JP2000166300A - Start-controlling device of permanent magnet-type synchronous motor - Google Patents

Start-controlling device of permanent magnet-type synchronous motor

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JP2000166300A
JP2000166300A JP10334580A JP33458098A JP2000166300A JP 2000166300 A JP2000166300 A JP 2000166300A JP 10334580 A JP10334580 A JP 10334580A JP 33458098 A JP33458098 A JP 33458098A JP 2000166300 A JP2000166300 A JP 2000166300A
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current
permanent magnet
synchronous motor
control device
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垣 克 久 稲
Kazuo Shimane
根 一 夫 嶋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably start a permanent-magnet-type synchronous motor without using any magnetic pole position detector. SOLUTION: A start-controlling device is provided with setting equipment 19 for setting a current reference value for fixing a magnetic pole position, setting equipment 20 for setting a phase command for fixing the magnetic pole position, and a switching means 18 for setting to an initial current reference value being set by the setting equipment 19 before starting an electric motor and at the same time, giving an initial phase state being set by the setting equipment 20 to the magnetic pole phase signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル制御され
る永久磁石式同期電動機の起動制御装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start control apparatus for a vector-controlled permanent magnet synchronous motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図18は、従来の永久式磁石同期電動機
の可変速制御装置の構成例を示すものである。交流電源
から整流器やPWMコンバータ等(図示せず)によって
得られる直流1を電力変換器(インバータ)2によって
任意周波数・任意電圧の交流に変換して永久磁石式同期
電動機(PMSM)3(以下、単に「電動機3」とい
う)を駆動する主回路を構成し、電力変換器2の出力制
御により、電動機負荷(図示せず)のいかんにかかわら
ず、電動機3を任意の速度で回転させる。電動機3の回
転子磁極位置が磁極位置検出器4によって電動機回転角
度θrとして検出され、これを微分器5で微分して電動
機3の回転速度nを得る。この回転速度nを速度基準発
生器6で発生された速度基準と比較器7で比較し、その
比較結果すなわち速度偏差を速度制御器8へ入力し、ト
ルク電流基準Iq0を得る。電力変換器2から電動機3へ
供給される電流すなわち電動機電流を電流検出器9によ
って検出し、これを座標変換器10によって磁束電流と
トルク電流に分解する。この磁束電流およびトルク電流
をそれぞれ比較器12a,12bにおいて、磁束電流基
準発生器11で生成された磁束電流基準Id0および速度
制御器7で生成されたトルク電流基準Iq0と比較し、そ
れぞれ磁束電流偏差およびトルク電流偏差を得てそれぞ
れ電流制御器13へ入力する。電流制御器13は各偏差
をゼロにするための磁束電流指令およびトルク電流指令
を生成し、それを座標変換器14で3相電圧指令に変換
し、PWMパターン生成回路15を介して電力変換器2
をゲート制御する。
2. Description of the Related Art FIG. 18 shows an example of the configuration of a conventional variable speed control device for a permanent magnet synchronous motor. A DC 1 obtained from an AC power supply by a rectifier, a PWM converter or the like (not shown) is converted into an AC of an arbitrary frequency and an arbitrary voltage by a power converter (inverter) 2 and is converted into a permanent magnet synchronous motor (PMSM) 3 (hereinafter, referred to as “PMSM”). A main circuit for driving the electric motor 3) is formed, and the output of the power converter 2 is controlled to rotate the electric motor 3 at an arbitrary speed regardless of the electric motor load (not shown). The magnetic pole position of the rotor of the electric motor 3 is detected by the magnetic pole position detector 4 as the electric motor rotation angle θr, which is differentiated by the differentiator 5 to obtain the rotational speed n of the electric motor 3. The rotational speed n is compared with the speed reference generated by the speed reference generator 6 by the comparator 7, and the comparison result, that is, the speed deviation is input to the speed controller 8, and the torque current reference Iq0 is obtained. The current supplied from the power converter 2 to the motor 3, that is, the motor current, is detected by the current detector 9, and this is decomposed into a magnetic flux current and a torque current by the coordinate converter 10. The magnetic flux current and the torque current are compared in comparators 12a and 12b with the magnetic flux current reference Id0 generated by the magnetic flux current reference generator 11 and the torque current reference Iq0 generated by the speed controller 7, respectively. And a torque current deviation are obtained and input to the current controller 13, respectively. The current controller 13 generates a magnetic flux current command and a torque current command for making each deviation zero, converts them into a three-phase voltage command by the coordinate converter 14, and outputs the three-phase voltage command via the PWM pattern generation circuit 15. 2
To gate.

【0003】永久磁石式同期電動機では、電動機内部で
回転子である永久磁石が発生する磁束と、固定子巻線を
流れる電機子電流Iaが発生する磁束が直交する場合
に、同一電流のもとで最大トルクが得られる。永久磁石
式同期電動機のベクトル制御においては、磁極位置検出
器4によって得られる磁極位置検出信号を、座標変換器
10および14に用いることにより、上述した条件を満
たすような制御が行われる。
In a permanent magnet type synchronous motor, when the magnetic flux generated by a permanent magnet as a rotor inside the motor and the magnetic flux generated by an armature current Ia flowing through a stator winding are orthogonal to each other, the same current is applied. At the maximum torque. In the vector control of the permanent magnet synchronous motor, the control that satisfies the above-described condition is performed by using the magnetic pole position detection signal obtained by the magnetic pole position detector 4 for the coordinate converters 10 and 14.

【0004】ところで、磁極位置検出器4を用いない制
御方式も何種類か提案されている。図19に示すものも
その一例であり、磁極位置検出器4の代わりに、速度検
出器16を備え、これによって検出された電動機速度n
のほかに、電動機電流検出値および電力変換器2への電
圧指令値を用いて、磁極位置演算器17により磁極位置
を演算し、その演算によって得られた磁極位置信号を座
標変換器10、14で用いる基準位相情報として用い
る。この方式では速度検出器16を省略できる演算方式
も提案されており、その場合は、磁極位置演算器17で
得られた回転角度を微分することによって電動機速度n
を得て、比較器7への入力とする。
Incidentally, there have been proposed several types of control systems that do not use the magnetic pole position detector 4. An example shown in FIG. 19 is also provided. Instead of the magnetic pole position detector 4, a speed detector 16 is provided, and the motor speed n detected by the speed detector 16 is provided.
In addition to the above, the magnetic pole position is calculated by the magnetic pole position calculator 17 using the detected motor current value and the voltage command value to the power converter 2, and the magnetic pole position signal obtained by the calculation is converted to the coordinate converters 10 and 14. Is used as reference phase information used in. In this method, a calculation method in which the speed detector 16 can be omitted has been proposed. In this case, the motor speed n is obtained by differentiating the rotation angle obtained by the magnetic pole position calculator 17.
And input it to the comparator 7.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図18に示した方式に
よって正確な電動機制御を行うためには、磁極位置検出
器4の使用が不可欠である。しかし、磁極位置検出器
は、誘導電動機の速度制御の際に用いられる速度検出器
等と比較して高価である。また、図19に示した方式で
は、起動時など速度の低い領域では、電流検出値および
電圧指令値が小さく、磁極位置の推定精度が低くなると
いう問題点があり、速度が完全にゼロの状態では磁極位
置演算を行うことができない。
The use of the magnetic pole position detector 4 is indispensable for performing accurate motor control by the method shown in FIG. However, the magnetic pole position detector is more expensive than a speed detector used for controlling the speed of the induction motor. Further, the method shown in FIG. 19 has a problem that the current detection value and the voltage command value are small in an area where the speed is low such as at the time of starting, and the estimation accuracy of the magnetic pole position is low. Cannot calculate the magnetic pole position.

