JP2010200524A - Motor controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller by which shaft support operation can be kept for a relatively long period of time without adding a device even when power failure occurs. <P>SOLUTION: When a power failure detector 55 detects power failure, a bearingless motor 1 is decelerated in a drive-side control circuit 11 by switching a rotational angle speed command value ω<SP>*</SP>to zero with a changeover switch 56, and a drive-side inverter 13 is controlled so that the generated power of the bearingless motor 1 is regenerated from the bearingless motor 1 to a DC link circuit 46 side via the drive-side inverter 13, and this regenerative power is supplied to an inverter 14 on a shaft support side via the DC link circuit 46. Moreover, a negative lower limit setting value is output in a limiter lower limit value adjusting circuit 51 when a DC link voltage value V<SB>DC</SB>detected by a voltage detector 54 is lower than a DC link voltage setting value V<SB>DC</SB><SP>*</SP>, and this negative lower limit setting value is set as a lower limit setting value of a variable limiter 57 in the variable limiter 57. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は電磁力によって軸支持を行なうモータであるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor that is a motor that supports a shaft by electromagnetic force.

モータの軸受としては機械的な軸受が一般的である。しかし、機械的な軸受は、摩擦が発生するため潤滑剤が必要であり、また、摩耗するため定期的な交換が必要である。そのため、機械的な軸受を備えたモータは真空中や有害な気体中での使用や、医療機器用や超高速駆動用としての利用に制約があった。   A mechanical bearing is generally used as a motor bearing. However, mechanical bearings require friction because they generate friction and require periodic replacement because they wear out. For this reason, motors equipped with mechanical bearings are limited in use in a vacuum or harmful gas, as well as for use in medical equipment or for ultra-high speed driving.

この問題を解決するため、電磁力によって軸支持を行なうモータが開発されてきた。このようなモータには、磁気軸受モータとベアリングレスモータとがある。   In order to solve this problem, motors that support shafts by electromagnetic force have been developed. Such motors include magnetic bearing motors and bearingless motors.

磁気軸受モータは磁気軸受を採用したモータであり、この磁気軸受の電磁石により軸支持力（電磁力）を発生させる方式のものであり、軸と軸受が接触しないため潤滑剤が不要であり、また、摩耗しないことからメンテナンスフリーである。そのため、磁気軸受モータは腐食性の高い気体中でも使用することができ、モータの適用範囲を広げることができた。しかし、磁気軸受モータは軸支持用の電磁石を固定子とは別の位置に追加的に備える必要があり、装置の大型化やコストの増加などを招くという問題点を有している。   A magnetic bearing motor is a motor that employs a magnetic bearing and generates a shaft support force (electromagnetic force) with an electromagnet of the magnetic bearing. Since the shaft and the bearing do not contact each other, no lubricant is required. Because it does not wear, it is maintenance-free. Therefore, the magnetic bearing motor can be used even in highly corrosive gas, and the application range of the motor can be expanded. However, the magnetic bearing motor needs to additionally include a shaft-supporting electromagnet at a position different from the stator, which causes a problem that the apparatus is increased in size and cost.

一方、ベアリングレスモータも磁気軸受モータと同様に電磁力により軸支持を行うモータである。しかし、ベアリングレスモータは、１つの固定子に電動機巻線と軸支持巻線の２種類の巻線を備えているところが磁気軸受モータとは異なっており、前記軸支持巻線に通電することよって軸支持力となる電磁力を発生させ、且つ、前記電動機巻線に通電することによって回転力となる電磁力を発生させる。
このようにベアリングレスモータでは、電動機の機能と磁気軸受の機能とを一体化したことにより、ベアリングレスモータ単体で回転子の回転と軸支持の両方を行うことができるため、磁気軸受の利点に加えて、装置の小型化やコストダウンが可能である。従って、ベアリングレスモータは、更に幅広い分野への適用に向け、研究開発が進められている。 On the other hand, the bearingless motor is also a motor that supports the shaft by electromagnetic force like the magnetic bearing motor. However, a bearingless motor is different from a magnetic bearing motor in that a single stator is provided with two types of windings, ie, an electric motor winding and a shaft supporting winding. By energizing the shaft supporting winding, An electromagnetic force serving as a shaft supporting force is generated, and an electromagnetic force serving as a rotational force is generated by energizing the motor winding.
As described above, in the bearingless motor, since the function of the electric motor and the function of the magnetic bearing are integrated, the bearingless motor alone can both rotate the rotor and support the shaft. In addition, the apparatus can be reduced in size and cost. Accordingly, research and development of bearingless motors are being promoted for application in a wider range of fields.

ここで、ベアリングレスモータの従来の制御装置について説明する。図３は従来のベアリングレスモータ制御装置の構成を示す図、図４は前記ベアリングレスモータ制御装置に備えた駆動側のインバータの構成を示す図である。   Here, a conventional control device for a bearingless motor will be described. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional bearingless motor control device, and FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a drive-side inverter provided in the bearingless motor control device.

図３に示すように、ベアリングレスモータ１は固定子２と回転子３を有している。固定子２には電動機巻線（図示省略）と軸支持巻線（図示省略）とが設けられている。ベアリングレスモータ１は、例えば２極電動機・４極支持構造となっている。
また、ベアリングレスモータ１には、永久磁石型同期電動機（ＰＭモータ）や誘導電動機などが採用される。ベアリングレスモータ１がＰＭモータである場合、回転子３には永久磁石が設けられる。 As shown in FIG. 3, the bearingless motor 1 has a stator 2 and a rotor 3. The stator 2 is provided with an electric motor winding (not shown) and a shaft support winding (not shown). The bearingless motor 1 has, for example, a two-pole motor / four-pole support structure.
The bearingless motor 1 employs a permanent magnet type synchronous motor (PM motor), an induction motor, or the like. When the bearingless motor 1 is a PM motor, the rotor 3 is provided with a permanent magnet.

固定子２には静止座標系のα軸が交差する部分にギャップセンサ４が設けられ、静止座標系のβ軸が交差する部分にギャップセンサ５が設けられており、回転子３にはロータリーエンコーダ６が接続されている。
ロータリーエンコーダ６では回転子３の回転角度に応じた検出信号を出力し、角度検出器７ではこのロータリーエンコーダ６の検出信号を処理して回転子３の回転角度θを求める。
ギャップセンサ４では、固定子２と回転子３との間のギャップを検出して、回転子３のα軸方向の軸変位を示す検出軸変位値αを得る。
ギャップセンサ５では、固定子２と回転子３との間のギャップを検出して、回転子３のβ軸方向の軸変位を示す検出軸変位値βを得る。 The stator 2 is provided with a gap sensor 4 at a portion where the α axis of the stationary coordinate system intersects, a gap sensor 5 is provided at a portion where the β axis of the stationary coordinate system intersects, and the rotor 3 is provided with a rotary encoder. 6 is connected.
The rotary encoder 6 outputs a detection signal corresponding to the rotation angle of the rotor 3, and the angle detector 7 processes the detection signal of the rotary encoder 6 to obtain the rotation angle θ of the rotor 3.
In the gap sensor 4, a gap between the stator 2 and the rotor 3 is detected, and a detected shaft displacement value α indicating an axial displacement of the rotor 3 in the α-axis direction is obtained.
The gap sensor 5 detects a gap between the stator 2 and the rotor 3 and obtains a detected shaft displacement value β indicating the axial displacement of the rotor 3 in the β-axis direction.

そして、このベアリングレスモータ１の制御装置は、駆動側のインバータ１３を使用して固定子２の電動機巻線に電力を供給する駆動側制御回路１１と、軸支持側のインバータ１４を使用して固定子２の軸支持巻線に電力を供給する軸支持側制御回路１２とを有している。
駆動側制御回路１１は、トルクを出力して回転軸（回転子３）を回転させることにより、前記回転軸に接続された負荷（図示省略）を回転駆動する制御システムである。
軸支持側制御回路１２は、軸変位を検出して軸支持力を発生させることにより、回転軸（回転子３）を浮上させる制御システムである。 The control device for the bearingless motor 1 uses a drive-side control circuit 11 that supplies power to the motor windings of the stator 2 using the drive-side inverter 13 and a shaft-support-side inverter 14. And a shaft support side control circuit 12 for supplying power to the shaft support winding of the stator 2.
The drive side control circuit 11 is a control system that rotationally drives a load (not shown) connected to the rotary shaft by outputting torque and rotating the rotary shaft (rotor 3).
The shaft support side control circuit 12 is a control system that floats the rotating shaft (rotor 3) by detecting shaft displacement and generating shaft support force.

図４に示すように、インバータ１３は複数のスイッチング素子１８（図示例ではＩＧＢＴ）と、これらのスイッチング素子１８のそれぞれに並列に接続したダイオード１９とを有してなるものである。図示は省略するが、インバータ１４も、インバータ１３と同様の構成である。   As shown in FIG. 4, the inverter 13 includes a plurality of switching elements 18 (IGBT in the illustrated example) and a diode 19 connected in parallel to each of these switching elements 18. Although not shown, the inverter 14 has the same configuration as the inverter 13.

まず、駆動側制御回路１１について詳述する。
図３に示すように、速度検出器２１では、角度検出器７で求めた回転角度θを時間で微分して回転角速度ωを求める。
偏差演算器２２では、速度検出器２１で求めた回転角速度ωと、回転角速度指令値ω*との偏差（ω*−ω）を演算して、角速度偏差Δωを求める。
ＰＩアンプ２３では、偏差演算器２２で求めた角速度偏差ΔωをＰＩ（比例・積分）演算することにより、ｑ軸のトルク電流指令値ｉmq *を得る。
一方、ｄ軸の励磁電流指令値ｉmd *は零とする。このようにしたのは、後ほど説明する軸支持変調式（（１）式）で用いる係数（ＫA，ＫB，ＫC，ＫD）が、トルク電流値ｉmqだけでなく励磁電流値ｉmdにも依存するためであり、励磁電流指令値ｉmd *＝０とすることによって制御の複雑さを防ぐのが目的である。 First, the drive side control circuit 11 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the speed detector 21 differentiates the rotation angle θ obtained by the angle detector 7 with respect to time to obtain the rotation angular speed ω.
The deviation calculator 22 calculates a deviation (ω * −ω) between the rotational angular velocity ω obtained by the speed detector 21 and the rotational angular velocity command value ω * to obtain an angular velocity deviation Δω.
The PI amplifier 23 obtains a q-axis torque current command value imq * by performing PI (proportional / integral) calculation on the angular velocity deviation Δω obtained by the deviation calculator 22.
On the other hand, the excitation current command value of the d-axis i md * is set to zero. This is because the coefficients (K A , K B , K C , K D ) used in the shaft support modulation equation (Equation (1)) described later are not only the torque current value i mq but also the excitation current value i. This is because it also depends on md , and the purpose is to prevent control complexity by setting the excitation current command value i md * = 0.

電流検出器２４では、インバータ１３から固定子２の電動機巻線へ出力されるインバータ出力電流を検出する。
ｄｑ変換器２５では電流検出器２４で検出されるインバータ出力電流をｄｑ変換することにより、実際のｑ軸のトルク電流値ｉmqとｄ軸の励磁電流値ｉmdとを求める。
偏差演算器２６では、ｄｑ変換器２５で求めた実際のトルク電流値ｉmqと、ＰＩアンプ２３で得たトルク電流指令値ｉmq *との偏差（ｉmq *−ｉmq）を演算して、トルク電流偏差Δｉmqを求める。
電流制御器（ＡＣＲアンプ）２７では、偏差演算器２６で求めたトルク電流偏差Δｉmqを基にｑ軸電圧指令値Ｖq *を得る。
偏差演算器２８では、ｄｑ変換器２５で求めた実際の励磁電流値ｉmdと、励磁電流指令値ｉmd *との偏差（ｉmd *−ｉmd）を演算して、励磁電流偏差Δｉmdを求める。
電流制御器（ＡＣＲアンプ）２９では、偏差演算器２８で求めた励磁電流偏差Δｉmdを基にｄ軸電圧指令値Ｖd *を得る。 The current detector 24 detects an inverter output current output from the inverter 13 to the motor windings of the stator 2.
By dq converting the inverter output current detected by the current detector 24 in dq converter 25 calculates the actual exciting current value i md torque current value i mq and d-axis q-axis.
The deviation calculator 26 calculates a deviation (i mq * −i mq ) between the actual torque current value i mq obtained by the dq converter 25 and the torque current command value i mq * obtained by the PI amplifier 23. The torque current deviation Δi mq is obtained.
The current controller (ACR amplifier) 27 obtains the q-axis voltage command value V q * based on the torque current deviation Δimq obtained by the deviation calculator 26.
The deviation calculator 28 calculates the deviation (i md * −i md ) between the actual excitation current value i md obtained by the dq converter 25 and the excitation current command value i md *, and the excitation current deviation Δi md Ask for.
The current controller (ACR amplifier) 29 obtains the d-axis voltage command value V d * based on the excitation current deviation Δi md obtained by the deviation calculator 28.

