JPH06253583A - 電動機の磁極位置補正装置 - Google Patents
電動機の磁極位置補正装置Info
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- JPH06253583A JPH06253583A JP5035146A JP3514693A JPH06253583A JP H06253583 A JPH06253583 A JP H06253583A JP 5035146 A JP5035146 A JP 5035146A JP 3514693 A JP3514693 A JP 3514693A JP H06253583 A JPH06253583 A JP H06253583A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、磁極センサ出力のゼロクロス点をロ
ータ磁極の切り替わり位置に一致させる調整を、熟練を
必要とせずに正確に行う。 【構成】磁極センサ(2) の極性出力が変わる各ゼロクロ
ス点の各時間幅Ｐ、Ｎをプロセッサ(4) の時間幅測定機
能により測定し、これら時間幅Ｐ、Ｎが均等になるよう
にプロセッサ(4) のオフセットレベル調整機能により磁
極センサ(2) のオフセットレベルを調整する。
ータ磁極の切り替わり位置に一致させる調整を、熟練を
必要とせずに正確に行う。 【構成】磁極センサ(2) の極性出力が変わる各ゼロクロ
ス点の各時間幅Ｐ、Ｎをプロセッサ(4) の時間幅測定機
能により測定し、これら時間幅Ｐ、Ｎが均等になるよう
にプロセッサ(4) のオフセットレベル調整機能により磁
極センサ(2) のオフセットレベルを調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば永久磁石を用い
た同期式電動機の制御装置に係わり、特に磁極センサに
より検出されたロータ磁極位置に基づいて同期式電動機
を駆動するときに磁極センサの磁極位置を補正する電動
機の磁極位置補正装置に関する。
た同期式電動機の制御装置に係わり、特に磁極センサに
より検出されたロータ磁極位置に基づいて同期式電動機
を駆動するときに磁極センサの磁極位置を補正する電動
機の磁極位置補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石を用いた同期式電動機の制御
は、例えば３相交流の同期電動機であれば、ロータに対
して３つの磁極センサを角度１２０°の間隔でそれぞれ
配置し、これら磁極センサによりロータ磁極位置を検出
して電動機を駆動するＰＷＭインバータのスイッチング
タイミングを制御している。
は、例えば３相交流の同期電動機であれば、ロータに対
して３つの磁極センサを角度１２０°の間隔でそれぞれ
配置し、これら磁極センサによりロータ磁極位置を検出
して電動機を駆動するＰＷＭインバータのスイッチング
タイミングを制御している。
【０００３】このような同期式電動機の制御に用いる磁
極センサとしては、正弦波出力方式の磁極センサ、例え
ばホール素子やレゾルバ等が用いられている。この磁極
センサの出力波形は、図４に示すように正弦波が一般的
であり、同図はホール素子を用いた波形例である。この
磁極センサの正弦波波形は、そのゼロクロス点、すなわ
ち電気角 ｎπ〜 （ｎ＋１）π〜 （ｎ＋２）π〜 …… をちょうどロータ磁極の切り替わり位置に合わせてい
る。これは、この位置合わせにバラツキを生じると、電
動機の効率に影響を与えるからである。従って、電動機
効率を最大にするために、磁極センサの出力波形の各ゼ
ロクロス点の時間幅、つまり時間幅ｎπ〜（ｎ＋１）π
と時間幅（ｎ＋１）π〜（ｎ＋２）πとを正確に一致さ
せることが必要となる。
極センサとしては、正弦波出力方式の磁極センサ、例え
ばホール素子やレゾルバ等が用いられている。この磁極
センサの出力波形は、図４に示すように正弦波が一般的
であり、同図はホール素子を用いた波形例である。この
磁極センサの正弦波波形は、そのゼロクロス点、すなわ
ち電気角 ｎπ〜 （ｎ＋１）π〜 （ｎ＋２）π〜 …… をちょうどロータ磁極の切り替わり位置に合わせてい
る。これは、この位置合わせにバラツキを生じると、電
動機の効率に影響を与えるからである。従って、電動機
効率を最大にするために、磁極センサの出力波形の各ゼ
ロクロス点の時間幅、つまり時間幅ｎπ〜（ｎ＋１）π
と時間幅（ｎ＋１）π〜（ｎ＋２）πとを正確に一致さ
せることが必要となる。
【０００４】そこで、この出力波形の各時間幅を一致さ
せるために、磁極センサの出力波形をオシロスコープ等
を用いて観測し、この波形を見ながら磁極センサのオフ
セットレベルを調整している。
せるために、磁極センサの出力波形をオシロスコープ等
を用いて観測し、この波形を見ながら磁極センサのオフ
セットレベルを調整している。
【０００５】しかしながら、磁極センサのオフセットレ
ベルは、温度変化や磁極センサに供給している電源の電
圧変動等によりそのレベルがずれることがある。このよ
うにオフセットレベルがずれていると、ロータ磁極位置
と磁極センサとの機械的な位置合わせが正確に行われて
も、電動機の制御にあたっては、位置ずれしていると判
断される。例えば、図５では磁極センサのオフセットレ
ベルが低いと判別され、図６ではオフセットレベルが高
いと判別される。
ベルは、温度変化や磁極センサに供給している電源の電
圧変動等によりそのレベルがずれることがある。このよ
うにオフセットレベルがずれていると、ロータ磁極位置
と磁極センサとの機械的な位置合わせが正確に行われて
も、電動機の制御にあたっては、位置ずれしていると判
断される。例えば、図５では磁極センサのオフセットレ
ベルが低いと判別され、図６ではオフセットレベルが高
いと判別される。
【０００６】又、オフセットレベルの調整は、電動機を
回転動作させた状態で行うので、回転変動が伴う。この
ため、オシロスコープ等を用いて出力波形を観測しなが
ら調整する方法では、回転変動により各時間幅を正確に
合わせることが困難である。
回転動作させた状態で行うので、回転変動が伴う。この
ため、オシロスコープ等を用いて出力波形を観測しなが
ら調整する方法では、回転変動により各時間幅を正確に
合わせることが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように磁極セン
サのオフセットレベルがずれることがあり、電動機の制
御において位置ずれしていると判断される。又、オフセ
ットレベルの調整は、電動機の回転変動により各時間幅
を正確に合わせることが困難である。
サのオフセットレベルがずれることがあり、電動機の制
御において位置ずれしていると判断される。又、オフセ
ットレベルの調整は、電動機の回転変動により各時間幅
を正確に合わせることが困難である。
【０００８】そこで本発明は、磁極センサ出力のゼロク
ロス点をロータ磁極の切り替わり位置に一致させる調整
を熟練を必要とせずに正確にできる電動機の磁極位置補
正装置を提供することを目的とする。
ロス点をロータ磁極の切り替わり位置に一致させる調整
を熟練を必要とせずに正確にできる電動機の磁極位置補
正装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、正弦波出力方
式の磁極センサにより電動機のロータ磁極位置を検出し
て電動機を駆動する電動機の制御装置において、
式の磁極センサにより電動機のロータ磁極位置を検出し
て電動機を駆動する電動機の制御装置において、
【００１０】磁極センサ出力の極性が変わる各ゼロクロ
ス点の各時間幅を測定する時間幅測定手段と、この時間
幅測定手段により測定された各時間幅が均等になるよう
に磁気センサのオフセットレベルを調整するオフセット
レベル調整手段とを備えて上記目的を達成しようとする
電動機の磁極位置補正装置である。
ス点の各時間幅を測定する時間幅測定手段と、この時間
幅測定手段により測定された各時間幅が均等になるよう
に磁気センサのオフセットレベルを調整するオフセット
レベル調整手段とを備えて上記目的を達成しようとする
電動機の磁極位置補正装置である。
【００１１】
【作用】このような手段を備えたことにより、磁極セン
サ出力の極性が変わる各ゼロクロス点の各時間幅を時間
幅測定手段により測定し、この測定された各時間幅が均
等になるようにオフセットレベル調整手段により磁極セ
ンサのオフセットレベルを調整する。これにより、磁極
センサ出力のゼロクロス点がロータ磁極の切り替わり位
置に自動的に一致される。
サ出力の極性が変わる各ゼロクロス点の各時間幅を時間
幅測定手段により測定し、この測定された各時間幅が均
等になるようにオフセットレベル調整手段により磁極セ
ンサのオフセットレベルを調整する。これにより、磁極
センサ出力のゼロクロス点がロータ磁極の切り替わり位
置に自動的に一致される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１３】図１は永久磁石を用いた三相同期式電動機
に適用した電動機の磁極位置補正装置の構成図である。
同期式電動機（以下、電動機と省略する）１には、正弦
波出力方式の各磁極センサ２が備えられている。これら
磁極センサ２は、電動機１のロータに対して角度１２０
°の間隔ごとに配置されたもので、ロータ磁極位置を検
出してその出力信号ｕ、ｖ、ｗを得るものである。これ
ら出力信号ｕ、ｖ、ｗは、Ａ／Ｄ変換器３によりディジ
タル変換されてプロセッサ４に送られるようになってい
る。
に適用した電動機の磁極位置補正装置の構成図である。
同期式電動機（以下、電動機と省略する）１には、正弦
波出力方式の各磁極センサ２が備えられている。これら
磁極センサ２は、電動機１のロータに対して角度１２０
°の間隔ごとに配置されたもので、ロータ磁極位置を検
出してその出力信号ｕ、ｖ、ｗを得るものである。これ
ら出力信号ｕ、ｖ、ｗは、Ａ／Ｄ変換器３によりディジ
タル変換されてプロセッサ４に送られるようになってい
る。
【００１４】このプロセッサ４は、図２に示す制御処理
フローチャートに従って動作するもので、ディジタルの
各出力信号ｕ、ｖ、ｗを取り込み、これら出力信号ｕ、
ｖ、ｗに基づいて磁極位置補正処理を実行し、この後に
ＰＭＷインバータから成る電力変換器５のスイッチング
タイミングを制御する機能を有している。このうち磁極
位置補正処理について説明する。プロセッサ４には、カ
ウンタ６が接続されており、これはクロック発生回路７
からのクロックを受けてフリーラン状態でカウントする
ようになっている。又、このプロセッサ４は、次のよう
な各機能を有している。すなわち、
フローチャートに従って動作するもので、ディジタルの
各出力信号ｕ、ｖ、ｗを取り込み、これら出力信号ｕ、
ｖ、ｗに基づいて磁極位置補正処理を実行し、この後に
ＰＭＷインバータから成る電力変換器５のスイッチング
タイミングを制御する機能を有している。このうち磁極
位置補正処理について説明する。プロセッサ４には、カ
ウンタ６が接続されており、これはクロック発生回路７
からのクロックを受けてフリーラン状態でカウントする
ようになっている。又、このプロセッサ４は、次のよう
な各機能を有している。すなわち、
【００１５】磁極センサ２の出力の極性が変わるゼロク
ロス点におけるカウンタ６のカウント値Ｃ(c) を読み込
み、前回に読み込んだカウント値Ｃ(c-1) との差Ｐを求
めてこれをゼロクロス点間の時間幅とする時間幅測定機
能、この時間幅測定機能により測定された各時間幅が均
等になるように磁気センサ２のオフセットレベルを調整
するオフセットレベル調整機能、を有している。次に上
記の如く構成された装置の作用について図２に示す制御
処理フローチャートに従って説明する。
ロス点におけるカウンタ６のカウント値Ｃ(c) を読み込
み、前回に読み込んだカウント値Ｃ(c-1) との差Ｐを求
めてこれをゼロクロス点間の時間幅とする時間幅測定機
能、この時間幅測定機能により測定された各時間幅が均
等になるように磁気センサ２のオフセットレベルを調整
するオフセットレベル調整機能、を有している。次に上
記の如く構成された装置の作用について図２に示す制御
処理フローチャートに従って説明する。
【００１６】プロセッサ４によりＰＭＷインバータから
成る電力変換器５のスイッチングタイミングが制御され
ると、この電力変換器５から電力が電動機１に供給され
る。この電力供給により電動機１は回転駆動する。
成る電力変換器５のスイッチングタイミングが制御され
ると、この電力変換器５から電力が電動機１に供給され
る。この電力供給により電動機１は回転駆動する。
【００１７】この状態に各磁極センサ２は、それぞれロ
ータ磁極位置を検出してその信号を出力し、これら出力
信号はＡ／Ｄ変換器３によりＡ／Ｄ変換されてプロセッ
サ４に送られる。図３はこれら磁極センサ２のうち１つ
の磁極センサ２の出力波形を示している。プロセッサ４
は、これら磁極センサ２の出力信号を受けると、ステッ
プ＃１において各出力信号の極性を判断する。
ータ磁極位置を検出してその信号を出力し、これら出力
信号はＡ／Ｄ変換器３によりＡ／Ｄ変換されてプロセッ
サ４に送られる。図３はこれら磁極センサ２のうち１つ
の磁極センサ２の出力波形を示している。プロセッサ４
は、これら磁極センサ２の出力信号を受けると、ステッ
プ＃１において各出力信号の極性を判断する。
【００１８】ここで、図３に示す１つの磁極センサ２の
出力信号を例にとって説明すると、プロセッサ４は、ス
テップ＃１において出力信号の極性を判断し、例えば時
刻ｔ２において出力信号の極性が正から負に変わると、
このときにステップ＃３においてカウンタ６のカウント
値Ｃ(n) を読み込む。次にプロセッサ４はステップ＃４
に移り、ここで前回の時刻ｔ１で読み込んだカウント値
Ｃ(n-1) を読み出し、今回のカウント値Ｃ(n) との差Ｐ Ｐ＝Ｃ(n) −Ｃ(n-1) を磁極センサ２の出力信号が正から負に変わったときの
時間幅として求める。
出力信号を例にとって説明すると、プロセッサ４は、ス
テップ＃１において出力信号の極性を判断し、例えば時
刻ｔ２において出力信号の極性が正から負に変わると、
このときにステップ＃３においてカウンタ６のカウント
値Ｃ(n) を読み込む。次にプロセッサ４はステップ＃４
に移り、ここで前回の時刻ｔ１で読み込んだカウント値
Ｃ(n-1) を読み出し、今回のカウント値Ｃ(n) との差Ｐ Ｐ＝Ｃ(n) −Ｃ(n-1) を磁極センサ２の出力信号が正から負に変わったときの
時間幅として求める。
【００１９】次に電動機１の回転角度が進んで時刻ｔ３
になると、プロセッサ４は、ステップ＃１において出力
信号の極性が負から正に変わったことを判断し、このと
きにステップ＃５において前回読み込んだカウント値Ｃ
(n) をＣ(n-1) とし、次のステップ＃６において現在の
カウンタ６のカウント値Ｃ(n) を読み込む。次にプロセ
ッサ４はステップ＃７に移り、前回の時刻ｔ２で読み込
んだカウント値Ｃ(n-1) を読み出し、今回のカウント値
Ｃ(n) との差Ｎ Ｎ＝Ｃ(n) −Ｃ(n-1) を負から正に変わったときの時間幅として求める。次に
プロセッサ４は、ステップ＃８において各時間幅Ｐ、Ｎ
の差Ａ Ａ＝Ｐ−Ｎ を求め、次のステップ＃９において各時間幅Ｐ、Ｎの差
ＡがＡ＜０であるか、又はＡ≧０であるかを判断する。
になると、プロセッサ４は、ステップ＃１において出力
信号の極性が負から正に変わったことを判断し、このと
きにステップ＃５において前回読み込んだカウント値Ｃ
(n) をＣ(n-1) とし、次のステップ＃６において現在の
カウンタ６のカウント値Ｃ(n) を読み込む。次にプロセ
ッサ４はステップ＃７に移り、前回の時刻ｔ２で読み込
んだカウント値Ｃ(n-1) を読み出し、今回のカウント値
Ｃ(n) との差Ｎ Ｎ＝Ｃ(n) −Ｃ(n-1) を負から正に変わったときの時間幅として求める。次に
プロセッサ４は、ステップ＃８において各時間幅Ｐ、Ｎ
の差Ａ Ａ＝Ｐ−Ｎ を求め、次のステップ＃９において各時間幅Ｐ、Ｎの差
ＡがＡ＜０であるか、又はＡ≧０であるかを判断する。
【００２０】この判断の結果、差ＡがＡ＜０であればオ
フセットレベルは、図５に示すように低い状態にあり、
プロセッサ４はステップ＃１０に移って差Ａがほぼ
「０」となるようにオフセットレベルを上げる。
フセットレベルは、図５に示すように低い状態にあり、
プロセッサ４はステップ＃１０に移って差Ａがほぼ
「０」となるようにオフセットレベルを上げる。
【００２１】この後、プロセッサ４は、ステップ＃１２
において電流ベクトルを演算し求め、次のステップ＃１
３において電力変換器５のスイッチングタイミングを制
御する。
において電流ベクトルを演算し求め、次のステップ＃１
３において電力変換器５のスイッチングタイミングを制
御する。
【００２２】又、上記判断の結果、差ＡがＡ≧０であれ
ばオフセットレベルは、図６に示すように高い状態にあ
り、プロセッサ４はステップ＃１１に移って差Ａがほぼ
「０」となるようにオフセットレベルを下げる。
ばオフセットレベルは、図６に示すように高い状態にあ
り、プロセッサ４はステップ＃１１に移って差Ａがほぼ
「０」となるようにオフセットレベルを下げる。
【００２３】以下、上記同様にプロセッサ４は、ステッ
プ＃１２において電流ベクトルを演算し求め、次のステ
ップ＃１３において電力変換器５のスイッチングタイミ
ングを制御する。この結果、磁極センサの出力波形は、
そのゼロクロス点、すなわち電気角 ｎπ〜 （ｎ＋１）π〜 （ｎ＋２）π〜 …… をちょうどロータ磁極の切り替わり位置に一致するよう
になる。
プ＃１２において電流ベクトルを演算し求め、次のステ
ップ＃１３において電力変換器５のスイッチングタイミ
ングを制御する。この結果、磁極センサの出力波形は、
そのゼロクロス点、すなわち電気角 ｎπ〜 （ｎ＋１）π〜 （ｎ＋２）π〜 …… をちょうどロータ磁極の切り替わり位置に一致するよう
になる。
【００２４】このように上記一実施例においては、磁極
センサ２の極性出力が変わる各ゼロクロス点の各時間幅
Ｐ、Ｎを測定し、これら時間幅Ｐ、Ｎが均等になるよう
に磁極センサ２のオフセットレベルを調整するようにし
たので、磁極センサ２の出力のゼロクロス点をロータ磁
極の切り替わり位置に自動的に一致させることができ、
正確な磁極位置を検出できる。これにより、電動機１の
電機子コイルに正確な電流ベクトルで通電できるように
なり、電動機１の駆動効率を向上できる。なお、本発明
は上記一実施例に限定されるものでなくその要旨を変更
しない範囲で変形してもよい。
センサ２の極性出力が変わる各ゼロクロス点の各時間幅
Ｐ、Ｎを測定し、これら時間幅Ｐ、Ｎが均等になるよう
に磁極センサ２のオフセットレベルを調整するようにし
たので、磁極センサ２の出力のゼロクロス点をロータ磁
極の切り替わり位置に自動的に一致させることができ、
正確な磁極位置を検出できる。これにより、電動機１の
電機子コイルに正確な電流ベクトルで通電できるように
なり、電動機１の駆動効率を向上できる。なお、本発明
は上記一実施例に限定されるものでなくその要旨を変更
しない範囲で変形してもよい。
【００２５】例えば、磁極センサの出力信号と基準レベ
ルとを比較器により比較して磁極センサ出力のオフセッ
トレベルを調整し、比較器の出力波形が５０％デューテ
ィになるように調整してもよい。この場合、５０％デュ
ーティを確認する手段としては、
ルとを比較器により比較して磁極センサ出力のオフセッ
トレベルを調整し、比較器の出力波形が５０％デューテ
ィになるように調整してもよい。この場合、５０％デュ
ーティを確認する手段としては、
【００２６】(1) 比較器出力の低レベルと高レベル期間
の時間差を計測する。この時間差を測定する手段として
は、基準クロックをカウンタでカウントする計数方式を
用いる。 (2) 比較器出力の低レベルと高レベルの変化点からのそ
れぞれの積分出力の差を計測する。 (3) 比較器出力信号の平均電圧を測定する。等がある。
の時間差を計測する。この時間差を測定する手段として
は、基準クロックをカウンタでカウントする計数方式を
用いる。 (2) 比較器出力の低レベルと高レベルの変化点からのそ
れぞれの積分出力の差を計測する。 (3) 比較器出力信号の平均電圧を測定する。等がある。
【００２７】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、磁
極センサ出力のゼロクロス点をロータ磁極の切り替わり
位置に一致させる調整を熟練を必要とせずに正確にでき
る電動機の磁極位置補正装置を提供できる。
極センサ出力のゼロクロス点をロータ磁極の切り替わり
位置に一致させる調整を熟練を必要とせずに正確にでき
る電動機の磁極位置補正装置を提供できる。
【図１】本発明に係わる電動機の磁極位置補正装置の一
実施例を示す構成図。
実施例を示す構成図。
【図２】同装置の制御処理フローチャート。
【図３】同装置の動作を説明するための波形図。
【図４】同装置に用いる磁極センサの出力波形図。
【図５】オフセットレベルの低い状態の磁極センサの出
力波形図。
力波形図。
【図６】オフセットレベルの高い状態の磁極センサの出
力波形図。
力波形図。
１…同期式電動機（電動機）、２…磁極センサ、３…Ａ
／Ｄ変換器、４…プロセッサ、５…電力変換器、６…カ
ウンタ、７…クロック発生回路。
／Ｄ変換器、４…プロセッサ、５…電力変換器、６…カ
ウンタ、７…クロック発生回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 正弦波出力方式の磁極センサにより電動
機のロータ磁極位置を検出して前記電動機を駆動する電
動機の制御装置において、 前記磁極センサ出力の極性が変わる各ゼロクロス点間の
各時間幅を測定する時間幅測定手段と、この時間幅測定
手段により測定された各時間幅が均等になるように前記
磁気センサのオフセットレベルを調整するオフセットレ
ベル調整手段とを具備したことを特徴とする電動機の磁
極位置補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5035146A JPH06253583A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 電動機の磁極位置補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5035146A JPH06253583A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 電動機の磁極位置補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253583A true JPH06253583A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12433771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5035146A Pending JPH06253583A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 電動機の磁極位置補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06253583A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019126244A (ja) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置及び方法 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP5035146A patent/JPH06253583A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019126244A (ja) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置及び方法 |
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