JPH1132493A - スイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装置 - Google Patents
スイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装置Info
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- JPH1132493A JPH1132493A JP9199423A JP19942397A JPH1132493A JP H1132493 A JPH1132493 A JP H1132493A JP 9199423 A JP9199423 A JP 9199423A JP 19942397 A JP19942397 A JP 19942397A JP H1132493 A JPH1132493 A JP H1132493A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】線形な補償器やトルク制御を介さずに、モータ
の運動状態と回転角目標値の関係から直接に励磁相を決
定する方法により、多相励磁区間において励磁電流を制
限することなくトルクリップルの影響が少ない位置決め
結果を得る。 【解決手段】モータ回転角目標値とモータ回転角実際値
に応じて電流目標値を演算する主制御装置１と、主制御
装置１の出力する電流目標値に応じて、各励磁相の電流
を制御する電流制御部２と、モータの回転角を検出する
モータ回転角検出部５とを有するスイッチ式リラクタン
スモータの回転角位置決め制御装置である。
の運動状態と回転角目標値の関係から直接に励磁相を決
定する方法により、多相励磁区間において励磁電流を制
限することなくトルクリップルの影響が少ない位置決め
結果を得る。 【解決手段】モータ回転角目標値とモータ回転角実際値
に応じて電流目標値を演算する主制御装置１と、主制御
装置１の出力する電流目標値に応じて、各励磁相の電流
を制御する電流制御部２と、モータの回転角を検出する
モータ回転角検出部５とを有するスイッチ式リラクタン
スモータの回転角位置決め制御装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ式リラク
タンスモータの回転角をトルクリップルによらず正確に
位置決めする制御装置に関する。
タンスモータの回転角をトルクリップルによらず正確に
位置決めする制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リラクタンスモータでは、直流モータの
場合と異なり、励磁電流に対する出力トルクの発生量は
ロータの回転角と固定子側の磁極の位置関係により一定
でない。すなわち一定の励磁電流を流しても出力トルク
にリップルが生じ、一定の回転角加速度が得られない。
そのためたとえばＰＩ補償器やＰＩＤ補償器など線形な
補償器を使ってモータを一定速度で回転させたり、滑ら
かに回転角を制御するためにはトルクリップルが少なく
なるようにあらかじめ励磁電流を非線形補償する方法
（トルク制御と呼ばれる）が公知となっている。トルク
制御の方法としては、あらかじめモータの出力トルク目
標値かそれに相当する値を決め、出力トルクのリップル
が少なくなるように電気角がある区間の時にだけ通電す
る方法（特開平２−２０６３８７号公報，特開平５−４
９２８３号公報）や、励磁電流の波形を所定のパターン
に制御する方法（特開平２−８７９９６号公報、７−３
３７０６０号公報）などが知られている。
場合と異なり、励磁電流に対する出力トルクの発生量は
ロータの回転角と固定子側の磁極の位置関係により一定
でない。すなわち一定の励磁電流を流しても出力トルク
にリップルが生じ、一定の回転角加速度が得られない。
そのためたとえばＰＩ補償器やＰＩＤ補償器など線形な
補償器を使ってモータを一定速度で回転させたり、滑ら
かに回転角を制御するためにはトルクリップルが少なく
なるようにあらかじめ励磁電流を非線形補償する方法
（トルク制御と呼ばれる）が公知となっている。トルク
制御の方法としては、あらかじめモータの出力トルク目
標値かそれに相当する値を決め、出力トルクのリップル
が少なくなるように電気角がある区間の時にだけ通電す
る方法（特開平２−２０６３８７号公報，特開平５−４
９２８３号公報）や、励磁電流の波形を所定のパターン
に制御する方法（特開平２−８７９９６号公報、７−３
３７０６０号公報）などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のトルク制御法を用いると、異なる二つ以上の励磁相が
同一方向のトルクを発生する電気角区間（多相励磁区
間）においては、どちらかまたは両方の相の励磁電流を
トルクリップルが少なくなるように制限するので、本来
モータが発生できる最大値よりは少ないトルクしか発生
されない。そのためモータ回転の応答性が抑制された
り、負荷変動の影響が大きくなる問題点があった。ま
た、あらかじめ励磁区間や励磁電流パターンを記憶して
おく必要があるため装置が複雑化する傾向があった。
のトルク制御法を用いると、異なる二つ以上の励磁相が
