JPS5899287A - Controlling method for synchronous motor - Google Patents

Controlling method for synchronous motor

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JPS5899287A
JPS5899287A JP56197322A JP19732281A JPS5899287A JP S5899287 A JPS5899287 A JP S5899287A JP 56197322 A JP56197322 A JP 56197322A JP 19732281 A JP19732281 A JP 19732281A JP S5899287 A JPS5899287 A JP S5899287A
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JP
Japan
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phase
pulse
synchronous motor
circuit
speed
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JP56197322A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ishida
宏 石田
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Fujitsu Fanuc Ltd
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Publication of JPS5899287A publication Critical patent/JPS5899287A/en
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To control the speed of the synchronous motor readily and to perform fine, responsive control, by providing a pulse encoder, a reversible counting means, and a converting means, and generating the phase of induced electromotive voltage. CONSTITUTION:The pulse encoder 2 outputs both a position pulse train and rotary pulses. An up down counter 4 presets the position of the rotor of the synchronous motor 1 by the position pulse train and performs reversible counting by the rotary pulse. A DA converter 6 converts the value of costheta and the value of sintheta corresponding to the counted values of the counter 4 into analog voltages. In this way, the phase of the induced electromotive voltage is generated and the synchronous motor 1 can be controlled by the similar way as a DC motor. Therefore the speed control can be performed more readily, torque generation control can be facilitated, and the fine responsive control can be performed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期電動機1%に回転界磁形の同期電動機に通
用して好適な同期電動機の制御方式に関し、速度制御が
簡単でしかもさめ細かにしうる同期電動機の制御方式に
関する〇 回転界磁形の同期電動機は、電機子を固定子とし、界磁
li管回転子として構成され、固定子巻線(電機予巻I
s)に三相又流會印加することVこより一回転磁界を発
生し、界磁極を回転a界で引りばりて界磁極を回転磁界
と同一速度で回転せしめるものでめる@ ° 係る同期電動機の速度制御は@a嶌動機に比し壷雑
で且つ制御回路の構成も複雑化するという欠点が6り7
t。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a synchronous motor control method that is applicable and suitable for 1% synchronous motors and rotating field type synchronous motors. A rotating field type synchronous motor has an armature as a stator, is configured as a field tube rotor, and has a stator winding (electrical pre-winding I).
Applying a three-phase current to s) generates a rotating magnetic field from V, and the field pole is pulled by the rotating field a, causing the field pole to rotate at the same speed as the rotating magnetic field @ ° Such synchronization The speed control of the electric motor is more complicated than that of @ashimamoki, and the control circuit configuration is also complicated.
t.

恢って1本発明は、同期電動機の速1ft−容易に制御
トでき、しかも直流電動機と同等のトルク発生制御が可
能となり、きめ細かな即応性のある制御がでさる同期電
動機制御方式f:提供することを目的とするものである
0 更に1本発明は直流電動機と同等のトルク発生制御を簡
単なnll成に工つて遁成しうる同期電動機制御方式を
提供することt他の目的とする。
In summary, the present invention provides a synchronous motor control method f that enables easy control of a synchronous motor at a speed of 1 ft, enables control of torque generation equivalent to that of a DC motor, and enables fine-grained and responsive control. Another object of the present invention is to provide a synchronous motor control method that can achieve torque generation control equivalent to that of a DC motor by implementing a simple NLL configuration.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は分巻直流機のトルク発生原理図でめる0分巻t
IfL機は第1図(a) K示す如くアマーデエアAM
の回りにtIL債子巻11AWが巻回されて電機子を構
成し、この電機子が一対の界磁極FM間に設けられて成
る。このトルク発生メカニズムは第19咎)の如く、固
定子である界磁極FMの主磁束φに対し、電機予巻11
AWの電機子電流Ialその発生トルクTが回転方向に
向く様に、電流の切換え動作上行い1発生トルクTは次
式によって懺現される。
Figure 1 is a diagram of the principle of torque generation in a shunt-wound DC machine.
The IfL aircraft is Amade Air AM as shown in Figure 1 (a) K.
The tIL bond winding 11AW is wound around the armature to form an armature, and this armature is provided between the pair of field poles FM. As shown in Section 19), this torque generation mechanism is based on the electric machine pre-winding 11 with respect to the main magnetic flux φ of the field pole FM, which is the stator.
The current switching operation is performed so that the armature current Ial of AW and the generated torque T is directed in the rotation direction, and the generated torque T is expressed by the following equation.

