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Dokumentenidentifikation DE112005001683T5 31.10.2007
Titel Motorsteuereinrichtung
Anmelder Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki, Fukuoka, JP
Erfinder Kitazawa, Takashi, Kitakyushu, Fukuoka, JP;
Takao, Kazuhide, Kitakyushu, Fukuoka, JP;
Takei, Yasuyuki, Kitakyushu, Fukuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 112005001683
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 11.07.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/012740
WO-Veröffentlichungsnummer 2006006552
WO-Veröffentlichungsdatum 19.01.2006
Date of publication of WO application in German translation 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse H02P 5/00(2006.01)A, F, I, 20070405, B, H, DE

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinrichtung, welche einfach dadurch eingestellt werden kann, dass die Anzahl an Einstellungen mehrerer Verstärkungen oder Filter verringert werden kann, und welche die Vorgehensweise verkürzen kann, die zum Einleiten des Betriebs einer Motorsteuereinrichtung erforderlich ist, die in Abhängigkeit von den Eigenschaften einer Maschine einstellbar ist, durch Änderung einer Reaktionseigenschaft eines Motors.

Stand der Technik

Bei einer Motorsteuereinrichtung nach dem Stand der Technik wird als Verfahren zur Einstellung einer Verstärkung oder eines Filters, eine Integralzeitkonstante, eine Positionsproportionalverstärkung Kp, ein Drehmomentvorgabefilter oder dergleichen eines Geschwindigkeitssteuerabschnitts aus einer Proportionalverstärkung Kv des Geschwindigkeitssteuerabschnitts berechnet, und wird ein frei wählbarer Digitalwert als ein innerer Parameter eingestellt und gespeichert. Es gibt eine Einrichtung, die einen bestimmten Index (im vorliegenden Fall die Verstärkung eines Parameters) auf Grundlage eines Verfahrens zur Einstellung eines Parameters eines Servoverstärkers einstellt.

So weist beispielsweise eine Motorsteuereinrichtung des Patentdokuments 1 einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt auf, und enthält einen Geschwindigkeitssteuerabschnitt zum Steuern einer Winkelgeschwindigkeit eines Motors, wenn entweder eine Proportionalverstärkung (Kv), eine Integralzeitkonstante (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts eingestellt wird, und einen Verstärkungseinstellabschnitt, der eine andere Verstärkung einstellen kann, so dass eine Beziehung, die durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) vorgegeben wird, oder die Gleichungen (3) und (4), ständig aufrechterhalten wird. 2&pgr;·Kv·Ti ≥ Cpi (ein Fall des Proportional-Integral-Steuertyps)(1) wobei Cpi eine Konstante ist, die aus der folgenden Bedingung erhalten werden kann Cpi ≥ 4(2) 2&pgr;·Kv·Ti ≥ Cip (ein Fall des Integral-Proportional-Steuertyps)(3) wobei Cip eine Konstante ist, die entsprechend folgender Bedingung eingestellt wird Cip ≥ 2(4), wobei ein erster Kompensationsabschnitt vorgesehen ist, um eine Proportionalberechung durchzuführen, ein zweiter Kompensationsabschnitt, um eine Integralberechung durchzuführen, ein Eingabeabschnitt zum Addieren eines Drehmomentsignals (Tref) des Motors, das von dem Geschwindigkeitssteuerabschnitt ausgegeben wird, und ein Ausgabewert des ersten Kompensationsabschnitts und ein Ausgabewert des zweiten Kompensationsabschnitts in ein äquivalentes, starres Modell eingegeben werden, und ein Differenzsignal eingegeben wird, das durch Subtrahieren eines Ausgangswertes des äquivalenten, starren Modells von einem Geschwindigkeitssignal des Geschwindigkeitssteuerabschnitts von einem Geschwindigkeitssignal des Geschwindigkeitssteuerabschnitts erhalten wird, an den ersten Kompensationsabschnitt und den zweiten Kompensationsabschnitt, wobei ein Vibrationserfassungsabschnitt vorhanden ist, der eine Proportionalverstärkung des ersten Kompensationsabschnitts durch ein Produkt einer ersten Verstärkung (&zgr;s) mit einer zweiten Verstärkung (&ohgr;s) festlegt, eine Integralverstärkung des zweiten Kompensationsabschnitts durch ein Quadrat der zweiten Verstärkung festlegt, die zweite Verstärkung (&ohgr;s) dadurch ausbildet, dass die Proportionalverstärkung (Kv) des Proportionalberechnungsabschnitts des Geschwindigkeitssteuerabschnitts mit einem vorher eingestellten Bandeinstellkoeffizienten (&agr;) multipliziert wird, ein Absolutwert eines Differenzsignals zwischen dem Ausgangswert des äquivalenten, starren Modells und des vorhergesagten Geschwindigkeitssignals des Geschwindigkeitssteuerabschnitts mit einem vorher festgelegten Erfassungsgeschwindigkeitspegel verglichen wird, und es möglich ist, einen entsprechend großen oder kleinen Wert zu erfassen. Weiterhin weist zusätzlich zum Geschwindigkeitssteuerabschnitt der Motorsteuereinrichtung die Motorsteuereinrichtung eine Phasensteuereinrichtung auf, und wird dann, wenn eine Proportionalverstärkung (Kp) der Positionssteuereinrichtung und entweder eine Proportionalverstärkung (Kv) oder eine Integralzeitkonstante (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts eingestellt werden, eine Beziehung eingehalten, die durch die voranstehend angegebenen Gleichungen (1) und (2) vorgegeben ist, oder durch die nachstehend angegebenen Gleichungen (3) und (4) sowie die Gleichungen (5) und (6). Kp·Ti ≤ Cp (Integral-Proportional-Steuertyp)(5) wobei Cp eine Konstante ist, die unter folgender Bedingung eingestellt wird Cp ≤ 0,32(6), also als Verstärkungseinstellabschnitt, der eine andere Verstärkung einstellen kann. Weiterhin verringert gemäß einem Verfahren zur Einstellung der Verstärkung der Motorsteuereinrichtung, wenn ein Schwingungsdetektorausgangssignal von dem Schwingungsdetektorabschnitt vorhanden ist, ein Verstärkungseinstellabschnitt automatisch die Proportionalverstärkung (Kv) um etwa 10 %, und verringert wiederholt die Proportionalverstärkung (Kv), bis das Schwingungserfassungsausgangssignal nicht vorhanden ist.

Weiterhin ist eine Steuerparametereinstelleinrichtung für einen Servomotor im Patentdokument 2 eine Einrichtung zum Einstellen mehrerer Steuerparameter, die zum Steuern des Servomotors verwendet werden. Die Einrichtung weist einen ersten Änderungsabschnitt zum Ändern zumindest eines Steuerparameters bei den mehreren Steuerparametern auf, einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer Änderung des zumindest einen Steuerparameters, der durch den Änderungsabschnitt geändert wurde, und einen zweiten Änderungsabschnitt zum Ändern von Steuerparametern mit Ausnahme des zumindest einen Steuerparameters, der von dem ersten Änderungsabschnitt abgeändert wurde, unter den mehreren Steuerparametern, auf Grundlage der berechneten Änderung (vgl. beispielsweise das Patentdokument 2). Eine Positions-Proportionalverstärkung, eine Geschwindigkeits-Proportionalverstärkung oder dergleichen werden für eine Verstärkungseinstelleinrichtung innerhalb eines Servoverstärkers eingestellt, mit Hilfe eines Tasteneingabeabschnitts, eines Anzeigeabschnitts, eines Speicherabschnitts oder dergleichen, durch Kommunikation des Servoverstärkers mit einem Computer auf diese Art und Weise.

Auf diese Weise wird bei der Motorsteuereinrichtung nach dem Stand der Technik eine Konstruktion eingesetzt, bei welcher die Verstärkung oder die Filterzeitkonstante innerhalb der Motorsteuerung eingestellt wird, durch Eingabe eines numerischen Wertes zum Einstellen des Parameters oder dergleichen durch eine Bedienungsperson, durch Ausbildung einer Eingabeeinrichtung durch einen Computer, oder exklusiv durch eine Bedienungsperson, so dass ein frei wählbarer Wert so fein eingestellt wie möglich erhalten werden kann, um eine andere Verstärkung oder andere Filterzeitkonstante zu bestimmen, während eine konstante Rate zu der einen Verstärkung aus der Beziehung mit der einen Verstärkung aufrechterhalten wird.