同一方向のトルクを発生する電気角区間（多相励磁区
間）においては、どちらかまたは両方の相の励磁電流を
トルクリップルが少なくなるように制限するので、本来
モータが発生できる最大値よりは少ないトルクしか発生
されない。そのためモータ回転の応答性が抑制された
り、負荷変動の影響が大きくなる問題点があった。ま
た、あらかじめ励磁区間や励磁電流パターンを記憶して
おく必要があるため装置が複雑化する傾向があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、線形な補償器やトルク制御を介さずに、モータの運
動状態と回転角目標値の関係から直接に励磁相を決定す
る方法により、多相励磁区間において励磁電流を制限す
ることなくトルクリップルの影響が少ない位置決め結果
を得ることを目的とする。またトルク制御に係わる部分
を省略することにより装置の構成を単純化することを目
的とする。
で、線形な補償器やトルク制御を介さずに、モータの運
動状態と回転角目標値の関係から直接に励磁相を決定す
る方法により、多相励磁区間において励磁電流を制限す
ることなくトルクリップルの影響が少ない位置決め結果
を得ることを目的とする。またトルク制御に係わる部分
を省略することにより装置の構成を単純化することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る本発明のスイッチ式リラクタンスモー
タの位置決め制御装置は、モータ回転角目標値とモータ
回転角実際値に応じて電流目標値を演算する主制御装置
と、主制御装置の出力する電流目標値に応じて、各励磁
相の電流を制御する電流制御部と、モータの回転角を検
出するモータ回転角検出部とを有するスイッチ式リラク
タンスモータの回転角位置決め制御装置において、主制
御装置は、モータ回転に関する状態量と、モータ回転角
目標値と、モータの目標動特性を表す所定の定数から切
替関数値を演算する切替関数値演算部と、モータ回転角
検出値を入力し各励磁相のインダクタンスのモータ回転
角に関する傾斜の符号を判定するインダクタンス傾斜符
号判定部と、前記切替関数値と、各励磁相のインダクタ
ンスのモータ回転角に関する傾斜の符号を入力し、両者
の符号が一致した励磁相に対しては０でない電流目標値
を発生し、両者の符号が一致しない励磁相に対しては電
流目標値を０とする電流目標値設定手段とからなること
を特徴としている。
に請求項１に係る本発明のスイッチ式リラクタンスモー
タの位置決め制御装置は、モータ回転角目標値とモータ
回転角実際値に応じて電流目標値を演算する主制御装置
と、主制御装置の出力する電流目標値に応じて、各励磁
相の電流を制御する電流制御部と、モータの回転角を検
出するモータ回転角検出部とを有するスイッチ式リラク
タンスモータの回転角位置決め制御装置において、主制
御装置は、モータ回転に関する状態量と、モータ回転角
目標値と、モータの目標動特性を表す所定の定数から切
替関数値を演算する切替関数値演算部と、モータ回転角
検出値を入力し各励磁相のインダクタンスのモータ回転
角に関する傾斜の符号を判定するインダクタンス傾斜符
号判定部と、前記切替関数値と、各励磁相のインダクタ
ンスのモータ回転角に関する傾斜の符号を入力し、両者
の符号が一致した励磁相に対しては０でない電流目標値
を発生し、両者の符号が一致しない励磁相に対しては電
流目標値を０とする電流目標値設定手段とからなること
を特徴としている。
【０００６】この場合、請求項２に記載したように、前
記電流目標値設定手段が設定する０でない電流目標値は
実際に各励磁相に流しうる最大の電流値とすることが好
ましい。
記電流目標値設定手段が設定する０でない電流目標値は
実際に各励磁相に流しうる最大の電流値とすることが好
ましい。
【０００７】さらに具体的には請求項３に記載したよう
に、前記電流目標値設定手段が設定する０でない電流目
標値は、切替関数値が０のとき０、切替関数値の絶対値
がある所定値以上のとき各励磁相に流しうる最大の電流
値であり、切替関数値の絶対値が０から該所定値に満た
ない区間では電流目標値は離散的もしくは連続的に単調
増加することが望ましい。
に、前記電流目標値設定手段が設定する０でない電流目
標値は、切替関数値が０のとき０、切替関数値の絶対値
がある所定値以上のとき各励磁相に流しうる最大の電流
値であり、切替関数値の絶対値が０から該所定値に満た
ない区間では電流目標値は離散的もしくは連続的に単調
増加することが望ましい。
【０００８】
【発明の効果】本発明によればトルクリップルの影響を
受けずにモータに流しうる最大の電流を流すことが可能
となる。従ってモータの発生できるトルクを最大限に用
い過渡特性を最大に引き出すことができる。さらに従来
例のように電流目標値のパターンをＲＯＭに記憶するな
どの手間が省け、装置が簡単に構成できる。
受けずにモータに流しうる最大の電流を流すことが可能
となる。従ってモータの発生できるトルクを最大限に用
い過渡特性を最大に引き出すことができる。さらに従来
例のように電流目標値のパターンをＲＯＭに記憶するな
どの手間が省け、装置が簡単に構成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係るスイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装
