JP2002291280A - 永久磁石電動機の制御装置 - Google Patents
永久磁石電動機の制御装置Info
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たり
の回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同
期制御を可能にする永久磁石電動機の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 永久磁石電動機の出力軸の回転を検出し
て得られる回転位相信号に基づいて、回転子の磁極位相
信号を生成し、この磁極位相信号に従って永久磁石電動
機を同期制御するに当たり、回転位相信号を、永久磁石
電動機の回転子が１回転する毎に、回転角に比例する回
転角信号に変換する第１の信号変換手段と、回転角信号
を、永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数だけ繰り返
す磁極位相信号に変換する第２の信号変換手段とを備え
る。
の回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同
期制御を可能にする永久磁石電動機の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 永久磁石電動機の出力軸の回転を検出し
て得られる回転位相信号に基づいて、回転子の磁極位相
信号を生成し、この磁極位相信号に従って永久磁石電動
機を同期制御するに当たり、回転位相信号を、永久磁石
電動機の回転子が１回転する毎に、回転角に比例する回
転角信号に変換する第１の信号変換手段と、回転角信号
を、永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数だけ繰り返
す磁極位相信号に変換する第２の信号変換手段とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石電動機の
出力軸の回転を検出して得られる回転位相信号に基づい
て、回転子の磁極位相信号を生成し、この磁極位相信号
に従って永久磁石電動機を同期制御する永久磁石電動機
の制御装置に関する。
出力軸の回転を検出して得られる回転位相信号に基づい
て、回転子の磁極位相信号を生成し、この磁極位相信号
に従って永久磁石電動機を同期制御する永久磁石電動機
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、例えば、エレベータを駆動する
永久磁石電動機の制御装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、電動機１に回転位置検出装置２が結
合されている。回転位置検出装置２は電動機１の回転位
置を検出し、例えば、電動機が１回転する間に、繰り返
し数が２の回転位相信号φを出力して磁極位相換算装置
３に加える。磁極位相換算装置３は回転位相信号φを永
久磁石電動機１の磁極対数に対応した繰り返し数の磁極
位相信号θに変換して電動機制御装置４に加える。電動
機制御装置４は磁極位相信号に同期する磁界を発生させ
るように、固定子の電流を制御する。
永久磁石電動機の制御装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、電動機１に回転位置検出装置２が結
合されている。回転位置検出装置２は電動機１の回転位
置を検出し、例えば、電動機が１回転する間に、繰り返
し数が２の回転位相信号φを出力して磁極位相換算装置
３に加える。磁極位相換算装置３は回転位相信号φを永
久磁石電動機１の磁極対数に対応した繰り返し数の磁極
位相信号θに変換して電動機制御装置４に加える。電動
機制御装置４は磁極位相信号に同期する磁界を発生させ
るように、固定子の電流を制御する。
【０００３】この場合、磁極位相換算装置３は、永久磁
石電動機１の磁極対数を回転位置検出装置２の１回転の
信号繰り返し数で割った値を換算係数とし、この換算計
数を回転位相信号φに掛け算すると共に、１回転に対す
る回転角、例えば、３６０°で除算して得られる剰余を
とって磁極位相信号θを生成し、電動機制御装置４に加
える。これによって、永久磁石電動機１の同期制御が行
われる。
石電動機１の磁極対数を回転位置検出装置２の１回転の
信号繰り返し数で割った値を換算係数とし、この換算計
数を回転位相信号φに掛け算すると共に、１回転に対す
る回転角、例えば、３６０°で除算して得られる剰余を
とって磁極位相信号θを生成し、電動機制御装置４に加
える。これによって、永久磁石電動機１の同期制御が行
われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の磁
極位相信号の生成方法では、永久磁石電動機１の磁極対
数が、回転位置検出装置２が出力する信号の繰り返し数
の整数倍でなければ、正確な磁極の位置を検出すること
ができず、同期制御が不可能になる。このことを図８及
び図９を用いて説明する。
極位相信号の生成方法では、永久磁石電動機１の磁極対
数が、回転位置検出装置２が出力する信号の繰り返し数
の整数倍でなければ、正確な磁極の位置を検出すること
ができず、同期制御が不可能になる。このことを図８及
び図９を用いて説明する。
【０００５】例えば、永久磁石電動機１の磁極対数が４
で、永久磁石電動機が１回転する間に回転位置検出装置
２が出力する回転位相信号の繰り返し数が２であったと
すれば、回転位置検出装置２による回転位相信号φは、
図８（ａ）に示すように、電動機が実際に１回転する間
に、その値が鋸歯状に２回に亘って変化する回転位相信
号φを出力する。これに対して、永久磁石電動機１の磁
極対数が４であるとすれば、磁極位相信号θは、図８
（ｂ）に示すように、電動機が１回転する間に、その値
が鋸歯状に４回変化する。しかして、回転位相信号φの
繰り返し数が２で、磁極対数が４であることから、磁極
位相換算装置３は、４／２＝２を換算係数として、この
換算係数を回転位相信号φに掛け算し、順次３６０°で
除算して得られる剰余、つまり、電動機が１回転する間
に０°から３６０°まで増大する磁極位相信号を４回に
亘って出力する。これによって、図８（ｂ）に示す信号
が得られ、これによって、図７に示すシステムが永久磁
石電動機１を同期制御することができる。
で、永久磁石電動機が１回転する間に回転位置検出装置
２が出力する回転位相信号の繰り返し数が２であったと
すれば、回転位置検出装置２による回転位相信号φは、
図８（ａ）に示すように、電動機が実際に１回転する間
に、その値が鋸歯状に２回に亘って変化する回転位相信
号φを出力する。これに対して、永久磁石電動機１の磁
極対数が４であるとすれば、磁極位相信号θは、図８
（ｂ）に示すように、電動機が１回転する間に、その値
が鋸歯状に４回変化する。しかして、回転位相信号φの
繰り返し数が２で、磁極対数が４であることから、磁極
位相換算装置３は、４／２＝２を換算係数として、この
換算係数を回転位相信号φに掛け算し、順次３６０°で
除算して得られる剰余、つまり、電動機が１回転する間
に０°から３６０°まで増大する磁極位相信号を４回に
亘って出力する。これによって、図８（ｂ）に示す信号
が得られ、これによって、図７に示すシステムが永久磁
石電動機１を同期制御することができる。
【０００６】一方、永久磁石電動機１の磁極対数が３
で、永久磁石電動機が１回転する間に回転位置検出装置
２が出力する回転位相信号の繰り返し数が２であったと
すれば、回転位置検出装置２による回転位相信号φは、
図９（ａ）に示すように、その値が鋸歯状に２回変化す
る回転位相信号φを出力する。前述した磁極位相換算装
置３が磁極対数３を回転位置検出装置２の信号繰り返し
数２で割り算すると、換算係数は３／２となる。そこ
で、磁極位相換算装置３がこの換算係数３／２を回転位
置検出位相の値に乗算し、３６０°で除算して得られる
乗余の値を磁極位相信号として出力すると、図９（ｂ）
に示すように、電動機回転角の０°から１２０゜まで磁
極位相は０°から３６０°まで上昇し、電動機回転角の
１２０°から１８０°まで磁極位相は０°から１８０°
まで上昇し、さらに、電動機回転角の１８０°から３６
０°まではこれと同様な変化を繰り返す、不連続な磁極
位相となる。このため、図７に示すシステムは磁極対数
に同期した同期制御が不可能になる。
で、永久磁石電動機が１回転する間に回転位置検出装置
２が出力する回転位相信号の繰り返し数が２であったと
すれば、回転位置検出装置２による回転位相信号φは、
図９（ａ）に示すように、その値が鋸歯状に２回変化す
る回転位相信号φを出力する。前述した磁極位相換算装
置３が磁極対数３を回転位置検出装置２の信号繰り返し
数２で割り算すると、換算係数は３／２となる。そこ
で、磁極位相換算装置３がこの換算係数３／２を回転位
置検出位相の値に乗算し、３６０°で除算して得られる
乗余の値を磁極位相信号として出力すると、図９（ｂ）
に示すように、電動機回転角の０°から１２０゜まで磁
極位相は０°から３６０°まで上昇し、電動機回転角の
１２０°から１８０°まで磁極位相は０°から１８０°
まで上昇し、さらに、電動機回転角の１８０°から３６
０°まではこれと同様な変化を繰り返す、不連続な磁極
位相となる。このため、図７に示すシステムは磁極対数