  • Patentdokument 1: JP-A-2003-189653 (2)
  • Patentdokument 2: JP-A-06-319284 (1, 2, 7)

Beschreibung der Erfindung Durch die Erfindung zu lösende Probleme

Bei der Motorsteuereinrichtung nach dem Stand der Technik werden ein Steuerverstärkungswert der Proportionalverstärkung Kv, die Integralzeitkonstante Ti, die Positions-Proportionalverstärkung Kp, das Drehmomentbefehlsfilter Tf oder dergleichen des Geschwindigkeitssteuerabschnitts frei wählbar eingestellt. Daher ist eine exklusive, äußere Einstellvorrichtung für die Einstellung erforderlich, die einen frei wählbaren Digitalwert als den inneren Parameter ändert, sowie eine Parameterbetätigungseinrichtung, die einen Parametereingabeänderungsschalter eines Schalters oder dergleichen zum Einstellen benötigt, und ist eine Parameteranzeige dazu erforderlich, damit die Bedienungsperson den Digitalwert erkennt. Daher ist das Problem vorhanden, dass die Anzahl an Bestandteilen der Motorsteuereinrichtung vergrößert wird, was dazu führt, dass in diesem Ausmaß die Kosten zur Herstellung der Motorsteuereinrichtung zunehmen, und die Anzahl an zur Herstellung erforderlichen Schritten zunimmt.

Weiterhin müssen entsprechend dem inneren Parameter normalerweise mehrere Parameterzahlen und Parameterwerte durch Digitalwerte eingestellt werden, so dass diese durch ein oder mehrere Teile von Parametereingabebetätigungseinrichtungen eingestellt werden, so dass, um einen Parameterwert unterschiedlich einzustellen, es erforderlich ist, die Art der Betätigung zu ändern, so dass die Parameterzahl geändert wird, der Parameterwert entsprechend der Zahl geändert wird, und dergleichen. Obwohl diese Vorgänge in einem kurzen Zeitraum bei Anbringung der Motorsteuereinrichtung einer Maschine durchgeführt werden, wird zuerst die Einrichtung betätigt, und dann eine Antwort bestätigt, so dass es schwierig für jemand anders als eine erfahrene Betätigungsperson ist, einen Vorgang zur entsprechenden Betätigung in kurzem Zeitraum fehlerfrei durchzuführen.

Weiterhin bestimmt, selbst wenn so vorgegangen wird, dass die Parametereingabeeinrichtung wegfällt, die Steuerverstärkung und dergleichen eine Antwortcharakteristik, so dass eine Betätigungsperson die Steuerverstärkung bestimmen kann, eine Kerbfilterfrequenz Nf, die ein Filter als Gegenmaßnahme gegen Resonanz einer Maschine darstellt, die durch eine Eigenschaft der Maschine geändert wird, automatisch eingestellt wird, nachdem die Antwort der Maschine einer Frequenzanalyse unterworfen wurde. Wenn in Bezug auf die einmal eingestellte Kerbfilterfrequenz Nf, wenn die Kerbfilterfrequenz Nf, die in der Motorsteuereinrichtung gespeichert wird, nicht mit der Resonanzfrequenz einer tatsächlichen Maschineneigenschaft übereinstimmt, infolge einer signifikanten Änderung der Maschineneigenschaften zu einem späteren Zeitpunkt, durch Austauschen der Motorsteuereinrichtung, oder durch Austausch des Motors gegen einen Motor, der eine unterschiedliche Nennleistung aufweist, tritt darüber hinaus das Problem auf, dass die Parametereingabeeinrichtung erforderlich ist, und ein Vorgang zum Bestätigen, Ändern, erneuten Einstellen der Wirksamkeit oder der Unwirksamkeit des Kerbfilters oder der Kerbfilterfrequenz Nf notwendig wird.

Die Erfindung wurde angesichts eines derartigen Problems durchgeführt, und ihr Vorteil ist folgender.

  • (1) Es wird eine Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, die einfach selbst von einer nicht geschulten Person gehandhabt werden kann, zum Einstellen, Ändern, Rücksetzen einer Steuerverstärkung oder einer Kerbfilterfrequenz Nf, ohne die Parametereingabeeinrichtung zu verwenden, und welche beträchtlich den Vorgang verkürzt, der zum Einstellen der Verstärkung benötigt wird, der dazu erforderlich war, die Motorsteuereinrichtung zu betätigen, bis die Motorsteuereinrichtung normal betätigt werden kann.
  • (2) Die Steuereinrichtung wird dadurch verkleinert, dass eine Steuerverstärkung nur dadurch geändert wird, dass die Einstellung mit einem einzigen Drehschalter geändert wird, ohne eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines frei wählbaren Parameterwerts zum Einstellen mehrerer Steuerverstärkungen zu verwenden.
  • (3) Selbst im Falle einer signifikanten Änderung einer Eigenschaft einer Maschine, bei welcher die Motorsteuereinrichtung vorgesehen ist, kann der Fall so gehandhabt werden, dass nur der Schalter geändert wird.
  • (4) Um ein durchgehendes Einstellen der Steuerverstärkung sowie die Einstellung einer neuen Verstärkung zu ermöglichen, oder eine Funktion der Maschine, des Motors, oder der Motorsteuereinrichtung, mit deutlich verschiedenen Eigenschaften, wird ermöglicht, signifikant den Wert der Verstärkung zu ändern, den Filterwert, der bei dem Schalter eingestellt wird, und die Steuerverstärkung der Motorsteuereinrichtung zu ändern, die nicht entsprechend dem Schalter eingestellt wird.
  • (5) Eine übermäßig hohe Schwingung infolge einer Resonanzfrequenz der Maschine, die beim Betrieb der Maschine hervorgerufen werden kann, wird zunächst durch die Motorsteuereinrichtung verhindert, es wird eine Zerstörung der Maschine verhindert, und es wird eine Gefahr für eine

Bedienungsperson oder eine Person in der Nähe der Maschine verhindert.

Vorrichtung zur Lösung der Probleme

Um das voranstehend geschilderte Problem zu lösen, wird eine Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher vorgesehen sind:

ein Geschwindigkeitssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern einer Winkelgeschwindigkeit eines Motors aufweist,

ein Positionssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuer eines Winkels des Motors aufweist,

ein Einstellabschnitt zum Einstellen von Werten für eine Proportionalverstärkung (Kv) des Positionssteuerabschnitts,

einer Proportionalverstärkung (Kv) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Integralzeitkonstanten (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tf) eines Drehmomentbefehlsfilters zur Eingabe eines Drehmomentbefehls, der von dem Geschwindigkeitssteuerabschnitt ausgegeben wird, und einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tp) eines Positions-Beschleunigungs/Verzögerungsfilters, das in einer Vorstufe des Positionssteuerabschnitts vorgesehen ist, um eine schnelle Änderung eines Positionsbefehls zu glätten, und ein erster Schaltabschnitt, welchem die Werte der Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv, der Positionssteuer-Proportionalverstärkung Kp, der Geschwindigkeitssteuer-Integral-Zeitkonstanten Ti, des Drehmomentbefehls-Tiefpassfilters Tf, und der Positionsbefehls-Tiefpassfilter-Zeitkonstanten Tp in Schritten durch bestimmte konstante Raten zugeordnet sind, relativ zu den eingestellten Werten oder frei wählbaren Werten.