置の実施形態を説明する。
に係るスイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装
置の実施形態を説明する。
【００１０】本実施形態では、３相の励磁相を持つスイ
ッチ式リラクタンスモータの例で説明する。
ッチ式リラクタンスモータの例で説明する。
【００１１】図１は本発明の全体構成を示す図である。
図示の通りこの装置は、主制御装置１と、電流制御手段
２と、スイッチ式リラクタンスモータ３と、モータ回転
角速度検出手段（タコジェネレータ）４と、モータ回転
角検出手段（ポテンショメータ）５とから構成されてい
る。
図示の通りこの装置は、主制御装置１と、電流制御手段
２と、スイッチ式リラクタンスモータ３と、モータ回転
角速度検出手段（タコジェネレータ）４と、モータ回転
角検出手段（ポテンショメータ）５とから構成されてい
る。
【００１２】図２は請求項２に対応する主制御装置１の
構成図である。主制御装置１は、切替関数値演算手段１
２と、インダクタンス傾斜符号判定部１３と、電流目標
値設定手段１１とから構成される。なお３１は第１相コ
イル、３２は第２相コイル、３３は第３相コイルであ
る。
構成図である。主制御装置１は、切替関数値演算手段１
２と、インダクタンス傾斜符号判定部１３と、電流目標
値設定手段１１とから構成される。なお３１は第１相コ
イル、３２は第２相コイル、３３は第３相コイルであ
る。
【００１３】［作用の説明］モータ回転角θに関する運
動方程式は：
動方程式は：
【００１４】
【数１】 式（１）を次のように書き換える：
【００１５】
【数２】 ただし
【００１６】
【数３】 である。
【００１７】モータの運動状態とモータ回転角目標値お
よび目標とする応答特性から決まる切換関数値は、一般
には
よび目標とする応答特性から決まる切換関数値は、一般
には
【００１８】
【数４】 いま、説明を簡単にするためもっとも簡略なｍ1=１，ｍ
2=１とし
2=１とし
【００１９】
【数５】 と選ぶ。θrはモータ回転角目標値である。σ=０となっ
たとすると
たとすると
【００２０】
【数６】 となり、モータ回転角は目標値に対し時定数１／ｃ1で
追従する。ある時刻以降常にσ=０とするには、モータ
トルクを
追従する。ある時刻以降常にσ=０とするには、モータ
トルクを
【００２１】
【数７】 と与えればよい。ただしｓｇｎ（σ）はσの符号を表
す。なぜならば、このようなトルクを与えると
す。なぜならば、このようなトルクを与えると
【００２２】
【数８】 Ｖは正の数で、その時間微分は常に負であるから、Ｖは
時間とともに減少し、ある時刻以降ではＶ＝０となる。
Ｖ＝０ならσ＝０であるから（５）がなりたち、θは時
定数１／ｃ1の遅れを持ってθrに追従する。
時間とともに減少し、ある時刻以降ではＶ＝０となる。
Ｖ＝０ならσ＝０であるから（５）がなりたち、θは時
定数１／ｃ1の遅れを持ってθrに追従する。
【００２３】一方、スイッチ式リラクタンスモータ（以
後ＳＲモータと記す）が発生する瞬時トルクτ（ｔ）
は：
後ＳＲモータと記す）が発生する瞬時トルクτ（ｔ）
は：
【００２４】
【数９】 ここでは簡単のため相互インダクタンスを無視した。模
式的に
式的に
【００２５】
【数１０】 の関係がある。また、第２相、第３相のインダクタンス
は、モータ回転角にしてπ／６づつずれた関係にあり、
は、モータ回転角にしてπ／６づつずれた関係にあり、
【００２６】
【数１１】
【００２７】
【数１２】 とすることになる。
【００２８】
【数１３】
【００２９】以上のことを実現するには図２に示すよう
に制御装置を構成すればよい。ここで切替関数値演算手
段１２はタコジェネレータ４の検出するモータ回転角各
速度とポテンショメータ５の検出するモータ回転角と、
モータ回転角目標値から切替関数値σを演算する。イン
ダクタンス傾斜符号判定部１３は主にメモリから構成さ
れ
に制御装置を構成すればよい。ここで切替関数値演算手
段１２はタコジェネレータ４の検出するモータ回転角各
速度とポテンショメータ５の検出するモータ回転角と、
モータ回転角目標値から切替関数値σを演算する。イン
ダクタンス傾斜符号判定部１３は主にメモリから構成さ
れ
【００３０】
【数１４】 電流目標値設定手段１１は、
【００３１】
【数１５】
【００３２】
【実施例】
【数１６】
【００３３】
【実施例の効果】
【数１７】
【００３４】
【他の実施例】
【数１８】 を用いる代わりに
【００３５】
【数１９】
【００３６】
【数２０】 や
【００３７】
【数２１】 のように与えればよいことが示されている。ただしσ1
＞０は設計者が適当に与える設計パラメータである。
＞０は設計者が適当に与える設計パラメータである。
【００３８】本発明では制御装置を簡単にするため電流
目標値を
目標値を
【数２２】 となる。
【００３９】
【数２３】
【００４０】
【数２４】
【図１】本発明の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のスイッチ式リラクタンスモータの位置
