JP2803107B2 - 可変リラクタンスモータの駆動装置 - Google Patents
可変リラクタンスモータの駆動装置Info
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- JP2803107B2 JP2803107B2 JP63275806A JP27580688A JP2803107B2 JP 2803107 B2 JP2803107 B2 JP 2803107B2 JP 63275806 A JP63275806 A JP 63275806A JP 27580688 A JP27580688 A JP 27580688A JP 2803107 B2 JP2803107 B2 JP 2803107B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、可変リラクタンスモータの駆動装置に関す
る。
る。
［従来の技術］ 従来より、可変リラクタンスモータの駆動装置とし
て、光学式あるいは磁気式のインクリメンタルエンコー
ダ（以下、INCエンコーダという）などの回転角検出手
段により検出された回転子の回転角に基づいて、相巻線
への通電開始の回転角（以下、点弧角という）を進角あ
るいは遅角して相巻線電流を増減したり、あるいは回転
角に応じて相巻線電流を増減することによって可変リラ
クタンスモータの回転を制御するものが知られている。
て、光学式あるいは磁気式のインクリメンタルエンコー
ダ（以下、INCエンコーダという）などの回転角検出手
段により検出された回転子の回転角に基づいて、相巻線
への通電開始の回転角（以下、点弧角という）を進角あ
るいは遅角して相巻線電流を増減したり、あるいは回転
角に応じて相巻線電流を増減することによって可変リラ
クタンスモータの回転を制御するものが知られている。
この種の駆動装置では、回転角を精度よく検出する必
要があるため回転角分解能に優れたINCエンコーダを使
用して、外部からの回転速度の増減指令によってモータ
の回転速度を増減する開ループ制御や実回転速度を検出
し実回転速度を目標回転速度に調整する閉ループ制御を
行っている。
要があるため回転角分解能に優れたINCエンコーダを使
用して、外部からの回転速度の増減指令によってモータ
の回転速度を増減する開ループ制御や実回転速度を検出
し実回転速度を目標回転速度に調整する閉ループ制御を
行っている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、開ループ制御を行う場合には、上記駆動装置
の構成は簡単なものとなるが、負荷が変動すると回転速
度も変動するので安定した運転ができないという問題が
ある。
の構成は簡単なものとなるが、負荷が変動すると回転速
度も変動するので安定した運転ができないという問題が
ある。
一方、閉ループの制御を行う場合には、負荷に応じて
トルクを調整するので負荷変動時にも定速運転が可能で
あるが、装置が複雑となり作製コストがかかる。
トルクを調整するので負荷変動時にも定速運転が可能で
あるが、装置が複雑となり作製コストがかかる。
又、上記駆動装置に使用されるINCエンコーダには、
その回転角の検出分解能が高いため精度よく取付ける必
要があるので取付に手間がかかるという問題や、INCエ
ンコーダが高価で上記駆動装置の作製コストが高くなっ
てしまうという問題がある。更に、光学式INCエンコー
ダの場合には、光信号を電気信号に変換する光電変換に
周波数限界があるため高速回転になると回転角の検出誤
りが起るという問題もある。
その回転角の検出分解能が高いため精度よく取付ける必
要があるので取付に手間がかかるという問題や、INCエ
ンコーダが高価で上記駆動装置の作製コストが高くなっ
てしまうという問題がある。更に、光学式INCエンコー
ダの場合には、光信号を電気信号に変換する光電変換に
周波数限界があるため高速回転になると回転角の検出誤
りが起るという問題もある。
そこで、本発明は、INCエンコーダを用いない簡単な
構成で安価に作製でき、負荷変動による回転速度の変動
を抑えることができる可変リラクタンスモータの駆動装
置を提供することを目的としてなされた。
構成で安価に作製でき、負荷変動による回転速度の変動
を抑えることができる可変リラクタンスモータの駆動装
置を提供することを目的としてなされた。
［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨とするところは、固定子の各相磁極に設
けられた相巻線を、予め定められた順序で通電して、回
転子の突極にトルクを与えて駆動する可変リラクタンス
モータの駆動装置であって、上記相磁極毎に、上記固定
子の相磁極に対して上記回転子の突極が正対する正対位
置、及び該正対位置から隣接する回転子の突極が正対す
る正対位置までの半分の角度だけ上記回転子が回転した
境界位置を各々検出する位置検出手段と、該位置検出手
段により上記境界位置が検出された時から計時を開始
し、任意に設定可能な遅れ時間を計時する計時手段と、
該計時手段が上記遅れ時間の計時を終了した時点と上記
位置検出手段により上記正対位置が検出された時点との
うち何れか早い時点で上記相巻線への通電を開始し、何
れか遅い時点で上記相巻線への通電を停止する通電制御
手段と、を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモ
ータの駆動装置にある。
けられた相巻線を、予め定められた順序で通電して、回
転子の突極にトルクを与えて駆動する可変リラクタンス
モータの駆動装置であって、上記相磁極毎に、上記固定
子の相磁極に対して上記回転子の突極が正対する正対位
置、及び該正対位置から隣接する回転子の突極が正対す
る正対位置までの半分の角度だけ上記回転子が回転した
境界位置を各々検出する位置検出手段と、該位置検出手
段により上記境界位置が検出された時から計時を開始
し、任意に設定可能な遅れ時間を計時する計時手段と、
該計時手段が上記遅れ時間の計時を終了した時点と上記
位置検出手段により上記正対位置が検出された時点との
うち何れか早い時点で上記相巻線への通電を開始し、何
れか遅い時点で上記相巻線への通電を停止する通電制御
手段と、を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモ
ータの駆動装置にある。
［作用］ 以上の本発明の構成によれば、可変リラクタンスモー
タの相磁極毎に設けられた位置検出手段が境界位置を検
出すると、計時手段がこの境界位置が検出された時点か
ら設定された遅れ時間の計時を行う。そして、通電制御
手段は、計時手段が遅れ時間の計時を終了した時点と、
位置検出手段により正対位置が検出された時点とのう
ち、何れか早い時点で相巻線への通電を開始し、何れか
遅い時点で相巻線への通電を停止する。
タの相磁極毎に設けられた位置検出手段が境界位置を検
出すると、計時手段がこの境界位置が検出された時点か
ら設定された遅れ時間の計時を行う。そして、通電制御
手段は、計時手段が遅れ時間の計時を終了した時点と、
位置検出手段により正対位置が検出された時点とのう
ち、何れか早い時点で相巻線への通電を開始し、何れか
遅い時点で相巻線への通電を停止する。
つまり、遅れ時間の計時終了時点が正対位置の検出時
点より早ければ、正対位置を通過する前に通電制御手段
による通電が行われるため、モータ回転子を回転させる
方向にトルクが発生し、遅れ時間の計時終了時点が正対
位置の検出時点より遅ければ、正対位置を通過した後に
通電制御手段による通電が行われるため、モータ回転子
にブレーキをかける方向にトルクが発生する。なお、相
巻線のインダクタンスは正対位置で最大、境界位置で最
小となる。
点より早ければ、正対位置を通過する前に通電制御手段
による通電が行われるため、モータ回転子を回転させる
方向にトルクが発生し、遅れ時間の計時終了時点が正対
位置の検出時点より遅ければ、正対位置を通過した後に
通電制御手段による通電が行われるため、モータ回転子
にブレーキをかける方向にトルクが発生する。なお、相
巻線のインダクタンスは正対位置で最大、境界位置で最
小となる。
そして、遅れ時間の計時終了時点が正対位置の検出時
点より早くなるような遅れ時間の設定範囲であれば、遅
れ時間が短く設定するほど、通電時間が長くなると共
に、通電時間を開始する点弧角がより相巻線のインダク
タンスの小さな進角側に設定され、相巻線を流れる電流
が急峻に立ち上がるようになるため、モータ回転子を回
転させようとするトルクが増大し、逆に遅れ時間を長く
設定するほど、同トルクが減少する。
点より早くなるような遅れ時間の設定範囲であれば、遅
れ時間が短く設定するほど、通電時間が長くなると共
に、通電時間を開始する点弧角がより相巻線のインダク
タンスの小さな進角側に設定され、相巻線を流れる電流
が急峻に立ち上がるようになるため、モータ回転子を回
転させようとするトルクが増大し、逆に遅れ時間を長く
設定するほど、同トルクが減少する。
また、遅れ時間を一定に保持した場合には、回転速度
の低下に応じて電気サイクルに要する時間が長くなるほ
ど、通電制御手段による通電時間が長くなると共に通電
制御手段が通電を開始する点弧角が相対的に進角側に変
位することになるため、モータ回転子を回転させようと
するトルクが増大し、逆に回転速度の上昇に応じて電気
サイクルに要する時間が短くなると、通電時間が短くな
ると共に点弧角が相対的に遅角側に変位することになる
ので、同トルクが減少する。
の低下に応じて電気サイクルに要する時間が長くなるほ
ど、通電制御手段による通電時間が長くなると共に通電
制御手段が通電を開始する点弧角が相対的に進角側に変
位することになるため、モータ回転子を回転させようと
するトルクが増大し、逆に回転速度の上昇に応じて電気
サイクルに要する時間が短くなると、通電時間が短くな
ると共に点弧角が相対的に遅角側に変位することになる
ので、同トルクが減少する。
［実施例］ 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
可変リラクタンスモータの駆動装置１は、第１図
（Ａ）に示すように、可変リラクタンスモータ（以下、
SRモータという）SRMの回転子に取り付けられた位置検
出手段としての磁極センサ２と、通電時期制御装置４
と、ドライバ装置６と、電源装置８とから構成されてい
る。
（Ａ）に示すように、可変リラクタンスモータ（以下、
SRモータという）SRMの回転子に取り付けられた位置検
出手段としての磁極センサ２と、通電時期制御装置４
と、ドライバ装置６と、電源装置８とから構成されてい
る。
SRモータSRMは、第２図に示すように、８極構成の固
定子Ｓと６極構成の回転子Ｒとを有する４相モータ（図
中に示したA,B,C,Dの各相から成る）であって、予め定