Weiterhin wird eine Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher vorgesehen sind:

ein Geschwindigkeitssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern einer Winkelgeschwindigkeit eines Motors aufweist,

ein Positionssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern eines Winkels des Motors aufweist,

ein Einstellabschnitt zum Einstellen von Werten einer Proportionalverstärkung (Kp) des Positionssteuerabschnitts,

einer Proportionalverstärkung (Kv) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Integralzeitkonstante (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tf) eines Drehmomentbefehlsfilters zur Eingabe eines Drehmomentbefehls, der von dem Geschwindigkeitssteuerabschnitt ausgegeben wird,

ein Kerbfilter,

dessen Kerbfilter-Einstellabschnitt in einer Stufe hinter dem Drehmomentbefehlsfilter vorgesehen ist, ein erster Schaltabschnitt, welchem die Werte der Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv, der Positionssteuer-Proportionalverstärkung Kp, der Geschwindigkeitsteuer-Integralzeitkonstanten Ti, und des Drehmomentbefehls-Tiefpassfilters Tf zugeordnet sind, durch bestimmte, konstante Raten relativ zu den eingestellten Werten oder frei wählbaren Werten, und

ein Einstellabschnitt zum sofortigen Freigeben des Kerbfilters, bei dem eine Kerbfiltereinstellung eingestellt wurde, bevor der erste Schaltabschnitt durch Schalten zum Einstellen des ersten Schaltabschnitts geändert wird, zum Rücksetzen des Kerbfilter-Frequenzwertes von dem Schwingungsfrequenz-Untersuchungsabschnitt auf den Drehmomentbefehlswert als neuen Ausgangswert, unmittelbar nach dem Schalten des ersten Schaltabschnitts, und zum gleichzeitigen Einstellen des Einstellwertes bei dem Einstellspeicherabschnitt.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher weiterhin vorgesehen ist:

ein Einstellspeicherabschnitt zum Speichern des Einstellwertes des ersten Schaltabschnitts ständig in einem nicht-flüchtigen Speicher.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, welche weiterhin aufweist:

einen Befehlsimpuls-Auswahlabschnitt zum Auswählen eines Codesignals und einer Impulsreihe, oder eines regulären Drehreihenbefehls und eines inversen Drehimpulsreihenbefehls als einen Befehl für einen Impulsreihenbefehl des Positionsbefehls, zur Auswahl einer Logik des Impulssignals, und zur Auswahl einer Befehlsauflösung, und einen zweiten Schaltabschnitt, welchem jeweilige Einstellwerte des Befehlsimpulsauswahlabschnitts zugeordnet sind.

Weiterhin ist die Motorsteuereinrichtung vorgesehen, bei welcher

beim Rücksetzen des Kerbfilters, im Falle der Abschaltung einer Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung, wenn der erste Schaltabschnitt geändert wird, der Einstellwert des ersten Schaltabschnitts beim Eingeben der Energieversorgungsquelle zu einer vorherigen Zeit, der in dem Einstellspeicherabschnitt bei einer Initialisierungsverarbeitung beim Eingeben der Energieversorgungsquelle gespeichert wird, und der Einstellwert des ersten Schaltabschnitts beim Eingeben der Energieversorgungsquelle zur momentanen Zeit verglichen werden, und das Kerbfilter nur dann zurückgesetzt wird, wenn sich die Werte voneinander unterscheiden.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, welche weiterhin aufweist:

einen Änderungsdetektorabschnitt zur Erfassung, dass der zweite Schaltabschnitt beim Eingeben der Energieversorgungsquelle geändert wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher

ein Alarm an einem Alarmanzeigeabschnitt angezeigt wird, wenn der zweite Schaltabschnitt beim Eingeben der Energieversorgungsquelle an dem Änderungsdetektorabschnitt geändert wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher

nachdem der zweite Schaltabschnitt geändert wurde, und ein Alarmanzeigeabschnitt einen Alarm beim Eingeben der Energieversorgungsquelle ausgibt, bei erneuter Rückkehr zu einer Position vor der Änderung, eine Anzeige des Alarms an dem Alarmanzeigeabschnitt angehalten wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher

ein Lichtaussendabschnitt einer LED des

Alarmanzeigeabschnitts oder eines Flüssigkristalls oder dergleichen eingeschaltet wird, oder intermittierend blinkt.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2 zur Verfügung gestellt, welche weiterhin aufweist:

einen externen Anzeigeabschnitt zur Eingabe eines Motorelektrizitäts-Leitungssignals und zur Anzeige zumindest entweder, ob der Motor in einen leitenden Zustand versetzt wird, ob die Befehlsimpulsreihe korrekt eingegeben wird, oder ob ein Signal zum Zurücksetzen einer Positionsabweichung auf Null eingegeben wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, welche weiterhin aufweist:

einen externen Anzeigeabschnitt, der eine Bedienungsperson über den Inhalt eines Falls informieren kann, in welchem eine Anomalität in der Motorsteuereinrichtung hervorgerufen wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher

der Kerbfilter-Einstellabschnitt zusammenwirkend mit einer Änderung des Wertes des ersten Schaltabschnitts betrieben wird, der erste Schaltabschnitt geändert wird, nachdem temporär die Kerbfilterfrequenz Nf eingestellt wurde, wenn der eingestellte Wert geändert wird, die Schwingungsfrequenz am Zeitpunkt erneut von dem Frequenzuntersuchungsabschnitt empfangen wird, und deren Wert erneut bei dem Kerbfilter eingestellt wird.

Weiterhin wird die Motorsteuereinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2 zur Verfügung gestellt, bei welcher

der erste Schaltabschnitt ein Drehschalter ist, oder ein DIP-Schalter, oder ein Klavierschalter.

Hierdurch werden der folgende Betrieb und die folgende Funktion zur Verfügung gestellt. Die Steuerverstärkung kann dadurch geändert werden, dass nur die Einstellung durch einen Drehschalter geändert wird, ohne eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines frei wählbaren Parameterwertes zur Einstellung mehrerer der Steuerverstärkungen zur Festlegung einer Reaktion des Inneren der Motorsteuereinrichtung zu verwenden, durch Verwenden des Drehschalters, der eine kleine Fläche aufweist, die in einem Betätigungsabschnitt eingenommen wird, der an einer Oberfläche der verkleinerten Motorsteuereinrichtung angeordnet ist, wobei eine Verkleinerung der gesamten Einrichtung erzielt werden kann, und auch entsprechend die von einer Platine, die im Inneren der Motorsteuereinrichtung zum Anbringen elektronischer Bauteile angeordnet ist, entsprechend verringert werden kann.

Weiterhin kann nicht nur eine frei wählbare Steuerverstärkung, die von einer Bedienungsperson eingestellt wird, sondern auch die Kerbfilterfrequenz Nf für eine Maschinenresonanzfrequenz, die für eine Maschine typisch ist, automatisch eingestellt und automatisch zurückgesetzt werden, nur durch Ändern eines der Drehschalter, und daher kann selbst in einem Fall, in welchem signifikant eine Eigenschaft der Maschine geändert ist, an welcher die Motorsteuereinrichtung vorgesehen ist, der Fall nur durch Ändern des Schalters gehandhabt werden.

Weiterhin kann selbst in einem Fall der Abschaltung der Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung, wenn der Drehschalter geändert wird, bei einer Initialisierungsverarbeitung beim Eingeben der Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung, eine Änderung gegenüber einem Zustand an einem vorherigen Zeitpunkt erfasst werden, an welchem die Energieversorgungsquelle eingegeben wird, und kann ein von der Bedienungsperson eingestellter Inhalt erzielt werden, selbst in Bezug auf ein Problem, das nicht durch ein Verfahren zum Einstellen eines Parameterwertes hervorgerufen wird, der nur dann verarbeitet werden kann, wenn die Energieversorgungsquelle eingegeben wird.

Weiterhin kann zusätzlich zum durchgehenden Einstellen der Steuerverstärkung des Drehschalters die Verstärkung neu eingestellt werden, und können Werte für die Verstärkung, und der Filterwert, der bei dem Drehschalter eingestellt wird, eingestellt werden, um mit Funktionen der Maschine, des Motors fertig zu werden, kann die Motorsteuereinrichtung, die deutlich unterschiedliche Eigenschaften aufweist, signifikant geändert werden, und kann die Steuerverstärkung der Motorsteuereinrichtung, die nicht bei dem Drehschalter eingestellt wird, geändert werden.

Auswirkung der Erfindung

Die Erfindung erzielt die folgende Auswirkung durch die voranstehend geschilderten Mittel.