ｄｑ逆変換器３０では、電流制御器２７で得たｑ軸電圧指令値Ｖq *及び電流制御器２９で得た軸電圧指令値Ｖd *をｄｑ逆変換して、三相の電圧指令値Ｖu *，Ｖv *，ＶW *を求める。
ＰＷＭ変調器３１では、ｄｑ逆変換器３０で求めた三相の電圧指令値Ｖu *，Ｖv *，ＶW *をＰＷＭ変調し、このＰＷＭ変調した信号をゲート制御信号Ｇmとしてインバータ１３へ送る。 In the dq inverse converter 30, the q-axis voltage command value V q * obtained by the current controller 27 and the axis voltage command value V d * obtained by the current controller 29 are dq-inverted to obtain a three-phase voltage command value. V u * , V v * , and V W * are obtained.
In the PWM modulator 31, the three-phase voltage command values V u * , V v * , and V W * obtained by the dq inverse converter 30 are PWM-modulated, and this PWM-modulated signal is used as the gate control signal G m for the inverter 13. Send to.

駆動側のインバータ１３と軸支持側のインバータ１４は、共通の直流リンク回路４６を介してＡＣ／ＤＣ変換器１５に接続されている。
電源（図示せず）から電源系統４５を介して供給される三相の交流電力はＡＣ／ＤＣ変換器１５で直流電力に変換され、電解コンデンサ１６，１７で平滑化された後、インバータ１３，１４に供給される。
インバータ１３では、ＰＷＭ変調器３１で生成したゲート制御信号Ｇmに基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器１５から供給される直流電力を、電圧指令値Ｖu *，Ｖv *，ＶW *に応じた電圧の三相交流電力に変換し、この三相交流電力を固定子２の電動機巻線に供給する。
かくして、ベアリングレスモータ１（回転子３）の回転角速度ωが、回転角速度指令値ω*に応じた回転角速度となるように制御される。 The drive side inverter 13 and the shaft support side inverter 14 are connected to the AC / DC converter 15 via a common DC link circuit 46.
Three-phase AC power supplied from a power source (not shown) via the power supply system 45 is converted into DC power by the AC / DC converter 15 and smoothed by the electrolytic capacitors 16 and 17, and then the inverter 13, 14.
In the inverter 13, based on the gate control signal G m generated by the PWM modulator 31, the DC power supplied from the AC / DC converter 15 is changed according to the voltage command values V u * , V v * , V W * . The three-phase alternating current power is converted into three-phase alternating current power having a predetermined voltage, and this three-phase alternating current power is supplied to the motor windings of the stator 2.
Thus, the rotational angular velocity ω of the bearingless motor 1 (rotor 3) is controlled to be a rotational angular velocity corresponding to the rotational angular velocity command value ω * .

なお、図示は省略するが、ＡＣ／ＤＣ変換器１５で変換された直流電力は、駆動側制御回路１１及び軸支持側制御回路１２の制御回路を作動させための電力として、これらの制御回路１１，１２へも供給されるようになっている。   Although illustration is omitted, the DC power converted by the AC / DC converter 15 is used as power for operating the control circuits of the drive side control circuit 11 and the shaft support side control circuit 12, and these control circuits 11. , 12 are also supplied.

次に、軸支持側制御回路１２について詳述する。
図３に示すように、偏差演算器３２では、ギャップセンサ４で検出した検出軸変位値αと、軸変位指令値α*との偏差（α*−α）を演算して、軸変位偏差Δαを求める。
偏差演算器３３では、ギャップセンサ５で検出した軸変位指令値β*と、検出軸変位値βとの偏差（β*−β）を演算して、軸変位偏差Δβを求める。
軸変位指令値α*は、静止座標系のα軸方向に関してモータ回転軸（回転子３）がモータ中心に位置するような指令値であり、軸変位指令値β*は、静止座標系のβ軸方向に関してモータ回転軸（回転子３）がモータ中心に位置するような指令値である。
ＰＩＤアンプ３４では、偏差演算器３２で求めた軸変位偏差ΔαをＰＩＤ（比例・積分・微分）演算することにより、軸支持力指令値Ｆα *を得る。
ＰＩＤアンプ３５では、偏差演算器３３で求めた軸変位偏差ΔβをＰＩＤ（比例・積分・微分）演算することにより、軸支持力指令値Ｆβ *を得る。 Next, the shaft support side control circuit 12 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the deviation calculator 32 calculates the deviation (α * −α) between the detected shaft displacement value α detected by the gap sensor 4 and the shaft displacement command value α *, and the shaft displacement deviation Δα. Ask for.
The deviation calculator 33 calculates the deviation (β * −β) between the shaft displacement command value β * detected by the gap sensor 5 and the detected shaft displacement value β to obtain the shaft displacement deviation Δβ.
The axial displacement command value α * is a command value such that the motor rotation shaft (rotor 3) is positioned at the motor center with respect to the α-axis direction of the stationary coordinate system, and the axial displacement command value β * is β in the stationary coordinate system. The command value is such that the motor rotation shaft (rotor 3) is positioned at the motor center in the axial direction.
The PID amplifier 34 obtains a shaft support force command value F α * by performing a PID (proportional / integral / derivative) operation on the shaft displacement deviation Δα obtained by the deviation calculator 32.
The PID amplifier 35 obtains a shaft support force command value Fβ * by performing a PID (proportional / integral / derivative) operation on the shaft displacement deviation Δβ obtained by the deviation calculator 33.

しかし、ベアリングレスモータ１では、駆動側の磁気と軸支持側の磁気とが磁気的に干渉するため、軸支持力指令値Ｆα，Ｆβと軸支持電流値ｉα，ｉβは一対一の対応関係にならない。 However, in the bearingless motor 1, the drive side magnetism and the shaft support side magnetism interfere magnetically, so the shaft support force command values F α and F β and the shaft support current values i α and i β are one to one. It does not correspond to.

そこで、軸支持変調式演算器３６では、ＰＩＤアンプ３４，３５で得た軸支持力指令値Ｆα *，Ｆβ *と、角度検出器７で求めた回転角度θと、ＰＩアンプ２３で得たトルク電流指令値ｉmq *とを入力とし、更に予め設定したトルク電流指令値ｉmq *と比例係数ＫA，ＫB，ＫC，ＫDとの関係を表すテーブルデータ（図示省略）から、ＰＩアンプ２３で得たトルク電流指令値ｉmq *に応じた比例係数ＫA，ＫB，ＫC，ＫDを呼び出して、下記の軸支持変調式（（１）式）を用いて演算することにより、磁気的干渉を打ち消しつつモータ回転軸（回転子３）を支持するための軸支持電流指令値ｉα *，ｉβ *を求める。これにより、駆動側と軸支持側の磁気的な干渉を打ち消すことができる。 Therefore, the shaft support modulation type arithmetic unit 36 obtains the shaft support force command values F α * and F β * obtained by the PID amplifiers 34 and 35, the rotation angle θ obtained by the angle detector 7, and the PI amplifier 23. as input and the torque current command value i mq * was, from further preset torque current command value i mq * a proportionality factor K a, K B, K C , table data representing the relationship between the K D (not shown) Then, the proportional coefficients K A , K B , K C , and K D corresponding to the torque current command value i mq * obtained by the PI amplifier 23 are called, and the calculation is performed using the following shaft support modulation equation (Equation (1)) As a result, shaft support current command values i α * and i β * for supporting the motor rotation shaft (rotor 3) while canceling out the magnetic interference are obtained. Thereby, the magnetic interference between the drive side and the shaft support side can be canceled.

Figure 2010200524
Figure 2010200524

電流検出器３７では、インバータ１４から固定子２の軸支持巻線へ出力されるインバータ出力電流を検出する。
３相２相変換器３８では、電流検出器３７で検出されるインバータ出力電流を３相２相変換することにより、実際の軸支持電流値ｉα，ｉβを求める。
偏差演算器３９では、３相２相変換器３８で求めた実際の軸支持電流値ｉαと、軸支持変調式演算器３６で求めた軸支持電流指令値ｉα *との偏差（ｉα *−ｉα）を演算して、軸支持電流偏差Δｉαを求める。
電流制御器（ＡＣＲアンプ）４０では、偏差演算器３９で求めた軸支持電流偏差Δｉαを基にα軸電圧指令値Ｖα *を得る。
偏差演算器４１では、３相２相変換器３８で求めた実際の軸支持電流値ｉβと、軸支持変調式演算器３６で求めた軸支持電流指令値ｉβ *との偏差（ｉβ *−ｉβ）を演算して、軸支持電流偏差Δｉβを求める。
電流制御器（ＡＣＲアンプ）４２では、偏差演算器４１で求めた軸支持電流偏差Δｉβを基にβ軸電圧指令値Ｖβ *を得る。 The current detector 37 detects an inverter output current output from the inverter 14 to the shaft support winding of the stator 2.
The three-phase two-phase converter 38 obtains actual shaft support current values i α and i β by performing three-phase two-phase conversion on the inverter output current detected by the current detector 37.
In the deviation calculator 39, the deviation (i α * ) between the actual shaft support current value iα obtained by the three-phase / two-phase converter 38 and the shaft support current command value i α * obtained by the shaft support modulation type calculator 36 . -i alpha) by calculating, determining the shaft support current deviation .DELTA.i alpha.
The current controller (ACR amplifier) 40 obtains the α-axis voltage command value V α * based on the shaft support current deviation Δi α obtained by the deviation calculator 39.
The deviation calculator 41, the actual and the shaft supporting the current value i beta determined in three-phase to two-phase converter 38, the shaft supporting current command value obtained in the shaft support-modulated calculator 36 i beta * and the deviation (i beta * −i β ) is calculated to determine the shaft support current deviation Δi β .
The current controller (ACR amplifier) 42 obtains the β-axis voltage command value V β * based on the shaft support current deviation Δi β obtained by the deviation calculator 41.

２相３相変換器４３では、電流制御器４０で得たα軸電圧指令値Ｖα *及び電流制御器４２で得たβ軸電圧指令値Ｖβ *を２相３相変換して、三相の電圧指令値Ｖx *，ＶY *，ＶZ *を求める。
ＰＷＭ変調器４４では、三相の電圧指令値Ｖx *，ＶY *，ＶZ *をＰＷＭ変調し、このＰＷＭ変調した信号をゲート制御信号Ｇsとしてインバータ１４へ送る。
インバータ１４では、ＰＷＭ変調器３１で生成したゲート制御信号Ｇmに基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換器１５から供給される直流電力を、電圧指令値Ｖx *，ＶY *，ＶZ *に応じた電圧の三相交流電力に変換し、この三相交流電力を固定子２の軸支持巻線に供給する。
かくして、ベアリングレスモータ１のモータ回転軸（回転子３）が、α軸方向及びβ軸方向に関してモータ中心に位置するように制御される。 In the two-phase / three-phase converter 43, the α-axis voltage command value V α * obtained by the current controller 40 and the β-axis voltage command value V β * obtained by the current controller 42 are two-phase / three-phase converted, and three-phase conversion is performed. phase voltage command value V x *, V Y *, obtains the V Z *.
The PWM modulator 44 performs PWM modulation on the three-phase voltage command values V x * , V Y * , and V Z * , and sends the PWM modulated signal to the inverter 14 as a gate control signal G s .
In the inverter 14, the DC power supplied from the AC / DC converter 15 is changed according to the voltage command values V x * , V Y * , V Z * based on the gate control signal G m generated by the PWM modulator 31. The three-phase alternating current power is converted into three-phase alternating current power having a predetermined voltage, and this three-phase alternating current power is supplied to the shaft support winding of the stator 2.
Thus, the motor rotation shaft (rotor 3) of the bearingless motor 1 is controlled so as to be positioned at the motor center with respect to the α-axis direction and the β-axis direction.

特開２００４−１２０８８６号公報JP 2004-120886 A 特開２０００−９７２３５号公報JP 2000-97235 A 特開平９−２４２７５４号公報JP-A-9-242754

ベアリングレスモータ１の運転中に停電が発生した場合、駆動側では回転子３の回転が停止して負荷が停止してしまい、軸支持側ではモータ回転軸（回転子３）を軸支持（磁気浮上）させることができなくなってモータ回転軸（回転子３）がタッチダウンしてしまう。即ち、保護用に設けた機械的な軸受にモータ回転軸が接触してしまう。   When a power failure occurs during the operation of the bearingless motor 1, the rotation of the rotor 3 stops and the load stops on the drive side, and the motor rotation shaft (rotor 3) is supported on the shaft support side (magnetic). The motor rotation shaft (rotor 3) is touched down. That is, the motor rotating shaft comes into contact with a mechanical bearing provided for protection.

しかし、ベアリングレスモータ１は、その特徴を活用するため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途での使用が検討されている。例えば、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が発生すると、腐食性のある気体中でベアリングレスモータ１を使用した場合には、その接触部分からモータ回転軸の腐蝕が始まってしまう恐れがあり、医療用や食品製造用にベアリングレスモータ１を使用した場合には、モータ回転軸の接触によって発生した塵が製品に混入してしまうことが考えられる。
このため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途でベアリングレスモータ１を使用する場合、停電が発生したときでも、軸支持側の軸支持運転を優先して継続し、停電が発生してから、復電や電源の切り替えまでの間も、モータ回転軸の軸支持（磁気浮上）を保たなければならない。
なお、この対策として、瞬低補償装置やＵＰＳなどの導入が考えられるが、そのためには装置を追加しなければならず、コストが増加してしまう。 However, the bearingless motor 1 is being considered for use in applications where touchdown (contact of the motor rotating shaft) is not allowed in order to utilize the characteristics. For example, when the touchdown (contact of the motor rotating shaft) occurs, when the bearingless motor 1 is used in corrosive gas, the motor rotating shaft may start to corrode from the contact portion. When the bearingless motor 1 is used for medical use or food production, it is conceivable that dust generated by the contact of the motor rotation shaft is mixed into the product.
For this reason, when using the bearingless motor 1 in applications where touchdown (contact of the motor rotating shaft) is not allowed, even if a power failure occurs, the shaft support operation on the shaft support side is prioritized and a power failure occurs. After that, the shaft support (magnetic levitation) of the motor rotating shaft must be maintained during the period from power recovery to power switching.
As a countermeasure, a voltage sag compensator or a UPS can be introduced. However, for this purpose, a device must be added, which increases costs.

従って、本発明は上記の事情に鑑み、瞬低補償装置などの装置を追加することなく、停電が発生した場合でも、ベアリングレスモータなどの軸支持運転を比較的長時間保つことができるモータ制御装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a motor control that can maintain a shaft support operation such as a bearingless motor for a relatively long time even when a power failure occurs without adding a device such as a voltage sag compensator. It is an object to provide an apparatus.

上記課題を解決する第１発明のモータ制御装置は、電磁力によって軸支持を行なうモータ（１）であるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置であって、
電源系統（４５）を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器（１５）と、
前記モータ（１）の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ（１３）と、
前記モータ（１）の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ（１４）と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器（１５）に対して前記駆動側のインバータ（１３）と前記軸支持側のインバータ（１４）とを並列に接続する共通の直流リンク回路（４６）と、
速度検出手段（６，７，２１）によって検出される前記モータ（１）の回転角速度（ω）と、回転角速度指令値（ω*）との偏差（Δω）に応じたトルク電流指令値（ｉmq *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇm）により、前記駆動側のインバータ（１３）を制御する駆動側制御回路（１１）と、
軸変位検出手段（４，５）で検出される軸変位値（α，β）と、軸変位指令値（α*，β*）との偏差（Δα，Δβ）に応じた軸支持力指令値（Ｆα *，Ｆβ *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇs）により、前記軸支持側のインバータ（１４）を制御する軸支持側制御回路（１２）と、
を有するモータ制御装置において、
前記電源系統（４５）の電源電圧を検出する電圧検出器（５２）と、
前記電圧検出器（５２）で検出される前記電源電圧に基づいて、停電を検出する停電検器（５５）とを設け、
且つ、前記駆動側制御回路（１１）には、前記停電検出器（５５）の停電検出信号に基づいて前記回転角速度指令値（ω*）を零に切り替える切替スイッチ（５６）を設けて、
前記停電検出器（５５）が停電を検出したとき、前記駆動側制御回路（１１）では、前記切替スイッチ（５６）によって前記回転角速度指令値（ω*）を零に切り替えることにより、前記モータ（１）を減速させ且つ前記駆動側のインバータ（１１）を介して前記モータ（１）から前記直流リンク回路（４６）側へ前記モータ（１）の発電電力を回生するように前記駆動側のインバータ（１３）を制御し、この回生電力が前記直流リンク回路（４６）を介して前記軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴とする。 A motor control device according to a first aspect of the present invention for solving the above problems is a motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor that is a motor (1) that supports a shaft by electromagnetic force,
An AC / DC converter (15) for converting AC power supplied via the power supply system (45) into DC power;
A drive-side inverter (13) for supplying AC power to the motor windings of the motor (1);
A shaft support side inverter (14) for supplying AC power to the shaft support winding of the motor (1);
A common DC link circuit (46) for connecting the drive side inverter (13) and the shaft support side inverter (14) in parallel to the AC / DC converter (15);
The rotational angular speed of the motor (1) detected by the speed detecting means (6,7,21) and (omega), the rotational angular velocity command value (omega *) and a torque current command value according to the deviation ([Delta] [omega) of the (i mq * ) based on the gate control signal (G m ) generated, the drive side control circuit (11) for controlling the drive side inverter (13);
Shaft supporting force command value corresponding to the deviation (Δα, Δβ) between the shaft displacement value (α, β) detected by the shaft displacement detecting means (4, 5) and the shaft displacement command value (α * , β * ) A shaft support side control circuit (12) for controlling the inverter (14) on the shaft support side by a gate control signal (G s ) generated based on (F α * , F β * );
In a motor control device having
A voltage detector (52) for detecting a power supply voltage of the power supply system (45);
A power failure detector (55) for detecting a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector (52);
The drive-side control circuit (11) is provided with a changeover switch (56) for switching the rotational angular velocity command value (ω * ) to zero based on a power failure detection signal from the power failure detector (55).
When the power failure detector (55) detects a power failure, the drive-side control circuit (11) switches the rotational angular velocity command value (ω * ) to zero by the changeover switch (56), whereby the motor ( 1) the drive-side inverter so as to decelerate and regenerate the generated power of the motor (1) from the motor (1) to the DC link circuit (46) via the drive-side inverter (11) (13) is controlled, and this regenerative power is supplied to the inverter (14) on the shaft support side via the DC link circuit (46).

また、第２発明のモータ制御装置は、第１発明のモータ制御装置において、
前記直流リンク回路（４６）の直流リンク電圧値（ＶDC）を検出する他の電圧検出器（５４）を設け、
且つ、前記駆動側制御回路（１１）には、トルク電流指令値（ｉmq *）の下限値を制限する可変リミッタ（５７）と、リミッタ下限値調整回路（５１）とを設けて、
前記リミッタ下限値調整回路（５１）では、前記他の電圧検出器（５４）で検出される直流リンク電圧値（ＶDC）が直流リンク電圧設定値（ＶDC *）よりも低下したときに負の下限設定値を出力し、前記可変リミッタ（５７）では、この負の下限設定値を可変リミッタ（５７）の下限設定値として設定する構成としたことを特徴とする。 The motor control device of the second invention is the motor control device of the first invention.
Another voltage detector (54) for detecting a DC link voltage value (V DC ) of the DC link circuit (46) is provided;
Further, the drive side control circuit (11) is provided with a variable limiter (57) for limiting the lower limit value of the torque current command value ( imq * ) and a limiter lower limit value adjustment circuit (51),
The limiter lower limit adjustment circuit (51) is negative when the DC link voltage value (V DC ) detected by the other voltage detector (54) is lower than the DC link voltage set value (V DC * ). The lower limit set value is output, and the variable limiter (57) is configured to set the negative lower limit set value as the lower limit set value of the variable limiter (57).

また、第３発明のモータ制御装置は、電磁力によって軸支持を行なうＰＭモータ（１）であるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置であって、
電源系統（４５）を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器（１５）と、
前記ＰＭモータ（１）の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ（１３）と、
前記ＰＭモータ（１）の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ（１４）と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器（１５）に対して前記駆動側のインバータ（１３）と前記軸支持側のインバータ（１４）とを並列に接続する共通の直流リンク回路（４６）と、
速度検出手段（６，７，２１）によって検出される前記ＰＭモータ（１）の回転角速度（ω）と、回転角速度指令値（ω*）との偏差（Δω）に応じたトルク電流指令値（ｉmq *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇm）により、前記駆動側のインバータ（１３）を制御する駆動側制御回路（１１）と、
軸変位検出手段（４，５）で検出される軸変位値（α，β）と、軸変位指令値（α*，β*）との偏差（Δα，Δβ）に応じた軸支持力指令値（Ｆα *，Ｆβ *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇs）により、前記軸支持側のインバータ（１４）を制御する軸支持側制御回路（１２）と、
を有するモータ制御装置において、
前記電源系統（４５）の電源電圧を検出する第１の電圧検出器（６２）と、
前記電圧検出器（６２）で検出される前記電源電圧に基づいて、停電を検出する停電検器（６５）と、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記駆動側制御回路（１１）のゲート制御信号（Ｇm）を停止するＡＮＤ回路（６８）と、
前記直流リンク回路（４６）の直流リンク電圧値（ＶDC）を検出する第２の電圧検出器（６４）と、
前記直流リンク回路（４６）において前記駆動側のインバータ（１３）の入力側に設けたコンデンサ（１６）と、
前記直流リンク回路（４６）に設けたチョッパ回路（６６）と、
前記第２の電圧検出器（６４）で検出される前記直流リンク電圧値（ＶDC）が、直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように前記チョッパ回路（６６）を制御するチョッパ制御回路（６１）とを有し、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記ＡＮＤ回路（６８）が前記駆動側制御回路（１１）から駆動側のインバータ（１３）へのゲート制御信号（Ｇm）の供給を停止し、前記駆動側のインバータ（１３）のスイッチング素子（１８）に並列接続されたダイオード（１９）を介して前記ＰＭモータ（１）から前記直流リンク回路（４６）側へ前記ＰＭモータ（１）の発電電力が回生され、この回生電力が、前記コンデンサ（１６）に蓄積され、前記チョッパ制御回路（６１）の制御により前記直流リンク電圧値（ＶDC）が前記直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように昇圧チョッパ動作をする前記チョッパ回路（６６）を介して、前記軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴とする。 A motor control device according to a third aspect of the present invention is a motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor that is a PM motor (1) that supports a shaft by electromagnetic force,
An AC / DC converter (15) for converting AC power supplied via the power supply system (45) into DC power;
A drive-side inverter (13) for supplying AC power to the motor windings of the PM motor (1);
A shaft support-side inverter (14) for supplying AC power to the shaft support winding of the PM motor (1);
A common DC link circuit (46) for connecting the drive side inverter (13) and the shaft support side inverter (14) in parallel to the AC / DC converter (15);
A torque current command value (Δω) corresponding to a deviation (Δω) between the rotational angular velocity (ω) of the PM motor (1) detected by the speed detecting means (6, 7, 21) and the rotational angular velocity command value (ω * ). a drive side control circuit (11) for controlling the drive side inverter (13) by a gate control signal (G m ) generated based on i mq * );
Axis displacement value detected by the axial displacement detecting means (4,5) (α, β) and the axial displacement command value (α *, β *) and the deviation ([Delta] [alpha], [Delta] [beta]) shaft supporting force command value according to the A shaft support side control circuit (12) for controlling the inverter (14) on the shaft support side by a gate control signal (G s ) generated based on (F α * , F β * );
In a motor control device having
A first voltage detector (62) for detecting a power supply voltage of the power supply system (45);
A power failure detector (65) for detecting a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector (62);
When the power failure detector (65) detects a power failure, the AND circuit for stopping the gate control signal of the driving-side control circuit (11) (G m) and (68),
A second voltage detector (64) for detecting a DC link voltage value (V DC ) of the DC link circuit (46);
A capacitor (16) provided on the input side of the drive-side inverter (13) in the DC link circuit (46);
A chopper circuit (66) provided in the DC link circuit (46);
Chopper control for controlling the chopper circuit (66) so that the DC link voltage value (V DC ) detected by the second voltage detector (64) becomes a DC link voltage set value (V DC * ). A circuit (61),
When said power failure detector (65) detects a power failure, stops the supply of the AND circuit (68) is a gate control signal to the inverter (13) of the drive-side from the drive-side control circuit (11) (G m) Then, the PM motor (1) is transferred from the PM motor (1) to the DC link circuit (46) via a diode (19) connected in parallel to the switching element (18) of the drive-side inverter (13). The regenerated power is stored in the capacitor (16), and the DC link voltage value (V DC ) is changed to the DC link voltage set value (V DC ) under the control of the chopper control circuit (61). * ) It is characterized in that it is configured to be supplied to the inverter (14) on the shaft support side via the chopper circuit (66) that performs the step-up chopper operation so that

また、第４発明のモータ制御装置は、第３発明のモータ制御装置において、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記直流リンク回路（４６）から前記駆動側制御回路（１１）への電力供給を停止する構成としたこと特徴とする。 The motor control device of the fourth invention is the motor control device of the third invention,
When the power failure detector (65) detects a power failure, the power supply from the DC link circuit (46) to the drive side control circuit (11) is stopped.

