【０００１】0001
【産業上の利用分野】この発明は、ロータが永久磁石か
らなる同期型ＡＣモータに取り付けて用いられるエンコ
ーダ、およびこれを用いた同期型ＡＣモータの起動方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an encoder that is attached to a synchronous AC motor whose rotor is made of a permanent magnet, and a method for starting a synchronous AC motor using the encoder.
【０００２】0002
【従来の技術】図４は一般的なエンコーダの出力信号を
説明するための波形図である。同図Ａ，Ｂは２相信号、
Ｚは原点を示す原点信号（Ｚ相信号ともいう）、Ｕ，Ｖ
，Ｗは３相の磁極位置信号をそれぞれ示している。なお
、Ａ，Ｂ相信号は例えば互いに９０度の位相差を有し、
モータの１回転当たり１０００パルスを出力するものと
する。また、原点信号はモータの１回転当たり１つ出力
される。すなわち、ロータが永久磁石からなる同期型Ａ
Ｃモータを制御するには磁極位置を検出することが必要
であり、このため従来は２相信号Ａ，Ｂ、原点信号Ｚ、
さらに３相電源で駆動する場合は３相の磁極位置信号Ｕ
，Ｖ，Ｗの計６種類の信号が用いられるのが一般的であ
る。その結果、磁極位置信号を発生させるための磁極セ
ンサおよび増幅回路等が信号数だけ必要となって回路部
品が多くなるだけでなく、エンコーダの形状も大きくな
り、さらにはこれを同期型ＡＣモータに取り付けてその
制御を行なう場合は、コントローラとの間の配線数も多
くなってコストや信頼性に問題が生じる。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a waveform diagram for explaining output signals of a general encoder. A and B in the same figure are two-phase signals,
Z is the origin signal (also called Z phase signal) indicating the origin, U, V
, W indicate three-phase magnetic pole position signals, respectively. Note that the A and B phase signals have a phase difference of 90 degrees from each other, for example,
It is assumed that the motor outputs 1000 pulses per revolution. Further, one origin signal is output per rotation of the motor. In other words, synchronous type A in which the rotor is made of a permanent magnet.
To control the C motor, it is necessary to detect the magnetic pole position, and for this reason conventionally two-phase signals A, B, origin signal Z,
Furthermore, when driving with a three-phase power supply, the three-phase magnetic pole position signal U
, V, and W are generally used. As a result, magnetic pole sensors and amplifier circuits for generating magnetic pole position signals are required for the number of signals, which not only increases the number of circuit components, but also increases the size of the encoder. If it is installed and controlled, the number of wires between the controller and the controller increases, causing problems in cost and reliability.
【０００３】また、例えば３相の同期型ＡＣモータを起
動する場合、３相のステータコイルに流す駆動電流をス
イッチング回路などにより一定の順序（切り換えパター
ン）で切り換えて回転磁界を発生させ、ロータを回転起
動するようにしている。このとき、起動開始時のロータ
の停止位置によってはロータが本来の方向と逆方向に回
転することがあるため、ロータの位置を検出しその位置
に対応した一定の切り換えパターンを選択することが必
要となる（この点に関し、必要ならば例えば特開平２−
２３７４９０号公報を参照のこと）。このため、ロータ
の位置を検出するための特別な磁気センサを設けるか、
さもなくば上記のようなエンコーダを用いるようにして
いる。Furthermore, when starting a three-phase synchronous AC motor, for example, the drive current flowing through the three-phase stator coils is switched in a certain order (switching pattern) using a switching circuit, etc., to generate a rotating magnetic field, which causes the rotor to move. I'm trying to start the rotation. At this time, the rotor may rotate in the opposite direction to its original direction depending on the stop position of the rotor at the start of startup, so it is necessary to detect the rotor position and select a certain switching pattern corresponding to that position. (Regarding this point, if necessary, for example,
(See Publication No. 237490). For this reason, either a special magnetic sensor is installed to detect the position of the rotor, or
Otherwise, I use an encoder like the one above.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】このように、図４の如
き出力特性を持つエンコーダを用いると、回路部品が多
くなるだけでなく、エンコーダの形状も大きくなり、さ
らにはこれを同期型ＡＣモータに取り付けてその制御を
行なう場合は、コントローラ間の配線数も多くなってコ
ストや信頼性に問題が生じる。したがって、この発明の
課題は、発生信号数が少なく小型かつ安価なエンコーダ
を提供すること、およびかかるエンコーダを用いて同期
型ＡＣモータを起動する場合の配線作業を軽減すること
にある。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, using an encoder having output characteristics as shown in FIG. 4 not only increases the number of circuit components but also increases the size of the encoder. When controlling the controller by attaching it to the controller, the number of wires between the controllers increases, causing problems in cost and reliability. Therefore, an object of the present invention is to provide a compact and inexpensive encoder that generates fewer signals, and to reduce wiring work when starting a synchronous AC motor using such an encoder.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、第１の発明では、ロータが永久磁石からなる同
期型ＡＣモータに取り付けて用いられるエンコーダであ
って、２相信号の他に原点信号に磁極位置信号を重畳し
た信号を発生することを特徴としている。また、第２の
発明では、ロータが永久磁石からなる同期型ＡＣモータ
に対して、２相信号の他に原点信号に磁極位置信号を重
畳した信号を発生するエンコーダを取り付け、前記同期
型ＡＣモータを起動するときは前記エンコーダからの磁
極位置信号にもとづきモータの停止位置を検出し、これ
により予め設定されている複数の通電切換パターンの中
から所定のものを選択し、選択された通電切換パターン
にてステータコイルに順次通電して回転磁界を発生させ
、前記ロータを回転駆動することを特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to solve such problems, the first invention provides an encoder that is used by being attached to a synchronous AC motor whose rotor is made of a permanent magnet, and which receives not only a two-phase signal but also a two-phase signal. It is characterized by generating a signal in which a magnetic pole position signal is superimposed on an origin signal. Further, in the second invention, an encoder that generates a signal obtained by superimposing a magnetic pole position signal on an origin signal in addition to the two-phase signal is attached to the synchronous AC motor whose rotor is made of a permanent magnet, and the synchronous AC motor When starting the motor, the stop position of the motor is detected based on the magnetic pole position signal from the encoder, a predetermined one is selected from a plurality of preset energization switching patterns, and the selected energization switching pattern is activated. The rotor is characterized in that the stator coils are sequentially energized to generate a rotating magnetic field, thereby rotationally driving the rotor.
【０００６】[0006]
【作用】エンコーダからの出力信号を２相信号の他に原
点信号に磁極位置信号を重畳した信号の計３種類とする
ことにより、エンコーダの小型化，低コスト化を図り、
併せてかかるエンコーダを用いて同期型ＡＣモータを起
動する場合の配線作業を軽減し、信頼性を向上させる。[Function] By using three types of output signals from the encoder: a two-phase signal and a signal obtained by superimposing a magnetic pole position signal on an origin signal, the encoder can be made smaller and lower in cost.
In addition, wiring work when starting a synchronous AC motor using such an encoder is reduced and reliability is improved.
【０００７】[0007]
【実施例】図１はこの発明によるエンコーダの出力信号
を説明するための波形図、図２はその部分拡大図である
。これらの図からも明らかなように、２相信号Ａ，Ｂの
他に、例えばＡ信号に同期した原点信号Ｚに、Ｂ信号に
同期した磁極位置信号Ｐを重畳させた信号ＺＰの計３種
類の信号を出力するようにした点が特徴である。このた
めには、例えば光学式の場合は、３種類の同心円状スリ
ットを持つ円板を発光素子と受光素子間に配置し、２相
信号Ａ，Ｂは従来と同様の同心円状スリットにて得るよ
うにする一方、ＺＰ信号は図１に示すような信号となる
よう、例えばＺ信号に対応する狭い幅のスリットとＰ信
号に対応する比較的広い幅のスリットとを形成するなど
の工夫をして取り出すようにする。また、磁気式の場合
は上記スリットの代わりに磁性体を用いているので、こ
の磁性体の大きさとその配置位置を考慮することにより
、同様にしてＺＰ信号を１つの信号として取り出すこと
が可能となる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a waveform diagram for explaining an output signal of an encoder according to the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view thereof. As is clear from these figures, in addition to the two-phase signals A and B, there are a total of three types of signals, for example, a signal ZP in which a magnetic pole position signal P synchronized with the B signal is superimposed on an origin signal Z synchronized with the A signal. The feature is that it outputs a signal of . For this purpose, for example, in the case of an optical type, a disk having three types of concentric slits is placed between the light emitting element and the light receiving element, and the two-phase signals A and B are obtained using the same concentric slits as in the conventional method. On the other hand, in order to make the ZP signal as shown in FIG. 1, we took measures such as forming a narrow slit corresponding to the Z signal and a relatively wide slit corresponding to the P signal. to remove it. In addition, in the case of the magnetic type, a magnetic material is used instead of the slit, so by considering the size of this magnetic material and its placement position, it is possible to extract the ZP signal as a single signal in the same way. Become.