  • (1) Es wird die Motorsteuereinrichtung zur Verfügung gestellt, welche die Steuerverstärkung oder die Kerbfilterfrequenz Nf einstellt, ändert, oder zurücksetzt, ohne die Parametereingabeeinrichtung zu verwenden, wodurch beträchtlich eine Prozedur verkürzt wird, die zum Einstellen der Verstärkung benötigt wird, die dazu erforderlich war, die Motorsteuereinrichtung bis zum Normalbetrieb einzuführen, und welche selbst einfach von einer ungeübten Person betätigt werden kann.
  • (2) Die Steuereinrichtung wird dadurch verkleinert, dass die Steuerverstärkung nur durch Änderung der Einstellung durch einen Drehschalter geändert wird, ohne eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines frei wählbaren Parameterwertes zum Einstellen mehrerer Steuerverstärkungen zu verwenden.
  • (3) Selbst im Falle einer signifikanten Änderung der Eigenschaft der Maschine, an welcher die Motorsteuereinrichtung vorgesehen ist, kann der Fall durch Einstellung der Steuerverstärkung nur durch Schalten des Schalters gehandhabt werden.
  • (4) Zusätzlich zur durchgehenden Einstellung der Steuerverstärkung, kann die Verstärkung neu eingestellt werden, und können die Werte für die Verstärkung und den Filterwert, der bei dem Schalter eingestellt wird, um mit Funktionen der Maschine, des Motors fertig zu werden, kann die Motorsteuereinrichtung, welche deutlich unterschiedliche Eigenschaften aufweist, signifikant geändert werden, und kann die Steuerverstärkung der Motorsteuereinrichtung, die nicht bei dem Schalter eingestellt wird, geändert werden.
  • (5) Eine übermäßig hohe Schwingung durch die Maschinenresonanzfrequenz, die beim Antrieb der Maschine zuerst durch die Motorsteuereinrichtung hervorgerufen wird, wird vorher verhindert, eine Zerstörung der Maschine wird verhindert, und es wird verhindert, dass eine Bedienungsperson oder eine Person am Umfang der Maschine verletzt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Gesamtansicht einer Motorsteuereinrichtung, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.

2 ist ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die einen Impuls einstellt, und eine Tabelle, die eine Verstärkung einstellt, bei einem Filter gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.

3 ist eine Ansicht, die eine Verarbeitung eines Drehschalters 1 und eine Alarmanzeigeeinrichtung (LED) der Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

4 ist eine Ansicht, welche die Verarbeitung des Drehschalters 1 und der Alarmanzeigeeinrichtung (LED mit 7 Segmenten) der Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

5 ist eine Ansicht, die eine Verarbeitung eines Drehschalters 2 und eine Alarmanzeigeeinrichtung der Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

6 ist ein Diagramm, das eine äußere Alarmanzeigeeinrichtung und einen inneren Zustand der Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Beschreibung von Bezugszeichen und Bezeichnungen

1
Drehschalter 1
2
Drehschalter 2
3
Impulseinstelltabelle
4
Verstärkungs-, Filtereinstelltabelle
5
LED
10
Geschwindigkeitssteuerabschnitt
11
Positionssteuerabschnitt
12
Motor
13
Kodierer
14
Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt
15
Frequenzuntersuchungsabschnitt
16
Frequenzeinstellabschnitt
17
Kerbfilter
18
Drehmomentbefehlsfilter
19
Positionsbeschleunigungs/Verzögerungsfilter
20
Positionsbefehlsimpulsreihe
21
Impulseingabeeinrichtung
22
Anzeigeabschnitt
23
Externe Anzeigeeinrichtung 1
24
Externe Anzeigeeinrichtung 2
25
Alarmanzeigeeinrichtung
30B
Vor Änderung des Drehschalters 1
30A
Nach Änderung des Drehschalters 1
31
Detektorabschnitt für Drehschalter 1
32B
Vor Änderung des Drehschalters 2
32A
Nach Änderung des Drehschalters 2
51
Einstell- und Speicherabschnitt für Drehschalter 2
52
Rücksetzabschnitt für Drehschalter 2

Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert

Ausführungsform 1

1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Motorsteuereinrichtung gemäß der Erfindung. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 den Geschwindigkeitssteuerabschnitt, das Bezugszeichen 11 den Positionssteuerabschnitt, das Bezugszeichen 12 den Motor, das Bezugszeichen 13 den Kodierer, das Bezugszeichen 14 den Winkelgeschwindigkeits-Berechnungsabschnitt, das Bezugszeichen 15 den Frequenzuntersuchungsabschnitt, das Bezugszeichen 16 den Frequenzeinstellabschnitt, das Bezugszeichen 17 das Kerbfilter, das Bezugszeichen 18 das Drehmomentbefehlsfilter, das Bezugszeichen 19 das Positionsbeschleunigungs/Verzögerungsfilter, das Bezugszeichen 20 die Positionsbefehlsimpulsreihe, das Bezugszeichen 21 den Impulseingabeabschnitt, und das Bezugszeichen 22 den Anzeigeabschnitt. Der Anzeigeabschnitt 22 besteht aus dem Teil 23 der externen Anzeigeeinrichtung 1, dem Teil 24 der externen Anzeigeeinrichtung 2, und dem Teil 25 der Alarmanzeigeeinrichtung. 2 ist ein Diagramm, das eine Impulseinstelltabelle und eine Verstärkungs/Filtereinstelltabelle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wobei in 2 das Bezugszeichen 1 einen Drehschalter 1 bezeichnet, der einen zweiten Schaltabschnitt bildet, das Bezugszeichen 2 einen Drehschalter 2, der einen ersten Schaltabschnitt bildet, wobei dann, wenn bewegbare Schaltabschnitte in Pfeilmarkierungen von deren Zentrumsabschnitte von außerhalb auf eingestellte Werte geändert werden, Einstellinhalte entsprechend eingestellter Zahlen der Impulseinstelltabelle 3 und der Verstärkungs/Filtereinstelltabelle 4 (2), die vorher in einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung innerhalb der Motorsteuereinrichtung gespeichert wurden, jeweils als innere Konstante der Motorsteuereinrichtung eingestellt werden.

Hierbei gibt die Impulseinstelltabelle 3 eine Befehlsimpulsreihe zum Betrieb der Motorsteuereinrichtung von einer Befehlseinrichtung höherer Ordnung oder dergleichen aus, die durch eine Folgesteuerungsanlage oder dergleichen einer programmierbaren Steuerung, einer Numeriksteuerung (NC), einer Maschinensteuerung oder dergleichen gebildet wird, die momentan in weitem Ausmaß eingesetzt wird. Die Impulseinstelltabelle 3 bildet insgesamt 16 Arten von Impulseinstellwerten von insgesamt 4 Arten von Impulsbetriebsarten von Impulsbefehlsbetriebsarten, durch ein Zweiphasenimpuls-Ausgabesystem von CW (Uhrzeigersinn) und CCW (Gegenuhrzeigersinn) und Codes und Impulsreihenbefehle, die üblich auf dem Gebiet der Industrie als Ausbildung zum Steuern eines Motors sind, sowie von logisch invertierten jeweiligen Kombinationen, wobei insgesamt vier Arten von Impulszahlen (Befehlsauflösungen) vorhanden sind, die dazu benötigt werden, den Motor durch eine Drehung von 1000 Impulsen, 2500 Impulsen, 5000 Impulsen, 10000 Impulsen zu betreiben.

Hiervon abgesehen ist eine Impulsbetriebsart vorhanden, die durch Impulse einer Phase von 90 ° einer Phase A, einer Phase B gebildet wird. Weiterhin wird die Befehlsauflösung durch eine Impulsreihenausgabefrequenz festgelegt, die von der Einrichtung höherer Ordnung ausgegeben werden kann, und durch eine maximale Drehzahl des Motors. Wenn die Befehlsauflösung gleich 1000 P/REV beträgt, ist daher eine Befehlsimpulsfrequenz Prefx, die zum Drehen des Motors mit einer maximalen Drehzahl Vmax (min–1) erforderlich ist, gleich: Prefx = (Vmax/60)×1000(7) und wird die voranstehend geschilderte Einstellung durchgeführt, da darunter die Einstellwerte festgelegt werden.

