JP3209854B2 - Control device for synchronous reluctance motor - Google Patents

Control device for synchronous reluctance motor

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JP3209854B2
JP3209854B2 JP09725594A JP9725594A JP3209854B2 JP 3209854 B2 JP3209854 B2 JP 3209854B2 JP 09725594 A JP09725594 A JP 09725594A JP 9725594 A JP9725594 A JP 9725594A JP 3209854 B2 JP3209854 B2 JP 3209854B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ACサーボモータ特に
シンクロナスリラクタンスモータとして知られる同期電
動機の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC servo motor,
The present invention relates to a control device for a synchronous motor known as a synchronous reluctance motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の改良されたシンクロナスリラクタ
ンスモータの制御装置として、図10に示すようなロー
タ位置、ロータ速度の検出を行い精密な速度制御を行う
制御装置がある。
2. Description of the Related Art As a conventional control system of an improved synchronous reluctor <br/> Nsumota, the rotor position as shown in FIG. 10, performs detection of rotor speed is controller for precise speed control.

【0003】図10の従来例について説明する。A conventional example shown in FIG. 10 will be described.

【0004】シンクロナスリラクタンスモータは突極型
のロータ6をもち、このロータ6に機械的に位置検出器
5が結合され、位置信号DSを出力する。
[0004] The synchronous reluctance motor has a salient pole type rotor 6, to which a position detector 5 is mechanically coupled, and outputs a position signal DS.

【0005】ロータ回転位置ARは、図10に示すよう
にU相の巻き線位置に対するロータ6の磁極の位置であ
る。
The rotor rotation position AR is the position of the magnetic pole of the rotor 6 with respect to the U-phase winding position as shown in FIG.

【0006】速度指令SIと速度検出手段3によって検
出された速度信号SDとが加算器1で突き合わされて速
度偏差ESを得、速度制御手段2で比例・積分・微分等
の補償演算を行ってトルク指令Tを得る。
The speed command SI and the speed signal SD detected by the speed detecting means 3 are compared by the adder 1 to obtain a speed deviation ES, and the speed control means 2 performs a compensation operation such as proportional, integral and differential. Obtain a torque command T.

【0007】トルク方向判別手段13はトルク指令Tを
入力としてその正負極性を判別し、その判別信号DIR
を得、相対位相角選択手段14へ送り前記正負極性によ
り+45度あるいは−45度をロータ6の磁極位置と三
相交流モータの回転磁界を生じさせる電流位相との相対
位相角Aとして出力する。
The torque direction discriminating means 13 receives the torque command T as an input, discriminates whether the polarity is positive or negative, and outputs a discrimination signal DIR
Is sent to the relative phase angle selecting means 14 to output +45 degrees or -45 degrees as the relative phase angle A between the magnetic pole position of the rotor 6 and the current phase for generating the rotating magnetic field of the three-phase AC motor due to the positive and negative polarities.

【0008】相対位相角Aとロータ位置検出手段4によ
り求められたロータ位置ARとが加算器15により加算
合成され三相交流の電動機電流の位相(AR+A)が求
められる。
The adder 15 adds and synthesizes the relative phase angle A and the rotor position AR obtained by the rotor position detecting means 4 to obtain the phase (AR + A) of the three-phase AC motor current.

【0009】電流指令手段10は、トルク指令Tと電動
機電流の位相ACとを入力とし、三相電流指令SIU、
SIV,SIWを作成する。
A current command means 10 receives a torque command T and a phase AC of a motor current as inputs, and outputs a three-phase current command SIU,
Create SIV and SIW.

【0010】トルク指令Tが正の時は次のようになる。When the torque command T is positive, the following is performed.