に同期した同期制御が不可能になる。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、永久磁石電動機
の磁極対数が、１回転当たりの回転位相信号の繰り返し
数の整数倍でない場合でも同期制御を可能にする永久磁
石電動機の制御装置を提供するにある。
ためになされたもので、第１の目的は、永久磁石電動機
の磁極対数が、１回転当たりの回転位相信号の繰り返し
数の整数倍でない場合でも同期制御を可能にする永久磁
石電動機の制御装置を提供するにある。
【０００８】第２の目的は、制御装置への供給電源が中
断しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を
確実に停電前の値に復帰させることができる永久磁石電
動機の制御装置を提供するにある。
断しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を
確実に停電前の値に復帰させることができる永久磁石電
動機の制御装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以下、本発明の原理を説
明した後で、課題を解決する手段について説明する。永
久磁石電動機１の磁極対数が、その１回転における回転
位置検出装置２の回転位相信号の繰り返し数の整数倍に
ならない場合に同期制御上で問題となるのは、位相の不
連続な点があることである。そこで、回転位置検出装置
２で検出された回転位相信号φを一旦、電動機の１回転
について回転角度に比例すると共に、繰り返し数が１の
信号に変換し、変換された信号に磁極対数分の信号に変
換することによって解決することができる。
明した後で、課題を解決する手段について説明する。永
久磁石電動機１の磁極対数が、その１回転における回転
位置検出装置２の回転位相信号の繰り返し数の整数倍に
ならない場合に同期制御上で問題となるのは、位相の不
連続な点があることである。そこで、回転位置検出装置
２で検出された回転位相信号φを一旦、電動機の１回転
について回転角度に比例すると共に、繰り返し数が１の
信号に変換し、変換された信号に磁極対数分の信号に変
換することによって解決することができる。
【００１０】例えば、永久磁石電動機１の磁極対数が３
で、回転位置検出装置２によって検出される永久磁石電
動機１の１回転の回転位相信号の繰り返し数が２である
とする。このとき、回転位置検出装置２から図１０
（ａ）に示す回転位相信号φが出力される。この回転位
相信号φの値を電動機の１回転の繰り返し数２で割り算
すると、図１０（ｂ）に示すように、電動機回転角の０
°から１８０°まで実線で示すように直線的に増大する
回転角信号が得られ、電動機回転角の１８０゜から３６
０°までは破線で示したように直線的に増大する回転角
信号が得られる。従って、電動機回転角の１８０゜から
３６０°までは数値として１８０°を加算する、いわゆ
る、桁上げを行うことによって、電動機の１回転の回転
角Φに対して直線的に上昇する回転角信号φ′が得られ
る。そして、この回転角信号φ′に磁束対数を乗算し、
得られた値を１回転に対する回転角、例えば、３６０°
で除算し、その剰余をとれば、図１０（ｃ）に示すよう
に、電動機の１回転に対して繰り返し数が３の磁極位相
信号θが得られる。
で、回転位置検出装置２によって検出される永久磁石電
動機１の１回転の回転位相信号の繰り返し数が２である
とする。このとき、回転位置検出装置２から図１０
（ａ）に示す回転位相信号φが出力される。この回転位
相信号φの値を電動機の１回転の繰り返し数２で割り算
すると、図１０（ｂ）に示すように、電動機回転角の０
°から１８０°まで実線で示すように直線的に増大する
回転角信号が得られ、電動機回転角の１８０゜から３６
０°までは破線で示したように直線的に増大する回転角
信号が得られる。従って、電動機回転角の１８０゜から
３６０°までは数値として１８０°を加算する、いわゆ
る、桁上げを行うことによって、電動機の１回転の回転
角Φに対して直線的に上昇する回転角信号φ′が得られ
る。そして、この回転角信号φ′に磁束対数を乗算し、
得られた値を１回転に対する回転角、例えば、３６０°
で除算し、その剰余をとれば、図１０（ｃ）に示すよう
に、電動機の１回転に対して繰り返し数が３の磁極位相
信号θが得られる。
【００１１】ここで、回転角信号φ′を作成する際の桁
上げの情報を、制御装置の供給電源の中断があっても電
源復帰時まで保持しておかなければならないという問題
がある。そこで、図１１（ａ）に示すように、永久磁石
電動機の磁極対数が３，回転位置検出装置の出力信号の
繰り返し数が２の組み合わせで、例えばａ０の点で電源
が中断した場合と、ａ０の位置からちょうど１８０°ず
れたｂ０の点で電源が中断した場合について考えると、
次の電源復帰時に回転角信号φ′の作成時の桁上げ情報
がなくなっておれば、図１１（ｂ）中のｂ１′のように
実際とは異なって１８０°ずれた回転角の信号に変換さ
れてしまい、得られる回転角信号φ′に着目すると、ａ
０に対応するａ１と、ｂ０に対応するｂ１とが等しくな
り、この結果、図１１（ｃ）に示すように、磁極位相信
号θ中の値ａ２に比較してより大きいｂ２になるべき値
がａ２の値に等しくなってしまうことになる。
上げの情報を、制御装置の供給電源の中断があっても電
源復帰時まで保持しておかなければならないという問題
がある。そこで、図１１（ａ）に示すように、永久磁石
電動機の磁極対数が３，回転位置検出装置の出力信号の
繰り返し数が２の組み合わせで、例えばａ０の点で電源
が中断した場合と、ａ０の位置からちょうど１８０°ず
れたｂ０の点で電源が中断した場合について考えると、
次の電源復帰時に回転角信号φ′の作成時の桁上げ情報
がなくなっておれば、図１１（ｂ）中のｂ１′のように
実際とは異なって１８０°ずれた回転角の信号に変換さ
れてしまい、得られる回転角信号φ′に着目すると、ａ
０に対応するａ１と、ｂ０に対応するｂ１とが等しくな
り、この結果、図１１（ｃ）に示すように、磁極位相信
号θ中の値ａ２に比較してより大きいｂ２になるべき値
がａ２の値に等しくなってしまうことになる。
【００１２】この問題に関しては、不揮発性の記憶装置
に回転角信号φ′の桁上げの情報を随時格納し、電源復
帰時に、電源中断直前と同じ回転角信号φ′を生成する
ことによって正確な磁極位相信号θを検出することがで
きる。もう一つの方法としては、磁極位相信号θを不揮
発性の記憶装置に随時格納し、電源復帰時に電源中断直
前の磁極位相信号θと一定値以上のずれがあるかないか
を判定して磁極位相信号θを補正することもできる。
に回転角信号φ′の桁上げの情報を随時格納し、電源復
帰時に、電源中断直前と同じ回転角信号φ′を生成する
ことによって正確な磁極位相信号θを検出することがで
きる。もう一つの方法としては、磁極位相信号θを不揮
発性の記憶装置に随時格納し、電源復帰時に電源中断直
前の磁極位相信号θと一定値以上のずれがあるかないか
を判定して磁極位相信号θを補正することもできる。
【００１３】以上は、電源中断中に電動機が回転しない
場合に限定され、電源中断中に電動機が外からのトルク
で回転すると回転角信号φ′の作成の桁上げ情報を記憶
していても無意味な情報になってしまう。このような場
合、磁極位相の誤検出を回避するには、例えば、電動機
の１回転に対する回転位置検出装置の周期数が２のとき
は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、現在の磁極位
相信号θ０に対してステップ電流の応答を測定し、次に
（θ０＋１８０°）の位相に対してステップ電流の応答
を測定し、両者の応答を比較することによって磁極位相
を補正する必要があるか否かを判定する。順方向の位相
で電流を流した場合は電動機の永久磁石の磁界の影響で
ステップ応答は早くなり、逆方向の場合はステップ応答
は遅くなることを利用し、θ０位相の応答が早ければ補
正する必要はなく、（θ０＋１８０°）位相の応答が早
ければ１８０°の補正を行う。
場合に限定され、電源中断中に電動機が外からのトルク
で回転すると回転角信号φ′の作成の桁上げ情報を記憶
していても無意味な情報になってしまう。このような場
合、磁極位相の誤検出を回避するには、例えば、電動機
の１回転に対する回転位置検出装置の周期数が２のとき
は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、現在の磁極位
相信号θ０に対してステップ電流の応答を測定し、次に
（θ０＋１８０°）の位相に対してステップ電流の応答
を測定し、両者の応答を比較することによって磁極位相
を補正する必要があるか否かを判定する。順方向の位相
で電流を流した場合は電動機の永久磁石の磁界の影響で
ステップ応答は早くなり、逆方向の場合はステップ応答
は遅くなることを利用し、θ０位相の応答が早ければ補
正する必要はなく、（θ０＋１８０°）位相の応答が早
ければ１８０°の補正を行う。
【００１４】これらの磁極位相補償による判定が正確に
行われず、磁極位相が正しく認識されない場合には、磁
極の反発力により過剰な速度で電動機が回転するか、あ
るいは電動機が回転しないために制御装置が過剰な電
流、電圧を発生させようとする。そのため、電源が中断
し電源復帰後の最初の電動機駆動時に、過剰速度、過剰