められた循環順序で各相巻線Ｌへ通電されることによっ
て回転するモータである。
定子Ｓと６極構成の回転子Ｒとを有する４相モータ（図
中に示したA,B,C,Dの各相から成る）であって、予め定
められた循環順序で各相巻線Ｌへ通電されることによっ
て回転するモータである。
このSRモータSRMの回転軸に磁極センサ２が取り付け
られている。磁極センサ２は、回転子Ｒ断面とほぼ同じ
形状の回転ディスク（図示略）と２個のフォトインタラ
プタ（図示略）とから構成されている。その回転ディス
クは回転子Ｒ側面に平行に配置されると共に、回転ディ
スクの突極数が回転子Ｒと同じ６極でかつその凹凸が50
［％］角度デューティで回転軸に固定されている。一
方、フォトインタラプタは所定の二つのステータ磁極
（図中に示したＡ相のa1磁極及びＢ相のb1磁極）のそれ
ぞれの中軸にあたる位置（第２図に一点鎖線で示した）
に固定されている。磁極センサ２は、回転ディスクが回
転するとデュティー比50〔％〕のオンオフ信号を出力す
る。即ち、第３図に示すように、回転子Ｒが正転方向
（第２図に矢印Ｆで示した）に回転すると、磁極センサ
２は、Ａ相のa1磁極について及びＢ相のb1磁極について
回転子突極が正対する位置でオフし更に回転子Ｒが30度
回転した位置でオンする位置検出信号θ１及びθ２を出
力する。
られている。磁極センサ２は、回転子Ｒ断面とほぼ同じ
形状の回転ディスク（図示略）と２個のフォトインタラ
プタ（図示略）とから構成されている。その回転ディス
クは回転子Ｒ側面に平行に配置されると共に、回転ディ
スクの突極数が回転子Ｒと同じ６極でかつその凹凸が50
［％］角度デューティで回転軸に固定されている。一
方、フォトインタラプタは所定の二つのステータ磁極
（図中に示したＡ相のa1磁極及びＢ相のb1磁極）のそれ
ぞれの中軸にあたる位置（第２図に一点鎖線で示した）
に固定されている。磁極センサ２は、回転ディスクが回
転するとデュティー比50〔％〕のオンオフ信号を出力す
る。即ち、第３図に示すように、回転子Ｒが正転方向
（第２図に矢印Ｆで示した）に回転すると、磁極センサ
２は、Ａ相のa1磁極について及びＢ相のb1磁極について
回転子突極が正対する位置でオフし更に回転子Ｒが30度
回転した位置でオンする位置検出信号θ１及びθ２を出
力する。
SRモータは固定子８極回転子６極の構成なので、Ｃ相
については位置検出信号θ１の反転信号が、Ｄ相につい
ては位置検出信号θ２の反転信号がそれぞれの位置検出
信号となる。つまり、位置検出信号θ1,θ２及びそれら
の反転信号により各相における固定子磁極に対する回転
子突極の正対位置及び上記30度位置が検出される。尚、
正対位置はSRモータの機械角（60度）の中心であり、回
転子突極がこの位置にあるとき当該相巻線Ｌのインダク
タンスは最大となる。又、上記30度位置は隣り合う二つ
の回転子突極の中央が固定子磁極に対応する位置であ
り、回転子突極がこの位置にあるとき当該相巻線のイン
ダクタンスは最小となる（以下、30度位置を境界位置と
呼ぶ）。
については位置検出信号θ１の反転信号が、Ｄ相につい
ては位置検出信号θ２の反転信号がそれぞれの位置検出
信号となる。つまり、位置検出信号θ1,θ２及びそれら
の反転信号により各相における固定子磁極に対する回転
子突極の正対位置及び上記30度位置が検出される。尚、
正対位置はSRモータの機械角（60度）の中心であり、回
転子突極がこの位置にあるとき当該相巻線Ｌのインダク
タンスは最大となる。又、上記30度位置は隣り合う二つ
の回転子突極の中央が固定子磁極に対応する位置であ
り、回転子突極がこの位置にあるとき当該相巻線のイン
ダクタンスは最小となる（以下、30度位置を境界位置と
呼ぶ）。
そこで、位置検出信号θ1,θ２は、磁極センサ２から
通電時期制御装置４内の位置信号分配回路10に入力され
る。ここで位置検出信号θ1,θ２からそれらの反転信号
θ3,θ４が作成されると共に、各位置検出信号θ１〜θ
４は、以下のごとく各相毎に設けられたタイミング信号
発生回路12a,12b,12c,12dに分配される。即ち、第１図
（Ｂ）に示すように、Ａ相のタイミング信号発生回路12
aでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ１が第三微分
回路Dif3には位置検出信号θ３が入力され、Ｂ相の同回
路12bでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ２が第三
微分回路Dif3には位置検出信号θ４が入力される。Ｃ相
の同回路12cでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ３
が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ１が入力され、
Ｄ相の同回路12dでは第一微分回路Dif1に位置検出信号
θ４が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ２が入力さ
れる。
通電時期制御装置４内の位置信号分配回路10に入力され
る。ここで位置検出信号θ1,θ２からそれらの反転信号
θ3,θ４が作成されると共に、各位置検出信号θ１〜θ
４は、以下のごとく各相毎に設けられたタイミング信号
発生回路12a,12b,12c,12dに分配される。即ち、第１図
（Ｂ）に示すように、Ａ相のタイミング信号発生回路12
aでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ１が第三微分
回路Dif3には位置検出信号θ３が入力され、Ｂ相の同回
路12bでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ２が第三
微分回路Dif3には位置検出信号θ４が入力される。Ｃ相
の同回路12cでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ３
が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ１が入力され、
Ｄ相の同回路12dでは第一微分回路Dif1に位置検出信号
θ４が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ２が入力さ
れる。
次に、各位置検出信号θ1,θ2,θ3,θ４を第一微分回
路Dif1にて波形整形してなる位置パルスPa1,Pb1,Pc1,Pd
1は、、インバータInvで反転され計時手段としてのタイ
マ回路Timに入力される。すると、第３（Ａ）図に示す
ように、タイマ回路Timは、位置パルスPa1,Pb1,Pc1,Pd1
の立ち上がりから、電流バッファOPを介して外部から入
力する電圧（印加電圧）Vvにより定まる遅れ時間Ｔが経
過した時点で、微分回路Dif2を介して論理回路ORに遅延
信号Td1,Td2,Td3,Td4を出力する。但し、タイマ回路Tim
の計時開始タイミングが各相で異なるため電圧Vvが変化
するとき、例えばＡ相の遅れ時間がTa他相の遅れ時間が
Tb,Tc,Tdとなる場合がある。
路Dif1にて波形整形してなる位置パルスPa1,Pb1,Pc1,Pd
1は、、インバータInvで反転され計時手段としてのタイ
マ回路Timに入力される。すると、第３（Ａ）図に示す
ように、タイマ回路Timは、位置パルスPa1,Pb1,Pc1,Pd1
の立ち上がりから、電流バッファOPを介して外部から入
力する電圧（印加電圧）Vvにより定まる遅れ時間Ｔが経
過した時点で、微分回路Dif2を介して論理回路ORに遅延
信号Td1,Td2,Td3,Td4を出力する。但し、タイマ回路Tim
の計時開始タイミングが各相で異なるため電圧Vvが変化
するとき、例えばＡ相の遅れ時間がTa他相の遅れ時間が
Tb,Tc,Tdとなる場合がある。
一方、第三微分回路Dif3に入力された各位置検出信号
θ3,θ4,θ1,θ２は、波形整形され位置パルスPa2,Pb2,
Pc2,Pd2となり論理和回路ORに入力される。従って、遅
延信号Td1〜Td4と位置パルスPa2,Pb2,Pc2,Pd2との何れ
かがHighとなれば論理和回路ORの出力もHighとなる。
θ3,θ4,θ1,θ２は、波形整形され位置パルスPa2,Pb2,
Pc2,Pd2となり論理和回路ORに入力される。従って、遅
延信号Td1〜Td4と位置パルスPa2,Pb2,Pc2,Pd2との何れ
かがHighとなれば論理和回路ORの出力もHighとなる。
そして、論理和回路ORの出力はラッチ回路Lchのクロ
ック端子CLKに入力される。すると、ラッチ回路Lchの負
論理出力端子Q1がデータ端子Ｄに接続されているため、
正論理出力はクロック端子CLKに入力がある度に反転す
る。又、ラッチ回路のクリア端子CLKには位置パルスPa
2,Pb2,Pc2,Pd2がインバータInvを介して入力される。従
って、ラッチ回路Lchの正論理出力は遅延信号Td1〜Td4
と位置パルスPa3,Pa4,Pa1,Pa2とのいずれか早い方の信
号の立ち上がりでHighとなり、遅い方の信号の立ち上が
りでLOWとなる。これでラッチ回路Lchは、磁極センサ２
が境界位置を検出したときから遅れ時間Ｔが経過した時
点と、磁極センサ２が正対位置を検出した時点とのうち
何れか早い時点でHighとなり何れか遅い時点でLowとな
る通電指令信号Ga,Gb,Gc,Gdを作成する。この通電指令
信号Ga〜Gdはドライバ装置16に出力される。
ック端子CLKに入力される。すると、ラッチ回路Lchの負
論理出力端子Q1がデータ端子Ｄに接続されているため、
正論理出力はクロック端子CLKに入力がある度に反転す
る。又、ラッチ回路のクリア端子CLKには位置パルスPa
2,Pb2,Pc2,Pd2がインバータInvを介して入力される。従
って、ラッチ回路Lchの正論理出力は遅延信号Td1〜Td4
と位置パルスPa3,Pa4,Pa1,Pa2とのいずれか早い方の信
号の立ち上がりでHighとなり、遅い方の信号の立ち上が
りでLOWとなる。これでラッチ回路Lchは、磁極センサ２
が境界位置を検出したときから遅れ時間Ｔが経過した時
点と、磁極センサ２が正対位置を検出した時点とのうち
何れか早い時点でHighとなり何れか遅い時点でLowとな
る通電指令信号Ga,Gb,Gc,Gdを作成する。この通電指令
信号Ga〜Gdはドライバ装置16に出力される。
ドライバ装置16では通電指令信号Ga〜Gdが各相毎に設
けられた周知のドライバ回路Dra,Drb,Drc,Drdに入力さ
れ通電指令信号Ga〜GdがHighのあいだパワートランジス
タTrが導通して電源装置８からSRモータの各相巻線Ｌに
電流が流れる。
けられた周知のドライバ回路Dra,Drb,Drc,Drdに入力さ
れ通電指令信号Ga〜GdがHighのあいだパワートランジス
タTrが導通して電源装置８からSRモータの各相巻線Ｌに
電流が流れる。
次に、上記のSRモータの駆動装置１による回転制御に
ついて説明する。
ついて説明する。
ある大きさの負荷T0がかかった状態でSRモータが定速
回転しているとする。このときには磁極センサ２が境界
位置を検出したときから遅れ時間Taが経過した時点で通
電が開始される。第３図（Ｂ）に示すように、その時点
は電気角がα（例えば、10度）のときに相当する。そし
て、磁極センサ２が正対位置を検出したとき、つまり、
電気角πのとき通電が停止される。
回転しているとする。このときには磁極センサ２が境界
位置を検出したときから遅れ時間Taが経過した時点で通
電が開始される。第３図（Ｂ）に示すように、その時点
は電気角がα（例えば、10度）のときに相当する。そし
て、磁極センサ２が正対位置を検出したとき、つまり、
電気角πのとき通電が停止される。
ここで、負荷が増大するとする。従来の駆動装置によ
る運転の場合点弧角が固定しているので、例えば点弧角
がα（＝10度）の場合、回転数とトルクとの関係を表し
た第４図に示すように、定速回転状態（回転数N0、発生
トルクT0、図中にＳ点と示した）から回転数が大幅に低
下し（N0→N0−ΔNa、図中のＱ点）、そこで発生トルク
と負荷が均衡して（T0→T0＋ΔTa）安定する。
る運転の場合点弧角が固定しているので、例えば点弧角
がα（＝10度）の場合、回転数とトルクとの関係を表し
た第４図に示すように、定速回転状態（回転数N0、発生
トルクT0、図中にＳ点と示した）から回転数が大幅に低
下し（N0→N0−ΔNa、図中のＱ点）、そこで発生トルク
と負荷が均衡して（T0→T0＋ΔTa）安定する。
一方、本実施例の駆動装置１による運転の場合、第５
図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、負荷が大きくなり回
転速度が下がると、通電時間が長くなると共に点弧角が
α（＝10度）より進角側へ変位する（α→α１、α＞α
１）。そのため、電気サイクルの早い段階（相巻線のイ
ンダクタンスが小さい段階）で通電が開始されるので、
相巻線電流がより急峻に立ち上がってより大きなトルク
が発生する。そのため、回転数の低下は抑えられる。即
ち、第４図に示すように、回転数が僅かに下がったとこ
ろで（N0→N0−ΔNb,ΔNb＜ΔNa）発生トルクと負荷が
均衡して（T0→T0＋ΔTa、第４図中のＲ点）回転が安定
する。
図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、負荷が大きくなり回
転速度が下がると、通電時間が長くなると共に点弧角が
α（＝10度）より進角側へ変位する（α→α１、α＞α
１）。そのため、電気サイクルの早い段階（相巻線のイ
ンダクタンスが小さい段階）で通電が開始されるので、
相巻線電流がより急峻に立ち上がってより大きなトルク
が発生する。そのため、回転数の低下は抑えられる。即
ち、第４図に示すように、回転数が僅かに下がったとこ
ろで（N0→N0−ΔNb,ΔNb＜ΔNa）発生トルクと負荷が
均衡して（T0→T0＋ΔTa、第４図中のＲ点）回転が安定
する。
又、負荷が減少した場合には、本実施例の駆動装置１
は負荷増大の場合とは逆の動作をする。即ち、一旦回転
速度が上がり電気サイクルに要する時間が短くなると、
通電時間が短くなると共に点弧角が遅角側に変位する。
つまり、通電時間が短くなることに加えてインダクタン
スの大きくなった段階で通電が開始されるので、相巻線
電流の立ち上がりが緩やかになり発生トルクが減少す
る。そこで、SRモータの回転速度の上昇は抑えられる。
は負荷増大の場合とは逆の動作をする。即ち、一旦回転
速度が上がり電気サイクルに要する時間が短くなると、
通電時間が短くなると共に点弧角が遅角側に変位する。
つまり、通電時間が短くなることに加えてインダクタン
スの大きくなった段階で通電が開始されるので、相巻線
電流の立ち上がりが緩やかになり発生トルクが減少す
る。そこで、SRモータの回転速度の上昇は抑えられる。
次に、制動動作について説明する。第５図（Ｃ）に示
すように、回転動作中に速度指令値を下げると（即ち印
加電圧Vvが下がってタイマ回路Timの遅れ時間Taが長く
なると）、遅延信号Td1〜Td4が位置検出信号θ3,θ4,θ
1,θ２より遅れる。従って、通電指令信号Ga〜Gdは位置
検出信号θ3,θ4,θ1,θ２の立ち上がりでHighとなり遅
延信号Td1〜Td4の立ち上がりでLowとなるので、回転子
Ｒが正対位置から更に回転したところで通電が行われ
る。つまり、回転子Ｒの回転にブレーキをかける方向に
トルクが発生する。
すように、回転動作中に速度指令値を下げると（即ち印
加電圧Vvが下がってタイマ回路Timの遅れ時間Taが長く
なると）、遅延信号Td1〜Td4が位置検出信号θ3,θ4,θ
1,θ２より遅れる。従って、通電指令信号Ga〜Gdは位置
検出信号θ3,θ4,θ1,θ２の立ち上がりでHighとなり遅
延信号Td1〜Td4の立ち上がりでLowとなるので、回転子
Ｒが正対位置から更に回転したところで通電が行われ
る。つまり、回転子Ｒの回転にブレーキをかける方向に
トルクが発生する。
上記したように本実施例のSRモータの駆動装置１は、
SRモータの回転速度が下がると点弧角が進角側に制御さ
れ回転速度が上がると点弧角が遅角側に制御されるの
で、負荷変動による回転速度の変動を抑えることができ
る。
SRモータの回転速度が下がると点弧角が進角側に制御さ
れ回転速度が上がると点弧角が遅角側に制御されるの
で、負荷変動による回転速度の変動を抑えることができ
る。
又、固定子の相磁極に対する回転子突極の正対位置及
び境界位置を検出するだけでよいので、高精度で高価な
INCエンコーダを使用する必要がなく構成が簡単で取付
も容易な磁極センサ２を使用できる。従って、高速回転
でも位置検出誤りをおこすことがない。又、信号処理な
どの回路構成も簡単にできるので、駆動装置１を安価に
作製できる。
び境界位置を検出するだけでよいので、高精度で高価な
INCエンコーダを使用する必要がなく構成が簡単で取付
も容易な磁極センサ２を使用できる。従って、高速回転
でも位置検出誤りをおこすことがない。又、信号処理な
どの回路構成も簡単にできるので、駆動装置１を安価に
作製できる。
ここで、本駆動装置１において閉ループ制御を行う場
合について説明する。この場合には、第６図に示すよう
に、SRモータの回転速度を検出する検出手段（図示略）
と、比例積分演算器PIと、関数発生器Ｓとでタイマ回路
Timの遅延時間を制御する制御ブロック14を増設する。
この制御ブロック14では、まず比例積分演算器PIが目標
速度Ｎ＊と検出速度Ｎとの偏差ΔＮに比例した比例分と
速度偏差の累積値に比例した累積分とを加算する。そし
て、その加算結果に基づいて、関数発生器Ｓがタイミン
グ信号発生回路12a〜12dへの印加電圧Vvとなるその出力
電圧を増減してタイマ回路Timの遅延時間を調整する。
合について説明する。この場合には、第６図に示すよう
に、SRモータの回転速度を検出する検出手段（図示略）
と、比例積分演算器PIと、関数発生器Ｓとでタイマ回路
Timの遅延時間を制御する制御ブロック14を増設する。
この制御ブロック14では、まず比例積分演算器PIが目標
速度Ｎ＊と検出速度Ｎとの偏差ΔＮに比例した比例分と
速度偏差の累積値に比例した累積分とを加算する。そし
て、その加算結果に基づいて、関数発生器Ｓがタイミン
グ信号発生回路12a〜12dへの印加電圧Vvとなるその出力
電圧を増減してタイマ回路Timの遅延時間を調整する。
このようにして閉ループ制御を行えば、負荷変動時に
も所定の回転速度を維持して定速運転を行うことが可能
となる。例えば、負荷が増大しても遅れ時間をTaから０
に調整すれば、点弧角が10度から０度になって回転速度
を元の速度N0に維持することができる（第４図中のＳ点
からＰ点に動作点が移行する）。
も所定の回転速度を維持して定速運転を行うことが可能
となる。例えば、負荷が増大しても遅れ時間をTaから０
に調整すれば、点弧角が10度から０度になって回転速度
を元の速度N0に維持することができる（第４図中のＳ点
からＰ点に動作点が移行する）。
又、位置ループや電流マイナループを形成する必要が
ないので、従来の閉ループ制御を行う駆動装置に比して
より簡単な構成とすることができる。
ないので、従来の閉ループ制御を行う駆動装置に比して
より簡単な構成とすることができる。
次に、本発明を３相のSRモータに適用した第二実施例
について説明する。
について説明する。
３相（ステータ６極、ロータ４極）のSRモータの駆動
装置20は、第７図に示すうに、第一実施例のSRモータの
通電時期制御装置及びドライバ装置を３相構成としたも
ので、そのほかは第一実施例と同じである。SRモータSR
Mの回転軸に設けられた磁極センサ22は、第８図に示す
ように、そのフォトインタラプト（図示略）がＡ相のa1
磁極及びＢ相のb1磁極のそれぞれの中軸にあたる位置に
固定され、その回転ディスク（図示略）は磁極センサの
位置検出信号のオンオフデューティが1:2となるように
形成されている。これで、第９図に示す位置検出信号θ
10及びθ11を得る。そして、この位置信号θ10,θ11は
通電時期制御装置24の位置信号分配回路26に入力され、
ここで位置信号θ10の反転信号θ12が作成されると共に
位置信号が各相のタイミング信号発生回路28a,28b,28c,
28dに分配される。即ち、Ａ相のタイミング信号発生回
路28aでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ12が第三
微分回路Dif3には位置検出信号θ10が入力され、Ｂ相の
タイミング信号発生回路28bでは第一微分回路Dif1に位
置検出信号θ11が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ
12が入力され、Ｃ相のタイミング信号発生回路28cでは
第一微分回路Dif1に位置検出信号θ10が第三微分回路Di
f3には位置検出信号θ11が入力される。
装置20は、第７図に示すうに、第一実施例のSRモータの
通電時期制御装置及びドライバ装置を３相構成としたも
ので、そのほかは第一実施例と同じである。SRモータSR
Mの回転軸に設けられた磁極センサ22は、第８図に示す
ように、そのフォトインタラプト（図示略）がＡ相のa1
磁極及びＢ相のb1磁極のそれぞれの中軸にあたる位置に
固定され、その回転ディスク（図示略）は磁極センサの
位置検出信号のオンオフデューティが1:2となるように
形成されている。これで、第９図に示す位置検出信号θ
10及びθ11を得る。そして、この位置信号θ10,θ11は
通電時期制御装置24の位置信号分配回路26に入力され、
ここで位置信号θ10の反転信号θ12が作成されると共に
位置信号が各相のタイミング信号発生回路28a,28b,28c,
28dに分配される。即ち、Ａ相のタイミング信号発生回
路28aでは第一微分回路Dif1に位置検出信号θ12が第三
微分回路Dif3には位置検出信号θ10が入力され、Ｂ相の
タイミング信号発生回路28bでは第一微分回路Dif1に位
置検出信号θ11が第三微分回路Dif3には位置検出信号θ
12が入力され、Ｃ相のタイミング信号発生回路28cでは
第一微分回路Dif1に位置検出信号θ10が第三微分回路Di
f3には位置検出信号θ11が入力される。
このあと第一実施例と同様にしてタイマ回路Tim、論
理和回路OR、ラッチ回路Lchにより信号処理が行われて
通電指令信号Gaa,Gbb,Gccが作成される。そして、第９
図に示すように、その通電指令信号Gaa,Gbb,Gccがドラ
イバ装置30の各相ドライバ回路Dra,Drb,Drcに出力され
各相に電気角で2/3πずつ位相がずれるように通電が行
われる。
理和回路OR、ラッチ回路Lchにより信号処理が行われて
通電指令信号Gaa,Gbb,Gccが作成される。そして、第９
図に示すように、その通電指令信号Gaa,Gbb,Gccがドラ
イバ装置30の各相ドライバ回路Dra,Drb,Drcに出力され
各相に電気角で2/3πずつ位相がずれるように通電が行
われる。
上記した構成の駆動装置20によるSRモータSRMの回転
制御は第一実施例と同様にして行われる。
制御は第一実施例と同様にして行われる。
上記したようにSRモータの駆動装置20は第一実施例と
同様の効果を奏する。
同様の効果を奏する。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の可変リラクタンスモー
タの駆動装置においては、境界位置を検出後に遅れ時間
の計時を終了した時点と正対位置を検出した時点とのう
ち何れか早い時点で相巻線への通電を開始し、何れか遅
い時点で相巻線への通電を停止し、しかも遅れ時間を任
意に設定可能なようにされている。
タの駆動装置においては、境界位置を検出後に遅れ時間
の計時を終了した時点と正対位置を検出した時点とのう
ち何れか早い時点で相巻線への通電を開始し、何れか遅
い時点で相巻線への通電を停止し、しかも遅れ時間を任
意に設定可能なようにされている。
従って、本発明の可変リラクタンスモータの駆動装置
によれば、モータの実際の回転数と目標回転数との偏差
に応じて遅れ時間を調整するようなフィードバック制御
を行えば、負荷変動に基づく回転速度の変動を精度よく
抑えることができる。
によれば、モータの実際の回転数と目標回転数との偏差
に応じて遅れ時間を調整するようなフィードバック制御
を行えば、負荷変動に基づく回転速度の変動を精度よく
抑えることができる。
また、遅れ時間の計時終了時点が正対位置の検出時点
より早くなるような範囲で、遅れ時間を一定に保持した
場合でも、モータの回転速度が下がるとトルクが増大し
てモータの回転速度を上昇させるように作用し、逆に、
モータの回転速度が上がるとトルクが減少してモータの
回転速度を下降させるように作用するため、上述のよう
なフィードバック制御を行わなくても、モータの回転速
度の変動をある程度抑えることができる。
より早くなるような範囲で、遅れ時間を一定に保持した
場合でも、モータの回転速度が下がるとトルクが増大し
てモータの回転速度を上昇させるように作用し、逆に、
モータの回転速度が上がるとトルクが減少してモータの
回転速度を下降させるように作用するため、上述のよう
なフィードバック制御を行わなくても、モータの回転速
度の変動をある程度抑えることができる。
また、本発明によれば、位置検出手段は、各固定子の
相磁極毎に、固定子突極の正対位置、及び境界位置を検
出できればよく、高精度で高価なINCエンコーダを使用
する必要がないので、例えば構成が簡単で取付も容易な
磁極センサを使用できる。従って、高速回転でも位置検
出誤りをおこすことがない。又、信号処理などの回路構
成も簡単にできるので、SRモータの駆動装置を安価に作
製できる。
相磁極毎に、固定子突極の正対位置、及び境界位置を検
出できればよく、高精度で高価なINCエンコーダを使用
する必要がないので、例えば構成が簡単で取付も容易な
磁極センサを使用できる。従って、高速回転でも位置検
出誤りをおこすことがない。又、信号処理などの回路構
成も簡単にできるので、SRモータの駆動装置を安価に作
製できる。
第１図（Ａ）は第一実施例の可変リラクタンスモータの
駆動装置を示すブロック図、第１図（Ｂ）はタイミング
信号発生回路を示す電気回路図、第２図は可変リラクタ
ンスモータの固定子磁極と回転子突極との正対位置及び
境界位置を示す説明図、第３図（Ａ）は位置検出信号、
通電指令信号などの説明図、第３図（Ｂ）は点弧角と相
巻線のインダクタンスとの関係を示す説明図、第４図は
点弧角をパラメータとしたトルク−回転数特性曲線を示
すグラフ、第５図（Ａ）は定速運転時の通電タイミング
を示す説明図、第５図（Ｂ）は負荷変動後の通電タイミ
ングを示す説明図、第５図（Ｃ）は制動時の通電タイミ
ングを示す説明図、第６図は同駆動装置が閉ループの制
御系を構成するとき増設される計時時間の制御ブロック
を示す説明図、第７図は第二実施例である可変リラクタ
ンスモータの駆動装置を示すブロック図、第８図は同モ
ータの固定子磁極と回転子突極との正対位置及び境界位
置を示す説明図、第９図は第二実施例の可変リラクタン
スモータの通電タイミングを示す説明図である。 1,20……可変リラクタンスモータの駆動装置 2,22……磁極センサ 10,26……位置信号分配回路 12a〜12d,28a〜28c……タイミング信号発生回路 Tim……タイマ回路、OR……論理和回路 Dif1〜Dif3……微分回路、Lch……ラッチ回路
駆動装置を示すブロック図、第１図（Ｂ）はタイミング
信号発生回路を示す電気回路図、第２図は可変リラクタ
ンスモータの固定子磁極と回転子突極との正対位置及び
境界位置を示す説明図、第３図（Ａ）は位置検出信号、
通電指令信号などの説明図、第３図（Ｂ）は点弧角と相
巻線のインダクタンスとの関係を示す説明図、第４図は
点弧角をパラメータとしたトルク−回転数特性曲線を示
すグラフ、第５図（Ａ）は定速運転時の通電タイミング
を示す説明図、第５図（Ｂ）は負荷変動後の通電タイミ
ングを示す説明図、第５図（Ｃ）は制動時の通電タイミ
ングを示す説明図、第６図は同駆動装置が閉ループの制
御系を構成するとき増設される計時時間の制御ブロック
を示す説明図、第７図は第二実施例である可変リラクタ
ンスモータの駆動装置を示すブロック図、第８図は同モ
ータの固定子磁極と回転子突極との正対位置及び境界位
置を示す説明図、第９図は第二実施例の可変リラクタン
スモータの通電タイミングを示す説明図である。 1,20……可変リラクタンスモータの駆動装置 2,22……磁極センサ 10,26……位置信号分配回路 12a〜12d,28a〜28c……タイミング信号発生回路 Tim……タイマ回路、OR……論理和回路 Dif1〜Dif3……微分回路、Lch……ラッチ回路
Claims (1)
- 【請求項１】固定子の各相磁極に設けられた相巻線を、
予め定められた順序で通電して、回転子の突極にトルク
を与えて駆動する可変リラクタンスモータの駆動装置で
あって、 上記相磁極毎に、 上記固定子の相磁極に対して上記回転子の突極が正対す
る正対位置、及び該正対位置から隣接する回転子の突極
が正対する正対位置までの半分の角度だけ上記回転子が
回転した境界位置を各々検出する位置検出手段と、 該位置検出手段により上記境界位置が検出された時から
計時を開始し、任意に設定可能な遅れ時間を計時する計
時手段と、 該計時手段が上記遅れ時間の計時を終了した時点と上記
位置検出手段により上記正対位置が検出された時点との
うち何れか早い時点で上記相巻線への通電を開始し、何
れか遅い時点で上記相巻線への通電を停止する通電制御
手段と、 を備えたことを特徴とする可変リラクタンスモータの駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275806A JP2803107B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275806A JP2803107B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123997A JPH02123997A (ja) | 1990-05-11 |
| JP2803107B2 true JP2803107B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=17560674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63275806A Expired - Fee Related JP2803107B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 可変リラクタンスモータの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803107B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101075706B1 (ko) | 2010-04-09 | 2011-10-26 | 경성대학교 산학협력단 | 고속 스위치드 릴럭턴스 모터 제어 시스템 및 제어방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3501370B2 (ja) | 2001-09-04 | 2004-03-02 | 株式会社デンソー | 同期モータの制御方法および制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519434U (ja) * | 1978-07-20 | 1980-02-07 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63275806A patent/JP2803107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101075706B1 (ko) | 2010-04-09 | 2011-10-26 | 경성대학교 산학협력단 | 고속 스위치드 릴럭턴스 모터 제어 시스템 및 제어방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02123997A (ja) | 1990-05-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |