JP5418281B2 - Synchronous rotating machine control device and synchronous rotating machine control method - Google Patents
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Description
本発明は、同期回転機の制御装置、及び同期回転機の制御方法に関し、特に、回転子の磁極として永久磁石を用いた同期回転機の回転子の回転動作を制御するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a control device for a synchronous rotator and a control method for the synchronous rotator, and is particularly suitable for controlling the rotational operation of the rotor of the synchronous rotator using a permanent magnet as a magnetic pole of the rotor. Is.
従来から、磁極として永久磁石が周方向に一定間隔で配置された回転子を備えた同期回転機(電動機又は発電機)がある。同期回転機では、固定子(ステータ)巻線に流す励磁電流の位相と、回転子(ロータ)の回転位置とが一定の角度(電気角)となるように運転される。このため、回転子の回転位置を検出するセンサを設け、そのセンサからの出力に基づいて、基準となる回転位置(以下、必要に応じて基準位置と称する)を検出する。そして、インバータが、その基準位置を基準として、固定子巻線に流す励磁電流の位相を調整するようにしている(特許文献1を参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a synchronous rotating machine (electric motor or generator) provided with a rotor in which permanent magnets are arranged as magnetic poles at regular intervals in the circumferential direction. The synchronous rotating machine is operated so that the phase of the excitation current flowing through the stator (stator) winding and the rotational position of the rotor (rotor) are at a constant angle (electrical angle). For this reason, a sensor for detecting the rotational position of the rotor is provided, and a reference rotational position (hereinafter referred to as a reference position if necessary) is detected based on the output from the sensor. The inverter adjusts the phase of the excitation current flowing through the stator winding with reference to the reference position (see Patent Document 1).
ところで、前述した同期回転機では、トルクを増減させるために、固定子巻線に流す励磁電流の位相と、回転子の回転位置との角度(すなわち、固定子巻線に流す励磁電流の位相)を変更することがある。このような場合、キャリア周波数の低いインバータでは、位相制御の刻みが粗くなるため、位相の変更前と変更後とで、固定子巻線に流す励磁電流の波形を上手く繋げるのが困難になる。このように従来の技術では、スムーズな位相制御が困難となり、同期速度と実際の回転速度が一致しなくなる状態(脱調)が起こり易く、同期状態に復帰することが出来なくなる虞があるという問題点があった。このことは、多極の回転子を高速で回転する場合に顕著となる。そこで、キャリア周波数の高いインバータを採用することも考えられるが、このようなインバータは発熱量が多く、高価である。
また、同期電動機の始動時には、回転子が停止しているため、前述したセンサで、回転子の回転位置を検出することができない。よって、始動時における、固定子巻線に流す励磁電流の位相を決定することが容易でないという問題点もあった。
By the way, in the synchronous rotating machine described above, in order to increase or decrease the torque, the angle between the phase of the excitation current flowing through the stator winding and the rotational position of the rotor (that is, the phase of the excitation current flowing through the stator winding) May change. In such a case, in an inverter with a low carrier frequency, the step of phase control becomes coarse, so that it is difficult to successfully connect the waveform of the excitation current flowing through the stator winding before and after the phase change. As described above, in the conventional technique, it is difficult to smoothly control the phase, and the state where the synchronization speed and the actual rotation speed do not coincide (step out) is likely to occur, and there is a possibility that the synchronization state cannot be restored. There was a point. This becomes conspicuous when a multipolar rotor is rotated at high speed. Therefore, it is conceivable to employ an inverter having a high carrier frequency, but such an inverter has a large amount of heat generation and is expensive.
Further, since the rotor is stopped when the synchronous motor is started, the rotational position of the rotor cannot be detected by the above-described sensor. Therefore, there has been a problem that it is not easy to determine the phase of the excitation current flowing through the stator winding at the time of starting.
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、永久磁石を用いた回転子を備えた同期回転機における固定子巻線に流す励磁電流の位相を容易に且つ正確に決定することができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to easily and accurately determine the phase of the excitation current flowing in the stator winding in the synchronous rotating machine including the rotor using the permanent magnet. The purpose is to be able to.
本発明の同期回転機の制御装置は、回転子の磁極として永久磁石を用いた同期回転機の回転子の回転動作を制御する同期回転機の制御装置であって、前記回転子と異なる生成部であって、少なくとも一部が前記同期回転機の回転軸に取り付けられて前記回転軸と共に回転するものであり、前記同期回転機の回転子の回転位置を示す回転位置情報を生成する生成部と、前記同期回転機の回転子と同軸で回転することが可能であり、前記生成部で生成された回転位置情報の検出位置に基づいて、前記回転子の基準位置を検出する検出部と、前記同期回転機の回転子と同軸で前記検出部をモータにより回転させる駆動部と、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流として、前記基準位置に基づく固定の位相の励磁電流を生成するインバータと、前記同期回転機を始動させる前に、前記駆動部により前記検出部を回転させることにより前記生成部で生成された回転位置情報に基づいて、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の初期位相を決定し、決定した初期位相で励磁電流を流すことを指示するとともに、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相を変更する場合には、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相の変更分に応じた角度だけ、前記検出部を回転させることを指示する制御部と、を有することを特徴とする。 A control apparatus for a synchronous rotating machine according to the present invention is a control apparatus for a synchronous rotating machine that controls a rotating operation of a rotor of a synchronous rotating machine that uses a permanent magnet as a magnetic pole of the rotor, and is a generation unit different from the rotor A generating unit that generates rotational position information indicating a rotational position of a rotor of the synchronous rotating machine , at least a part of which is attached to the rotating shaft of the synchronous rotating machine and rotates together with the rotating shaft; A detection unit that can rotate coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine, and that detects a reference position of the rotor based on a detection position of rotation position information generated by the generation unit; An excitation current having a fixed phase based on the reference position is generated as a drive unit that rotates the detection unit by a motor coaxially with the rotor of the synchronous rotator and an excitation current that flows through the stator winding of the synchronous rotator. and an inverter, Before starting the synchronous rotating machine, based on the rotational position information generated by the generating unit by rotating the detecting unit by the driving unit, the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine When determining the initial phase and instructing the excitation current to flow at the determined initial phase, and changing the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine, the stator of the synchronous rotating machine And a control unit that instructs to rotate the detection unit by an angle corresponding to a change in the phase of the excitation current flowing through the winding .
本発明の同期回転機の制御方法は、回転子の磁極として永久磁石を用いた同期回転機の回転動作を制御する同期回転機の制御方法であって、前記回転子と異なる生成部であって、少なくとも一部が前記同期回転機の回転軸に取り付けられて前記回転軸と共に回転する生成部により、前記同期回転機の回転子の回転位置を示す回転位置情報を生成する第1の生成工程と、前記同期回転機の回転子と同軸で回転することが可能な検出部により、前記第1の生成工程で生成された回転位置情報の検出位置に基づいて、前記回転子の基準位置を検出する検出工程と、前記同期回転機の回転子と同軸で前記検出部をモータにより回転させる駆動工程と、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流として、前記基準位置に基づく固定の位相の励磁電流を、インバータにより生成する第2の生成工程と、前記同期回転機を始動させる前に、前記駆動工程により前記検出部を回転させることにより前記生成部で生成された回転位置情報に基づいて、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の初期位相を決定し、決定した初期位相で励磁電流を流すことを指示するとともに、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相を変更する場合には、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相の変更分に応じた角度だけ、前記検出部を回転させることを指示する制御工程と、を有することを特徴とする。 A method for controlling a synchronous rotating machine according to the present invention is a method for controlling a synchronous rotating machine that uses a permanent magnet as a magnetic pole of a rotor to control a rotating operation of the synchronous rotating machine, and is a generation unit different from the rotor. A first generation step of generating rotational position information indicating a rotational position of a rotor of the synchronous rotating machine by a generating unit that is attached to the rotating shaft of the synchronous rotating machine and rotates together with the rotating shaft; The detection unit capable of rotating coaxially with the rotor of the synchronous rotating machine detects the reference position of the rotor based on the detection position of the rotation position information generated in the first generation step. A detection step, a driving step in which the detection unit is rotated by a motor coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine, and an excitation current flowing in a stator winding of the synchronous rotating machine with a fixed phase based on the reference position Excitation current A second generation step of generating by an inverter, before starting the synchronous rotary machine, based on the rotational position information generated by the generating unit by rotating the detector by the driving step, the synchronous rotation Determine the initial phase of the excitation current flowing through the stator winding of the machine, instruct the flow of the excitation current at the determined initial phase, and change the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine In this case, the method includes a control step of instructing to rotate the detection unit by an angle corresponding to a change in the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine .
本発明によれば、永久磁石を用いた回転子を備えた同期回転機における固定子巻線に流す励磁電流の位相を容易に且つ正確に決定することができる。 According to the present invention, it is possible to easily and accurately determine the phase of the exciting current flowing in the stator winding in a synchronous rotating machine having a rotor with permanent magnets.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図1は、同期モータの制御システムの構成の一例を示す図である。尚、各図では、説明に必要な構成のみを簡略化して示す。
図1において、同期モータの制御システムは、同期モータ100と、回転位置検出センサ200と、センサ駆動部300と、制御部400と、インバータ500とを有する。
同期モータ100は、同期回転機の一例であり、回転子(ロータ)と、固定子(ステータ)と、回転軸等を有し、負荷600を駆動する。また、同期モータ100は、回転子の磁極として複数の永久磁石を備え、当該複数の永久磁石が周方向に一定間隔で配置されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a synchronous motor control system. In each drawing, only the configuration necessary for the description is simplified.
In FIG. 1, the synchronous motor control system includes a
The
回転位置検出センサ200は、同期モータ100の回転子の現在の位置(磁極の位置)と基準位置とを検出するためのセンサである。回転位置検出センサ200は、生成部201と、検出部202とを有する(図2、図3を参照)。詳細は後述するが、生成部201は、少なくとも一部が同期モータ100の回転軸に取り付けられ、回転子の回転位置を示す回転位置情報を生成するためのものである。一方、検出部202は、同期モータ100の回転軸と同軸で回転(回動)することが可能なケースに取り付けられ、生成部で生成された回転位置情報に基づいて、回転子の回転位置(基準位置を含む)を検出する。特に、回転子の基準位置は、生成部201で生成された回転位置情報の検出位置に基づいて検出される。
センサ駆動部300は、回転位置検出センサ200の検出部202が取り付けられているケース303(図2を参照)を、同期モータ100の回転軸と同軸で回転(回動)させるためのものである。
The rotational
The
制御部400は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータにより実現され、センサ駆動部300及びインバータ500の動作を制御する。詳細は後述するが、本実施形態では、制御部400は、同期モータ100を始動する前に、センサ駆動部300に対して駆動信号を生成する。制御部400は、このようにして回転位置検出センサ200の検出部202が取り付けられているケース303を回転させることにより回転位置検出センサ200で検出された回転位置情報に基づいて、同期モータ100の固定子巻線に流す励磁電流の初期位相を決定する。そして、制御部400は、当該初期位相で励磁電流を流すことをインバータ500に指示する。
The
また、制御部400は、同期モータ100の固定子巻線に流す励磁電流の位相を変更する場合、インバータ500に対して当該位相の変更を指示するのではなく、変更後の位相に対応する角度だけ、回転位置検出センサ200の検出部202が取り付けられているケース303を回転させることを指示する。制御部400は、例えば、励磁電流の位相と、ケース303の回転角度との関係を、位相の進み・遅れと回転方向とを識別できるようにして記憶したテーブルを予め持っており、このテーブルを用いて、ケース303の回転角度を決定することができる。このように、位相の進み・遅れと回転方向とを識別できるようにすることによって、位相が進みであるか否かによって回転方向を決定し、回転量を少なくすることができる。ここで、励磁電流の位相と、ケース303の回転角度とは比例関係になる。
In addition, when changing the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the
尚、テーブルを用いずに、励磁電流の位相と、ケース303の回転角度との関係を表す式を用いるようにすればよい。また、位相の変更の指示値が、初期位相からの変更値ではなく、現在の位相からの変更値とする場合には、位相が変更される度に、変更後の位相、又は当該位相に対応するケース303の回転角度を記憶しておくようにすればよい。
インバータ500は、制御部400からの指示に基づいて、同期モータ100の固定子巻線に流す励磁電流を生成するものである。このときインバータ500は、回転位置検出センサ200で検出された回転位置情報に同期して励磁電流の波形を生成する。尚、インバータ500による励磁電流の供給は、ベクトル制御や位相制御等により実現されるが、これらは公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細を省略する。
Instead of using a table, an expression representing the relationship between the phase of the excitation current and the rotation angle of the
The
図2は、同期モータ100、回転位置検出センサ200、及びセンサ駆動部300の概略構成の一例を示す断面図である。具体的に図2は、同期モータ100の回転軸に垂直な方向から切った断面図である。
前述したように、同期モータ100は、回転子101と、固定子102と、回転軸103とを有し、ハウジング(フレーム)104に収められている。尚、固定子102は、図示しない固定リングによってハウジング104に固定されている。
ハウジング104には、回転位置検出センサ200及びセンサ駆動部300を収容するケース105が取り付けられている(固定されている)。このケース105は、同期モータ100が駆動しても動くことはない。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a schematic configuration of the
As described above, the
A
センサ駆動部300は、モータ301と、ギア302と、ケース303とを有している。
モータ301は、ケース105に取り付けられており、制御部400からの指示に基づいて、ケース303を、同期モータ100の回転軸103と同軸で回転させるためのものである。モータ301は、例えば、サーボモータやステッピングモータにより実現される。尚、モータ301は、ケース303を右回り、左回りの両方向で回転させることができる。
ギア302は、モータ301とケース303との間に配置され、モータ301によるケース303の回転の最小単位を規定するものである。
ケース303には、回転位置検出センサ200と、同期モータ100の回転軸103の先端部分とを収容し、同期モータ100の回転軸103と同軸で回転する。
The
The
The
The
回転位置検出センサ200は、生成部201と、検出部202とを有している。
前述したように、生成部201は、少なくとも一部が同期モータ100の回転軸103の先端部分に取り付けられ(固定され)、回転子101の回転位置を示す回転位置情報を生成する。検出部202は、ケース303に取り付けられ(固定され)、生成部201で生成された回転位置情報に基づいて、回転子101の回転位置(基準位置を含む)を検出し、その信号を制御部400に送信する。
The rotational
As described above, the
図3は、回転位置検出センサ200の構成の一例を示す図である。本実施形態では、光学式ロータリエンコーダを用いて回転位置検出センサ200を構成している。
回転位置検出センサ200は、生成部201の一例である「スリット円板201a、LED(Light Emitting Diode)201b、及びマスク201c」と、検出部202の一例である「フォトトランジスタ群」とを有している。
スリット円板201aは、回転軸103に取り付けられ、回転軸103と共に回転するものである。スリット円板201aの相対的に外周側の領域には、その周方向において等間隔に配置された複数のスリット211が形成されている。また、スリット円板201aの相対的に内周側の領域には、1つのスリット212が形成されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rotational
The rotational
The
LED201bは、スリット円板201aの面方向に対して略垂直に光を発光するためのものである。
マスク201cは、LED201bから発光された光の一部をスリット円板201aの方向に透過させるためのものである。
マスク201cの相対的に上側(回転軸103から遠い側)の領域には、スリット円板201aの相対的に外周側の領域において相互に隣接して形成されている2つのスリット211の間隔と同一の間隔の2つのスリット221、222が形成されている。これらの2つのスリット221、222と、スリット円板201aの相対的に外周側の領域において相互に隣接して形成されている2つのスリット211とが、回転軸103に沿う方向で正対することができるように、スリット円板201a及びマスク201cが配置されている。
また、マスク201cの相対的に下側(回転軸103に近い側)の領域であって、スリット円板201aの相対的に内周側に形成されているスリット212と回転軸103に沿う方向で正対することができる領域には、1つのスリット223が形成されている。
The
The
The area on the relatively upper side (the side far from the rotation shaft 103) of the
Further, it is a region on the lower side of the
フォトトランジスタ群202は、スリット円板201aを透過した光を受光する3つのフォトトランジスタ231〜233を有している。具体的に、相対的に上側(回転軸103から遠い側)の領域には、2つのフォトトランジスタ231、232が配置されている。より具体的には、これら2つのフォトトランジスタ231、232は、それぞれスリット円板201aの相対的に外周側の領域において相互に隣接して形成されている2つのスリット211と回転軸103に沿う方向で正対することができる領域に配置されている。一方、相対的に下側(回転軸103に近い側)の領域には、1つのフォトトランジスタ233が配置されている。より具体的には、このフォトトランジスタ233は、スリット円板201aの相対的に内周側に形成されているスリット212と回転軸103に沿う方向で正対することができる領域に配置されている。
The
以上のようにして回転位置検出センサ200を構成することによって、スリット円板201aを透過する光が、回転位置情報として出力され、この光をフォトトランジスタ231〜233が入力することにより、回転子101の回転位置が検出される。尚、スリット円板201aのスリット211を透過する光をフォトトランジスタ231、232が受光することにより、回転子101の現在の位置が検出される。また、スリット212を透過する光をフォトトランジスタ233が受光することにより、回転子101の基準位置が検出される。尚、ロータリエンコーダ自体は、公知の技術で実現できるので、ここでは、その動作の詳細を省略する。
By configuring the rotational
前述したように、LED201b、マスク201c、及びフォトトランジスタ群202は、ケース303に取り付けられている。よって、ケース303が同期モータ100の回転軸103と同軸で回転すると、LED201b、マスク201c、及びフォトトランジスタ群202は、それらの相対的な位置関係を変えずに、スリット円板201aの周方向に沿って回転する。
図4は、フォトトランジスタ群202の位置が変更される様子の一例を示す図である。フォトトランジスタ群202の位置が、図4(a)に示す位置から、図4(b)に示す位置に変更すると(図4では、回転角度がθ、回転方向が時計回りであるとする)、フォトトランジスタ群202が、スリット円板201aのスリット212を透過する光を受光する位置も変更される。尚、前述したように、図4(a)、図4(b)において、各フォトトランジスタ231〜233は、それぞれ、回転軸103の方向に沿ってスリット221〜223と正対している(例えは、フォトトランジスタ231に対し、紙面に垂直な方向にスリット221が存在している)。
As described above, the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of how the position of the
したがって、同期モータ100の固定子巻線に流す励磁電流の位相の変更分に応じてケース303を回転させれば、励磁電流の位相の基準位置が変わる。よって、インバータ500は、電子回路による位相の変更分に対応した励磁電流の波形を変更する演算を行わなくても、回転位置検出センサ200で信号が検出されるのに同期して、当該基準位置に対する固定の位相の励磁電流の波形を生成するだけで、励磁電流の位相を変更することができる。
また、同期モータ100を始動する前に、ケース303を回転させることにより、スリット円板201aと、LED201b、マスク201c、及びフォトトランジスタ群202と、の相対的な位置関係を変更することができる。よって、同期モータ100を駆動させなくても、同期モータ100の回転子101の停止位置を検出することができ、当該回転位置に応じて、同期モータ100の固定子巻線に流す励磁電流の位相を決定することができ、同期モータ100の始動を容易に行うことができる。
Therefore, if the
Further, by rotating the
以上のように本実施形態では、回転位置検出センサ200を光学式ロータリエンコーダで構成する。具体的に生成部201の一つであるスリット円板201を、同期モータ100の回転軸103に取り付ける。また、生成部201の他の部分であるLED201b及びマスク201cと、検出部202であるフォトトランジスタ231〜233とを、回転軸103と同軸で回転するケース303に取り付ける。そして、固定子巻線に流す励磁電流の位相を変える場合、又は、当該励磁電流の初期位相を決定する場合に、制御部400によりケース303を回転させる。したがって、励磁電流の位相の基準位置の情報を入力するフォトトランジスタ233の位置を変更することができるので、電子回路による演算を行わなくても、励磁電流の位相をスムーズに変更することができる。また、同期モータ100を駆動させなくても、励磁電流の駆動初期位相を決定することができる。よって、高価な高性能のインバータを用いなくても、永久磁石を用いた回転子101を備えた同期モータ100における固定子巻線に流す励磁電流の位相を容易に且つ正確に決定することができる。特に、多極の回転子を高速で回転させる場合(固定子巻線に流す励磁電流の周波数が高い場合)に有効である。また、ケース303は、回転子101の1極分の角度(2極なら1極分の角度は180°(=360°/2))だけ回転できればよいので、ケース303を多数回転する必要はない。したがって、スリップリング等の特別な部品を用いることなく、ケース303を回転させることができる。
As described above, in the present embodiment, the rotational
尚、本実施形態では、LED201b、マスク201c、及びフォトトランジスタ群202を同一のケース303に取り付けた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、生成部201(スリット円板201a、LED201b、マスク201c)と、検出部202(フォトトランジスタ群202)との相対的な位置関係を変えずに、検出部202を回転軸103と同軸で回転させるようにしていれば、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、LED201b及びマスク201cと、フォトトランジスタ群202とを異なるケースに取り付けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、例えば、回転位置検出センサ200、センサ駆動部300、制御部400、及びインバータ500を用いることにより、回転子の磁極として永久磁石を用いた同期回転機の回転子の回転動作を制御する同期回転機の制御装置の一例が実現される。
In the present embodiment, the case where the
Further, in the present embodiment, for example, by using the rotational
本実施形態では、回転位置検出センサ200を光学式ロータリエンコーダで構成するようにしたが、光学式エンコーダの代わりに、例えば、以下のものを用いることができる。
(変形例1)
図5は、回転位置検出センサの第1の変形例を示す図である。本変形例では、磁気式ロータリエンコーダを用いて回転位置検出センサを構成する。
図5に示すように、回転位置検出センサ700は、多極の永久磁石701と、センサユニット702とを有している。
永久磁石701は、同期モータ100の回転軸103に取り付けられ、回転軸103と共に回転する。センサユニット702は、ホールセンサIC(Integrated Circuit)を備えており、永久磁石701からの磁束の変化を回転位置情報として入力し、それを電気信号に変換して制御部400に送信する。
このように、回転位置検出センサを磁気式ロータリエンコーダとした場合、少なくとも永久磁石701により生成部201が構成され、センサユニット702により検出部が構成される。
In the present embodiment, the rotational
(Modification 1)
FIG. 5 is a diagram illustrating a first modification of the rotational position detection sensor. In this modification, a rotational position detection sensor is configured using a magnetic rotary encoder.
As shown in FIG. 5, the rotational
The
As described above, when the rotational position detection sensor is a magnetic rotary encoder, the
(変形例2)
図6は、回転位置検出センサの第2の変形例を示す図である。本変形例では、レゾルバを用いて回転位置検出センサを構成する。
図6に示すように、回転位置検出センサ800は、回転子801と、固定子802とを有する。
回転子801は、同期モータ100の回転軸103に取り付けられ、回転軸103と共に回転する。回転子801が備える励磁コイルに回転位置情報として交流電力を加えると、固定子802が備える検出コイルに電圧が発生し、この電圧の情報が制御部400に送信される。
このように、回転位置検出センサをレゾルバとした場合、少なくとも回転子801により生成部が構成され、固定子802により検出部が構成される。
以上のように、回転位置検出センサとしては種々のものを用いることができるので、回転位置検出センサは前述したものに限定されない。また、同期モータではなく、同期発電機に適用してもよい。
(Modification 2)
FIG. 6 is a diagram illustrating a second modification of the rotational position detection sensor. In this modification, a rotational position detection sensor is configured using a resolver.
As shown in FIG. 6, the rotational
The
As described above, when the rotational position detection sensor is a resolver, at least the
As described above, since various types of rotational position detection sensors can be used, the rotational position detection sensor is not limited to the one described above. Moreover, you may apply not to a synchronous motor but to a synchronous generator.
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100 同期モータ
200、700、800 回転位置検出センサ
201、701、801 生成部
202、702、802 検出部
300 センサ駆動部
301 モータ
302 ギア
303 ケース
400 制御部
500 インバータ
600 負荷
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転子と異なる生成部であって、少なくとも一部が前記同期回転機の回転軸に取り付けられて前記回転軸と共に回転するものであり、前記同期回転機の回転子の回転位置を示す回転位置情報を生成する生成部と、
前記同期回転機の回転子と同軸で回転することが可能であり、前記生成部で生成された回転位置情報の検出位置に基づいて、前記回転子の基準位置を検出する検出部と、
前記同期回転機の回転子と同軸で前記検出部をモータにより回転させる駆動部と、
前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流として、前記基準位置に基づく固定の位相の励磁電流を生成するインバータと、
前記同期回転機を始動させる前に、前記駆動部により前記検出部を回転させることにより前記生成部で生成された回転位置情報に基づいて、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の初期位相を決定し、決定した初期位相で励磁電流を流すことを指示するとともに、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相を変更する場合には、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相の変更分に応じた角度だけ、前記検出部を回転させることを指示する制御部と、を有することを特徴とする同期回転機の制御装置。 A control device for a synchronous rotating machine that controls a rotating operation of a rotor of a synchronous rotating machine using a permanent magnet as a magnetic pole of the rotor,
A rotational position indicating a rotational position of the rotor of the synchronous rotator, the generator being different from the rotor, wherein at least a part is attached to the rotational shaft of the synchronous rotator and rotates together with the rotational shaft. A generator for generating information;
A detection unit capable of rotating coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine, and detecting a reference position of the rotor based on a detection position of rotation position information generated by the generation unit;
A drive unit that is coaxial with the rotor of the synchronous rotating machine and that rotates the detection unit by a motor ;
As an excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine, an inverter that generates an excitation current having a fixed phase based on the reference position;
Before starting the synchronous rotating machine, the excitation current flowing in the stator winding of the synchronous rotating machine based on the rotational position information generated by the generating unit by rotating the detecting unit by the driving unit. When determining the initial phase and instructing the excitation current to flow at the determined initial phase, and changing the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine, the stator of the synchronous rotating machine A control device for a synchronous rotating machine , comprising: a control unit that instructs to rotate the detection unit by an angle corresponding to a change in a phase of an exciting current flowing through a winding .
前記駆動部は、前記ケースを前記同期回転機の回転子と同軸で回転させることを特徴とする請求項1に記載の同期回転機の制御装置。 The detection unit is attached to a case capable of rotating coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine,
The control device for a synchronous rotating machine according to claim 1, wherein the driving unit rotates the case coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine.
前記回転子と異なる生成部であって、少なくとも一部が前記同期回転機の回転軸に取り付けられて前記回転軸と共に回転する生成部により、前記同期回転機の回転子の回転位置を示す回転位置情報を生成する第1の生成工程と、
前記同期回転機の回転子と同軸で回転することが可能な検出部により、前記第1の生成工程で生成された回転位置情報の検出位置に基づいて、前記回転子の基準位置を検出する検出工程と、
前記同期回転機の回転子と同軸で前記検出部をモータにより回転させる駆動工程と、
前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流として、前記基準位置に基づく固定の位相の励磁電流を、インバータにより生成する第2の生成工程と、
前記同期回転機を始動させる前に、前記駆動工程により前記検出部を回転させることにより前記生成部で生成された回転位置情報に基づいて、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の初期位相を決定し、決定した初期位相で励磁電流を流すことを指示するとともに、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相を変更する場合には、前記同期回転機の固定子巻線に流す励磁電流の位相の変更分に応じた角度だけ、前記検出部を回転させることを指示する制御工程と、を有することを特徴とする同期回転機の制御方法。 A control method for a synchronous rotating machine for controlling the rotational operation of a synchronous rotating machine using a permanent magnet as a magnetic pole of a rotor,
Rotation position indicating a rotational position of the rotor of the synchronous rotating machine by a generating unit that is different from the rotor and at least a part of which is attached to the rotating shaft of the synchronous rotating machine and rotates together with the rotating shaft. A first generating step for generating information;
Detection that detects the reference position of the rotor based on the detection position of the rotational position information generated in the first generation step by a detection unit that can rotate coaxially with the rotor of the synchronous rotating machine Process,
A driving step of rotating the detection unit by a motor coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine;
A second generation step of generating, by an inverter, an excitation current having a fixed phase based on the reference position as an excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine;
Before starting the synchronous rotating machine, based on the rotational position information generated by the generating unit by rotating the detecting unit by the driving process, the excitation current flowing in the stator winding of the synchronous rotating machine When determining the initial phase and instructing the excitation current to flow at the determined initial phase, and changing the phase of the excitation current flowing through the stator winding of the synchronous rotating machine, the stator of the synchronous rotating machine And a control step for instructing the detector to rotate by an angle corresponding to a change in the phase of the excitation current flowing through the winding .
前記駆動工程は、前記ケースを前記同期回転機の回転子と同軸で回転させることを特徴とする請求項3に記載の同期回転機の制御方法。 The detection unit is attached to a case capable of rotating coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine,
The method for controlling a synchronous rotating machine according to claim 3 , wherein in the driving step, the case is rotated coaxially with a rotor of the synchronous rotating machine.
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