JPH1066378A - Sr(スイッチド・リラクタンス)型モータの駆動装置 - Google Patents

Sr(スイッチド・リラクタンス)型モータの駆動装置

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JPH1066378A
JPH1066378A JP8227849A JP22784996A JPH1066378A JP H1066378 A JPH1066378 A JP H1066378A JP 8227849 A JP8227849 A JP 8227849A JP 22784996 A JP22784996 A JP 22784996A JP H1066378 A JPH1066378 A JP H1066378A
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JP
Japan
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current
signal
current waveform
motor
switching circuit
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JP8227849A
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English (en)
Inventor
Morihiro Saito
守弘 斎藤
Hideyuki Amami
秀行 雨海
Masaaki Aoyama
公明 青山
Hiroyuki Shimizu
裕之 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SRモータの振動と騒音を軽減させる。 【解決手段】 SRモータ14のロータ回転軸に設けた
整流センサ131 〜133 より検出したロータ突極位置
の検出信号を、デコード・ロジック10を介して各相ご
との電流ループを形成する電流波形発生器1に入力さ
せ、予め設定した電流波形の信号を生成させる。また、
整流センサ131 の検出信号をF/Vコンバータ9にお
いて変換した電圧信号を速度アンプ8に入力させて速度
指令信号7と比較演算し、その演算値を乗算器2に入力
させて電流波形発生器1からの出力信号と乗算し、さら
に、電流検出器12からの検出信号と電流アンプ3にお
いて演算したうえでPWMゼネレータ4に入力してPW
M出力信号が生成される。このPWM出力信号によって
パワー・スイッチング回路5をオン・オフ制御して所望
の電流波形を有する出力電流を生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車、電動
台車、クレーンその他において使用される可変速モー
タ、特にスイッチド・リラクタンス型モータ(以下、S
Rモータという)の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】SRモータは突極構造のステータとロー
タを備えており、ロータの突極位置の検出信号および速
度指令信号と出力電流信号に基づいて、ステータを構成
する突極に巻回したコイルに順次電流を供給することに
よってロータを回転駆動させている。
【0003】図2は、従来技術による3相SRモータの
駆動装置の構成を示すブロック図である。図2におい
て、3相SRモータ112のロータに直結した回転軸に
は整流センサ1111 〜1113 が設けてあり、この整
流センサにより検出されたロータ位置検出信号はデコー
ド・ロジック108に入力する。パワー・スイッチング
回路102に入力した直流電源101からの直流電力は
PWMゼネレータ103からのPWM信号とデコード・
ロジック108からの信号とによってオン・オフ制御さ
れ、生成された電流を3相SRモータ112のステータ
を構成する突極に巻回したコイルに順次供給する。整流
センサ1111 からの検出信号はF/Vコンバータ10
7において電圧信号に変換され、速度アンプ105に入
力して速度指令信号104との演算結果を電流アンプ1
06に入力する。また、パワー・スイッチング回路10
2からの出力電流は電流変成器1101 〜1103 を介
して電流検出器109によって検出され、電流アンプ1
06に入力して速度アンプ105からの検出信号と演算
され、PWMゼネレータ103へ入力してPWM信号を
生成するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ステータを構成する1
対の突極コイルに電流を供給すると、対向するロータの
突極との間に吸引力が発生し、このためステータコアは
図3に示すように変形し、吸引力と変形量との積が位置
エネルギーとして蓄積される。位置エネルギー蓄積時に
おいては、コイルのインダクタンスに抗して電流を流す
ため、図5(a)に示すように、電流は急激に立ち上が
れずステータコアは振動しない。この蓄積された位置エ
ネルギーは、電流が減衰する時に放出されて運動エネル
ギーに変換され、ステータコアは振動して騒音を発生す
る。従来技術によるSRモータのコイル印加電圧,コイ
ル電流,ステータコイルの振動との関係を示す運転特性
は、図5(a)の通りである。ステータコアの騒音(振
動)を減少させる対策を検討した結果、ステータへの供
給電流の切り始めをステータコアの固有振動数周期の2
倍以上の時間をかけて、運動エネルギーを放出させるよ
うに滑らかにしてやると、ステータコアの騒音(振動)
の発生を抑制できることが判った。なお、放出時間は長
いほど振動は抑制できるが、モータ自身の性能が劣化す
るので、固有振動数周期の2〜3倍が適当である。
【0005】本発明は、上述した従来技術によるSRモ
ータの駆動回路における欠点を解消するためになされた
ものであって、ステータコアの振動に伴う騒音を軽減さ
せる駆動回路を構成しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるSRモータ
の駆動装置は、ロータの突極位置の検出信号等に基づい
てパワー・スイッチング回路をオン・オフ制御し、ステ
ータを構成する突極のコイルに励磁電流を順次供給する
ことによってロータを駆動させるSRモータの駆動装置
において、前記パワー・スイッチング回路をオン・オフ
制御する駆動制御回路を各相ごとの電流ループによって
形成し、夫々の電流ループごとに設けた電流波形発生器
から任意の電流波形を有する電流指令信号を前記電流ル
ープごとに与え、前記出力電流減衰時における電流波形
を、予め設定した電流波形発生器からの電流波形に近似
させるようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図1は、本発明によるSRモータ
の駆動装置の回路構成を示すブロック図であって、3相
のSRモータ14のロータに直結した回転軸の一端には
整流センサ131 〜133 が設けてあり、また、電流ル
ープA,B,Cより成るパワー・スイッチング回路5か
らの出力電流は3相SRモータ14のステータを構成す
る突極に巻回した夫々のコイルへ供給される。
【0008】整流センサ131 〜133 によって検出さ
れたロータ位置検出信号はデコード・ロジック10を介
して電流ループA,B,Cより成る電流波形発生器1に
入力する。また、整流センサ131 からの検出信号はF
/Vコンバータ9において電圧信号に変換され、速度ア
ンプ8に入力して速度指令信号7との演算結果が乗算器
2の各電流ループに入力する。電流波形発生器1からの
各電流ループ信号と速度アンプ8からの各電流ループ信
号とは乗算器2において乗算され、その出力信号は電流
アンプ3の夫々の電流ループに入力する。パワー・スイ
ッチング回路5からの各相電流は電流変成器111 〜1
3 を介して電流検出器12において検出され、夫々の
電流検出信号は電流アンプ3を構成する夫々の電流ルー
プに入力し、乗算器2からの出力信号と演算されたうえ
でPWMゼネレータ4へ入力する。PWMゼネレータ4
において生成された各相ごとのPWM信号はパワー・ス
イッチング回路5に入力し、直流電源6から入力した直
流電力を順次オン・オフ制御して3相の出力電流を生成
し、SRモータ14への駆動電流となる。
【0009】次に、駆動制御回路を構成する電流ループ
における信号波形の変化を図4に示す。図1における電
流波形発生器1の出力端,,における信号波形
は、図4の(a),(b),(c) に示すように、位相が夫々12
0°ずれた同一形状の台形波であって、予め設定した電
流波形を有するものである。速度アンプ8の出力信号
は、速度指令信号7とF/Vコンバータ9からの出力信
号とを比較演算することによって得られるものであるか
ら、速度指令信号7を大きく(H)とすると速度アンプ
8の出力信号も大きく(H)となり、速度指令信号7が
小さく(L)となると速度アンプ8からの出力信号も小
さく(L)となる。乗算器2からの出力信号は、電流波
形発生器1の出力信号に速度アンプ8の出力信号を乗算
したものであるから、速度アンプ8の出力信号が(H)
であるか(L)であるかによって、乗算器2の出力信号
も電流波形発生器1からの信号波形に類似した振幅が
(H)もしくは(L)となる信号となる。図1における
乗算器2の出力端における出力信号波形を例として示
すと、図4における(d) のようになる。
【0010】電流アンプ3の出力信号は、乗算器2の出
力信号と電流検出器12の出力信号とを演算して得たも
のであるので、乗算器2の出力信号に類似の信号とな
り、図4の(e) に示すようになる。電流アンプ3の出力
信号はPWMゼネレータ4に入力して三角波搬送波と演
算されてPWM出力信号を生成する。PWMゼネレータ
4の出力端におけるPWM出力信号は図4の(f) もし
くは(g) のようになる。即ち、速度指令信号7が(H)
である時と(L)である時によってパワー・スイッチン
グ回路5をオン・オフ制御するPWM出力信号は変化す
る。
【0011】以上の説明から明らかなように、電流アン
プ3からの出力信号は速度指令信号7の大小によって振
幅が変化するが、基本的には電流波形発生器1からの出
力電流波形に類似した波形である。従って、予め設定し
ておく電流波形発生器1の信号波形を、緩やかに減衰を
開始するような形状にすると、パワー・スイッチング回
路5におけるの出力電流波形は図4の(h) に示すよう
な波形となる。図4の(h)に示す電流波形における減
衰形状は、減衰し始めを滑らかにして終了までの波形を
S字状にすると共に、減衰所要時間をステータコアの固
有振動数周期の2〜3倍の長さとしたものである。この
ような波形を有する電流によって駆動されるSRモータ
では、ステータコアの変形に伴う振動や騒音が抑制され
たSRモータとなる。本発明によるSRモータの運転特
性を図5(b)に示す。図5(a)と(b)から明らか
なように、従来技術によるSRモータにおいては、コイ
ル電流は急激に減衰するのでステータコアは大きく振動
するが、本発明によるSRモータにおいては、コイル電
流はS字状の減衰形状によって緩やかに減衰するので、
ステータコアの振動は極めて小さくなることが判る。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるSR
モータの駆動回路は、パワー・スイッチング回路を構成
するスイッチング素子をオン・オフ制御する駆動回路を
各相ごとの電流ループによって形成し、それぞれの電流
ループに設けた電流波形発生器から任意の電流波形を有
する電流指令信号を前記電流ループごとに与え、パワー
スイッチング回路からの出力電流の減衰時における電流
波形を、予め設定した電流波形発生器からの電流波形に
近似させ、電流減衰時における波形を任意に制御するこ
とができる。即ち、電流波形の減衰し始めを滑らかにす
ると共に、減衰所要時間をステータコアの固有振動数周
期の2〜3倍の長さとした電流指令信号を電流波形発生
器から供給すると、ステータコアの騒音(振動)の発生
を抑制したSRモータを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSRモータの駆動装置の回路構成を示
すブロック図。
【図2】従来技術におけるSRモータの駆動装置の回路
構成を示すブロック図。
【図3】ステータコアの変形を示す説明図。
【図4】波形図。
【図5】SRモータの運転特性の比較。
【符号の説明】
1 電流波形発生器 2 乗算器 3 電流アンプ 4 PWMゼネレータ 5 パワー・スイッチング回路 6 直流電源 7 速度指令信号 8 速度アンプ 9 F/Vコンバータ 10 デコード・ロジック 11 電流変成器 12 電流検出器 13 整流センサ 14 SRモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 裕之 東京都墨田区堤通1丁目19番9号 日本電 気精器株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータ突極位置の検出信号と速度指令信
    号およびパワー・スイッチング回路の出力電流の検出信
    号に基づいて、前記パワー・スイッチング回路を構成す
    るスイッチング素子をオン・オフ制御し、ステータを構
    成する突極に巻回したコイルに前記出力電流を順次供給
    することによってロータを駆動させるSR(スイッチド
    ・リラクタンス)型モータの駆動装置において、 前記パワー・スイッチング回路を構成するスイッチング
    素子をオン・オフ制御する駆動制御回路を各相ごとに設
    けた電流ループによって構成し、任意の電流波形を有す
    る電流指令信号を前記電流ループを構成する電流波形発
    生器から出力させ、前記パワー・スイッチング回路から
    出力する電流波形の減衰時の形状を、予め設定した電流
    波形に類似させるようにしたことを特徴とするSR(ス
    イッチド・リラクタンス)型モータの駆動装置。
  2. 【請求項2】 パワー・スイッチング回路からの出力電
    流における電流波形の減衰形状を、減衰し始めを滑らか
    にして終了までの波形をS字状にすると共に、減衰所要
    時間をステータコアの固有振動数周期の2〜3倍の長さ
    としたことを特徴とする請求項1に記載のSR(スイッ
    チド・リラクタンス)型モータの駆動装置。
JP8227849A 1996-08-09 1996-08-09 Sr(スイッチド・リラクタンス)型モータの駆動装置 Pending JPH1066378A (ja)

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JP (1) JPH1066378A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10146092A (ja) * 1996-11-01 1998-05-29 Samsung Electron Co Ltd モータ駆動装置
JP2000116183A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Samsung Electronics Co Ltd スイッチドリラクタンスモ―タの駆動装置
JP2000166292A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Sharp Corp スイッチ式リラクタンスモータ及びその駆動回路
JP2003079116A (ja) * 2001-09-03 2003-03-14 Nidec Shibaura Corp モータ
KR100429639B1 (ko) * 2001-12-27 2004-05-03 주식회사 엘지이아이 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동회로

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JP2000166292A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Sharp Corp スイッチ式リラクタンスモータ及びその駆動回路
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20001024