JP2001346391A - AC servo motor control device and AC servo motor control method - Google Patents
AC servo motor control device and AC servo motor control methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ACサーボモータの高速応答性及び高い位置
精度の実現を図り、ハンチング防止と停止するまでの応
答特性の改善を実現したACサーボモータ制御装置及び
ACサーボモータ制御方法を得ること。
【解決手段】 ACサーボモータ駆動装置は、電流位相
角切換手段が動作開始以降はじめて位置偏差が零になっ
た時、スイッチ切換信号発生部がスイッチ切換信号を出
力し、電流位相角切換手段が力率=1の電流位相角に9
0度を加えた力率=0の電流位相角を出力するよう切り
換えて、ACサーボモータを駆動制御するよう構成され
ている
(57) Abstract: An AC servomotor control device and an AC servomotor control method that achieve high-speed response and high positional accuracy of an AC servomotor, and that prevent hunting and improve response characteristics before stopping. To get An AC servomotor driving device includes a switch switching signal generating section that outputs a switch switching signal when a current phase angle switching means has a position deviation becoming zero for the first time after the operation starts, and a current phase angle switching means outputs a force. 9 for the current phase angle of rate = 1
It is configured to switch to output a current phase angle with a power factor of 0 plus 0, and drive-control the AC servomotor.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、指令値に基づき形
成された交流電源によりACサーボモータを駆動制御す
るACサーボモータ制御装置及びACサーボモータ制御
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC servo motor control device and an AC servo motor control method for controlling the driving of an AC servo motor by an AC power supply formed based on a command value.
【0002】[0002]
【従来の技術】ACサーボモータをフィードバック制御
するACサーボモータ制御装置において、ACサーボモ
ータに対する位置決め制御は、応答速度を速め精度高く
行うことが重要である。このようなACサーボモータ制
御装置を得るためには、フィードバック制御における周
波数特性を高める必要があった。従来のACサーボモー
タ制御装置は、フィードバックゲインを高くしてフィー
ドバック制御の周波数特性を高めていた。以下、従来の
具体的なACサーボモータ制御装置について図5を参照
して説明する。図5は従来のACサーボモータ制御装置
の構成の一例を示すブロック図である。2. Description of the Related Art In an AC servomotor control device for performing feedback control of an AC servomotor, it is important that positioning control for the AC servomotor be performed with high response speed and high accuracy. In order to obtain such an AC servomotor control device, it was necessary to enhance the frequency characteristics in feedback control. In the conventional AC servomotor control device, the feedback gain is increased to improve the frequency characteristics of the feedback control. Hereinafter, a specific conventional AC servomotor control device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional AC servomotor control device.
【0003】図5に示すように、ACサーボモータ10
1の可動子に直結された出力部にはエンコーダ102が
取り付けられている。このエンコーダ102は位置・速
度検出器103へACサーボモータ101の可動子の変
位量に対応したパルス信号と原点信号を出力する。位置
・速度検出器103は、エンコーダ102から出力され
たパルス信号と原点信号により、原点位置からの現在位
置θm、速度ω、力率=1となる電流位相角θeを算出
する。現在位置θmは位置制御器104の入力端子へ出
力され、速度ωは速度制御器105の入力端子へ出力さ
れる。位置制御器104において、装置外部から与えら
れた位置指令θmdと位置・速度検出器103において
算出された現在位置θmが比較される。位置制御器10
4は、位置指令θmdと現在位置θmとの間に位置偏差
がある場合、その位置偏差の位置偏差量Δθに所定の位
置利得を乗じた信号をモータ速度指令ωdとして速度制
御器105へ出力する。[0003] As shown in FIG.
An encoder 102 is attached to an output unit directly connected to one mover. The encoder 102 outputs a pulse signal and an origin signal corresponding to the displacement of the mover of the AC servomotor 101 to the position / speed detector 103. The position / speed detector 103 calculates a current phase angle θe from the origin position, the current position θm, the speed ω, and the power factor = 1, based on the pulse signal output from the encoder 102 and the origin signal. The current position θm is output to an input terminal of the position controller 104, and the speed ω is output to an input terminal of the speed controller 105. The position controller 104 compares the position command θmd given from the outside of the apparatus with the current position θm calculated by the position / speed detector 103. Position controller 10
4 outputs a signal obtained by multiplying the position deviation amount Δθ of the position deviation by a predetermined position gain to the speed controller 105 when there is a position deviation between the position command θmd and the current position θm as the motor speed command ωd. .
【0004】速度制御器105において、位置制御器1
04から入力されたモータ速度指令ωdと位置・速度検
出器103において算出された速度ωが比較される。速
度制御器105は、モータ速度指令ωdと速度ωとの間
に偏差がある場合、その偏差量に所定の速度利得を乗じ
た信号を直流電流指令(トルク指令)iqとして3相交
流座標変換器106へ出力する。3相交流座標変換器1
06においては、直流電流指令(トルク指令)iqと、
三角関数値発生器107から出力された電流位相角θe
の三角関数値を用いて、U相電流指令iudとV相電流
指令ivdが下記の式(1)と式(2)により算出され
る。In the speed controller 105, the position controller 1
The motor speed command ωd input from the controller 04 and the speed ω calculated by the position / speed detector 103 are compared. When there is a deviation between the motor speed command ωd and the speed ω, the speed controller 105 converts a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined speed gain into a DC current command (torque command) iq as a three-phase AC coordinate converter. Output to 106. Three-phase AC coordinate converter 1
06, a DC current command (torque command) iq;
Current phase angle θe output from trigonometric function value generator 107
U-phase current command iud and V-phase current command ivd are calculated by the following equations (1) and (2).
【0005】 iud=−√(2/3)×iq×sinθe …(1) ivd=−√(2/3)×iq×sin(θe−2/3π)…(2)Uid = −√ (2/3) × iq × sin θe (1) ivd = −√ (2/3) × iq × sin (θe−2 / 3π) (2)
【0006】3相交流座標変換器106は、U相電流指
令iudをU相電流制御器108aへ出力し、V相電流
指令ivdをV相電流制御器108bへ出力する。U相
電流制御器108aでは検出されたU相モータ電流iu
とU相電流指令iudとの間に偏差がある場合、その偏
差量に所定の電流利得を乗じた信号をU相モータ電圧指
令VuとしてPWMインバータ109へ出力する。一
方、V相電流制御器108bでは検出されたV相モータ
電流ivとV相電流指令ivdとの間に偏差がある場
合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた信号をV相モ
ータ電圧指令VvとしてPWMインバータ109へ出力
する。The three-phase AC coordinate converter 106 outputs a U-phase current command uid to the U-phase current controller 108a and outputs a V-phase current command ivd to the V-phase current controller 108b. U-phase current controller 108a detects U-phase motor current iu
If there is a deviation between the current and the U-phase current command iud, a signal obtained by multiplying the deviation by a predetermined current gain is output to the PWM inverter 109 as the U-phase motor voltage command Vu. On the other hand, when there is a difference between the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command ivd, the V-phase current controller 108b outputs a signal obtained by multiplying the difference by a predetermined current gain. It is output to the PWM inverter 109 as Vv.
