JP2005295746A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサレス同期モータの回転を矩形波駆動により制御するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that controls rotation of a sensorless synchronous motor by rectangular wave driving.
矩形波駆動によるセンサレス同期モータ、例えば、ロータ位置を検出するためのセンサを有しないブラシレスDCモータの回転制御には、無通電期間におけるステータコイルの端子電圧を検出しこの端子電圧に含まれる誘起電圧に基づいてロータ位置検出を行い、この位置データに基づいてステータコイルの通電パターンを順次切り替える方法が一般に採用されている。
前記の通電パターン切り替えに係り、特開昭59−127591号公報には、無通電期間の誘起電圧に基づくロータ位置情報に基づいて時間を設定してこの時間経過に基づいて通電パターンの切り替えを行う方法が開示されており、また、特開平11−98883号公報には、電圧波形に準じたディジタルデータをフィルタリングして得た値(誘起電圧の値)と測定電圧の1/2との交点をもとにして通電パターンの切替タイミングを得る方法が開示されているが、何れのものも端子電圧検出時のノイズの影響を受け易い手法であるため所期の通電パターン切替を適正に行うことが難しい。 In relation to the switching of the energization pattern, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-127591 sets a time based on rotor position information based on an induced voltage during a non-energization period, and switches the energization pattern based on the passage of time. A method is disclosed, and Japanese Patent Laid-Open No. 11-98883 discloses an intersection of a value obtained by filtering digital data according to a voltage waveform (value of an induced voltage) and 1/2 of a measured voltage. Although the method of obtaining the switching timing of the energization pattern is disclosed based on the above, since any of the methods is easily affected by noise at the time of terminal voltage detection, it is possible to appropriately perform the desired energization pattern switching. difficult.
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、端子電圧検出時のノイズに対する耐性が高いモータ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is to provide a motor control device having high resistance to noise when a terminal voltage is detected.
前記目的を達成するため、本発明は、ステータコイルの通電パターンを順次切り替えることによりセンサレス同期モータの回転を制御するモータ制御装置であって、ステータコイルの端子電圧を単位時間毎に検出する端子電圧検出手段と、端子電圧に含まれる誘起電圧を演算により求める誘起電圧演算手段と、誘起電圧からその位相を演算により求める誘起電圧位相演算手段と、誘起電圧位相の変化量からモータ回転速度を演算により求めるモータ回転速度演算手段と、前記誘起電圧位相と前記モータ回転速度とから通電パターンを切り替える迄の時間を演算により求める通電パターン切替時間演算手段と、前記通電パターン切替時間に達したときに通電パターンの切り替えを指示する通電パターン切替指示手段とを備える、ことをその特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a motor control device that controls the rotation of a sensorless synchronous motor by sequentially switching energization patterns of a stator coil, and detects a terminal voltage of the stator coil every unit time. A detecting means; an induced voltage calculating means for calculating an induced voltage included in the terminal voltage; an induced voltage phase calculating means for calculating the phase of the induced voltage by calculation; and a motor rotational speed by calculating the amount of change of the induced voltage phase. Motor rotation speed calculating means to be obtained; energization pattern switching time calculating means for calculating a time until the energization pattern is switched from the induced voltage phase and the motor rotation speed; and an energization pattern when the energization pattern switching time is reached. And an energization pattern switching instruction means for instructing switching To.
このモータ制御装置によれば、ステータコイルの端子電圧を単位時間毎に検出し、この端子電圧に含まれる誘起電圧を求め、この誘起電圧からその位相を求め、この誘起電圧位相の変化量からモータ回転速度から求め、そして、前記誘起電圧位相と前記モータ回転速度から通電パターンを切り替える迄の時間を求めて、この通電パターン切替時間に達したときに通電パターンの切り替えを行うことにより、センサレス同期モータの回転を制御することができる。 According to this motor control device, the terminal voltage of the stator coil is detected every unit time, the induced voltage included in the terminal voltage is obtained, the phase is obtained from the induced voltage, and the motor is calculated from the amount of change in the induced voltage phase. The sensorless synchronous motor is obtained from the rotation speed, and by obtaining the time until the energization pattern is switched from the induced voltage phase and the motor rotation speed, and switching the energization pattern when the energization pattern switching time is reached. Can be controlled.