電流、過剰電圧のいずれか１つを検出した場合には、即
時制御装置を停止すると同時に、磁極位相を補正するよ
うにする。
行われず、磁極位相が正しく認識されない場合には、磁
極の反発力により過剰な速度で電動機が回転するか、あ
るいは電動機が回転しないために制御装置が過剰な電
流、電圧を発生させようとする。そのため、電源が中断
し電源復帰後の最初の電動機駆動時に、過剰速度、過剰
電流、過剰電圧のいずれか１つを検出した場合には、即
時制御装置を停止すると同時に、磁極位相を補正するよ
うにする。
【００１５】そこで、請求項１に係る発明は、永久磁石
電動機の出力軸の回転を検出して得られる回転位相信号
に基づいて、回転子の磁極位相信号を生成し、この磁極
位相信号に従って永久磁石電動機を同期制御する永久磁
石電動機の制御装置において、回転位相信号を、永久磁
石電動機の回転子が１回転する毎に、回転角に比例する
回転角信号に変換する第１の信号変換手段と、回転角信
号を、永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数だけ繰り
返す磁極位相信号に変換する第２の信号変換手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
電動機の出力軸の回転を検出して得られる回転位相信号
に基づいて、回転子の磁極位相信号を生成し、この磁極
位相信号に従って永久磁石電動機を同期制御する永久磁
石電動機の制御装置において、回転位相信号を、永久磁
石電動機の回転子が１回転する毎に、回転角に比例する
回転角信号に変換する第１の信号変換手段と、回転角信
号を、永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数だけ繰り
返す磁極位相信号に変換する第２の信号変換手段と、を
備えたことを特徴とするものである。
【００１６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石電動機の制御装置において、第１の信号変換手
段は、永久磁石電動機の回転子が１回転する間の回転位
相信号の繰り返し数がｎであるとき、回転位相信号をｎ
で除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補正信号
を加算して出力する回転角変換手段と、回転角変換手段
の出力信号を不揮発性記憶装置に逐次記憶、更新する回
転角信号記憶手段と、回転角信号記憶手段の記憶値に基
づき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで回転角
信号が異なる状態を判別して、制御装置の供給電源の中
断時と復帰時とが同じになるように回転角補正信号を生
成して回転角変換手段の出力を補正する回転角補正手段
と、を備えたことを特徴とする。
永久磁石電動機の制御装置において、第１の信号変換手
段は、永久磁石電動機の回転子が１回転する間の回転位
相信号の繰り返し数がｎであるとき、回転位相信号をｎ
で除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補正信号
を加算して出力する回転角変換手段と、回転角変換手段
の出力信号を不揮発性記憶装置に逐次記憶、更新する回
転角信号記憶手段と、回転角信号記憶手段の記憶値に基
づき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで回転角
信号が異なる状態を判別して、制御装置の供給電源の中
断時と復帰時とが同じになるように回転角補正信号を生
成して回転角変換手段の出力を補正する回転角補正手段
と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石電動機の制御装置において、第２の信号変換手
段は、磁極対数がｍであるとき、回転角信号にｍを乗算
し、得られた信号を永久磁石電動機の回転子の１回転に
対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の区間に
磁極位相補正信号を加算して磁極位相信号として出力す
る磁極位相変換手段と、磁極位相変換手段の出力信号を
不揮発性記憶装置に逐次記憶、更新する磁極位相信号記
憶手段と、磁極位相信号記憶手段の記憶値に基づき、制
御装置の供給電源の中断時と復帰時とで磁極位相信号が
異なる状態を判別して、制御装置の供給電源の中断時と
復帰時とで磁極位相が同じになるように磁極位相補正信
号を生成して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位
相補正手段と、を備えたことを特徴とする。
永久磁石電動機の制御装置において、第２の信号変換手
段は、磁極対数がｍであるとき、回転角信号にｍを乗算
し、得られた信号を永久磁石電動機の回転子の１回転に
対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の区間に
磁極位相補正信号を加算して磁極位相信号として出力す
る磁極位相変換手段と、磁極位相変換手段の出力信号を
不揮発性記憶装置に逐次記憶、更新する磁極位相信号記
憶手段と、磁極位相信号記憶手段の記憶値に基づき、制
御装置の供給電源の中断時と復帰時とで磁極位相信号が
異なる状態を判別して、制御装置の供給電源の中断時と
復帰時とで磁極位相が同じになるように磁極位相補正信
号を生成して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位
相補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】請求項４に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、位相を変えて磁界
を作るような永久磁石電動機の電流ステップ応答を測定
して回転角信号を補正すべきか否かを判定する磁極判定
制御手段を備え、第１の信号変換手段は、永久磁石電動
機の回転子が１回転する間の回転位相信号の繰り返し数
がｎであるとき、回転位相信号をｎで除算し、得られた
信号の所定の区間に回転角補正信号を加算して出力する
回転角変換手段と、磁極判定制御手段が回転角信号を補
正すべきと判定したとき、制御装置の供給電源の中断時
と復帰時とで回転角信号が同じになるように回転角補正
信号を生成して回転角変換手段の出力を補正する回転角
補正手段と、を備えたことを特徴とする。
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、位相を変えて磁界
を作るような永久磁石電動機の電流ステップ応答を測定
して回転角信号を補正すべきか否かを判定する磁極判定
制御手段を備え、第１の信号変換手段は、永久磁石電動
機の回転子が１回転する間の回転位相信号の繰り返し数
がｎであるとき、回転位相信号をｎで除算し、得られた
信号の所定の区間に回転角補正信号を加算して出力する
回転角変換手段と、磁極判定制御手段が回転角信号を補
正すべきと判定したとき、制御装置の供給電源の中断時
と復帰時とで回転角信号が同じになるように回転角補正
信号を生成して回転角変換手段の出力を補正する回転角
補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】請求項５に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、位相を変えて磁界
を作るような永久磁石電動機の電流ステップ応答を測定
して磁極位相信号を補正すべきか否かを判定する磁極判
定制御手段を備え、第２の信号変換手段は、磁極対数が
ｍであるとき、回転角信号にｍを乗算し、得られた信号
を永久磁石電動機の回転子の１回転に対する回転角で除
算してその剰余を求め、所定の区間に磁極位相補正信号
を加算して磁極位相信号として出力する磁極位相変換手
段と、磁極判定制御手段が磁極位相信号を補正すべきと
判定したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時と
で磁極位相信号が同じになるように磁極位相補正信号を
生成して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位相補
正手段と、を備えたことを特徴とする。
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、位相を変えて磁界
を作るような永久磁石電動機の電流ステップ応答を測定
して磁極位相信号を補正すべきか否かを判定する磁極判
定制御手段を備え、第２の信号変換手段は、磁極対数が
ｍであるとき、回転角信号にｍを乗算し、得られた信号
を永久磁石電動機の回転子の１回転に対する回転角で除
算してその剰余を求め、所定の区間に磁極位相補正信号
を加算して磁極位相信号として出力する磁極位相変換手
段と、磁極判定制御手段が磁極位相信号を補正すべきと
判定したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時と
で磁極位相信号が同じになるように磁極位相補正信号を
生成して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位相補
