JPH06339296A - モータの電気角検出方法及びインバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータの電気角検出方法及びインバータに関
し、磁極位置検出信号又はパルス信号などにノイズが混
入した場合においても、ノイズによる電気角の誤差を最
小限に抑え、モータを滑らかに運転できるようにするこ
とを目的とする。 【構成】モータの回転軸の回転に応じて出力されるパル
ス信号のカウント値に基づいてモータの電気角θＥの検
出を行う方法であって、モータの磁極位置を検出するた
めの複数の磁極位置検出器を設けておき、磁極位置検出
器の出力信号に基づいてモータの電気角範囲θＲを検出
し、カウント値に基づく電気角θｐｎが電気角範囲θＲ
に入っていない場合に、カウント値に基づく電気角θｐ
ｎに対して電気角範囲θＲ内の値となるように補正を加
えた電気角θＥを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導モータ又は同期モ
ータなど種々の交流モータの電気角検出方法及びその検
出方法を用いたインバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、交流モータのトルク制御又は
速度制御のために、モータの電気角を検出し、検出した
電気角に基づいてトルク電流成分及び励磁電流成分をそ
れぞれ独立して制御するベクトル制御方式のインバータ
がしばしば用いられている。

【０００３】そのようなインバータとして、例えば、モ
ータの回転子軸の角度位置（磁極位置又は磁束位置）を
検出する磁極位置検出器、モータの回転速度に比例した
周波数のパルス信号を発生するエンコーダ、及び、エン
コーダから出力されるパルス信号をカウントするととも
に磁極位置検出器からの出力信号に基づいて電気角の１
周期毎にリセットされるカウンタなどを有し、カウンタ
のカウント値に基づいて検出された電気角に応じてスイ
ッチング素子の導通タイミングを制御するようにしたイ
ンバータが提案されている（特開昭６１ー２６４９１
号）。

【０００４】また、磁極位置検出器から出力される信号
に基づいて電気角の６０°毎にオンオフする信号を検出
し、その信号の立ち上がり又は立ち下がりのエッジによ
り６０°毎にカウンタをリセットすることによって、６
０°の範囲内における電気角をカウンタにより精密に検
出する方法が提案されている（特開平２ー１５９９９３
号）。

【０００５】さらに、６０°毎にカウンタをリセットす
るのではなく、電気角の１周期間内における位置に対応
するデータを６０°毎にカウンタにロードし、カウンタ
のカウント値によって１周期間内の電気角を精密に検出
する方法が提案されている（特開平４ー４６５８２
号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したいず
れのインバータの電気角検出方法においても、次のよう
な問題がある。すなわち、６０°毎のエッジによってカ
ウンタのリセット又はロードが行われるため、磁極位置
検出信号にノイズが混入した場合に誤ったリセット又は
誤ったデータのロードが行われてしまい、次の磁極位置
検出信号のエッジによってカウンタのリセット又はロー
ドが行われるまでは正しいカウント値に復帰することが
できず、その間において電気角が最大で６０°の誤差を
持ってしまうおそれがある。その結果、モータにトルク
リップルが生じて滑らかな運転を阻害するという問題が
あった。

【０００７】また、エンコーダから出力されるパルス信
号にノイズが混入した場合においても、次の磁極位置検
出信号によってカウンタのリセットが行われるまではカ
ウント値に誤差が含まれることとなり、ノイズのパルス
数が多い場合には非常に大きな誤差を含んでしまう可能
性がある。

【０００８】また、磁極位置検出器から出力される磁極
位置検出信号は、およそ６０°毎の大雑把な位置を示す
不正確な信号であり、６０°毎のエッジ近傍においてオ
ンオフを繰り返すという現象が頻繁に生起する。

【０００９】したがって、従来のように、ただ単に磁極
位置検出信号によってカウンタのリセット又はロードを
行ったのでは、エッジ近傍においてカウンタを何度もリ
セットし又はロードすることとなり、カウント値が不連
続に変化してしまう。その結果、インバータの出力電圧
が脈動し、トルクリップルが生じてしまうこととなる。
これは誘導モータにおいて致命的な欠陥となる可能性が
ある。

【００１０】本発明は、上述の問題に鑑み、磁極位置検
出信号又はパルス信号などにノイズが混入した場合にお
いても、ノイズによる電気角の誤差を最小限に抑え、モ
ータを滑らかに運転することのできる電気角検出方法及
びインバータを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、上述の課題を解決するため、モータの回転軸の回
転に応じて出力されるパルス信号のカウント値に基づい
て前記モータの電気角の検出を行う方法であって、前記
モータの磁極位置を検出するための磁極位置検出器を設
けておき、前記磁極位置検出器の出力信号に基づいて前
記モータの電気角範囲を検出し、前記カウント値に基づ
く電気角が前記電気角範囲に入っている場合に、前記カ
ウント値に基づく電気角を出力し、前記カウント値に基
づく電気角が前記電気角範囲に入っていない場合に、前
記カウント値に基づく電気角に対して前記電気角範囲内
の値となるように補正を加えた補正電気角を出力する、
ことを特徴とするモータの電気角検出方法である。

【００１２】請求項２の発明に係る方法では、前記電気
角範囲は、前記磁極位置検出器の個数及び配置位置に基
づいて区分された範囲に対して、その上限及び下限に一
定の余裕範囲を加えた範囲に広げられている。

【００１３】請求項３の発明に係る方法では、前記補正
電気角を前記電気角範囲の中央値とする。とを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載のモータの電気角検出方
法。請求項４の発明に係る方法では、前記補正電気角
を、前記電気角範囲内の値であって前記カウント値に基
づく電気角に最も近い値とする。

【００１４】請求項５の発明に係る方法は、前記モータ
の磁極位置を検出するための磁極位置検出器を設けてお
き、前記磁極位置検出器の出力信号に基づいて前記モー
タの電気角範囲を検出し、前記カウント値に基づく電気
角が前記電気角範囲の上限又は下限に達した場合に、前
記カウント値を増大又は減少させないようにして前記電
気角が前記電気角範囲内の値となるように補正する。

【００１５】請求項６の発明に係る方法では、前記電気
角範囲は、前記磁極位置検出器の個数及び配置位置に基
づいて区分された範囲に対して、その上限及び下限に一
定の余裕範囲を加えた範囲に広げられている。

【００１６】請求項７の発明に係る方法では、前記カウ
ント値に基づく電気角は、前記モータの電気角の単位周
期に対して出力されるパルス信号の個数に応じて正規化
されている。

【００１７】請求項８の発明に係るインバータは、スイ
ッチング素子からなるインバータ部と、モータの回転軸
の回転に応じて出力されるパルス信号及び前記モータに
設けられた磁極位置検出器からの出力信号に基づいて前
記モータの電気角を検出するとともに、前記パルス信号
のカウント値に基づく電気角が磁極位置検出器からの出
力信号に基づく電気角範囲に入っていない場合に前記カ
ウント値に基づく電気角に対して前記電気角範囲内の値
となるように補正を行う電気角検出部と、前記電気角に
応じた三角関数値を出力する三角関数発生部と、前記モ
ータの相電流及び前記三角関数発生部からの三角関数値
に基づいてｄ軸電流成分及びｑ軸電流成分を演算する３
／２相変換部と、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令
Ｉｑｃと前記３／２相変換部からのｄ軸電流成分及びｑ
軸電流成分とに基づいて、これらの偏差を零にするため
のｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部
と、前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令及びｑ
軸電圧指令並びに前記三角関数発生部からの三角関数値
に基づいて各相の電圧指令を演算する２／３相変換部
と、を有して構成される。

【００１８】請求項９の発明に係るインバータでは、前
記三角関数発生部は、テイラー展開によって三角関数値
を出力するテイラー展開級数演算器を有して構成され
る。

【００１９】

【作用】モータの回転軸の回転に応じて出力されるパル
ス信号のカウント値に基づいて電気角が検出され、磁極
位置検出器の出力信号に基づいてモータの電気角範囲が
検出される。ノイズなどの影響によって電気角が電気角
範囲に入っていない場合には、電気角が補正される。

【００２０】補正の方法として、例えば電気角を電気角
範囲の中央値とし、又は電気角範囲内の値であって電気
角に最も近い値とする。また、電気角範囲は、１周期を
区分した角度範囲に対して、その上限及び下限に一定の
余裕範囲を加えた範囲に広げられる。

【００２１】また、２／３相変換又は３／２相変換に必
要な三角関数は、必要に応じてテイラー展開級数演算に
より求められる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係るインバータ１の回路を示
すブロック図である。モータＭは３相誘導モータであ
る。モータＭには、回転子軸の角度位置（磁極位置又は
磁束位置））に応じた磁極位置検出信号φｕ，φｖ，φ
ｗを出力する磁極位置検出器ＭＰ、及び回転速度に比例
した周波数のパルス信号Ｓ１（Ａ相、Ｂ相、Ｚ相）を発
生するエンコーダＲＥが取り付けられている。

【００２３】インバータ１は、インバータ部１１、ＡＤ
変換部１２、３／２相変換部１３、２／３相変換部１
４、電流制御部１５、電気角検出部１６、磁極位置検出
部１７、及び三角関数発生部１８などから構成されてい
る。

【００２４】インバータ部１１は、サイリスタ又はＭＯ
ＳＦＥＴなどのスイッチング素子を３相ブリッジ形に接
続したスイッチング回路などからなり、直流電力を交流
電力に変換してモータＭに供給するとともに、電圧指令
値Ｖｕｃ，Ｖｖｃ，Ｖｗｃに基づいてモータＭの各相
Ｕ，Ｖ，Ｗの電流を制御する。

【００２５】ＡＤ変換部１２は、変流器によって検出さ
れた各相Ｕ，Ｖの電流Ｉｕ，Ｉｖをディジタル値に変換
する。３／２相変換部１３は、ＡＤ変換部１２からの相
電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて、ｄ軸電流成分（励磁電流成
分）Ｉｄ及びｑ軸電流成分（トルク電流成分）Ｉｑを演
算により算出する。なお、ｄ軸電流成分Ｉｄ及びｑ軸電
流成分Ｉｑの演算に当たっては、三角関数発生部１８か
らの三角関数を参照する。また、演算には相電流Ｉｗが
必要であるが、これは他の相電流Ｉｕ，ＩｖからＩｗ＝
−（Ｉｕ＋Ｉｖ）として求める。

【００２６】２／３相変換部１４は、電流制御部１５か
ら出力されるｄ軸電圧指令Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ
ｃに基づいて、各相Ｕ，Ｖ，Ｗの電圧指令Ｖｕｃ，Ｖｖ
ｃ，Ｖｗｃを演算により算出する。なお、演算に当たっ
ては三角関数発生部１８からの三角関数を参照する。

【００２７】電流制御部１５は、他の制御装置などから
入力されたｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃ
と、３／２相変換部１３からのｄ軸電流成分Ｉｄ及びｑ
軸電流成分Ｉｑとに基づいて、これらの偏差を零にする
ためのｄ軸電圧指令Ｖｄｃ及びｑ軸電圧指令Ｖｑｃを出
力する。

【００２８】電気角検出部１６は、エンコーダＲＥから
出力されるパルス信号Ｓ１及び磁極位置検出器の磁極位
置検出信号φｕ，φｖ，φｗに基づいて電気角θＥを検
出する。電気角検出部１６は、パルス信号Ｓ１をカウン
トし、そのカウント値に基づく電気角θｐｎを、磁極位
置検出信号φｕ，φｖ，φｗにより検出される電気角範
囲θＲによって監視し、電気角θｐｎが電気角範囲θＲ
に入っている場合には電気角θｐｎを電気角θＥとして
出力し、電気角θｐｎが電気角範囲θＲに入っていない
場合には電気角θｐｎに対して電気角範囲θＲ内の値と
なるように補正を加えた補正電気角を電気角θＥとして
出力する。詳細は後述する。

【００２９】磁極位置検出部１７は、電気角検出部１６
から出力される電気角θＥに対してすべり角速度θｓに
よる補正を加えた電気角θを出力する。電気角θは次の
（１）式で与えられる。

【００３０】θ＝（θｓ＋ｓ・θＥ）／ｓ ……（１） 但し、ｓ：ラプラス演算子 三角関数発生部１８は、電気角θに対応するｓｉｎ
（θ）及びｃｏｓ（θ）の値を出力するものであり、電
気角θを入力とし、テイラー展開級数演算によって三角
関数値を出力するようになっている。展開に必要な係数
Ａ１，Ａ２…はメモリに記憶されている。

【００３１】図２は電気角検出部１６の第１実施例を示
すブロック図、図３は電気角検出部１６による電気角θ
Ｅの検出動作を説明するための図である。図３におい
て、磁極位置検出信号φｕ，φｖ，φｗは、それぞれ、
０、１２０°、２４０°において立ち上がり、１８０°
の区間がオンである矩形の信号である。これらの信号は
互いに１２０°ずつ位相がずれているため、オンオフの
組み合わせによって６０°毎に６つに区分された電気角
範囲θｒ（θｒ１，θｒ２，…θｒ６）を検出すること
ができる。電気角範囲θｒは、それぞれの上限ｒＨ及び
下限ｒＬを用いて、θｒ＝〔ｒＬ，ｒＨ〕と表される。
例えば、θｒ１＝〔０，６０〕、θｒ２＝〔６０，１２
０〕、θｒ３＝〔１２０，１８０〕である。

【００３２】それぞれの電気角範囲θｒに対して、その
上限及び下限に一定の余裕範囲（ウインドウ幅）ｄＲ
Ｈ，ｄＲＬが加算され、これが電気角範囲θＲとして用
いられる。電気角範囲θＲは、それぞれの上限ＲＨ及び
下限ＲＬを用いて、θＲ＝〔ＲＬ，ＲＨ〕＝〔ｒＬ−ｄ
ＲＬ，ｒＨ＋ｄＲＨ〕と表される。例えば、余裕範囲ｄ
ＲＨ，ｄＲＬをともに１０°とすると、θＲ１＝〔−１
０，７０〕、θＲ２＝〔５０，１３０〕、θＲ３＝〔１
１０，１９０〕である。

【００３３】さて、電気角検出部１６は、メモリ３１、
ウインドウ回路３２、メモリ３３、比較器３４、加減可
能なカウンタからなる位置検出器３５、係数演算器３
６、及び補償器３７からなっている。

【００３４】メモリ３１には、入力される磁極位置検出
信号φｕ，φｖ，φｗのオンオフレベルに対応する電気
角範囲θｒが記憶されており、メモリ３３には余裕範囲
ｄＲＨ，ｄＲＬが記憶されている。ウインドウ回路３２
は、メモリ３１から読み出された電気角範囲θｒの上限
及び下限に余裕範囲ｄＲＨ，ｄＲＬを加算し、電気角範
囲θＲを出力する。

【００３５】一方、パルス信号Ｓ１は位置検出器３５に
よってカウントされ、そのカウント値が電気角θｐとし
て出力される。なお、位置検出器３５は、エンコーダＲ
Ｅから出力されるＡ相及びＢ相によって、モータＭが正
転のときに加算され、逆転のときに減算される。また、
エンコーダＲＥからのＺ相によって、モータＭの１回転
毎に零にリセットされる。

【００３６】位置検出器３５からの電気角θｐは、係数
演算器３６によって、エンコーダＲＥの１回転当たりの
パルス数ＮｅとモータＭの極数２ｐとに基づく係数Ｋ１
（＝３６０×ｐ／Ｎｅ）を乗算することにより、正規化
された電気角θｐｎに変換される。これによって、回路
の設計及び調整の容易化が図られている。

【００３７】比較器３４は、係数演算器３６から出力さ
れる電気角θｐｎと、ウインドウ回路３２から出力され
る電気角範囲θＲとを比較し、電気角θｐｎが電気角範
囲θＲ内に入っているか否かを判断する。入っていると
きには電気角θｐｎをそのまま出力し、入っていないと
きには補償器３７により電気角範囲θＲに入るように補
正を行った補正電気角θｐｎを出力する。

【００３８】図４は比較器３４及び補償器３７による補
正処理を示すフローチャートである。図４において、ま
ず、電気角θｐｎに補正角Ｃを加算した値を変数Ｘに代
入する（＃１１）。なお、このフローチャートの初回の
実行時における補正角Ｃの初期値は零である。

【００３９】変数Ｘの値が電気角範囲θＲに入っている
か否かを判断する（＃１２，＃１３）。電気角範囲θＲ
に入っている場合には（＃１２及び＃１３でイエス）、
補正角Ｃを変更することなく、電気角θｐｎに補正角Ｃ
を加算した補正電気角（θｐｎ＋Ｃ）を電気角θＥとし
て出力する（＃１４）。

【００４０】電気角範囲θＲに入っていない場合には
（＃１２又は＃１３でノー）、元の補正角Ｃに当該電気
角範囲θＲの中央値〔（ＲＨ＋ＲＬ）／２〕を加算し、
それから変数Ｘの値を減算した値〔Ｃ＋（ＲＨ＋ＲＬ）
／２−Ｘ〕を新しい補正角Ｃとし（＃１５）、ステップ
＃１４の処理を行う。なお、新しい補正角Ｃはメモリに
保持され、このフローチャートが次回に実行されるとき
に用いられる。

【００４１】これらの処理によって、電気角θｐｎが電
気角範囲θＲから出たときに、電気角θｐｎを電気角範
囲θＲの中央値に補正するための処理がなされ、補正さ
れた電気角θＥが出力される。

【００４２】したがって、パルス信号Ｓ１にノイズが混
入して位置検出器３５のカウント値に誤差が含まれた場
合に、このような補正を行うことによって、最大で±３
０°の誤差に収めることができ、モータＭを滑らかに運
転することができる。

【００４３】また、モータＭの起動時においては、エン
コーダＲＥからのパルス信号Ｓ１が出力されないので正
しい電気角θｐｎが検出されないが、上述の補正処理に
よると磁極位置検出器ＭＰにより検出された電気角範囲
θＲの中央値を電気角θＥとすることになるので、起動
時の実際の状態に近い電気角θＥで起動のための制御を
行うことができ、円滑な起動を行うことができる。

【００４４】図５は比較器３４及び補償器３７による補
正処理の他の実施例を示すフローチャートである。図５
において、まず、電気角θｐｎに補正角Ｃを加算した値
を変数Ｘに代入する（＃２１）。

【００４５】変数Ｘの値が電気角範囲θＲに入っている
か否かを判断する（＃２２，＃２３）。電気角範囲θＲ
に入っている場合には（＃２２及び＃２３でイエス）、
補正角Ｃを変更することなく、電気角θｐｎに補正角Ｃ
を加算した補正電気角（θｐｎ＋Ｃ）を電気角θＥとし
て出力する（＃２４）。

【００４６】電気角範囲θＲの下限ＲＬよりも小さい場
合には（＃２２でノー）、元の補正角Ｃに当該電気角範
囲θＲの下限ＲＬを加算し、それから変数Ｘの値を減算
した値〔Ｃ＋ＲＬ−Ｘ〕を新しい補正角Ｃとし（＃２
５）、ステップ＃２４の処理を行う。

【００４７】電気角範囲θＲの上限ＲＨよりも大きい場
合には（＃２３でノー）、元の補正角Ｃに当該電気角範
囲θＲの上限ＲＨを加算し、それから変数Ｘの値を減算
した値〔Ｃ＋ＲＨ−Ｘ〕を新しい補正角Ｃとし（＃２
６）、ステップ＃２４の処理を行う。

【００４８】これらの処理によって、電気角θｐｎが電
気角範囲θＲから出たときに、電気角θｐｎを電気角範
囲θＲ内の値であって電気角θｐｎに最も近い値（上限
ＲＨ又は下限ＲＬ）とするための補正がなされ、補正さ
れた電気角θＥが出力される。

【００４９】したがって、図４に示したフローチャート
の場合と同様に誤差を少なくしてモータＭを滑らかに運
転することができるとともに、補正による電気角θＥの
変化分が少ないので、補正によるトルクリップルをほと
んど生じない。

【００５０】電気角検出部１６においては、ウインドウ
回路３２が設けられており、このウインドウ回路３２に
よって、磁極位置検出器ＭＰにより検出可能な電気角範
囲θｒに対し、余裕範囲ｄＲＨ，ｄＲＬの加算によって
広げられた電気角範囲θＲとしているので、磁極位置検
出信号φｕ，φｖ，φｗの不確かさを補い、磁極位置検
出信号φｕ，φｖ，φｗの不確かさに起因して電気角θ
Ｅが不連続となることを防止し、インバータの出力電圧
の脈動及びトルクリップルの発生を防止することができ
る。したがって、インバータ１を誘導モータに適用して
それを滑らかに運転することができるとともに、誘導モ
ータと同期モータとに応じた切り換え制御の必要がな
く、余分な切り換え回路が不要である。

【００５１】図６は電気角検出部１６ａの第２実施例を
示すブロック図、図７は電気角検出部１６ａにおける補
正処理の実施例を示すフローチャートである。なお、図
６において、図２と同一の機能を有する要素には同一の
符号を付して説明を省略し又は簡略化する。

【００５２】比較器４１は、係数演算器３６から出力さ
れる電気角θｐｎとウインドウ回路３２から出力される
電気角範囲θＲとを比較し、電気角θｐｎが電気角範囲
θＲの上限又は下限に達した場合に、位置検出器４２の
加算動作又は減算動作を停止させ、電気角θｐｎが電気
角範囲θＲ内の値となるように補正を行う。

【００５３】すなわち、図７のフローチャートに示すよ
うに、電気角θｐｎが電気角範囲θＲに入っているか否
かを判断する（＃３１，＃３２）。電気角範囲θＲに入
っている場合には電気角θｐｎを電気角θＥとして出力
する。

【００５４】電気角範囲θＲに入っていない場合には
（＃３１又は＃３２でノー）、位置検出器４２の加算又
は減算を禁止する（＃３３）。なお、電気角θｐｎが電
気角範囲θＲの上限に達した場合には、位置検出器４２
の加算は禁止するが、減算は禁止されない。また逆に下
限に達した場合には、位置検出器４２の減算は禁止する
が加算は禁止されない。

【００５５】図８は図１に示す三角関数発生部１８の実
施例を示すブロック図である。三角関数発生部１８は、
係数演算器５１、テイラー展開級数演算器５２、及びメ
モリ５３からなる。

【００５６】係数演算器５１は、エンコーダＲＥの１回
転当たりのパルス数ＮｅとモータＭの極数２ｐとに基づ
く係数Ｋ２を電気角θに乗算することによって、電気角
θを正規化する。正規化することによって、メモリ５３
の係数の値やテーブルの内容などをモータＭ及びエンコ
ーダＲＥの種類に係わりなく一定のものとすることがで
きる。したがって、回路の設計及び調整の容易化を図る
ことができる。但し、電気角θが既に正規化されている
場合にはここでの正規化はなくてもよい。

【００５７】テイラー展開級数演算器５２は、メモリ５
３に記憶された係数Ａ１，Ａ２…に基づいて、入力され
た電気角θに対応する三角関数値をテイラー展開級数演
算により求めて出力する。

【００５８】このように、三角関数値をテイラー展開級
数演算器５２により演算で求めるので、三角関数値をテ
ーブルに記憶させておく場合に比較してメモリ容量が大
幅に低減され、回路の簡略化が図られる。なお、図９に
示す他の実施例の三角関数発生部１８ａのように、三角
関数値を記憶した三角関数テーブル５３を用いて求める
ことも可能である。

【００５９】上述の実施例において、制御対象が同期モ
ータである場合には、磁極位置検出部１７における電気
角θＥに対するすべり角速度θｓによる補正は不要であ
る。余裕範囲ｄＲＨ，ｄＲＬをいずれも１０°とした
が、その他の値又は互いに異なる値としてもよい。

【００６０】上述の実施例において、位置検出器３５は
エンコーダＲＥのＺ相信号によって１回転毎にリセット
するようにしたが、１／２回転毎又は他の適当な角度毎
にリセットしてもよい。また、リセットを行うのではな
く、電気角に応じたデータをロードしてもよい。インバ
ータ１の各部の機能又は処理は、ハード回路により、又
はハード回路に代えて又はそれとともに適切にプログラ
ムされたＭＰＵなどによって実現可能である。その他、
インバータ１の各部又は全体の構成、フローチャートの
処理内容又は順序などは、本発明の主旨に沿って種々変
更することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によると、磁極位置検出信号又は
パルス信号などにノイズが混入した場合においても、ノ
イズによる電気角の誤差を最小限に抑え、モータを滑ら
かに運転することができる。

【００６２】請求項２の発明によると、磁極位置検出信
号の不確かさに起因して電気角が不連続となることを防
止し、インバータの出力電圧の脈動及びトルクリップル
の発生を防止することができる。

【００６３】請求項３の発明によると、電気角の誤差を
磁極位置検出器により検出される電気角範囲の半分以内
に収めることができる。また、モータの起動時におい
て、磁極位置検出器により検出された電気角範囲の中央
値を電気角とすることができ、起動時の実際の状態に近
い電気角で円滑な起動制御を行うことができる。

【００６４】請求項４の発明によると、補正による電気
角の変化分が少ないので、補正によるトルクリップルが
ほとんど生じない。請求項７の発明によると、回路の設
計及び調整の容易化が図られる。

【００６５】請求項９の発明によると、メモリ容量が大
幅に低減され、回路の簡略化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインバータの回路を示すブロック
図である。

【図２】電気角検出部の第１実施例を示すブロック図で
ある。

【図３】電気角検出部による電気角の検出動作を説明す
るための図である。

【図４】比較器及び補償器による補正処理を示すフロー
チャートである。

【図５】比較器及び補償器による補正処理の他の実施例
を示すフローチャートである。

【図６】電気角検出部の第２実施例を示すブロック図で
ある。

【図７】電気角検出部における補正処理の実施例を示す
フローチャートである。

【図８】三角関数発生部の実施例を示すブロック図であ
る。

【図９】三角関数発生部の他の実施例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ インバータ １１ インバータ部 １３ ３／２相変換部 １４ ２／３相変換部 １５ 電流制御部 １６ 電気角検出部 １８ 三角関数発生部 θＥ 電気角（補正電気角） θｐｎ 電気角（カウント値に基づく電気角） θＲ 電気角範囲 θｒ 電気角範囲（区分された範囲） ｄＲＨ，ｄＲＬ 余裕範囲 ＭＰ 磁極位置検出器 ＲＥ エンコーダ Ｓ１ パルス信号 Ｍ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 5/41 ３０２ Ｍ 9178−5Ｈ (72)発明者 山下 俊郎 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 立川 篤夫 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 高橋 徹 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者 高門 祐三 愛知県豊橋市三弥町字元屋敷150 神鋼電 機株式会社豊橋製作所内 (72)発明者 井上 堅治 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100 神鋼電機株式 会社伊勢製作所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータの回転軸の回転に応じて出力される
   パルス信号のカウント値に基づいて前記モータの電気角
   の検出を行う方法であって、 前記モータの磁極位置を検出するための磁極位置検出器
   を設けておき、前記磁極位置検出器の出力信号に基づい
   て前記モータの電気角範囲を検出し、 前記カウント値に基づく電気角が前記電気角範囲に入っ
   ている場合に、前記カウント値に基づく電気角を出力
   し、 前記カウント値に基づく電気角が前記電気角範囲に入っ
   ていない場合に、前記カウント値に基づく電気角に対し
   て前記電気角範囲内の値となるように補正を加えた補正
   電気角を出力する、 ことを特徴とするモータの電気角検出方法。
2. 【請求項２】前記電気角範囲は、前記磁極位置検出器の
   個数及び配置位置に基づいて区分された範囲に対して、
   その上限及び下限に一定の余裕範囲を加えた範囲に広げ
   られていることを特徴とする請求項１記載のモータの電
   気角検出方法。
3. 【請求項３】前記補正電気角を前記電気角範囲の中央値
   とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモ
   ータの電気角検出方法。
4. 【請求項４】前記補正電気角を、前記電気角範囲内の値
   であって前記カウント値に基づく電気角に最も近い値と
   することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモー
   タの電気角検出方法。
5. 【請求項５】モータの回転軸の回転に応じて出力される
   パルス信号のカウント値に基づいて前記モータの電気角
   の検出を行う方法であって、 前記モータの磁極位置を検出するための磁極位置検出器
   を設けておき、前記磁極位置検出器の出力信号に基づい
   て前記モータの電気角範囲を検出し、 前記カウント値に基づく電気角が前記電気角範囲の上限
   又は下限に達した場合に、前記カウント値を増大又は減
   少させないようにして前記電気角が前記電気角範囲内の
   値となるように補正することを特徴とするモータの電気
   角検出方法。
6. 【請求項６】前記電気角範囲は、前記磁極位置検出器の
   個数及び配置位置に基づいて区分された範囲に対して、
   その上限及び下限に一定の余裕範囲を加えた範囲に広げ
   られていることを特徴とする請求項５記載のモータの電
   気角検出方法。
7. 【請求項７】前記カウント値に基づく電気角は、前記モ
   ータの電気角の単位周期に対して出力されるパルス信号
   の個数に応じて正規化されていることを特徴とする請求
   項１乃至請求項６のいずれかに記載のモータの電気角検
   出方法。
8. 【請求項８】スイッチング素子からなるインバータ部
   と、 モータの回転軸の回転に応じて出力されるパルス信号及
   び前記モータに設けられた磁極位置検出器からの出力信
   号に基づいて前記モータの電気角を検出するとともに、
   前記パルス信号のカウント値に基づく電気角が磁極位置
   検出器からの出力信号に基づく電気角範囲に入っていな
   い場合に前記カウント値に基づく電気角に対して前記電
   気角範囲内の値となるように補正を行う電気角検出部
   と、 前記電気角に応じた三角関数値を出力する三角関数発生
   部と、 前記モータの相電流及び前記三角関数発生部からの三角
   関数値に基づいてｄ軸電流成分及びｑ軸電流成分を演算
   する３／２相変換部と、 ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃと前記３／
   ２相変換部からのｄ軸電流成分及びｑ軸電流成分とに基
   づいて、これらの偏差を零にするためのｄ軸電圧指令及
   びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部と、 前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令及びｑ軸電
   圧指令並びに前記三角関数発生部からの三角関数値に基
   づいて各相の電圧指令を演算する２／３相変換部と、 を有してなることを特徴とするインバータ。
9. 【請求項９】前記三角関数発生部は、テイラー展開によ
   って三角関数値を出力するテイラー展開級数演算器を有
   してなることを特徴とする請求項８記載のインバータ。