【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石型ＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角を推定し、ソフト的にそのずれ角を補正するＡＣ同期モータの磁極位置調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＣ同期モータは起動するときに磁極検出器から検出した初期磁極位置の情報が不可欠であり、初期磁極位置の情報に基づき、指令通りに制御される。初期磁極位置の情報が実際の磁極と±９０度ずれた最悪の場合にはトルクが発生しないため、ＡＣ同期モータが動かない。また、±９０度以上ずれた場合は逆走する恐れが生じる。このような理由から、ＡＣ同期モータにおいて正確な初期磁極位置の情報は重要であり、正確な初期磁極位置の情報を得るためにＡＣ同期モータにエンコーダを取り付ける際の機械的位置合わせと取り付け時のずれ角補正方法がいろいろ工夫されている。
エンコーダ取り付けの従来方法は機械的に位置を合わせて行う方法で、一般的に下記の手順で行っている。
・ステップ１：ＡＣ同期モータに直流励磁をかける（Ｕ相に負「−」極、Ｖ相とＷ相に正「＋」極）。
・ステップ２：ステップ１によりＡＣ同期モータは、所定の位置（励磁電流の方向）まで動いてロックされる。
・ステップ３：ＡＣ同期モータの固定子（ステータ）側の基準点（Ｕ相）にエンコーダの基準点を合わせ、ステップ２でのＡＣ同期モータロック状態の位置をエンコーダの原点とする。
・ステップ４：ロック状態のモータ回転子（ロータ）に対して、取り付けるエンコーダの原点が出力される位置までエンコーダを回転させ、その状態でモータ回転子にエンコーダを固定する。
・ステップ５：外部駆動でモータを回転させながらＥＭＦ波形とエンコーダからの位置情報とを比較して、ずれ角が小さければ終了。ずれ角が大きければステップ１から再度取り付けを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来方法では、
１）エンコーダの取り付けを手作業で行っているので、取り付け精度がよくないこと
２）取り付け時のずれ角が大きかった場合、再度最初から取り付け直さなければならないこと
３）取り付けの作業時間がかかることで、コストアップになること
などが問題になった。
そこで、本発明はエンコーダをＡＣ同期モータに取り付ける際に生じたずれ角を正確に推定し、機械的ではなくソフト的に補正を行うことで、取り付け時のずれ角の影響を無くすことができる。これにより、取り付け時のずれ角が大きかった場合でも、再度取り付け直す必要がなくなり、取り付け時間短縮、作業効率アップに繋がる。また、品質向上にも繋がる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、（本）発明は、ＡＣ同期モータにエンコーダを取り付ける作業に使用するＡＣ同期モータの磁極位置調整装置において、取り付け時のずれ角（ＡＣ同期モータの磁極の原点位置とエンコーダの原点とのずれ角）を先願の特許２０００−２２１３６４（７月２１日出願）による装置で計算して、確認した後にソフト的にずれ角の補正による調整を行うことを特徴とする。
また本発明は、前記エンコーダに書き込み用メモリ装置を設けることと、前記で計算したずれ角（補正値）を前記メモリ装置に記憶することと、制御時に前記補正値を前記メモリ装置から呼び出して、モータとエンコーダとの原点ずれ角を補正することを特徴とし、前記で計算したずれ角（補正値）の結果を確認するための表示装置を有すること、前記で計算したずれ角（補正値）の結果を表示し、組み立て作業者が確認した後にモータとエンコーダの原点ずれ角を修正することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角を推定するときに使用するブロック図である。図１において、指令トルク通りに電流制御手段４とＰＷＭ電力変換装置７でＡＣ同期モータ１を駆動する。エンコーダ２は、ＡＣ同期モータ１の回転位置を検出する。ＡＣ同期モータ１の電流Ｉｆｂを電流検出手段８で検出する。速度演算手段７は、エンコーダ２で検出された回転位置θｆｂから速度ωｆｂを計算する。初期磁極推定方法５から指令速度を発生し、速度制御手段６で指令速度ω＊と速度ωｆｂから指令トルクを演算する。初期磁極推定結果９と磁極検出直後のエンコーダ位置情報１０との差、すなわちエンコーダのずれ角１１をエンコーダ２のメモリに記憶させる。
【０００６】
図２は、本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角を補正するときに使用するブロック図である。エンコーダ２のメモリから読み出したエンコーダのずれ角１１をエンコーダの位置情報θｆｂから引いて、それをθｒｅａｌとして制御に用い、ＡＣ同期モータ１を駆動する。
図３は、本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角を推定するときに使用するフローチャートである。
Ｆ１０１：ＡＣ同期モータに直流励磁をかけ、モータをロックする。（Ｕ相に「−」極、Ｖ，Ｗ相に「＋」極）Ｆ１０２へ進む。
Ｆ１０２：ＡＣ同期モータの固定子側の基準点（Ｕ相）にエンコーダの基準点を合わせ、モータロック状態の位置をエンコーダ原点とする。Ｆ１０３へ進む。
Ｆ１０３：ロック状態のモータ回転子に対して、エンコーダの原点が出力される位置までエンコーダを回転させ、その状態でモータ回転子にエンコーダを固定する。Ｆ１０４へ進む。
Ｆ１０４：初期磁極推定方法（特許２０００−２２１３６４（７月２１日出願））を用いて、初期磁極を推定する。Ｆ１０５へ進む。
Ｆ１０５：初期磁極推定結果とエンコーダ位置情報からずれ角を計算する。Ｆ１０６へ進む。
Ｆ１０６：エンコーダのメモリにずれ角を記憶させる。
【０００７】
図４は、本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角を補正するときに使用するフローチャートである。
Ｆ２０１：エンコーダのメモリからずれ角を読み出す。Ｆ２０２へ進む。
Ｆ２０２：エンコーダの位置情報からずれ角を引いて、正しい位置情報を作る。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、
１）エンコーダを取り付ける際のずれ角を補正することで、ずれ角の影響を無くすことができる。
２）エンコーダ取り付け時のずれ角の影響を無くすことで、品質向上に大きく貢献できる。
３）エンコーダ取り付け時間を短縮することで、コストダウンに繋がる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角推定に関するブロック図。
【図２】本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角補正に関するブロック図。