【0011】 SIU=|T|・SIN(AR+45゜ SIV=|T|・SIN(AR+45゜120゜) SIW=|T|・SIN(AR+45゜240゜) すなわち、従来における相対位相角Aは、起磁力成分T
・SIN(A)と電機子電流成分T・COS(A)が等
しくなる45゜に選ばれている。また、同様に、指令T
が負の時は次のようになる。
[0011] SIU = | T | · SIN ( AR + 45 °) SIV = | T | · SIN (AR + 45 ° - 120 °) SIW = | T | · SIN (AR + 45 ° - 240 °) i.e., relative in the conventional phase angle A Is the magnetomotive force component T
45 ° is selected so that SIN (A) and armature current component T · COS (A) are equal. Similarly, the command T
When is negative:

【0012】 SIU=|T|・SIN(AR−45゜ SIV=|T|・SIN(AR−45゜120゜) SIW=|T|・SIN(AR−45゜240゜) 電流制御回路7は、電流指令SIU、SIV,SIWを
入力として増幅し、三相電動機の各巻き線U,V,Wへ
三相電流IU,IV,IWを供給する。
[0012] SIU = | T | · SIN ( AR-45 °) SIV = | T | · SIN (AR-45 ° - 120 °) SIW = | T | · SIN (AR-45 ° - 240 °) current control The circuit 7 receives and amplifies the current commands SIU, SIV, SIW and supplies the three-phase currents IU, IV, IW to the windings U, V, W of the three-phase motor.

【0013】このような制御が行われた結果、ロータの
磁極の向きとは常に+45度あるいはー45度の位相差
を持った電動機電流が流されることになるので、ロータ
には右回転あるいは左回転のトルクが任意に発生でき、
電動機の速度制御がなされている。
As a result of such control, a motor current having a phase difference of +45 degrees or −45 degrees always flows with respect to the direction of the magnetic pole of the rotor. The torque of rotation can be generated arbitrarily,
Speed control of the electric motor is performed.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】図10の従来例では、
図示するように、界磁の起磁力成分はT・SIN45
゜、電機子電流成分はT・COS45゜とこれらの比率
は固定である。
In the conventional example shown in FIG.
As shown, the magnetomotive force component of the field is T · SIN45.
゜, the armature current component is T · COS45 ゜ and their ratio is fixed.

【0015】この従来技術の課題は、電動機の基底回転
数以上では電動機逆誘起電圧が大きくなり過ぎ、電動機
逆誘起電圧が電流制御回路の電源電圧より大きくなる回
転数以上は運転が困難となることである。言い換える
と、基底回転数以上での出力トルクは小さい値に限定さ
れる。
[0015] The problem of this prior art is that the motor back-induced voltage becomes too large above the base rotation speed of the motor, and it becomes difficult to operate above the rotation speed at which the motor back-induced voltage becomes larger than the power supply voltage of the current control circuit. It is. In other words, the output torque at or above the base rotation speed is limited to a small value.

【0016】もう一つの課題は、電動機出力が定格値近
傍もしくは定格値より大きな値を取るときに過大な界磁
の起磁力電流を流す事になり、電動機力率が低くなり、
電流制御回路のパワー素子が大きめになるため、装置全
体がコスト高になるという課題がある。
Another problem is that when the motor output takes a value near the rated value or a value larger than the rated value, an excessive magnetomotive current flows through the field, and the motor power factor decreases.
Since the power element of the current control circuit is relatively large, there is a problem that the cost of the entire device increases.

【0017】その他の課題として、リラクタンス力等を
利用するシンクロナスリラクタンスモータの電動機電流
と発生トルクとの関係は非線形なので図10の従来技術
では出力トルクの小さい制御状態では速度制御の感度不
足になり、逆に、出力トルクの大きいところでは制御感
度が高くなり過ぎ、速度制御が発振気味になり易いとい
う課題がある。
Another problem is that the relationship between the motor current and the generated torque of the synchronous reluctance motor utilizing the reluctance force is non-linear. Therefore, in the prior art shown in FIG. Conversely, there is a problem that the control sensitivity becomes too high where the output torque is large, and the speed control tends to be oscillating.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するため、ロータの磁極位置回転磁界を生じさせる
電動機電流との相対的位相角を電動機内の磁束が適切に
なるように、即ち、電動機電流の励磁電流成分と電機子
電流成分とが適切になるように相対位相角を作成する相
対位相角作成手段と、電動機電流振幅と発生トルクとの
非線形性を補償して適切な電動機電流振幅を作成する電
流振幅作成手段と、を備えるようにした。
According to the present invention, in order to solve the above problems, the relative phase angle between the position of the magnetic pole of the rotor and the motor current that generates the rotating magnetic field is determined by the appropriate magnetic flux in the motor. In other words, a relative phase angle creating means for creating a relative phase angle so that the exciting current component and the armature current component of the motor current are appropriate, and compensating for the non-linearity between the motor current amplitude and the generated torque. Current amplitude creating means for creating an appropriate motor current amplitude.

【0019】[0019]

【作用】相対位相作成手段により、電動機の基底回転数
以上では回転子と電動機電流との相対位相角を低くし高
速回転を可能とし、さらに、電動機電流が大きくなる場
合にも相対位相角を小さくするようにして電動機内の磁
束を適切に制御する。視点を変えると無駄な励磁電流成
分を流さないようにするものであるから電動機の力率改
善を実現するものでもある。
The relative phase creating means reduces the relative phase angle between the rotor and the motor current at a speed higher than the base rotation speed of the motor to enable high-speed rotation, and further reduces the relative phase angle even when the motor current increases. To appropriately control the magnetic flux in the motor. When the viewpoint is changed, a useless exciting current component is prevented from flowing, so that the power factor of the motor can be improved.

【0020】また、電流振幅作成手段により、電動機の
トルク指令に対する電動機電流の大きさに非線形な補償
を加える事によりシンクロナスリラクタンスモータの速
度制御安定性を得る。
Further, the current amplitude creating means adds nonlinear compensation to the magnitude of the motor current with respect to the torque command of the motor, thereby obtaining the speed control stability of the synchronous reluctance motor .

【0021】[0021]

【実施例】図1に本発明の実施例を示す。従来例を示す
図10と同じ構成要素についてはその説明を省略する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The description of the same components as in FIG. 10 showing the conventional example is omitted.

【0022】まず概略動作について説明すると、電流振
幅指令IOSとロータ位置ARと相対位相角Aと三相電
流指令SIU、SIV,SIWとの関係は SIU=IOS・SIN(AR+A SIV=IOS・SIN(AR+A120゜) SIW=IOS・SIN(AR+A240゜) 電流制御回路7は、電流指令SIU、SIV、SIWを
入力として増幅し、三相電動機の各巻き線U、V、Wへ
三相電流IU、IV、IWを供給する。
First, the general operation will be described. The relationship among the current amplitude command IOS, the rotor position AR, the relative phase angle A, and the three-phase current commands SIU, SIV, SIW is as follows: SIU = IOS.SIN (AR + A ) SIV = IOS.SIN (AR + A 120 °) SIW = IOS · SIN (AR + A 240 °) The current control circuit 7 amplifies the current command SIU, SIV, SIW as an input, and applies the current command to each winding U, V, W of the three-phase motor. Provides phase currents IU, IV, IW.

【0023】ロータを含む界磁の磁気回路に加えられる
起磁力成分はIOS・SIN(A)、ロータの磁極に対
向する電動機巻き線に流れる電流成分即ち電機子電流成
分はIOS・COS(A)となる。
The magnetomotive force component applied to the field magnetic circuit including the rotor is IOS · SIN (A), and the current component flowing through the motor winding facing the magnetic pole of the rotor, that is, the armature current component is IOS · COS (A). Becomes

【0024】電動機の発生トルクは前記起磁力成分IO
S・SIN(A)と前記電機子電流成分IOS・COS
(A)とのベクトル積に比例する。
The torque generated by the motor is determined by the magnetomotive force component IO.
S · SIN (A) and the armature current component IOS · COS
It is proportional to the vector product with (A).

【0025】これは電動機電流振幅値IOSと相対位相
角Aを任意に制御できれば任意の電動機トルク制御が可
能であり、精密な速度制御、位置制御が可能である事を
示している。
This indicates that if the motor current amplitude IOS and the relative phase angle A can be arbitrarily controlled, any motor torque control is possible, and precise speed control and position control are possible.

【0026】しかしどのような種類のシンクロナスリラ
クタンスモータにおいても前述の制御により効率よく運
転できるわけではない。
But what kind of synchronous slira
The above-described control does not always enable efficient operation of the conductance motor .

【0027】本発明は、ロータの磁極により安定に界磁
磁束を作ることができかつ界磁磁束に鎖交する電流を流
すことができるシンクロナスリラクタンスモータにおい
てより効率よい運転を実現できる。
The present invention provides a synchronous reluctance motor capable of stably generating a field magnetic flux by a magnetic pole of a rotor and allowing a current interlinking with the field magnetic flux to flow, for more efficient operation. realizable.

【0028】特に本発明に適したシンクロナスリラクタ
ンスモータの例を示す。
Synchronous Reactor Especially Appropriate for the Present Invention
An example of a drive motor is shown.

【0029】図7はシンクロナスリラクタンスモータ
ロータ断面図の例である。30はロータの軸、31は電
磁鋼板であり積層され、32は電磁鋼板を打ち抜いて作
られた磁気的絶縁部である。
FIG. 7 is an example of a sectional view of a rotor of a synchronous reluctance motor . Reference numeral 30 denotes a shaft of the rotor, 31 denotes an electromagnetic steel plate which is laminated, and 32 denotes a magnetic insulating portion formed by stamping out the electromagnetic steel plate.

【0030】ロータ外周部と各磁極中間の部分で各磁路
がつながっているが、これは電磁鋼板31の取扱い易
さ、組立易さ、ロータとして軸30に強固に固定する事
を主な目的としており、電磁気的には必然性は低い。
Each magnetic path is connected between the outer peripheral portion of the rotor and the intermediate portion of each magnetic pole. The main purpose is to facilitate the handling and assembling of the electromagnetic steel sheet 31 and to firmly fix the electromagnetic steel sheet 31 to the shaft 30 as a rotor. It is electromagnetically inevitable.

【0031】このような構造のロータでは、隣合う磁極
へは磁気抵抗が小さく容易に界磁磁束を励起することが
でき、各磁極の回転方向両端からみた磁気抵抗が大きい
ため各磁極に対向するステータ部に流れる電流による各
磁極の界磁磁束の乱れは小さい構造となっている。この
結果、より効率よいシンクロナスリラクタンスモータ
運転ができる。
In the rotor having such a structure, the magnetic reluctance of the adjacent magnetic poles is small, the field magnetic flux can be easily excited, and the magnetic reluctance viewed from both ends of the magnetic poles in the rotation direction is large, so that the rotor faces each magnetic pole. The structure is such that the disturbance of the field magnetic flux of each magnetic pole due to the current flowing through the stator is small. As a result, the synchronous reluctance motor can be operated more efficiently.

【0032】なお、ロータ外周部を接続した場合、スロ
ットに起因するトルクリップルを低減する効果、界磁の
磁気抵抗を低減するという効果がある。
When the outer peripheral portion of the rotor is connected, there is an effect of reducing the torque ripple caused by the slot and an effect of reducing the magnetic resistance of the field.

【0033】図8はシンクロナスリラクタンスモータ
ロータ断面図の他の例である。30はロータの軸、33
は電磁鋼板であり積層され、34は電磁鋼板を打ち抜い
て作られた磁気的絶縁部である。
FIG. 8 is another example of a sectional view of a rotor of a synchronous reluctance motor . 30 is the axis of the rotor, 33
Is an electromagnetic steel plate, which is laminated, and 34 is a magnetic insulating portion formed by stamping out the electromagnetic steel plate.

【0034】ロータ外周部と各磁極中間の部分で各磁路
がつながっているが、これは図8の例と同様な目的、効
果である。
Each magnetic path is connected between the outer peripheral portion of the rotor and the intermediate portion of each magnetic pole. This has the same purpose and effect as the example of FIG.

【0035】図8の例は図7に比較し、各磁極の間が磁
極としてより有効に活用されている点、ロータ磁気抵抗
の回転方向の変化が比較的滑らかである点が異なる。
The example of FIG. 8 is different from FIG. 7 in that the magnetic poles are more effectively used between the magnetic poles and that the change in the rotation direction of the rotor magnetic resistance is relatively smooth.

【0036】次に電動機電流振幅値IOSと相対位相角
Aとの制御方法についてさらに詳しく説明する。
Next, a method of controlling the motor current amplitude value IOS and the relative phase angle A will be described in more detail.

【0037】相対位相角作成手段9は、シンクロナスリ
ラクタンスモータの磁束を適切な値に制御できるように
するもので、具体的には電動機の励磁電流成分IFを基
底回転数NB以下では一定値以下に、基底回転数NB以
上では電動機逆誘起電圧がほぼ一定になるように励磁電
流成分IFを減少させ、即ち、回転数SDとともに1/
SDに比例して励磁電流成分IFを減少するように相対
位相角Aを発生するものである。
The relative phase angle creating means 9 is a synchronous
The magnetic flux of the lactance motor can be controlled to an appropriate value. Specifically, the exciting current component IF of the motor is set to a fixed value or less at a base rotation speed NB or lower, and the motor reverse induced voltage is set at a base rotation speed NB or higher. Is reduced so that is substantially constant, that is, 1 / along with the rotation speed SD.
The relative phase angle A is generated so as to decrease the exciting current component IF in proportion to SD.

【0038】相対位相角作成手段9の具体的特性例を図
2に、具体的なアルゴリズム例を図6のフローチャート
に示す。
FIG. 2 shows an example of specific characteristics of the relative phase angle creating means 9, and FIG. 6 is a flowchart of an example of a specific algorithm.

【0039】図6に従って相対位相角作成手段9のアル
ゴリズムを説明する。
The algorithm of the relative phase angle creating means 9 will be described with reference to FIG.

【0040】トルク指令Tが、0≦T<T1の時は相対
位相角Aは所定の一定値A0、−T1<T<0の時は相
対位相角Aは−A0である。
When the torque command T is 0 ≦ T <T1, the relative phase angle A is a predetermined constant value A0, and when −T1 <T <0, the relative phase angle A is −A0.

【0041】ここでT1の値は、最高回転数においてト
ルク指令T1に相当する電動機電流が流れた時の電動機
端子電圧が制御可能な最大電圧になる値である。
Here, the value of T1 is a value at which the motor terminal voltage when the motor current corresponding to the torque command T1 flows at the maximum rotation speed becomes the maximum controllable voltage.

【0042】トルク指令Tが、T1≦T<T3の時は相
対位相角Aの値は、所定の一定値A0からトルク及び回
転数に依存した第1引下げ値AXを減じたA=A0−A
、そしてトルクに依存した第2引下げ値ADT(T)
ADT(T)=0となり、−T3<T≦ーT1の時は
相対位相角Aの値は、A=−A0+AX,ADT(T)
=0となる。
When the torque command T satisfies T1 ≦ T <T3, the value of the relative phase angle A changes from a predetermined constant value A0 to the torque and the rotation.
A = A0−A after reducing the first reduction value AX depending on the number of turns
X , and the second reduction value ADT (T) depending on the torque
Is ADT (T) = 0, and when −T3 <T ≦ −T1, the value of the relative phase angle A is A = −A0 + AX, ADT (T)
= 0.

【0043】ここでAXは、AX=ADC(N)・(|
T|−T1)/(T3−T1)となる。
Where AX is AX = ADC (N) · (|
T | -T1) / (T3-T1).

【0044】ADC(N)は、基底回転数以上の高速回
転数において電動機の端子電圧を制御可能な最大電圧以
下に抑制する界磁弱めの効果を得るためのもので、例え
ば図4に示すような関数で示される。
The ADC (N) is used to obtain a field weakening effect of suppressing the terminal voltage of the electric motor to be equal to or less than the controllable maximum voltage at a high-speed rotation speed higher than the base rotation speed. For example, as shown in FIG. Function.

【0045】電動機制御をマイクロプロセッサで制御す
る場合、この関数の実現方法としては類似関数を数式で
記憶し都度計算して求めたり、関数のパターンをメモリ
上に記憶させ都度回転数Nに該当するADC(N)の値
を読みだしてくる方法などがある。
When the motor control is controlled by a microprocessor, the function can be realized by storing a similar function by a mathematical expression and calculating it each time, or by storing a function pattern on a memory and corresponding to the rotation speed N each time. There is a method of reading out the value of ADC (N).

【0046】トルク指令Tが、T3≦T<T6の時は相
対位相角Aの値は、所定の一定値A0から第1引下げ値
AX及び第2引下げ値ADT(T)の両者を減じたA=
A0−AX−ADT(T)となり、−T6<T≦−T3
の時は相対位相角Aの値は、A=−A0+AX+ADT
(T)となる。
When the torque command T satisfies T3 ≦ T <T6, the value of the relative phase angle A is reduced from a predetermined constant value A0 to a first reduction value.
A = A where both AX and the second reduction value ADT (T) are reduced.
A0−AX−ADT (T), and −T6 <T ≦ −T3
In the case of, the value of the relative phase angle A is A = −A0 + AX + ADT
(T).

【0047】AX=ADC(N)であり,ADT(T)
は例えば図5に示す特性のものである。ここでT3の値
は、T=T3となった時に流される電動機電流の励磁電
流成分が電動機の低速回転において適正な磁束を誘起で
きる値となるようなトルク指令Tの値、換言すれば励磁
電流成分が磁気飽和を生じさせる限界トルク値である。
この関数ADT(T)は、ADC(N)と同様の方法で
記憶、再現する事ができる。
AX = ADC (N), and ADT (T)
Has characteristics shown in FIG. 5, for example. Here, the value of T3 is the value of the torque command T such that the exciting current component of the motor current flowing when T = T3 becomes a value that can induce an appropriate magnetic flux at low speed rotation of the motor , in other words, the exciting value .
The current component is a limit torque value that causes magnetic saturation .
This function ADT (T) can be stored and reproduced in the same manner as ADC (N).

【0048】また、トルク指令の絶対値|T|が|T|
>T3の時、|T|の値に応じて相対位相角の絶対値|
A|を次第に減ずる動作は電動機電流の不要な励磁電流
成分を流さないようにする事を意味し、その効果として
は電動機電流を削減する事ができるため所要制御装置容
量を下げ、電動機銅損発熱を低減する事ができる。この
時、不要な励磁電流を流さないようにする事は電動機の
力率を改善する事でもある。
The absolute value | T | of the torque command is | T |
> T3, the absolute value of the relative phase angle according to the value of | T |
The operation of gradually reducing A | means that unnecessary exciting current components of the motor current do not flow. As an effect, the motor current can be reduced, so that the required control device capacity is reduced, and the motor copper loss heat is generated. Can be reduced. At this time, preventing unnecessary excitation current from flowing also improves the power factor of the motor.

【0049】電流振幅指令手段8は、トルク指令Tを入
力として電流振幅指令IOSを出力するもので単純な増
幅、あるいは図3に示すように電流振幅指令IOSがト
ルク指令Tの平方根である、即ち、 |T|=IOS2 の関係となるように求められる。
The current amplitude command means 8 receives the torque command T and outputs a current amplitude command IOS. The current amplitude command IOS is a simple amplification, or the current amplitude command IOS is a square root of the torque command T as shown in FIG. , | T | = is required so as to be in the relationship of IOS 2.

【0050】この図3の特性は、電動機電流の励磁電流
成分が電動機の磁束を十分に励起できる値以下の範囲で
はT=IOS2、十分に励起できる値以上の範囲ではト
ルク指令Tと電流振幅指令IOSとが直線関係となって
いる。
The characteristic shown in FIG. 3 is that T = IOS 2 when the exciting current component of the motor current is less than a value enough to excite the magnetic flux of the motor, and the torque command T and the current amplitude The command IOS has a linear relationship.

【0051】これは、励磁電流成分が小さい値である範
囲において、電動機の発生トルクは電動機電流の二乗に
比例するため、その非線形性を補償して電動機制御装置
の速度制御性を改良するものである。
This is to improve the speed controllability of the motor control device by compensating for the non-linearity, since the generated torque of the motor is proportional to the square of the motor current in a range where the exciting current component is a small value. is there.

【0052】電流制御回路7は、例えば図9のような構
成であり、パワートランジスタで構成されるインバータ
54と電動機各相の電流IU、IV、IWを検出する電
流検出器55、56、57と各相の電流指令値SIU、
SIV、SIWへ各相の電流検出値をフィードバック
し、それぞれの差分信号から前記インバータ54の各パ
ワートランジスタへ駆動信号を供給する電流制御回路5
1、52、53とで構成されている。
The current control circuit 7 has, for example, a configuration as shown in FIG. 9, and includes an inverter 54 composed of a power transistor and current detectors 55, 56, 57 for detecting the currents IU, IV, IW of each phase of the motor. Current command value SIU of each phase,
A current control circuit 5 that feeds back the current detection value of each phase to SIV and SIW, and supplies a drive signal to each power transistor of the inverter 54 from each difference signal.
1, 52, and 53.

