JP4606033B2 - 同期モータの回転子位置検出調整方法 - Google Patents
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Description
又、この発明の目的は、無負荷検出器及びモータ電圧検出器を不要とし、正確に回転位置検出器に係わる回転位置のずれを補正できる同期モータの回転子位置検出調整方法を得ることを目的とする。
この発明は、上記先願に対して、生産性に優れた同期モータの回転子位置検出調整方法を得ることを目的としている。
図1はこの発明の実施の形態1の同期モータの回転子位置検出調整方法を説明するモータ装置のブロック図である。同期モータ装置は、永久磁石界磁または巻線界磁を有する同期モータ1と、同期モータ1を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、同期モータ1の回転子位置を検出する回転位置検出器であるレゾルバ2と、レゾルバ2の出力から回転子位置角度θを演算する位相演算器3と、同期モータ1の3相電流Iu,Iv,Iwを検出する電流検出器4と、回転子位置角度θと3相電流Iu,Iv,Iwとをd−q軸電流(実電流)
Id,Iqに変換する3相2相変換器5とを備えている。
Vq=RIq+ωLdId+ωΨf ------(2)
ここで、Vdはd軸電圧、Vqはq軸電圧、Rは1相の抵抗値、Idはd軸電流、Iqはq軸電流、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンス、ωは回転角速度、Ψfは永久磁石または巻線界磁による磁束である。
Vq=ωΨfcosδとなって、Vdはゼロにならない。そのため、レゾルバ2の出力から求める同期モータ1の回転位置と実際の同期モータ1の回転位置との間に生じるずれを補正することが必要になる。
すなわち、ずれ量δ=tan−1(Vd/Vq)で、位置補正量検出器11から補正量検出値として出力でき、ずれ量δを推定できる。このずれ量δをもとに、レゾルバ(回転位置検出器)の位置を回転方向に機械的にずらして調整する。
また、回転させながらずれ量を検出するので、ずれ量の平均値がとれ、ずれ量検出精度が良くなる。さらに、先願に見られるようなステータにDC通電しロータを拘束する時のような余分な作業がなくなり容易になり、生産性に優れた同期モータの回転子位置検出調整方法を得ることができる。
その後、必要であれば、再度ずれ量測定ステップを実施して、得られたずれ量が所定値未満の場合は、回転位置検出器の機械的調整に移行せずに完了する。なお、得られたずれ量が所定値以上ならば、再度ずれ量測定ステップを実施して、回転位置検出器の機械的調整を再度行えばよい。これによって、より確実に調整ができ、調整精度が良くなる。
図2はこの発明の実施の形態2の同期モータの回転子位置検出調整方法を説明するモータ装置のブロック図である。図中実施の形態1の図1と同一符号は同一又は相当部分を示し、図1と異なる部分を中心に説明する。位相補正量検出器11は、d軸電圧指令Vd*を入力して回転子位置角度θに関するオフセット量Δθを求め、加算器32に出力すると共に補正量検出値として出力する。加算器32は位相演算器3からの回転子位置角度θにオフセット量Δθを加算する。
また、回転させながらずれ量を検出するので、ずれ量の平均値がとれ、ずれ量検出精度が良くなる。さらに、先願に見られるようなステータにDC通電しロータを拘束する時のような余分な作業がなくなり容易になり、生産性に優れた同期モータの回転子位置検出調整方法を得ることができる。
その後、必要であれば、再度ずれ量測定ステップを実施して、得られたずれ量が所定値未満の場合は、回転位置検出器の機械的調整に移行せずに完了する。なお、得られたずれ量が所定値以上ならば、再度ずれ量測定ステップを実施して、回転位置検出器の機械的調整を再度行えばよい。これによって、より確実に調整ができ、調整精度が良くなる。
次に回転位置検出器の位置を回転方向に機械的にずらして調整する方法を具体的に説明する。図3は実施の形態3の同期モータを示す縦断面図であり、図4はその正面図である。図において、同期モータは、界磁巻線12aが巻かれた回転子12、三相固定子巻線13aが巻かれた固定子13、回転子12および固定子13を収容するフロントブラケット14とリヤブラケット15、回転子12の回転状態を検出する回転位置検出器16などから構成されている。回転子12はクローポール型である。
このように、回転位置検出器のずれ量を調整する機械的調整は、同期モータの停止中に行うようにしたので、調整作業が安全に行え、取付が簡単に行え、取付精度も良くなる。
または回転位置検出器16の出力が補正前値+ずれ量になるところまで、回転位置検出器16のセンサーステータ16aもしくはセンサーロータ16bを回して固定するようにしてもよい。
実施の形態3では、ずれ量を調整する時に回転を停止させて行ったが、実施の形態5では、回転させた状態でずれ量をモニターしながら、ずれ量=0になるようセンサーステータ16aもしくはセンサーロータ16bで調整を行うようにしてもよい。このように、ずれ量検出ステップとずれ量を調整する回転位置検出器の機械的調整ステップが並行して行うことにより、調整時間を短くできる。
また、実施の形態3では、外部負荷装置により回転子12を回転させていたが、実施の形態6では、回転子12に何も接続しない状態で一定周波数で固定子巻線13aを励磁する。負荷がないので回転子12が回転する。その後、d軸電流指令Id*,q軸電流指令Iq*をそれぞれゼロにして、電流制御器8の出力Vd*およびVq*の測定ステップに入る。慣性によりしばらく回転を続けている間に測定を行い調整する。この場合は、同期モータを外部駆動する装置が不要なので、設備が安価であり、また設備の振動がないので、検出精度が向上する。
3 位相演算器 4 電流検出器
5 3相2相変換器 6 角速度演算器
7 電流指令発生器 8 電流制御器
9 電圧変換器 10 インバータ
11 位相補正量検出器 32 加算器
12 回転子 12a 界磁巻線
13 固定子 13a 固定子巻線
14 フロントブラケット 15 リヤブラケット
16 回転位置検出器 16aセンサーステータ
16b センサーロータ 16c 穴
16d 取付耳部 17,18 軸受
19 回転軸 20 プーリ
21 スリップリング 22 ブラシ
22a ブラシホルダ
Claims (5)
- 固定子コイルが巻装された固定子と、磁極が設けられた回転子とを有する同期モータ、並びに、上記回転子に固定されたセンサーロータと、このセンサーロータに対向して配置され上記回転子の回転位置を検出するセンサーステータとを有する回転位置検出器を備え、ベクトル制御される上記同期モータの上記回転位置検出器の出力から求まる上記同期モータの回転位置と実際の上記同期モータの回転位置との間に生じるずれ量を調整する同期モータの回転子位置検出調整方法において、
回転位置ずれの調整を指令する位相補正指令により、トルク指令を無視し、d軸電流指令およびq軸電流指令をそれぞれゼロにするステップと、
上記同期モータの3相電流値からd−q軸電流に変換するステップと、
上記d軸電流指令および上記q軸電流指令と上記d−q軸電流との差分を求めるステップと、
上記差分に基づきd軸電圧指令およびq軸電圧指令を求めるステップと、
上記同期モータの回転中に上記d軸電圧指令およびq軸電圧指令をもとに上記ずれ量の平均値を求めて上記ずれ量を推定するステップと、
推定した上記ずれ量をもとに上記回転位置検出器の位置を回転方向に機械的にずらして調整するステップとを施すようにした同期モータの回転子位置検出調整方法。 - 固定子コイルが巻装された固定子と、磁極が設けられた回転子とを有する同期モータ、並びに、上記回転子に固定されたセンサーロータと、このセンサーロータに対向して配置され上記回転子の回転位置を検出するセンサーステータとを有する回転位置検出器を備え、
ベクトル制御される上記同期モータの上記回転位置検出器の出力から求まる上記同期モータの回転位置と実際の上記同期モータの回転位置との間に生じるずれ量を調整する同期モータの回転子位置検出調整方法において、
回転位置ずれの調整を指令する位相補正指令により、トルク指令を無視し、d軸電流指令およびq軸電流指令をそれぞれゼロにするステップと、
上記同期モータの3相電流値からd−q軸電流に変換するステップと、
上記d軸電流指令および上記q軸電流指令と上記d−q軸電流との差分を求めるステップと、
上記差分に基づきd軸電圧指令およびq軸電圧指令を求めるステップと、
上記同期モータの回転中に上記d軸電圧指令がゼロになるオフセット量の平均値を求めて上記ずれ量を推定するステップと、推定した上記ずれ量をもとに上記回転位置検出器の位置を回転方向に機械的にずらして調整するステップとを施すようにした同期モータの回転子位置検出調整方法。 - 上記回転位置検出器の位置を回転方向に機械的にずらして調整するステップを施した後、再度ずれ量を検出するようにした請求項1又は請求項2記載の同期モータの回転子位置検出調整方法。
- 上記回転位置検出器のずれ量を調整する機械的調整は、上記同期モータの停止中に行うようにした請求項1又は請求項2記載の同期モータの回転子位置検出調整方法。
- 上記回転位置検出器のずれ量を調整する機械的調整は、上記同期モータの回転中に行うようにした請求項1又は請求項2記載の同期モータの回転子位置検出調整方法。
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