JP2015100142A - 同期電動機の回転位相検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2は、位置センサの個数に限定はないが、洗濯機等の反転駆動を繰り返す電動機に適用されるもので、停止の状態から始動する一般的な電動機ではそのまま適用することができない。
位相推定部は、同期電動機を所定の始動加速度で始動させた後、位置センサ信号の切り替わりが2回検出されるまでの第一期間において、位置センサ信号のHまたはLに対応して定まる基準位相と始動加速度を始動時から積分することで得られる補間位相との和から位相を推定する第一位相推定手段および第一期間経過後の第二期間において、切り替わった位置センサ信号に基づく基準位相と該切り替わり前に検出された回転速度を該切り替わり時から積分することで得られる補間位相との和から位相を推定する第二位相推定手段を備えたものである。
図1は、本発明の実施の形態1における回転位相検出に係る構成を含む同期電動機の制御装置を説明するための構成図である。本実施の形態1では、同期電動機を電動過給機の駆動用に用いる場合を例とする。
電動過給機とは、内燃機関の出力を増加させるために過給機を電動機によって駆動する装置である。従来使用されている過給機(例えば、スーパーチャージャーやターボチャージャー)に比べて、電動過給機は電動機を高速に駆動して過給機を動作させることにより高い始動応答性を持つという特徴がある。そのため、停止状態から同期電動機を高速で始動させる必要がある。
同期電動機1の回転子の回転位相は、1個のホールIC等の位置センサ2から出力される位置センサ信号に基づき検出され、この位置センサ信号は制御部3へ送られる。制御部3では、速度検出部4において同期電動機1の速度を検出し、位相推定部5において同期電動機1の回転位相を推定してインバータ制御部6へ出力する。インバータ制御部6では、検出された速度・位相に基づいてPWM信号を生成し、インバータ7へゲート信号として出力する。
インバータ7は、ゲート信号に基づき、バッテリ8より供給される直流電力を交流電力へ変換して同期電動機1へと供給し、同期電動機1はコンプレッサ9を駆動して空気を圧縮して過給を行う。
但し、後述するように、同期電動機1を所定の始動速度で始動させた後、位置センサ信号の切り替わりが2回検出されるまでの第一期間では、位置センサ信号が切り替わる時間間隔自体が得られないので、この第一期間では、速度検出部4は、速度検出値=0を出力する。
ステップS2でNO、即ち、速度検出値≠0、従って、第一期間が経過して位置センサ信号が切り替わる時間間隔から速度検出値が得られる第二期間に入ると、後段の図3に示す第二位相推定手段により推定位相θiを出力する(ステップS4) 。
ステップS3またはS4からの推定位相θiはインバータ制御部6に出力され、インバータ制御が実行される(ステップS5)。
図3において、基準位相検出部10では、位置センサ信号のHまたはLに対応して定まる基準位相、即ち、位置センサ信号がHの場合はθbase=180deg(π)、Lの場合はθbase=0deg(0)を出力する。そして、速度検出部11では、位置センサ信号のH/Lが切り替わるエッジ間隔を計測し、計測した時間から速度を検出する。この基準位相と検出した速度の積分値(補間位相)とを加算して速度補間を行なうことで推定位相θiを出力することができる。
θi = ω×(ti−t2)+θbase ・・・(2)
そこで、始動速度生成部13により、同期電動機1の始動方法に応じた、加速度0、即ち、所定の一定値である始動速度を与え、この始動速度の1階積分値を加算することで始動時の位相を推定する。
図7は、本発明の実施の形態2による同期電動機の制御装置の動作、主として、その位相推定部5の動作を説明するフローチャートである。もっとも、先の実施の形態1の図2と異なるのは、そのステップ3のみであるので、その動作を担う第一位相推定手段Aについて以下に説明する。
そこで、始動加速度生成部14により、同期電動機1の始動方法に応じた、所定の始動加速度acstartを与え、2階積分器15により、この始動加速度acstartの2階積分値を加算することで始動時の位相を推定する。
本発明は、既述したとおり、電動過給機等への適用を対象としており、この電動過給機は、特に、始動後の目標回転数への加速性能が重視される。このため、始動加速度acstartとして上述した最大加速度を設定することで、始動後、位置センサ信号の切り替わりが2回発生するまでの短い期間(第一期間)であっても、速度が大きく増大し、図9から分かるように、位相推定誤差が低減し、推定位相が位相実値にかなり近接して追従している。
図10および図11は、本発明の実施の形態3による同期電動機の制御装置において、回転位相検出を担う位置センサ2とセンサターゲット18の構造・配置を説明するための構成図である。図10は、同期電動機1に位置センサ2とセンサターゲット18を設置した場合の軸方向から見た図を示し、図11は側方から見た部分断面図を示す。
具体的には、同期電動機1の回転子17には、そのシャフト20を介してセンサターゲット18が設置されている。センサターゲット18は、径方向に凹凸を持つギアトゥース型の磁性体である。
このため、センサターゲット18は、その構成部材が少なく回転軸のバランス調整が容易で、特に電動過給機に適用する場合、その超高速回転遠心力に対して堅固で十分な強度を有するものとなる。
コギングトルクの振幅をTa、次数をN、電気角をθeとすると、コギングトルクTcogは式(6)のように表される。本実施の形態1の場合、極数4、極対数2、スロット数6のため、コギングトルクの次数N=6である。