【0007】なお、W相モータ電圧指令VwはVw=−
Vu−Vvの計算式から算出される。PWMインバータ
109において、上記のように形成されたU相モータ電
圧指令Vu、V相モータ電圧指令Vv、W相モータ電圧
指令Vwに応じた電圧がPWMインバータ109を構成
するブリッジ回路の各相に印加される。このようにブリ
ッジ回路の各相に電圧が印加されると、ACサーボモー
タ101の固定子巻線に電流が流れ、ACサーボモータ
101の可動子は所定量移動する。ACサーボモータ1
01の可動子が装置外部から与えられた位置指令θmd
の位置に到達し、速度ωが零になったとき、位置制御器
104と速度制御器105の出力は零となる。このと
き、直流電流指令(トルク指令)iqが零になり、AC
サーボモータ101は停止し、位置決め動作は完了す
る。[0007] The W-phase motor voltage command Vw is Vw =-
It is calculated from the formula of Vu-Vv. In the PWM inverter 109, voltages according to the U-phase motor voltage command Vu, V-phase motor voltage command Vv, and W-phase motor voltage command Vw formed as described above are applied to each phase of the bridge circuit constituting the PWM inverter 109. Is done. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit, a current flows through the stator winding of the AC servomotor 101, and the mover of the AC servomotor 101 moves by a predetermined amount. AC servo motor 1
01 is a position command θmd given from outside the device.
And the speed ω becomes zero, the outputs of the position controller 104 and the speed controller 105 become zero. At this time, the DC current command (torque command) iq becomes zero, and AC
The servo motor 101 stops, and the positioning operation is completed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記従来のACサーボ
モータの制御方法においては、高速で、高精度に位置決
めを行うため、フィードバック制御の周波数特性を高め
ていた。このため、フィードバックゲインを高くする必
要があったが、フィードバックループをアナログ回路や
ディジタル回路で構成してもフィードバックの遅れ時間
は存在する。この結果、従来のACサーボモータの制御
方法によれば、無駄時間要素による発振周波数が存在
し、またフィードバックゲインを上げすぎるとハンチン
グ(周期的な変動)という現象が発生した。このよう
に、ACサーボモータを所定位置で停止させる位置決め
制御をフィードバック制御方式により行う場合、応答特
性はフィードバック特性に依存するため、応答特性の向
上には限界があるとともに、フィードバックゲインの上
昇によりハンチングが発生するなどの問題があった。In the conventional method of controlling an AC servomotor, the frequency characteristics of feedback control have been enhanced in order to perform positioning at high speed and with high accuracy. For this reason, it is necessary to increase the feedback gain. However, even if the feedback loop is configured by an analog circuit or a digital circuit, there is a feedback delay time. As a result, according to the conventional control method of the AC servomotor, there is an oscillation frequency due to a dead time element, and if the feedback gain is increased too much, a phenomenon called hunting (periodic fluctuation) occurs. As described above, when the positioning control for stopping the AC servomotor at the predetermined position is performed by the feedback control method, the response characteristic depends on the feedback characteristic, and therefore, there is a limit in improving the response characteristic, and the hunting due to the increase in the feedback gain. And other problems.
【0009】このような問題を解決する制御装置とし
て、例えば特開平7−123767号公報に開示された
ACサーボモータ制御装置がある。このACサーボモー
タ制御装置は、固定子巻線に通電することにより可動子
が動作して生じる、固定子の磁極位置と可動子の磁極位
置との間の電気的位相角を制御可能に構成されている。
この従来のACサーボモータ制御装置は、位置制御を行
うに際して、位置偏差が零又はその近傍のときには電気
的位相角を零に設定し、それ以外の時は電気的位相角を
90度に設定する制御方法である。As a control device for solving such a problem, for example, there is an AC servomotor control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-123767. This AC servo motor control device is configured to be able to control the electrical phase angle between the magnetic pole position of the stator and the magnetic pole position of the mover, which is generated by operating the mover by energizing the stator winding. ing.
In this conventional AC servomotor control device, when performing position control, the electric phase angle is set to zero when the position deviation is at or near zero, and at other times, the electric phase angle is set to 90 degrees. It is a control method.
【0010】しかし、この制御方法だと、位置偏差が一
度零又はその近傍の値になっても、オーバーシュートに
より位置偏差が大きくなって零の近傍から外れた場合に
は、電気的位相角を90度に設定するフィードバック制
御に再度切り換わる。従って、この制御方法において、
90度の電気的位相角が切り換わった後のフィードバッ
ク制御の間は応答特性がそのフィードバック特性に依存
するため、応答特性が劣化するという問題があった。ま
た、ACサーボモータの停止後において、ACサーボモ
ータを停止位置に保持するため固定子巻線に持続電流を
流す必要があり、その持続電流によりACサーボモータ
が発熱するという問題があった。However, according to this control method, even if the position deviation once becomes zero or a value near zero, if the position deviation becomes large due to overshoot and deviates from the vicinity of zero, the electric phase angle is reduced. The control is switched again to the feedback control set to 90 degrees. Therefore, in this control method,
During the feedback control after the switching of the electrical phase angle of 90 degrees, the response characteristic depends on the feedback characteristic, so that the response characteristic is deteriorated. Further, after the AC servomotor is stopped, it is necessary to supply a continuous current to the stator winding in order to hold the AC servomotor at the stop position, and there has been a problem that the AC servomotor generates heat due to the continuous current.
【0011】本発明は、従来のACサーボモータ制御装
置における上記問題点を解決して、高速応答性と高い位
置精度を達成することができるとともに、ハンチングの
発生を防止し、ACサーボモータ停止時における発熱を
抑制することができるACサーボモータ制御装置及びA
Cサーボモータ制御方法を得ることを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems in the conventional AC servomotor control device, and can achieve high-speed response and high positional accuracy, prevent occurrence of hunting, and reduce the time when the AC servomotor is stopped. Servo motor control device and A capable of suppressing heat generation in A
It is an object to obtain a C servomotor control method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るACサーボモータ制御装置は、モータ
の変位量、速度及び電流位相角を検出し、位置信号、速
度信号及び第1の電流位相角信号を形成する位置・速度
検出器と、前記位置・速度検出器の位置信号と前記モー
タの位置指令信号との位置偏差が入力され、モータ速度
指令信号を出力する位置制御器と、前記位置・速度検出
器の速度信号と前記位置制御器のモータ速度指令信号と
の速度偏差が入力され、直流電流指令信号を出力する速
度制御器と、前記位置・速度検出器の第1の電流位相角
信号と前記第1の電流位相角信号に90度を加えた力率
=0の第2の電流位相角信号とを切り換え可能であり、
前記モータの動作開始以降はじめて位置偏差が零になっ
たとき、第2の電流位相角信号を出力する電流位相角切
換手段と、前記電流位相角切換手段から出力された第1
の電流位相角信号又は第2の電流位相角信号を三角関数
値信号に変換する三角関数値発生器と、前記速度制御器
から出力された直流電流指令信号が入力され、前記三角
関数値発生器から出力された三角関数値信号が入力され
る3相交流座標変換器と、前記3相交流座標変換器から
出力された各相の電流指令値信号により各相の電機子電
流を制御する電流制御器と、パルス幅を変調して前期モ
ータを駆動するPWMインバータとを具備する。このよ
うに構成された本発明のACサーボモータ制御装置によ
れば、位置偏差がはじめて零になった時点で電流位相角
を力率=0の電流位相角に保持するよう構成されている
ため、停止時の応答特性がフィードバック特性に依存せ
ず、モータの可動子と固定子の電気的吸引力によりモー
タを所望の位置に停止させることができる。In order to achieve the above object, an AC servomotor control device according to the present invention detects a displacement amount, a speed and a current phase angle of a motor, and outputs a position signal, a speed signal and a first signal. A position / speed detector that forms a current phase angle signal, and a position controller that receives a position deviation between the position signal of the position / speed detector and the position command signal of the motor, and outputs a motor speed command signal. A speed controller that receives a speed deviation between a speed signal of the position / speed detector and a motor speed command signal of the position controller, and outputs a DC current command signal; and a first speed controller of the position / speed detector. Switching between a current phase angle signal and a second current phase angle signal having a power factor = 0 obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal;
A current phase angle switching means for outputting a second current phase angle signal when the position deviation becomes zero for the first time after the start of operation of the motor; and a first phase signal output from the current phase angle switching means.
