回転角度ごとにパルスを出力し、このパルスを速度検
出回路Ｄ及びロータ位置検出回路Ｅへ入力する。そうす
ると速度検出回路Ｄは入力されたパルスにより３相ブラ
シレスモータSMの回転速度に応じた速度フィードバック
信号SFを出力し、この速度フィードバック信号SFと、回
転速度を指令する基準速度信号SSとの差分に応じた直流
電圧を、これを正弦波に変換するDC−SIN 変換回路Ｆへ
入力する。またロータ位置検出回路Ｅは、入力されたパ
ルスにより３相ブラシレスモータSMのロータ位置を検出
した検出信号を正弦波発生回路Ｇへ入力する。
【０００４】そうすると正弦波発生回路Ｇは、検出した
ロータ位置に対応する位相の正弦波を発生し、この正弦
波をDC−SIN 変換回路Ｆへ入力する。DC−SIN 変換回路
Ｆは、それに入力されている直流電圧に応じて移相させ
た正弦波に変換する。変換した正弦波と、３相ブラシレ
スモータSMの電流を検出した電流フィードバック信号IF
との差分により正弦波の３相交流波形を作成する。作成
した３相交流波形を三角波発生回路Ｈが出力する所定周
波数の三角波を入力しているコンパレータＩU、ＩV 、
ＩW へ入力して大小比較すると、コンパレータＩU 、Ｉ
V 、ＩW から三角波によって変調されたパルス幅のPWM
信号が出力される。このPWM 信号によりトランジスタブ
リッジＨのトランジスタをオン, オフ制御させると、３
相ブラシレスモータSMには基準速度信号SSと、速度フィ
ードバック信号SFとの差分に応じた３相交流電流が供給
されて３相ブラシレスモータSMは基準速度信号SSに基づ
く回転速度で駆動する。
ロータ位置に対応する位相の正弦波を発生し、この正弦
波をDC−SIN 変換回路Ｆへ入力する。DC−SIN 変換回路
Ｆは、それに入力されている直流電圧に応じて移相させ
た正弦波に変換する。変換した正弦波と、３相ブラシレ
スモータSMの電流を検出した電流フィードバック信号IF
との差分により正弦波の３相交流波形を作成する。作成
した３相交流波形を三角波発生回路Ｈが出力する所定周
波数の三角波を入力しているコンパレータＩU、ＩV 、
ＩW へ入力して大小比較すると、コンパレータＩU 、Ｉ
V 、ＩW から三角波によって変調されたパルス幅のPWM
信号が出力される。このPWM 信号によりトランジスタブ
リッジＨのトランジスタをオン, オフ制御させると、３
相ブラシレスモータSMには基準速度信号SSと、速度フィ
ードバック信号SFとの差分に応じた３相交流電流が供給
されて３相ブラシレスモータSMは基準速度信号SSに基づ
く回転速度で駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータのト
ルクはモータの磁界とモータ電流との積で定まる。図７
に縦軸のトルク振幅と、横軸のモータ電流位相角との関
係を示すように、正弦波の３相モータ電流によりモータ
を駆動すると、Ｕ, Ｖ, Ｗ各相毎のモータ電流により発
生するモータのトルクは、位相が互いに 120°ずれてい
るトルク波形ＷU、ＷV 、ＷW のように正弦波状に変化
する。
ルクはモータの磁界とモータ電流との積で定まる。図７
に縦軸のトルク振幅と、横軸のモータ電流位相角との関
係を示すように、正弦波の３相モータ電流によりモータ
を駆動すると、Ｕ, Ｖ, Ｗ各相毎のモータ電流により発
生するモータのトルクは、位相が互いに 120°ずれてい
るトルク波形ＷU、ＷV 、ＷW のように正弦波状に変化
する。
【０００６】そして、モータから連続的に得られるトル
クは、これらのトルク波形ＷU 、Ｗ V 、ＷW のトルクが
合成された合成トルク波形ＷTRのような変化をする。し
たがって、モータのトルクは、合成トルク波形ＷTRのよ
うに脈動して、トルクの脈動（リップル）が大きく円滑
なトルクが得られないという問題がある。本発明は斯か
る問題に鑑み、モータのトルクの脈動が少なく円滑なト
ルクが得られるモータ駆動回路を提供することを目的と
する。
クは、これらのトルク波形ＷU 、Ｗ V 、ＷW のトルクが
合成された合成トルク波形ＷTRのような変化をする。し
たがって、モータのトルクは、合成トルク波形ＷTRのよ
うに脈動して、トルクの脈動（リップル）が大きく円滑
なトルクが得られないという問題がある。本発明は斯か
る問題に鑑み、モータのトルクの脈動が少なく円滑なト
ルクが得られるモータ駆動回路を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るモータ駆
動回路は、モータに交流電流を供給して駆動するモータ
駆動回路において、非正弦波の波形データを格納してあ
るデータ格納部と、該データ格納部から読出した波形デ
ータに基づいて、位相が異なる複数の相の交流電流の波
形信号に変換して出力する相波形変換部とを備え、該相
波形変換部の出力信号に基づいてモータを駆動すべく構
成してあることを特徴とする。
動回路は、モータに交流電流を供給して駆動するモータ
駆動回路において、非正弦波の波形データを格納してあ
るデータ格納部と、該データ格納部から読出した波形デ
ータに基づいて、位相が異なる複数の相の交流電流の波
形信号に変換して出力する相波形変換部とを備え、該相
波形変換部の出力信号に基づいてモータを駆動すべく構
成してあることを特徴とする。
【０００８】第２発明に係るモータ駆動回路は、前記デ
ータ格納部に、データの書換えが可能なメモリを用いて
いることを特徴とする。
ータ格納部に、データの書換えが可能なメモリを用いて
いることを特徴とする。
【０００９】第３発明に係るモータ駆動回路は、モータ
に交流電流を供給して駆動するモータ駆動回路におい