Jeweilige Steuerverstärkungen und Filter der Verstärkungs/Filtereinstelltabelle 4 werden durch Beziehungen gebildet, die in den folgenden Gleichungen angegeben sind, aus Werten, die durch Multiplizieren von Beziehungen erhalten werden, die sich einfach aus der Stabilität gemäß Routh-Hurwitz ableiten lassen, in einem Fall, in welchem ein durch die Gleichungen (1) bis (6) angegebenes Sekundärsystem gebildet wird, beispielsweise gemäß der JP-2003-189653 (Patentdokument 1), mit einem Sicherheitsfaktor und einer empirischen Vorschrift. Kv·Ti ≥ 4/2&pgr;(8) Kp = Kv(9) Tf = 0,04/Kv(10)

Hierbei wird eine Zeitkonstante für eine Positionsbefehlsbeschleunigungs/Verzögerung in gleichen Differenzen von 0 ms bis 20 ms erhöht, um eine Schwingung zu begrenzen, die hauptsächlich durch eine hohe Beschleunigung des Motors hervorgerufen wird, durch Glätten eines steilen Befehls von der Einrichtung höherer Ordnung, bis zu einem Wert des Einstellwertes RSW2 des Drehschalters von 0 bis 4. Wenn eine Bedienungsperson den Einstellwert des Drehschalters 2 in Schritten von 0 bis 4 ändert, wird die Einstellbreite unter Berücksichtigung einer Auswirkung, bei welcher die Reaktion durch ein Befehlsfilter abgeschwächt wird, und einer Erhöhung der Positionierungseinstellzeit in gleichen Differenzen eingestellt. Weiterhin kann, wenn der Einstellwert von RSW2 zwischen 5 und 7 liegt, selbst in einem Fall, in welchem die Schwingung nicht durch den Einstellwert von 0 bis 4 eingeschränkt werden kann, die Schwingung dadurch eingeschränkt werden, dass die Reaktionscharakteristik verringert wird, durch Verkleinerung der Geschwindigkeits-Proportionalverstärkung. Weiterhin wird bei dieser Gelegenheit die Zeitkonstante für die Positionsbefehlsbeschleunigung/Verzögerung auf 20, 10, 20 eingestellt, da die Zeitkonstante für die Positionsbefehlsbeschleunigung/Verzögerung entsprechend der Tatsache eingestellt wird, dass die Geschwindigkeits-Proportionalverstärkung verringert ist, wird gleichzeitig die Positionsproportionalverstärkung verringert, und wird die Positionseinstellzeit verlängert.

Beim Einstellen der Einstellwerte von 8 bis F werden dieselben Werte in der Reihenfolge von F bis 8 eingestellt, durch Invertieren der Verstärkungs/Filtereinstellungen von 0 bis 6. Dies dient dazu, eine Erzeugung der Schwingung oder dergleichen in der Maschine durch eine große oder kleine Differenz der Proportionalverstärkungen der Einstellwerte zu verhindern, selbst wenn die Bedienungsperson irrtümlich eine Einstellung auf F vornimmt, wenn die Bedienungsperson eine Änderung von 0 auf 1 vornimmt.

In 1, welche das Steuerblockdiagramm gemäß der Erfindung darstellt, wird entsprechend einem Steuerblock innerhalb der Motorsteuereinrichtung dann, wenn die Positionsbefehlsimpulsreihe 20 von außerhalb eingegeben wird, die Positionsbefehlsimpulsreihe in das Positionsbeschleunigungs/Verzögerungsfilter 19 eingegeben, mit Hilfe der Impulseingabeeinrichtung 21, um den Positionsbefehl Pref aus der eingegebenen Betriebsart des Impulses und der Befehlsauflösung auszubilden. Hierbei wird ein Tiefpassfilter durch die Positionsbeschleunigungs/Verzögerungs-Zeitkonstante Tp gebildet; hierbei kann nicht nur das Tiefpassfilter verwendet werden, sondern auch ein so genanntes Beschleunigungs/Verzögerungsfilter gemäß dem Buchstaben S mit sich bewegendem Mittelwert oder dergleichen, wobei in diesem Fall zwar eine Speicherkapazität, die als innerer Puffer verwendet wird, stärker vergrößert wird als beim Tiefpassfilter, jedoch ein Schock beim Anfahren oder Anhalten so klein wie möglich ausgebildet werden kann.

Entsprechend dem Drehschalter 1 wird, wenn dessen Wert durch Eingabe einer Energieversorgungsquelle geändert wird, bestätigt, dass der Wert geändert wird, deutlich für die Bedienungsperson, und wird beim darauf folgenden Betrieb des Motors der Motor sicher durch die korrekte Einstellung betrieben, und daher wird ein Alarm ausgegeben, durch Einschalten und Ausschalten einer LED durch Einsatz der Alarmanzeigeeinrichtung 22 mit einem konstanten Zeitraum oder frei wählbar, selbst wenn der Einstellwert des Drehschalters 1 bei der Eingabe der Energieversorgungsquelle geändert wird, bei einer inneren Verarbeitung, und wird der Einstellwert nicht auf einen momentan eingestellten, neuen Wert eingestellt, sondern wird auf einen Wert vor der Änderung eingestellt. Als anderes Alarmverfahren ist ein anderes Verfahren der Anzeige eines Abschnitts eines Alarmzeichens oder einer Alarmnummer oder deren Anzeige insgesamt denkbar, durch eines oder mehrere von 7 Segmenten einer LED, obwohl es ein Problem in Bezug auf eine Montagefläche gibt.

Weiterhin gibt, wenn die Bedienungsperson den Drehschalter 1 bei der Eingabe der Energieversorgungsquelle ändert, die Alarmanzeigeeinrichtung 25 den Alarm aus, und wird der Drehschalter 1 erneut auf eine Position vor der Änderung zurückgestellt, und der Alarm der Alarmanzeigeeinrichtung abgebrochen.

Das Bezugszeichen 23 bezeichnet die externe Anzeigeeinrichtung 1, wobei die LED gezeigt ist, die eingeschaltet wird, wenn eine innere Spannung in einem vorbestimmten Bereich von Spannungswerten liegt, durch Detektieren der inneren Spannung im Falle der Eingabe der Energieversorgungsquelle der Filtersteuereinrichtung. Oder es kann eine Anzeige von einem oder mehreren Segmenten einer LED mit 7 Segmenten durchgeführt werden, und wird dem Benutzer ermöglicht, zu bestätigen, dass die Motorsteuereinrichtung in einen elektrisch leitenden Zustand versetzt wurde.

Das Bezugszeichen 24 bezeichnet die externe Anzeigeeinrichtung 2 zur Anzeige durch eine zweifarbige LED oder zwei Arten einer einfarbigen LED, damit die jeweiligen Zustände eines Falles der Eingabe der Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung bestätigt werden können, oder der Eingabe eines Motorleitungssignals zur Motorsteuereinrichtung, um den Motor in den leitenden Zustand zu versetzen, oder der Eingabe der Befehlsimpulsreihe zum Betrieb der Motorsteuereinrichtung, oder eines Falles der zwangsweisen Löschung einer Positionsabweichung innerhalb des Positionssteuerabschnitts 11 von 1 auf 0. 6 zeigt Kombinationen jeweiliger drei Zustände und des Einschaltens, des Blinkens einer LED in diesem Fall als Beispiel für die voranstehend beschriebenen Vorgänge. Daher erkennt die Bedienungsperson im wesentlichen den Zustand innerhalb der Motorsteuereinrichtung, trotz der wenigen Anzeigeeinrichtungen, und wird ihr ermöglicht, den Betätigungsinhalt dahingehend zu bestätigen, ob das externe Eingangssignal, eine Polung der Befehlsimpulsreihe, ein Spannungspegel, ein Eingangsport oder dergleichen normal eingestellt ist, wenn ein Benutzer zuerst die Motorsteuereinrichtung betätigt, durch Einstellung eines Digitalwertes eines Parameters oder dergleichen, und durch ein minimales Anzeigeverfahren bei einer Anzeige durch den Betrieb gemäß der Erfindung, wenn keine Anzeigeeinrichtung vorhanden ist.

