JPH07337084A - スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置 - Google Patents
スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置Info
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- JPH07337084A JPH07337084A JP6151591A JP15159194A JPH07337084A JP H07337084 A JPH07337084 A JP H07337084A JP 6151591 A JP6151591 A JP 6151591A JP 15159194 A JP15159194 A JP 15159194A JP H07337084 A JPH07337084 A JP H07337084A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インダクタンス変化に対応した制御を行うこ
とができるスイッチ式リラクタンスモータの制御方法及
びその装置を提供する。 【構成】 スイッチ式リラクタンスモータの電流をフィ
ードバック制御する制御装置において、ロータの電気角
を検出する手段と、励磁電流を検出する手段と、ロータ
電気角と励磁電流に応じた電流ループゲイン値を演算
し、演算して得た電流ループゲイン値を電流ループ中の
電流ループゲインに設定する電流ループゲイン演算手段
１を備え、ロータの電気角と励磁電流を検出し、あらか
じめ求めておいたロータの電気角及び励磁電流に対する
電流ループゲインの関係を用いて検出したロータの電気
角及び励磁電流値に対応する電流ループゲイン値を求
め、その電流ループゲイン値を電流ループ中の電流ルー
プゲイン項１に設定する。
とができるスイッチ式リラクタンスモータの制御方法及
びその装置を提供する。 【構成】 スイッチ式リラクタンスモータの電流をフィ
ードバック制御する制御装置において、ロータの電気角
を検出する手段と、励磁電流を検出する手段と、ロータ
電気角と励磁電流に応じた電流ループゲイン値を演算
し、演算して得た電流ループゲイン値を電流ループ中の
電流ループゲインに設定する電流ループゲイン演算手段
１を備え、ロータの電気角と励磁電流を検出し、あらか
じめ求めておいたロータの電気角及び励磁電流に対する
電流ループゲインの関係を用いて検出したロータの電気
角及び励磁電流値に対応する電流ループゲイン値を求
め、その電流ループゲイン値を電流ループ中の電流ルー
プゲイン項１に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ式リラクタン
スモータの制御方法及びその装置に関し、特に、電流ル
ープゲインの制御を行う方法及び装置に関する。
スモータの制御方法及びその装置に関し、特に、電流ル
ープゲインの制御を行う方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイッチ式リラクタンスモータは、ロー
タとステータに突極を設け、ステータの突極に巻回され
た巻線に電流を流すことによってステータ突極を励磁
し、該突極に生じる磁気吸引力によってロータ突極を引
き寄せ回転力を発生する可変リラクタンスモータにおい
て、励磁するコイルの切り替えをスイッチにより順次行
うものである。例えば、図４に示すリラクタンスモータ
の回転方法を説明する図において、（ａ）に示すロータ
とステータとの位置関係でＡ相のコイルを励磁すると、
ロータは反時計方向に回転を開始し、また、（ｂ）に示
すロータとステータとの位置関係でＢ相のコイルを励磁
すると、ロータは反時計方向に回転を開始し、同様に
（ｃ）に示すロータとステータとの位置関係でＣ相のコ
イルを励磁すると、ロータは反時計方向に回転を開始す
る。また、逆に、（ａ）においてＢ相のコイルを励磁
し、（ｂ）においてＣ相のコイルを励磁し、（ｃ）にお
いてＡ相のコイルを励磁すると、ロータは時計方向に回
転を開始する。したがって、ステータ巻線に流す電流の
向きに関係なく、ロータの位置、即ちロータの電気角に
応じて、通電する巻線の相を決定する。
タとステータに突極を設け、ステータの突極に巻回され
た巻線に電流を流すことによってステータ突極を励磁
し、該突極に生じる磁気吸引力によってロータ突極を引
き寄せ回転力を発生する可変リラクタンスモータにおい
て、励磁するコイルの切り替えをスイッチにより順次行
うものである。例えば、図４に示すリラクタンスモータ
の回転方法を説明する図において、（ａ）に示すロータ
とステータとの位置関係でＡ相のコイルを励磁すると、
ロータは反時計方向に回転を開始し、また、（ｂ）に示
すロータとステータとの位置関係でＢ相のコイルを励磁
すると、ロータは反時計方向に回転を開始し、同様に
（ｃ）に示すロータとステータとの位置関係でＣ相のコ
イルを励磁すると、ロータは反時計方向に回転を開始す
る。また、逆に、（ａ）においてＢ相のコイルを励磁
し、（ｂ）においてＣ相のコイルを励磁し、（ｃ）にお
いてＡ相のコイルを励磁すると、ロータは時計方向に回
転を開始する。したがって、ステータ巻線に流す電流の
向きに関係なく、ロータの位置、即ちロータの電気角に
応じて、通電する巻線の相を決定する。
【０００３】ステータ突極とロータ突極が対向を開始す
る位置から完全に対向するまでの間に巻線に電流を流せ
ばロータ回転方向のトルクを発生する。図５はリラクタ
ンスモータにおけるトルクを説明する図である。例え
ば、図５の（ａ）に示すようにステータ２０のＡ相の突
極２０Ａとロータ２１の１つの突極２１ａが対向を開始
する位置からＡ相の巻線（突極２０Ａに巻回された巻
線）に電流を流せばステータ２０のＡ相の突極２０Ａは
ロータ突極２１ａを吸引し、ロータ２１を図５の（ａ）
において反時計方向に回転させるトルクを発生する。そ
して、図５の（ｂ）に示すようにステータ２０のＡ相の
突極２０Ａとロータ突極２１ａが完全に対向する位置ま
で、Ａ相に電流を流せば反時計方向のトルクが発生す
る。しかし、図５の（ｂ）に示すロータ２１の位置より
さらにロータ２１が反時計方向に回転した位置までＡ相
に電流を流すと、逆に時計方向へのトルクを発生する。
即ち、トルクは常に磁気抵抗を減少させる方向に発生す
る。そこで、図５の（ａ）に示すようにＡ相のステータ
突極２０Ａとロータ２１の１つの突極が全く対向しない
ロータ位置を電気角０度とし、ステータ突極２０Ａとロ
ータ突極が完全に対向する図５の（ｂ）中のロータ位置
を電気角１８０度、次に再びロータ突極がステータ突極
２０Ａと全く対向しないロータ位置を電気角３６０度と
すると、電気角０度から１８０度の間に通電すると反時
計方向のトルクが発生し、電気角１８０度から３６０度
の間に通電すると時計方向のトルクが発生する。そし
て、従来のリラクタンスモータの速度制御は、図６の電
流ループのブロック線図に示すような電流ループによっ
て行われている。図６において、１は電流ループのゲイ
ンの項であり、そのゲインをＫとする。また、２はモー
タ部を意味し、コイルのインダクタンスＬとコイルの抵
抗分Ｒを有している。
る位置から完全に対向するまでの間に巻線に電流を流せ
ばロータ回転方向のトルクを発生する。図５はリラクタ
ンスモータにおけるトルクを説明する図である。例え
ば、図５の（ａ）に示すようにステータ２０のＡ相の突
極２０Ａとロータ２１の１つの突極２１ａが対向を開始
する位置からＡ相の巻線（突極２０Ａに巻回された巻
線）に電流を流せばステータ２０のＡ相の突極２０Ａは
ロータ突極２１ａを吸引し、ロータ２１を図５の（ａ）
において反時計方向に回転させるトルクを発生する。そ
して、図５の（ｂ）に示すようにステータ２０のＡ相の
突極２０Ａとロータ突極２１ａが完全に対向する位置ま
で、Ａ相に電流を流せば反時計方向のトルクが発生す
る。しかし、図５の（ｂ）に示すロータ２１の位置より
さらにロータ２１が反時計方向に回転した位置までＡ相
に電流を流すと、逆に時計方向へのトルクを発生する。
即ち、トルクは常に磁気抵抗を減少させる方向に発生す
る。そこで、図５の（ａ）に示すようにＡ相のステータ
突極２０Ａとロータ２１の１つの突極が全く対向しない
ロータ位置を電気角０度とし、ステータ突極２０Ａとロ
ータ突極が完全に対向する図５の（ｂ）中のロータ位置
を電気角１８０度、次に再びロータ突極がステータ突極
２０Ａと全く対向しないロータ位置を電気角３６０度と
すると、電気角０度から１８０度の間に通電すると反時
計方向のトルクが発生し、電気角１８０度から３６０度
の間に通電すると時計方向のトルクが発生する。そし
て、従来のリラクタンスモータの速度制御は、図６の電
流ループのブロック線図に示すような電流ループによっ
て行われている。図６において、１は電流ループのゲイ
ンの項であり、そのゲインをＫとする。また、２はモー
タ部を意味し、コイルのインダクタンスＬとコイルの抵
抗分Ｒを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常のＤＣモータやＡ
Ｃモータでは、そのトルク定数はモータに固有の定数で
あり、電気角や電流値によるインダクタンスの変化が小
さいため、通常その電流ループの制御における電流ルー
プゲインＫは一定値としている。ところが、リラクタン
スモータでは、この電流ループゲインを一定にして制御
すると、インダクタンスの変化に応じて電流値が変化す
るという問題点がある。例えば、インダクタンスが小さ
いときは電流がオーバーシュートして発振しやすく、ま
た、インダクタンスが大きいときは電流の時定数が大き
くなってトルクの立ち上がりが遅くなる。例えば、図６
のブロック線図において、電流ｉをフィードバックする
電流ループについて次式（１）が成り立つ。 Ｋ・Ｌ・（ｄｉ／ｄｔ）＋Ｒｉ＝Ｖ …（１） ここで、Ｋは電流ループゲイン、Ｌはインダクタンス、
Ｒは抵抗とし、インダクタンスＬの変化は無視できるも
のとし、また、ＶはＰＷＭ指令で設定されるコイル両端
にかかる電圧であり、Ｖ／Ｒ＝ＩｃｍｄとなるようにＰ
ＷＭ制御を行うものである。この式（１）を解き、ｔ＝
０のときの電流値を０、ｔ＝∞のときの電流値をＶ／Ｒ
とすると、 ｉ＝Ｖ／Ｒ｛１−ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｋ・Ｌ）｝ …（２） となる。
Ｃモータでは、そのトルク定数はモータに固有の定数で
あり、電気角や電流値によるインダクタンスの変化が小
さいため、通常その電流ループの制御における電流ルー
プゲインＫは一定値としている。ところが、リラクタン
スモータでは、この電流ループゲインを一定にして制御
すると、インダクタンスの変化に応じて電流値が変化す
るという問題点がある。例えば、インダクタンスが小さ
いときは電流がオーバーシュートして発振しやすく、ま
た、インダクタンスが大きいときは電流の時定数が大き
くなってトルクの立ち上がりが遅くなる。例えば、図６
のブロック線図において、電流ｉをフィードバックする
電流ループについて次式（１）が成り立つ。 Ｋ・Ｌ・（ｄｉ／ｄｔ）＋Ｒｉ＝Ｖ …（１） ここで、Ｋは電流ループゲイン、Ｌはインダクタンス、
Ｒは抵抗とし、インダクタンスＬの変化は無視できるも
のとし、また、ＶはＰＷＭ指令で設定されるコイル両端
にかかる電圧であり、Ｖ／Ｒ＝ＩｃｍｄとなるようにＰ
ＷＭ制御を行うものである。この式（１）を解き、ｔ＝
０のときの電流値を０、ｔ＝∞のときの電流値をＶ／Ｒ
とすると、 ｉ＝Ｖ／Ｒ｛１−ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｋ・Ｌ）｝ …（２） となる。
【０００５】式（２）で示される電流ｉにおいて、電流
ループゲインＫが一定でインダクタンスＬが小さい場合
には、時定数（Ｋ・Ｌ／Ｒ）が小さくなってオーバーシ
ュートを起こしやすくなり、また、電流ループゲインＫ
が一定でインダクタンスＬが大きい場合には、時定数
（Ｋ・Ｌ／Ｒ）が大きくなって電流値の上昇に時間がか
かることになる。このインダクタンスＬは、従来のモー
タの制御では変化が小さいものとして取り扱っている
が、リラクタンスモータではそのモータの特性から、イ
ンダクタンスは電気角と電流値に応じて変化する。図７
は界磁を一定とした条件下における電気角θに対するイ
ンダクタンスＬの変化を示す図であり、図８は電気角を
一定とした条件下における電流値ｉｆｂに対するインダ
クタンスＬの変化を示す図である。図７に示すように、
電気角によってロータの歯とステータの歯の対向面積が
異なるため、同じ界磁磁束の下であってもインダクタン
スは異なり、また、リラクタンスモータの制御では鉄心
の磁気飽和領域まで使うため、電気角を固定しても励磁
電流値によってインダクタンスは異なる。そのため、電
流ループゲインを一定とする従来のモータ制御をリラク
タンスモータに適応する場合には、インダクタンスの変
化によって電流値が変化して、電流指令Ｉｃｍｄに制御
することができないという問題が生じることになる。そ
こで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、イン
ダクタンス変化に対応した制御を行うことができるスイ
ッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置を提
供することを目的とする。
ループゲインＫが一定でインダクタンスＬが小さい場合
には、時定数（Ｋ・Ｌ／Ｒ）が小さくなってオーバーシ
ュートを起こしやすくなり、また、電流ループゲインＫ
が一定でインダクタンスＬが大きい場合には、時定数
（Ｋ・Ｌ／Ｒ）が大きくなって電流値の上昇に時間がか
かることになる。このインダクタンスＬは、従来のモー
タの制御では変化が小さいものとして取り扱っている
が、リラクタンスモータではそのモータの特性から、イ
ンダクタンスは電気角と電流値に応じて変化する。図７
は界磁を一定とした条件下における電気角θに対するイ
ンダクタンスＬの変化を示す図であり、図８は電気角を
一定とした条件下における電流値ｉｆｂに対するインダ
クタンスＬの変化を示す図である。図７に示すように、
電気角によってロータの歯とステータの歯の対向面積が
異なるため、同じ界磁磁束の下であってもインダクタン
スは異なり、また、リラクタンスモータの制御では鉄心
の磁気飽和領域まで使うため、電気角を固定しても励磁
電流値によってインダクタンスは異なる。そのため、電
流ループゲインを一定とする従来のモータ制御をリラク
タンスモータに適応する場合には、インダクタンスの変
化によって電流値が変化して、電流指令Ｉｃｍｄに制御
することができないという問題が生じることになる。そ
こで、本発明は前記した従来の問題点を解決して、イン
ダクタンス変化に対応した制御を行うことができるスイ
ッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本出願の第一の発明は、
スイッチ式リラクタンスモータの電流をフィードバック
制御する制御方法において、ロータの電気角と励磁電流
を検出し、あらかじめ求めておいたロータの電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係を用いて検出
したロータの電気角及び励磁電流値に対応する電流ルー
プゲイン値を求め、その電流ループゲイン値を電流ルー
プ中の電流ループゲインに設定することにより、前記目
的を達成するものである。第一の発明においてロータの
電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの関係は
テーブル形式であらかじめ求められており、検出したロ
ータの電気角と励磁電流の値に対応するテーブル中の値
を求めて、そのテーブル値を電流ループゲイン値として
設定することができる。また、第一の発明においてロー
タの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの関
係は演算式の形式であらかじめ求められており、検出し
たロータの電気角と励磁電流の値をその演算式に代入
し、その演算値を電流ループゲイン値として設定するこ
とができ、その演算式をロータ電気角と励磁電流を変数
とする近似式によって構成することができる。
スイッチ式リラクタンスモータの電流をフィードバック
制御する制御方法において、ロータの電気角と励磁電流
を検出し、あらかじめ求めておいたロータの電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係を用いて検出
したロータの電気角及び励磁電流値に対応する電流ルー
プゲイン値を求め、その電流ループゲイン値を電流ルー
プ中の電流ループゲインに設定することにより、前記目
的を達成するものである。第一の発明においてロータの
電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの関係は
テーブル形式であらかじめ求められており、検出したロ
ータの電気角と励磁電流の値に対応するテーブル中の値
を求めて、そのテーブル値を電流ループゲイン値として
設定することができる。また、第一の発明においてロー
タの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの関
係は演算式の形式であらかじめ求められており、検出し
たロータの電気角と励磁電流の値をその演算式に代入
し、その演算値を電流ループゲイン値として設定するこ
とができ、その演算式をロータ電気角と励磁電流を変数
とする近似式によって構成することができる。
【０００７】また、本出願の第二の発明は、スイッチ式
リラクタンスモータの電流をフィードバック制御する制
御装置において、ロータの電気角を検出する手段と、励
磁電流を検出する手段と、ロータ電気角と励磁電流に応
じた電流ループゲイン値を演算し、演算して得た電流ル
ープゲイン値を電流ループ中の電流ループゲインに設定
する電流ループゲイン演算手段を備えることにより、前
記目的を達成するものである。第二の発明において、電
流ループゲイン演算手段は、ロータ電気角と励磁電流を
変数とし、電流ループゲイン値をテーブル値とするテー
ブルを備えており、このテーブルは検出したロータの電
気角と励磁電流の値に対応するテーブル値を出力し、そ
のテーブル値を電流ループゲイン値として設定すること
ができる。また、第二の発明において、電流ループゲイ
ン演算手段は、ロータ電気角，励磁電流，及び電流ルー
プゲイン値の関係式を備え、電流ループゲイン演算手段
によってその関係式に検出したロータ電気角と励磁電流
を入力して演算し、その演算値を電流ループゲイン値と
して設定することができ、その関係式を、ロータ電気角
と励磁電流を変数とする近似式によって構成することが
できる。
リラクタンスモータの電流をフィードバック制御する制
御装置において、ロータの電気角を検出する手段と、励
磁電流を検出する手段と、ロータ電気角と励磁電流に応
じた電流ループゲイン値を演算し、演算して得た電流ル
ープゲイン値を電流ループ中の電流ループゲインに設定
する電流ループゲイン演算手段を備えることにより、前
記目的を達成するものである。第二の発明において、電
流ループゲイン演算手段は、ロータ電気角と励磁電流を
変数とし、電流ループゲイン値をテーブル値とするテー
ブルを備えており、このテーブルは検出したロータの電
気角と励磁電流の値に対応するテーブル値を出力し、そ
のテーブル値を電流ループゲイン値として設定すること
ができる。また、第二の発明において、電流ループゲイ
ン演算手段は、ロータ電気角，励磁電流，及び電流ルー
プゲイン値の関係式を備え、電流ループゲイン演算手段
によってその関係式に検出したロータ電気角と励磁電流
を入力して演算し、その演算値を電流ループゲイン値と
して設定することができ、その関係式を、ロータ電気角
と励磁電流を変数とする近似式によって構成することが
できる。
【０００８】また、本発明の実施態様は、スイッチ式リ
ラクタンスモータの制御方法及びその装置において、ロ
ータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの
関係を、所望の電流波形に対してロータの電気角、励磁
電流、及び電流ループゲインを測定することにより求め
るものである。また、本発明のその他の実施態様は、複
数個の所望の電流波形に対応して、ロータの電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係を複数個備
え、この関係を選択することにより複数個の電流波形か
らの選択を行うことができるものである。
ラクタンスモータの制御方法及びその装置において、ロ
ータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの
関係を、所望の電流波形に対してロータの電気角、励磁
電流、及び電流ループゲインを測定することにより求め
るものである。また、本発明のその他の実施態様は、複
数個の所望の電流波形に対応して、ロータの電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係を複数個備
え、この関係を選択することにより複数個の電流波形か
らの選択を行うことができるものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、スイッチ式リラクタンスモー
タにおいて、ロータの電気角を検出する手段によっての
ロータの電気角を検出し、また、励磁電流を検出する手
段によって励磁電流を検出し、あらかじめ求めておいた
ロータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲイン
の関係を用いてその検出したロータの電気角及び励磁電
流値に対応する電流ループゲイン値を求め、電流ループ
ゲイン演算手段によってその電流ループゲイン値を電流
ループ中の電流ループゲインに設定することにより、ロ
ータの電気角及び励磁電流の変化に対応して電流ループ
のゲイン値を変更し、その変更した電流ループゲインに
よってフィードバック制御を行って、インダクタンス変
化に対応した制御を行うことができる。そして、このロ
ータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの
関係はテーブル形式あるいは関係式の形式であらかじめ
求めておくことができ、検出したロータの電気角と励磁
電流の値に対応するテーブル中のテーブル値を求めた
り、あるいと検出したロータの電気角と励磁電流の値を
関係式に代入して演算を行うことによって電流ループゲ
イン値を求めることができる。
タにおいて、ロータの電気角を検出する手段によっての
ロータの電気角を検出し、また、励磁電流を検出する手
段によって励磁電流を検出し、あらかじめ求めておいた
ロータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲイン
の関係を用いてその検出したロータの電気角及び励磁電
流値に対応する電流ループゲイン値を求め、電流ループ
ゲイン演算手段によってその電流ループゲイン値を電流
ループ中の電流ループゲインに設定することにより、ロ
ータの電気角及び励磁電流の変化に対応して電流ループ
のゲイン値を変更し、その変更した電流ループゲインに
よってフィードバック制御を行って、インダクタンス変
化に対応した制御を行うことができる。そして、このロ
ータの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの
関係はテーブル形式あるいは関係式の形式であらかじめ
求めておくことができ、検出したロータの電気角と励磁
電流の値に対応するテーブル中のテーブル値を求めた
り、あるいと検出したロータの電気角と励磁電流の値を
関係式に代入して演算を行うことによって電流ループゲ
イン値を求めることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。はじめに、本発明の実施例を図１に示す
ブロック線図を用いて説明する。図１のブロック線図は
スイッチ式リラクタンスモータの制御における電流ルー
プの部分を示しており、１はゲイン値がＫの電流ループ
のゲインの項であり、２はモータ部を意味し、コイルの
インダクタンスＬとコイルの抵抗分Ｒを有している。３
は電流ループゲインの値Ｋを求めて前記電流ループのゲ
イン項２に設定する演算手段であり、フィードバック電
流ｉｆｂとモータの電気角θを入力とし、その入力値に
対応する電流ループゲインＫを電流ループゲインＫの項
１に入力し、その値Ｋを設定する。図１のブロック線図
において、電流ｉをフィードバックする電流ループにつ
いて、インダクタンスＬの時間的変化がないものとする
と前記式（１）が成り立ち、電流ｉは式（２）で表れ
る。 ｉ＝Ｉｃｍｄ｛１−ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｋ・Ｌ）｝ …（２） ここで、Ｋは電流ループゲイン、Ｌはインダクタンス、
Ｒは抵抗であり、ｔ＝０のときの電流値を０、ｔ＝∞の
ときの電流値をＩｃｍｄとしている。
細に説明する。はじめに、本発明の実施例を図１に示す
ブロック線図を用いて説明する。図１のブロック線図は
スイッチ式リラクタンスモータの制御における電流ルー
プの部分を示しており、１はゲイン値がＫの電流ループ
のゲインの項であり、２はモータ部を意味し、コイルの
インダクタンスＬとコイルの抵抗分Ｒを有している。３
は電流ループゲインの値Ｋを求めて前記電流ループのゲ
イン項２に設定する演算手段であり、フィードバック電
流ｉｆｂとモータの電気角θを入力とし、その入力値に
対応する電流ループゲインＫを電流ループゲインＫの項
１に入力し、その値Ｋを設定する。図１のブロック線図
において、電流ｉをフィードバックする電流ループにつ
いて、インダクタンスＬの時間的変化がないものとする
と前記式（１）が成り立ち、電流ｉは式（２）で表れ
る。 ｉ＝Ｉｃｍｄ｛１−ｅｘｐ（−Ｒｔ／Ｋ・Ｌ）｝ …（２） ここで、Ｋは電流ループゲイン、Ｌはインダクタンス、
Ｒは抵抗であり、ｔ＝０のときの電流値を０、ｔ＝∞の
ときの電流値をＩｃｍｄとしている。
【００１１】リラクタンスモータにおけるインダクタン
スＬは、前記図７及び図８に示したように電流ｉと電気
角θの非線形の関数であるため、前記式（２）で表され
る電流ｉも電流ｉと電気角θの変化に応じて非線形的に
変化することになる。そこで、本発明のリラクタンスモ
ータの制御においては、電流ｉと電気角θの変化に対し
て、モータの励磁電流ｉを良好な波形となるように、電
流ループゲインＫを定める。式（２）で表される電流ｉ
の時定数は（Ｒ／Ｋ・Ｌ）である。そこで、本発明の制
御においてはインダクタンスＬの変化に対して電流ルー
プゲインＫを変化させることによって、この時定数（Ｒ
／Ｋ・Ｌ）が所望の値となるよう制御し、モータの励磁
電流ｉが所望の良好な電流波形となるよう設定する。
図１に示すブロック線図中の電流ループゲインＫの演算
手段３は、このインダクタンスＬの変化に対して電流ル
ープゲインの値Ｋを求め、電流ループゲイン項１にその
値Ｋを設定する手段であり、電流ｉと電気角θに対する
電流ループゲイン値Ｋの関係をあらかじめ求めて格納し
ておき、電流ｉに対するフィードバック電流ｉｆｂとロ
ータの電気角θを変数として入力し、その値に対する電
流ループゲインＫを出力する。そして、この求めた電流
ループゲインＫを電流ループゲイン項１に設定すること
により、電流ｉと電気角θの変化に対応した電流ループ
ゲイン値Ｋでリラクタンスモータを制御するものであ
る。
スＬは、前記図７及び図８に示したように電流ｉと電気
角θの非線形の関数であるため、前記式（２）で表され
る電流ｉも電流ｉと電気角θの変化に応じて非線形的に
変化することになる。そこで、本発明のリラクタンスモ
ータの制御においては、電流ｉと電気角θの変化に対し
て、モータの励磁電流ｉを良好な波形となるように、電
流ループゲインＫを定める。式（２）で表される電流ｉ
の時定数は（Ｒ／Ｋ・Ｌ）である。そこで、本発明の制
御においてはインダクタンスＬの変化に対して電流ルー
プゲインＫを変化させることによって、この時定数（Ｒ
／Ｋ・Ｌ）が所望の値となるよう制御し、モータの励磁
電流ｉが所望の良好な電流波形となるよう設定する。
図１に示すブロック線図中の電流ループゲインＫの演算
手段３は、このインダクタンスＬの変化に対して電流ル
ープゲインの値Ｋを求め、電流ループゲイン項１にその
値Ｋを設定する手段であり、電流ｉと電気角θに対する
電流ループゲイン値Ｋの関係をあらかじめ求めて格納し
ておき、電流ｉに対するフィードバック電流ｉｆｂとロ
ータの電気角θを変数として入力し、その値に対する電
流ループゲインＫを出力する。そして、この求めた電流
ループゲインＫを電流ループゲイン項１に設定すること
により、電流ｉと電気角θの変化に対応した電流ループ
ゲイン値Ｋでリラクタンスモータを制御するものであ
る。
【００１２】この電流ｉと電気角θに対する電流ループ
ゲインＫに関係は、例えば図２に示す関係図により表す
ことができる。図２ではこれらの関係を、電流ｉと電気
角θをＸ座標及びＹ座標にとり、電流ループゲインＫを
Ｚ座標にとって表している。図２において、電気角θが
１８０°〜３６０°におけるゲインＫは、電気角θが０
°〜１８０°におけるゲインＫと電気角１８０°に対し
て対称となっている。
ゲインＫに関係は、例えば図２に示す関係図により表す
ことができる。図２ではこれらの関係を、電流ｉと電気
角θをＸ座標及びＹ座標にとり、電流ループゲインＫを
Ｚ座標にとって表している。図２において、電気角θが
１８０°〜３６０°におけるゲインＫは、電気角θが０
°〜１８０°におけるゲインＫと電気角１８０°に対し
て対称となっている。
【００１３】本発明のリラクタンスモータの制御におい
ては、所望の良好な電流波形が得られるような電流ｉと
電気角θに対する電流ループゲインＫの関係をあらかじ
め定めておき、電流ｉと電気角θの変化に対応してこの
電流ループゲインＫを求め、電流ループゲインの項の値
Ｋを設定する。
ては、所望の良好な電流波形が得られるような電流ｉと
電気角θに対する電流ループゲインＫの関係をあらかじ
め定めておき、電流ｉと電気角θの変化に対応してこの
電流ループゲインＫを求め、電流ループゲインの項の値
Ｋを設定する。
【００１４】（電流ループゲインの演算手段の構成例
１）次に、電流ｉと電気角θに対する電流ループゲイン
Ｋを出力する電流ループゲインの演算手段の第一の構成
例について説明する。この第一の構成例においては、電
流ループゲインＫの演算手段３において、電気角θと電
流ｉに対応する電流ループゲインＫをデータテーブルの
形式で記憶しておき、リラクタンスモータのロータの電
気角θと励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として、対応す
る電流ループゲインＫをそのデータテーブルから求め
る。そして、求めた電流ループゲインＫを電流ループ中
の電流ループゲイン項に設定することによって、式
（２）で表される電流ｉの時定数（Ｒ／Ｋ・Ｌ）を所望
の値とするものである。
１）次に、電流ｉと電気角θに対する電流ループゲイン
Ｋを出力する電流ループゲインの演算手段の第一の構成
例について説明する。この第一の構成例においては、電
流ループゲインＫの演算手段３において、電気角θと電
流ｉに対応する電流ループゲインＫをデータテーブルの
形式で記憶しておき、リラクタンスモータのロータの電
気角θと励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として、対応す
る電流ループゲインＫをそのデータテーブルから求め
る。そして、求めた電流ループゲインＫを電流ループ中
の電流ループゲイン項に設定することによって、式
（２）で表される電流ｉの時定数（Ｒ／Ｋ・Ｌ）を所望
の値とするものである。
【００１５】図３は、電流ループゲインＫのデータテー
ブルの例を示している。このデータテーブルの横軸は電
流ｉｆｂの値を表し、縦軸は電気角θの値を表し、テー
ブル中の値は電流ループゲインＫの値を表している。例
えば、電流ｉｆｂが１Ａで電気角０°の場合には、電流
ループゲインＫとして５を設定することを示している。
なお、このデータテーブルは一例であり、電流ループゲ
インＫの値の単位はモータやその他の設定定数に応じて
設定することができるは比例定数を示している。また、
図３の表において、前記図２と同様に電気角θが１８０
°〜３６０°におけるゲインＫは、電気角θが０°〜１
８０°におけるゲインＫと電気角１８０°に対して対称
の関係になっている。この電流ループゲインＫのデータ
テーブルは、ＲＯＭあるいはＲＡＭ等の記憶手段にあら
かじめ格納しておき、ロータの電気角θと励磁電流の検
出値ｉｆｂをアドレスとして出力するよう構成すること
ができ、サーボ系のＣＰＵによって実行することができ
る。
ブルの例を示している。このデータテーブルの横軸は電
流ｉｆｂの値を表し、縦軸は電気角θの値を表し、テー
ブル中の値は電流ループゲインＫの値を表している。例
えば、電流ｉｆｂが１Ａで電気角０°の場合には、電流
ループゲインＫとして５を設定することを示している。
なお、このデータテーブルは一例であり、電流ループゲ
インＫの値の単位はモータやその他の設定定数に応じて
設定することができるは比例定数を示している。また、
図３の表において、前記図２と同様に電気角θが１８０
°〜３６０°におけるゲインＫは、電気角θが０°〜１
８０°におけるゲインＫと電気角１８０°に対して対称
の関係になっている。この電流ループゲインＫのデータ
テーブルは、ＲＯＭあるいはＲＡＭ等の記憶手段にあら
かじめ格納しておき、ロータの電気角θと励磁電流の検
出値ｉｆｂをアドレスとして出力するよう構成すること
ができ、サーボ系のＣＰＵによって実行することができ
る。
【００１６】（電流ループゲインの演算手段の構成例
２）電流ｉと電気角θに対する電流ループゲインＫを出
力する電流ループゲインの演算手段の第二の構成例は、
電流ループゲインＫの演算手段３において、電気角θと
電流ｉに対応する電流ループゲインＫを関係式の形式で
記憶しておき、リラクタンスモータのロータの電気角θ
と励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として、対応する電流
ループゲインＫをその関係式の演算により求める。そし
て、求めた電流ループゲインＫを電流ループ中の電流ル
ープゲイン項に設定することによって、式（２）で表さ
れる電流ｉの時定数（Ｒ／Ｋ・Ｌ）を所望の値とするも
のである。この関係式としては、例えば、近似式を用い
ることができる。前記図２に示した関係図において、あ
らかじめ求めた電流ｉと電気角θとゲインＫの値の関係
を黒点で示すと、それらの黒点間は直線近似される近似
式によって表すことができる。そこで、あらかじめこの
近似式を求めておき、この近似式にロータの電気角θと
励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として代入してゲインＫ
の値を求めることができる。
２）電流ｉと電気角θに対する電流ループゲインＫを出
力する電流ループゲインの演算手段の第二の構成例は、
電流ループゲインＫの演算手段３において、電気角θと
電流ｉに対応する電流ループゲインＫを関係式の形式で
記憶しておき、リラクタンスモータのロータの電気角θ
と励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として、対応する電流
ループゲインＫをその関係式の演算により求める。そし
て、求めた電流ループゲインＫを電流ループ中の電流ル
ープゲイン項に設定することによって、式（２）で表さ
れる電流ｉの時定数（Ｒ／Ｋ・Ｌ）を所望の値とするも
のである。この関係式としては、例えば、近似式を用い
ることができる。前記図２に示した関係図において、あ
らかじめ求めた電流ｉと電気角θとゲインＫの値の関係
を黒点で示すと、それらの黒点間は直線近似される近似
式によって表すことができる。そこで、あらかじめこの
近似式を求めておき、この近似式にロータの電気角θと
励磁電流の検出値ｉｆｂを変数として代入してゲインＫ
の値を求めることができる。
【００１７】また、図２中の黒点で囲まれる平面を表す
近似式を求め、この近似式によって前記と同様にして求
めることもできる。この電流ループゲインＫの近似式
は、ＲＯＭあるいはＲＡＭ等の記憶手段にあらかじめ格
納しておき、ロータの電気角θと励磁電流の検出値ｉｆ
ｂを変数として近似式の解を電流ループゲインＫの値と
して出力するよう構成することができ、サーボ系のＣＰ
Ｕによって実行することができる。
近似式を求め、この近似式によって前記と同様にして求
めることもできる。この電流ループゲインＫの近似式
は、ＲＯＭあるいはＲＡＭ等の記憶手段にあらかじめ格
納しておき、ロータの電気角θと励磁電流の検出値ｉｆ
ｂを変数として近似式の解を電流ループゲインＫの値と
して出力するよう構成することができ、サーボ系のＣＰ
Ｕによって実行することができる。
【００１８】（電気角及び励磁電流に対する電流ループ
ゲインの関係の算出）次に、本発明のリラクタンスモー
タの制御における電気角及び励磁電流に対する電流ルー
プゲインの関係の算出について説明する。本発明のリラ
クタンスモータの制御においては、データテーブルや関
係式によって表される電気角及び励磁電流に対する電流
ループゲインの関係を用いて、電気角及び励磁電流の変
化に対して所望の電流波形が得られるように電流ループ
ゲインＫの値を求めている。そのため、この電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係をあらかじめ
求め、データテーブルあるいは近似式の形式によって記
憶しておく必要がある。この電気角及び励磁電流に対す
る電流ループゲインの関係は、実際にリラクタンスモー
タを駆動し、所望の電流波形が得られるときの電流値ｉ
と電気角θとそのとき設定してある電流ループゲインＫ
を実測することによって求めることができる。
ゲインの関係の算出）次に、本発明のリラクタンスモー
タの制御における電気角及び励磁電流に対する電流ルー
プゲインの関係の算出について説明する。本発明のリラ
クタンスモータの制御においては、データテーブルや関
係式によって表される電気角及び励磁電流に対する電流
ループゲインの関係を用いて、電気角及び励磁電流の変
化に対して所望の電流波形が得られるように電流ループ
ゲインＫの値を求めている。そのため、この電気角及び
励磁電流に対する電流ループゲインの関係をあらかじめ
求め、データテーブルあるいは近似式の形式によって記
憶しておく必要がある。この電気角及び励磁電流に対す
る電流ループゲインの関係は、実際にリラクタンスモー
タを駆動し、所望の電流波形が得られるときの電流値ｉ
と電気角θとそのとき設定してある電流ループゲインＫ
を実測することによって求めることができる。
【００１９】（変形例）本発明のリラクタンスモータの
制御に用いるロータの電気角及び励磁電流に対する電流
ループゲインの関係を、複数個の所望の電流波形に対応
してそれぞれ用意し、これらの複数個の関係の中から選
択することによって所望の電流波形を得られるよう電流
ループゲインを設定することができる。このロータの電
気角及び励磁電流に対する複数個の電流ループゲインの
関係は、データテーブルを用いる場合には記憶手段中に
複数個のデータテーブルを格納し、その複数個のデータ
テーブルの中から使用するデータテーブルを選択するこ
とにより行うことができ、また、近似式等の関係式を用
いる場合にも記憶手段中に複数個の関係式を格納し、そ
の複数個の関係式の中から使用する関係式を選択するこ
とにより行うことができる。
制御に用いるロータの電気角及び励磁電流に対する電流
ループゲインの関係を、複数個の所望の電流波形に対応
してそれぞれ用意し、これらの複数個の関係の中から選
択することによって所望の電流波形を得られるよう電流
ループゲインを設定することができる。このロータの電
気角及び励磁電流に対する複数個の電流ループゲインの
関係は、データテーブルを用いる場合には記憶手段中に
複数個のデータテーブルを格納し、その複数個のデータ
テーブルの中から使用するデータテーブルを選択するこ
とにより行うことができ、また、近似式等の関係式を用
いる場合にも記憶手段中に複数個の関係式を格納し、そ
の複数個の関係式の中から使用する関係式を選択するこ
とにより行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インダクタンス変化に対応した制御を行うことができる
スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置
を提供することができる。
インダクタンス変化に対応した制御を行うことができる
スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置
を提供することができる。
【図１】本発明の実施例を説明するブロック線図であ
る。
る。
【図２】電流ｉと電気角θに対する電流ループゲインＫ
の関係を示す関係図である。
の関係を示す関係図である。
【図３】電流ｉと電気角θに対する電流ループゲインＫ
のデータテーブルである。
のデータテーブルである。
【図４】リラクタンスモータの回転方法を説明する図で
ある。
ある。
【図５】リラクタンスモータにおけるトルクを説明する
図である。
図である。
【図６】従来の実施例を説明するブロック線図である。
【図７】電気角θに対するインダクタンスＬの変化を示
す図である。
す図である。
【図８】電流値ｉｆｂに対するインダクタンスＬの変化
を示す図である。
を示す図である。
１ 電流ループゲインの項 ２ モータ項 ３ 電流ループゲインの演算手段
Claims (8)
- 【請求項１】 スイッチ式リラクタンスモータの電流を
フィードバック制御する制御方法において、ロータの電
気角と励磁電流を検出し、あらかじめ求めておいたロー
タの電気角及び励磁電流に対する電流ループゲインの関
係を用いて前記検出値に対応する電流ループゲイン値を
求め、該電流ループゲイン値を電流ループ中の電流ルー
プゲインに設定することを特徴とするスイッチ式リラク
タンスモータの制御方法。 - 【請求項２】 ロータの電気角及び励磁電流に対する電
流ループゲインの関係はテーブル形式で求められてお
り、ロータの電気角と励磁電流の検出値に対応するテー
ブル値によって電流ループゲイン値を求めることを特徴
とする請求項１記載のスイッチ式リラクタンスモータの
制御方法。 - 【請求項３】 ロータの電気角及び励磁電流に対する電
流ループゲインの関係は演算式で求められており、ロー
タの電気角と励磁電流の検出値を該演算式に代入して電
流ループゲイン値を求めることを特徴とする請求項１記
載のスイッチ式リラクタンスモータの制御方法。 - 【請求項４】 前記演算式はロータ電気角と励磁電流を
変数とする近似式である請求項３記載のスイッチ式リラ
クタンスモータの制御装置。 - 【請求項５】 スイッチ式リラクタンスモータの電流を
フィードバック制御する制御装置において、ロータの電
気角を検出する手段と、励磁電流を検出する手段と、ロ
ータ電気角と励磁電流に応じた電流ループゲイン値を演
算し、演算して得た電流ループゲイン値を電流ループ中
の電流ループゲインに設定する電流ループゲイン演算手
段を備えたこと特徴とするスイッチ式リラクタンスモー
タの制御装置。 - 【請求項６】 前記電流ループゲイン演算手段は、ロー
タ電気角と励磁電流を変数とし電流ループゲイン値をテ
ーブル値とするテーブルを備えたことを特徴とする請求
項５記載のスイッチ式リラクタンスモータの制御装置。 - 【請求項７】 前記電流ループゲイン演算手段は、ロー
タ電気角，励磁電流，及び電流ループゲイン値の関係式
を備え、ロータ電気角と励磁電流を変数として電流ルー
プゲイン値を出力する演算手段を備えたことを特徴とす
る請求項５記載のスイッチ式リラクタンスモータの制御
装置。 - 【請求項８】 前記ロータ電気角，励磁電流，及び電流
ループゲイン値の関係式は、ロータ電気角と励磁電流を
変数とする近似式である請求項７記載のスイッチ式リラ
クタンスモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151591A JPH07337084A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6151591A JPH07337084A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337084A true JPH07337084A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=15521871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6151591A Withdrawn JPH07337084A (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | スイッチ式リラクタンスモータの制御方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07337084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013074714A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Thk Co Ltd | モータ制御装置、及びモータ制御方法 |
| JP2014187859A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-10-02 | Denso Corp | スイッチトリラクタンスモータの制御装置及び制御方法 |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP6151591A patent/JPH07337084A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013074714A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Thk Co Ltd | モータ制御装置、及びモータ制御方法 |
| JP2014187859A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-10-02 | Denso Corp | スイッチトリラクタンスモータの制御装置及び制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |