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JP2018137932A - Motor control device, control method, and image forming apparatus - Google Patents

Motor control device, control method, and image forming apparatus Download PDF

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JP2018137932A
JP2018137932A JP2017031680A JP2017031680A JP2018137932A JP 2018137932 A JP2018137932 A JP 2018137932A JP 2017031680 A JP2017031680 A JP 2017031680A JP 2017031680 A JP2017031680 A JP 2017031680A JP 2018137932 A JP2018137932 A JP 2018137932A
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Japan
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motor
voltage
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electric motor
current
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JP2017031680A
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大地 鈴木
Daichi Suzuki
大地 鈴木
優太 橘
Yuta Tachibana
優太 橘
博之 吉川
Hiroyuki Yoshikawa
博之 吉川
恭宏 小出
Yasuhiro Koide
恭宏 小出
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely suppress an increase in power supply voltage due to regenerative drive as compared with a prior art.SOLUTION: A motor control device 20 controlling a plurality of motors 3 connected to one power supply device 1B comprises: a vector control part 25 that controls vectors of the respective motors 3; a voltage increase detection part 212 that detects an increase in voltage V1 of the power supply device 1B due to regenerative drive of the motors 3; a selection part 214 that selects a motor 3 from the plurality of motors 3 according to a predetermined condition; and a current control command part 216 that, when the increase in voltage V1 of the power supply device 1B is detected by the voltage increase detection part 212, gives a command ΔId* to the vector control part 25 to cause a current to flow in the motor 3 selected by the selection part 214, the current to be consumed as heat inside the motor 3.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電動機制御装置、制御方法、および画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electric motor control device, a control method, and an image forming apparatus.

複写機、プリンタ、およびファクシミリ機などの画像形成装置において、用紙を搬送するローラなどを回転させる駆動源として、永久磁石同期電動機(PMSM:Permanent Magnet Synchronous Motor)が用いられている。   In image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimile machines, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is used as a drive source for rotating a roller that conveys paper.

一般に、永久磁石同期電動機は、捲線を有する固定子と永久磁石を用いた回転子とを有し、捲線に交流電流を流して回転磁界を発生させることにより、回転子をそれに同期して回転させる。交流電流をd−q座標系のベクトルの成分として制御を行うベクトル制御によると、効率よく滑らかに回転させることができる。   In general, a permanent magnet synchronous motor has a stator having a winding and a rotor using a permanent magnet, and an alternating current is passed through the winding to generate a rotating magnetic field, thereby rotating the rotor in synchronization therewith. . According to the vector control that controls the alternating current as a vector component in the dq coordinate system, it can be efficiently and smoothly rotated.

回転を減速しまたは停止させるときに、回転方向と反対の方向のトルクを発生させる回生駆動を行うと、そのようなトルクを発生させない場合と比べて早く減速または停止させることができる。   When regenerative driving that generates torque in the direction opposite to the rotation direction is performed when the rotation is decelerated or stopped, the rotation can be decelerated or stopped earlier than when such torque is not generated.

しかし、回生駆動を行うと、回生電流が電源に流入することにより電源電圧が上昇することがある。電源電圧が上昇すると、電源の保護回路が動作して電源の動作が停止したり電源内の回路が破損したりするおそれがある。   However, when regenerative driving is performed, the power supply voltage may rise due to the regenerative current flowing into the power supply. When the power supply voltage rises, the protection circuit for the power supply operates to stop the operation of the power supply or damage the circuit in the power supply.

回生電流の流入による電源電圧の上昇を抑えるための先行技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1には、q軸電流を調整してブレーキトルクを制御するとともに、d軸電流を調整して回生エネルギーを制御することが開示されている。   As a prior art for suppressing an increase in power supply voltage due to inflow of regenerative current, there is a technique described in Patent Document 1. Patent Document 1 discloses that the brake torque is controlled by adjusting the q-axis current and the regenerative energy is controlled by adjusting the d-axis current.

特開2002−84780号公報JP 2002-84780 A

上に述べた特許文献1の技術には、電動機に流すことができるd軸電流に上限があることから、電源電圧を上昇させる回生エネルギーを十分に熱として消費させることができないことがある、という問題があった。例えば、d軸電流による発熱が電動機の耐熱条件を満たす範囲内となるようd軸電流量を抑える必要がある。特に電動機が高温であるときには許容される発熱量が少ないので、このときのd軸電流の上限値は小さい。また、駆動回路の許容電流量によりd軸電流の上限が決まる。さらに、回転速度の制御に高精度が求められる電動機については、回転速度に影響しない程度の僅かなd軸電流しか流すことができず、実質的に回生エネルギーを消費させることができない。   In the technique of Patent Document 1 described above, since there is an upper limit to the d-axis current that can be passed to the motor, the regenerative energy that raises the power supply voltage may not be consumed sufficiently as heat. There was a problem. For example, it is necessary to suppress the d-axis current amount so that the heat generated by the d-axis current is within a range that satisfies the heat resistance condition of the electric motor. In particular, when the motor is at a high temperature, the allowable amount of heat generation is small, so the upper limit value of the d-axis current at this time is small. Further, the upper limit of the d-axis current is determined by the allowable current amount of the drive circuit. Furthermore, for an electric motor that requires high accuracy in controlling the rotational speed, only a small d-axis current that does not affect the rotational speed can flow, and the regenerative energy cannot be consumed substantially.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、回生駆動による電源電圧の上昇を従来よりも確実に抑えることのできる電動機制御装置および電動機制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor control device and an electric motor control method that can more reliably suppress an increase in power supply voltage due to regenerative driving than before.

本発明の実施形態に係る電動機制御装置は、1つの電源装置に接続された複数の電動機を制御する電動機制御装置であって、前記電動機をそれぞれベクトル制御するベクトル制御部と、前記電動機の回生電流による前記電源装置の電圧の上昇を検出する電圧上昇検出部と、複数の前記電動機の中から所定の条件にしたがって電動機を選択する選択部と、前記電圧上昇検出部により前記電源装置の電圧の上昇が検出されたときに、前記選択部によって選択された前記電動機に対し、当該電動機の内部で熱として消費される電流を流すよう前記ベクトル制御部に指令を与える電流制御指令部と、を有する。   An electric motor control device according to an embodiment of the present invention is an electric motor control device that controls a plurality of electric motors connected to a single power supply device, the vector control unit performing vector control of each of the electric motors, and the regenerative current of the electric motors A voltage rise detection unit that detects a voltage rise of the power supply device due to, a selection unit that selects a motor from a plurality of the motors according to a predetermined condition, and a voltage rise detection unit that increases the voltage of the power supply device A current control command unit that gives a command to the vector control unit to flow a current consumed as heat inside the motor to the motor selected by the selection unit.

本発明によると、回生駆動による電源電圧の上昇を従来よりも確実に抑えることができる。   According to the present invention, an increase in power supply voltage due to regenerative driving can be suppressed more reliably than in the past.

本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。1 is a diagram illustrating an outline of a configuration of an image forming apparatus including a motor control device according to an embodiment of the present invention. モータ制御装置の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a structure of a motor control apparatus. モータの構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of a motor. モータの駆動の4つの態様を示す図である。It is a figure which shows four aspects of the drive of a motor. モータのd−q軸モデルを示す図である。It is a figure which shows the dq axis | shaft model of a motor. モータ制御装置における主制御部および駆動・制御回路の機能的構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the main control part in a motor control apparatus, and a drive / control circuit. 駆動・制御回路における駆動部および電流検出部の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the drive part in a drive and control circuit, and a current detection part. 駆動・制御回路におけるベクトル制御部の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the vector control part in a drive / control circuit. 駆動・制御回路の機能的構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the functional structure of a drive / control circuit. モータ制御装置における処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process in a motor control apparatus.

図1には本発明の一実施形態に係るモータ制御装置20を備えた画像形成装置1の構成の概要が、図2にはモータ制御装置20の構成の概要が、それぞれ示されている。   FIG. 1 shows an outline of the configuration of the image forming apparatus 1 including the motor control device 20 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an outline of the configuration of the motor control device 20.

図1において、画像形成装置1は、タンデム型のプリンタエンジン1Aおよび商用交流を直流に変換する電源装置1Bを備えた電子写真式のカラープリンタである。   In FIG. 1, an image forming apparatus 1 is an electrophotographic color printer including a tandem printer engine 1A and a power supply device 1B that converts commercial alternating current into direct current.

プリンタエンジン1Aは、トナー像を形成するための4個のイメージングステーション4Y,4M,4C,4Kを中心に構成される。カラー印刷モードにおいて、4個のイメージングステーション4Y,4M,4C,4Kは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(ブラック)の4色のトナー像を並行して形成する。イメージングステーション4Y,4M,4C,4Kは、それぞれ筒状の感光体5、帯電ローラ6、プリントヘッド7、および現像器8などを有している。   The printer engine 1A is configured around four imaging stations 4Y, 4M, 4C, and 4K for forming toner images. In the color printing mode, the four imaging stations 4Y, 4M, 4C, and 4K form toner images of four colors Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) in parallel. To do. Each of the imaging stations 4Y, 4M, 4C, and 4K includes a cylindrical photosensitive member 5, a charging roller 6, a print head 7, a developing device 8, and the like.

イメージングステーション4Y〜4Kにより形成されたトナー像は、感光体5から転写ベルト16に1次転写される。1次転写されたトナー像は、2次転写ローラ14のニップ部で、用紙カセット10から給紙ローラ12によって引き出されてレジストローラ13を経て搬送されてきた用紙2に2次転写される。トナー像が2次転写された用紙2は、定着器17の内部を通過する。定着器17は、定着ローラ17A,17Bにより用紙2を搬送しながら熱と圧力とを加える。これにより、トナー像が用紙2に定着する。定着器17を通過した用紙2は、排紙ローラ18により排紙トレイ19へ送り出される。   The toner images formed by the imaging stations 4Y to 4K are primarily transferred from the photoreceptor 5 to the transfer belt 16. The primarily transferred toner image is secondarily transferred at the nip portion of the secondary transfer roller 14 to the paper 2 that has been drawn from the paper cassette 10 by the paper feed roller 12 and conveyed through the registration roller 13. The sheet 2 on which the toner image is secondarily transferred passes through the inside of the fixing device 17. The fixing device 17 applies heat and pressure while conveying the paper 2 by the fixing rollers 17A and 17B. As a result, the toner image is fixed on the sheet 2. The sheet 2 that has passed through the fixing unit 17 is sent out to a sheet discharge tray 19 by a sheet discharge roller 18.

画像形成装置1は、回転駆動源として複数のブラシレスモータを備えている。例えば、図2に示すように、給紙モータ3a、排紙モータ3b、定着モータ3c、感光体モータ3d,3e,3f,3g、および転写体モータ3hなどが画像形成装置1に備わっている。   The image forming apparatus 1 includes a plurality of brushless motors as a rotational drive source. For example, as shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes a paper feed motor 3a, a paper discharge motor 3b, a fixing motor 3c, photoconductor motors 3d, 3e, 3f, 3g, and a transfer body motor 3h.

給紙モータ3aは、給紙ローラ12を駆動する。排紙モータ3cは、排紙ローラ18を駆動する。定着モータ3bは、定着ローラ17A,17Bを駆動する。感光体モータ3d,3e,3f,3gは、それぞれ対応するイメージングステーション4Y,4M,4C,4Kの感光体5を駆動する。そして、転写体モータ3hは、転写ベルト16が巻回されたローラを駆動する。   The paper feed motor 3 a drives the paper feed roller 12. The paper discharge motor 3 c drives the paper discharge roller 18. The fixing motor 3b drives the fixing rollers 17A and 17B. The photoreceptor motors 3d, 3e, 3f, and 3g drive the photoreceptors 5 of the corresponding imaging stations 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. The transfer body motor 3h drives a roller around which the transfer belt 16 is wound.

ただし、モータによる駆動系は、これに限らず種々異なったものとできる。例えば、各イメージングステーション4Y〜4Kに個別に感光体モータ3d,3e,3f,3gを設けた例としたが、共通の1つのモータで駆動する構成とし、または1つのモータで転写ベルト16も共通に駆動する構成とし、またはブラックとカラーとでそれぞれ1つのモータで駆動する構成とするなど、種々の構成とすることが可能である。   However, the drive system by the motor is not limited to this and can be variously different. For example, the photoconductor motors 3d, 3e, 3f, and 3g are individually provided in each of the imaging stations 4Y to 4K. However, the image forming apparatus is configured to be driven by one common motor, or the transfer belt 16 is shared by one motor. Various configurations are possible, such as a configuration in which the motor is driven by a single motor, or a configuration in which each of black and color is driven by one motor.

なお、以下において、これらのモータ3a〜3hを区別せずに全体またはそれぞれを「モータ3」と記すことがある。   In the following, the motors 3a to 3h may be referred to as “motor 3” as a whole or each without being distinguished.

複数のモータ3は、モータ制御装置20により制御される。モータ制御装置20は、複数の駆動・制御回路22a,22b,22c,22d,22e,22f,22g,22hと、これらの駆動・制御回路22a〜22hに回転の開始(起動)または停止などの指令を与える主制御部21とから構成される。   The plurality of motors 3 are controlled by the motor control device 20. The motor control device 20 includes a plurality of drive / control circuits 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, and 22h, and commands to start (start) or stop rotation of these drive / control circuits 22a to 22h. And a main control unit 21 for providing

駆動・制御回路22a〜22hのそれぞれは、対応する1つのモータ3をベクトル制御する。複数のモータ3は、駆動・制御回路22a〜22hを介して1つの電源装置1Bに接続されている。以下において、これらの駆動・制御回路22a〜22hを区別せずに全体またはそれぞれを「駆動・制御回路22」と記すことがある。   Each of the drive / control circuits 22a to 22h performs vector control of the corresponding one motor 3. The plurality of motors 3 are connected to one power supply device 1B via drive / control circuits 22a to 22h. Hereinafter, the drive / control circuits 22a to 22h may be referred to as “drive / control circuit 22” as a whole or each without being distinguished.

主制御部21は、画像形成装置1の全体の制御を受け持つコントローラであり、制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit) およびその周辺デバイスを有している。主制御部21は、画像形成装置1をウォームアップするとき、プリントジョブを実行するとき、節電モードに移行するときなどに駆動・制御回路22に指令を発する。   The main control unit 21 is a controller that controls the entire image forming apparatus 1 and includes a CPU (Central Processing Unit) that executes a control program and its peripheral devices. The main control unit 21 issues a command to the drive / control circuit 22 when the image forming apparatus 1 is warmed up, when a print job is executed, or when the image forming apparatus 1 is shifted to the power saving mode.

図3にはモータ3の構成の例が、図4にはモータ3の駆動の4つの態様が、それぞれ模式的に示されている。   FIG. 3 schematically shows an example of the configuration of the motor 3, and FIG. 4 schematically shows four modes of driving the motor 3.

図3において、モータ3は、センサレス型の永久磁石同期電動機(PMSM:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。モータ3は、回転磁界を発生させる電機子としての固定子31と、永久磁石を用いた回転子32とを備えている。固定子31は、120度間隔で配置されたU相、V相、W相のコア36,37,38、およびY結線された3つの捲線(コイル)33,34,35を有している。U相、V相およびW相の3相交流電流を捲線33〜35に流してコア36,37,38を順に励磁することによって回転磁界が生じる。回転子32は、この回転磁界に同期して回転する。   In FIG. 3, the motor 3 is a sensorless permanent magnet synchronous motor (PMSM). The motor 3 includes a stator 31 as an armature that generates a rotating magnetic field, and a rotor 32 using a permanent magnet. The stator 31 has U-phase, V-phase, and W-phase cores 36, 37, and 38 arranged at intervals of 120 degrees, and three windings (coils) 33, 34, and 35 that are Y-connected. A rotating magnetic field is generated by flowing a U-phase, V-phase, and W-phase AC current through the windings 33 to 35 and exciting the cores 36, 37, and 38 in order. The rotor 32 rotates in synchronization with this rotating magnetic field.

図3に示す例では、回転子32の磁極数は2である。ただし、回転子32の磁極数は2に限らず、4、6またはそれ以上であってもよい。回転子32は、アウター式でもよく、インナー式でもよい。また、固定子31のスロット数は3に限らない。いずれにしても、モータ3に対して、d−q座標系を基本とした制御モデルを用いて磁極位置および回転速度の推定を行うベクトル制御(センサレスベクトル制御)が、モータ制御装置20により行われる。   In the example shown in FIG. 3, the number of magnetic poles of the rotor 32 is 2. However, the number of magnetic poles of the rotor 32 is not limited to 2, and may be 4, 6 or more. The rotor 32 may be an outer type or an inner type. Further, the number of slots of the stator 31 is not limited to three. In any case, the motor control device 20 performs vector control (sensorless vector control) for estimating the magnetic pole position and the rotational speed for the motor 3 using a control model based on the dq coordinate system. .

なお、以下において、回転子32のS極およびN極のうちの黒丸で示すN極の回転角度位置を、回転子32の「磁極位置PS」ということがある。   Hereinafter, the rotation angle position of the N pole indicated by the black circle of the S pole and the N pole of the rotor 32 may be referred to as a “magnetic pole position PS” of the rotor 32.

図4において、モータの速度制御は、モータ速度の方向(回転方向)とベクトル制御により発生させるトルクの方向の関係から4つの態様に分けられる(4象限駆動)。すなわち、正転時(例えばCW)および逆転時(例えばCCW)のそれぞれについて、モータ速度とトルクの方向が一致している力行駆動の態様と、2つの方向が一致していない回生駆動の態様とがある。   In FIG. 4, the motor speed control is divided into four modes (four-quadrant drive) based on the relationship between the motor speed direction (rotation direction) and the direction of torque generated by vector control. That is, for each of forward rotation (for example, CW) and reverse rotation (for example, CCW), a mode of powering drive in which the motor speed and the direction of torque match, and a mode of regenerative drive in which the two directions do not match There is.

回生駆動によると、回生駆動によらない場合と比べて、モータ3を早く減速させることができる。しかし、回生駆動を行うと、他のモータ3の状態によっては、回生駆動中のモータ3で生じる回生電流が駆動・制御回路22を介して電源装置1Bに流入する場合がある。例えば、電源装置1Bから他のモータ3に流れる電流が小さい場合には、回生電流の流入により電源装置1Bにおける電圧(電源電圧)が上昇する。電源電圧の上昇が許容範囲の上限を超えると、電源装置1Bの回路や負荷に悪影響を及ぼし、場合によっては破損に至ることがある。   According to the regenerative drive, the motor 3 can be decelerated faster than in the case where the regenerative drive is not used. However, when regenerative driving is performed, depending on the state of other motors 3, a regenerative current generated by the motor 3 during regenerative driving may flow into the power supply device 1 </ b> B via the drive / control circuit 22. For example, when the current flowing from the power supply device 1B to the other motor 3 is small, the voltage (power supply voltage) in the power supply device 1B increases due to the inflow of the regenerative current. If the increase of the power supply voltage exceeds the upper limit of the allowable range, the circuit and load of the power supply device 1B are adversely affected and may be damaged in some cases.

そこで、モータ制御装置20には、モータ2からの回生電流の流入による電源電圧の上昇を抑える機能が設けられている。以下、この機能を中心に画像形成装置1の構成および動作を説明する。   Therefore, the motor control device 20 is provided with a function of suppressing an increase in power supply voltage due to the inflow of regenerative current from the motor 2. Hereinafter, the configuration and operation of the image forming apparatus 1 will be described focusing on this function.

図5にはモータ3のd−q軸モデルが示されている。モータ3のベクトル制御では、モータ3の捲線33〜35に流れる3相の交流電流を、回転子32である永久磁石と同期して回転している2相の捲線に流す直流電流に変換して制御を簡単化する。   FIG. 5 shows a dq axis model of the motor 3. In the vector control of the motor 3, the three-phase alternating current flowing through the windings 33 to 35 of the motor 3 is converted into a direct current flowing through the two-phase winding that rotates in synchronization with the permanent magnet that is the rotor 32. Simplify control.

永久磁石の磁束方向(N極の方向)をd軸とし、d軸から電気角でπ/2[rad](90°)進んだ方向をq軸とする。d軸およびq軸はモデル軸である。U相の捲線33を基準とし、これに対するd軸の進み角をθと定義する。この角度θは、U相の捲線33に対する磁極の角度位置(磁極位置PS)を示す。d−q座標系は、U相の捲線33を基準としてこれより角度θだけ進んだ位置にある。   The magnetic flux direction (N-pole direction) of the permanent magnet is defined as the d-axis, and the direction advanced by π / 2 [rad] (90 °) in electrical angle from the d-axis is defined as the q-axis. The d axis and the q axis are model axes. The lead angle of the d-axis relative to the U-phase ridge line 33 is defined as θ. This angle θ represents the angular position of the magnetic pole (magnetic pole position PS) with respect to the U-phase winding 33. The dq coordinate system is at a position advanced by an angle θ with respect to the U-phase ridge line 33 as a reference.

モータ3は回転子32の角度位置(磁極位置)を検出する位置センサを有していないので、モータ制御装置20は、回転子32の磁極位置PS、すなわち角度θを推定し、その推定した角度θである推定角度θmを用いて回転子32の回転を制御する。   Since the motor 3 does not have a position sensor for detecting the angular position (magnetic pole position) of the rotor 32, the motor control device 20 estimates the magnetic pole position PS of the rotor 32, that is, the angle θ, and the estimated angle. The rotation of the rotor 32 is controlled using the estimated angle θm that is θ.

捲線33〜35に流す電流のうち、q軸の方向に流れるq軸成分は、誘起電圧定数に応じてモータ3を正転または逆転させる方向のトルクに変換される。これに対して、d軸の方向に流れるd軸成分(d軸電流)は、トルクには変換されず、捲線33〜35において熱として消費される。   Of the currents that flow through the windings 33 to 35, the q-axis component that flows in the q-axis direction is converted into torque in a direction that causes the motor 3 to rotate forward or reverse depending on the induced voltage constant. On the other hand, the d-axis component (d-axis current) flowing in the direction of the d-axis is not converted into torque but is consumed as heat in the windings 33 to 35.

図6にはモータ制御装置20における主制御部21および駆動・制御回路22の機能的構成が示されている。図6では、駆動・制御回路22の代表として、給紙モータ3a、排紙モータ3b、および定着モータ3cをそれぞれ制御する3つの駆動・制御回路22a,22b,22cが描かれている。駆動・制御回路22a,22b,22cの構成は、互いに同じである。   FIG. 6 shows functional configurations of the main control unit 21 and the drive / control circuit 22 in the motor control device 20. In FIG. 6, as a representative of the drive / control circuit 22, three drive / control circuits 22a, 22b, and 22c that respectively control the paper feed motor 3a, the paper discharge motor 3b, and the fixing motor 3c are depicted. The configurations of the drive / control circuits 22a, 22b and 22c are the same.

駆動・制御回路22は、モータ3の捲線33〜35に電流を流して回転子32を駆動する駆動部26と、捲線33〜35に流れる電流を検出する電流検出部27と、駆動部26を制御するベクトル制御部25と、を有している。そして、ベクトル制御部25は、当該ベクトル制御部25が制御するモータ3が回生動作を行っているか否かを検出する回生検出部58を有する。   The drive / control circuit 22 includes a drive unit 26 that drives the rotor 32 by passing a current through the windings 33 to 35 of the motor 3, a current detection unit 27 that detects a current flowing through the windings 33 to 35, and a drive unit 26. And a vector control unit 25 for controlling. And the vector control part 25 has the regeneration detection part 58 which detects whether the motor 3 which the said vector control part 25 controls is performing regeneration operation | movement.

主制御部21は、モータ制御装置20の構成要素として、速度指令部210、電圧上昇検出部212、モータ選択部214、およびd軸電流制御指令部216を有している。これらの機能は、主制御部20のハードウェア構成により、および制御プログラムがCPUによって実行されることにより実現される。   The main control unit 21 includes a speed command unit 210, a voltage increase detection unit 212, a motor selection unit 214, and a d-axis current control command unit 216 as components of the motor control device 20. These functions are realized by the hardware configuration of the main control unit 20 and when the control program is executed by the CPU.

速度指令部210は、各駆動・制御回路22に対し、モータ3の回転速度の指令値を与える。起動時には回転方向を指定する。   The speed command unit 210 gives a command value for the rotational speed of the motor 3 to each drive / control circuit 22. Specify the direction of rotation at startup.

電圧上昇検出部212は、モータ3の回生電流による電源装置1Bの電圧の上昇を検出する。電圧上昇検出部212には、電源装置1Bの出力電圧V1が入力される。電圧上昇検出部212は、出力電圧V1の検出値に基づいて、電源装置1Bの電圧の上昇を検出する。ただし、出力電圧V1を検出せずに、後に述べるように各モータ3に流れる電流の検出値または各モータ3の回転速度の推定値に基づいて、電源装置1Bの電圧の上昇を検出することも可能である。その場合には、あらかじめ各モータ3の電流または回転速度がどのような状態のときに電源装置1Bの電圧が上昇するかを示すデータを実験などに基づいて作成して記憶しておき、そのデータの示す状態であるか否かを判定することにより検出すればよい。   The voltage increase detection unit 212 detects an increase in the voltage of the power supply device 1 </ b> B due to the regenerative current of the motor 3. The voltage increase detection unit 212 receives the output voltage V1 of the power supply device 1B. The voltage increase detection unit 212 detects an increase in the voltage of the power supply device 1B based on the detection value of the output voltage V1. However, without detecting the output voltage V1, it is also possible to detect an increase in the voltage of the power supply device 1B based on the detected value of the current flowing in each motor 3 or the estimated value of the rotational speed of each motor 3 as described later. Is possible. In that case, data indicating the state in which the current or rotational speed of each motor 3 is in advance increases the voltage of the power supply device 1B based on an experiment or the like, and is stored. What is necessary is just to detect by determining whether it is in the state which shows.

電圧上昇検出部212は、電源装置1Bの電圧の上昇として、出力電圧V1の電圧値の定格電圧値(例えば24ボルト)に対する増加量または検出周期(例えば1ms)における増加率がそれぞれのしきい値以上である電圧変化を検出する。例えば、定格電圧値の10%を増加量のしきい値とし、または定格電圧値の5%を増加率のしきい値とする。   The voltage increase detection unit 212 has an increase amount with respect to a rated voltage value (for example, 24 volts) of the voltage value of the output voltage V1 or an increase rate in a detection cycle (for example, 1 ms) as a voltage increase of the power supply device 1B. The voltage change as described above is detected. For example, 10% of the rated voltage value is set as an increase amount threshold value, or 5% of the rated voltage value is set as an increase rate threshold value.

モータ選択部214は、複数のモータ3の中から所定の条件にしたがって、回生電流の消費の役割を担うモータ3を選択する。   The motor selection unit 214 selects a motor 3 that plays a role of consumption of regenerative current from a plurality of motors 3 according to a predetermined condition.

選択の条件として、複数のモータ3により回転駆動される負荷に応じて定められた優先順位がある。感光体5および転写ベルト16は、回転速度の乱れが画質に影響しやすい。このため、これらの負荷を回転駆動する感光体モータ3d〜3gおよび転写体モータ3hは、優先順位が低い順位に定められる。給紙、定着、および定着における回転速度の乱れの影響は比較的に小さい。したがって、給紙モータ3a、排紙モータ3b、および定着モータ3cは、優先順位が高い順位に定められる。モータ選択部214は、優先順位の高い順にモータ3を選択する。   As a selection condition, there is a priority order determined according to a load that is rotationally driven by a plurality of motors 3. In the photoconductor 5 and the transfer belt 16, disturbance in rotational speed tends to affect the image quality. For this reason, the photoreceptor motors 3d to 3g and the transfer body motor 3h that rotationally drive these loads are determined to have a low priority. The influence of the rotational speed disturbance in the paper feeding, fixing, and fixing is relatively small. Therefore, the paper feed motor 3a, the paper discharge motor 3b, and the fixing motor 3c are set in a high priority order. The motor selection unit 214 selects the motor 3 in descending order of priority.

選択の条件として、モータ3が停止していることを定めてもよい。モータ選択部214は、停止しているモータ3がある場合において、その停止しているモータ3の中から1以上のモータ3を選択する。   As a selection condition, it may be determined that the motor 3 is stopped. When there is a stopped motor 3, the motor selection unit 214 selects one or more motors 3 from the stopped motors 3.

選択の条件として、モータ3a,3b,3cにそれぞれ備わる温度センサ70a,70b,70cにより検出された温度を定めることができる。この場合には、モータ選択部214に、温度センサ70a〜70cから検出温度を示す信号STa,STb,STcが入力される。モータ選択部214は、信号STa〜STcが示す温度の低い順にモータ3を選択する。温度が低いほど、耐熱の制約を満たす範囲内において熱として消費させる電流を大きくすることができる。   As a selection condition, the temperatures detected by the temperature sensors 70a, 70b, and 70c provided in the motors 3a, 3b, and 3c, respectively, can be determined. In this case, signals STa, STb, and STc indicating detected temperatures are input to the motor selection unit 214 from the temperature sensors 70a to 70c. The motor selection unit 214 selects the motor 3 in ascending order of temperature indicated by the signals STa to STc. The lower the temperature, the larger the current consumed as heat within the range satisfying the heat resistance constraint.

d軸電流制御指令部216は、電圧上昇検出部213により電源装置1Bの電圧の上昇が検出されかついずれかの回生検出部58が回生動作を検出したときに、選択されたモータ3に対し、熱として消費される電流を流すようベクトル制御部25に指令を与える。その際、d軸電流制御指令部216は、電源装置1Bの出力電圧V1の増加量または増加率が大きいほど、より多くd軸電流を増大するように、d軸電流増加指令値ΔId*を決定してベクトル制御部25に与える。   The d-axis current control command unit 216 detects the increase in the voltage of the power supply device 1B by the voltage increase detection unit 213, and when any of the regeneration detection units 58 detects the regeneration operation, the d-axis current control command unit 216 A command is given to the vector control unit 25 so that a current consumed as heat flows. At that time, the d-axis current control command unit 216 determines the d-axis current increase command value ΔId * so that the d-axis current is increased more as the increase amount or the increase rate of the output voltage V1 of the power supply device 1B is larger. To the vector control unit 25.

図7には駆動・制御回路22における駆動部26および電流検出部27の構成の例が示されている。   FIG. 7 shows an example of the configuration of the drive unit 26 and the current detection unit 27 in the drive / control circuit 22.

モータ駆動部26は、モータ3の捲線33〜35に電流を流して回転子32を駆動するためのインバータである。モータ駆動部26は、3つのデュアル素子261,262,263、およびプリドライブ回路265などを有する。   The motor drive unit 26 is an inverter for driving the rotor 32 by causing a current to flow through the windings 33 to 35 of the motor 3. The motor drive unit 26 includes three dual elements 261, 262, and 263, a pre-drive circuit 265, and the like.

各デュアル素子261〜263は、特性の揃った2つのトランジスタ(例えば、電界効果トランジスタ:FET)を直列接続してパッケージに収めた回路部品である。   Each of the dual elements 261 to 263 is a circuit component in which two transistors (for example, field effect transistors: FETs) with uniform characteristics are connected in series and housed in a package.

デュアル素子261〜263によって、直流電源ライン211から接地ラインへ捲線33〜35を介して流れる電流Iが制御される。詳しくは、デュアル素子261のトランジスタQ1,Q2によって、捲線33を流れる電流Iuが制御され、デュアル素子262のトランジスタQ3,Q4によって、捲線34を流れる電流Ivが制御される。そして、デュアル素子263のトランジスタQ5,Q6によって、捲線35を流れる電流Iwが制御される。   The dual elements 261 to 263 control the current I flowing from the DC power supply line 211 to the ground line via the feeder lines 33 to 35. Specifically, the current Iu flowing through the winding 33 is controlled by the transistors Q1 and Q2 of the dual element 261, and the current Iv flowing through the winding 34 is controlled by the transistors Q3 and Q4 of the dual element 262. Then, the current Iw flowing through the winding 35 is controlled by the transistors Q5 and Q6 of the dual element 263.

プリドライブ回路265は、ベクトル制御部25から入力される制御信号U+,U−,V+,V−,W+,W−を、各トランジスタQ1〜Q6に適した電圧レベルに変換する。変換後の制御信号U+,U−,V+,V−,W+,W−が、トランジスタQ1〜Q6の制御端子(ゲート)に入力される。   The predrive circuit 265 converts the control signals U +, U−, V +, V−, W +, and W− input from the vector control unit 25 into voltage levels suitable for the transistors Q1 to Q6. The converted control signals U +, U−, V +, V−, W +, W− are input to the control terminals (gates) of the transistors Q1 to Q6.

電流検出部27は、U相電流検出部271およびV相電流検出部272を有し、捲線33,34に流れる電流Iu,Ivを検出する。Iu+Iv+Iw=0であるので、検出した電流Iu,Ivの値から計算によって電流Iwを求めることができる。なお、W相電流検出部を有してもよい。   The current detection unit 27 includes a U-phase current detection unit 271 and a V-phase current detection unit 272, and detects currents Iu and Iv flowing through the windings 33 and 34. Since Iu + Iv + Iw = 0, the current Iw can be obtained by calculation from the detected currents Iu and Iv. A W-phase current detection unit may be included.

U相電流検出部271およびV相電流検出部272は、電流Iu,Ivの流路に挿入されているシャント抵抗による電圧降下を増幅してA/D変換し、電流Iu,Ivの検出値として出力する。すなわち、2シャント方式の検出を行う。シャント抵抗の抵抗値は1/10Ωオーダーの小さい値である。   The U-phase current detection unit 271 and the V-phase current detection unit 272 amplify the voltage drop due to the shunt resistor inserted in the flow paths of the currents Iu and Iv, perform A / D conversion, and use them as detected values of the currents Iu and Iv. Output. That is, the two-shunt detection is performed. The resistance value of the shunt resistor is a small value on the order of 1 / 10Ω.

図8には駆動・制御回路22におけるベクトル制御部25の構成の例が示されている。   FIG. 8 shows an example of the configuration of the vector control unit 25 in the drive / control circuit 22.

ベクトル制御部25は、速度制御部51、電流制御部52、出力座標変換部53、PWM変換部54、入力座標変換部55、速度・位置推定部56、電圧検出部57、および回生検出部58を有する。これらの各部は、d軸電流制御指令部216からのd軸電流増加指令値ΔId*が与えられない場合において、つまり、電源装置1Bの電圧の上昇が検出されていない場合において、次の処理を行う。   The vector control unit 25 includes a speed control unit 51, a current control unit 52, an output coordinate conversion unit 53, a PWM conversion unit 54, an input coordinate conversion unit 55, a speed / position estimation unit 56, a voltage detection unit 57, and a regeneration detection unit 58. Have Each of these units performs the following processing when the d-axis current increase command value ΔId * from the d-axis current control command unit 216 is not given, that is, when the increase in the voltage of the power supply device 1B is not detected. Do.

速度制御部51は、速度指令部210からの速度指令値ω*と速度・位置推定部56から速度推定値ωmとに基づいて、速度推定値ωmが速度指令値ω*に近づくようにd−q座標系の電流指令値Id*,Iq*を決定する。速度推定値ωmは周期的に入力される。速度制御部51は、速度推定値ωmが入力されるごとに電流指令値Id*,Iq*を決定する。   Based on the speed command value ω * from the speed command unit 210 and the speed estimate value ωm from the speed / position estimation unit 56, the speed control unit 51 d− so that the estimated speed value ωm approaches the speed command value ω *. Current command values Id * and Iq * in the q coordinate system are determined. The estimated speed value ωm is periodically input. The speed controller 51 determines the current command values Id * and Iq * each time the estimated speed value ωm is input.

電流制御部52は、電流指令値Id*,Iq*に基づいて、d−q座標系の電圧指令値Vd*,Vq*を決定する。   The current control unit 52 determines the voltage command values Vd * and Vq * of the dq coordinate system based on the current command values Id * and Iq *.

出力座標変換部53は、速度・位置推定部25からの推定角度θmおよび電圧検出回路57からの検出電圧値V1に基づいて、電圧指令値Vd*,Vq*をU相、V相、およびW相の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換する。つまり、電圧について2相から3相への変換を行う。   Based on the estimated angle θm from the speed / position estimation unit 25 and the detected voltage value V1 from the voltage detection circuit 57, the output coordinate conversion unit 53 converts the voltage command values Vd * and Vq * into the U phase, the V phase, and the W phase. It is converted into phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *. That is, the voltage is converted from two phases to three phases.

PWM変換部54は、電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に基づいて制御信号U+,U−,V+,V−,W+,W−のパターンを生成し、駆動部26へ出力する。制御信号U+,U−,V+,V−,W+,W−は、モータ3に供給する3相交流電力の周波数および振幅をパルス幅変調(PWM: Pulse Width Modulation )により制御するための信号である。   The PWM conversion unit 54 generates patterns of control signals U +, U−, V +, V−, W +, W− based on the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * and outputs the patterns to the drive unit 26. The control signals U +, U−, V +, V−, W +, W− are signals for controlling the frequency and amplitude of the three-phase AC power supplied to the motor 3 by pulse width modulation (PWM). .

入力座標変換部55は、電流検出部27により検出されたU相の電流IuおよびV相の電流Ivの各値からW相の電流Iwの値を算出する。そして、速度・位置推定部56からの推定角度θmと3相の電流Iu,Iv,Iwの値とに基づいて、d−q軸座標系の推定電流値Id,Iqを算出する。つまり、電流について3相から2相への変換を行う。   The input coordinate conversion unit 55 calculates the value of the W-phase current Iw from each value of the U-phase current Iu and the V-phase current Iv detected by the current detection unit 27. Based on the estimated angle θm from the speed / position estimation unit 56 and the values of the three-phase currents Iu, Iv, Iw, the estimated current values Id, Iq of the dq axis coordinate system are calculated. That is, the current is converted from three phases to two phases.

速度・位置推定部56は、入力座標変換部55からの推定電流値Id,Iqと電流制御部52からの電圧指令値Vd*,Vq*とに基づいて、いわゆる電圧電流方程式に従って速度推定値ωmおよび推定角度θmを求める。   Based on the estimated current values Id and Iq from the input coordinate conversion unit 55 and the voltage command values Vd * and Vq * from the current control unit 52, the speed / position estimation unit 56 calculates the estimated speed value ωm according to a so-called voltage-current equation. Then, an estimated angle θm is obtained.

求められた速度推定値ωmは、速度制御部51へ出力される。求められた推定角度θmは、出力座標変換部53および入力座標変換部55に入力される。   The obtained speed estimation value ωm is output to the speed control unit 51. The obtained estimated angle θm is input to the output coordinate conversion unit 53 and the input coordinate conversion unit 55.

電圧検出部57は、電源装置1Bの出力電圧V1を検出する。   The voltage detector 57 detects the output voltage V1 of the power supply device 1B.

回生検出部58は、当該ベクトル制御部25が制御するモータ3の回転速度および当該モータ3に流れる電流の少なくとも一方に基づいて、回生動作を行っているか否かを検出する。その際に、モータ3の回転速度として速度・位置推定部56による速度推定値ωmを用い、モータ3に流れる電流として入力座標変換部55による推定電流値Id,Iqを用いる。回生検出部58は、回生動作を行っていることを検出したときに、その旨をd軸電流制御指令部216に通知する。   The regeneration detection unit 58 detects whether or not a regeneration operation is being performed based on at least one of the rotational speed of the motor 3 controlled by the vector control unit 25 and the current flowing through the motor 3. At that time, the estimated speed value ωm by the speed / position estimating unit 56 is used as the rotation speed of the motor 3, and the estimated current values Id and Iq by the input coordinate conversion unit 55 are used as the current flowing through the motor 3. When the regeneration detection unit 58 detects that a regeneration operation is being performed, the regeneration detection unit 58 notifies the d-axis current control command unit 216 to that effect.

さて、当該ベクトル制御部25が制御するモータ3が上に述べたモータ選択部214により選択された場合には、d軸電流制御指令部216からd軸電流増加指令値ΔId*が電流制御部52に与えられる。この場合に、電流制御部52は、速度制御部51からのd軸の電流指令値Id*にd軸電流増加指令値ΔId*を加算し、得られた値(Id*+ΔId*)と速度制御部51からのq軸の電流指令値Iq*とに基づいて電圧指令値Vd*,Vq*を決定する。   When the motor 3 controlled by the vector control unit 25 is selected by the motor selection unit 214 described above, the d-axis current increase command value ΔId * is supplied from the d-axis current control command unit 216 to the current control unit 52. Given to. In this case, the current control unit 52 adds the d-axis current increase command value ΔId * to the d-axis current command value Id * from the speed control unit 51, and the obtained value (Id * + ΔId *) and the speed control. The voltage command values Vd * and Vq * are determined based on the q-axis current command value Iq * from the unit 51.

このようにして決定された電圧指令値Vd*,Vq*に基づいて、上に述べたように電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*および制御信号U+,U−,V+,V−,W+,W−のパターンが順に生成されて、駆動部26によりモータ3が駆動される。   Based on the voltage command values Vd * and Vq * determined in this way, the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * and the control signals U +, U−, V +, V−, W + as described above. , W− patterns are generated in order, and the motor 3 is driven by the drive unit 26.

d軸電流増加指令値ΔId*を加算することにより、当該モータ3に流れるd軸電流が増加する。これに伴って電源装置1Bから流出する電流により、電源装置1Bに流入する回生電流が打ち消される。つまり、いずれかのモータ3に流れる回生電流が当該モータ3の内部で熱として消費される。したがって、電源電圧の上昇した状態が定格電圧の状態へ戻る。電源電圧の異常が完全には解消されない場合であっても、少なくとも電源電圧のさらなる上昇は抑制される。   By adding the d-axis current increase command value ΔId *, the d-axis current flowing through the motor 3 increases. Accordingly, the regenerative current flowing into the power supply device 1B is canceled out by the current flowing out from the power supply device 1B. That is, the regenerative current flowing through one of the motors 3 is consumed as heat inside the motor 3. Therefore, the state in which the power supply voltage has increased returns to the rated voltage state. Even if the abnormality in the power supply voltage is not completely eliminated, at least a further increase in the power supply voltage is suppressed.

図9には駆動・制御回路22の機能的構成の変形例が示されている。この変形例では、温度センサによらずに、各モータ3の温度を推定する。   FIG. 9 shows a modification of the functional configuration of the drive / control circuit 22. In this modification, the temperature of each motor 3 is estimated without using a temperature sensor.

図9の例において、モータ制御装置20bは、主制御部21と、複数のモータ3をそれぞれ制御する複数の駆動・制御回路23とを有する。図9では、駆動・制御回路23の代表として、給紙モータ3a、排紙モータ3b、および定着モータ3cをそれぞれ制御する3つの駆動・制御回路23a,23b,23cが描かれている。駆動・制御回路23a,23b,23cの構成は同様である。また、主制御部21の構成は、上に述べた通りである。   In the example of FIG. 9, the motor control device 20 b includes a main control unit 21 and a plurality of drive / control circuits 23 that respectively control the plurality of motors 3. In FIG. 9, as a representative of the drive / control circuit 23, three drive / control circuits 23a, 23b, and 23c for controlling the paper feed motor 3a, the paper discharge motor 3b, and the fixing motor 3c are depicted. The configuration of the drive / control circuits 23a, 23b, and 23c is the same. The configuration of the main control unit 21 is as described above.

駆動・制御回路23は、ベクトル制御部25b、駆動部26、および電流検出部27を有している。駆動部26および電流検出部27の構成は、上に述べた通りである(図7参照)。   The drive / control circuit 23 includes a vector control unit 25 b, a drive unit 26, and a current detection unit 27. The configurations of the drive unit 26 and the current detection unit 27 are as described above (see FIG. 7).

ベクトル制御部25bは、図8に示したベクトル制御部25の構成要素に加えて、パラメータ推定部61、および温度推定部62を有している。   The vector control unit 25b includes a parameter estimation unit 61 and a temperature estimation unit 62 in addition to the components of the vector control unit 25 shown in FIG.

パラメータ推定部61は、モータ3に流れる電流に基づいて当該モータ3のパラメータの値を推定する。モータ3に流れる電流として、電流検出部27により検出された電流Iu,Ivを用いる。パラメータは、温度に依存するものであればよい。例えば、捲線33〜35の抵抗値、または誘起電圧定数などがある。   The parameter estimation unit 61 estimates the parameter value of the motor 3 based on the current flowing through the motor 3. As the current flowing through the motor 3, the currents Iu and Iv detected by the current detection unit 27 are used. The parameter may be anything depending on the temperature. For example, there are resistance values of the windings 33 to 35 or induced voltage constants.

温度推定部62は、パラメータの値に対応する温度を特定するあらかじめ記憶しているルックアップテーブルまたは演算式を用いて、パラメータ推定部61により推定されたパラメータの値に対応する温度を推定する。そして、推定した温度を示す信号STma,STmb,STmcを出力する。   The temperature estimator 62 estimates a temperature corresponding to the parameter value estimated by the parameter estimator 61 using a pre-stored lookup table or arithmetic expression that specifies the temperature corresponding to the parameter value. Then, signals STma, STmb, STmc indicating the estimated temperature are output.

信号STma,STmb,STmcは、主制御部21のモータ選択部214に入力される。モータ選択部214は、信号STma,STmb,STmcが示す温度を各モータ3の温度として取り込み、モータ3の選択に用いる。   The signals STma, STmb, STmc are input to the motor selection unit 214 of the main control unit 21. The motor selection unit 214 takes in the temperatures indicated by the signals STma, STmb, STmc as the temperatures of the respective motors 3 and uses them for selection of the motors 3.

図10にはモータ制御装置20,20bにおける処理の流れが示されている。   FIG. 10 shows a processing flow in the motor control devices 20 and 20b.

電源電圧の上昇を検出する(#11)。電源電圧の増加量または増加率がそれぞれのしきい値未満であれば(#12でNO)、回生電流を強制的に消費する必要はないと判断しする。この場合には、d軸電流の増加量(すなわちd軸電流増加指令値ΔId*)を零(0)に設定する(#13)。   An increase in power supply voltage is detected (# 11). If the increase amount or rate of increase of the power supply voltage is less than the respective threshold value (NO in # 12), it is determined that it is not necessary to forcibly consume the regenerative current. In this case, the amount of increase in d-axis current (that is, d-axis current increase command value ΔId *) is set to zero (0) (# 13).

電源電圧の増加量または増加率がそれぞれのしきい値以上である場合には(#12でYES)、回生動作中のモータ3があるか否かをチェックする。回生動作中のモータ3がなければ(#14でNO)、電源電圧の上昇の原因が回生電流の流入ではないので、d軸電流の増加量を零に設定する(#13)。   If the increase amount or rate of increase of the power supply voltage is equal to or greater than the respective threshold value (YES in # 12), it is checked whether or not there is a motor 3 that is performing a regenerative operation. If there is no motor 3 in the regenerative operation (NO in # 14), the cause of the increase in the power supply voltage is not the inflow of the regenerative current, so the increase amount of the d-axis current is set to zero (# 13).

回生動作中のモータ3がある場合に(#14でYES)、回生電流を消費する役割を負わせるモータ3を選択する(#15)。そして、選択したモータ3に流すd軸電流を増加させる(#16)。   If there is a motor 3 that is performing a regenerative operation (YES in # 14), the motor 3 that plays the role of consuming the regenerative current is selected (# 15). Then, the d-axis current passed through the selected motor 3 is increased (# 16).

以上の実施形態によると、回生動作中のモータ3において回生電流を熱として消費させることが困難である場合にも、他のモータ3において消費させることができる。したがって、回生駆動による電源電圧の上昇を従来よりも確実に抑えることができる。   According to the above embodiment, even when it is difficult to consume the regenerative current as heat in the motor 3 during the regenerative operation, it can be consumed in the other motor 3. Therefore, an increase in power supply voltage due to regenerative driving can be suppressed more reliably than before.

上に述べた実施形態によると、回転駆動の対象に応じて定められた優先順位の高い順にモータ3を選択してd軸電流を増加させるので、d軸電流の増加が好ましくないモータ3についてはできるだけd軸電流を増加させないようにすることができる。例えば、画質を良好にするために高い回転精度が要求される感光体モータ3d〜3fについては優先順位を低くし、または選択肢から除くことにより、回転精度の要求を満たした上で他のモータ3により回生電流を熱として消費させることができる。   According to the above-described embodiment, the motor 3 is selected in the order of high priority determined in accordance with the target of the rotational drive and the d-axis current is increased. It is possible to prevent the d-axis current from increasing as much as possible. For example, the photoconductor motors 3d to 3f that require high rotation accuracy in order to improve the image quality are reduced in priority or removed from the options, so that the other motors 3 satisfy the requirement for rotation accuracy. Thus, the regenerative current can be consumed as heat.

回生電流を消費する役割を負わせるモータ3を選択する条件として、回転精度の要求を満たすための優先順位、温度、および停止中を適宜組み合わせることができる。例えば、停止中のモータ3があればそれを選択し、停止中のモータ3がなければ、優先順位が所定順位よりも高いモータ3のうちの温度がしきい値以下のモータ3を温度が低い順に選択することができる。複数のモータ3の間で耐熱温度が異なる場合には、耐熱温度が高いものを優先的に選択するようにしてもよい。   As a condition for selecting the motor 3 that assumes the role of consuming the regenerative current, priority order for satisfying the requirement of rotational accuracy, temperature, and stopping can be appropriately combined. For example, if there is a stopped motor 3, the motor 3 is selected. If there is no stopped motor 3, the temperature of the motors 3 whose priority is higher than a predetermined order is lower than the threshold is low. You can select in order. When the heat resistant temperatures are different among the plurality of motors 3, a motor having a high heat resistant temperature may be preferentially selected.

上に述べた実施形態において、画像形成装置1およびモータ制御装置20のそれぞれの全体または各部の構成、電源電圧V1の上昇を検出する方法、上昇しているか否かの判断の基準(しきい値)、モータ3の選択の条件、処理の内容、順序、またはタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。   In the above-described embodiment, the whole or each part of the image forming apparatus 1 and the motor control device 20, the method for detecting the rise of the power supply voltage V1, the criterion for determining whether or not it is raised (threshold value) ), Selection conditions of the motor 3, contents of processing, order, timing, etc. can be appropriately changed in accordance with the spirit of the present invention.

1 画像形成装置
1B 電源装置
2 用紙
3 モータ(電動機
20 モータ制御装置(電動機制御装置)
12 給紙ローラ(ローラ)
17A,17B 定着ローラ(ローラ)
18 排紙ローラ(ローラ)
25,25b ベクトル制御部
58 回生検出部
61 パラメータ推定部
62 温度推定部
70 温度センサ
212 電圧上昇検出部
214 モータ選択部(選択部)
216 d軸電流制御指令部(電流制御指令部)
Id* 電流指令値(熱として消費される電流)
ΔId* d軸電流増加指令値(指令)
Iu,Iv 電流(電動機に流れる電流の検出値)
V1 電圧検出値(電源装置の電圧の検出値)
ωm 推定速度(回転速度の推定値)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 1B Power supply device 2 Paper 3 Motor (electric motor 20 Motor control device (electric motor control device)
12 Paper feed roller (roller)
17A, 17B Fixing roller (roller)
18 Paper discharge roller (roller)
25, 25b Vector control unit 58 Regeneration detection unit 61 Parameter estimation unit 62 Temperature estimation unit 70 Temperature sensor 212 Voltage rise detection unit 214 Motor selection unit (selection unit)
216 d-axis current control command section (current control command section)
Id * current command value (current consumed as heat)
ΔId * d-axis current increase command value (command)
Iu, Iv current (detected value of current flowing in the motor)
V1 Voltage detection value (Power supply voltage detection value)
ωm Estimated speed (estimated rotational speed)

Claims (12)

1つの電源装置に接続された複数の電動機を制御する電動機制御装置であって、
前記電動機をそれぞれベクトル制御するベクトル制御部と、
前記電動機の回生電流による前記電源装置の電圧の上昇を検出する電圧上昇検出部と、
複数の前記電動機の中から所定の条件にしたがって電動機を選択する選択部と、
前記電圧上昇検出部により前記電源装置の電圧の上昇が検出されたときに、前記選択部によって選択された前記電動機に対し、当該電動機の内部で熱として消費される電流を流すよう前記ベクトル制御部に指令を与える電流制御指令部と、
を有することを特徴とする電動機制御装置。
An electric motor control device for controlling a plurality of electric motors connected to one power supply device,
A vector control unit for vector-controlling each of the electric motors;
A voltage increase detector that detects an increase in the voltage of the power supply device due to the regenerative current of the motor;
A selection unit that selects an electric motor from a plurality of the electric motors according to a predetermined condition;
The vector control unit causes a current consumed as heat inside the motor to flow to the electric motor selected by the selection unit when an increase in the voltage of the power supply device is detected by the voltage increase detection unit. A current control command section for giving a command to
An electric motor control device comprising:
前記電流制御指令部は、前記ベクトル制御部におけるd軸電流を増大するように指令を与える、
請求項1記載の電動機制御装置。
The current control command unit gives a command to increase the d-axis current in the vector control unit;
The electric motor control device according to claim 1.
前記電圧上昇検出部は、前記電源装置の電圧の上昇として、電圧値の増加量または増加率がそれぞれのしきい値以上である電圧変化を検出し、
前記電流制御指令部は、前記増加量または増加率が大きいほど前記d軸電流の増大量を多くするよう前記指令を与える、
請求項2記載の電動機制御装置。
The voltage rise detection unit detects a voltage change in which an increase amount or an increase rate of a voltage value is equal to or greater than a respective threshold as a voltage rise of the power supply device,
The current control command unit gives the command to increase the increase amount of the d-axis current as the increase amount or the increase rate increases.
The electric motor control device according to claim 2.
それぞれの前記ベクトル制御部は、それぞれのベクトル制御部が制御する電動機が回生動作を行っているか否かを検出する回生検出部を有し、
前記電源装置の電圧の上昇が検出されかついずれかの前記回生検出部が回生動作を検出したときに、前記電流制御指令部が前記ベクトル制御部に指令を与える、
請求項1ないし3のいずれかに記載の電動機制御装置。
Each of the vector control units includes a regeneration detection unit that detects whether or not the electric motor controlled by the vector control unit is performing a regeneration operation.
The current control command unit gives a command to the vector control unit when an increase in voltage of the power supply device is detected and any of the regeneration detection units detects a regenerative operation;
The electric motor control device according to claim 1.
前記回生検出部は、当該ベクトル制御部が制御する電動機の回転速度または当該電動機に流れる電流に基づいて回生動作を行っているか否かを検出する、
請求項4記載の電動機制御装置。
The regenerative detection unit detects whether or not a regenerative operation is performed based on the rotation speed of the electric motor controlled by the vector control unit or the current flowing through the electric motor.
The electric motor control device according to claim 4.
前記電圧上昇検出部は、前記電源装置の電圧の検出値、前記各電動機に流れる電流の検出値、または前記各電動機の回転速度の推定値に基づいて、前記電源装置の電圧の上昇を検出する、
請求項1ないし5のいずれかに記載の電動機制御装置。
The voltage increase detection unit detects an increase in voltage of the power supply device based on a detection value of the voltage of the power supply device, a detection value of a current flowing through each electric motor, or an estimated value of the rotation speed of each electric motor. ,
The electric motor control device according to claim 1.
前記選択部は、前記複数の電動機により回転駆動される負荷に応じて定められた優先順位を前記条件として当該優先順位の高い順に電動機を選択する、
請求項1ないし5のいずれかに記載の電動機制御装置。
The selection unit selects the electric motors in descending order of priority based on the priority order determined according to the load that is rotationally driven by the plurality of electric motors.
The electric motor control device according to claim 1.
前記選択部は、停止していることを前記条件として電動機を選択する、
請求項1ないし5のいずれかに記載の電動機制御装置。
The selection unit selects an electric motor on the condition that it is stopped.
The electric motor control device according to claim 1.
前記選択部は、前記複数の電動機にそれぞれ備わる温度センサにより検出された温度を前記条件として当該温度の低い順に電動機を選択する、
請求項1ないし5のいずれかに記載の電動機制御装置。
The selection unit selects the electric motors in ascending order of the temperature, with the temperatures detected by the temperature sensors respectively provided in the plurality of electric motors as the condition.
The electric motor control device according to claim 1.
それぞれの前記ベクトル制御部は、前記電動機に流れる電流に基づいて当該電動機のパラメータを推定するパラメータ推定部と、推定されたパラメータに基づいて前記電動機の温度を推定する温度推定部と、を有し、
前記選択部は、前記温度推定部により推定された温度を前記条件として当該温度の低い順に電動機を選択する、
請求項1ないし5のいずれかに記載の電動機制御装置。
Each of the vector control units includes a parameter estimation unit that estimates a parameter of the motor based on a current flowing through the motor, and a temperature estimation unit that estimates the temperature of the motor based on the estimated parameter. ,
The selection unit selects an electric motor in order of increasing temperature with the temperature estimated by the temperature estimation unit as the condition.
The electric motor control device according to claim 1.
用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
複数の電動機と、
前記複数の電動機が接続された電源装置と、
前記電動機によりそれぞれ回転駆動されて前記用紙を搬送する複数のローラと、
前記複数の電動機を制御する電動機制御装置と、を有しており、
前記電動機制御装置は、
前記電動機をそれぞれベクトル制御するベクトル制御部と、
前記電動機の回生電流による前記電源装置の電圧の上昇を検出する電圧上昇検出部と、
前記複数の電動機の中から所定の条件にしたがって電動機を選択する選択部と、
前記電圧上昇検出部により前記電源装置の電圧の上昇が検出されたときに、前記選択部によって選択された前記電動機に対し、当該電動機の内部で熱として消費される電流を流すよう前記ベクトル制御部に指令を与える電流制御指令部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming an image on paper,
A plurality of electric motors;
A power supply device to which the plurality of electric motors are connected;
A plurality of rollers that are respectively driven to rotate by the electric motor to convey the paper;
An electric motor control device for controlling the plurality of electric motors,
The motor controller is
A vector control unit for vector-controlling each of the electric motors;
A voltage increase detector that detects an increase in the voltage of the power supply device due to the regenerative current of the motor;
A selection unit for selecting an electric motor from the plurality of electric motors according to a predetermined condition;
The vector control unit causes a current consumed as heat inside the motor to flow to the electric motor selected by the selection unit when an increase in the voltage of the power supply device is detected by the voltage increase detection unit. A current control command section for giving a command to
An image forming apparatus.
1つの電源装置に接続された複数の電動機のそれぞれをベクトル制御する電動機制御方法であって、
前記電動機の回生電流による前記電源装置の電圧の上昇を検出したときに、前記複数の電動機の中から所定の条件にしたがって1以上の電動機を選択し、選択した前記電動機にに流すd軸電流を増加させる、
ことを特徴とする電動機制御方法。
An electric motor control method for vector-controlling each of a plurality of electric motors connected to one power supply device,
When an increase in the voltage of the power supply device due to the regenerative current of the motor is detected, one or more motors are selected from the plurality of motors according to a predetermined condition, and a d-axis current that flows to the selected motors is selected. increase,
An electric motor control method.
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