JP2000232798A - Control method for synchronous motor - Google Patents

Control method for synchronous motor

Info

Publication number
JP2000232798A
JP2000232798A JP11033822A JP3382299A JP2000232798A JP 2000232798 A JP2000232798 A JP 2000232798A JP 11033822 A JP11033822 A JP 11033822A JP 3382299 A JP3382299 A JP 3382299A JP 2000232798 A JP2000232798 A JP 2000232798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
axis current
synchronous motor
torque
command value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11033822A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisafumi Nomura
尚史 野村
Hiroshi Osawa
博 大沢
Takahiro Yamazaki
高裕 山▲崎▼
Hiroaki Hayashi
寛明 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11033822A priority Critical patent/JP2000232798A/en
Publication of JP2000232798A publication Critical patent/JP2000232798A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a control for synchronous motor being supplied with power from a power conversion circuit in which start characteristics can be enhanced when vector control is performed only through a speed sensor for the motor, i.e., an incremental encoder. SOLUTION: A control circuit comprises a current command operating unit 11, multipliers 12, 13, and a sine wave oscillator 18 and a reluctance torque is generated in a synchronous. motor 3, when it is started, by controlling the output from the multiplier 12, i.e., the d-axis current command value id*, and the output from the multiplier 13, i.e., the q-axis current command value iq*, to be in-phase or reverse phase AC currents having a same amplitude. The synchronous motor 3 is accelerated with that torque until an origin signal is generated from an incremental encoder 4.

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】この発明は、電力変換回路に
より給電される同期電動機の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling a synchronous motor supplied by a power conversion circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力変換回路により給電され、一般的使
用される同期電動機としての永久磁石形同期電動機をベ
クトル制御により可変速制御する際には、該電動機の速
度センサからのインクリメンタル信号,原点信号の他
に、この永久磁石形同期電動機の回転子の位置情報が必
要である。
2. Description of the Related Art When performing variable speed control of a permanent magnet type synchronous motor as a commonly used synchronous motor supplied by a power conversion circuit by vector control, an incremental signal and an origin signal from a speed sensor of the motor are used. In addition, the position information of the rotor of the permanent magnet synchronous motor is required.

【0003】このために、前記インクリメンタル信号と
原点信号と位置情報とが同時に得られるアブソリュート
エンコーダやレゾルバを備えるか、または前記速度セン
サと前記位置情報を得るための磁極位置センサとを備え
ていた。
For this purpose, an absolute encoder or a resolver capable of simultaneously obtaining the incremental signal, the origin signal and the position information is provided, or the speed sensor and a magnetic pole position sensor for obtaining the position information are provided.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のアブソリュート
エンコーダやレゾルバは前記速度センサとしてのインク
リメンタルエンコーダに比して高価であり、また、イン
クリメンタルエンコーダと磁極位置センサとを備えるこ
とも、インクリメンタルエンコーダのみに比して高価,
大型になるという難点があった。
The above-described absolute encoder and resolver are more expensive than the incremental encoder serving as the speed sensor, and are not provided with the incremental encoder and the magnetic pole position sensor. And expensive,
There was a drawback that it became large.

【0005】しかしながら、インクリメンタルエンコー
ダのみで同期電動機をベクトル制御により可変速制御す
るときには、周知の如く、該電動機が始動し、該エンコ
ーダから原点信号が発生するまでは該電動機の回転子の
正確な位置情報を得ることが困難であり、その結果、電
源投入直後の始動時には、前記原点信号が発生するまで
該電動機が逆転する、始動トルクの不足により運転不能
となる、始動してもその加速時間が長くなるなどの問題
があった。
However, when the synchronous motor is controlled at a variable speed by vector control using only the incremental encoder, as is well known, the motor is started and the accurate position of the rotor of the motor is maintained until the encoder generates an origin signal. It is difficult to obtain information, and as a result, at the time of starting immediately after turning on the power, the motor rotates reversely until the origin signal is generated, operation becomes impossible due to insufficient starting torque, and the acceleration time even after starting is increased. There were problems such as lengthening.

【0006】上述の問題点の対応策として、例えば永久
磁石形同期電動機の突極性を利用して、前記位置情報を
推定する方法が種々提案されているが、この方法でも磁
極のN極とS極の判別が困難であるという問題もあっ
た。この発明の目的は、上記問題点を解決する同期電動
機の制御方法を提供することにある。
As a countermeasure against the above-mentioned problem, various methods have been proposed for estimating the position information using, for example, the saliency of a permanent magnet type synchronous motor. There was also a problem that it was difficult to determine the pole. An object of the present invention is to provide a control method for a synchronous motor that solves the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この第1の発明は、電力
変換回路により給電される同期電動機であって、該電動
機の速度センサからのインクリメンタル信号と原点信号
とに基づくベクトル制御によって該電動機を可変速制御
する同期電動機の制御方法において、前記電動機の始動
時であって、且つ前記原点信号が発生するまでの期間の
間、前記ベクトル制御による前記電動機のd軸電流およ
びq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ互いに同
位相または逆位相の交流電流としたことを特徴とした制
御方法にする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor which is supplied with electric power by a power conversion circuit. The motor is controlled by vector control based on an incremental signal from a speed sensor of the motor and an origin signal. In the method for controlling a synchronous motor that performs variable speed control, the d-axis current and the q-axis current of the motor are controlled by the vector control during the period when the motor is started and until the origin signal is generated. A control method is characterized in that alternating currents having the same amplitude and the same phase or opposite phases are used.

【0008】また第2の発明は前記第1の発明の同期電
動機の制御方法において、前記電動機の速度指令が正極
性の場合には、前記d軸電流およびq軸電流を、その振
幅が互いに等しく、且つ互いに逆位相の交流電流とし、
前記電動機の速度指令が負極性の場合には、前記d軸電
流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ互
いに同位相の交流電流としたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the synchronous motor control method according to the first aspect, when the speed command of the motor is positive, the d-axis current and the q-axis current are equal in amplitude. And alternating currents of opposite phases,
When the speed command of the motor is negative, the d-axis current and the q-axis current are alternating currents having the same amplitude and the same phase.

【0009】さらに第3の発明は前記第1の発明の同期
電動機の制御方法において、前記電動機のトルク指令が
正極性の場合には、前記d軸電流およびq軸電流を、そ
の振幅が互いに等しく、且つ互いに逆位相の交流電流と
し、前記電動機のトルク指令が負極性の場合には、前記
d軸電流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、
且つ互いに同位相の交流電流としたことを特徴とする。
In a third aspect of the present invention, in the method for controlling a synchronous motor according to the first aspect of the invention, when the torque command of the motor has a positive polarity, the d-axis current and the q-axis current are equal to each other. And, as alternating currents of opposite phases to each other, and when the torque command of the motor is negative, the d-axis current and the q-axis current are equal in amplitude,
In addition, AC currents having the same phase are used.

【0010】この発明は、同期電動機のベクトル制御に
基づくd軸電流およびq軸電流を前記それぞれの交流電
流とすることで、該電動機の回転子が所望する方向に交
番磁界を発生させ、その結果、該電動機の磁気回路の非
対称性によって生ずるリラクタンストルクに着目し、こ
のリラクタンストルクを積極的に利用して該電動機を始
動させることを作用としている。
According to the present invention, the d-axis current and the q-axis current based on the vector control of the synchronous motor are used as the respective alternating currents, so that the rotor of the motor generates an alternating magnetic field in a desired direction. Attention is paid to the reluctance torque generated by the asymmetry of the magnetic circuit of the electric motor, and the reluctance torque is positively used to start the electric motor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の同期電動機の
制御方法の実施の形態を示す回路構成図であり、1は半
導体スイッチ素子を三相ブリッジ接続してなる電力変換
回路、2は電力変換回路1の出力電流を検出する電流検
出器、3は電力変換回路1から電流検出器2を介して給
電される同期電動機、4は同期電動機3の速度センサと
してのインクリメンタルエンコーダ、5は同期電動機3
の速度指令値(ω* )を設定する速度設定器、10は速
度設定器5からの速度指令値(ω* )と、電流検出器2
からの検出値(iu,iw)と、インクリメンタルエン
コーダ4からのA相インクリメンタル信号,B相インク
リメンタル信号,原点(Z相)信号とに基づくベクトル
制御によって同期電動機3を可変速制御するための駆動
信号を電力変換回路1の半導体スイッチ素子それぞれに
送出する制御装置である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a synchronous motor control method according to the present invention, wherein 1 is a power conversion circuit formed by connecting semiconductor switch elements in a three-phase bridge. A current detector for detecting an output current of the power conversion circuit 1, a synchronous motor 3 fed from the power conversion circuit 1 via the current detector 2, 4 an incremental encoder as a speed sensor of the synchronous motor 3, 5 a synchronous motor Electric motor 3
A speed setting device for setting the speed command value (ω * ) of the speed detector 10 and a speed command value (ω * ) from the speed setting device 5 and the current detector 2
Signal for controlling the variable speed of the synchronous motor 3 by the vector control based on the detection values (iu, iw) from the control signals and the A-phase incremental signal, the B-phase incremental signal, and the origin (Z-phase) signal from the incremental encoder 4. Is transmitted to each of the semiconductor switch elements of the power conversion circuit 1.