Das Bezugszeichen 25 in 1 bezeichnet die Alarmanzeigeeinrichtung, wobei eine LED gezeigt ist, die als ein Alarm für einen anomalen Zustand geschaltet wird, der im Inneren der Motorsteuereinrichtung hervorgerufen wird, wenn die Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung eingegeben wird, beispielsweise wenn ein stabiler Betrieb schwierig ist, oder wenn die Spannung der Energieversorgungsquelle abnorm hoch oder niedrig ist, oder wenn die Motorgeschwindigkeit einen Bezugswert überschreitet, oder wenn eine Innentemperatur der Motorsteuereinrichtung abnorm hoch ist. Die Alarmanzeigeeinrichtung 25 von 1ist mit dreien der LEDs versehen, und durch deren Ein- und Ausschalten können 8 Arten der Anzeige durchgeführt werden. Weiterhin kann anstelle der LEDs die Anzeige durch eines oder mehrere Segmente einer LED mit 7 Segmenten durchgeführt werden, wodurch ein Benutzer den Inhalt des ursprünglich eingestellten Betriebs bestätigen kann.

Das Bezugszeichen 11 bezeichnet den Positionssteuerabschnitt zur Ausbildung des Geschwindigkeitsbefehls Vref, durch Multiplizieren einer Abweichung zwischen einem Positionsrückkopplungssignal von dem Kodierer 13 und dem voranstehend geschilderten Positionsbefehl durch die Positionssteuer-Proportionalverstärkung Kp.

Eine Rückkopplungswinkelgeschwindigkeit Vfb wird durch solche Bearbeitung ausgebildet, dass die Positionsinformation des Kodierers durch den Winkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 14 differenziert wird. Der Geschwindigkeitssteuerabschnitt 10 berechnet einen Drehmomentbefehl Tref durch Ausbildung einer Abweichung zwischen der Rückkopplungswinkelgeschwindigkeit Vfb und dem Geschwindigkeitsbefehl Vref, und durch Verringerung einer bleibenden Regelabweichung durch die Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv und eine Geschwindigkeitsteuer-Integral-Zeitkonstante. Der Drehmomentbefehl Tref wird dem Drehmomentbefehlsfilter 18 und dem Frequenzuntersuchungsabschnitt 15 zugeführt.

Das Bezugszeichen 18 bezeichnet das Drehmomentbefehlsfilter des Tiefpassfilters zum Entfernen einer Hochfrequenzkomponente, die eine instabile Komponenten der Reaktion durch den erzeugten Drehmomentbefehl Tref darstellt, in welchem die eingestellte Zeitkonstante Tf eingestellt wird.

Das Bezugszeichen 17 bezeichnet das Kerbfilter, und ein Filter, das eine Abschwächungsreaktion bildet, wird durch das Kerbfilter eingestellt, um zu verhindern, dass eine Reaktion in einer offenen Regelschleife der Motorgeschwindigkeit an dem Maschinenresonanzfrequenzabschnitt groß ist, und deren Amplitude lokal zunimmt, gegenüber dem Drehmomentbefehl in Bezug auf die Maschinenresonanzfrequenz (Eigenfrequenz), welcher der Maschineneinrichtung zur Verfügung gestellt wird, die an eine Verbraucherseite des Motors 12 angeschlossen ist, in gegenseitiger Störung mit der Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv.

Das Bezugszeichen 15 bezeichnet den Frequenzuntersuchungsabschnitt zum Abziehen einer Frequenz der Schwingung, die infolge der Rückkopplungswinkelgeschwindigkeit Vfb des Motors und der Maschine schwingt, von der Motorgeschwindigkeit von dem Winkelgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 14 und dem Drehmomentbefehl Tref, welcher das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssteuerabschnitts 10 bildet, ein Observer eines äquivalenten starren Körpers wird durch Vfb und Tref gebildet, wie beispielsweise in den 4, 5 der JP-A-2003-189653 gezeigt ist, bei der Einstellung des Bands des Observers wird die Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv, multipliziert mit &agr;, eingestellt, eine Observergeschwindigkeit Vfbx, welche die Motorgeschwindigkeit bildet, die von dem Frequenzuntersuchungsabschnitt vorhergesagt wird, wird gebildet, und die Schwingungskomponente wird durch Erzeugung einer Differenz gegenüber der Motorgeschwindigkeit Vfb gebildet. |Vfb – Vfbx| = Vvib(11)

Mit dem Signal Vvib wird eine Untersuchung der Frequenzkomponente mittels Fourier-Transformation oder dergleichen durchgeführt, es wird ein Verstärkungswert für die Frequenzkomponente festgelegt, aus deren Verteilung, und das Kerbfilter wird auf einen Maximalwert der Frequenz Nf der maximalen Verstärkung oder einen Wert eingestellt, bei welchem die Frequenz Nf mit der Verstärkung multipliziert wird, in welcher das Kerbfilter mit der Antwortfrequenz des Vierfachen bis Fünffachen im Vergleich zur Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv versehen ist. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv gleich 40 Hz ist, wird ein Wert von etwa 160 bis 200 Hz festgelegt. Ein Ergebnis der Untersuchung in diesem Bereich wird so angesehen, dass es der Resonanzfrequenz einer Anordnung entspricht, welche die Maschine enthält, die an den Motor angeschlossen ist, um das Kerbfilter auf die Frequenz einzustellen.

Das Bezugszeichen 16 bezeichnet die Frequenzeinstellvorrichtung des Kerbfilters zum Einstellen der Kerbfilterfrequenz Nf, die von dem Frequenzuntersuchungsabschnitt zur Verfügung gestellt wird, bei dem aktuellen Kerbfilterabschnitt 17. Der Kerbfiltereinstellabschnitt wird zusammen mit einer Änderung des Wertes des Drehschalters 2 betätigt, wenn die Kerbfilterfrequenz Nf temporär eingestellt wird, und dann wird der Drehschalter 2 geändert, und wird der Einstellwert geändert, empfängt der Kerbfiltereinstellabschnitt erneut die Schwingungsfrequenz zu diesem Zeitpunkt von dem Kerbfilterfrequenzuntersuchungsabschnitt 15, und setzt den Wert von dem Kerbfilter 17 zurück.

3 zeigt eine Darstellung der Anzeige eines Alarms durch Ändern der Einstellung des Drehschalters 1.

Das Bezugszeichen 30B bezeichnet eine Schaltereinstellung vor der Änderung des Drehschalters, ein Wert in diesem Fall zeigt 4 an, und der Wert von RSW1 der Impulseinstelltabelle 3 wird mit einem Einstellwert (negative Logik CW + CCW, Befehlsauflösung von 100 Impulsen/Bezugsgröße) einer Spalte von 4 eingestellt. Das Bezugszeichen 30A bezeichnet einen Einstellwert nach Änderung des Schalters in diesem Fall, wobei 0 dargestellt ist (positive Logik CW + CCW, Befehlsauflösung 100 Impulse/Bezugsgröße). Wenn der Einstellwert von 328 auf den Einstellwert von 30A während eines Zeitraums der Eingabe der Energieversorgungsquelle geändert wird, lässt man den Einstellwert nicht wirksam werden, sondern wird ein Ausgangssignal an 4 der Alarmanzeigeeinrichtung übertragen. In 4 kann die Anzeigeeinrichtung auch einen Alarm durch ein Zahlenzeichen oder eine Kombination jeweiliger LEDs unter Verwendung einer LED mit 7 Segmenten bilden. In diesem Fall wird die Befehlsimpulsbetriebsart oder die Befehlsauflösung während des Betriebszeitraums oder während der Eingabe der Energieversorgungsquelle geändert, wird die Positionsabweichung extrem groß, gelangt die Motorwelle in Schwingungen, und daher ist dieser Fall gefährlich. Daher wird die Bedienungsperson alarmiert, und wird, wenn die Änderung erfolgt, der Einstellwert von 30A dadurch wirksam gemacht, dass der Vorgang der erneuten Eingabe der Energieversorgungsquelle durchgeführt wird.

1 zeigt eine Art und Weise der Erfassung, bei welcher die Kerbfiltereinstellfrequenz durch Einstellung der Verstärkung, des Filters oder Änderung des Einstellwertes durch Ändern zum Einstellen des Drehschalters 2 zurückgesetzt wird. Das Bezugszeichen 32B wird mit dem Wert 4 als Wert vor Ändern des Drehschalters 2 eingestellt. Das Bezugszeichen 32A zeigt einen Einstellwert von 0 nach Ändern des Drehschalters 2. Wenn 4, angezeigt durch 32B, während des Zeitpunkts der Eingabe der Energieversorgungsquelle eingestellt wird, wird der eingestellte Wert sofort in einem nicht-flüchtigen Speicher des Einstell- und Speicherabschnitts 51 für den Drehschalter 2 gespeichert. Danach vergleicht, wenn die Energieversorgungsquelle eingegeben wird, während der Einstellwert auf eine Einstellung von 0 geändert wird, angezeigt durch 32A, selbst im Falle der Abschaltung der Energieversorgungsquelle, der Rücksetzabschnitt 52 für den Drehschalter 2 Information von dem Einstell- und Speicherabschnitt 51 für den Drehschalter 2 und einen Wert für den Einstellwert 4 von 32A, der momentan eingestellt ist, und wird erkannt, dass sich der Drehschalter 2 vor und nach Eingabe der Energieversorgungsquelle geändert hat, da sich die Einstellung von 32B und jene von 32A oder die Einstellwerte 4 und 0 voneinander zwischen einem vorherigen Zeitpunkt und einem momentanen Zeitpunkt unterscheiden. Da die Einstellung geändert wird, wird von dem Schwingungsfrequenzuntersuchungsabschnitt 5 untersucht, ob die Schwingung neu erzeugt wird, oder wird die Frequenz bei dieser Gelegenheit untersucht. Dann wir die Einstellung endgültig durch den Schwingungsfrequenzeinstellabschnitt 4 bestimmt, und bei dem Kerbfilter 17 eingestellt.

Es wird der Anteil der Erfindung erläutert, der sich vom Stand der Technik unterscheidet. Zuerst wird beim Stand der Technik eine Steuerverstärkung ausgewählt, wird die Kombination festgelegt, und wird die Motorsteuereinrichtung eingestellt, und daher ist zusätzlich zur Motorsteuereinrichtung die Parametereinstelleinrichtung erforderlich, und sind deren Herstellungskosten vorhanden.

Weiterhin muss die Person, welche die Motorsteuereinrichtung bedient, die Bedienung entsprechend dem Einstellverfahren durchführen, und muss die Einstellbetriebsart umgeschaltet werden. Im Falle der Erfindung ist die Parametereinstelleinrichtung nicht erforderlich, kann die Steuerverstärkung durch den kostengünstigen Drehschalter 1 eingestellt werden, können die Herstellungskosten beträchtlich verringert werden, und muss die Person zum Bedienen der Motorsteuereinrichtung sich nicht an das mühsame Verfahren der Einstellung der Parametereinstelleinrichtung halten, sondern kann nur die Befehlsfilter-Zeitkonstante verlängern, nur durch Schalten des Drehschalters, während der Betätigungszustand bestätigt wird, und kann nur die Einstellung umschalten, bis die Reaktion bei der Betätigung sich stabilisiert hat.

Weiterhin gibt es einen Fall, bei welchem eine Schwingung durch die Maschinenresonanzfrequenz hervorgerufen wird, wenn die Maschine zuerst durch die Motorsteuereinrichtung betrieben wird, und tritt dieser Fall auch nach dem tatsächlichen Betreiben der Maschine auf. In diesem Fall muss die Einstellung des Maschinenresonanzfilters durch Betätigung der Parametereinstelleinrichtung eingestellt werden, wenn die Schwingung groß ist, und tritt auch der Fall auf, dass die Maschine zerstört wird, oder eine Verletzung der Bedienungsperson oder einer Person am Umfang der Maschine hervorgerufen wird. Wenn die Motorsteuereinrichtung zunächst betrieben wird, ist es daher erforderlich, die Maschine zu betreiben, nachdem eine Sicherheitsmaßnahme überlegt wurde, bei welcher schnell die Stromleitungen des Motors immer durch eine Nothalteinrichtung oder dergleichen abgeschaltet werden. Gemäß der Erfindung stellt die Kerbfilterfrequenz automatisch fest, ob die Schwingung vorhanden ist, unmittelbar nach dem Zuführen elektrischen Stroms zum Motor, und wenn die Schwingung mit einem bestimmten, konstanten Pegel oder mehr vorhanden ist, wird die Schwingungsfrequenz bestimmt, und wird die Kerbfilterfrequenz automatisch auf die Schwingungsfrequenz eingestellt. Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Abschnitt zur Verfügung gestellt, der die Funktion hat, von der Erfassung eine automatische Einstellung der Frequenz erneut durchzuführen, nur durch Schalten des Drehschalters, selbst wenn sich die Schwingungsfrequenz unterscheidet, durch signifikante Änderung der Eigenschaft der Motorsteuereinrichtung.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Obwohl die Erfindung die Motorsteuereinrichtung des Impulsreiheneingabetyps betrifft, kann der Gegenstand der Befehlsauflösung der Impulseinstelltabelle 3 unverändert verwendet werden, durch Bereitstellung einer Funktion zur Kommunikation, zum Senden und Empfangen, mit der Einrichtung höherer Ordnung, anstelle der Impulseingabeeinrichtung von 1, und durch Eingabe von Positionsbefehlsdaten von der Einrichtung höherer Ordnung zu der Motorsteuereinrichtung. Daher ist die Erfindung auch beim Einsatz der Einstellung einer Verstärkung und der Einstellung eines Filters der Motorsteuereinrichtung verwendbar, welche eine Kommunikationsfunktion aufweist.

Weiterhin ist die Erfindung auch bei einer Motorsteuereinrichtung anwendbar, die nicht mit der Impulsreiheneingabeeinrichtung und auch nicht mit der Funktion des Sendens und Empfangens der Positionsdaten mittels Kommunikation versehen ist, und kann die mehreren Positionsdaten in einer nicht-flüchtigen Speichereinrichtung in einer Befehlsbetriebsart einstellen, in welcher aufeinanderfolgend die mehreren Positionen frei wählbar oder in einer vorher eingestellten Reihenfolge bewegt werden.

[Fig. 2]

  • (A1) Befehlsimpulsbetriebsart
  • (A2) Befehlsauflösung
  • (A3) Positive Logik für CW + CCW (eingestellt bei Lieferung)
  • (A4) Negative Logik für CW + CCW
  • (A5) Positive Logik für Code + Impulsreihe
  • (A6) Negative Logik für Code + Impulsreihe
  • (A7) Drehschalter 2
  • (A8) Geschwindigkeitsschleifenverstärkung
  • (A9) Geschwindigkeitsschleifen-Integral-Zeitkonstante
  • (A10) Positionsschleifenverstärkung
  • (A11) Drehmomentbefehlsfilter-Zeitkonstante
  • (A12) Zeitkonstante der Positionsbefehlsbeschleunigung/Verzögerung

[Fig. 6]

  • (A1) Motorelektrizitätsleitungssignal
  • ON: Elektrische Leitung
  • OFF: Elektrische Nichtleitung
  • (A2) Befehlsimpuls
  • ON: Eingabe
  • OFF: Keiner
  • (A3) Positionsabweichungslöschsignal
  • ON: Eingabe
  • OFF: Keines
  • (A4) Einschalten der LED der externen Anzeigeeinrichtung 2
  • Gr: Grüne LED
  • Or: Orangefarbige LED
  • (A5) Blinken orangefarbig
  • (A6) Schalter aus
  • (A7) Gr nur 1 Sekunde lang beim Blinken von Or und erneutem Blinken von Or einschalten
  • (A8) Schalter aus
  • (A9) Blinken Gr
  • (A10) Einschalten Gr
  • (A11) Or nur um 1 Sekunde beim Blinken von Gr einschalten, und erneutes Blinken von Gr
  • (A12) Einschalten von Or durch Blinken nur 1 Sekunde beim Blinken von Gr, und erneutes Einschalten von Gr

ZUSAMMENFASSUNG

Es wird eine Motorsteuereinrichtung zum Einstellen, Ändern, Rücksetzen einer Steuerverstärkung oder einer Kerbfilterfrequenz Nf ohne Verwendung einer Parametereingabeeinrichtung zur Verfügung gestellt, wodurch beträchtlich eine Prozedur verkürzt wird, die bei der Einstellung der Verstärkung erforderlich ist, die seit Zuführung der Motorsteuereinrichtung bis zu deren normalem Betrieb benötigt wurde, und welche selbst von einer unerfahrenen Person einfach gehandhabt werden kann.

