JP2001516199A - 電気リラクタンス機械の調整方法と調整装置 - Google Patents

電気リラクタンス機械の調整方法と調整装置

Info

Publication number
JP2001516199A
JP2001516199A JP2000510200A JP2000510200A JP2001516199A JP 2001516199 A JP2001516199 A JP 2001516199A JP 2000510200 A JP2000510200 A JP 2000510200A JP 2000510200 A JP2000510200 A JP 2000510200A JP 2001516199 A JP2001516199 A JP 2001516199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
signal
phase winding
current
est
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
JP2000510200A
Other languages
English (en)
Inventor
アンデルソン、クリステル
ステンダール、ヘンリク
Original Assignee
エモトロン アクチボラゲット
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 エモトロン アクチボラゲット filed Critical エモトロン アクチボラゲット
Publication of JP2001516199A publication Critical patent/JP2001516199A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08Reluctance motors
    • H02P25/086Commutation
    • H02P25/089Sensorless control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する工程に関する。この工程は、少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(UW )を指示する信号(Udm)を受け取る段階と、位相巻線を流れる電流(iW )を指示する信号(i Wm)を受け取る段階と、この電圧信号と電流信号とに応答して磁束を評価する段階と、電流信号(iWm)と磁束信号(ψest )との間の位相関係に従って位相巻線の瞬間抵抗値を評価する段階とを有する。本発明は、電気機械を制御する方法およびこの方法を実行するための駆動装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の分野) 本発明は、電気機械の制御の方法と、電気機械の中の可動部品の相対位置を決
定するための駆動装置および方法に関する。
【0002】 (技術の現状) 電気機械は、相互に可動である2つの部品を有する。これらの部品は、通常、
「固定子」および「回転子」と呼ばれる。最も普通の形式の電動機は、回転子を
有し、この回転子は、固定子の中で回転することができるように保持される。電
動機には、コイルが備えられている。このコイルに電流を供給することにより、
磁束を発生させることができる。回転子は、固定子と組み合わせて磁気回路を形
成し、コイルにより発生した磁界は、この磁気回路を通る。
【0003】 回転子と固定子との間の相対位置が変化する時、磁気回路のリラクタンスは、
変化する。
【0004】 多数個の巻線を備えたリラクタンス電動機を駆動するために、固定子に対する
回転子の位置に応じて変化する方法で電流が巻線に結合される。
【0005】 この電流を制御する1つの既知の方法は、回転子に結合された分離した位置セ
ンサを用いて回転子の位置を感知する段階を有する方法であり、この位置センサ
は、回転子の位置に応じて変化する出力信号を生ずる。
【0006】 位相電流の制御を達成する別の既知の方法は、固定子に対する回転子の位置に
応じて位相のインダクタンスが変化するという事実を用いる。特許出願PCT/
SE87/00442は、下記の式
【数1】 から出発して、リラクタンス機械の回転子の位置を決定する方法を開示している
。ここで、iは、位相巻線を流れる電流、Uは、位相巻線とトランジスタ弁と電
流センサ抵抗器との直列接続体の両端の電圧、Rは、位相巻線と作動されたトラ
ンジスタと電流測定用抵抗器との抵抗値の和に対応する予め定められた定数であ
る。
【0007】 (発明の開示) 本発明は、リラクタンス機械のトルクの調整を改良する問題に関する。
【0008】 本発明は、さらに、電動機の軸を利用して回転子の位置を検出するための分離
したセンサを用いることなく、電気機械のトルクの改良された調整を得る問題に
関する。
【0009】 さらに詳細にいえば、本発明は、分離した回転子位置センサを用いることなく
、高回転速度と低回転速度との両方においてトルクの調整を改良された方法を得
る問題に関する。
【0010】 さらに本発明は、回転子の位置を決定するために、リラクタンス値または磁束
のような位相巻線値の評価を用いて、リラクタンス電動機のトルクの制御を得る
問題に関する。本発明は、また、評価された位相巻線値を用いて電動機のトルク
を制御することに関する。この場合には、位相巻線値は、改良された精度で、お
よび電動機の回転速度および電動機巻線の温度にあまり依存しない又は完全に依
存しないで評価される。
【0011】 リラクタンス機械は、2つの相互に可動な部品と、少なくとも1つの位相巻線
とを有する。この位相巻線の抵抗値とインダクタンスは、前記部品の相対位置に
応じて変化する。リラクタンス機械を調整するための装置は、制御可能な弁を有
する。この弁は、位相巻線と直列に接続され、本質的に開放状態と導電状態との
間で調整可能である。前記の問題点は、 a)位相巻線を流れる電流を測定する段階と、 b)位相巻線の両端の電圧を測定する段階と、 c)調整可能なパラメータを有する数式に従って、測定された電流値および測定
された電圧値に応じて変化する信号値を生ずる段階と、 d)この信号値と測定された電流値との間の関係値を決定する段階と、 e)この関係値に応じて変化するパラメータ値を調整する段階と、 を含む弁の制御の方法により解決される。
【0012】 本発明は、測定された電流値に応じて変化する磁束を評価するため、および電
気機械を高い精度で制御するために、前記で説明した方式の機械に対し磁束が巻
線電流と同位相であるという事実を用いる。
【0013】 1つの実施例に従い、下記の数式
【数2】 により磁束ψに対応して信号値が生ずる。ここで
【数3】 である。
【0014】 調整可能なパラメータK1 は、位相巻線の抵抗値に関係しており、パラメータ
2 は、弁の電圧降下に対応し、パラメータK3 は、この機械の実際の動作状態
に応じて変化する。
【0015】 前記で説明した解決法により、電動機の巻線が例えば温度が変化する結果とし
て、その直列抵抗値が変化する時でも、磁束の評価が真の磁束と良好に対応する
ように、この評価が自動的に制御パラメータK1 を調整するという利点が得られ
る。もし電圧Ud が位相巻線と弁との両方にわたって決定されるならば、その場
合には、パラメータK1 は、また弁の可能な抵抗値変化に基づいて調整される。
【0016】 (好ましい実施例) 説明を簡単にするために、下記において回転する機械を参照しながら本発明を
説明する。下記の説明は、本発明が回転する機械に限定されることを意味するも
のではない。線形機械、すなわち可動部分が軟磁性材料で製造され、この可動部
分が多数個の固定子巻線を備えた直線線形固定子に沿って直線的に配置されてい
る機械のような他の機械にも本発明を応用することができる。
【0017】 図1Aは、固定子20とこの固定子のまわりで回転することができる回転子3
0とを有するリラクタンス電動機の1つの実施例の概要図を示す。
【0018】 固定子20は、3つの分離した巻線WA 、WB およびWC をそれぞれ有する。
【0019】 1つの実施例に従い、回転子は、軟磁性材料で製造される。図1Aに示されて
いるように、回転子は、多数の突起部40を有する。軟磁性材料は、強磁性体材
料であって、それが磁化された時、極めて容易に消磁することができる。すなわ
ち、この磁性材料が磁化された時に生じた磁化を取り去るのに必要な保磁力が非
常に小さい。本発明の1つの応用例に従い、回転子は、軟磁性鉄で構成される。
また1つの実施例に従い、固定子は、例えば軟磁性鉄のような軟磁性材料を有す
る。
【0020】 回転子が中心軸のまわりで回転する時、図1Aで角度位置θで示された位置が
変化する。図1に示されているように、電動機の中心軸にその原点を有し、2つ
の相互に直交する軸、x軸およびy軸を有する仮想座標系を考える。すると回転
子の位置は、x軸に対する回転子の突起部40の角度位置θで定めることができ
る。
【0021】 電流が1つの巻線、例えば巻線WA を流れる時、固定子から回転子を通って固
定子に戻る磁束が発生し、それにより磁気回路ができる。図1Bは、磁界発生巻
線WA が配置されている固定子の部分に回転子の突起部が対面している時、巻線
A を電流が流れた場合の三相リラクタンス電動機に対する磁気回路の1つの例
を示す。図1Bは、磁束に対する原理を示しただけの図であって、回転子が図1
Bに示された位置にある時に電流が巻線を通して必ず流れなければならないと解
釈してはならない。
