JP2535944B2 - Stationary encoder - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、静止形エンコーダに係り、特に同期電動機
のオープンループ制御装置用の静止形エンコーダに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static encoder, and more particularly to a static encoder for an open loop controller of a synchronous motor.
B.発明の概要 本発明は、インバータにより同期電動機をオープンル
ープ制御するにおいて、 速度指令に比例した周波数パルスを可逆カウンタで計
数し、このカウンタの下位2ビットの位相から電動機の
正逆回転方向と回転角位置を判定するためのパルスを得
ることにより、 電動機の回転位相を検出する分配器を不要にしたもので
ある。B. SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, in open loop control of a synchronous motor by an inverter, a frequency pulse proportional to a speed command is counted by a reversible counter, and the direction of the forward and reverse rotations of the motor is determined from the lower 2 bits of the phase. By obtaining the pulse for determining the rotation angle position, the distributor that detects the rotation phase of the electric motor is unnecessary.
C.従来の技術 AC(交流)サーボシステムの一つとして、同期電動機
をインバータで駆動するものがある。このようなシステ
ムにおいてインバータで駆動された同期電動機は、等価
的にはインバータが直流電動機の整流子部分に相当し、
直流機とまったく同じ特性が得られ、しかも電動機側に
はやっかいな機械的整流子がなくてすむ。そこで、この
ように組んだ機構を、いわゆるブラシレスDCモータと呼
称している。C. Conventional technology One of the AC (alternating current) servo systems is to drive a synchronous motor with an inverter. In a synchronous motor driven by an inverter in such a system, the inverter equivalently corresponds to the commutator portion of the DC motor,
It has exactly the same characteristics as a DC machine, and it does not require a troublesome mechanical commutator on the motor side. Therefore, the mechanism assembled in this way is called a so-called brushless DC motor.
ここでブラシレスDCモータの一例を第3図を基に説明
する。同図において、三相交流電源1から出力された交
流コンバータ2により直流に変換されて三相インバータ
3に給電される。永久磁石同期電動機4の電機子巻線に
は、三相インバータ3により三相交流が流され、これに
よる同期電動機4が回転駆動する。同期電動機4の回転
子の回転数及び回転角位置は、レゾルバやエンコーダな
どの分配器5で検出している。制御装置6は、分配器5
の検出信号を信号処理して同期電動機4の回転子の回転
数及び回転角位置を判別して負荷の位置制御や判別した
回転数に常に同期した周波数で三相インバータ3が動作
するようトリガパルスPを出力する。一方、トリガパル
スPの位相を変えて三相インバータ3の周波数を変える
ことにより同期電動機4の回転数を可変速とすることが
できる。Here, an example of the brushless DC motor will be described with reference to FIG. In the figure, an AC converter 2 output from a three-phase AC power supply 1 converts the DC power into a DC power, which is supplied to a three-phase inverter 3. A three-phase AC is supplied to the armature winding of the permanent magnet synchronous motor 4 by the three-phase inverter 3, and the synchronous motor 4 is thereby driven to rotate. The rotation speed and the rotation angle position of the rotor of the synchronous motor 4 are detected by the distributor 5 such as a resolver or an encoder. The controller 6 is the distributor 5
Signal is processed to determine the rotational speed and rotational angle position of the rotor of the synchronous motor 4 to control the position of the load and trigger pulse so that the three-phase inverter 3 operates at a frequency always synchronized with the determined rotational speed. Output P. On the other hand, by changing the phase of the trigger pulse P and changing the frequency of the three-phase inverter 3, the rotational speed of the synchronous motor 4 can be made variable.
D.発明が解決しようとする問題点 従来の制御方式では、同期電動機4の回転数及び回転
角位置を検出するために電動機に結合した分配器5を設
けており、同期電動機4には分配器5を取り付けるため
の機械加工を必要とするし、この機械加工も電動機の熱
や振動の影響を無くした構造さらには電動機の耐環境性
を確保した構造にするには複雑高価なものになる。ま
た、制御装置と分配器間の信号ケーブルの布設を必要と
し、この信号ケーブルは耐ノイズ性等を良好にした構造
にするにはスペースや価格の点で問題がある。D. Problems to be Solved by the Invention In the conventional control method, a distributor 5 coupled to the electric motor is provided in order to detect the rotational speed and the rotational angle position of the synchronous motor 4, and the synchronous motor 4 has a distributor. Machining for mounting 5 is required, and this machining is also complicated and expensive for a structure that eliminates the influence of heat and vibration of the electric motor and a structure that secures the environment resistance of the electric motor. Further, it is necessary to lay a signal cable between the control device and the distributor, and this signal cable has a problem in space and price in order to have a structure having good noise resistance and the like.