Es ist eine einfache Konstruktion vorgesehen, welche zwei Teile von Drehschaltern (1, 2) aufweist, die kostengünstig sind, und kleine Montageflächen benötigen, als Eingabeeinstelleinrichtung, sowie 5 LEDs (5) als Anzeigeeinrichtung, wobei eine Verstärkung durch einen Kontakt des Drehschalters ausgewählt wird, automatisch eine Maschinenresonanzfilterfrequenz durch Erfassung einer erzeugten Schwingungsfrequenz eingestellt wird, und nur der Drehschalter geändert wird, zum temporären Freigeben und Rücksetzen der Steuerverstärkung oder der Kerbfilterfrequenz Nf.


Anspruch[de]
Motorsteuereinrichtung, bei welcher vorgesehen sind:

ein Geschwindigkeitssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern einer Winkelgeschwindigkeit eines Motors aufweist,

ein Positionssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern eines Winkels des Motors aufweist,

ein Einstellabschnitt zur Einstellung von Werten einer Proportionalverstärkung (Kv) des Positionssteuerabschnitts, einer Proportionalverstärkung (Kv) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Integral-Zeitkonstanten (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tf) eines Drehmomentbefehlsfilters zur Eingabe eines Drehmomentbefehls, der von dem Geschwindigkeitssteuerabschnitt ausgegeben wird, und einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tp) eines Positionsbeschleunigungs/Verzögerungsfilters, das in einer Stufe vor dem Positionssteuerabschnitt vorgesehen ist, um eine schnelle Änderung bei einem Positionsbefehl zu glätten, und

ein erster Schaltabschnitt, welchem die Werte der Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv, der Positionssteuer-Proportionalverstärkung Kp, der Geschwindigkeitssteuer-Integral-Zeitkonstanten Ti, des Drehmomentbefehls-Tiefpassfilters Tf, und der Positionsbefehls-Tiefpassfilter-Zeitkonstanten Tp in Stufen mit bestimmten konstanten Raten relativ zu den eingestellten Werten oder frei wählbaren Werten zugeordnet sind.
Motorsteuereinrichtung, bei welcher vorgesehen sind:

ein Geschwindigkeitssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern einer Winkelgeschwindigkeit eines Motors aufweist,

ein Positionssteuerabschnitt, der einen Proportional-Integral-Berechnungsabschnitt zum Steuern eines Winkels des Motors aufweist,

ein Einstellabschnitt zum Einstellen von Werten einer Proportionalverstärkung (Kp) des Positionssteuerabschnitts, einer Proportionalverstärkung (Kv) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Integral-Zeitkonstanten (Ti) des Geschwindigkeitssteuerabschnitts, einer Tiefpassfilter-Zeitkonstanten (Tf) eines Drehmomentbefehlsfilters zur Eingabe eines Drehmomentbefehls, der von dem Geschwindigkeitssteuerabschnitt ausgegeben wird,

ein Kerbfilter,

dessen Kerbfilter-Einstellabschnitt in einer Stufe hinter dem Drehmomentbefehlsfilter vorgesehen ist,

ein erster Schaltabschnitt, welchem die Werte der Geschwindigkeitssteuer-Proportionalverstärkung Kv, der Positionssteuer-Proportionalverstärkung Kp, der Geschwindigkeitssteuer-Integral-Zeitkonstanten Ti, des Drehmomentbefehls-Tiefpassfilters Tf mit bestimmten, konstanten Raten relativ zu den eingestellten Werten oder frei wählbaren Werten zugeordnet sind, und

ein Einstellabschnitt zum sofortigen Freigeben des Kerbfilters, bei dem eine Kerbfiltereinstellung eingestellt wurde, bevor der erste Schaltabschnitt durch Schalten zum Einstellen des ersten Schaltabschnitts geändert wird, zum Rücksetzen des Kerbfilter-Frequenzwertes von dem Schwingungsfrequenzuntersuchungsabschnitt auf den Drehmomentbefehlswert als ein neues Ausgangssignal unmittelbar nach Schalten des ersten Schaltabschnitts, und durch sofortiges Einstellen des Einstellwertes bei dem Einstellspeicherabschnitt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher weiterhin vorgesehen sind:

ein Einstellspeicherabschnitt zum Speichern des Einstellwertes des ersten Schaltabschnitts ständig in einem nicht-flüchtigen Speicher.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher weiter vorgesehen sind:

ein Befehlsimpulsauswahlabschnitt zur Auswahl eines Codesignals und einer Impulsreihe, oder eines regulären Drehreihenbefehls und eines umgekehrten Drehimpulsreihenbefehls als ein Befehl eines Impulsreihenbefehls des Positionsbefehls, zur Auswahl einer Logik des Impulssignals, und zur Auswahl einer Befehlsauflösung, und

ein zweiter Schaltabschnitt, dem jeweilige Einstellwerte des Befehlsimpulsauswahlabschnitts zugeordnet sind.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher beim Rücksetzen des Kerbfilters, im Falle der Abschaltung einer Energieversorgungsquelle der Motorsteuereinrichtung, wenn der erste Schalterabschnitt geändert wird, der Einstellwert des ersten Schaltabschnitts bei Eingabe der Energieversorgungsquelle zu einem vorherigen Zeitpunkt, der in dem Einstellspeicherabschnitt bei einer Initialisierungsverarbeitung beim Eingeben der Energieversorgungsquelle gespeichert wird, und der Einstellwert des ersten Schaltabschnitts bei der Eingabe der Energieversorgungsquelle zum momentanen Zeitpunkt verglichen werden, und das Kerbfilter nur dann zurückgesetzt wird, wenn sich die Werte voneinander unterscheiden. Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 4, welche weiterhin aufweist:

einen Änderungsdetektorabschnitt zur Erfassung, dass sich der zweite Schaltabschnitt bei Eingabe der Energieversorgungsquelle geändert hat.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher ein Alarm an einem Alarmanzeigeabschnitt angezeigt wird, wenn der zweite Schaltabschnitt bei Eingabe der Energieversorgungsquelle am Änderungsdetektorabschnitt geändert wird. Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher nachdem der zweite Schaltabschnitt geändert wurde, und ein Alarmanzeigeabschnitt einen Alarm bei Eingabe der Energieversorgungsquelle ausgibt, bei erneuter Rückkehr zu einer Position vor der Änderung, eine Anzeige des Alarms an dem Alarmanzeigeabschnitt unterbrochen wird. Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 7, bei welcher ein Lichtaussendabschnitt der Alarmanzeigeabschnitts-LED oder ein Flüssigkristall oder dergleichen eingeschaltet wird, oder intermittierend blinkt. Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin aufweist:

einen externen Anzeigeabschnitt zur Eingabe eines Motorelektrizitätsleitfähigkeitssignals und zur Anzeige zumindest entweder, ob der Motor in einen leitenden Zustand versetzt ist, ob die Befehlsimpulsreihe korrekt eingegeben wird, oder ob ein Signal zum Löschen einer Positionsabweichung auf Null eingegeben wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin aufweist:

einen externen Anzeigeabschnitt, der eine Bedienungsperson über den Inhalt eines Falles informieren kann, bei welchem eine Anomalität in der Motorsteuereinrichtung hervorgerufen wird.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der Kerbfiltereinstellabschnitt zusammenwirkend mit einer Änderung des Wertes des ersten Schaltabschnitts betätigt wird, der erste Schaltabschnitt nach temporärer Einstellung der Kerbfilterfrequenz Nf geändert wird, wenn der Einstellwert geändert wird, die Schwingungsfrequenz zu dem Zeitpunkt erneut von dem Frequenzuntersuchungsabschnitt empfangen wird, und deren Wert erneut beim Kerbfilter eingestellt wird. Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der erste Schaltabschnitt ein Drehschalter ist, oder ein DIP-Schalter, oder ein Klavierschalter.






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