サーボモータの低速回転制御

質問

サーボモータの回転制御方法について教えてください。
　マイコンで回路設計して、試行錯誤でサーボモータをPWM出力で回転させているのですが、負荷をかけた時、高回転（4500RPMまで）は安定するのですが、低速回転が安定しません。特に150から200RPMで、試しに手で急につかむと反応が遅くなりロックしてしまいます。反応を早くすると、少しの負荷で反応してしまいます。低速度で負荷が小さい時はオシロスコープで計測してもモータ電流は最低電流で回転しています。

なにか良い制御方法がありませんか。

三相サーボモータ　５００Ｗ　２００Ｖ
電流制御あり　検知電流はＡ／Ｄ変換しています。（200uSecインターバルで検知しています）
速度制御　２度ごとに速度計測（低速度時）基本的にはフィードフォワード制御方式です。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

電流をどのように制御しているのか、が、気になります。
大雑把に言って、交流サーボだと、周波数が回転数に比例、電圧が回転数（と励磁電流）に、電流はトルクに関係しています。
で、PWMで交流を発生する場合、制御できるのは、
周波数（と位相）と、電圧か電流の一方、の２つになります。
上で書いたように、電流はトルクと直接関連しているので、電流を小さく抑えてしまうと、トルクが出ず、負荷をかけると止まったりします。

もし、私が永久磁石界磁の同期型サーボモータを回転数制御で動かすとしたら、
・周波数を回転数にあわせて設定
・電圧も回転数に比例
・（もし余裕があれば）電流を検出して、電流と電圧の位相をチェック、位相が同じになるように電圧を微調整
・（もし余裕があれば）電流変化を検出して、電流変化に応じて電圧位相を調整
という制御系を組むと思います。

誘導機型のサーボだともう少し工夫して、すべり周波数型のベクトル制御のような制御系を組むかもしれません。
（回転数の増減から必要なトルクを計算して、必要なすべり周波数を計算、すべり周波数と軸速度から電源の周波数と電圧を決定する制御）

お礼

返事が遅くなりすみません。
　ご指摘のように、パルス出力で電流制御をしています。遅い回転数を制御するには、電流を少なくして制御しています...が、なかなか難しいです。
　もっと勉強しなければと思います。

　ありがとうございました。

回答No.1

foobar

もう少し制御方法を具体的にかかれないと、適切なアドバイスがされにくいような。
・サーボモーターは同期機のタイプですよね
・PWM電源で制御しているのは電圧？電流？
・フィードフォワードって、何を何にフィードフォワードしています？

同期機タイプなら、オープンループのV/f一定制御（希望回転数に相当する周波数、回転数に比例した電圧の正弦波を供給する）でも、それなりに動作しそうな気がしますが。

お礼

早速の回答ありがとございます。　自分はサーボモータの素人なので、説明不足ですみません。

・PWM電源で制御しているのは電圧？電流？
＞マイコンのポートから三相（UVW）のパルス出力で電流制御しています。（MAX:10A位）
また、電圧は約DC300V位をモータに使用しています。

・フィードフォワードって、何を何にフィードフォワードしています？
＞フィードフォワードは速度制御方法（方式）で、フィードバック制御だと立上り特性および応答速度が非常に遅くなるので....

よろしくお願いします。