決め制御装置の構成を示すブロック図である。
決め制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】スイッチ式リラクタンスモータのインダクタン
スの回転角依存性を示すグラフである。
スの回転角依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１による主制御装置を示す回
路図である。
路図である。
【図５】請求項３に対応する電流目標値演算器を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】請求項３に対応する主制御装置を示す回路図で
ある。
ある。
１ 主制御装置 ２ 電流制御手段 ３ スイッチ式リラクタンスモータ ４ モータ回転角速度検出手段 ５ モータ回転角検出手段 １１ 電流目標値設定手段 １２ 切替関数値演算手段 １３ インダクタンス傾斜符号判定部 ３１ 第１相コイル ３２ 第２相コイル ３３ 第３相コイル
Claims (3)
- 【請求項１】 モータ回転角目標値とモータ回転角実際
値に応じて電流目標値を演算する主制御装置と、主制御
装置の出力する電流目標値に応じて、各励磁相の電流を
制御する電流制御部と、モータの回転角を検出するモー
タ回転角検出部とを有するスイッチ式リラクタンスモー
タの回転角位置決め制御装置において、主制御装置は、 ａ．モータ回転に関する状態量と、モータ回転角目標値
と、モータの目標動特性を表す所定の定数から切替関数
値を演算する切替関数値演算部と、 ｂ．モータ回転角検出値を入力し各励磁相のインダクタ
ンスのモータ回転角に関する傾斜の符号を判定するイン
ダクタンス傾斜符号判定部と、 ｃ．前記切替関数値と、各励磁相のインダクタンスのモ
ータ回転角に関する傾斜の符号を入力し、両者の符号が
一致した励磁相に対しては０でない電流目標値を発生
し、両者の符号が一致しない励磁相に対しては電流目標
値を０とする電流目標値設定手段とからなることを特徴
とするスイッチ式リラクタンスモータの回転角位置決め
制御装置。 - 【請求項２】 前記電流目標値設定手段が設定する０で
ない電流目標値は実際に各励磁相に流しうる最大の電流
値とされていることを特徴とする請求項１記載のスイッ
チ式リラクタンスモータの回転角位置決め制御装置。 - 【請求項３】 前記電流目標値設定手段が設定する０で
ない電流目標値は、切替関数値が０のとき０、切替関数
値の絶対値がある所定値以上のとき各励磁相に流しうる
最大の電流値であり、切替関数値の絶対値が０から該所
定値に満たない区間では電流目標値は離散的もしくは連
続的に単調増加することを特徴とした請求項１又は２い
ずれか記載のスイッチ式リラクタンスモータの回転角位
置決め制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19942397A JP3533892B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | スイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19942397A JP3533892B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | スイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1132493A true JPH1132493A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3533892B2 JP3533892B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=16407571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19942397A Expired - Fee Related JP3533892B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | スイッチ式リラクタンスモータの位置決め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3533892B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP19942397A patent/JP3533892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3533892B2 (ja) | 2004-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031226 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040301 |
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
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