なお、図12の下段は、位置センサ信号の波形を示し、先の図10と対応して判るように、位置センサ2は、固定子19のU相コイルの周方向中央、従って、U相コイルが巻回されるティースの中心に設置されており、位置センサ2は、センサターゲット18の凸部と対向する時はLレベルの信号を、凹部と対向する時はHレベルの信号を出力する。
また、図12の最下段には、回転子17の磁極N(S)をその磁極の周方向中央位置に示す。
10 基準位相検出部、11 速度検出部、12 積分器、13 始動速度生成部、
14 始動加速度生成部、15 2階積分器、17 回転子、18 センサターゲット、19 固定子。
Claims (5)
- 同期電動機の回転子側に取り付けられたセンサターゲット、前記同期電動機の固定子側に取り付けられ前記センサターゲットとの周方向の相対位置関係に応じてHまたはLの位置センサ信号を出力する1個の位置センサ、前記位置センサ信号が切り替わる時間間隔から前記回転子の回転速度を検出する速度検出部、および前記位置センサ信号と前記回転速度とに基づき回転子の回転位相を推定する位相推定部を備えた同期電動機の回転位相検出装置において、
前記位相推定部は、前記同期電動機を所定の始動加速度で始動させた後、前記位置センサ信号の切り替わりが2回検出されるまでの第一期間において、前記位置センサ信号の前記HまたはLに対応して定まる基準位相と前記始動加速度を前記始動時から積分することで得られる補間位相との和から位相を推定する第一位相推定手段および前記第一期間経過後の第二期間において、切り替わった前記位置センサ信号に基づく前記基準位相と該切り替わり前に検出された前記回転速度を該切り替わり時から積分することで得られる補間位相との和から位相を推定する第二位相推定手段を備えたことを特徴とする同期電動機の回転位相検出装置。 - 前記第一位相推定手段は、前記始動加速度を加速度0の所定の始動速度とし、前記位置センサ信号に基づく前記基準位相と前記始動速度を前記始動時から1階積分することで得られる補間位相との和から位相を推定することを特徴とする請求項1記載の同期電動機の回転位相検出装置。
- 前記第一位相推定手段は、前記始動加速度を前記同期電動機の最大トルクをイナーシャで除して得られる最大加速度とし、前記位置センサ信号に基づく前記基準位相と前記最大加速度を前記始動時から2階積分することで得られる補間位相との和から位相を推定することを特徴とする請求項1記載の同期電動機の回転位相検出装置。
- 前記第一位相推定手段は、前記始動加速度を前記同期電動機の速度指令に対応して設定される加速レートとし、前記位置センサ信号に基づく前記基準位相と前記加速レートを前記始動時から2階積分することで得られる補間位相との和から位相を推定することを特徴とする請求項1記載の同期電動機の回転位相検出装置。
- 前記位置センサ信号が切り替わるときの前記回転子の回転位置が、前記同期電動機に発生するコギングトルクで定まる不安定停止点となるよう前記位置センサを設置したことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の同期電動機の回転位相検出装置。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018198406A1 (ja) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
WO2018198405A1 (ja) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
CN110537322A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-12-03 | 日本精工株式会社 | 电动机控制装置、电动机控制方法以及电动动力转向装置 |
CN112924710A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-06-08 | 新疆金风科技股份有限公司 | 转速相位分析仪及其控制方法、转速相位分析系统、介质 |
WO2021246116A1 (ja) * | 2020-06-02 | 2021-12-09 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
US11378402B2 (en) | 2016-11-28 | 2022-07-05 | Hirschmann Car Communication Gmbh | Signal evaluation of an acceleration sensor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09163787A (ja) * | 1995-12-12 | 1997-06-20 | Shimadzu Corp | Dcブラシレスモータ |
JP2006230119A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置とその制御方法 |
JP2006343318A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | 回転位置検出装置およびそれを備える回転電機駆動装置 |
JP2009033928A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | モータ起動装置及びモータ起動方法 |
JP2013146164A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 電動過給機の制御装置およびその制御方法 |
-
2013
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09163787A (ja) * | 1995-12-12 | 1997-06-20 | Shimadzu Corp | Dcブラシレスモータ |
JP2006230119A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置とその制御方法 |
JP2006343318A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-12-21 | Toyota Motor Corp | 回転位置検出装置およびそれを備える回転電機駆動装置 |
JP2009033928A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | モータ起動装置及びモータ起動方法 |
JP2013146164A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 電動過給機の制御装置およびその制御方法 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11378402B2 (en) | 2016-11-28 | 2022-07-05 | Hirschmann Car Communication Gmbh | Signal evaluation of an acceleration sensor |
US10985678B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-04-20 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Motor control apparatus and motor control method |
WO2018198405A1 (ja) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
CN110463022A (zh) * | 2017-04-28 | 2019-11-15 | 昕芙旎雅有限公司 | 电动机控制装置以及电动机控制方法 |
CN110476347A (zh) * | 2017-04-28 | 2019-11-19 | 昕芙旎雅有限公司 | 电动机控制装置以及电动机控制方法 |
WO2018198406A1 (ja) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
EP3618262A4 (en) * | 2017-04-28 | 2020-03-25 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | MOTOR CONTROL APPARATUS AND MOTOR CONTROL METHOD |
JP2018191364A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御方法 |
US10931215B2 (en) * | 2017-04-28 | 2021-02-23 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Motor control apparatus and motor control method |
CN110463022B (zh) * | 2017-04-28 | 2022-11-25 | 昕芙旎雅有限公司 | 电动机控制装置以及电动机控制方法 |
CN110476347B (zh) * | 2017-04-28 | 2022-11-25 | 昕芙旎雅有限公司 | 电动机控制装置以及电动机控制方法 |
US11001295B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-05-11 | Nsk Ltd. | Motor control device, motor control method, and electric power steering device |
CN110537322A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-12-03 | 日本精工株式会社 | 电动机控制装置、电动机控制方法以及电动动力转向装置 |
CN112924710A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-06-08 | 新疆金风科技股份有限公司 | 转速相位分析仪及其控制方法、转速相位分析系统、介质 |
JP2021188586A (ja) * | 2020-06-02 | 2021-12-13 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
WO2021246116A1 (ja) * | 2020-06-02 | 2021-12-09 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
JP7243688B2 (ja) | 2020-06-02 | 2023-03-22 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
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