JPH09215369A - Motor control method - Google Patents

Motor control method

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JPH09215369A
JPH09215369A JP8012874A JP1287496A JPH09215369A JP H09215369 A JPH09215369 A JP H09215369A JP 8012874 A JP8012874 A JP 8012874A JP 1287496 A JP1287496 A JP 1287496A JP H09215369 A JPH09215369 A JP H09215369A
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signal
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康文 一海
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continue the control of a synchronous motor by a speed generator even if a Z-phase signal generated in accordance with the rotor position signal of a rectifier sensor shows an abnormality. SOLUTION: The current application to a synchronous motor 1 is controlled by a rotation detector 2 which consists of a rectifier sensor which outputs a rotor position signal corresponding to the rotation position of the rotor of the synchronous motor 1 and a speed generator which outputs an A-phase signal, a B-phase signal and a Z-phase signal which have a frequency corresponding to the revolution of the rotor of the synchronous motor 1. Normally, the Z-phase signal is generated in accordance with the rotor position signal and the current application to the synchronous motor 1 is controlled by the Z-phase signal generated in accordance with the rotor position signal and the A-phase signal and B-phase signal outputted by the speed generator. If the Z-phase signal generated in accordance with the rotor position signal shows an abnormality, the current application to the synchronous motor 1 is controlled in accordance with the A-phase signal and B-phase signal outputted by the speed generator and the Z-phase signal outputted by the speed generator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車用メ
インモータ、産業用制御モータ等の同期モータを駆動す
るためのモータ制御方法に関するもので、整流センサと
速度発電機を併用して同期モータへの通電電流を制御す
る際の高信頼化対策に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control method for driving a synchronous motor such as a main motor for an electric vehicle or an industrial control motor. This relates to measures for improving reliability when controlling the energizing current of the.

【0002】[0002]

【従来の技術】同期モータへの通電を制御する第1の方
法として、同期モータにロータの磁極の回転位置を例え
ば磁気的に検出する周知の整流センサ(CS;Commutat
ion Sensor) を付設し、整流センサのロータ位置信号に
基づいて矩形波信号を生成し、矩形波信号に従って同期
モータの各相の電機子巻線に電流を供給する方法があ
る。このように、同期モータを矩形波で駆動制御する方
法では、ロータの回転位相に対して同期モータの各相の
電機子巻線に供給する電流波形の位相を進める弱め界磁
を行うことができず、同期モータの回転数の可変範囲を
広くできない。なお、整流センサとしては、同期モータ
のメインマグネットの回転に伴う磁束の変化をホール素
子で検出する構造、あるいは後述する電磁的な手段で同
期モータのロータの回転位置を検出する構造のものが採
用される。
2. Description of the Related Art As a first method for controlling energization of a synchronous motor, a known commutation sensor (CS; Commutat) for magnetically detecting the rotational position of a magnetic pole of a rotor in the synchronous motor.
ion sensor) is attached, a rectangular wave signal is generated based on the rotor position signal of the commutation sensor, and current is supplied to the armature winding of each phase of the synchronous motor according to the rectangular wave signal. As described above, in the method of controlling the drive of the synchronous motor with the rectangular wave, it is possible to perform the field weakening that advances the phase of the current waveform supplied to the armature winding of each phase of the synchronous motor with respect to the rotation phase of the rotor. Therefore, the variable range of the rotation speed of the synchronous motor cannot be widened. As the commutation sensor, a structure that detects changes in the magnetic flux due to the rotation of the main magnet of the synchronous motor with a hall element or a structure that detects the rotational position of the rotor of the synchronous motor by electromagnetic means described later is adopted. To be done.

【0003】また、同期モータへの通電を制御する第2
の方法として、同期モータにロータの回転位置を例えば
光学的に細かく検出するエンコーダを付設し、エンコー
ダから出力されるA相信号,B相信号およびZ相信号に
基づいて、波形記憶手段から正弦波の波形データを逐次
読み出してアナログ・デジタル変換することにより同期
モータにロータの回転位置に対応した正弦波を生成し、
この正弦波に従って同期モータの各相の電機子巻線に電
流を供給する方法がある。このように、同期モータを正
弦波で駆動制御する方法では、ロータの回転位相に対し
て同期モータの各相の電機子巻線に供給する電流の位相
を進める弱め界磁を行うことが可能となり、同期モータ
の回転数の可変範囲を広くすることが可能となり、例え
ば、電気自動車において、変速機を使用しなくても、低
速走行から高速走行までの広範な速度レンジで運転が可
能となり、また同期モータの回転を滑らかにできる利点
がある。
A second device for controlling energization of a synchronous motor
In this method, an encoder for optically detecting the rotational position of the rotor is attached to the synchronous motor, and a sine wave is output from the waveform storage means based on the A-phase signal, B-phase signal and Z-phase signal output from the encoder. The sine wave corresponding to the rotational position of the rotor is generated in the synchronous motor by sequentially reading the waveform data of and analog-digital converting it.
There is a method of supplying a current to each phase armature winding of the synchronous motor according to this sine wave. In this way, in the method of controlling the drive of the synchronous motor with the sine wave, it becomes possible to perform the field weakening that advances the phase of the current supplied to the armature winding of each phase of the synchronous motor with respect to the rotation phase of the rotor. It is possible to widen the variable range of the rotation speed of the synchronous motor, and for example, in an electric vehicle, it is possible to operate in a wide speed range from low speed running to high speed running without using a transmission. There is an advantage that the rotation of the synchronous motor can be made smooth.

【0004】したがって、同期モータは、主としてエン
コーダによる正弦波駆動制御を行い、起動時等の低速回
転時に補助的に整流センサによる矩形波駆動制御を行う
制御形態が多くなってきている。ところが、例えば電気
自動車等に用いる同期モータの正弦波駆動制御には、上
記のような光学的なエンコーダよりは、安価に製造で
き、また耐熱性や耐振性の良好な速度発電機(FG;Fr
equency Generator )を使用するのが好ましい。この速
度発電機は、多極の発電機、例えばステップモータを発
電機として利用する構造がが採用され、歯車状の磁石回
転子に歯に対して、磁性材料からなる櫛歯状の2組の固
定子の歯を位相が90度異なるように対向配置し、固定
子に検出用の巻線とを設けた構造となっており、同期モ
ータのロータの回転速度に応じた周波数の位相が90度
異なるA相信号およびB相信号を出力するようになって
いる。
Therefore, in the synchronous motor, a control mode in which the sine wave drive control is mainly performed by the encoder, and the rectangular wave drive control is supplementarily performed by the rectification sensor at the time of low speed rotation such as start-up has been increasing. However, for sinusoidal wave drive control of a synchronous motor used in, for example, an electric vehicle, a speed generator (FG; Fr) that can be manufactured at a lower cost than that of the optical encoder described above and that has good heat resistance and vibration resistance.
It is preferable to use the frequency generator). This speed generator has a structure in which a multi-pole generator, for example, a step motor is used as a generator, and two sets of comb-teeth-shaped magnetic materials are used for teeth of a gear-shaped magnet rotor. It has a structure in which the teeth of the stator are opposed to each other with a phase difference of 90 degrees, and a winding for detection is provided on the stator, and the phase of the frequency corresponding to the rotation speed of the rotor of the synchronous motor is 90 degrees. Different A-phase signals and B-phase signals are output.

【0005】この速度発電機は、その特性上、静止ない
し低速回転状態では、出力信号のレベルが零か、もしく
はきわめて低い値である。したがって、速度発電機によ
る同期モータの正弦波駆動制御は、同期モータの回転数
がある程度まで高くなって速度発電機の出力信号のレベ
ルが十分に高くなってからしか行えず、回転数が低い間
は整流センサのロータ位置信号による矩形波駆動制御を
行うことになる。
Due to the characteristics of this speed generator, the output signal level is zero or extremely low in a stationary or low speed rotation state. Therefore, the sinusoidal wave drive control of the synchronous motor by the speed generator can be performed only when the rotational speed of the synchronous motor becomes high to some extent and the level of the output signal of the speed generator becomes sufficiently high. Performs rectangular wave drive control by the rotor position signal of the commutation sensor.

【0006】また、この速度発電機は、通常、A相信号
およびB相信号しか出力できず、波形メモリアドレスを
作成するアップダウンカウンタのリセット等を行うため
のZ相信号を作成できなかったので、整流センサのロー
タ位置信号をロジック処理してZ相信号を生成し、整流
センサのロータ位置信号に基づいてZ相信号を生成し、
整流センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ相信
号と速度発電機から出力されるA相信号およびB相信号
とに基づいて同期モータを正弦波駆動制御するようにし
ている。
Further, this speed generator can usually output only the A-phase signal and the B-phase signal, and cannot generate the Z-phase signal for resetting the up-down counter for generating the waveform memory address. , Logically processing the rotor position signal of the rectification sensor to generate a Z-phase signal, and generating the Z-phase signal based on the rotor position signal of the rectification sensor,
The synchronous motor is drive-controlled based on the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、同期モ
ータの制御に、整流センサと速度発電機とを併用してい
る場合において、整流センサのロータ位置信号をロジッ
ク処理してZ相信号を生成するロジック回路の故障、あ
るいは、その出力配線の断線等によって、整流センサの
ロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号が異常とな
る場合、例えばZ相信号が全く出力されなくなる場合が
ある。このような場合、整流センサや速度発電機自体に
全く異常がなくても、Z相信号が生成されなくなること
により、同期モータの駆動制御を正しく行えなくなり、
電気自動車等に必要な信頼性を満たすことができなかっ
た。
As described above, when the commutation sensor and the speed generator are used together to control the synchronous motor, the rotor position signal of the commutation sensor is logically processed to generate the Z-phase signal. When the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor becomes abnormal due to a failure of the generated logic circuit or a disconnection of its output wiring, for example, the Z-phase signal may not be output at all. In such a case, even if there is no abnormality in the rectification sensor or the speed generator itself, the Z-phase signal is not generated, so that the drive control of the synchronous motor cannot be performed correctly,
We could not meet the reliability requirements for electric vehicles.

【0008】この発明の目的は、整流センサのロータ位
置信号に基づいて生成したZ相信号が異常となっても、
速度発電機による同期モータの制御を継続することがで
き、信頼性の高いモータ制御方法を提供することであ
る。この発明の他の目的は、整流センサのロータ位置信
号に基づいて生成したZ相信号が異常となっても、同期
モータの回転停止を防止することができ、電気自動車等
における同期モータの停止による危険を回避することが
できるモータ制御方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an abnormal Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor,
An object of the present invention is to provide a highly reliable motor control method capable of continuing control of a synchronous motor by a speed generator. Another object of the present invention is to prevent the synchronous motor from stopping rotating even if the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor becomes abnormal. An object of the present invention is to provide a motor control method capable of avoiding danger.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のモータ制
御方法は、同期モータのロータの回転位置に対応したロ
ータ位置信号を出力する整流センサと同期モータのロー
タの回転速度に応じた周波数のA相信号,B相信号およ
びZ相信号を出力する速度発電機とを用いて、同期モー
タへの通電を制御する方法であり、整流センサのロータ
位置信号に基づいてZ相信号を生成し、整流センサのロ
ータ位置信号に基づいて生成したZ相信号と速度発電機
から出力されるA相信号およびB相信号とに基づいて同
期モータへの通電を制御し、整流センサのロータ位置信
号に基づいて生成したZ相信号が異常となったときに、
速度発電機から出力されるA相信号,B相信号と速度発
電機から出力されるZ相信号とに基づいて同期モータへ
の通電を制御する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a motor control method, wherein a commutation sensor for outputting a rotor position signal corresponding to a rotational position of a rotor of a synchronous motor and a frequency corresponding to a rotational speed of a rotor of the synchronous motor. A method of controlling energization of a synchronous motor using a speed generator that outputs an A-phase signal, a B-phase signal and a Z-phase signal, and generates a Z-phase signal based on a rotor position signal of a commutation sensor, The energization of the synchronous motor is controlled based on the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator, and based on the rotor position signal of the commutation sensor. When the generated Z-phase signal becomes abnormal,
The energization of the synchronous motor is controlled based on the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator and the Z-phase signal output from the speed generator.

【0010】この方法によると、通常は整流センサのロ
ータ位置信号に基づいて生成したZ相信号と速度発電機
から出力されるA相信号およびB相信号と用いて同期モ
ータを制御し、整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成したZ相信号が異常となったときに、速度発電機か
ら出力されるA相信号,B相信号と速度発電機から出力
されるZ相信号とに基づいて同期モータへの通電を制御
するので、速度発電機による同期モータの制御を継続す
ることができて信頼性が高くなり、また同期モータの回
転停止を防止することができ、電気自動車等における同
期モータの停止による危険を回避することができる。
According to this method, the synchronous motor is usually controlled by using the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator, and the commutation sensor is controlled. When the Z-phase signal generated on the basis of the rotor position signal becomes abnormal, synchronization is performed based on the A-phase signal and B-phase signal output from the speed generator and the Z-phase signal output from the speed generator. Since the energization of the motor is controlled, it is possible to continue the control of the synchronous motor by the speed generator to improve reliability, and to prevent the synchronous motor from stopping rotating. The danger of stopping can be avoided.

【0011】請求項2記載のモータ制御方法は、請求項
1記載のモータ制御方法において、同期モータの制御領
域が通常制御領域と弱め界磁制御領域とからなり、通常
制御領域で整流センサのロータ位置信号に基づいて生成
したZ相信号と速度発電機から出力されるA相信号およ
びB相信号とに基づいて同期モータを通電制御している
ときに、整流センサのロータ位置信号に基づいて生成し
たZ相信号が異常となると、整流センサのロータ位置信
号に基づく同期モータの通電制御に切り替え、弱め界磁
制御領域で整流センサのロータ位置信号によるZ相信号
と速度発電機から出力されるA相信号およびB相信号と
に基づいて同期モータを通電制御しているときに、整流
センサのロータ位置信号によるZ相信号が異常となる
と、速度発電機から出力されるA相信号,B相信号と速
度発電機から出力されるZ相信号とを用いて弱め界磁制
御領域から通常制御領域へ減速しながら移行するように
通電制御した後、整流センサのロータ位置信号に基づく
同期モータの通電制御に切り替える。
According to a second aspect of the motor control method of the present invention, in the motor control method of the first aspect, the control region of the synchronous motor includes a normal control region and a field weakening control region, and the rotor position signal of the commutation sensor is in the normal control region. Z generated based on the rotor position signal of the commutation sensor while energizing the synchronous motor based on the Z-phase signal generated based on the Z-phase signal and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator. When the phase signal becomes abnormal, the energization control of the synchronous motor is switched based on the rotor position signal of the commutation sensor, and the Z phase signal by the rotor position signal of the commutation sensor and the A phase signal and B output from the speed generator in the field weakening control region. When the Z-phase signal due to the rotor position signal of the commutation sensor becomes abnormal during energization control of the synchronous motor based on the phase signal, the speed generator outputs The rotor position of the commutation sensor is controlled after the energization control is performed using the applied A-phase signal and B-phase signal and the Z-phase signal output from the speed generator so as to shift from the field weakening control region to the normal control region while decelerating. Switch to the energization control of the synchronous motor based on the signal.

【0012】この方法によると、通常制御領域では、速
度発電機による制御から整流センサによる制御に切り替
え、弱め界磁制御領域では、速度発電機による制御状態
を継続して通常制御領域へ減速しながら移行させ、通常
制御領域に入った後速度発電機による制御から整流セン
サによる制御に切り替えるので、速度発電機による弱め
界磁制御状態から整流センサによる通常制御状態へ、同
期モータの回転数の急変なく徐々に移行させることがで
き、同期モータの高速回転中の異常発生に伴う急激な挙
動変化を防止することができる。
According to this method, in the normal control region, the control by the speed generator is switched to the control by the rectification sensor, and in the field weakening control region, the control state by the speed generator is continuously shifted to the normal control region while decelerating. , After entering the normal control area, the control by the speed generator is switched to the control by the commutation sensor, so that the field weakening control state by the speed generator is gradually changed to the normal control state by the commutation sensor without a sudden change in the rotation speed of the synchronous motor. Therefore, it is possible to prevent a sudden change in behavior due to the occurrence of an abnormality during high-speed rotation of the synchronous motor.

【0013】請求項3記載のモータ制御方法は、請求項
1または請求項2記載のモータ制御方法において、整流
センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号の
異常の検出を、速度発電機から出力されるZ相信号の一
つのパルスの出現時刻から次のパルスの出現時刻までの
間における前記整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成したZ相信号のパルスの出現の有無の検出により行
う。
According to a third aspect of the motor control method of the present invention, in the motor control method of the first or second aspect, the abnormality of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor is detected as a speed generator. From the time of appearance of one pulse of the Z-phase signal output from the device to the time of appearance of the next pulse by detecting the presence or absence of the appearance of the pulse of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor. .

【0014】この方法によると、速度発電機から出力さ
れるZ相信号と整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成したZ相信号とは、異なる系統で生成しているの
で、整流センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ
相信号の異常を正確に検出でき、しかも速度発電機から
出力されるZ相信号に基づいて整流センサのロータ位置
信号に基づいて生成したZ相信号の異常を検出するの
で、簡単な論理処理を行うだけでZ相信号の異常を検出
することができる。
According to this method, since the Z-phase signal output from the speed generator and the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor are generated by different systems, the rotor position of the rectification sensor is generated. Z generated based on the signal
The abnormality of the phase signal can be accurately detected, and the abnormality of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor based on the Z-phase signal output from the speed generator is detected. Therefore, simple logical processing can be performed. The abnormality of the Z-phase signal can be detected only by performing the operation.

【0015】請求項4記載のモータ制御方法は、請求項
2記載のモータ制御方法において、整流センサのロータ
位置信号に基づいた同期モータの通電制御が矩形波駆動
制御であり、速度発電機から出力されるA相信号および
B相信号に基づいた同期モータの通電制御が正弦波駆動
制御である。この方法によると、請求項2のモータ制御
方法と同様の作用を奏する。
The motor control method according to a fourth aspect is the motor control method according to the second aspect, wherein the energization control of the synchronous motor based on the rotor position signal of the commutation sensor is the rectangular wave drive control, and the output from the speed generator. The energization control of the synchronous motor based on the A-phase signal and the B-phase signal is the sine wave drive control. According to this method, the same operation as the motor control method according to the second aspect is achieved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図1にこの発明の実施の形
態のモータ制御装置の回路ブロック図を示す。図1にお
いて、1は例えば電気自動車の駆動源となる同期モータ
である。2は同期モータ1に設けられた回転検出器であ
り、速度発電機(FG)と整流センサ(CS)とを組み
合わせて一体化したものであるが、当然別体でもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a circuit block diagram of a motor control device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a synchronous motor which is a drive source of an electric vehicle, for example. Reference numeral 2 denotes a rotation detector provided in the synchronous motor 1, which is a combination of a speed generator (FG) and a commutation sensor (CS) integrated with each other.

【0017】上記の速度発電機としては、例えば図6お
よび図7に示すようなものが採用される。ここで、図6
および図7にA相信号、B相信号およびZ相信号を出力
可能な速度発電機の構造の一例を示す。特に、図6
(a)にはA相信号およびB相信号の生成部分の正面図
を示し、同図(b)には同じく断面図を示し、同図
(c)には回転子の背面図を示す。また、図7(a)に
はZ相信号の生成部分の正面図を示し、同図(b)には
同じく断面図を示し、同図(c)には回転子の背面図を
示す。なお、図6の構造部分と図7の構造部分は同期モ
ータの回転軸の方向に並べて設けられる。
As the speed generator described above, for example, those shown in FIGS. 6 and 7 are adopted. Here, FIG.
And FIG. 7 shows an example of the structure of the speed generator which can output an A phase signal, a B phase signal, and a Z phase signal. In particular, FIG.
A front view of a portion for generating the A-phase signal and the B-phase signal is shown in (a), a sectional view is shown in the same figure (b), and a rear view of the rotor is shown in the same figure (c). Further, FIG. 7A shows a front view of the Z-phase signal generating portion, FIG. 7B shows a sectional view of the same, and FIG. 7C shows a rear view of the rotor. The structural portion of FIG. 6 and the structural portion of FIG. 7 are arranged side by side in the direction of the rotary shaft of the synchronous motor.

【0018】この速度発電機は、図6に示すように、外
周縁に多数の歯車状の凹凸を有する磁石回転子31と、
この磁石回転子31を包囲する状態に固定配置したリン
グ状のヨーク32と、このヨーク32に内向きに突設さ
れて磁石回転子31に対向しかつ先端部に磁石回転子3
1と同じピッチの櫛歯状の凹凸を有する4個の磁極33
〜36と、4個の磁極に巻装した4個の巻線37〜40
とからなる。上記の磁石回転子31は、同期モータの回
転軸と連動回転する。
As shown in FIG. 6, this speed generator has a magnet rotor 31 having a large number of gear-shaped irregularities on its outer peripheral edge,
A ring-shaped yoke 32 fixedly arranged so as to surround the magnet rotor 31, and a magnet rotor 3 protruding inwardly from the yoke 32 so as to face the magnet rotor 31 and to be provided at a tip portion thereof.
Four magnetic poles 33 having comb-shaped irregularities with the same pitch as 1
~ 36 and four windings 37-40 wound around four magnetic poles
Consists of The magnet rotor 31 described above rotates in conjunction with the rotary shaft of the synchronous motor.

【0019】ここで、磁石回転子31および4個の磁極
33〜36の構造について説明する。すなわち、この磁
石回転子31は、図6に示すように、外周縁に多数の歯
車状の凹凸を有する鉄製の円板31aと凹凸のない鉄製
の円板31b(円板31aと同じ構造でもよい)とで図
示のように極性のリング状の永久磁石31cを挟んだ構
造となっており、円板31aの外周縁から出て円板31
bの外周縁から入るような磁束が生成されるようになっ
ている。
The structure of the magnet rotor 31 and the four magnetic poles 33 to 36 will now be described. That is, as shown in FIG. 6, the magnet rotor 31 may be an iron disc 31a having a large number of gear-like irregularities on the outer periphery and an iron disc 31b having no irregularities (the same structure as the disc 31a. ) And a ring-shaped permanent magnet 31c sandwiched between them as shown in FIG.
A magnetic flux that enters from the outer peripheral edge of b is generated.

【0020】また、4個の磁極33〜36のうち、2個
の磁極33と磁極35は磁石回転子31の凹凸に対して
同じ位相関係に配置され、残りの2個の磁極34と磁極
36も磁石回転子31の凹凸に対して同じ位相関係に配
置され、磁極33と磁極34および磁極35と磁極36
とは磁石回転子31の凹凸に対して90度ずれた位相関
係に配置されている。この場合、磁石回転子31の凸部
と磁極33〜36の凸部とが対向したときに、磁束が最
も通りやすくなり、磁石回転子31の凸部と磁極33〜
36の凹部とが対向したときに、磁束が最も通りにくく
なる。そして、この磁束の変化を巻線37〜40で検出
し、それを速度発電機検波回路14で検波することで、
A相信号およびB相信号を生成することができる。
Of the four magnetic poles 33 to 36, the two magnetic poles 33 and 35 are arranged in the same phase relationship with the irregularities of the magnet rotor 31, and the remaining two magnetic poles 34 and 36. Are also arranged in the same phase relationship with the concavities and convexities of the magnet rotor 31, and the magnetic pole 33 and the magnetic pole 34 and the magnetic pole 35 and the magnetic pole 36.
Are arranged in a phase relationship that is offset by 90 degrees with respect to the irregularities of the magnet rotor 31. In this case, when the convex portion of the magnet rotor 31 and the convex portions of the magnetic poles 33 to 36 face each other, the magnetic flux is most likely to pass through, and the convex portion of the magnet rotor 31 and the magnetic poles 33 to 36.
When facing the concave portion of 36, the magnetic flux is most difficult to pass through. Then, the change of the magnetic flux is detected by the windings 37 to 40 and detected by the speed generator detection circuit 14,
An A phase signal and a B phase signal can be generated.

【0021】具体的に説明すると、磁極33,35に巻
装された巻線37,39はA相信号を取り出すもので、
直列接続され、それらの両端には同期モータのロータの
回転速度に比例した周波数で、かつ回転速度の増加とと
もに振幅が増大する交流電圧が現れることになり、これ
を速度発電機検波回路14で検波することでA相信号が
得られる。また、磁極34,36に巻装された巻線3
8,40はB相信号を取り出すもので、直列接続されて
おり、それらの両端には同期モータのロータの回転速度
に比例した周波数で、かつ回転速度の増加とともに振幅
が増大する交流電圧が現れることになり、この電圧は巻
線37,39に現れる電圧とは位相が90度ずれてお
り、これを速度発電機検波回路14で検波することでB
相信号が得られる。
More specifically, the windings 37 and 39 wound around the magnetic poles 33 and 35 take out the A-phase signal.
An AC voltage, which is connected in series and has a frequency proportional to the rotation speed of the rotor of the synchronous motor and whose amplitude increases with the increase of the rotation speed, appears in the speed generator detection circuit 14. By doing so, an A-phase signal is obtained. The winding 3 wound around the magnetic poles 34, 36
Reference numerals 8 and 40 are for extracting the B-phase signal and are connected in series. At both ends, an AC voltage whose frequency is proportional to the rotation speed of the rotor of the synchronous motor and whose amplitude increases with the rotation speed appears. This voltage is 90 degrees out of phase with the voltage appearing on the windings 37 and 39. By detecting this with the speed generator detection circuit 14, B
A phase signal is obtained.

【0022】上記した速度発電機は、ある程度回転数が
上がった高速回転時の使用を前提にしているため、パル
スの多い、つまり分解能の高い構造のものでも、十分高
い信号レベルを得ることができ、S/N比は良好であ
り、同期モータの制御の際に、パルスの検出抜け等が生
じることはなく、精度よく同期モータの制御を行うこと
ができるものである。しかも、コスト的には、エンコー
ダに比べて十分に低く、また電磁式であって半導体素子
を使用しないため、耐熱性も良好である。
Since the speed generator described above is premised on the use at the time of high speed rotation in which the rotation speed has increased to some extent, a sufficiently high signal level can be obtained even with a structure having many pulses, that is, high resolution. , The S / N ratio is good, and when the synchronous motor is controlled, the detection of pulses is not missed and the synchronous motor can be accurately controlled. Moreover, in terms of cost, it is sufficiently lower than the encoder, and because it is electromagnetic and does not use a semiconductor element, it has good heat resistance.

【0023】また、この速度発電機は、図7に示すよう
に、外周縁に2個の凸部41a,41bを有する磁石回
転子41と、この磁石回転子41を包囲する状態に固定
されてたリング状のヨーク42と、ヨーク42の内周面
に磁石回転子41に対向するように内向きに突設して先
端部にそれぞれ凸部43a,44aを有する2個の磁極
43,44と、磁極43,44に巻回して直列に接続さ
れた巻線45,46とからなる。磁石回転子41は、同
期モータの回転軸と連動回転し、外周縁の2個の凸部4
1a,41bは、ロータの回転軸に対して非対称の位
置、例えば凸部41aと回転軸を結ぶ直線と凸部41b
と回転軸を結ぶ直線とが90度の角度をもつ状態に形成
されているが、90度に限らない。
Further, as shown in FIG. 7, this speed generator is fixed to a magnet rotor 41 having two convex portions 41a and 41b on its outer peripheral edge and a state surrounding the magnet rotor 41. A ring-shaped yoke 42, and two magnetic poles 43, 44 provided on the inner peripheral surface of the yoke 42 so as to project inwardly so as to face the magnet rotor 41 and have convex portions 43a, 44a at their tips. , Windings 45 and 46 wound around the magnetic poles 43 and 44 and connected in series. The magnet rotor 41 rotates in conjunction with the rotary shaft of the synchronous motor, and has two protrusions 4 on the outer peripheral edge.
Reference numerals 1a and 41b denote asymmetrical positions with respect to the rotation axis of the rotor, for example, a straight line connecting the projection 41a and the rotation axis and the projection 41b.
The straight line connecting the rotation axis and the rotation axis has an angle of 90 degrees, but is not limited to 90 degrees.

【0024】ここで、磁石回転子41の構造について、
詳しく説明する。すなわち、この磁石回転子41は、外
周縁に2個の凸部41a,41bを有する鉄製の円板4
1aと凹凸のない鉄製の円板41b(円板41aと同じ
凹凸があってもよい)とで図示のように極性のリング状
の永久磁石41cを挟んだ構造となっており、円板41
aの外周縁から出て円板41bの外周縁から入るような
磁束が生成されるようになっている。
Here, regarding the structure of the magnet rotor 41,
explain in detail. That is, the magnet rotor 41 includes the iron disc 4 having the two protrusions 41a and 41b on the outer peripheral edge.
1a and an iron disk 41b having no unevenness (the same unevenness as the disk 41a may be provided) sandwiches a polar ring-shaped permanent magnet 41c as shown in the drawing.
A magnetic flux is generated so as to come out from the outer peripheral edge of a and enter from the outer peripheral edge of the disc 41b.

【0025】また、磁極43,44の先端の凸部43
a,44aは、磁石回転子41の凸部41a,41bと
同じ幅に形成され、かつ凸部41aが凸部43aに対向
した状態で、凸部41bが対して凸部44aに対向する
状態となるように、形成位置を決めてあり、凸部41
a,41bと凸部43a,44aとがそれぞれ対向した
状態が最も磁石回転子41の磁束がヨーク42,磁極4
3,44を通りやすくなり、同期モータのロータが1回
転する毎に1回磁束が通りやすい状態が生じることにな
り、この磁束の変化を巻線45,46で検出し、それを
速度発電機検波回路14で検波することで、Z相信号を
生成することができる。
Further, the convex portion 43 at the tip of the magnetic poles 43, 44
a and 44a are formed in the same width as the convex portions 41a and 41b of the magnet rotor 41, and the convex portion 41a faces the convex portion 43a and the convex portion 41b faces the convex portion 44a. The formation position is determined so that
a, 41b and convex portions 43a, 44a face each other, the magnetic flux of the magnet rotor 41 is the highest.
3 and 44, the magnetic flux easily passes once each time the rotor of the synchronous motor makes one revolution. This change in magnetic flux is detected by the windings 45 and 46, and this is detected by the speed generator. A Z-phase signal can be generated by performing detection by the detection circuit 14.

【0026】なお、磁石回転子41の2個の凸部41
a,41bがそれぞれ磁極43,44の先端の凸部41
a,41bにちょうど対向したときの磁石回転子41の
回転位置と、整流センサのU相のロータ位置信号の立ち
上がり位置とが合致するように同期モータのロータの回
転軸に対して位置決めしてある。つぎに、回転検出器2
における整流センサは、例えば、周知の磁気的な手段で
構成されており、同期モータ1のロータの磁極の回転位
置に対応したロータ位置信号を出力するものであり、そ
の構成を以下に説明する。
The two convex portions 41 of the magnet rotor 41 are
a and 41b are convex portions 41 at the tips of the magnetic poles 43 and 44, respectively.
It is positioned with respect to the rotary shaft of the rotor of the synchronous motor so that the rotational position of the magnet rotor 41 when exactly facing a and 41b coincides with the rising position of the U-phase rotor position signal of the commutation sensor. . Next, the rotation detector 2
The commutation sensor in 1 is composed of, for example, a well-known magnetic means, and outputs a rotor position signal corresponding to the rotational position of the magnetic pole of the rotor of the synchronous motor 1. The structure will be described below.

【0027】図8は図1の同期電動機の制御装置に使用
する整流センサの構造の一例を示す概略図である。この
整流センサは、同期モータの回転軸と連動回転する磁性
体の回転子20と、この回転子20を包囲する状態に固
定配置したリング状のヨーク21と、ヨーク21に内向
きに突設されて回転子20に対向した3個の励磁用磁極
22A,22B,22Cと、ヨーク21に内向きに突設
されて回転子20に対向した3個の検出用磁極23A,
23B,23Cと、励磁用磁極22A,22B,22C
に巻装した励磁用巻線24A,24B,24Cと、検出
用磁極22A,22B,22Cに巻装した検出用巻線2
5A,25B,25Cとからなる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the structure of a rectification sensor used in the control device for the synchronous motor of FIG. This commutation sensor has a rotor 20 made of a magnetic material that rotates in conjunction with the rotary shaft of a synchronous motor, a ring-shaped yoke 21 fixedly arranged so as to surround the rotor 20, and provided inwardly on the yoke 21. The three exciting magnetic poles 22A, 22B and 22C facing the rotor 20, and the three detecting magnetic poles 23A protruding inward from the yoke 21 and facing the rotor 20.
23B, 23C and magnetic poles 22A, 22B, 22C for excitation
Excitation windings 24A, 24B, 24C wound around the coil and the detection winding 2 wound around the detection magnetic poles 22A, 22B, 22C.
It consists of 5A, 25B and 25C.

【0028】3個の励磁用磁極22A,22B,22C
は、同期モータの電機子に対して所定の位相関係に配置
され、互いに120度の位相差をもって配置されてい
る。同様に、3個の検出用磁極23A,23B,23C
は、同期モータの電機子に対して所定の位相関係に配置
され、互いに120度の位相差をもって配置されてい
る。3個の励磁用磁極22A,22B,22Cと3個の
検出用磁極23A,23B,23Cは、60度の位相差
を互いに60度の位相差をもって配置されている。つま
り、6個の磁極を60度ずつずらして配置し、そのうち
の1つおきの3個を励磁磁極22A,22B,22Cと
し、残りの3個を検出用磁極23A,23B,23Cと
している。
Three exciting magnetic poles 22A, 22B, 22C
Are arranged in a predetermined phase relationship with respect to the armature of the synchronous motor, and are arranged with a phase difference of 120 degrees from each other. Similarly, three detection magnetic poles 23A, 23B, 23C
Are arranged in a predetermined phase relationship with respect to the armature of the synchronous motor, and are arranged with a phase difference of 120 degrees from each other. The three excitation magnetic poles 22A, 22B and 22C and the three detection magnetic poles 23A, 23B and 23C are arranged with a phase difference of 60 degrees and a phase difference of 60 degrees. That is, six magnetic poles are arranged 60 degrees apart, and every other three magnetic poles are excitation magnetic poles 22A, 22B and 22C, and the remaining three magnetic poles are detection magnetic poles 23A, 23B and 23C.

【0029】そして、励磁用巻線24A,24B,24
Cを並列に接続し、これらの励磁用巻線24A,24
B,24Cに高周波電源26から高周波電流を流して励
磁用磁極22A,22B,22Cを高周波励磁すると、
回転子20と検出用磁極23A,23B,23Cとの位
置関係によって決まる高周波電圧W1,W2,W3が検
出用巻線25A,25B,25Cから誘起し、回転子2
0が回転すると、図9(a),(b),(c)に示すよ
うに、誘起する高周波電圧W1,W2,W3の包絡線が
正弦波状に変化し、検出用巻線25A,25B,25C
から誘起する高周波電圧W1,W2,W3の包絡線の位
相は、ちょうど120ずつ位相のずれたものとなる。こ
の図9(a),(b),(c)の波形を整流センサ検波
回路13で検波し、所定のしきい値で波形整形すること
により、整流センサのロータ位置信号が得られる。
The excitation windings 24A, 24B, 24
C is connected in parallel, and these excitation windings 24A, 24
When a high-frequency current is applied to B and 24C from the high-frequency power source 26 to excite the exciting magnetic poles 22A, 22B and 22C with high frequency,
The high frequency voltages W1, W2, W3 determined by the positional relationship between the rotor 20 and the detection magnetic poles 23A, 23B, 23C are induced from the detection windings 25A, 25B, 25C, and the rotor 2
When 0 rotates, as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, the envelopes of the induced high-frequency voltages W1, W2, and W3 change in a sine wave shape, and the detection windings 25A and 25B, 25C
The phases of the envelopes of the high-frequency voltages W1, W2, and W3 induced from are shifted by exactly 120. The rectifier sensor detection circuit 13 detects the waveforms of FIGS. 9A, 9B, and 9C and shapes the waveform with a predetermined threshold value to obtain a rotor position signal of the rectifier sensor.

【0030】速度発電機は回転が止まると出力電圧も無
くなるが、上記図8のような構造にすると、同期モータ
の回転速度とは無関係に、同期モータの回転子の位置の
みによってに出力レベルが変化するものであり、回転子
が静止していても位置に応じた出力を取り出すことがで
き、整流センサとして使用することができるのである。
When the speed generator stops rotating, the output voltage also disappears. However, with the structure as shown in FIG. 8, the output level depends on only the position of the rotor of the synchronous motor, regardless of the rotational speed of the synchronous motor. The output varies depending on the position of the rotor even when the rotor is stationary, and the sensor can be used as a commutation sensor.

【0031】このように、図8の構造の整流センサは、
分解能は低いが、静止状態でも出力を取り出すことがで
き、電磁式の構造であり、安価であり、耐熱性も十分に
あり、高温下でも使用が可能である。なお、回転検出器
2における速度発電機の出力信号は、上述したように、
速度発電機検波回路14で検波されることにより、同期
モータ1のロータの回転速度に応じた周波数のA相信
号,B相信号およびZ相信号に変換されて、後段の回路
へ入力されることになるが、以下では、速度発電機が速
度発電機検波回路14を含むものとして、速度発電機の
動作を説明することにする。また、回転検出器2におけ
る整流センサの出力信号は、上記したように、整流セン
サ検波回路13で検波されることにより、同期モータ1
のロータの磁極の回転位置に応じたロータ位置信号に変
換されて、後段の回路へ入力されることになるが、以下
では、整流センサが整流センサ検波回路13を含むもの
として、整流センサの動作を説明することにする。
As described above, the rectifying sensor having the structure shown in FIG.
Although the resolution is low, the output can be taken out even in a stationary state, the structure is electromagnetic, the cost is low, the heat resistance is sufficient, and it can be used even at high temperature. The output signal of the speed generator in the rotation detector 2 is, as described above,
By being detected by the speed generator detection circuit 14, it is converted into an A-phase signal, a B-phase signal, and a Z-phase signal having a frequency according to the rotation speed of the rotor of the synchronous motor 1, and input to the circuit in the subsequent stage. However, in the following, the operation of the speed generator will be described assuming that the speed generator includes the speed generator detection circuit 14. Further, the output signal of the rectification sensor in the rotation detector 2 is detected by the rectification sensor detection circuit 13 as described above, so that the synchronous motor 1
Is converted into a rotor position signal according to the rotational position of the magnetic pole of the rotor and input to the circuit in the subsequent stage. In the following, the operation of the rectification sensor is assumed to include the rectification sensor detection circuit 13. Will be explained.

【0032】11は回転検出器2の整流センサの出力で
あるロータ位置信号をロジック処理してZ相信号を生成
するZ相信号生成回路である。なお、このZ相信号は、
同期モータ1のロータが1回転する毎に1回パルスが立
ち上がることになる。3はZ相信号生成回路11で生成
されるZ相信号と回転検出器2の速度発電機から出力さ
れる互いに90度位相差をもったA相信号およびB相信
号とに基づいてZ相信号をリセットパルスとし例えばA
相信号をカウント入力とするアップ/ダウンカウント手
段(A相とB相の位相関係でアップダウンが切り替わ
る)等により同期モータ1のロータ位置に対応したデジ
タルアドレス信号(正弦波データ読み出し用)を生成
し、また整流センサのロータ位置信号をロジック処理す
るなどして、デジタルアドレス信号(矩形波デジタル読
み出し用)を生成するアドレス生成手段である。
Reference numeral 11 denotes a Z-phase signal generating circuit that logically processes the rotor position signal output from the rectification sensor of the rotation detector 2 to generate a Z-phase signal. The Z-phase signal is
The pulse rises once every time the rotor of the synchronous motor 1 makes one revolution. 3 is a Z-phase signal based on the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 11 and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator of the rotation detector 2 and having a 90-degree phase difference from each other. Is a reset pulse, for example A
A digital address signal (for reading sine wave data) corresponding to the rotor position of the synchronous motor 1 is generated by up / down counting means (up / down is switched depending on the phase relationship between the A phase and the B phase) using the phase signal as count input. Address generating means for generating a digital address signal (for reading a rectangular wave digital signal) by logically processing the rotor position signal of the rectification sensor.

【0033】なお、このアドレス生成手段3は、Z相信
号生成回路11で生成されるZ相信号の異常時には、回
転検出器2の速度発電機から出力される互いに90度位
相差をもったA相信号およびB相信号と回転検出器2の
速度発電機から出力されるZ相信号とに基づいて同期モ
ータ1のロータ位置に対応したデジタルアドレス信号を
生成することになる。
When the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generating circuit 11 is abnormal, the address generating means 3 outputs a signal having a 90-degree phase difference A from the speed generator of the rotation detector 2. A digital address signal corresponding to the rotor position of the synchronous motor 1 is generated based on the phase signal and the B phase signal and the Z phase signal output from the speed generator of the rotation detector 2.

【0034】4はトルクまたは速度指令入力(アクセル
入力,ブレーキ入力)と回転検出器2の速度発電機から
出力されるA相信号もしくはB相信号または整流センサ
から出力されるロータ位置信号から求まる同期モータ1
の回転速度との差に対応してトルク制御指令信号を出力
するCPU等からなるトルク/速度制御手段である。5
は同期モータ1の駆動用の例えば3相の矩形波および正
弦波の波形データをそれぞれ1サイクル分記憶しアドレ
ス生成手段3から出力されるデジタルアドレス信号をア
ドレス入力として同期モータ1の駆動用の矩形波もしく
は正弦波の波形データを同期モータ1のロータ位置に対
応して読み出すROM等からなる波形記憶手段である。
波形データは、2相分格納しておけば、残りの1相は演
算により求めることができる。
Reference numeral 4 denotes synchronization obtained from the torque or speed command input (accelerator input, brake input) and the A phase signal or B phase signal output from the speed generator of the rotation detector 2 or the rotor position signal output from the rectification sensor. Motor 1
The torque / speed control means is composed of a CPU or the like that outputs a torque control command signal in accordance with the difference from the rotation speed. 5
Is a rectangular shape for driving the synchronous motor 1, for example, for storing one cycle of waveform data of, for example, three-phase rectangular wave and sine wave for driving the synchronous motor 1 and using the digital address signal output from the address generating means 3 as an address input. The waveform storage means is a ROM or the like for reading out waveform data of a wave or a sine wave corresponding to the rotor position of the synchronous motor 1.
If the waveform data is stored for two phases, the remaining one phase can be calculated.

【0035】6は波形記憶手段5から出力される同期モ
ータ1の駆動用の波形データに対しトルク/速度制御手
段4から出力されるトルク制御指令信号を乗算するとと
もに乗算結果に対しデジタル・アナログ変換(以下、D
/A変換と記す)を行う積算D/A変換手段である。な
お、積算は乗算の意味で使用している。7は積算D/A
変換手段6の出力信号と同期モータ1に流れる負荷電流
の変流器(図示せず)等による検出信号のとの誤差信号
を出力する電流制御回路である。
Reference numeral 6 multiplies the waveform data for driving the synchronous motor 1 output from the waveform storage means 5 by the torque control command signal output from the torque / speed control means 4 and converts the multiplication result into digital / analog conversion. (Hereafter, D
/ A conversion) for performing integrated D / A conversion means. It should be noted that integration is used to mean multiplication. 7 is total D / A
It is a current control circuit that outputs an error signal between an output signal of the conversion means 6 and a detection signal of a load current flowing through the synchronous motor 1 by a current transformer (not shown) or the like.

【0036】8は電流制御回路7の出力信号に応じてパ
ルス幅変調信号を生成するパルス幅変調(以下、PWM
と記す)制御回路である。9はPWM制御回路8の出力
信号に応じて同期モータ1を駆動するPWMインバータ
である。10は異常検出回路で、回転検出器2における
速度発電機のA相信号のタイミングで発生するZ相信号
とに基づいて、Z相信号生成回路11から出力されるZ
相信号、つまり整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成されるZ相信号が異常かどうかを判断する。具体的
には、速度発電機によるZ相信号のパルスが入力された
後、次のZ相信号のパルスが入力されるまでに、整流セ
ンサのZ相信号のパルスが入力されるかどうかを監視
し、入力がなければ、異常と判断する。
Reference numeral 8 is a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) for generating a pulse width modulation signal according to the output signal of the current control circuit 7.
It is a control circuit. A PWM inverter 9 drives the synchronous motor 1 according to the output signal of the PWM control circuit 8. An abnormality detection circuit 10 outputs Z output from the Z-phase signal generation circuit 11 based on the Z-phase signal generated at the timing of the A-phase signal of the speed generator in the rotation detector 2.
It is determined whether the phase signal, that is, the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor is abnormal. Specifically, after the pulse of the Z-phase signal from the speed generator is input, it is monitored whether the pulse of the Z-phase signal of the rectification sensor is input before the pulse of the next Z-phase signal is input. If there is no input, it is determined to be abnormal.

【0037】12は回転検出器2の出力信号(速度発電
機のA相信号,B相信号もしくは整流センサのロータ位
置信号)を速度信号に変換する速度変換手段であり、そ
の出力信号をトルク/速度制御手段4へ送る。この図の
場合、回転検出器2の出力信号は、異常検出回路10か
ら得ている。ここで、回転検出器2の出力信号について
説明する。
Reference numeral 12 is a speed converting means for converting an output signal of the rotation detector 2 (A-phase signal, B-phase signal of the speed generator or rotor position signal of the rectification sensor) into a speed signal. It is sent to the speed control means 4. In the case of this figure, the output signal of the rotation detector 2 is obtained from the abnormality detection circuit 10. Here, the output signal of the rotation detector 2 will be described.

【0038】回転検出器2の整流センサから出力される
ロータ位置信号は、同期モータ1のロータの磁極の位置
を検出した信号であり、ロータの磁極の位置を検出し、
どのコイルへ通電するかを決めるためのものであり、ロ
ータの回転速度に係わらずロータの磁極の位置に対応し
た信号が出力される。また、回転検出器2の速度発電機
からは、ロータの回転位置を検出する信号として、一般
的に、基準パルス(Z相信号;360度=1回転に1パ
ルス)と90度位相のずれた2相のパルス列、つまりA
相信号およびB相信号を出力する。この位相のずれによ
り、回転方向を検知し、また、A相信号またはB相信号
のパルス列をカウントすることによってロータの回転角
を検出することができる。なお、速度発電機は、その特
性上、ロータの回転数がある程度まで上昇しないと、A
相信号、B相信号およびZ相信号を出力できない。
The rotor position signal output from the commutation sensor of the rotation detector 2 is a signal that detects the position of the magnetic pole of the rotor of the synchronous motor 1, and detects the position of the magnetic pole of the rotor.
This is for determining which coil is energized, and a signal corresponding to the position of the magnetic pole of the rotor is output regardless of the rotation speed of the rotor. In addition, as a signal for detecting the rotational position of the rotor, the speed generator of the rotation detector 2 generally has a phase difference of 90 degrees from the reference pulse (Z-phase signal; 360 degrees = 1 pulse per rotation). Two-phase pulse train, that is, A
It outputs a phase signal and a B-phase signal. With this phase shift, the rotation direction can be detected, and the rotation angle of the rotor can be detected by counting the pulse train of the A-phase signal or the B-phase signal. Due to the characteristics of the speed generator, if the rotation speed of the rotor does not rise to a certain degree, A
The phase signal, B phase signal and Z phase signal cannot be output.

【0039】回転角および回転速度の検出は、以下のよ
うにして行う。例えばA相信号およびB相信号の立ち上
がりのみをカウントし、1回転に1000パルス発生す
るものとする。このとき、Z相信号から数えて500パ
ルス目はロータの位相が180度に相当する。また、一
定時間間隔内のA相信号またはB相信号のパルス数をカ
ウントすることで、同期モータ1の速度を検出する。例
えば、1秒間に2000パルスカウントすれば、1秒間
に2回転していることになり、120rpmで回転して
いることがわかる。同様にして、整流センサのロータ位
置信号をカウントすることによっても、同期モータ1の
速度を検出する。
The rotation angle and the rotation speed are detected as follows. For example, it is assumed that only the rising edges of the A-phase signal and the B-phase signal are counted and 1000 pulses are generated in one rotation. At this time, the phase of the rotor corresponds to 180 degrees at the 500th pulse counted from the Z-phase signal. Further, the speed of the synchronous motor 1 is detected by counting the number of pulses of the A-phase signal or the B-phase signal within a fixed time interval. For example, if 2000 pulses are counted in one second, it means that two rotations are performed in one second, and it is understood that the rotation is 120 rpm. Similarly, the speed of the synchronous motor 1 is also detected by counting the rotor position signal of the commutation sensor.

【0040】Z相信号とA相信号およびB相信号があれ
ば、基本的に整流センサのロータ位置信号は不要に思え
る。なぜなら、ロータの回転角度がZ相信号とA相信号
およびB相信号から求まるからである。しかし、Z相信
号とA相信号およびB相信号を有効に使えるのは、基準
となるZ相信号が入力されてからである。また、同期モ
ータ1の回転数が速度発電機に必要な回転数にならない
と、速度発電機からZ相信号とA相信号およびB相信号
が発生しないので、その回転数以上になり、かつZ相信
号が入力されるまでは、整流センサのロータ位置信号に
応じて同期モータ1の巻線への転流の制御を行う。上記
の必要回転数に達し、またZ相信号が入力されてから
は、Z相信号を基準にして同期モータ1の巻線への転流
の制御を行う。
If the Z-phase signal, the A-phase signal and the B-phase signal are present, it seems that the rotor position signal of the commutation sensor is basically unnecessary. This is because the rotation angle of the rotor can be obtained from the Z-phase signal, the A-phase signal and the B-phase signal. However, the Z-phase signal, the A-phase signal, and the B-phase signal can be effectively used only after the reference Z-phase signal is input. If the number of rotations of the synchronous motor 1 does not reach the number of rotations required for the speed generator, the Z-phase signal, the A-phase signal, and the B-phase signal are not generated from the speed generator. Until the phase signal is input, commutation to the winding of the synchronous motor 1 is controlled according to the rotor position signal of the commutation sensor. After the required number of revolutions is reached and the Z-phase signal is input, the commutation to the winding of the synchronous motor 1 is controlled based on the Z-phase signal.

【0041】以上のような構成のモータ制御装置の動作
を、モータ制御方法とともに以下に説明する。同期モー
タ1に設けた回転検出器2の出力信号に基づいてアドレ
ス生成手段3により同期モータ1のロータ位置に対応し
たデジタルアドレス信号が生成される。この場合、同期
モータ1の起動時直後や停止直前等の回転数が低いとき
や、Z相信号が入力される前においては、回転検出器2
の整流センサのロータ位置信号に基づいて矩形波の波形
データを読み出すためのデジタルアドレス信号を生成
し、同期モータ1の回転数が速度発電機に必要な回転数
まで上がり、かつZ相信号が入力された後、Z相信号と
A相信号およびB相信号に基づいて正弦波の波形データ
を読み出すためのデジタルアドレス信号を生成する。な
お、Z相信号としては、Z相信号生成回路11で整流セ
ンサのロータ位置信号から生成されるZ相信号が用いら
れ、このZ相信号が異常となったときには、代わりに速
度発電機から出力されるZ相信号を用いる。矩形駆動制
御から正弦波駆動制御への切り替えは、速度発電機のA
相信号もしくはB相信号のレベルを検出して電圧判定手
段によりレベル判定し、その値が所定値を超えたときに
行われる。
The operation of the motor control device having the above configuration will be described below together with the motor control method. Based on the output signal of the rotation detector 2 provided in the synchronous motor 1, the address generating means 3 generates a digital address signal corresponding to the rotor position of the synchronous motor 1. In this case, when the number of revolutions is low immediately after the synchronous motor 1 is started or immediately before it is stopped, or before the Z-phase signal is input, the rotation detector 2
Generate a digital address signal for reading the waveform data of the rectangular wave based on the rotor position signal of the commutation sensor, the number of revolutions of the synchronous motor 1 increases to the number of revolutions required for the speed generator, and the Z-phase signal is input. After that, a digital address signal for reading the sine wave waveform data is generated based on the Z-phase signal, the A-phase signal, and the B-phase signal. As the Z-phase signal, the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 11 from the rotor position signal of the rectification sensor is used. When the Z-phase signal becomes abnormal, the Z-phase signal is output from the speed generator instead. The Z-phase signal is used. Switching from rectangular drive control to sine wave drive control is performed by A
This is performed when the level of the phase signal or the B-phase signal is detected, the level is judged by the voltage judging means, and the value exceeds a predetermined value.

【0042】また、トルク/速度制御手段4より速度指
令入力と回転検出器2から出力されるA相信号およびB
相信号もしくはロータ位置信号から求まる同期モータ1
の回転速度との差に対応して速度制御指令信号が出力さ
れる。なお、同期モータ1の回転速度は、同期モータ1
の起動時直後や停止直前等の回転数が低いときや、Z相
信号が入力される前においては、回転検出器2の整流セ
ンサのロータ位置信号に基づいて求め、同期モータ1の
回転数が速度発電機に必要な回転数まで上がり、かつZ
相信号が入力された後、Z相信号とA相信号およびB相
信号に基づいて求める。
Further, a speed command input from the torque / speed control means 4 and an A phase signal and B output from the rotation detector 2
Synchronous motor 1 obtained from phase signal or rotor position signal
The speed control command signal is output corresponding to the difference from the rotation speed of the. The rotation speed of the synchronous motor 1 is
When the rotation speed is low immediately after the start-up or immediately before the stop, or before the Z-phase signal is input, the rotation speed of the synchronous motor 1 is calculated based on the rotor position signal of the commutation sensor of the rotation detector 2. Speed up to the speed required for the speed generator, and Z
After the phase signal is input, it is calculated based on the Z-phase signal, the A-phase signal, and the B-phase signal.

【0043】また、アドレス生成手段3より出力される
デジタルアドレス信号が波形記憶手段5へ供給される。
この結果、波形記憶手段5より実際のロータ位置に対応
したモータ駆動用の例えばU相,V相の正弦波もしくは
矩形波の波形データが読み出されることになる。さら
に、積算D/A変換手段6にて、波形記憶手段5から出
力される同期モータ1の駆動用のU相,V相の波形デー
タに対しトルク/速度制御手段4から出力される速度制
御指令信号が加算されるとともに加算結果に対しD/A
変換が行われ、積算D/A変換手段6からU相, V相の
出力信号が発生し、この積算D/A変換手段6の出力信
号が電流制御回路7へ送られる。
Further, the digital address signal output from the address generation means 3 is supplied to the waveform storage means 5.
As a result, waveform data of, for example, a U-phase or V-phase sine wave or a rectangular wave for driving the motor corresponding to the actual rotor position is read from the waveform storage means 5. Further, the integrated D / A conversion means 6 outputs a speed control command output from the torque / speed control means 4 to the U-phase and V-phase waveform data for driving the synchronous motor 1 output from the waveform storage means 5. Signals are added and D / A for the addition result
The conversion is performed, the U-phase and V-phase output signals are generated from the integrated D / A conversion means 6, and the output signals of the integrated D / A conversion means 6 are sent to the current control circuit 7.

【0044】そして、電流制御回路7でU相, V相の出
力信号と同期モータ1に実際に流れる負荷電流の検出信
号に基づいてU相,V相,W相の電流指示信号(実際の
U相,V相,W相の電流指示値)が出力され、PWM制
御回路8で電流制御回路7の出力信号に応じてパルス幅
変調信号が生成され、つまり電圧変換される。そして、
PWMインバータ9によりPWM制御回路8の出力信号
に応じて同期モータ1が駆動される。
Based on the U-phase and V-phase output signals in the current control circuit 7 and the detection signal of the load current actually flowing in the synchronous motor 1, the U-phase, V-phase and W-phase current instruction signals (actual U Phase, V phase, W phase current instruction values) are output, and the PWM control circuit 8 generates a pulse width modulation signal according to the output signal of the current control circuit 7, that is, voltage conversion. And
The PWM inverter 9 drives the synchronous motor 1 according to the output signal of the PWM control circuit 8.

【0045】このモータ制御装置では、Z相信号生成回
路11により生成されたZ相信号(整流センサのロータ
位置信号に基づいて生成)を基準として例えば速度発電
機のA相信号(B相信号でもよい)のパルス数をカウン
トし、同期モータ1のロータの角度に対応するデジタル
アドレスをROMからなる波形記憶手段5に入力する
か、もしくは整流センサのロータ位置信号によって同期
モータ1のロータの角度に対応するデジタルアドレスを
ROMからなる波形記憶手段5に入力する。よって、波
形記憶手段5より正弦波もしくは矩形波が出力され、C
PUからなるトルク/速度制御手段4の速度指示値とを
積算した正弦波もしくは矩形波がアナログ状態で出力さ
れる。その状態を図2および図3に示す。図2には、Z
相信号、反転Z相信号、A相信号、反転A相信号、B相
信号、反転B相信号、CS1 信号、反転CS1 信号、C
2 信号、反転CS2 信号、CS3 信号、反転CS3
号、波形記憶手段(ROM)5のU,V,Wの各相の出
力信号(正弦波)をそれぞれ示している。なお、CSi
信号はV,V,Wの3相(i=1〜3)のロータ位置信
号を示す。また、図3には、CS1 信号、CS2 信号お
よびCS3 信号と波形記憶手段(ROM)5のU,V,
Wの各相の出力信号(矩形波)をそれぞれ示している。
In this motor control device, for example, the A-phase signal of the speed generator (even the B-phase signal) is generated based on the Z-phase signal (generated based on the rotor position signal of the rectification sensor) generated by the Z-phase signal generation circuit 11. The number of pulses of the sync. The corresponding digital address is input to the waveform storage means 5 composed of ROM. Therefore, a sine wave or a rectangular wave is output from the waveform storage means 5, and C
A sine wave or a rectangular wave obtained by integrating the speed instruction value of the torque / speed control means 4 made of PU is output in an analog state. The state is shown in FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, Z
Phase signal, inverted Z-phase signal, A-phase signal, inverted A-phase signal, B-phase signal, inverted B-phase signal, CS 1 signal, inverted CS 1 signal, C
The S 2 signal, the inverted CS 2 signal, the CS 3 signal, the inverted CS 3 signal, and the output signals (sine waves) of the U, V, and W phases of the waveform storage means (ROM) 5 are shown. In addition, CS i
The signals indicate three-phase (i = 1 to 3) rotor position signals of V, V, and W. Further, in FIG. 3, the CS 1 , CS 2, and CS 3 signals and U, V, and V of the waveform storage means (ROM) 5 are shown.
The output signals (rectangular waves) of each phase of W are shown.

【0046】ここで、異常検出回路10は、回転検出器
2の速度発電機から出力されるZ相信号とに基づいて、
Z相信号生成回路10で生成されるZ相信号が正常か異
常かを監視し、異常の場合、トルク/速度変換手段4に
おけるCPU(図示せず)に信号を発信する。この場
合、図4の通常制御領域I内で同期モータ1が運転され
ておれば、CPUはアドレス生成手段3に対して、正弦
波駆動制御から矩形波駆動制御に切り替える信号を送
る。アドレス生成手段3は、回転検出器2から送られる
ロータ位置信号に基づいて矩形波の波形データを出力す
るデジタルアドレスを波形記憶手段5へ与えることにな
る。この動作は、回転検出器2から送られるロータ位置
信号が正常に出力されていることが前提となる。
Here, the abnormality detection circuit 10 determines, based on the Z-phase signal output from the speed generator of the rotation detector 2,
Whether the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 10 is normal or abnormal is monitored, and if abnormal, a signal is transmitted to the CPU (not shown) in the torque / speed conversion means 4. In this case, if the synchronous motor 1 is operating within the normal control area I in FIG. 4, the CPU sends a signal to the address generating means 3 to switch from sine wave drive control to rectangular wave drive control. The address generation means 3 gives the waveform storage means 5 a digital address for outputting rectangular wave waveform data based on the rotor position signal sent from the rotation detector 2. This operation is premised on that the rotor position signal sent from the rotation detector 2 is normally output.

【0047】また、図4の弱め界磁制御領域II内であれ
ば、CPUは、Z相信号生成回路10で生成されるZ相
信号の代わりに、回転検出器2の速度発電機から出力さ
れるZ相信号と同じくA相信号およびB相信号を利用し
て正弦波駆動制御を継続し、電流指示を0にするか、ま
たは回生指示をすることにより、減速させながら通常制
御領域I内に移行させ、通常制御領域I内に入れば、C
PUはアドレス生成手段3に対して正弦波駆動制御から
矩形波駆動制御に切り替える信号を送る。アドレス生成
手段3は、回転検出器2から送られるロータ位置信号に
基づいて矩形波の波形データを出力するデジタルアドレ
スを波形記憶手段5へ与えることになる。この結果、Z
相信号生成回路10で生成されるZ相信号が異常となっ
た後、弱め界磁制御を行わない通常制御領域Iのみの矩
形波駆動制御の運転となる。
In the field-weakening control region II of FIG. 4, the CPU outputs Z output from the speed generator of the rotation detector 2 instead of the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 10. The sine wave drive control is continued using the A-phase signal and the B-phase signal in the same manner as the phase signal, and the current instruction is set to 0 or the regeneration instruction is given to shift the speed into the normal control region I while decelerating. , If it enters the normal control area I, C
The PU sends a signal for switching from the sine wave drive control to the rectangular wave drive control to the address generation means 3. The address generation means 3 gives the waveform storage means 5 a digital address for outputting rectangular wave waveform data based on the rotor position signal sent from the rotation detector 2. As a result, Z
After the Z-phase signal generated by the phase signal generation circuit 10 becomes abnormal, the rectangular wave drive control operation is performed only in the normal control region I in which the field weakening control is not performed.

【0048】異常検出回路10から矩形波駆動のため
に、整流センサのロータ位置信号が速度変換手段12へ
送られる。速度変換手段12では、整流センサのロータ
位置信号に基づいて同期モータ1の回転速度を検出し、
速度検出信号をトルク/速度制御手段4へ送る。この結
果、矩形波駆動制御の場合も、正弦波駆動制御の場合と
同様にしてトルク/速度制御手段4が電流制御回路7へ
信号を与えることにより、アクセル入力、ブレーキ入力
および速度変換手段12の出力信号に基づいて速度制御
を行うことになる。
The rotor position signal of the commutation sensor is sent from the abnormality detection circuit 10 to the speed conversion means 12 for driving the rectangular wave. The speed conversion means 12 detects the rotation speed of the synchronous motor 1 based on the rotor position signal of the commutation sensor,
A speed detection signal is sent to the torque / speed control means 4. As a result, also in the case of the rectangular wave drive control, the torque / speed control means 4 gives a signal to the current control circuit 7 in the same manner as in the case of the sine wave drive control, so that the accelerator input, the brake input and the speed converting means 12 are controlled. Speed control will be performed based on the output signal.

【0049】ここで、整流センサによるZ相信号と速度
発電機によるZ相信号との両方があって、整流センサに
よるZ相信号を使用しなくても正弦波制御が可能な場合
において、整流センサによるZ相信号を主として使用
し、整流センサによるZ相信号の異常時に速度発電機に
よるZ相信号を補助的に用いる理由について、以下に説
明する。
Here, when both the Z-phase signal from the rectifying sensor and the Z-phase signal from the speed generator are present and the sine wave control is possible without using the Z-phase signal from the rectifying sensor, the rectifying sensor The reason why the Z-phase signal by the rectifier sensor is mainly used and the Z-phase signal by the speed generator is used when the Z-phase signal by the rectification sensor is abnormal will be described below.

【0050】すなわち、速度発電機は低速時には発電力
が不足し、速度発電機の出力信号は使用できないという
構造上の特性があるので、速度発電機のZ相信号を使用
している場合において、同期モータの回転数が極端に低
下したときに、Z相信号が急に得られなくなり、不安定
制御が生じるおそれがある。この不安定制御とは、発電
力不足領域へ急激に移行した場合(Z相信号入力から次
のZ相信号入力までの間に変化した場合等)に安定した
制御が不能となることを意味している。
That is, since the speed generator has a structural characteristic that the power generation is insufficient at a low speed and the output signal of the speed generator cannot be used, when the Z-phase signal of the speed generator is used, When the number of rotations of the synchronous motor is extremely reduced, the Z-phase signal may not be obtained suddenly and unstable control may occur. This unstable control means that stable control becomes impossible when a sudden shift to the power generation shortage area occurs (such as a change between Z-phase signal input and the next Z-phase signal input). ing.

【0051】一方、整流センサによるZ相信号を使用し
ておれば、同期モータの回転数が極端に低下したときに
も、Z相信号は継続して得ることができ、速度発電機の
Z相信号を使用している場合のような不安定制御は生じ
ず、信頼性を高めることができるからである。また、異
常時に同期モータの正弦波制御を継続するのではなく、
同期モータを最終的に矩形波制御に移行させているが、
その理由は、上記と同様に、速度発電機のZ相信号を使
用している場合において、同期モータの回転数が極端に
低下したときに、Z相信号が急に得られなくなり、不安
定制御が生じることを回避するためである。
On the other hand, if the Z-phase signal from the commutation sensor is used, the Z-phase signal can be continuously obtained even when the number of revolutions of the synchronous motor is extremely decreased, and the Z-phase signal of the speed generator can be obtained. This is because the unstable control as in the case of using a signal does not occur and the reliability can be improved. Also, instead of continuing the sine wave control of the synchronous motor at the time of abnormality,
Although the synchronous motor is finally shifting to rectangular wave control,
The reason is that, as in the above case, when the Z-phase signal of the speed generator is used, when the rotation speed of the synchronous motor is extremely decreased, the Z-phase signal is suddenly not obtained and the unstable control is performed. This is to avoid the occurrence of.

【0052】図5に上記のような処理を行うCPUのフ
ローチャートを示し、このフローチャートに従ってCP
Uの動作を説明する。CPUは、整流センサのロータ位
置信号により生成したZ相信号が正常か異常かの判定を
繰り返し行う(ステップS1)、整流センサのロータ位
置信号により生成したZ相信号が異常である場合は、速
度発電機から出力されるZ相信号による正弦波駆動制御
動作への切り替えを指示する(ステップS2)。そし
て、同期モータの制御領域が弱め界磁制御領域であるか
ないかを判定し(ステップS3)、弱め界磁制御領域で
ある場合は、弱め界磁制御領域から出て通常制御領域に
入るまで減速指示を出し(ステップS4)、弱め界磁制
御領域から出て通常制御領域に入ると、正弦波駆動制御
から矩形波駆動制御に切り替える指示を出す(ステップ
S5)。
FIG. 5 shows a flow chart of the CPU for performing the above-mentioned processing, and according to this flow chart, the CP
The operation of U will be described. The CPU repeatedly determines whether the Z-phase signal generated by the rotor position signal of the commutation sensor is normal or abnormal (step S1). If the Z-phase signal generated by the rotor position signal of the commutation sensor is abnormal, the speed is determined. The switching to the sine wave drive control operation by the Z-phase signal output from the generator is instructed (step S2). Then, it is determined whether or not the control region of the synchronous motor is the field-weakening control region (step S3), and if it is the field-weakening control region, a deceleration instruction is issued until it exits the field-weakening control region and enters the normal control region (step S4). ), When exiting from the field weakening control area and entering the normal control area, an instruction to switch from sine wave drive control to rectangular wave drive control is issued (step S5).

【0053】この実施の形態のモータ制御装置によれ
ば、異常検出回路10によりZ相信号生成回路11によ
り生成されるZ相信号の異常を検出し、その異常時は、
Z相信号生成回路11により生成されるZ相信号に代え
て回転検出器2の速度発電機から出力されるZ相信号
と、同じく速度発電機から出力されるA相信号およびB
相信号を用いて正弦波制御を継続するので、速度発電機
による同期モータの制御を継続することができて同期モ
ータ1の回転を継続させることができ、信頼性が高くな
り、また同期モータ1の回転停止を防止することがで
き、危険な場所で故障が発生しても、その場所で停止す
ることなく電気自動車を安全な場所に退避させたり、修
理工場まで移動させることができるなど、電気自動車の
停止による危険を回避することができる。
According to the motor control device of this embodiment, the abnormality detection circuit 10 detects an abnormality in the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 11, and when the abnormality occurs,
Instead of the Z-phase signal generated by the Z-phase signal generation circuit 11, the Z-phase signal output from the speed generator of the rotation detector 2 and the A-phase signal and the B-phase signal also output from the speed generator.
Since the sine wave control is continued by using the phase signal, the synchronous motor can be continuously controlled by the speed generator, the rotation of the synchronous motor 1 can be continued, and the reliability is improved. The rotation of the electric vehicle can be prevented, and even if a failure occurs in a dangerous place, the electric vehicle can be evacuated to a safe place or moved to a repair shop without stopping at that place. It is possible to avoid the danger of stopping the car.

【0054】また、通常制御領域では、速度発電機によ
る制御から整流センサによる制御に切り替え、弱め界磁
制御領域では、速度発電機による制御状態を継続して通
常制御領域へ減速しながら移行させ、通常制御領域に入
った後速度発電機による制御から整流センサによる制御
に切り替えるので、速度発電機による弱め界磁制御状態
から整流センサによる通常制御状態へ徐々に移行させる
ことができ、速度発電機による弱め界磁制御状態から整
流センサによる通常制御状態へ、同期モータの回転数の
急変なく徐々に移行させることができ、同期モータの高
速回転中の異常発生に伴う急激な挙動変化を防止するこ
とができる。したがって、例えば電気自動車を運転して
いる人に不安感を与えることがない。また、整流センサ
のロータ位置信号により生成したZ相信号の異常を、整
流センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号
とは、異なる系統で生成した速度発電機から出力される
Z相信号との比較で検出するようにしているので、整流
センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号の
異常を正確に検出でき、しかも速度発電機から出力され
るZ相信号に基づいて整流センサのロータ位置信号に基
づいて生成したZ相信号の異常を検出するので、簡単な
論理処理を行うだけでZ相信号の異常を検出することが
できる。
In the normal control area, the control by the speed generator is switched to the control by the commutation sensor, and in the field weakening control area, the control state by the speed generator is continuously shifted to the normal control area while decelerating, and the normal control is performed. After entering the area, the control by the speed generator is switched to the control by the rectification sensor, so it is possible to gradually shift from the field weakening control state by the speed generator to the normal control state by the rectification sensor. It is possible to gradually shift to the normal control state by the commutation sensor without a sudden change in the rotation speed of the synchronous motor, and it is possible to prevent a sudden behavior change due to the occurrence of an abnormality during high-speed rotation of the synchronous motor. Therefore, for example, the person who is driving the electric vehicle does not feel uneasy. Further, the abnormality of the Z-phase signal generated by the rotor position signal of the rectification sensor is the Z-phase signal output from the speed generator generated by a system different from the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor. Therefore, the abnormality of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the rectification sensor can be accurately detected, and the rectification sensor can be detected based on the Z-phase signal output from the speed generator. Since the abnormality of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal is detected, the abnormality of the Z-phase signal can be detected only by performing a simple logical process.

【0055】なお、上記実施の形態では、整流センサに
よるZ相信号が異常となったときに、最終的に同期モー
タを矩形波駆動制御に切り替えるようにしたが、正弦波
駆動制御のまま同期モータの運転を継続させてもよい。
In the above embodiment, when the Z-phase signal from the commutation sensor becomes abnormal, the synchronous motor is finally switched to the rectangular wave drive control. The operation of may be continued.

【0056】[0056]

【発明の効果】この発明のモータ制御方法によれば、通
常は整流センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ
相信号と速度発電機から出力されるA相信号およびB相
信号と用いて同期モータを制御し、整流センサのロータ
位置信号に基づいて生成したZ相信号が異常となったと
きに、速度発電機から出力されるA相信号,B相信号と
速度発電機から出力されるZ相信号とに基づいて同期モ
ータへの通電を制御するので、速度発電機による同期モ
ータの制御を継続することができ、信頼性を高くでき、
また同期モータの回転停止を防止することができ、電気
自動車等における同期モータの停止による危険を回避す
ることができる。
According to the motor control method of the present invention, Z generated normally based on the rotor position signal of the commutation sensor is used.
When the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor becomes abnormal by controlling the synchronous motor using the phase signal and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator, the speed power generation is performed. Since the energization of the synchronous motor is controlled based on the A-phase signal and the B-phase signal output from the machine and the Z-phase signal output from the speed generator, the control of the synchronous motor by the speed generator can be continued. Yes, it ’s more reliable,
Further, the rotation stop of the synchronous motor can be prevented, and the danger due to the stop of the synchronous motor in an electric vehicle or the like can be avoided.

【0057】また、同期モータの通常制御領域では、速
度発電機による制御から整流センサによる制御に切り替
え、弱め界磁制御領域では、速度発電機による制御状態
を継続して通常制御領域へ減速しながら移行させ、通常
制御領域に入った後速度発電機による制御から整流セン
サによる制御に切り替えるので、速度発電機による弱め
界磁制御状態から整流センサによる通常制御状態へ徐々
に移行させることができ、速度発電機による弱め界磁制
御状態から整流センサによる通常制御状態へ、同期モー
タの回転数の急変なく徐々に移行させることができ、同
期モータの高速回転中の異常発生に伴う急激な挙動変化
を防止することができる。したがって、例えば電気自動
車を運転している人に不安感を与えることがない。
Further, in the normal control area of the synchronous motor, the control by the speed generator is switched to the control by the rectification sensor, and in the field weakening control area, the control state by the speed generator is continuously shifted to the normal control area while decelerating. , After entering the normal control area, the control by the speed generator is switched to the control by the rectification sensor, so it is possible to gradually shift from the field weakening control state by the speed generator to the normal control state by the rectification sensor, and the weakening by the speed generator. It is possible to gradually shift from the field control state to the normal control state by the commutation sensor without a sudden change in the rotation speed of the synchronous motor, and it is possible to prevent a sudden behavior change due to an abnormality occurring during high-speed rotation of the synchronous motor. Therefore, for example, the person who is driving the electric vehicle does not feel uneasy.

【0058】また、速度発電機から出力されるZ相信号
と整流センサのロータ位置信号に基づいて生成したZ相
信号とは、異なる系統で生成しているので、整流センサ
のロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号の異常を
正確でき、しかも速度発電機から出力されるZ相信号に
基づいて整流センサのロータ位置信号に基づいて生成し
たZ相信号の異常を検出するので、簡単な論理処理を行
うだけでZ相信号の異常を検出することができる。
Since the Z-phase signal output from the speed generator and the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor are generated in different systems, the Z-phase signal is generated based on the rotor position signal of the commutation sensor. The abnormality of the generated Z-phase signal can be accurately detected, and the abnormality of the generated Z-phase signal is detected based on the rotor position signal of the commutation sensor based on the Z-phase signal output from the speed generator. The abnormality of the Z-phase signal can be detected only by performing the processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のモータ制御方法の実施の形態におけ
るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor control device in an embodiment of a motor control method of the present invention.

【図2】モータ制御装置の各部のタイムチャートであ
る。
FIG. 2 is a time chart of each part of the motor control device.

【図3】同じくモータ制御装置の各部のタイムチャート
である。
FIG. 3 is a time chart of each part of the motor control device.

【図4】同期モータのトルクと回転数の関係を示す特性
図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between torque and rotation speed of a synchronous motor.

【図5】CPUの動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the CPU.

【図6】(a)は速度発電機のA相信号およびB相信号
の生成部分の正面図、(b)は同じく断面図、(c)は
回転子の背面図である。
6A is a front view of a portion of the speed generator for generating the A-phase signal and the B-phase signal, FIG. 6B is a sectional view of the same, and FIG. 6C is a rear view of the rotor.

【図7】速度発電機のZ相信号の生成部分の正面図、
(b)は同じく断面図、(c)は回転子の背面図であ
る。
FIG. 7 is a front view of a Z-phase signal generating portion of the speed generator,
(B) is a sectional view of the same and (c) is a rear view of the rotor.

【図8】整流センサの構造を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a structure of a rectification sensor.

【図9】整流センサの動作を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing the operation of the rectification sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 同期モータ 2 回転検出器(整流センサ、速度発電機) 3 アドレス生成手段 4 トルク/速度制御手段 5 波形記憶手段 6 積算D/A変換手段 7 電流制御回路 8 PWM制御回路 9 PWMインバータ 10 異常検出回路 11 Z相信号検出回路 12 速度変換手段 13 整流センサ検波回路 14 速度発電機検波回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous motor 2 Rotation detector (commutation sensor, speed generator) 3 Address generation means 4 Torque / speed control means 5 Waveform storage means 6 Integrated D / A conversion means 7 Current control circuit 8 PWM control circuit 9 PWM inverter 10 Abnormality detection Circuit 11 Z-phase signal detection circuit 12 Speed conversion means 13 Rectifier sensor detection circuit 14 Speed generator detection circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同期モータのロータの回転位置に応じた
ロータ位置信号を出力する整流センサと前記同期モータ
のロータの回転速度に応じた周波数のA相信号,B相信
号およびZ相信号を出力する速度発電機とを用いて、前
記同期モータへの通電を制御するモータ制御方法であっ
て、 前記整流センサのロータ位置信号に基づいてZ相信号を
生成し、前記整流センサのロータ位置信号に基づいて生
成したZ相信号と前記速度発電機から出力されるA相信
号およびB相信号とに基づいて前記同期モータへの通電
を制御し、前記整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成したZ相信号が異常となったときに、前記速度発電
機から出力されるA相信号,B相信号と前記速度発電機
から出力されるZ相信号とに基づいて前記同期モータへ
の通電を制御することを特徴とするモータ制御方法。
1. A commutation sensor for outputting a rotor position signal according to a rotational position of a rotor of a synchronous motor, and an A-phase signal, a B-phase signal and a Z-phase signal having a frequency according to a rotational speed of the rotor of the synchronous motor. A motor control method for controlling energization to the synchronous motor by using a speed generator for generating a Z-phase signal based on a rotor position signal of the commutation sensor, and using the rotor position signal of the commutation sensor as a rotor position signal. The Z-phase signal generated based on the Z-phase signal and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator are controlled, and Z generated based on the rotor position signal of the commutation sensor. When the phase signal becomes abnormal, the energization of the synchronous motor is controlled based on the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator and the Z-phase signal output from the speed generator. The motor control method according to claim Rukoto.
【請求項2】 同期モータの制御領域は通常制御領域と
弱め界磁制御領域とからなり、 前記通常制御領域で整流センサのロータ位置信号に基づ
いて生成したZ相信号と速度発電機から出力されるA相
信号およびB相信号とに基づいて前記同期モータを通電
制御しているときに、前記整流センサのロータ位置信号
に基づいて生成したZ相信号が異常となると、前記整流
センサのロータ位置信号に基づく前記同期モータの通電
制御に切り替え、 前記弱め界磁制御領域で前記整流センサのロータ位置信
号によるZ相信号と前記速度発電機から出力されるA相
信号およびB相信号とに基づいて前記同期モータを通電
制御しているときに、前記整流センサのロータ位置信号
によるZ相信号が異常となると、前記速度発電機から出
力されるA相信号,B相信号と前記速度発電機から出力
されるZ相信号とを用いて前記弱め界磁制御領域から前
記通常制御領域へ減速しながら移行するように通電制御
した後、前記整流センサのロータ位置信号に基づく前記
同期モータの通電制御に切り替えることを特徴とする請
求項1記載のモータ制御方法。
2. The control region of the synchronous motor comprises a normal control region and a field-weakening control region, and the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor in the normal control region and the A output from the speed generator. When the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor becomes abnormal during energization control of the synchronous motor based on the phase signal and the B-phase signal, the rotor position signal of the commutation sensor is changed to Based on the Z-phase signal based on the rotor position signal of the commutation sensor and the A-phase and B-phase signals output from the speed generator in the field-weakening control region. When the Z-phase signal due to the rotor position signal of the rectification sensor becomes abnormal during energization control, the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator Signal and the Z-phase signal output from the speed generator, the energization is controlled so as to shift from the field weakening control region to the normal control region while decelerating, and then the synchronization based on the rotor position signal of the commutation sensor is performed. The motor control method according to claim 1, wherein the control is switched to energization control of the motor.
【請求項3】 整流センサのロータ位置信号に基づいて
生成したZ相信号の異常の検出を、前記速度発電機から
出力されるZ相信号の一つのパルスの出現時刻から次の
パルスの出現時刻までの間における前記整流センサのロ
ータ位置信号に基づいて生成したZ相信号のパルスの出
現の有無の検出により行うことを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載のモータ制御方法。
3. The detection of abnormality of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor is performed from the appearance time of one pulse of the Z-phase signal output from the speed generator to the appearance time of the next pulse. 3. The motor control method according to claim 1, wherein the motor control method is performed by detecting whether or not a pulse of the Z-phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor is detected during the period up to.
【請求項4】 整流センサの出力信号に基づく同期モー
タの通電制御が矩形波駆動制御であり、前記整流センサ
のロータ位置信号に基づいて生成したZ相信号および速
度発電機から出力されるZ相信号の何れかと前記速度発
電機から出力されるA相信号およびB相信号とに基づく
前記同期モータの通電制御が正弦波駆動制御である請求
項2記載のモータ制御方法。
4. The energization control of the synchronous motor based on the output signal of the commutation sensor is rectangular wave drive control, and the Z phase signal generated based on the rotor position signal of the commutation sensor and the Z phase output from the speed generator. 3. The motor control method according to claim 2, wherein the energization control of the synchronous motor based on any one of the signals and the A-phase signal and the B-phase signal output from the speed generator is sine wave drive control.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11308888A (en) * 1998-04-22 1999-11-05 Toyota Motor Corp Motor drive controller
JP2007028889A (en) * 2005-06-14 2007-02-01 Nissan Motor Co Ltd Rotation angle detector of polyphase motor
JP2010142030A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Hitachi Appliances Inc Motor control apparatus

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