JP5727716B2 - 単相交流同期モータの駆動方法および駆動装置 - Google Patents
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Description
回転磁界周波数=電源周波数/(極数×1/2) ・・・・(1)
先ず、実施の形態の説明に入る前に、本発明に係る単相交流同期モータの駆動方法の原理について説明する。
ia=(Va−ea)/(Ra+jω0La)=(Va−ea)/(Ra+jXa) ・・・・(2)
ステップS1における逆起電圧eaの瞬時値の算出は逆起電圧算出部307で行われる。この場合、逆起電圧算出部307は、巻線電流入力部301から巻線電流iaを取り込み(図6:ステップS101)、インピーダンス電圧Vzを下記(3)式によって算出する(ステップS102)。なお、この式において、sはラプラス演算子である。
Vz=〔(Ra+La・s)/(τ・s+1)〕・ia ・・・・(3)
ea=Va−Vz ・・・・(4)
ステップS2における逆起電圧eaの瞬時値の位相φeaの算出は逆電圧位相算出部308で行われる。この場合、逆電圧位相算出部308は、逆起電圧算出部307から時刻T1の逆起電圧ea1を取り込み(図7:ステップS201)、電源角周波数ω0に基づいて時刻T1から位相が90゜進む時刻T2を算出し(ステップS202)、逆起電圧算出部307から時刻T2の逆起電圧ea2を取り込み(ステップS203)、最大振幅値Aを下記(5)式によって算出する(ステップS204)。
A=(ea12+ea22)1/2 ・・・・(5)
φea=sin-1(ea/A) ・・・・(6)
ステップS3における巻線電流iaの瞬時値の位相φiaの算出は巻線電流位相算出部306で行われる。この場合、巻線電流位相算出部306は、巻線電流入力部301から時刻T1の巻線電流ia1を取り込み(図8:ステップS301)、電源角周波数ω0に基づいて時刻T1から位相が90゜進む時刻T2を算出し(ステップS302)、巻線電流入力部301から時刻T2の巻線電流ia2を取り込み(ステップS303)、最大振幅値Bを下記(7)式によって算出する(ステップS304)。
B=(ia12+ia22)1/2 ・・・・(7)
φia=sin-1(ia/B) ・・・・(8)
ステップS4における負荷角θpvの算出は負荷角演算部309で行われる。この場合、負荷角演算部309は、逆電圧位相算出部308で算出された逆起電圧eaの瞬時値の位相φeaと巻線電流相算出部306で算出された巻線電流iaの瞬時値の位相φiaを取り込み(図9:ステップS401)、逆起電圧eaの瞬時値の位相φeaと巻線電流iaの瞬時値の位相φiaとの位相差をψa=φea−φiaとして求め、現在の負荷角θpvをθpv=90゜−ψaとして求める(ステップS403)。
ステップS5におけるモータ電圧Vaの値の調整はモータ駆動部入力信号演算部310およびモータ駆動部311において行われる。モータ駆動部入力信号演算部310は、負荷角演算部309で算出された現在の負荷角θpvおよび記憶部305に格納されている負荷角の設定値θspを取り込み(図10:ステップS501)、現在の負荷角θpvと負荷角の設定値θspとの偏差に応じ、PID演算によって、θpv=θspとなるような正弦波PWM信号をモータ駆動部入力信号として生成し(ステップS502)、この生成した正弦波PWM信号をモータ駆動部311に出力する(ステップS503)。モータ駆動部311は、モータ駆動部入力信号演算部310からの正弦波PWM信号を受けて、インダクタ型モータ10へのモータ電圧V(Va,Vb)の値を調整する(ステップS504)。
Claims (4)
- 交流電源からの単相の交流電圧をモータ電圧として固定子巻線に加えることによって電源周波数と磁極数とによってその周波数が定められる回転磁界磁束を生成し、この生成した回転磁界磁束によってロータを回転させる単相交流同期モータの駆動方法において、
前記固定子巻線に流れている巻線電流の位相を算出する巻線電流位相算出ステップと、
前記固定子巻線に発生している逆起電圧の位相を算出する逆起電圧位相算出ステップと、
前記巻線電流位相算出ステップによって算出された巻線電流の位相と前記逆起電圧位相算出ステップによって算出された逆起電圧の位相との位相差を求め、この位相差に基づいて前記固定子巻線に加えられるモータ電圧の値を制御するモータ電圧制御ステップと
を備えることを特徴とする単相交流同期モータの駆動方法。 - 請求項1に記載された単相交流同期モータの駆動方法において、
前記モータ電圧制御ステップは、
前記巻線電流位相算出ステップによって算出された巻線電流の位相と前記逆起電圧位相算出ステップによって算出された逆起電圧の位相との位相差が予め定められた設定値に一致するように前記モータ電圧の値を制御する
ことを特徴とする単相交流同期モータの駆動方法。 - 請求項1に記載された単相交流同期モータの駆動方法において、
前記モータ電圧制御ステップは、
前記巻線電流位相算出ステップによって算出された巻線電流の位相と前記逆起電圧位相算出ステップによって算出された逆起電圧の位相との位相差が予め定められた設定値範囲に入るように前記モータ電圧の値を制御する
ことを特徴とする単相交流同期モータの駆動方法。 - 交流電源からの単相の交流電圧を固定子巻線にモータ電圧として加えることによって電源周波数と磁極数とによってその周波数が定められる回転磁界磁束を生成し、この回転磁界磁束によってロータを回転させる単相交流同期モータの駆動装置において、
前記固定子巻線に流れている巻線電流の位相を算出する巻線電流位相算出手段と、
前記固定子巻線に発生している逆起電圧の位相を算出する逆起電圧位相算出手段と、
前記巻線電流位相算出手段によって算出された巻線電流の位相と前記逆起電圧位相算出手段によって算出された逆起電圧の位相との位相差を求め、この位相差に基づいて前記固定子巻線に加えられるモータ電圧の値を制御するモータ電圧制御手段と
を備えることを特徴とする単相交流同期モータの駆動装置。
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