JP2009081903A - モータ駆動装置とその速度制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のモータ速度に対し重み付けした平均値速度を算出する速度平均演算部5と、前記平均値速度と前記複数のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチ7を動作させる速度選択部6と、を備える。
【選択図】図1
Description
第1の従来技術は、「モータが高速回転の場合でも、低速回転の場合でも、安価な位置検出センサを用いて精度良くモータの角速度及び回転角度を検出できるモータ駆動装置」を提供することを目的としており、「低速回転速度の場合はモータの逆起電圧に基き角速度を検出する第1の角速度検出手段と、高速回転速度の場合は、ホールセンサからの信号に基き角速度を検出する第2の角速度検出手段とを備え、ハイブリッドにして使用することにより、ホールセンサを用いて全回転速度領域で精度良く角速度、回転角度を検出」している。」すなわち、「モータが高速回転の場合は、単位時間当たり多数のホールセンサ信号を得ることができるのでホールセンサ信号を用いて精度の良い」速度を検出でき、「モータが低速回転の場合は、ホールセンサ信号に代えてモータの逆起電圧を用いて精度の良い」速度を検出でき、「さらに、回転速度によって切り替わる選択手段を用いて、回転速度によって精度が異なる」速度から精度よい速度を選択している(例えば、特許文献1参照)。
誘起電圧速度演算部500は、モータ駆動時の出力電圧Vu、Vv、Vwと出力電流Iu、Iv、Iwとに基づいてモータ各相の誘起電圧を算出し、その算出した各相の誘起電圧に基づいて速度を算出する。また、ポールセンサ速度演算部501は、検出されたポールセンサ信号の周期に基づいて速度を推定する。また、選択部502は、予め設定された所定の速度を境にして、低速の場合は誘起電圧速度演算部500で算出した速度と、高速の場合はポールセンサ速度演算部501で算出した速度を選択する。また、ヒステリシス部503は、所定の速度を境にして速度を切替える付近で、速度が頻繁に切替らないようにヒステリシス特性を有している。
「モード切換部50は、目標速度設定部40で設定された目標回転速度が所定の速度を越えるときには速度信号出力部10から高速モード用速度信号111を駆動制御部30に出力させ、目標回転速度が所定の速度以下のときには速度信号出力部10から低速モード用速度信号112を駆動制御部30に出力させる第1のスイッチ51を備え」、また、「目標回転速度が所定の速度を越えるときには速度指令信号出力部20から高速モード用速度指令信号211を駆動制御部30に出力させ、目標回転速度が所定の速度以下のときには速度指令信号出力部20から低速モード用速度指令信号212を駆動制御部30に出力させる第2のスイッチ52を備えている。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータの全速度領域における速度検出の精度を向上させるとともに、速度演算誤差に基づく速度演算手段の切替り時の速度直線性および速度制御の安定性を確保し、また加減速時の速度追従性を向上させることができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、モータ速度を算出する複数の速度演算部と、前記複数の速度演算部が算出した複数のモータ速度を選択切替する選択スイッチと、を備え、モータの全速度領域に対して前記複数のモータ速度のいずれか1つを選択し、速度制御を行なうモータ制御装置において、前記複数のモータ速度に対し重み付けした平均値速度を算出する速度平均演算部と、前記平均値速度と前記複数のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させる速度選択部と、を備えるものである。
請求項6乃至9に記載の発明によると、第1または2の速度演算部において速度演算誤差が発生した場合、前記第1および2のモータ速度に対し重み付けした平均値速度を算出し、前記平均値速度と前記複数のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するため、速度演算誤差による速度制御への影響を抑制することができ、速度直線性および速度制御の安定性を確保することができる。また、加減速時の速度追従性を向上させることもできる。
請求項9または10に記載の発明によると、第1または2の速度演算部において速度演算誤差が発生した場合、前記第1および2のモータ速度に対し重み付けした平均値速度を算出し、前記平均値速度と前記複数のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するため、速度演算誤差による速度制御への影響を抑制することができ、速度直線性および速度制御の安定性を確保することができる。また、加減速時の速度追従性を向上させることもできる。
また、誘起電圧速度演算部3は、モータ駆動時の出力電圧と出力電流からモータの誘起電圧に基づいて第1の速度ω1を算出する第1の速度算出手段であり、ポールセンサ速度演算部4は、ポールセンサ信号同期から第2の速度ω2を算出する第2の速度算出手段である。
また、速度選択部6は、第2の速度ω2に応じて前記3つの速度(ω1,ω2,ω3)を、選択スイッチ7を動作させて切替えるものである。