【0022】 固定子に対する回転子の位置が電動機のトルクが最適であるような時に電流が
供給されるように、電動機の位相巻線に対して電流が制御されなければならない
【0023】 図1Aおよび図1Bは、3つの巻線を有する機械が示されている。この機械の
回転子は、8つの突起部を有し、固定子は、12の突起部を有する。1つの好ま
しい実施例では、回転子は、いわゆる突出極と呼ばれる4つの突起部を有し、固
定子は、6つの突起部を有する。
【0024】 図2Aは、回転子の位置θに応じて巻線WA のインダクタンスがどように変化
するかを示す。
【0025】 図2Bは、位相巻線が作動することにより、回転子の位置θにおいて得ること
ができるトルクを示した図である。巻線WA が作動することにより達成されるト
ルクTWAの曲線と巻線WA に対するインダクタンスLWAの曲線とを比較すること
により、すなわち図2Aの実線の曲線と図2Bの実線の曲線とを比較することに
より、インダクタンスが正の微分係数を有する時に、この巻線が作動されるなら
ば、巻線WA から正のトルクが得られることが分かる。
【0026】 (制御装置の1つの実施例) 図3は、3つの位相巻線WA 、WB およびWC に接続された制御装置60を示
す。制御装置60は、電源70を有する。電源70は、+Ud の振幅を有する直
流電圧を接続点80に送る。位相巻線WA は、電圧源のアース接続点90とプラ
ス極80との間に接続されるが、その際、図3に示されているように、電流セン
サSWAと電力用トランジスタT1A と電力用トランジスタT2A とを備えた回路
を通して接続される。
【0027】 ダイオードD1A の陽極は、アース接続点90に接続され、その陰極は、トラ
ンジスタT2Aのエミッタに接続される。
【0028】 ダイオードD2Aの陰極は、電流センサSD2A を通して電力用トランジスタT2A のコレクタに接続され、その陽極は、電力用トランジスタT1Aのコレクタに接続
される。電流センサSD2A は、信号を制御装置100に送り、電流がダイオード
2Aを流れるかどうかに関する情報をこの制御装置が取得する。
【0029】 その他の位相巻線WB およびWC は、それぞれ電流センサ、電力用トランジス
タおよびダイオードに同様な方式で結合される。
【0030】 マイクロプロセッサを有して構成される制御装置100を配置することにより
、トランジスタ弁のオンおよびオフのスイッチングの制御を行う。制御装置10
0は6つの出力を有する。6つの出力は、6つのトランジスタ自身のベースに、
自身の増幅器110を通して接続される。トランジスタ110は、弁制御装置と
して動作する。
【0031】 1つの実施例では、電流センサSWAはホール・センサである。ホール・センサ
は、測定された電流値iWAm を制御装置100に供給する。同様に、巻線WB
よび巻線WC に対して測定された電流値は、制御装置100に供給される。
【0032】 センサ装置120は、正極80とアース接続点90との間の電圧Ud を感知す
るように接続される。センサ装置120は、測定された電圧値Udmを制御装置1
00に送る。1つの実施例に従い、センサ装置120は、抵抗器RX と抵抗器R Y とを備えた電圧分割器を有する。この電圧分割器は、正電圧接続点80とアー
ス接続点90との間に接続される。図3に示されているように、センサ装置12
0の出力は、抵抗器RX と抵抗器RY との間の接続点140に接続される。した
がって、センサの出力信号Udmは、駆動信号Ud に比例する。
【0033】 図4は、図3の巻線WA に対する弁ブリッジを示した等価回路図である。
【0034】 電流が例えば図3の弁T2A のような弁を流れる時、この弁の両端に電圧降下
が生ずる。弁T2A の両端の電圧降下は、図4の中の参照記号UT2で与えられて
いる。弁T2は、図4の中で等価回路により示されているが、電圧降下UT2は、
その一部分が内部直列抵抗値Rv に依存し、一部分が、固定された電圧降下Uv に依存することが、この図から明らかである。弁T1A についても同じである。
【0035】 巻線WA のインピーダンスは、本質的には誘導性であるが、また抵抗成分をも
有する。図4では、このことは、純粋なインダクタンスLW とそれに直列に接続
された抵抗値RW とで示されている。
【0036】 ホール・センサSWAは、この接続では無視することができる程に極めて小さな
インピーダンスを有する。このセンサの内部インピーダンスは、下記の解析にお
いて抵抗値RW と同じように処理することができることに注目される。下記の説
明から明であるように、このことは、巻線の抵抗値と電流センサの可能な抵抗値
との両方に対して評価器が補償することを意味する。
【0037】 巻線WA を作動することにより得られるトルクTWAは、下記の式のように巻線
を流れる電流と回転子の位置θとの関数である。
【数4】
【0038】 回転子の位置θは、対応する磁気回路を貫く磁束ψと位相電流iWAとから計算
することができる。
【数5】
【0039】 このことは、下記の式のように、トルクTWAは対応する磁気回路を貫く磁束ψ A と位相電流iWAとの関数として表すことができることを意味する。
【数6】
【0040】 前記で説明したように、図2Bに示したように必要なトルクTW が作動された
位相巻線から得られるように、位相巻線を流れる電流iWAが制御される。得られ
るトルクは、一部分が巻線電流iW の関数であり、一部分が磁束の関数である。
次に、磁束ψは、インダクタンスLW と電流iW とに応じて変化する。したがっ
て、TW は、iW とLWAとに応じて変化する。
【数7】
【0041】 磁束の時間的な変化dψ/dtは、図4の純粋なインダクタンスLWAの両端の
電圧降下の瞬間値に等しい。
【数8】
【0042】 式(5)から、磁束ψは時間に関して積分することにより得られる。
【数9】
【0043】 式(3)は、磁束ψを決定することができるならば、必要なトルクTW を生じ
させることができることを意味する。式(6)は、電圧ULWが決定されるならば
、磁束ψを決定することができることを意味する。
【0044】 本発明の1つの実施例に従い、磁束ψは、式(6)に従って決定され、すなわ
ち「純粋な」インダクタンスLW の両端の電圧ULWを時間積分することにより決
定される。
【0045】 電圧ULWを測定することはできない。それは、LW が、内部抵抗値による電圧
降下URWをも有する巻線の中のインダクタンスであるからである。したがって、
本発明の1つの実施例に従い、電圧ULWに対応する値U* LWが評価工程により生
成される。下記は、さらに詳細を説明する。
【0046】 図4は、巻線WA の等価回路図である。この図から、下記の式が成立すること
は明かである。
【数10】
【0047】 式(5)、式(6)および式(7)より、次の式が得られることが分かる。
【数11】
【0048】 図4を参照するならば、弁T2および弁T1のいずれが閉じているか、開いて
いるかに応じて、3つの異なる動作状態が生ずることが可能であることが分かる
【0049】 (I.第1動作状態) 第1の動作状態Iでは、弁T2と弁T1との両方が閉じている。この時、電圧
LWは、磁束を生ずる位相巻線の両端の電圧の部分である。すなわち、巻線の中
の抵抗損失が排除される。第1の動作状態では、電圧ULWは、下記の式で与えら
れる。
【数12】
【0050】 (II.第2動作状態) 第2動作状態(II)では、活性弁T1およびT2の両方が開放であり、した
がって、これらがブロックし、電流は、アース接続点90から正接続点80に向
かって巻線の中を流れる。この場合の電圧ULWは、下記の式で与えられる。
【数13】
【0051】 (III.第3動作状態) 第3の動作状態(III)では、活性弁T1または活性弁T2の一方だけが導
電状態である。ダイオードD1およびダイオードD1と活性弁T1および活性弁
T2とに対する損失が同じであると仮定するならば、位相巻線の「リアル・イン
ダクタンス」LW の両端の電圧ULWは、下記の式に従う。
【数14】
【0052】 電圧ULWを計算するための前記の式(9)、式(10)および式(11)と、
磁束ψを計算するための前記の式(6)と、機械がどの動作状態にあるかの情報
とを用いることにより、および実際の巻線電流iW を測定することにより、巻線
Wの作動により得ることができるトルクTW を式(3)に従って非常に正確に計
算することができる。
【0053】 制御装置は、ダイオード電流センサSD2A からの入力信号と増幅器からの出力
信号1101Aおよび1101Bの助けをかりて、巻線WA に対する実際の動作状態
を決定する。これらの3つの信号のおのおのは、論理値「導電状態」または「非
導電状態」のいずれか1つを有する。実際の動作状態は、これらの3つの信号の
状態の組み合わせから読み出すことができる。
【0054】 (評価装置の第1実施例) 前に説明した磁束ψに対する式(6)から出発し、電流がゼロである時にリラ
クタンス電動機の巻線から生ずる磁束がゼロであることを知るならば、本発明者
により設計された評価装置200が図5に示されている。
【0055】 図5は、前記の式(9)〜式(11)および式(6)から出発し、巻線WA
対する磁束ψの値を評価するための本発明の1つの実施例に従う評価装置を示す
【0056】 式(9)、式(10)および式(11)の3つの式は、3つのパラメータK1 、K2 およびK3 に依存する1つの式に要約することができる。
【数15】 ここで、これらのパラメータの値は、動作状態に応じて下記のように変化する。
【0057】 動作状態Iでは、これらのパラメータには、下記の値が適用される。