正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】請求項６に係る発明は、さらに、永久磁石
電動機の速度変化を検出する検出手段と、制御装置の供
給電源が中断した後の復帰時にステップ電流を流す指令
を出力すると共に、検出手段の検出結果に基づいて制御
装置の供給電源が中断した後の復帰時に回転角信号を補
正すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段とを
備え、第１の信号変換手段は、請求項１に記載の永久磁
石電動機の制御装置において、永久磁石電動機の回転子
が１回転する間の回転位相信号の繰り返し数がｎである
とき、回転位相信号をｎで除算し、得られた信号の所定
の区間に回転角補正信号を加算して出力する回転角変換
手段と、電動機制御異常検出手段が回転角補正指令を出
力したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで
回転角信号が同じになるように回転角補正信号を生成し
て回転角変換手段の出力を補正する回転角補正手段と、
を備えたことを特徴とする。
電動機の速度変化を検出する検出手段と、制御装置の供
給電源が中断した後の復帰時にステップ電流を流す指令
を出力すると共に、検出手段の検出結果に基づいて制御
装置の供給電源が中断した後の復帰時に回転角信号を補
正すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段とを
備え、第１の信号変換手段は、請求項１に記載の永久磁
石電動機の制御装置において、永久磁石電動機の回転子
が１回転する間の回転位相信号の繰り返し数がｎである
とき、回転位相信号をｎで除算し、得られた信号の所定
の区間に回転角補正信号を加算して出力する回転角変換
手段と、電動機制御異常検出手段が回転角補正指令を出
力したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで
回転角信号が同じになるように回転角補正信号を生成し
て回転角変換手段の出力を補正する回転角補正手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項７に係る発明は、さらに、永久磁石
電動機の速度変化を検出する検出手段と、制御装置の供
給電源が中断した後の復帰時にステップ電流を流す指令
を出力すると共に、検出手段の検出結果に基づいて制御
装置の供給電源が中断した後の復帰時に磁極位相信号を
補正すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段と
を備え、第２の信号変換手段は、請求項１に記載の永久
磁石電動機の制御装置において、磁極対数がｍであると
き、回転角信号にｍを乗算し、得られた信号を永久磁石
電動機の回転子の１回転に対する回転角で除算してその
剰余を求め、所定の区間に磁極位相補正信号を加算して
磁極位相信号として出力する磁極位相変換手段と、電動
機制御異常検出手段が磁極位相信号を補正すべきと判定
したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで磁
極位相信号が同じになるように磁極位相補正信号を生成
して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位相補正手
段と、を備えたことを特徴とする。
電動機の速度変化を検出する検出手段と、制御装置の供
給電源が中断した後の復帰時にステップ電流を流す指令
を出力すると共に、検出手段の検出結果に基づいて制御
装置の供給電源が中断した後の復帰時に磁極位相信号を
補正すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段と
を備え、第２の信号変換手段は、請求項１に記載の永久
磁石電動機の制御装置において、磁極対数がｍであると
き、回転角信号にｍを乗算し、得られた信号を永久磁石
電動機の回転子の１回転に対する回転角で除算してその
剰余を求め、所定の区間に磁極位相補正信号を加算して
磁極位相信号として出力する磁極位相変換手段と、電動
機制御異常検出手段が磁極位相信号を補正すべきと判定
したとき、制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで磁
極位相信号が同じになるように磁極位相補正信号を生成
して磁極位相変換手段の出力を補正する磁極位相補正手
段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】請求項８に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、永久磁石
電動機の電流又は電圧のいずれか１つを検出する検出手
段と、制御装置の供給電源が中断した後の復帰時に、検
出手段の検出結果に基づいて電動機の制御異常を検出
し、電動機制御停止指令及び回転角補正指令を出力する
電動機制御異常検出手段とを備え、第１の信号変換手段
は、永久磁石電動機の回転子が１回転する間の回転位相
信号の繰り返し数がｎであるとき、回転位相信号をｎで
除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補正信号を
加算して出力する回転角変換手段と、電動機制御異常検
出手段が回転角補正指令を出力したとき、制御装置の供
給電源の中断時と復帰時とで回転角信号が同じになるよ
うに回転角補正信号を生成して回転角変換手段の出力を
補正する回転角補正手段と、を備えたことを特徴とす
る。
永久磁石電動機の制御装置において、さらに、永久磁石
電動機の電流又は電圧のいずれか１つを検出する検出手
段と、制御装置の供給電源が中断した後の復帰時に、検
出手段の検出結果に基づいて電動機の制御異常を検出
し、電動機制御停止指令及び回転角補正指令を出力する
電動機制御異常検出手段とを備え、第１の信号変換手段
は、永久磁石電動機の回転子が１回転する間の回転位相
信号の繰り返し数がｎであるとき、回転位相信号をｎで
除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補正信号を
加算して出力する回転角変換手段と、電動機制御異常検
出手段が回転角補正指令を出力したとき、制御装置の供
給電源の中断時と復帰時とで回転角信号が同じになるよ
うに回転角補正信号を生成して回転角変換手段の出力を
補正する回転角補正手段と、を備えたことを特徴とす
る。
【００２３】請求項９に係る発明は、さらに、永久磁石
電動機の電流又は電圧のいずれか１つを検出する検出手
段と、制御装置の供給電源が中断した後の復帰時に、検
出手段の検出結果に基づいて電動機の制御異常を検出
し、電動機制御停止指令及び磁極位相補正指令を出力す
る電動機制御異常検出手段とを備え、第２の信号変換手
段は、請求項１に記載の永久磁石電動機の制御装置にお
いて、磁極対数がｍであるとき、回転角信号にｍを乗算
し、得られた信号を永久磁石電動機の回転子の１回転に
対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の区間に
磁極位相補正信号を加算して磁極位相信号として出力す
る磁極位相変換手段と、電動機制御異常検出手段が磁極
位相補正指令を出力したとき、制御装置の供給電源の中
断時と復帰時とで磁極位相信号が同じになるように磁極
位相補正信号を生成して磁極位相変換手段の出力を補正
する磁極位相補正手段と、を備えたことを特徴とする。
電動機の電流又は電圧のいずれか１つを検出する検出手
段と、制御装置の供給電源が中断した後の復帰時に、検
出手段の検出結果に基づいて電動機の制御異常を検出
し、電動機制御停止指令及び磁極位相補正指令を出力す
る電動機制御異常検出手段とを備え、第２の信号変換手
段は、請求項１に記載の永久磁石電動機の制御装置にお
いて、磁極対数がｍであるとき、回転角信号にｍを乗算
し、得られた信号を永久磁石電動機の回転子の１回転に
対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の区間に
磁極位相補正信号を加算して磁極位相信号として出力す
る磁極位相変換手段と、電動機制御異常検出手段が磁極
位相補正指令を出力したとき、制御装置の供給電源の中
断時と復帰時とで磁極位相信号が同じになるように磁極
位相補正信号を生成して磁極位相変換手段の出力を補正
する磁極位相補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る永久磁石電動機の制御装置の第１の実施形態の構成を
示すブロック図であり、図中、従来装置を示す図７と同
一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示してい
る。図１において、永久磁石電動機１に回転位置検出装
置２が結合されており、この回転位置検出装置２によっ
て得られた回転位相信号φは、回転角信号記憶装置８及
び回転角補正装置７を付帯する回転角変換装置５によっ
て回転角信号φ′に変換され、さらに磁極位相変換装置
６によって磁極位相信号θに変換された後、永久磁石電
動機１を駆動する電動機制御装置４に取り込まれる構成
になっている。
実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る永久磁石電動機の制御装置の第１の実施形態の構成を
示すブロック図であり、図中、従来装置を示す図７と同
一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示してい
る。図１において、永久磁石電動機１に回転位置検出装
置２が結合されており、この回転位置検出装置２によっ
て得られた回転位相信号φは、回転角信号記憶装置８及
び回転角補正装置７を付帯する回転角変換装置５によっ
て回転角信号φ′に変換され、さらに磁極位相変換装置
６によって磁極位相信号θに変換された後、永久磁石電
動機１を駆動する電動機制御装置４に取り込まれる構成
になっている。
【００２５】なお、回転角信号記憶装置８は回転角信号
φ′及び回転角桁上量Δφ′を逐次記憶、更新すると共
に、停電が発生してもその直前の値を保持する不揮発性
のものであり、回転角補正装置７はこの回転角信号記憶
装置８の記憶状態に従って回転角変換装置５の出力信号
を補正するものである。
φ′及び回転角桁上量Δφ′を逐次記憶、更新すると共
に、停電が発生してもその直前の値を保持する不揮発性
のものであり、回転角補正装置７はこの回転角信号記憶
装置８の記憶状態に従って回転角変換装置５の出力信号
を補正するものである。
【００２６】次に、第１の実施形態の動作について説明
する。回転位置検出装置２は、永久磁石電動機１が１回
転する間に繰り返し数がｎの位相信号φ、すなわち、電
動機回転数Φに対して繰り返し数がｎ・Φの回転位相信
号φを出力する。電動機が１回転する間の回転位相信号
φの繰り返し数ｎは、回転位置検出装置２自体の信号出
力形式や、永久磁石電動機１の回転軸と出力軸との接続
状態、すなわち、回転軸と出力軸とを直結させたり、あ
るいは、加減速用のプーリーを介在させたりする接続状
態によって決まるものである。
する。回転位置検出装置２は、永久磁石電動機１が１回
転する間に繰り返し数がｎの位相信号φ、すなわち、電
動機回転数Φに対して繰り返し数がｎ・Φの回転位相信
号φを出力する。電動機が１回転する間の回転位相信号
φの繰り返し数ｎは、回転位置検出装置２自体の信号出
力形式や、永久磁石電動機１の回転軸と出力軸との接続
状態、すなわち、回転軸と出力軸とを直結させたり、あ
るいは、加減速用のプーリーを介在させたりする接続状
態によって決まるものである。
【００２７】回転位相信号φは、回転角変換装置５によ
って電動機回転角Φと同じく１回転について３６０°の
位相信号となる回転角信号φ′に変換される。ここでの
変換演算は、電動機回転角Φと回転位相信号φとの間に
φ＝ｎ・Φの関係があることから、予め、回転角信号を
φ′＝φ／ｎのように求め、この回転角信号φ′が所定
の大きさに到達した後の信号区間にΔφ′の桁上げをす
ることによって、回転角信号φ′は１回転で３６０°ま
で増加する信号となる。
って電動機回転角Φと同じく１回転について３６０°の
位相信号となる回転角信号φ′に変換される。ここでの
変換演算は、電動機回転角Φと回転位相信号φとの間に
φ＝ｎ・Φの関係があることから、予め、回転角信号を
φ′＝φ／ｎのように求め、この回転角信号φ′が所定
の大きさに到達した後の信号区間にΔφ′の桁上げをす
ることによって、回転角信号φ′は１回転で３６０°ま
で増加する信号となる。
【００２８】この回転角信号φ′は、磁極位相変換装置
６に加えられ、ここで、永久磁石電動機１の１回転にお
ける磁極対数ｍと同じ周期数の磁極位相信号θに変換さ
れ、電動機制御装置４に加えられる。この場合、θ＝ｍ
・φ′の演算が実行され、続いて、３６０°で除算して
得られる剰余を求めることにより、１回転につき繰り返
し数がｍの磁極位相信号に変換される。
６に加えられ、ここで、永久磁石電動機１の１回転にお
ける磁極対数ｍと同じ周期数の磁極位相信号θに変換さ
れ、電動機制御装置４に加えられる。この場合、θ＝ｍ
・φ′の演算が実行され、続いて、３６０°で除算して
得られる剰余を求めることにより、１回転につき繰り返
し数がｍの磁極位相信号に変換される。
【００２９】さらに、この実施形態は、制御装置への供
給電源が中断しても、次の電源復帰時まで桁上量Δφ′
を不揮発性記憶装置である回転角信号記憶装置８に記
億、保持し、電源復帰時に回転角補正装置７が回転角信
号記憶装置８に桁上量Δφ′が保持されているか否かを
判定し、桁上量Δφ′が保持されておれば桁上量Δφ′
０を生成し、桁上量の初期値として回転角変換装置５に
供給する。
給電源が中断しても、次の電源復帰時まで桁上量Δφ′
を不揮発性記憶装置である回転角信号記憶装置８に記
億、保持し、電源復帰時に回転角補正装置７が回転角信
号記憶装置８に桁上量Δφ′が保持されているか否かを
判定し、桁上量Δφ′が保持されておれば桁上量Δφ′
０を生成し、桁上量の初期値として回転角変換装置５に
供給する。
【００３０】なお、図１中に破線で示すように、回転角
信号φ′を回転角信号記憶装置８に逐次記憶、更新さ
せ、電源中断時の値と電源復帰時の値とを回転角補正装
置７によって比較し、回転角補正信号Δφ′０を決め
る、ということも可能である。
信号φ′を回転角信号記憶装置８に逐次記憶、更新さ
せ、電源中断時の値と電源復帰時の値とを回転角補正装
置７によって比較し、回転角補正信号Δφ′０を決め
る、ということも可能である。
【００３１】かくして、第１の実施形態によれば、回転
位相信号を、永久磁石電動機の回転子が１回転する毎
に、回転角に比例する回転角信号に変換し、さらに、こ
の回転角信号を永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数
だけ繰り返す磁極位相信号に変換するようにしたので、
永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの回転位相
信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期制御を可
能にすることができる。
位相信号を、永久磁石電動機の回転子が１回転する毎
に、回転角に比例する回転角信号に変換し、さらに、こ
の回転角信号を永久磁石電動機の磁極対数に等しい回数
だけ繰り返す磁極位相信号に変換するようにしたので、
永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの回転位相
信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期制御を可
能にすることができる。
【００３２】また、制御装置への供給電源が中断して
も、次の電源復帰まで桁上量Δφ′を記億、保持し、そ
の状態に応じて桁上量Δφ′０で補正するようにしたの
で、停電が発生しても、回転角信号φ′を確実に停電前
の値に復帰させることができる。
も、次の電源復帰まで桁上量Δφ′を記億、保持し、そ
の状態に応じて桁上量Δφ′０で補正するようにしたの
で、停電が発生しても、回転角信号φ′を確実に停電前
の値に復帰させることができる。
【００３３】図２は本発明に係る永久磁石電動機の制御
装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。
装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】この第２の実施形態では、電動機制御装置
４への供給電源が中断しても、磁極位相変換装置６の磁
極位相信号θの電源中断時の値を記憶しておくことがで
き、電源供給が中断しても次の電源復帰まで記億値を保
持する不揮発性記憶装置である磁極位相信号記憶装置９
と、電源復帰時には、磁極位相信号記憶装置９に保持し
ていた磁極位相信号と電源復帰時の磁極位相信号を比較
し、現在の磁極位相が電源中断前と同じ位相となるよう
に補正量Δθ０を決め、磁極位相変換装置６の電源復帰
時の初期値とする磁極位相補正装置１１を備えている。
４への供給電源が中断しても、磁極位相変換装置６の磁
極位相信号θの電源中断時の値を記憶しておくことがで
き、電源供給が中断しても次の電源復帰まで記億値を保
持する不揮発性記憶装置である磁極位相信号記憶装置９
と、電源復帰時には、磁極位相信号記憶装置９に保持し
ていた磁極位相信号と電源復帰時の磁極位相信号を比較
し、現在の磁極位相が電源中断前と同じ位相となるよう
に補正量Δθ０を決め、磁極位相変換装置６の電源復帰
時の初期値とする磁極位相補正装置１１を備えている。
【００３５】かくして、図２に示した第２の実施形態に
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に磁極位相信号を確実に停電前の値
に復帰させることができる。
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に磁極位相信号を確実に停電前の値
に復帰させることができる。
【００３６】図３は本発明に係る永久磁石電動機の制御
装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。
装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第１の実施形態を示す図１と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】この第３の実施形態は、図１に示す回転角
信号記憶装置８の代わりに、磁極判定制御装置１０を設
け、この磁極判定制御装置１０判定結果に基づいて回転
角補正装置７が回転角変換装置５が出力する回転角信号
φ′の補正を行うようにしたものである。
信号記憶装置８の代わりに、磁極判定制御装置１０を設
け、この磁極判定制御装置１０判定結果に基づいて回転
角補正装置７が回転角変換装置５が出力する回転角信号
φ′の補正を行うようにしたものである。
【００３８】ここで、磁極判定制御装置１０は電源復帰
時に、電動機の電流を検出する電流検出器１４の出力信
号を取り込み、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、現
在の磁極位相信号θ０に対してステップ電流の応答を測
定し、次に（θ０＋１８０°）の位相に対してステップ
電流の応答を測定し、両者の応答を比較することによっ
て磁極位相を補正する必要があるか否かを判定する。す
なわち、電動機の１回転における回転位置検出装置２の
回転位相信号φの信号繰り返し数が２で、永久磁束対数
が３であるとすると、回転角信号φ′に１８０°のずれ
を生じることがある。このとき、磁極位相変換装置６か
ら出力される磁極位相信号θも異なることになる。そこ
で、ステップ電流指令により順方向の電流（位相θ）を
流したことにより磁極位相信号θの応答が早い場合には
補正をする必要はなく、従って、回転角信号φ′の出力
状態に補正を加える必要がないと判定する。ステップ電
流指令により逆方向の電流（位相θ＋１８０°）を流し
たことにより磁極位相信号θの応答が早い場合には補正
をする必要があり、従って、回転角信号φ′の出力状態
に補正を加える必要があると判定する。回転角補正装置
７はこの判定に従い、補正の必要がある場合に回転角補
正信号Δφ′で回転角信号φ′を補正する。
時に、電動機の電流を検出する電流検出器１４の出力信
号を取り込み、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、現
在の磁極位相信号θ０に対してステップ電流の応答を測
定し、次に（θ０＋１８０°）の位相に対してステップ
電流の応答を測定し、両者の応答を比較することによっ
て磁極位相を補正する必要があるか否かを判定する。す
なわち、電動機の１回転における回転位置検出装置２の
回転位相信号φの信号繰り返し数が２で、永久磁束対数
が３であるとすると、回転角信号φ′に１８０°のずれ
を生じることがある。このとき、磁極位相変換装置６か
ら出力される磁極位相信号θも異なることになる。そこ
で、ステップ電流指令により順方向の電流（位相θ）を
流したことにより磁極位相信号θの応答が早い場合には
補正をする必要はなく、従って、回転角信号φ′の出力
状態に補正を加える必要がないと判定する。ステップ電
流指令により逆方向の電流（位相θ＋１８０°）を流し
たことにより磁極位相信号θの応答が早い場合には補正
をする必要があり、従って、回転角信号φ′の出力状態
に補正を加える必要があると判定する。回転角補正装置
７はこの判定に従い、補正の必要がある場合に回転角補
正信号Δφ′で回転角信号φ′を補正する。
【００３９】以上、ステップ電流の応答に基づいて回転
角信号φ′を補正する場合について説明したが、図２を
用いて説明したように、磁極位相信号θを補正するよう
にしても良い。磁極位相信号θを補正する場合には回転
角補正装置７の代わりに、磁極位相補正装置１１を設
け、図３の破線の経路に示した如く、磁極位相補正信号
Δθ０によって磁極位相変換装置６から出力される磁極
位相信号θを補正すれば良い。かくして、図３に示した
第３の実施形態によれば、永久磁石電動機の磁極対数
が、１回転当たりの回転位相信号の繰り返し数の整数倍
でない場合でも同期制御を可能にすると共に、制御装置
への供給電源が中断しても、電源復帰時に回転角信号又
は磁極位相信号を確実に停電前の値に復帰させることが
できる。
角信号φ′を補正する場合について説明したが、図２を
用いて説明したように、磁極位相信号θを補正するよう
にしても良い。磁極位相信号θを補正する場合には回転
角補正装置７の代わりに、磁極位相補正装置１１を設
け、図３の破線の経路に示した如く、磁極位相補正信号
Δθ０によって磁極位相変換装置６から出力される磁極
位相信号θを補正すれば良い。かくして、図３に示した
第３の実施形態によれば、永久磁石電動機の磁極対数
が、１回転当たりの回転位相信号の繰り返し数の整数倍
でない場合でも同期制御を可能にすると共に、制御装置
への供給電源が中断しても、電源復帰時に回転角信号又
は磁極位相信号を確実に停電前の値に復帰させることが
できる。
【００４０】図４は本発明に係る永久磁石電動機の制御
装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第３の実施形態を示す図３と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。上述した第１乃至
第３の実施形態において、電源中断、復帰時の回転角信
号補正または磁極位相信号補正が正しく行われず、磁極
位相を誤認識してしまった場合には、永久磁石電動機１
の駆動時に、電動機制御装置４の速度指令値とはかけ離
れた異常な速度で回転することがある。この場合は、即
時、電動機制御装置４を停止し、回転角補正装置７また
は磁極位相補正装置１１に補正するような指令を出し、
再度電動機制御装置４を起動すれば良い。
装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第３の実施形態を示す図３と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。上述した第１乃至
第３の実施形態において、電源中断、復帰時の回転角信
号補正または磁極位相信号補正が正しく行われず、磁極
位相を誤認識してしまった場合には、永久磁石電動機１
の駆動時に、電動機制御装置４の速度指令値とはかけ離
れた異常な速度で回転することがある。この場合は、即
時、電動機制御装置４を停止し、回転角補正装置７また
は磁極位相補正装置１１に補正するような指令を出し、
再度電動機制御装置４を起動すれば良い。
【００４１】そこで、第４の実施形態は電動機制御装置
４にステップ電流指令を与えると共に、回転位相信号φ
の時間微分を検出する微分器１３の出力信号に基づいて
永久磁石電動機１の制御状態に異常があるか否かを検出
する電動機制御異常検出装置１２を備えている。そし
て、電動機制御異常検出装置１２が制御異常を検出した
場合には、回転角補正装置７が回転角補正信号Δφ′で
回転角信号φ′を補正する。また、回転角補正装置７の
代わりに、磁極位相補正装置１１を設け、図４の破線の
経路に示した如く、磁極位相補正信号Δθ０によって磁
極位相変換装置６から出力される磁極位相信号θを補正
することもできる。
４にステップ電流指令を与えると共に、回転位相信号φ
の時間微分を検出する微分器１３の出力信号に基づいて
永久磁石電動機１の制御状態に異常があるか否かを検出
する電動機制御異常検出装置１２を備えている。そし
て、電動機制御異常検出装置１２が制御異常を検出した
場合には、回転角補正装置７が回転角補正信号Δφ′で
回転角信号φ′を補正する。また、回転角補正装置７の
代わりに、磁極位相補正装置１１を設け、図４の破線の
経路に示した如く、磁極位相補正信号Δθ０によって磁
極位相変換装置６から出力される磁極位相信号θを補正
することもできる。
【００４２】かくして、図４に示した第４の実施形態に
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
【００４３】図５は本発明に係る永久磁石電動機の制御
装置の第５の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第４の実施形態を示す図４と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。上述した第１乃至
第３の実施形態において、電源中断、復帰時の回転角信
号補正または磁極位相信号補正が正しく行われず、磁極
位相を誤認識してしまった場合には、永久磁石電動機１
の駆動時に、電動機が回転しないため、電動機制御装置
４が過剰な電流が流れる。そこで、第５の実施形態で
は、電動機制御異常検出装置１２が電動機の電流を検出
する電流検出器１４の出力信号を取り込み、その値が基
準値を超えた場合に、電動機制御装置４に電動機制御停
止指令を出力すると共に、回転角補正指令を出力する。
この場合には、回転角補正装置７が回転角補正信号Δ
φ′で回転角信号φ′を補正する。
装置の第５の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第４の実施形態を示す図４と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。上述した第１乃至
第３の実施形態において、電源中断、復帰時の回転角信
号補正または磁極位相信号補正が正しく行われず、磁極
位相を誤認識してしまった場合には、永久磁石電動機１
の駆動時に、電動機が回転しないため、電動機制御装置
４が過剰な電流が流れる。そこで、第５の実施形態で
は、電動機制御異常検出装置１２が電動機の電流を検出
する電流検出器１４の出力信号を取り込み、その値が基
準値を超えた場合に、電動機制御装置４に電動機制御停
止指令を出力すると共に、回転角補正指令を出力する。
この場合には、回転角補正装置７が回転角補正信号Δ
φ′で回転角信号φ′を補正する。
【００４４】また、回転角補正装置７の代わりに、磁極
位相補正装置１１を設け、電動機制御異常検出装置１２
が回転角補正信号の代わりに磁極位相補正指令を出力す
るように構成することによって、図５の破線の経路に示
した如く、磁極位相補正信号Δθ０によって磁極位相変
換装置６から出力される磁極位相信号θを補正すること
もできる。
位相補正装置１１を設け、電動機制御異常検出装置１２
が回転角補正信号の代わりに磁極位相補正指令を出力す
るように構成することによって、図５の破線の経路に示
した如く、磁極位相補正信号Δθ０によって磁極位相変
換装置６から出力される磁極位相信号θを補正すること
もできる。
【００４５】このように、回転角信号φ′又は磁極位相
信号θを補正したのち、再度電動機制御装置４を起動す
る。
信号θを補正したのち、再度電動機制御装置４を起動す
る。
【００４６】かくして、図５に示した第５の実施形態に
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
【００４７】図６は本発明に係る永久磁石電動機の制御
装置の第６の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第５の実施形態を示す図５と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、
図５に示した電流検出器１４の代わりに電圧検出器１５
を設け、この電圧検出器１５の出力信号に基づいて電動
機制御異常検出装置１２が、電動機制御装置４に電動機
制御停止指令を出力すると共に、回転角補正指令を出力
するように構成したもので、これ以外の動作は図５を用
いて説明したと同様であるのでその説明を省略する。
装置の第６の実施形態の構成を示すブロック図であり、
図中、第５の実施形態を示す図５と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は、
図５に示した電流検出器１４の代わりに電圧検出器１５
を設け、この電圧検出器１５の出力信号に基づいて電動
機制御異常検出装置１２が、電動機制御装置４に電動機
制御停止指令を出力すると共に、回転角補正指令を出力
するように構成したもので、これ以外の動作は図５を用
いて説明したと同様であるのでその説明を省略する。
【００４８】かくして、図６に示した第６の実施形態に
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
よれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当たりの
回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合でも同期
制御を可能にすると共に、制御装置への供給電源が中断
しても、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確
実に停電前の値に復帰させることができる。
【００４９】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当
たりの回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合で
も同期制御を可能にする永久磁石電動機の制御装置を提
供することができる。
発明によれば、永久磁石電動機の磁極対数が、１回転当
たりの回転位相信号の繰り返し数の整数倍でない場合で
も同期制御を可能にする永久磁石電動機の制御装置を提
供することができる。
【００５０】また、制御装置への供給電源が中断して
も、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確実に
停電前の値に復帰させることのできる永久磁石電動機の
制御装置を提供することができる。
も、電源復帰時に回転角信号又は磁極位相信号を確実に
停電前の値に復帰させることのできる永久磁石電動機の
制御装置を提供することができる。
【図１】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第１
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第２
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第３
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第４
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第５
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図６】本発明に係る永久磁石電動機の制御装置の第６
の実施形態の構成を示すブロック図。
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図７】従来の永久磁石電動機の制御装置の構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図８】図７に示した従来の永久磁石電動機の制御装置
の動作を説明するために、電動機回転角と、回転位相信
号及び磁極位相信号との関係を示した線図。
の動作を説明するために、電動機回転角と、回転位相信
号及び磁極位相信号との関係を示した線図。
【図９】図７に示した従来の永久磁石電動機の制御装置
の動作を説明するために、電動機回転角と、回転位相四
ヶ郷及び磁極位相信号との関係を示した線図。
の動作を説明するために、電動機回転角と、回転位相四
ヶ郷及び磁極位相信号との関係を示した線図。
【図１０】本発明の原理を説明するために、電動機回転
角と、回転位相信号、回転角信号及び磁極位相信号との
関係を示す線図。
角と、回転位相信号、回転角信号及び磁極位相信号との
関係を示す線図。
【図１１】本発明の原理を説明するために、電動機回転
角と、回転位相信号、回転角信号及び磁極位相信号との
関係を示した線図。
角と、回転位相信号、回転角信号及び磁極位相信号との
関係を示した線図。
【図１２】本発明の原理を説明するために、異なる磁極
位相でのステップ応答の差を示した波形図。
位相でのステップ応答の差を示した波形図。
１ 永久磁石電動機 ２ 回転位置検出装置 ３ 磁極位相換算装置 ４ 電動機制御装置 ５ 回転角変換装置 ６ 磁極位相変換装置 ７ 回転角補正装置 ８ 回転角信号記憶装置 ９ 磁極位相信号記憶装置 １０ 磁極判定制御装置 １１ 磁極位相補正装置 １２ 電動機異常検出装置 １３ 微分器 １４ 電流検出器 １５ 電圧検出器
Claims (9)
- 【請求項１】永久磁石電動機の出力軸の回転を検出して
得られる回転位相信号に基づいて、回転子の磁極位相信
号を生成し、この磁極位相信号に従って前記永久磁石電
動機を同期制御する永久磁石電動機の制御装置におい
て、 前記回転位相信号を、前記永久磁石電動機の回転子が１
回転する毎に、回転角に比例する回転角信号に変換する
第１の信号変換手段と、 前記回転角信号を、前記永久磁石電動機の磁極対数に等
しい回数だけ繰り返す前記磁極位相信号に変換する第２
の信号変換手段と、 を備えたことを特徴とする永久磁石電動機の制御装置。 - 【請求項２】前記第１の信号変換手段は、 前記永久磁石電動機の回転子が１回転する間の前記回転
位相信号の繰り返し数がｎであるとき、前記回転位相信
号をｎで除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補
正信号を加算して出力する回転角変換手段と、 前記回転角変換手段の出力信号を不揮発性記憶装置に逐
次記憶、更新する回転角信号記憶手段と、 前記回転角信号記憶手段の記憶値に基づき、前記制御装
置の供給電源の中断時と復帰時とで前記回転角信号が異
なる状態を判別して、前記制御装置の供給電源の中断時
と復帰時とで同じになるように前記回転角補正信号を生
成して前記回転角変換手段の出力を補正する回転角補正
手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項３】前記第２の信号変換手段は、 前記磁極対数がｍであるとき、前記回転角信号にｍを乗
算し、得られた信号を前記永久磁石電動機の回転子の１
回転に対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の
区間に磁極位相補正信号を加算して前記磁極位相信号と
して出力する磁極位相変換手段と、 前記磁極位相変換手段の出力信号を不揮発性記憶装置に
逐次記憶、更新する磁極位相信号記憶手段と、 前記磁極位相信号記憶手段の記憶値に基づき、前記制御
装置の供給電源の中断時と復帰時とで前記磁極位相信号
が異なる状態を判別して、前記制御装置の供給電源の中
断時と復帰時とで磁極位相が同じになるように前記磁極
位相補正信号を生成して前記磁極位相変換手段の出力を
補正する磁極位相補正手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項４】さらに、前記制御装置の供給電源が中断し
た後の復帰時に、位相を変えて磁界を作るような前記永
久磁石電動機の電流ステップ応答を測定して回転角信号
を補正すべきか否かを判定する磁極判定制御手段を備
え、 前記第１の信号変換手段は、 前記永久磁石電動機の回転子が１回転する間の前記回転
位相信号の繰り返し数がｎであるとき、前記回転位相信
号をｎで除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補
正信号を加算して出力する回転角変換手段と、 前記磁極判定制御手段が回転角信号を補正すべきと判定
したとき、前記制御装置の供給電源の中断時と復帰時と
で回転角信号が同じになるように前記回転角補正信号を
生成して前記回転角変換手段の出力を補正する回転角補
正手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項５】さらに、前記制御装置の供給電源が中断し
た後の復帰時に、位相を変えて磁界を作るような前記永
久磁石電動機の電流ステップ応答を測定して前記磁極位
相信号を補正すべきか否かを判定する磁極判定制御手段
を備え、 前記第２の信号変換手段は、 前記磁極対数がｍであるとき、前記回転角信号にｍを乗
算し、得られた信号を前記永久磁石電動機の回転子の１
回転に対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の
区間に磁極位相補正信号を加算して前記磁極位相信号と
して出力する磁極位相変換手段と、 前記磁極判定制御手段が前記磁極位相信号を補正すべき
と判定したとき、前記制御装置の供給電源の中断時と復
帰時とで前記磁極位相信号が同じになるように前記磁極
位相補正信号を生成して前記磁極位相変換手段の出力を
補正する磁極位相補正手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項６】さらに、前記永久磁石電動機の速度変化を
検出する検出手段と、前記制御装置の供給電源が中断し
た後の復帰時にステップ電流を流す指令を出力すると共
に、前記検出手段の検出結果に基づいて前記制御装置の
供給電源が中断した後の復帰時に前記回転角信号を補正
すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段とを備
え、 前記第１の信号変換手段は、 前記永久磁石電動機の回転子が１回転する間の前記回転
位相信号の繰り返し数がｎであるとき、前記回転位相信
号をｎで除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補
正信号を加算して出力する回転角変換手段と、 前記電動機制御異常検出手段が回転角補正指令を出力し
たとき、前記制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで
回転角信号が同じになるように前記回転角補正信号を生
成して前記回転角変換手段の出力を補正する回転角補正
手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項７】さらに、前記永久磁石電動機の速度変化を
検出する検出手段と、前記制御装置の供給電源が中断し
た後の復帰時にステップ電流を流す指令を出力すると共
に、前記検出手段の検出結果に基づいて前記制御装置の
供給電源が中断した後の復帰時に前記磁極位相信号を補
正すべきか否かを判定する電動機制御異常検出手段とを
備え、 前記第２の信号変換手段は、 前記磁極対数がｍであるとき、前記回転角信号にｍを乗
算し、得られた信号を前記永久磁石電動機の回転子の１
回転に対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の
区間に磁極位相補正信号を加算して前記磁極位相信号と
して出力する磁極位相変換手段と、 前記電動機制御異常検出手段が前記磁極位相信号を補正
すべきと判定したとき、前記制御装置の供給電源の中断
時と復帰時とで前記磁極位相信号が同じになるように前
記磁極位相補正信号を生成して前記磁極位相変換手段の
出力を補正する磁極位相補正手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項８】さらに、前記永久磁石電動機の電流又は電
圧のいずれか１つを検出する検出手段と、前記制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、前記検出手段の検
出結果に基づいて電動機の制御異常を検出し、前記電動
機制御停止指令及び回転角補正指令を出力する電動機制
御異常検出手段とを備え、 前記第１の信号変換手段は、 前記永久磁石電動機の回転子が１回転する間の前記回転
位相信号の繰り返し数がｎであるとき、前記回転位相信
号をｎで除算し、得られた信号の所定の区間に回転角補
正信号を加算して出力する回転角変換手段と、 前記電動機制御異常検出手段が回転角補正指令を出力し
たとき、前記制御装置の供給電源の中断時と復帰時とで
回転角信号が同じになるように前記回転角補正信号を生
成して前記回転角変換手段の出力を補正する回転角補正
手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。 - 【請求項９】さらに、前記永久磁石電動機の電流又は電
圧のいずれか１つを検出する検出手段と、前記制御装置
の供給電源が中断した後の復帰時に、前記検出手段の検
出結果に基づいて電動機の制御異常を検出し、前記電動
機制御停止指令及び磁極位相補正指令を出力する電動機
制御異常検出手段とを備え、 前記第２の信号変換手段は、 前記磁極対数がｍであるとき、前記回転角信号にｍを乗
算し、得られた信号を前記永久磁石電動機の回転子の１
回転に対する回転角で除算してその剰余を求め、所定の
区間に磁極位相補正信号を加算して前記磁極位相信号と
して出力する磁極位相変換手段と、 前記電動機制御異常検出手段が磁極位相補正指令を出力
したとき、前記制御装置の供給電源の中断時と復帰時と
で前記磁極位相信号が同じになるように前記磁極位相補
正信号を生成して前記磁極位相変換手段の出力を補正す
る磁極位相補正手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電
動機の制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001090899A JP4737858B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 永久磁石電動機の制御装置 |
| US10/472,932 US6922028B2 (en) | 2001-03-27 | 2002-03-27 | Controller for permanent magnet motor |
| EP02708694A EP1381147A4 (en) | 2001-03-27 | 2002-03-27 | CONTROL FOR A PERMANENT MAGNETIC MOTOR |
| PCT/JP2002/003014 WO2002078166A1 (fr) | 2001-03-27 | 2002-03-27 | Unite de commande de moteur a aimant permanent |
| CNB028008901A CN100364224C (zh) | 2001-03-27 | 2002-03-27 | 永磁电机的控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001090899A JP4737858B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 永久磁石電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002291280A true JP2002291280A (ja) | 2002-10-04 |
| JP4737858B2 JP4737858B2 (ja) | 2011-08-03 |
Family
ID=18945618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001090899A Expired - Lifetime JP4737858B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 永久磁石電動機の制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6922028B2 (ja) |
| EP (1) | EP1381147A4 (ja) |
| JP (1) | JP4737858B2 (ja) |
| CN (1) | CN100364224C (ja) |
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- 2001-03-27 JP JP2001090899A patent/JP4737858B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
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