JP5161208B2 - 電気モータ制御方法、システム、および装置 - Google Patents
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Description
γ=(T1−T2)×K (1)
T1:電流がゼロ交差する時間
T2:電圧がゼロ交差する時間
K:T1とT2の差をミリ秒で表した場合、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値
γ:度で表される位相遅れ
(θD−θFB)×K=λ (2)
θD:ミリ秒で表される所望の位相角
θFB:ミリ秒で表されるモータ電流のゼロ交差時間からモータ電圧のゼロ交差を減算した値
K:ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値(例えば、60周期電圧では、16.667ミリ秒で360度を除算する)
λ:度で表される位相エラー信号
y=Ax−B (3)
x:計測された位相角(式(1)のγでもよい)
A:ゲイン(例えば、ゲインは図4の4)
B:オフセット(例えば、オフセットは図4の128)
y:導通角
Claims (20)
- モータのモータ電流のゼロ交差と同期する第1の位相検出手段出力部と前記電源装置の線間電圧のゼロ交差と同期する第2の位相検出手段出力部とを有する位相検出手段に連結された電源装置と、
前記第1の位相検出手段出力部と、前記第2の位相検出手段出力部と、整流手段との間に連結されるデジタルマイクロプロセッサと、
を備え、
前記デジタルマイクロプロセッサは、
モータ電圧の位相がゼロ交差する第1の時間を検知し、
前記モータ電流の位相がゼロ交差する第2の時間を検知し、
前記第1の時間と前記第2の時間との時間差を決定し、
前記モータの位相遅れを算出するために前記時間差を使用し、
前記整流手段の導通時間を算出するために前記位相遅れを使用するように構成されることを特徴とするシステム。 - 前記位相遅れは、以下の式:
γ=(T1−T2)×K
を用いて算出され、
γは、度で表される位相遅れであり、
T1は、電流がゼロ交差する時間であり、
T2は、電圧がゼロ交差する時間であり、
Kは、T1とT2との差をミリ秒で表した場合、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記整流手段の導通時間は、以下の式:
y=Aγ−B
を用いて算出され、
yは、導通時間であり、
Aはゲインであり、
Bはオフセットであることを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記位相遅れに関連する位相エラー信号は、以下の式:
λ=(θD−θFB)×K
を用いて算出され、
λは、前記位相エラー信号であり、
θDは、ミリ秒で表される所望の位相角であり、
θFBは、ミリ秒で表される前記モータ電流の位相がゼロ交差する前記第2の時間から前記モータ電圧の位相がゼロ交差する前記第1の時間を減算した値であり、
Kは、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記整流手段の前記導通時間は、以下の式:
y=Ax−B
を用いて算出され、
yは、導通時間であり、
Aは、ゲインであり、
Bは、オフセットであり、
xは、前記モータの計測された位相角であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記導通時間は、前記位相遅れと前記モータの負荷のうち一方に伴い変化することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記位相検出手段は、
前記電源装置の前記線間電圧に連結された第1の位相検出手段入力部と、
前記モータのモータ端子電圧に連結された第2の位相検出手段入力部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 第1の位相検出手段入力部と第2の位相検出手段入力部と位相検出手段出力部とを有する位相検出手段に連結された電源装置と、
第1の増幅手段出力部と第2の増幅手段出力部とを備える前記位相検出手段出力部と、整流手段ドライバと、の間に連結されたデジタルマイクロプロセッサと、
を備え、
前記第2の位相検出手段入力部は、第1の分圧手段を介して第1の演算増幅手段の第1の反転入力部に連結され、
前記第1の位相検出手段入力部は、第2の分圧手段を介して前記第1の演算増幅手段の第1の非反転入力部に連結され、また、第3の分圧手段を介して第2の演算増幅手段の第2の反転入力部に連結され、
前記第1の演算増幅手段の第1の増幅手段出力部は、モータ電流のゼロ交差に同期し、
前記第2の演算増幅手段の第2の増幅手段出力部は、線間電圧のゼロ交差と同期し、
前記デジタルマイクロプロセッサは、前記整流手段ドライバの導通を制御するために前記第1の演算増幅手段のスイッチ状態と前記第2の演算増幅手段のスイッチ状態との間の時間差を算出することにより、モータの電流と電圧の位相遅れを決定することを特徴とするシステム。 - 前記整流手段ドライバは、
前記整流手段ドライバと前記モータのモータ端子電圧との間に連結される一つ以上のサイリスタを導通させることを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記位相遅れは、以下の式:
γ=(T1−T2)×K
を用いて算出され、
γは、度で表される位相遅れであり、
T1は、電流がゼロ交差する時間であり、
T2は、電圧がゼロ交差する時間であり、
Kは、T1とT2の差をミリ秒で表した場合、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 整流手段の導通時間は、以下の式:
y=Aγ−B
を用いて算出され、
yは、前記整流手段の導通に関連する導通時間であり、
Aは、ゲインであり、
Bは、オフセットであることを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記位相遅れは、以下の式:
λ=(θD−θFB)×K
を用いて算出され、
λは、位相遅れであり、
θDは、ミリ秒で表される所望の位相角であり、
θFBは、ミリ秒で表される前記モータ電流の位相がゼロ交差する第2の時間から前記モータの電圧の位相がゼロ交差する第1の時間を減算した値であり、
Kは、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記整流手段の導通時間は、以下の式:
y=Ax−B
を用いて算出され、
yは、前記整流手段の導通に関連する導通時間であり、
Aは、ゲインであり、
Bは、オフセットであり、
xは、計測された前記モータの位相角であることを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - モータを制御する方法であって、
位相検出手段の第1の出力部で、前記モータのモータ電流のゼロ交差を検知する第1の検知ステップと、
前記位相検出手段の第2の出力部で、電源の線間電圧のゼロ交差を検知する第2の検知ステップと、
デジタルマイクロプロセッサを使用して、モータ電圧の位相がゼロ交差する第1の時間を検知するステップと、
デジタルマイクロプロセッサを使用して、モータ電流の位相がゼロ交差する第2の時間を検知するステップと、
デジタルマイクロプロセッサを使用して、第1の時間と第2の時間との時間差を決定するステップと、
デジタルマイクロプロセッサを使用して、前記時間差を用いて前記モータの位相遅れを算出するステップと、
デジタルマイクロプロセッサを使用して、前記位相遅れを用いて整流手段の導通時間を算出するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - モータ電圧の位相がゼロ交差する前記第1の時間を検知すると、前記デジタルマイクロプロセッサ内のタイマーを開始させるステップを更に含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記位相遅れを、以下の式:
γ=(T1−T2)xK
を用いて算出するステップを更に含み、
γは、度で表される位相遅れであり、
T1は、電流がゼロ交差する時間であり、
T2は、電圧がゼロ交差する時間であり、
Kは、ミリ秒で表されるT1とT2との差の、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記整流手段の前記導通時間を、以下の式:
y=Aγ−B
を用いて算出するステップをさらに含み、
yは、前記整流手段の導通に関連する導通時間であり、
Aは、ゲインであり、
Bは、オフセットであることを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記導通時間は、前記位相遅れと前記モータの負荷のうち少なくとも一方に伴い変化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記整流手段の前記導通時間は、以下の式:
y=Ax−B
を用いて算出され、
yは、前記整流手段の導通に関連する導通時間であり、
Aは、ゲインであり、
Bは、オフセットであり、
xは、計測された前記モータの位相角であることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 位相遅れエラーを、以下の式:
λ=(θD−θFB)×K
を用いて算出するステップを更に含み、
λは、前記位相遅れエラーであり、
θDは、ミリ秒で表される所望の位相角であり、
θFBは、前記モータ電流の位相がゼロ交差する第2の時間からミリ秒で表される前記モータの電圧の位相がゼロ交差する第1の時間を減算した値であり、
Kは、ミリ秒で表される電圧の1周期の時間で360度を除算した値であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
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