また、第５発明のモータ制御装置は、第３又は第４発明のモータ制御装置において、
前記停電検出器（６５）が停電を検出する前にも、前記チョッパ制御回路（６１）の制御によって、前記直流リンク電圧値（ＶDC）が前記直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように前記チョッパ回路（６６）にチョッパ動作をさせる構成としたことを特徴とする。 The motor control device of the fifth invention is the motor control device of the third or fourth invention.
The power failure detector (65) also prior to detecting the power outage, the control of the chopper control circuit (61), and the DC link voltage value (V DC) is the DC link voltage setpoint (V DC *) Thus, the chopper circuit (66) is configured to perform a chopper operation.

第１発明のモータ制御装置によれば、停電検出器（５５）が停電を検出したとき、駆動側制御回路（１１）では、切替スイッチ（５６）によって回転角速度指令値（ω*）を零に切り替えることにより、モータ（１）を減速させ且つ駆動側のインバータ（１１）を介してモータ（１）から直流リンク回路（４６）側へモータ（１）の発電電力を回生するように駆動側のインバータ（１３）を制御し、この回生電力が直流リンク回路（４６）を介して軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴としているため、瞬低補償装置などの設備を追加することなく、停電が発生した場合でも、モータ（１）の軸支持運転を比較的長時間保つことができる。
従って、復電や電源の切り替えに時間がかかっても、タッチダウン（モータ回転軸の接触）によるモータ回転軸の腐蝕や塵の発生を防止することができるため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途でのモータの使用が可能となる。 According to the motor control apparatus of the first invention, when the power failure detector (55) detects a power failure, the drive side control circuit (11) sets the rotation angular velocity command value (ω * ) to zero by the changeover switch (56). By switching, the motor (1) is decelerated and the generated power of the motor (1) is regenerated from the motor (1) to the DC link circuit (46) via the drive-side inverter (11). Since the inverter (13) is controlled and this regenerative power is supplied to the inverter (14) on the shaft support side via the DC link circuit (46), facilities such as a voltage sag compensator Even when a power failure occurs, the shaft support operation of the motor (1) can be maintained for a relatively long time.
Therefore, even if it takes a long time to restore power or switch the power supply, the touchdown (contact of the motor rotation shaft) can prevent the motor rotation shaft from corroding and generating dust. ) Can be used in applications that are not permitted.

第２発明のモータ制御装置によれば、リミッタ下限値調整回路（５１）では、他の電圧検出器（５４）で検出される直流リンク電圧値（ＶDC）が直流リンク電圧設定値（ＶDC *）よりも低下したときに負の下限設定値を出力し、可変リミッタ（５７）では、この負の下限設定値を可変リミッタ（５７）の下限設定値として設定する構成としたことを特徴としているため、直流リンク電圧値（ＶDC）が低下した場合のみ可変リミッタ（５７）の下限設定値が零よりも下がって電力の回生が行なわれるようになり、電力の回生が過剰になって直流リンク電圧値（ＶDC）が異常上昇するのを防止することができる。 According to the motor control device of the second invention, in the limiter lower limit adjustment circuit (51), the DC link voltage value (V DC ) detected by the other voltage detector (54) is the DC link voltage set value (V DC). * ) A negative lower limit set value is output when the value falls below), and the variable limiter (57) is configured to set this negative lower limit set value as the lower limit set value of the variable limiter (57). Therefore, only when the DC link voltage value (V DC ) decreases, the lower limit set value of the variable limiter (57) falls below zero and power regeneration is performed, resulting in excessive power regeneration and direct current. link voltage value (V DC) can be prevented from increasing abnormally.

第３発明のモータ制御装置によれば、停電検出器（６５）が停電を検出したとき、ＡＮＤ回路（６８）が駆動側制御回路（１１）から駆動側のインバータ（１３）へのゲート制御信号（Ｇm）の供給を停止し、駆動側のインバータ（１３）のスイッチング素子（１８）に並列接続されたダイオード（１９）を介してＰＭモータ（１）から直流リンク回路（４６）側へＰＭモータ（１）の発電電力が回生され、この回生電力が、コンデンサ（１６）に蓄積され、チョッパ制御回路（６１）の制御により前記直流リンク電圧値（ＶDC）が前記直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように昇圧チョッパ動作をするチョッパ回路（６６）を介して、軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴としているため、瞬低補償装置などの設備を追加することなく、停電が発生した場合でも、モータ（１）の軸支持運転を比較的長時間保つことができる。
従って、復電や電源の切り替えに時間がかかっても、タッチダウン（モータ回転軸の接触）によるモータ回転軸の腐蝕や塵の発生を防止することができるため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途でのモータの使用が可能となる。
しかも、第１発明に比べて、停電が発生した場合の特別な制御が不要となり、制御回路を簡単化することができる。 According to the motor control apparatus of the third invention, when the power failure detector (65) detects a power failure, the AND circuit (68) causes the gate control signal from the drive side control circuit (11) to the drive side inverter (13). (G m) to stop the supply of, PM from PM motor (1) via a parallel-connected diode (19) to the switching element (18) of the drive side of the inverter (13) to the DC link circuit (46) side The generated power of the motor (1) is regenerated, and this regenerated power is accumulated in the capacitor (16), and the DC link voltage value (V DC ) is controlled by the chopper control circuit (61) to the DC link voltage setting value ( V DC * ) is provided to the shaft support side inverter (14) via the chopper circuit (66) that performs the step-up chopper operation so as to be V DC * ). Even if a power failure occurs without adding any equipment, the shaft support operation of the motor (1) can be maintained for a relatively long time.
Therefore, even if it takes a long time to restore power or switch the power supply, the touchdown (contact of the motor rotation shaft) can prevent the motor rotation shaft from corroding and generating dust. ) Can be used in applications that are not permitted.
Moreover, as compared with the first invention, special control when a power failure occurs is not necessary, and the control circuit can be simplified.

第４発明のモータ制御装置によれば、停電検出器（６５）が停電を検出したとき、直流リンク回路（４６）から駆動側制御回路（１１）への電力供給を停止する構成としたこと特徴としているため、その分、消費電力を抑えて軸支持運転の持続時間を更に延長することができる。   According to the motor control device of the fourth aspect of the invention, when the power failure detector (65) detects a power failure, the power supply from the DC link circuit (46) to the drive side control circuit (11) is stopped. Therefore, it is possible to further reduce the power consumption and extend the duration of the shaft support operation.

第５発明のモータ制御装置によれば、停電検出器（６５）が停電を検出する前にも、チョッパ制御回路（６１）の制御によって、直流リンク電圧値（ＶDC）が直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるようにチョッパ回路（６６）にチョッパ動作をさせる構成としたことを特徴としているため、通常時（停電発生前）の運転においても、チョッパ回路（６６）により、直流リンク電圧値（ＶDC）を一定に保つことで、瞬低発生時の軸支持側への影響を低減することができる。 According to the motor control device of the fifth aspect of the invention, the DC link voltage value (V DC ) is set to the DC link voltage set value by the control of the chopper control circuit (61) before the power failure detector (65) detects the power failure. Since the chopper circuit (66) is configured to perform the chopper operation so as to be (V DC * ), the DC link is also generated by the chopper circuit (66) even during normal operation (before power failure). By keeping the voltage value (V DC ) constant, it is possible to reduce the influence on the shaft support side when an instantaneous drop occurs.

本発明の実施の形態例１に係るベアリングレスモータ制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the bearingless motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態例２に係るベアリングレスモータ制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the bearingless motor control apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来のベアリングレスモータ制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional bearingless motor control apparatus. 前記ベアリングレスモータ制御装置に備えた駆動側のインバータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drive side inverter with which the said bearingless motor control apparatus was equipped.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

＜実施の形態例１＞
図１に本発明の実施の形態例１に係るベアリングレスモータ制御装置の構成を示す。なお、図１において従来のベアリングレスモータ制御装置（図３，図４）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。 <Embodiment 1>
FIG. 1 shows the configuration of a bearingless motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those of the conventional bearingless motor control device (FIGS. 3 and 4) are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted.

図１に示すように、本実施の形態例１のベアリングレスモータ制御装置は、誘導電動機などのベアリングレスモータ１に適用されるものであり、ＡＣ／ＤＣ変換器１５の入力側の電源系統４５に電圧検出器５２が設けられ、ＡＣ／ＤＣ変換器１５の出力側の直流リンク回路４６に電圧検出器５４が設けられている。電圧検出器５２には停電検出器５５が接続されている。
また、本ベアリングレスモータ制御装置では、駆動側制御回路１１に切替スイッチ５６と、可変リミッタ５７と、リミッタ下限値調整回路５１とが設けられている。リミッタ下限値調整回路５１は偏差演算器５８と、ゲイン調整器５９と有している。切替スイッチ５６は偏差演算器２２の前段（入力側）に設けられ、可変リミッタ５７はＰＩアンプ２３の次段（出力側）に設けられている。 As shown in FIG. 1, the bearingless motor control device according to the first embodiment is applied to the bearingless motor 1 such as an induction motor, and the power supply system 45 on the input side of the AC / DC converter 15. Is provided with a voltage detector 52, and a voltage detector 54 is provided in the DC link circuit 46 on the output side of the AC / DC converter 15. A power failure detector 55 is connected to the voltage detector 52.
Further, in the present bearingless motor control device, the drive-side control circuit 11 is provided with a changeover switch 56, a variable limiter 57, and a limiter lower limit adjustment circuit 51. The limiter lower limit adjustment circuit 51 has a deviation calculator 58 and a gain adjuster 59. The changeover switch 56 is provided in the previous stage (input side) of the deviation calculator 22, and the variable limiter 57 is provided in the next stage (output side) of the PI amplifier 23.

電圧検出器５２では、電源系統４５を介してＡＣ／ＤＣ変換器１５に供給される三相交流電力の電圧値（電源電圧値）を検出する。
停電検出器５５では、電圧検出器５２で検出される電源電圧値と、停電検出のための電圧設定値とを比較して、停電の発生により、前記電源電圧値が低下して前記電圧設定値以下になると、停電検出信号を出力する。 The voltage detector 52 detects the voltage value (power supply voltage value) of the three-phase AC power supplied to the AC / DC converter 15 via the power supply system 45.
In the power failure detector 55, the power supply voltage value detected by the voltage detector 52 is compared with the voltage setting value for power failure detection. A power failure detection signal is output when:

切替スイッチ５６は、回転角速度指令値をω*（例えば定格値などの零でない値）から零に切り替えるためのスイッチである。切替スイッチ５６では、通常時（停電検出前）、回転角速度指令値ω*を選択して、偏差演算器２２へ出力する一方、停電検出器５５から停電検出信号を入力したときには回転角速度指令値をω*から零に切り替えて、偏差演算器２２へ出力する。 The changeover switch 56 is a switch for changing the rotational angular velocity command value from ω * (for example, a non-zero value such as a rated value) to zero. The changeover switch 56 selects the rotation angular velocity command value ω * during normal operation (before power failure detection) and outputs it to the deviation calculator 22. On the other hand, when the power failure detection signal is input from the power failure detector 55, the rotation angular velocity command value is set. The ω * is switched to zero and output to the deviation calculator 22.

電圧検出器５４では、直流リンク回路４６における直流電圧値である直流リンク電圧値ＶDCを検出する。
偏差演算器５８では、電圧検出器５４で検出した直流リンク電圧値ＶDCと、この直流リンク電圧値ＶDCが低下したか否か（即ち可変リミッタ５７の下限設定値を零よりも下げるか否か）を判定するための直流リンク電圧設定値ＶDC *との偏差（ＶDC *−ＶDC）を演算して、直流リンク電圧偏差ΔＶDCを求める。
ゲイン調整器５９では、偏差演算器５８で求める直流リンク電圧偏差ΔＶDCに調整ゲインＧ（負の値）を掛けることにより（Ｇ×ΔＶDC）、直流リンク電圧偏差ΔＶDCに応じた可変リミッタ５７の下限設定値を得る。
従って、直流リンク電圧値ＶDCが十分大きい場合（直流リンク電圧設定値ＶDC *よりも大きい場合）、リミッタ下限値調整回路５１（ゲイン調整器５９）で得られる下限設定値は正になる一方、停電が発生して直流リンク電圧値ＶDCが低下した場合（直流リンク電圧設定値ＶDC *よりも小さくなった場合）、リミッタ下限値調整回路５１（ゲイン調整器５９）で得られる下限設定値は負になる。 The voltage detector 54 detects a DC link voltage value V DC that is a DC voltage value in the DC link circuit 46.
In the deviation calculator 58, the DC link voltage value V DC detected by the voltage detector 54 and whether or not the DC link voltage value V DC has decreased (that is, whether or not the lower limit set value of the variable limiter 57 is lowered below zero). The deviation (V DC * −V DC ) from the DC link voltage set value V DC * for determining the DC link voltage deviation ΔV DC is obtained.
The gain adjuster 59, by applying a DC link voltage deviation [Delta] V DC to adjust the gain G calculated by the deviation calculator 58 (negative value) (G × [Delta] V DC), the variable limiter 57 corresponding to the DC link voltage deviation [Delta] V DC Get the lower limit setting value.
Therefore, when the DC link voltage value V DC is sufficiently large (larger than the DC link voltage set value V DC * ), the lower limit set value obtained by the limiter lower limit value adjusting circuit 51 (gain adjuster 59) is positive. When the power failure occurs and the DC link voltage value V DC decreases (when the DC link voltage setting value V DC * becomes smaller), the lower limit setting obtained by the limiter lower limit value adjustment circuit 51 (gain adjuster 59) The value is negative.

