JPH09215382A - 永久磁石同期モータの駆動方法 - Google Patents
永久磁石同期モータの駆動方法Info
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- JPH09215382A JPH09215382A JP8013128A JP1312896A JPH09215382A JP H09215382 A JPH09215382 A JP H09215382A JP 8013128 A JP8013128 A JP 8013128A JP 1312896 A JP1312896 A JP 1312896A JP H09215382 A JPH09215382 A JP H09215382A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 専用のセンサを用いずにモータのロータ磁極
位置を正確に検出することが可能な永久磁石同期モータ
の駆動方法の提供。 【解決手段】 永久磁石同期モータ１に対して、電源投
入等の初期時に、前記モータ１の電機子巻線に流す電流
値をゼロから徐々に大きくし、かつそれぞれの電流値に
対し電流位相角を変化させ、前記モータ１の出力軸が初
めて動く時点の電流位相角を、力率が１となる電流位相
角とする初期動作を行い、前記モータ１のロータ磁極位
置を検出する。これにより、摩擦負荷等の定常負荷があ
る場合にも力率＝１の電流位相を求めることができ、専
用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位置を正確に
検出することができる。
位置を正確に検出することが可能な永久磁石同期モータ
の駆動方法の提供。 【解決手段】 永久磁石同期モータ１に対して、電源投
入等の初期時に、前記モータ１の電機子巻線に流す電流
値をゼロから徐々に大きくし、かつそれぞれの電流値に
対し電流位相角を変化させ、前記モータ１の出力軸が初
めて動く時点の電流位相角を、力率が１となる電流位相
角とする初期動作を行い、前記モータ１のロータ磁極位
置を検出する。これにより、摩擦負荷等の定常負荷があ
る場合にも力率＝１の電流位相を求めることができ、専
用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位置を正確に
検出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石同期モー
タの駆動方法に関する。
タの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、永久磁石同期モータを駆動するた
めには、ロータ磁極位置を検出し、検出した磁極位置に
合わせて電機子電流を流す相を切り替える必要があっ
た。ロータ磁極位置を検出する方法としては、ホールセ
ンサをモータに取り付け直接磁極位置を検出する方法
や、磁極の絶対位置を電気角６０度単位で検出するエン
コーダから出力されるコミュテーション信号を使用して
検出する方法などがある。
めには、ロータ磁極位置を検出し、検出した磁極位置に
合わせて電機子電流を流す相を切り替える必要があっ
た。ロータ磁極位置を検出する方法としては、ホールセ
ンサをモータに取り付け直接磁極位置を検出する方法
や、磁極の絶対位置を電気角６０度単位で検出するエン
コーダから出力されるコミュテーション信号を使用して
検出する方法などがある。
【０００３】以下に従来の永久磁石同期モータ駆動方法
について説明する。図５は従来のモータ駆動装置のブロ
ック図を示す。永久磁石同期モータ１には出力軸に直結
されたエンコーダ２が取り付けられている。エンコーダ
２は、モータ１の回転角と回転方向を検出するためのパ
ルス信号ＰＡ、ＰＢ、モータ１の１回転における基準位
置を表す原点信号ＰＺ、そして磁極の絶対位置を電気角
６０度単位で表すコミュテーション信号ＣＳ１、ＣＳ
２、ＣＳ３を発生する。モータ駆動装置には外部から回
転位置指令θｃが入力され、この信号に従ってモータ１
は回転し、所望の位置に位置決めされる。エンコーダ２
から出力されるパルス信号ＰＡ、ＰＢはモータ１の回転
方向に応じてアップダウンカウンタ３でカウントされ、
モータ１が正回転のときは正の値、モータ１が負回転の
ときは負の値のモータ回転角信号θｒｍとして出力され
る。位置算出部１６では、原点信号ＰＺが入力されると
きに前記モータ回転角信号θｒｍを取り込んだ値をゼロ
にし、モータ１の基準位置をゼロとしたモータ位置θを
生成する。速度算出部１５では、単位時間当たりのモー
タ回転角信号θｒｍの変化量を求め、モータ速度ωとし
て出力する。位置制御部１４では、外部から与えられる
回転位置指令θｃと前記モータ位置θとの間に偏差があ
ると、その偏差量に所定の位置利得を乗じモータ速度指
令ωｃとして出力する。また速度制御部１３では、前記
モータ速度指令ωｃと前記モータ速度ωとの間に偏差が
あると、その偏差量に所定の速度利得を乗じモータ電流
指令Ｉｑｃとして出力する。ＣＳ信号電流位相角変換部
２３では、図６に示すような関係に従って、前記エンコ
ーダ２より出力されるコミュテーション信号ＣＳ１、Ｃ
Ｓ２、ＣＳ３から力率＝１となる電流位相角ψを決定
し、出力する。３相電流指令算出部７では、前記電流指
令Ｉｑｃと前記電流位相角ψを用いて、
について説明する。図５は従来のモータ駆動装置のブロ
ック図を示す。永久磁石同期モータ１には出力軸に直結
されたエンコーダ２が取り付けられている。エンコーダ
２は、モータ１の回転角と回転方向を検出するためのパ
ルス信号ＰＡ、ＰＢ、モータ１の１回転における基準位
置を表す原点信号ＰＺ、そして磁極の絶対位置を電気角
６０度単位で表すコミュテーション信号ＣＳ１、ＣＳ
２、ＣＳ３を発生する。モータ駆動装置には外部から回
転位置指令θｃが入力され、この信号に従ってモータ１
は回転し、所望の位置に位置決めされる。エンコーダ２
から出力されるパルス信号ＰＡ、ＰＢはモータ１の回転
方向に応じてアップダウンカウンタ３でカウントされ、
モータ１が正回転のときは正の値、モータ１が負回転の
ときは負の値のモータ回転角信号θｒｍとして出力され
る。位置算出部１６では、原点信号ＰＺが入力されると
きに前記モータ回転角信号θｒｍを取り込んだ値をゼロ
にし、モータ１の基準位置をゼロとしたモータ位置θを
生成する。速度算出部１５では、単位時間当たりのモー
タ回転角信号θｒｍの変化量を求め、モータ速度ωとし
て出力する。位置制御部１４では、外部から与えられる
回転位置指令θｃと前記モータ位置θとの間に偏差があ
ると、その偏差量に所定の位置利得を乗じモータ速度指
令ωｃとして出力する。また速度制御部１３では、前記
モータ速度指令ωｃと前記モータ速度ωとの間に偏差が
あると、その偏差量に所定の速度利得を乗じモータ電流
指令Ｉｑｃとして出力する。ＣＳ信号電流位相角変換部
２３では、図６に示すような関係に従って、前記エンコ
ーダ２より出力されるコミュテーション信号ＣＳ１、Ｃ
Ｓ２、ＣＳ３から力率＝１となる電流位相角ψを決定
し、出力する。３相電流指令算出部７では、前記電流指
令Ｉｑｃと前記電流位相角ψを用いて、
【０００４】
【数１】
【０００５】なる計算式に基づき、Ｕ相電流指令ｉｕ
ｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃを算出し出力する。電流制御部
６では、電流検出回路５ａ、５ｂにより検出されるＵ相
モータ電流ｉｕ、Ｖ相モータ電流ｉｖと前記Ｕ相電流指
令ｉｕｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃとの間に偏差があると、
それぞれの偏差量に所定の電流利得を乗じ、それぞれＵ
相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖ相モータ電圧指令Ｖｖｃと
して出力する。またＷ相モータ電圧指令ＶｗｃはＶｗｃ
＝−Ｖｕｃ−Ｖｖｃとして計算される。このようにして
求まった前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖｖ
ｃ、Ｖｗｃに従った電圧がモータ駆動回路４を構成する
ブリッジ回路の各相に印加されモータ１の電機子巻線に
電流が流れモータ１が回転し、外部から与えられる前記
回転位置指令θｃの位置にモータ１が到達し、モータ速
度ωがゼロになったとき、前記位置制御部１４と前記速
度制御部１３の出力がゼロとなり、すなわち電流指令Ｉ
ｑｃがゼロとなりモータ１は停止し、位置決めが完了す
る。
ｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃを算出し出力する。電流制御部
６では、電流検出回路５ａ、５ｂにより検出されるＵ相
モータ電流ｉｕ、Ｖ相モータ電流ｉｖと前記Ｕ相電流指
令ｉｕｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃとの間に偏差があると、
それぞれの偏差量に所定の電流利得を乗じ、それぞれＵ
相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖ相モータ電圧指令Ｖｖｃと
して出力する。またＷ相モータ電圧指令ＶｗｃはＶｗｃ
＝−Ｖｕｃ−Ｖｖｃとして計算される。このようにして
求まった前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖｖ
ｃ、Ｖｗｃに従った電圧がモータ駆動回路４を構成する
ブリッジ回路の各相に印加されモータ１の電機子巻線に
電流が流れモータ１が回転し、外部から与えられる前記
回転位置指令θｃの位置にモータ１が到達し、モータ速
度ωがゼロになったとき、前記位置制御部１４と前記速
度制御部１３の出力がゼロとなり、すなわち電流指令Ｉ
ｑｃがゼロとなりモータ１は停止し、位置決めが完了す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法は、磁極位置を検出するための専用のセンサが必要で
ありモータがコストアップするという問題があった。さ
らにモータからセンサ信号線を取り出す必要があり、配
線のコストアップや、センサ信号線の断線による動作不
良、センサ信号の誤検出による誤動作等の可能性がある
という問題があった。
法は、磁極位置を検出するための専用のセンサが必要で
ありモータがコストアップするという問題があった。さ
らにモータからセンサ信号線を取り出す必要があり、配
線のコストアップや、センサ信号線の断線による動作不
良、センサ信号の誤検出による誤動作等の可能性がある
という問題があった。
【０００７】こうした問題を解決するため例えば特開昭
６３−５９７８３号公報に開示されているように、正規
駆動に先立って２相直流励磁することによって安定点に
停止させ、そのときのインクリメンタルエンコーダの計
数値と直流励磁開始時点の計数値とから１相励磁原点に
相当するエンコーダカウントを計算し、このエンコーダ
カウント以後からの偏差で同期型モータの電気角位相を
求めて駆動するという方法がある。また、特開平２−２
４１３８８号公報に開示されているように、ステータの
回転磁界とロータとの間の位相角を変化させながらモー
タの出力軸のトルクを検出し、トルクがゼロとなるとき
の力率を求め、この力率箇所から電気角を９０度だけ位
相シフトした箇所を力率１の転流角指令として初期化す
るという方法もある。しかし、これらの方法は、電機子
電流を流してもモータの出力軸が動かないポイントを、
力率がゼロ（トルクがゼロ）となるポイントとし、ロー
タ磁極位置を検出する方法であるため、摩擦負荷等の定
常負荷がある場合には、力の釣り合い点と実際のロータ
磁極位置がずれるという問題がある。
６３−５９７８３号公報に開示されているように、正規
駆動に先立って２相直流励磁することによって安定点に
停止させ、そのときのインクリメンタルエンコーダの計
数値と直流励磁開始時点の計数値とから１相励磁原点に
相当するエンコーダカウントを計算し、このエンコーダ
カウント以後からの偏差で同期型モータの電気角位相を
求めて駆動するという方法がある。また、特開平２−２
４１３８８号公報に開示されているように、ステータの
回転磁界とロータとの間の位相角を変化させながらモー
タの出力軸のトルクを検出し、トルクがゼロとなるとき
の力率を求め、この力率箇所から電気角を９０度だけ位
相シフトした箇所を力率１の転流角指令として初期化す
るという方法もある。しかし、これらの方法は、電機子
電流を流してもモータの出力軸が動かないポイントを、
力率がゼロ（トルクがゼロ）となるポイントとし、ロー
タ磁極位置を検出する方法であるため、摩擦負荷等の定
常負荷がある場合には、力の釣り合い点と実際のロータ
磁極位置がずれるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本願の第１の発明は、永久磁石同期モー
タに対して、電源投入等の初期時に、前記モータの電機
子巻線に流す電流値をゼロから徐々に大きくし、かつそ
れぞれの電流値に対し電流位相角を変化させ、前記モー
タの出力軸が初めて動く時点の電流位相角を、力率が１
となる電流位相角とする初期動作を行い、前記モータの
ロータ磁極位置を検出することを特徴とする。
決するために、本願の第１の発明は、永久磁石同期モー
タに対して、電源投入等の初期時に、前記モータの電機
子巻線に流す電流値をゼロから徐々に大きくし、かつそ
れぞれの電流値に対し電流位相角を変化させ、前記モー
タの出力軸が初めて動く時点の電流位相角を、力率が１
となる電流位相角とする初期動作を行い、前記モータの
ロータ磁極位置を検出することを特徴とする。
【０００９】この第１の発明によると、次のような作用
がある。すなわち、電機子巻線に流す電流による出力ト
ルクがモータの駆動する機械系の最大静止摩擦トルクよ
り小さい場合、電流位相角を変化させてもモータは摩擦
に逆らって動くことができない。電流値を徐々に大きく
し、出力トルクが大きくなる場合には、力率＝１のとき
出力トルクが機械系の最大摩擦トルクより大きくなって
モータの出力軸が動く。これにより、摩擦負荷等の定常
負荷がある場合にも力率＝１の電流位相角を求めること
ができ、専用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位
置を検出することができる。
がある。すなわち、電機子巻線に流す電流による出力ト
ルクがモータの駆動する機械系の最大静止摩擦トルクよ
り小さい場合、電流位相角を変化させてもモータは摩擦
に逆らって動くことができない。電流値を徐々に大きく
し、出力トルクが大きくなる場合には、力率＝１のとき
出力トルクが機械系の最大摩擦トルクより大きくなって
モータの出力軸が動く。これにより、摩擦負荷等の定常
負荷がある場合にも力率＝１の電流位相角を求めること
ができ、専用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位
置を検出することができる。
【００１０】本願の第２の発明は、ロータ磁極位置との
位相関係が分かっている原点パルス信号を出力するエン
コーダを具備した永久磁石同期モータに対して、電源投
入等の初期時に、前記モータの電機子巻線に流す電流値
をゼロから徐々に大きくし、かつそれぞれの電流値に対
し電流位相角を変化させ、前記モータの出力軸が初めて
動く時点の電流位相角を、力率が１となる電流位相角と
し、前記原点パルス信号を検出した時点で前記電流位相
角を補正する初期動作を行い、前記モータのロータ磁極
位置を検出することを特徴とする。
位相関係が分かっている原点パルス信号を出力するエン
コーダを具備した永久磁石同期モータに対して、電源投
入等の初期時に、前記モータの電機子巻線に流す電流値
をゼロから徐々に大きくし、かつそれぞれの電流値に対
し電流位相角を変化させ、前記モータの出力軸が初めて
動く時点の電流位相角を、力率が１となる電流位相角と
し、前記原点パルス信号を検出した時点で前記電流位相
角を補正する初期動作を行い、前記モータのロータ磁極
位置を検出することを特徴とする。
【００１１】この第２の発明によると、次のような作用
がある。すなわち、力率＝１の電流位相角は第１の発明
と同様に求め、モータを回転させ、ロータ磁極位置との
位相関係が分かっている原点パルスを検出した時点で、
力率＝１の電流位相角を補正することで、摩擦負荷等の
定常負荷がある場合にもより正確に力率＝１の電流位相
角を求めることができる。
がある。すなわち、力率＝１の電流位相角は第１の発明
と同様に求め、モータを回転させ、ロータ磁極位置との
位相関係が分かっている原点パルスを検出した時点で、
力率＝１の電流位相角を補正することで、摩擦負荷等の
定常負荷がある場合にもより正確に力率＝１の電流位相
角を求めることができる。
【００１２】本願の第３の発明は、ロータ磁極位置との
位相関係が分かっている原点パルス信号を出力するエン
コーダを具備した永久磁石同期モータに対して、電源投
入等の初期時に、前記モータの電機子巻線に流す電流位
相角を任意に定めてモータを回転させ、前記原点パルス
信号を検出した時点で力率が１となるように電流位相角
を補正する初期動作を行い、前記モータのロータ磁極位
置を検出することを特徴とする。
位相関係が分かっている原点パルス信号を出力するエン
コーダを具備した永久磁石同期モータに対して、電源投
入等の初期時に、前記モータの電機子巻線に流す電流位
相角を任意に定めてモータを回転させ、前記原点パルス
信号を検出した時点で力率が１となるように電流位相角
を補正する初期動作を行い、前記モータのロータ磁極位
置を検出することを特徴とする。
【００１３】この第３の発明によると、次のような作用
がある。すなわち、電流位相角を任意に定め、モータを
回転させ、ロータ磁極位置との位相関係が分かっている
原点パルスを検出した時点で、力率＝１の電流位相角を
補正することで、摩擦負荷等の定常負荷がある場合にも
より正確に力率＝１の電流位相角を求めることができ
る。
がある。すなわち、電流位相角を任意に定め、モータを
回転させ、ロータ磁極位置との位相関係が分かっている
原点パルスを検出した時点で、力率＝１の電流位相角を
補正することで、摩擦負荷等の定常負荷がある場合にも
より正確に力率＝１の電流位相角を求めることができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おけるモータ駆動装置のブロック図である。
おけるモータ駆動装置のブロック図である。
【００１５】永久磁石同期モータ１には出力軸に直結さ
れたエンコーダ２が取り付けられている。エンコーダ２
は、モータ１の回転角と回転方向を検出するためのパル
ス信号ＰＡ、ＰＢ、モータ１の１回転における基準位置
を表す原点信号ＰＺを発生する。モータ駆動装置は、電
源投入等の初期時に、力率が１となる電流位相角を、コ
ミュテーション信号を用いずに求める初期動作を行い、
前記モータ１の磁極位置を検出する。この初期動作を、
図１の初期動作処理部８と図３に従って説明する。
れたエンコーダ２が取り付けられている。エンコーダ２
は、モータ１の回転角と回転方向を検出するためのパル
ス信号ＰＡ、ＰＢ、モータ１の１回転における基準位置
を表す原点信号ＰＺを発生する。モータ駆動装置は、電
源投入等の初期時に、力率が１となる電流位相角を、コ
ミュテーション信号を用いずに求める初期動作を行い、
前記モータ１の磁極位置を検出する。この初期動作を、
図１の初期動作処理部８と図３に従って説明する。
【００１６】電源投入等の初期時には、処理切り換えス
イッチ１０の接点は１側に接続されていて、モータ１は
励磁指令算出部９から出力される電流指令値Ｉｃ、電流
位相角θｅに基づいて駆動される。図３に示すように、
スイッチ切り換え判定部１１からモータ回転判定信号Ｓ
2 ＝ＯＮが出力されるまで（モータが回転を始めるま
で）励磁指令算出部９から出力される電流指令値Ｉｃ
は、ゼロから徐々に大きくなり、さらに電流位相角θｅ
はその間、周期的に０〜２πの範囲を変化する。電源投
入時のロータの位置での力率＝１となる電流位相角をθ
ｅ0 とすると、力率＝ｃｏｓ（θｅ−θｅ0 ）は図３の
ようになり、周期的に最大値（＝１）となる。また電機
子巻線に流す電流による出力トルクＴは、力率＝１の時
極大となるように変化しながらゼロから徐々に大きくな
る。出力トルクＴがモータの駆動する機械系の最大静止
摩擦トルクＴｆより小さい場合、電流位相角θｅを変化
させてもモータ１は摩擦に逆らって動くことができな
い。電流値が徐々に大きくなると、電流位相角θｅ＝θ
ｅ0 （力率＝１）のとき出力トルクＴが機械系の最大静
止摩擦トルクＴｆより大きくなってモータ１の出力軸が
動く。これにより、摩擦負荷等の定常負荷がある場合に
も力率＝１の電流位相角を求めることができ、専用のセ
ンサを用いずにモータ１のロータ磁極位置を検出するこ
とができる。
イッチ１０の接点は１側に接続されていて、モータ１は
励磁指令算出部９から出力される電流指令値Ｉｃ、電流
位相角θｅに基づいて駆動される。図３に示すように、
スイッチ切り換え判定部１１からモータ回転判定信号Ｓ
2 ＝ＯＮが出力されるまで（モータが回転を始めるま
で）励磁指令算出部９から出力される電流指令値Ｉｃ
は、ゼロから徐々に大きくなり、さらに電流位相角θｅ
はその間、周期的に０〜２πの範囲を変化する。電源投
入時のロータの位置での力率＝１となる電流位相角をθ
ｅ0 とすると、力率＝ｃｏｓ（θｅ−θｅ0 ）は図３の
ようになり、周期的に最大値（＝１）となる。また電機
子巻線に流す電流による出力トルクＴは、力率＝１の時
極大となるように変化しながらゼロから徐々に大きくな
る。出力トルクＴがモータの駆動する機械系の最大静止
摩擦トルクＴｆより小さい場合、電流位相角θｅを変化
させてもモータ１は摩擦に逆らって動くことができな
い。電流値が徐々に大きくなると、電流位相角θｅ＝θ
ｅ0 （力率＝１）のとき出力トルクＴが機械系の最大静
止摩擦トルクＴｆより大きくなってモータ１の出力軸が
動く。これにより、摩擦負荷等の定常負荷がある場合に
も力率＝１の電流位相角を求めることができ、専用のセ
ンサを用いずにモータ１のロータ磁極位置を検出するこ
とができる。
【００１７】メモリ格納部１２では、モータ１が回転を
始める時の励磁指令算出部９から出力される電流位相角
θｅを格納しθｅ0 として出力する。スイッチ切り換え
判定部１１では、磁極位置を検出する初期動作が完了す
るまで常にモータ回転角信号θｒｍを監視し、モータ１
が回転すると初めてモータ回転判定信号Ｓ1 をＯＮに
し、スイッチ１０の接点を２側に接続し、通常動作に移
る。以下に通常動作についての説明をする。
始める時の励磁指令算出部９から出力される電流位相角
θｅを格納しθｅ0 として出力する。スイッチ切り換え
判定部１１では、磁極位置を検出する初期動作が完了す
るまで常にモータ回転角信号θｒｍを監視し、モータ１
が回転すると初めてモータ回転判定信号Ｓ1 をＯＮに
し、スイッチ１０の接点を２側に接続し、通常動作に移
る。以下に通常動作についての説明をする。
【００１８】モータ駆動装置には外部から回転位置指令
θｃが入力され、この信号に従ってモータ１は回転し、
所望の位置に位置決めされる。エンコーダ２から出力さ
れるパルス信号ＰＡ、ＰＢはモータ１の回転方向に応じ
てアップダウンカウンタ３でカウントされ、モータ１が
正回転のときは正の値、モータ１が負回転のときは負の
値のモータ回転角信号θｒｍとして出力される。位置算
出部１６では、原点信号ＰＺが入力されるときに前記モ
ータ回転角信号θｒｍを取り込んだ値をゼロにし、モー
タ１の基準位置をゼロとしたモータ位置θを生成する。
速度算出部１５では、単位時間当たりのモータ回転角信
号θｒｍの変化量を求め、モータ速度ωとして出力す
る。位置制御部１４では、外部から与えられる回転位置
指令θｃと前記モータ位置θとの間に偏差があると、そ
の偏差量に所定の位置利得を乗じモータ速度指令ωｃと
して出力する。また速度制御部１３では、前記モータ速
度指令ωｃと前記モータ速度ωとの間に偏差があると、
その偏差量に所定の速度利得を乗じモータ電流指令Ｉｑ
ｃとして出力する。力率＝１となる電流位相角ψは初期
動作により求まったメモリ格納部１２の出力θｅ0 とモ
ータ回転角信号θｒｍから、ψ＝θｒｍ−θｅ0 により
決定し、出力する。３相電流指令算出部７では、前記電
流指令Ｉｑｃと前記電流位相角ψを用いて、
θｃが入力され、この信号に従ってモータ１は回転し、
所望の位置に位置決めされる。エンコーダ２から出力さ
れるパルス信号ＰＡ、ＰＢはモータ１の回転方向に応じ
てアップダウンカウンタ３でカウントされ、モータ１が
正回転のときは正の値、モータ１が負回転のときは負の
値のモータ回転角信号θｒｍとして出力される。位置算
出部１６では、原点信号ＰＺが入力されるときに前記モ
ータ回転角信号θｒｍを取り込んだ値をゼロにし、モー
タ１の基準位置をゼロとしたモータ位置θを生成する。
速度算出部１５では、単位時間当たりのモータ回転角信
号θｒｍの変化量を求め、モータ速度ωとして出力す
る。位置制御部１４では、外部から与えられる回転位置
指令θｃと前記モータ位置θとの間に偏差があると、そ
の偏差量に所定の位置利得を乗じモータ速度指令ωｃと
して出力する。また速度制御部１３では、前記モータ速
度指令ωｃと前記モータ速度ωとの間に偏差があると、
その偏差量に所定の速度利得を乗じモータ電流指令Ｉｑ
ｃとして出力する。力率＝１となる電流位相角ψは初期
動作により求まったメモリ格納部１２の出力θｅ0 とモ
ータ回転角信号θｒｍから、ψ＝θｒｍ−θｅ0 により
決定し、出力する。３相電流指令算出部７では、前記電
流指令Ｉｑｃと前記電流位相角ψを用いて、
【００１９】
【数２】
【００２０】なる計算式に基づき、Ｕ相電流指令ｉｕ
ｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃを算出し出力する。電流制御部
６では、電流検出回路５ａ、５ｂにより検出されるＵ相
モータ電流ｉｕ、Ｖ相モータ電流ｉｖと前記Ｕ相電流指
令ｉｕｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃとの間に偏差があると、
それぞれの偏差量に所定の電流利得を乗じ、それぞれＵ
相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖ相モータ電圧指令として出
力する。またＷ相モータ電圧指令Ｖｗｃは、Ｖｗｃ＝−
Ｖｕｃ−Ｖｖｃとして計算される。このようにして求ま
った前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、
Ｖｗｃに従った電圧がモータ駆動回路４を構成するブリ
ッジ回路の各相に印加されモータ１の電機子巻線に電流
が流れモータ１が回転し、外部から与えられる前記回転
位置指令θｃの位置にモータ１が到達し、モータ速度ω
がゼロになったとき、前記位置制御部１４と前記速度制
御部１３の出力がゼロとなり、すなわち電流指令Ｉｑｃ
がゼロとなりモータ１は停止し、位置決めが完了する。
ｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃを算出し出力する。電流制御部
６では、電流検出回路５ａ、５ｂにより検出されるＵ相
モータ電流ｉｕ、Ｖ相モータ電流ｉｖと前記Ｕ相電流指
令ｉｕｃ、Ｖ相電流指令ｉｖｃとの間に偏差があると、
それぞれの偏差量に所定の電流利得を乗じ、それぞれＵ
相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖ相モータ電圧指令として出
力する。またＷ相モータ電圧指令Ｖｗｃは、Ｖｗｃ＝−
Ｖｕｃ−Ｖｖｃとして計算される。このようにして求ま
った前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相モータ電圧指令Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、
Ｖｗｃに従った電圧がモータ駆動回路４を構成するブリ
ッジ回路の各相に印加されモータ１の電機子巻線に電流
が流れモータ１が回転し、外部から与えられる前記回転
位置指令θｃの位置にモータ１が到達し、モータ速度ω
がゼロになったとき、前記位置制御部１４と前記速度制
御部１３の出力がゼロとなり、すなわち電流指令Ｉｑｃ
がゼロとなりモータ１は停止し、位置決めが完了する。
【００２１】図２は本発明の第２の実施形態におけるモ
ータ駆動装置のブロック図である。
ータ駆動装置のブロック図である。
【００２２】前記第１の実施形態における永久磁石同期
モータの駆動方法を示した図１の初期動作処理部８にス
イッチ１７とスイッチ切換判定部１８とを付け加えた初
期動作処理部１９が特徴点である。第１の実施形態と同
様にモータ駆動装置は、電源投入等の初期時に、力率が
１となる電流位相角を、コミュテーション信号を用いず
に求める初期動作を行い、前記モータ１の磁極位置を検
出する。なお初期動作の間、スイッチ１７の接点は１側
に接続されている。この初期動作が終了するとモータ駆
動装置には外部から回転位置指令θｃが入力され、この
信号に従ってモータ１は回転する。スイッチ切換判定部
１８に原点信号ＰＺが入力されるとスイッチ切換信号Ｓ
3 をＯＮにし、スイッチ１７の接点を２側に接続する。
さらにこの時、メモリ格納部１２では、原点信号ＰＺ入
力時の力率＝１となる電流位相角θｒｍｚを出力する。
従って、メモリ格納部１２の出力は初期動作により求ま
ったθｅ0 からθｒｍｚに切り換えられ、力率＝１とな
る電流位相角ψはψ＝θｒｍ−θｒｍｚにより補正され
る。原点信号と磁極位置の関係はモータ固有であり正確
であるため、この補正動作により、正確に力率＝１の電
流位相角を求めることができ、専用のセンサを用いずに
モータのロータ磁極位置を検出することができる。
モータの駆動方法を示した図１の初期動作処理部８にス
イッチ１７とスイッチ切換判定部１８とを付け加えた初
期動作処理部１９が特徴点である。第１の実施形態と同
様にモータ駆動装置は、電源投入等の初期時に、力率が
１となる電流位相角を、コミュテーション信号を用いず
に求める初期動作を行い、前記モータ１の磁極位置を検
出する。なお初期動作の間、スイッチ１７の接点は１側
に接続されている。この初期動作が終了するとモータ駆
動装置には外部から回転位置指令θｃが入力され、この
信号に従ってモータ１は回転する。スイッチ切換判定部
１８に原点信号ＰＺが入力されるとスイッチ切換信号Ｓ
3 をＯＮにし、スイッチ１７の接点を２側に接続する。
さらにこの時、メモリ格納部１２では、原点信号ＰＺ入
力時の力率＝１となる電流位相角θｒｍｚを出力する。
従って、メモリ格納部１２の出力は初期動作により求ま
ったθｅ0 からθｒｍｚに切り換えられ、力率＝１とな
る電流位相角ψはψ＝θｒｍ−θｒｍｚにより補正され
る。原点信号と磁極位置の関係はモータ固有であり正確
であるため、この補正動作により、正確に力率＝１の電
流位相角を求めることができ、専用のセンサを用いずに
モータのロータ磁極位置を検出することができる。
【００２３】図４は本発明の第３の実施形態におけるモ
ータ駆動装置のブロック図である。
ータ駆動装置のブロック図である。
【００２４】前記第２の実施形態における永久磁石同期
モータの駆動方法を示した図２の初期動作処理部１９か
らスイッチ１０とスイッチ切換判定部１１と励磁指令算
出部９を取り外した初期動作処理部２０が特徴点であ
る。電源投入等の初期時に、スイッチ２２の接点は１側
に接続されており、メモリ格納部２１からは電源投入等
の初期時に格納されたモータ回転角信号θｒｍの初期値
θｒｍ0 が出力されている。電流位相角ψはψ＝θｒｍ
−θｒｍ0 により決定され、前記第１の実施形態、前記
第２の実施形態における永久磁石同期モータの駆動方法
の通常動作と同様にして、モータ駆動装置には外部から
回転位置指令θｃが入力され、この信号に従ってモータ
１は回転する。スイッチ切換判定部１８に原点信号ＰＺ
が入力されるとスイッチ切換信号Ｓ3 をＯＮにし、スイ
ッチ２２の接点を２側に接続する。さらにこの時、メモ
リ格納部２１では、原点信号ＰＺ入力時の力率＝１とな
る電流位相角θｒｍｚを出力する。従って、メモリ格納
部２１の出力は電源投入等の初期時に格納されたモータ
回転角信号θｒｍの初期値θｒｍ0 からθｒｍｚに切り
換えられ、力率＝１となる電流位相角ψはψ＝θｒｍ−
θｒｍｚにより補正される。原点信号と磁極位置の関係
はモータ固有であり正確であるため、この補正動作によ
り、正確に力率＝１の電流位相角を求めることができ、
専用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位置を検出
することができる。
モータの駆動方法を示した図２の初期動作処理部１９か
らスイッチ１０とスイッチ切換判定部１１と励磁指令算
出部９を取り外した初期動作処理部２０が特徴点であ
る。電源投入等の初期時に、スイッチ２２の接点は１側
に接続されており、メモリ格納部２１からは電源投入等
の初期時に格納されたモータ回転角信号θｒｍの初期値
θｒｍ0 が出力されている。電流位相角ψはψ＝θｒｍ
−θｒｍ0 により決定され、前記第１の実施形態、前記
第２の実施形態における永久磁石同期モータの駆動方法
の通常動作と同様にして、モータ駆動装置には外部から
回転位置指令θｃが入力され、この信号に従ってモータ
１は回転する。スイッチ切換判定部１８に原点信号ＰＺ
が入力されるとスイッチ切換信号Ｓ3 をＯＮにし、スイ
ッチ２２の接点を２側に接続する。さらにこの時、メモ
リ格納部２１では、原点信号ＰＺ入力時の力率＝１とな
る電流位相角θｒｍｚを出力する。従って、メモリ格納
部２１の出力は電源投入等の初期時に格納されたモータ
回転角信号θｒｍの初期値θｒｍ0 からθｒｍｚに切り
換えられ、力率＝１となる電流位相角ψはψ＝θｒｍ−
θｒｍｚにより補正される。原点信号と磁極位置の関係
はモータ固有であり正確であるため、この補正動作によ
り、正確に力率＝１の電流位相角を求めることができ、
専用のセンサを用いずにモータのロータ磁極位置を検出
することができる。
【００２５】
【発明の効果】本願の第１の発明では、電機子巻線に流
す電流値と電流位相角を変化させることにより、摩擦負
荷等の定常負荷がある場合にも力率＝１の電流位相角を
求めることができ、専用のセンサを用いずにモータのロ
ータ磁極位置を正確に検出することができる。また、電
源投入時点の位置より微小角だけ動いた位置でモータを
ロックさせることができるため、位置決めの用途に適し
ている。
す電流値と電流位相角を変化させることにより、摩擦負
荷等の定常負荷がある場合にも力率＝１の電流位相角を
求めることができ、専用のセンサを用いずにモータのロ
ータ磁極位置を正確に検出することができる。また、電
源投入時点の位置より微小角だけ動いた位置でモータを
ロックさせることができるため、位置決めの用途に適し
ている。
【００２６】第２の発明では、力率＝１の電流位相角は
第１の発明と同様に求め、モータを回転させ、ロータ磁
極位置との位相関係が分かっている原点パルスを検出し
た時点で、力率＝１の電流位相角を補正することで、摩
擦負荷等の定常負荷がある場合にもより正確に力率＝１
の電流位相角を求めることができ、専用のセンサを用い
ずにモータのロータ磁極位置を正確に検出することがで
きる。また、電源投入時点の位置より微小角だけ動いた
位置でモータをロックさせることができるため、位置決
めの用途に適している。
第１の発明と同様に求め、モータを回転させ、ロータ磁
極位置との位相関係が分かっている原点パルスを検出し
た時点で、力率＝１の電流位相角を補正することで、摩
擦負荷等の定常負荷がある場合にもより正確に力率＝１
の電流位相角を求めることができ、専用のセンサを用い
ずにモータのロータ磁極位置を正確に検出することがで
きる。また、電源投入時点の位置より微小角だけ動いた
位置でモータをロックさせることができるため、位置決
めの用途に適している。
【００２７】第３の発明では、電流位相角を任意に定
め、モータを回転させ、ロータ磁極位置との位相関係が
分かっている原点パルスを検出した時点で、力率＝１の
電流位相角を補正することで、摩擦負荷等の定常負荷が
ある場合にもより正確に力率＝１の電流位相角を求める
ことができ、専用のセンサを用いずにモータのロータ磁
極位置を正確に検出することができる。
め、モータを回転させ、ロータ磁極位置との位相関係が
分かっている原点パルスを検出した時点で、力率＝１の
電流位相角を補正することで、摩擦負荷等の定常負荷が
ある場合にもより正確に力率＝１の電流位相角を求める
ことができ、専用のセンサを用いずにモータのロータ磁
極位置を正確に検出することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態におけるモータ駆動装
置のブロック図。
置のブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるモータ駆動装
置のブロック図。
置のブロック図。
【図３】磁極位置検出処理のタイミングチャート。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるモータ駆動装
置のブロック図。
置のブロック図。
【図５】従来例におけるモータ駆動装置のブロック図。
【図６】コミュテーション信号と電流位相角の相関図。
１ モータ ２ エンコーダ ３ アップダウンカウンタ ４ 駆動回路 ５ａ、５ｂ 電流検出回路 ６ 電流制御部 ７ ３相電流指令算出部 ８、１９、２０ 初期動作処理部 ９ 励磁指令算出部 １０ スイッチ １１ スイッチ切換判定部 １２ メモリ格納部 １３ 速度制御部 １４ 位置制御部 １５ 速度算出部 １６ 位置算出部 １７ スイッチ １８ スイッチ切換判定部 ２１ メモリ格納部 ２２ スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 永久磁石同期モータに対して、電源投入
等の初期時に、前記モータの電機子巻線に流す電流値を
ゼロから徐々に大きくし、かつそれぞれの電流値に対し
電流位相角を変化させ、前記モータの出力軸が初めて動
く時点の電流位相角を、力率が１となる電流位相角とす
る初期動作を行い、前記モータのロータ磁極位置を検出
することを特徴とする永久磁石同期モータの駆動方法。 - 【請求項２】 ロータ磁極位置との位相関係が分かって
いる原点パルス信号を出力するエンコーダを具備した永
久磁石同期モータに対して、電源投入等の初期時に、前
記モータの電機子巻線に流す電流値をゼロから徐々に大
きくし、かつそれぞれの電流値に対し電流位相角を変化
させ、前記モータの出力軸が初めて動く時点の電流位相
角を、力率が１となる電流位相角とし、前記原点パルス
信号を検出した時点で前記電流位相角を補正する初期動
作を行い、前記モータのロータ磁極位置を検出すること
を特徴とする永久磁石同期モータの駆動方法。 - 【請求項３】 ロータ磁極位置との位相関係が分かって
いる原点パルス信号を出力するエンコーダを具備した永
久磁石同期モータに対して、電源投入等の初期時に、前
記モータの電機子巻線に流す電流の電流位相角を任意に
定めてモータを回転させ、前記原点パルス信号を検出し
た時点で力率が１となるように電流位相角を補正する初
期動作を行い、前記モータのロータ磁極位置を検出する
ことを特徴とする永久磁石同期モータの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013128A JPH09215382A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 永久磁石同期モータの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8013128A JPH09215382A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 永久磁石同期モータの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09215382A true JPH09215382A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11824527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8013128A Pending JPH09215382A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 永久磁石同期モータの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09215382A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002272163A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
| JP2002374692A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Hitachi Ltd | 永久磁石モータ制御装置 |
| JP2007043769A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 同期電動機駆動装置 |
| JP2007116759A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 同期電動機の磁極検出方法 |
| WO2007114058A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Thk Co., Ltd. | 永久磁石同期モータの磁極位置検出方法 |
| JP2008054430A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Meidensha Corp | Ｐｍモータの磁極位置推定方式 |
| JP2014039407A (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Okuma Corp | 同期電動機の磁極位置検出方法及び装置 |
| US8766586B2 (en) | 2012-05-21 | 2014-07-01 | Fanuc Corporation | Magnetic pole position detecting device for detecting magnetic pole position of rotor in permanent-magnet synchronous motor |
| JP2015131729A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-07-23 | フジテック株式会社 | エレベータのドア制御システム |
| WO2015163378A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | 日本精工株式会社 | ダイレクトドライブモータ、搬送装置、検査装置、及び、工作機械 |
| KR20170026499A (ko) * | 2014-07-30 | 2017-03-08 | 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤 | 다이렉트 드라이브 모터, 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP8013128A patent/JPH09215382A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002272163A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-20 | Fuji Electric Co Ltd | ブラシレスモータの制御装置 |
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| WO2007114058A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Thk Co., Ltd. | 永久磁石同期モータの磁極位置検出方法 |
| JP5224372B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2013-07-03 | Ｔｈｋ株式会社 | 永久磁石同期モータの磁極位置検出方法 |
| JP2008054430A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Meidensha Corp | Ｐｍモータの磁極位置推定方式 |
| US8766586B2 (en) | 2012-05-21 | 2014-07-01 | Fanuc Corporation | Magnetic pole position detecting device for detecting magnetic pole position of rotor in permanent-magnet synchronous motor |
| JP2014039407A (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-27 | Okuma Corp | 同期電動機の磁極位置検出方法及び装置 |
| JP2015131729A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-07-23 | フジテック株式会社 | エレベータのドア制御システム |
| WO2015163378A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | 日本精工株式会社 | ダイレクトドライブモータ、搬送装置、検査装置、及び、工作機械 |
| JP2015208205A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 日本精工株式会社 | ダイレクトドライブモータ、搬送装置、検査装置、及び、工作機械 |
| CN106464113A (zh) * | 2014-04-23 | 2017-02-22 | 日本精工株式会社 | 直接驱动电动机、输送装置、检查装置以及机床 |
| US9685842B2 (en) | 2014-04-23 | 2017-06-20 | Nsk Ltd. | Direct drive motor, conveyance device, inspection device, and machine tool |
| EP3136566A4 (en) * | 2014-04-23 | 2018-04-11 | NSK Ltd. | Direct drive motor, conveyancing device, inspection device, and machine tool |
| KR20170026499A (ko) * | 2014-07-30 | 2017-03-08 | 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤 | 다이렉트 드라이브 모터, 반송 장치, 검사 장치, 및, 공작 기계 |
| CN106664002A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-05-10 | 日本精工株式会社 | 直接驱动电动机、输送装置、检查装置以及机床 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040330 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040727 |