JP5197896B1 - Cogging torque measuring device for rotating machine - Google Patents
Cogging torque measuring device for rotating machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5197896B1 JP5197896B1 JP2012551013A JP2012551013A JP5197896B1 JP 5197896 B1 JP5197896 B1 JP 5197896B1 JP 2012551013 A JP2012551013 A JP 2012551013A JP 2012551013 A JP2012551013 A JP 2012551013A JP 5197896 B1 JP5197896 B1 JP 5197896B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- axis current
- cogging torque
- under test
- motor under
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/05—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
Abstract
被試験モータを、トルクセンサを介さずに直接駆動用モータに連結して連れ回しし、その時に駆動用モータに発生するq軸電流から被試験モータのコギングトルクを測定する場合に、駆動用モータを、まず単体で、コギングトルク測定条件の下で無負荷運転してq軸電流を測定し、その無負荷時q軸電流を、被試験モータを直接駆動用モータに連結して連れ回しした有負荷運転時に得られる有負荷時q軸電流から差し引き、外乱として重畳している駆動用モータ自体に起因するq軸電流成分を除去するようにした。したがって、駆動用モータにコアレスやスロットレスなどコギングトルク成分が理想的にゼロとなる構造を有するモータを選定使用しなくとも、コギングトルクの測定値に充分な精度を確保することが可能になる。
【選択図】図1When the motor under test is directly connected to the drive motor without passing through the torque sensor and rotated, the cogging torque of the motor under test is measured from the q-axis current generated in the drive motor at that time. First of all, the q-axis current was measured by operating with no load under the cogging torque measurement condition as a single unit, and the q-axis current at the time of no load was rotated with the motor under test connected directly to the drive motor. The q-axis current component caused by the driving motor itself superimposed as a disturbance is subtracted from the loaded q-axis current obtained during load operation. Therefore, it is possible to ensure sufficient accuracy in the measured value of the cogging torque without selecting and using a motor having a structure in which the cogging torque component is ideally zero, such as a coreless or slotless drive motor.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、回転機のコギングトルク測定装置に関するものである。 The present invention relates to a cogging torque measuring device for a rotating machine.
回転機のコギングトルクの測定については、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献1〜6では、次のような方法でコギングトルクを測定するとしている。
Various proposals have been made for measuring the cogging torque of a rotating machine. For example, in
特許文献1では、被試験モータ、補償継手、回転数計測用エンコーダ、トルクセンサ、駆動用モータの順に配置され、駆動用モータにコアレスモータを使用し、高速域では直接コアレスモータ駆動、低速域ではコアレスモータのシャフトに結合されたベルト駆動装置によってコアレスモータを駆動し、コアレスモータのq軸電流から被試験モータのトルクを測定する技術が開示されている。
In
特許文献2では、ステッピングモータのマイクロステップ駆動装置として、実運転前にコギングトルクおよびトルクリップル成分を測定してテーブル化し、運転時に補償成分を差し引く技術が開示されている。
特許文献3では、PMモータの制御装置(インバータ駆動)としてコギング成分(6f)およびトルクリップル成分を抑制する技術が開示されている。
特許文献4では、エレベータ制御装置として、電気制御盤から発生するトルクリップル成分を除去するために、低速運転時に発生するリップル成分を測定し、通常運転時に低速運転時に発生するリップル成分を減算する技術が開示されている。
In
特許文献5では、駆動用モータを用いて被試験モータをカップリングしコギングトルクをトルクセンサにて測定することにより、駆動モータを含む装置の誤差要因を考慮し、被試験モータと同じ構造のモータの低速時(30[r/min]etc.)と高速時(600[r/min])のコギングトルクを測定し、測定値が予め定められた許容範囲内に入っていたときにそのモータをマスターモータとし、量産品試験時のコギングトルク基準値を決定する技術が開示されている。
In
特許文献6では、駆動モータと被試験ロータをトルクセンサを介して接続する構成により、マスターワークを測定した場合の基準値と量産品の測定値とを比較することでコギングトルクを測定する技術が開示されている。
In
しかし、特許文献1に開示される技術では、ベルト駆動装置では速度ムラが発生するため、q軸電流成分には外乱が発生しやすく、測定精度が下がる。このような場合、駆動側の外乱を補正する処理および速度を安定化させる機構を設ける必要がある。また、低速域の速度を安定させる機構として、駆動用モータに減速機を使用する方法が考えられるが、その場合でも駆動用モータ自身は高速回転させるため、制御装置が出力するq軸電流成分からのコギングトルク検出は難しくなる。加えて、構成要素が多いため、それに伴う外乱についても考慮する必要が出てくる。
However, in the technique disclosed in
一般に、コギングトルクの測定は高速回転よりも低速回転で実施することが望ましい。高速回転時はq軸電流成分が大きくなるので、コギング脈動成分が相対的に小さくなり検出精度が低下するためである。なお、データサンプリング数も影響する。一方、低速回転で測定するためには、駆動用モータの速度ムラを低減する必要がある。 In general, it is desirable to measure the cogging torque at a lower speed than at a higher speed. This is because the q-axis current component increases during high-speed rotation, so that the cogging pulsation component becomes relatively small and the detection accuracy decreases. The number of data sampling is also affected. On the other hand, in order to measure at a low speed, it is necessary to reduce the speed unevenness of the driving motor.