可変リミッタ５７では、通常、その下限設定値（トルク電流指令値（ｉmq *）の下限値を制限する値）が零に設定されている。そして、可変リミッタ５７では、リミッタ下限値調整回路５１（ゲイン調整器５９）から負の下限設定値を入力したとき、この下限設定値を可変リミッタ５７の下限設定値として設定する。即ち、このときには直流リンク電圧値ＶDCの低下に応じて可変リミッタ５７の下限設定値が低下する。 In the variable limiter 57, the lower limit set value (a value that limits the lower limit value of the torque current command value ( imq * )) is normally set to zero. In the variable limiter 57, when a negative lower limit set value is input from the limiter lower limit adjustment circuit 51 (gain adjuster 59), this lower limit set value is set as the lower limit set value of the variable limiter 57. That is, at this time, the lower limit set value of the variable limiter 57 is lowered in accordance with the drop in the DC link voltage value V DC .

このため、直流リンク電圧値ＶDCが低下がった場合（直流リンク電圧設定値ＶDC *よりも低下した場合）にのみ、可変リミッタ５７の下限設定値が零よりも下がって電力の回生を行なうことができる。
なお、可変リミッタ５７の上限値については、特に規定する必要はなく、駆動側制御回路１１の制御に支障のない任意の値に設定すればよい。 For this reason, only when the DC link voltage value V DC decreases (when the DC link voltage set value V DC * falls below), the lower limit set value of the variable limiter 57 falls below zero and power is regenerated. be able to.
The upper limit value of the variable limiter 57 does not need to be specified in particular, and may be set to an arbitrary value that does not hinder the control of the drive side control circuit 11.

直流リンク電圧値ＶDCが十分大きい場合には、可変リミッタ５７の下限設定値が零に設定されているため、例えば回転角速度ωの上昇などにより、偏差演算器２２で求められる角速度偏差Δωが負になってＰＩアンプ２３で得られるトルク電流指令値ｉmq *が負になったとしても、可変リミッタ５７から出力されるトルク電流指令値ｉmq *は負にはならない。このため、インバータ１３を介してベアリングレスモータ１から直流リンク回路４６側へ電力の回生が行なわれることはなく、過剰な電力回生によって直流リンク電圧値ＶDCが異常上昇するのを防止することができる。 When the DC link voltage value V DC is sufficiently large, the lower limit setting value of the variable limiter 57 is set to zero, so that the angular velocity deviation Δω obtained by the deviation calculator 22 is negative due to, for example, an increase in the rotational angular velocity ω. Even if the torque current command value imq * obtained by the PI amplifier 23 becomes negative, the torque current command value imq * output from the variable limiter 57 does not become negative. Therefore, power is not regenerated from the bearingless motor 1 to the DC link circuit 46 via the inverter 13, and it is possible to prevent the DC link voltage value V DC from rising abnormally due to excessive power regeneration. it can.

一方、停電の発生により、直流リンク電圧値ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *よりも下がると、可変リミッタ５７の下限設定値が零よりも下がる（負になる）。そして、このときに前記停電を検出した停電検出器５５から停電検出信号が出力され、この停電検出信号に基づき切替スイッチ５６で回転角速度指令値がω*から零に切り替えられ、偏差演算器２２で求められる角速度偏差Δωが負になってＰＩアンプ２３で得られるトルク電流指令値ｉmq *が負になると、可変リミッタ５７から出力されるトルク電流指令値ｉmq *も負になる。このため、停電発生時には、インバータ１３を介してベアリングレスモータ１から直流リンク回路４６側への発電電力の回生が行なわれるようになる。 On the other hand, the occurrence of a power failure, the DC link voltage value V DC decreases than the DC link voltage setpoint V DC *, (becomes negative) falls below the lower limit set value of the variable limiter 57 is zero. At this time, a power failure detection signal is output from the power failure detector 55 that has detected the power failure, and the rotation angular velocity command value is switched from ω * to zero by the changeover switch 56 based on the power failure detection signal. When the obtained angular velocity deviation Δω becomes negative and the torque current command value imq * obtained by the PI amplifier 23 becomes negative, the torque current command value imq * output from the variable limiter 57 also becomes negative. For this reason, when a power failure occurs, the generated power is regenerated from the bearingless motor 1 to the DC link circuit 46 side via the inverter 13.

従って、停電が発生すると、直流リンク電圧値ＶDCは一旦低下し、ベアリングレスモータ１の回転数も低下するが、ベアリングレスモータ１からの電力の回生によって直流リンク電圧値ＶDCは上昇する。そして、駆動側のインバータ１３と軸支持側のインバータ１４とが共通の直流リンク回路４６を介してＡＣ／ＤＣ変換器１５に並列に接続されているため、即ち、駆動側のインバータ１３と軸支持側のインバータ１４の直流リンク回路４６が共通であるため、駆動側のインバータ１３を介して回生された電力が、軸支持側のインバータ１４を介してベアリングレスモータ１（固定子２）の軸支持巻線に供給される。また、このときの回生電力は駆動側制御回路１１及び軸支持側制御回路１２の制御回路にも供給される。
このため、停電が発生しても、ベアリングレスモータ１の回転が停止するまでの間は、軸支持側制御回路１２によるベアリングレスモータ１の軸支持運転を維持することができるようになる。
つまり、本ベアリングレスモータ制御装置は、停電発生時に、回転角速度指令値をω*から零に切り替えることによって、ベアリングレスモータ１を意図的に減速させ、そのときの回生電力を利用して軸支持運転を行なうことにより、タッチダウン（モータ回転軸の接触）を防ぐように制御する方式となっている。 Accordingly, when a power failure occurs, the DC link voltage value V DC once decreases and the rotation speed of the bearingless motor 1 also decreases, but the DC link voltage value V DC increases due to regeneration of power from the bearingless motor 1. The drive-side inverter 13 and the shaft support-side inverter 14 are connected in parallel to the AC / DC converter 15 via the common DC link circuit 46, that is, the drive-side inverter 13 and the shaft support are supported. Since the DC link circuit 46 of the inverter 14 on the side is common, the power regenerated via the inverter 13 on the drive side is supported by the shaft of the bearingless motor 1 (stator 2) via the inverter 14 on the shaft support side. Supplied to the winding. The regenerative power at this time is also supplied to the control circuits of the drive side control circuit 11 and the shaft support side control circuit 12.
For this reason, even if a power failure occurs, the shaft support operation of the bearingless motor 1 by the shaft support side control circuit 12 can be maintained until the rotation of the bearingless motor 1 stops.
That is, this bearingless motor control device intentionally decelerates the bearingless motor 1 by switching the rotational angular velocity command value from ω * to zero when a power failure occurs, and uses the regenerative power at that time to support the shaft. By performing the operation, control is performed so as to prevent touchdown (contact of the motor rotating shaft).

なお、本実施の形態例１のベアリングレスモータ制御装置のその他の構成については、従来のベアリングレスモータ制御装置（図３，図４）と同様である。   In addition, about the other structure of the bearingless motor control apparatus of the example 1 of this Embodiment, it is the same as that of the conventional bearingless motor control apparatus (FIG. 3, FIG. 4).

以上のように、本実施の形態例１のベアリングレスモータ制御装置によれば、電源系統４５を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器１５と、ベアリングレスモータ１の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ１３と、ベアリングレスモータ１の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ１４と、ＡＣ／ＤＣ変換器１５に対して駆動側のインバータ１３と軸支持側のインバータ１４とを並列に接続する共通の直流リンク回路４６と、速度検出手段としてのロータリーエンコーダ６，角度検出器７及び速度検出器２１によって検出されるベアリングレスモータ１の回転角速度ωと、回転角速度指令値ω*との偏差Δωに応じたトルク電流指令値ｉmq *に基づいて生成するゲート制御信号Ｇmにより、駆動側のインバータ１３を制御する駆動側制御回路１１と、軸変位検出手段としてのギャップセンサ４，５で検出される軸変位値α，βと、軸変位指令値α*，β*との偏差Δα，Δβに応じた軸支持力指令値Ｆα *，Ｆβ *に基づいて生成するゲート制御信号Ｇsにより、軸支持側のインバータ１４を制御する軸支持側制御回路（１２）とを有するモータ制御装置において、電源系統４５の電源電圧を検出する電圧検出器５２と、電圧検出器５２で検出される電源電圧に基づいて停電を検出する停電検器５５とを設け、且つ、駆動側制御回路１１には、停電検出器５５の停電検出信号に基づいて前記回転角速度指令値ω*を零に切り替える切替スイッチ５６を設けて、停電検出器５５が停電を検出したとき、駆動側制御回路１１では、切替スイッチ５６によって回転角速度指令値ω*を零に切り替えることにより、ベアリングレスモータ１を減速させ且つ駆動側のインバータ１３を介してベアリングレスモータ１から直流リンク回路４６側へベアリングレスモータ１の発電電力を回生するように駆動側のインバータ１３を制御し、この回生電力が直流リンク回路４６を介して軸支持側のインバータ１４へ供給される構成としたことを特徴としているため、瞬低補償装置などの設備を追加することなく、停電が発生した場合でも、ベアリングレスモータ１の軸支持運転を比較的長時間保つことができる。
従って、復電や電源の切り替えに時間がかかっても、タッチダウン（モータ回転軸の接触）によるモータ回転軸の腐蝕や塵の発生を防止することができるため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途でのベアリングレスモータ１の使用が可能となる。 As described above, according to the bearingless motor control apparatus of the first embodiment, the AC / DC converter 15 that converts the AC power supplied through the power supply system 45 into the DC power, and the bearingless motor 1. Drive-side inverter 13 that supplies AC power to the motor windings of the motor, a shaft-support-side inverter 14 that supplies AC power to the shaft-supporting windings of the bearingless motor 1, and the AC / DC converter 15. Common DC link circuit 46 for connecting the side inverter 13 and the shaft support side inverter 14 in parallel, a rotary encoder 6 as a speed detecting means, an angle detector 7 and a bearingless motor detected by the speed detector 21 1 of the rotational angular velocity omega, the gate control signal G m generated based on the torque current command value i mq * corresponding to a deviation Δω between the rotational angular velocity command value omega * , A drive-side control circuit 11 for controlling the driving of the inverter 13, and the shaft displacement values alpha, beta detected by the gap sensors 4 and 5 as a shaft displacement detecting means, * axis displacement command value alpha, and beta * A shaft support side control circuit (12) for controlling the shaft support side inverter 14 by a gate control signal G s generated based on the shaft support force command values F α * and F β * corresponding to the deviations Δα and Δβ. The motor control device includes a voltage detector 52 that detects a power supply voltage of the power supply system 45, a power failure detector 55 that detects a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector 52, and a driving side. The control circuit 11 is provided with a changeover switch 56 for switching the rotational angular velocity command value ω * to zero based on the power failure detection signal of the power failure detector 55, and when the power failure detector 55 detects a power failure, the drive side control circuit 11, the switching switch By switching to zero rotational velocity command value omega * by 56, the generated power of the bearingless motor 1 from bearingless motor 1 to the DC link circuit 46 side via the inverter 13 and the drive side and then decelerates bearingless motor 1 The drive-side inverter 13 is controlled so as to regenerate, and this regenerative power is supplied to the shaft-support-side inverter 14 via the DC link circuit 46. Even if a power failure occurs without adding equipment, the shaft support operation of the bearingless motor 1 can be maintained for a relatively long time.
Therefore, even if it takes a long time to restore power or switch the power supply, the touchdown (contact of the motor rotation shaft) can prevent the motor rotation shaft from corroding and generating dust. It is possible to use the bearingless motor 1 in applications where (1) is not permitted.