【数16】
【0058】 動作状態IIでは、これらのパラメータには、下記の値が適用される。
【数17】
【0059】 動作状態IIIでは、これらのパラメータには、下記の値が適用される。
【数18】
【0060】 したがって、パラメータK1 は、それぞれの時点における電流回路の真の全損
失抵抗値であり、パラメータK2 は、電流回路における電流に依存しない真の電
圧降下である。パラメータK3 は、絶対値1を有し、実際の動作状態に応じて正
の符号または負の符号を有する変数である。
【0061】 評価装置200は、センサSD2A からの論理値を受け取る入力202と、活性
弁T1Aおよび活性弁T2A(図3および図4参照)に対する状態を受け取る入力2
04および206とを有する。入力202、入力204および入力206は、状
態解析装置208に接続される。状態解析装置208は、入力信号の組合わせか
ら実際の動作状態を決定し、動作状態信号を出力209に送る。
【0062】 評価装置200は、さらに、電圧Ud に対応する測定された値Udmに対する入
力210と、実際の電流値iW を入力する入力220とを有する。
【0063】 入力210は、乗算装置232を通して加算点230に接続される。乗算装置
232は、解析装置208からの動作状態信号に接続された制御入力を有する。
乗算装置232は、電圧値Ud とパラメータK3 との乗算を行い、実際の動作状
態に応じて加算点230に値Ud 、−Ud または0を供給する。
【0064】 入力220は、ゼロ検出器240の入力に接続され、乗算点250の入力に接
続される。ゼロ検出器240は、1つの出力を有し、この出力は、サンプル・ア
ンド・ホールド回路270のトリガ回路260に接続される。サンプル・アンド
・ホールド回路270は、磁束エラー値ψe に対する出力280を有する。出力
280は、パラメータ調整装置290に接続される。パラメータ調整装置290
は、出力に変数値Cを生じ、この出力は、乗算装置300および乗算装置310
に接続される。
【0065】 乗算装置300からの出力信号は、パラメータ値K1であり、乗算装置310
からの出力信号は、パラメータ値K2である。乗算装置300は、パラメータG
I 、G1IIおよびG1III を備えたメモリ装置を有し、解析装置208からの
動作状態信号に接続された制御入力を有する。動作状態に応じて、G1I、G1
IIまたはG1IIIのいずれかが変数Cにより乗算され、その結果は、乗算点
250に送られる。乗算装置310は、装置300と同様に機能するが、乗算装
置310は、そのメモリ装置の中に3つのパラメータG2I 、G2IIおよびG2 III を有している。
【0066】 乗算装置300は、乗算点250に接続され、装置310は、加算点230に
接続される。乗算点250は、1つの出力を有し、この出力は、加算点230の
1つの入力に接続される。加算点230は、1つの出力を有し、この出力は、積
分器320に接続される。積分器320は、磁束の評価値ψest を生ずる。積分
器320は、評価装置200の出力330に接続される。積分器の出力は、さら
に、サンプル・アンド・ホールド回路270のサンプル入力340に接続される
【0067】 評価装置200の機能は、下記の通りである。すなわち、電圧Ud に対応する
実際値が入力210に送り込まれ、電流iW に対応する実際値が入力220に送
り込まれる。乗算装置300のメモリは、パラメータG1を備えている。このパ
ラメータG1は、積C* G1が式(12)のパラメータK1 の1つの近似である
ように選定される。
【数19】
【0068】 乗算装置310は、パラメータ値G2を備えている。このG2は、積C* G2
が活性弁T1およびT2の電流に依存しない電圧降下の1つの近似であるように
選定される。
【数20】
【0069】 したがって、加算点230からの出力に、電圧ULWの評価が得られる。この評
価は、積分器320に送られ、磁束ψの評価が出力330に得られる。
【0070】 入力220の電流値iW がゼロになる時、このことは、ゼロ検出器240によ
り検出され、トリガ信号がサンプルホールド回路のトリガ入力260に送られる
。このトリガ信号が受け取られる時、サンプルホールド回路270は、磁束評価
の実際値を読み出す。前記で説明したように、この値は、電流値がゼロである時
にゼロであるべきであるから、サンプルされた値は、磁束評価エラーψe を表す
。このエラー値は、パラメータ調整装置290に送られる。パラメータ調整装置
290は、磁束評価エラー値がゼロに近付くような方向に変数C(パラメータ値
1 およびK2 )の調整を実行する。評価エラーψe が正の値を有する時、磁束
評価エラー値ψe を減少させるために評価された抵抗値C* G1を増大させるこ
とが必要である。評価エラーψe が負の値を有する時、評価された抵抗値C*
1を減少させることが必要である。抵抗値のこの評価を改善するために、および
磁束評価エラー値ψe をできるだけ小さくするために、またはゼロにするために
、この工程が繰り返される。
【0071】 図6は、図5による評価装置200によって生じた時の磁束に対する評価ψ* の時間の経過を示す。
【0072】 図6において、電圧Ud は、定数であると仮定され、電流値iW は、図に示さ
れたように変化すると仮定する。図6の太い実線は、C* G1が実際の損失抵抗
値の和K1 に等しい時の磁束評価の値を示す。図6は、この時の図5の加算点2
30により生ずる電圧ULWの評価U* LWをも示している。
【0073】 図6から明らかなように、C* G1=K1 である時、電流値がゼロになるのと
同時に磁束の評価がゼロになる。図5に関連して前に説明したように、この時、
磁束評価エラーψe の値は、ゼロになる。
【0074】 図6は、積C* G1の絶対値がK1 の絶対値よりも小さい時の磁束評価の値を
も示している。図6に示されるように、積C* G1の絶対値がK1 の絶対値より
も小さいならば、電流iW がゼロを通る時、磁束評価は、正の値ψe を有する。
このことは、図5のサンプルホールド回路270から出力される磁束評価エラー
ψe を図6の中で読み出すことができることを意味する。
【0075】 この図は、さらに、積C* G1の絶対値が損失抵抗値の真の値K1 の絶対値よ
りも大きい時の磁束に対する評価ψ* を示している。
【0076】 図4に示されるように、活性弁T2および活性弁T1に対する等価図は、抵抗
器Rv と、スイッチと直列の一定電圧降下Uv を示す電圧源とを有する。全体的
に言って、この等価図は、バイポーラ・トランジスタ、サイリスタ、IGBTの
ような活性弁およびMOSFETに対して正しい。最初の述べた3つに対しては
、電圧降下Uv は、ゼロでない正の値を有することが真実であり、一方、MOS
FETに対しては、電圧降下Uv は、実質的にゼロに等しいことが真実である。
【0077】 図4Bに示されるように受動弁D1および受動弁D2に対しては、弁が順方向
に駆動される時、すなわち、弁が電流を流す時、本質的に一定の電圧降下が起こ
ることが真実である。このような受動弁の例は、ショトッキ・ダイオードのよう
なダイオードである。電圧降下UD は、ゼロと異なる正の値を有し、通常は、 0
.6ボルトの程度の値を有する。
【0078】 電圧降下UV および電圧降下UD が電圧降下iW (RW +RV )に比べて小さ
いならば、その場合にはUV およびUD は、無視することができ、図5の装置3
10を無視することができ、パラメータ調整装置290の出力信号は、装置30
0の中でパラメータG1 により乗算されるだけである。
【0079】 (評価装置の第2実施例) 図7は、磁束ψを評価する評価装置の第2の実施例を示す。電圧Ud に対応す
る値に対する入力210と、電流iW に対応する値に対する入力220と、磁束
評価を出力する出力330と、純粋なインダクタンスの両端の電圧ULWの評価U * LW に対応する値を生ずる加算点230と、電圧評価U* LWに応じて磁束評価を
生ずる積分器320とを有する範囲において、図7に示された評価装置400は
、図5に示された評価装置に対応している。
【0080】 評価装置400は、位相エラー検出器410を有する点で図5に示された評価
装置とは異なる。位相エラー検出器410の1つの入力は、入力220に接続さ
れ、他の入力430は、積分器320の出力に接続される。この位相エラー検出
器は、電流信号と磁束評価信号との間の位相関係を指示する信号に対する出力を
有する。位相エラー検出器410からの出力信号は、本発明の1つの実施例に従
い、次の3つの論理値、レイズ(Raise)、ローワ(Lower)、フリーズ(Freeze
)の1つを取り上げることができる。このことは、例えば、位相エラー検出器が
3つのレベルの値を有する信号を供給することにより実現することができる。位
相エラー検出器の出力信号は、カウンタ440のカウント方向ポートに送られる
【0081】 カウンタ440は、さらにカウンタ入力450を有する。カウンタ入力450
は、発振器460からの本質的に一定のパルス周波数を有するパルス信号を受け
取る。カウンタ440は、出力470を有する。この出力を通して、カウンタは
、ディジタル・カウント値を送る。このカウント値は、巻線抵抗値RWAの評価で
ある。
【0082】 カウント値出力470は、加算器472に接続される。加算器472は、実際
の動作状態に応じて実際のパラメータ値2RV 、0またはRV を受け取る。パラ
メータ装置474は、3つの動作状態に対する弁抵抗値のためのメモリ位置と、
入力478の状態信号に応じて実際の弁パラメータ値を出力するためのスイッチ