本発明が従来技術と異なる部分は、第3の速度算出手段である速度平均演算部5と、第2の速度に応じて第1乃至3の速度のいずれか1つの速度を選択する速度選択部6と、速度選択部6により動作させる選択スイッチ7とを備えた部分である。
図において、出力電圧または出力電流検出手段(図示しない)により検出された各相の出力電圧Vu、Vv、Vwと各相の出力電流Iu、Iv,Iw、またモータ定数として巻線抵抗Ru、Rv、RwとインダクタンスLu、Lv,Lwから、各相の誘起電圧Eu、Ev、Ewを式(1)により求めることができる。
図2は、各相のポールセンサ信号からポールセンサ信号の合成信号を生成する合成回路図、図3は、各相のポールセンサ信号とポールセンサ信号の合成信号を示す波形図である。
図2における合成回路は、2つのイクスクルーシブオア(排他的論理和)を用いて、120度位相差の3相のポールセンサ信号から60度毎のポールセンサ合成信号を生成するものであり、例えばU相とV相の排他的論理和とW相との排他的論理和により生成する。
ポールセンサ合成信号の立ち上がり立ち下がりエッジを検出し、このエッジ間の時間をカウントすることで第2の速度ω2を算出する。なお、高速回転時は立ち上がり立ち下がりエッジを検出するまでの時間が短いが、低速回転時は立ち上がり立ち下がりエッジを検出するまでに時間を要し検出が遅れるという問題がある。
例として、モータの全速度範囲に対して、モータ回転数50rpmと5000rpmが誘起電圧速度演算部3とポールセンサ速度演算部4との切替えポイントとした場合を考える。モータ回転数50rpmの時、誘起電圧速度演算部3における誘起電圧から算出した第1の速度ω1を100%、ポールセンサ速度演算部4におけるポールセンサ信号から算出した第2の速度ω2を0%とし、モータ回転数2525rpm(=50rpm×1/2+5000rpm×1/2)の時、第1の速度ω1と第2の速度ω2を50%とし、モータ回転数5000rpmの時、第1の速度ω1を0%、第2の速度ω2を100%とする。
なお、第1の速度ω1から第3の速度ω3への切り替えポイント(ω2=50rpm)では、式(4)よりω3=ω1となる。また、第3の速度ω3から第2の速度ω2への切り替えポイント(ω2=5000rpm)では、式(4)よりω3=ω2となり、2つの切り替えポイントにおいて、算出速度は一致するため、切り替えポイントにおける演算誤差は生じない。
前述のように、低速回転時は、ポールセンサ合成信号のエッジ検出に時間を要し検出が遅れるという問題があるため、ポールセンサ合成信号のエッジ間の時間が、例えば速度制御処理スキャンの100倍より長い場合を低速回転領域とし、誘起電圧速度演算部3における誘起電圧から算出した第1の速度ω1を選択するように選択スイッチ7を動作させる。一方、ポールセンサ合成信号のエッジ間の時間が、速度制御処理スキャンより短い場合を高速回転領域とし、ポールセンサ速度演算部4におけるポールセンサ信号から算出した第2の速度ω2を選択するように選択スイッチ7を動作させる。また、前記低速回転領域と高速回転領域との間を中速回転領域とし、速度平均演算部5における、モータ駆動時の第1の速度ω1と第2の速度ω2とを重み付けした平均値である第3の速度ω3を選択するように選択スイッチ7を動作させる。
ここで、高速回転領域とする目安は、モータの全速度範囲に対して、最大速度近辺(8割程度以上)とすればよい。
また、第2の速度ω2<50rpmの時がω=ω1、50rpm≦ω2≦5000rpmの時がω=ω3、ω2>5000rpmの時がω=ω2となる。このように、速度選択部6における速度の選択は第2の速度ω2に基づいて制御されるので、実際にはω1からω2に切替るときの速度は50rpm付近となる。
なお、第1の速度ω1に基づいて制御しない理由は、前述のように、逆起電圧を用いて速度を算出する場合、電流検出センサ信号を取り込む際のノイズフィルターやAD変換器による時間遅れが存在するため、高速回転になると速度検出の誤差が大きくなる問題があるため、高精度な切り替えができないためである。
50rpmにて第1の速度ω1から第3の速度ω3に切替るときは、第3の速度ω3における第1の速度ω1と第2の速度ω2との重み付けは、第1の速度ω1が100%、第2の速度ω2が0%となっているので、第3の速度ω3=ω1となる。また、5000rpmにて第3の速度ω3から第2の速度ω2に切替るときは、第1の速度ω1が0%、第2の速度ω2が100%となっているのでω3=ω2となる。
2 PI制御部
3 誘起電圧速度演算部
4 ポールセンサ速度演算部
5 速度平均演算部
6 速度選択部
7 選択スイッチ
Claims (11)
- モータ速度を算出する複数の速度演算部と、前記複数の速度演算部が算出した複数のモータ速度を選択切替する選択スイッチと、を備え、モータの全速度領域に対して前記複数のモータ速度のいずれか1つを選択し、速度制御を行なうモータ制御装置において、
前記複数のモータ速度に対し重み付けした平均値速度を算出する速度平均演算部と、
前記平均値速度と前記複数のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させる速度選択部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。 - 前記速度選択部が、モータの全速度領域における低速回転領域および高速回転領域を除く大部分の領域に対して前記平均値速度を選択するように前記選択スイッチを動作させることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。
- 前記複数の速度演算部が、モータ誘起電圧に基づいて第1のモータ速度を算出する誘起電圧速度演算部と、
3相モータ各相のポールセンサ信号を合成したポールセンサ合成信号に基づいて第2のモータ速度を算出するポールセンサ速度演算部と、で構成されることを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。 - 前記速度平均演算部が、前記第1のモータ速度と前記第2のモータ速度とを重み付けした平均値速度である第3のモータ速度を算出するものであり、
前記速度選択部が、前記第2のモータ速度に応じて、前記第1乃至3のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させるものであることを特徴とする請求項1または3記載のモータ制御装置。 - 前記速度選択部が、モータの全速度領域に対して、低速回転領域は前記第1の速度を、高速回転領域は前記第2の速度を、中速回転領域は前記第3の速度を選択してするように前記選択スイッチを動作させるものであることを特徴とする請求項4記載のモータ制御装置。
- モータの全速度領域に対して低速回転領域でのモータ速度算出に適した第1の速度演算部と、高速回転領域でのモータ速度算出に適した第2の速度演算部と、前記第1の速度演算部が算出した第1のモータ速度と前記第2の速度演算部が算出した第2のモータ速度とを選択切替する選択スイッチと、を備え、前記第1あるいは2モータ速度のいずれか1つを選択し、速度制御を行なうモータ制御装置において、
前記第1のモータ速度と前記第2のモータ速度とを重み付けした平均値速度である第3のモータ速度を算出する速度平均演算部と、
前記第1乃至3のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させる速度選択部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。 - 前記第1の速度演算部が、モータ誘起電圧に基づいて前記第1のモータ速度を算出する誘起電圧速度演算部であり、
前記第2の速度演算部が、3相モータ各相のポールセンサ信号を合成したポールセンサ合成信号に基づいて前記第2のモータ速度を算出するポールセンサ速度演算部である、ことを特徴とする請求項6記載のモータ制御装置。 - 前記速度選択部が、前記第2のモータ速度に応じて、前記第1乃至3のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させるものであることを特徴とする請求項6記載のモータ制御装置。
- 前記速度選択部が、前記低速回転領域は前記第1の速度を、前記高速回転領域は前記第2の速度を、中速回転領域は前記第3の速度を選択してするように前記選択スイッチを動作させるものであり、
前記全速度領域に対して大部分の領域を前記第3の速度を選択して速度制御を行なうことを特徴とする請求項6記載のモータ制御装置。 - モータの全速度領域に対して低速回転領域でのモータ速度算出に適した第1の速度演算部と、高速回転領域でのモータ速度算出に適した第2の速度演算部と、前記第1の速度演算部が算出した第1のモータ速度と前記第2の速度演算部が算出した第2のモータ速度とを選択切替する選択スイッチと、を備え、前記第1あるいは2モータ速度のいずれか1つを選択し、速度制御を行なうモータ制御装置の速度制御方法において、
前記第1のモータ速度と前記第2のモータ速度とを重み付けした平均値速度である第3のモータ速度を算出し、
前記第2のモータ速度に応じて、前記第1乃至3のモータ速度のうちのいずれか1つを選択するように前記選択スイッチを動作させ、
選択したモータ速度を用いて速度制御を行なうことを特徴とするモータ制御装置の速度制御方法。 - 前記全速度領域に対して大部分の領域を前記第3の速度を選択して速度制御を行なうことを特徴とする請求項10記載のモータ制御装置の速度制御方法。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10185938A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Nippon Otis Elevator Co | 車両の速度検出方法 |
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---|---|---|---|---|
JPH10185938A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-14 | Nippon Otis Elevator Co | 車両の速度検出方法 |
JP2002315386A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Hitachi Ltd | 電動機の制御装置 |
JP2005318724A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nsk Ltd | モータ駆動装置及び電動パワーステアリング装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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