本発明によれば、端子電圧に含まれる誘起電圧の位相と該位相の変化量に基づくモータ回転速度とから通電パターン切替時間を求め、この通電パターン切替時間に達したときに今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替えるようにしているので、端子電圧検出時のノイズに対する耐性が高く、これにより所期の通電パターン切替を適正に行うことができる。 According to the present invention, the energization pattern switching time is obtained from the phase of the induced voltage included in the terminal voltage and the motor rotation speed based on the change amount of the phase, and when the energization pattern switching time is reached, the current energization pattern is obtained. Is switched to the next energization pattern, it is highly resistant to noise at the time of detecting the terminal voltage, whereby the desired energization pattern switching can be performed appropriately.
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態を示すモータ制御装置のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a motor control device showing an embodiment of the present invention.
図中の符号11はモータ、12はインバータ部、13は直流電源、14はU相端子電圧検出部、15はV相端子電圧検出部、16はW相端子電圧検出部、17は誘起電圧・誘起電圧位相演算部、18はモータ回転速度演算部、19は通電パターン切替時間演算部、20は出力DUTY決定部、21は回転数指示部、22はPWM信号生成部である。因みに、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17とモータ回転速度演算部18と通電パターン切替時間演算部19と出力DUTY決定部20はマイクロコンピュータにより構成されている。
In the figure, 11 is a motor, 12 is an inverter, 13 is a DC power supply, 14 is a U-phase terminal voltage detector, 15 is a V-phase terminal voltage detector, 16 is a W-phase terminal voltage detector, 17 is an induced voltage An induced voltage phase calculation unit, 18 is a motor rotation speed calculation unit, 19 is an energization pattern switching time calculation unit, 20 is an output DUTY determination unit, 21 is a rotation speed instruction unit, and 22 is a PWM signal generation unit. Incidentally, the induced voltage / induced voltage
モータ11は、中性点Nを中心としてスター状に接続された3相のコイルUc,Vc,Wcを含むステータと、永久磁石を含むロータとを備えたブラシレスDCモータから成る。このモータ11はインバータ部12から各コイルUc,Vc,Wcに入力される疑似交流電力によって回転駆動される。
The
インバータ部12は、IGBT等から成る計6個のスイッチング素子Us,Vs,Ws,Xs,Ys,Zs(Us,Vs,Wsは上相、Xs,Ys,Zsは下相)を備え、スイッチング素子Us及びXsの対とスイッチング素子Vs及びYsの対とスイッチング素子Ws及びZsの対はバッテリー等から成る直流電源13にそれぞれ並列接続されている。このインバータ部12の6個のスイッチング素子Us,Vs,Ws,Xs,Ys,ZsはPWM信号生成部22から入力されるPWM信号によってオンオフ駆動され、直流電力を疑似交流電力に変換してモータ11の各コイルUc,Vc,Wcに出力する。
The
U相端子電圧検出部14,V相端子電圧検出部15及びW相端子電圧検出部16は、モータ回転時に各コイルUc,Vc,Wcに現れる端子電圧(U相端子電圧Vu,V相端子電圧Vv及びW相端子電圧Vw)をそれぞれ検出してAD変換し、AD変換後の端子電圧情報を誘起電圧・誘起電圧位相演算部17に出力する。
The U-phase terminal
誘起電圧・誘起電圧位相演算部17は、U相端子電圧検出部14,V相電圧検出部15及びW相電圧検出部16のそれぞれから入力された端子電圧情報に基づいて各端子電圧Vu,Vv,Vwに含まれる誘起電圧(U相誘起電圧Eu,V相誘起電圧Ev及びW相誘起電圧Ew)をそれぞれ演算により求めると共に、求められたU相誘起電圧Eu,V相誘起電圧Ev及びW相誘起電圧Ewの位相(U相誘起電圧位相θeu,V相誘起電圧位相θev及びW相誘起電圧位相θew)をそれぞれ演算により求めてモータ回転速度演算部18と通電パターン切替時間演算部19に出力する。
The induced voltage / induced voltage
モータ回転速度演算部18は、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17から入力された誘起電圧位相情報に基づいて位相の変化量からモータ回転速度を演算により求めて通電パターン切替時間演算部19と出力DUTY決定部20に出力する。
The motor rotation
通電パターン切替時間演算部19は、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17から入力された誘起電圧位相情報とモータ回転速度演算部18から入力されたモータ回転速度情報に基づいて通電パターンを切り替える迄の時間を演算により求めてPWM信号生成部22に出力する。
The energization pattern
出力DUTY決定部20は、回転数指示部21から入力された回転数情報とモータ回転速度演算部18から入力されたモータ回転速度情報に基づき、PI制御等の周知のディジタル処理によって回転数指示部21で指示された回転数がモータ11に得られるようなDUTY信号を決定してこれをPWM信号生成部22に出力する。
Based on the rotational speed information input from the rotational
PWM信号生成部22は、通電パターン切替時間演算部19から入力された通電パターン切替時間と出力DUTY決定部20から入力されたDUTY信号に基づいて各スイッチング素子Us,Vs,Ws,Xs,Ys,ZsをオンオフさせるためのPWM信号を生成してインバータ部12に出力する。
The PWM
図2は前記モータ11の回転を120度通電の矩形波駆動により制御した場合の基本的なタイミングチャートである。
FIG. 2 is a basic timing chart in the case where the rotation of the
図中の上側波形は各コイルUc,Vc,Wcにおける通電状態を模式的に表したものである。各コイルUc,Vc,Wcには上相スイッチング素子Us,Vs,Wsがオンしている状態で正方向(コイルから中性点Nに向かう方向)に電流が流れ、下相スイッチング素子Xs,Ys,Zsがオンしている状態で負方向(中性点Nからコイルに向かう方向)に電流が流れる。 The upper waveform in the figure schematically represents the energization state in each of the coils Uc, Vc, Wc. A current flows in each coil Uc, Vc, Wc in the positive direction (the direction from the coil toward the neutral point N) in a state where the upper phase switching elements Us, Vs, Ws are on, and the lower phase switching elements Xs, Ys. , Current flows in the negative direction (direction from the neutral point N toward the coil) in a state where Zs is on.
また、図中の下側波形は前記通電により各コイルUc,Vc,Wcに現れる端子電圧(U相端子電圧Vu,V相端子電圧Vv及びW相端子電圧Vw)を模式的に表したものである。各端子電圧Vu,Vv,Vwは前記通電に応じたものとなるが各々の無通電期間、例えばU相の60度〜120度の期間には中性点Nの電圧とロータ磁石の磁束による誘起電圧との和が現れる。 The lower waveform in the figure schematically represents terminal voltages (U-phase terminal voltage Vu, V-phase terminal voltage Vv, and W-phase terminal voltage Vw) that appear in the coils Uc, Vc, Wc due to the energization. is there. The terminal voltages Vu, Vv, and Vw are in accordance with the energization, but are induced by the voltage at the neutral point N and the magnetic flux of the rotor magnet in each non-energization period, for example, 60 to 120 degrees in the U phase. The sum with the voltage appears.
