JP2588929B2 - ディジタル整流子、ディジタル制御装置、ディジタル整流方法及び相の切換えを制御する方法 - Google Patents

ディジタル整流子、ディジタル制御装置、ディジタル整流方法及び相の切換えを制御する方法

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JP2588929B2 JP63104459A JP10445988A JP2588929B2 JP 2588929 B2 JP2588929 B2 JP 2588929B2 JP 63104459 A JP63104459 A JP 63104459A JP 10445988 A JP10445988 A JP 10445988A JP 2588929 B2 JP2588929 B2 JP 2588929B2
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    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08Reluctance motors
    • H02P25/092Converters specially adapted for controlling reluctance motors
    • H02P25/0925Converters specially adapted for controlling reluctance motors wherein the converter comprises only one switch per phase

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、全般的に切換え形リラクタンス駆動装置に
関し、更に具体的に言えば、非常に広い速度範囲にわた
って、切換え形リラクタンス電動機の各相の点弧を制御
する整流子に関する。

切換え形リラクタンス電動機(SRM)駆動装置は、前
から知られていたが、最近それに対する関心が復活して
きた。普通の誘導電動機及び同期電動機駆動装置に比べ
ると、SRM駆動装置は構造が簡単で経済的である。更
に、SRM機械に電力を供給する変換器は、必要とする電
力装置が少なく、従って、一層経済性及び信頼性があ
る。このような利点のため、切換え形リラクタンス電動
機駆動装置は、普通の駆動装置に代わる魅力のあるもの
となり、工業用に広く使用されることが予想される。

普通、切換え形リラクタンス電動機は固定子及び回転
子の両方に多数の極又は歯(即ち、二重凸極)を有して
いる。固定子には各相巻線があるが、回転子には巻線又
は磁石がない。直径上で向かい合った各対の固定子の磁
極が直列に接続されており、多相切換え形リラクタンス
電動機の1つの相を形成している。

回転子の角度位置と同期した所定の順序で、各相巻線
の電流を切換えて、互いに接近しつつある回転子及び固
定子の磁極の間に磁気的な引力が発生するようにするこ
とにより、トルクが発生される。その相の固定子磁極に
最も近い回転子磁極が、整合位置を回転して通り越す前
に、各相の電流をオフに切換える。そうしないと、磁気
的な引力が負のトルク、即ち制動トルクを発生する。発
生されるトルクは電流の流れの方向に無関係であり、こ
のため、サイリスタ及びトランジスタのような一方向電
流切換え素子を用いた変換器によって、回転子の運動に
同期した一方向電流パルスを固定子各相巻線に印加する
ことができる。

このため、切換え形リラクタンス駆動装置は、回転子
の位置と同期して固定子の各相電流をオン及びオフに切
換えることにより動作する。回転子の角度に対する点弧
パルスの位置を正しく定めることにより、順方向又は反
対方向の運転及び電動機動作又は発電動作を達成するこ
とができる。

多くの場合、点弧角を一定にしたまま電流レベルの調
整を行うことで、電動機の動作範囲全体にわたるトルク
を制御することができる。この場合、整流を行うため
に、1組の光学インタラプタ及びスロット付き円板を用
いることができる。

しかしながら、最近、切換え形リラクタンス電動機は
電動機兼発電機又は位置サーボとして次第に使用される
ようになっている。これらの用途では、所要の速度範囲
にわたり、一定の点弧角では必ずしも機械の十分なトル
ク性能が得られない。更にこのような用途では、機械の
動作範囲全体にわたり、精密な位置及び速度の情報が要
求される場合が多い。このような用途では、スロット付
き円板は十分な精度が得られないことがあり、位置及び
速度を感知するために、光学符号器又はレゾルバが使用
されることが多い。

一般的に、切換え形リラクタンス電動機の速度範囲が
増加するとき、回転子位置に対する電流パルスの点弧角
を選択的に調節できることが望ましくなる。高速のとき
には、電流制御が実質的に不可能になり、電動機のトル
クを制御する唯一の方法は、パルスの位置及び幅を変化
させることである。

このような用途でSRMアナログ制御装置を使用した場
合、適当な各相点弧パルスを発生するためにはハードウ
ェア形式の整流子回路が必要である。しばしば望ましい
と考えられているように、マイクロプロセッサを基本と
した制御装置を用いるとき、プロセッサ自体が低速では
点弧指令を発生することができるが、機械の速度が高く
なるにつれて、このタスクがプロセッサの時間の許容し
難いほどの部分を占める。従って、整流機能をマイクロ
プロセッサから別個のディジタル回路に移すことが望ま
しい。

従来、無ブラシ直流電動機に対する多数のディジタル
形整流子回路が提案されている。その大部分は、回転子
位置センサに対するインタフェース又は速度範囲が制限
されている。例として言うと、1984年5月にイリノイ州
で開催された第13回増分形運動制御システム及び装置に
関する年次シンポジウムで発表されたL.トンプソン及び
M.リーの論文「万能無ブラシ電動機整流子」には、増分
形符号器(インクリメンタル形エンコーダ)とインタフ
ェース接続されており、点弧を進めることができるよう
にするが、一定のパルス幅を用いる整流回路が記載され
ている。しかしながら、切換え形リラクタンス電動機で
は、高速では逆起電力の影響により電流の立上がりが遅
れるために、電流調整を利用することができず、このよ
うな高速で運転することができるようにするためには、
パルス幅を広くすることが必要である。

米国特許第4,270,074号及び同第4,368,411号には、固
定メモリ(ROM)を用いた無ブラシ直流電動機に対する
制御装置が記載されている。これらの米国特許でいう無
ブラシ直流電動機は、切換え形リラクタンス電動機と異
なり、回転子の表面に磁石を接着し、固定子の各相巻線
をY結線をY結線に接続した永久磁石電動機を指してい
る。米国特許第4,270,074号では、電動機の軸位置セン
サによってアドレスされるROMを用いて同期運転を保証
しているが、速度の関数として、メモリの応答を変化さ
せる手段は設けられていない。米国特許第4,368,411号
はROMを用いて、駆動切換え回路を制御している。外部
のパルス幅変調器が、ROMによって発生されるパルスの
パルス幅を幾分変化させることができるようにしている
が、この米国特許の回路は、これらのパルスのターンオ
ン角を変化させることができない。

従って、ディジタル制御方式で、切換えリラクタンス
電動機の固定子の各相の切換えを制御して、マイクロプ
ロセッサをこのタスクから解放する整流子に対する要望
が存在する。こうすれば、各相点弧パルスの配置及び持
続時間の両方に大きな融通性が得られ、こうして極めて
高い速度を含めた一層広い速度範囲にわたり、SRMの動
作が可能になる。

発明の要的 本発明では、選択的にアドレス可能な不揮発性メモ
リ、例えばROMを用いる、切換え形リラクタンス駆動装
置に対する整流子を提供することにより、従来の上に述
べた需要に応え、その欠点を解決する。メモリは複数の
標準的な多相点弧パターンを記憶していることが好まし
い。各パターンは、駆動装置の電気サイクルにわたる固
定子各相点弧パルスの順序を含んでいる。特定のパター
ンの各々のパルスが同じ持続時間であって、異なる初期
の回転子位置に対するターンオン角度を有することが好
ましい。パターンはパルス幅だけが異なっていることが
好ましい。回転子の瞬時位置と同期してメモリをアドレ
スし、所望の調節自在の進み角及びパルス幅を有してい
る各相切換え指令パルスの順序を発生する。

本発明の好ましい実施例では、メモリがパルスの各々
のパターンを、その中のアドレス可能な位置にあるワー
ドとして記憶する。各ワードは、特定の回転子位置にお
ける電動機のすべての相の切換え状態を表し、メモリの
各々のアドレスは、電動機の電気角に応じた回転子位置
に対応する。ディジタル加算器が、回転子の瞬時位置を
表す第1のディジタル信号と、所望の進み角を表す第2
のディジタル信号とを加算して、メモリから情報を読み
出すための複合アドレス信号を発生する。マイクロプロ
セッサが進み角を特定すると共に、所定の時刻に、メモ
リに記憶されているどのパターンをアドレスすべきであ
るかを同定するためのドウェル信号(電流が固定子の任
意の1つの相の脚を流れている時間に対応する時間を遅
らせる信号)をも発生する。種々の点弧パターンをメモ
リの異なる部分に記憶するか、及び/又はワード寸法が
許せば、メモリの同じ部分内に多数のパターンを記憶す
ることができる。後者の場合、ドウェル信号に応答する
多重化器を用いて、異なるパターンを区別することが好
ましい。

整流子の特定の構成の他に、本発明は、このような整
流子を用いたマイクロプロセッサを基本とする切換えリ
ラクタンス駆動装置、及びそれによって有利に実施され
る整流方法をも提供する。

従って、本発明の主な目的は、任意の相数を有するSR
M機械に対し、ディジタル形ハードウェアを基本として
いて、整流機能からマイクロプロセッサを解放すると共
に、極めて広い速度範囲にわたってこの機能を遂行する
整流子を提供することにある。

他の目的は、固定子各相点弧パルスの配置及び持続時
間の両方の点で、完全な融通性を有するSRM整流子を提
供することにある。

他の目的は、切換え形リラクタンス駆動装置に対する
整流子として、標準的なレゾルバ/ディジタル変換器又
は光学符号器のいずれにも容易にインタフェース接続さ
れる整流子を提供することにある。

本発明の他の目的は、切換え形リラクタンス電動機に
対する整流子として、簡単で低廉であるが、従来実現で
きたよりも、高速で電動機の良好なトルク制御が容易に
できる整流子を提供することにある。

他の目的は、切換え形リラクタンス電動機における回
転子の角度位置に対し、固定子各相点弧パルスの選択的
なターンオン及び持続時間の調節を容易にする整流子及
び制御装置を提供することにある。

他の目的は、非常に広い速度範囲にわたり、SRMを電
動機兼発電機として、又は位置サーボとして、又はその
他の種々の用い方で用いることができるようにする整流
子及び制御装置を提供することにある。

本発明の上述及びその他の目的、特徴及び利点は、以
下図面について本発明を詳しく説明するところから明ら
かになろう。

発明の詳しい説明 本発明の整流子及び制御装置は、切換え形リラクタン
ス駆動装置でSRMと共に用いるように特別に設計されて
いる。例として、4層切換え形リラクタンス電動機10が
第1a図に示されており、それに関連する典型的な電力変
換器20が第1b図に示されている。この電動機及び変換器
の形式は代表例に過ぎず、本発明の整流子及び制御装置
が任意の相数を有する任意のSRMに応用し得ることを承
知されたい。

第1a図に示すように、電動機10が回転子12を有してお
り、この回転子は、不動の固定子14内で順方向又は反対
方向に回転可能である。図示のように、順方向Fは回転
子の反時計廻りの回転を表し、反対方向Rは時計廻りの
回転を表す。回転子12が直径上で向かい合った3対の磁
極a−a′、b−b′及びc−c′を有している。固定
子14は直径上で向かい合った4対の固定子磁極A−
A′、B−B′、C−C′及びD−D′を有している。

固定子の各々の対の向かい合った磁極は、共通のバイ
ファイラ巻きされた巻線を共有しており、夫々独立の固
定子の相を形成している相Aに対する代表的な巻線コイ
ル16が第1a図に示されており、固定子の他の磁極の対に
対しても同様な巻線(図面に示していない)が設けられ
ている。

回転子の角度位置と同期した所定の順序で、固定子の
各相巻線に電流をオン及びオフに切換えることにより、
回転子が回転する。固定子の各相の電流は第1b図に示す
ような電力変換器20から取り出される。この変換器は、
直流リンク電圧Vdを、並列の固定子各相の4つの脚PH−
A、PH−B、PH−C及びPH−Dに印加する。リンク電圧
Vdは蓄電池(図面に示していない)から、又は交流電源
(例えば、3相220V、60Hz線路)から普通のダイオード
整流回路22及び波コンデンサ23を介して得られる。

固定子の各相の脚に対する変換器回路は同一である。
例えば、脚PH−Aが固定子のバイファイラ巻された巻線
24A、フィードバック・ダイオード26A、及び電流切換え
装置、例えばトランジスタTAを第1b図に示すように相互
接続して有している。トランジスタTAのベース25Aが本
発明の制御装置の出力に接続されており、そこから切換
え制御パルス列SAを受け取る。

トランジスタTAがオンに切換わると、リンク電流Id
ら取り出した相電流iAがA相の固定子巻線を流れる。ト
ランジスタTAがオフに切換えられると、フィードバック
・ダイオード26Aと直列のバイファイラ巻きされた巻線2
4Aが、蓄積エネルギを源に返す。制動の際、整流した交
流源の両端に抵抗Rと直列に入っている発電制御トラン
ジスタTDBがオンに切換わり、回収エネルギを抵抗Rで
散逸する。この代わりに、蓄電池電源の場合、電源がエ
ネルギを吸収する。

他の各相の脚に対する変換器回路は同じように動作
し、従って、ここでは詳しく説明しない。トランジスタ
TA、TB、Tc及びTDを順次導電させ、導電する順序は回転
方向に関係する。図示の4相機械では、特定の相が周期
的に60゜のサイクル周期で点弧し、従って、4相機械で
は、相次ぐ相が15゜の間隔で点弧する。

本発明は、インバータの電流切換え装置に供給される
各相切換え指令パルスの位置及び持続時間を制御する整
流子を対象とする。この整流子を取り入れたマイクロプ
ロセッサを基本とするSRM制御装置30のブロック図が第
2図に示されている。図示のように、マイクロプロセッ
サ32がリンク電圧Vd、リンク電流Id、速度フィードバッ
ク信号ω及びオペレータ指令を受け取る。公知のよう
に、マイクロプロセッサがこれらの入力を処理し、設定
電流指令Iset、進み角指令及びドウェル指令を発生する
が、これらは所望のSRMの性能を生ずるように設計され
ている。設定電流指令Isetが、前に述べた第1b図のイン
バータ20と同様な電流調整形インバータ34に供給され
る。しかしながら、このインバータは、公知のように、
固定子の各相電流パルスの電流レベルをも調整する。

マイクロプロセッサ32からの進み及びドウェル指令
が、回転子の瞬時位置を表す位置信号θと共に、これか
ら詳しく説明する整流子36に供給される。所望の速度範
囲にわたって固定子の各相を点弧するための特定の最適
角度(即ち、進み角及びドウェル又はパルス幅)は、機
械の形状に関係し、例えば経験的に決定することがで
き、その後、公知の形で、例えばそれらを多項式により
若しくは区間別線形近似により、又はルックアップテー
ブルを用いる、マイクロプロセッサ内に構成される。機
能を構成する特定の方法は、マイクロプロセッサの出力
ポートからの進み及びドウェル指令が、特定の用途に対
する速度範囲に対して、所望の電動機の制御を行うもの
である限り、本発明にとって重要ではない。

レゾルバ38がレゾルバ/ディジタル(R/D)変換器40
と共に、又はそれと同等の回転子位置感知及びインタフ
ェース装置が、回転子の瞬時角度位置を表すディジタル
位置信号θを発生する。変換器40は速度フィードバック
信号ωをマイクロプロセッサ30にも供給する。

整流子36が回転子位置信号θと共に進み及びドウェル
指令を処理して、固定子の夫々の相に対する各相切換え
指令パルスPA、PB、PC及びPDを発生する。後で詳しく説
明するが、各相切換え指令パルスのターンオン及びター
ンオフの角度(即ち、固定子各相点弧パターン)が、広
い速度範囲にわたってトルクを最適にするように、マイ
クロプロセッサによって選択的に制御される。各相切換
え指令パルスが設定電流指令Isetと共に、電流調整形イ
ンバータ34によって処理され、SRM10に対し、所望の固
定子各相電流パルスiA、iB、iC及びiDを供給する。

動作について説明すると、切換え形リラクタンス電動
機10によって発生されるトルクは、電動機に供給される
電流の大きさ、並びに電流をオン及びオフに切換える角
度を制御することにより制御される。低速では、設定電
流レベルIsetを変化させて、所望のトルクを達成し、タ
ーンオン角度及びパルス幅は一定に保つ。速度が上昇す
るにつれて、ターンオン角度を調節して、進み角の調節
を通じて、電動機の効率を最大にする。更に高い速度で
は、電流制御をなくし、マイクロプロセッサから受け取
る進み及びドウェル指令に応答して、各相切換え指令パ
ルスのターンオン角及びターンオフ角を調節することに
より、トルクが調整される。

電動機によって発生されるトルクの向きを変えるため
に、進み角は、固定子の磁極と回転子の磁極とが整合し
た位置の反対側に点弧パルスを位置決めするようにプロ
グラムされる。このようにすることにより、逆転がで
き、又は電動機を発電機として用いることができる。

事実上、本発明の整流子は、マイクロプロセッサをこ
れまで説明した整流機能から解放し、回転子位置の関数
として、固定子各相点弧パターンの配置及びパルス幅を
「実時間」で調整し易くする。

第3図は本発明の第1の実施例の整流子を示す。整流
子は、不揮発性メモリ、好ましくは固定メモリ(ROM)4
2を用いている。メモリ42は、複数の標準的な固定子各
相点弧パターンを記憶するのに役立つ。各パターンは、
駆動装置の電気サイクルにわたる固定子各相点弧パルス
の順序を有しており、特定のパターンの各々のパルスは
持続時間が同じであると共に、初期において相異なった
回転子位置に対応するターンオン角を有することが好ま
しい。異なるパターンは、夫々のパルスのパルス幅だけ
が違うようにすることが好ましい。

メモリは、その中のアドレス可能な位置に、パルスの
各パターンをワードとして記憶することが好ましい。各
々のワードが特定の回転子位置における電動機のすべて
の相の切換え状態を表し、メモリの各々のアドレスは、
電動機の電気角に応じた回転子位置に対応する。このた
め、各々のROMアドレスが回転子角に対応し、ROMの各ワ
ードは、その回転子角に対する固定子の切換え状態に対
応するビット・パターン(1及び0)を有している。従
って、ROMアドレスが変化するとき、ワード中の特定ビ
ットの値は特定の固定子相の導通期間を示すものとな
る。このことは、第4図のパルス50によって示されてい
る。この図は、各々のアドレス(即ち、回転子角)にお
けるNワードROMの特定のビット位置の値を示してい
る。

第3図に示すROMは4ビット幅であり、従って、このR
OMを用いて、4相までを有する任意の切換え形リラクタ
ンス電動機に対処することができる。この方式を4相よ
りも多くの相を有する電動機に拡張するには、容量が更
に大きいROMを必要とする。

回転子の角度位置の所望の分解能及び特定の電動機の
電気サイクルが、1つの標準的な点弧パターンを記憶す
るのに必要なアドレス範囲を決定する。一例として、10
ビット・レゾルバ(即ち、分解能が0.35156゜)を用い
た3相方式(3対の固定子脚を有している方式)では、
すべての象限が点弧情報に関しては同じであるから、点
弧データ1象限(90゜)だけを記憶する必要がある。分
解能(10ビット)及び電気サイクル(90゜)を合わせ
て、パターンを記憶するのに必要なメモリの規模が定ま
る。この場合、90゜が1回転の1/4であるから、パター
ンを記憶するには8ビット、即ち256(28)ワードのROM
が必要である。

固定子各相点弧パルスを任意に配置することができる
ようにするため、整流子が任意の公知の設計ディジタル
形加算器44を有しており、この加算器は、ディジタル位
置信号を、所望の進み角を表す2番目のディジタル信号
SADVと加算して、回転子の瞬時位置と同期して、ROM42
から情報を読み出すための複合アドレス信号SADRを発
生する。事実上、進み角は、感知された機械の回転子角
を任意の所望の量だけ移し、こうしてROMによって発生
される標準的な点弧パターン中のパルスの位置をその初
期位置から同じ量だけずらす。正の進み角は、点弧が一
層早い角度で行われるようにし、負の角度は点弧を遅ら
せる。ディジタルの進み角信号SADVを、マイクロプロセ
ッサ32の出力ポートから指令ADVANCEを受け取る進みレ
ジスタ又はラッチ46から供給することが好ましい。

点弧パターンのパルス幅を変化させることは、パルス
幅だけが異なる点弧パターンを相異なるROMの部分に記
憶することによって達成される。例えば、前に述べた3
相系統では、1kのROMを用いて、4つの異なる点弧パタ
ーンを記憶することができる。マイクロプロセッサ32
(第2図に示す)から整流子に対する入力DWELLは、ド
ウェル・レジスタ又はラッチ48(第3図に示す)に供給
することができる。その後、ドウェル・レジスタ48から
のディジタル信号SDWを用いて、所望のパルス幅に応じ
て、任意の所定の時刻にアドレスすべきROM内の点弧パ
ターンを選択することができる。このとき、ROMの規模
は、所望のパルス幅の間隔及び範囲によって決定され
る。

第4図は、例えば60゜のターンオン角及び30゜のパル
ス幅を示す固定子の1相に対する標準的な角相切換え指
令パルス50を示すグラフであり、本発明の整流子によっ
て、指令パルスのターンオン角を進め、そのバルス幅を
拡大することができる様子を破線52で例示している。

第5a図、第5b図及び第5c図は、一定電動機トルクに対
する夫々低速、中速及び高速のときの1つの固定子各相
電流パルスの波形を示す。この各々の図で、90゜の回転
子角の所に「整合」と記した垂直線は、回転子の磁極が
固定子の特定の相の固定子磁極と整合する位置を表す。
設定電流レベルは400アンペアであり、標準パルスの公
称パルス幅は30゜である。

第5a図に示すように、低速、例えば1,000RPMでは、電
流パルスは実質に矩形波である。ある相がターンオンし
たときに、電流は回転子位置に対して瞬時的に設定電流
レベルまで上昇し、パルスの持続時間にわたって、この
設定点の前後に調整される。その相がオフに切換えられ
ると、電流は実質的には瞬時的にゼロが下がる。このよ
うな低速では、トルク制御が電流調整によって行われ、
パルス幅を変化させたり、又はターンオン位置を進める
必要がない。

第5b図のグラフに示すように、速度が高くなると、あ
る相をオンに切換えた後に、電流がその設定点レベルま
で上昇するには、ある有限の回転子角が必要である。こ
のような速度、例えば9,000RPMでは、駆動装置は依然と
して電流を調整しており、このため、若干の電流チョッ
パ作用が起こることは明らかである。その後、この相を
オフに切換えたとき、電流がゼロに下がるには、ある有
限の時間が必要である。この中速範囲では、電流パルス
の初期のターンオン位置を進めることにより、電流の立
上がり時間を補償することが有利である。

高速、例えば25,000RPMでは、電流の立上がりに更に
長い時間が必要であり、設定電流レベルに達することは
なく、従って、電流調整は行われない。このような高速
では、ターンオン位置を更に進め、パルス幅を変化させ
て電動機トルクを制御する。これは第5c図に示す通りで
ある。従って、広い速度範囲にわたり、本発明の整流子
によって得られるパルス位置及びパルス幅の両方の選択
的な調節を通じて、電動機トルクを制御する上で最大の
効率が達成されることは明らかである。

第6図は本発明の他の実施例の整流子を示す。この3
相固定子の実施例では、電子的にプログラム可能な固定
メモリ(EPROM)60を不揮発性メモリとして用いてい
る。実際問題として、現在、大抵のEPROMは8ビット幅
であるので、同ワード中に2つの点弧パターンを記憶す
ることが可能である。その後、図示のように2入力の多
重化器62、64及び66を用いて、所望のパターンを選択す
る。多重化器の対する選択入力が、ドウェル・レジスタ
48からのドウェル・ワード・ビットのうちの1つであ
る。その他の点では、第6図の整流子は、前に述べた第
3図の整流子と全く同様に動作する。

第6図に示す形のひな形の装置を設計して組み立て、
3相切換え形リラクタンス電動機を駆動した。この装置
の設計は、10ビット、又は90゜で8ビット(即ち、0.35
156゜/ビット)の位置センサの分解能に基づいてい
る。0から45゜までの分解能の歩進全体にわたって、パ
ルス幅の変化を所望した。即ち、45/0.35156,即ち128個
の点弧パターンをEPROMに記憶しなければならない。各
々のパターンは256個の、3ビット・データ・ワードを
必要とする。各々のEPROMワードは8ビット幅であるの
で、128個の点弧パターン全部を記憶するのに必要なEPR
OMの部分は64個だけである。本発明の整流子を用いて、
このひな形の装置で45,000RPMという高い速度における
トルク制御が達成された。

以上の説明から、本発明の整流子は、マイクロプロセ
ッサを整流機能から解放し、パルスの位置及びパルス幅
に完全な融通性を有するようにし、こうして非常に広い
速度範囲にわたってSRMの性能を可能にすることが理解
されよう。本発明は、従来実現できたよりも、一層高い
速度で切換え形リラクタンス電動機を用いることができ
るようにすると共に、航空産業及びその他の種々の用途
で、サーボ駆動装置としてこのSRMを用いることを容易
にする。

本発明の好ましい実施例を図面に示して説明したが、
当業者であれは、この実施例が例に過ぎないことは明ら
かであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲のみに
よって限定されるものであって、その範囲内に含まれる
すべての変更及び均等物に及ぶことを承知されたい。

【図面の簡単な説明】 第1a図は典型的な切換え形リラクタンス電動機の簡略断
面図である。 第1b図は第1a図の切換え形リラクタンス電動機に対する
典型的な電力変換器の回路図である。 第2図は本発明の全体的な切換え形リラクタンス駆動装
置のブロック図である。 第3図は本発明の第1の実施例の整流子のブロック図で
ある。 第4図は第1a図の切換え形リラクタンス電動機の固定子
の1相に対する各相切換え指令パルスの変化を示すグラ
フである。 第5a図は第1a図の切換え形リラクタンス電動機を低速で
運転したときの固定子各相電流パルスのグラフである。 第5b図は第1a図の切換え形リラクタンス電動機を中速で
運転したときの固定子各相電流パルスのグラフであっ
て、このパルスは本発明に従って進み角を持たせてある
ようなグラフである。 第5c図は第1a図の切換え形リラクタンス電動機を高速で
運転したときの固定子各相電流パルスのグラフであっ
て、このパルスは本発明に従って進み角を持たせると共
にパルス幅を拡張してあるようなグラフである。 第6図は本発明の他の実施例の整流子を示す回路図であ
る。 主な符号の説明 42:メモリ 44:アドレス加算器 46:進みレジスタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−59991(JP,A) 特開 昭61−161984(JP,A) 特開 昭60−234491(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転子の位置と同期して逐次的にオン及び
    オフに切換えられる多数の独立な固定子相を有している
    切換え形リラクタンス電動機用のディジタル整流子であ
    って、該整流子は、回転子の瞬時位置に対する切換えの
    タイミングを制御しており、 特定の回転子位置に対するすべての固定子相の切換え状
    態を当該特定の回転子位置に対応した当該メモリ手段の
    記憶位置に記憶すると共に、前記電動機の電気サイクル
    にわたって前記固定子相に対する相切換え指令パルスの
    パターンを記憶する不揮発性メモリ手段であって、該パ
    ルスの各々は、相異なった回転子位置に対応する所定の
    ターンオン角度を有しており、該パターンの各々は、該
    各々のパターンのパルスの導電角度の相違に対応してい
    る、不揮発性メモリ手段と、 該メモリ手段が夫々の初期の回転子位置に対して調節自
    在の進み角だけ移動したパルスのターンオン角度を有し
    ている前記パルスのパターンを発生するように、回転子
    の瞬時位置と同期して前記メモリ手段をアドレスするア
    ドレス手段とを備えたディジタル整流子。
  2. 【請求項2】広い速度範囲にわたって多相切換え形リラ
    クタンス駆動装置の回転子の角度位置と同期して、固定
    子相の点弧を選択的に制御するマイクロプロセッサを基
    本としたディジタル制御装置であって、 固定子相点弧パルスのパターンのターンオン角度位置の
    所望の変化を表す進み角信号と、前記点弧パルスに対す
    る所望の導電角度を表すドウェル角信号と、設定電流信
    号とを発生するマイクロプロセッサ手段と、 前記進み角信号、前記ドウェル角信号及び回転子の瞬時
    角度位置を表す回転子角度位置信号を受け取ると共に処
    理し、前記固定子相の各々に対する相点弧指令パルスを
    発生する整流子手段であって、該整流子手段は、前記点
    弧パルスの相異なるパターンを記憶する固定メモリ手段
    を含んでおり、該パターンの各々は、前記メモリ手段に
    少なくとも1つのディジタル・ワードとして記憶されて
    おり、該ワードの各々は、特定の回転子角度位置に対す
    るすべての前記固定相の切換え状態に夫々対応してお
    り、前記メモリ手段のアドレスは、前記駆動装置の電気
    角に対応しており、前記相異なるパターンの各々は、前
    記点弧パルスの導電角度の相違に対応しており、前記整
    流子手段は更に、前記進み角信号と回転子位置信号とを
    加算して、回転子の瞬時位置と同期して前記固定メモリ
    をアドレスするアドレス信号を発生する加算手段を含ん
    でおり、前記整流子手段は更に、前記マイクロプロセッ
    サ手段から受け取ったドウェル信号に従ってアドレス信
    号によりどの点弧パターンをアドレスすべきかを選択す
    るドウェル手段を含んでいる、整流子手段と、 前記マイクロプロセッサ手段からの前記設定電流信号
    と、前記整流子手段からの前記相切換え指令パルスとを
    受け取ると共に、該信号及びパルスから各固定子相に対
    する固定子相点弧パルス列を発生する電流調整形インバ
    ータ手段とを備えたディジタル制御装置。
  3. 【請求項3】回転子位置と同期して多相切換え形リラク
    タンス駆動装置の固定子相の電流を選択的にオン及びオ
    フに切換えるために、該駆動装置のインバータに対して
    点弧角の調節自在な点弧パルスを供給するディジタル整
    流方法であって、 前記駆動装置の電気サイクルにわたる相次ぐ回転子角度
    に対する各固定子相の点弧状態を表す2進表示が当該メ
    モリの相次ぐアドレス可能な位置に夫々記憶されるよう
    に、少なくとも1つの標準的な多相点弧パターンを不揮
    発性メモリに記憶する工程と、 回転子の瞬時角度位置を表す第1のディジタル信号を発
    生する工程と、 回転子の角度に対する前記点弧パターンの位置の所望の
    変化を表している所望の進み角を表す第2のディジタル
    信号を発生する工程と、 前記第1のディジタル信号と前記第2のディジタル信号
    とを加算して、複合アドレス信号を発生する工程と、 前記進み角だけ変化した前記点弧パターンが前記メモリ
    から読み出されるように、前記回転子の瞬時角度位置の
    ディジタル信号と同期して前記アドレス信号を用いて前
    記メモリをアドレスする工程とを備えたディジタル整流
    方法。
  4. 【請求項4】多相切換え形リラクタンス駆動装置におい
    て、回転子位置に対する切換えのタイミングを変えるこ
    とができるように、相点弧パルスを用いて相の切換えを
    制御する方法であって、 特定の回転子位置に対するすべての固定子相の切換え状
    態を当該特定の回転子位置に対応したディジタル不揮発
    性メモリ内の記憶位置に記憶し、前記駆動装置の電気サ
    イクルにわたって固定子相点弧パルスの点弧パターンを
    画定している情報を記憶する工程であって、前記パター
    ンの各々のパルスは、同一の持続時間を有していると共
    に、相異なった回転子位置に夫々対応するターンオン角
    を有している、情報を記憶する工程と、 回転子の瞬時角度位置を表す2進位置信号を受け取る工
    程と、 前記位置信号を修正して、初期の回転子位置に対する前
    記パルスの所望の変位を達成するように調節された修正
    位置信号を発生する工程と、 前記修正位置信号を用いて、回転子の瞬時角度位置と同
    期して前記メモリをアドレスして該メモリから情報を読
    み出すことにより、前記点弧パルスの配置及び前記切換
    えのタイミングを所望に応じて調節することができるよ
    うにする工程とを備えた相の切換えを制御する方法。
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