JPH06178573A - 可変リラクタンスモータの始動時電気角検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アブソリュート型ロータリエンコーダを使用
せず、可変リラクタンスモータ始動時の電気角を検出す
る。 【構成】 可変リラクタンスモータは、ロータの突極歯
とステータの突極歯との対向面積の大きさに比例してイ
ンダクタンスが変化するから、ロータの位置、すなわち
電気角によってインダクタンスが変化する。そこで、２
相以上の相に微小電流を流し、その電流値と変化率から
各相のインダクタンスＬａ、Ｌｂ、（Ｌｃ）を測定す
る。検出されたインダクタンスに対応する電気角θa1,
θa2、θb1、θb2（θc1，θc2）を求める。共通する電
気角（近接する電気角の平均）を始動時の電気角とす
る。駆動開始後は、インクリメント型ロータリエンコー
ダによって電気角を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変リラクタンスモー
タに関し、特に、該モータの始動時に必要なロータの電
気角検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可変リラクタンスモータはステータの励
磁コイルに励磁電流を供給して、ステータ突極歯を励磁
し、ステータ突極歯に発生する磁気吸引力によって、ロ
ータの突極歯を引きよせ回転力としてロータを回転駆動
するモータである。そのため、各相ごとに励磁コイルに
励磁電流を供給するためのスイッチング素子を設け、且
つ、ロータの回転位置、すなわちロータの電気角を検出
器で検出し、検出した電気角に応じてスイッチング素子
を開閉させて励磁する相を決めている。

【０００３】上記ロータの電気角を検出する検出手段と
して、従来、モータに回転位置がそのまま検出できるア
ブソリュート型ロータリエンコーダを取り付け、このエ
ンコーダからの回転位置信号に基づいて励磁相を制御す
る方法が取られている。

【０００４】また、アブソリュート型ロータリエンコー
ダは高価であることから、所定回転角毎にパルスを出力
するインクリメント型ロータリエンコーダをモータ軸に
取り付けて、このエンコーダからの信号に基づいて電気
角を検出し、モータの励磁相を制御する方法も採用され
ている。

【０００５】可変リラクタンスモータを始動させる場合
にも、当然ロータの電気角を知る必要があるが、上記ア
ブソリュート型ロータリエンコーダを使用したものであ
れば、モータに電源を投入した時点での電気角を知るこ
とができる。しかし、上記インクリメント型ロータリエ
ンコーダを使用する場合には、始動時の電気角が不明で
ある。そこで、従来は、ある特定の相のみを励磁し、ロ
ータが磁気エネルギー最小の位置（励磁相の突極歯とロ
ータの突極歯が合致する位置）に落ち着くのを待って、
その位置の電気角からモータを回転させるようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のべたように、エ
ンコーダとして、アブソリュート型ロータリエンコーダ
を使用すれば、始動時における電気角も検出でき、モー
タを適性に制御することができるが、アブソリュート型
ロータリエンコーダは高価であるという欠点を有する。
一方、インクリメント型ロータリエンコーダを使用する
場合には、始動時に電気角が分からない。そのため、始
動時の電気角を決めるため、特定の相を励磁してロータ
の回転位置が落ち着くのを待って駆動を開始する方法で
あると、始動時にモータが勝手な方向に回転し好ましく
ない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、アブソリュート
型ロータリエンコーダを使用することなく、かつ、モー
タを回転させることもなく始動時の電気角を検出するこ
とができる可変リラクタンスモータの始動時電気角検出
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、始動
時において、励磁コイルを励磁した時のインダクタンス
を２相以上測定し、該インダクタンスよりロータ電気角
を求める。インダクタンスの測定方法としては、励磁コ
イルにステップ上に電圧を印加し、流れる電流と、その
変化値を検出し、検出された電流値とその変化値に基づ
いてインダクタンスを求める。求められた２つの相以上
のインダクタンスより電気角を求める。モータをＰＷＭ
制御する場合には、１相の励磁コイルのみ短い時間だけ
励磁されるようにＰＷＭ指令を出力して１相を励磁し、
該励磁相の電流値をＰＷＭ制御の周期と同一周期で測定
し、電流値とその変化量を求め、この電流値と変化量及
び予め測定していた励磁コイルの抵抗値よりインダクタ
ンスを求め、同様に他の相のインダクタンスを求め、少
なくとも２つの相のコイルのインダクタンスを求めるこ
とによってロータの電気角を求める。一度電気角が求ま
れば、この電気角でモータの駆動を開始し、以後は、モ
ータに取り付けられたインクリメント型ロータリエンコ
ーダからの信号を処理して電気角を更新する。

【０００９】

【作用】可変リラクタンスモータは、ロータとステータ
の突極歯間のギャップが小さいので、各相の励磁コイル
を励磁した時のインダクタンスはロータとステータの突
極歯の対向面積に比例し、ほぼ直線的に変化する。すな
わち、ロータとステータの突極歯の対向面積が増加する
につれてインダクタンスは増大し、対向面積が減少する
につれて減少し、電気角０度から３６０度の間で増大
し、その後減少することになる。励磁コイルは抵抗をＲ
としインダクタンスをＬの直列回路で近似できるから、
励磁コイルに電圧ｖを印加し電流ｉが流れるとすると、
次の１式が成立する。

【００１０】 ｖ＝Ｌ・（ｄｉ／ｄｔ）＋Ｒｉ …（１） 上記１式より次の２式が成立する。 Ｌ＝（ｖ−Ｒｉ）／（ｄｉ／ｄｔ） …（２） 励磁コイルの抵抗Ｒは予め測定し求めておき、モータの
始動開始時に励磁コイルに所定電圧ｖを印加し、その時
流れる電流ｉの値及び変化値を求めれば、上記２式より
励磁コイルのインダクタンスＬが求められる。しかし、
上述したように、インダクタンスは電気角０度〜３６０
度の間において増大し、減少するものであるから、同一
のインダクタンスの値に対して電気角が２つ求められ
る。そのため、２つ以上の相の各励磁コイルのインダク
タンスを検出し、夫々求められた電気角の内、共通する
電気角を始動開始時のロータの停止位置における電気角
として検出する。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を実施する一実施例の可変リラ
クタンスモータの断面図である。

【００１２】ロータ２は４極を有し、ステータ１はＡ
相，Ｂ相，Ｃ相の３相で夫々２つの突極歯３ａ，３ａ
´，３ｂ，３ｂ´，３ｃ，３ｃ´の６極で構成され、Ａ
相の突極は３ａ，３ａ´には、Ａ相の励磁コイル４ａが
巻回され、Ｂ相の突極は３ｂ，３ｂ´には、Ｂ相の励磁
コイル４ｂが巻回され、Ｃ相の突極は３ｃ，３ｃ´に
は、Ｃ相の励磁コイル４ｃが巻回されている。なお、
Ａ，Ａ´、Ｂ，Ｂ´、Ｃ，Ｃ´は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の
励磁コイル４ａ，４ｂ，４ｃの端子である。

【００１３】この実施例においては、突極歯の幅はロー
タ、ステータともに４５度（機械角）である。そして、
ロータ２の電気角θはロータの突極歯とＡ相の突極歯３
ａ，３ａ´との対抗面積最小の位置（対抗開始位置）を
０度とし、図面中右回りを電気角の正方向としており、
上記突極歯の対抗面積が最大になる位置（突極歯が完全
に対抗する位置）を１８０度、そして、ロータ２が回転
し再び対向面積が最小となる位置を電気角３６０度とし
ている。

【００１４】ロータ２とステータ１の突極歯間のギャッ
プは小さいので、各相の励磁コイル４ａ，４ｂ，４ｃの
インダクタンスはロータ２とステータ１の突極歯の対向
面積に比例しほぼ直線的に変化する。図２に示すよう
に、Ａ相の励磁コイル４ａのインダクタンスは電気角０
度（３６０度）で最小のインダクタンスＬmin となり、
電気角１８０度で最大のシンダクタンスＬmax となる。
そして、電気角１２０度、２４０度の位相差のあるＢ
相、Ｃ相のインダクタンスは、図２に示すように、１２
０度、２４０度シフトしてＡ相のインダクタンスの大き
さと同じパターンで変化する。

【００１５】そこで、このインダクタンスを折れ線の式
で近似するとして、Ａ，Ｂ，Ｃ相の励磁コイルのインダ
クタンスを夫々Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとすると、次の３式の
ように近似できる。

【００１６】 Ｌａ＝Ｌmin ＋ｄ×θ （ ０≦θ＜１８０） Ｌａ＝Ｌmax −ｄ×（θ−１８０） （１８０≦θ＜３６０） Ｌｂ＝Ｌmax −ｄ×（θ＋６０） （ ０≦θ＜１２０） Ｌｂ＝Ｌmin ＋ｄ×（θ−１２０） （１２０≦θ＜３００） Ｌｂ＝Ｌmax −ｄ×（θ−３００） （３００≦θ＜３６０） Ｌｃ＝Ｌmin ＋ｄ×（θ＋１２０） （ ０≦θ＜６０ ） Ｌｃ＝Ｌmax −ｄ×（θ−６０） （ ６０≦θ＜２４０） Ｌｃ＝Ｌmin ＋ｄ×（θ−２４０） （２４０≦θ＜３６０） …（３） ただし、ｄ＝（Ｌmax −Ｌmin ）／１８０であり、Ｌmi
n ，Ｌmax はロータ２の突極歯を電気角０度，１８０度
に位置決めしておき、夫々予め測定したＡ相励磁コイル
４ａのインダクタンスＬａの値である。

【００１７】上記３式を電気角θについて解くと、 θ＝（Ｌａ−Ｌmin ）／ｄ （ ０≦θ＜１８０） θ＝（２Ｌmax −Ｌmin −Ｌａ）／ｄ （１８０≦θ＜３６０） θ＝[(Ｌmax/2)+(Ｌmin/2)−Ｌｂ］／ｄ （ ０≦θ＜１２０） θ＝[(2 Ｌmax/3)-(5 Ｌmin/3)＋Ｌｂ］／ｄ （１２０≦θ＜３００） θ＝[(8 Ｌmax/3)-(5 Ｌmin/3)−Ｌｂ］／ｄ （３００≦θ＜３６０） θ＝[ Ｌｃ-(2 Ｌmax/3)-(Ｌmin/3)] ／ｄ （ ０≦θ＜６０ ） θ＝[(4 Ｌmax/3)-(Ｌmin/3)−Ｌｃ］／ｄ （ ６０≦θ＜２４０） θ＝[ Ｌｃ+(4 Ｌmax/3)-(7 Ｌmin/3)] ／ｄ （２４０≦θ＜３６０） …（４） そこで、モータの始動開始時に上記励磁コイルのインダ
クタンスを測定し、上記４式より電気角θを求めればよ
い。しかし、図２に示すように、例えばＡ相のインダク
タンスＬａを測定しても、その測定値に対応する電気角
は２つあることになる。そのため、２つ以上の相のイン
ダクタンスを求めて、得られる電気角で共通の電気角を
ロータの電気角とする。例えば、Ａ相のインダクタンス
Ｌａが図２に示すような値であり、上記４式より電気角
θa1、θa2が求められたとする。また、Ｂ相のインダク
タンスＬｂを求めて上記４式より電気角がθb1、θb2が
求められたとする。理論的には、求められた電気角θa
1、θa2、θb1、θb2の内１つは共通のものがある（図
２ではθa1＝θb1）。しかし、実際は、共通の電気角を
検出することは難しい（図２でθa1とθb1は一致しな
い）。

【００１８】これを解決する方法として、Ａ相のインダ
クタンスＬａから求められた電気角θa1、θa2と、Ｂ相
のインダクタンスＬｂから求められた電気角θb1、θb2
の差の最小となる組み合わせを検出し（｜θa1−θb1
｜，｜θa1−θb2｜，｜θa2−θb1｜，｜θa2−θb2｜
の内最小値を取るもの）、その組み合わせの電気角の平
均をその時の電気角とする。この方法で求めた電気角の
検出誤差は最大で電気角１０度であった。 さらに、電
気角の検出精度をあげるためには、３相すべての励磁コ
イルのインダクタンスを求めて、電気角を求めるように
すればよい。例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ相の励磁コイルの測定
インダクタンスが図２に示すように、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ
で、上記４式で求められる電気角が夫々θa1、θa2、θ
b1、θb2、θc1、θc2であったとき、各相で求めた電気
角の内共通する電気角が理論上は存在する（図２の例で
はθa1＝θb1＝θc2で理論上一致する）。しかし、実際
は一致せず、この理論上一致する真の電気角θを求める
方法として、次の５式に示す評価関数によってΔ（ｉ，
ｊ，ｋ）が最小となる（ｉ，ｊ，ｋ）を求め、求められ
たθai、θbj、θckの平均値を電気角とする。

【００１９】 Δ(i,j,k) ＝（θai−θbj）² ＋（θbj−θck）² ＋（θck−θai）² …（５） ただし、ｉ＝１，２、ｊ＝１，２、ｋ＝１，２ 図２に示す例では、ｉ＝１、ｊ＝１、ｋ＝２の場合で上
記５式が最小となり、電気角θは、θ＝（θa1＋θb1＋
θc2）／３として求められる。この３相すべての励磁コ
イルのインダクタンスから電気角を求める上記方法で
は、検出誤差は電気角で最大３．３度であった。

【００２０】上述した、２相、もしくは３相の各励磁コ
イルのインダクタンスによって電気角を求める方法は、
モータの総数、極数に関係なく、励磁コイルのインダク
タンスが電気角によって変化する可変リラクタンスモー
タに適用できるものである。

【００２１】例えば、図３に示す例は、３相でロータが
４極、ステータの突極歯が６つであり、ステータの突極
歯の幅は図１に示す例と同一の４５度（機械角）である
が、ロータの突極歯の幅が５５度である可変リラクタン
スモータの場合における電気角に対する各相インダクタ
ンスの変化を示す図である。ロータの突極歯の歯幅が広
いため、Ａ相の励磁コイルのインダクタンスＬａが０≦
θ≦２０、１６０≦θ≦２００、３４０≦θ≦３６０の
範囲の電気角θでフラットになり、Ｂ相、Ｃ相において
も同様であるが、この図３からも分かるように、２相、
もしくは３相の各励磁コイルのインダクタンスを検出す
ることによって上述した方法によって電気角θを求める
ことができる。

【００２２】励磁コイルのインピーダンスを測定する方
法としては、可変リラクタンスモータの１相分の励磁コ
イルは抵抗ＲとインダクタンスＬの直列回路として近似
できるから、該励磁コイルの端子に電圧ｖを印加し、電
流ｉが流れたとすると、上述した１式が成立し、２式に
よってインダクタンスＬを求めることができる。そこ
で、ロータが回転しない程度に１相づつ１つの励磁コイ
ルのみ電圧ｖを印加して電流ｉ及びその変化率（ｄｉ／
ｄｔ）を測定し、上記２式によってインダクタンスを少
なくとも２相分求める。このインダクタンスを測定する
方法としては、特別な測定回路を設置してもよいが、本
実施例では、可変リラクタンスモータを制御する回路を
利用して測定する。

【００２３】図４は本実施例におけるモータ駆動回路と
始動時の電気角を測定するための回路を示す要部ブロッ
ク図であり、モータ駆動制御回路は従来と同一であり、
図４では省略していてる。図４中１０はモータ駆動回路
で、１１は整流回路、Ｃはコンデンサであり、該整流回
路１１の出力である直流電圧Ｖlinkは、各相スイッチン
グ素子とダイオードＤの直列回路の両端に印加されるよ
うになっている。Ａ相のスイッチング素子Ｇ１，Ｇ２を
オンにすることによって、整流回路１１、スイッチング
素子Ｇ１、電流検出用抵抗Ｒａ、Ａ相の励磁コイル４
ａ、スイッチング素子Ｇ２、整流回路の経路で電流が流
れＡ相の励磁コイル４ａが励磁される。同様にＢ相のス
イッチング素子Ｇ３，Ｇ４がオンになると、電流検出用
抵抗Ｒｂを介してＢ相の励磁コイル４ｂに電流が流れＢ
相励磁コイル４ｂが励磁される。また、スイッチング素
子Ｇ５，Ｇ６がオンになると、Ｃ相励磁コイル４ｃが励
磁される。

【００２４】上記モータ駆動回路は、従来の可変リラク
タンスモータ駆動回路と同一構成である。各電流検出用
抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃの両端は絶縁トランス１２ａ，１
２ｂ，１２ｃに接続され、Ａ，Ｂ，Ｃ相の励磁電流を検
出するようになっており、検出電流値はＡ／Ｄ変換器１
３ａ，１３ｂ，１３ｃによりディジタル信号に変換さ
れ、データバス１４を介してモータの駆動制御を実行す
るプロセッサ１５に入力されている。上記データバス１
４には、プロセッサ１５から、モータ始動時に電気角を
検出するために出力されるＰＷＭ指令値をラッチするＰ
ＷＭ指令ラッチ回路１７、励磁する励磁相指令をラッチ
する励磁相ラッチ回路１８が接続されている。

【００２５】励磁相指令は、３ビットで構成され、Ａ相
を励磁する場合には、（００１）が指令され、励磁相ラ
ッチ回路１８はこの指令をラッチし、出力信号Ｓ１＝
１、Ｓ３＝０、Ｓ５＝０を出力する。また、Ｂ相指令は
（０１０）でＳ１＝０、Ｓ３＝１、Ｓ５＝０が出力さ
れ、Ｃ相指令では（１００）でＳ１＝０、Ｓ３＝０、Ｓ
５＝１が出力される。

【００２６】１６はＰＷＭ信号を作る三角波発生回路
で、該三角波発生回路１６の出力とＰＷＭ指令ラッチ回
路１７からの出力であるＰＷＭ指令値を比較器１９で比
較し、該比較器１７の出力はアンドゲート２０ａ，２０
ｂ，２０ｃの一方の端子に入力されている。アンドゲー
ト２０ａ，２０ｂ，２０ｃの他方の入力端子には、励磁
相ラッチ回路１８の出力信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が夫々入
力されている。そして、励磁相ラッチ回路１８の出力信
号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５及び各アンドゲートの出力信号Ｓ
２，Ｓ４，Ｓ６はアイソレータ２１を介してスイッチン
グ素子Ｇ１〜Ｇ６をオン／オフさせるようになってい
る。

【００２７】例えば、Ａ相が選択されたとき、信号Ｓ１
が「１」（ハイレベル）となり、スイッチング素子Ｇ１
がオンとなると共に、比較器１９からの信号が「１」で
あるとき信号Ｓ２が「１」となってスイッチン素子Ｇ２
がオンとなりＡ相の励磁コイル４ａが励磁されることに
なる。

【００２８】図５は、このモータの始動開始時に行う電
気角検出動作における動作説明図である。三角波発生回
路１６からは、図５（イ）に示すように０〜２５５ま
で、大きさ（高さ）が変る三角波信号を周期Ｔで出力す
る。一方、プロセッサは、始動時の電気角測定のために
設定されているＰＷＭ指令を出力し、この出力信号はＰ
ＷＭ指令ラッチ回路１７にラッチされる。そして、励磁
する相、例えば、Ａ相励磁指令（００１）がプロセッサ
１５から出力されると励磁相ラッチ回路１８でラッチさ
れ、出力信号Ｓ１のみが「１」となり図５（ロ）に示す
ように出力される。また、比較回路１９は上記三角波信
号とＰＷＭ指令信号を比較し、三角波＜ＰＷＭ信号の時
のみ出力信号を「１」とするため、アンドゲート２０ａ
から図５（ハ）に示すように、出力信号Ｓ２が三角波＜
ＰＷＭ信号の時のみ「１」となり出力され、スイッチン
グ素子Ｇ１は常時オンとなり、スイッチング素子Ｇ２は
三角波＜ＰＷＭ信号の時のみオンとなってＡ相励磁コイ
ル４ａに図５（ニ）に示すように整流回路１１の出力の
直流電圧Ｖlinkが印加される。

【００２９】Ａ相励磁コイル４ａに電圧Ｖlinkが印加さ
れると、図５（ホ）に示すように励磁電流ｉa が流れ、
この電流は抵抗Ｒａ、絶縁トランス１２ａを介して検出
され、Ａ／Ｄ変換器１３ａを介してプロセッサ１５に入
力される。スイッチング素子Ｇ２がオフになると、スイ
ッチング素子Ｇ１、抵抗Ｒａ、Ａ相励磁コイル４ａ、ダ
イオードＤ、スイッチング素子Ｇ１の閉回路によって、
励磁コイルの電流は環流し、電流ｉa は図５（ホ）に示
すように流れる。そして、再びスイッチング素子Ｇ２が
オンになると、再び励磁コイル４ａに電圧Ｖlinkが印加
され、電流ｉaは増大する。そこで、この励磁コイルに
流れる電流をＰＷＭ制御の周波数と等しい周波数、すな
わち同一周期Ｔで測定する。図５（ホ）では、ＰＷＭ制
御の周期（三角波の周期）で電流ｉa1，ｉa2の２つの電
流値を測定した例を示す。そして、上記２式に対応す
る。次の演算を行ってインダクタンスＬａを求めること
ができる。

【００３０】 Ｌａ＝［Ｖlink×（Ｔ_on／Ｔ）−Ｒ×ｉa1］／［（ｉa2−ｉa1）／Ｔ］ …（６） なお、３式において、Ｒは予め測定した励磁コイルの抵
抗で、Ｔ_onはスイッチング素子Ｇ２のオン時間であり、
Ｖlink×（Ｔ_on／Ｔ）励磁コイルにかかる平均電圧を意
味する。以上のようにして、励磁コイルのインダクタン
スを測定する。なお、この電気角測定のための各励磁コ
イルへの電圧印加区間は、ロータが回転しないように短
い時間になるようにＰＷＭ指令値は決定されている。図
６、図７は始動時の電気角測定のためのプロセッサ１５
が実施する処理のフローチャートである。

【００３１】まず、Ａ相にＰＷＭ指令を出力し、前述し
たようにスイッチング素子Ｇ１をオン、スイッチング素
子Ｇ２をＰＷＭ信号に基づいてオン／オフさせ、Ａ相励
磁コイル４ａに電圧を印加し、ＰＷＭ制御の周期Ｔの割
り込みで絶縁トランス１２ａ、Ａ／Ｄ変換器１３ａを介
してＡ相励磁コイル４ａに流れる電流ｉa1，ｉa2を測定
する（ステップ１０１，１０２）。この測定値ｉa1，ｉ
a2に基づいて上記６式の演算を行ってＡ相のインダクタ
ンスＬａを求める（ステップ１０３）。次に、求められ
たインダクタンスＬａより、４式に示す次の演算を行っ
て電気角θa1，θa2を求める（ステップ１０４）。な
お、インダクタンスの最大値Ｌmax 、最小値Ｌmin 及び
ｄの値は予め設定されている。

【００３２】 θ＝（Ｌａ−Ｌmin ）／ｄ （ ０≦θ＜１８０） θ＝（２Ｌmax −Ｌmin −Ｌａ）／ｄ （１８０≦θ＜３６０） 同様に、Ｂ相、Ｃ相に対しても順次同様の処理を行い、
２つの電流値ｉb1，ｉb2、及びｉc1，ｉc2を求め上記２
式（上記６式におけるｉa1，ｉa2をｉb1，ｉb2若しくは
ｉc1，ｉc2に変えた式）の演算を行ってＢ相，Ｃ相のイ
ンダクタンスＬｂ，Ｌｃを求め、求められたインダクタ
ンスの値Ｌｂ，Ｌｃによって上記４式の演算を行って電
気角θb1，θb2、θc1，θc2を求める（ステップ１０５
〜１１２）。

【００３３】次に、レジスタＲｅに記憶できる最大値を
セットし（ステップ１１３）、指標ｉ，ｊ，ｋを「１」
にセットし（ステップ１１４，１１５，１１６）、求め
られた電気角θai，θbj、θckの組み合わせ（この場合
はθa1，θb1、θc1）によって上記５式の演算を行って
評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）を求め（ステップ１１
７）、該値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）とレジスタＲｅに記憶する
値を比較し（ステップ１１８）、評価関数の値Δ（ｉ，
ｊ，ｋ）の方が小さいときには、この値Δ（ｉ，ｊ，
ｋ）をレジスタＲｅにセットすると共に、ｉ，ｊ，ｋの
組み合わせの値も記憶する（ステップ１１９）。また、
評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）の方が大きいときにはレ
ジスタＲｅの値、及びｉ，ｊ，ｋの組み合わせのデータ
は変えない。そして、指標ｋをインクリメントし（ステ
ップ１２０）、該指標ｋが「２」以下ならば（ステップ
１２１）、ステップ１１７に戻り、５式の演算を行って
評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）を求め（この場合ｉ＝
１，ｊ＝１，ｋ＝２であるから電気角（θa1，θb1、θ
c2）の組み合わせで５式の演算が行われる）、前述した
ステップＳ１１８〜１２１の処理を実行する。

【００３４】指標ｋの値が「３」となるとステップ１２
１からステップ１２２に移行し、指標ｊをインクリメン
トして該指標が「２」を越えてないか判断し（ステップ
１２３）、越してなければステップ１１６に戻り指標ｋ
を１にセットして再びステップ１１７以下の処理を実行
する。この場合、電気角（θa1，θb2、θc1）の組み合
わせによって評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）が求められ
る。さらに、ステップ１２０で指標ｋがインクリメント
され「２」となると、評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）は
電気角（θa1，θb2、θc2）の組み合わせによって求め
られ、レジスタＲｅに記憶する値と比較されることにな
る。

【００３５】そして、指標ｊの値が「３」となると、ス
テップ１２３からステップ１２４に移行し、指標ｉがイ
ンクリメントされ「２」となり、該指標ｉが２以下であ
れば（ステップ１２５）、ステップ１１５に戻り指標ｊ
を「１」にし、ステップ１１６で指標ｋを「１」にセッ
トし、再びステップ１１７以下の処理を実行する。この
場合、指標ｉは「２」であり、指標ｊ，ｋは「１」，
「２」と変化するから、上記評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，
ｋ）は、（θa2，θb1、θc1）、（θa2，θb1、θc
2）、（θa2，θb2、θc1）、（θa2，θb2、θc2）の
組み合わせで夫々算出され、レジスタＲｅに記憶する値
と比較され、小さい方が該レジスタＲｅに記憶されるこ
とになる。

【００３６】かくして、指標ｉが「３」となり、Ａ，
Ｂ，Ｃ相各２つづつの算出電気角に対する８つの組み合
わせにおける評価関数の値Δ（ｉ，ｊ，ｋ）が求められ
かつ、この内、最小の値がレジスタＲｅに記憶される。
また、この最小値をとるときの指標ｉ，ｊ，ｋの値が記
憶されているから、この値に対応する電気角θai，θb
j、θckを加算し、３で除して平均値θを求め、この平
均値θを始動開始時のロータの電気角θとし（ステップ
１２６）、電気角検出処理を終了する。

【００３７】求められた電気角θに基づいてモータを駆
動開始する時の励磁相を決定し、従来と同様にモータを
駆動し、駆動開始以後は、ロータ軸に取り付けられたイ
ンクリメント型ロータリエンコーダによって順次電気角
を求めて励磁相を制御し、モータを駆動することにな
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、高価なアブソリュート型ロ
ータリエンコーダを使用することなく、可変リラクタン
スモータの始動時の電気角を求めることができるので、
安価なインクリメント型ロータリエンコーダですみ、可
変リラクタンスモータの駆動システムを安価に構成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を実施する可変リラクタンス
モータの断面図である。

【図２】同実施例におけるロータ電気角と各相のインダ
クタンスの説明図である。

【図３】他の実施例の可変リラクタンスモータにおける
ロータ電気角と各相のインダクタンスの関係を示す図で
ある。

【図４】同実施例におけるモータ駆動制御部における始
動時の電気角検出のための回路構成の要部ブロック図で
ある。

【図５】同実施例におけるインダクタンス測定の説明図
である。

【図６】同実施例における始動時の電気角を求める処理
のフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートの続きである。

【符号の説明】

１ ステータ ２ ロータ ３ａ，３ａ´〜３ｃ，３ｃ´ ステータ突極歯 ４ａ，４ｂ，４ｃ 励磁コイル １０ モータ駆動回路 １１ 整流回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変リラクタンスモータの始動時におけ
   るロータの電気角検出方法において、励磁コイルを励磁
   した時のインダクタンスを２相以上測定し、該インダク
   タンスよりロータ電気角を求めることを特徴とする可変
   リラクタンスモータの始動時電気角検出方法。
2. 【請求項２】 励磁コイルにステップ状に電圧を印加
   し、流れる電流と、その変化値を検出し、検出された電
   流値とその変化値に基づいてインダクタンスを求める請
   求項１記載の可変リラクタンスモータの始動時電気角検
   出方法。
3. 【請求項３】 可変リラクタンスモータの始動時におけ
   るロータの電気角検出方法において、１相の励磁コイル
   のみ短い時間だけ励磁されるようにＰＷＭ指令を出力し
   て１相を励磁し、該励磁相の電流値をＰＷＭ制御の周期
   と同一周期で測定し、電流値とその変化量を求め、この
   電流値と変化量及び予め測定していた励磁コイルの抵抗
   値よりインダクタンスを求め、同様に他の相のインダク
   タンスを求め、少なくとも２つの相のインダクタンスを
   求めることによってロータの電気角を求めることを特徴
   とする可変リラクタンスモータの始動時電気角検出方
   法。
4. 【請求項４】 始動時のロータの電気角が検出され、該
   電気角に基づいてモータが駆動された後は、モータに取
   り付けられたインクリメント型ロータリエンコーダから
   の信号を処理して電気角を更新する可変リラクタンスモ
   ータの始動時電気角検出方法。