また、特許文献2に開示される技術では、ステッピングモータ自身のディテントトルクを事前に測定する必要があるが、マイクロ駆動装置自身ではディテントトルクは測定できないので、別の装置にて測定する必要がある。
In the technique disclosed in
また、特許文献3に開示される技術では、自身のモータを運転したときに発生するトルク電流値の6f成分がコギングトルクを補償する場合、モータを運転した場合の6f成分にもインバータ自身によるリップル成分が重畳してくるため、補正精度が向上しないという問題がある。
Further, in the technique disclosed in
また、特許文献4に開示される技術では、モータ低速運転時に発生するリップル成分を通常運転時のトルク電流値から減算しているが、実運転時に電機制御盤が発生するリップル成分を考慮されていないため、精度が低下するという問題がある。
In the technique disclosed in
また、特許文献5に開示される技術では、駆動モータやトルクセンサ全てを含めた形でマスターモータを選定し、基準値を設定しているが、この場合、装置内の部品が故障し取り替えを行った場合に、マスターモータの選定を一からやり直さなければならない。マスターモータの種類が増えるにつれて、この方法では故障時に対応しきれなくなる。また、トルクセンサを用いているため、設備コスト低減も図れないという問題がある。
In the technique disclosed in
また、特許文献6に開示される技術では、特許文献5と同様に、装置故障時による装置誤差を測定するには、マスターワークの測定を一から実施する必要があるため、測定精度を維持するためには時間と労力が必要となるという問題がある。
Further, in the technique disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、十分な測定精度を確保できるとともに、設備コストの削減とメンテナンス性の向上とが図れる回転機のコギングトルク測定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a cogging torque measuring device for a rotating machine that can ensure sufficient measurement accuracy and can reduce equipment costs and improve maintainability.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被試験モータを駆動用モータに直接連結して連れ回しした際に前記駆動用モータに発生するq軸電流を用いて前記被試験モータのコギングトルクを測定する回転機のコギングトルク測定装置であって、前記駆動モータを運転するモータ運転部は、前記被試験モータを連結する前の前記駆動用モータをコギングトルク測定条件の下で運転した際に前記駆動用モータに発生する無負荷時q軸電流と、前記被試験モータを連結した前記駆動用モータを前記コギングトルク測定条件の下で運転した際に前記駆動用モータに発生する有負荷時q軸電流とをそれぞれ測定し、それぞれを前記被試験モータのコギングトルクを算出する演算部へ出力するq軸電流測定手段を備え、前記演算部は、前記無負荷時q軸電流に対しフーリェ演算を実施し無負荷時q軸電流の各調波成分を算出する第1のフーリェ演算手段と、前記有負荷時q軸電流に対しフーリェ演算を実施し有負荷時q軸電流の各調波成分を算出する第2のフーリェ演算手段と、前記無負荷時q軸電流の各調波成分を前記有負荷時q軸電流の各調波成分から減算する減算手段と、前記被試験モータのみに起因するq軸電流の各調波成分に対し逆フーリェ演算を実施し前記被試験モータのみに起因するq軸電流を生成する逆フーリェ演算手段と、前記逆フーリェ演算手段が生成する前記被試験モータのみに起因するq軸電流に対してトルク変換処理を実施し前記被試験モータのコギングトルクを検出するコギングトルク検出手段とを備えていること特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention uses the q-axis current generated in the drive motor when the motor under test is directly connected to the drive motor and rotated. A cogging torque measuring device for a rotating machine that measures the cogging torque of a test motor, wherein the motor driving unit that operates the drive motor is configured to measure the drive motor before connecting the motor under test under a cogging torque measurement condition. No-load q-axis current generated in the drive motor when operated with the motor, and generated in the drive motor when the drive motor connected to the motor under test is operated under the