【0012】図2は、この発明の同期電動機の制御方法
の第1の実施例を示す図1に示した制御装置10の部分
詳細回路構成図である。すなわち図2に示した部分詳細
回路には、図示しない速度調節器の出力であるトルク指
令値τ* から電力変換回路1が許容する電流指令値I*
を演算する電流指令演算器11と、乗算演算器12,1
3と、乗算演算器12の出力であるd軸電流指令値id
* と座標変換器14で得られる電流検出器2からの検出
値iu,iwを図示しない磁極位置演算器からの位置演
算値θEST に基づく座標変換したd軸電流検出値idと
の偏差に基づく調節演算を行うd軸電流調節器15と、
乗算演算器13の出力であるq軸電流指令値iq* と座
標変換器14で得られる電流検出器2からの検出値i
u,iwを座標変換したq軸電流検出値iqとの偏差に
基づく調節演算を行うq軸電流調節器16と、d軸電流
調節器15の出力であるd軸電圧指令値vd* とq軸電
流調節器16の出力であるq軸電圧指令値vd * とを前
記磁極位置演算器からの位置演算値θEST に基づく座標
変換したU相電圧指令値vu* ,V相電圧指令値v
* ,W相電圧指令値vw* を出力する座標変換器17
と、所定の振幅,周波数の正弦波信号を発生し、この正
弦波信号を乗算演算器13に出力する正弦波発振器18
と、前記正弦波信号の極性を反転し、この反転した正弦
波信号を乗算演算器12に出力する反転増幅器19とを
備えている。
FIG. 2 shows a method for controlling a synchronous motor according to the present invention.
Of the control device 10 shown in FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed circuit configuration diagram. That is, the details of the part shown in FIG.
The circuit includes a torque finger, which is the output of a speed controller (not shown).
Command value τ*From the current command value I allowed by the power conversion circuit 1*
And a multiplication operation unit 12, 1
3 and a d-axis current command value id which is an output of the multiplication operation unit 12
*And detection from the current detector 2 obtained by the coordinate converter 14
The values iu and iw are represented by position data from a magnetic pole position calculator (not shown).
Calculated value θESTD-axis current detection value id which is coordinate-converted based on
A d-axis current controller 15 that performs an adjustment operation based on the deviation of
Q-axis current command value iq which is the output of multiplication operation unit 13*And zodiac
Detected value i from the current detector 2 obtained by the target converter 14
The deviation from the q-axis current detection value iq obtained by transforming u and iw
A q-axis current controller 16 for performing an adjustment operation based on
D-axis voltage command value vd which is the output of controller 15*And q-axis
Q-axis voltage command value vd which is the output of the flow controller 16 *And before
Position calculation value θ from magnetic pole position calculatorESTCoordinates based on
Converted U-phase voltage command value vu*, V-phase voltage command value v
v*, W-phase voltage command value vw*Coordinate converter 17 that outputs
And a sine wave signal having a predetermined amplitude and frequency is generated.
A sine wave oscillator 18 that outputs a sine wave signal to the multiplication operation unit 13
And the polarity of the sine wave signal is inverted.
And an inverting amplifier 19 that outputs a wave signal to the multiplication operation unit 12.
Have.

【0013】なお、前記U相電圧指令値vu* ,V相電
圧指令値vv* ,W相電圧指令値vw* それぞれはパル
ス幅変調(PWM)されて前記駆動信号になり、また、
上述の参照符号11〜19などの制御要素それぞれは、
周知の技術により形成されている。
The U-phase voltage command value vu * , V-phase voltage command value vv * , and W-phase voltage command value vw * are each subjected to pulse width modulation (PWM) to become the drive signal.
Each of the control elements, such as the reference numerals 11 to 19 described above,
It is formed by a well-known technique.

【0014】図1に示した電力変換回路1と制御回路1
0とに電源が投入され、図2に示した第1の実施例回路
において、同期電動機3の回転子のN極方向をd軸、こ
のd軸から90°(電気角)進んだ方向をq軸と定義
し、この回路により同期電動機3が始動するときの動作
を、以下に説明する。正弦波発振器18から出力される
正弦波信号をsinωh tとすると、d軸電流指令値i
* とq軸電流指令値iq* とは、式(1),式(2)
で表される。
Power conversion circuit 1 and control circuit 1 shown in FIG.
0, the power is turned on, and in the circuit of the first embodiment shown in FIG. 2, the N-pole direction of the rotor of the synchronous motor 3 is the d-axis, and the direction 90 ° (electrical angle) ahead of the d-axis is q. The operation when the synchronous motor 3 is started by this circuit will be described below. Assuming that the sine wave signal output from the sine wave oscillator 18 is sinω h t, the d-axis current command value i
The d * and the q-axis current command value iq * are expressed by Expressions (1) and (2).
It is represented by

【0015】[0015]

【数1】id* =−I* sinωh t …(1)## EQU1 ## id * =-I * sin ω h t (1)