て、前記モータのトルクを脈動させない波形信号の値を
求める算式を格納してある算式記憶部と、前記モータの
回転速度に基づく数値を前記算式の関数に代入すべく出
力する数値出力部と、前記算式を演算して求めた波形信
号の値に基づいて位相が異なる複数の相の交流電流の波
形信号に変換する相波形変換部とを備え、該相波形変換
部の出力信号に基づいてモータを駆動すべく構成してあ
ることを特徴とする。
に交流電流を供給して駆動するモータ駆動回路におい
て、前記モータのトルクを脈動させない波形信号の値を
求める算式を格納してある算式記憶部と、前記モータの
回転速度に基づく数値を前記算式の関数に代入すべく出
力する数値出力部と、前記算式を演算して求めた波形信
号の値に基づいて位相が異なる複数の相の交流電流の波
形信号に変換する相波形変換部とを備え、該相波形変換
部の出力信号に基づいてモータを駆動すべく構成してあ
ることを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１発明では、駆動すべきモータの特性に合わ
せてモータのトルクに脈動を生じさせない非正弦波であ
る例えば図２に示す台形状の波形データをデータ格納部
に格納しておく。モータの回転に合わせて波形データ格
納部から読出した波形データを用いて、位相が異なる複
数の相の交流波形に変換し、変換した交流波形に基づい
た交流電流をモータへ供給すると、モータのトルクは図
４に示すように夫々の相の電流により発生した最大トル
クの時間が長くなり、１つの相の最大トルクが低下し始
めてから他の相の電流により発生するトルクが最大にな
るまでの時間が短くなり、発生したトルクの脈動が少な
くなる。これにより、モータのトルクを円滑にできる。
せてモータのトルクに脈動を生じさせない非正弦波であ
る例えば図２に示す台形状の波形データをデータ格納部
に格納しておく。モータの回転に合わせて波形データ格
納部から読出した波形データを用いて、位相が異なる複
数の相の交流波形に変換し、変換した交流波形に基づい
た交流電流をモータへ供給すると、モータのトルクは図
４に示すように夫々の相の電流により発生した最大トル
クの時間が長くなり、１つの相の最大トルクが低下し始
めてから他の相の電流により発生するトルクが最大にな
るまでの時間が短くなり、発生したトルクの脈動が少な
くなる。これにより、モータのトルクを円滑にできる。
【００１１】第２発明ではデータの書換えが可能なメモ
リを用いてメモリの波形データを書換える。書換えた波
形データに基づく電流波形の交流電流をモータへ供給す
る。これにより、モータのトルクが脈動しない電流波形
の交流電流をモータへ供給できて、モータのトルクを円
滑にできる。
リを用いてメモリの波形データを書換える。書換えた波
形データに基づく電流波形の交流電流をモータへ供給す
る。これにより、モータのトルクが脈動しない電流波形
の交流電流をモータへ供給できて、モータのトルクを円
滑にできる。
【００１２】第３発明では、算式記憶部にモータのトル
クを脈動させない波形信号の算式を格納しておく。モー
タの回転速度に基づく数値を算式の関数に代入すると、
信号波形の値が時系列で得られる。得られた信号波形の
値に基づいて位相が異なる複数の相の交流波形に変換
し、変換した交流波形に基づいた交流電流をモータへ供
給すると、モータのトルクは夫々の相の電流により発生
した最大トルクの時間が長くなり、１つの相の最大トル
クが低下し始めてから、他の相の電流により発生するト
ルクが最大になるまでの時間が短くなり、発生したトル
クの脈動が少なくなる。これにより、モータのトルクを
円滑にできる。
クを脈動させない波形信号の算式を格納しておく。モー
タの回転速度に基づく数値を算式の関数に代入すると、
信号波形の値が時系列で得られる。得られた信号波形の
値に基づいて位相が異なる複数の相の交流波形に変換
し、変換した交流波形に基づいた交流電流をモータへ供
給すると、モータのトルクは夫々の相の電流により発生
した最大トルクの時間が長くなり、１つの相の最大トル
クが低下し始めてから、他の相の電流により発生するト
ルクが最大になるまでの時間が短くなり、発生したトル
クの脈動が少なくなる。これにより、モータのトルクを
円滑にできる。
【００１３】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図１は本発明に係るモータ駆動回路の構成を示
すブロック図である。コントローラ１は駆動すべき３相
モータ５の回転速度に対応する周期のパルス信号Ｐ1 を
出力するようになっており、このパルス信号Ｐ1 は偏差
カウンタ２へ入力される。この偏差カウンタ２には、３
相モータ５と連動するロータリエンコーダ６から３相モ
ータ５の所定回転角度ごとに出力されるパルス信号Ｐ2
が入力される。パルス信号Ｐ2 の１周期のパルスに相当
する３相モータ５の回転角度と、パルス信号Ｐ1 の設定
通りに３相モータ５が回転した場合のパルス信号Ｐ1 の
１周期に３相モータ５が回転する回転角度とが等しく設
定してある。
述する。図１は本発明に係るモータ駆動回路の構成を示
すブロック図である。コントローラ１は駆動すべき３相
モータ５の回転速度に対応する周期のパルス信号Ｐ1 を
出力するようになっており、このパルス信号Ｐ1 は偏差
カウンタ２へ入力される。この偏差カウンタ２には、３
相モータ５と連動するロータリエンコーダ６から３相モ
ータ５の所定回転角度ごとに出力されるパルス信号Ｐ2
が入力される。パルス信号Ｐ2 の１周期のパルスに相当
する３相モータ５の回転角度と、パルス信号Ｐ1 の設定
通りに３相モータ５が回転した場合のパルス信号Ｐ1 の
１周期に３相モータ５が回転する回転角度とが等しく設
定してある。
【００１４】偏差カウンタ２はアップダウンカウンタか
らなり、パルス信号Ｐ1 をアップカウントし、パルス信
号Ｐ2 をダウンカウントし、パルス信号Ｐ1 のカウント
数とパルス信号Ｐ2 のカウント数との偏差に応じたアナ
ログ信号に変換した偏差信号を出力するようになってい
る。この偏差信号はＵ相増幅部３U 、Ｖ相増幅部３V、
Ｗ相増幅部３W へ入力される。Ｕ相増幅部３U 、Ｖ相増
幅部３V 、Ｗ相増幅部３W には、相波形変換部９から出
力される３相波形信号がゲイン制御信号として与えられ
る。
らなり、パルス信号Ｐ1 をアップカウントし、パルス信
号Ｐ2 をダウンカウントし、パルス信号Ｐ1 のカウント
数とパルス信号Ｐ2 のカウント数との偏差に応じたアナ
ログ信号に変換した偏差信号を出力するようになってい
る。この偏差信号はＵ相増幅部３U 、Ｖ相増幅部３V、
Ｗ相増幅部３W へ入力される。Ｕ相増幅部３U 、Ｖ相増
幅部３V 、Ｗ相増幅部３W には、相波形変換部９から出
力される３相波形信号がゲイン制御信号として与えられ
る。
【００１５】Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W 夫々
は図示していない非反転増幅器及び反転増幅器からな
り、偏差カウンタ２から出力される偏差信号は、それら
の非反転増幅器及び反転増幅器へモータ５のトルク制御
信号として入力される。また、これらの非反転増幅器及
び反転増幅器は、相波形変換部９からのアナログ信号で
ある３相波形信号により、そのゲインが制御されるよう
になっている。また３相波形信号の極性が正である場合
は非反転増幅器の出力信号を、負である場合は反転増幅
器の出力信号を図示しない選択スイッチにより選択する
ようにしている。
は図示していない非反転増幅器及び反転増幅器からな
り、偏差カウンタ２から出力される偏差信号は、それら
の非反転増幅器及び反転増幅器へモータ５のトルク制御
信号として入力される。また、これらの非反転増幅器及
び反転増幅器は、相波形変換部９からのアナログ信号で
ある３相波形信号により、そのゲインが制御されるよう
になっている。また３相波形信号の極性が正である場合
は非反転増幅器の出力信号を、負である場合は反転増幅
器の出力信号を図示しない選択スイッチにより選択する
ようにしている。
【００１６】Ｕ相増幅部３U 、Ｖ相増幅部３V 、Ｗ相増
幅部３W の出力信号は、その出力信号に基づいて３相モ
ータ５へ供給する交流電流を発生するＵ相電流発生部４
U 、Ｖ相電流発生部４V 、Ｗ相電流発生部４W へ各別に
入力される。Ｕ相電流発生部４U 、Ｖ相電流発生部
４V 、Ｗ相電流発生部４W が出力する交流電流は３相モ
ータ５へ供給される。
幅部３W の出力信号は、その出力信号に基づいて３相モ
ータ５へ供給する交流電流を発生するＵ相電流発生部４
U 、Ｖ相電流発生部４V 、Ｗ相電流発生部４W へ各別に
入力される。Ｕ相電流発生部４U 、Ｖ相電流発生部
４V 、Ｗ相電流発生部４W が出力する交流電流は３相モ
ータ５へ供給される。
【００１７】３相モータ５が所定回転角度回転するごと
に前記ロータリエンコーダ６が出力するパルス信号Ｐ2
は、波形データ格納部８のデータを読出すためのアドレ
ス信号を発生させるポジションカウンタ７へ入力され
る。ポジションカウンタ７がパルスをカウントして出力
するアドレス信号はPROMからなる波形データ格納部８へ
読出しアドレスとして入力される。
に前記ロータリエンコーダ６が出力するパルス信号Ｐ2
は、波形データ格納部８のデータを読出すためのアドレ
ス信号を発生させるポジションカウンタ７へ入力され
る。ポジションカウンタ７がパルスをカウントして出力
するアドレス信号はPROMからなる波形データ格納部８へ
読出しアドレスとして入力される。
【００１８】波形データ格納部８には図２に示すように
０〜255 の番地に、台形状波形の１周期分の波形データ
が番地に対応づけて格納されている。波形データ格納部
８から読出した波形データは相波形変換部９へ入力され
る。相波形変換部９は、それに入力された時系列の波形
データにより 120°の位相差があるアナログの３相波形
信号に変換するようになっている。相波形変換部９から
出力される３相波形信号はＵ相増幅部３U 、Ｖ相増幅部
３V 、Ｗ相増幅部３W へ入力される。なお、波形データ
格納部８には格納すべき波形データを外部から書込みで
きるように外部入力端子8aが設けられている。
０〜255 の番地に、台形状波形の１周期分の波形データ
が番地に対応づけて格納されている。波形データ格納部
８から読出した波形データは相波形変換部９へ入力され
る。相波形変換部９は、それに入力された時系列の波形
データにより 120°の位相差があるアナログの３相波形
信号に変換するようになっている。相波形変換部９から
出力される３相波形信号はＵ相増幅部３U 、Ｖ相増幅部
３V 、Ｗ相増幅部３W へ入力される。なお、波形データ
格納部８には格納すべき波形データを外部から書込みで
きるように外部入力端子8aが設けられている。
【００１９】次にこのモータ駆動回路の動作を、読出し
た波形データにより３相波形信号に変換する変換内容を
示す図３のフローチャートとともに説明する。３相モー
タ５の駆動に先立ち波形データ格納部８には３相モータ
５のトルクを脈動させることがない例えば図２に示す非
正弦波の波形データを波形データ格納部８の番地に対応
づけて格納しておく。３相モータ５と連動するロータリ
エンコーダ６は、３相モータ５が所定回転角度回転する
ごとにパルス信号Ｐ2 を出力し、このパルス信号Ｐ2 は
偏差カウンタ２及びポジションカウンタ７へ入力され
