JPH04183292A - Acモーター制御方法 - Google Patents

Acモーター制御方法

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JPH04183292A
JPH04183292A JP2307395A JP30739590A JPH04183292A JP H04183292 A JPH04183292 A JP H04183292A JP 2307395 A JP2307395 A JP 2307395A JP 30739590 A JP30739590 A JP 30739590A JP H04183292 A JPH04183292 A JP H04183292A
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JP
Japan
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current command
wave current
motor
sine wave
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP2307395A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Inoue
博之 井上
Mikio Hasegawa
幹夫 長谷川
Hiroyuki Nakada
中田 宏之
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

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、工作轡蛾、自動機等のアクチュエータとして
JIFいられるACモーターの制御方法に関するもので
ある。
や゛3牙−のシ支(,1,F 近年メインテナンスフリー、クリーン化と言う利点から
アクチュエータとしてACモーターの利用が増mしてき
た。ACモーターは、DCモーターと異なり回転速度に
応じた周波数の交流電流指令を行なわれなければならな
い。すなわち回転角に応じた位相の交流′市流制そ;を
行なう必要があり、一般的にその回転角はモーターに1
1L結されたエンコーダより得るか、モーターに糾み込
まれたホールセンサ等からのコミュティション信号より
得るっまだ交流電流指令には矩形波電流指令と正弦波′
電流指令の2通りあり、それぞれ特徴がある。以下に誘
起電圧が正弦波型の3相N極のACモーターの場合につ
いて式を用いて説明するわ 回転角をθ、トルク定数をKt、3相の各相をtr、v
、w相としそれぞれの電流をIu 、 Iv 、 Iw
ト装くと、ムCモーターのトルクTは、(1)式で表わ
されろう T=KtX(SIN(θxN/2)xIu+5IN(θ
XN/2−12o)xIv+5IN(θXN/2−2−
24o)xI  (1)なおSINの0内の単位1は度
であるっピーク電流指令値をInとすると、正弦波電流
指令時(7)Iu、Iv、Iwは、(2) 、 f3)
 、 (4)式で表わされる。
Iu=工mxSIN(θXN/2)         
 f2)Iv=ImXSIN(θXN/2−120) 
      (3)IW=ImXSIN(θXN/2−
240)       (4)この場合のトルクTsは
(1) 、 f2) 、 (3) 、 (41式よシ(
5)式となる。
Ts=1.5xKtx工m             
 (s)すなわち平均トルクは1,5XKtXIm、ト
ルクリップルは0チとなる。第4区に正弦波電流指令時
の回転角と篭流工u、Iv、IwおよびトルクTsとの
関係を示す。
次に120度駆動型の矩形波電流指令時のIu。
エマ、Iwは、f6.) 、 (7) 、 (87式で
表わされる。。
Iu−○ (0≦θ<360/(N/2X12))1 
 (360/(N/2X12)≦θ<(360X5)/
(N/2X12)) 0  ((360X5)/(N/2X12)≦θ<(3
60X7)/(N/2X12))     (e)−1
((360X7)/(N/2X12)≦θ((360X
11 )/(N/2X12))0  ((360X11
)/(N/2X12)≦θ(360/(N/2) Iv= −1(0≦θく(360x6 )/(N/2X
12 ) )0  ((360X3)/(N/2X12
)≦θ<(360X5)/(N/2X12))1  (
(360X5)/(N/2X12)≦θ<(360X9
)/(N/2X12))    (ア)0  ((36
0X9)/(N/2X12)≦θ<(360X11 )
/(N/2X12 )−1((360x11)/(N/
2X12 )っθ<360/(N/2) Iw=1  (o≦θ<360/(N/2X12))0
   (360/(N/2X12)≦θ<(360X3
)/(N/2X12)) −1((360X3)/(N/2X12)≦θ<(36
0X7)/(N/2X12))○  ((360X7)
/(N/2×12)≦θ<(360X9)/(N/2X
12))1  ((36o×9)/(N/2×12)≦
θ<:360/(N/2) この場合のトルクTkは、(1)、 (@ 、 (ア)
 、 <8)式より(9)式の形の繰り返しとなる。
Tk=3XKtXImxCO3(θXN/2)(−36
0/(N/2X12)≦θ<360/(N/2X12)
  (9)すなわち平均トルクは1,654XKtXI
m、 トルクリップルは13.4%となる。第5図に矩
形波電流指令時の回転角と電流Iu、Iマ、工wおよび
トルクTkとの関係を示す。
以上のことよシ、同じピーク電流値に対して正弦波電流
指令時はトルクリップルが小さく、矩形波電流指令時は
平均トルクが大きいという特徴があり、滑らかな制御か
高トルク市[]御かの用途によりどちらかが選ばれてい
た。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、低速で滑らかな制
御と高速で高トルク制御が同時に必要とされる用途には
適用できないという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点に鑑み、回転速度に応じて正弦波
電流指令と矩形波′屯流指令を切り替えることにより、
低速で滑らかな制御と高速で高トルク制御を両立できる
ACモーター制御方法を提供するものである。
課題を解決するだめの手段 上記問題点を解決するだめに本発明の第1の発明のムC
モiター制御方法は、回転角検出手段と、矩形波電流指
令出力手段と、正弦波電流指令出力手段と、回転速度検
出手段を備え、設定された回転速度以上では矩形波電流
指令に、設定された回転速度以下では正弦波電流指令に
切り替えるものである。
まだ本発明の第2の発明のACモーター制御方法は、上
記第1の発明のムCモーター制御方法に加え、電流指令
の切り替えに際し、正弦波電流指令による発生トルクと
矩形波電流指令による発生トルクの一致する回転角近傍
で切り替えるものである。
作用 本発明の第1の発明の作用は、上記した構成において設
定された回転速度以上では矩形波電流指令に、設定され
た回転速度以下では正弦波電流指令に切り替えるために
低速では正弦波電流指令で滑らかな制御が、高速では矩
形波電流指令で高トルクな制御ができることとなる。
また本発明の第2の発明の作用は上記した構成において
、正弦波電流指令による発生トルクと矩形波′電流指令
による発生トルクが一致する回転角近傍で電流指令の切
り替えを行うことにより切り替え時の発生トルクが不連
続にならないため、滑らかな切り替えが実現できること
となるう実施例 以下本発明の一実施例のACモーター制御方法について
図面を参照しながら説明する。
第1図はムCモータ制御方法を説明するブロック図であ
る。第1図において、1は3相N極のACモーター、2
はACモーターの基準位置からの回転角を検出する回転
角検圧手段、3はビーク電流指令と回転角よシ正弦波電
流指令を出力する正弦波電流指令出力手段、4はピーク
電流指令と回転角より矩形波電流指令を出力する矩形波
電流指令出力手段、5は電流指令に従いACモーターを
駆動する駆動手段、6は回転速度検出手段、7は電流指
令切り替え手段である。
以下に制御の流れを説明する。まずACモーター10回
転角を回転角検出手段2で検圧し、この回転角とピーク
電流指令より正弦波電流指令と矩形波電流指令を、それ
ぞれ正弦波電流指令出力手段3と矩形波電流指令出力手
段4より出力するうこの時のピーク電流指令は一6砦的
に速度制御ループより出力されるものであるっ次にAC
モーター1の回転速度を回転速度検出手段6で恢出し、
亀流指令切シ替え手段7で設定切り替え回転速度と比較
する。そして回転速度2−設定切シ替え回転速度の時は
正弦波電流指令を、回転速度〉設定切り替え回転速度の
時は矩形波電流指令を駆動手段5へ送りACモーター1
を制御する。
以上のように設定切り替え回転速度と回転速度を比較し
正弦波一流指令と矩形波電流指令を切り替える電流指令
切り替え手段を設けることにより、低速で滑らかな回転
制御と高速で高トルク回転制御を両立することができる
次に′眠流指令切シ替えのタイミングについて説明する
う第2図は電流指令切り替え手段7の機能を説明する図
である。まず設定切り替え回転速度と回転速度を比較し
電流指令の切り替えを行なうかどうかr判定し、切り替
えを行なう場合は設定切り替え回転角と回転角が一致し
たタイミンクで′電流指令切り替え指令?出力するっこ
こで設定切り替え回転角は、正弦波電流指令による発生
トルクと矩形波電流指令による発生トルクが一致する・
回転角に設定され(10)式で表わされる。、、。
(3eox工)/(N/2X12)  (I=1.・・
・・・f3XN)(1Q 第3図に正弦波電流指令時と矩形波電流指令時の発生ト
ルクと回転角との関係を示す。
以上のように本実施例によれば、電流指令切り替え手段
に、正弦波電流指令時の発生トルクと矩形波電流指令時
の発生トルクが一致する回転角とACモーターの回転角
との比較機能を設けることで、切り替え時の発生トルク
が不連続にならず滑らかな切り替えを行なうことができ
る。
発明の効果 以上のように本発明の第1の発明によれば、回転角検出
手段と、矩形波電流指令出力手段と、正弦波電流指令出
力手段と、回転速度検出手段を備え、設定された回転速
度以上では矩形波電流指令に、設定された回転速度以下
で1・寸、正弦波電流指令に切り替えることで、ACモ
ータの低速で滑らかな回転制御と高速で高トルク回転制
御を両立することができる。
また本発明の・第2の発明によれば、切り替え時に正弦
波電流指令時の発生トルクと矩形波箪流指令時の児生ト
ルクが一致する回転角で切り替えがおこなわれるため、
切り替え時の光生トルクが不連続にならず滑らかな切り
替えが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実泥例のACモーター制御方法を説
明するブロック図、第2図は電流指令切り替え手段の機
能説明図、第3図は正弦波電流指令時と矩形波−流指令
時の回転角と発生トルクとりうjW係ム、第4図は正弦
波電流指令時の回転角とiu y’jLおよびトルクと
の関係図、第5図は矩形波電J仁指り1゛時のべE C
fJと川流およびトルクとの関係図である。。 1 ・・・ACモーター、2・・・・・冒i仏角検出手
段、3・・・・・正弦波′15流・j;ン出力手段、4
・・・ ゛、「形波電流指令出力手段、5・・・・・・
、1う・−・1!5「設、6旧・・回転速度検出手段。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治  明 ほか28嬉 2
 図 / 114  図 m

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ACモーターの駆動制御において、前記ACモー
    ターの回転角を検出する回転角検出手段と、前記回転角
    とピーク電流指令値より各相への矩形波状の電流指令を
    出力する矩形波電流指令出力手段と、前記回転角と前記
    ピーク電流指令値より各相への正弦波状の電流指令を出
    力する正弦波電流指令出力手段と、電流指令に従い前記
    ACモーターを駆動する駆動手段と、前記ACモーター
    の回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、設定さ
    れた回転速度以上では矩形波電流指令に、設定された回
    転速度以下では正弦波電流指令に切り替えることを特徴
    とするACモーター制御方法。
  2. (2)電流指令の切り替えに際し、正弦波電流指令によ
    る発生トルクと矩形波電流指令による発生トルクが一致
    する回転角近傍で切り替えることを特徴とする請求項1
    記載のACモーター制御方法。
JP2307395A 1990-11-13 1990-11-13 Acモーター制御方法 Pending JPH04183292A (ja)

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