JPH11123000A - 位置および速度センサレス制御装置 - Google Patents
位置および速度センサレス制御装置Info
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- JPH11123000A JPH11123000A JP9303701A JP30370197A JPH11123000A JP H11123000 A JPH11123000 A JP H11123000A JP 9303701 A JP9303701 A JP 9303701A JP 30370197 A JP30370197 A JP 30370197A JP H11123000 A JPH11123000 A JP H11123000A
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- detector
- magnetic flux
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】位置検出器と速度検出器を用いないで、 低速
の場合においても高精度なトルク制御が得られるものを
提供することにある。 【解決手段】ギャップ磁束の方向と平行に振れる高調波
電流を該同期電動機に重畳する高調波電流重畳器と、該
同期電動機に印加された電圧の中で前記高調波電流重畳
器で重畳された高調波電流と同一の周波数の電圧成分で
前記ギャップ磁束の方向と垂直方向の成分を検出する高
調波電圧検出器と、前記高調波電流と前記高調波電圧検
出器の出力から前記ギャップ磁束の位相誤差を検出する
位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の出力を０に収
束させるための比例積分増幅器を具備する。また入力し
たトルク指令から、前記高調波電圧重畳器や前記高調波
電流重畳器で重畳される高調波の周波数と同じ周波数の
成分を除去したものをトルク制御器にトルク指令として
出力するノッチフィルタを具備するものである。
の場合においても高精度なトルク制御が得られるものを
提供することにある。 【解決手段】ギャップ磁束の方向と平行に振れる高調波
電流を該同期電動機に重畳する高調波電流重畳器と、該
同期電動機に印加された電圧の中で前記高調波電流重畳
器で重畳された高調波電流と同一の周波数の電圧成分で
前記ギャップ磁束の方向と垂直方向の成分を検出する高
調波電圧検出器と、前記高調波電流と前記高調波電圧検
出器の出力から前記ギャップ磁束の位相誤差を検出する
位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の出力を０に収
束させるための比例積分増幅器を具備する。また入力し
たトルク指令から、前記高調波電圧重畳器や前記高調波
電流重畳器で重畳される高調波の周波数と同じ周波数の
成分を除去したものをトルク制御器にトルク指令として
出力するノッチフィルタを具備するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置センサや速度
センサが付いていない同期電動機のトルクや回転速度を
制御するシステム、特に同期電動機の回転数が低速の場
合での安定性を確保する位置および速度センサレス制御
装置に関するものである。
センサが付いていない同期電動機のトルクや回転速度を
制御するシステム、特に同期電動機の回転数が低速の場
合での安定性を確保する位置および速度センサレス制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の技術のブロック線図の一例
を示し、以下この図に従って説明する。なお、説明を簡
単にするために同期電動機の界磁巻線の部分を永久磁石
とした永久磁石形同期電動機の場合について説明する。
図３において、速度制御器３は、同期電動機２の回転速
度指令ωｃと速度検出器１９の出力の回転速度ωｇを入
力し、前記回転速度指令に前記回転速度が追従するよう
なトルク指令Ｔｃを出力する。トルク制御器６は、前記
トルク指令Ｔｃを入力し、同期電動機２の出力トルクが
前記トルク指令通りになるような電力変換器１への制御
信号を出力し、この信号を入力する電力変換器１は同期
電動機２に電力を供給する。
を示し、以下この図に従って説明する。なお、説明を簡
単にするために同期電動機の界磁巻線の部分を永久磁石
とした永久磁石形同期電動機の場合について説明する。
図３において、速度制御器３は、同期電動機２の回転速
度指令ωｃと速度検出器１９の出力の回転速度ωｇを入