る。
た波形データにより３相波形信号に変換する変換内容を
示す図３のフローチャートとともに説明する。３相モー
タ５の駆動に先立ち波形データ格納部８には３相モータ
５のトルクを脈動させることがない例えば図２に示す非
正弦波の波形データを波形データ格納部８の番地に対応
づけて格納しておく。３相モータ５と連動するロータリ
エンコーダ６は、３相モータ５が所定回転角度回転する
ごとにパルス信号Ｐ2 を出力し、このパルス信号Ｐ2 は
偏差カウンタ２及びポジションカウンタ７へ入力され
る。
【００２０】一方、コントローラ１から３相モータ５の
回転角度に対応する周期のパルス信号Ｐ1 が偏差カウン
タ２へ入力されると、偏差カウンタ２はパルス信号Ｐ1
をアップカウントし、パルス信号Ｐ2 をダウンカウント
して、偏差カウンタ２から両カウント値の偏差に応じた
アナログ信号の偏差信号を出力し、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部
３U , ３V , ３W へ入力する。このように偏差カウンタ
２から出力される偏差信号は、同時間内でのパルス信号
Ｐ1 に対応する３相モータ５の回転角度と、ロータリエ
ンコーダ６が検出した３相モータ５の回転角度との差に
対応し、同時間内でのパルス信号Ｐ1 のパルス数がパル
ス信号Ｐ2 のパルス数より大 (小) である場合は偏差信
号の極性が正 (負) となる。
回転角度に対応する周期のパルス信号Ｐ1 が偏差カウン
タ２へ入力されると、偏差カウンタ２はパルス信号Ｐ1
をアップカウントし、パルス信号Ｐ2 をダウンカウント
して、偏差カウンタ２から両カウント値の偏差に応じた
アナログ信号の偏差信号を出力し、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部
３U , ３V , ３W へ入力する。このように偏差カウンタ
２から出力される偏差信号は、同時間内でのパルス信号
Ｐ1 に対応する３相モータ５の回転角度と、ロータリエ
ンコーダ６が検出した３相モータ５の回転角度との差に
対応し、同時間内でのパルス信号Ｐ1 のパルス数がパル
ス信号Ｐ2 のパルス数より大 (小) である場合は偏差信
号の極性が正 (負) となる。
【００２１】ポジションカウンタ７はパルス信号Ｐ2 を
カウントして、３相モータ５の回転角度に対応した波形
データを、波形データ格納部２から読出すアドレス信号
を出力する。例えば図２の０番地に対応するＵ相スター
トアドレス信号ＡS を決定し(S1)、続いて、順次出力さ
れるアドレス信号により波形データ格納部８から波形デ
ータを読出し(S2)、読出した波形データは相波形変換部
９へ転送される(S3)。続いてポジションカウンタ７はＡ
V ＝ＡU ＋ (ＡE −ＡS ) ／３ (但し、ＡU ：Ｕ相アド
レス信号、ＡV ：Ｖ相アドレス信号、ＡS ：Ｕ相のスタ
ートアドレス信号、ＡE ：Ｕ相のエンドアドレス信号）
によるＶ相アドレス信号ＡV を出力し(S4)、このアドレ
ス信号ＡV により波形データ格納部８から波形データを
読出し(S5)、読出した波形データは相波形変換部９へ転
送される(S6)。このＶ相アドレス信号ＡV はＵ相アドレ
ス信号ＡU に (ＡE −ＡS ) ／３をオフセットしてお
り、図２に示す85番地から順次波形データを読出すこと
になる。
カウントして、３相モータ５の回転角度に対応した波形
データを、波形データ格納部２から読出すアドレス信号
を出力する。例えば図２の０番地に対応するＵ相スター
トアドレス信号ＡS を決定し(S1)、続いて、順次出力さ
れるアドレス信号により波形データ格納部８から波形デ
ータを読出し(S2)、読出した波形データは相波形変換部
９へ転送される(S3)。続いてポジションカウンタ７はＡ
V ＝ＡU ＋ (ＡE −ＡS ) ／３ (但し、ＡU ：Ｕ相アド
レス信号、ＡV ：Ｖ相アドレス信号、ＡS ：Ｕ相のスタ
ートアドレス信号、ＡE ：Ｕ相のエンドアドレス信号）
によるＶ相アドレス信号ＡV を出力し(S4)、このアドレ
ス信号ＡV により波形データ格納部８から波形データを
読出し(S5)、読出した波形データは相波形変換部９へ転
送される(S6)。このＶ相アドレス信号ＡV はＵ相アドレ
ス信号ＡU に (ＡE −ＡS ) ／３をオフセットしてお
り、図２に示す85番地から順次波形データを読出すこと
になる。
【００２２】続いてＡW ＝ＡU ＋２× (ＡE −ＡS ) ／
３（但し、ＡW ：Ｗ相アドレス信号）によりＷ相アドレ
ス信号ＡW を出力し(S7)、このアドレス信号ＡW により
波形データ格納部８から波形データを読出し(S8)、読出
した波形データは相波形変換部９へ転送される(S9)。こ
のＷ相アドレス信号ＡW はＵ相アドレス信号ＡU に２×
(ＡE −ＡS ) ／３がオフセットされているため図２に
示す 170番地から順次波形データを読出すことになる。
そして、３相モータ５が回転している場合は、前述した
波形データが時系列で読出される。
３（但し、ＡW ：Ｗ相アドレス信号）によりＷ相アドレ
ス信号ＡW を出力し(S7)、このアドレス信号ＡW により
波形データ格納部８から波形データを読出し(S8)、読出
した波形データは相波形変換部９へ転送される(S9)。こ
のＷ相アドレス信号ＡW はＵ相アドレス信号ＡU に２×
(ＡE −ＡS ) ／３がオフセットされているため図２に
示す 170番地から順次波形データを読出すことになる。
そして、３相モータ５が回転している場合は、前述した
波形データが時系列で読出される。
【００２３】これにより相波形変換部９は、Ｕ相アドレ
ス信号ＡU で読出した時系列の波形データによりＵ相波
形信号に変換し、Ｖ相アドレス信号ＡV で読出した時系
列の波形データによりＶ相波形信号に変換し、Ｗ相アド
レス信号ＡW で読出した時系列の波形データによりＷ相
波形信号に変換する。そして相波形変換部９から位相が
夫々 120°ずれたアナログの３相波形信号を出力する。
この３相波形信号がＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３
W を構成している図示しない非反転増幅器及び反転増幅
器へゲイン制御信号として入力されて、非反転増幅器及
び反転増幅器のゲインが制御される。
ス信号ＡU で読出した時系列の波形データによりＵ相波
形信号に変換し、Ｖ相アドレス信号ＡV で読出した時系
列の波形データによりＶ相波形信号に変換し、Ｗ相アド
レス信号ＡW で読出した時系列の波形データによりＷ相
波形信号に変換する。そして相波形変換部９から位相が
夫々 120°ずれたアナログの３相波形信号を出力する。
この３相波形信号がＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３
W を構成している図示しない非反転増幅器及び反転増幅
器へゲイン制御信号として入力されて、非反転増幅器及
び反転増幅器のゲインが制御される。
【００２４】ここで、パルス信号Ｐ1 のカウント値とパ
ルス信号Ｐ2 のカウント値とが等しい場合は偏差信号は
零となり、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W におけ
る非反転増幅器及び反転増幅器の入力が零となり、出力
信号は零となる。一方、カウント値に差があって偏差信
号が零でない場合は、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V,
３W から出力信号が得られる。即ち、そのＵ, Ｖ, Ｗ相
増幅部３U , ３V , ３ W における非反転増幅器及び反転
増幅器に偏差信号が入力されてそれが３相波形信号に応
じたゲインで増幅されて非反転増幅器及び反転増幅器か
ら制御したゲインに応じた偏差信号たる出力信号が得ら
れる。
ルス信号Ｐ2 のカウント値とが等しい場合は偏差信号は
零となり、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W におけ
る非反転増幅器及び反転増幅器の入力が零となり、出力
信号は零となる。一方、カウント値に差があって偏差信
号が零でない場合は、Ｕ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V,
３W から出力信号が得られる。即ち、そのＵ, Ｖ, Ｗ相
増幅部３U , ３V , ３ W における非反転増幅器及び反転
増幅器に偏差信号が入力されてそれが３相波形信号に応
じたゲインで増幅されて非反転増幅器及び反転増幅器か
ら制御したゲインに応じた偏差信号たる出力信号が得ら
れる。
【００２５】そして、３相波形信号の極性が正の場合は
非反転増幅器の出力信号を選択し、それにより偏差信号
を３相波形信号の正側の値により補正した偏差信号が得
られ、また３相波形信号の極性が負の場合は反転増幅器
の出力信号を選択し、それにより偏差信号を３相波形信
号の負側の値により補正した偏差信号が得られる。これ
によりＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W に偏差信号
が入力された場合には、その偏差信号が波形データ格納
部８から読出した波形データに基づく１周期の３相波形
信号により補正されることになる。そして補正された偏
差信号をＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W から出力
する。
非反転増幅器の出力信号を選択し、それにより偏差信号
を３相波形信号の正側の値により補正した偏差信号が得
られ、また３相波形信号の極性が負の場合は反転増幅器
の出力信号を選択し、それにより偏差信号を３相波形信
号の負側の値により補正した偏差信号が得られる。これ
によりＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W に偏差信号
が入力された場合には、その偏差信号が波形データ格納
部８から読出した波形データに基づく１周期の３相波形
信号により補正されることになる。そして補正された偏
差信号をＵ, Ｖ, Ｗ相増幅部３U , ３V , ３W から出力
する。
【００２６】また、偏差信号の極性が負の場合も同様に
補正される。そして指令速度より検出速度が大で偏差信
号の極性が正の場合と、反対に指令速度より検出速度が
小で負の場合とでは偏差信号の相回転方向が変わること
になる。そのため、Ｕ, Ｖ,Ｗ相増幅部３U , ３V , ３
W の出力信号、即ち補正した偏差信号の極性が正の場合
には、３相モータ５の増速に寄与し、反対に負の場合に
は相回転方向が変わることにより、３相交流電流による
電磁力が減少し、減速に寄与する。そしてＵ,Ｖ, Ｗ相
増幅部３U , ３V , ３W の出力信号がＵ, Ｖ, Ｗ相電流
発生部４U , ４ V , ４W へ入力され、これによりＵ,
Ｖ, Ｗ相電流発生部４U , ４V , ４W は、入力された信
号に応じた３相交流電流を発生させて３相モータ５へ供
給し、３相モータ５を駆動する。そして偏差信号の極性
が正の場合は３相モータ５の回転速度が上昇し、負の場
合は低下する。なお、３相モータ５が、これまでの回転
方向と反対方向に回転している場合には、偏差信号の極
性が正の場合は回転速度が下降し、負の場合は上昇す
る。