【０００８】図３は上記の如きエンコーダを用いて同期
型ＡＣモータを起動する場合の実施例を示す概要図であ
る。同図において、１はサーボモータ駆動部、２は同期
型ＡＣモータ（単にモータともいう）、３は図１または
図２で説明したエンコーダ、４Ａ〜４Ｃはアンプ、５Ａ
，５Ｂは同期検出回路、６は切換パターン判別回路であ
る。エンコーダ３から出力されるＡ信号，Ｂ信号はアン
プ４Ａ，４Ｂを介してサーボモータ駆動部１にそれぞれ
与えられるとともに、ＺＰ信号はアンプ４Ｃを介して同
期検出回路５Ａ，５Ｂにそれぞれ与えられ、同期検出回
路５ＡではＡ信号と同期検出することによってＺ信号を
取り出し、同期検出回路５ＢではＢ信号と同期検出する
ことによってＰ信号を取り出す。このＰ信号は切換パタ
ーン判別回路６に与えられ、ここでロータの磁極位置に
応じた通電切換パターンが選択され、同期型ＡＣモータ
を逆転させることなく、円滑に起動することが可能とな
る。このとき、サーボモータ駆動部１とエンコーダ２と
の間の配線数が従来よりも少なくなることはいうまでも
なく、その結果、配線作業も著しく軽減されることにな
る。FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment in which a synchronous AC motor is started using the encoder as described above. In the figure, 1 is a servo motor drive unit, 2 is a synchronous AC motor (also simply referred to as a motor), 3 is the encoder explained in FIG. 1 or 2, 4A to 4C are amplifiers, and 5A
, 5B is a synchronization detection circuit, and 6 is a switching pattern discrimination circuit. The A signal and B signal outputted from the encoder 3 are respectively given to the servo motor drive unit 1 via amplifiers 4A and 4B, and the ZP signal is given to synchronous detection circuits 5A and 5B via an amplifier 4C, respectively, for synchronization. The detection circuit 5A extracts the Z signal by performing synchronous detection with the A signal, and the synchronous detection circuit 5B extracts the P signal by performing synchronous detection with the B signal. This P signal is given to the switching pattern discrimination circuit 6, which selects the energization switching pattern according to the magnetic pole position of the rotor, thereby making it possible to start the synchronous AC motor smoothly without reversing the rotation. At this time, it goes without saying that the number of wires between the servo motor drive unit 1 and the encoder 2 is smaller than in the past, and as a result, the wiring work is also significantly reduced.
【０００９】[0009]
【発明の効果】この発明によれば、エンコーダの出力信
号数を減らすようにしたので、エンコーダを小型かつ安
価にすることができる。また、このようなエンコーダを
用いて同期型ＡＣモータを起動する場合、コントローラ
との配線数も少なくなって配線作業が著しく軽減され信
頼性が向上する、などの利点が得られる。According to the present invention, since the number of output signals of the encoder is reduced, the encoder can be made smaller and cheaper. Further, when such an encoder is used to start a synchronous AC motor, there are advantages such as the number of wires connected to the controller is reduced, wiring work is significantly reduced, and reliability is improved.
【図１】この発明によるエンコーダの出力信号を説明す
るための波形図である。FIG. 1 is a waveform diagram for explaining an output signal of an encoder according to the present invention.
【図２】図１の部分拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1;
【図３】図１または図２の如きエンコーダを用いて同期
型ＡＣモータを起動する場合の実施例を示す概要図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram showing an embodiment in which a synchronous AC motor is started using an encoder such as that shown in FIG. 1 or 2;
【図４】一般的なエンコーダの出力信号を説明するため
の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram for explaining output signals of a general encoder.
１ サーボモータ駆動部２ 同期型ＡＣモータ３ エンコーダ６ 切換パターン判別回路４Ａ アンプ４Ｂ アンプ４Ｃ アンプ５Ａ 同期検出回路５Ｂ 同期検出回路1 Servo motor drive section2 Synchronous AC motor3 Encoder6 Switching pattern discrimination circuit4A amplifier4B Amplifier4C amplifier5A synchronous detection circuit5B Synchronization detection circuit
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126456AJPH04331488A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Encoder for ac synchronous motor and starting method for ac synchronous motor by use of said encoder |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126456AJPH04331488A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Encoder for ac synchronous motor and starting method for ac synchronous motor by use of said encoder |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331488Atrue JPH04331488A (en) | 1992-11-19 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126456APendingJPH04331488A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Encoder for ac synchronous motor and starting method for ac synchronous motor by use of said encoder |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331488A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004274948A (en)* | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Mitsuba Corp | Encoder for servomotor and encoder control method for servomotor |
| US9318985B2 (en) | 2011-05-20 | 2016-04-19 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus including motor that drives image forming apparatus, controller that controls motor, and sensor |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004274948A (en)* | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Mitsuba Corp | Encoder for servomotor and encoder control method for servomotor |
| US9318985B2 (en) | 2011-05-20 | 2016-04-19 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming apparatus including motor that drives image forming apparatus, controller that controls motor, and sensor |
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