【0006】電動機に機械的ブレーキをかけたままの状
態で、電機子に電流を流すことにより停止時の磁極位置
を推定する方法も提案されているが、突極性がほとんど
無い円筒型永久磁石を用いた同期電動機の場合は、磁極
位置の推定が極めて困難である。
A method of estimating a magnetic pole position at the time of stoppage by applying a current to an armature while a mechanical brake is applied to an electric motor has been proposed. However, a cylindrical permanent magnet having almost no saliency has been proposed. In the case of the synchronous motor used, it is extremely difficult to estimate the magnetic pole position.

【0007】従って本発明は、磁極位置検出器を用いる
ことなく、永久磁石式同期電動機を安定に起動させるこ
との可能な永久磁石式同期電動機の起動制御装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a start-up control device for a permanent magnet type synchronous motor capable of stably starting a permanent magnet type synchronous motor without using a magnetic pole position detector.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明は、永久磁石式同期電動機
を、与えられた速度基準および磁束電流基準に従い速度
偏差および磁束電流偏差がゼロになるように電流制御手
段およびこれによって制御される電力変換器を介して速
度制御する永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機起動のための固定磁極位置に対応する磁束電
流指令およびトルク電流指令を生成する起動時電流設定
手段と、電動機起動のための電流位相指令を設定する起
動時位相設定手段と、電動機起動に先だち電動機電流の
位相初期値として起動時位相設定手段によって設定され
た電流位相指令を与えると共に、電流制御手段へ入力さ
れる磁束電流基準およびトルク電流基準の初期値として
起動時電流設定手段によって設定された磁束電流指令お
よびトルク電流指令を与えるように切替動作する切替手
段と、を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 provides a permanent magnet type synchronous motor having a speed deviation and a magnetic flux current deviation in accordance with a given speed standard and magnetic flux current standard. In a starting control device for a permanent magnet type synchronous motor that performs speed control through current control means and a power converter controlled by the current control means so as to be zero, a magnetic flux current command and torque corresponding to a fixed magnetic pole position for starting the motor are provided. The starting current setting means for generating the current command, the starting phase setting means for setting the current phase command for starting the motor, and the starting phase setting means as the initial phase value of the motor current prior to starting the motor. A current phase command is given, and a starting current setting means is set as an initial value of a magnetic flux current reference and a torque current reference inputted to the current control means. Accordingly, characterized by comprising a switching means for switching operation to provide a set flux current command and the torque current command, the.

【0009】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、起動時
電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁束電流指令
およびトルク電流指令を所定の時限をもって徐々に立ち
上げることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the starting control device for a permanent magnet type synchronous motor according to the first aspect, the starting current setting means determines a magnetic flux current command and a torque current command corresponding to the fixed magnetic pole position. It is characterized by gradually starting up with the time limit.

【0010】請求項3に係る発明は、請求項1または2
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を電動機速度に応じて
変更することを特徴とする。
[0010] The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the startup control device for a permanent magnet synchronous motor described in (1), the startup current setting means changes the magnetic flux current command and the torque current command corresponding to the fixed magnetic pole position according to the motor speed.

【0011】請求項4に係る発明は、請求項1ないし3
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、電動機速度に応じて減衰させる減衰手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3
The start control device for a permanent magnet synchronous motor according to any one of the above, further comprising an attenuating means for attenuating the phase command set by the starting phase setting means according to the motor speed.

【0012】請求項5に係る発明は、請求項1ないし4
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、起動後の電動機回転角度に応じた補正量に従
って減衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とす
る。
The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4
The start control device for a permanent magnet synchronous motor according to any one of the above, further comprising a damping means for attenuating the phase command set by the starting phase setting means according to a correction amount according to the motor rotation angle after starting. It is characterized by the following.

【0013】請求項6に係る発明は、請求項1ないし5
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、同期電動機の回転方向を判定する回転方向
判定手段と、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、回転方向判定手段によって判定された回転方
向により跳躍させる手段とをさらに備えたことを特徴と
する。
The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5
In the startup control device for a permanent magnet type synchronous motor according to any one of the above, the rotation direction determination means for determining the rotation direction of the synchronous motor, and the phase command set by the startup phase setting means, the rotation direction determination means, Means for jumping according to the set rotation direction.

【0014】請求項7に係る発明は、請求項6に記載の
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、電動機
速度が所定値に達したことを判定する速度判定手段をさ
らに備え、起動時位相設定手段によって設定された位相
指令を、速度判定手段の出力により跳躍させることを特
徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the starting control apparatus for a permanent magnet type synchronous motor according to the sixth aspect, the apparatus further comprises a speed judging means for judging that the motor speed has reached a predetermined value. The phase command set by the setting means is jumped by the output of the speed determining means.

【0015】請求項8に係る発明は、請求項6または7
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段を
さらに備え、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、負荷トルク検出手段によって検出された負荷
トルクに従って制御することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6 or 7.
The start control device for a permanent magnet type synchronous motor according to the above, further comprising a load torque detecting means for detecting a motor load torque, the phase command set by the start phase setting means, the load detected by the load torque detecting means The control is performed according to the torque.

【0016】請求項9に係る発明は、請求項6または7
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、回転方向判定手段は無電流時の電動機回転方向から
負荷トルクの方向を判定し、起動時電流設定手段によっ
て設定される磁束電流指令およびトルク電流指令を負荷
トルクの方向が判定されてから有効にする遅延手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 6 or 7.
In the startup control device for a permanent magnet type synchronous motor described in the above, the rotation direction determination means determines the direction of the load torque from the motor rotation direction when there is no current, the magnetic flux current command and the torque current set by the startup current setting means. A delay unit that makes the command effective after the direction of the load torque is determined is further provided.

【0017】請求項10に係る発明は、請求項6ないし
9のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御
装置において、起動時位相設定手段によって設定された
位相指令を、速度判定手段の出力により所定の時限をも
って徐々に立ち上げることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to any one of the sixth to ninth aspects, the phase command set by the starting phase setting means is transmitted to the speed determining means. It is characterized in that it is started up gradually with a predetermined time limit according to the output.

【0018】請求項11に係る発明は、請求項5に記載
の永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、減衰
手段によって減衰させるための補正量を、電動機速度、
電動機回転方向、および負荷トルクのうちの少なくとも
一つに応じて調整することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the starting control apparatus for a permanent magnet type synchronous motor according to the fifth aspect, the correction amount to be attenuated by the damping means is determined by the motor speed,
The adjustment is performed according to at least one of the motor rotation direction and the load torque.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
永久磁石式同期電動機の起動制御装置について、図面を
参照して説明する。なお、本発明を説明するために図1
ないし図17を参照するが、これらの図において、すで
に説明した図18および図19のものと同一の構成要素
には同一の符号を付して、その個々の説明を省略する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a starting control apparatus for a permanent magnet synchronous motor constructed according to the present invention. In order to explain the present invention, FIG.
17 to FIG. 17, in these figures, the same components as those in FIG. 18 and FIG. 19 described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

【0020】<実施形態1>図1は、請求項1に係る発
明の実施形態を示すものである。この実施形態において
は、電動機磁極位置が判らない状態で電動機3を起動す
るのに先だって、一旦、ある一定の振幅・位相の電流を
電機子に流して磁極位置を固定し、磁極位置を明確にし
てから電動機3の起動を行うものである。これを実現す
るために、図1の装置は図19の装置を基本にして、そ
れに、起動時電流設定器19および起動時位相設定器2
0を備え、さらに、起動時電流設定器19および起動時
位相設定器20の出力を起動に先だって比較器12aお
よび12bに導くように、これらの比較器の前段に切換
器18a,18bを挿入する。起動時電流設定器19
は、電動機起動時の初期磁束電流基準および初期トルク
電流基準を設定するものである。さらに、座標変換器1
0,14の磁極位置信号入力段には、これに与える磁極
位置信号を電動機起動時に起動時位相設定器20からの
位相信号に切り替えるための切替器18cが挿入されて
いる。切替器18a,18b,18cは互いに連動する
3個の切替器であってもよいし、1個の切替器の連動接
点であってもよい。
<Embodiment 1> FIG. 1 shows an embodiment of the first aspect of the present invention. In this embodiment, before starting the motor 3 in a state in which the magnetic pole position of the motor is not known, a current of a certain fixed amplitude and phase is temporarily applied to the armature to fix the magnetic pole position, and to clarify the magnetic pole position. After that, the electric motor 3 is started. To achieve this, the device of FIG. 1 is based on the device of FIG.
0, and switches 18a and 18b are inserted in front of these comparators so that the outputs of the start-up current setter 19 and the start-up phase setter 20 are guided to the comparators 12a and 12b prior to start-up. . Start-up current setting device 19
Sets an initial magnetic flux current reference and an initial torque current reference when the motor is started. Further, the coordinate converter 1
A switch 18c for switching the magnetic pole position signal applied thereto to the phase signal from the starting phase setter 20 at the time of starting the motor is inserted in the 0, 14 magnetic pole position signal input stage. The switches 18a, 18b, 18c may be three switches interlocked with each other, or may be interlocking contacts of one switch.

【0021】機械的ブレーキがかけられた電動機3を対
象として、磁極位置が判らない状態で電動機3を起動す
るには、まず切替器18a,18b,18cの接点を図
上で上側、すなわち起動時電流設定器19および起動時
位相設定器20側に切り替える。起動時電流設定器19
および起動時位相設定器20は予め設定された固定値を
出力し、電力変換器2の出力が直流電流となるようにす
る。電動機3の機械的ブレーキを緩めると同時に電動機
3の回転子磁極が回転し始め、負荷トルクと電流値に応
じた、ある一定の角度位置のところで固定される。この
状態での電動機3の磁極位置は、起動時電流設定器19
および起動時位相設定器20の設定値、並びに電動機3
の負荷条件から容易に演算することができる。
In order to start the motor 3 with the magnetic pole position unknown for the motor 3 to which the mechanical brake is applied, first, the contacts of the switches 18a, 18b, 18c are set to the upper side in the drawing, that is, at the time of startup. The current setting unit 19 and the start-time phase setting unit 20 are switched. Start-up current setting device 19
In addition, the start-time phase setting device 20 outputs a preset fixed value so that the output of the power converter 2 becomes a DC current. At the same time as the mechanical brake of the electric motor 3 is released, the rotor magnetic poles of the electric motor 3 start to rotate and are fixed at a certain angular position corresponding to the load torque and the current value. The magnetic pole position of the electric motor 3 in this state is determined by the starting current setting device 19.
And the set value of the start-time phase setting device 20 and the motor 3
Can be easily calculated from the load condition.

【0022】具体的には、電動機3の磁極位置は、固定
子に流れる電流が生成する磁束の位置から負荷トルク相
当分だけずれた位置で固定される。いま、起動時電流設
定器19の設定値を、固定子電流の磁束成分すなわち磁
束電流をIdo、トルク成分すなわちトルク電流をIqoと
し、起動時位相設定器20の位相設定値をθref とす
る。電動機3のトルク定数をkq、加わっている負荷ト
ルクをτlとすれば、電動機磁極位置θfixは、 θfix=θref +tan-1(Iqo/Ido) +sin-1{τl/(kq(Ido2+Iqo2)1/2)} …(1) で固定される。(1)式右辺の第1項と第2項が固定子
に流れる電流が生成する磁束の角度、第3項が負荷の影
響でずれる角度である。
More specifically, the position of the magnetic pole of the electric motor 3 is fixed at a position shifted from the position of the magnetic flux generated by the current flowing through the stator by an amount corresponding to the load torque. Assume that the set value of the start-up current setting unit 19 is Ido, the flux component of the stator current, ie, the magnetic flux current, is Ido, the torque component, ie, the torque current, is Iqo, and the phase set value of the start-up phase setter 20 is θref. Kq the torque constant of the motor 3, if .tau.1 to by that load torque applied, the motor magnetic pole position Shitafix is, θfix = θref + tan -1 ( Iqo / Ido) + sin -1 {τl / (kq (Ido 2 + Iqo 2) 1/2 )}… (1) is fixed. The first and second terms on the right side of equation (1) are the angle of the magnetic flux generated by the current flowing through the stator, and the third term is the angle deviated by the effect of the load.

【0023】この時の電機子電流Iaが発生する磁束φ
aの方向と、回転子永久磁石が作る磁束φmの方向との
関係を図2に示す。例えば、無負荷の場合は、起動時電
流設定器19で設定されるトルク電流Iqoをゼロとすれ
ば、電動機3の磁極位置は起動時位相設定器20で設定
された値θref に固定される。この状態で、切替器18
a,18b,18cの接点を図示下側(定常運転側)に
切替えれば、磁極位置演算器17は、起動時位相設定器
20で設定された位相θrefを初期値として演算を開始
し、電動機3は正常に起動する。また、起動しようとし
た際、すでに電動機定格の50%程度の機械負荷すなわ
ち負荷トルクτl が加わっている場合は、流す電流の大
きさを定格程度とすれば、上式のsin-1 の後の( )の
中が0.5となるので、トルク電流Iqoをゼロに設定し
ていれば、磁極は磁極位置設定器20の設定値から30
°程度ずれた角度位置で固定される。このような磁極位
置演算誤差があった場合、電動機3が発生する実トルク
は、トルク指令値に対して演算誤差角度の余弦を乗じた
ものになる。磁極位置演算誤差が30°であれば、電動
機3の発生トルクは、指令値のcos 30°倍、すなわち
0.866倍となる。この程度の負荷であれば、特に問
題なく起動を行うことができるので、電動機の負荷条件
を起動時の初期磁極位置推定の際には考慮しなくても良
い。なお、Fは永久磁石回転子に作用する吸引力を示す
ものである。
The magnetic flux φ generated by the armature current Ia at this time
FIG. 2 shows the relationship between the direction of a and the direction of the magnetic flux φm generated by the rotor permanent magnet. For example, in the case of no load, if the torque current Iqo set by the starting current setting unit 19 is set to zero, the magnetic pole position of the electric motor 3 is fixed to the value θref set by the starting phase setting unit 20. In this state, the switch 18
When the contacts a, 18b, and 18c are switched to the lower side in the figure (steady operation side), the magnetic pole position calculator 17 starts the calculation with the phase θref set by the startup phase setter 20 as an initial value, and 3 starts normally. If a mechanical load of about 50% of the motor rating, that is, a load torque τl is already applied when the motor is to be started, if the magnitude of the flowing current is about the rated value , the value after sin -1 in the above equation can be obtained. Since the value in parentheses is 0.5, if the torque current Iqo is set to zero, the magnetic pole will be set to 30 from the set value of the magnetic pole position setter 20.
It is fixed at an angular position shifted by about °. When such a magnetic pole position calculation error occurs, the actual torque generated by the electric motor 3 is obtained by multiplying the torque command value by the cosine of the calculation error angle. If the magnetic pole position calculation error is 30 °, the generated torque of the electric motor 3 is cos 30 ° times the command value, that is, 0.866 times. With such a load, starting can be performed without any particular problem. Therefore, the load condition of the motor does not need to be considered when estimating the initial magnetic pole position at the time of starting. F indicates the attraction force acting on the permanent magnet rotor.

【0024】<実施形態2>図3は、請求項2に係る発
明の実施形態における、起動時電流設定器19の出力波
形の例である。請求項1の発明では、図3(a)に示す
ように、起動指令に同期してステップ状に一定値の設定
電流を与えて電動機磁極位置の固定を行う。これに対
し、本実施形態においては、磁極位置を固定する際に、
電機子に流す電流をある時限で変化させることにより、
磁極位置固定時の衝撃力の発生の低減を図る。すなわ
ち、図3(b)に示すように磁極位置固定時の電流振幅
がある時限をもって徐々に立ち立ち上がるようにランプ
状の設定電流を与えることにより、磁極位置固定時に発
生する衝撃を低減する。
<Embodiment 2> FIG. 3 shows an example of an output waveform of the starting current setting unit 19 in an embodiment of the present invention. According to the first aspect of the invention, as shown in FIG. 3A, a fixed current of a constant value is applied in a stepwise manner in synchronization with the start command to fix the magnetic pole position of the motor. On the other hand, in this embodiment, when fixing the magnetic pole position,
By changing the current flowing through the armature for a certain period of time,
To reduce the generation of impact force when the magnetic pole position is fixed. That is, as shown in FIG. 3B, by applying a ramp-shaped set current so that the current amplitude at the time of fixing the magnetic pole position gradually rises with a certain time limit, the shock generated at the time of fixing the magnetic pole position is reduced.

【0025】<実施形態3>図4は、請求項3に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項1および2に係
る発明の実施形態(図1,3)では、定常的には一定値
の直流電流を流して磁極位置を固定させるため、電動機
の初期負荷状態や停止位置によっては、磁極位置固定時
に発生する振動を抑えきることができず、磁極位置固定
に失敗することがあり得る。これを防止するため、本実
施形態では、磁極位置が固定されるまでの間、電動機3
の回転速度nに応じて、電機子に流す電流の値を変化さ
せるために、起動時電流設定器19の設定値を電動機の
回転速度nに応じて変化させる。具体的には、速度検出
器16によって検出された電動機速度nに応じて、起動
時電流設定器19によって設定される磁束成分電流・ト
ルク成分電流の振幅を変化させることにより、衝撃・振
動の発生を抑制する。この時の、速度検出器16の出力
すなわち電動機速度nと、座標変換器10,14へ与え
る位相信号の波形例を、図5に示す。この図の例では、
起動時電流設定器19の出力すなわち磁束電流基準Id0
・トルク電流基準Iq0は双方とも変化させているが、ど
ちらか一方だけを変化させる手法も考えられる。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In the first and second embodiments of the present invention (FIGS. 1 and 3), a constant value of DC current is constantly supplied to fix the magnetic pole position. The vibration generated at the time of fixing the position cannot be suppressed, and the fixing of the magnetic pole position may fail. In order to prevent this, in the present embodiment, the motor 3 is not used until the magnetic pole position is fixed.
In order to change the value of the current flowing through the armature according to the rotation speed n of the motor, the set value of the starting current setting device 19 is changed according to the rotation speed n of the electric motor. Specifically, by changing the amplitude of the magnetic flux component current / torque component current set by the starting current setting unit 19 according to the motor speed n detected by the speed detector 16, generation of shock / vibration is performed. Suppress. FIG. 5 shows an output of the speed detector 16, that is, the motor speed n, and a waveform example of the phase signal given to the coordinate converters 10 and 14 at this time. In the example in this figure,
The output of the starting current setting unit 19, that is, the magnetic flux current reference Id0
-Although both torque current references Iq0 are changed, a method of changing only one of them is also conceivable.

