JP2002291281A - 同期モータの磁極判定方法及び磁極判定機能を持つ同期モータの制御装置 - Google Patents
同期モータの磁極判定方法及び磁極判定機能を持つ同期モータの制御装置Info
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- JP2002291281A JP2002291281A JP2001094676A JP2001094676A JP2002291281A JP 2002291281 A JP2002291281 A JP 2002291281A JP 2001094676 A JP2001094676 A JP 2001094676A JP 2001094676 A JP2001094676 A JP 2001094676A JP 2002291281 A JP2002291281 A JP 2002291281A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単に磁極判定を行うことのできる機能を持
つ同期モータの制御装置を提供すること。 【解決手段】 同期モータ１０におけるｄ軸、ｑ軸の電
流値を検出するための電流検出及び３／２変換器７と、
ｄ軸電流として磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流
指令パルスを出力する電流指令パルス作成器１１と、磁
極位置推定器９にて同期モータの停止時における磁極位
置が推定された後、推定された位置に対して正、負の電
流指令パルスが印加された時に電流検出及び３／２変換
器から得られるｄ軸電流の振幅から磁極判定を行う磁極
判定器１２とを備える。特に、磁極判定器は、正の電流
指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出され、負
の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が検出され
た場合には推定された磁極位置θに誤差が無く、正の電
流指令パルスの印加により電流振幅が小さく、負の電流
指令パルスの印加で大きな電流振幅が検出された場合に
は、磁極の推定位置が２θであるという判定を行う。
つ同期モータの制御装置を提供すること。 【解決手段】 同期モータ１０におけるｄ軸、ｑ軸の電
流値を検出するための電流検出及び３／２変換器７と、
ｄ軸電流として磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流
指令パルスを出力する電流指令パルス作成器１１と、磁
極位置推定器９にて同期モータの停止時における磁極位
置が推定された後、推定された位置に対して正、負の電
流指令パルスが印加された時に電流検出及び３／２変換
器から得られるｄ軸電流の振幅から磁極判定を行う磁極
判定器１２とを備える。特に、磁極判定器は、正の電流
指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出され、負
の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が検出され
た場合には推定された磁極位置θに誤差が無く、正の電
流指令パルスの印加により電流振幅が小さく、負の電流
指令パルスの印加で大きな電流振幅が検出された場合に
は、磁極の推定位置が２θであるという判定を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石形同期モー
タの制御装置に関し、特に位置センサを用いることなく
モータ停止状態での磁極位置を推定する際に磁極判定機
能をも付加した同期モータの制御装置に関する。
タの制御装置に関し、特に位置センサを用いることなく
モータ停止状態での磁極位置を推定する際に磁極判定機
能をも付加した同期モータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＰＭモータやブラシレスモータ
等の永久磁石形同期モータのインクリメンタルエンコー
ダによる駆動や位置センサレス駆動ではスムーズな起動
のためにモータ停止時の正確な磁極の位置推定が必要に
なる。しかしながら、現在提案されている様々な位置推
定法を用いて求めたモータ停止時の磁極位置は位置誤差
が避けられない問題があり、得られた推定位置に対して
最終的には磁極判定による位置誤差の補正が必要にな
る。
等の永久磁石形同期モータのインクリメンタルエンコー
ダによる駆動や位置センサレス駆動ではスムーズな起動
のためにモータ停止時の正確な磁極の位置推定が必要に
なる。しかしながら、現在提案されている様々な位置推
定法を用いて求めたモータ停止時の磁極位置は位置誤差
が避けられない問題があり、得られた推定位置に対して
最終的には磁極判定による位置誤差の補正が必要にな
る。
【０００３】種々提案されている、同期モータ停止時の
磁極位置推定方式及び位置誤差を補正する方式につい
て、主な例を以下に示す。
磁極位置推定方式及び位置誤差を補正する方式につい
て、主な例を以下に示す。
【０００４】電流のステップ入力応答の速さを比較す
る方法（例えば、特開平１１−２６２２８６号） 正負の電圧パルスを印加し、それぞれの電圧パルスに
よって流れる電流の最大値を用いてインダクタンスを演
算する方法（例えば、特開平１１−３３２２７９号） 電圧を印加して得られる電流の最大値を用いる方法
（例えば、特開２０００−３１２４９３号）
る方法（例えば、特開平１１−２６２２８６号） 正負の電圧パルスを印加し、それぞれの電圧パルスに
よって流れる電流の最大値を用いてインダクタンスを演
算する方法（例えば、特開平１１−３３２２７９号） 電圧を印加して得られる電流の最大値を用いる方法
（例えば、特開２０００−３１２４９３号）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来方式の問
題点を以下に述べる。
題点を以下に述べる。
【０００６】の方法は電流ステップ入力を印加した位
置に大きな差がない場合やインダクタンスの飽和が大き
い場合に推定精度に問題がある。また、電流検出のサン
プリング周期によって磁極検出の精度が左右される問題
も内在している。の方法では正確な電圧の積分を行う
ために電圧センサが必要不可欠であり、コスト的な問題
がある。の方法は電流差が大きくならない領域があ
り、精度を高めるために電圧を繰り返し印加して推定を
行う必要があり、推定時間が長くなる問題がある。
置に大きな差がない場合やインダクタンスの飽和が大き
い場合に推定精度に問題がある。また、電流検出のサン
プリング周期によって磁極検出の精度が左右される問題
も内在している。の方法では正確な電圧の積分を行う
ために電圧センサが必要不可欠であり、コスト的な問題
がある。の方法は電流差が大きくならない領域があ
り、精度を高めるために電圧を繰り返し印加して推定を
行う必要があり、推定時間が長くなる問題がある。
【０００７】従って、上記の従来方式の問題点を克服
し、簡単かつ低コストの新しい方式が望まれている。
し、簡単かつ低コストの新しい方式が望まれている。
【０００８】本発明は、上記のような要求に応えるため
に、簡単に磁極判定を行うことのできる機能を持つ同期
モータの制御装置を提供しようとするものである。
に、簡単に磁極判定を行うことのできる機能を持つ同期
モータの制御装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁極位
置推定器を備えた同期モータの制御装置において、前記
磁極位置推定器にて同期モータの停止時における磁極位
置を推定した後、推定された位置で、同期モータに対し
てｑ軸電流は零、ｄ軸電流として磁束飽和が起きる大き
さの正、負の電流指令パルスを印加することで振動電流
を発生せしめ、前記正、負の電流指令パルスによる振動
電流の振幅を検出して磁極判定を行うことを特徴とする
同期モータの磁極判定方法が提供される。
置推定器を備えた同期モータの制御装置において、前記
磁極位置推定器にて同期モータの停止時における磁極位
置を推定した後、推定された位置で、同期モータに対し
てｑ軸電流は零、ｄ軸電流として磁束飽和が起きる大き
さの正、負の電流指令パルスを印加することで振動電流
を発生せしめ、前記正、負の電流指令パルスによる振動
電流の振幅を検出して磁極判定を行うことを特徴とする
同期モータの磁極判定方法が提供される。
【００１０】なお、前記磁極判定においては、正の電流
指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出され、負
の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が検出され
た場合には推定された磁極位置θに誤差が無く、一方、
正の電流指令パルスの印加により電流振幅が小さく、負
の電流指令パルスの印加で大きな電流振幅が検出された
場合には、磁極の推定位置が２θであるという判定を行
う。
指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出され、負
の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が検出され
た場合には推定された磁極位置θに誤差が無く、一方、
正の電流指令パルスの印加により電流振幅が小さく、負
の電流指令パルスの印加で大きな電流振幅が検出された
場合には、磁極の推定位置が２θであるという判定を行
う。
【００１１】本発明によればまた、同期モータにおける
ｄ軸、ｑ軸の電流値を検出するための検出手段と、ｄ軸
電流として磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流指令
パルスを出力する電流指令パルス作成手段と、前記正、
負の電流指令パルスが印加された時に前記検出手段から
得られるｄ軸電流の振幅から磁極判定を行う磁極判定手
段とを有することを特徴とする同期モータの制御装置が
提供される。
ｄ軸、ｑ軸の電流値を検出するための検出手段と、ｄ軸
電流として磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流指令
パルスを出力する電流指令パルス作成手段と、前記正、
負の電流指令パルスが印加された時に前記検出手段から
得られるｄ軸電流の振幅から磁極判定を行う磁極判定手
段とを有することを特徴とする同期モータの制御装置が
提供される。
【００１２】上記の制御装置においては、前記同期モー
タが磁極位置推定器を備える場合、前記磁極判定手段
は、前記磁極位置推定器にて同期モータの停止時におけ
る磁極位置が推定された後、推定された位置に対して、
正の電流指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出
され、負の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が
検出された場合には推定された磁極位置θに誤差が無
く、一方、正の電流指令パルスの印加により電流振幅が
小さく、負の電流指令パルスの印加で大きな電流振幅が
検出された場合には、磁極の推定位置が２θであるとい
う判定を行う。
タが磁極位置推定器を備える場合、前記磁極判定手段
は、前記磁極位置推定器にて同期モータの停止時におけ
る磁極位置が推定された後、推定された位置に対して、
正の電流指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出
され、負の電流指令パルスの印加では小さな電流振幅が
検出された場合には推定された磁極位置θに誤差が無
く、一方、正の電流指令パルスの印加により電流振幅が
小さく、負の電流指令パルスの印加で大きな電流振幅が
検出された場合には、磁極の推定位置が２θであるとい
う判定を行う。
【００１３】本発明によれば、磁気飽和が原因で起きる
振動電流のｄ軸電流振幅の比較によって簡単に磁極判定
を行うことができる。
振動電流のｄ軸電流振幅の比較によって簡単に磁極判定
を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明の実施の
形態による同期モータ１０の制御装置について説明す
る。本制御装置は、ｄ軸電圧指令値を出力するためのｄ
軸電流ＰＩ（比例積分）制御器１、速度指令値を受けて
ｑ軸の電流指令値を出力するための速度ＰＩ制御器２、
ｑ軸電流指令値を受けてｑ軸電圧指令値を出力するため
のｑ軸電流ＰＩ制御器３、２相を３相に変換するための
２相／３相（以下、２／３と略記する）変換器５、パル
ス幅制御用のＰＷＭインバータ６、３相のそれぞれの電
流を検出してｄ軸、ｑ軸の電流値を出力するための電流
検出及び３相／２相（以下、３／２と略記する）変換器
７、同期モータ１０の回転速度を検出するための速度セ
ンサ８、磁極の位置を推定するための位置推定器９、電
流指令パルス作成器１１、磁極判定のための磁極判定器
１２、微分器４から成る。
形態による同期モータ１０の制御装置について説明す
る。本制御装置は、ｄ軸電圧指令値を出力するためのｄ
軸電流ＰＩ（比例積分）制御器１、速度指令値を受けて
ｑ軸の電流指令値を出力するための速度ＰＩ制御器２、
ｑ軸電流指令値を受けてｑ軸電圧指令値を出力するため
のｑ軸電流ＰＩ制御器３、２相を３相に変換するための
２相／３相（以下、２／３と略記する）変換器５、パル
ス幅制御用のＰＷＭインバータ６、３相のそれぞれの電
流を検出してｄ軸、ｑ軸の電流値を出力するための電流
検出及び３相／２相（以下、３／２と略記する）変換器
７、同期モータ１０の回転速度を検出するための速度セ
ンサ８、磁極の位置を推定するための位置推定器９、電
流指令パルス作成器１１、磁極判定のための磁極判定器
１２、微分器４から成る。
【００１５】電流検出及び３／２変換器７で検出された
ｄ軸電流値、ｑ軸電流値はそれぞれ、ｄ軸電流ＰＩ（比
例積分）制御器１、ｑ軸電流ＰＩ制御器３に与えられ
る。ｄ軸電流値はまた、磁極判定器１２にも与えられ
る。位置推定器９からの推定結果は微分器４で微分され
て速度が算出され、速度ＰＩ制御器２に与えられる。
ｄ軸電流値、ｑ軸電流値はそれぞれ、ｄ軸電流ＰＩ（比
例積分）制御器１、ｑ軸電流ＰＩ制御器３に与えられ
る。ｄ軸電流値はまた、磁極判定器１２にも与えられ
る。位置推定器９からの推定結果は微分器４で微分され
て速度が算出され、速度ＰＩ制御器２に与えられる。
【００１６】図１の実線で示したブロックは同期モータ
１０の制御に必要な既存の制御装置と同じ構成であると
考えて良く、本形態ではこれに更に破線のブロックで示
す電流指令パルス作成器１１、磁極判定器１２を備えた
点に特徴を有する。言い換えれば、本形態による制御装
置は、磁極位置の推定は従来と同様の装置で同じ方法で
行い、この推定結果に対して磁極判定機能を加えた点に
特徴を有する。つまり、位置推定器９は従来と同様のも
のを使用することができ、磁極位置推定に必要な信号の
一例をあげれば、電流検出及び３／２変換器７で検出さ
れたｄ軸電流値、ｑ軸電流値の他、ｑ軸電圧値があげら
れる。ｑ軸電圧値はｑ軸電流ＰＩ制御器３からのｑ軸電
圧指令値を利用することができる。
１０の制御に必要な既存の制御装置と同じ構成であると
考えて良く、本形態ではこれに更に破線のブロックで示
す電流指令パルス作成器１１、磁極判定器１２を備えた
点に特徴を有する。言い換えれば、本形態による制御装
置は、磁極位置の推定は従来と同様の装置で同じ方法で
行い、この推定結果に対して磁極判定機能を加えた点に
特徴を有する。つまり、位置推定器９は従来と同様のも
のを使用することができ、磁極位置推定に必要な信号の
一例をあげれば、電流検出及び３／２変換器７で検出さ
れたｄ軸電流値、ｑ軸電流値の他、ｑ軸電圧値があげら
れる。ｑ軸電圧値はｑ軸電流ＰＩ制御器３からのｑ軸電
圧指令値を利用することができる。
【００１７】なお、図１において、スイッチＳＷ１は電
流指令パルスのオン、オフを切換えるスイッチであり、
スイッチＳＷ２は位置推定器９に対する磁極判定器１２
の判定結果の出力オン、オフを切換えるスイッチであ
る。また、速度センサ８の検出出力と速度ＰＩ制御器２
との間に破線を付けてあるのは、本形態では、制御を速
度センサレスで行うか、速度センサ有りで行うかのいず
れでも取り得ることを意味している。言い換えれば、速
度センサ８は無くても良い。
流指令パルスのオン、オフを切換えるスイッチであり、
スイッチＳＷ２は位置推定器９に対する磁極判定器１２
の判定結果の出力オン、オフを切換えるスイッチであ
る。また、速度センサ８の検出出力と速度ＰＩ制御器２
との間に破線を付けてあるのは、本形態では、制御を速
度センサレスで行うか、速度センサ有りで行うかのいず
れでも取り得ることを意味している。言い換えれば、速
度センサ８は無くても良い。
【００１８】本形態において、同期モータ１０の停止時
の磁極位置推定方法として採用する方法は、大きく次の
二つの方法に分けることができるが、ここでは詳細な説
明は省略する。
の磁極位置推定方法として採用する方法は、大きく次の
二つの方法に分けることができるが、ここでは詳細な説
明は省略する。
【００１９】Ａ．従来の技術ので述べた特開２０００
−３１２４９３号のように固定軸の式を基にした方法。
−３１２４９３号のように固定軸の式を基にした方法。
【００２０】Ｂ．平成８年電気学会産業応用部門全国大
会Ｎｏ．１７０に、『センサレス方式による突極形同期
モータのゼロ速トルク制御』と題して開示されているよ
うに、磁極に同期するｄ軸、ｑ軸の式を用いる方法。
会Ｎｏ．１７０に、『センサレス方式による突極形同期
モータのゼロ速トルク制御』と題して開示されているよ
うに、磁極に同期するｄ軸、ｑ軸の式を用いる方法。
【００２１】上記のＡ、Ｂ二つの方法で求められた推定
位置θは２θの形として得られることもあるので、推定
位置２θではπ、つまり１８０度の誤差が存在する場合
がある。このπの位置誤差を補正するために推定位置の
磁極判定が必要となることは周知である。
位置θは２θの形として得られることもあるので、推定
位置２θではπ、つまり１８０度の誤差が存在する場合
がある。このπの位置誤差を補正するために推定位置の
磁極判定が必要となることは周知である。
【００２２】同期モータ１０は構造的に磁束飽和が起き
やすい特徴がある。
やすい特徴がある。
【００２３】図２に電流による磁束飽和の様子を示す
が、この電流−磁束曲線からインダクタンスが次式で求
められる。
が、この電流−磁束曲線からインダクタンスが次式で求
められる。
【００２４】Ｌ＝ｄΨ／ｄｉ・・・・・・・・・（１） 式（１）と図２の電流−磁束曲線とから磁束が飽和する
とインダクタンスが減少することが分かる。
とインダクタンスが減少することが分かる。
【００２５】以下に説明するように、本形態では同期モ
ータ１０の磁束飽和によるインダクタンス変化に着目し
て磁極判定を行うようにしているが、インダクタンスそ
のものを計測あるいは算出するわけではない。
ータ１０の磁束飽和によるインダクタンス変化に着目し
て磁極判定を行うようにしているが、インダクタンスそ
のものを計測あるいは算出するわけではない。
【００２６】まず、上記のＡあるいはＢの方法により磁
極位置を推定した状態にあると仮定する。この状態にお
いて電流指令パルス作成器１１からｄ軸電流指令として
正及び負の電流指令パルスｉｄ＊を印加する。電流指令
パルスｉｄ＊は磁束飽和が起きるくらい充分に大きな値
を用いる。
極位置を推定した状態にあると仮定する。この状態にお
いて電流指令パルス作成器１１からｄ軸電流指令として
正及び負の電流指令パルスｉｄ＊を印加する。電流指令
パルスｉｄ＊は磁束飽和が起きるくらい充分に大きな値
を用いる。
【００２７】ここで、磁極の推定位置θに誤差がない場
合は、正の電流指令パルスｉｄ＊によって同じ方向の磁
束が発生するので、ｄ軸磁束が飽和してｄ軸のインダク
タンスＬｄが小さくなる。一方、推定位置θにπの誤差
がある場合は、負の電流指令パルス−ｉｄ＊によって、
誤差のない時と同様にｄ軸磁束が飽和してｄ軸のインダ
クタンスＬｄが小さくなる。
合は、正の電流指令パルスｉｄ＊によって同じ方向の磁
束が発生するので、ｄ軸磁束が飽和してｄ軸のインダク
タンスＬｄが小さくなる。一方、推定位置θにπの誤差
がある場合は、負の電流指令パルス−ｉｄ＊によって、
誤差のない時と同様にｄ軸磁束が飽和してｄ軸のインダ
クタンスＬｄが小さくなる。
【００２８】磁束飽和によるインダクタンスＬｄの変化
は、図３に示す電流制御系の電流応答に影響を与える。
図３において、Ｋｐは比例ゲイン、ＫI は積分ゲイン、
Ｒは電機子巻線抵抗値である。
は、図３に示す電流制御系の電流応答に影響を与える。
図３において、Ｋｐは比例ゲイン、ＫI は積分ゲイン、
Ｒは電機子巻線抵抗値である。
【００２９】次に、図４の左側にｄ軸電流ｉｄによるｄ
軸のインダクタンスＬｄの変化を示すが、実線は実イン
ダクタンスの変化の様子である。磁束の飽和時の電流応
答を簡単に求めるために、インダクタンスＬｄが図４の
破線のように不連続的に変化すると仮定する。磁束飽和
が起きる前の時刻ｔ1 までは普通の電流制御系として動
作するが、時刻ｔ2 からはインダクタンスＬｄが零にな
り、ｄ軸電流ｉｄは下記の数１で表される。
軸のインダクタンスＬｄの変化を示すが、実線は実イン
ダクタンスの変化の様子である。磁束の飽和時の電流応
答を簡単に求めるために、インダクタンスＬｄが図４の
破線のように不連続的に変化すると仮定する。磁束飽和
が起きる前の時刻ｔ1 までは普通の電流制御系として動
作するが、時刻ｔ2 からはインダクタンスＬｄが零にな
り、ｄ軸電流ｉｄは下記の数１で表される。
【００３０】
【数１】
【００３１】ここで、ＶI は時刻ｔ1 までのＰＩ制御器
のＩ項である。数１をみると、磁束が飽和すると同式の
右辺の第２項によってｔ1 時の電流は急激に増加し、同
式の右辺の第１項によって磁束が飽和している間の時刻
ｔ3 まで減少し続けることが分かる。
のＩ項である。数１をみると、磁束が飽和すると同式の
右辺の第２項によってｔ1 時の電流は急激に増加し、同
式の右辺の第１項によって磁束が飽和している間の時刻
ｔ3 まで減少し続けることが分かる。
【００３２】しかしながら、実際のインダクタンスＬｄ
は図４の実線のように変化するので数１のような急な変
化は起らず、図４の電流のように変化することになる。
時刻ｔ3 以後は図３の電流制御系のゲインが減少すると
共に電流は減少するが、また磁束飽和が起きるまで通常
の電流制御を行う。図４のｔ2 時の電流ピークが他のピ
ークより大きい原因はＰＩ制御器のＩ項の影響である。
このような過程を繰り返すことで振動電流が発生し、ｄ
軸電流の振幅を検出することで磁極判定を行うことがで
きる。
は図４の実線のように変化するので数１のような急な変
化は起らず、図４の電流のように変化することになる。
時刻ｔ3 以後は図３の電流制御系のゲインが減少すると
共に電流は減少するが、また磁束飽和が起きるまで通常
の電流制御を行う。図４のｔ2 時の電流ピークが他のピ
ークより大きい原因はＰＩ制御器のＩ項の影響である。
このような過程を繰り返すことで振動電流が発生し、ｄ
軸電流の振幅を検出することで磁極判定を行うことがで
きる。
【００３３】具体的な動作を説明する。まず、同期モー
タ１０の起動時、位置推定器９によって停止の磁極位置
を推定する。次に、ｑ軸電流を零として、スイッチＳＷ
１とＳＷ２をオンにし、位置推定器９で推定した位置に
電流指令パルス作成器１１を用いて正、負の電流指令パ
ルスを同期モータ１０に印加する。磁極判定器１２を用
いて検出された正、負パルスによるそれぞれの電流振幅
を検出して磁極を判定し、判定結果を位置推定器９に与
え、スイッチＳＷ１とＳＷ２をオフにして通常の駆動を
開始する。
タ１０の起動時、位置推定器９によって停止の磁極位置
を推定する。次に、ｑ軸電流を零として、スイッチＳＷ
１とＳＷ２をオンにし、位置推定器９で推定した位置に
電流指令パルス作成器１１を用いて正、負の電流指令パ
ルスを同期モータ１０に印加する。磁極判定器１２を用
いて検出された正、負パルスによるそれぞれの電流振幅
を検出して磁極を判定し、判定結果を位置推定器９に与
え、スイッチＳＷ１とＳＷ２をオフにして通常の駆動を
開始する。
【００３４】磁極判定器１２における磁極判定に際して
は、理論的には、磁極の推定位置θに誤差が無ければ、
正の電流指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出
され、負の電流指令パルスの印加では電流振幅は０とな
る。一方、磁極の推定位置が２θである場合には、正の
電流指令パルスの印加により電流振幅は０となり、負の
電流指令パルスの印加では大きな電流振幅が検出され
る。しかし、実際には電流振幅が０になることは無く、
ある程度の値の電流振幅が検出される場合もあるので、
電流振幅の基準値が定められる。そして、正、負の電流
指令パルスの区別と共に、どのような電流振幅が検出さ
れたかにより、推定位置がθ、２θのいずれであるかの
磁極判定を行うようにされる。
は、理論的には、磁極の推定位置θに誤差が無ければ、
正の電流指令パルスの印加により大きな電流振幅が検出
され、負の電流指令パルスの印加では電流振幅は０とな
る。一方、磁極の推定位置が２θである場合には、正の
電流指令パルスの印加により電流振幅は０となり、負の
電流指令パルスの印加では大きな電流振幅が検出され
る。しかし、実際には電流振幅が０になることは無く、
ある程度の値の電流振幅が検出される場合もあるので、
電流振幅の基準値が定められる。そして、正、負の電流
指令パルスの区別と共に、どのような電流振幅が検出さ
れたかにより、推定位置がθ、２θのいずれであるかの
磁極判定を行うようにされる。
【００３５】以上のようにして、電流指令パルスの印加
による磁束飽和時の振動電流を用いた磁極判定を行うこ
とで同期モータ１０のインクリメンタルエンコーダによ
る駆動や位置センサレス駆動のスムーズな起動を簡単に
実現できる。
による磁束飽和時の振動電流を用いた磁極判定を行うこ
とで同期モータ１０のインクリメンタルエンコーダによ
る駆動や位置センサレス駆動のスムーズな起動を簡単に
実現できる。
【００３６】本発明は、同期モータを駆動源として使う
制御装置全般で応用可能である。
制御装置全般で応用可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば磁極判定を簡単に行うことのできる同期モータの制御
装置を提供できる。
ば磁極判定を簡単に行うことのできる同期モータの制御
装置を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態による同期モータの制御装
置の構成を示したブロック図である。
置の構成を示したブロック図である。
【図２】同期モータの電流−磁束特性曲線に一例を示し
た図である。
た図である。
【図３】図１に構成における電流制御系の機能ブロック
図である。
図である。
【図４】本発明における電流指令パルス印加によるｄ軸
電流−ｄ軸インダクタンス特性及びｄ軸電流の時間変化
を示した図である。
電流−ｄ軸インダクタンス特性及びｄ軸電流の時間変化
を示した図である。
１ ｄ軸電流ＰＩ制御器 ２ 速度ＰＩ制御器 ３ ｑ軸電流ＰＩ制御器 ４ 微分器 ５ ２／３変換器 ６ ＰＷＭインバータ ７ 電流検出及び３／２変換器 ８ 速度センサ ９ 位置推定器 １０ 同期モータ １１ 電流指令パルス作成器 １２ 磁極判定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H001 AA00 AB01 AC02 AD05 5H560 BB04 BB12 DA14 DB00 DC12 EB01 HA09 RR10 SS01 UA10 XA02 XA04 XA12 XA13 5H576 BB09 DD02 DD07 EE01 EE11 FF01 GG02 GG04 HB01 JJ04 JJ23 JJ24 LL01 LL22 LL41
Claims (4)
- 【請求項１】 磁極位置推定器を備えた同期モータの制
御装置において、前記磁極位置推定器にて同期モータの
停止時における磁極位置を推定した後、推定された位置
で、同期モータに対してｑ軸電流は零、ｄ軸電流として
磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流指令パルスを印
加することで振動電流を発生せしめ、前記正、負の電流
指令パルスによる振動電流の振幅を検出して磁極判定を
行うことを特徴とする同期モータの磁極判定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁極判定方法において、
前記磁極判定においては、正の電流指令パルスの印加に
より大きな電流振幅が検出され、負の電流指令パルスの
印加では小さな電流振幅が検出された場合には推定され
た磁極位置θに誤差が無く、一方、正の電流指令パルス
の印加により電流振幅が小さく、負の電流指令パルスの
印加で大きな電流振幅が検出された場合には、磁極の推
定位置が２θであるという判定を行うことを特徴とする
同期モータの磁極判定方法。 - 【請求項３】 同期モータの制御装置において、 同期モータにおけるｄ軸、ｑ軸の電流値を検出するため
の検出手段と、 ｄ軸電流として磁束飽和が起きる大きさの正、負の電流
指令パルスを出力する電流指令パルス作成手段と、 前記正、負の電流指令パルスが印加された時に前記検出
手段から得られるｄ軸電流の振幅から磁極判定を行う磁
極判定手段とを有することを特徴とする同期モータの制
御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の制御装置において、 前記同期モータは磁極位置推定器を備え、 前記磁極判定手段は、前記磁極位置推定器にて同期モー
タの停止時における磁極位置が推定された後、推定され
た位置に対して、正の電流指令パルスの印加により大き
な電流振幅が検出され、負の電流指令パルスの印加では
小さな電流振幅が検出された場合には推定された磁極位
置θに誤差が無く、一方、正の電流指令パルスの印加に
より電流振幅が小さく、負の電流指令パルスの印加で大
きな電流振幅が検出された場合には、磁極の推定位置が
２θであるという判定を行うことを特徴とする同期モー
タの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001094676A JP2002291281A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 同期モータの磁極判定方法及び磁極判定機能を持つ同期モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001094676A JP2002291281A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 同期モータの磁極判定方法及び磁極判定機能を持つ同期モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002291281A true JP2002291281A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18948836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001094676A Withdrawn JP2002291281A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 同期モータの磁極判定方法及び磁極判定機能を持つ同期モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002291281A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914408B2 (en) * | 2001-02-27 | 2005-07-05 | Hitachi, Ltd. | Motor control apparatus and electric vehicle using same |
| CN111146995A (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001094676A patent/JP2002291281A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914408B2 (en) * | 2001-02-27 | 2005-07-05 | Hitachi, Ltd. | Motor control apparatus and electric vehicle using same |
| CN111146995A (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统 |
| CN111146995B (zh) * | 2018-11-02 | 2021-07-30 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种交流电机无位置传感器的控制方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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