476とを有する。前に説明したように、状態信号は、状態解析装置208から
供給される。
【0083】 加算器472の出力信号は、式(12)のパラメータK1に対応する。この出
力信号は、ディジタル・アナログ変換器490の入力480に送られる。D/A
変換器490は、基準電圧入力500を有する。基準電圧入力500は、入力2
20に接続されて、アナログ値iW を受け取る。
【0084】 評価装置400の機能は、次の通りである。前に説明したようにリラクタンス
電動機の場合、磁束と電流が同じ時点において値ゼロを有するのは真実である。
このことは、リラクタンス電動機の電流と磁束は、相互に本質的に同位相にある
ことを意味する。位相エラー検出器410により、実際の電流iW と評価された
磁束ψest との間の位相関係が検出される。カウンタ440が生ずるカウント値
は、巻線の抵抗値RW に対応する。
【0085】 D/A変換器490は、電流値iW とカウント値K1 との乗算を行う。それは
、アナログ電流値iW に対応するアナログ信号iWmがD/A変換器の基準入力に
送られるためである。D/A変換器の出力信号は、アナログ信号であり、このア
ナログ信号の振幅は、式(12)のパラメータK1が乗算された電流値に対応す
る。
【0086】 カウンタ440は、発振器46と組み合わせて、積分回路を形成する。カウン
タの出力470の出力信号は、時間積分の結果である。この実施例に従い、パラ
メータ値K1 は、位相エラーができるだけ小さくなるように、その位相関係に応
じて持続および調整される。すなわち、磁束の評価が評価装置の入力220の中
に送られる実際に測定された電流iW と同位相であるように調整される。このこ
とは、例えば、温度が変化する結果として、電動機の巻線の直列抵抗値RW が変
化する時にも、およびトランジスタT1およびT2の直列抵抗値が変化する時に
も、磁束の評価が対応するように評価装置が制御パラメータK1 を自動的に調整
する利点をもたらす。
【0087】 (評価装置の第3実施例) 評価装置の第3実施例は、図7の評価装置400に対応するが、加算器472
およびパラメータ・ユニット474が取り除かれる。すなわち、カウンタの出力
470がD/A変換器の入力480に直接に接続される。したがって、この実施
例の評価装置は、構成が単純であるという利点を有する。この実施例は、弁の抵
抗値RV が無視されるという近似を含む。式(9)から、弁の抵抗値2RV が巻
線の抵抗値RW よりも十分に小さい時、磁束の正確な評価がこの第3実施例によ
っても得られることが理解できる。一定の電流値および一定の磁束値ψに対して
、dψ/dtの符号を解析することにより、すなわちULWの符号を解析すること
により、回転子の位置を確定することができる。
【0088】 好ましい実施例に従い、少なくとも2つの巻線に対して磁束評価を組み合わせ
ることにより、その位置が確定される。
【0089】 (評価装置の第4実施例) 図8に示されている評価装置の第4実施例に従い、3つの巻線WA 、WB およ
びWC を有する電動機に対し回転子の位置が決定される。この評価装置は、磁束
ψA の評価ψAestを得るための1つの磁束評価装置EA と、磁束ψB の評価ψBe st を得るための別の磁束評価装置EB と、磁束ψC の評価ψCestを得るための1
つの磁束評価装置EC とを有する。位置θは、磁束値の瞬間値ψA 、ψB 、ψC と電流の瞬間値iWA、iWB、iWCとの組み合わせから決定することができる。
【0090】 一定の電動機駆動状態に対し、弁の中の抵抗損失RV が無視される時および弁
D およびダイオードの電圧降下が無視される時、十分な制御精度が得られる。
このような場合、図8に示されているように、損失RV およびUD を無視するこ
とにより、それぞれの磁束評価装置を利点をもって単純に設計することができる
。図8の実施例において、巻線の両端の電圧UW を示す信号が評価装置に直接に
送られる。これらの電圧信号は、図5または図7に関連して説明されたように、
乗算装置232により得ることができ、または測定により得ることができる。1
つの実施例に従い、巻線電圧UW の測定は、巻線の両端のスイッチされた電圧を
測定する段階と、有用な測定値を得るように測定された電圧信号を一定の時定数
を用いて時間的に積分する段階とを有する。
【0091】 (制御ユニットの実施例) 図9は、図3に示された制御装置100の1つの実施例を示したブロック図で
ある。前に説明したように、制御装置100は、巻線電流のための入力および電
圧Udmのための入力を有する。これらの信号は、瞬間磁束値およびパラメータK
1、RW を評価するように動作する評価装置EC 、EB 、EA に送られる。巻線
電流値および評価された磁束は、装置520に送られ、それに応答して位置θを
確定する。この位置値が装置530に送られて基準電流値IAref、IBref、Icr ef を発生する。制御装置100は、トルク基準値を受け取るための入力510を
有し、すなわち、必要な電動機トルクを設定するための入力を有する。装置53
0は、トルク基準値および位置値に応答して電流基準値を発生する。調整装置5
40は、電流基準信号IAref、IBref、Icrefおよび測定された電流値IWA、I WB 、IWCに応答して、弁に制御パルスを供給する。
【0092】 図10は、1つの実施例に従う制御装置100の一部分のブロック図である。
制御装置100は、入力/出力ポート560に接続されたマイクロプロセッサ5
50と、メモリ570と、プログラマブル論理回路(PLD)580とを有する
。巻線電流を指示する信号は、一組の乗算装置490に送られる。この乗算装置
には、プロセッサ550に結合されたバスにより、それぞれの巻線抵抗値RWA
WB、RWCの更新された瞬間的評価が供給される。それぞれの乗算装置490の
出力は、瞬間電流と巻線抵抗値との積を指示する電圧信号である。このような電
圧信号のおのおのは、VCOに送られ、このVCOは、これを振動する信号に変
換する。この振動する信号は、PLD580に送られる。PLD580は、電圧
d を指示する振動信号を受け取り、変換して前に説明したように電圧ULWを計
算する。PLD580は、電圧ULWを時的に積分し、磁束評価を発生する。電流
の測定信号と比較することにより、リアルタイムの磁束評価エラーが発生される
。PLD580は、バス590を通してプロセッサ550にリアルタイムで、結
果として得られる磁束エラーψerr 送る。プロセッサは、メモリ570の中に記
憶されたコンピュータ・プログラムに従って動作する。このプログラムは、抵抗
値RWA、RWB、RWCを評価するためのルーチンを有し、これらの評価された値が
更新され、乗算ユニット490に送られる。この乗算装置は、図7で説明された
ように動作することができる。PLDは、巻線電流iA がゼロであるそれぞれの
瞬間に磁束評価ψA の瞬間値を凍結することにより、リアルタイムの磁束評価エ
ラー値ψAerrを計算するように動作することができる。したがって、プロセッサ
は、それぞれの巻線に対してゼロ電流において得られた磁束エラー値ψAerr、ψ Berr 、ψCerrを受け取る。プロセッサは、それに応答して訂正された抵抗値を計
算する。
【0093】 プロセッサとコンピュータ・プログラムとの組み合わせにより実施される時、
巻線抵抗値RW の評価を生ずる工程が図11に示される。この工程は、ただ1つ
の位相巻線に関してだけ実行することができ、その1つの位相巻線の抵抗値を得
ることができる。機械制御目的に対して好ましい1つの実施例に従い、この工程
が複数個の巻線に対して実行される。この工程は、抵抗値評価に対して予め設定
された値(段階S600)で開始することができる。リラクタンス機械が開始し
、機械が動作する時、それぞれの巻線の両端の電圧UwA、UwB、UwCが測定され
、これらの電圧が電圧Ud から計算され、(段階S610)巻線電流iWA、iWB 、iWCが測定され(段階S620)、段階S630において、磁束評価が前に説
明したように積分により得られる。磁束のリアルタイムの評価と電流の測定値と
を比較することにより、エラー信号が発生(段階S640)される。以下に説明
されるように、このエラー信号に応答して抵抗値評価が調整される。
【0094】 1つの実施例に従い、メモリ570に記憶されたプログラム・ルーチンを実行
する時、マイクロプロセッサ550は、PLD580から磁束エラー信号を受け
取るように進み、エラー信号の符号および値に応じて抵抗評価値を調整するよう
に進む。評価エラーψe が正の値である時、このプログラムは、評価された抵抗
値を増加させるようにプロセッサを進める。評価エラーψe が負の値である時、
このプログラムは、評価された抵抗値を減少するようにプロセッサを進める。そ
の後、PLD580は、調整された抵抗評価値に基づいて新しい磁束値を発生す
る。巻線の中の電流がゼロである時刻における磁束値に基づいて新しいエラー信
号が発生され、このエラー信号がプロセッサ550に送られる。抵抗値の評価が
改善されるように、および磁束評価エラーψe ができるだけ小さくなるように、
またはゼロになるように、この工程が繰り返される。
【0095】 別の実施例に従い、PLDは、測定された電流信号iWAm 、iWBm 、iWCm
よびUd に対応するデジタル信号をバス590を通してプロセッサ550に送る
。マイクロプロセッサ550は、メモリ570の中に記憶されたプログラム・ル
ーチンを実行する時、関連する位相巻線WA の両端の電圧UWAを指示する信号U dm を受け取るように進み、および関連した位相巻線WA を流れる電流iwAを指示