【0026】<実施形態4>図6は、請求項4に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項3に係る発明の
実施形態(図4,5)では、磁極位置固定時に負荷条件
などの理由により過大速度が発生した場合、それに応じ
て流す電流も増大し、結果として電力変換器2の定格電
流を超えてしまうおそれがある。これに対し、本実施形
態では、速度検出器16で検出された電動機速度nに比
例定数回路21で比例定数Kdpを乗じたものを、減算器
22によって起動時位相設定器20の出力から差し引い
て、座標変換器10,14への入力とする。つまり、比
例定数回路21および減算器22により起動時位相に対
する減衰手段を構成し、電流の絶対値を変えずにその電
気角のみを電動機速度nに応じて変化させる。これによ
り、電動機回転子が動いている(=磁極位置が固定され
るまでの)間、電機子電流Iaが作る磁束φaが回転子
側の磁極位置に近づくような動作をさせることができ
る。このようにして、磁極位置固定時に発生する振動を
速やかに減衰させることができる。この時の、速度検出
器16によって検出される電動機速度nと、座標変換器
10,14へ送出する位相の波形例を図7に示す。
<Fourth Embodiment> FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In the embodiment of the invention according to claim 3 (FIGS. 4 and 5), when an excessive speed occurs due to a load condition or the like when the magnetic pole position is fixed, the current flowing increases accordingly, and as a result, the power converter 2 The rated current may be exceeded. On the other hand, in the present embodiment, the value obtained by multiplying the motor speed n detected by the speed detector 16 by the proportional constant Kdp by the proportional constant circuit 21 is subtracted from the output of the startup phase setting device 20 by the subtractor 22. , Input to the coordinate converters 10 and 14. That is, the proportional constant circuit 21 and the subtractor 22 constitute an attenuating means for the phase at the time of starting, and only the electric angle is changed according to the motor speed n without changing the absolute value of the current. Thereby, while the motor rotor is moving (= until the magnetic pole position is fixed), an operation can be performed such that the magnetic flux φa generated by the armature current Ia approaches the magnetic pole position on the rotor side. In this manner, the vibration generated when the magnetic pole position is fixed can be rapidly attenuated. FIG. 7 shows a waveform example of the motor speed n detected by the speed detector 16 and the phase transmitted to the coordinate converters 10 and 14 at this time.

【0027】<実施形態5>図8は、請求項5に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項1〜4に係る発
明の実施形態では、磁極位置が最終的に固定される位置
は、その初期位置にかかわらず、同じ負荷条件のもとで
は常に同一となる。このため、初期磁極位置によっては
磁極位置が固定されるまでの間に電気角にして無負荷時
で最大180度、負荷条件によっては270〜360度
近く回転する可能性がある。これに対し、本実施形態で
は、電動機速度nを積分器23により積分して電動機回
転角度を得た後、それに定数Kdiを乗じたものを、減算
器22によって起動時位相設定器20の出力から差し引
くことにより減衰手段作用を行わせる。請求項4に係る
発明の実施形態(図6,7)では、電動機速度がゼロと
なった状態では補正項がゼロとなるため、起動時位相設
定器20の出力がそのまま座標変換器10,14へ入力
されるが、本実施形態によれば、電動機速度がゼロとな
った状態でも積分器23の出力はゼロとならないため、
起動時位相設定器20の出力に対して、あるオフセット
を加えた位置に電動機磁極位置を固定することができ
る。このため、磁極位置固定時に電動機回転角度の減少
を実現することができる。この時の、速度検出器16の
出力と、座標変換器10および座標変換器14への位相
信号の波形例を、図9に示す。なお、図8の実施形態で
は、請求項4に係る発明の実施形態と組み合わせて実施
しているが、請求項1〜3に係る発明の実施形態と組み
合わせて実施することも可能である。
<Fifth Embodiment> FIG. 8 shows a fifth embodiment of the invention. In the embodiment of the invention according to claims 1 to 4, the position where the magnetic pole position is finally fixed is always the same under the same load condition regardless of the initial position. For this reason, depending on the initial magnetic pole position, there is a possibility that the electric angle is rotated at a maximum of 180 degrees when no load is applied until the magnetic pole position is fixed, and near 270 to 360 degrees depending on the load condition. On the other hand, in the present embodiment, after the motor speed n is integrated by the integrator 23 to obtain the motor rotation angle, the result is multiplied by a constant Kdi, and the result is subtracted from the output of the startup phase setting device 20 by the subtractor 22. Subtraction causes the damping means to act. In the embodiment of the invention according to claim 4 (FIGS. 6 and 7), since the correction term is zero when the motor speed is zero, the output of the start-time phase setting device 20 is used as it is for the coordinate converters 10, 14. According to the present embodiment, the output of the integrator 23 does not become zero even when the motor speed becomes zero.
The motor magnetic pole position can be fixed at a position obtained by adding a certain offset to the output of the start-time phase setting device 20. For this reason, it is possible to reduce the rotation angle of the motor when the magnetic pole position is fixed. FIG. 9 shows an output of the speed detector 16 and a waveform example of a phase signal to the coordinate converter 10 and the coordinate converter 14 at this time. Although the embodiment of FIG. 8 is implemented in combination with the embodiment of the invention according to claim 4, it can be implemented in combination with the embodiment of the invention according to claims 1 to 3.

【0028】<実施形態6>図10は、請求項6に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項3〜5に係る
発明の実施形態(図4〜9)では、電動機速度nを磁極
位置固定の際の制御に用いるが、磁極位置固定の際の電
動機速度nは定格値に比べて非常に小さいことが多く、
速度検出器16の分解能によっては十分な効果が得られ
ない場合がある。これに対し、本請求項に係る発明で
は、磁極固定開始直後、速度検出器16の出力に基づい
て回転方向判定器24により磁極位置が存在する方向
(回転方向)を判定し、その方向に応じて起動時位相設
定器20の出力を不連続的に進めるか遅らせることによ
り、電機子電流Iaが作る磁束と回転子磁束がなす角度
を減少させ、磁極位置の固定に要する時間および回転角
度を減少させる。理論的には位相の跳躍量を±90°と
した時にもっとも大きな効果が得られるが、回転方向検
出器25の動作遅れ時間や機械系の摩擦係数などを考慮
すると、最適値は0°〜180°の範囲で選定される。
なお、位相跳躍量を90°とした場合に電動機3の最大
回転角度は最も小さくなり、無負荷の場合、電気角にし
て90°となる。この時の速度検出器16の出力と、座
標変換器10,14への位相信号の波形例を図11に示
す。図10の実施形態は、請求項3および4に係る発明
の実施形態と組合せた場合について説明しているが、請
求項2および5に係る発明の実施形態と組み合せること
も可能である。
<Sixth Embodiment> FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention. In the embodiments of the invention according to claims 3 to 5 (FIGS. 4 to 9), the motor speed n is used for control when the magnetic pole position is fixed, but the motor speed n when the magnetic pole position is fixed is very much higher than the rated value. Often small,
Depending on the resolution of the speed detector 16, a sufficient effect may not be obtained. On the other hand, in the invention according to the present invention, immediately after the magnetic pole fixing is started, the direction in which the magnetic pole position exists (rotation direction) is determined by the rotation direction determiner 24 based on the output of the speed detector 16, and according to the direction. The output of the phase setter 20 at startup is discontinuously advanced or delayed to reduce the angle between the magnetic flux generated by the armature current Ia and the rotor magnetic flux, thereby reducing the time required for fixing the magnetic pole position and the rotation angle. Let it. Theoretically, the greatest effect can be obtained when the phase jump amount is ± 90 °, but the optimum value is 0 ° to 180 ° in consideration of the operation delay time of the rotation direction detector 25 and the friction coefficient of the mechanical system. ° is selected.
Note that when the phase jump amount is 90 °, the maximum rotation angle of the electric motor 3 is the smallest, and when there is no load, the electric angle is 90 ° in electrical angle. FIG. 11 shows an output of the speed detector 16 and a waveform example of a phase signal to the coordinate converters 10 and 14 at this time. Although the embodiment of FIG. 10 is described as being combined with the embodiment of the third and fourth aspects of the invention, it can also be combined with the embodiment of the second and fifth aspects of the invention.

【0029】<実施形態7>図12は、請求項7に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項6に係る発明
の実施形態(図10,11)では、いかなる場合にも磁
極固定位相を不連続的に跳躍させるため、本来、位相を
跳躍させる必要の無い場合にも位相を跳躍させて、軽微
ではあるが不要な振動を引き起こす可能性が高いという
一面がある。これに対し、本実施形態では、磁極固定時
の電動機速度nがある設定値を超えた場合にのみ、速度
判定器25により初期磁極位置と最終磁極固定位置の位
相差が十分に大きいと判定して起動時位相設定器20の
出力を不連続的に変化させる。速度判定器25はエッジ
トリガとし、一旦速度がある値を超えた後は速度が低下
してもその出力を保持する。基本的には、図11,12
の実施形態と同様に回転方向を検知した上で起動時位相
設定器20の出力を跳躍させる方向を決めるが、位相跳
躍量を180°に設定する場合に限り、回転方向の検出
は不要である。この場合、磁極の最終固定位置は当初の
設定値の反対側となり、その効果は最大となるが、位相
跳躍量が大きいため発生する衝撃力も大きくなる可能性
がある。位相跳躍量を180°とするか、それ以下とす
るかについては、適用するシステムの機械的定数(摩擦
係数など)により最適値が異なる。この時の、速度検出
器16の出力と、座標変換器10,14への位相入力の
波形例を図13に示す。
<Seventh Embodiment> FIG. 12 shows a seventh embodiment of the present invention. In the embodiment of the invention according to claim 6 (FIGS. 10 and 11), the magnetic pole fixed phase jumps discontinuously in any case, so that the phase jumps even when there is no need to jump the phase. However, there is one aspect that a small but unnecessary vibration is likely to be caused. On the other hand, in the present embodiment, only when the motor speed n when the magnetic pole is fixed exceeds a certain set value, the speed determiner 25 determines that the phase difference between the initial magnetic pole position and the final magnetic pole fixed position is sufficiently large. Thus, the output of the start-time phase setting device 20 is changed discontinuously. The speed determiner 25 serves as an edge trigger, and once the speed exceeds a certain value, keeps its output even if the speed decreases. Basically, FIGS.
The direction in which the output of the start-time phase setting device 20 jumps is determined after detecting the rotation direction in the same manner as in the embodiment, but the rotation direction need not be detected only when the phase jump amount is set to 180 °. . In this case, the final fixed position of the magnetic pole is on the opposite side of the initial set value, and the effect is maximized. However, since the amount of phase jump is large, the generated impact force may be large. The optimum value of whether the phase jump amount is 180 ° or less depends on the mechanical constant (such as the coefficient of friction) of the system to be applied. FIG. 13 shows an example of the output of the speed detector 16 and the phase input to the coordinate converters 10 and 14 at this time.

【0030】<実施形態8>図14は、請求項8に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項6および7に
係る発明の実施形態(図10〜13)では、負荷トルク
τl の方向と初期磁極位置の関係によっては、特に電流
位相を跳躍させることなく安定に磁極を固定できる場合
もあるが、その時でも電流の位相を不連続的に変化させ
て余分な振動を引き起こしてしまう場合があり得る。本
実施形態によれば、負荷トルクを検出する負荷トルク検
出器26を設け、検出負荷トルクと回転方向判定器24
の出力を、起動時位相設定器20に入力し、必要な場合
にのみ電流の位相を跳躍させる。具体的には、電機子巻
線に直流電流を流し磁極位置固定動作に入った際、電動
機3の初期回転方向が負荷トルク方向と逆方向であれ
ば、位相を跳躍させなくても回転子磁極位置を安定に固
定することができるので、この場合は位相の跳躍をさせ
ない。このようにして、不要な電流位相の変化を回避
し、余分な振動の発生を防止することができる。
<Eighth Embodiment> FIG. 14 shows an eighth embodiment of the present invention. In the embodiments of the invention according to claims 6 and 7 (FIGS. 10 to 13), depending on the relationship between the direction of the load torque .tau.1 and the initial magnetic pole position, the magnetic pole can be fixed stably without particularly jumping the current phase. However, even at that time, the phase of the current may be changed discontinuously to cause extra vibration. According to the present embodiment, the load torque detector 26 for detecting the load torque is provided, and the detected load torque and the rotation direction
Is input to the start-time phase setting device 20, and the current phase jumps only when necessary. Specifically, when a DC current is applied to the armature winding to start the magnetic pole position fixing operation, if the initial rotation direction of the motor 3 is opposite to the load torque direction, the rotor magnetic pole can be set without jumping the phase. Since the position can be fixed stably, the phase does not jump in this case. In this way, unnecessary changes in the current phase can be avoided, and the occurrence of extra vibration can be prevented.

【0031】<実施形態9>図15は、請求項9に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項8に係る発明
の実施形態(図14)においては、負荷トルク検出器2
6が必要となる。本実施形態によれば、磁極位置固定の
ための電流を流し始めるタイミングに遅延を持たせ、こ
の間の電動機3の回転方向から負荷トルク方向の判定を
行い、その後、電流を流し始めた際に加速するか減速す
るかによって、請求項8に係る発明の実施形態(図1
4)における電動機初期回転方向を判定する。簡便に
は、電流を流し始めた際に電動機3が減速すれば、負荷
トルク方向と初期電動機回転方向が逆であるので、電流
の位相を跳躍させる必要はない、と判定することができ
る。速度検出器16の分解能が低い場合には、ごく低速
域での加速・減速の判定は困難なので、この場合は、電
流を流し始めてある時限が経過した後の回転方向により
判定を行えばよい。
<Ninth Embodiment> FIG. 15 shows a ninth embodiment of the present invention. In an embodiment (FIG. 14) of the invention according to claim 8, the load torque detector 2
6 is required. According to the present embodiment, the timing for starting the current for fixing the magnetic pole position is delayed, the load torque direction is determined from the rotation direction of the electric motor 3 during this time, and then the acceleration is started when the current is started to flow. The embodiment of the invention according to claim 8 (FIG. 1)
The initial rotation direction of the motor in 4) is determined. Simply, if the motor 3 is decelerated when the current starts to flow, it can be determined that there is no need to jump the phase of the current because the load torque direction and the initial motor rotation direction are opposite. If the resolution of the speed detector 16 is low, it is difficult to determine acceleration / deceleration in a very low speed range. In this case, the determination may be made based on the rotation direction after a certain time period has elapsed since the start of current supply.

【0032】<実施形態10>図16は、請求項10に
係る発明の実施形態における、速度検出器16の出力
と、座標変換器10,14への位相信号の波形例であ
る。本実施形態における制御ブロックの構成は、請求項
6〜9に係る発明(図10〜15)と同一である。請求
項6〜9に係る発明では、位相を跳躍させる際に衝撃力
を発生するおそれがあった。本実施形態によれば、位相
を跳躍させる場合に、図16に示すように、ある時限を
もって連続的に変化させることにより、位相跳躍時に発
生する余分な振動を低減させることができる。
<Embodiment 10> FIG. 16 shows an example of the output of the speed detector 16 and the waveform of the phase signal to the coordinate converters 10 and 14 according to the tenth embodiment of the present invention. The configuration of the control block in the present embodiment is the same as that of the invention according to claims 6 to 9 (FIGS. 10 to 15). In the invention according to claims 6 to 9, there is a possibility that an impact force is generated when the phase is jumped. According to the present embodiment, when the phase is jumped, as shown in FIG. 16, by continuously changing the phase with a certain time limit, it is possible to reduce extra vibration generated at the time of the phase jump.

【0033】<実施形態11>図17は、請求項11に
係る発明の実施形態を示すものである。請求項5に係る
発明の実施形態(図8)においては、電動機速度nから
回転角度を得る積分器23による補正量には、ゲインの
与え方によっては磁極位置固定のための安定性を損なう
おそれがある。本実施形態では、積分器23の動作を、
回転方向判定器24や、速度判定器25、負荷トルク検
出器26の出力により制御し、必要に応じて積分動作を
停止させることにより、請求項6〜9に係る発明の実施
形態(図10〜15)と類似の動作をさせることができ
る。具体的には、初期状態では、補正量が図11に対応
する値でリミットがかかる状態にしておく。速度判定器
25の出力により、電動機速度nがある値を超えた場合
には、積分器23の積分動作を停止させる条件を図13
の場合に相当する値に変化させる。回転方向判定器24
の出力と負荷トルク検出器26の出力から、位相を跳躍
させる必要がないと判断される場合には、積分動作を全
面的に停止させることにより、図12,13の実施形態
と類似の動作をさせることもできる。
<Embodiment 11> FIG. 17 shows an embodiment according to the eleventh aspect of the present invention. In the embodiment of the invention according to claim 5 (FIG. 8), the correction amount by the integrator 23 that obtains the rotation angle from the motor speed n may impair the stability for fixing the magnetic pole position depending on how the gain is applied. There is. In the present embodiment, the operation of the integrator 23 is
An embodiment of the invention according to claims 6 to 9 (FIGS. 10 to 10) is controlled by the output of the rotation direction determiner 24, the speed determiner 25, and the load torque detector 26, and stopping the integration operation as needed. Operation similar to 15) can be performed. Specifically, in the initial state, the correction amount is set to a limit corresponding to the value corresponding to FIG. When the motor speed n exceeds a certain value based on the output of the speed determiner 25, the condition for stopping the integration operation of the integrator 23 is shown in FIG.
Is changed to a value corresponding to Rotation direction determiner 24
If it is determined that there is no need to jump the phase from the output of the load torque detector 26 and the output of the load torque detector 26, the operation similar to the embodiment of FIGS. It can also be done.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、磁極位置検出器を用い
ることなく、一旦磁極位置を予め設定された位相状態に
固定することにより、永久磁石式同期電動機の起動を安
定に行うことができる。また、磁極位置固定の際に、衝
撃や振動が少なく、また回転量も小さて済む制御系を構
成することができる。
According to the present invention, the permanent magnet synchronous motor can be started stably by temporarily fixing the magnetic pole position to a preset phase state without using a magnetic pole position detector. . Further, it is possible to configure a control system in which the impact and vibration are small and the rotation amount is small when the magnetic pole position is fixed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 1;

【図2】請求項1に係る発明の原理を説明するためのベ
クトル図。
FIG. 2 is a vector diagram for explaining the principle of the invention according to claim 1;

【図3】(A)は請求項1に係る発明の実施形態におけ
る起動時電流設定器の出力波形の例を示す線図、(B)
は請求項2に係る発明の実施形態における起動時電流設
定器の出力波形の例を示す線図。
FIG. 3A is a diagram showing an example of an output waveform of a start-up current setting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an output waveform of a start-up current setting device in the embodiment of the invention according to claim 2.

【図4】請求項3に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 3;

【図5】請求項3に係る発明の実施形態における電動機
速度および起動時電流設定器の出力波形例を示す線図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an output waveform of a motor speed and start-up current setting device in the embodiment of the invention according to claim 3;

【図6】請求項4に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 4;

【図7】請求項4に係る発明の実施形態における電動機
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an input waveform to a motor speed and coordinate converter in the embodiment of the invention according to claim 4;

【図8】請求項5に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 5;

【図9】請求項5に係る発明の実施形態における電動機
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an input waveform to a motor speed and coordinate converter in the embodiment of the invention according to claim 5;

【図10】請求項6に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 6;

【図11】請求項6に係る発明の実施形態における電動
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of an input waveform to a motor speed and coordinate converter in the embodiment of the invention according to claim 6;

【図12】請求項7に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 7;

【図13】請求項7に係る発明の実施形態における電動
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of an input waveform to a motor speed and coordinate converter in the embodiment of the invention according to claim 7;

【図14】請求項8に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
FIG. 14 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 8;

【図15】請求項9に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
FIG. 15 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 9;

【図16】請求項10に係る発明の実施形態における電
動機速度および座標変換器への入力波波形例を示す線
図。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a waveform of an input wave to a motor speed and coordinate converter in the embodiment of the invention according to claim 10;

【図17】請求項11に係る発明の実施形態を示すブロ
ック図。
FIG. 17 is a block diagram showing an embodiment of the invention according to claim 11;

【図18】従来の技術による永久磁石同期電動機の制御
装置のブロック図。
FIG. 18 is a block diagram of a control device for a permanent magnet synchronous motor according to the related art.

【図19】従来の技術による別の制御装置のブロック
図。
FIG. 19 is a block diagram of another control device according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 電力変換器 3 永久磁石式同期電動機(PMSM) 4 磁極位置検出器 6 速度基準発生器 8 速度制御器 10 座標変換器 11 磁束電流基準発生器 13 電流制御器 14 座標変換器 15 ゲートパターン発生器 16 速度検出器 17 磁極位置演算器 18a,18b,18c 切替器 19 起動時電流設定器 20 起動時位相設定器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Power converter 3 Permanent magnet synchronous motor (PMSM) 4 Magnetic pole position detector 6 Speed reference generator 8 Speed controller 10 Coordinate converter 11 Flux current reference generator 13 Current controller 14 Coordinate converter 15 Gate Pattern generator 16 Speed detector 17 Magnetic pole position calculator 18a, 18b, 18c Switch 19 Current setting device at startup 20 Phase setting device at startup

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石式同期電動機を、与えられた速度
基準および磁束電流基準に従い速度偏差および磁束電流
偏差がゼロになるように電流制御手段およびこれによっ
て制御される電力変換器を介して速度制御する永久磁石
式同期電動機の起動制御装置において、 電動機起動のための固定磁極位置に対応する磁束電流指
令およびトルク電流指令を生成する起動時電流設定手段
と、 電動機起動のための電流位相指令を設定する起動時位相
設定手段と、 電動機起動に先だち電動機電流の位相初期値として前記
起動時位相設定手段によって設定された電流位相指令を
与えると共に、前記電流制御手段へ入力される磁束電流
基準およびトルク電流基準の初期値として前記起動時電
流設定手段によって設定された磁束電流指令およびトル
ク電流指令を与えるように切替動作する切替手段と、 を具備したことを特徴とする永久磁石式同期電動機の起
動制御装置。
1. A method for controlling a permanent magnet synchronous motor through a current control means and a power converter controlled by the current control means such that the speed deviation and the flux current deviation become zero according to a given speed reference and a magnetic flux current reference. In the starting control device for a permanent magnet type synchronous motor to be controlled, a starting current setting means for generating a magnetic flux current command and a torque current command corresponding to a fixed magnetic pole position for starting the motor, and a current phase command for starting the motor. Starting phase setting means for setting, and a current phase command set by the starting phase setting means as a phase initial value of a motor current prior to starting the motor, and a magnetic flux current reference and torque input to the current control means. A magnetic flux current command and a torque current command set by the start-up current setting means as initial values of a current reference. Activation controller for a permanent magnet type synchronous motor characterized by comprising a switching unit, a for switching operation to obtain.
【請求項2】請求項1に記載の永久磁石式同期電動機の
起動制御装置において、 前記起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を所定の時限をもって
徐々に立ち上げることを特徴とする永久磁石式同期電動
機の起動制御装置。
2. The starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1, wherein said starting current setting means gradually changes a magnetic flux current command and a torque current command corresponding to a fixed magnetic pole position with a predetermined time limit. A start-up control device for a permanent magnet synchronous motor, which is started up.
【請求項3】請求項1または2に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 前記起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を電動機速度に応じて
変更することを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動
制御装置。
3. The starting control device for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 1, wherein said starting current setting means changes a magnetic flux current command and a torque current command corresponding to a fixed magnetic pole position according to a motor speed. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor, wherein the starting control device is changed.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、電動機速度に応じて減衰させる減衰手段をさらに備
えたことを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動制御
装置。
4. A starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1, wherein the phase command set by the starting phase setting means is attenuated according to the motor speed. A start-up control device for a permanent magnet type synchronous motor, further comprising:
【請求項5】請求項1ないし4のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、起動後の電動機回転角度に応じた補正量に従って減
衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とする永久
磁石式同期電動機の起動制御装置。
5. The starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1, wherein the phase command set by the starting phase setting means is set according to a motor rotation angle after starting. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor, further comprising a damping means for damping according to a correction amount.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記同期電動機の回転方向を判定する回転方向判定手段
と、前記起動時位相設定手段によって設定された位相指
令を、前記回転方向判定手段によって判定された回転方
向により跳躍させる手段とをさらに備えたことを特徴と
する永久磁石式同期電動機の起動制御装置。
6. The starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1, wherein the starting direction is set by a rotation direction determining unit that determines a rotating direction of the synchronous motor. Means for jumping the set phase command in accordance with the rotation direction determined by the rotation direction determination means.
【請求項7】請求項6に記載の永久磁石式同期電動機の
起動制御装置において、 電動機速度が所定値に達したことを判定する速度判定手
段をさらに備え、前記起動時位相設定手段によって設定
された位相指令を、前記速度判定手段の出力により跳躍
させることを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動制
御装置。
7. The start control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 6, further comprising speed determination means for determining that the motor speed has reached a predetermined value, wherein the speed is set by the start phase setting means. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor, wherein the phase command is caused to jump by an output of the speed determining means.
【請求項8】請求項6または7に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 電動機負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段をさら
に備え、前記起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、前記負荷トルク検出手段によって検出された
負荷トルクに従って制御することを特徴とする永久磁石
式同期電動機の起動制御装置。
8. The starting control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 6, further comprising a load torque detecting means for detecting a motor load torque, wherein the phase command set by the starting phase setting means is provided. In accordance with the load torque detected by the load torque detecting means.
【請求項9】請求項6または7に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 前記回転方向判定手段は無電流時の電動機回転方向から
負荷トルクの方向を判定し、前記起動時電流設定手段に
よって設定される磁束電流指令およびトルク電流指令を
前記負荷トルクの方向が判定されてから有効にする遅延
手段をさらに備えたことを特徴とする永久磁石式同期電
動機の起動制御装置。
9. The starting control device for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 6, wherein said rotation direction determining means determines a direction of a load torque from a rotation direction of the motor when there is no current, and wherein said starting current is determined. A start-up control device for a permanent magnet type synchronous motor, further comprising delay means for validating the magnetic flux current command and the torque current command set by the setting means after the direction of the load torque is determined.
【請求項10】請求項6ないし9のいずれかに記載の永
久磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、前記速度判定手段の出力により所定の時限をもって
徐々に立ち上げることを特徴とする永久磁石式同期電動
機の起動制御装置。
10. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 6, wherein a phase command set by said starting phase setting means is set to a predetermined value by an output of said speed judging means. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor characterized by gradually starting up in a timed manner.
【請求項11】請求項5に記載の永久磁石式同期電動機
の起動制御装置において、 前記減衰手段によって減衰させるための補正量を、電動
機速度、電動機回転方向、および負荷トルクのうちの少
なくとも一つに応じて調整することを特徴とする永久磁
石式同期電動機の起動制御装置。
11. The start-up control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 5, wherein the correction amount for attenuating by the damping means is at least one of a motor speed, a motor rotation direction, and a load torque. A starting control device for a permanent magnet type synchronous motor, wherein the starting control device is adjusted in accordance with the following.
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