【0016】[0016]

【数2】iq* =I* sinωh t …(2) 上記式(1),式(2)で示されるid* ,iq* によ
り、電力変換回路1の出力電圧すなわち同期電動機3の
端子電圧を制御することで、id* =前記id,iq*
=前記iqとなり、その結果、電流は図3に示すベクト
ル軌跡上を振動的に動き、交番磁界が発生する。
Eq * = I * sin ω h t (2) The output voltage of the power conversion circuit 1, that is, the terminal voltage of the synchronous motor 3, by id * and iq * shown in the above equations (1) and (2). Is controlled, id * = the above id, iq *
= Iq. As a result, the current vibrates on the vector locus shown in FIG. 3 and an alternating magnetic field is generated.

【0017】ところで、同期電動機3としての埋込磁石
構造の永久磁石形同期電動機のトルクと電流は、式
(3)の関係にある。
By the way, the torque and the current of the permanent magnet type synchronous motor having the embedded magnet structure as the synchronous motor 3 have a relation of the equation (3).

【0018】[0018]

【数3】 τ=P{ψm iq+(Ld −Lq )id・iq} …(3) ここで、τ:トルク、Ld ,Lq :d軸,q軸インダク
タンス、ψm :無負荷鎖交磁束、P:極対数である。
Equation 3] τ = P {ψ m iq + (L d -L q) id · iq} ... (3) where, tau: torque, L d, L q: d-axis, q-axis inductance, [psi m: No Load linkage flux, P: number of pole pairs.

【0019】前記式(3)に式(1),式(2)を代入
することで、式(4)が得られる。
By substituting equations (1) and (2) into equation (3), equation (4) is obtained.

【0020】[0020]

【数4】 τ=P{ψm * sinωh t −(1/2)(Ld −Lq )I*2(1−cos2ωh t)} …(4) 上記式(4)の右辺第1項は磁石トルクであり、右辺第
2項はリラクタンストルクである。この磁石トルクの平
均値は零であるが、前記リラクタンストルクには直流分
が含まれるので、この平均値としてトルクが発生し、こ
のトルクは式(5)で表される。
Equation 4] tau = P - right-hand side of {ψ m I * sinω h t (1/2) (L d -L q) I * 2 (1-cos2ω h t)} ... (4) the formula (4) The first term is the magnet torque, and the second term on the right side is the reluctance torque. Although the average value of this magnet torque is zero, since the reluctance torque includes a DC component, a torque is generated as this average value, and this torque is expressed by equation (5).

【0021】[0021]

【数5】 τ=−(P/2)(Ld −Lq )I*2 …(5) 上記式(5)で示されるトルクτの極性は、前記Ld
q の大小関係のみに依存する。従って、回転子位置の
極性が未知の場合でも、常に同じ極性のトルクを発生
し、前述の永久磁石形同期電動機では、一般にLd <L
q の関係にあるので、常に正極性のトルクが発生する。
Τ = − (P / 2) (L d −L q ) I * 2 (5) The polarity of the torque τ represented by the above equation (5) is only the magnitude relation between the L d and L q. Depends on. Therefore, even when the polarity of the rotor position is unknown, a torque of the same polarity is always generated, and in the above-described permanent magnet type synchronous motor, generally, L d <L.
Because of the relationship of q , a positive torque is always generated.

【0022】すなわち、同期電動機3の始動時であっ
て、且つインクリメンタルエンコーダ4からの原点(Z
相)信号が発生するまでの期間(最大1回転)は、前記
式(5)で示したトルクで同期電動機3を加速し、該原
点(Z相)信号が発生した後は、この原点(Z相)信号
により前記位置演算値θEST を正規の値に修正し、且つ
電流指令演算器11と乗算演算器12,13とを、前記
トルク指令値τ* から通常のd軸電流指令値id**を演
算するd軸電流指令演算器と、通常のq軸電流指令値i
**を演算するq軸電流指令演算器とに置き換えること
により、逆転を伴わないスムーズな始動,加速ができ、
加速時間を短縮することができる。
That is, when the synchronous motor 3 is started and the origin (Z
During the period (maximum one rotation) until the signal (phase) is generated, the synchronous motor 3 is accelerated by the torque shown in the above equation (5), and after the origin (Z phase) signal is generated, The phase operation value θ EST is corrected to a normal value by the phase) signal, and the current command operation unit 11 and the multiplication operation units 12 and 13 are adjusted from the torque command value τ * to the normal d-axis current command value id *. * D-axis current command calculator for calculating * , and normal q-axis current command value i
By replacing it with a q-axis current command calculator that calculates q ** , smooth start and acceleration without reverse rotation can be achieved.
The acceleration time can be reduced.

