JPH10337073A - ３相ｓｒモータの起動方法 - Google Patents
３相ｓｒモータの起動方法Info
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- JPH10337073A JPH10337073A JP9152918A JP15291897A JPH10337073A JP H10337073 A JPH10337073 A JP H10337073A JP 9152918 A JP9152918 A JP 9152918A JP 15291897 A JP15291897 A JP 15291897A JP H10337073 A JPH10337073 A JP H10337073A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３相ＳＲモータの起動特性の改善。
【解決手段】 ３相ＳＲモータ２のロータに設けてある
位置センサ３の検出信号，，をデコード・ロジッ
ク回路４に入力させ、複数の位置センサ信号を演算処理
した信号によって、パワー・スイッチング回路１におけ
るスイッチ素子のオン・オフ信号のタイミングを制御し
てロータを駆動させる３相ＳＲモータの起動方法におい
て、起動指令を与えても起動しないときは、デコード・
ロジック回路４に入力する位置センサ信号の極性を切り
替えてＳＲモータ２を逆励磁することによって回転方向
を反転させ、ロータの回転を確認したうえで、正方向回
転となるようにデコード・ロジック回路４に入力する位
置センサ信号の極性を元に戻す。
位置センサ３の検出信号，，をデコード・ロジッ
ク回路４に入力させ、複数の位置センサ信号を演算処理
した信号によって、パワー・スイッチング回路１におけ
るスイッチ素子のオン・オフ信号のタイミングを制御し
てロータを駆動させる３相ＳＲモータの起動方法におい
て、起動指令を与えても起動しないときは、デコード・
ロジック回路４に入力する位置センサ信号の極性を切り
替えてＳＲモータ２を逆励磁することによって回転方向
を反転させ、ロータの回転を確認したうえで、正方向回
転となるようにデコード・ロジック回路４に入力する位
置センサ信号の極性を元に戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、航空宇宙用、産
業用、輸送用、家電用等において使用される可変速モー
タ、特にスイッチド・リラクタンスモータ（以下ＳＲモ
ータという）の起動特性の改善に関する。
業用、輸送用、家電用等において使用される可変速モー
タ、特にスイッチド・リラクタンスモータ（以下ＳＲモ
ータという）の起動特性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＲモータは突極構造のステータと同じ
く突極構造のロータを備え、ステータとロータの突極間
のギャップの変化に伴うリラクタンス（磁気抵抗）の変
化をトルクに変換させながらロータを回転させるモータ
であって、ロータの軸端に設けてある複数の位置センサ
を用いてロータの突極位置を検出し、この検出信号に基
づいて、ステータを構成する突極に巻回してあるコイル
に順次電流を供給するようにパワー・スイッチング回路
を構成するスイッチ素子をオン・オフ制御してロータを
回転駆動させる。
く突極構造のロータを備え、ステータとロータの突極間
のギャップの変化に伴うリラクタンス（磁気抵抗）の変
化をトルクに変換させながらロータを回転させるモータ
であって、ロータの軸端に設けてある複数の位置センサ
を用いてロータの突極位置を検出し、この検出信号に基
づいて、ステータを構成する突極に巻回してあるコイル
に順次電流を供給するようにパワー・スイッチング回路
を構成するスイッチ素子をオン・オフ制御してロータを
回転駆動させる。
【０００３】図４は、ＳＲモータの構成とその動作原理
を説明するためのブロック図である。このＳＲモータ
は、３相６／４（ステータの突極６，ロータの突極４）
形モータであって、図４（ａ）はＡ相が励磁完了した状
態を示している。スイッチ素子２５がオンとなると、直
流電源２３からの励磁電流がステータ巻線（図４のφ11
とφ12）に供給され、このステータ巻線に磁力が発生
し、ロータ２２の突極を引き付ける。この結果、ステー
タ２１の突極とロータ２２の突極とが一致するようにロ
ータ２２が回転する。図４（ｂ）は、Ａ相からＢ相への
励磁の切り替えを示しており、スイッチ素子２５はオ
フ、スイッチ素子２４はオンとなる。図４（ｃ）は、Ｂ
相の励磁が完了した状態を示しており、スイッチ素子２
４がオンとなるのでステータ巻線φ21とφ22が励磁さ
れ、ロータ２２は反時計方向に回転し、ステータ２１の
突極とロータ２２の突極とが一致する。以下、同様にし
てＢ相からＣ相への励磁の切り替えとＣ相からＡ相への
切り替えが行われ、ステータ巻線φ31とφ32の励磁とス
テータ巻線φ11とφ12の励磁に伴ってロータは回転を継
続する。
を説明するためのブロック図である。このＳＲモータ
は、３相６／４（ステータの突極６，ロータの突極４）
形モータであって、図４（ａ）はＡ相が励磁完了した状
態を示している。スイッチ素子２５がオンとなると、直
流電源２３からの励磁電流がステータ巻線（図４のφ11
とφ12）に供給され、このステータ巻線に磁力が発生
し、ロータ２２の突極を引き付ける。この結果、ステー
タ２１の突極とロータ２２の突極とが一致するようにロ
ータ２２が回転する。図４（ｂ）は、Ａ相からＢ相への
励磁の切り替えを示しており、スイッチ素子２５はオ
フ、スイッチ素子２４はオンとなる。図４（ｃ）は、Ｂ
相の励磁が完了した状態を示しており、スイッチ素子２
４がオンとなるのでステータ巻線φ21とφ22が励磁さ
れ、ロータ２２は反時計方向に回転し、ステータ２１の
突極とロータ２２の突極とが一致する。以下、同様にし
てＢ相からＣ相への励磁の切り替えとＣ相からＡ相への
切り替えが行われ、ステータ巻線φ31とφ32の励磁とス
テータ巻線φ11とφ12の励磁に伴ってロータは回転を継
続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】３相ＳＲモータは、励
磁されたステータ突極に対し、そのリラクタンス（磁気
抵抗）が最小となるようにロータ突極が移動する形でト
ルクを発生するので、その運転特性はリラクタンスのロ
ータ位置に対する特性と密接に関係している。３相ＳＲ
モータの出力トルク波形をSine波形で近似させると、図
１に示すように、トルクリップルが大きいばかりでな
く、起動トルクが小さいロータ位置があることが判る。
図１におけるａ点はＡ相からＢ相に切り替わる点であ
り、この点におけるトルクはピークトルクの１／２とな
っている。実際の出力トルク波形は、Sine波形のように
整然とした波形ではなく、変歪された波形であるので、
１つの相から他の相へ切り替わる点におけるトルクの落
ち込みは、より大きくなっている。従って、トルクの落
ち込みが大きいロータ位置にあるロータを起動させよう
としても、起動トルクが不足してＳＲモータが起動でき
ない事態を発生させていた。
磁されたステータ突極に対し、そのリラクタンス（磁気
抵抗）が最小となるようにロータ突極が移動する形でト
ルクを発生するので、その運転特性はリラクタンスのロ
ータ位置に対する特性と密接に関係している。３相ＳＲ
モータの出力トルク波形をSine波形で近似させると、図
１に示すように、トルクリップルが大きいばかりでな
く、起動トルクが小さいロータ位置があることが判る。
図１におけるａ点はＡ相からＢ相に切り替わる点であ
り、この点におけるトルクはピークトルクの１／２とな
っている。実際の出力トルク波形は、Sine波形のように
整然とした波形ではなく、変歪された波形であるので、
１つの相から他の相へ切り替わる点におけるトルクの落
ち込みは、より大きくなっている。従って、トルクの落
ち込みが大きいロータ位置にあるロータを起動させよう
としても、起動トルクが不足してＳＲモータが起動でき
ない事態を発生させていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１（ａ）から明らかな
ように、ａ点のロータ位置でＣ相を励磁すると、ｂ点の
トルク（逆方向ではあるがピークトルク）を得ることが
できるので、ロータは逆方向に回転する。Ａ相，Ｂ相の
トルクの落ち込みを脱出したＡ相トルクのピーク付近
で、Ｃ相からＡ相に切り替える（ｃ点→ｄ点）。即ち、
図１（ｂ）における位置センサの立上り信号を利用し
て正常回転に戻すとＡ相が励磁され、Ａ相→Ｂ相→Ｃ相
→Ａ相…と回転を継続するようになる。この発明は、上
述したＳＲモータに固有な起動特性の不具合を解消する
ためになされたものであって、デコード・ロジック回路
に入力する複数の位置センサ信号の演算処理方法を変更
して生成した出力信号に基づいて逆励磁を行い、ロータ
を逆方向に回転させたうえで、正常回転となるようにデ
コード・ロジック回路における位置センサ信号の演算処
理を正常時に戻すようにする。
ように、ａ点のロータ位置でＣ相を励磁すると、ｂ点の
トルク（逆方向ではあるがピークトルク）を得ることが
できるので、ロータは逆方向に回転する。Ａ相，Ｂ相の
トルクの落ち込みを脱出したＡ相トルクのピーク付近
で、Ｃ相からＡ相に切り替える（ｃ点→ｄ点）。即ち、
図１（ｂ）における位置センサの立上り信号を利用し
て正常回転に戻すとＡ相が励磁され、Ａ相→Ｂ相→Ｃ相
→Ａ相…と回転を継続するようになる。この発明は、上
述したＳＲモータに固有な起動特性の不具合を解消する
ためになされたものであって、デコード・ロジック回路
に入力する複数の位置センサ信号の演算処理方法を変更
して生成した出力信号に基づいて逆励磁を行い、ロータ
を逆方向に回転させたうえで、正常回転となるようにデ
コード・ロジック回路における位置センサ信号の演算処
理を正常時に戻すようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明の実施例を図面を参照し
ながら説明する。図３は、３相ＳＲモータの制御回路の
構成を示すブロック図である。３相ＳＲモータ２のロー
タには位置センサ３が設けてあり、３つの位置センサ
，，の検出信号はデコード・ロジック回路４に入
力して演算処理され、パワー・スイッチング回路１を構
成するスイッチ素子をオン・オフ制御するタイミング信
号を生成する。また、回転センサの検出信号はＦ／Ｖ
コンバータ１０を介して速度アンプ１１に入力し、速度
指令信号１２と演算された速度アンプ１１からの検出信
号が電流アンプ９に入力する。直流電源６とパワー・ス
イッチング回路１との間には電流検出器５が設けてあ
り、この電流検出器５の検出信号は電流検出回路７を介
して電流アンプ９に入力し、速度アンプ１１からの検出
信号と演算処理され、ＰＷＭ発生回路８に入力する。Ｐ
ＷＭ発生回路８からのＰＷＭ信号とデコード・ロジック
回路４からのタイミング信号はパワー・スイッチング回
路１に入力し、パワー・スイッチング回路１を構成する
複数のスイッチ素子を交互にオン・オフ制御する。パワ
ー・スイッチング回路１から出力される駆動電流は、３
相ＳＲモータ２におけるステータコイルを順次励磁し、
ロータを回転駆動させる。
ながら説明する。図３は、３相ＳＲモータの制御回路の
構成を示すブロック図である。３相ＳＲモータ２のロー
タには位置センサ３が設けてあり、３つの位置センサ
，，の検出信号はデコード・ロジック回路４に入
力して演算処理され、パワー・スイッチング回路１を構
成するスイッチ素子をオン・オフ制御するタイミング信
号を生成する。また、回転センサの検出信号はＦ／Ｖ
コンバータ１０を介して速度アンプ１１に入力し、速度
指令信号１２と演算された速度アンプ１１からの検出信
号が電流アンプ９に入力する。直流電源６とパワー・ス
イッチング回路１との間には電流検出器５が設けてあ
り、この電流検出器５の検出信号は電流検出回路７を介
して電流アンプ９に入力し、速度アンプ１１からの検出
信号と演算処理され、ＰＷＭ発生回路８に入力する。Ｐ
ＷＭ発生回路８からのＰＷＭ信号とデコード・ロジック
回路４からのタイミング信号はパワー・スイッチング回
路１に入力し、パワー・スイッチング回路１を構成する
複数のスイッチ素子を交互にオン・オフ制御する。パワ
ー・スイッチング回路１から出力される駆動電流は、３
相ＳＲモータ２におけるステータコイルを順次励磁し、
ロータを回転駆動させる。
【０００７】図１（ａ）は３相ＳＲモータの出力トルク
特性曲線を示し、図１（ｂ）はロータ回転に伴う位置セ
ンサ，，の出力信号の変化を示す。また、図１
（ｃ）は３相ＳＲモータ正転時におけるステータコイル
へ励磁電流を供給するスイッチ素子のオン信号を示し、
図１（ｄ）は逆転時におけるスイッチ素子のオン信号を
示す。正転時におけるＡ相コイルへ励磁電流を供給する
スイッチ素子のオン信号は、位置センサのＨ信号と位
置センサのＬ信号との論理積によって生成される。Ｂ
相コイルにおいては位置センサのＨ信号と位置センサ
のＬ信号との論理積により、Ｃ相コイルにおいては位
置センサのＨ信号と位置センサのＬ信号との論理積
によって生成される。また、逆転時におけるＡ相，Ｂ
相，Ｃ相へ励磁電流を供給するスイッチ素子のオン信号
は、位置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号、位
置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号、および位
置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号より成る論
理積によって生成される。
特性曲線を示し、図１（ｂ）はロータ回転に伴う位置セ
ンサ，，の出力信号の変化を示す。また、図１
（ｃ）は３相ＳＲモータ正転時におけるステータコイル
へ励磁電流を供給するスイッチ素子のオン信号を示し、
図１（ｄ）は逆転時におけるスイッチ素子のオン信号を
示す。正転時におけるＡ相コイルへ励磁電流を供給する
スイッチ素子のオン信号は、位置センサのＨ信号と位
置センサのＬ信号との論理積によって生成される。Ｂ
相コイルにおいては位置センサのＨ信号と位置センサ
のＬ信号との論理積により、Ｃ相コイルにおいては位
置センサのＨ信号と位置センサのＬ信号との論理積
によって生成される。また、逆転時におけるＡ相，Ｂ
相，Ｃ相へ励磁電流を供給するスイッチ素子のオン信号
は、位置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号、位
置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号、および位
置センサのＬ信号と位置センサのＨ信号より成る論
理積によって生成される。
【０００８】次に、３相ＳＲモータのロータが起動トル
クの小さいロータ位置に停止しているときの起動方法を
図２に示すフローチャートによって説明する。起動指令
をデコード・ロジック回路４に入力させ（Ｓ１０１）、
一定時間以上位置センサ出力が変化しないかどうかを確
認し（Ｓ１０２）、ＮＯであれば逆方向トルクを発生す
る相を励磁するようにデコード・ロジック回路４におけ
る位置センサ信号の極性を同時に切り替え、モータ回転
方向を逆転させる（Ｓ１０３）。トルクの落ち込み脱出
を位置センサ出力が変化することによって検出（Ｓ１０
４）し、正方向トルクを発生する相を励磁するように位
置センサ信号の極性を元に戻して、モータ回転を正方向
に戻す（Ｓ１０５）。
クの小さいロータ位置に停止しているときの起動方法を
図２に示すフローチャートによって説明する。起動指令
をデコード・ロジック回路４に入力させ（Ｓ１０１）、
一定時間以上位置センサ出力が変化しないかどうかを確
認し（Ｓ１０２）、ＮＯであれば逆方向トルクを発生す
る相を励磁するようにデコード・ロジック回路４におけ
る位置センサ信号の極性を同時に切り替え、モータ回転
方向を逆転させる（Ｓ１０３）。トルクの落ち込み脱出
を位置センサ出力が変化することによって検出（Ｓ１０
４）し、正方向トルクを発生する相を励磁するように位
置センサ信号の極性を元に戻して、モータ回転を正方向
に戻す（Ｓ１０５）。
【０００９】図１（ａ）におけるａ点のロータ位置にお
いては、図１（ｃ）に示すようにＡ相またはＢ相が励磁
されており、起動指令を与えても起動トルク不足のため
ロータは起動しない。このとき、Ｃ相を励磁すると図１
（ｄ）に示すようにｂ点のトルク（逆方向ではあるがピ
ークトルク）を得ることができる。これにより、ロータ
は逆回転するので、Ａ相とＢ相のトルクの落ち込みを脱
出したＡ相のピークトルク付近で図１（ｃ）に示すよう
にＣ相からＡ相に切り替える（ｃ点→ｄ点）。Ａ相の励
磁によりロータは正方向に回転するので、尓後は通常回
転のようにＡ相→Ｂ相→Ｃ相→Ａ相→…と回転を継続さ
せる。
いては、図１（ｃ）に示すようにＡ相またはＢ相が励磁
されており、起動指令を与えても起動トルク不足のため
ロータは起動しない。このとき、Ｃ相を励磁すると図１
（ｄ）に示すようにｂ点のトルク（逆方向ではあるがピ
ークトルク）を得ることができる。これにより、ロータ
は逆回転するので、Ａ相とＢ相のトルクの落ち込みを脱
出したＡ相のピークトルク付近で図１（ｃ）に示すよう
にＣ相からＡ相に切り替える（ｃ点→ｄ点）。Ａ相の励
磁によりロータは正方向に回転するので、尓後は通常回
転のようにＡ相→Ｂ相→Ｃ相→Ａ相→…と回転を継続さ
せる。
【００１０】図１（ａ）から明らかなように、起動トル
クが小さいロータ位置はａ点の他にも存在するので、ど
のロータ位置において起動トルク不足となっているのか
は簡単には確認できない。しかし乍ら、起動していない
ことは位置センサ信号によって容易に確認できるので、
デコード・ロジック回路に入力する凡ての位置センサ信
号の極性を同時に切り替えることによって逆励磁を実現
できる。従って、極めて簡単な信号切り替え操作によっ
て、起動トルク不足に基づく不具合を解決させることが
可能である。
クが小さいロータ位置はａ点の他にも存在するので、ど
のロータ位置において起動トルク不足となっているのか
は簡単には確認できない。しかし乍ら、起動していない
ことは位置センサ信号によって容易に確認できるので、
デコード・ロジック回路に入力する凡ての位置センサ信
号の極性を同時に切り替えることによって逆励磁を実現
できる。従って、極めて簡単な信号切り替え操作によっ
て、起動トルク不足に基づく不具合を解決させることが
可能である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、３相ＳＲモータに
固有な起動特性の不具合を、簡単な信号切り替え操作に
よって改善することができる。
固有な起動特性の不具合を、簡単な信号切り替え操作に
よって改善することができる。
【図１】３相ＳＲモータの出力トルク特性、位置センサ
信号、正転時と逆転時におけるコイルオン信号との関係
を示す波形図。
信号、正転時と逆転時におけるコイルオン信号との関係
を示す波形図。
【図２】起動方法を示すフローチャート。
【図３】３相ＳＲモータの制御回路の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図４】３相ＳＲモータの構成とその動作原理を示す説
明図。
明図。
１ パワー・スイッチング回路 ２ ３相ＳＲモータ ３ 位置センサ ４ デコード・ロジック回路 ５ 電流検出器 ６ 直流電源 ７ 電流検出回路 ８ ＰＷＭ発生回路 ９ 電流アンプ １０ Ｆ／Ｖコンバータ １１ 速度アンプ １２ 速度指令信号
Claims (1)
- 【請求項１】 ロータの突極位置を検出する複数の位置
センサ信号を演算処理するデコード・ロジック回路から
の出力信号と、ＰＷＭ発生回路からのＰＷＭ信号とに基
づいて、パワー・スイッチング回路を構成するスイッチ
素子のオン・オフ信号を制御してロータを回転駆動させ
る３相ＳＲモータの起動方法において、 前記デコード・ロジック回路に入力する位置センサから
の出力信号が一定時間以上変化しないことによって、３
相ＳＲモータが起動トルク不足のロータ位置にあること
を確認したときは、デコード・ロジック回路における位
置センサ信号の演算処理方法を変更して、３相ＳＲモー
タを逆励磁するように前記パワー・スイッチング回路を
構成するスイッチ素子のオン・オフ信号のタイミングを
調整し、 ３相ＳＲモータの逆方向回転が位置センサからの出力信
号によって検出されたときは、デコード・ロジック回路
における位置センサ信号の演算処理を正常に戻し、ロー
タの回転方向が正方向になるように、パワー・スイッチ
ング回路を構成するスイッチ素子のオン・オフ信号のタ
イミングを制御するようにしたことを特徴とする３相Ｓ
Ｒモータの起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152918A JPH10337073A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ３相ｓｒモータの起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9152918A JPH10337073A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ３相ｓｒモータの起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337073A true JPH10337073A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15551003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9152918A Withdrawn JPH10337073A (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | ３相ｓｒモータの起動方法 |
Country Status (1)
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