JPH03198690A - 可変リラクタンス型モータにおける通電制御方法及び装置 - Google Patents

可変リラクタンス型モータにおける通電制御方法及び装置

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JPH03198690A
JPH03198690A JP1314153A JP31415389A JPH03198690A JP H03198690 A JPH03198690 A JP H03198690A JP 1314153 A JP1314153 A JP 1314153A JP 31415389 A JP31415389 A JP 31415389A JP H03198690 A JPH03198690 A JP H03198690A
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current
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JP1314153A
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Hiroshi Ikebe
池辺 洋
Hidetsugu Komiya
小宮 英嗣
Hideaki Oku
秀明 奥
Takeshi Nakamura
毅 中村
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可変リラクタンス型モータの通電制御に関す
る。
従来の技術 可変リラクタンス型モータは、ロータとステータに突極
を設け、ステータの突極に巻回された巻線に電流を流す
ことによってステータ突極を励磁し、該突極に生じる磁
気吸引力によってロータ突極を引き寄せ回転力を発生さ
せるモータである。
そのため、ステータ巻線に流す電流の向きは関係なく、
ロータの位置、即ち、ロータの電気角に応じて、通電す
る巻線の相を決定するものである。
ステータ突極とロータ突極が対向を開始する位置から完
全に対向するまでの間に巻線に電流を流せばロータ回転
方向のトルクを発生する。例えば、第6図(a)に示す
ようにステータ20のA相の突極2OAとロータ21の
1つの突極21aが対向開始する位置からA相の巻線(
突極2OAに巻回された巻線)に電流を流せばステータ
20のA相の突極2OAはロータ突極21aを吸引し、
ロータ21を第6図(a)中度時計方向に回転させるト
ルクを発生する。そして、第6図(b)に示すようにス
テータ20のA相の突極2OAとロータ突極21aが完
全に対向する位置まで、A相に電流を流せば反時計方向
のトルクが発生する。しかし、第6図(b)に示すロー
タ21の位置よりさらにロータ21が反時計方向に回転
した位置までA相に電流を流すと、逆に時計方向へのト
ルクを発生する。即ち、トルクは常に磁気抵抗を減少さ
せる方向に生じるものである。
そこで、第6図(a)に示すようにA相のステータ突極
2OAとロータ21の1つの突極が対向開始するロータ
位置を電気角0度とし、ステータ突極2OAとロータ突
極が完全に対向する第6図(b)のロータ位置を電気角
180度、次のロータ突極がステータ突極2OAと対向
開始するロータ位置を電気角360度(第6図(a)参
照)とすると、ロータ21の回転方向に関係なく、次の
ようにステータ2OAの巻線、即ち、A相の巻線に通電
すれば第6図中時計方向1反時計方向のトルクを発生す
る。
反時計方向トルク ・・・電気角0度から180度の間通型時計方向トルク ・・・電気角180度から360度まで通電そこで、従
来の可変リラクタンス型モータ駆動制御においては、ロ
ータの電気角位置において上述した2種類の通電パター
ンをROM等に記憶させておき、この通電パターンを用
いて各相の通電時間を制御している。
発明が解決しようとする課題 巻線にはインダクタンスがあるため、巻線への電圧印加
が「0」になっても、しばらく電流は流れる。そのため
、上述した通電時間だけ巻線へ電圧を印加しても通電時
間を越えて電流が流れることとなり、目的のトルクとは
逆方向のトルクを発生させ、モータ効率を損う。
例えば、第6図において反時計方向にロータ21を回転
させるために、ステータ突極2OAのA相巻線に電気角
0度から電圧の印加を開始し、電気角180度で切った
としても、第7図に示すように巻線のインダクタンスに
より電流が流れ、そのため、時計方向のトルクが発生し
、これが妨害トルクとなってモータの効率を損なうこと
となる。
そこで、本発明の目的は、目的のトルクとは逆方向のト
ルク発生を発生させないように通電角を自動的に調整す
るリラクタンス型モータの通電制御方法及び装置を提供
することにある。
課題を解決するための手段 ロータの回転位置に応じて各相毎に電流指令を出力し各
相の巻線に電流を流して駆動させる可変リラクタンス型
モータにおいて、本発明は、少なくとも1つの相におけ
る電流指令開始から、該相の巻線電流を検出する電流検
出器が電流零を検出するまでの区間を検出する手段と、
該検出された区間と電気角180度の幅の区間との差を
求める手段と、上記差において、各相の電流指令開始か
ら夫々の巻線に通電させる区間を制御し各相電気角18
0度の間巻線に電流が流れるよう通電制御手段とを設け
ることによって、目的とするトルク方向とは逆方向のト
ルク発生を防止するようにした。
作    用 少なくとも1つの相において、通電開始から当該相の巻
線電流が零になる区間を検出し、この検出区間と、本来
目的となるトルク方向のトルクが生じる電気角180度
の幅の区間との差を求め、この差によって通電区間を調
整する。例えば電気角180度の幅の区間よりも検出し
た区間が長ければ、その長い分だけ通電区間を縮小する
。また、検出した区間が短ければ、その短い分だけ通電
区間を長くする。以下、通電角1サイクル毎上記処理を
行えば、各相の巻線電流は、目的とするトルク方向のト
ルクを発生する電気角180度の幅の区間だけ巻線電流
が流れ、逆トルクが発生せず、しかも効率よく目的とす
るトルクを発生させることができる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例における制御動作原理を説
明する説明図である。この説明図では、1相分だけを取
出して説明しており電気角1サイクル(0度から360
度)中0度から180度まで巻線に電流を流して目的と
するトルクを発生させる場合を例にとって説明している
。まず、第1図(a)は巻線に電流が流れると目的とす
るトルクが発生する電気角区間No (0度〜180度
)を示し、第1図(b)は、電流を流すべき通電区間(
電圧印加区間)N1第1図(c)は電流波形第1図(d
)は通電開始から、モータに取付けられたパルスコーダ
からの信号をカウンタCで計数し、巻線電流iが零とな
るまでの計数値を表す。
そして、電気角0度から180度までのパルスコーダか
らのパルス数を Noとする。 まず、始めに通電区間
を電流を流すべき0度〜180度の区間N=N 1 (
=N o)として、初期設定してモータを駆動したとす
る。電気角が0度となり通電が開始されカウンタCがパ
ルスコーダからのパルスを計数し、又電流が第1図(C
,)に示すように流れるとする。そして電気角が180
度となり通電を終了し巻線への電圧印加を切った場合、
巻線のインダクタンスの影響で電流iは電圧印加が停止
されても流れる。この電流iが零になった点を検出し、
カウンタCの計数を停めればこのカウンタCのカウント
値C1が巻線に電流iが流れている区間を示す。電気角
1サイクルのT1周期では第1図に示すように電気角1
80度以上になっても電流iは流れ、逆トルクが発生す
ることとなる。
そこで、カウンタCの値C1より、電気角180度の区
間に対応するパルスコーダのパルス数N。
で減じて、その差n1を求め(nl=c1−No)、次
のサイクルT2においては、通電区間を求めた差n1だ
け減少させる。即ち、N2=N1−nlなる演算を行っ
て、次のサイクルT2の通電区間を求め、この通電区間
だけ、巻線に電圧を印加する。通電区間が減少するから
、サイクルT2においては、巻線に電流が流れる区間は
減少し、カウンタCで検出される計数値C2と電気角1
80度区間のパルス数Noとの差n2 (=C2−No
)は零に近くなり、目的のトルクを発生する区間(0度
から180度)以上に電流が流れることは少なくなる。
以下、この処理を繰り返していけば、目的とする区間の
み巻線に電流が流れるように制御されることになる。 
一方、トルク指令値が増大し、巻線に流れる電流iがサ
イクルT3に示すように増大したとき、電気角180度
を越えて流れることとなる。この場合もカウンタCの計
数値C3からNOを減じて差n3を求め、次のサイクル
T4での通電区間を前サイクルT3の通電区間N3より
差n3を減じた値N4 (=N3−n3)とすれば、こ
のサイクルT4では、巻線に電流が流れる区間の計算値
C4と電気角0度から180度間の区間Noとの差n4
は小さくなり、逆トルク発生は小さくなる。以下、この
処理を繰り返していけば、この巻線電流iの波高におい
ても、目的とするトルク方向のトルクが得られる区間N
だけ巻線電流が流れるように制御される。
次に、サイクルT4の状態から、次のサイクルT5では
トルク指令値が減少し、巻線電流iの波高が低くなった
場合、サイクルT5の通電区間N5はN4−n4となり
巻線電流iの波高の低下分だけ、巻線電流iは早く零に
収束する。その結果、巻線電流iが流れる区間C5は電
気角0度から180度の区間よりも短くなり、その差n
5(=C5−N o)は負となる。又、発生トルクも減
少する。そして、次のサイクルでは、前サイクルの通電
区間N5から差n5が減算された通電区間N6(N5−
n5)となる。差n5は負であるから通電区間N6は前
サイクルの通電区間N5より長くなる。その結果巻線に
電流iが流れる区間は電気角0度から180度になるよ
うに補正されることとなる。
0 以上の処理を各サイクル毎行い、通電区間Nを補正し、
この求められた通電区間Nを各相の通電区間とすれば、
各相の巻線に流れる電流は、目的とするトルク方向のト
ルクを発生する夫々の電気角180度の区間にのみ流れ
るように補正され逆トルクの発生を減少させると共に、
目的とするトルクを最大限に発生できるように調整され
ることとなる。
第2図はA、  B、  C相の3相可変リラクタンス
型モータに本発明を適用したときの各相の通電区間を説
明する説明図で、通電区間をN(このNの値をこの第2
図では説明をわかりやす(するために度数を表すものと
している。又、Nの値を角度ではなくパルスロータのパ
ルス数で表すとす、れば、角度表示、例えば、180度
は電気角180度のときのパルス数と読みかえるものと
する)とし、電気角はA相の通電区間に合わせており、
B相。
C相はそれぞれ120度、240度位相がずれている。
第2図(a)は反時計方向回転2時計方向トルクの反時
計方向回転時の減速時で、A相のステータ突極とロータ
突極が完全に対向した電気角180度のロータ位置でA
相が励磁され、回転方向とは逆方向のトルクを発生させ
る。そして、ロータが電気角120度回転した位置(電
気角−180+120=300度)でB相のステータ突
極と他のロータ突極が完全に対向し、この位置より、B
相がれ励磁され、B相によっても時計方向のトルクを発
生させ減速させる。A相の通電区間N度だけ回転し、電
気角が180+NになるとA相の通電が停止されるが、
前述したようにA相巻線の電流はNの値が調整されて電
気角360度(A相のステータ突極とロータ突極の対向
が終了する位置)近傍まで流れ減速させる。そして、さ
らにロータが回転し、B相励磁から電気角120度回転
し、電気角60度(=300+120=420=60度
)になるとC相のステータ突極とロータ突極が完全に対
向し、この位置よりC相が励磁される。
さらに回転し、B相励磁からNの通電区間が終了する電
気角N−60度(Il−(360−300)1 2 =N−60)の位置でB相の通電が停止されるが、B相
の巻線電流はインダクタンスの影響で電気角120度近
傍まで流れ減速させる。
そして、ロータが回転し、電気角180度になると、前
述同様にA相が励磁され、さらに回転し、C相励磁から
電気角N度の通電区間が終了する電気角60+N度の位
置でC相の通電が停止される。
この場合もC相の電流は電気角240度近傍まで流れる
このようにして、反時計方向に回転しているロータは逆
方向に発生するトルクにより順次減速されることとなる
第2図(b)は反時計方向回転2反時計方向トルクで、
反時計方向にロータが駆動(加速)されるときの各相の
通電区間を示すもので、A相のステータ突極とロータ突
極が対向を開始する電気角0度の位置でA相の励磁が開
始され、A相のステータ突極とロータ突極が完全に対向
する前の電気角N度でA相の通電は停止させられる。B
相も、B相ステータ突極とロータ突極が対向を開始する
電気角120度で励磁が開始され、完全に対向する前の
120+N度で通電が停止される。また、C相は電気角
240度より電気角N−120(N−(360−240
)=Il−120)度まで通電される。
第2図(C)は時計方向回転9時計方向トルクの時計方
向への駆動(加速)時の各相通型区間を表すもので、A
相、B相、C相それぞれのステータ突極とロータ突極が
対向を開始する位置の電気角360度、120度、24
0度でそれぞれ通電が開始され、電気角N度回転した位
置の36ON度、480−N (360−(N−120
)480−N)度、240−N度の位置で通電が停止さ
れ、時計方向の駆動(加速)が行われる。
第2図(d)は、時計方向回転9反時計方向トルクの時
計方向回転時の減速の各相通型区間を示すもので、A、
  B、  C相それぞれ電気角180度。
300度、60度で通電され、電気角180−N度、3
00−N度、420−N (360−(N60) −4
20−N)度でそれぞれ通電が停止さ3 4 れ、減速が行われる。
以上のように、各相の通電区間はロータの回転方向、及
び、駆動(加速)か減速かによるトルク発生方向によっ
て通電を停止する位置を制御して可変リラクタンス型モ
ータを駆動すれば、逆トルク発生を零または小さくシ、
かつ、トルク損失の少ない効率のよいモータ駆動ができ
る。
第3図は本発明を実施する3相リラクタンス型モータの
制御部の要部ブロック図である。
速度ループ補償回路1は、速度指令Vcと周波数/電圧
変換器9から出力される可変リラクタンス型モータ6の
実速度に対応する電圧との差、即ち、速度偏差を増幅し
、トルク指令Tcを出力し、乗算器2A、2B、2Cは
該トルク指令TcとA。
B、  C相の関数信号発生器8A、8B、8Cから出
力されるモータ6の電気角θに応じた2π/3位相のず
れた信号とを各々乗じて相電流指令i r(A) 、 
 i r(B) 、  i r(C)を出力する。電流
ループ補償回路3A、3B、3Cは各相電流指令i r
(A) 、  i r(B) 、  i r(C) と
電流検出器5A。
5B、5Cで検出された対応する相電流i c (A)
 。
i c(B) 、  i c(C) との差、即ち、電
流偏差を増幅し、相電圧指令e r (A) 、  e
 r (B) 、  e r (C)を出力する。従来
の制御回路においては、この相電圧指令er(A)、e
r(B)、er(C)を各々電力増幅器4A、4B、4
Cへ出力していたが、本発明では通電制御手段10を介
して電力増幅器4A、4B、4Cに出力する。
電力増幅器4A、4B、4Cは、PWMインバータ回路
等で構成され、相電圧指令er(^)。
e r (B) 、  e r (C)を受信し、相電
圧er’(A)。
e r’ (B)、  e r’ (C)をモータ6の
各相に印加し、モータ6を駆動するものである。
上記周波数/電圧変換器9はモータ6に取付けられたパ
ルスロータ7の出力を周波数から電圧に変換し、モータ
6の実速度に応じた電圧を出力する。
なお、Gl (S)は速度ループ補償回路1の伝達関数
で、G2 (S)は電流ループ補償回路3A。
3B、3Cの伝達関数である。また、G3は電力5 6 増幅器4A、4B、4C伝達関数である。また、G3は
電圧増幅器4A、4B、4Cのゲインである。
上述した制御回路は従来の可変リラクタンス型モータの
制御回路において、電流ループ補償回路3A、3B、3
Cの出力er(A)、er(B)。
e r (C)を通電区間制御手段10を介して、電力
増幅器4A、4B、4Cに夫々出力する点が相違するの
みで他の構成は同一である。
通電区間制御手段10は、パルスロータからの信号及び
A相の電流検出器5Aからの信号が入力され、第2図に
示した処理を行うものである。そして、電力増幅器4A
、、4B、4Cに入力される相電圧指令er(A)、e
r(B)、er(C)を作るまでは、従来からプロセッ
サでデジタル処理が行われており、本実施例においても
、プロセッサでデジタル処理を行うもので、通電区間制
御手段10もこのプロセッサでデジタル処理を行うもの
である。ただし、各相の巻線に電流が流れている区間パ
ルスロータ7からのパルスを計数するカウンタCa、C
b、Ccが該プロセッサに接続されている点がハードウ
ェア上従来とは異なる。
第4図(a)、  (b)は、本実施例におけるプロセ
ッサの処理の要部(通電区間制御手段10に対応する処
理)のフローチャートであり、プロセッサは所定周期毎
に、この処理を実行する。
まず、該制御装置に電源が投入されたとき、後述するフ
ラグFa−Fc、Flは「0」に初期設定され、また通
電区間Nを記憶するレジスタには、通電区間の180度
の区間に対応するパルス数Noが初期設定で設定され、
A相用のカウンタCaはリセット状態にされている。
モータを駆動開始させると、プロセッサは従来と同様な
処理を行い、各相の相電圧指令e r (A) 。
e r (B) 、  e r (C)を算出する(ス
テップ100)、次にプロセッサはA相の相電圧指令e
r(^)が零か否か判断し、零ならば、A相用カウンタ
Caが零か否か判断し、零ならばフラグFa、Flを「
0」にし、A相電圧指令e r (A)  (= O)
を電力増幅器4Aに出力する(ステップ102,1.0
7 8 3、 106)。
同様に、駆動開始時、フラグFb、Fcは初期設定で「
0」にセットされているから、駆動開始時にB相、C相
の相電圧指令er(B)、er(C)が零であれば、夫
々、この相電圧指令を電力増幅器4B、4Cに出力しく
ステップ114,115゜117、及びステップ122
,123,125)、当該周期の処理を終了する。しか
し、モータ駆動が開始されると、相電圧指令e r (
A)〜e r (C)の内1つは零ではない。例えば、
A相の相電圧指令e r (A)が零でなければ(ステ
ップ101)、A相フラグFaが「0」か否か判断しく
始めは初期設定でrOJ)、rOJであると該フラグF
aを「1」にセットし、カウンタCaをスタートさせ、
パルスローダからのパルスを計数開始させる(ステップ
104.405)。
そして、この相電圧指令e r (A)を電力増幅器4
Aに出力する(ステップ106)。又、相電圧指令er
(B)、er(C)が零でない場合にも(ステップ11
5.123)フラグFb、Fcを11」にセットしカウ
ンタCb、Ccをリセットしてパルスローダ7からのパ
ルスを計数開始させ(ステップ116.124)相電圧
指令er(B)、er(C)を出力する(ステップ11
7,125)。
そして、次の周期からは、フラグFa、Fb。
Fcが「1」にセットされた相は、ステップ101.1
04.107又はステップ114,118又はステップ
122,126へ進み、ステップ105又はステップ1
16又はステップ124でスタートさせたカウンタCa
、Cb、Ccと通電区間N(始めは電気角180度区間
に対応する値のNo)と比較し、カウンタのカウント値
が小さければA相の場合はステップ108へ進み、フラ
グF1が「1」か否か判断し、始めは初期設定で「0」
であるからステップ106へ進め、相電圧指令e r 
(A)を出力する。また、B相、C相の場合には、ステ
ップ117,125へ進み相電圧指令e r (B)、
 e r (C)を出力する。駆動開始時は通電区間N
が電気角180度区間に対応する値N。
に設定されているから、B相、C相が通電区間中9 0 に駆動を開始すると、カウンタCb、Ccが通電区間N
 (=No)に対応する値に達する前に、相電圧指令e
r(B)、er(C)は零となる。そして、該B相、C
相の相電圧指令が再び零でなくなる前にカウンタCb、
Ccの値は通電区間に対応する値となるので、ステップ
118〜121.ステップ126〜129の処理を行っ
てフラグFb。
Fcは「0」にセットされる。
一方、A相の通電区間中に駆動が開始されるとカウンタ
Caが通電区間N (=No)に対応する値になる前に
、相電圧指令e r (A)が零となりステップ102
へ進み、カウンタCaが「0」ではないのでステップ1
09へ進んで相電圧指令er(A)を「0」にして出力
しくこの場合、もともと「0」である。)そして、電流
検出器5Aで検出される電流ic(^)が10」か否か
判断し「0」になるまで、各周期毎ステップ101,1
02゜109.110の処理を行い「0」となるとカウ
ンタCaの値Coを読み出し、該カウンタCaをリセッ
ト状態にしくステップ111)該カウント値Coから1
80度の通電区間NOを減じた差nを求め、通電区間N
から該差nを減じて通電区間Nを更新し、フラグF1を
「1」にセットする(ステップ112)。この場合、人
相の通電区間の途中から駆動が開始されているから、カ
ウンタCaの値Coは電気角180度の通電区間NOよ
り小さい値となる場合があるため、差nは負とな場合が
あり、更新された通電区間NはNOより大きな値となる
場合があるが、相電圧指令e r (A) 。
er(B)、er(C)は電気角180度の通電区間N
oを越えると零となるから問題はない。そして、カウン
タCaがリセット状態におかれるから次の周期ではステ
ップ101,102.103へ進み、フラグFa、Fl
が「0」にセットされる。
また、駆動開始時にA相の相電圧指令e r (A)が
零であれば(このときの状態は第1図の周期T1の状態
である。)ステップ101,102゜103.106の
処理が行われ、相電圧指令er(A)が零でなくなると
ステップ104,105へ進んでフラグFaが「1」に
セットさされ、カラ1 2 ンタCaがスタートさせられる。そして、カウンタCa
が通電区間N (=No)に達する前に相電圧指令e 
r (A)が「0」になるから、ステップ101.10
2,109と進み、電流ic(A)g「0」か否か判断
し、「0」でなければ、次の周期ではステップ100,
101,102,109゜110と進む。電流i c 
(A)が「0」となるとカウンタCa値COを読み、リ
セット状態にし、該カウンタCOから180度の通電区
間NOを減じて差nを求め、通電区間Nから差nを減じ
て通電区間Nを更新しフラグF1を「1」にセットする
なお、この場合更新された通電区間Nは電気角180度
の通電区間NOより小さい値となる(第1図の周期Tl
、T2参照)。そして、次の周期ではステップ100,
101..102,103へ進みフラグFa、Flがリ
セットされる。
こうして、電気角360度の1サイクルが終了し、再び
A相の相電圧指令e r (A)が零でなくなると、ス
テップ101からステップ104へ進み、フラグFaが
すでに「0」にセットされているから、ステップ105
へ進み、フラグFaを「1」にセットし、カウンタCa
をスタートさせ、相電圧指令e r (A)を出力する
(ステップ106)。
以下、説明を簡単にするためにA相について述べる。
次の周期ではステップ100,101.104と進み、
スラグFaが「1」にセットされているから、カウンタ
Caの値が通電区間N以上か否か判断し、(ステップ1
07)、小さければフラグF1が「1」か否か判断しく
ステップ108)(フラグF1はステップ103で「0
」にセットされている。)、「1」でなければ、相電圧
指令e r (A)を出力する。こうして、各周期毎ス
テップ100,104,107,108.106の処理
を繰り返し、カウンタCaの値が通電区間N以上になる
前に相電圧指令e r (A)が零になると、ステップ
100,101,102.109と進み相電圧指令e 
r (A)を「0」として出力し、電流i c (A)
が「0」か否か判断し、「0」になるまで、各周期ステ
ップ100,101,102゜3 4 109.110の処理を行い、ステップ110で電流1
c(A)=Qが検出されると、カウンタCaの値Coを
読み出し、カウンタCaをリセット状態にする。なお、
このときのカウンタCaの値COは相電圧指令e r 
(A)が電気角180度の区間Noだけ0以上の値であ
るから、NOよりも巻線のインダクタンスより電流の遅
れ分だけ大きな値となる。次に、n=Co−Noの計算
を行い、通電区間Nから上記差に減じて通電区間Nを更
新し、フラグF1を「1」にセットする(ステップ11
2)。
こうして、モータの駆動開始時がA相の通電区間中で通
電区間Nが電気角180度の通電区間NOまで大きい場
合も、上記処理を各電気角360のサイクル毎繰り返し
ていけば、更新された通電区間Nの値は電気角180度
の区間の値NOより小さくなる。
なお、A相の通電区間中にモータの駆動が開始されなけ
れば、前述したように通電区間Nは上記値Noより小さ
い値となっている。
こうして通電区間Nが小さくなり上記値Noより小さく
なった場合、例えば、第1図の周期T2〜T6の状態に
なったときには、電気角360度の1サイクルにおいて
、相電圧指令e r(A)が零でなくなるとステップ1
00,101からステップ104へ進み、フラグFaが
「0」にセットされているので、相電圧指令er(^)
を出力する(ステップ105,106)。次の周期では
、フラグFaが「1」であるからステップ100. 1
01.104,107へ進み、カウンタCaが通電区間
N以上か否か判断し、N以上でなければフラグF1が「
1」か否か判断しくステップ108)(フラグF1はこ
の場合「0」である)、「1」でなければ相電圧指令e
 r (A)を出力する(ステップ106)。以下、各
周期毎ステップ100゜101.104,107,10
8.106の処理を繰り返す。
そして、第1図の周期T2〜T6に示すように電気角1
80度の通電区間No(この区間中は相電圧指令e r
 (A)は「0」ではない)より通電区5 6 間Nが小さいので、カウンタCaの値が通電区間N以上
となる。これが検出されると(ステップ107)、相電
圧指令e r (A)を「0」として出力する。即ち、
電流ループ補償回路3Aから出力される相電圧指令e 
r (A)が「0」ではないのにもかかわらず相電圧指
令e r (A)を「0」とし電力増幅器4Aに出力し
て通電を停止させる。
そして、電流i c (A)が「0」か否か判断する(
ステップ110)。通電を停止させても巻線のインダク
タンスの影響で電流i c (A)が流れるから、当該
周期のA相に対する処理は、このまま終了する。次の周
期では相電圧指令e r (A)が「0」でなければ、
ステップ100,101,104゜107へ進み、カウ
ンタCaの値はNより大きいのでステップ107から1
09へ進み相電圧指令e r (A)を「0」として出
力し、電流i c (A)が「0」か否か判断する(ス
テップ110)。以下、相電圧指令e r (A)が「
0」にならなければ、各周期毎、ステップ100,10
1,104,107.109,110の処理を繰り返し
、電流1c(A)が「0」になると、カウンタCaの値
COを読み、カウンタを10」のリセット状態にし、上
記値COから電気角180度の区間の値NOを減じた差
nを求め、現在通電区間Nから差nを減じて更新された
通電区間Nとし、フラグF1を11」とする。即ち、上
述したケースは第1図の周期T5の電気角180度の通
電区間No(相電圧指令e r (A)が「0」でない
区間)より電流i c (A)が「0」になるまでが短
い場合(Ca<No)で、上記差nは負となり更新され
た通電区間Nは更新前より差nの絶対値分長くなり、次
の周期では第1図の周期T6に示す通電区間Nで制御さ
れ、電流i c (A)が巻線に流れる区間が、目的と
するトルクを発生させる電気角180度の区間にするよ
うに制御される。この第1図の周期T5で示すケースの
ように、電気角180度の区間(相電圧指令e r (
A)が「0」でない区間)内に電流1c(A)が「0」
になった場合には、以降の各周期の処理はステップ10
0,101,104,107へ進み、すてにカウンタC
aはステップ111で7 8 「0」にリセットされているからカウンタCaの値は通
電区間Nより小となりステップ108へ移行する。また
、フラグF1はステップ112で「1」にセットされて
いるのでステップ108からステップ113へ進み、相
電圧指令e r (A)を「0」にして出力する。以下
、各周期毎この処理を繰り返し、電気角180度の区間
が通過し相電圧指令e r (A)が「0」となるとス
テップ101からステップ102へ進み、カウンタCa
は「0」にリセットされているからステップ102から
ステップ103へ進み、フラグFa、Flを「0」にす
る。
一方、電流ic (A)が「0」になる前に相電圧指令
e r (A)が「0」になる場合は(第1図の周期T
3のケース)、次の処理を行う。
まず、前電気角1サイクルの処理で相電圧指令e r 
(A)が「0」となり、かつ、電流ic (A)が10
」となって、ステップ111でカウンタCaが「0」の
リセット状態にされ、ステップ101゜102.103
の処理でフラグFa、Flが「0」となっている。そこ
で相電圧指令e r (A)が10」でなくなると、ス
テップ101,104,105゜106の処理が行われ
カウンタCaがスタートし、フラグFaが「1」にセッ
トされる。そして、次の周期では、ステップ100,1
01,104゜107と進みカウンタCaの値が通電区
間Nより小さければステップ108へ進みフラグF1は
「1」にセットされてないので、相電圧指令er(A)
を出力する処理を各周期俗縁り返し、カウンタCaの値
が通電区間N以上となると、相電圧指令e r (A)
を「0」にして通電を停止し、電流ic (A)が「0
」か否か判断しくステップ110)、「0」でなければ
、当該周期の人相処理は終る。
以下、各周期毎ステップ100,101,104゜10
7.109,110を繰り返し電流i c (A)が「
0」になる前に相電圧指令er(^)が「0」となると
、以後の周期からはステップ100゜101.102,
109,110の処理を繰り返し、電流i c (A)
が「0」になると前述したようにカウンタCa値COを
読出しリセットし、通電9 0 区間を更新しかつフラグF1を「1」にセットする(ス
テップ111,112)。そして、次の周期のステップ
101,102.103の処理でFl、FaはrOJに
セットされ、次電気角1サイクルにおける相電圧指令e
 r (A)が「0」以上の値になることを期待するこ
ととなる。
以上のようにして、通電区間Nは、A相の巻線に流れる
電流i c (A)が、目的とするトルクが発生する電
気角180度の区間Noだけ流れるように制御される。
一方、B相、C相においては、それぞれの通電が開始さ
れる前にはフラグFb、Fcは後述するように「0」に
セットされている。そこで、各周期毎フラグFb、Fc
が「0」か否か判断しくステップ114.122)、「
0」であれば、相電圧指令er(B)、er(C)が夫
々零か否か判断しくステップ115.123)、零であ
れば、算出された相電圧指令e r (B) 、  e
 r (C)  (−〇)を出力する(ステップ117
.125)。しかし、相電圧指令e r (B) 、 
 e r (C)が零でなくなると、フラグFb、Fc
を「1」にセットし、カウンタCb、Ccをリセットし
てスタートさせパルスロータ1からのパルスを計数させ
る(ステップ116.124)。そして、算出された相
電圧指令er (B) 、  e r (C)を出力す
る(ステップ117゜125)。
そして、次の周期からは、フラグFb、Fcが「1」に
セットされることからステップ114又は122から夫
々ステップ118,126へ進み、カウンタCbSCc
の値が上述した更新された通電区間Nよりも大きいか否
か判断し、小さければ、算出された相電圧指令e r 
(B) 、  e r (C)を出力する(ステップ1
17,125)。以下この処理を各周期俗縁り返し、カ
ウンタCb、Ccの値が通電区間N以下となると、相電
圧指令e r (B) 。
e r (C)を「0」として出力しくステップ119
゜127)、カウンタCb、Ccの値が電気角180度
の区間No以上でなければ(ステップ120゜128)
、当該周期のB相、C相の処理を終了する。以下、各周
期毎、B相はステップ114.11 2 18.119,120、C相はステップ122゜126
.127.128の処理を繰り返し、カウンタCb、C
cの値が上述値No以上になると、フラグFb、Fcを
「0」にセットする。
即ち、B相、C相もA相と同様に通電区間Nだけ巻線に
相電圧指令e r (B) 、  e r (C)によ
り電圧が印加され、各巻線に流れる電流が、目的とする
トルクが発生できる電気角180度の区間N。
だけ流れるように自動的に制御されることとなる。
上記実施例では相電圧指令er(A)、er(B)。
e r (C)が零か否かで通電開始時を判断したが、
パルスロータからの信号によってロータの電気角の信号
を判断し、通電区間を制御するようにしてもよい。
第5図(a)〜(d)はロータの電気角θによって通電
区間を制御する第2の実施例におけるフローチャートで
ある。なお、電気角θは、パルスロータ7からのパルス
数で表わされているものとする。
プロセッサは第5図(a)〜(d)の処理を所定用期毎
処理するもので、また、初期設定で通電区間Nは電気角
180度の区間の値NOが設定されているものとする。
まず従来と同様に、相電圧指令er(A)、er(B)
、er(C)を算出しくステップ200)、パルスロー
タ7から出力されるA相、B相の信号よりロータの回転
方向を判断し速度ループ処理(第3図における符号1の
処理)で算出されるトルク指令Tcの符号より指令トル
ク方向を判断する(ステップ201,202)。
ロータの回転方向が反時計方向で指令トルク方向が反時
計方向と判断された場合は、第2図(b)で示すパター
ンの処理を行う。
なお、説明を分かりやすくするため、各相毎に分けて説
明する。
まず、A相ではロータの電気角θが0度と検出されると
(ステップ203)、カウンタCをリセットしてスター
トさせ、パルスロータ7からのパルスを計数開始させ、
ステップ200で算出された相電圧指令e r (A)
を出力する(ステップ204.205)。そして、次の
周期からはステップ3 4 200〜203.ステップ213の処理を行い、ロータ
の電気角θが通電区間N(始めはN=No)より小さい
間は算出された相電圧指令e r (A)を出力する(
ステップ205)。電気角θが通電区間N以上になると
、相電圧指令e r (A)を「o」として出力し、通
電を停止させる(ステップ214)。電流i c (A
)がrOJになるまでステップ200〜203,213
〜215を各周期俗縁り返し、電流ic (A)がrO
Jになると、カウンタCを停止し、該カウンタの値から
電気角180度の区間の値Noを減じて差nを求め、現
在の通電区間Nより差nを減じて、通電区間Nを更新す
る(ステップ215〜217)。即ち、巻線に流れる電
流i c (A)が電気角180度の区間だけ流れるよ
うに通電区間Nを調整する。
B相では、上述のようにして調整された通電区間Nに電
気角120度に対応する値を加算した値より電気角θが
小さいか否か判断し小さい場合は算出された相電圧指令
e r (B)を出力する(ステップ206,207)
。即ち、電気角θが120度より小さい間は相電圧指令
e r (B)は「0」であり、この値が出力され12
0度以上になると算出された相電圧指令e r (B)
が出力されてB相励磁が行われる。そして、電気角θが
(120度十N)以上になると算出された相電圧指令e
 r (B)が「0」でなくても「0」に設定して出力
しB相の通電を停止させる(ステップ208)。しかし
、前述したように通電区間Nが調整されているので、B
相の電流も目的とするトルクを発生すべき電気角120
度から300度(120+180=300)まで流れる
ように制御されることとなる。
C相も同様で、電気角θが240度から360度まで、
又は、N−120度以下(N−(360240)=N−
120)のときは、算出された相電圧指令e r (C
)を出力する(ステップ209゜210.210.21
1)。そして、電気角θがN−120以上で240度よ
り小さいときは相電圧指令e r (C)を「0」にし
て出力する(ステップ212)。
一方、反時計方向回転で、時計方向のトルク指5 6 令であると(減速)、即ち、第2図(&)に示すパター
ンで通電区間が制御される。
電気角θが180度になるとカウンタCをリセットして
スタートさせ、電気角θが180度から(180+N)
の区間だけ相電圧指令e r (A)を出力し、他の電
気角区間は相電圧指令e r (A)を「0」にして、
通電を停止し、A相電流i c (A)が「0」になっ
たときのカウンタ値によって、電流i c (A)が目
的とするトルクを発生する区間だけ電流が流れるように
通電区間Nを調整する(ステップ218〜220.22
8〜232)。
また、B相は調整された通電区間Nより、電気角θが3
00≦0≦360度の間、又は、θくN−60度(=N
−(360−300)= N60)の間のみ、算出され
た相電圧指令e r (B)を出力し、他の電気角の場
合には相電圧指令er(B)を「0」にして出力し通電
を停止する(ステップ221〜224)。
また、C相は電気角θがθ<60+Nのときのみ算出さ
れた相電圧指令e r (C)が出力され、他の電気各
の場合は「0」が出力される(ステップ225〜227
)。
ロータの回転方向が時計方向で、指令トルク方向が反時
計方向の場合には、第2図(d)のパターンで通電が行
われる。即ち、電気角θが180度になるとカウンタC
をリセットしスタートさせ、算出された相電圧指令e 
r (A)を出力し、電気角θが180−N<θ〈18
0度の間算出された相電圧指令e r (A)を出力し
、他の電気角では相電圧指令e r (A)を「0」に
して通電を切り、電流i c (A)が「0」になった
ときのカウンタCの値で通電区間Nを調整する(ステッ
プ234〜236.244〜248)。また、B相は電
気角θが300−N<θ〈300度の間算出された相電
圧指令e r (B)を出力し、他の電気角のときはr
OJとする(ステップ237〜239)。C相は電気角
θが60度より小さいときか、(420−N)より大き
いとき、算出された相電圧指令e r (C)を出力し
、他の電気角のときはrOJを出力する(ステップ24
0〜243)。
7 8 時計方向回転2時計方向トルクの場合には第2図(C)
)に示すようにA相は電気角θが36ON〈θ〈360
度のとき、B相はθ〈120度かθ>480−N (3
60−(N−120)=480−N)のとき、C相はθ
>240−Nのとき算出された相電圧指令er(A)、
er(B)、er (C)を出力し、他の電気角の場合
には「0」を出力する。又、通電区間NはA相によって
、調整されるのは他のケースの場合と同様である。
上記第1の実施例では、相電圧指令e r (A) 。
e r (B) 、  e r (C)が零か否かによ
って、通電区間の開始位置を検出するようにしたが、こ
の相電圧指令の代りに関数信号発生器8A、  8B、
  8Cの出力信号を利用するようにしてもよい。
また、上記第2の実施例においては、ロータの回転方向
、トルク指令方向及び電気角によって通電区間を制御し
たが、関数信号発生器8A、  8B。
8Cはロータの回転方向、トルク指令方向とロータの電
気角位置に応じて各ROMのアドレスを指定しているの
で、この関数信号発生器8A、  8B。
8C中に発生する回転方向、トルク方向の信号とアドレ
ス、さらに上述した処理によって生じる通電区間Nによ
って通電区間を自動的に調整するようにしてもよい。
さらに上記実施例においては、各相の処理を1つのプロ
セッサで行うようにしたが、各相毎のプロセッサを設け
、上述したA相の処理によって求められる通電区間Nを
各プロセッサが共通にアクセスできる共有RAM等を記
憶させ、各プロセッサが利用できるようにして、上述し
た通電区間の制御をも含んだ電流指令処理を並行に行わ
せるようにしてもよい。
発明の効果 本発明は、巻線のインダクタンスの影響で巻線に電圧印
加を停止しても遅れて流れる電流をも考慮に入れて、巻
線に流れる電流が目的とするトルクが発生できる電気角
180度の区間になるように、自動的に調整制御される
から、逆トルクの発生を防止でき、また、電流が流れる
区間が短かくて、トルク発生が小さくなるということも
防止で9 0 き、効率的な可変リラクタンス型モータを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)本発明の一実施例における制御動
作原理の説明図、第2図(a)〜(d)は3相可変リラ
クタンス型モータに本発明を適用したときの各相の通電
区間の通電区間を説明する説明図、第3図は本発明の一
実施例の3相可変リラクタンス型モータの制御部の要部
ブロック図、第4図(a)、  (b)は本発明の第1
の実施例における動作処理フローチャート、第5図(a
)〜(d)は本発明の第2の実施例における動作処理フ
ローチャート、第6図(a)、  (b)は可変リラク
タンス型モータの動作原理説明図、第7図は逆トルク発
生の説明図である。 1・・・速度ループ補償回路、2A〜2C・・・乗算器
、3A〜3C・・・電流ループ補償回路、4A〜4C・
・・電力増幅器、5A〜5C・・・電流検出器、6・・
・可変リラクタンス型モータ、7・・・パルスロータ、
8A〜8C・・・関数信号発生器、9・・・周波数/電
圧変換器、10・・・通電区間制御手段、20・・・ス
テータ、21・・・ロータ。 1 2 (D ℃ 特開平3−198690 (17) 手  続  補  正  書(方式) 平成2年4月12日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可変リラクタンス型モータの制御方法において、
    少なくとも1つの相における前電気角1サイクルの通電
    開始から、該相の巻線電流が零になるまでの区間を検出
    し、該検出区間によって次サイクルの各相の通電区間を
    補正して、各相の巻線電流が電気角180度の幅の区間
    流れるように制御することを特徴とする可変リラクタン
    ス型モータにおける通電制御方法。
  2. (2)ロータの回転位置に応じて各相毎に電流指令を出
    力し各相の巻線に電流を流して駆動される可変リラクタ
    ンス型モータにおいて、少なくとも1つの相における電
    流指令開始から、該相の巻線電流を検出する電流検出器
    が電流零を検出するまでの区間を検出する手段と、該検
    出された区間と該電気角180度の幅の区間との差を求
    める手段と、上記差によって各相の電流指令開始から夫
    々の巻線に通電させる区間を制御し各相電気角180度
    の間巻線に電流が流れるよう制御する通電制御手段とを
    設けたことを特徴とする可変リラクタンス型モータにお
    ける通電制御装置。
JP1314153A 1989-12-05 1989-12-05 可変リラクタンス型モータにおける通電制御方法及び装置 Pending JPH03198690A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385163B1 (ko) * 1995-04-20 2003-08-14 스위치트 릴럭턴스 드라이브즈 리미티드 전기 모터 드라이브의 입력전압 변화에 대한 보상방법 및 장치

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KR100385163B1 (ko) * 1995-04-20 2003-08-14 스위치트 릴럭턴스 드라이브즈 리미티드 전기 모터 드라이브의 입력전압 변화에 대한 보상방법 및 장치

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