する信号iWAm を受け取るように進む。その後、メモリ570の中のプログラム
は、電圧信号と電流信号とに応答して磁束を評価するようにマイクロプロセッサ
を進める。このことは、数値積分を実行することにより達成することができる。
プログラムは、瞬間電流測定信号と評価された磁束とを比較することによりエラ
ー信号を発生するようにプロセッサを進める。次にマイクロプロセッサ550は
、前に説明したように、エラー信号の符号および値に応答して抵抗評価値を調整
するように進む。
【0096】 1つの実施例に従い、このプログラムに協力して動作するプロセッサは、さら
に加えて回転子の位置を計算し、弁に対する制御信号を発生する。
【0097】 プログラムは、I/Oポート560を通して、それを供給することにより、メ
モリ570に設置されることができる。または、それとは異なって、図10に示
された回路は、非揮発性メモリ(PROM)のような記録媒体を取り外し可能に
取り付けられたソケットを有する。この記録媒体は、前に説明したようにプロセ
ッサを進めるための機会を読み出すことが可能な命令を有する。
【0098】 本発明は、抵抗値評価工程を実施するプログラムを設置することにより、リラ
クタンス機械に対する現在の技術の制御装置を改良することが利点をもって可能
である。それにより、磁束の改良された評価が達成され、および高い回転速度と
低い回転速度との両方においてトルクの制御が得られる。
【0099】 (温度測定) 巻線の実際の抵抗値は、巻線に用いられる導電材料に関して、温度により変化
する性質を有する。したがって、巻線の抵抗値に対する評価値を用いて、巻線の
瞬間平均温度を指示することができる。一定の温度における巻線抵抗値が分かっ
ており、および巻線材料の温度係数が分かっているならば、瞬間の抵抗値RW
ら温度を計算することができる。
【0100】 (回転速度に関係しないトルクの制御) 前に説明した評価装置のいずれかを用いて活性弁T1A 、T2A 、T1B 、T
B 、T1C 、T2C (図3を見よ)を制御することにより、機械のトルクおよ
び回転速度を高い精度と小さなエネルギ損失とで制御することができる。それは
、トルクの量が最大である時、巻線WA 、WB 、WC を通して電流を駆動するよ
うに弁を作動させることができるからである。さらに、本発明に従う調整は、改
良された精度で、および本質的に回転速度には無関係に機械を制御できることを
意味する。回転速度に対する依存性が減少することは、下記において判明する。
【0101】 図2Aに関連して前に説明したように、リラクタンス機械が駆動される時、イ
ンダクタンスLW は、位置θに応じて変化する。磁束ψは、インダクタンスと電
流とに応じて変化する。磁気回路が飽和していない時、次の関係が成り立つ。
【数21】
【0102】 時間に関して微分すると、下記の式が得られる。
【数22】
【0103】 前記の式(5)および式(7)から、下記の式が成り立つことが分かる。
【数23】
【0104】 式(14)を式(15)に代入すると、下記の式が得られる。
【数24】 ここでdθ/dtは、回転子の角周波数、すなわち機械の回転速度である。
【0105】 式(16)の中の第2の項dLW (θ)/dθ* dθ/dt* W は、機械の
トルクを生ずる原因となり、一方、第3項のRW * W は、純粋な損失である。
この第2項は、回転速度に比例するから、大部分の巻線電圧UW は、低速回転に
おいて電力損失に導くことが分かる。
【0106】 同様に、巻線抵抗値RW が位相巻線の抵抗値の和に対応する予め定められた定
数RC であると仮定してリラクタンス機械が調整されるならば、実際の巻線抵抗
値RW が予め定められた定数RC からずれる時、低速回転においてエラーが最大
であることが式(16)から分かる。巻線抵抗値は、一定の温度変化を有するた
めに、実際の巻線抵抗値RW は、機械の動作期間中に変化する。本発明に従う評
価装置は、機械の調整が機械の実際の巻線抵抗値に適合できるという利点をもた
らし、回転速度がどのようであっても、および広い温度範囲にわたって良好な精
度で機械の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】 2つの相対的に可動な部分と位相巻線とを有する電気機械の概要原理図。
【図1B】 図1Aによる機械の磁束を示した図。
【図2】 図2Aは図1Aによる機械の巻線のインダクタンスがこれらの可動部分の間の
相対位置に応じて変化することを示した図。 図2Bは位相巻線を作動することにより得ることができるトルクの位置依存性
を示した図。
【図3】 図1Aによる電動機の位相巻線に接続された弁ブリッジを備えた制御装置の図
【図4】 図3の1つの弁ブリッジの等価回路図。
【図5】 図1Aによる電動機の位相巻線に対して磁束を評価するための本発明の1つの
実施例に従う評価装置の図。
【図6】 図5による評価装置により生ずることができる磁束を評価する期間の1つの例
の図。
【図7】 図1Aによる電動機の位相巻線に対して磁束を評価するための評価装置の第2
の実施例の図。
【図8】 評価装置の別の実施例の図。
【図9】 図3に示された制御装置の1つの実施例のブロック線図。
【図10】 本発明の1つの実施例に従う図3に示された制御装置の一部分のブロック線図
【図11】 巻線抵抗値の評価を生ずる工程の1つの実施例を示した流れ図。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年2月17日(2000.2.17)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】 位相電流の制御を達成する別の既知の方法は、固定子に対する回転子の位置に
応じて位相のインダクタンスが変化するという事実を用いる。特許出願PCT/
SE87/00442号は、下記の式
【数1】 から出発して、リラクタンス機械の回転子の位置を決定する方法を開示している
。ここで、iは、位相巻線を流れる電流、Uは、位相巻線とトランジスタ弁と電
流センサ抵抗器との直列接続体の両端の電圧、Rは、位相巻線と作動されたトラ
ンジスタと電流測定用抵抗器との抵抗値の和に対応する予め定められた定数であ
る。 WO97/11524は、少なくとも1つの導電状態位相からの位相磁束を評 価する段階と、少なくとも1つの非励起位相のインダクタンスを評価する段階と 、位相電流をサンプリングする段階と、前記評価された位相磁束を前記評価され たインダクタンスと組み合わせる段階とにより、スイッチされたリラクタンス電 動機の回転子の位置を評価する方法を開示している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】 (発明の開示) 本発明は、リラクタンス機械の可動部品の相対位置の改良を決定する問題に関
する。 上記に説明した問題点は、位相巻線を流れる電流に対応する信号を発生する段 階と、位相巻線の両端の電圧に対応する信号を発生する段階と、パラメータ値が 位相巻線の抵抗損失に実質的に対応するとして電流信号と電圧信号とパラメータ 値とに応じて変化する振幅信号を生ずる段階と、振幅信号値に応じて変化する位 置値を確立する段階とを含む方法により扱われる。この方法は、さらに、電流信 号と振幅信号との間の関係に従ってパラメータ値を発生する段階を含む。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,YU,ZW

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの相互に可動である部品と少なくとも1つの位相巻線(
    A 、WB 、WC )とを有するリラクタンス機械を制御する装置100において
    、前記位相巻線のインダクタンス(LW )は、前記部品の相対位置に応じて変化
    し、調整装置100は、制御可能な弁(T1、T2)を有し、前記制御可能な弁
    は、本質的に開放状態と導電状態との間で調整可能であり、前記弁は、前記位相
    巻線と直列に接続され、位相巻線は、抵抗値(RW )を有し、 前記弁を制御する方法は、 a)位相巻線を流れる電流(iW )を測定する段階と、 b)位相巻線および弁の両端の電圧(Ud 、UW )を測定する段階と、 c)測定された電流値(iWm)と乗算されおよび位相巻線の抵抗値(RW )に応
    じて変化する調整可能なパラメータ(K1、R* W )を有する数式に従って、測
    定された電流値と測定された電圧値とに応じて変化する信号値(ULWest 、ψes t )を生ずる段階と、 d)信号値(ULWest 、ψest )と測定された電流値(iWm)との間の関係値を
    決定する段階と、 e)前記関係値に応じてパラメータ値(K1)を調整する段階と、 f)信号値(ULWest 、ψest )に応じて弁(T1、T2)を調整する段階と、
    を含む前記方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法において、段階b)は、位相巻線と弁と
    の両端に本質的に一定の電圧値(Ud )を仮定する段階 で置き換えられるという変更が行われた前記方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載された方法において、 生じた信号値(ULWest 、ψest )が電流値とインダクタンス(LW )とに応
    じて変化する大きさ(ULW、ψ)の評価であるように、パラメータ値(K1)の
    調整の後、少なくとも段階a)および段階c)を繰り返す段階と、 必要なトルク(TWA、TWB、TWC)が得られるように信号値(ULWest 、ψes t )に応じて弁(T1、T2)を調整する段階と、 をさらに含む前記方法。
  4. 【請求項4】 第1の部品と第2の部品とを有するリラクタンス機械におい
    て、前記部品は、相互に可動であり、前記第1の部品30は、軟磁性材料で構成
    され、前記第2の部品20は、少なくとも1つの位相巻線(WA 、WB 、WC
    を有し、前記位相巻線は、前記部品の相対位置に応じて変化するインダクタンス
    (LW )を有し、前記部品の瞬間相対位置を決定する方法は、 a)位相巻線を流れる電流(iW )を測定する段階と、 b)位相巻線の両端の電圧(Ud )を測定する段階と、 c)測定された電流値(iWm)と乗算され、位相巻線の抵抗値(RW )に応じて
    変化する調整可能なパラメータ(K1)を有する数式に従い、測定された電流値
    と測定された電圧値とに応じて変化する信号値(ULWest 、ψest )を生ずる段
    階と、 d)信号値(ULWest 、ψest )と測定された電流値(iW )との間の差または
    関係を決定する段階と、 e)前記差の値または前記関係の値に応じてパラメータ値(K1)を調整する段
    階と、 f)信号値(ULWest 、ψest )に応じて前記部品の瞬間相対位置を決定する段
    階と、 を含む前記方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の方法において、 生じた信号値(ULWest 、ψest )が電流値とインダクタンス(LW )とに応
    じて変化する大きさ(ULW、ψ)の評価であるように、パラメータ値(K1)の
    調整の後、少なくとも段階a)および段階c)を繰り返す段階と、 信号値(ULWest 、ψest )に応じて瞬間相対位置を決定する段階と、 をさらに含む前記方法。
  6. 【請求項6】 請求項4または請求項5に記載された方法において、パラメ
    ータ値(K1)の調整の後、少なくとも段階d)を繰り返す段階をさらに含む前
    記方法。
  7. 【請求項7】 請求項4、請求項5または請求項6に記載された方法におい
    て、パラメータ値(K1)の調整が後で生ずる信号値(ULWest 、ψest )に影
    響を与え、前記差値の絶対値が最小になる前記方法。
  8. 【請求項8】 請求項4〜請求項7のいずれかに記載された方法において、
    段階e)は、前記差の値が第1の符号(+)を有する時にパラメータ値(K1)
    を増加させる段階および前記差の値が第2の符号(−)を有する時にパラメータ
    値(K1)を減少させる段階を含む前記方法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜請求項8のいずれかに記載された方法において、
    段階d)は、 信号値(ULWest 、ψest )と測定された電流値(iW )との間の位相差を決
    定する段階と、 測定された電流値(iW )の精密な振幅レベルにおいて信号値(ULWest 、ψ est )の振幅を決定する段階と、 を含む前記方法。
  10. 【請求項10】 第1の部品と第2の部品とを有する電気機械の調整のため
    の駆動装置であって、前記部品は、相対的に可動であり、前記第1の部品は、軟
    磁性材料で構成され、前記第2の部品は、少なくとも1つの位相巻線を有し、前
    記位相巻線は、前記部品の相対位置に応じて変化するインダクタンス(LW )を
    有し、 本質的に開放状態と導電状態との間で調整可能である制御可能な弁(T1、T
    2)と、 位相巻線を接続し弁と直列に接続可能であり、この直列接続が抵抗値(RW
    V )を有する第1の接続80および第2の接続90と、 電動機の前記部品の間の相対運動の期間中に弁を制御する制御装置100と、 位相巻線を流れる電流(iW )を測定する装置と、 位相巻線の両端の電圧(Ud )を測定する装置と、 測定された電流値(iWm)と乗算され、位相巻線の抵抗値(RW )に応じて変
    化する調整可能なパラメータ(K1)を有する数式に従い、測定された電流値と
    測定された電圧値とに応じて信号値(ULWest 、ψest )を生ずる装置と、 信号値(ULWest 、ψest )と測定された電流値(iW )との間の関係を決定
    する装置と、 前記関係値に応じてパラメータ値(K1)を調整する装置と、 を含み、必要なトルク(TW )が得られるように信号値(ULWest 、ψest )に
    応じて弁(T1、T2)を制御する装置を前記制御装置が有する前記駆動装置。
  11. 【請求項11】 第1の部品と第2の部品とを有するリラクタンス機械であ
    って、前記部品は、相互に可動であり、第2の部品20は、抵抗値(RW )とイ
    ンダクタンス(LW )とを有する少なくとも1つの位相巻線(WA 、WB 、WC )を有し、インダクタンス(LW )は、前記部品の相対位置に応じて変化し、 a)位相巻線(WA )を流れる電流(iwA)に対応する信号(iWAm )を発生す
    る段階と、 b)位相巻線(WA )の両端の電圧(UWA)に対応する信号を発生する段階と、 c)位相巻線(WA )の中の抵抗損失(RWA)に実質的に対応するパラメータ値
    (K1A )を発生する段階440と、 d)電流信号と電圧信号とパラメータ値(K1A )とに依存する振幅信号(ULW Aest ,ψAest)を生ずる段階と、 d)電流信号(iWm)と振幅信号(ULWAest,ψAest)との間の関係に従ってパ
    ラメータ値(K1A )を調整する段階と、 e)振幅信号(ULWest ,ψest )に応じて変化する位置値(θ)を確立する段
    階とを含む前記部品の瞬間相対位置を決定する方法。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の方法において、 第2の位相巻線(WB )を流れる電流(iwB)に対応する第2の電流信号(i WBm )を発生する段階と、 第2の位相巻線(WB )の両端の電圧(UWB)に対応する第2の電圧信号を発
    生する段階と、 第2の位相巻線(WB )の抵抗損失(RWB)に実質的に対応する第2のパラメ
    ータ値(K1B )を発生する段階440と、 第2の電流信号と第2の電圧信号と第2のパラメータ値(K1B )とに応じて
    変化する振幅信号(ULWBest、ψBest)を生ずる段階と、 第2の電流信号(iWBm )と第2の振幅信号(ULWBest、ψBest)との間の関
    係に従って第2のパラメータ値(K1B )を調整する段階と、 第1の振幅信号(ULWAest、ψAest)と第2の振幅信号(ULWBest、ψBest
    とに応じて変化する位置値(θ)を決定する段階と、 をさらに含む前記方法。
  13. 【請求項13】 リラクタンス機械の第1の部品30と第2の部品20の相
    対位置を決定する評価装置であって、前記第1の部品と第2の部品とは、相互に
    関して可動であり、第2の部品20は、抵抗値(RW )とインダクタンス(Lw )とを有する少なくとも1つの位相巻線(WA 、WB 、WC )を有し、 a)位相巻線を流れる電流(iw )を指示する信号(iWm)を受け取るための入
    力220と、 b)位相巻線の両端の電圧(UW )を指示する信号(Udm)を受け取るための入
    力210と、 c)位相巻線の抵抗損失(RW )に実質的に対応するパラメータ値(R* W 、K
    1)を発生する装置410、440、460と、 d)電流信号(iWm)と電圧信号(Udm)とパラメータ値(R* W 、K1)とに
    応答して振幅信号(ψest )を発生する装置500、320と、 e)信号値(ULWest 、ψest )に応じて変化する位置値(θ)を発生する装置
    500、320と、 を含み、 f)パラメータ値発生器は、電流信号(iWm)と振幅信号(ULWest 、ψest
    との間の位相関係に従ってパラメータ値(R* W 、K1)を調整する装置410
    、240、270を含む前記評価装置。
  14. 【請求項14】 リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する工程
    であって、 少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(UW )を指示する信号(Udm)を受
    け取る段階と、 位相巻線を流れる電流(iw )を指示する信号(iWm)を受け取る段階と、 前記電圧信号と前記電流信号とに応答して磁束を評価する段階と、 電流信号(iWm)と磁束信号(ψest )との間の位相関係に従って位相巻線の
    瞬間抵抗値(RW )を評価する段階と、 を含む前記工程。
  15. 【請求項15】 請求項14記載の工程において、評価された瞬間抵抗値(
    W )を用いて磁束評価を繰り返す段階をさらに含む前記工程。
  16. 【請求項16】 請求項14または請求項15に記載された工程において、
    電流信号(iWm)と磁束評価値(ψest )とに応答してリラクタンス機械の第1
    の部品と第2の部品との間の相対位置を確立する段階をさらに含む前記工程。
  17. 【請求項17】 請求項14、請求項15または請求項16に記載された工
    程において、トルク基準値と磁束評価(ψest )とに応答して電流基準値(ire fA 、irefB、irefC)を確立する段階をさらに含む前記工程。
  18. 【請求項18】 リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する装置
    であって、 少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(UW )を指示する信号(Udm)を受
    け取る入力と、 位相巻線を流れる電流(iw )指示する信号(iWm)を受け取る入力と、 マイクロプロセッサと、 瞬間抵抗値を評価する工程を実行するようにマイクロプロセッサを進めるコン
    ピュータ・プログラムを有するメモリと、 を含み、 前記プログラムを実行する期間中に請求項14〜請求項17のいずれかによる
    工程は、前記装置により実行されるように前記マイクロプロセッサがメモリおよ
    び信号入力に結合される前記装置。
  19. 【請求項19】 リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する装置
    と共に用いるコンピュータ・プログラム製品であって、前記装置は、位相巻線電
    流を指示する信号を受け取る入力と、少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(
    W )を指示する信号(Udm)を受け取る入力と、マイクロプロセッサと、メモ
    リとを含み、 記録媒体と、 前記記録媒体上に記録され、少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(UW
    を指示する信号(Udm)を受け取るようにマイクロプロセッサを進める装置と、 前記記録媒体上に記録され、少なくとも1つの位相巻線を流れる電流(iW
    を指示する信号(iWm)を受け取るようにマイクロプロセッサを進める装置と、 前記記録媒体上に記録され、電圧信号と電流信号とに応答して磁束を評価する
    ようにマイクロプロセッサを進める装置と、 前記記録媒体上に記録され、電流信号(iWm)と磁束信号(ULWest 、ψest )との間の位相関係に従い、位相巻線の瞬間抵抗値(RW )を評価するようにマ
    イクロプロセッサを進める装置と、 を含む前記コンピュータ・プログラム製品。
  20. 【請求項20】 リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する装置
    と共に用いるコンピュータ・プログラム製品であって、前記装置は、位相巻線電
    流を指示する信号を受け取る入力と、少なくとも1つの位相巻線の両端の電圧(
    W )を指示する信号(Udm)を受け取る入力と、実時間で磁束評価エラー信号
    (ψerror )を発生する装置と、マイクロプロセッサ550と、メモリ570と
    を含み、 記録媒体と、 前記記録媒体上に記録され、少なくとも1つの位相巻線に対する磁束評価エラ
    ー信号(ψerror )を指示する信号を受け取るようにマイクロプロセッサを進め
    る装置と、 前記記録媒体上に記録され、磁束エラー信号に応答して繰り返し訂正すること
    により少なくとも1つの抵抗評価値(R* WA、R* WB、R* WC、CG1 )を発生
    するようにマイクロプロセッサを進める装置と、 を含む前記コンピュータ・プログラム製品。
  21. 【請求項21】 リラクタンス機械の位相巻線の瞬間抵抗値を評価する装置
    に用いられ、実時間で磁束評価エラー信号(ψerror )を発生する装置であって
    、 位相巻線を流れる電流(iw )を指示する信号(iWm)を受け取るための入力
    220と、 位相巻線の両端の電圧(UW )を指示する信号(Udm)を受け取る入力210
    と、 位相巻線の抵抗損失(RW )に実質的に対応するパラメータ値(R* W 、K1
    )を発生する装置410、440、460と、 電流信号(iWm)と電圧信号(Udm)とパラメータ値(R* W 、K1)とに応
    答して振幅信号(ψest )を発生する装置500、320、490、580と、 電流信号(iWm)と振幅信号(ULWest 、ψest )との間の位相関係に応じて
    エラー信号(ψerror )を発生する装置580と、 を含む前記装置230、320、580。
JP2000510200A 1997-08-18 1998-08-18 電気リラクタンス機械の調整方法と調整装置 Pending JP2001516199A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9702965A SE511217C2 (sv) 1997-08-18 1997-08-18 Förfarande och drivsystem för reglering av en reluktansmaskin
SE9702965-6 1997-08-18
PCT/SE1998/001483 WO1999009646A2 (en) 1997-08-18 1998-08-18 Method and regulator for electrical reluctance machines
US10/006,202 US6841961B2 (en) 1997-08-18 2001-12-10 Method and regulator for electrical reluctance machines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001516199A true JP2001516199A (ja) 2001-09-25

Family

ID=34067511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000510200A Pending JP2001516199A (ja) 1997-08-18 1998-08-18 電気リラクタンス機械の調整方法と調整装置

Country Status (8)

Country Link
US (2) US6339307B1 (ja)
EP (1) EP1023768A2 (ja)
JP (1) JP2001516199A (ja)
AU (1) AU8821798A (ja)
CA (1) CA2300820A1 (ja)
PL (1) PL338669A1 (ja)
SE (1) SE511217C2 (ja)
WO (1) WO1999009646A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015518362A (ja) * 2012-01-11 2015-06-25 日本電産株式会社 モータコントローラ
US20220373621A1 (en) * 2020-11-26 2022-11-24 Southeast University Power calculation method of magnetic circuit

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE517014C2 (sv) * 1999-07-30 2002-04-02 Emotron Ab Reglerkrets och förfarande för drift av en reglerkrets för en reluktansmaskin
US7095205B2 (en) * 2000-03-29 2006-08-22 The Texas A&M University System System and method for inductance based position encoding sensorless SRM drives
US6803740B2 (en) * 2002-10-25 2004-10-12 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for determining phase current of switched reluctance electric machines
JP2005083316A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Boc Edwards Kk モータ制御システム及び該モータ制御システムを搭載した真空ポンプ
US7694538B2 (en) * 2005-02-14 2010-04-13 Emerson Electric Co. Device and method for sensing temperature of a rotating electromagnetic machine
US7298110B2 (en) * 2005-09-28 2007-11-20 Caterpillar Inc. Integrated motor monitoring system
KR101301385B1 (ko) * 2011-09-20 2013-09-10 삼성전기주식회사 스위치드 릴럭턴스 모터의 속도 제어 장치
US8836256B2 (en) * 2012-07-12 2014-09-16 Deere & Company Switched reluctance motor torque estimation
US10884012B1 (en) 2016-12-06 2021-01-05 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Velocity determination system and method
RU2716129C1 (ru) * 2019-06-18 2020-03-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Способ управления вентильно-индукторным электрическим двигателем

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3034252A1 (de) * 1980-09-11 1982-04-15 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zum feldorientierten betrieb einer umrichtergespeisten asynchronmaschine
DE3438504A1 (de) * 1984-10-20 1986-04-24 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Verfahren und einrichtung zur regelung einer drehfeldmaschine
US4740738A (en) * 1986-09-17 1988-04-26 Westinghouse Electric Corp. Reluctance motor control system and method
SE455034B (sv) 1986-10-10 1988-06-13 Ems Electronic Motor Systems Drivkrets for en reluktansmotor
US5134349A (en) 1991-05-28 1992-07-28 Kruse David L Two-phase brushless dc motor controller
US5140243A (en) * 1991-09-13 1992-08-18 General Electric Company Discrete position estimator for a switched reluctance machine using a flux-current map comparator
FI90163C (fi) * 1991-10-25 1993-12-27 Abb Stroemberg Drives Oy Foerfarande foer att bestaemma statorfloedet i en asynkronmaskin
FI94201C (fi) * 1993-03-17 1995-07-25 Abb Stroemberg Drives Oy Menetelmä epätahtikoneen staattorivuon estimaatin määrittämiseksi
US5502360A (en) * 1995-03-10 1996-03-26 Allen-Bradley Company, Inc. Stator resistance detector for use in electric motor controllers
US5637974A (en) * 1995-04-21 1997-06-10 Itt Automotive Electrical Systems, Inc. Method and apparatus for hybrid direct-indirect control of a switched reluctance motor
WO1997011524A1 (en) 1995-09-20 1997-03-27 Georgia Tech Research Corporation Method and apparatus for control of a switched reluctance motor
US5867004A (en) * 1996-04-09 1999-02-02 Sundstrand Corporation Relative angel estimation apparatus for a sensorless switched reluctance machine system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015518362A (ja) * 2012-01-11 2015-06-25 日本電産株式会社 モータコントローラ
US20220373621A1 (en) * 2020-11-26 2022-11-24 Southeast University Power calculation method of magnetic circuit
US11709211B2 (en) * 2020-11-26 2023-07-25 Southeast University Power calculation method of magnetic circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US6841961B2 (en) 2005-01-11
SE9702965L (sv) 1999-02-19
US6339307B1 (en) 2002-01-15
WO1999009646A2 (en) 1999-02-25
SE9702965D0 (sv) 1997-08-18
US20030094918A1 (en) 2003-05-22
CA2300820A1 (en) 1999-02-25
WO1999009646A3 (en) 1999-04-15
EP1023768A2 (en) 2000-08-02
AU8821798A (en) 1999-03-08
SE511217C2 (sv) 1999-08-23
PL338669A1 (en) 2000-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0287607B1 (en) A motor energizing circuit
JP3686474B2 (ja) ブラシレス永久磁石モータの制御システム及び方法
JP3467961B2 (ja) 回転電機の制御装置
US7015664B2 (en) Motor drive control
US5982117A (en) Method and apparatus for control of a switched reluctance motor
EP1086525B1 (en) Method of minimizing errors in rotor angle estimate in synchronous machine
EP1553691B1 (en) Rotor position detection of an electrical machine
JP2001516199A (ja) 電気リラクタンス機械の調整方法と調整装置
GB2465379A (en) Controller for electrical machines
US20060038530A1 (en) System and method for optimizing motor performance by varying flux
US20060176059A1 (en) Motor phase current measurement using a single DC bus shunt sensor
CN1574598B (zh) 开关磁阻驱动装置的转子位置检测
EP0532350A1 (en) Lock detector for switched reluctance machine rotor position estimator
KR20040092413A (ko) 전기 기기의 회전자 위치 결정 방법 및 시스템과, 전기기기의 회전자 위치 결정 방법을 실행하기 위한소프트웨어를 기록한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체
KR20000028798A (ko) 스위치형 자기 저항 모터용 정류 방법 및 장치
KR101601964B1 (ko) 영구자석 전동기의 제어 장치 및 방법
KR100720323B1 (ko) 스위치드 릴럭턴스 머신의 회전자 위치 검출 방법 및 릴럭턴스 구동 시스템
CN103109453B (zh) 用于无传感器地确定电机的转子位置的方法和装置
US6201367B1 (en) Method for restarting a synchronous permanent magnet motor still rotating
US6359413B1 (en) Current control system for a switched reluctance motor
Panda et al. Effect of mutual inductance on steady-state performance and position estimation of switched reluctance motor drive
JP3707659B2 (ja) 同期電動機の定数同定方法
JP2002511730A (ja) 電源に供給する静的変換器の制御方法と装置
CN111987939B (zh) 用于bldc电机控制的超前角检测
EP1214777B1 (en) A controller for electrical machines