さらに、図中の最上位に記した1〜6は電気角60度毎に定めた通電パターンを示す記号であり、モータ回転時にはこの通電パターン1〜6が順次繰り返されることになる。因みに、請求範囲等で用いた「通電パターンの切り替え」とは今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替えることを意味し、また、「通電パターンを切り替える迄の時間」とは例えば今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替える迄の時間を意味する。
Further, 1 to 6 shown at the top in the drawing are symbols indicating energization patterns determined every 60 degrees of electrical angle, and the
以下に、前記モータ11が図2に示したタイミングチャートに準じて動作しているときに実現される通電パターン切替方法について図3及び図4に示したフローチャートを参照して説明する。
The energization pattern switching method realized when the
モータ回転時には、U相端子電圧検出部14,V相端子電圧検出部15及びW相端子電圧検出部16により、各コイルUc,Vc,Wcに現れる端子電圧(U相端子電圧Vu,V相端子電圧Vv及びW相端子電圧Vw)を単位時間毎、例えば10μsec毎にそれぞれ検出する(図3のステップST1)。
When the motor rotates, the terminal voltages (U-phase terminal voltage Vu, V-phase terminal) appearing in the coils Uc, Vc, Wc are detected by the U-phase terminal
図2に示したようにモータ11は120度通電の矩形波駆動によりその回転を制御されているため、通電期間における端子電圧検出、即ち、U相については通電パターン1,3,4,6における端子電圧検出を、V相については通電パターン2,3,5,6における端子電圧検出を、W相については1,2,4,5における端子電圧検出をそれぞれ省略してもよい。このようにすれば端子電圧検出及び後述の演算処理に係る負担を軽減することができる。
As shown in FIG. 2, the rotation of the
次に、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17により、U相端子電圧検出部14,V相電圧検出部15及びW相電圧検出部16からの端子電圧情報に基づいて各端子電圧Vu,Vv,Vwに含まれる誘起電圧(U相誘起電圧Eu,V相誘起電圧Ev及びW相誘起電圧Ew)をそれぞれ演算により求める(図3のステップST2)。
Next, by the induced voltage / induced voltage
具体的には、U相にあっては通電パターン2,5において中性点Nの電圧とロータ磁石の磁束による誘起電圧との和が前記端子電圧Vuとして現れ、V相にあっては通電パターン1,4において中性点Nの電圧とロータ磁石の磁束による誘起電圧との和が前記端子電圧Vvとして現れ、W相にあっては通電パターン3,6において中性点Nの電圧とロータ磁石の磁束による誘起電圧との和が前記端子電圧Vwとして現れ、中性点Nの電圧Vnは(U相端子電圧Vu+V相端子電圧Vv+W相端子電圧Vw)/3であるので、通電パターン2,5にあってはU相誘起電圧EuをEu=Vu−Vnの式により、通電パターン1,4にあってはV相誘起電圧EvをEv=Vv−Vnの式により、通電パターン3,6にあってはW相誘起電圧EwをEw=Vw−Vnの式によりそれぞれ求める。
Specifically, in the U phase, the sum of the voltage at the neutral point N and the induced voltage due to the magnetic flux of the rotor magnet appears in the
次に、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17により、求められたU相誘起電圧Eu,V相誘起電圧Ev及びW相誘起電圧Ewの位相θeu,θev,θewをそれぞれ演算により求める(図3のステップST3)。
Next, the induced voltage / induced voltage
具体的には、通電パターン2,5にあってはU相誘起電圧位相θeuをθeu=tan-1((Ew−Ev)/Eu)の式により、通電パターン1,4にあってはV相誘起電圧位相θevをθev=tan-1((Eu−Ew)/Ev)の式により、通電パターン3,6にあってはW相誘起電圧位相θewをθew=tan-1((Ev−Eu)/Ew)の式によりそれぞれ求める。
Specifically, in the
次に、モータ回転速度演算部18により、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17からの誘起電圧位相情報に基づいて位相の変化量からモータ回転速度ωを演算により求める(図3のステップST4)。
Next, the motor rotation
具体的には、1回前のあるパターンの通電時間Δtよりモータ回転速度ωをω=(1/(Δt×6))×2πの式により求める。 Specifically, the motor rotation speed ω is obtained from the energization time Δt of a certain pattern one time before by the equation ω = (1 / (Δt × 6)) × 2π.
次に、通電パターン切替時間演算部19により、誘起電圧・誘起電圧位相演算部17からの誘起電圧位相情報とモータ回転速度演算部18からのモータ回転速度情報に基づいて通電パターンを切り替える迄の時間を演算により求める(図3のステップST5)。
Next, the time until the energization pattern is switched by the energization pattern switching
具体的には、モータ11は図2に示した電気角60度毎の通電パターン1〜6の繰り返しにより回転していて、電気角で0度,60度,120度,180度,240度,300度,360度が通電パターン切り替えのための基準ポイントなっているため、ここでは今現在の電気角(誘起電圧位相)から次の切替ポイントの電気角に達する迄の最適時間、即ち、今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替える迄の時間を、通電パターン切替時間={(次の切替ポイントの電気角)−(今現在の電気角)}/モータ回転速度の式により求める。
Specifically, the
図2のt1の時点を例に挙げて説明すると、時点t1では通電パターン2が実行されていて次の切替ポイントは120度であるので、ここでは時点t1の電気角(U相誘起電圧位相θeu)とモータ回転速度ωから今現在の通電パターン2を通電パターン3に切り替える迄の時間を前記式により求める。
The time t1 in FIG. 2 will be described as an example. At time t1, the
前記の通電パターン切替時間は通電パターン1〜6の何れにおいても演算することができ、しかも、同演算はステップST1で説明した単位時間毎に繰り返されるので、単位時間毎に求めた通電パターン切替時間をメモリに一時的に格納する(図3のステップST6)。
The energization pattern switching time can be calculated in any of the
このようにして通電パターン切替時間を求めた後は、通電パターン切替時間演算部19により、当該切替時間に達したか否かを順次判別し、達したときには切替のための信号をPWM信号生成部22に出力して、今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替えるためのPWM信号をPWM信号生成部22からインバータ部12に出力する(図4のステップSS1,SS2)。
After obtaining the energization pattern switching time in this way, the energization pattern switching
先に述べたように通電パターン切替時間は単位時間毎に求められるため、今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替えるタイミングは複数存在することになる。依って、ここでは複数の演算結果を平均化する等のフィルタ処理を行ってより最適な切替時間を求めてから、この切替時間に達したか否かを判別する。複数の演算結果の数はモータ回転速度ωによって増減するため、前記のフィルタ処理に使用するフィルタ定数をモータ回転速度ωによって変化させるようにすればより最適な切替時間を求めることができる。 As described above, since the energization pattern switching time is obtained every unit time, there are a plurality of timings at which the current energization pattern is switched to the next energization pattern. Therefore, after performing a filtering process such as averaging a plurality of calculation results to obtain a more optimal switching time, it is determined whether or not the switching time has been reached. Since the number of the plurality of calculation results increases / decreases depending on the motor rotation speed ω, the optimum switching time can be obtained by changing the filter constant used for the filter processing according to the motor rotation speed ω.
また、通電パターン切替の時間間隔に基づいてモータ回転速度ωを再演算し、このモータ回転速度情報を出力DUTY決定部20に出力する(図4のステップSS3)。 Further, the motor rotation speed ω is recalculated based on the time interval for switching the energization pattern, and this motor rotation speed information is output to the output DUTY determination unit 20 (step SS3 in FIG. 4).
このように前述のモータ制御装置によれば、端子電圧(Vu,Vv,Vw)に含まれる誘起電圧(Eu,Ev,Ew)の位相(θeu,θev,θew)と該位相の変化量に基づくモータ回転速度(ω)とから通電パターン切替時間を求め、この通電パターン切替時間に達したときに今現在の通電パターンを次の通電パターンに切り替えるようにしているので、端子電圧検出時のノイズに対する耐性が高く、これにより所期の通電パターン切替を適正に行うことができる。 Thus, according to the above-described motor control device, based on the phase (θeu, θev, θew) of the induced voltage (Eu, Ev, Ew) included in the terminal voltage (Vu, Vv, Vw) and the amount of change in the phase. The energization pattern switching time is obtained from the motor rotation speed (ω), and when the energization pattern switching time is reached, the current energization pattern is switched to the next energization pattern. The tolerance is high, so that the desired energization pattern switching can be performed properly.
また、単位時間毎に求められた通電パターン切替時間にフィルタ処理を施してより最適な通電パターン切替時間を求めているので、前記の通電パターン切り替えをより適切に行うことができる。 In addition, since the optimum energization pattern switching time is obtained by performing the filtering process on the energization pattern switching time obtained every unit time, the energization pattern switching can be performed more appropriately.
図5は本発明の他の実施形態を示すモータ制御装置のブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of a motor control device showing another embodiment of the present invention.
このモータ制御装置が図1に示したモータ制御装置と異なるところは、モータ電流を検出するための電流センサ23を設けた点と、電流センサ23からの検出信号をAD変換する電流検出部24を設けた点と、電流検出部24からのモータ電流情報に基づいて各端子電圧検出部15,16,17から誘起電圧・誘起電圧位相演算部17に出力される端子電圧情報を補正するU相端子電圧補正部25,V相端子電圧補正部26及びW相端子電圧補正部27を設けた点にある。他の構成は図1に示したモータ制御装置と同じである。
This motor control device is different from the motor control device shown in FIG. 1 in that a
前述の通電パターン切替方法では、U相については通電パターン2,5における端子電圧Vuを検出し、V相については通電パターン1,4における端子電圧Vvを検出し、W相については通電パターン3,6における端子電圧Vwを検出するようにしたが、検出された各相の端子電圧Vu,Vv,Vwに含まれる誘起電圧Eu,Ev,Ewの位相θeu,θev,θewは、微小ではあるがそのときのモータ電流とコイル抵抗の乗算値の影響を受ける。依って、ここでは前記の影響を排除するため端子電圧補正部25,26,27を設けて誘起電圧・誘起電圧位相演算部17に適正な端子電圧情報が入力されるようにしている。
In the energization pattern switching method described above, the terminal voltage Vu in the
以上の説明では、モータ11の回転を120度通電の矩形波駆動により制御する場合の通電パターン切替方法を例示したが、無通電期間を有する矩形波駆動であれば120度以外の通電角、即ち、120度<通電角<180度の場合において前記同様の作用効果を得ることができる。
In the above description, the energization pattern switching method in the case where the rotation of the
また、モータ11としてブラシレスDCモータを例に挙げて説明したが、リラクタンスモータ等の他の同期モータを制御する場合でも前記同様の作用効果を得ることができる。
In addition, the brushless DC motor has been described as an example of the
さらに、通電パターン切り替えのための基準ポイントを電気角で0度,60度,120度,180度,240度,300度,360度としたものを例示したが、モータ回転速度ωまたはモータ電流に応じて切替ポイントを変化させるようにしてもよく、例えばモータ回転速度ωが高い場合には切替ポイントを前記よりも手前の電気角である−10度,50度,110度,170度,230度,290度,350度としてもよい。因みに、モータ電流によって切替ポイントを変化させる場合には図5に示すような電流検出手段を採用してその情報を得るようにすればよい。 Furthermore, although the reference points for switching the energization pattern are exemplified as electrical angles of 0 degrees, 60 degrees, 120 degrees, 180 degrees, 240 degrees, 300 degrees, and 360 degrees, the motor rotation speed ω or the motor current For example, when the motor rotation speed ω is high, the switching point is set to −10 degrees, 50 degrees, 110 degrees, 170 degrees, and 230 degrees, which are electrical angles closer to the above. , 290 degrees and 350 degrees. Incidentally, when the switching point is changed by the motor current, the current detection means as shown in FIG. 5 may be employed to obtain the information.
尚、前述の通電パターン切替方法にあっては、検出された端子電圧からこれにに含まれる誘起電圧を求めてその位相をさらに求めるようにしたが、ここで求められた誘起電圧位相はその後の演算処理において必ずしも最適であるとは言えない。これはモータのリラクタンストルクが影響しているためであり、この影響を排除するには求められた誘起電圧位相を進めたり遅らせたりする制御を実施することが望ましい。 In the above-described energization pattern switching method, the induced voltage contained in the detected terminal voltage is obtained from the detected terminal voltage, and the phase thereof is further obtained. It is not necessarily optimal in arithmetic processing. This is because the reluctance torque of the motor has an effect, and in order to eliminate this effect, it is desirable to implement control that advances or delays the required induced voltage phase.
図6は通常運転時のモータベクトル図を示し、図7は図6よりも誘起電圧位相を進めた場合のモータベクトル図を示すもので、同図におけるVaは端子電圧、Eaは誘起電圧、Iaはモータ電流、Raはコイル抵抗、Ψaはロータ磁石の磁束である。誘起電圧位相を進める場合の手法としては実験等により予め定めた値を求められた誘起電圧位相に加算する方法の他、モータ定数等を用いた式や同式のモータ定数をモータ電流によって補正できるような式を用いて前記加算値を随時演算する方法が採用できる。誘起電圧位相を遅らせる場合もこれと同様の手法が採用できる。 6 shows a motor vector diagram during normal operation, and FIG. 7 shows a motor vector diagram when the induced voltage phase is advanced as compared with FIG. 6, where Va is a terminal voltage, Ea is an induced voltage, Ia Is the motor current, Ra is the coil resistance, and Ψa is the magnetic flux of the rotor magnet. As a method for advancing the induced voltage phase, in addition to a method in which a predetermined value is obtained by an experiment or the like, a formula using a motor constant or a motor constant of the same formula can be corrected by a motor current. A method of calculating the added value at any time using such an expression can be employed. A similar method can be adopted when the induced voltage phase is delayed.
11…モータ、Uc…U相コイル、Vc…V相コイル、Wc…W相コイル、N…中性点、12…インバータ部、Us,Vs,Ws…上相スイッチング素子、Xs,Ys,Zs…下相スイッチング素子、13…直流電源、14…U相端子電圧検出部、15…V相端子電圧検出部、16…W相端子電圧検出部、17…誘起電圧・誘起電圧位相演算部、18…モータ回転速度演算部、19…通電パターン切替時間演算部、20…出力DUTY決定部、21…回転数指示部、22…PWM信号生成部、23…電流センサ、24…電流検出部、25…U相端子電圧補正部、26…V相端子電圧補正部、27…W相端子電圧補正部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ステータコイルの端子電圧を単位時間毎に検出する端子電圧検出手段と、
端子電圧に含まれる誘起電圧を演算により求める誘起電圧演算手段と、
誘起電圧からその位相を演算により求める誘起電圧位相演算手段と、
誘起電圧位相の変化量からモータ回転速度を演算により求めるモータ回転速度演算手段と、
前記誘起電圧位相と前記モータ回転速度とから通電パターンを切り替える迄の時間を演算により求める通電パターン切替時間演算手段と、
前記通電パターン切替時間に達したときに通電パターンの切り替えを指示する通電パターン切替指示手段とを備える、
ことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device that controls rotation of a sensorless synchronous motor by sequentially switching energization patterns of a stator coil,
Terminal voltage detecting means for detecting the terminal voltage of the stator coil every unit time;
Induced voltage calculation means for calculating the induced voltage included in the terminal voltage by calculation;
Induced voltage phase calculating means for calculating the phase from the induced voltage by calculation;
Motor rotation speed calculation means for calculating the motor rotation speed from the amount of change in the induced voltage phase,
An energization pattern switching time calculating means for calculating a time until the energization pattern is switched from the induced voltage phase and the motor rotation speed;
An energization pattern switching instruction means for instructing switching of the energization pattern when the energization pattern switching time is reached;
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 The terminal voltage detection and the subsequent calculation processing are not performed in the energization period.
The motor control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。 Further comprising means for filtering the energization pattern switching time obtained for each unit time,
The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is a motor control device.
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御装置。 The filter constant used for the filtering process is changed according to the motor rotation speed.
The motor control device according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のモータ制御装置。 The reference point for switching the energization pattern is changed by the motor rotation speed or the motor current.
The motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のモータ制御装置。 Means for correcting the induced voltage phase;
The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is a motor control device.
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