力し、前記回転速度指令に前記回転速度が追従するよう
なトルク指令Ｔｃを出力する。トルク制御器６は、前記
トルク指令Ｔｃを入力し、同期電動機２の出力トルクが
前記トルク指令通りになるような電力変換器１への制御
信号を出力し、この信号を入力する電力変換器１は同期
電動機２に電力を供給する。
【０００３】トルク制御器６の中で電流指令生成器５
は、トルク指令Ｔｃと速度検出器１９の出力の回転速度
ωｇにより、同期電動機２の一次電流で、ギャップ磁束
に水平な成分の電流指令ｉｄｃと、ギャップ磁束に垂直
な成分の電流指令ｉｑｃを出力する。電流制御器７で
は、位置検出器１８の出力のギャップ磁束の位置θｇと
電流検出器８で検出した一次電流ｉ１を、ギャップ磁束
の方向に水平な成分電流ｉｄと、垂直な成分電流ｉｑに
分けたものが、それぞれの指令であるｉｄｃ、ｉｑｃに
追従するような電力変換器１への制御信号を出力する。
は、トルク指令Ｔｃと速度検出器１９の出力の回転速度
ωｇにより、同期電動機２の一次電流で、ギャップ磁束
に水平な成分の電流指令ｉｄｃと、ギャップ磁束に垂直
な成分の電流指令ｉｑｃを出力する。電流制御器７で
は、位置検出器１８の出力のギャップ磁束の位置θｇと
電流検出器８で検出した一次電流ｉ１を、ギャップ磁束
の方向に水平な成分電流ｉｄと、垂直な成分電流ｉｑに
分けたものが、それぞれの指令であるｉｄｃ、ｉｑｃに
追従するような電力変換器１への制御信号を出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かよう
な従来の構成では、ギャップ磁束位置を検出する位置検
出器と回転速度を検出する速度検出器が必要となる。こ
れらの位置および速度検出器は、振動、粉塵や温度等の
使用制限や、モータ体積の増大、さらに検出器信号線の
断線やノイズ混入等の問題がある。
な従来の構成では、ギャップ磁束位置を検出する位置検
出器と回転速度を検出する速度検出器が必要となる。こ
れらの位置および速度検出器は、振動、粉塵や温度等の
使用制限や、モータ体積の増大、さらに検出器信号線の
断線やノイズ混入等の問題がある。
【０００５】さらに、位置および速度検出器の分解能の
影響により、同期電動機の回転速度が低速の場合は、正
確な検出が困難となる。ここで、位置および速度検出器
の出力に誤差が生じると、ギャップ磁束位置に平行な成
分と垂直な成分の各電流指令値が正確な値ではなくな
り、トルク指令Ｔｃ通りのトルクが同期電動機から出力
されなくなる。本発明は上述した点に鑑みて創案された
もので、その目的とするところは、これらの欠点を解決
し、位置検出器と速度検出器を用いないで、低速の場合
においても高精度なトルク制御が得られる位置および速
度センサレス制御装置を提供することにある。
影響により、同期電動機の回転速度が低速の場合は、正
確な検出が困難となる。ここで、位置および速度検出器
の出力に誤差が生じると、ギャップ磁束位置に平行な成
分と垂直な成分の各電流指令値が正確な値ではなくな
り、トルク指令Ｔｃ通りのトルクが同期電動機から出力
されなくなる。本発明は上述した点に鑑みて創案された
もので、その目的とするところは、これらの欠点を解決
し、位置検出器と速度検出器を用いないで、低速の場合
においても高精度なトルク制御が得られる位置および速
度センサレス制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 １．請求項１において、ギャップ磁束の方向と平行に振
れる高調波電流を同期電動機に重畳する高調波電流重畳
器と、この同期電動機に印加された電圧の中で前記高調
波電流重畳器で重畳された高調波電流と同一の周波数の
電圧成分で前記ギャップ磁束の方向と垂直方向の成分を
検出する高調波電圧検出器と、前記高調波電流と前記高
調波電圧検出器の出力から前記ギャップ磁束の位相誤差
を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の出
力を０に収束させるための比例積分増幅器を具備するも
のである。
するための手段は、 １．請求項１において、ギャップ磁束の方向と平行に振
れる高調波電流を同期電動機に重畳する高調波電流重畳
器と、この同期電動機に印加された電圧の中で前記高調
波電流重畳器で重畳された高調波電流と同一の周波数の
電圧成分で前記ギャップ磁束の方向と垂直方向の成分を
検出する高調波電圧検出器と、前記高調波電流と前記高
調波電圧検出器の出力から前記ギャップ磁束の位相誤差
を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検出器の出
力を０に収束させるための比例積分増幅器を具備するも
のである。
【０００７】２．請求項２において、ギャップ磁束の方
向と平行に振れる高調波電圧を該同期電動機に重畳する
高調波電圧重畳器と、該同期電動機に流れる電流の中で
前記高調波電圧重畳器で重畳された高調波電圧と同一の
周波数の電流成分で前記ギャップ磁束の方向と垂直方向
の成分を検出する高調波電流検出器と、前記高調波電圧
と前記高調波電流検出器の出力から前記ギャップ磁束の
位相誤差を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検
出器の出力を０に収束させるための比例積分増幅器を具
備するものである。
向と平行に振れる高調波電圧を該同期電動機に重畳する
高調波電圧重畳器と、該同期電動機に流れる電流の中で
前記高調波電圧重畳器で重畳された高調波電圧と同一の
周波数の電流成分で前記ギャップ磁束の方向と垂直方向
の成分を検出する高調波電流検出器と、前記高調波電圧
と前記高調波電流検出器の出力から前記ギャップ磁束の
位相誤差を検出する位相誤差検出器と、前記位相誤差検
出器の出力を０に収束させるための比例積分増幅器を具
備するものである。
【０００８】３．請求項３において、前記高調波電圧検
出器の出力の時間積分値と、前記高調波電流重畳器で重
畳された高調波電流との積を演算し、その平均値の極性
を反転して前記推定されたギャップ磁束の位相誤差を検
出する位相誤差検出器を具備するものである。
出器の出力の時間積分値と、前記高調波電流重畳器で重
畳された高調波電流との積を演算し、その平均値の極性
を反転して前記推定されたギャップ磁束の位相誤差を検
出する位相誤差検出器を具備するものである。
【０００９】４．請求項４において、前記高調波電流検
出器の出力の時間微分値と、前記高調波電圧重畳器で重
畳された高調波電圧との積を演算し、その平均値の極性
を反転して前記推定されたギャップ磁束の位相誤差を検
出する位相誤差検出器を具備するものである。
出器の出力の時間微分値と、前記高調波電圧重畳器で重
畳された高調波電圧との積を演算し、その平均値の極性
を反転して前記推定されたギャップ磁束の位相誤差を検
出する位相誤差検出器を具備するものである。
【００１０】５．請求項５において、入力したトルク指
令から、前記高調波電圧重畳器や前記高調波電流重畳器
で重畳される高調波の周波数と同じ周波数の成分を除去
したものをトルク制御器にトルク指令として出力するノ
ッチフィルタを具備する請求項１、２、３及び４記載の
ものである。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳述する。
令から、前記高調波電圧重畳器や前記高調波電流重畳器
で重畳される高調波の周波数と同じ周波数の成分を除去
したものをトルク制御器にトルク指令として出力するノ
ッチフィルタを具備する請求項１、２、３及び４記載の
ものである。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳述する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は請求項１と請求項３記載の
本発明の一実施例を示すブロック線図を示し、以下この
図に基づいて説明する。なお、図３と同符号のものは同
じ構成、機能を有するためその説明を省略する。図１に
おいて、高調波電流発生器１５は、周波数ｆｈの高調波
電流ｉｈを出力する。その高調波電流は、加算器１０に
よりｉｄｃに加算される。よって、高調波電流発生器１
５と加算器１０とで高調波電流重畳器を構成しているこ
とになる。高調波電圧検出器１２は、電圧検出器９で検
出された一次電圧ｖ１よりギャップ磁束の位相指令θｇ
を用いてギャップ磁束に垂直な成分で高調波電流発生器
１５の出力の高調波電流の周波数ｆｈと同一の周波数の
成分ｖｈを抽出し出力する。位相誤差検出器１３は、高
調波電圧検出器１２の出力を時間積分して、それと前記
高調波電流との積を演算し、その平均値の符号を逆転し
たものを比例積分増幅器１４に出力する。比例積分増幅
器１４は、位相誤差検出器１３の出力Δωから該同期電
動機の回転速度ωｇを出力する。ノッチフィルタ４は、
トルク指令Ｔｃのｆｈ成分のみ除去してトルク制御器６
に出力する。
本発明の一実施例を示すブロック線図を示し、以下この
図に基づいて説明する。なお、図３と同符号のものは同
じ構成、機能を有するためその説明を省略する。図１に
おいて、高調波電流発生器１５は、周波数ｆｈの高調波
電流ｉｈを出力する。その高調波電流は、加算器１０に
よりｉｄｃに加算される。よって、高調波電流発生器１
５と加算器１０とで高調波電流重畳器を構成しているこ
とになる。高調波電圧検出器１２は、電圧検出器９で検
出された一次電圧ｖ１よりギャップ磁束の位相指令θｇ
を用いてギャップ磁束に垂直な成分で高調波電流発生器
１５の出力の高調波電流の周波数ｆｈと同一の周波数の
成分ｖｈを抽出し出力する。位相誤差検出器１３は、高
調波電圧検出器１２の出力を時間積分して、それと前記
高調波電流との積を演算し、その平均値の符号を逆転し
たものを比例積分増幅器１４に出力する。比例積分増幅
器１４は、位相誤差検出器１３の出力Δωから該同期電
動機の回転速度ωｇを出力する。ノッチフィルタ４は、
トルク指令Ｔｃのｆｈ成分のみ除去してトルク制御器６
に出力する。
【００１２】図２は請求項２と請求項３記載の本発明の
一実施例を示すブロック線図であり、図１と異なる部分
は、高調波電流発生器１５が高調波電圧発生器１６、高
調波電圧検出器１２が高調波電流検出器１７にしている
ことである。
一実施例を示すブロック線図であり、図１と異なる部分
は、高調波電流発生器１５が高調波電圧発生器１６、高
調波電圧検出器１２が高調波電流検出器１７にしている
ことである。
【００１３】以下は本発明によって、前記問題点を解決
できる理由を説明する。同期電動機は、円筒形回転子と
突極形回転子に分類することができる。円筒形回転子の
同期電動機は一般に、磁束が飽和している状態で運転さ
れている。よって、ギャップ磁束方向は磁束密度が高い
ためにインダクタンスが小さく、ギャップ磁束と垂直方
向は磁束密度が低いのでインダクタンスが大きくなる。
つまり、ギャップ磁束の方向に依存してインダクタンス
の空間的分布が存在していることになる。一方、突極形
回転子の同期電動機はその構造から、円筒形回転子と同
様なインダクタンスの空間的分布が存在していることは
明らかである。よって、ギャップ磁束と平行な軸のイン
ダクタンスをＬｄ、ギャップ磁束と垂直な軸のインダク
タンスをＬｑとする。
できる理由を説明する。同期電動機は、円筒形回転子と
突極形回転子に分類することができる。円筒形回転子の
同期電動機は一般に、磁束が飽和している状態で運転さ
れている。よって、ギャップ磁束方向は磁束密度が高い
ためにインダクタンスが小さく、ギャップ磁束と垂直方
向は磁束密度が低いのでインダクタンスが大きくなる。
つまり、ギャップ磁束の方向に依存してインダクタンス
の空間的分布が存在していることになる。一方、突極形
回転子の同期電動機はその構造から、円筒形回転子と同
様なインダクタンスの空間的分布が存在していることは
明らかである。よって、ギャップ磁束と平行な軸のイン
ダクタンスをＬｄ、ギャップ磁束と垂直な軸のインダク
タンスをＬｑとする。
【００１４】図４は実際のギャップ磁束φｇｒとトルク
制御器が推定しているギャップ磁束φｇの関係をベクト
ルで表したもので、これらのベクトルには位相差Δθが
あるとしている。高調波電流発生器と加算器とで構成さ
れる高調波電流重畳器により、高調波電流はφｇの線上
を交番する高調波となる。それをφｇｒの方向をｄ軸と
し、それと直交する方向をｑ軸とする座標軸で見ると、
各成分は ｉｈｄｒ＝Ｉ・ｃｏｓ（Δθ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ） （１） ｉｈｑｒ＝Ｉ・ｓｉｎ（Δθ）・ｃｏｓ（ωｈ・ｔ） （２） で表せる。ここで、ｉｈｄｒは高調波電流のｄ軸成分、
ｉｈｑｒはｑ軸成分、Ｉは高調波電流の振幅、ωｈは高
調波電流の角周波数、ｔは時間である。
制御器が推定しているギャップ磁束φｇの関係をベクト
ルで表したもので、これらのベクトルには位相差Δθが
あるとしている。高調波電流発生器と加算器とで構成さ
れる高調波電流重畳器により、高調波電流はφｇの線上
を交番する高調波となる。それをφｇｒの方向をｄ軸と
し、それと直交する方向をｑ軸とする座標軸で見ると、
各成分は ｉｈｄｒ＝Ｉ・ｃｏｓ（Δθ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ） （１） ｉｈｑｒ＝Ｉ・ｓｉｎ（Δθ）・ｃｏｓ（ωｈ・ｔ） （２） で表せる。ここで、ｉｈｄｒは高調波電流のｄ軸成分、
ｉｈｑｒはｑ軸成分、Ｉは高調波電流の振幅、ωｈは高
調波電流の角周波数、ｔは時間である。
【００１５】同期電動機の高調波に対する等価回路は、
抵抗ＲとインダクタンスＬｄまたはＬｑの直列回路とみ
なすことができるので、この高調波電流を流すための一
次電圧の高調波成分は、 ｖｈｄｒ＝ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌｄ・Ｌｄ）・Ｉ・ｃｏｓ（Δθ） ・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｄ） （３） ｖｈｑｒ＝ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌｑ・Ｌｑ）・Ｉ・ｓｉｎ（Δθ） ・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｑ） （４） と表すことができる。ここで、ｖｈｄｒは高調波電圧の
ｄ軸成分、ｖｈｑｒはｑ軸成分、ｓｑｒｔ（）は平方根
の関数、αｄはωｈ・Ｌｄ／Ｒの逆正接、αｑはωｈ・
Ｌｑ／Ｒの逆正接である。
抵抗ＲとインダクタンスＬｄまたはＬｑの直列回路とみ
なすことができるので、この高調波電流を流すための一
次電圧の高調波成分は、 ｖｈｄｒ＝ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌｄ・Ｌｄ）・Ｉ・ｃｏｓ（Δθ） ・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｄ） （３） ｖｈｑｒ＝ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌｑ・Ｌｑ）・Ｉ・ｓｉｎ（Δθ） ・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｑ） （４） と表すことができる。ここで、ｖｈｄｒは高調波電圧の
ｄ軸成分、ｖｈｑｒはｑ軸成分、ｓｑｒｔ（）は平方根
の関数、αｄはωｈ・Ｌｄ／Ｒの逆正接、αｑはωｈ・
Ｌｑ／Ｒの逆正接である。
【００１６】高調波電圧検出器の出力は、φｇの軸と垂
直な高調波電圧の成分なので、 ｖｈ＝（Ｉ／２）・ｓｉｎ（２・Δθ）・｛ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌ ｑ・Ｌｑ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｑ）−ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ ・Ｌｄ・Ｌｄ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｄ）｝ （５） となる。
直な高調波電圧の成分なので、 ｖｈ＝（Ｉ／２）・ｓｉｎ（２・Δθ）・｛ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ・Ｌ ｑ・Ｌｑ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｑ）−ｓｑｒｔ（Ｒ・Ｒ＋ωｈ・ωｈ ・Ｌｄ・Ｌｄ）・ｓｉｎ（ωｈ・ｔ＋αｄ）｝ （５） となる。
【００１７】位相誤差検出器の出力Δωはｉｈ＝Ｉ・ｓ
ｉｎ（ωｈ・ｔ）と（５）式のｖｈの時間積分値の平均
値の符号を逆転したものなので、 Δω＝−｛（Ｉ・Ｉ）／（４・ωｈ）｝・ｓｉｎ（２・Δθ）・（ωｈ・Ｌｑ− ωｈ・Ｌｄ） （６） となる。Ｌｑ＞Ｌｄなので（６）式よりΔθ＞０の場合
はΔω＜０、Δθ＜０の場合はΔω＞０となることが解
る。つまり推定しているギャップ磁束φｇの位相が実際
のギャップ磁束の位相より進んでいる場合は、Δω＜０
となり減算器によってωｇが小さくなるのでφｇの位相
の進みが遅くなり実際のギャップ磁束に一致するように
なる。逆の場合も同様である。
ｉｎ（ωｈ・ｔ）と（５）式のｖｈの時間積分値の平均
値の符号を逆転したものなので、 Δω＝−｛（Ｉ・Ｉ）／（４・ωｈ）｝・ｓｉｎ（２・Δθ）・（ωｈ・Ｌｑ− ωｈ・Ｌｄ） （６） となる。Ｌｑ＞Ｌｄなので（６）式よりΔθ＞０の場合
はΔω＜０、Δθ＜０の場合はΔω＞０となることが解
る。つまり推定しているギャップ磁束φｇの位相が実際
のギャップ磁束の位相より進んでいる場合は、Δω＜０
となり減算器によってωｇが小さくなるのでφｇの位相
の進みが遅くなり実際のギャップ磁束に一致するように
なる。逆の場合も同様である。
【００１８】以上のように、磁気飽和により磁束軸方向
と垂直方向ではインダクタンスの値が異なることを利用
して、実際のギャップ磁束の位相にトルク制御上のギャ
ップ磁束の位相を合わせることが可能であり、これは回
転速度に依存しない高精度のトルク制御が可能となる。
と垂直方向ではインダクタンスの値が異なることを利用
して、実際のギャップ磁束の位相にトルク制御上のギャ
ップ磁束の位相を合わせることが可能であり、これは回
転速度に依存しない高精度のトルク制御が可能となる。
【００１９】なお高調波成分はギャップ磁束と平行な成
分の電流指令ｉｄｃのみに重畳されるべきであるがトル
ク指令Ｔｃに同じ周波数の高調波が存在すると、ギャッ
プ磁束と垂直な成分の電流指令ｉｑｃにもその周波数の
高調波電流が流れることになるので、ノッチフィルタに
よりトルク指令に含まれる重畳される高調波周波数と同
じ周波数の成分は除去されなければならない。
分の電流指令ｉｄｃのみに重畳されるべきであるがトル
ク指令Ｔｃに同じ周波数の高調波が存在すると、ギャッ
プ磁束と垂直な成分の電流指令ｉｑｃにもその周波数の
高調波電流が流れることになるので、ノッチフィルタに
よりトルク指令に含まれる重畳される高調波周波数と同
じ周波数の成分は除去されなければならない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置検出器と速度検出器を用いないで、低速の場合におい
ても高精度なトルク制御が得られ、実用上、極めて有用
性の高いものである。
置検出器と速度検出器を用いないで、低速の場合におい
ても高精度なトルク制御が得られ、実用上、極めて有用
性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を表すブロック線図である。
【図２】本発明の一実施例を表すブロック線図である。
【図３】従来の一例を示すブロック線図である。
【図４】本発明の原理を表すベクトル図である。
１ 電力変換器 ２ 同期電動機 ３ 速度制御器 ４ ノッチフィルタ ５ 電流指令生成器 ６ トルク制御器 ７ 電流制御器 ８ 電流検出器 ９ 電圧検出器 １０ 加算器 １１ 積分器 １２ 高調波電圧検出器 １３ 位相誤差検出器 １４ 比例積分増幅器 １５ 高調波電流発生器 １６ 高調波電圧発生器 １７ 高調波電流検出器 １８ 位置検出器 １９ 速度検出器
Claims (5)
- 【請求項１】 同期電動機に電力を供給する電力変換器
と、前記同期電動機のギャップ磁束の方向を推定して、
該同期電動機の出力トルクを制御するための制御信号を
前記電力変換器に出力するトルク制御器からなる位置お
よび速度センサレス制御装置において、 前記トルク制御器で推定されたギャップ磁束の方向と平
行に振れる高調波電流を前記同期電動機に重畳する高調
波電流重畳器と、該同期電動機に印加された電圧の中で
前記高調波電流重畳器で重畳された高調波電流と同一の
周波数の電圧成分で前記推定されたギャップ磁束の方向
と垂直方向の成分を検出する高調波電圧検出器と、前記
高調波電流と前記高調波電圧検出器の出力から前記推定
されたギャップ磁束の位相誤差を検出する位相誤差検出
器と、該位相誤差検出器の出力を０に収束させるための
比例積分増幅器を具備することを特徴とする位置および
速度センサレス制御装置。 - 【請求項２】 前記トルク制御器で推定されたギャップ
磁束の方向と平行に振れる高調波電圧を前記同期電動機
に重畳する高調波電圧重畳器と、該同期電動機に流れる
電流の中で前記高調波電圧重畳器で重畳された高調波電
圧と同一の周波数の電流成分で前記推定されたギャップ
磁束の方向と垂直方向の成分を検出する高調波電流検出
器と、前記高調波電圧と前記高調波電流検出器の出力か
ら前記推定されたギャップ磁束の位相誤差を検出する位
相誤差検出器と、該位相誤差検出器の出力を０に収束さ
せるための比例積分増幅器を具備する請求項１記載の位
置および速度センサレス制御装置。 - 【請求項３】 前記高調波電圧検出器の出力の時間積分
値と、前記高調波電流重畳器で重畳された高調波電流と
の積を演算し、その平均値の極性を反転して前記推定さ
れたギャップ磁束の位相誤差を検出する位相誤差検出器
を具備する請求項１記載の位置および速度センサレス制
御装置。 - 【請求項４】 前記高調波電流検出器の出力の時間微分
値と、前記高調波電圧重畳器で重畳された高調波電圧と
の積を演算し、その平均値の極性を反転して前記推定さ
れたギャップ磁束の位相誤差を検出する位相誤差検出器
を具備する請求項２記載の位置および速度センサレス制
御装置。 - 【請求項５】 入力したトルク指令から、前記高調波電
圧重畳器や前記高調波電流重畳器で重畳される高調波の
周波数と同じ周波数の成分を除去したものをトルク制御
器にトルク指令として出力するノッチフィルタを具備す
る請求項１、２、３及び４記載の位置および速度センサ
レス制御装置。
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