また、本実施の形態例１のベアリングレスモータ制御装置によれば、直流リンク回路４６の直流リンク電圧値ＶDCを検出する電圧検出器５４を設け、且つ、駆動側制御回路１１には、トルク電流指令値ｉmq *の下限値を制限する可変リミッタ５７と、リミッタ下限値調整回路５１とを設けて、リミッタ下限値調整回路５１では、電圧検出器５４で検出される直流リンク電圧値ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *よりも低下したときに負の下限設定値を出力し、可変リミッタ５７では、この負の下限設定値を可変リミッタ５７の下限設定値として設定する構成としたことを特徴としているため、直流リンク電圧値ＶDCが低下した場合のみ可変リミッタ５７の下限設定値が零よりも下がって電力の回生が行なわれるようになり、電力の回生が過剰になって直流リンク電圧値ＶDCが異常上昇するのを防止することができる。 Further, according to the bearingless motor control apparatus of the first embodiment, the voltage detector 54 for detecting the DC link voltage value V DC of the DC link circuit 46 is provided, and the drive side control circuit 11 has a torque. a variable limiter 57 for limiting the lower limit value of the current command value i mq *, provided the limiter lower limit value adjusting circuit 51, the limiter limit value adjusting circuit 51, the DC link voltage value V DC detected by the voltage detector 54 A negative lower limit set value is output when the voltage drops below the DC link voltage set value V DC * , and the variable limiter 57 is configured to set this negative lower limit set value as the lower limit set value of the variable limiter 57. Therefore, only when the DC link voltage value V DC decreases, the lower limit set value of the variable limiter 57 falls below zero, and power regeneration is performed, so that the power regeneration is excessive. Thus, it is possible to prevent the DC link voltage value V DC from rising abnormally.

＜実施の形態例２＞
図２に本発明の実施の形態例２に係るベアリングレスモータ制御装置の構成を示す。なお、図２において従来のベアリングレスモータ制御装置（図３，図４）と同様の部分については、同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。 <Embodiment 2>
FIG. 2 shows the configuration of a bearingless motor control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same parts as those of the conventional bearingless motor control device (FIGS. 3 and 4) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図２に示すように、本実施の形態例２のベアリングレスモータ制御装置が適用されるベアリングレスモータ１には永久磁石型同期電動機（ＰＭモータ）を採用されており、その回転子３には永久磁石（図示省略）が設けられている。   As shown in FIG. 2, a permanent magnet type synchronous motor (PM motor) is adopted for the bearingless motor 1 to which the bearingless motor control device of the second embodiment is applied. A permanent magnet (not shown) is provided.

また、本ベアリングレスモータ制御装置では、ＡＣ／ＤＣ変換器１５の入力側の電源系統４５に電圧検出器６２が設けられ、ＡＣ／ＤＣ変換器１５の出力側の直流リンク回路４６に電圧検出器６４、チョッパ回路６６及び電圧検出器６７が設けられている。
チョッパ回路６６には、チョッパ制御回路６１が接続されている。電圧検出器６２には停電検出器６５が接続されている。
チョッパ制御回路６１は、偏差演算器６９と、電圧制御器（ＡＶＲアンプ）７０と、偏差演算器７１と、電流制御器（ＡＣＲアンプ）７２と、ＰＷＭ変調器７３と、ＮＯＴ回路７４とを有している。
更に、本ベアリングレスモータ制御装置には、正論理と負論理が混在するＡＮＤ回路６８も設けられている。 In the present bearingless motor control device, a voltage detector 62 is provided in the power supply system 45 on the input side of the AC / DC converter 15, and a voltage detector is provided in the DC link circuit 46 on the output side of the AC / DC converter 15. 64, a chopper circuit 66 and a voltage detector 67 are provided.
A chopper control circuit 61 is connected to the chopper circuit 66. A power failure detector 65 is connected to the voltage detector 62.
The chopper control circuit 61 includes a deviation calculator 69, a voltage controller (AVR amplifier) 70, a deviation calculator 71, a current controller (ACR amplifier) 72, a PWM modulator 73, and a NOT circuit 74. is doing.
Further, the present bearingless motor control device is also provided with an AND circuit 68 in which positive logic and negative logic are mixed.

チョッパ回路６６は、スイッチング素子７５，７６（図示例ではＩＧＢＴ）と、コイル７７と、ダイオード７８，７９とを有してなるものである。スイッチング素子７５とコイル７７は直列に接続されている。スイッチング素子７６は、スイッチング素子７５とコイル７７の間に接続され、電解コンデンサ１６に対して並列になっている。また、ダイオード７８，７９はスイッチング素子７５，７６にそれぞれ並列に接続されている。   The chopper circuit 66 includes switching elements 75 and 76 (IGBT in the illustrated example), a coil 77, and diodes 78 and 79. The switching element 75 and the coil 77 are connected in series. The switching element 76 is connected between the switching element 75 and the coil 77 and is in parallel with the electrolytic capacitor 16. The diodes 78 and 79 are connected in parallel to the switching elements 75 and 76, respectively.

電圧検出器６４では、直流リンク回路４６における直流電圧値である直流リンク電圧値ＶDCを検出する。
電流検出器６７では、直流リンク回路４６における直流電流値である直流リンク電流値ＩDCを検出する。 The voltage detector 64 detects a DC link voltage value V DC that is a DC voltage value in the DC link circuit 46.
The current detector 67 detects a DC link current value I DC that is a DC current value in the DC link circuit 46.

偏差演算器６９では、電圧検出器６４で検出した直流リンク電圧値ＶDCと、所定値（例えば定格値）の直流リンク電圧設定値ＶDC *との偏差（ＶDC *−ＶDC）を演算して、直流リンク電圧偏差ΔＶDCを求める。
電圧制御器７０では、偏差演算器６９で求める直流リンク電圧偏差ΔＶDCを基に直流リンク電流指令値ＩDC *を得る。
偏差演算器７１では、電圧制御器７０で得た直流リンク電流指令値ＩDC *と、電流検出器６７で検出した直流リンク電流値ＩDCとの偏差（ＩDC *−ＩDC）を演算して、直流リンク電流偏差ΔＩDCを求める。
電流制御器７２では、偏差演算器７１で求める直流リンク電流偏差ΔＩDCを基に直流リンク電圧指令値ＶDC **を得る。
ＰＷＭ変調器７３では、電流制御器７２で得られる直流リンク電圧指令値ＶDC **をＰＷＭ変調し、このＰＷＭ変調した信号をゲート制御信号Ｇ2としてスイッチング素子７６へ送る。
また、ＮＯＴ回路７４では、ＰＷＭ変調器７３でＰＷＭ変調した信号を反転し、この反転した信号をゲート制御信号Ｇ1としてスイッチング素子７５へ送る。 The deviation calculator 69 calculates the deviation (V DC * −V DC ) between the DC link voltage value V DC detected by the voltage detector 64 and the DC link voltage set value V DC * of a predetermined value (eg, rated value). Then, the DC link voltage deviation ΔV DC is obtained.
The voltage controller 70 obtains a DC link current command value I DC * based on the DC link voltage deviation ΔV DC obtained by the deviation calculator 69.
The deviation calculator 71 calculates a DC link current command value I DC * obtained by the voltage controller 70, a deviation (I DC * -I DC) of the DC link current value I DC detected by the current detector 67 Thus, the DC link current deviation ΔI DC is obtained.
The current controller 72 obtains a DC link voltage command value V DC ** based on the DC link current deviation ΔI DC obtained by the deviation calculator 71.
The PWM modulator 73, a DC link voltage command value V DC ** obtained by the current controller 72 to PWM modulation, and sends the PWM modulation signal as the gate control signal G 2 to the switching element 76.
Further, the NOT circuit 74 inverts the signal modulated by the PWM modulator 73 and sends the inverted signal to the switching element 75 as the gate control signal G 1 .

チョッパ制御回路６１のゲート制御信号Ｇ1，Ｇ2によってチョッパ回路６６では、スイッチング素子７５，７６がＯＮ／ＯＦＦすることにより、直流リンク電圧ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるように降圧チョッパ動作や昇圧チョッパ動作を行う。即ち、直流リンク電圧ＶDCを一定に保つ。このため、例えば電源系統４５に瞬低が発生したときでも、軸支持側のインバータ１４に与える影響を低減することができる。
そして、詳細は後述するが、停電発生時にも、チョッパ制御回路６１の制御により、チョッパ回路６６が、直流リンク電圧ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるように昇圧チョッパ動作をして、直流リンク電圧ＶDCを一定に保つ。
なお、常にチョッパ回路６６にチョッパ動作をさせるのではなく、停電検出器６５が停電を検出する前には、常にゲート制御信号Ｇ1をＯＮ状態してスイッチング素子７５をＯＮ（導通）状態とし、常にゲート制御信号Ｇ2をＯＦＦ状態にしてスイッチング素子７６をＯＦＦ（非導通）状態にしておくようにしてもよい。この場合には、停電検出器６５が停電を検出したときにのみ、チョッパ制御回路６１の制御により、チョッパ回路６６が、直流リンク電圧ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるように昇圧チョッパ動作をして、直流リンク電圧ＶDCを一定に保つ。 In the chopper circuit 66 by the gate control signals G 1 and G 2 of the chopper control circuit 61, the switching elements 75 and 76 are turned ON / OFF so that the DC link voltage V DC becomes the DC link voltage set value V DC *. Performs step-down chopper operation and step-up chopper operation. In other words, keep the DC link voltage V DC constant. For this reason, for example, even when an instantaneous drop occurs in the power supply system 45, the influence on the shaft support-side inverter 14 can be reduced.
As will be described in detail later, even when a power failure occurs, the chopper circuit 66 performs a boost chopper operation so that the DC link voltage V DC becomes the DC link voltage set value V DC * under the control of the chopper control circuit 61. The DC link voltage V DC is kept constant.
In addition, the chopper circuit 66 is not always made to perform the chopper operation, but before the power failure detector 65 detects the power failure, the gate control signal G 1 is always turned on and the switching element 75 is turned on (conductive). it is advisable to the switching element 76 OFF (non-conductive) state always the gate control signal G 2 in OFF state. In this case, only when the power failure detector 65 detects a power failure, the chopper circuit 66 boosts the DC link voltage V DC to the DC link voltage set value V DC * under the control of the chopper control circuit 61. A chopper operation is performed to keep the DC link voltage V DC constant.

電圧検出器６２では、電源系統４５を介してＡＣ／ＤＣ変換器１５に供給される三相交流電力の電圧値（電源電圧値）を検出する。
停電検出器６５では、電圧検出器６２で検出される電源電圧値と、停電検出のための電圧設定値とを比較して、前記電源電圧値が前記電圧設定値以下になる前（停電検出前）は“０”をＡＮＤ回路６８へ出力する一方、停電の発生により、前記電源電圧値が低下して前記電圧設定値以下になると、停電検出信号としての“１”をＡＮＤ回路６８へ出力する。 The voltage detector 62 detects the voltage value (power supply voltage value) of the three-phase AC power supplied to the AC / DC converter 15 via the power supply system 45.
The power failure detector 65 compares the power supply voltage value detected by the voltage detector 62 with the voltage setting value for power failure detection, and before the power supply voltage value becomes equal to or lower than the voltage setting value (before power failure detection). ) Outputs “0” to the AND circuit 68, and outputs “1” to the AND circuit 68 as a power failure detection signal when the power supply voltage value drops below the voltage setting value due to the occurrence of a power failure. .

ＡＮＤ回路６８では、停電検出器６５から“０”を入力している間（即ち停電検出器６５による停電検出前）は、ＰＷＭ変調器３１で生成したゲート制御信号Ｇmを駆動側インバータ１３へ出力する一方、停電検出器６５から“１”を入力すると（即ち停電検出器６５が停電を検出すると）、出力が“０”となり、ゲート制御信号Ｇmを完全に停止する。即ち、ゲート制御信号Ｇmが駆動側のインバータ１３に送られるのを阻止する。 In the AND circuit 68, while “0” is input from the power failure detector 65 (that is, before power failure detection by the power failure detector 65), the gate control signal G m generated by the PWM modulator 31 is sent to the drive side inverter 13. On the other hand, when “1” is input from the power failure detector 65 (that is, when the power failure detector 65 detects a power failure), the output becomes “0” and the gate control signal G m is completely stopped. That is, the gate control signal Gm is prevented from being sent to the inverter 13 on the driving side.

停電発生時にゲート制御信号Ｇmを停止しても、ベアリングレスモータ１はＰＭモータであるため発電することができ、しかも、駆動側のインバータ１３においてスイッチング素子１８に並列接続されたダイオード１９（図４参照）が整流器として動作するため、このダイオード１９を介してベアリングレスモータ１から直流リンク回路４６側へ発電電力を回生することができる。 Even if the gate control signal Gm is stopped when a power failure occurs, the bearingless motor 1 is a PM motor, so that power can be generated, and the diode 19 connected in parallel to the switching element 18 in the drive-side inverter 13 (see FIG. 4) operates as a rectifier, so that the generated power can be regenerated from the bearingless motor 1 to the DC link circuit 46 via the diode 19.

この回生電力（回生エネルギー）は直流リンク回路４６の電解コンデンサ１６に蓄積され、チョッパ回路６６を介して軸支持側のインバータ１４へ供給される。このとき、ベアリングレスモータ１の回転数が低下して回生電力（回生エネルギー）が減少しても、チョッパ回路６６の昇圧チョッパ動作による直流リンク電圧ＶDCの昇圧によって、軸支持側のインバータ１４への電力供給を維持することができる。
従って、軸支持側のインバータ１４からベアリングレスモータ１（固定子２）の軸支持巻線への三相交流電力の供給を維持して、軸支持側制御回路１２によるベアリングレスモータ１の軸支持運転を維持することができる。 This regenerative power (regenerative energy) is accumulated in the electrolytic capacitor 16 of the DC link circuit 46 and supplied to the inverter 14 on the shaft support side via the chopper circuit 66. At this time, even if the rotational speed of the bearingless motor 1 decreases and the regenerative power (regenerative energy) decreases, the DC link voltage V DC is boosted by the step-up chopper operation of the chopper circuit 66 to the inverter 14 on the shaft support side. Power supply can be maintained.
Accordingly, the shaft support side control circuit 12 supports the shaft support of the bearingless motor 1 while maintaining the supply of the three-phase AC power from the shaft support side inverter 14 to the shaft support winding of the bearingless motor 1 (stator 2). Driving can be maintained.

また、図示は省略するが、停電検出器６５によって停電を検出したとき、遮断器などの電力供給停止手段によって、直流リンク回路４６から駆動側制御回路１１への電力供給を停止するようになっている。即ち、停電検出器６５によって停電を検出したときには、回生電力が駆動側制御回路１１へ供給されないようにしている。   Although illustration is omitted, when a power failure is detected by the power failure detector 65, power supply from the DC link circuit 46 to the drive side control circuit 11 is stopped by power supply stop means such as a circuit breaker. Yes. That is, when a power failure is detected by the power failure detector 65, the regenerative power is not supplied to the drive side control circuit 11.

以上のように、本実施の形態例２のベアリングレスモータ制御装置によれば、電源系統４５を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器１５と、ＰＭモータであるベアリングレスモータ１の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ１３と、ベアリングレスモータ１の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ１４と、ＡＣ／ＤＣ変換器１５に対して駆動側のインバータ１３と軸支持側のインバータ１４とを並列に接続する共通の直流リンク回路４６と、速度検出手段としてのロータリーエンコーダ６，角度検出器７及び速度検出器２１によって検出されるベアリングレスモータ１の回転角速度ωと、回転角速度指令値ω*との偏差Δωに応じたトルク電流指令値ｉmq *に基づいて生成するゲート制御信号Ｇmにより、駆動側のインバータ１３を制御する駆動側制御回路１１と、ギャップセンサ４，５で検出される軸変位値α，βと、軸変位指令値α*，β*との偏差Δα，Δβに応じた軸支持力指令値Ｆα *，Ｆβ *に基づいて生成するゲート制御信号Ｇsにより、軸支持側のインバータ１４を制御する軸支持側制御回路１２とを有するモータ制御装置において、電源系統４５の電源電圧を検出する電圧検出器６２と、電圧検出器６２で検出される電源電圧に基づいて停電を検出する停電検器６５と、停電検出器６５が停電を検出したとき、駆動側制御回路１１のゲート制御信号Ｇmを停止するＡＮＤ回路６８と、直流リンク回路４６の直流リンク電圧値ＶDCを検出する電圧検出器６４と、直流リンク回路４６において駆動側のインバータ１３の入力側に設けた電界コンデンサ１６と、直流リンク回路４６に設けたチョッパ回路６６と、電圧検出器６４で検出される直流リンク電圧値ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるようにチョッパ回路６６を制御するチョッパ制御回路６１とを有し、停電検出器６５が停電を検出したとき、ＡＮＤ回路６８が駆動側制御回路１１から駆動側のインバータ１３へのゲート制御信号Ｇmの供給を停止し、駆動側のインバータ１３のスイッチング素子１８に並列接続されたダイオード１９を介してベアリングレスモータ１から直流リンク回路４６側へベアリングレスモータ（ＰＭモータ）１の発電電力が回生され、この回生電力が、電界コンデンサ１６に蓄積され、チョッパ制御回路６１の制御により直流リンク電圧値ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるように昇圧チョッパ動作をするチョッパ回路６６を介して、軸支持側のインバータ１４へ供給される構成としたことを特徴としているため、瞬低補償装置などの設備を追加することなく、停電が発生した場合でも、ベアリングレスモータ１の軸支持運転を比較的長時間保つことができる。
従って、復電や電源の切り替えに時間がかかっても、タッチダウン（モータ回転軸の接触）によるモータ回転軸の腐蝕や塵の発生を防止することができるため、タッチダウン（モータ回転軸の接触）が許されない用途でのベアリングレスモータ１の使用が可能となる。
しかも、上記実施の形態例１に比べて、停電が発生した場合の特別な制御が不要となり、制御回路を簡単化することができる。 As described above, according to the bearingless motor control apparatus of the second embodiment, the AC / DC converter 15 that converts AC power supplied via the power supply system 45 into DC power, and the PM motor. A drive-side inverter 13 that supplies AC power to the motor winding of the bearingless motor 1, a shaft support-side inverter 14 that supplies AC power to the shaft support winding of the bearingless motor 1, and an AC / DC converter 15 Are detected by a common DC link circuit 46 for connecting the drive side inverter 13 and the shaft support side inverter 14 in parallel, the rotary encoder 6 as the speed detection means, the angle detector 7 and the speed detector 21. a rotational angular velocity omega of the bearingless motor 1 that a gate be generated based on the rotation angular velocity command value omega * torque current command value corresponding to the deviation Δω between i mq * The control signal G m, the deviation between the drive-side control circuit 11 for controlling the driving of the inverter 13, and the shaft displacement values alpha, beta detected by the gap sensors 4 and 5, the axial displacement command value alpha *, beta * and Motor control having a shaft support side control circuit 12 for controlling the shaft support side inverter 14 by a gate control signal G s generated based on shaft support force command values F α * and F β * corresponding to Δα and Δβ. In the apparatus, the voltage detector 62 for detecting the power supply voltage of the power supply system 45, the power failure detector 65 for detecting a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector 62, and the power failure detector 65 detected the power failure. when an aND circuit 68 to stop the gate control signal G m of the drive-side control circuit 11, a voltage detector 64 for detecting the DC link voltage value V DC for the DC link circuit 46, the drive side in the DC link circuit 46 inverter 13 The electric field capacitor 16 provided on the input side, the chopper circuit 66 provided in the DC link circuit 46, and the chopper so that the DC link voltage value V DC detected by the voltage detector 64 becomes the DC link voltage set value V DC *. and a chopper control circuit 61 for controlling the circuit 66, when the power failure detector 65 detects a power failure, the supply of gate control signals G m of the aND circuit 68 to the drive side of the inverter 13 from the drive-side control circuit 11 The generated power of the bearingless motor (PM motor) 1 is regenerated from the bearingless motor 1 to the DC link circuit 46 side via the diode 19 connected in parallel to the switching element 18 of the inverter 13 on the driving side. Electric power is stored in the electric field capacitor 16, and the DC link voltage value V DC is changed to the DC link voltage set value V under the control of the chopper control circuit 61. Since it is configured to be supplied to the inverter 14 on the shaft support side through the chopper circuit 66 that performs the step-up chopper operation so as to be DC * , there is no need to add equipment such as a voltage sag compensator. Even when a power failure occurs, the shaft support operation of the bearingless motor 1 can be maintained for a relatively long time.
Therefore, even if it takes a long time to restore power or switch the power supply, the touchdown (contact of the motor rotation shaft) can prevent the motor rotation shaft from corroding and generating dust. It is possible to use the bearingless motor 1 in applications where (1) is not permitted.
Moreover, as compared with the first embodiment, special control when a power failure occurs is not necessary, and the control circuit can be simplified.

また、本実施の形態例２のベアリングレスモータ制御装置によれば、停電検出器６５が停電を検出したとき、直流リンク回路４６から駆動側制御回路１１への電力供給を停止する構成としたこと特徴としているため、その分、消費電力を抑えて軸支持運転の持続時間を更に延長することができる。   Further, according to the bearingless motor control apparatus of the second embodiment, when the power failure detector 65 detects a power failure, the power supply from the DC link circuit 46 to the drive side control circuit 11 is stopped. Because of the feature, the power consumption can be reduced correspondingly, and the duration of the shaft support operation can be further extended.

また、本実施の形態例２のベアリングレスモータ制御装置によれば、停電検出器６５が停電を検出する前にも、チョッパ制御回路６１の制御によって、直流リンク電圧値ＶDCが直流リンク電圧設定値ＶDC *となるようにチョッパ回路６６にチョッパ動作をさせる構成としたことを特徴としているため、通常時（停電発生前）の運転においても、チョッパ回路６６により、直流リンク電圧値ＶDCを一定に保つことで、瞬低発生時の軸支持側への影響を低減することができる。 Further, according to the bearingless motor control apparatus of the second embodiment, the DC link voltage value V DC is set to the DC link voltage setting by the control of the chopper control circuit 61 before the power failure detector 65 detects the power failure. Since the chopper circuit 66 is configured to perform the chopper operation so as to have the value V DC * , the DC link voltage value V DC is set by the chopper circuit 66 even during normal operation (before power failure). By keeping constant, it is possible to reduce the influence on the shaft support side when the instantaneous drop occurs.

なお、上記実施の形態例１，２では本発明のモータ制御装置をベアリングレスモータに適用した場合ついて説明したが、必ずしも、これに限定するものではなく、本発明のモータ制御装置は磁気軸受モータにも適用することができる。なお、図示は省略するが、磁気軸受モータの場合、モータの回転は、駆動側制御回路により制御される駆動側のインバータから固定子の電動機巻線へ電力を供給することによって行われる一方、軸支持運転は、軸支持側制御回路により制御される軸支持側のインバータから、固定子とは別の位置に備えた軸支持用の電磁石の巻線（軸支持巻線）へ電力が供給されることによって行われる。   In the first and second embodiments, the case where the motor control device of the present invention is applied to a bearingless motor has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the motor control device of the present invention is a magnetic bearing motor. It can also be applied to. Although illustration is omitted, in the case of a magnetic bearing motor, the rotation of the motor is performed by supplying electric power from the drive-side inverter controlled by the drive-side control circuit to the motor winding of the stator, while the shaft In the support operation, power is supplied from the shaft support side inverter controlled by the shaft support side control circuit to the shaft support electromagnet winding (shaft support winding) provided at a position different from the stator. Is done by.

本発明は電磁力によって軸支持を行なうモータであるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置に関するものであり、停電が発生した場合でも、ベアリングレスモータ又は磁気軸受モータの軸支持運転を比較的長時間保つことができるようにする場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor, which is a motor that supports a shaft by electromagnetic force, and supports the shaftless operation of the bearingless motor or the magnetic bearing motor even when a power failure occurs. This is useful when applied to a case where it can be maintained for a relatively long time.

１ ベアリングレスモータ
２ 固定子
３ 回転子
４，５ ギャップセンサ
６ ロータリーエンコーダ
７ 角度検出器
１１ 駆動側制御回路
１２ 軸支持側制御回路
１３ 駆動側のインバータ
１４ 軸支持側のインバータ
１５ ＡＣ／ＤＣ変換器
１６，１７ 電解コンデンサ
１８ スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
１９ ダイオード
２１ 速度検出器
２２ 偏差演算器
２３ ＰＩアンプ
２４ 電流検出器
２５ ｄｑ変換器
２６ 偏差演算器
２７ 電流制御器（ＡＣＲアンプ）
２８ 偏差演算器
２９ 電流制御器（ＡＣＲアンプ）
３０ ｄｑ逆変換器
３１ ＰＷＭ変調器
３２，３３ 偏差演算器
３４，３５ ＰＩＤアンプ
３６ 軸支持変調式演算器
３７ 電流検出器
３８ ３相２相変換器
３９ 偏差演算器
４０ 電流制御器（ＡＣＲアンプ）
４１ 偏差演算器
４２ 電流制御器（ＡＣＲアンプ）
４３ ２相３相変換器
４４ ＰＷＭ変調器
４５ 電源系統
４６ 直流リンク回路
５１ リミッタ下限値調整回路
５２ 電圧検出器
５４ 電圧検出器
５５ 停電検出器
５６ 切替スイッチ
５７ 可変リミッタ
５８ 偏差演算器
５９ ゲイン調整器
６１ チョッパ制御回路
６２ 電圧検出器
６４ 電圧検出器
６５ 停電検出器
６６ チョッパ回路
６７ 電流検出器
６８ ＡＮＤ回路
６９ 偏差演算器
７０ 電圧制御器（ＡＶＲアンプ）
７１ 偏差演算器
７２ 電流制御器（ＡＣＲアンプ）
７３ ＰＷＭ変調器
７４ ＮＯＴ回路
７５，７６ スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
７７ コイル
７８，７９ ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearingless motor 2 Stator 3 Rotor 4,5 Gap sensor 6 Rotary encoder 7 Angle detector 11 Drive side control circuit 12 Shaft support side control circuit 13 Drive side inverter 14 Shaft support side inverter 15 AC / DC converter 16, 17 Electrolytic capacitor 18 Switching element (IGBT)
19 Diode 21 Speed detector 22 Deviation calculator 23 PI amplifier 24 Current detector 25 dq converter 26 Deviation calculator 27 Current controller (ACR amplifier)
28 Deviation calculator 29 Current controller (ACR amplifier)
30 dq inverse converter 31 PWM modulator 32, 33 Deviation calculator 34, 35 PID amplifier 36 Shaft supported modulation calculator 37 Current detector 38 Three-phase two-phase converter 39 Deviation calculator 40 Current controller (ACR amplifier)
41 Deviation calculator 42 Current controller (ACR amplifier)
43 2-phase 3-phase converter 44 PWM modulator 45 Power supply system 46 DC link circuit 51 Limiter lower limit value adjustment circuit 52 Voltage detector 54 Voltage detector 55 Power failure detector 56 Changeover switch 57 Variable limiter 58 Deviation calculator 59 Gain adjuster 61 Chopper control circuit 62 Voltage detector 64 Voltage detector 65 Power failure detector 66 Chopper circuit 67 Current detector 68 AND circuit 69 Deviation calculator 70 Voltage controller (AVR amplifier)
71 Deviation calculator 72 Current controller (ACR amplifier)
73 PWM modulator 74 NOT circuit 75, 76 Switching element (IGBT)
77 Coil 78, 79 Diode

Claims (5)

電磁力によって軸支持を行なうモータ（１）であるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置であって、
電源系統（４５）を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器（１５）と、
前記モータ（１）の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ（１３）と、
前記モータ（１）の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ（１４）と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器（１５）に対して前記駆動側のインバータ（１３）と前記軸支持側のインバータ（１４）とを並列に接続する共通の直流リンク回路（４６）と、
速度検出手段（６，７，２１）によって検出される前記モータ（１）の回転角速度（ω）と、回転角速度指令値（ω*）との偏差（Δω）に応じたトルク電流指令値（ｉmq *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇm）により、前記駆動側のインバータ（１３）を制御する駆動側制御回路（１１）と、
軸変位検出手段（４，５）で検出される軸変位値（α，β）と、軸変位指令値（α*，β*）との偏差（Δα，Δβ）に応じた軸支持力指令値（Ｆα *，Ｆβ *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇs）により、前記軸支持側のインバータ（１４）を制御する軸支持側制御回路（１２）と、
を有するモータ制御装置において、
前記電源系統（４５）の電源電圧を検出する電圧検出器（５２）と、
前記電圧検出器（５２）で検出される前記電源電圧に基づいて、停電を検出する停電検器（５５）とを設け、
且つ、前記駆動側制御回路（１１）には、前記停電検出器（５５）の停電検出信号に基づいて前記回転角速度指令値（ω*）を零に切り替える切替スイッチ（５６）を設けて、
前記停電検出器（５５）が停電を検出したとき、前記駆動側制御回路（１１）では、前記切替スイッチ（５６）によって前記回転角速度指令値（ω*）を零に切り替えることにより、前記モータ（１）を減速させ且つ前記駆動側のインバータ（１１）を介して前記モータ（１）から前記直流リンク回路（４６）側へ前記モータ（１）の発電電力を回生するように前記駆動側のインバータ（１３）を制御し、この回生電力が前記直流リンク回路（４６）を介して前記軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor that is a motor (1) that supports a shaft by electromagnetic force,
An AC / DC converter (15) for converting AC power supplied via the power supply system (45) into DC power;
A drive-side inverter (13) for supplying AC power to the motor windings of the motor (1);
A shaft support side inverter (14) for supplying AC power to the shaft support winding of the motor (1);
A common DC link circuit (46) for connecting the drive side inverter (13) and the shaft support side inverter (14) in parallel to the AC / DC converter (15);
The torque current command value (i) corresponding to the deviation (Δω) between the rotational angular velocity (ω) of the motor (1) detected by the speed detecting means (6, 7, 21) and the rotational angular velocity command value (ω * ). mq * ) based on the gate control signal (G m ) generated, the drive side control circuit (11) for controlling the drive side inverter (13);
Shaft supporting force command value corresponding to the deviation (Δα, Δβ) between the shaft displacement value (α, β) detected by the shaft displacement detecting means (4, 5) and the shaft displacement command value (α * , β * ) A shaft support side control circuit (12) for controlling the inverter (14) on the shaft support side by a gate control signal (G s ) generated based on (F α * , F β * );
In a motor control device having
A voltage detector (52) for detecting a power supply voltage of the power supply system (45);
A power failure detector (55) for detecting a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector (52);
The drive-side control circuit (11) is provided with a changeover switch (56) for switching the rotational angular velocity command value (ω * ) to zero based on a power failure detection signal from the power failure detector (55).
When the power failure detector (55) detects a power failure, the drive-side control circuit (11) switches the rotational angular velocity command value (ω * ) to zero by the changeover switch (56), whereby the motor ( 1) the drive-side inverter so as to decelerate and regenerate the generated power of the motor (1) from the motor (1) to the DC link circuit (46) via the drive-side inverter (11) (13) is controlled, and this regenerative power is configured to be supplied to the inverter (14) on the shaft support side via the DC link circuit (46). 請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記直流リンク回路（４６）の直流リンク電圧値（ＶDC）を検出する他の電圧検出器（５４）を設け、
且つ、前記駆動側制御回路（１１）には、トルク電流指令値（ｉmq *）の下限値を制限する可変リミッタ（５７）と、リミッタ下限値調整回路（５１）とを設けて、
前記リミッタ下限値調整回路（５１）では、前記他の電圧検出器で検出される直流リンク電圧値（ＶDC）が直流リンク電圧設定値（ＶDC *）よりも低下したときに負の下限設定値を出力し、前記可変リミッタ（５７）では、この負の下限設定値を可変リミッタ（５７）の下限設定値として設定する構成としたことを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
Another voltage detector (54) for detecting a DC link voltage value (V DC ) of the DC link circuit (46) is provided;
Further, the drive side control circuit (11) is provided with a variable limiter (57) for limiting the lower limit value of the torque current command value ( imq * ) and a limiter lower limit value adjustment circuit (51),
The limiter lower limit adjustment circuit (51) sets a negative lower limit when the DC link voltage value (V DC ) detected by the other voltage detector is lower than the DC link voltage set value (V DC * ). A motor control device characterized in that a value is output, and the variable limiter (57) sets the negative lower limit set value as the lower limit set value of the variable limiter (57). 電磁力によって軸支持を行なうＰＭモータ（１）であるベアリングレスモータ又は磁気軸受モータに適用されるモータ制御装置であって、
電源系統（４５）を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器（１５）と、
前記ＰＭモータ（１）の電動機巻線に交流電力を供給する駆動側のインバータ（１３）と、
前記ＰＭモータ（１）の軸支持巻線に交流電力を供給する軸支持側のインバータ（１４）と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器（１５）に対して前記駆動側のインバータ（１３）と前記軸支持側のインバータ（１４）とを並列に接続する共通の直流リンク回路（４６）と、
速度検出手段（６，７，２１）によって検出される前記ＰＭモータ（１）の回転角速度（ω）と、回転角速度指令値（ω*）との偏差（Δω）に応じたトルク電流指令値（ｉmq *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇm）により、前記駆動側のインバータ（１３）を制御する駆動側制御回路（１１）と、
軸変位検出手段（４，５）で検出される軸変位値（α，β）と、軸変位指令値（α*，β*）との偏差（Δα，Δβ）に応じた軸支持力指令値（Ｆα *，Ｆβ *）に基づいて生成するゲート制御信号（Ｇs）により、前記軸支持側のインバータ（１４）を制御する軸支持側制御回路（１２）と、
を有するモータ制御装置において、
前記電源系統（４５）の電源電圧を検出する第１の電圧検出器（６２）と、
前記電圧検出器（６２）で検出される前記電源電圧に基づいて、停電を検出する停電検器（６５）と、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記駆動側制御回路（１１）のゲート制御信号（Ｇm）を停止するＡＮＤ回路（６８）と、
前記直流リンク回路（４６）の直流リンク電圧値（ＶDC）を検出する第２の電圧検出器（６４）と、
前記直流リンク回路（４６）において前記駆動側のインバータ（１３）の入力側に設けたコンデンサ（１６）と、
前記直流リンク回路（４６）に設けたチョッパ回路（６６）と、
前記第２の電圧検出器（６４）で検出される前記直流リンク電圧値（ＶDC）が、直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように前記チョッパ回路（６６）を制御するチョッパ制御回路（６１）とを有し、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記ＡＮＤ回路（６８）が前記駆動側制御回路（１１）から駆動側のインバータ（１３）へのゲート制御信号（Ｇm）の供給を停止し、前記駆動側のインバータ（１３）のスイッチング素子（１８）に並列接続されたダイオード（１９）を介して前記ＰＭモータ（１）から前記直流リンク回路（４６）側へ前記ＰＭモータ（１）の発電電力が回生され、この回生電力が、前記コンデンサ（１６）に蓄積され、前記チョッパ制御回路（６１）の制御により前記直流リンク電圧値（ＶDC）が前記直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように昇圧チョッパ動作をする前記チョッパ回路（６６）を介して、前記軸支持側のインバータ（１４）へ供給される構成としたことを特徴とするモータ制御装置。 A motor control device applied to a bearingless motor or a magnetic bearing motor which is a PM motor (1) that supports a shaft by electromagnetic force,
An AC / DC converter (15) for converting AC power supplied via the power supply system (45) into DC power;
A drive-side inverter (13) for supplying AC power to the motor windings of the PM motor (1);
A shaft support-side inverter (14) for supplying AC power to the shaft support winding of the PM motor (1);
A common DC link circuit (46) for connecting the drive side inverter (13) and the shaft support side inverter (14) in parallel to the AC / DC converter (15);
A torque current command value (Δω) corresponding to a deviation (Δω) between the rotational angular velocity (ω) of the PM motor (1) detected by the speed detecting means (6, 7, 21) and the rotational angular velocity command value (ω * ). a drive side control circuit (11) for controlling the drive side inverter (13) by a gate control signal (G m ) generated based on i mq * );
Shaft supporting force command value corresponding to the deviation (Δα, Δβ) between the shaft displacement value (α, β) detected by the shaft displacement detecting means (4, 5) and the shaft displacement command value (α * , β * ) A shaft support side control circuit (12) for controlling the inverter (14) on the shaft support side by a gate control signal (G s ) generated based on (F α * , F β * );
In a motor control device having
A first voltage detector (62) for detecting a power supply voltage of the power supply system (45);
A power failure detector (65) for detecting a power failure based on the power supply voltage detected by the voltage detector (62);
When said power failure detector (65) detects a power failure, the AND circuit for stopping the gate control signal of the driving-side control circuit (11) (G m) and (68),
A second voltage detector (64) for detecting a DC link voltage value (V DC ) of the DC link circuit (46);
A capacitor (16) provided on the input side of the drive-side inverter (13) in the DC link circuit (46);
A chopper circuit (66) provided in the DC link circuit (46);
Chopper control for controlling the chopper circuit (66) so that the DC link voltage value (V DC ) detected by the second voltage detector (64) becomes a DC link voltage set value (V DC * ). A circuit (61),
When said power failure detector (65) detects a power failure, stops the supply of the AND circuit (68) is a gate control signal to the inverter (13) of the drive-side from the drive-side control circuit (11) (G m) Then, the PM motor (1) is transferred from the PM motor (1) to the DC link circuit (46) via a diode (19) connected in parallel to the switching element (18) of the drive-side inverter (13). The regenerated power is stored in the capacitor (16), and the DC link voltage value (V DC ) is changed to the DC link voltage set value (V DC ) under the control of the chopper control circuit (61). * ) The motor control device is configured to be supplied to the shaft support side inverter (14) via the chopper circuit (66) which performs the step-up chopper operation so as to be . 請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記停電検出器（６５）が停電を検出したとき、前記直流リンク回路（４６）から前記駆動側制御回路（１１）への電力供給を停止する構成としたこと特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 3,
A motor control device configured to stop power supply from the DC link circuit (46) to the drive side control circuit (11) when the power failure detector (65) detects a power failure. 請求項３又は４に記載のモータ制御装置において、
前記停電検出器（６５）が停電を検出する前にも、前記チョッパ制御回路（６１）の制御によって、前記直流リンク電圧値（ＶDC）が前記直流リンク電圧設定値（ＶDC *）となるように前記チョッパ回路（６６）にチョッパ動作をさせる構成としたことを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 3 or 4,
Before the power failure detector (65) detects a power failure, the DC link voltage value (V DC ) becomes the DC link voltage set value (V DC * ) by the control of the chopper control circuit (61). As described above, the motor control device is configured to cause the chopper circuit (66) to perform a chopper operation.
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