A triangular function value generator for converting a current phase angle signal or a second current phase angle signal into a trigonometric function value signal; and a DC current command signal output from the speed controller, the trigonometric function value generator -Phase AC coordinate converter to which the trigonometric function value signal output from the controller is input, and current control for controlling the armature current of each phase by the current command value signal of each phase output from the three-phase AC coordinate converter And a PWM inverter that modulates the pulse width to drive the motor. According to the AC servo motor control device of the present invention configured as described above, the current phase angle is held at the current phase angle of the power factor = 0 when the position deviation becomes zero for the first time. The response characteristic at the time of stopping does not depend on the feedback characteristic, and the motor can be stopped at a desired position by the electric attraction force of the mover and the stator of the motor.
【0013】本発明に係るACサーボモータ制御方法
は、位置・速度検出器がモータの変位量、速度及び電流
位相角を検出し、位置信号、速度信号及び第1の電流位
相角信号を形成する工程と、位置制御器に前記位置・速
度検出器の位置信号と前記モータの位置指令信号との位
置偏差が入力され、モータ速度指令信号を速度制御器へ
出力する工程と、前記位置・速度検出器の速度信号と前
記位置制御器のモータ速度指令信号との速度偏差が入力
され、直流電流指令信号を3相交流座標変換器へ出力す
る工程と、電流位相角切換手段が前記位置・速度検出器
の第1の電流位相信号と前記第1の電流位相角信号に9
0度を加えた力率=0の第2の電流位相角信号とを切り
換えて出力し、前記モータの動作開始以降はじめて位置
偏差が零になったとき、第2の電流位相角信号を出力す
る工程と、三角関数値発生器が前記電流位相角切換手段
から出力された第1の電流位相角信号又は第2の電流位
相角信号を三角関数値信号に変換する工程と、3相交流
座標変換器に前記速度制御器から出力された直流電流指
令信号と、前記三角関数値発生器から出力された三角関
数値信号が入力され、各相の電機子電流を制御する工程
と、PWMインバータによりパルス幅を変調して前記モ
ータを駆動する工程とを有する。上記の工程を有する本
発明のACサーボモータ制御方法によれば、位置偏差が
はじめて零になった時点で電流位相角を力率=0の電流
位相角に保持するため、フィードバック特性に依存せず
モータの可動子と固定子の吸引力によりモータが所望の
位置に停止する。この結果、本発明によれば高速応答性
及び高い位置精度を有するACサーボモータ制御方法を
得ることができる。In the AC servo motor control method according to the present invention, the position / speed detector detects the displacement, speed and current phase angle of the motor, and forms a position signal, a speed signal and a first current phase angle signal. A step of inputting a position deviation between the position signal of the position / speed detector and the position command signal of the motor to a position controller, and outputting a motor speed command signal to a speed controller; A speed deviation between the speed signal of the motor and the motor speed command signal of the position controller, and outputting a DC current command signal to a three-phase AC coordinate converter; 9 in the first current phase signal of the detector and the first current phase angle signal.
A second current phase angle signal having a power factor of 0 plus 0 is switched and output, and the second current phase angle signal is output when the position deviation becomes zero for the first time after the operation of the motor starts. Converting a first current phase angle signal or a second current phase angle signal output from the current phase angle switching means into a trigonometric function value signal by a trigonometric function value generator; A DC current command signal output from the speed controller and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator, and controlling the armature current of each phase; Driving the motor by modulating the width. According to the AC servomotor control method of the present invention having the above-described steps, the current phase angle is maintained at the current phase angle of power factor = 0 when the position deviation becomes zero for the first time. The motor stops at a desired position by the attraction force of the mover and the stator of the motor. As a result, according to the present invention, an AC servomotor control method having high-speed response and high position accuracy can be obtained.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明のACサーボモータ
制御装置及びACサーボモータ制御方法の好適な実施の
形態について添付の図面を参照しつつ説明する。 《実施例1》DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an AC servomotor control device and an AC servomotor control method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. << Example 1 >>
【0015】図1は本発明の一実施の形態である実施例
1のACサーボモータ制御装置を示すブロック図であ
る。図1において、ACサーボモータ1の可動子に直結
された出力部にはエンコーダ2が取り付けられており、
このエンコーダ2は位置・速度検出器3にACサーボモ
ータ1の可動子の変位量に対応したパルス信号と原点信
号を出力する。位置・速度検出器3は、エンコーダ2か
ら出力されたパルス信号と原点信号により、原点位置か
らの現在位置θm、速度ω、及び力率=1となる電流位
相角θeを算出する。位置・速度検出器3は算出された
現在位置θmを位置制御器4の入力端子に接続された減
速器に出力し、算出された速度ωを速度制御器5の入力
端子に接続された減速器へ出力する。FIG. 1 is a block diagram showing an AC servomotor control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an encoder 2 is attached to an output unit directly connected to a mover of an AC servomotor 1.
The encoder 2 outputs a pulse signal and an origin signal corresponding to the displacement of the mover of the AC servomotor 1 to the position / speed detector 3. The position / speed detector 3 calculates the current position θm from the origin position, the velocity ω, and the current phase angle θe at which the power factor = 1, based on the pulse signal output from the encoder 2 and the origin signal. The position / speed detector 3 outputs the calculated current position θm to the speed reducer connected to the input terminal of the position controller 4, and outputs the calculated speed ω to the speed reducer connected to the input terminal of the speed controller 5. Output to
【0016】位置制御器4の入力端子に接続された減速
器において、装置外部から与えられた位置指令θmdと
位置・速度検出器3において算出された現在位置θmが
減算処理される。位置制御器4は、位置指令θmdと現
在位置θmとの間に位置偏差がある場合、その位置偏差
の位置偏差量Δθに所定の位置利得を乗じた信号をモー
タ速度指令ωdとして速度制御器5へ出力する。速度制
御器5の入力端子に接続された減速器において、位置制
御器4から入力されたモータ速度指令ωdと位置・速度
検出器3において算出された速度ωが減算処理される。
速度制御器5は、モータ速度指令ωdと速度ωとの間に
偏差がある場合、その偏差量に所定の速度利得を乗じた
信号を直流電流指令(トルク指令)iqとして3相交流
座標変換器6へ出力する。In the speed reducer connected to the input terminal of the position controller 4, a position command θmd given from outside the device and the current position θm calculated by the position / speed detector 3 are subtracted. When there is a position deviation between the position command θmd and the current position θm, the position controller 4 sets a signal obtained by multiplying the position deviation amount Δθ of the position deviation by a predetermined position gain as the motor speed command ωd. Output to In the speed reducer connected to the input terminal of the speed controller 5, the motor speed command ωd input from the position controller 4 and the speed ω calculated by the position / speed detector 3 are subtracted.
When there is a deviation between the motor speed command ωd and the speed ω, the speed controller 5 converts a signal obtained by multiplying the difference by a predetermined speed gain into a DC current command (torque command) iq as a three-phase AC coordinate converter. Output to 6.
【0017】図1に示すように、実施例1のACサーボ
モータ制御装置においては電流位相角切換手段10が設
けられている。この電流位相角切換手段10は、切換ス
イッチ11とスイッチ切換信号発生部12と電流位相角
格納部13とを具備している。スイッチ切換信号発生部
12は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじめて位
置偏差量Δθが零になった時、スイッチ切換信号Sを切
換スイッチ11と電流位相角格納部13へ出力するよう
構成されている。電流位相角格納部13は、前記スイッ
チ切換信号発生部12から出力されたスイッチ切換信号
Sにより、位置・速度検出器3から出力された力率=1
の電流位相角θeを格納する。As shown in FIG. 1, in the AC servomotor control device of the first embodiment, a current phase angle switching means 10 is provided. The current phase angle switching means 10 includes a changeover switch 11, a switch switching signal generator 12, and a current phase angle storage 13. The switch switching signal generating unit 12 is configured to output a switch switching signal S to the switch 11 and the current phase angle storage unit 13 when the positional deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the AC servomotor 1 starts operating. I have. The current phase angle storage unit 13 outputs the power factor = 1 output from the position / speed detector 3 based on the switch switching signal S output from the switch switching signal generation unit 12.
Is stored.
【0018】切換スイッチ11は、スイッチ切換信号発
生部12から出力されたスイッチ切換信号Sにより切換
動作を行う。この切換スイッチ11の切換動作により位
置・速度検出器3から出力された力率=1の電流位相角
θe又は、電流位相角格納部13に格納された電流位相
角θe0に90度(π/2ラジアン)を加算した力率=
0の電流位相角θe1の何れかが電流位相角θepとし
て三角関数値発生器7へ出力される。スイッチ切換信号
発生部12は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじ
めて位置偏差量Δθが零になった時、スイッチ切換信号
Sを出力する。このため、三角関数値発生器7にはAC
サーボモータ1が動作開始以降はじめて位置偏差量Δθ
が零になるまで位置・速度検出器3から出力された力率
=1の電流位相角θeが入力される。また、位置偏差量
Δθが零になってからは三角関数値発生器7に入力され
る電流位相角θepは、電流位相角格納部13に格納さ
れた電流位相角θeに90度(π/2ラジアン)を加算
した力率=0の電流位相角θe1となる。The changeover switch 11 performs a changeover operation in accordance with a switch changeover signal S output from the switch changeover signal generating section 12. The switching operation of the changeover switch 11 causes the current phase angle θe output from the position / speed detector 3 at the power factor = 1 or the current phase angle θe0 stored in the current phase angle storage unit 13 to be 90 degrees (π / 2). Radians)
Any of the 0 current phase angles θe1 is output to the trigonometric function value generator 7 as the current phase angle θep. The switch switching signal generator 12 outputs a switch switching signal S when the position deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the AC servomotor 1 starts operating. Therefore, the trigonometric function value generator 7
For the first time after the servomotor 1 starts operating, the position deviation amount Δθ
Until is zero, the current phase angle θe of the power factor = 1 output from the position / speed detector 3 is input. After the positional deviation Δθ becomes zero, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 is 90 degrees (π / 2) equal to the current phase angle θe stored in the current phase angle storage unit 13. (Radian) is added, and the current phase angle θe1 of the power factor = 0 is obtained.
【0019】次に、三角関数値発生器7に入力される電
流位相角θepの切換タイミングについて図2を参照し
て説明する。図2は三角関数値発生器7に入力される電
流位相角θepの切換タイミングを示すタイミングチャ
ートである。位置指令θmdとしては各種レベルを有す
る値が設定されるため、図2において斜線で示す帯状の
領域は位置指令θmdが設定される一定レベルの範囲を
示しており、その帯状の領域を囲んで示す実線における
交点の位置が位置指令θmdの切り換わる時を示してい
る。電流位相角切換手段10における切換スイッチ11
は、例えば時刻(t−1)における位置指令θmd(t
−1)から時刻(t)における位置指令θmd (t)
へ切り換わるタイミングTs1において、接点1から接
点2に切り換える。次に、位置偏差量Δθが零になるタ
イミングTo1において、切換スイッチ11は接点2か
ら接点1に切り換える。電流位相角切換手段10から出
力された電流位相角θepは、三角関数値発生器7にお
いて三角関数値に変換され、3相交流座標変換器6に出
力される。Next, the switching timing of the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart showing the switching timing of the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7. Since a value having various levels is set as the position command θmd, a band-shaped area indicated by oblique lines in FIG. 2 indicates a range of a certain level in which the position command θmd is set, and is indicated by surrounding the band-shaped area. The position of the intersection in the solid line indicates the time when the position command θmd switches. Changeover switch 11 in current phase angle switching means 10
Is, for example, the position command θmd (t
Position command θmd (t) from time -1) to time (t)
At the timing Ts1 at which the switch is made, the contact 1 is switched to the contact 2. Next, at the timing To1 at which the position deviation amount Δθ becomes zero, the changeover switch 11 switches from the contact 2 to the contact 1. The current phase angle θep output from the current phase angle switching means 10 is converted into a trigonometric function value in the trigonometric function value generator 7 and output to the three-phase AC coordinate converter 6.
【0020】3相交流座標変換器6においては、速度制
御器5から出力された直流電流指令(トルク指令)iq
と、三角関数発生器7から出力された前記電流位相角θ
epの三角関数値を用いて、U相電流指令iudとV相
電流指令ivdは下記の式(3)と式(4)により算出
される。In the three-phase AC coordinate converter 6, the DC current command (torque command) iq output from the speed controller 5 is output.
And the current phase angle θ output from the trigonometric function generator 7
U-phase current command iud and V-phase current command ivd are calculated by the following equations (3) and (4) using the trigonometric function value of ep.
【0021】 iud=−√(2/3)×iq×sinθep …(3) ivd=−√(2/3)×iq×sin(θep−2/3π)…(4)Uid = −√ (2/3) × iq × sin θep (3) ivd = −√ (2/3) × iq × sin (θep−2 / 3π) (4)
【0022】3相交流座標変換器6は、U相電流指令i
udをU相電流制御器8aへ出力し、V相電流指令iv
dをV相電流制御器8bへ出力する。U相電流制御器8
aでは検出されたU相モータ電流iuとU相電流指令i
udとの間に偏差がある場合、その偏差量に所定の電流
利得を乗じた信号をU相モータ電圧指令VuとしてPW
Mインバータ9へ出力する。The three-phase AC coordinate converter 6 outputs a U-phase current command i
ud to the U-phase current controller 8a, and outputs the V-phase current command iv
d is output to the V-phase current controller 8b. U-phase current controller 8
a, the detected U-phase motor current iu and the U-phase current command i
If there is a deviation between the current value and the Ud, a signal obtained by multiplying the deviation amount by a predetermined current gain is used as a U-phase motor voltage command Vu as PW
Output to M inverter 9.
【0023】一方、V相電流制御器8bでは検出された
V相モータ電流ivとV相電流指令ivdとの間に偏差
がある場合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた記号
をV相モータ電圧指令VvとしてPWMインバータ9へ
出力する。なお、W相モータ電圧指令VwはVw=−V
u−Vvの計算式から算出される。PWMインバータ9
において、上記のように形成されたU相モータ電圧指令
Vu、V相モータ電圧指令Vv、W相モータ電圧指令V
wに応じた電圧が、PWMインバータ9を構成するブリ
ッジ回路の各相に印加される。このようにブリッジ回路
の各相に電圧が印加されると、ACサーボモータ1の固
定子巻線に電流が流れ、ACサーボモータ1の可動子は
所定量移動する。ACサーボモータ1の可動子が装置外
部から与えられた位置指令θmdの位置に到達し、速度
ωが零になる。このとき、位置制御器4と速度制御器5
の出力は零となり、すなわち直流電流指令(トルク指
令)iqが零になる。これにより、ACサーボモータ1
は停止し、位置決め動作は完了する。On the other hand, if there is a deviation between the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command ivd, the V-phase current controller 8b displays a symbol obtained by multiplying the deviation by a predetermined current gain. It outputs to the PWM inverter 9 as the motor voltage command Vv. The W-phase motor voltage command Vw is Vw = −V
It is calculated from the equation of u-Vv. PWM inverter 9
In the above, the U-phase motor voltage command Vu, the V-phase motor voltage command Vv, and the W-phase motor voltage command V
A voltage corresponding to w is applied to each phase of the bridge circuit forming the PWM inverter 9. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit in this manner, a current flows through the stator winding of the AC servomotor 1 and the mover of the AC servomotor 1 moves by a predetermined amount. The mover of the AC servomotor 1 reaches the position indicated by the position command θmd given from outside the device, and the speed ω becomes zero. At this time, the position controller 4 and the speed controller 5
Becomes zero, that is, the DC current command (torque command) iq becomes zero. Thereby, the AC servomotor 1
Stops, and the positioning operation is completed.
【0024】以上のように、実施例1のACサーボモー
タ制御装置は、電流位相角切換手段10から出力された
電流位相角θepを切り換えることにより、ACサーボ
モータ1の動作時と停止時で固定子巻線に流す電流の電
流位相角が切り換わり、停止時の応答特性がフィードバ
ック特性に依存せず、ACサーボモータ1の可動子と固
定子の電気的吸引力によりACサーボモータ1の可動子
は所望の位置に停止する。As described above, the AC servo motor control device of the first embodiment switches the current phase angle θep output from the current phase angle switching means 10 so that the AC servo motor 1 is fixed when the AC servo motor 1 is operating and when it is stopped. The current phase angle of the current flowing through the slave winding is switched, and the response characteristics at the time of stop do not depend on the feedback characteristics, and the mover of the AC servomotor 1 is electrically attracted by the mover and the stator of the AC servomotor 1. Stops at the desired position.
【0025】《実施例2》以下、本発明のACサーボモ
ータ制御装置の一実施の形態である実施例2について添
付の図を参照しつつ説明する。図3は、実施例2のAC
サーボモータ制御装置を示すブロック図である。図2に
おいて、前述の実施例1のACサーボモータ制御装置と
同じ機能、構成を有するものには同じ符号を付して、そ
の説明は省略する。Embodiment 2 Hereinafter, Embodiment 2 which is one embodiment of the AC servomotor control device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 shows the AC of the second embodiment.
It is a block diagram showing a servo motor control device. In FIG. 2, components having the same functions and configurations as those of the AC servomotor control device of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0026】図3に示すように、ACサーボモータ1の
可動子に直結された出力部にはエンコーダ2が取り付け
られている。このエンコーダ2は位置・速度検出器3に
ACサーボモータ1の可動子の変位置に対応したパルス
信号と原点信号を出力する。位置・速度検出器3は、エ
ンコーダ2から出力されたパルス信号と原点信号によ
り、原点位置からの現在位置θm、速度ω、及び力率=
1となる電流位相角θeを算出する。算出された現在位
置θmは位置制御器4の入力端子に接続された減速器へ
入力され、算出された速度ωは速度制御器5の入力端子
に接続された減速器へ入力されるよう構成されている。As shown in FIG. 3, an encoder 2 is attached to an output section of the AC servomotor 1 which is directly connected to the mover. The encoder 2 outputs a pulse signal and an origin signal corresponding to the changed position of the mover of the AC servomotor 1 to the position / speed detector 3. The position / speed detector 3 calculates the current position θm, speed ω, and power factor from the origin position based on the pulse signal output from the encoder 2 and the origin signal.
The current phase angle θe that becomes 1 is calculated. The calculated current position θm is input to a speed reducer connected to the input terminal of the position controller 4, and the calculated speed ω is input to a speed reducer connected to the input terminal of the speed controller 5. ing.
【0027】位置制御器4においては、装置外部から与
えられる位置指令θmdと位置・速度検出器3の現在位
置θmとの間に位置偏差がある場合、その位置偏差量Δ
θに所定の位置利得を乗じた信号をモータ速度指令ωd
として出力する。また、速度制御器5においては、モー
タ速度指令ωdと速度ωの間に偏差があると、その偏差
量に所定の速度利得を乗じた信号を直流電流指令(トル
ク指令)iqとして直流電流指令(トルク指令)切換手
段14に出力する。図3に示すように、実施例2のAC
サーボモータ制御装置において、前述の実施例1と同じ
構成の電流位相角切換手段10が設けられており、図1
に示したように、実施例2の電流位相角切換手段10
は、切換スイッチ11とスイッチ切換信号発生部12と
電流位相角格納部13を具備している。In the position controller 4, when there is a position deviation between the position command θmd given from outside the apparatus and the current position θm of the position / speed detector 3, the position deviation Δ
The signal obtained by multiplying θ by a predetermined position gain is used as the motor speed command ωd
Output as Further, in the speed controller 5, when there is a deviation between the motor speed command ωd and the speed ω, a signal obtained by multiplying the difference by a predetermined speed gain is used as a DC current command (torque command) iq. (Torque command) switching means 14. As shown in FIG.
In the servo motor control device, a current phase angle switching means 10 having the same configuration as that of the first embodiment is provided.
As shown in the figure, the current phase angle switching means 10 of the second embodiment
Includes a changeover switch 11, a switch changeover signal generation unit 12, and a current phase angle storage unit 13.
【0028】スイッチ切換信号発生部12は、ACサー
ボモータ1が動作開始以降はじめて位置偏差量Δθが零
になった時、スイッチ切換信号Sを発生させる。電流位
相角格納部13は、スイッチ切換信号発生部12からの
スイッチ切換信号Sが入力された時、前記力率=1の電
流位相角θeを格納する。切換スイッチ11は、スイッ
チ切換信号発生部12のスイッチ切換信号Sが入力され
た時、位置・速度検出器3により検出された電流位相角
θeと、電流位相角格納部13に格納された電流位相角
θe0に90度(π/2ラジアン)を加算した力率=0
の電流位相角θe1との間を切り換える。切換スイッチ
11からの電流位相角θe又は電流位相角θe1は三角
関数値発生器7へ出力される。The switch switching signal generator 12 generates a switch switching signal S when the position deviation Δθ becomes zero for the first time after the operation of the AC servomotor 1 starts. The current phase angle storage unit 13 stores the current phase angle θe at the power factor = 1 when the switch switching signal S from the switch switching signal generation unit 12 is input. The changeover switch 11 receives the current phase angle θe detected by the position / speed detector 3 and the current phase stored in the current phase angle storage 13 when the switch switching signal S of the switch switching signal generator 12 is input. Power factor = 0 obtained by adding 90 degrees (π / 2 radians) to angle θe0
Between the current phase angle θe1 and the current phase angle θe1. The current phase angle θe or the current phase angle θe1 from the changeover switch 11 is output to the trigonometric function value generator 7.
【0029】図3に示すように、実施例2のACサーボ
モータ制御装置には、直流電流指令(トルク指令)切換
手段14が設けられている。直流電流指令切換手段14
は、ACサーボモータ1が動作開始以降はじめて位置偏
差Δθが零になった時、すなわち電流位相角切換手段1
0のスイッチ切換信号発生部12からスイッチ切換信号
Sが入力された時、直流電流指令切換手段14における
切換スイッチ15は接点1と接点2とを切り換える。切
換スイッチ15の接点1にはACサーボモータ1により
駆動される機構の定常負荷状態におけるモータ換算トル
ク値(直流電流値)iq0が入力されている。切換スイ
ッチ15の接点2には速度制御器5のモータ速度指令i
qが入力されている。As shown in FIG. 3, the AC servomotor control device of the second embodiment is provided with a DC current command (torque command) switching means 14. DC current command switching means 14
Means that the position deviation Δθ becomes zero for the first time after the operation of the AC servomotor 1 is started, that is, the current phase angle switching means 1
When the switch switching signal S is input from the switch switching signal generator 12 of 0, the switch 15 in the DC current command switching means 14 switches between the contact 1 and the contact 2. The motor-converted torque value (DC current value) iq0 of the mechanism driven by the AC servomotor 1 in a steady load state is input to the contact 1 of the changeover switch 15. A motor speed command i of the speed controller 5 is provided at the contact 2 of the changeover switch 15.
q has been entered.
【0030】次に、切換スイッチ15の接点1に入力さ
れるモータ換算トルク値(直流電流値)iq0の具体例
について説明する。例えば、ACサーボモータ1(定格
電流I0、定格トルクT0の回転型モータ)にボールネ
ジ(半径RB、減速比r)が直結され、このボールネジ
に質量Mの負荷が取り付けられ鉛直方向に動作させる場
合の機構について考察する。この場合は、重力加速度を
gとしたときACサーボモータ1に接続された機構のモ
ータ換算トルク値(直流電流値)iq0は、下記式
(5)により算出される。Next, a specific example of the motor-converted torque value (DC current value) iq0 input to the contact 1 of the changeover switch 15 will be described. For example, when a ball screw (radius RB, reduction ratio r) is directly connected to an AC servomotor 1 (rotary motor having a rated current I0 and a rated torque T0), and a load of mass M is attached to the ball screw to operate vertically. Consider the mechanism. In this case, when the gravitational acceleration is g, the motor-converted torque value (DC current value) iq0 of the mechanism connected to the AC servomotor 1 is calculated by the following equation (5).
【0031】 iq0={−(Mg×RB)/(T0×r)}×I0 …(5)Iq0 = {− (Mg × RB) / (T0 × r)} × I0 (5)
【0032】従って、ACサーボモータ1が動作開始以
降はじめて位置偏差量Δθが零になるまでは三角関数値
発生器7に入力される電流位相角θepは、位置・速度
検出器3からの電流位相角θeとなる。また、3相交流
座標変換器6に入力される直流電流指令(トルク指令)
iqpは、速度制御器5の直流電流指令iqとなる。一
方、位置偏差量Δθが零になってからは三角関数値発生
器7へ入力される電流位相角θepは、電流位相角格納
部13に格納された電流位相角θe0に90度(π/2
ラジアン)を加算した力率=0の電流位相角θe1とな
る。また、3相交流座標変換器6に入力される直流電流
指令(トルク指令)iqpは、モータ換算トルク値(直
流電流値)iq0となる。Therefore, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 until the position deviation amount Δθ becomes zero for the first time after the operation of the AC servomotor 1 is started is equal to the current phase angle from the position / speed detector 3. The angle θe. Also, a DC current command (torque command) input to the three-phase AC coordinate converter 6
iqp is the DC current command iq of the speed controller 5. On the other hand, after the position deviation amount Δθ becomes zero, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 becomes the current phase angle θe0 stored in the current phase angle storage unit 90 by 90 degrees (π / 2).
(Radian) is added, and the current phase angle θe1 of the power factor = 0 is obtained. The DC current command (torque command) iqp input to the three-phase AC coordinate converter 6 is a motor-converted torque value (DC current value) iq0.
【0033】3相交流座標変換器6において、直流電流
指令(トルク指令)iqpと、三角関数値発生器7から
出力された電流位相角θepの三角関数値を用いて、下
記式(6)と式(7)によりU相電流指令iudとV相
電流指令ivdが算出される。Using the DC current command (torque command) iqp and the trigonometric function value of the current phase angle θep output from the trigonometric function value generator 7 in the three-phase AC coordinate converter 6, the following equation (6) is obtained. The U-phase current command uid and the V-phase current command ivd are calculated by equation (7).
【0034】 iud=−√(2/3)×iq×sinθep …(6) ivd=−√(2/3)×iq×sin(θep−2/3π)…(7)Uid = −√ (2/3) × iq × sin θep (6) ivd = −√ (2/3) × iq × sin (θep−2 / 3π) (7)
【0035】次に、三角関数値発生器7へ入力される電
流位相角θep及び3相交流座標変換器6へ入力される
直流電流指令(トルク指令)iqpの切換タイミングに
ついて図4を参照して説明する。図4は切換スイッチ1
1による電流位相角θepとと切換スイッチ15による
直流電流指令(トルク指令)iqpの切換タイミングを
示すタイミングチャートである。電流位相角切換手段1
0における切換スイッチ11、及び直流電流指令(トル
ク指令)切換手段14における切換スイッチ15はそれ
ぞれ、例えば時刻(t−1)における位置指令θmd
(t−1)から時刻(t)における位置指令θmd
(t)へ切り換わるタイミングTs1において、接点1
から接点2に切り換えられる。次に、位置偏差量Δθが
零になるタイミングTo1において、切換スイッチ11
と切換スイッチ15は接点2から接点1にそれぞれ切り
換えられる。Next, the switching timing of the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 and the DC current command (torque command) iqp input to the three-phase AC coordinate converter 6 will be described with reference to FIG. explain. FIG. 4 shows the changeover switch 1
6 is a timing chart showing the switching timing of a current phase angle θep by 1 and a DC current command (torque command) iqp by a changeover switch 15. Current phase angle switching means 1
0 and the changeover switch 15 of the DC current command (torque command) changeover means 14 are, for example, position commands θmd at time (t−1), respectively.
Position command θmd from (t−1) to time (t)
At the timing Ts1 for switching to (t), the contact 1
To the contact 2. Next, at the timing To1 when the positional deviation amount Δθ becomes zero, the changeover switch 11
And the changeover switch 15 are switched from the contact 2 to the contact 1, respectively.
【0036】電流位相角切換手段10から出力された電
流位相角θepは、三角関数値発生器7において三角関
数値に変換され、3相交流座標変換器6に出力される。
3相交流座標変換器6においては、速度制御器5から出
力された直流電流指令(トルク指令)iqと、三角関数
値発生器7から出力された前記電流位相角θepの三角
関数値を用いて、U相電流指令iudとV相電流指令i
vdが前述の式(6)と式(7)により算出される。3
相交流座標変換器6は、U相電流指令iudをU相電流
制御器8aへ出力し、V相電流指令ivdをV相電流制
御器8bへ出力する。U相電流制御器8aでは検出され
たU相モータ電流iuとU相電流指令iudとの間に偏
差がある場合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた信
号をU相モータ電圧指令VuとしてPWMインバータ9
へ出力する。The current phase angle θep output from the current phase angle switching means 10 is converted into a trigonometric function value by a trigonometric function value generator 7 and output to a three-phase AC coordinate converter 6.
The three-phase AC coordinate converter 6 uses the DC current command (torque command) iq output from the speed controller 5 and the trigonometric function value of the current phase angle θep output from the trigonometric function value generator 7. , U-phase current command iud and V-phase current command i
vd is calculated by the aforementioned equations (6) and (7). Three
The phase AC coordinate converter 6 outputs the U-phase current command uid to the U-phase current controller 8a, and outputs the V-phase current command ivd to the V-phase current controller 8b. When there is a deviation between the detected U-phase motor current iu and the U-phase current command iud in the U-phase current controller 8a, a signal obtained by multiplying the deviation by a predetermined current gain is used as the U-phase motor voltage command Vu. PWM inverter 9
Output to
【0037】一方、V相電流制御器8bでは検出された
V相モータ電流ivとV相電流指令ivdとの間に偏差
がある場合、その偏差量に所定の電流利得を乗じた信号
をV相モータ電圧指令VvとしてPWMインバータ9へ
出力する。なお、W相モータ電圧指令VwはVw=−V
u−Vvの計算式から算出される。PWMインバータ9
において、上記のように形成されたU相モータ電圧指令
Vu、V相モータ電圧指令Vv、W相モータ電圧指令V
wに応じた電圧がPWMインバータ9を構成するブリッ
ジ回路の各相に印加される。このようにブリッジ回路の
各相に電圧が印加されると、ACサーボモータ1の固定
子巻線に電流が流れ、ACサーボモータ1の可動子は所
定量移動する。ACサーボモータ1の可動子が装置外部
から与えられた位置指令θmdの位置に到達し、速度ω
が零になる。このとき、位置制御器4と速度制御器5の
出力は零となり、すなわち直流電流指令(トルク指令)
iqが零になる。これにより、ACサーボモータ1は停
止し、位置決め動作は完了する。On the other hand, when there is a deviation between the detected V-phase motor current iv and the V-phase current command ivd, the V-phase current controller 8b outputs a signal obtained by multiplying the deviation by a predetermined current gain. It outputs to the PWM inverter 9 as the motor voltage command Vv. The W-phase motor voltage command Vw is Vw = −V
It is calculated from the equation of u-Vv. PWM inverter 9
In the above, the U-phase motor voltage command Vu, the V-phase motor voltage command Vv, and the W-phase motor voltage command V
A voltage corresponding to w is applied to each phase of the bridge circuit constituting the PWM inverter 9. When a voltage is applied to each phase of the bridge circuit in this manner, a current flows through the stator winding of the AC servomotor 1 and the mover of the AC servomotor 1 moves by a predetermined amount. The mover of the AC servo motor 1 reaches the position indicated by the position command θmd given from outside the device, and the speed ω
Becomes zero. At this time, the outputs of the position controller 4 and the speed controller 5 become zero, that is, a DC current command (torque command).
iq becomes zero. Thus, the AC servomotor 1 stops, and the positioning operation is completed.
【0038】以上のように、実施例2のACサーボモー
タ制御装置においては、三角関数値発生器7へ入力され
る電流位相角θepと、3相交流座標変換器6に入力さ
れる直流電流指令(トルク指令)iqpを切り換えるこ
とにより、ACサーボモータの動作時と停止時で固定子
巻線に流す電流の電流位相角が切り換わるよう構成され
ている。このように構成されているため、実施例2のA
Cサーボモータ制御装置は、停止時の応答特性がフィー
ドバック特性に依存せず、ACサーボモータ1の可動子
と固定子の電気的吸引力によりACサーボモータ1の可
動子が所望の位置に停止する。また、実施例2のACサ
ーボモータ制御装置は、ACサーボモータに鉛直方向負
荷などの定常負荷がかかる場合にもモータ停止保持が可
能となる。As described above, in the AC servomotor controller of the second embodiment, the current phase angle θep input to the trigonometric function value generator 7 and the DC current command input to the three-phase AC coordinate converter 6 By switching the (torque command) iqp, the current phase angle of the current flowing through the stator winding is switched between when the AC servomotor is operating and when it is stopped. Because of such a configuration, A of Example 2
In the C servo motor control device, the response characteristic at the time of stop does not depend on the feedback characteristic, and the movable element of the AC servo motor 1 stops at a desired position by the electric attractive force of the movable element and the stator of the AC servo motor 1. . Further, the AC servomotor control device according to the second embodiment can hold the motor stopped even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上、実施例について詳細に説明したと
ころから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
本発明によれば、ACサーボモータの動作時と停止時に
おいて、固定子巻線に流す電流の電流位相角が切り換わ
るように構成されているため、停止時の応答特性がフィ
ードバック特性に依存せず、ACサーボモータの可動子
と固定子の電気的吸引力によりACサーボモータの可動
子を所望の位置に停止させることができる。従って、本
発明のACサーボモータ制御装置及びACサーボモータ
制御方法によれば、ACサーブモータの駆動制御におい
て高速応答性及び高い位置精度を実現することができる
とともに、ハンチング防止と停止応答特性の改善を図る
ことができる。As apparent from the detailed description of the embodiments, the present invention has the following effects.
According to the present invention, the AC servomotor is configured so that the current phase angle of the current flowing through the stator winding is switched between when the AC servomotor is operating and when the AC servomotor is stopped. Instead, the mover of the AC servomotor can be stopped at a desired position by the electric attractive force of the mover and the stator of the AC servomotor. Therefore, according to the AC servo motor control device and the AC servo motor control method of the present invention, high-speed response and high positional accuracy can be realized in drive control of the AC serve motor, and hunting prevention and stop response characteristics are improved. Can be achieved.
【0040】また、本発明によれば、ACサーボモータ
に鉛直方向負荷などの定常負荷がかかる場合にもモータ
停止保持が可能となるため、モータ停止制御の高速応答
性及び高い位置精度を実現することができ、ハンチング
防止と停止するまでの応答特性の改善を実現することが
できる。さらに、本発明によれば、ACサーボモータに
鉛直方向負荷などの定常負荷がかかる場合にも定常負荷
のモータトルク換算値を指令値に設定できる構成である
ため、モータ停止保持力が必要最低限となり、モータ発
熱の大幅な低減を図ることができる。Further, according to the present invention, even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor, it is possible to maintain the motor stop, thereby realizing high-speed response and high positional accuracy of the motor stop control. As a result, hunting can be prevented, and the response characteristics up to the stop can be improved. Furthermore, according to the present invention, even when a steady load such as a vertical load is applied to the AC servomotor, the motor torque conversion value of the steady load can be set to the command value. Thus, the heat generation of the motor can be significantly reduced.
【図1】本発明の一実施の形態である実施例1のACサ
ーボモータ制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an AC servomotor control device according to a first embodiment which is an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1の電流位相角の切り換え時期
を示すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing a timing of switching a current phase angle according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施の形態である実施例2のACサ
ーボモータ制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an AC servo motor control device according to a second embodiment which is an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例2における電流位相角、直流電
流指令(トルク指令)切り換え時期を示すタイミングチ
ャートである。FIG. 4 is a timing chart showing a current phase angle and a switching timing of a DC current command (torque command) in Embodiment 2 of the present invention.
【図5】従来のACサーボモータ制御装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional AC servomotor control device.
1 ACサーボモータ 2 エンコーダ 3 位置・速度検出器 4 位置制御器 5 速度制御器 6 3相交流座標変換器 7 三角関数値発生器 8a U相電流制御器 8b V相電流制御器 9 PWMインバータ 10 電流位相角切換手段 11 切換スイッチ 12 スイッチ切換信号発生部 13 電流位相角格納部 Reference Signs List 1 AC servo motor 2 Encoder 3 Position / speed detector 4 Position controller 5 Speed controller 6 3-phase AC coordinate converter 7 Trigonometric function value generator 8a U-phase current controller 8b V-phase current controller 9 PWM inverter 10 Current Phase angle switching means 11 Changeover switch 12 Switch changeover signal generator 13 Current phase angle storage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H550 BB05 DD01 EE05 FF02 FF03 GG01 GG03 GG05 GG07 GG08 HB16 LL07 LL22 LL35 5H560 DA07 DC01 XA02 XA04 XA05 XA06 5H576 AA17 BB04 BB09 DD02 DD07 EE04 EE11 EE19 FF05 GG01 GG02 GG04 GG07 HB02 LL07 LL22 LL39 LL41 LL42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H550 BB05 DD01 EE05 FF02 FF03 GG01 GG03 GG05 GG07 GG08 HB16 LL07 LL22 LL35 5H560 DA07 DC01 XA02 XA04 XA05 XA06 5H576 AA17 BB04 BB09 DD02 DD07 EE19 GG02 GG04 LL22 LL39 LL41 LL42
Claims (6)
検出し、位置信号、速度信号及び第1の電流位相角信号
を形成する位置・速度検出器、 前記位置・速度検出器の位置信号と前記モータの位置指
令信号との位置偏差が入力され、モータ速度指令信号を
出力する位置制御器、 前記位置・速度検出器の速度信号と前記位置制御器のモ
ータ速度指令信号との速度偏差が入力され、直流電流指
令信号を出力する速度制御器、 前記位置・速度検出器の第1の電流位相角信号と前記第
1の電流位相角信号に90度を加えた力率=0の第2の
電流位相角信号とを切り換え可能であり、前記モータの
動作開始以降はじめて位置偏差が零になったとき、第2
の電流位相角信号を出力する電流位相角切換手段、 前記電流位相角切換手段から出力された第1の電流位相
角信号又は第2の電流位相角信号を三角関数値信号に変
換する三角関数値発生器、 前記速度制御器から出力された直流電流指令信号が入力
され、前記三角関数値発生器から出力された三角関数値
信号が入力される3相交流座標変換器、 前記3相交流座標変換器から出力された各相の電流指令
値信号により各相の電機子電流を制御する電流制御器、
及びパルス幅を変調して前期モータを駆動するPWMイ
ンバータ、 を具備することを特徴とするACサーボモータ制御装
置。1. A position / speed detector for detecting a displacement amount, a speed, and a current phase angle of a motor to form a position signal, a speed signal, and a first current phase angle signal, and a position signal of the position / speed detector. And a position deviation between the position command signal of the motor and the position command signal, and a position controller that outputs a motor speed command signal. The speed deviation between the speed signal of the position / speed detector and the motor speed command signal of the position controller is A speed controller that inputs and outputs a DC current command signal, a first current phase angle signal of the position / speed detector, and a second current factor of 90 obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal. And the current phase angle signal can be switched, and when the position deviation becomes zero for the first time since the start of the operation of the motor, the second
Current phase angle switching means for outputting a current phase angle signal, a triangular function value for converting the first current phase angle signal or the second current phase angle signal output from the current phase angle switching means to a trigonometric function value signal A three-phase AC coordinate converter to which a DC current command signal output from the speed controller is input and a trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator is input; Current controller that controls the armature current of each phase by the current command value signal of each phase output from the
And a PWM inverter that modulates the pulse width to drive the motor.
開始以降はじめて位相偏差が零になったとき、スイッチ
切換信号を出力するスイッチ切換信号発生部と、 前記スイッチ切換信号により、力率=1の第1の電流位
相角信号を格納する電流位相角格納部と、 前記スイッチ切換信号により、前記電流位相角格納部に
格納された前記第1の電流位相角信号に90度を加えた
力率=0の第2の電流位相角信号を前記三角関数値発生
器へ出力するよう切り換える第1の切換スイッチとを有
する請求項1記載のACサーボモータ制御装置。2. A switch switching signal generating section for outputting a switch switching signal when a phase deviation becomes zero for the first time after the start of operation of a motor, a current factor switching unit comprising: a power factor = 1 based on the switch switching signal; And a power factor obtained by adding 90 degrees to the first current phase angle signal stored in the current phase angle storage unit according to the switch switching signal. 2. The AC servomotor control device according to claim 1, further comprising: a first changeover switch for changing over so as to output a second current phase angle signal of = 0 to the trigonometric function value generator.
指令と、モータにより駆動される機構の定常負荷状態に
おけるモータ換算トルク値信号とを前記スイッチ切換信
号発生部のスイッチ切換信号により切り換えて、3相交
流座標変換器へ出力する第2の切換スイッチを有する直
流電流指令切換手段を備える請求項2記載のACサーボ
モータ制御装置。3. A DC current command output from the speed controller and a motor-converted torque value signal in a steady load state of a mechanism driven by a motor are switched by a switch switching signal of the switch switching signal generator. 3. The AC servomotor control device according to claim 2, further comprising a DC current command switching unit having a second switch for outputting to the three-phase AC coordinate converter.
度及び電流位相角を検出し、位置信号、速度信号及び第
1の電流位相角信号を形成する工程、 位置制御器に前記位置・速度検出器の位置信号と前記モ
ータの位置指令信号との位置偏差が入力され、モータ速
度指令信号を速度制御器へ出力する工程、 前記位置・速度検出器の速度信号と前記位置制御器のモ
ータ速度指令信号との速度偏差が入力され、直流電流指
令信号を3相交流座標変換器へ出力する工程、 電流位相角切換手段が前記位置・速度検出器の第1の電
流位相信号と前記第1の電流位相角信号に90度を加え
た力率=0の第2の電流位相角信号とを切り換えて出力
し、前記モータの動作開始以降はじめて位置偏差が零に
なったとき、第2の電流位相角信号を出力する工程、 三角関数値発生器が前記電流位相角切換手段から出力さ
れた第1の電流位相角信号又は第2の電流位相角信号を
三角関数値信号に変換する工程、 3相交流座標変換器に前記速度制御器から出力された直
流電流指令信号と、前記三角関数値発生器から出力され
た三角関数値信号が入力され、各相の電機子電流を制御
する工程、及びPWMインバータによりパルス幅を変調
して前記モータを駆動する工程、 を有することを特徴とするACサーボモータ制御方法。4. A step of detecting a displacement, a speed and a current phase angle of the motor by a position / speed detector to form a position signal, a speed signal and a first current phase angle signal. A step of receiving a position deviation between a position signal of a speed detector and a position command signal of the motor and outputting a motor speed command signal to a speed controller; a speed signal of the position / speed detector and a motor of the position controller; A step of receiving a speed deviation from a speed command signal and outputting a DC current command signal to a three-phase AC coordinate converter, wherein a current phase angle switching means includes a first current phase signal of the position / speed detector and the first current phase signal; A second current phase angle signal having a power factor of 0 obtained by adding 90 degrees to the current phase angle signal of the motor is switched and output. When the position deviation becomes zero for the first time since the start of operation of the motor, the second current Outputting a phase angle signal; Converting a first current phase angle signal or a second current phase angle signal output from the current phase angle switching means into a trigonometric function value signal by a function value generator; The DC current command signal output from the device and the trigonometric function value signal output from the trigonometric function value generator are input, the step of controlling the armature current of each phase, and the pulse width modulated by the PWM inverter. A method for controlling the AC servomotor, comprising: driving the motor.
が零になったとき、スイッチ切換信号を出力し、 前記スイッチ切換信号により、電流位相角格納部に格納
された第1の電流位相角信号に90度を加えた力率=0
の第2の電流位相角信号を前記三角関数値発生器へ出力
するよう切り換える工程を有する請求項4記載のACサ
ーボモータ制御方法。5. When the position deviation becomes zero for the first time after the start of operation of the motor, a switch switching signal is output, and the first current phase angle signal stored in the current phase angle storage section is output by the switch switching signal. Power factor with 90 degrees added = 0
5. The method of controlling an AC servo motor according to claim 4, further comprising the step of switching the second current phase angle signal to be output to the trigonometric function value generator.
と、モータにより駆動される機構の定常負荷状態におけ
るモータ換算トルク値信号とをスイッチ切換信号発生部
のスイッチ切換信号により切り換えて、3相交流座標変
換器へ出力する工程を有する請求項5記載のACサーボ
モータ制御方法。6. A three-phase control system according to claim 1, wherein a DC current command output from the speed controller and a motor-converted torque value signal in a steady load state of a mechanism driven by the motor are switched by a switch switching signal of a switch switching signal generator. 6. The AC servomotor control method according to claim 5, further comprising a step of outputting to an AC coordinate converter.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000162413A JP2001346391A (en) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | AC servo motor control device and AC servo motor control method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008011627A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | Motor controller |
CN102545735A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 上海大郡动力控制技术有限公司 | Method for processing current static deviation of permanent magnet motor |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000162413A patent/JP2001346391A/en active Pending
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JP2008011627A (en) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | Motor controller |
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