補正される。そして指令速度より検出速度が大で偏差信
号の極性が正の場合と、反対に指令速度より検出速度が
小で負の場合とでは偏差信号の相回転方向が変わること
になる。そのため、Ｕ, Ｖ,Ｗ相増幅部３U , ３V , ３
W の出力信号、即ち補正した偏差信号の極性が正の場合
には、３相モータ５の増速に寄与し、反対に負の場合に
は相回転方向が変わることにより、３相交流電流による
電磁力が減少し、減速に寄与する。そしてＵ,Ｖ, Ｗ相
増幅部３U , ３V , ３W の出力信号がＵ, Ｖ, Ｗ相電流
発生部４U , ４ V , ４W へ入力され、これによりＵ,
Ｖ, Ｗ相電流発生部４U , ４V , ４W は、入力された信
号に応じた３相交流電流を発生させて３相モータ５へ供
給し、３相モータ５を駆動する。そして偏差信号の極性
が正の場合は３相モータ５の回転速度が上昇し、負の場
合は低下する。なお、３相モータ５が、これまでの回転
方向と反対方向に回転している場合には、偏差信号の極
性が正の場合は回転速度が下降し、負の場合は上昇す
る。
【００２７】このようにしてパルス信号Ｐ1 のカウント
値と、パルス信号Ｐ2 のカウント値とに差が生じている
場合には、３相モータ５の回転角度に対応づけている波
形データにより３相モータ５に供給している３相交流電
流の電流波形が補正されて３相モータ５のトルクが補正
され、トルクの脈動を抑制して３相モータ５を回転させ
ることになる。またパルス信号Ｐ1 のカウント値と、パ
ルス信号Ｐ2 のカウント値との差に基づいて、３相モー
タ５の回転速度を制御するから３相モータ５の回転速度
を安定させることになる。また波形データ格納部８から
は３相モータ５のトルクに脈動が生じない非正弦波の波
形データが読出されるから、駆動した３相モータ５のト
ルクの脈動が抑制されて円滑なトルクを得ることができ
る。
値と、パルス信号Ｐ2 のカウント値とに差が生じている
場合には、３相モータ５の回転角度に対応づけている波
形データにより３相モータ５に供給している３相交流電
流の電流波形が補正されて３相モータ５のトルクが補正
され、トルクの脈動を抑制して３相モータ５を回転させ
ることになる。またパルス信号Ｐ1 のカウント値と、パ
ルス信号Ｐ2 のカウント値との差に基づいて、３相モー
タ５の回転速度を制御するから３相モータ５の回転速度
を安定させることになる。また波形データ格納部８から
は３相モータ５のトルクに脈動が生じない非正弦波の波
形データが読出されるから、駆動した３相モータ５のト
ルクの脈動が抑制されて円滑なトルクを得ることができ
る。
【００２８】このようにして３相モータ５を駆動し、３
相モータ５のトルク振幅と、３相交流電流の位相角との
関係を測定したところ図４に示すような測定結果が得ら
れた。Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のモータ電流により得られる３相
モータのトルクは、波形データ格納部８に図２に示す如
き波形データを格納していた場合、トルク波形ＷU ′，
ＷV ′，ＷW ′のように台形状波形のように変化する。
そしてトルク波形ＷU′，ＷV ′，ＷW ′を合成して、
３相モータ５から連続的に得られるトルク波形ＷTRは図
４から明らかなように極めて振幅が小さいものとなり、
３相モータ５から円滑なトルクが得られることが確認で
きた。なお、外部入力端子8aを設けたから波形データ格
納部８に格納している非正弦波の波形データを外部入力
端子8aを利用して例えばパーソナルコンピュータにより
書換えて、３相モータ５のトルクを常に円滑にすること
もできる。
相モータ５のトルク振幅と、３相交流電流の位相角との
関係を測定したところ図４に示すような測定結果が得ら
れた。Ｕ，Ｖ，Ｗ各相のモータ電流により得られる３相
モータのトルクは、波形データ格納部８に図２に示す如
き波形データを格納していた場合、トルク波形ＷU ′，
ＷV ′，ＷW ′のように台形状波形のように変化する。
そしてトルク波形ＷU′，ＷV ′，ＷW ′を合成して、
３相モータ５から連続的に得られるトルク波形ＷTRは図
４から明らかなように極めて振幅が小さいものとなり、
３相モータ５から円滑なトルクが得られることが確認で
きた。なお、外部入力端子8aを設けたから波形データ格
納部８に格納している非正弦波の波形データを外部入力
端子8aを利用して例えばパーソナルコンピュータにより
書換えて、３相モータ５のトルクを常に円滑にすること
もできる。
【００２９】一方、適宜の波形の非正弦波を得る方法と
して前述した波形データ格納部８の代わりに算式記憶部
を用いることが可能である。そして、この算式記憶部
に、モータのトルクを脈動させない波形信号ｆ (θ) を
求める算式 ｆ (θ) ＝Ａ1 sin(θ) ＋Ａ2 sin(３・θ) ＋Ａ3 sin(５・θ) ＋… (1) (Ａ1 , Ａ2 , Ａ3 は自然数) を格納しておき、ポジションカウンタ７から出力するア
ドレス信号を、関数θに代入すべく算式記憶部へ与え、
算式を演算すると、アドレス信号で指定した番地に対応
する波形信号ｆ (θ) が得られ、アドレス信号に応じて
時系列に波形信号ｆ (θ) が得られる。したがって、こ
のような算式を用いることによりモータのトルクに脈動
が生じない波形信号が得られて前述したと同様に３相モ
ータ５から円滑なトルクが得られる。
して前述した波形データ格納部８の代わりに算式記憶部
を用いることが可能である。そして、この算式記憶部
に、モータのトルクを脈動させない波形信号ｆ (θ) を
求める算式 ｆ (θ) ＝Ａ1 sin(θ) ＋Ａ2 sin(３・θ) ＋Ａ3 sin(５・θ) ＋… (1) (Ａ1 , Ａ2 , Ａ3 は自然数) を格納しておき、ポジションカウンタ７から出力するア
ドレス信号を、関数θに代入すべく算式記憶部へ与え、
算式を演算すると、アドレス信号で指定した番地に対応
する波形信号ｆ (θ) が得られ、アドレス信号に応じて
時系列に波形信号ｆ (θ) が得られる。したがって、こ
のような算式を用いることによりモータのトルクに脈動
が生じない波形信号が得られて前述したと同様に３相モ
ータ５から円滑なトルクが得られる。
【００３０】一般にモータは、その電流が一定の場合に
はモータの磁界の変化にともなって電磁力が変化し、モ
ータの磁界の強度に比例したトルク定数が得られること
になる。そのため、モータの磁界の分布の相違、即ちモ
ータの磁界特性により各相のモータ電流によって発生す
るトルクを合成した合成トルクが零にならないことに起
因してトルクの脈動が大きくなるが、前述したようにモ
ータの電流波形を定めるための非正弦波波形に、高次高
調波を重畳した場合には図４に示す合成トルク波形ＷTR
のようにトルクの脈動 (リップル) が少なくなる。
はモータの磁界の変化にともなって電磁力が変化し、モ
ータの磁界の強度に比例したトルク定数が得られること
になる。そのため、モータの磁界の分布の相違、即ちモ
ータの磁界特性により各相のモータ電流によって発生す
るトルクを合成した合成トルクが零にならないことに起
因してトルクの脈動が大きくなるが、前述したようにモ
ータの電流波形を定めるための非正弦波波形に、高次高
調波を重畳した場合には図４に示す合成トルク波形ＷTR
のようにトルクの脈動 (リップル) が少なくなる。
【００３１】図５は基本波の振幅及び第３次高調波の振
幅の振幅比と、モータのトルクリップルとの関係を測定
した特性図であり、縦軸をトルクリップルとし、横軸を
振幅比としている。この図５から明らかなように、基本
波の振幅を“１”とした場合、第３次高調波の振幅を
“0.07”にするとトルクリップル (脈動) は約 2.8％に
低下する。したがって、第３次高調波の振幅をこのよう
な値に選定することにより、モータのトルクの脈動を小
さくできる。同様にして、他の高次高調波についても、
夫々に対して所定の振幅に選定すれば、モータのトルク
の脈動を更に小さくできる。したがって、高次高調波を
用いれば、磁界特性が異なり、トルク特性が異なるモー
タであってもモータのトルクの脈動を少なくでき、円滑
なトルクを得ることができる。
幅の振幅比と、モータのトルクリップルとの関係を測定
した特性図であり、縦軸をトルクリップルとし、横軸を
振幅比としている。この図５から明らかなように、基本
波の振幅を“１”とした場合、第３次高調波の振幅を
“0.07”にするとトルクリップル (脈動) は約 2.8％に
低下する。したがって、第３次高調波の振幅をこのよう
な値に選定することにより、モータのトルクの脈動を小
さくできる。同様にして、他の高次高調波についても、
夫々に対して所定の振幅に選定すれば、モータのトルク
の脈動を更に小さくできる。したがって、高次高調波を
用いれば、磁界特性が異なり、トルク特性が異なるモー
タであってもモータのトルクの脈動を少なくでき、円滑
なトルクを得ることができる。
【００３２】本実施例では、３相モータを駆動する場合
について説明したが、３相モータに限定されるものでは
なく、それ以外の多相モータあるいはリニアモータを同
様に駆動できることは勿論である。ただし、リニアモー
タに適用する場合にはロータリエンコーダに変えて磁極
の移動量を検出する位置センサ (スケール) を用いる。
について説明したが、３相モータに限定されるものでは
なく、それ以外の多相モータあるいはリニアモータを同
様に駆動できることは勿論である。ただし、リニアモー
タに適用する場合にはロータリエンコーダに変えて磁極
の移動量を検出する位置センサ (スケール) を用いる。
【００３３】更に本実施例では、偏差カウンタ２及び相
波形変換部９からアナログ信号を出力したが、ディジタ
ル信号を出力してもよく、その場合は、増幅部に変えて
ディジタル信号の掛算器を使用する。
波形変換部９からアナログ信号を出力したが、ディジタ
ル信号を出力してもよく、その場合は、増幅部に変えて
ディジタル信号の掛算器を使用する。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように第１発明はモータの
トルクが脈動することがない比正弦波の電流波形のデー
タを格納するデータ格納部を備えて、このデータ格納部
の波形データに基づいてモータの電流波形を補正するこ
とにより、モータのトルクの脈動を抑制できる。第２発
明はデータ格納部にPROMを用いたので例えばパーソナル
コンピュータによって非正弦波の波形データを書換え
て、書換えた波形データを用いてモータのトルクの脈動
を抑制することができる。第３発明はモータのトルクを
脈動させない波形信号の算式の関数に、モータの回転速
度に基づく数値を代入して得た波形信号の値に基づいて
モータの電流波形を補正することにより、モータのトル
クの脈動を抑制できる等、本発明は優れた効果を奏す
る。
トルクが脈動することがない比正弦波の電流波形のデー
タを格納するデータ格納部を備えて、このデータ格納部
の波形データに基づいてモータの電流波形を補正するこ
とにより、モータのトルクの脈動を抑制できる。第２発
明はデータ格納部にPROMを用いたので例えばパーソナル
コンピュータによって非正弦波の波形データを書換え
て、書換えた波形データを用いてモータのトルクの脈動
を抑制することができる。第３発明はモータのトルクを
脈動させない波形信号の算式の関数に、モータの回転速
度に基づく数値を代入して得た波形信号の値に基づいて
モータの電流波形を補正することにより、モータのトル
クの脈動を抑制できる等、本発明は優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ駆動回路の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】波形データ格納部に格納している波形データの
説明図である。
説明図である。
【図３】読出した波形データにより３相波形信号に変換
する内容を示すフローチャートである。
する内容を示すフローチャートである。
【図４】モータのトルク及びトルク振幅の波形図であ
る。
る。
【図５】基本波と第３次高調波との振幅比及びトルクリ
ップルの関係を示す特性図である。
ップルの関係を示す特性図である。
【図６】従来のモータ駆動回路の構成を示すブロック図
である。
である。
【図７】トルク振幅及びトルクリップルの波形図であ
る。
る。
２ 偏差カウンタ ３U Ｕ相増幅部 ３V Ｖ相増幅部 ３W Ｗ相増幅部 ５ ３相モータ ７ ポジションカウンタ ８ 波形データ格納部 ９ 相波形変換部
Claims (3)
- 【請求項１】 モータに交流電流を供給して駆動するモ
ータ駆動回路において、非正弦波の波形データを格納し
てあるデータ格納部と、該データ格納部から読出した波
形データに基づいて、位相が異なる複数の相の交流電流
の波形信号に変換して出力する相波形変換部とを備え、
該相波形変換部の出力信号に基づいてモータを駆動すべ
く構成してあることを特徴とするモータ駆動回路。 - 【請求項２】 前記データ格納部に、データの書換えが
可能なメモリを用いている請求項１に記載のモータ駆動
回路。 - 【請求項３】 モータに交流電流を供給して駆動するモ
ータ駆動回路において、前記モータのトルクを脈動させ
ない波形信号の値を求める算式を格納してある算式記憶
部と、前記モータの回転速度に基づく数値を前記算式の
関数に代入すべく出力する数値出力部と、前記算式を演
算して求めた波形信号の値に基づいて位相が異なる複数
の相の交流電流の波形信号に変換する相波形変換部とを
備え、該相波形変換部の出力信号に基づいてモータを駆
動すべく構成してあることを特徴とするモータ駆動回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113069A JPH08308287A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | モータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7113069A JPH08308287A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | モータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308287A true JPH08308287A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14602716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7113069A Pending JPH08308287A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | モータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08308287A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003319685A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング制御装置及び電動パワーステアリング制御装置の電動機電流演算方法 |
| GB2489771A (en) * | 2011-01-31 | 2012-10-10 | Lfk Lenkflugka Rpersysteme Gmbh | Three-phase rotary current motor having non-sinusoidal terminal voltages |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7113069A patent/JPH08308287A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003319685A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動パワーステアリング制御装置及び電動パワーステアリング制御装置の電動機電流演算方法 |
| GB2489771A (en) * | 2011-01-31 | 2012-10-10 | Lfk Lenkflugka Rpersysteme Gmbh | Three-phase rotary current motor having non-sinusoidal terminal voltages |
| GB2489771B (en) * | 2011-01-31 | 2015-12-09 | Lfk Gmbh | Modulation of the terminal voltages of a three-phase synchronous motor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |