JPH05122983A - Controller for permanent magnet motor - Google Patents

Controller for permanent magnet motor

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Publication number
JPH05122983A
JPH05122983A JP3286004A JP28600491A JPH05122983A JP H05122983 A JPH05122983 A JP H05122983A JP 3286004 A JP3286004 A JP 3286004A JP 28600491 A JP28600491 A JP 28600491A JP H05122983 A JPH05122983 A JP H05122983A
Authority
JP
Japan
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current
motor
rotor
stator winding
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3286004A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Shironokuchi
秀樹 城ノ口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Kansai Electric Power Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Kansai Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3286004A priority Critical patent/JPH05122983A/en
Publication of JPH05122983A publication Critical patent/JPH05122983A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/187Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using the star point voltage

Abstract

PURPOSE:To suppress a copper loss and to improve an operating efficiency by reducing a reactive current component of a current of a motor as much as possible. CONSTITUTION:Currents of stator windings 11a of phases are detected by a current detector 14. A rotating position of a rotor of a motor 11 is detected by a rotary encoder 15. A memory 16 outputs a current command value responsive to the rotating position of the rotor. The command value is so previously stored as to become a waveform following to that of an induced voltage of the winding 11a. When the command value is output from the memory 16, comparators 18 to 20 apply compared results with the current to a control circuit 21, which applies a control signal to a driving circuit 12 so as to supply a current following to the induced voltage. Thus, a deviation of phases of harmonic wave components is eliminated to reduce a reactive current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転子に永久磁石を備
え固定子巻線に通電して駆動するようにした永久磁石モ
ータの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet motor control device in which a rotor is provided with a permanent magnet and a stator winding is energized to drive the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転子に永久磁石を使用したブラシレス
モータは、OA機器,AV機器等をはじめ広く利用され
ているもので、構造的には永久磁石回転子を備えた同期
電動機として動作するものである。従って、同期をとる
ために回転子の回転位置を検出する必要がある。
2. Description of the Related Art A brushless motor using a permanent magnet as a rotor is widely used in OA equipment, AV equipment and the like, and structurally operates as a synchronous motor having a permanent magnet rotor. Is. Therefore, it is necessary to detect the rotational position of the rotor for synchronization.

【0003】モータを回転させるための制御装置の電気
的構成は、例えば図7(a)に示すようになっている。
即ち、モータ本体1の三相の固定子巻線2には駆動回路
3により駆動電流が与えられるようになっており、その
駆動回路3はトランジスタをブリッジ接続して構成さ
れ、制御回路4から制御信号が与えられるようになって
いる。
The electrical configuration of the control device for rotating the motor is as shown in FIG. 7 (a), for example.
That is, the drive current is applied to the three-phase stator winding 2 of the motor body 1 by the drive circuit 3, and the drive circuit 3 is configured by connecting the transistors in a bridge and controlled by the control circuit 4. Signals are being given.

【0004】制御回路4は、位置センサとしての3個の
ホール素子5乃至7からモータ1の図示しない回転子の
回転位置を示す信号が与えられるようになっており、こ
の位置信号に基づいて制御信号を生成する。ホール素子
5乃至7は、図7(b)に示すように、機械角で60°
ずつで電気角では120°隔たった位置で回転子の位置
を検出すべく配置されている。
The control circuit 4 is adapted to be supplied with a signal indicating the rotational position of a rotor (not shown) of the motor 1 from three Hall elements 5 to 7 as position sensors, and controls based on this position signal. Generate a signal. The Hall elements 5 to 7 have a mechanical angle of 60 ° as shown in FIG.
Each of them is arranged to detect the position of the rotor at a position separated by an electrical angle of 120 °.

【0005】このような構成によれば、回転子の回転に
応じてホール素子5乃至7からは、図8(a),
(b),(c)に示すような位置信号が出力され、この
位置信号に基づいて制御回路4は駆動回路3に対して同
図(d)乃至(i)に示す制御信号を与える。駆動回路
3においては三相の固定子巻線2に同図(j),
(k),(l)に示すような駆動電流を与え、回転子は
これにより回転駆動される。
According to this structure, the Hall elements 5 to 7 are connected to the position shown in FIG.
Position signals as shown in (b) and (c) are output, and the control circuit 4 gives the control signals shown in (d) to (i) to the drive circuit 3 based on the position signals. In the drive circuit 3, the three-phase stator winding 2 is connected to the same figure (j),
A drive current as shown in (k) and (l) is applied, and the rotor is rotationally driven by this.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来構成
のものでは、例えば、固定子巻線2への通電電流は、図
8(j),(k),(l)に示すように、電気角で12
0°位相をずらして三相通電するようになっている。ま
た、このときの駆動電圧波形は図9に示すようになって
いる。
In the conventional structure as described above, for example, the energizing current to the stator winding 2 is as shown in FIGS. 8 (j), (k) and (l). 12 in electrical angle
Three-phase energization is performed with a 0 ° phase shift. The drive voltage waveform at this time is as shown in FIG.

【0007】ホール素子5乃至7からの信号により転流
が行なわれ、同期電動機として駆動されているので、基
本波成分の駆動電圧に対する電流の位相は一致してお
り、基本波力率は「1」となっている。
Since the commutation is performed by the signals from the Hall elements 5 to 7 and it is driven as a synchronous motor, the phases of the current and the drive voltage of the fundamental wave component are the same, and the fundamental wave power factor is "1". It has become.

【0008】ところが、駆動電圧波形と電流波形とは図
9に示すように大きく異なっており、高次高調波成分の
電圧と電流との位相は大きくずれている。従って、高調
波成分の力率は非常に低下しており、モータ1は、基本
波力率と高調波成分の力率を併せた総合力率が低い状態
で駆動される状況である。
However, the drive voltage waveform and the current waveform are greatly different as shown in FIG. 9, and the phases of the voltage and the current of the high-order harmonic component are largely deviated. Therefore, the power factor of the harmonic component is extremely low, and the motor 1 is driven in a state in which the total power factor of the fundamental wave power factor and the power factor of the harmonic component is low.

【0009】つまり、このような状況では固定子巻線2
に無効電流を流しながら回転駆動させているため、固定
子巻線2での銅損が増加することになり、モータとして
の運転効率が低下してしまう不具合がある。
That is, in such a situation, the stator winding 2
Since the rotational drive is performed while supplying a reactive current to the stator winding 2, the copper loss in the stator winding 2 increases, and there is a problem that the operating efficiency of the motor decreases.

【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、固定子巻線への無効電流の通電量を極
力低減して固定子巻線での銅損の発生を抑制し、駆動効
率を向上させることができる永久磁石モータの制御装置
を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress the generation of copper loss in the stator winding by reducing the amount of reactive current flowing to the stator winding as much as possible. A controller of a permanent magnet motor capable of improving drive efficiency is provided.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石モータ
の制御装置は、回転子に永久磁石を備え固定子巻線に通
電して駆動するようにした永久磁石モータを対象とした
ものであり、前記固定子巻線への通電電流をその固定子
巻線に固有の誘起電圧波形に追従するように制御する構
成としたところに特徴を有する。
The controller for a permanent magnet motor according to the present invention is intended for a permanent magnet motor in which a rotor is provided with a permanent magnet and a stator winding is energized and driven. The present invention is characterized in that the current supplied to the stator winding is controlled so as to follow the induced voltage waveform specific to the stator winding.

【0012】[0012]

【作用】本発明の永久磁石モータの制御装置によれば、
固定子巻線への通電電流は、回転子の回転によってその
固定子巻線に誘起される固有の誘起電圧波形に追従する
ように制御されるので、基本波成分の位相のみならず高
調波成分の位相も揃い、総合の力率を1に近付けること
ができ、従って、固定子巻線に流れる無効電力を低減で
き、モータとしての効率を向上させることができる。
According to the controller of the permanent magnet motor of the present invention,
The current supplied to the stator winding is controlled so as to follow the waveform of the specific induced voltage induced in the stator winding by the rotation of the rotor, so not only the phase of the fundamental wave component but also the harmonic component , The total power factor can be brought close to 1, so that the reactive power flowing through the stator winding can be reduced and the efficiency as a motor can be improved.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明の第1の実施例について図1及び
図2を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0014】電気的構成を示す図1において、モータ1
1は固定子巻線11aと永久磁石を有する回転子とから
構成されている。駆動回路12は、トランジスタ12a
乃至12fをブリッジ接続してなるもので、その出力端
子はモータ11の固定子巻線11aに接続されている。
そして、駆動回路12は、与えられる制御信号に応じて
各トランジスタ12a乃至12fがスイッチングされて
直流電源13をモータ11の固定子巻線11aに三相通
電するようになっている。
In FIG. 1 showing the electrical configuration, a motor 1
1 comprises a stator winding 11a and a rotor having a permanent magnet. The drive circuit 12 includes a transistor 12a
To 12f are bridge-connected, and their output terminals are connected to the stator winding 11a of the motor 11.
In the drive circuit 12, the transistors 12a to 12f are switched according to the applied control signal, and the DC power supply 13 is energized to the stator winding 11a of the motor 11 in three phases.

【0015】電流検出器14は、モータ11の固定子巻
線11aの各相に流れる電流を検出するように配設され
ている。また、ロータリエンコーダ15は、モータ11
の回転子の回転位置を検出して複数ビットのデジタル信
号として出力するアブソリュート形の回転位置検出器で
あり、その出力端子は記憶装置16に接続されている。
記憶装置16は、回転角度に対応した電流指令値のデ
ータが予め記憶されているもので、3つの出力端子はD
/A変換回路17に接続され、ロータリエンコーダ15
から与えられる回転角度信号に応じて電流指令信号を出
力する。この場合、電流指令値は、回転子の回転によっ
て固定子巻線11aに誘起される電圧の波形と相似形を
なす電流波形となるように設定されている。
The current detector 14 is arranged to detect the current flowing through each phase of the stator winding 11a of the motor 11. In addition, the rotary encoder 15 includes the motor 11
Is an absolute type rotational position detector that detects the rotational position of the rotor and outputs it as a digital signal of a plurality of bits, the output terminal of which is connected to the storage device 16.
The storage device 16 stores the data of the current command value corresponding to the rotation angle in advance, and the three output terminals are D
The rotary encoder 15 is connected to the A / A conversion circuit 17.
The current command signal is output according to the rotation angle signal given from the. In this case, the current command value is set to have a current waveform that is similar to the waveform of the voltage induced in the stator winding 11a by the rotation of the rotor.

【0016】記憶装置16からの電流指令信号はデジタ
ル信号として出力されるが、この電流指令信号はD/A
変換器17によりアナログ信号に変換して出力される。
比較器18乃至20は、夫々入力端子の一方側がD/A
変換器17の各出力端子に接続され、他方側が電流検出
器14の各出力端子に接続され、各出力端子は制御回路
21に接続されている。
The current command signal from the storage device 16 is output as a digital signal, and this current command signal is D / A.
The converter 17 converts the analog signal and outputs the analog signal.
Each of the comparators 18 to 20 has a D / A on one side of the input terminal.
It is connected to each output terminal of the converter 17, the other side is connected to each output terminal of the current detector 14, and each output terminal is connected to the control circuit 21.

【0017】そして、各比較器18乃至20は、D/A
変換回路17を介して与えられる各相の電流指令信号に
対して、電流検出器14から与えられる固定子巻線11
aに流れる実際の電流値を比較してその結果を制御回路
21に与えるようになっている。制御回路21は比較器
18乃至20からの比較結果を示す信号が与えられる
と、駆動回路12のトランジスタ12a乃至12fのベ
ースに制御信号を与えるようになっている。
Then, each of the comparators 18 to 20 has a D / A
The stator winding 11 supplied from the current detector 14 in response to the current command signal of each phase supplied via the conversion circuit 17.
The actual current value flowing in a is compared and the result is given to the control circuit 21. When the control circuit 21 receives a signal indicating the comparison result from the comparators 18 to 20, it supplies a control signal to the bases of the transistors 12a to 12f of the drive circuit 12.

【0018】次に、本実施例の作用について図2をも参
照しながら説明する。モータ11の回転子の回転位置は
ロータリエンコーダ15により検出され、記憶装置16
に入力される。ロータリエンコーダ15は、位置検出信
号として、回転子の回転角度に1対1で対応する複数ビ
ットのデジタル信号(図2(d)に最上位のビット,以
下(e),(f)及び最下位のビットを(g)で示して
いる)を出力し、これに対して記憶装置16において
は、この回転角度を示すデジタル信号に応じて記憶され
た電流指令値(同図(a),(b),(c)参照)を読
み出して出力されるようになっている。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The rotary position of the rotor of the motor 11 is detected by the rotary encoder 15 and stored in the storage device 16
Entered in. The rotary encoder 15 uses, as a position detection signal, a digital signal of a plurality of bits corresponding to the rotation angle of the rotor on a one-to-one basis (the most significant bit in FIG. 2D, the following (e), (f) and the least significant bit). Of the current command value ((a), (b) in the figure) stored in accordance with the digital signal indicating the rotation angle. ) And (c)) are read out and output.

【0019】この場合、前述のように記憶装置16に
は、回転子の回転角度に応じて固定子巻線11aに発生
する誘起電圧の値に対応した通電電流のパターンが予め
記憶されており、通電電流波形と誘起電圧波形とが相似
形をなすようになっている。つまり、従来においては、
各相の通電期間が電気角で120°に相当する期間とな
っているが、本実施例においては、誘起電圧波形に合わ
せて通電期間が180°に相当する期間となっている。
In this case, as described above, the storage device 16 stores in advance a pattern of the energizing current corresponding to the value of the induced voltage generated in the stator winding 11a according to the rotation angle of the rotor, The current waveform and the induced voltage waveform are similar to each other. That is, in the past,
The energization period of each phase corresponds to an electrical angle of 120 °, but in the present embodiment, the energization period corresponds to 180 ° according to the induced voltage waveform.

【0020】そして、記憶装置16から三相の各相に対
応したデジタル信号で制御信号が出力されると、D/A
変換回路17はこれをアナログ信号に変換して夫々比較
器18乃至20に入力する。比較器18乃至20におい
ては、D/A変換回路17を介して与えられた電流指令
値と電流検出器14により検出されるモータ11の実際
の通電電流とを比較する。そして,このとき通電電流が
電流指令値よりも大きいときには通電を停止し、小さい
ときには通電を行なうように比較結果の信号を出力す
る。
When a control signal is output from the storage device 16 as a digital signal corresponding to each of the three phases, the D / A
The conversion circuit 17 converts this into an analog signal and inputs it to the comparators 18 to 20, respectively. In the comparators 18 to 20, the current command value given via the D / A conversion circuit 17 is compared with the actual energization current of the motor 11 detected by the current detector 14. Then, at this time, when the energizing current is larger than the current command value, energization is stopped, and when it is small, energization is performed and a comparison result signal is output.

【0021】これにより、制御回路21は三相の各相に
対応した適切な制御信号を駆動回路12に出力するよう
になり、通電電流と固定子巻線11aの誘起電圧との波
形が略一致するように制御される。従って、両者の波形
が一致することにより、高調波の位相のずれがなくな
り、高調波成分の無効電流の発生が低減される。
As a result, the control circuit 21 outputs an appropriate control signal corresponding to each of the three phases to the drive circuit 12, and the waveforms of the energized current and the induced voltage of the stator winding 11a substantially match. To be controlled. Therefore, by matching the waveforms of the two, there is no phase shift of the harmonic, and the generation of reactive current of the harmonic component is reduced.

【0022】このような本実施例によれば、回転子の回
転角度に応じて固定子巻線11aに発生する誘起電圧の
波形に追従するように固定子巻線11aへの通電電流を
設定するようにしたので、高調波成分の位相のずれが少
なくなり、通電電流の全体に対して占める無効電流を大
幅に低減させることができ、総じてモータ11の運転効
率を向上させることができる。
According to this embodiment, the current supplied to the stator winding 11a is set so as to follow the waveform of the induced voltage generated in the stator winding 11a according to the rotation angle of the rotor. As a result, the phase shift of the harmonic components is reduced, the reactive current that occupies the entire energizing current can be significantly reduced, and the operating efficiency of the motor 11 can be improved as a whole.

【0023】図3乃及び図4は本発明の第2の実施例を
示し、以下、第1の実施例と異なる部分についてのみ説
明する。即ち、本実施例においては、図3に示すよう
に、第1の実施例におけるアブソリュート形のロータリ
エンコーダ15に代えて、インクリメンタル形のロータ
リエンコーダ22及びアップダウンカウンタ23を用い
た構成としているところである。
FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention, and only portions different from the first embodiment will be described below. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, an incremental rotary encoder 22 and an up / down counter 23 are used instead of the absolute rotary encoder 15 in the first embodiment. ..

【0024】即ち、第1の実施例においては、アブソリ
ュート形のロータリエンコーダ15により回転子の回転
角度に対応した信号を生成して記憶装置16に与える構
成であったのに対して、本実施例においては、インクリ
メンタル形のロータリエンコーダ22により、回転子の
相対的な回転量をパルス信号で出力すると共に、回転子
の基準位置に相当するゼロ相を示すパルスを出力し、こ
れをアップダウンカウンタ23によりゼロ相信号の位置
からカウントして回転位置を検出する構成のものであ
る。
That is, in the first embodiment, the absolute rotary encoder 15 generates a signal corresponding to the rotation angle of the rotor and supplies it to the storage device 16. In the above, the incremental rotary encoder 22 outputs a relative rotation amount of the rotor as a pulse signal and also outputs a pulse indicating a zero phase corresponding to the reference position of the rotor, which is used as an up / down counter 23. With the configuration, the rotational position is detected by counting from the position of the zero phase signal.

【0025】このような構成とすることにより、ゼロ相
パルスが入力された時点でアップダウンカウンタ23が
リセットされ、この時点が回転角度がゼロであるとして
設定され、この後、ロータリエンコーダ15からパルス
が入力される度にカウント数をインクリメントして回転
角度が相対的に検出される。そして、この回転角度に対
応するアップダウンカウンタ23の出力信号により記憶
装置16はその回転角度に相当する位相の電流指令値を
デジタル信号で出力する。
With this structure, the up / down counter 23 is reset at the time when the zero-phase pulse is input, and the rotation angle is set to zero at this time, after which the pulse is output from the rotary encoder 15. Each time is input, the count number is incremented and the rotation angle is relatively detected. Then, by the output signal of the up / down counter 23 corresponding to this rotation angle, the storage device 16 outputs a current command value of a phase corresponding to the rotation angle as a digital signal.

【0026】以下、第1の実施例と同様にして固定子巻
線11aの誘起電圧波形と相似形をなす電流波形の電流
を通電することにより、高調波成分の位相のずれを極力
低減することができ、従って、このような本実施例にお
いても、図4に示すように回転子の回転位置に対応した
位置検出信号が記憶装置16に入力されるようなるの
で、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
In the same manner as in the first embodiment, a current having a current waveform similar to the induced voltage waveform of the stator winding 11a is supplied to reduce the phase shift of the harmonic component as much as possible. Therefore, in this embodiment as well, since the position detection signal corresponding to the rotational position of the rotor is input to the storage device 16 as shown in FIG. 4, the same as in the first embodiment. The effect of can be obtained.

【0027】図5及び図6は本発明の第3の実施例を示
し、以下、第1の実施例と異なる部分についてのみ説明
する。尚、本実施例においては、PLL(Phase
Locked Loop)を用いて基準クロックにモー
タ11の回転数を一致させる構成のものである。
FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention, and only portions different from the first embodiment will be described below. In this embodiment, the PLL (Phase
Locked Loop) is used to match the rotation speed of the motor 11 to the reference clock.

【0028】さて、図5において、ホール素子24はモ
ータ11の回転子の回転位置を検出するように配置され
ている。ホール素子24の信号出力端子は周波数比較器
25の一方の入力端子に接続されると共に、アップダウ
ンカウンタ26に接続されている。基準クロック発生回
路27は、モータ11の運転を行なうための基準クロッ
クを発生する回路で、その出力端子はアップダウンカウ
ンタ26に接続されると共に分周回路28の入力端子に
接続されている。分周回路28は、入力された基準クロ
ック(周波数f0)を所定の周波数に分周して速度基準
パルス(周波数fa)として出力するもので、その出力
端子は周波数比較器25の他方の入力端子に接続されて
いる。
Now, in FIG. 5, the hall element 24 is arranged so as to detect the rotational position of the rotor of the motor 11. The signal output terminal of the hall element 24 is connected to one input terminal of the frequency comparator 25, and is also connected to the up / down counter 26. The reference clock generation circuit 27 is a circuit that generates a reference clock for operating the motor 11, and its output terminal is connected to the up / down counter 26 and the input terminal of the frequency dividing circuit 28. The frequency divider circuit 28 divides the input reference clock (frequency f0) into a predetermined frequency and outputs it as a speed reference pulse (frequency fa). Its output terminal is the other input terminal of the frequency comparator 25. It is connected to the.

【0029】アップダウンカウンタ26は、ホール素子
24からのゼロ相信号によりリセットされその後基準ク
ロックをカウントアップして回転子の回転位置に相当す
る位置信号を出力するもので、その出力端子は記憶装置
16の入力端子に接続されている。記憶装置16の3つ
の出力端子は、D/A変換回路17を介して比較器2
9,30,31の一方の入力端子に接続されている。比
較器29乃至31の各他方の入力端子は周波数比較器2
5の出力端子に共通に接続されている。この場合、周波
数比較器25は、分周回路28から与えられる所定周波
数の速度基準パルス信号に対してホール素子24からの
位置検出信号の周波数を比較し、そのずれ信号を出力す
るようになっている。
The up / down counter 26 is reset by the zero phase signal from the Hall element 24 and then counts up the reference clock to output a position signal corresponding to the rotational position of the rotor, the output terminal of which is a storage device. It is connected to 16 input terminals. The three output terminals of the storage device 16 are connected to the comparator 2 via the D / A conversion circuit 17.
It is connected to one of the input terminals 9, 30, 31. The other input terminal of each of the comparators 29 to 31 is the frequency comparator 2
5 are commonly connected to the output terminals. In this case, the frequency comparator 25 compares the frequency of the position detection signal from the hall element 24 with the speed reference pulse signal of the predetermined frequency given from the frequency dividing circuit 28, and outputs the deviation signal. There is.

【0030】比較器29乃至31の各出力端子は比較器
18乃至20の各一方の入力端子に接続されている。そ
して、比較器18乃至20の各他方の入力端子は電流検
出器14の各出力端子に接続されている。
Each output terminal of the comparators 29 to 31 is connected to one input terminal of each of the comparators 18 to 20. The other input terminal of each of the comparators 18 to 20 is connected to each output terminal of the current detector 14.

【0031】さて、上述のような構成において、いまモ
ータ11が三相4極である場合について説明する。この
場合、ホール素子24は、回転子が1回転する間に24
個のパルス(転流信号)を位置信号として発生して周波
数比較器25に与えると共に、そのパルスのうち1個は
ゼロ相を示すリセットパルスとしてカウンタ26に与え
るようになっている。一方、分周回路28は、基準クロ
ック27から与えられる基準クロックを分周して回転子
が1回転する間に24個のパルスを速度基準パルスとし
て発生するように設定されている。
Now, the case where the motor 11 has three phases and four poles in the above-mentioned structure will be described. In this case, the Hall element 24 is
A number of pulses (commutation signals) are generated as position signals and given to the frequency comparator 25, and one of the pulses is given to the counter 26 as a reset pulse indicating a zero phase. On the other hand, the frequency dividing circuit 28 is set to divide the reference clock given from the reference clock 27 and generate 24 pulses as speed reference pulses while the rotor makes one rotation.

【0032】周波数比較器25は、分周回路28から与
えられる速度基準パルスの周波数faとホール素子24
から与えられるパルスの周波数とを比較し、回転子の回
転周波数が低い場合には比較器29乃至31に加算指令
を出力し、高い場合には減算指令を出力する。例えば、
図6に示すように、回転子の回転周波数が分周回路28
からの周波数に比べてΔf1,Δf2だけ低い場合に
は、加算指令が出力されて回転数を上昇させるように制
御される。
The frequency comparator 25 detects the frequency fa of the speed reference pulse given from the frequency dividing circuit 28 and the Hall element 24.
Is compared with the frequency of the pulse given from, and if the rotation frequency of the rotor is low, an addition command is output to the comparators 29 to 31, and if it is high, a subtraction command is output. For example,
As shown in FIG. 6, the rotation frequency of the rotor is the frequency dividing circuit 28.
When the frequency is lower than the frequency from Δf1 and Δf2, the addition command is output and the rotation speed is controlled to increase.

【0033】このようにしてフィードバック制御が行な
われて、定常状態に達すると、回転子の回転周波数を示
すホール素子24からのパルスの周波数と分周回路28
からの速度基準パルスとが一致するようになって回転子
の回転状態が安定する。この状態においては、基準クロ
ック発生回路27から出力される基準クロックの数をカ
ウントすることにより回転子の回転位置を求めることが
でき、記憶装置16はこのカウンタからの信号に基づい
て電流指令値を出力する。
When the feedback control is carried out in this manner and the steady state is reached, the frequency of the pulse from the Hall element 24 indicating the rotation frequency of the rotor and the frequency dividing circuit 28.
Since the speed reference pulse from the above is matched, the rotation state of the rotor is stabilized. In this state, the rotational position of the rotor can be obtained by counting the number of reference clocks output from the reference clock generation circuit 27, and the storage device 16 can obtain the current command value based on the signal from this counter. Output.

【0034】例えば、記憶装置16に電気角1°につい
て1個の電流指令値データが記憶される場合には、モー
タ回転数が1800rpmであるとすると、基準クロッ
クの周波数f0は、 f0=360(データ)×4(極)×1800(rpm)/60 =43.2(kHz) …(1) となる。また、分周回路28による速度基準パルスの周
波数faは、 fa=43.2(kHz)/24 =1.8(kHz) …(2) となる。
For example, if one current command value data is stored in the storage device 16 for an electrical angle of 1 °, and the motor speed is 1800 rpm, the frequency f0 of the reference clock is f0 = 360 ( Data) × 4 (poles) × 1800 (rpm) /60=43.2 (kHz) (1) Further, the frequency fa of the speed reference pulse by the frequency dividing circuit 28 becomes fa = 43.2 (kHz) / 24 = 1.8 (kHz) (2).

【0035】そして、この速度基準パルスfaと実際の
モータ回転数が比較され、分周回路28の出力パルスの
時間間隔よりもモータ回転信号のパルス間隔のほうが長
い場合には出力電流を増加させ、逆に分周回路28の出
力パルスの時間間隔よりもモータ回転信号のパルス間隔
のほうが短い場合には出力電流を減少させるように制御
する。従って、このような本実施例によっても、第1及
び第2の実施例と同様の効果を得ることができるもので
ある。
Then, the speed reference pulse fa and the actual motor speed are compared, and if the pulse interval of the motor rotation signal is longer than the time interval of the output pulse of the frequency dividing circuit 28, the output current is increased. On the contrary, when the pulse interval of the motor rotation signal is shorter than the time interval of the output pulse of the frequency dividing circuit 28, the output current is controlled to be reduced. Therefore, according to this embodiment as well, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

【0036】尚、上記実施例においては、制御の手段を
ハードウェアで構成したが、これに限らず、例えば、マ
イクロコンピュータ等を用いてプログラムにより同様の
制御を行なうようにしても良い。この場合、固定子巻線
11aに発生する誘起電圧を関数表現して位置検出信号
に対応して求めるようにしても良いものである。
In the above embodiment, the control means is composed of hardware, but the present invention is not limited to this, and similar control may be performed by a program using a microcomputer or the like. In this case, the induced voltage generated in the stator winding 11a may be expressed as a function and obtained in correspondence with the position detection signal.

【0037】また、上記実施例においては、三相のモー
タ11に適用した場合について述べたが、これに限ら
ず、二相,四相或は五相等のモータにも適用できること
は勿論である。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the three-phase motor 11 has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to a two-phase, four-phase or five-phase motor.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の永久磁石
モータの制御装置によれば、固定子巻線への通電電流
を、回転子の回転によりその固定子巻線に発生する固有
の誘起電圧の波形に追従するように制御する構成とした
ので、モータトルクの発生に寄与しない無効電流の通電
を極力低減することができ、従って、モータの運転効率
を向上させることができるという優れた効果を奏する。
As described above, according to the controller of the permanent magnet motor of the present invention, the current induced in the stator winding is uniquely induced in the stator winding by the rotation of the rotor. Since it is configured to control so as to follow the waveform of the voltage, it is possible to reduce energization of the reactive current that does not contribute to the generation of the motor torque as much as possible, and thus it is possible to improve the operation efficiency of the motor. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック構成図FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】通電電流のパターンと回転角との対応図[Fig. 2] Correspondence diagram of a current pattern and a rotation angle

【図3】本発明の第2の実施例を示す図1相当図FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.

【図4】図2相当図FIG. 4 is a view corresponding to FIG.

【図5】本発明の第3の実施例を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

【図6】図2相当図FIG. 6 is a view corresponding to FIG.

【図7】従来例を示す電気的構成図FIG. 7 is an electrical configuration diagram showing a conventional example.

【図8】図2相当図FIG. 8 is a view corresponding to FIG.

【図9】実測した誘起電圧及び通電電流の波形図FIG. 9 is a waveform diagram of actually measured induced voltage and conduction current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11はモータ、12は駆動回路、14は電流検出器、1
5はアブソリュート形のロータリエンコーダ、16は記
憶装置、17はD/A変換回路、18乃至20は比較
器、21は制御回路、22はインクリメンタル形のロー
タリエンコーダ、23はアップダウンカウンタ、24は
ホール素子、25は周波数比較器、26はアップダウン
カウンタ、27は基準クロック発生回路、28は分周回
路、29乃至31は比較器である。
11 is a motor, 12 is a drive circuit, 14 is a current detector, 1
Reference numeral 5 is an absolute rotary encoder, 16 is a storage device, 17 is a D / A conversion circuit, 18 to 20 are comparators, 21 is a control circuit, 22 is an incremental rotary encoder, 23 is an up / down counter, and 24 is a hall. Reference numeral 25 is a frequency comparator, 26 is an up / down counter, 27 is a reference clock generating circuit, 28 is a frequency dividing circuit, and 29 to 31 are comparators.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転子に永久磁石を備え固定子巻線に通
電して駆動するようにした永久磁石モータにおいて、前
記固定子巻線への通電電流をその固定子巻線に固有の誘
起電圧波形に追従するように制御することを特徴とする
永久磁石モータの制御装置。
1. In a permanent magnet motor in which a rotor is provided with a permanent magnet and is driven by energizing a stator winding, a current supplied to the stator winding is an induced voltage specific to the stator winding. A controller for a permanent magnet motor, which is controlled so as to follow a waveform.
JP3286004A 1991-10-31 1991-10-31 Controller for permanent magnet motor Pending JPH05122983A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996003797A1 (en) * 1994-07-25 1996-02-08 Daikin Industries, Ltd. Motor apparatus capable of obtaining high efficiency and motor control method
JP2001298982A (en) * 2000-04-17 2001-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor drive, and motor unit comprising it
JP2007116759A (en) * 2005-10-18 2007-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for detecting magnetic pole of synchronous motor
JP2009254004A (en) * 2008-04-01 2009-10-29 Seiko Epson Corp Control circuit for motors and movable body equipped with control circuit for motors

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