JPH08205578A - 電動機の磁極位置検出装置 - Google Patents
電動機の磁極位置検出装置Info
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- JPH08205578A JPH08205578A JP7027599A JP2759995A JPH08205578A JP H08205578 A JPH08205578 A JP H08205578A JP 7027599 A JP7027599 A JP 7027599A JP 2759995 A JP2759995 A JP 2759995A JP H08205578 A JPH08205578 A JP H08205578A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気的突極性を有する電動機の磁極位置をセ
ンサレスにて検出し、コストを低減する。センサ電源や
センサ出力を得るための配線に伴う機能低下、誤配線、
断線等の不都合を解消する。 【構成】 同期機等の電気的突極性を有する電動機を電
圧形ＰＷＭインバータにより駆動するシステムに適用さ
れる磁極位置検出装置に関する。ＰＷＭ制御の各スイッ
チング区間におけるインバータの出力電流リプルの変化
分及び出力電圧の時間積分値の変化分をインバータのス
イッチングに同期して検出する手段２３と、前記出力電
流リプルの変化分及び出力電圧の時間積分値の変化分を
用い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程
式に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段１０
とを備える。
ンサレスにて検出し、コストを低減する。センサ電源や
センサ出力を得るための配線に伴う機能低下、誤配線、
断線等の不都合を解消する。 【構成】 同期機等の電気的突極性を有する電動機を電
圧形ＰＷＭインバータにより駆動するシステムに適用さ
れる磁極位置検出装置に関する。ＰＷＭ制御の各スイッ
チング区間におけるインバータの出力電流リプルの変化
分及び出力電圧の時間積分値の変化分をインバータのス
イッチングに同期して検出する手段２３と、前記出力電
流リプルの変化分及び出力電圧の時間積分値の変化分を
用い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程
式に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段１０
とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的突極性を持つ電
動機、例えば同期電動機やリラクタンスモータの回転子
の磁極位置をセンサレスにて検出するための電動機の磁
極位置検出装置に関する。
動機、例えば同期電動機やリラクタンスモータの回転子
の磁極位置をセンサレスにて検出するための電動機の磁
極位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】同期電動機（例えばブラシレスモータ）
やリラクタンスモータを駆動する際には、所望のトルク
を発生させるために、回転子の磁極位置に対応した適切
な位相でインバータ等により電流を供給する必要があ
る。これらの電動機に対する従来の駆動装置において
は、図７（ａ）に示すような方法により回転子の磁極位
置を検出していた。すなわち、電動機１の回転子軸１ａ
に磁極位置センサ２を取り付け、更に精度が必要な場合
にはこの磁極位置センサ２とパルスエンコーダ３とを併
用するなどしていた。なお、図７（ｂ）は磁極位置セン
サ２の各相分の出力信号、図７（ｃ）はパルスエンコー
ダ３の出力信号の一例である。
やリラクタンスモータを駆動する際には、所望のトルク
を発生させるために、回転子の磁極位置に対応した適切
な位相でインバータ等により電流を供給する必要があ
る。これらの電動機に対する従来の駆動装置において
は、図７（ａ）に示すような方法により回転子の磁極位
置を検出していた。すなわち、電動機１の回転子軸１ａ
に磁極位置センサ２を取り付け、更に精度が必要な場合
にはこの磁極位置センサ２とパルスエンコーダ３とを併
用するなどしていた。なお、図７（ｂ）は磁極位置セン
サ２の各相分の出力信号、図７（ｃ）はパルスエンコー
ダ３の出力信号の一例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、磁極位置を検出するために磁極位置センサ２やパル
スエンコーダ３を用いているので、センサ自体やその出
力信号の配線及び受信回路を設ける分、コスト高になる
という問題があった。また、センサへの電源供給や出力
信号を伝達するための配線距離を長くすると、配線抵抗
による電圧降下が大きくなってセンサの動作に支障を生
じるため、配線距離上の制約がある他、その配線接続に
おいて誤配線や断線等のトラブルが発生する不都合があ
った。
は、磁極位置を検出するために磁極位置センサ２やパル
スエンコーダ３を用いているので、センサ自体やその出
力信号の配線及び受信回路を設ける分、コスト高になる
という問題があった。また、センサへの電源供給や出力
信号を伝達するための配線距離を長くすると、配線抵抗
による電圧降下が大きくなってセンサの動作に支障を生
じるため、配線距離上の制約がある他、その配線接続に
おいて誤配線や断線等のトラブルが発生する不都合があ
った。
【０００４】本発明は上記種々の問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、磁極位置
検出用の各種センサ自体やその電源、出力等の配線を不
要とし、コストの低減を図ると共に配線に伴う不都合を
解消した電動機の磁極位置検出装置を提供することにあ
る。
になされたもので、その目的とするところは、磁極位置
検出用の各種センサ自体やその電源、出力等の配線を不
要とし、コストの低減を図ると共に配線に伴う不都合を
解消した電動機の磁極位置検出装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、電気的突極性を有する電動機の磁極
位置を検出し、この電動機を電圧形ＰＷＭインバータに
より駆動するシステムにおいて、ＰＷＭ制御の各スイッ
チング区間におけるインバータの出力電流リプルの変化
分及び出力電圧の時間積分値の変化分をインバータのス
イッチングに同期して検出する手段と、前記出力電流リ
プルの変化分及び出力電圧の時間積分値の変化分を用
い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式
に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段とを備
えたものである。
め、第１の発明は、電気的突極性を有する電動機の磁極
位置を検出し、この電動機を電圧形ＰＷＭインバータに
より駆動するシステムにおいて、ＰＷＭ制御の各スイッ
チング区間におけるインバータの出力電流リプルの変化
分及び出力電圧の時間積分値の変化分をインバータのス
イッチングに同期して検出する手段と、前記出力電流リ
プルの変化分及び出力電圧の時間積分値の変化分を用
い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式
に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段とを備
えたものである。
【０００６】第２の発明は、ＰＷＭ制御の各スイッチン
グ区間におけるインバータの出力電流リプルの変化分を
インバータのスイッチングに同期して検出する手段と、
前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン、
スイッチングの時間間隔及びインバータの直流電圧を用
い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式
に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段とを備
えたものである。
グ区間におけるインバータの出力電流リプルの変化分を
インバータのスイッチングに同期して検出する手段と、
前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン、
スイッチングの時間間隔及びインバータの直流電圧を用
い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式
に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段とを備
えたものである。
【０００７】第３の発明は、ＰＷＭ制御の各スイッチン
グ区間におけるインバータの出力電流リプルの変化分を
インバータのスイッチングに同期して検出する手段と、
前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン及
びスイッチングの時間間隔を用い、固定子座標から観測
した電動機の電流・電圧方程式に基づいて磁極位置を検
出する磁極位置検出手段とを備えたものである。
グ区間におけるインバータの出力電流リプルの変化分を
インバータのスイッチングに同期して検出する手段と、
前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン及
びスイッチングの時間間隔を用い、固定子座標から観測
した電動機の電流・電圧方程式に基づいて磁極位置を検
出する磁極位置検出手段とを備えたものである。
【０００８】第４の発明は、上記第１、第２または第３
の発明において、ある区間のスイッチングパターンの中
に、零電圧ベクトル以外の少なくとも二以上の瞬時空間
電圧ベクトルに対応するスイッチングパターンが含まれ
るように演算するＰＷＭ演算手段を備えたものである。
の発明において、ある区間のスイッチングパターンの中
に、零電圧ベクトル以外の少なくとも二以上の瞬時空間
電圧ベクトルに対応するスイッチングパターンが含まれ
るように演算するＰＷＭ演算手段を備えたものである。
【０００９】更に、第５の発明は、上記第４の発明にお
けるＰＷＭ演算手段は、時間平均値が零になるような補
助電圧指令値を発生させる補助指令演算手段と、インバ
ータの出力電圧指令値と前記補助電圧指令値とを加算す
る加算器とを有し、この加算器出力に応じてＰＷＭ信号
を生成するものである。
けるＰＷＭ演算手段は、時間平均値が零になるような補
助電圧指令値を発生させる補助指令演算手段と、インバ
ータの出力電圧指令値と前記補助電圧指令値とを加算す
る加算器とを有し、この加算器出力に応じてＰＷＭ信号
を生成するものである。
【００１０】
【作用】電気的突極性を有する電動機においては、その
電気的特性を固定子座標上の直交二軸（α−β軸）によ
り表現した電流・電圧方程式における係数行列が、数式
１に示すように磁極位置（回転子位置）θの関数とな
る。
電気的特性を固定子座標上の直交二軸（α−β軸）によ
り表現した電流・電圧方程式における係数行列が、数式
１に示すように磁極位置（回転子位置）θの関数とな
る。
【００１１】
【数１】
【００１２】なお、数式１において、ｖα，ｖβ，
ｉα，ｉβは電動機の電圧、電流（インバータの出力電
圧、出力電流）の直交二軸成分、ｒは電動機の電機子抵
抗、ｌは電動機の漏れインダクタンス、Ｌ0，Ｌ1は電動
機の電機子反作用のインダクタンス、φmagは同期電動
機の場合に存在する界磁磁束（リラクタンスモータの場
合は０）、θは磁極位置を示している。
ｉα，ｉβは電動機の電圧、電流（インバータの出力電
圧、出力電流）の直交二軸成分、ｒは電動機の電機子抵
抗、ｌは電動機の漏れインダクタンス、Ｌ0，Ｌ1は電動
機の電機子反作用のインダクタンス、φmagは同期電動
機の場合に存在する界磁磁束（リラクタンスモータの場
合は０）、θは磁極位置を示している。
【００１３】インバータをＰＷＭ制御した場合に生じる
電流リプルは数式１に従うため、インバータの出力電
流、出力電圧を観測し、これらに基づいて数式１の係数
行列を逆算すれば、各係数から電動機の磁極位置θを求
めることができる。但し、ＰＷＭ制御による電流リプル
が固定子座標上の観測軸とほぼ一致した状態にあるとき
は、直交軸の他方成分がほぼ零となるため、数式１の係
数行列を求めることができない。そこで、ある区間のス
イッチングパターンの中に、零電圧ベクトル以外の少な
くとも二以上の瞬時空間電圧ベクトルに対応するスイッ
チングパターンが含まれるようにＰＷＭ演算を行なうこ
とで、観測軸とは、ずれた方向の電流リプルを含ませる
ことができ、係数行列の逆算により磁極位置θを求める
ことができる。
電流リプルは数式１に従うため、インバータの出力電
流、出力電圧を観測し、これらに基づいて数式１の係数
行列を逆算すれば、各係数から電動機の磁極位置θを求
めることができる。但し、ＰＷＭ制御による電流リプル
が固定子座標上の観測軸とほぼ一致した状態にあるとき
は、直交軸の他方成分がほぼ零となるため、数式１の係
数行列を求めることができない。そこで、ある区間のス
イッチングパターンの中に、零電圧ベクトル以外の少な
くとも二以上の瞬時空間電圧ベクトルに対応するスイッ
チングパターンが含まれるようにＰＷＭ演算を行なうこ
とで、観測軸とは、ずれた方向の電流リプルを含ませる
ことができ、係数行列の逆算により磁極位置θを求める
ことができる。
【００１４】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。まず、第１の発明の実施例につき述べる。前述のよ
うに、固定子座標から観測した突極形同期機の電流・電
圧方程式は数式１により表わされる。
る。まず、第１の発明の実施例につき述べる。前述のよ
うに、固定子座標から観測した突極形同期機の電流・電
圧方程式は数式１により表わされる。
【００１５】ＰＷＭ制御による電流リプルの周波数に比
べて、インバータ出力の基本波周波数が十分に低いと
き、突極形同期電動機の電圧及び電流を数式２のように
基本波成分／高調波成分に分けた場合のＰＷＭ周波数に
近い高調波成分に対する電流・電圧方程式は、数式３の
ように近似することができる。なお、数式３では電機子
抵抗ｒの影響を無視している。
べて、インバータ出力の基本波周波数が十分に低いと
き、突極形同期電動機の電圧及び電流を数式２のように
基本波成分／高調波成分に分けた場合のＰＷＭ周波数に
近い高調波成分に対する電流・電圧方程式は、数式３の
ように近似することができる。なお、数式３では電機子
抵抗ｒの影響を無視している。
【００１６】
【数２】
【００１７】
【数３】
【００１８】図１は、ＰＷＭ波形とそのときの電流リプ
ル波形を示している。この図１において、スイッチング
区間０，１，３，７は、インバータ出力の瞬時空間電圧
ベクトルが図６におけるＶ0，Ｖ1，Ｖ3，Ｖ7（便宜上、
本文ではベクトルを太字により記していない。以下同
じ。）となるようなスイッチングパターンをとっている
区間であり、各ベクトルに対応するスイッチングパター
ンのうち例えばＶ1に対応する（１００）は、三相各相
の上下アームのうちＵ相では上アームのスイッチング素
子がオン、下アームのスイッチング素子がオフ、Ｖ相及
びＷ相では上アームのスイッチング素子がオフ、下アー
ムのスイッチング素子がオンの状態を指している。
ル波形を示している。この図１において、スイッチング
区間０，１，３，７は、インバータ出力の瞬時空間電圧
ベクトルが図６におけるＶ0，Ｖ1，Ｖ3，Ｖ7（便宜上、
本文ではベクトルを太字により記していない。以下同
じ。）となるようなスイッチングパターンをとっている
区間であり、各ベクトルに対応するスイッチングパター
ンのうち例えばＶ1に対応する（１００）は、三相各相
の上下アームのうちＵ相では上アームのスイッチング素
子がオン、下アームのスイッチング素子がオフ、Ｖ相及
びＷ相では上アームのスイッチング素子がオフ、下アー
ムのスイッチング素子がオンの状態を指している。
【００１９】上記スイッチング区間０，１，３，７にお
けるインバータの出力電流変化分をΔｉ0，Δｉ1，Δｉ
3，Δｉ7、出力電圧をＶ0，Ｖ1，Ｖ3，Ｖ7、時間間隔を
ｔ0，ｔ1，ｔ3，ｔ7とする。このとき、数式２の高調波
成分ｖα',ｖβ'及びｉα',ｉβ'をそれぞれベクトル
Ｖ，ｉとして表示すると、数式４のように近似すること
ができ、これをスイッチング区間０，１，３，７におけ
る数式３に適用すると、マトリクスＬは数式５により求
めることができる。
けるインバータの出力電流変化分をΔｉ0，Δｉ1，Δｉ
3，Δｉ7、出力電圧をＶ0，Ｖ1，Ｖ3，Ｖ7、時間間隔を
ｔ0，ｔ1，ｔ3，ｔ7とする。このとき、数式２の高調波
成分ｖα',ｖβ'及びｉα',ｉβ'をそれぞれベクトル
Ｖ，ｉとして表示すると、数式４のように近似すること
ができ、これをスイッチング区間０，１，３，７におけ
る数式３に適用すると、マトリクスＬは数式５により求
めることができる。
【００２０】
【数４】
【００２１】
【数５】
【００２２】また、数式６を仮定すると、数式５におけ
る擬似逆行列ＨLMは、数式７により表わされる。
る擬似逆行列ＨLMは、数式７により表わされる。
【００２３】
【数６】
【００２４】
【数７】
【００２５】更に、数式５により得られたマトリクスＬ
の各要素を数式８により表わすと、磁極位置θは数式９
により求めることができる。
の各要素を数式８により表わすと、磁極位置θは数式９
により求めることができる。
【００２６】
【数８】
【００２７】
【数９】
【００２８】数式９にはモータパラメータＬ1が入って
いるが、数式１０のように変形すればモータパラメータ
に依存しなくなり、各種の電気的突極性を有する電動機
に適用することができる。
いるが、数式１０のように変形すればモータパラメータ
に依存しなくなり、各種の電気的突極性を有する電動機
に適用することができる。
【００２９】
【数１０】
【００３０】なお、数式５におけるＶn'ｔn（ｎ＝０，
１，３，７）はインバータ出力電圧の積分値から求める
こともできるし、ＰＷＭ制御のスイッチングパターン
（ＯＮ／ＯＦＦパターン）、スイッチング時間間隔
ｔ0，ｔ1，ｔ3，ｔ7及びインバータの直流電圧値から求
めることも可能である。
１，３，７）はインバータ出力電圧の積分値から求める
こともできるし、ＰＷＭ制御のスイッチングパターン
（ＯＮ／ＯＦＦパターン）、スイッチング時間間隔
ｔ0，ｔ1，ｔ3，ｔ7及びインバータの直流電圧値から求
めることも可能である。
【００３１】上記原理を具体化した第１の発明の実施例
を図２に示す。図２において、２０はＰＷＭ演算手段、
２１は電圧形インバータ、２２は電動機、２３は電流・
電圧変化分検出手段、１０は磁極位置検出手段である。
を図２に示す。図２において、２０はＰＷＭ演算手段、
２１は電圧形インバータ、２２は電動機、２３は電流・
電圧変化分検出手段、１０は磁極位置検出手段である。
【００３２】この構成では、電流・電圧変化分検出手段
２３においてＰＷＭ制御のスイッチングに同期してイン
バータ２１の出力電流リプルの変化分をサンプリングす
ると共に、インバータ２１の出力電圧の積分値の変化分
もサンプリングしている。これら変化分は前記数式５の
演算に用いられる。ここで、ＰＷＭ演算手段２０から電
流・電圧変化分検出手段２３に送られている信号は、ス
イッチングに同期させて各変化分を検出するためのタク
ト信号である。磁極位置検出手段１０は、電流・電圧変
化分検出手段２３の出力信号を用い、数式５、数式８〜
数式１０の演算を行なって磁極位置θを検出する。
２３においてＰＷＭ制御のスイッチングに同期してイン
バータ２１の出力電流リプルの変化分をサンプリングす
ると共に、インバータ２１の出力電圧の積分値の変化分
もサンプリングしている。これら変化分は前記数式５の
演算に用いられる。ここで、ＰＷＭ演算手段２０から電
流・電圧変化分検出手段２３に送られている信号は、ス
イッチングに同期させて各変化分を検出するためのタク
ト信号である。磁極位置検出手段１０は、電流・電圧変
化分検出手段２３の出力信号を用い、数式５、数式８〜
数式１０の演算を行なって磁極位置θを検出する。
【００３３】次に、第２の発明の実施例を図３に示す。
この実施例では、インバータ２１の出力電圧に代えて直
流電圧を検出し、磁極位置検出手段１０が前記直流電
圧、ＰＷＭ制御のスイッチングパターン及びスイッチン
グ時間間隔に基づいて数式５のＶn'ｔnを求めると共
に、電流変化分検出手段２３'から入力された出力電流
リプルの変化分を用いて数式５、数式８〜数式１０の演
算を行なうことにより、磁極位置θを検出する。
この実施例では、インバータ２１の出力電圧に代えて直
流電圧を検出し、磁極位置検出手段１０が前記直流電
圧、ＰＷＭ制御のスイッチングパターン及びスイッチン
グ時間間隔に基づいて数式５のＶn'ｔnを求めると共
に、電流変化分検出手段２３'から入力された出力電流
リプルの変化分を用いて数式５、数式８〜数式１０の演
算を行なうことにより、磁極位置θを検出する。
【００３４】なお、前記数式１０によればモータパラメ
ータＬ1が含まれないことから、直流電圧値を適当な基
準値により代用すれば、実際の直流電圧を検出すること
なく磁極位置θを求めることができる。そこで、別の実
施例として図４に示すように、ＰＷＭ制御の各スイッチ
ング区間における電流リプルの変化分とスイッチングパ
ターン及びスイッチング時間間隔を用いて、直流電圧を
利用せずに磁極位置θを検出することが可能である。こ
の実施例は、第３の発明の実施例に相当している。
ータＬ1が含まれないことから、直流電圧値を適当な基
準値により代用すれば、実際の直流電圧を検出すること
なく磁極位置θを求めることができる。そこで、別の実
施例として図４に示すように、ＰＷＭ制御の各スイッチ
ング区間における電流リプルの変化分とスイッチングパ
ターン及びスイッチング時間間隔を用いて、直流電圧を
利用せずに磁極位置θを検出することが可能である。こ
の実施例は、第３の発明の実施例に相当している。
【００３５】なお、上記各実施例では、ＰＷＭ制御によ
る電流リプルが固定子座標上の観測軸とほぼ一致した状
態にあるときは直交軸の他方の成分がほぼ零になり、数
式５の擬似係数行列が無限大に発散するため、数式８の
係数行列を求めることができない。
る電流リプルが固定子座標上の観測軸とほぼ一致した状
態にあるときは直交軸の他方の成分がほぼ零になり、数
式５の擬似係数行列が無限大に発散するため、数式８の
係数行列を求めることができない。
【００３６】そこで、ある区間のスイッチングパターン
中に、常に零電圧ベクトル以外の少なくとも二つ以上の
瞬時空間電圧ベクトルに対応するスイッチングパターン
が含まれるようにすることで、観測軸とは、ずれた方向
の電流リプルを含ませることができ、常に数式８の係数
行列を求めることができるようになる。この着想は、第
４及び第５の発明の実施例に相当している。
中に、常に零電圧ベクトル以外の少なくとも二つ以上の
瞬時空間電圧ベクトルに対応するスイッチングパターン
が含まれるようにすることで、観測軸とは、ずれた方向
の電流リプルを含ませることができ、常に数式８の係数
行列を求めることができるようになる。この着想は、第
４及び第５の発明の実施例に相当している。
【００３７】例えば、図５に示すように、その出力の時
間平均が零になるような補助電圧指令値を磁極位置θに
従って出力する補助電圧指令演算手段２０Ａと、上記補
助電圧指令値ともとの電圧指令値とを加算する加算器２
０Ｂと、ＰＷＭ信号発生手段２０ＣとによってＰＷＭ演
算手段２０'を構成する。これにより、ある期間内に電
圧指令ベクトルの方向を変えるように補助電圧指令値が
もとの電圧指令値に加えられるため、前述したような問
題がなくなると共に、インバータの平均出力電圧を指令
どおりにすることができる。
間平均が零になるような補助電圧指令値を磁極位置θに
従って出力する補助電圧指令演算手段２０Ａと、上記補
助電圧指令値ともとの電圧指令値とを加算する加算器２
０Ｂと、ＰＷＭ信号発生手段２０ＣとによってＰＷＭ演
算手段２０'を構成する。これにより、ある期間内に電
圧指令ベクトルの方向を変えるように補助電圧指令値が
もとの電圧指令値に加えられるため、前述したような問
題がなくなると共に、インバータの平均出力電圧を指令
どおりにすることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、同期電動
機やリラクタンスモータ等の電気的突極性を持つ電動機
の駆動システムにおいて、磁極位置検出用の各種センサ
を用いることなく電動機の停止状態から駆動状態まで磁
極位置を検出することが可能になる。このため、センサ
自体やその電源、出力等の配線が不要になり、コストの
低減を図ることができると共に、配線の電圧降下による
センサ電源電圧の低下や出力信号の減衰、誤配線、断線
等のトラブルも防止できるといった効果がある。
機やリラクタンスモータ等の電気的突極性を持つ電動機
の駆動システムにおいて、磁極位置検出用の各種センサ
を用いることなく電動機の停止状態から駆動状態まで磁
極位置を検出することが可能になる。このため、センサ
自体やその電源、出力等の配線が不要になり、コストの
低減を図ることができると共に、配線の電圧降下による
センサ電源電圧の低下や出力信号の減衰、誤配線、断線
等のトラブルも防止できるといった効果がある。
【図１】本発明におけるＰＷＭ波形及び電流リプル波形
図である。
図である。
【図２】第１の発明の実施例を示すブロック図である。
【図３】第２の発明の実施例を示すブロック図である。
【図４】第３の発明の実施例を示すブロック図である。
【図５】第４及び第５の発明の実施例におけるＰＷＭ演
算手段の構成を示すブロック図である。
算手段の構成を示すブロック図である。
【図６】瞬時空間電圧ベクトルの説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
１０ 磁極位置検出手段 ２０，２０' ＰＷＭ演算手段 ２０Ａ 補助電圧指令演算手段 ２０Ｂ 加算器 ２０Ｃ ＰＷＭ信号発生手段 ２１ 電圧形インバータ ２２ 電気的突極性を有する電動機 ２３ 電流・電圧変化分検出手段 ２３' 電流変化分検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/00 ５０１ (72)発明者 藤田 光悦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 電気的突極性を有する電動機の磁極位置
を検出し、この電動機を電圧形ＰＷＭインバータにより
駆動するシステムにおいて、 ＰＷＭ制御の各スイッチング区間におけるインバータの
出力電流リプルの変化分及び出力電圧の時間積分値の変
化分をインバータのスイッチングに同期して検出する手
段と、 前記出力電流リプルの変化分及び出力電圧の時間積分値
の変化分を用い、固定子座標から観測した電動機の電流
・電圧方程式に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検
出手段と、 を備えたことを特徴とする電動機の磁極位置検出装置。 - 【請求項２】 電気的突極性を有する電動機の磁極位置
を検出し、この電動機を電圧形ＰＷＭインバータにより
駆動するシステムにおいて、 ＰＷＭ制御の各スイッチング区間におけるインバータの
出力電流リプルの変化分をインバータのスイッチングに
同期して検出する手段と、 前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン、
スイッチングの時間間隔及びインバータの直流電圧を用
い、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式
に基づいて磁極位置を検出する磁極位置検出手段と、 を備えたことを特徴とする電動機の磁極位置検出装置。 - 【請求項３】 電気的突極性を有する電動機の磁極位置
を検出し、この電動機を電圧形ＰＷＭインバータにより
駆動するシステムにおいて、 ＰＷＭ制御の各スイッチング区間におけるインバータの
出力電流リプルの変化分をインバータのスイッチングに
同期して検出する手段と、 前記出力電流リプルの変化分、スイッチングパターン及
びスイッチングの時間間隔を用い、固定子座標から観測
した電動機の電流・電圧方程式に基づいて磁極位置を検
出する磁極位置検出手段と、 を備えたことを特徴とする電動機の磁極位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載の電動機の磁
極位置検出装置において、 ある区間のスイッチングパターンの中に、零電圧ベクト
ル以外の少なくとも二以上の瞬時空間電圧ベクトルに対
応するスイッチングパターンが含まれるように演算する
ＰＷＭ演算手段を備えたことを特徴とする電動機の磁極
位置検出装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の磁極位置検出装置におい
て、 ＰＷＭ演算手段は、時間平均値が零になるような補助電
圧指令値を発生させる補助指令演算手段と、インバータ
の出力電圧指令値と前記補助電圧指令値とを加算する加
算器とを有し、この加算器出力に応じてＰＷＭ信号を生
成することを特徴とする電動機の磁極位置検出装置。
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