cogging torque measurement conditions A q-axis current measuring means for measuring the q-axis current when there is a load, and outputting each to a calculation unit for calculating the cogging torque of the motor under test. First Fourier calculation means for performing a Fourier calculation on the no-load q-axis current and calculating each harmonic component of the no-load q-axis current, and performing a Fourier calculation on the loaded q-axis current. Second Fourier calculation means for calculating each harmonic component of the loaded q-axis current, and subtraction for subtracting each harmonic component of the unloaded q-axis current from each harmonic component of the loaded q-axis current Means for performing inverse Fourier computation on each harmonic component of the q-axis current caused only by the motor under test and generating q-axis current caused only by the motor under test, and the inverse Fourier computation And a cogging torque detecting means for detecting a cogging torque of the motor under test by performing a torque conversion process on the q-axis current caused only by the motor under test generated by the calculating means.
本発明によれば、被試験モータを、トルクセンサを介在さずに直接駆動用モータに連結して連れ回しし、その時に駆動用モータに発生するq軸電流から被試験モータのコギングトルクを測定する場合に、駆動用モータを、まず単体で、コギングトルク測定条件の下で無負荷運転してq軸電流を測定し、その無負荷時q軸電流を、被試験モータを直接駆動用モータに連結して連れ回しした有負荷運転時に得られる有負荷時q軸電流から差し引き、外乱として重畳している駆動用モータ自体に起因するq軸電流成分を除去するようにした。したがって、駆動用モータにコアレスやスロットレスなどコギングトルク成分が理想的にゼロとなる構造を有するモータを選定使用しなくとも、コギングトルクの測定値に充分な精度を確保することが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, the motor under test is directly connected to the driving motor without using a torque sensor, and the cogging torque of the motor under test is measured from the q-axis current generated in the driving motor at that time. In this case, the drive motor is operated as a single unit with no load under the cogging torque measurement condition to measure the q-axis current, and the no-load q-axis current is used as the direct drive motor. The q-axis current component caused by the driving motor itself superimposed as a disturbance is subtracted from the loaded q-axis current obtained during the loaded operation that is connected and rotated. Therefore, it is possible to ensure sufficient accuracy in the measured value of the cogging torque without selecting and using a motor having a structure in which the cogging torque component is ideally zero, such as a coreless or slotless drive motor. There is an effect.
以下に、本発明にかかる回転機のコギングトルク測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a cogging torque measuring device for a rotating machine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による回転機のコギングトルク測定装置の構成を示すブロック図である。図1において、コギングトルク測定装置1aは、被試験モータ2および駆動用モータ3を、それぞれの出力軸4,5の先端面同士を同一直線上で対面させて固定保持する保持プレート6,7と、出力軸4,5の先端同士を分離可能に直接連結する結合部8と、モータ運転部である制御装置9aと、演算部である演算装置10aとを備えている。演算装置10aは、CPU、ROM、RAMを備えたコンピュータ装置であり、所謂パソコンを使用することができる。制御装置9aとの間では、例えば、シリアル通信等適宜な通信方式によりデータの授受を行うようになっている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cogging torque measuring device for a rotating machine according to
コギングトルク測定装置1aは、被試験モータ2を保持プレート6に設定し、駆動用モータ3を保持プレート7に設定しただけで、結合部8を装着せずに、つまり、被試験モータ2を連結せずに、駆動用モータ3を単独で、被試験モータ2を連れ回しするときと同じ運転条件(コギングトルク測定条件)により、運転する無負荷運転と、結合部8を装着して被試験モータ2を連結し、駆動用モータ3に連れ回しさせるコギングトルク測定条件による有負荷運転とを行い、無負荷運転時および有負荷運転時において駆動用モータ3に発生するq軸電流を用いて被試験モータ2のコギングトルクを測定する構成になっている。この点は、以下に説明する各実施の形態において同じである。
The cogging
なお、被試験モータ2のコギングトルクの測定は、駆動用モータ3を低速で運転して行うので、速度ムラを低減するため、駆動用モータ3は、この実施の形態1では、回転位置を検出するエンコーダ11を備えたサーボモータを使用している。
Note that the measurement of the cogging torque of the motor under
制御装置9aは、この実施の形態によるコギングトルクの測定に関わる構成として、q軸電流測定部13とインターフェース14とを抜き出して示してある。制御装置9aは、一般的な位置制御動作として、エンコーダ11が検出出力する位置信号に基づき駆動用モータ3に駆動電力を供給し、そのときの三相駆動電流から座標変換生成したdq軸の各電流値に基づくフィードバック制御を行うことで駆動用モータ3に所定の運転を行わせることが可能である。ここで、所定の運転とは、この実施の形態では、コギングトルク測定条件による無負荷運転および有負荷運転である。そして、被試験モータ2は量産品であるから、制御装置9aは、1回無負荷運転を行い、その後、測定する被試験モータ2の個数回有負荷運転を繰り返すことになる。
The
q軸電流測定部13は、無負荷運転時におけるq軸電流(これを「q軸電流q0」と記す)と、有負荷運転時におけるq軸電流(これを「q軸電流q1」と記す)とをそのときの三相駆動電流から座標変換して測定し、インターフェース14に出力する。インターフェース14は、q軸電流測定部13から入力される、無負荷運転時に測定されたq軸電流q0と、有負荷運転時に測定されたq軸電流q1とを、採用する通信方式のフォーマットに識別可能に挿入し、通信線15を介して演算装置10a内のインターフェース16に出力する。
The q-axis
演算装置10aは、インターフェース16と、q0データ保存部17と、フーリェ演算部18と、無負荷試験リップル補償テーブル19と、減算器20と、q1データ保存部21と、フーリェ演算部22と、フィルタ処理部23と、逆フーリェ演算部24と、トルク変換処理部25と、コギングトルク保存部26とを備えている。
The arithmetic device 10a includes an
以下、演算装置10aの動作について説明する。
演算装置10aでは、インターフェース16が、無負荷運転時に通信線15から取り込んだq軸電流q0はq0データ保存部17へ出力し、有負荷運転時に通信線15から取り込んだq軸電流q1はq1データ保存部21へ出力し、それぞれに保存させる。Hereinafter, the operation of the arithmetic device 10a will be described.
In the computing device 10a, the
フーリェ演算部18は、第1のフーリェ演算手段として、q0データ保存部17に保存されるq軸電流q0に対してフーリェ演算を実施しq軸電流q0の各調波成分q0fを算出する。フーリェ演算部18にて算出されたq軸電流q0の各調波成分q0fは、無負荷試験リップル補償テーブル19に設定される。
The
フーリェ演算部22は、第2のフーリェ演算手段として、q1データ保存部21に保存されるq軸電流q1に対してフーリェ演算を実施しq軸電流q1の各調波成分q1fを算出する。
The
減算器20は、無負荷試験リップル補償テーブル19に設定されるq軸電流q0の各調波成分q0fを、フーリェ演算部22にて算出されたq軸電流q1の各調波成分q1fから減じて駆動モータ3に起因する外乱成分を除去し、被試験モータ2のみに起因するq軸電流q2の各調波成分q2fを生成する。
The
フィルタ処理部23は、減算器20が生成出力する被試験モータ2のみに起因するq軸電流q2の各調波成分q2fに含まれる高調波成分等のノイズ成分を除去したq軸電流q2の各調波成分q2f’を出力する。
The
逆フーリェ演算部24は、フィルタ処理部23が出力する被試験モータ2のみに起因するq軸電流q2の各調波成分q2f’に対し逆フーリェ演算を実施し被試験モータ2のみに起因するq軸電流q2を生成する。
The inverse
トルク変換処理部25は、q軸電流の位相とトルクとの関係式を用いて、逆フーリェ演算部24が生成するq軸電流q2に対してトルク変換処理を実施し、被試験モータ2のコギングトルクを検出し、それをコギングトルク保存部26に保存させる。
The torque
図2は、測定したコギングトルクの一例を示す波形図である。被試験モータ2は6極であり、駆動モータ3は4極であるが、図2では、被試験モータ2のコギングトルク成分である6調波成分の脈動のみが現れていることが示されている。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of the measured cogging torque. Although the motor under
以上のように、被試験モータ2を、トルクセンサを介在さずに直接駆動用モータ3に連結して連れ回ししその時に駆動用モータ3に発生するq軸電流から被試験モータのコギングトルクを測定する場合に、駆動用モータ3を、まず単体で、コギングトルク測定条件の下で無負荷運転してq軸電流q0を測定し、そのq軸電流q0を、被試験モータ2を直接駆動用モータ3に連結して連れ回しした有負荷運転時に得られるq軸電流q1から差し引くことで、外乱として重畳している駆動用モータ自体に起因するq軸電流成分を除去するようにした。
As described above, the motor under
したがって、この実施の形態1によれば、駆動用モータにコアレスやスロットレスなどコギングトルク成分が理想的にゼロとなる構造を有するモータを選定使用しなくとも、コギングトルクの測定値に充分な精度を確保することが可能になる。 Therefore, according to the first embodiment, sufficient accuracy for the measured value of the cogging torque can be obtained without selecting and using a motor having a structure in which the cogging torque component is ideally zero, such as a coreless or slotless drive motor. Can be secured.
また、一般に使用されているトルクセンサが不要となるので、設備コストの削減とメンテナンス性の向上とが図れる。 Further, since a generally used torque sensor is not required, the equipment cost can be reduced and the maintainability can be improved.
そして、装置側のみの誤差要因を測定しているので、装置のどこかが故障した場合には修理後の駆動モータ無負荷運転時のq軸電流q0を測定するのみでよいことになり、被試験モータの測定種類数に左右されないという効果がある。 Since the error factor only on the device side is measured, if any part of the device breaks down, it is only necessary to measure the q-axis current q0 during the drive motor no-load operation after repair. There is an effect that it is not influenced by the number of measurement types of the test motor.
加えて、無負荷運転によるq軸電流q0の測定は初回の1回だけ行えばよく、2回目以降は、無負荷運転は行わず有負荷運転によるq軸電流q1の測定のみを行えばよいことになり、量産品である被試験モータについてコギングトルク測定のための作業時間の短縮化が図れる。 In addition, the measurement of the q-axis current q0 by no-load operation only needs to be performed once, and after the second time, the no-load operation is not performed and only the q-axis current q1 is measured by the load operation. Thus, the working time for measuring the cogging torque can be shortened for the motor under test which is a mass-produced product.
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2による回転機のコギングトルク測定装置の構成を示すブロック図である。なお、図3では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a cogging torque measuring device for a rotating machine according to
図3において、この実施の形態2によるコギングトルク測定装置1bは、図1(実施の形態1)に示した構成において、エンコーダ11が削除され、制御装置9aに代えて制御装置9bが設けられている。その他の構成は実施の形態1と同様である。
In FIG. 3, the cogging
すなわち、この実施の形態2では、エンコーダ11による外乱成分を除去し、制御装置9bは、センサレス制御により駆動モータ3を運転する。この場合、駆動モータ3の駆動方式は、検出した3相駆動電流から座標変換生成したdq軸の各電流値に基づく速度制御となるので、速度安定性が実施の形態1よりも劣るが、実施の形態1と同様の作用・効果が得られる。
That is, in the second embodiment, the disturbance component by the encoder 11 is removed, and the
なお、この実施の形態2においては、外乱成分として、(1)駆動用モータ3の部品誤差成分と、(2)装置構成要素の組立誤差成分と、(3)駆動用モータ3と被試験モータ2との組み付け誤差成分と、(4)駆動用モータ3の通電リップル成分とがあるが、(1)(2)(4)については、演算処理にて除去可能である。
In the second embodiment, as disturbance components, (1) a component error component of the
実施の形態3.
図4は、本発明の実施の形態3による回転機のコギングトルク測定装置の構成を示すブロック図である。なお、図4では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態3に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a cogging torque measuring device for a rotating machine according to
図4において、この実施の形態3によるコギングトルク測定装置1cは、図1(実施の形態1)に示した構成において、演算装置10aに代えて演算装置10bが設けられている。演算装置10bでは、振幅・位相補償部28が、フーリェ演算部18,22の各出力段に配置されている。
In FIG. 4, the cogging
振幅・位相補償部28は、フーリェ演算部18にて算出されたq軸電流q0の各調波成分q0fと、フーリェ演算部22にて算出されたq軸電流q1の各調波成分q1fとの各振幅および位相を揃えて減算器20に入力させる。
The amplitude /
この実施の形態3によれば、実施の形態1と同様の作用・効果が得られるのに加えて、コギングトルク測定精度を高めることができる。なお、実施の形態3では、実施の形態1への適用例を示したが、実施の形態2にも同様に適用できることは言うまでもない。 According to the third embodiment, in addition to obtaining the same operation and effect as in the first embodiment, the cogging torque measurement accuracy can be increased. In the third embodiment, the application example to the first embodiment has been described. Needless to say, the third embodiment can be similarly applied.
実施の形態4.
この実施の形態4では、幾つかの変形例を示す。なお、実施の形態1においてと説明するが、実施の形態2,3にも適用できる事項である。
In the fourth embodiment, several modifications are shown. Although described in the first embodiment, this is also applicable to the second and third embodiments.
(1)実施の形態1において、駆動用モータ3のq軸電流値から被試験モータ2のコギングトルクを精度よく測定するために、駆動用モータ3の構造をコアレス構造とする。この場合、駆動用モータ3によるコギングトルク成分は理想的にゼロとなるため、駆動用モータ3を駆動する際に発生する通電リップル成分を小さくすることが可能になる。
(1) In
なお、外乱成分として、(1)駆動用モータ3の部品誤差成分と、(2)装置構成要素の組立誤差成分と、(3)エンコーダ11の円板成分と、(4)駆動用モータ3と被試験モータ2との組み付け誤差成分とがあるが、(1)(2)(3)については、演算処理にて除去可能である。
As disturbance components, (1) a component error component of the
(2)実施の形態1において、コギングトルク成分は、主として被試験モータ2の極数の影響を受ける。そのため、駆動用モータ3のq軸電流値から被試験モータ2のコギングトルクを精度よく測定するために、被試験モータ2と駆動用モータ3とのスロットコンビネーションを異なる組み合わせとし、被試験モータ2のコギングトルク成分が駆動用モータ3の脈動成分に干渉しない構造とする。被試験モータ2と駆動用モータ3とをスロットコンビネーションが異なる組み合わせとすることで、例えば被試験モータ2のコギングトルク主成分(6極モータの場合6調波)に駆動用モータ3の脈動成分が重畳し難くなる。
(2) In the first embodiment, the cogging torque component is mainly affected by the number of poles of the
なお、外乱成分として、(1)駆動用モータ3の部品誤差成分と、(2)装置構成要素の組立誤差成分と、(3)エンコーダ11の円板成分と、(4)駆動用モータ3と被試験モータ2との組み付け誤差成分と、(5)駆動用モータ3の通電リップル成分とがあるが、(1)(2)(3)(5)については、演算処理にて除去可能である。
As disturbance components, (1) a component error component of the
(3)実施の形態1において、被試験モータ2による静摩擦トルク、動摩擦トルクが大きい場合での無負荷運転によるq軸電流q0の測定は、被試験モータと同等の負荷を付与した状態で駆動用モータを単独運転したときのq軸電流q0’を測定することが望ましい。つまり、図1において、q0=q0’とする。無負荷運転は、コギングトルク測定条件の下で実施するからである。
(3) In the first embodiment, the measurement of the q-axis current q0 by no-load operation when the static friction torque and the dynamic friction torque by the motor under
以上のように、本発明にかかる回転機のコギングトルク測定装置は、十分な測定精度を確保できるとともに、設備コストの削減とメンテナンス性の向上とが図れる回転機のコギングトルク測定装置として有用である。 As described above, the cogging torque measuring device for a rotating machine according to the present invention is useful as a cogging torque measuring device for a rotating machine that can secure sufficient measurement accuracy and can reduce equipment costs and improve maintainability. .
1a,1b,1c コギングトルク測定装置
2 被試験モータ
3 駆動用モータ
4,5 出力軸
6,7 保持プレート
8 結合部
9a,9b 制御装置(モータ運転部)
10a,10b 演算装置(演算部)
11 エンコーダ
13 q軸電流測定部
14,16 インターフェース
17 q0データ保存部
18,22 フーリェ演算部
19 無負荷試験リップル補償テーブル
21 q1データ保存部
20 減算器
23 フィルタ処理部
24 逆フーリェ演算部
25 トルク変換処理部
26 コギングトルク保存部
28 振幅・位相補償部1a, 1b, 1c Cogging
10a, 10b arithmetic device (arithmetic unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Encoder 13 q-axis
Claims (2)
前記駆動用モータを運転するモータ運転部は、
前記被試験モータを連結する前の前記駆動用モータをコギングトルク測定条件の下で運転した際に前記駆動用モータに発生する無負荷時q軸電流と、前記被試験モータを連結した前記駆動用モータを前記コギングトルク測定条件の下で運転した際に前記駆動用モータに発生する有負荷時q軸電流とをそれぞれ測定し、それぞれを前記被試験モータのコギングトルクを算出する演算部へ出力するq軸電流測定手段を備え、
前記演算部は、
前記無負荷時q軸電流に対しフーリェ演算を実施し無負荷時q軸電流の各調波成分を算出する第1のフーリェ演算手段と、
前記有負荷時q軸電流に対しフーリェ演算を実施し有負荷時q軸電流の各調波成分を算出する第2のフーリェ演算手段と、
前記無負荷時q軸電流の各調波成分を前記有負荷時q軸電流の各調波成分から減算する減算手段と、
前記被試験モータのみに起因するq軸電流の各調波成分に対し逆フーリェ演算を実施し前記被試験モータのみに起因するq軸電流を生成する逆フーリェ演算手段と、
前記逆フーリェ演算手段が生成する前記被試験モータのみに起因するq軸電流に対してトルク変換処理を実施し前記被試験モータのコギングトルクを検出するコギングトルク検出手段と
を備えていること特徴とする回転機のコギングトルク測定装置。A cogging torque measuring device for a rotating machine that measures the cogging torque of the motor under test using a q-axis current generated in the driving motor when the motor under test is directly connected to the driving motor and rotated. ,
Motor driving unit for driving the drive motor,
A no-load q-axis current generated in the driving motor when the driving motor before connecting the motor under test is operated under cogging torque measurement conditions, and the driving motor connected with the motor under test When the motor is operated under the cogging torque measurement conditions, the loaded q-axis current generated in the driving motor is measured, and each is output to the arithmetic unit that calculates the cogging torque of the motor under test. q-axis current measuring means,
The computing unit is
First Fourier calculation means for performing a Fourier calculation on the no-load q-axis current and calculating each harmonic component of the no-load q-axis current;
Second Fourier calculation means for performing a Fourier calculation on the loaded q-axis current to calculate each harmonic component of the loaded q-axis current;
Subtracting means for subtracting each harmonic component of the unloaded q-axis current from each harmonic component of the loaded q-axis current;
Reverse Fourier calculation means for performing a reverse Fourier calculation on each harmonic component of the q-axis current caused only by the motor under test and generating a q-axis current caused only by the motor under test;
Cogging torque detecting means for detecting a cogging torque of the motor under test by performing a torque conversion process on the q-axis current caused only by the motor under test generated by the inverse Fourier calculating means; and Cogging torque measurement device for rotating machines.
前記第1および第2のフーリェ演算手段のそれぞれが算出出力する前記各調波成分の振幅および位相を揃えて前記減算手段に入力させる振幅・位相補償手段
を更に備えていること特徴とする請求項1に記載の回転機のコギングトルク測定装置。The computing unit is
An amplitude / phase compensation means for making the subtraction means input the same amplitude and phase of each harmonic component calculated and output by each of the first and second Fourier arithmetic means. The cogging torque measuring device for a rotating machine according to claim 1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/065116 WO2013186871A1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Device to measure cogging torque for rotators |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5197896B1 true JP5197896B1 (en) | 2013-05-15 |
JPWO2013186871A1 JPWO2013186871A1 (en) | 2016-02-01 |
Family
ID=48534036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012551013A Expired - Fee Related JP5197896B1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Cogging torque measuring device for rotating machine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5197896B1 (en) |
TW (1) | TW201350814A (en) |
WO (1) | WO2013186871A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104655339A (en) * | 2015-01-20 | 2015-05-27 | 宁波菲仕电机技术有限公司 | Cogging-torque test method for alternating-current permanent-magnet synchronous servo motor |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103913261A (en) * | 2014-04-17 | 2014-07-09 | 哈尔滨工业大学 | Brush friction torque ripple coefficient detection device and method of torque motor |
JP6588442B2 (en) | 2014-09-03 | 2019-10-09 | 株式会社堀場製作所 | Electric motor test system |
JP6467209B2 (en) * | 2014-12-09 | 2019-02-06 | オークマ株式会社 | Measuring method of cogging torque of electric motor |
CN104964776B (en) * | 2015-06-30 | 2017-12-05 | 清华大学苏州汽车研究院(相城) | The measuring apparatus and method of a kind of motor cogging torque and friction torque |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001069778A (en) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Japan Science & Technology Corp | Method for controlling synchronous motor |
JP2005037389A (en) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Minebea Co Ltd | Torque measurement device for electric motor |
JP4676551B1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-04-27 | ファナック株式会社 | Motor control device having cogging torque correction amount calculation function |
-
2012
- 2012-06-13 JP JP2012551013A patent/JP5197896B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-13 WO PCT/JP2012/065116 patent/WO2013186871A1/en active Application Filing
- 2012-11-07 TW TW101141264A patent/TW201350814A/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001069778A (en) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Japan Science & Technology Corp | Method for controlling synchronous motor |
JP2005037389A (en) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Minebea Co Ltd | Torque measurement device for electric motor |
JP4676551B1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-04-27 | ファナック株式会社 | Motor control device having cogging torque correction amount calculation function |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104655339A (en) * | 2015-01-20 | 2015-05-27 | 宁波菲仕电机技术有限公司 | Cogging-torque test method for alternating-current permanent-magnet synchronous servo motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201350814A (en) | 2013-12-16 |
WO2013186871A1 (en) | 2013-12-19 |
JPWO2013186871A1 (en) | 2016-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5197896B1 (en) | Cogging torque measuring device for rotating machine | |
JP5447810B2 (en) | Motor drive device and torque ripple removal method | |
JP4910445B2 (en) | IPM motor vector control device | |
KR100682220B1 (en) | Elevator controlling apparatus | |
KR100676255B1 (en) | Apparatus for controlling speed in vector controlled an ac motor | |
JP5936770B2 (en) | Rotating machine control device | |
JP2010045914A (en) | Synchronous motor drive control device | |
JP5033662B2 (en) | Electric motor drive system | |
JP2013021909A (en) | Torque observer based on measurement of output currents and output voltages | |
JP2010074918A (en) | Motor drive unit equipped with power calculation means | |
JP6183554B2 (en) | Periodic disturbance automatic suppression device | |
JP5420831B2 (en) | Motor control device | |
JP2013255330A (en) | Control system for electric motor | |
JP5386859B2 (en) | Motor torque ripple suppression device | |
JP2022039968A (en) | Detection method of motor connection failure | |
CA2794823A1 (en) | Sensorless torsional mode damping system and method | |
JP2013094031A (en) | Control device of induction motor for driving vehicle | |
JP6299644B2 (en) | Electric motor control device | |
JP4359546B2 (en) | AC motor control device | |
Yoo et al. | Current-scaling gain compensation of motor drives under locked-rotor condition considering inequality of phase resistances | |
JP4346574B2 (en) | Servo motor control device | |
JP2018023203A (en) | Motor controller | |
JP5802517B2 (en) | Machine tool and motor control method thereof | |
JP4804237B2 (en) | Current control device for three-phase AC motor | |
WO2014017019A1 (en) | Method for determining irregularity in industrial machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130205 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5197896 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |