JP5118274B2

JP5118274B2 - Driving method of switched reluctance motor

Info

Publication number: JP5118274B2
Application number: JP2001240742A
Authority: JP
Inventors: 壽三河村; 紘一高山; 好三郎藤井; 裕昭藤井; 一志上原
Original assignee: fukuokakougyoudaigaku
Current assignee: fukuokakougyoudaigaku
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP2003061381A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スイッチトリラクタンスモータの始動時及び極低速回転時の出力トルクの脈動を抑制し、安定した回転（正・逆回転）を安定確保できる、スイッチトリラクタンスモータの駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３、図４、図５は例えば特開平１０−３３７０７３号公報に示された従来のスイッチトリラクタンスモータの回転原理や駆動方法例を説明したものである。
図３は、スイッチトリラクタンスモータの制御部まで含めたイメージ図で、２１はステータ、３は位置センサーで、ロータの位置の検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を得るものである。Ａ、Ｂ、Ｃはステータの突極に巻かれたコイルの３つの相を表している。
図４は、スイッチトリラクタンスモータの回転原理を表したもので、２１はステータ、２２はロータ、２３は電源、２４、２５、２６は各層のスイッチ素子、φ１１、φ１２はステータの突極に巻かれたＡ相のコイル、φ２１、φ２２はＢ相のコイル、φ３１、φ３２はＣ相のコイルである。
図５は、センサーＳ１、Ｓ２、Ｓ３からのロータ位置信号とそのタイミングに対応したモータの出力トルクの変化状況を表している。
【０００３】
図４に示されたスイッチトリラクタンスモータは、３相６／４（ステータの突極６、ロータの突極４）形モータであって、図４（ａ）はＡ相が励磁完了した状態を示している。
スイッチ素子２５がオンとなると、直流電源２３からの励磁電流がステータコイル（図４のφ１１、φ１２）に供給され、このステータコイルに磁力が発生し、ロータ２２の突極を引きつける。この結果、ステータ２１の突極とロータ２２の突極が一致するようにロータ２２が回転する。
図４（ｂ）は、Ａ相からＢ相への励磁の切り替えを示しており、スイッチ素子２５はオフ、スイッチ素子２４はオンとなる。
図４（ｃ）は、Ｂ相が励磁された状態を示しており、スイッチ素子２４がオンとなるので、ステータコイルφ２１、φ２２が励磁され、ロータ２２は反時計方向に回転し、ステータ２１の突極とロータ２２の突極が一致する。
以下同様にして、図４（ｄ）〜（ｆ）に示すように、Ｂ相からＣ相への励磁の切り替えとＣ相からＡ相への切替えが行われ、ステータコイルφ３１、φ３２の励磁とステータコイルφ１１、φ１２の励磁に伴ってロータは回転を継続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の３相スイッチトリラクタンスモータにおいては、励磁されたステータの突極に対し、そのリラクタンス（磁気抵抗）が最小となるようにロータの突極が移動する形でトルクを発生させるので、その運転特性はリラクタンスのロータに対する特性と密接に関係している。
３相スイッチトリラクタンスモータの出力波形をサイン波形で近似させると、図５に示すように、トルクの脈動が大きいばかりでなく、始動トルクが小さいロータ位置があることが判る。
図５におけるａ点は、Ａ相からＢ相への切り替わる点であり、この点におけるトルクはピークトルクの１／２となっている。
実際のの出力トルク波形は、サイン波形のように整然とした波形ではなく、歪んだ波形であるので、１つの相から他の相へ切替わる点におけるトルクの落ち込みは、より大きくなっている。
したがって、トルクの落ち込みが大きいロータ位置にあるロータを始動させようとしても、始動トルクが不足してスイッチトリラクタンスモータが始動できない事態を発生させていた。
【０００５】
また、負荷トルクがスイッチトリラクタンスモータの落ち込んだトルクより大きい場合、高速回転時はロータの回転エネルギーにより回転を継続できても極めて低速でロータが回転エネルギーをほとんど持たない場合は、大きな回転ムラがでたり、モータが止まってしまう恐れがあった。
また、従来は図４（ｂ）のＡ相のステータとロータの突極位置関係から分かるようにステータとロータの突極同士が完全に重なる少し前に励磁相を切替えている。これは突極同士が完全に重なった位置ではロータに回転トルクが全く発生しなくなるのを避けるためである。
即ちこれは片側回転（図４では反時計方向）のみに着目している。この方法で逆回転しようとすると、ステータとロータの突極同士が重なり、さらに行き過ぎてから励磁相を切り換えることになり、始動できない場合が考えられ、回転できた場合でも回転中に部分的にブレーキトルクが働くことになり、逆回転の運転効率が悪くなる。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、始動時や極低速時の発生トルクのバラツキを低減し、安定した始動と、安定した極低速運転ができ、逆回転の場合にもモータ特性を安定確保できるスイッチトリラクタンスモータの駆動方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、下記（１）〜（４）を要旨とするものである。
（１）ステータの複数の突極に巻かれたコイルを励磁し、複数の突極を持ったロータを回転させるスイッチトリラクタンスモータの駆動方法において、ロータ位置センサーから得られる位置信号に基づいて、始動時及び極低速時に、励磁されている主励磁相のステータの突極がロータの突極と重なり合う前に、主励磁相を励磁したまま、次に主励磁予定の相である、主励磁相のステータの突極の隣の突極であってロータの回転方向の逆方向側に位置する突極も回転トルクがロータ回転方向に働くように補助励磁し、主励磁相のステータの突極とロータの突極が概略重なった時点で、主励磁相の励磁を止め、補助励磁相を主励磁相にする動作を繰り返すことを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの駆動方法。
（２）前記補助励磁を開始するタイミングが、励磁されている主励磁相のステータの突極と、この突極に最も近いロータの突極の中心線同士がなす角度が予め定められた所定の角度になった時点であることを特徴とする前記（１）に記載のスイッチトリラクタンスモータの駆動方法。
【０００７】
（３）前記スイッチトリラクタンスモータが、ステータの突極の数が６、ロータの突極の数が４の３相６／４形スイッチトリラクタンスモータであり、前記予め定められた所定の角度が、概略１５度または１５度以下であることを特徴とする前記（２）に記載のスイッチトリラクタンスモータの駆動方法。
（４）前記（１）〜（３）のいずれか１項において、主励磁相を励磁したまま、次に主励磁相になる予定の相を補助励磁するとき、主励磁相との補助励磁相の励磁電流の大きさを、主励磁相のみを励磁するときの電流の大きさと異なる大きさ（基本的には小さくする）にすることを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの駆動方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明によるスイッチトリラクタンスモータの駆動方法で用いる制御装置は、基本的には、３つの位置センサーから出てくる６種類の組み合わせ信号のうち、３種類の信号の組み合わせ時に、始動時および極低速時のみ、１相の通常の励磁に加えて次に励磁予定の相も補助励磁することにより、ロータの回転位置による発生トルクの大幅な低下を防ぐとともに、安定した逆回転、正・逆回転とも同じモータ特性を提供できるようにするものである。
なお、主励磁相を励磁したまま、次に主励磁相になる予定の相を補助励磁するときの主励磁相と補助励磁相の励磁電流を同じにした場合には、より確実に最低始動トルクを保証できる。
また、この励磁電流配分を変えるようにしてもよい。例えば主励磁電流も補助励磁電流も、１相のみを励磁しているときの励磁電流の例えば５０％にして合計励磁電流を増やさないようにした場合も、最低始動トルクを保証することができる。
【０００９】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を図に基づいて説明する。図１は、回転角１５度毎のステータとロータの突極位置関係と各相のコイルの励磁状況とそれに対応するセンサーからの位置信号状態を示す。
図１において、２１はステータ、２２はロータで、φ１１〜φ３２はステータの突極に巻かれたコイルで、φ１１〜φ１２がＡ相、φ２１〜φ２２がＢ相、３１〜φ３２がＣ相を形成している。
１３はロータと同軸上に、ロータとともに回転する磁石で、円周上にＮ極、Ｓ極と交互に励磁され、４５度間隔等ピッチで磁極が配置されている状態を模擬的に図示したもので、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、６０度間隔で配置されたロータ２２の位置を感知するセンサーで（）内のＮ、Ｓは位置センサーが感知している磁極を表す。
【００１０】
図１（ａ）では、励磁されているＡ相コイルのステータ２１の突極と最も近いロータ２２の突極の中心線同士のなす角度が１５度の状態で、この瞬間に、センサーＳ３はＳ極を感知し、この状態で始動するとき、または極低速回転のときはＢ相を補助励磁する。
図１（ｂ）では、Ａ相のステータ２１突極とロータ２２突極の中心線同士が重なり合った瞬間で、このときセンサーＳ２はＮ極を感知してＡ相の励磁を止め、Ｂ相のみを励磁をする。即ち、図１（ｂ）の状態からＢ相が主励磁コイルとなる。
次に、図１（ｃ）では、主励磁コイルＢ相のステータの突極と最も近いロータ突極の中心線同士のなす角度が１５度の状態で、この瞬間に、センサーＳ１はＳ極を感知し、この状態で始動するとき、または、極低速回転のときはＣ相を補助励磁する。以下、このような動作パターンを繰り返して、図１（ｄ）〜（ｆ）に示すように、Ａ相−Ｂ相−Ｃ相−Ａ相間で、主励磁と補助励磁の切替えを行う。
【００１１】
表１は、この実施例におけるロータ２２の回転位置と各センサー（Ｓ１〜Ｓ３）からの位置信号の組み合わせパターンを表にまとめたものである。
表１で分かるように、各センサーからの位置信号の組み合わせパターンは、図１におけるロータ位置（ａ）〜（ｆ）による合計６種類あり、そのうち（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の位置信号の組み合わせの時のみ、次に主励磁相になる予定の相を１５度早めて補助励磁する。
図１（ａ）において、補助励磁されたＢ相のステータの突極はロータの２つの突極の中央にあり、両者の突極は最も遠い位置にあるため、Ｂ相を励磁することによるロータのトルクはほとんど発生せず、Ａ相の励磁による吸引力が発生トルクに対して支配的である。
しかし、ロータの位置が図１（ｂ）の状態に近付くにつれて、Ａ相の吸引力によるトルクは大幅に減少してゆき、逆にＢ相の吸引力によるトルクが支配的である。即ち、Ａ相の励磁によるトルクが大幅に減少してもＢ相の励磁によるトルクが発生し、トルクの脈動を大きく改善できる。
【００１２】
【表１】

【００１３】
図２は、補助励磁しない場合と、補助励磁した場合に、ロータに発生する静トルク試験結果である。このトルクがモータの始動トルクに相当する。
図２で横軸はロータの回転位置、縦軸はその位置でロータに発生する静トルクを表し、曲線１は補助励磁をしない時、曲線２は補助励磁をした場合で補助励磁の電流も主励磁の電流と同じ量を流した場合である。
角度０度のときは図１の（ｆ）の状態を表し、角度１５度のときは図１（ａ）の状態で、３０度のときは図１（ｂ）に相当する。図２の曲線１で分かるように、Ａ相のみの励磁では、１５度付近で十分なトルクが発生するが、３０度に近付くと０に近付く。
これに１５度付近からＢ相の補助励磁を行うと、図２の曲線２となり、トルクの大幅な低下を押さえることができ、始動トルクや極低速回転時に最低トルクの保証が可能となる。
【００１４】
従来例の図５（ｂ）では、Ａ相の突極同士が完全に重なり合う少し前に励磁コイルをＡ相からＢ相に切替えている。即ち、その時点で位置センサーの組み合わせパターンを替えていることになる。これはステータとロータの突極同士が完全に重なり合った時点では、トルクが０になるため、これを避けるためのものである。しかし、このように突極同士が重なり合う前に信号パターンを変えると、逆回転時には、ステータとロータの突極同士が重なり、さらにロータが行き過ぎた後に信号パターンを替え、他相を励磁することになり、うまく始動できないロータ位置が発生する。また、仮に運転できたとしても、ロータの回転途中にブレーキ力を発生する部分ができ、モータ効率の低下を来す。
本実施例では図１（ｂ）に示すように、Ａ相のステータ２１の突極とロータ２２の突極同士が完全に重なった瞬間に、センサーＳ２の感知をＳ極からＮ極へ切替わるようにしているため、回転方向が正・逆のいずれの場合でも同じモータ特性が得られ、ブレーキ力も発生せず、効率のよい安定な運転ができる。
【００１５】
図２の曲線２は、主励磁電流と同じ補助電流を流したときの例であるが、この電流配分を変化させることも可能である。
図２の曲線３は、主励磁電流も補助励磁電流も１相のみ励磁しているときの５０％にして合計電流を増やさないようにした時の静トルク試験結果である。この場合、曲線２の場合よりもトルクは低くなるが、ゼロにはならず、最低始動トルクを保証することができる。
なお、本実施例ではセンサーとして磁気センサーを使用しているが、光センサーなどの位置センサーのオン、オフ信号の組み合わせとすることができる。
また、ステータ、ロータの突極の幅を互いに変えても同様の効果が期待できる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のスイッチトラクタンスモータの駆動方法においては、始動時や極低速時、主励磁相の通常の励磁に加えて、次に主励磁予定の相も補助励磁することにより、始動時や極低速時の発生トルクのバラツキを低減し、安定した始動と、安定した極低速運転ができ、かつ、逆回転、正・逆回転させる場合とも同じモータ特性を安定確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるステータ、ロータの突極の位置関係とコイルの励磁およびセンサーからの位置信号例を示す説明図で、（ａ）図〜（ｆ）図は、主励磁相と補助励磁相の切替えのタイミング例の段階的説明図。
【図２】本発明の実施例における静トルク試験結果を示す説明図。
【図３】従来のスイッチトリラクタンスモータのイメージ説明図。
【図４】従来のスイッチトリラクタンスモータの回転原理説明図。
【図５】従来のスイッチトリラクタンスモータの出力トルクの変化状況例を示す説明図。
【符号の説明】
１３：磁石
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：センサー
２１：ステータ
２２：ロータ
φ１１、φ１２：ステータの突極に巻かれたコイル
φ２１、φ２２、φ３１、φ３２：ステータの突極に巻かれたコイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a switched reluctance motor that can suppress pulsation of output torque at the start of the switched reluctance motor and during extremely low speed rotation and can stably ensure stable rotation (forward / reverse rotation). .
[0002]
[Prior art]
3, 4, and 5 illustrate a rotation principle and an example of a driving method of a conventional switched reluctance motor disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-337073.
FIG. 3 is an image diagram including the control unit of the switched reluctance motor, 21 is a stator, 3 is a position sensor, and obtains detection signals S1, S2, S3 of the rotor position. A, B, and C represent three phases of the coil wound around the salient poles of the stator.
FIG. 4 shows the principle of rotation of a switched reluctance motor. 21 is a stator, 22 is a rotor, 23 is a power source, 24, 25 and 26 are switch elements in each layer, and φ11 and φ12 are wound around the salient poles of the stator. The A-phase coils, φ21 and φ22 are B-phase coils, and φ31 and φ32 are C-phase coils.
FIG. 5 shows a change state of the output torque of the motor corresponding to the rotor position signal from the sensors S1, S2, and S3 and the timing thereof.
[0003]
The switched reluctance motor shown in FIG. 4 is a three-phase 6/4 (stator salient pole 6, rotor salient pole 4) type motor, and FIG. Show.
When the switch element 25 is turned on, the exciting current from the DC power source 23 is supplied to the stator coils (φ11, φ12 in FIG. 4), and magnetic force is generated in the stator coils to attract the salient poles of the rotor 22. As a result, the rotor 22 rotates so that the salient poles of the stator 21 and the rotor 22 coincide.
FIG. 4B shows switching of excitation from the A phase to the B phase. The switch element 25 is turned off and the switch element 24 is turned on.
FIG. 4C shows a state in which the B phase is excited. Since the switch element 24 is turned on, the stator coils φ21 and φ22 are excited, and the rotor 22 rotates counterclockwise. The salient pole and the salient pole of the rotor 22 coincide.
Similarly, as shown in FIGS. 4D to 4F, switching from the B phase to the C phase and switching from the C phase to the A phase are performed, and the stator coils φ31 and φ32 are excited. As the stator coils φ11 and φ12 are excited, the rotor continues to rotate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional three-phase switched reluctance motor, torque is generated in such a manner that the salient pole of the rotor moves so that the reluctance (magnetic resistance) is minimized with respect to the salient pole of the excited stator. Its operating characteristics are closely related to the characteristics of reluctance for rotors.
When the output waveform of the three-phase switched reluctance motor is approximated by a sine waveform, it can be seen that there is a rotor position where not only the torque pulsation is large but also the starting torque is small, as shown in FIG.
Point a in FIG. 5 is a point where the phase is switched from the A phase to the B phase, and the torque at this point is ½ of the peak torque.
Since the actual output torque waveform is not an orderly waveform such as a sine waveform but a distorted waveform, the torque drop at the point of switching from one phase to another is greater.
Therefore, even if an attempt is made to start the rotor at the rotor position where the torque drop is large, a situation has occurred in which the starting torque is insufficient and the switched reluctance motor cannot be started.
[0005]
Also, if the load torque is greater than the torque that the switched reluctance motor has fallen, during high speed rotation, even if rotation can be continued due to the rotational energy of the rotor, if the rotor has very little rotational energy at very low speed, large rotational unevenness will occur. There was a risk that the motor would stop.
Conventionally, the excitation phase is switched slightly before the salient poles of the stator and the rotor completely overlap, as can be seen from the positional relationship between the salient poles of the A phase stator and the rotor in FIG. This is for avoiding that no rotational torque is generated in the rotor at the position where the salient poles are completely overlapped.
That is, this focuses only on one-side rotation (counterclockwise in FIG. 4). If you try to rotate in reverse by this method, the stator and rotor salient poles will overlap, and the excitation phase will be switched after going too far, so it may be impossible to start, even if it can rotate, it will partially brake during rotation Torque will work, and the reverse rotation will become less efficient.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces variations in torque generated at start-up and at extremely low speeds, enabling stable start-up and stable ultra-low speed operation, and reverse rotation. It is an object of the present invention to provide a method for driving a switched reluctance motor that can ensure stable motor characteristics.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following (1) to (4).
(1) In a driving method of a switched reluctance motor that excites a coil wound around a plurality of salient poles of a stator and rotates a rotor having a plurality of salient poles, based on a position signal obtained from a rotor position sensor, At start-up and at very low speed, before the salient pole of the excited main excitation phase of the stator overlaps with the salient pole of the rotor, the main excitation phase is the next planned main excitation phase with the main excitation phase excited. The salient pole adjacent to the stator's salient pole and located on the opposite side of the rotor's rotational direction is also subjected to auxiliary excitation so that the rotational torque acts in the rotor's rotational direction. A method of driving a switched reluctance motor, characterized in that when the salient poles of the rotor are substantially overlapped, the excitation of the main excitation phase is stopped and the operation of changing the auxiliary excitation phase to the main excitation phase is repeated.
(2) The timing at which the auxiliary excitation is started is a predetermined angle in which the angle formed between the salient poles of the stator of the main excitation phase being excited and the salient poles of the rotor closest to the salient poles is defined. The switched reluctance motor driving method according to (1), characterized in that the time is reached.
[0007]
(3) The switched reluctance motor is a three-phase 6 / 4-type switched reluctance motor having six stator salient poles and four rotor salient poles, wherein the predetermined angle is predetermined. The method for driving a switched reluctance motor according to (2) above, which is approximately 15 degrees or 15 degrees or less.
(4) In any one of the above items (1) to (3) , when the main excitation phase is excited and the phase that is scheduled to become the main excitation phase is auxiliary-excited next, the auxiliary excitation phase with the main excitation phase A method of driving a switched reluctance motor, characterized in that the magnitude of the excitation current is made different (basically smaller) from the magnitude of the current when exciting only the main excitation phase.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The control device used in the method for driving a switched reluctance motor according to the present invention basically includes a start time and a very low speed when combining three types of signals out of the six types of combination signals output from the three position sensors. In addition to normal excitation for one phase, auxiliary excitation is also applied to the phase to be excited next, preventing a significant decrease in the torque generated by the rotational position of the rotor, as well as stable reverse rotation and forward / reverse rotation. This makes it possible to provide the same motor characteristics.
If the excitation current of the main excitation phase and the auxiliary excitation phase is the same when the main excitation phase is excited and the phase that is scheduled to become the next main excitation phase is the same, the minimum starting torque Can guarantee.
Further, this excitation current distribution may be changed. For example, even when the main excitation current and the auxiliary excitation current are both 50% of the excitation current when only one phase is excited and the total excitation current is not increased, the minimum starting torque can be guaranteed.
[0009]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the salient pole positional relationship between the stator and the rotor at every rotation angle of 15 degrees, the excitation status of the coils of each phase, and the position signal status from the corresponding sensor.
In FIG. 1, 21 is a stator, 22 is a rotor, φ11 to φ32 are coils wound around salient poles of the stator, φ11 to φ12 form an A phase, φ21 to φ22 form a B phase, and 31 to φ32 form a C phase. is doing.
13 is a magnet that rotates coaxially with the rotor, coaxially with the rotor. The magnet is alternately excited with N and S poles on the circumference, and shows a simulated state in which the magnetic poles are arranged at intervals of 45 degrees. S1, S2, and S3 are sensors for detecting the position of the rotor 22 arranged at intervals of 60 degrees, and N and S in parentheses indicate magnetic poles detected by the position sensor.
[0010]
In FIG. 1A, the angle formed by the center lines of the salient poles of the rotor 22 that is closest to the salient poles of the stator 21 of the excited A-phase coil is 15 degrees. When the pole is sensed and started in this state, or when rotating at a very low speed, the B phase is auxiliary-excited.
In FIG. 1B, at the moment when the center lines of the A-phase stator 21 salient pole and the rotor 22 salient pole overlap each other, the sensor S2 detects the N-pole, stops the A-phase excitation, and only the B-phase is detected. Excited. That is, the B phase becomes the main excitation coil from the state of FIG.
Next, in FIG. 1C, the angle between the salient poles of the main exciting coil B-phase stator and the closest rotor salient pole is 15 degrees, and at this moment, the sensor S1 sets the S pole. Detecting and auxiliary excitation of the C phase when starting in this state or when rotating at a very low speed. Hereinafter, by repeating such an operation pattern, as shown in FIGS. 1D to 1F, switching between main excitation and auxiliary excitation is performed between the A phase, the B phase, the C phase, and the A phase.
[0011]
Table 1 summarizes the combination patterns of the rotational position of the rotor 22 and the position signals from the sensors (S1 to S3) in this embodiment.
As can be seen from Table 1, there are a total of six types of combination patterns of position signals from the respective sensors depending on the rotor positions (a) to (f) in FIG. 1, of which (a), (c), and (e) positions. Only when the signals are combined, auxiliary excitation is performed 15 degrees earlier than the phase scheduled to become the main excitation phase.
In FIG. 1 (a), the salient pole of the B phase stator subjected to auxiliary excitation is at the center of the two salient poles of the rotor, and both salient poles are at the farthest positions. Torque is hardly generated, and the attractive force due to the A-phase excitation is dominant over the generated torque.
However, as the position of the rotor approaches the state shown in FIG. 1B, the torque due to the A-phase attractive force decreases significantly, and conversely, the torque due to the B-phase attractive force is dominant. That is, even if the torque due to the A-phase excitation is significantly reduced, the torque due to the B-phase excitation is generated, and the torque pulsation can be greatly improved.
[0012]
[Table 1]

[0013]
FIG. 2 shows a result of a static torque test generated in the rotor when the auxiliary excitation is not performed and when the auxiliary excitation is performed. This torque corresponds to the starting torque of the motor.
In FIG. 2, the horizontal axis represents the rotational position of the rotor, and the vertical axis represents the static torque generated in the rotor at that position. Curve 1 is when auxiliary excitation is not performed, curve 2 is when auxiliary excitation is performed, and the current of auxiliary excitation is also main. This is a case where the same amount as the excitation current is applied.
When the angle is 0 degree, it represents the state of FIG. 1 (f), when the angle is 15 degrees, it corresponds to the state of FIG. 1 (a), and when it is 30 degrees, it corresponds to FIG. 1 (b). As can be seen from the curve 1 in FIG. 2, in the excitation of only the A phase, a sufficient torque is generated around 15 degrees, but approaches 0 when approaching 30 degrees.
If the B-phase auxiliary excitation is performed from around 15 degrees, the curve 2 in FIG. 2 is obtained, and a significant reduction in torque can be suppressed, and the minimum torque can be guaranteed at the time of starting torque or extremely low speed rotation.
[0014]
In FIG. 5B of the conventional example, the excitation coil is switched from the A phase to the B phase shortly before the A phase salient poles completely overlap each other. That is, the position sensor combination pattern is changed at that time. This is for avoiding this because the torque becomes zero when the salient poles of the stator and the rotor are completely overlapped. However, if the signal pattern is changed before the salient poles overlap each other in this way, during reverse rotation, the salient poles of the stator and rotor overlap, and after the rotor has gone too far, the signal pattern is changed to excite other phases. Therefore, a rotor position that cannot be started successfully occurs. Moreover, even if it can be operated, there is a portion that generates a braking force during the rotation of the rotor, resulting in a reduction in motor efficiency.
In this embodiment, as shown in FIG. 1B, the sensing of the sensor S2 is switched from the S pole to the N pole at the moment when the salient poles of the A-phase stator 21 and the salient poles of the rotor 22 completely overlap each other. Therefore, the same motor characteristics can be obtained regardless of whether the rotation direction is forward or reverse, and no braking force is generated, and efficient and stable operation can be performed.
[0015]
Curve 2 in FIG. 2 is an example when the same auxiliary current as the main excitation current is passed, but this current distribution can be changed.
Curve 3 in FIG. 2 is a static torque test result when the total current is not increased to 50% of the case where the main excitation current and the auxiliary excitation current are excited for only one phase. In this case, the torque is lower than in the case of the curve 2, but does not become zero, and the minimum starting torque can be guaranteed.
In this embodiment, a magnetic sensor is used as a sensor, but a combination of an on / off signal of a position sensor such as an optical sensor can be used.
The same effect can be expected even if the widths of the salient poles of the stator and the rotor are changed.
[0016]
【Effect of the invention】
In the driving method of the switch tractance motor of the present invention, in addition to normal excitation of the main excitation phase at the time of starting or at extremely low speed, auxiliary excitation is also performed for the phase scheduled for main excitation next, so that Variations in torque generated at the time can be reduced, stable start-up and stable ultra-low speed operation can be achieved, and the same motor characteristics can be ensured stably in reverse rotation and forward / reverse rotation.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a positional relationship between stator and rotor salient poles, coil excitation, and position signal examples from a sensor in an embodiment of the present invention. And a step-by-step explanatory diagram of an example of timing for switching the auxiliary excitation phase.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a static torque test result in an example of the present invention.
FIG. 3 is an image explanatory view of a conventional switched reluctance motor.
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of rotation of a conventional switched reluctance motor.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a change state of output torque of a conventional switched reluctance motor.
[Explanation of symbols]
13: Magnets S1, S2, S3: Sensor 21: Stator 22: Rotor φ11, φ12: Coil wound around salient pole of stator φ21, φ22, φ31, φ32: Coil wound around salient pole of stator

Claims

In a driving method of a switched reluctance motor that excites a coil wound around a plurality of salient poles of a stator and rotates a rotor having a plurality of salient poles,
Based on the position signal obtained from the rotor position sensor,
At start-up and at very low speed, before the salient pole of the excited main excitation phase of the stator overlaps with the salient pole of the rotor, the main excitation phase is the next planned main excitation phase with the main excitation phase excited. The salient pole adjacent to the stator salient pole of the stator and the salient pole located on the opposite side of the rotor rotational direction is also subjected to auxiliary excitation so that the rotational torque works in the rotor rotational direction ,
When the salient pole of the stator in the main excitation phase and the salient pole of the rotor substantially overlap, the excitation of the main excitation phase is stopped and the operation to switch the auxiliary excitation phase to the main excitation phase is repeated. Driving method.

The timing at which the auxiliary excitation is started is a predetermined angle defined by the angle formed between the salient poles of the excited main excitation phase stator and the center line of the salient pole of the rotor closest to the salient pole. The method of driving a switched reluctance motor according to claim 1, wherein

The switched reluctance motor is a three-phase 6/4 type switched reluctance motor in which the number of stator salient poles is 6 and the number of rotor salient poles is 4.
The method for driving a switched reluctance motor according to claim 2, wherein the predetermined angle is approximately 15 degrees or 15 degrees or less.

When the main excitation phase is energized and the phase that will be the next main excitation phase is auxiliary-excited, the magnitude of the excitation current between the main excitation phase and the auxiliary excitation phase is The method of driving a switched reluctance motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the size is different from the size.