E.問題点を解決するための手段と作用 本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、同期電動
機の速度指令に比例した周波数のパルスを計数し該同期
電動機の正逆転指令によって加算又は減算に切り換えら
れる可逆カウンタと、このカウンタの下位2ビット間の
位相からその上位側ビット出力に対して互いに正負90°
だけ異なる位相のパルスを得るロジック回路とを備え、
前記ロジック回路のパルス出力位相を同期電動機の正逆
回転方向に対応づけ該パルス出力の積算値を同期電動機
の回転角位置に対応づける。すなわち、同期電動機は、
交流電源により回転磁界が与えられることでその回転子
が回転磁界に同期して回転し、回転磁界が停止すると回
転子はその位置で停止することから、インバータに交流
磁界を発生させるための可逆カウンタの計数値の変化が
同期電動機の回転子の速度に対応することを利用し、カ
ウンタの計数値の変化から回転子の速度を求め、またそ
の積算によって回転位置を求めるようにし、従来の分配
器を不要にしながら分配器を設けた構成と同等の速度、
位置の検出及び制御ができるようにする。E. Means and Actions for Solving Problems The present invention has been made in view of the above problems, and counts pulses having a frequency proportional to the speed command of the synchronous motor, and adds or subtracts by the forward / reverse command of the synchronous motor. The reversible counter that can be switched to and the phase between the lower 2 bits of this counter and the positive and negative 90 ° to the upper bit output.
And a logic circuit that obtains pulses of different phases,
The pulse output phase of the logic circuit is associated with the forward and reverse rotation directions of the synchronous motor, and the integrated value of the pulse output is associated with the rotation angle position of the synchronous motor. That is, the synchronous motor is
When a rotating magnetic field is applied by an AC power source, the rotor rotates in synchronization with the rotating magnetic field, and when the rotating magnetic field stops, the rotor stops at that position, so a reversible counter for generating an AC magnetic field in the inverter. By utilizing the fact that the change in the count value of the counter corresponds to the speed of the rotor of the synchronous motor, the speed of the rotor is obtained from the change in the count value of the counter, and the rotational position is obtained by integrating the same. The same speed as the configuration with a distributor while eliminating the need for
Enables position detection and control.
F.実施例 第1図は本発明の一実施例を示す回路図であり、イン
バータによる同期電動機の制御装置に適用した場合であ
る。同図において、1は三相交流電源、2はコンバー
タ、3は三相インバータ、4は永久磁石同期電動機であ
り、これらは第3図に示すものと同等のものである。F. Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, which is applied to a synchronous motor control device using an inverter. In the figure, 1 is a three-phase AC power supply, 2 is a converter, 3 is a three-phase inverter, 4 is a permanent magnet synchronous motor, and these are equivalent to those shown in FIG.
第1図において、上位コントローラ10は速度指令を速
度指令電圧変換器11に与え、この変換器11は速度指令に
対応した加速域と定速域と減速域を持つ速度パターンの
電圧出力を得る。電圧制御発振器等に構成される電圧一
周波数変換器12は、変換器11からの速度パターン電圧に
比例した周波数のパルスを発生する。正弦波発生回路13
は、変換器12の出力パルスを可逆カウンタ14の計数入力
とし、このカウンタ14の計数値をROM15のアドレスデー
タとして該ROM15に書き込まれている位相が120°ずれた
一対の正弦波データを出力する。制御部16は正弦波発生
回路13からの正弦波データから三相分の正弦波信号を
得、この信号に従って三相インバータ3の出力周波数を
決定するゲートパルスを得る。この制御部16には電流制
御系も含まれる。In FIG. 1, the host controller 10 gives a speed command to a speed command voltage converter 11, and this converter 11 obtains a voltage output of a speed pattern having an acceleration range, a constant speed range, and a deceleration range corresponding to the speed command. The voltage-frequency converter 12 configured as a voltage controlled oscillator or the like generates a pulse having a frequency proportional to the speed pattern voltage from the converter 11. Sine wave generator 13
The output pulse of the converter 12 is used as the count input of the reversible counter 14, and the count value of this counter 14 is output as a pair of sine wave data whose phase is written in the ROM 15 and is 120 ° out of phase as the address data of the ROM 15. . The control unit 16 obtains a sine wave signal for three phases from the sine wave data from the sine wave generation circuit 13, and obtains a gate pulse that determines the output frequency of the three-phase inverter 3 according to this signal. The control unit 16 also includes a current control system.
ここで、同期電動機4の回転数及び回転角位置を検出
するためのエンコーダとして、可逆カウンタ14の下位2
ビット信号を利用したロジック回路17が設けられる。こ
のロジック回路17は、第2図に示すように、カウンタ14
の下位2ビット(第2図のaとb)から論理処理によっ
て第2図(c)に示す位相の信号を得、信号(b)と
(c)を同期電動機4の回転角位置信号として上位コン
トローラ10に対してフィードバック信号として出力す
る。この信号(b)と(c)は互いに電気角で90°の位
相差をもち、同期電動機4へ出力する周波数とはディジ
タル的に対応したパルス数とから成るパルス列の出力
で、上位コントローラ10よりの速度指令が0ならば電動
機4は制動力を持続発生するが、0でない速度指令を入
力するとインバータ出力は電動機4に出力されると同時
にロジック回路17を通して上位コントローラ10へのフィ
ードバックが開始される。Here, as an encoder for detecting the rotation speed and the rotation angle position of the synchronous motor 4, the lower two of the reversible counter 14 are used.
A logic circuit 17 using a bit signal is provided. This logic circuit 17 has a counter 14 as shown in FIG.
A signal having a phase shown in FIG. 2 (c) is obtained by logical processing from the lower 2 bits (a and b in FIG. 2), and the signals (b) and (c) are used as the rotational angle position signal of the synchronous motor 4 in the upper order. Output as a feedback signal to the controller 10. These signals (b) and (c) have a phase difference of 90 ° in electrical angle with each other, and the frequency output to the synchronous motor 4 is the output of a pulse train composed of the number of pulses corresponding digitally. If the speed command is 0, the electric motor 4 continuously generates the braking force, but if a speed command that is not 0 is input, the inverter output is output to the electric motor 4 and, at the same time, the feedback to the host controller 10 is started through the logic circuit 17. .
第2図において、期間TFは同期電動機4が正転中にあ
るときを示し、期間TRは該電動機4が逆転中にあるとき
を示す。すなわち、カウンタ14は上位コントローラ10か
らの正逆転指令に応じて加算又は減算モードに切り換え
られて変換器12の出力パルスを計数するが、この計数に
おいて下位2ビット間の位相は該カウンタ14の加算モー
ドと減算モードによって第2図の期間TFとTRのように互
いに異なり、この位相差から第2図(b)の波形に対す
る第2図(c)の位相が互いに正負90°だけ異なり、第
2図(b)と(c)の両信号の位相関係がROM15の正弦
波出力の回転方向すなわち同期電動機4の正逆転方向に
対応している。In FIG. 2, a period T F shows when the synchronous motor 4 is in forward rotation, and a period T R shows when the electric motor 4 is in reverse rotation. That is, the counter 14 is switched to the addition or subtraction mode in accordance with the forward / reverse rotation command from the upper controller 10 and counts the output pulse of the converter 12. In this counting, the phase between the lower 2 bits is the addition of the counter 14. Depending on the mode and the subtraction mode, the periods T F and T R of FIG. 2 are different from each other, and the phase difference of FIG. 2 (c) with respect to the waveform of FIG. The phase relationship between both signals in FIGS. 2B and 2C corresponds to the rotation direction of the sine wave output of the ROM 15, that is, the forward / reverse direction of the synchronous motor 4.
従って、ロジック回路17の一対の信号から上位コント
ローラ10は電動機4の正逆回転方向を判定し、また該信
号の一方のパルス数積算によって電動機4の回転角位置
を判定し、さらには単位時間当たりのパルス数計数によ
って回転数を判定できる。これら判定結果は例えば電動
機4が駆動する負荷の位置制御や速度制御に利用され
る。Therefore, the host controller 10 determines the forward and reverse rotation directions of the electric motor 4 from the pair of signals of the logic circuit 17, and also determines the rotational angle position of the electric motor 4 by integrating the number of pulses of one of the signals, and further, per unit time. The number of revolutions can be determined by counting the number of pulses. These determination results are used for position control and speed control of the load driven by the electric motor 4, for example.
なお、実施例は永久磁石同期電動機の制御回路に適用
した場合を示すが、他のタイプの同期電動機にしたも
の、さらに他の制御方式にしたものなど、同期電動機の
駆動電源周波数を可逆カウンタの計数値に関連づけるも
のに適用して同等の作用効果を得ることができる。Although the embodiment shows the case where it is applied to the control circuit of the permanent magnet synchronous motor, the drive power supply frequency of the synchronous motor is changed to that of the reversible counter such as a synchronous motor of another type or a control method of another type. It can be applied to those associated with the count value to obtain an equivalent effect.
G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、速度指令に比例した
周波数のパルスを可逆カウンタで計数し、このカウンタ
の下位2ビットの位相から電動機の正逆回転方向と回転
角位置を判定するためのパルスを得るようにしたため、
従来の分配器を不要にして制御装置内に組み込まれた回
路として実現されるし、制御装置のカウンタを利用して
少しの回路増設で済む。G. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, pulses having a frequency proportional to the speed command are counted by the reversible counter, and the forward / reverse rotation direction and rotation angle position of the electric motor are determined from the phase of the lower 2 bits of this counter. Since I got the pulse to judge,
It is realized as a circuit incorporated in the control device by eliminating the need for a conventional distributor, and a small number of circuits can be added by using the counter of the control device.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図におけるカウンタ14とロジック回路17のタイムチャー
ト、第3図は従来の同期電動機の制御回路図である。 3……三相インバータ、4……永久磁石同期電動機、10
……上位コントローラ、11……速度指令電圧変換器、12
……電圧−周波数変換器、13……正弦波発生回路、14…
…可逆カウンタ、16……制御部、17……ロジック回路。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a time chart of the counter 14 and the logic circuit 17 in the figure, and FIG. 3 is a control circuit diagram of a conventional synchronous motor. 3 ... Three-phase inverter, 4 ... Permanent magnet synchronous motor, 10
...... Host controller, 11 …… Speed command voltage converter, 12
...... Voltage-frequency converter, 13 ...... Sine wave generation circuit, 14 ・ ・ ・
… Reversible counter, 16 …… Control unit, 17 …… Logic circuit.
Claims (1)
を制御し、このインバータの出力で同期電動機を駆動す
る制御装置において、前記速度指令に比例した周波数の
パルスを計数し同期電動機の正逆転指令によって加算又
は減算に切り換えられる可逆カウンタと、このカウンタ
の下位2ビット間の位相からその上位側ビット出力に対
して互いに正負90°だけ異なる位相のパルスを得るロジ
ック回路とを備えたことを特徴とする静止形エンコー
ダ。1. A control device for controlling an output frequency of an inverter according to a speed command, and driving a synchronous motor with an output of the inverter, counts pulses having a frequency proportional to the speed command and adds them by a forward / reverse command of the synchronous motor. Or a reversible counter which can be switched to subtraction, and a logic circuit which obtains a pulse having a phase different from each other by 90 ° between the lower two bits of the counter with respect to the upper bit output of the counter. Type encoder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62219994A JP2535944B2 (en) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | Stationary encoder |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP62219994A JP2535944B2 (en) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | Stationary encoder |
Publications (2)
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JPS6464586A JPS6464586A (en) | 1989-03-10 |
JP2535944B2 true JP2535944B2 (en) | 1996-09-18 |
Family
ID=16744262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62219994A Expired - Lifetime JP2535944B2 (en) | 1987-09-02 | 1987-09-02 | Stationary encoder |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2535944B2 (en) |
-
1987
- 1987-09-02 JP JP62219994A patent/JP2535944B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6464586A (en) | 1989-03-10 |
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