JPH06197583A - 単相誘導電動機の制御方法及び装置 - Google Patents
単相誘導電動機の制御方法及び装置Info
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- JPH06197583A JPH06197583A JP5203489A JP20348993A JPH06197583A JP H06197583 A JPH06197583 A JP H06197583A JP 5203489 A JP5203489 A JP 5203489A JP 20348993 A JP20348993 A JP 20348993A JP H06197583 A JPH06197583 A JP H06197583A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/04—Single phase motors, e.g. capacitor motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 この発明による単相誘導モータの制御装置
は、モータに印加される交流電源のクロシングポイント
を検出する交流ゼロクロシング回路と、上記モータの回
転を検出する位置検出回路と、上記モータの速度特性に
よる適応則プログラムが蓄えられているメモリと、上記
交流ゼロクロシング回路の出力と、上記位置検出回路の
出力によりモータの回転速度を計算し、この計算された
速度により適応則を蓄えられた上記メモリにより演算制
御処理後、出力するマイコンと、上記マイコンから出力
される信号によりモータの速度を制御する駆動回路とか
ら構成される。 【効果】 駆動の際、オーバシュト及び定常状態の誤差
を極小にして、過度状態においてゆるやかな速度出力を
出すことができる。
は、モータに印加される交流電源のクロシングポイント
を検出する交流ゼロクロシング回路と、上記モータの回
転を検出する位置検出回路と、上記モータの速度特性に
よる適応則プログラムが蓄えられているメモリと、上記
交流ゼロクロシング回路の出力と、上記位置検出回路の
出力によりモータの回転速度を計算し、この計算された
速度により適応則を蓄えられた上記メモリにより演算制
御処理後、出力するマイコンと、上記マイコンから出力
される信号によりモータの速度を制御する駆動回路とか
ら構成される。 【効果】 駆動の際、オーバシュト及び定常状態の誤差
を極小にして、過度状態においてゆるやかな速度出力を
出すことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、家庭用の家電製品に
主に用いられる単相誘導モータの制御方法及び装置に関
し、特に、適応制御方式を利用して単相誘導モータを制
御することにより、駆動の際、オーバシュト及び定常状
態の誤差を極小にして、過度状態においてゆるやかな速
度出力が出されるようにした単相誘導モータの制御方法
及び装置に関するものである。
主に用いられる単相誘導モータの制御方法及び装置に関
し、特に、適応制御方式を利用して単相誘導モータを制
御することにより、駆動の際、オーバシュト及び定常状
態の誤差を極小にして、過度状態においてゆるやかな速
度出力が出されるようにした単相誘導モータの制御方法
及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】一般に、単相誘導モータ
は、わりあい構造簡単にして、安価であり、さらに、家
庭用電源が単相なため、家庭製品に最も多く用いられて
いる。
は、わりあい構造簡単にして、安価であり、さらに、家
庭用電源が単相なため、家庭製品に最も多く用いられて
いる。
【０００３】しかしながら、単相誘導モータは、回転子
が停止している際、固定子の巻線が交流による交番磁場
のため、回転子のバーには、電流が流れるが、二者の軸
が一致しているため、回転子にトルクが生じないため、
強制的に始動トルクを生ぜしめた。
が停止している際、固定子の巻線が交流による交番磁場
のため、回転子のバーには、電流が流れるが、二者の軸
が一致しているため、回転子にトルクが生じないため、
強制的に始動トルクを生ぜしめた。
【０００４】このような始動のための装置により、分相
起動型、コンデンサ起動型、シェーディングコイル型な
どに分類されるが、強制的に始動トルクを生ぜしめて起
動させたため、起動の際、精密制御が極めて難しいとい
う問題点があった。特に、直流モータに比べてモデルリ
ングが極めて難しいとの点が、制御を難しいものにする
要素として作用し、低速の場合はなおさらである。
起動型、コンデンサ起動型、シェーディングコイル型な
どに分類されるが、強制的に始動トルクを生ぜしめて起
動させたため、起動の際、精密制御が極めて難しいとい
う問題点があった。特に、直流モータに比べてモデルリ
ングが極めて難しいとの点が、制御を難しいものにする
要素として作用し、低速の場合はなおさらである。
【０００５】したがって、近時においては、単相誘導モ
ータを家電製品に適用させて制御を行う場合、上記単相
誘導モータは、多くは簡単なオン／オフ制御方式か、精
密制御のため、ＰＤＩ制御方式を利用している。
ータを家電製品に適用させて制御を行う場合、上記単相
誘導モータは、多くは簡単なオン／オフ制御方式か、精
密制御のため、ＰＤＩ制御方式を利用している。
【０００６】より良好な性能のため、モータの速度もか
なり細分して制御しているが、上記ＰＤＩ制御方式の場
合、加速度によりＰＤＩ係数を求めたとしても、モータ
の起動の際、オーバシュトなり、定常状態の誤差などを
なくしにくいため、過度状態において制御ができないと
いう短所があった。
なり細分して制御しているが、上記ＰＤＩ制御方式の場
合、加速度によりＰＤＩ係数を求めたとしても、モータ
の起動の際、オーバシュトなり、定常状態の誤差などを
なくしにくいため、過度状態において制御ができないと
いう短所があった。
【０００７】
【発明の目的】したがって、この発明の目的は、単相誘
導モータに似かよった理想的伝達関数を数学的に基準モ
デルとして設定し、モータの位置（又は速度）が基準モ
デルに追従するべくする適応制御方式によりモータの起
動の際、オーバシュトなり、定常状態の誤差を極小化
し、過度状態において安定された速度出力を得るように
することにある。
導モータに似かよった理想的伝達関数を数学的に基準モ
デルとして設定し、モータの位置（又は速度）が基準モ
デルに追従するべくする適応制御方式によりモータの起
動の際、オーバシュトなり、定常状態の誤差を極小化
し、過度状態において安定された速度出力を得るように
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のためのこ
の発明は、モータと同一又は類似の数学的な伝達関数に
より基準モデルを設定し、モータから位置検出回路によ
り検出されたモータの実際速度と基準モデルによる速度
とを比べて、誤差検出をして、この検出された誤差を適
応的に制御する適応制御の制御係数としてモータの駆動
を制御するようにしたことを特徴とする。
の発明は、モータと同一又は類似の数学的な伝達関数に
より基準モデルを設定し、モータから位置検出回路によ
り検出されたモータの実際速度と基準モデルによる速度
とを比べて、誤差検出をして、この検出された誤差を適
応的に制御する適応制御の制御係数としてモータの駆動
を制御するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、この発明による一実施例について、添
付図面に沿って詳述する。この発明の制御装置は、第１
図のごとく、モータ１０に印加される、交流電源の１２
０Ｈｚクロシングポイントを検出する交流ゼロクロシン
グ回路２０と、上記モータ１０から１回転当りＮ個の出
力パルスを検出する位置検出回路３０と、上記モータ１
０の速度特性による適応則プログラムが蓄えられている
メモリ４０と、上記交流ゼロクロシング回路２０の出力
によりインターラップトがかかる瞬間、ゼロクロシング
信号を出力０１し、上記位置検出回路３０の出力により
インターラップトがかかる時ごとに、インターラップト
サービスルーチンを行い、カウントし、カウント数がＮ
になると、所定信号を出力０２する。マイコン５０内部
のインターラップトコントローラ５２と、上記インター
ラップトコントローラ５２の出力０２によりモータ１０
の１回転に要する時間を測定して出力０１する第１タイ
マ５４ａと、上記第１タイマ５４ａから出力０１される
１回転当りの時間が入力されてモータ０１回転速度を計
算し、この計算された速度により適応則を蓄えられた上
記メモリ４０により演算制御処理後、出力するＣＰＵ５
６と、上記ＣＰＵ５６から演算制御処理された計算結果
に当たるカウント数に換算し、それに対するくらい”
１”の信号を交流ゼロクロシング回路１０の出力により
インターラップトがかかる瞬間、インターラップトコン
トローラ４２の出力によりＩ／Ｏポート５８を介して出
力する第２タイマ５４ｂと、上記第２タイマ５４ｂから
出力される信号によりモータ１０の速度を制御する駆動
回路６０とから構成される。
付図面に沿って詳述する。この発明の制御装置は、第１
図のごとく、モータ１０に印加される、交流電源の１２
０Ｈｚクロシングポイントを検出する交流ゼロクロシン
グ回路２０と、上記モータ１０から１回転当りＮ個の出
力パルスを検出する位置検出回路３０と、上記モータ１
０の速度特性による適応則プログラムが蓄えられている
メモリ４０と、上記交流ゼロクロシング回路２０の出力
によりインターラップトがかかる瞬間、ゼロクロシング
信号を出力０１し、上記位置検出回路３０の出力により
インターラップトがかかる時ごとに、インターラップト
サービスルーチンを行い、カウントし、カウント数がＮ
になると、所定信号を出力０２する。マイコン５０内部
のインターラップトコントローラ５２と、上記インター
ラップトコントローラ５２の出力０２によりモータ１０
の１回転に要する時間を測定して出力０１する第１タイ
マ５４ａと、上記第１タイマ５４ａから出力０１される
１回転当りの時間が入力されてモータ０１回転速度を計
算し、この計算された速度により適応則を蓄えられた上
記メモリ４０により演算制御処理後、出力するＣＰＵ５
６と、上記ＣＰＵ５６から演算制御処理された計算結果
に当たるカウント数に換算し、それに対するくらい”
１”の信号を交流ゼロクロシング回路１０の出力により
インターラップトがかかる瞬間、インターラップトコン
トローラ４２の出力によりＩ／Ｏポート５８を介して出
力する第２タイマ５４ｂと、上記第２タイマ５４ｂから
出力される信号によりモータ１０の速度を制御する駆動
回路６０とから構成される。
【００１０】上記において、メモリ４０に蓄えられてい
る速度特性による適応則プログラムは、モータの実際速
度特性により数学的に算出された基準モデルに適応し、
モータの速度が制御されるようにするプログラムであ
る。
る速度特性による適応則プログラムは、モータの実際速
度特性により数学的に算出された基準モデルに適応し、
モータの速度が制御されるようにするプログラムであ
る。
【００１１】また、上記第２タイマ５４ｂから”１”の
信号を出力させるためには、外部Ｉ／Ｏポート５８と、
第２タイマ５４ｂがＯＲゲートを介して連結されるべき
であるが、これはマイコンの種類により内部で可能なも
のがあり、内部処理ができないマイコンは、マイコンの
外部でＯＲゲート処理ができる。
信号を出力させるためには、外部Ｉ／Ｏポート５８と、
第２タイマ５４ｂがＯＲゲートを介して連結されるべき
であるが、これはマイコンの種類により内部で可能なも
のがあり、内部処理ができないマイコンは、マイコンの
外部でＯＲゲート処理ができる。
【００１２】上記のごとく構成されたこの発明による制
御装置に電源が印加されると、まず、マイコンが初期化
された状態で位置検出回路３０から入力されるインター
ラップト信号により、インターラップトサービスルーチ
ンが行われる。次いで、モータ１０に望む速度（ここ
で、望む速度はユーザーにより指定されるか、内部プロ
グラムにより環境に適う速度に指定される。）を入力さ
せ、モータ１０を駆動させる。
御装置に電源が印加されると、まず、マイコンが初期化
された状態で位置検出回路３０から入力されるインター
ラップト信号により、インターラップトサービスルーチ
ンが行われる。次いで、モータ１０に望む速度（ここ
で、望む速度はユーザーにより指定されるか、内部プロ
グラムにより環境に適う速度に指定される。）を入力さ
せ、モータ１０を駆動させる。
【００１３】上記モータ１０を駆動させると、位置検出
回路３０では、回転駆動するモータ１０から速度による
パルスをインターラップトコントローラ５２に入力さ
せ、インターラップトサービスルーチンを行わしめ、１
パルスごとに１回ずつカウントするようになる。
回路３０では、回転駆動するモータ１０から速度による
パルスをインターラップトコントローラ５２に入力さ
せ、インターラップトサービスルーチンを行わしめ、１
パルスごとに１回ずつカウントするようになる。
【００１４】このインターラップトサービスルーチン
は、カウント数が予め指定された１回転パルス数のＮと
同じくなると、モータが１回転したことを第１タイマ５
４ａに知らせるようになる。ここで、上記モータ１０の
回転は、ホールセンサなどにより感知できるようになる
が、モータ１０の１回転時に生じるパルス数Ｎは、ホー
ルセンサが感知できる磁石がモータ１０の軸に取り付け
られている個数にしたがうことになる。
は、カウント数が予め指定された１回転パルス数のＮと
同じくなると、モータが１回転したことを第１タイマ５
４ａに知らせるようになる。ここで、上記モータ１０の
回転は、ホールセンサなどにより感知できるようになる
が、モータ１０の１回転時に生じるパルス数Ｎは、ホー
ルセンサが感知できる磁石がモータ１０の軸に取り付け
られている個数にしたがうことになる。
【００１５】上記第１タイマ５４ａでは、１回転時間を
検出し、ＣＰＵ５６に出力し、上記ＣＰＵ５６は、第１
タイマ５４ａから出力される１回転時間により回転速度
を求め、回転速度をメモリ４０に蓄える。
検出し、ＣＰＵ５６に出力し、上記ＣＰＵ５６は、第１
タイマ５４ａから出力される１回転時間により回転速度
を求め、回転速度をメモリ４０に蓄える。
【００１６】そののち、上記ＣＰＵ５６は、メモリ４０
に蓄えられたモータ１０の実際速度を基準速度と比較
し、速度差を求め、基準速度に対する速度を補うための
制御係数を算出し、駆動回路６０を介してモータ１０を
制御する。つまり、ＣＰＵ５６で計算された速度差は、
第２タイマ５４ｂの内部周波数によるカウント数に換算
し、第２タイマ５４ｂではカウント数ぐらいの周波数
が”１”の位相角制御信号に換算され、外部Ｉ／Ｏ５８
と、駆動回路６０を介してモータ１０に出力される。
に蓄えられたモータ１０の実際速度を基準速度と比較
し、速度差を求め、基準速度に対する速度を補うための
制御係数を算出し、駆動回路６０を介してモータ１０を
制御する。つまり、ＣＰＵ５６で計算された速度差は、
第２タイマ５４ｂの内部周波数によるカウント数に換算
し、第２タイマ５４ｂではカウント数ぐらいの周波数
が”１”の位相角制御信号に換算され、外部Ｉ／Ｏ５８
と、駆動回路６０を介してモータ１０に出力される。
【００１７】この際、外部Ｉ／Ｏ５８による位相角制御
信号は、交流ゼロクロシング回路２０によるインターラ
ップト信号を待っていてからインターラップト信号が送
信されると、駆動回路に送られるインターラップトサー
ビスルーチンの影響を受ける。これは、やはり内部プロ
グラムにより可能であり、あるマイコンは駆動回路前端
に簡単な回路を必要とする。
信号は、交流ゼロクロシング回路２０によるインターラ
ップト信号を待っていてからインターラップト信号が送
信されると、駆動回路に送られるインターラップトサー
ビスルーチンの影響を受ける。これは、やはり内部プロ
グラムにより可能であり、あるマイコンは駆動回路前端
に簡単な回路を必要とする。
【００１８】言いかえれば、１２０Ｈｚごとに生じるイ
ンターラップト信号は、適応制御により計算された位相
角位の遅延時間を第２タイマ５４ｂに送り、カウンティ
ングされた信号を送信するかどうかを決定することにな
る。
ンターラップト信号は、適応制御により計算された位相
角位の遅延時間を第２タイマ５４ｂに送り、カウンティ
ングされた信号を送信するかどうかを決定することにな
る。
【００１９】マイコンでは１２０Ｈｚごとにつづけて上
記過程を繰り返しつつ制御信号を送るようになる。した
がって、第４図に示すごとく、モータ駆動のさいオーバ
シュト及び定常状態誤差を極小化し、過度状態でゆるや
かな速度出力が出されるようになる。第２図において、
基準モデル１００はモータ２０と同一又は類似の理想的
伝達関数を数学的に設定するものである。モータ２０を
制御する信号の入力により、上記設定された基準モデル
１００から出力される理想的位置信号（又は回転信号）
は、モータ２０から位置検出回路３０により検出された
位置信号（又は回転信号）と、比較器１１０とを比べて
誤差を算出する。
記過程を繰り返しつつ制御信号を送るようになる。した
がって、第４図に示すごとく、モータ駆動のさいオーバ
シュト及び定常状態誤差を極小化し、過度状態でゆるや
かな速度出力が出されるようになる。第２図において、
基準モデル１００はモータ２０と同一又は類似の理想的
伝達関数を数学的に設定するものである。モータ２０を
制御する信号の入力により、上記設定された基準モデル
１００から出力される理想的位置信号（又は回転信号）
は、モータ２０から位置検出回路３０により検出された
位置信号（又は回転信号）と、比較器１１０とを比べて
誤差を算出する。
【００２０】上記算出された誤差は、適応則１２０によ
り制御係数１３０に変換される。この制御係数はモータ
２０を制御する原理である。
り制御係数１３０に変換される。この制御係数はモータ
２０を制御する原理である。
【００２１】この発明による制御方法は、第３図に示す
流れ図におけるごとく、初期化段階Ｓ３００を行ったの
ち、ゼロクロシング回路２０と位置検出回路３０から入
力されるインターラップト信号に対するインターラップ
トサービスルーチンを行うためのインターラップトベク
トル設定を行うインターラップト指定段階Ｓ３０１と、
所望の速度（ここで望む速度はユーザーにより指定され
るか、内部プログラムにより環境に適う速度に指定され
る）が、入力される基準速度入力段階Ｓ３０２と、上記
基準速度入力段階Ｓ３０２から入力された信号によりモ
ータを駆動させるモータ駆動段階Ｓ３０３と、上記モー
タ駆動段階Ｓ３０３でモータが１回転したかをインター
ラップト信号とインターラップトサービスルーチンによ
り判断するモータ回転判断段階Ｓ３０４と、上記モータ
回転判断段階Ｓ３０４により１回転時間を検出して１回
転速度を検出し、検出された速度を蓄える速度判別段階
Ｓ３０５と、上記速度判別段階Ｓ３０５で蓄えられた速
度と基準速度とを比べる速度差を算出する速度比較段階
Ｓ３０６と、上記速度比較段階Ｓ３０６で基準速度に対
する速度差を補うための制御係数を算出する制御係数算
出段階Ｓ３０７と、上記制御係数算出段階Ｓ３０７から
算出された制御係数によりモータを駆動するモータ制御
段階Ｓ３０８とからなる。
流れ図におけるごとく、初期化段階Ｓ３００を行ったの
ち、ゼロクロシング回路２０と位置検出回路３０から入
力されるインターラップト信号に対するインターラップ
トサービスルーチンを行うためのインターラップトベク
トル設定を行うインターラップト指定段階Ｓ３０１と、
所望の速度（ここで望む速度はユーザーにより指定され
るか、内部プログラムにより環境に適う速度に指定され
る）が、入力される基準速度入力段階Ｓ３０２と、上記
基準速度入力段階Ｓ３０２から入力された信号によりモ
ータを駆動させるモータ駆動段階Ｓ３０３と、上記モー
タ駆動段階Ｓ３０３でモータが１回転したかをインター
ラップト信号とインターラップトサービスルーチンによ
り判断するモータ回転判断段階Ｓ３０４と、上記モータ
回転判断段階Ｓ３０４により１回転時間を検出して１回
転速度を検出し、検出された速度を蓄える速度判別段階
Ｓ３０５と、上記速度判別段階Ｓ３０５で蓄えられた速
度と基準速度とを比べる速度差を算出する速度比較段階
Ｓ３０６と、上記速度比較段階Ｓ３０６で基準速度に対
する速度差を補うための制御係数を算出する制御係数算
出段階Ｓ３０７と、上記制御係数算出段階Ｓ３０７から
算出された制御係数によりモータを駆動するモータ制御
段階Ｓ３０８とからなる。
【００２２】以後、インターラップト指定段階Ｓ３０１
に進んで、位置検出回路３０でかけたインターラップト
信号によりインターラップトサービスルーチンが行われ
るようにベクトルを指定する。
に進んで、位置検出回路３０でかけたインターラップト
信号によりインターラップトサービスルーチンが行われ
るようにベクトルを指定する。
【００２３】次いで、基準速度入力段階Ｓ３０２に進ん
でモータ１０に望む速度を入力させてモータ駆動段階Ｓ
３０３でモータ１０を駆動させると、位置検出回路３０
では回転駆動するモータ１０から速度によるパルスをイ
ンターラップトコントローラ５２に入力させ、インター
ラップトサービスルーチンを行わしめて１パルスごとに
１回ずつカウントされるようになる。
でモータ１０に望む速度を入力させてモータ駆動段階Ｓ
３０３でモータ１０を駆動させると、位置検出回路３０
では回転駆動するモータ１０から速度によるパルスをイ
ンターラップトコントローラ５２に入力させ、インター
ラップトサービスルーチンを行わしめて１パルスごとに
１回ずつカウントされるようになる。
【００２４】上記インターラップトサービスルーチン
は、カウント数が予め指定されている１回転パルス数の
Ｎに同じくなると、電動機が１回転したことを第１タイ
マ５４ａに知らせる電動機回転判断段階Ｓ３０４を経る
ようになる。
は、カウント数が予め指定されている１回転パルス数の
Ｎに同じくなると、電動機が１回転したことを第１タイ
マ５４ａに知らせる電動機回転判断段階Ｓ３０４を経る
ようになる。
【００２５】速度判別段階Ｓ３０５では、上記電動機回
転判断段階Ｓ３０４により１回転時間を検出して１回転
速度を検出し、検出された速度を蓄える。
転判断段階Ｓ３０４により１回転時間を検出して１回転
速度を検出し、検出された速度を蓄える。
【００２６】速度比較段階Ｓ３０６では、上記速度判別
段階Ｓ３０５に蓄えられた電動機１０の実際速度を基準
速度と比べ、速度差を求める。
段階Ｓ３０５に蓄えられた電動機１０の実際速度を基準
速度と比べ、速度差を求める。
【００２７】制御係数算出段階Ｓ３０７では、上記速度
比較段階Ｓ３０６から基準速度に対する速度差を補償す
るための制御係数を算出する。
比較段階Ｓ３０６から基準速度に対する速度差を補償す
るための制御係数を算出する。
【００２８】即ち、計算された速度差は、第２タイマ５
４ｂの内部周波数によるカウント数に換算され、上記第
２タイマ５４ｂでは、上記カウント数ぐらいの周波数
が”１”の位相角制御信号に換算され外部Ｉ／Ｏ５８を
介して出力する。
４ｂの内部周波数によるカウント数に換算され、上記第
２タイマ５４ｂでは、上記カウント数ぐらいの周波数
が”１”の位相角制御信号に換算され外部Ｉ／Ｏ５８を
介して出力する。
【００２９】電動機制御段階Ｓ３０８では、上記制御係
数算出段階Ｓ３０７から算出された制御係数により電動
機を駆動させる。
数算出段階Ｓ３０７から算出された制御係数により電動
機を駆動させる。
【００３０】このとき、外部Ｉ／Ｏ（イ）による位相角
制御信号は、交流ゼロクロシング回路２０によるインタ
ーラップト信号を待っていてから、インターラップト信
号が送信されると、駆動回路に送られるインターラップ
トサービスルーチンの影響を受ける。これは、やはり内
部プログラムにより可能であり、あるマイコンは、駆動
回路前端に簡単な回路を要する。
制御信号は、交流ゼロクロシング回路２０によるインタ
ーラップト信号を待っていてから、インターラップト信
号が送信されると、駆動回路に送られるインターラップ
トサービスルーチンの影響を受ける。これは、やはり内
部プログラムにより可能であり、あるマイコンは、駆動
回路前端に簡単な回路を要する。
【００３１】これをもう一度説明すると、１２０Ｈｚご
とに生じるインターラップト信号は、適応制御により計
算された位相角ぐらいの遅延時間を第２タイマ５４ｂに
送り、カウンティングされた信号を送るかどうかを決定
するようになる。
とに生じるインターラップト信号は、適応制御により計
算された位相角ぐらいの遅延時間を第２タイマ５４ｂに
送り、カウンティングされた信号を送るかどうかを決定
するようになる。
【００３２】マイコンでは、１２０Ｈｚごとに引き続き
上記過程を繰り返しながら制御信号を送るようになる。
上記過程を繰り返しながら制御信号を送るようになる。
【００３３】したがって、第４図に示すごとく、電動機
の駆動時、オーバシュト及び定常状態誤差を極小化し過
度状態でゆるやかな速度出力が出力されることになる。
の駆動時、オーバシュト及び定常状態誤差を極小化し過
度状態でゆるやかな速度出力が出力されることになる。
【００３４】上記のごとき発明の適応制御のためには、
第２図に示すごとく、理想的な基準モデル１００を設定
しなければならないが、この基準モデル１００は電動機
２０に似かよった伝達関数をもつようにすべきであるた
め、電動機のモデリングが必要となる。このモデリング
過程を説明すれば、次の通りである。
第２図に示すごとく、理想的な基準モデル１００を設定
しなければならないが、この基準モデル１００は電動機
２０に似かよった伝達関数をもつようにすべきであるた
め、電動機のモデリングが必要となる。このモデリング
過程を説明すれば、次の通りである。
【００３５】第一、１２０Ｖ又は２２０Ｖの印加された
状態で最高速度に到達する時間を検査する。
状態で最高速度に到達する時間を検査する。
【００３６】第二、最高速度の６３％となる時間を検査
し時定数τと定め、下記式に示す。（通常、単相誘導電
動機は、ホールセンサという位置検出器を用いるが、こ
のホールセンサのパルス数を検査すれば容易に求められ
る。）
し時定数τと定め、下記式に示す。（通常、単相誘導電
動機は、ホールセンサという位置検出器を用いるが、こ
のホールセンサのパルス数を検査すれば容易に求められ
る。）
【００３７】
【数１】
【００３８】（ここで、ｂは任意の定数）第三、上記式
３−１を微分方程式に変換する。
３−１を微分方程式に変換する。
【００３９】
【数２】
【００４０】ここで、Ｕは入力電圧として１０２Ｖの場
合は１２０、２２０Ｖの場合は２２０に決める。上記式
の解を求め、初期値ｔ＝０の場合はｙｄ＝０、最終値ｔ
＝２０の場合はｙｄ＝到達速度を代入して任意の定数ｂ
を求めればいい。
合は１２０、２２０Ｖの場合は２２０に決める。上記式
の解を求め、初期値ｔ＝０の場合はｙｄ＝０、最終値ｔ
＝２０の場合はｙｄ＝到達速度を代入して任意の定数ｂ
を求めればいい。
【００４１】ここで、ｙｄは、望む速度を示し、モデル
はモータの時定数と定格速度のみをもって簡単にモデリ
ングした式を用いたため、モータの諸元だけを分けれ
ば、簡単にモデリングができる。モータの諸元がわから
ない場合は、最高速度に到達する時間を検査し、容易に
モデリングをすることができる。
はモータの時定数と定格速度のみをもって簡単にモデリ
ングした式を用いたため、モータの諸元だけを分けれ
ば、簡単にモデリングができる。モータの諸元がわから
ない場合は、最高速度に到達する時間を検査し、容易に
モデリングをすることができる。
【００４２】モデリングされた式を３−１と仮定し、Ｚ
変換すれば、つぎの通りである。
変換すれば、つぎの通りである。
【００４３】
【数３】
【００４４】ここで、一般的なモデルを使用すれば、ｄ
ｔの代わりにサンプリング間隔Ｔが入り込むべきである
が、このシステムの場合、サンプリング間隔がなく、１
回転ないし半回転することにかかる時間だけが各々異な
って存在するため、これをｄｔと定義する。
ｔの代わりにサンプリング間隔Ｔが入り込むべきである
が、このシステムの場合、サンプリング間隔がなく、１
回転ないし半回転することにかかる時間だけが各々異な
って存在するため、これをｄｔと定義する。
【００４５】かりに、システムの定着時間を調節したい
場合は、基準モデルの時定数を調節する。式３−３をｙ
ｄに関し整理すれば、次の通りである。
場合は、基準モデルの時定数を調節する。式３−３をｙ
ｄに関し整理すれば、次の通りである。
【００４６】
【数４】
【００４７】（ここで、ｄｔは、回転当り時間間隔）
【００４８】この式で、Ｕが１２０の時、時変モデルの
最高速度が出力され、望む最終速度を減らしたい場合
は、Ｕに比例して減らすといい。基準入力Ｕと制御機Ｋ
ｃによる値が掛算されて電動機の制御入力に入ることに
なるが、このＫｃに対する誤差の変化率が結局、時間に
対するＫｃの変化率に比例するよう適応則が次の通りに
設計されるべきである。
最高速度が出力され、望む最終速度を減らしたい場合
は、Ｕに比例して減らすといい。基準入力Ｕと制御機Ｋ
ｃによる値が掛算されて電動機の制御入力に入ることに
なるが、このＫｃに対する誤差の変化率が結局、時間に
対するＫｃの変化率に比例するよう適応則が次の通りに
設計されるべきである。
【００４９】
【数５】
【００５０】ここで、Ｋは適応利得であり、Ｅｒｒはｙ
ｄ−ｙｐを意味する。
ｄ−ｙｐを意味する。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明のごとく、この発明は、単相
誘導電動機を制御することにおいて、誘導電動機の速度
を位置検出回路から速度信号を検出し、この検出された
信号を電動機に似かよった理想的伝達関数を数学的に設
定し、電動機の速度なり、位置が基準モデルを追従する
ようにする適応制御方式のマイコンにより制御されるよ
うにすることにより、オーバシュト、定常状態誤差を極
小化させ、ゆるやかな速度出力が得られる効果を有する
ようになるのである。発明のより具体的な実施例に関し
説明したが、種々変型がこの発明の範囲から外れずに明
らかに実施されうる。
誘導電動機を制御することにおいて、誘導電動機の速度
を位置検出回路から速度信号を検出し、この検出された
信号を電動機に似かよった理想的伝達関数を数学的に設
定し、電動機の速度なり、位置が基準モデルを追従する
ようにする適応制御方式のマイコンにより制御されるよ
うにすることにより、オーバシュト、定常状態誤差を極
小化させ、ゆるやかな速度出力が得られる効果を有する
ようになるのである。発明のより具体的な実施例に関し
説明したが、種々変型がこの発明の範囲から外れずに明
らかに実施されうる。
【図１】 この発明による単相誘導電動機の制御装置を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】 この発明による単相誘導電動機の適応制御原
理を概念的に示すブロック図である。
理を概念的に示すブロック図である。
【図３】 この発明による単相誘導電動機の適応制御流
れ図である。
れ図である。
【図４】 この発明による単相誘導電動機の回転速度波
形図である。
形図である。
１０…モータ ２０…交流ゼロクロ
シング回路 ３０…位置検出回路 ４０…メモリ ５０…マイコン ５２…インターラッ
プトコントローラ ５６…ＣＰＵ ５８…Ｉ／Ｏポート ６０…駆動回路 １００…基準モデル １２０…適応則 １３０…制御係数
シング回路 ３０…位置検出回路 ４０…メモリ ５０…マイコン ５２…インターラッ
プトコントローラ ５６…ＣＰＵ ５８…Ｉ／Ｏポート ６０…駆動回路 １００…基準モデル １２０…適応則 １３０…制御係数
Claims (7)
- 【請求項１】 モータを制御する信号の入力により上記
設定された基準モデルから出力される異常的な位置信号
と、上記モータから位置検出回路により検出された位置
信号との誤差を算出する第１段階と、上記第１段階から
算出された誤差を適応則により制御係数に変換したの
ち、上記モータを制御する第２段階とからなることを特
徴とする単相誘導電動機の制御方法。 - 【請求項２】 基準モデルは、モータの異常的な伝達関
数を数学的に設定することを特徴とする請求項１に記載
の単相誘導電動機の制御方法。 - 【請求項３】 第１段階は、初期化段階を行ったのち、
ゼロクロシング回路と位置検出回路から入力されるイン
タラップト信号に対するインタラップトサービスルーチ
ンを行うためのインターラップトベクトル設定を行うイ
ンターラップト指定段階と、所望の速度が入力される基
準速度入力段階と、上記基準速度入力段階から入力され
た信号によりモータを駆動させるモータ駆動段階と、上
記モータ駆動段階でモータが回転したかをインターラッ
プト信号とインターラップトサービスルーチンにより判
断するモータ回転判断段階と、上記モータ回転判断段階
により回転時間を検出して回転速度を検出し、検出され
た速度を蓄える速度判別段階と、上記速度判別段階で蓄
えられた速度と基準速度とを比べる速度差を算出する速
度比較段階とからなることを特徴とする請求項１又は２
に記載の単相誘導電動機の制御方法。 - 【請求項４】 第２段階は、上記速度比較段階で基準速
度に対する速度差を補うための制御係数を算出する制御
係数算出段階と、上記制御係数算出段階から算出された
制御係数によりモータを駆動するモータ制御段階とから
なることを特徴とする請求項１又は２に記載の単相誘導
電動機の制御方法。 - 【請求項５】 モータに印加される交流電源のクロシン
グポイントを検出する交流ゼロクロシング回路と、上記
モータの回転を検出する位置検出回路と、上記モータの
速度特性による適応則プログラムが蓄えられているメモ
リと、上記交流ゼロクロシング回路の出力と、上記位置
検出回路の出力によりモータの回転速度を計算し、この
計算された速度により適応則を蓄えられた上記メモリに
より演算制御処理後、出力するマイコンと、上記マイコ
ンから出力される信号によりモータの速度を制御する駆
動回路とから構成されたことを特徴とする単相誘導電動
機の制御装置。 - 【請求項６】 上記交流ゼロクロシング回路の出力によ
りインターラップトがかかる瞬間ゼロクロシング信号を
出力し、上記位置検出回路の出力によりインターラップ
トがかかる時ごとに、インターラップトサービスルーチ
ンを行い、カウントし、カウント数が所定値になると、
所定信号を出力するマイコン内部のインターラップトコ
ントローラと、上記インターラップトコントローラの出
力によりモータの回転時間を測定して出力する第１タイ
マと、上記第１タイマから出力される回転時間が入力さ
れてモータの回転速度を計算し、この計算された速度に
より適応則を蓄えられた上記メモリにより演算制御処理
後、出力するＣＰＵと、上記ＣＰＵから演算制御処理さ
れた計算結果に当たるカウント数に換算し、それに対す
るくらいの信号を交流ゼロクロシング回路の出力により
インターラップトがかかる瞬間、インターラップトコン
トローラの出力によりＩ／Ｏポートを介して出力する第
２タイマとから構成されたことを特徴とする請求項５に
記載の単相誘導電動機の制御装置。 - 【請求項７】 メモリに蓄えられている速度特性による
適応則プログラムは、モータの実際速度特性により数学
的に算出された基準モデルに適応し、モータの速度が制
御されるようにするプログラムであることを特徴とする
請求項４又は５に記載の単相誘導電動機の制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR199214759 | 1992-08-17 | ||
| KR1019920014759A KR0153456B1 (ko) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 단상유도 전동기의 제어방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197583A true JPH06197583A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=19338068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203489A Pending JPH06197583A (ja) | 1992-08-17 | 1993-08-17 | 単相誘導電動機の制御方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5446360A (ja) |
| JP (1) | JPH06197583A (ja) |
| KR (1) | KR0153456B1 (ja) |
| CN (1) | CN1043395C (ja) |
| FR (1) | FR2694849B1 (ja) |
| TW (1) | TW332947B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144122A1 (de) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur drehzahlregelung, elektrischer antrieb und elektrowerkzeug |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0815557A1 (en) * | 1995-12-21 | 1998-01-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Drive system comprising a motor, control means and method for controlling the motor, apparatus for information storage and/or reproduction comprising the drive system |
| JPH11235099A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-08-27 | Meidensha Corp | 誘導機のベクトル制御方式 |
| FI112790B (fi) * | 2001-08-01 | 2004-01-15 | Kone Corp | Menetelmä kestomagneettimoottorin nopeustakaisinkytkennän korjaamiseksi |
| GB0121884D0 (en) * | 2001-09-11 | 2001-10-31 | Bamford Excavators Ltd | Method of controlling a system |
| US7227326B1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-06-05 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System and method for transient-based motor speed estimation with transient excitation |
| GB2469142B (en) * | 2009-04-04 | 2014-04-23 | Dyson Technology Ltd | High-speed electric system |
| JP5759013B2 (ja) * | 2011-11-12 | 2015-08-05 | 国際計測器株式会社 | 制御プログラム、制御方法及び制御装置 |
| KR101302274B1 (ko) * | 2011-12-02 | 2013-09-02 | 주식회사 엘지씨엔에스 | 모터 제어 방법 및 이를 위한 매체 처리 장치 |
| US9772619B2 (en) * | 2014-01-23 | 2017-09-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control device |
| JP6300371B2 (ja) * | 2014-11-20 | 2018-03-28 | ミネベアミツミ株式会社 | モータ駆動制御装置およびモータ駆動制御方法 |
| CN106249600A (zh) * | 2016-09-29 | 2016-12-21 | 河南科技大学 | 超声波电机的模型参考自适应位置控制方法及系统 |
| CN111026174A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-17 | 广东盈科电子有限公司 | 一种交流电机的恒转速自动控制方法 |
Citations (2)
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| JPS57121706A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Adaptive servomechanism to standard model |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU550917B2 (en) * | 1984-04-13 | 1986-04-10 | Toshiba, Kabushiki Kaisha | Process control apparatus with reference model |
| US4713596A (en) * | 1985-07-10 | 1987-12-15 | General Electric Company | Induction motor drive system |
| US4663703A (en) * | 1985-10-02 | 1987-05-05 | Westinghouse Electric Corp. | Predictive model reference adaptive controller |
| US4900001A (en) * | 1988-06-27 | 1990-02-13 | Lapeyre James M | Apparatus for printing on both sides of continuous webs in a format producing collated stacks of ordered pages |
| US4967134A (en) * | 1989-02-27 | 1990-10-30 | Losic Novica A | Synthesis of load-independent ac drive systems |
| US5013998A (en) * | 1989-12-18 | 1991-05-07 | Varga Ljubomir D | Synthesis of zero-impedance converter |
| US4990001A (en) * | 1990-01-22 | 1991-02-05 | Losic Novica A | Synthesis of drive systems of infinite disturbance rejection ratio and zero-dynamics/instantaneous response |
-
1992
- 1992-08-17 KR KR1019920014759A patent/KR0153456B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-08-17 US US08/107,152 patent/US5446360A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-17 CN CN93118123A patent/CN1043395C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-17 FR FR9310037A patent/FR2694849B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-17 JP JP5203489A patent/JPH06197583A/ja active Pending
- 1993-08-17 TW TW082106602A patent/TW332947B/zh active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57121706A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Adaptive servomechanism to standard model |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2694849A1 (fr) | 1994-02-18 |
| TW332947B (en) | 1998-06-01 |
| US5446360A (en) | 1995-08-29 |
| KR940004935A (ko) | 1994-03-16 |
| CN1043395C (zh) | 1999-05-12 |
| FR2694849B1 (fr) | 1996-09-13 |
| KR0153456B1 (ko) | 1998-12-15 |
| CN1093507A (zh) | 1994-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971007 |