【0053】なお、本発明例では電動機の電圧、電流の
制御を直接三相交流量で扱う方法の例について説明した
が、いわゆる、3相2相変換しd−q座標を用いて表
記、制御しても等価であり、本発明に含むものである。
In the embodiment of the present invention, an example of a method in which the control of the voltage and the current of the motor is directly handled by the three-phase alternating current amount has been described. Are equivalent and are included in the present invention.

【0054】三相交流以外の多相交流に付いても本発明
を変形する事により応用する事ができる。
The present invention can be applied to a polyphase alternating current other than a three-phase alternating current by modifying the present invention.

【0055】また、速度制御部、位置検出部等において
も種々変形が可能であり、本発明に含むものである。
The speed controller, the position detector, and the like can be variously modified and are included in the present invention.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明により、電動機の基底回転数以上
では回転子と電動機電流との相対位相角を低くし高速回
転を可能とする事ができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the relative phase angle between the rotor and the motor current at a speed higher than the base rotation speed of the motor, thereby enabling high-speed rotation.

【0057】更に、電動機電流が定格値近傍もしくは定
格値より大きな値を取るときに相対位相角を小さくする
ようにして無駄な励磁電流成分を流さないようにするこ
とにより力率を改善し、電動機電流を削減する事ができ
るため電流制御回路のパワー素子容量を下げる事ができ
所要制御装置容量を下げ、コストの低減を図ることがで
きる。
Further, when the motor current takes a value near or above the rated value, the relative phase angle is reduced so that no useless exciting current component is caused to flow, thereby improving the power factor, and Since the current can be reduced, the power element capacity of the current control circuit can be reduced, the required control device capacity can be reduced, and the cost can be reduced.

【0058】同時に電動機銅損発熱を低減する事がで
き、電動機の連続定格トルク、出力を上げる事ができ
る。
At the same time, the motor copper loss heat generation can be reduced, and the continuous rated torque and output of the motor can be increased.

【0059】更に、電流振幅作成手段により、電動機の
トルク指令に対する電動機電流の大きさに非線形な補償
を加える事によりシンクロナスリラクタンスモータの速
度制御安定性を高める事ができる。
Furthermore, the speed control stability of the synchronous reluctance motor can be enhanced by adding nonlinear compensation to the magnitude of the motor current with respect to the motor torque command by the current amplitude creating means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るシンクロナスリラクタンスモータ
の制御装置の実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a control device for a synchronous reluctance motor according to the present invention.

【図2】実施例における電動機回転数Nと相対位相角A
との特性図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a motor rotation speed N and a relative phase angle A according to an embodiment;
FIG.

【図3】実施例におけるトルク指令Tと電流振幅指令I
OSとの特性図である。
FIG. 3 shows a torque command T and a current amplitude command I in the embodiment.
It is a characteristic view with OS.

【図4】実施例における回転数の絶対値|N|と係数A
DC(N)との特性図である。
FIG. 4 shows an absolute value | N |
It is a characteristic diagram with DC (N).

【図5】実施例におけるトルク指令の絶対値|T|と係
数ADT(T)との特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram of an absolute value | T | of a torque command and a coefficient ADT (T) in the embodiment.

【図6】実施例における相対位相角Aを求めるアルゴリ
ズムを表すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an algorithm for obtaining a relative phase angle A in the embodiment.

【図7】本発明に適したシンクロナスリラクタンスモー
のロータ断面図である。
FIG. 7 shows a synchronous reluctance smoke suitable for the present invention.
A rotor cross-sectional view of the data.

【図8】本発明に適した他のシンクロナスリラクタンス
モータのロータ断面図である。
FIG. 8 shows another synchronous reluctance suitable for the present invention.
It is a rotor sectional view of a motor .

【図9】電流制御回路7の具体的な例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a specific example of a current control circuit 7;

【図10】従来技術の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 速度制御手段 3 速度検出手段 4 ロータ位置検出手段 6 ロータ 7 電流制御回路 8 電流振幅指令手段 9 相対位相角作成手段 10 電流指令手段 2 speed control means 3 speed detection means 4 rotor position detection means 6 rotor 7 current control circuit 8 current amplitude command means 9 relative phase angle creation means 10 current command means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電動機のロータの回転位置により磁気抵
抗が異なることを利用して回転力を得るシンクロナスリ
ラクタンスモータの制御装置において、 ロータの回転位置、速度を検出するための位置検出手段
と、 シンクロナスリラクタンスモータの速度指令とロータの
検出速度から速度偏差を得、この速度偏差に比例・積分
・微分などの補償を行ってトルク指令を出力する速度制
御手段と、 ステータの回転磁界を生じさせる電動機電流の合成位相
がロータの磁極位置に対して回転方向になす角度である
相対位相角の正負極性をトルク指令の正負極性により決
定し、相対位相角の大きさは、トルク指令Tが一定値T
1(モータの最高回転数においてトルク指令T1に相当
する電動機電流が流れた時の電動機端子電圧が制御可能
な最大電圧になるトルク指令)より小さい場合(|T|
<T1)あるいは回転数Nが電動機の基底回転数NB以
下の場合(|N|<NB)は、所定の一定値A0、 トルク指令がT1より大きく回転数が基底回転数より大
きい場合(|T|>T1,|N|>NB)は、 トルク指令Tが、T1<|T|<T3(T3は、励磁電
流成分が磁気飽和を生じさせる限界トルク値)の範囲で
は、相対位相角の大きさを、所定の一定値A0からトル
ク及び回転数に依存した第1引下げ値AXを減じた値と
し、 トルク指令Tが|T|>T3の範囲では、相対位相角の
大きさを、所定の一定値A0から第1引下げ値AX及び
トルクに依存した第2引下げ値ADT(T)の両者を減
じた値として作成する相対位相角作成手段と、 ロータの回転位置と前記相対位相角とを加算し電動機電
流の位相を決定する電動機電流位相作成手段と、 電動機の電流振幅指令値と電動機電流の位相とから電動
機の各相の電流指令値を作成する電流指令手段と、 電動機各相の電流指令値に従って電動機へ電流を供給す
る電流制御回路と、 を備えることを特徴とするシンクロナスリラクタンスモ
ータの制御装置。
1. A control device for a synchronous reluctance motor that obtains a rotational force by utilizing a fact that a magnetic resistance varies depending on a rotational position of a rotor of an electric motor, wherein a position detecting means for detecting a rotational position and a speed of the rotor; Speed control means for obtaining a speed deviation from the speed command of the synchronous reluctance motor and the detected speed of the rotor, performing compensation such as proportional, integral, and derivative to the speed deviation to output a torque command; and generating a rotating magnetic field of the stator. Synthetic phase of motor current
Is the angle formed in the rotational direction with respect to the magnetic pole position of the rotor. The positive and negative polarities of the relative phase angle are determined by the positive and negative polarities of the torque command.
1 (the torque command at which the motor terminal voltage becomes the maximum controllable voltage when the motor current corresponding to the torque command T1 flows at the maximum rotational speed of the motor) (| T |
<T1) or when the rotation speed N is less than or equal to the base rotation speed NB of the electric motor (| N | <NB), the predetermined constant value A0, when the torque command is larger than T1 and the rotation speed is larger than the base rotation speed (| T |> T1, | N |> NB) is that the relative phase angle is large when the torque command T is in the range of T1 <| T | <T3 (T3 is a limit torque value at which the exciting current component causes magnetic saturation). Is set to a value obtained by subtracting the first reduction value AX depending on the torque and the rotation speed from a predetermined constant value A0. When the torque command T is in the range of | T |> T3, the magnitude of the relative phase angle is set to a predetermined value. A relative phase angle creating means for creating a value obtained by subtracting both the first reduction value AX and the second reduction value ADT (T) depending on the torque from the constant value A0, and adding the rotational position of the rotor and the relative phase angle Motor current level that determines the phase of the motor current Phase creating means; current command means for creating a current command value for each phase of the motor from the current amplitude command value of the motor and the phase of the motor current; current control for supplying current to the motor according to the current command value for each phase of the motor A control device for a synchronous reluctance motor, comprising: a circuit;
【請求項2】 トルク指令Tの絶対値と電流振幅指令I
OSの二乗とが比例する関係となっている電流振幅指令
手段を備える特許請求の範囲第1項記載のシンクロナス
リラクタンスモータの制御装置。
2. An absolute value of a torque command T and a current amplitude command I.
2. The control device for a synchronous reluctance motor according to claim 1, further comprising a current amplitude command means having a relationship in which the square of the OS is proportional to the square.
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