【図３】本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角推定に関するフローチャート。
【図４】本発明のＡＣ同期モータのエンコーダ取り付け時のずれ角補正に関するフローチャート。
【符号の説明】
＊ 指令を表す添字
ｆｂ 検出を表す添字
θ エンコーダ位置情報
θｅｓｔ 初期磁極推定結果
θａｆｔ 初期磁極推定直後のエンコーダ位置情報
θｅｒｒ ＡＣ同期モータとエンコーダのずれ角
ω 速度
Ｔ トルク
Ｉ 電流
Ｖ 電圧
１ ＡＣ同期モータ
２ エンコーダ
３ ＰＷＭ電力変換装置
４ 電流制御手段
５ 初期磁極推定方法
６ 速度制御手段
７ 速度演算手段
８ 電流検出手段
９ 初期磁極推定結果
１０ 初期磁極推定直後のエンコーダ位置情報
１１ エンコーダのずれ角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic pole position adjusting device for an AC synchronous motor that estimates a shift angle of a permanent magnet type AC synchronous motor when an encoder is attached and corrects the shift angle by software.
[0002]
[Prior art]
When the AC synchronous motor is started, information on the initial magnetic pole position detected from the magnetic pole detector is indispensable, and is controlled as instructed based on the information on the initial magnetic pole position. In the worst case where the information on the initial magnetic pole position deviates from the actual magnetic pole by ± 90 degrees, no torque is generated and the AC synchronous motor does not operate. If the angle is shifted by ± 90 degrees or more, there is a possibility that the vehicle runs backward. For this reason, accurate initial magnetic pole position information is important in an AC synchronous motor. In order to obtain accurate initial magnetic pole position information, mechanical alignment when mounting an encoder on the AC synchronous motor and mechanical positioning during mounting are required. Various deviation angle correction methods have been devised.
The conventional method of mounting the encoder is a method of mechanically aligning the positions, and is generally performed according to the following procedure.
Step 1: Apply DC excitation to the AC synchronous motor (negative "-" pole for U-phase, positive "+" pole for V-phase and W-phase).
Step 2: The AC synchronous motor moves to a predetermined position (the direction of the exciting current) and is locked by step 1.
Step 3: The reference point of the encoder is matched with the reference point (U phase) on the stator (stator) side of the AC synchronous motor, and the position of the AC synchronous motor locked state in Step 2 is set as the encoder origin.
Step 4: With respect to the locked motor rotor (rotor), the encoder is rotated to a position where the origin of the attached encoder is output, and the encoder is fixed to the motor rotor in that state.
Step 5: The EMF waveform is compared with the position information from the encoder while rotating the motor by external driving. If the deviation angle is small, the process is completed. If the deviation angle is large, mounting is performed again from step 1.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method,
1) Since the encoder is manually installed, the mounting accuracy is not good. 2) If the deviation angle at the time of mounting is large, it must be mounted again from the beginning. 3) It takes time for mounting. Then, there was a problem that the cost was increased.
Therefore, the present invention can accurately estimate the deviation angle generated when the encoder is mounted on the AC synchronous motor, and correct the deviation by software instead of mechanically, thereby eliminating the influence of the deviation angle at the time of mounting. This eliminates the need to re-attach even if the deviation angle at the time of attachment is large, leading to a reduction in attachment time and an increase in work efficiency. It also leads to quality improvement.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a magnetic pole position adjusting device for an AC synchronous motor used for attaching an encoder to an AC synchronous motor. Is calculated by an apparatus according to the prior application of Japanese Patent Application No. 2000-221364 (filed on July 21), and after confirming the adjustment, adjustment is performed by software to correct the deviation angle.
Further, the present invention provides a memory device for writing in the encoder, storing the calculated shift angle (correction value) in the memory device, calling the correction value from the memory device at the time of control, It is characterized in that it corrects the deviation angle of the origin between the motor and the encoder, has a display device for confirming the result of the deviation angle (correction value) calculated above, and has a function of correcting the deviation angle (correction value) calculated above. It is characterized in that the result is displayed, and the angle of origin deviation between the motor and the encoder is corrected after the assembly operator confirms the result.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram used when estimating a deviation angle when an encoder of an AC synchronous motor according to the present invention is attached. In FIG. 1, the AC synchronous motor 1 is driven by the current control means 4 and the PWM power converter 7 according to the command torque. Encoder 2 detects the rotational position of AC synchronous motor 1. The current Ifb of the AC synchronous motor 1 is detected by the current detecting means 8. The speed calculating means 7 calculates the speed ω fb from the rotational position θ fb detected by the encoder 2. A command speed is generated from the initial magnetic pole estimation method 5, and the speed control means 6 calculates a command torque from the command speed ω * and the speed ω fb . The difference between the initial magnetic pole estimation result 9 and the encoder position information 10 immediately after the magnetic pole detection, that is, the shift angle 11 of the encoder is stored in the memory of the encoder 2.
[0006]
FIG. 2 is a block diagram used to correct a shift angle when the encoder of the AC synchronous motor of the present invention is attached. The AC synchronous motor 1 is driven by subtracting the encoder shift angle 11 read from the memory of the encoder 2 from the encoder position information θ fb and using it as θ real for control.
FIG. 3 is a flowchart used when estimating a deviation angle when the encoder of the AC synchronous motor of the present invention is attached.
F101: DC excitation is applied to the AC synchronous motor to lock the motor. (“−” Pole for U phase, “+” pole for V and W phases) Go to F102.
F102: The reference point of the encoder is matched with the reference point (U phase) on the stator side of the AC synchronous motor, and the position in the motor lock state is set as the encoder origin. Proceed to F103.
F103: Rotate the encoder to a position where the origin of the encoder is output with respect to the locked motor rotor, and fix the encoder to the motor rotor in that state. Go to F104.
F104: Estimate the initial magnetic pole using the initial magnetic pole estimation method (patent 2000-221364 (filed on July 21)). Go to F105.
F105: Calculate the deviation angle from the initial magnetic pole estimation result and the encoder position information. Go to F106.
F106: The shift angle is stored in the memory of the encoder.
[0007]
FIG. 4 is a flowchart used when correcting a shift angle when the encoder of the AC synchronous motor of the present invention is attached.
F201: Read the deviation angle from the memory of the encoder. Go to F202.
F202: Correct position information is created by subtracting the shift angle from the position information of the encoder.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention,
1) By correcting the shift angle when mounting the encoder, the influence of the shift angle can be eliminated.
2) Eliminating the influence of the shift angle when mounting the encoder can greatly contribute to quality improvement.
3) There is an effect that the cost can be reduced by shortening the encoder mounting time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram relating to estimation of a deviation angle when an encoder of an AC synchronous motor according to the present invention is attached.
FIG. 2 is a block diagram related to correction of a deviation angle when the encoder of the AC synchronous motor of the present invention is attached.
FIG. 3 is a flowchart for estimating a deviation angle when the encoder of the AC synchronous motor of the present invention is attached.
FIG. 4 is a flowchart for correcting a deviation angle when the encoder of the AC synchronous motor according to the present invention is attached.
[Explanation of symbols]
* Subscript fb indicating command Subscript θ indicating detection Encoder position information θest Initial magnetic pole estimation result θaft Encoder position information θerr immediately after initial magnetic pole estimation Error angle ω between AC synchronous motor and encoder Speed T Torque I Current V Voltage 1 AC synchronous motor 2 Encoder 3 PWM power converter 4 Current control means 5 Initial magnetic pole estimation method 6 Speed control means 7 Speed calculation means 8 Current detection means 9 Initial magnetic pole estimation result 10 Encoder position information immediately after initial magnetic pole estimation 11 Encoder deviation angle