【0023】図4は、この発明の同期電動機の制御方法
の第2の実施例を示す図1に示した制御装置10の部分
詳細回路構成図であり、図2に示した実施例回路と同一
機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略
する。
FIG. 4 is a partially detailed circuit configuration diagram of a control device 10 shown in FIG. 1 showing a second embodiment of the control method of the synchronous motor according to the present invention, which is the same as the embodiment circuit shown in FIG. Those having functions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0024】すなわち図4に示した部分詳細回路には電
流指令演算器11,乗算演算器12,乗算演算器13,
座標変換器14,d軸電流調節器15,q軸電流調節器
16,座標変換器17,正弦波発振器18の他に、速度
設定器5からの速度指令値ω * の極性を判別する符号検
出器20と、符号検出器20が出力する極性(±1)に
基づき正弦波発振器18の出力の極性を変更し、乗算演
算器12に対して正弦波発振器18の出力と同位相また
は逆位相の正弦波信号を出力する乗算演算器21とを備
えている。
That is, the partial detailed circuit shown in FIG.
Flow command operation unit 11, multiplication operation unit 12, multiplication operation unit 13,
Coordinate converter 14, d-axis current controller 15, q-axis current controller
16, coordinate converter 17, sine wave oscillator 18, and velocity
Speed command value ω from setting device 5 *Code detection to determine the polarity of
Output unit 20 and the polarity (± 1) output by sign detector 20
The output polarity of the sine wave oscillator 18 is changed based on the
The output of the sine wave oscillator 18 is in phase with the
Has a multiplying operation unit 21 for outputting a sine wave signal having an opposite phase.
I have.

【0025】図1に示した電力変換回路1と制御回路1
0とに電源が投入され、図4に示した第2の実施例回路
において、同期電動機3の回転子のN極方向をd軸、こ
のd軸から90°(電気角)進んだ方向をq軸と定義
し、この回路により同期電動機3が始動するときの動作
を、以下に説明する。このとき、乗算演算器12の出力
であるd軸電流指令値id* は、式(6)で表される。
The power conversion circuit 1 and the control circuit 1 shown in FIG.
0, the power is turned on, and in the circuit of the second embodiment shown in FIG. 4, the N-pole direction of the rotor of the synchronous motor 3 is the d-axis, and the direction 90 ° (electrical angle) ahead of the d-axis is q. The operation when the synchronous motor 3 is started by this circuit will be described below. At this time, the d-axis current command value id * , which is the output of the multiplication operation unit 12, is represented by Expression (6).

【0026】[0026]

【数6】 id* =−I* sinωh t (ω* ≧0) または、 id* =I* sinωh t (ω* <0) …(6) 前記式(2),式(6)で示されるid* ,iq* によ
り、電力変換回路1の出力電圧すなわち同期電動機3の
端子電圧を制御することで、id* =前記id,iq*
=前記iqとなり、その結果、電流は図5に示すごとく
ω* の極性により、異なったベクトル軌跡上を振動的に
動き、交番磁界が発生する。その結果、前記リラクタン
ストルクには直流分が含まれるので、この平均値として
トルクが発生し、このトルクは式(7)で表される。
[6] id * = -I * sinω h t (ω * ≧ 0) or, id * = I * sinω h t (ω * <0) ... (6) the formula (2), by the formula (6) By controlling the output voltage of the power conversion circuit 1, that is, the terminal voltage of the synchronous motor 3, by the indicated id * and iq * , id * = id, iq *
= Iq. As a result, the current oscillates on different vector trajectories depending on the polarity of ω * as shown in FIG. 5, and an alternating magnetic field is generated. As a result, since the reluctance torque includes a DC component, a torque is generated as an average value of the reluctance torque, and this torque is represented by Expression (7).

【0027】[0027]

【数7】 τ=−(P/2)(Ld −Lq )I*2 (ω* ≧0) または、 τ=(P/2)(Ld −Lq )I*2 (ω* <0) …(7) 上記式(7)で示されるトルクτの極性は、前記Ld
q の大小関係のみに依存する。前述の永久磁石形同期
電動機では、一般にLd <Lq の関係にあるので、ω*
の極性と同一方向のトルクが発生する。
[Equation 7] τ = - (P / 2) (L d -L q) I * 2 (ω * ≧ 0) or, τ = (P / 2) (L d -L q) I * 2 (ω * the polarity of the torque τ indicated by <0) ... (7) the equation (7) depends only on the magnitude relation of the L d and L q. In the above-described permanent magnet type synchronous motor, since L d <L q is generally satisfied , ω *
Torque in the same direction as the polarity of

【0028】すなわち、同期電動機3の始動時であっ
て、且つインクリメンタルエンコーダ4からの原点(Z
相)信号が発生するまでの期間(最大1回転)は、前記
式(7)で示したトルクで同期電動機3を前記ω* に基
づく方向に加速し、該原点(Z相)信号が発生した後
は、この原点(Z相)信号により前記位置演算値θEST
を正規の値に修正し、且つ電流指令演算器11と乗算演
算器12,13とを、前記トルク指令値τ* から通常の
d軸電流指令値id**を演算するd軸電流指令演算器
と、通常のq軸電流指令値iq**を演算するq軸電流指
令演算器とに置き換えることにより、スムーズな始動,
加速ができる。
That is, when the synchronous motor 3 is started and the origin (Z
During the period (maximum one rotation) until the signal (phase) is generated, the synchronous motor 3 is accelerated in the direction based on the ω * with the torque shown in the equation (7), and the origin (Z phase) signal is generated. Thereafter, the position calculation value θ EST is obtained by the origin (Z phase) signal.
Is corrected to a normal value, and the current command calculator 11 and the multiplying calculators 12 and 13 calculate the normal d-axis current command value id ** from the torque command value τ * . And a q-axis current command calculator for calculating a normal q-axis current command value iq ** , so that a smooth start,
Can accelerate.

【0029】図6は、この発明の同期電動機の制御方法
の第3の実施例を示す図1に示した制御装置10の部分
詳細回路構成図であり、図2,図4に示した実施例回路
と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明
を省略する。
FIG. 6 is a partial detailed circuit configuration diagram of the control device 10 shown in FIG. 1 showing a third embodiment of the control method of the synchronous motor according to the present invention, and is the embodiment shown in FIGS. Components having the same functions as the circuits are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0030】すなわち図6に示した部分詳細回路には乗
算演算器12,乗算演算器13,座標変換器14,d軸
電流調節器15,q軸電流調節器16,座標変換器1
7,正弦波発振器18,乗算演算器21の他に、電流指
令演算器11に代わる電流指令演算器22と、前記トル
ク指令値τ* の極性を判別する符号検出器23とを備え
ている。
That is, the partial detail circuit shown in FIG. 6 includes a multiplication operation unit 12, a multiplication operation unit 13, a coordinate conversion unit 14, a d-axis current adjustment unit 15, a q-axis current adjustment unit 16, and a coordinate conversion unit 1.
7, a sine wave oscillator 18, a multiplication operation unit 21, a current instruction operation unit 22 replacing the current instruction operation unit 11, and a sign detector 23 for determining the polarity of the torque instruction value τ * .

【0031】図1に示した電力変換回路1と制御回路1
0とに電源が投入され、図6に示した第3の実施例回路
において、同期電動機3の回転子のN極方向をd軸、こ
のd軸から90°(電気角)進んだ方向をq軸と定義
し、この回路により同期電動機3が始動するときの動作
を、以下に説明する。電流指令演算器22では、式
(8)に示す演算を行い、前記トクル指令値τ*から電
流指令値I* を求めている。
The power conversion circuit 1 and the control circuit 1 shown in FIG.
0, the power is turned on, and in the circuit of the third embodiment shown in FIG. 6, the N-pole direction of the rotor of the synchronous motor 3 is the d-axis, and the direction 90 ° (electrical angle) ahead of the d-axis is q. The operation when the synchronous motor 3 is started by this circuit will be described below. The current command calculator 22 calculates the current command value I * from the torque command value τ * by performing the calculation shown in Expression (8).

【0032】[0032]

【数8】 I* ={|2τ* /〔P(Ld −Lq )〕|}1/2 …(8) 符号検出器23が出力する極性(±1)に基づき正弦波
発振器18の出力の極性を変更し、このとき、乗算演算
器12の出力であるd軸電流指令値id* は、式(9)
で表される。
Equation 8] I * = {| 2τ * / [P (L d -L q)] |} 1/2 ... (8) polarity sign detector 23 outputs (± 1) to basis of the sine wave oscillator 18 The polarity of the output is changed. At this time, the d-axis current command value id * , which is the output of the multiplying operation unit 12, is calculated by the equation (9).
It is represented by

【0033】[0033]

【数9】 id* =−I* sinωh t (τ* ≧0) または、 id* =I* sinωh t (τ* <0) …(9) 前記式(2),式(9)で示されるid* ,iq* によ
り、電力変換回路1の出力電圧すなわち同期電動機3の
端子電圧を制御することで、id* =前記id,iq*
=前記iqとなり、その結果、電流は図5に示すごとく
τ* の極性により、異なったベクトル軌跡上を振動的に
動き、交番磁界が発生する。
[Equation 9] id * = -I * sinω h t (τ * ≧ 0) or, id * = I * sinω h t (τ * <0) ... (9) the formula (2), by the formula (9) By controlling the output voltage of the power conversion circuit 1, that is, the terminal voltage of the synchronous motor 3, by the indicated id * and iq * , id * = id, iq *
= Iq. As a result, the current vibrates on different vector trajectories depending on the polarity of τ * as shown in FIG. 5, and an alternating magnetic field is generated.

【0034】その結果、回転子の磁極の極性が未知の場
合にも、トルク指令値τ* に一致するトルクτが発生
し、トルクτの極性は、前述の永久磁石形同期電動機で
は一般にLd <Lq の関係にあるので、τ* の極性と同
一方向のトルクが発生する。
As a result, even when the polarity of the magnetic pole of the rotor is unknown, a torque τ corresponding to the torque command value τ * is generated, and the polarity of the torque τ is generally L d in the aforementioned permanent magnet type synchronous motor. < Lq , torque is generated in the same direction as the polarity of τ * .

【0035】すなわち、同期電動機3の始動時であっ
て、且つインクリメンタルエンコーダ4からの原点(Z
相)信号が発生するまでの期間(最大1回転)は、前記
式(7)で示したトルクで同期電動機3を前記τ* に基
づく方向に加速し、該原点(Z相)信号が発生した後
は、この原点(Z相)信号により前記位置演算値θEST
を正規の値に修正し、且つ電流指令演算器22と乗算演
算器12,13とを、前記トルク指令値τ* から通常の
d軸電流指令値id**を演算するd軸電流指令演算器
と、通常のq軸電流指令値iq**を演算するq軸電流指
令演算器とに置き換えることにより、スムーズな始動,
加速ができる。
That is, when the synchronous motor 3 is started and the origin (Z
During the period (maximum one rotation) until the signal (phase) is generated, the synchronous motor 3 is accelerated in the direction based on the τ * with the torque shown in the equation (7), and the origin (Z phase) signal is generated. Thereafter, the position calculation value θ EST is obtained by the origin (Z phase) signal.
Is corrected to a normal value, and the current command calculator 22 and the multiplication calculators 12 and 13 are adapted to calculate a normal d-axis current command value id ** from the torque command value τ * . And a q-axis current command calculator for calculating a normal q-axis current command value iq ** , so that a smooth start,
Can accelerate.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明によれば、同期電動機の速度セ
ンサからのインクリメンタル信号と原点信号とによる該
動機のベクトル制御に基づくd軸電流およびq軸電流
を、前述のそれぞれの交流電流とすることで、該電動機
の回転子が所望する方向に交番磁界を発生させ、該電動
機を始動させることができる。その結果、このドライブ
システムのコストダウンが計れる。
According to the present invention, the d-axis current and the q-axis current based on the vector control of the synchronous motor based on the incremental signal from the speed sensor of the synchronous motor and the origin signal are the above-described respective AC currents. Thus, the rotor of the electric motor can generate an alternating magnetic field in a desired direction and start the electric motor. As a result, the cost of the drive system can be reduced.

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

【図1】この発明の実施の形態を示す回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施例を示す図1の部分詳細
回路構成図
FIG. 2 is a partial detailed circuit configuration diagram of FIG. 1 showing a first embodiment of the present invention;

【図3】図2の動作を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing the operation of FIG. 2;

【図4】この発明の第2の実施例を示す図1の部分詳細
回路構成図
FIG. 4 is a partial detailed circuit configuration diagram of FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention;

【図5】図4の動作を示す特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing the operation of FIG. 4;

【図6】この発明の第3の実施例を示す図1の部分詳細
回路構成図
FIG. 6 is a partially detailed circuit configuration diagram of FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電力変換回路、2…電流検出器、3…同期電動機、
4…インクリメンタルエンコーダ、5…速度設定器、1
0…制御装置、11…電流指令演算器、12,13…乗
算演算器、14…座標変換器、15…d軸電流調節器、
16…q軸電流調節器、17…座標変換器、18…正弦
波発振器、19…反転増幅器、20…符号検出器、21
…乗算演算器、22…電流指令演算器、23…符号検出
器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Power conversion circuit, 2: Current detector, 3: Synchronous motor,
4: Incremental encoder, 5: Speed setting device, 1
0: control device, 11: current command calculator, 12, 13: multiplication calculator, 14: coordinate converter, 15: d-axis current controller,
16: q-axis current controller, 17: coordinate converter, 18: sine wave oscillator, 19: inverting amplifier, 20: sign detector, 21
... Multiplication calculator, 22. Current command calculator, 23. Sign detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲崎▼ 高裕 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 林 寛明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA07 DB07 DC12 EB01 EC01 EC10 GG01 HA09 HA10 RR10 XA02 XA04 XA12 XA13 5H576 BB10 DD02 DD07 EE01 EE11 FF01 GG02 GG04 HB01 KK02 LL07 LL22 LL41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yama ▲ Saki ▼ Takahiro 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hiroaki Hayashi Arata Tanabe, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Field No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5H560 BB04 BB12 DA07 DB07 DC12 EB01 EC01 EC10 GG01 HA09 HA10 RR10 XA02 XA04 XA12 XA13 5H576 BB10 DD02 DD07 EE01 EE11 FF01 GG02 GG04 HB01 KK02 LL07 LL07 LL07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電力変換回路により給電される同期電動機
であって、該電動機の速度センサからのインクリメンタ
ル信号と原点信号とに基づくベクトル制御によって該電
動機を可変速制御する同期電動機の制御方法において、 前記電動機の始動時であって、且つ前記原点信号が発生
するまでの期間の間、 前記ベクトル制御による前記電動機のd軸電流およびq
軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ互いに同位相
または逆位相の交流電流としたことを特徴とする同期電
動機の制御方法。
1. A method for controlling a synchronous motor which is fed by a power conversion circuit, wherein the motor is controlled at a variable speed by vector control based on an incremental signal from a speed sensor of the motor and an origin signal. When the motor is started and during the period until the origin signal is generated, the d-axis current and q of the motor by the vector control
A method of controlling a synchronous motor, wherein the shaft currents are AC currents having the same amplitude or the same phase or opposite phases with each other.
【請求項2】請求項1に記載の同期電動機の制御方法に
おいて、 前記電動機の速度指令が正極性の場合には、前記d軸電
流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ互
いに逆位相の交流電流とし、 前記電動機の速度指令が負極性の場合には、前記d軸電
流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ互
いに同位相の交流電流としたことを特徴とする同期電動
機の制御方法。
2. The method of controlling a synchronous motor according to claim 1, wherein when the speed command of the motor is positive, the d-axis current and the q-axis current are equal in amplitude and opposite to each other. Synchronous, wherein when the speed command of the electric motor is negative, the d-axis current and the q-axis current are alternating currents having the same amplitude and the same phase as each other. Motor control method.
【請求項3】請求項1に記載の同期電動機の制御方法に
おいて、 前記電動機のトルク指令が正極性の場合には、前記d軸
電流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ
互いに逆位相の交流電流とし、 前記電動機のトルク指令が負極性の場合には、前記d軸
電流およびq軸電流を、その振幅が互いに等しく、且つ
互いに同位相の交流電流としたことを特徴とする同期電
動機の制御方法。
3. The method of controlling a synchronous motor according to claim 1, wherein when the torque command of the motor is positive, the d-axis current and the q-axis current are equal in amplitude and opposite to each other. Wherein the d-axis current and the q-axis current have the same amplitude and are in phase with each other when the torque command of the motor is negative. Motor control method.
JP11033822A 1999-02-12 1999-02-12 Control method for synchronous motor Pending JP2000232798A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11033822A JP2000232798A (en) 1999-02-12 1999-02-12 Control method for synchronous motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11033822A JP2000232798A (en) 1999-02-12 1999-02-12 Control method for synchronous motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000232798A true JP2000232798A (en) 2000-08-22

Family

ID=12397189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11033822A Pending JP2000232798A (en) 1999-02-12 1999-02-12 Control method for synchronous motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000232798A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3755424B2 (en) AC motor drive control device
JP5155344B2 (en) Electric motor magnetic pole position estimation device
JP4881635B2 (en) Vector controller for permanent magnet motor
JP3681318B2 (en) Synchronous motor control device and vehicle using the same
JP3419725B2 (en) Position sensorless motor controller
US6900613B2 (en) Motor control apparatus
EP1612927A1 (en) Motor-drive control device and electric power steering device using the same
JP2004343963A (en) Control device for brushless dc motor
JP2003199389A (en) Motor controller and controlling method
JP2007159212A (en) Vector control device for permanent-magnet synchronous motor, inverter module, and permanent-magnet synchronous motor constant indication system
JPH08280199A (en) Sensor-less controller for permanent-magnet field synchronous motor
JP3755582B2 (en) Electric motor control device
JP2006304478A (en) Motor drive controller and electric power steering apparatus therewith
JP5165545B2 (en) Electric motor magnetic pole position estimation device
WO2018159101A1 (en) Motor control method, motor control system, and electric power steering system
JPH09215382A (en) Method of driving permanent magnet synchronous motor
WO2018159104A1 (en) Motor control method, motor control system, and electric power steering system
WO2018159103A1 (en) Motor control method, motor control system, and electric power steering system
JP5186352B2 (en) Electric motor magnetic pole position estimation device
JP2000232798A (en) Control method for synchronous motor
JP4735287B2 (en) Synchronous motor control device and control method using the synchronous motor control device
JP2006081230A (en) Motor drive control unit and electric power steering system
JP2010136585A (en) Controller for electric motor
JP2002136198A (en) Motor controller
JPH09215397A (en) Ac motor controller