T=、=にφI a              (1
1即ち、分巻直流機は、主磁束φが一定であれば、発生
トルクTは電機子電流Iaに比例することになり、極め
てトルク、速度の制御が容易でめる・一方1回転界磁形
の同期電動機は第2図の構成図に示す如く、界磁極比M
1回転子とし、電機子**sWt固定子とするもので、
界a極KMの王11こ幻し、蛇生トルクが回転力向eこ
Il、I」<悼Vこ電機予巻@SWの電機予電tItを
′gI流子で切換えるものでめる。回転界磁形の同期電
動機の発生トルクと電機子電流の関係は、上述の第(1
)弐〇王−束φが界a&几Mの主磁束ベクトルφSに、
xg子電流ニーが電機予巻@SWの電流ベクトルIsK
ヤれそれ対応させることが出来、従って、同期電動惚の
発生トルクTは次式で表わされる。
φI a (1
1. In other words, in a shunt-wound DC machine, if the main magnetic flux φ is constant, the generated torque T is proportional to the armature current Ia, making it extremely easy to control torque and speed. The type of synchronous motor has a field pole ratio M as shown in the configuration diagram in Figure 2.
One rotor and armature**sWt stator,
The king of the world apole KM 11 appears, and the serpentine torque is directed to the rotational force. The relationship between the generated torque and armature current of a rotating field type synchronous motor is expressed by the above-mentioned (1)
) Ni〇王-flux φ becomes the main magnetic flux vector φS of the field a & 几M,
The xg current knee is the current vector IsK of the electric machine prewinding @SW
Therefore, the generated torque T of synchronous electric shock can be expressed by the following equation.

T=に’・φ襲・X@・槙r(2) ここで、rは、絡5図の同期電動機の等価[gli11
2!I図t#照すると、電機子IE流工3とvj導起電
圧EOの位相差である0淘、−図において、taFi電
φ子巻線SWの抵抗、Xsは電機子反作用及び電機子^
れ磁束を考慮し九同期リアクタンスである〇従って、誘
導起電圧EOと電機4電filsの位相を同相にすれば
、換言すると主磁束φSと電機子11訛Isが直交する
ように制御すれば第(2)式で与えられるトルクTは。
T=ni'・φ张・X@・Makir (2) Here, r is the equivalent of the synchronous motor in the circuit diagram 5
2! According to the I diagram t#, the phase difference between the armature IE flow 3 and the vj induced voltage EO is 0, - In the diagram, the resistance of the taFi electron winding SW,
Considering the magnetic flux caused by the magnetic flux, the reactance is 9 synchronous reactance. Therefore, if the induced electromotive voltage EO and the electric motor 4 electric fils are made in phase, in other words, if the main magnetic flux φS and the armature 11 accent Is are controlled so that they are orthogonal, the The torque T given by equation (2) is:

T=に’  φ易I s              
        (3)となり、全く直流電動機のトル
ク発生と等11b凶に同期電動機を駆動丁心ことが出来
る。
T=ni' φeasy I s
(3), and the synchronous motor can be driven exactly as the DC motor generates torque.

そこで、本発明では界81iの位置(即ち、主磁束の位
相であり、#s導起電圧EOの位相と90度ずれている
)を検出して、該位置に対応する位相を持つ電流指令を
発生し、この電流指令t−同期電動機の電機予巻IK印
加して、同期電動機を11151電動機と同等に駆動制
御すkことを基本的概念とする。そして1本発明では界
磁極の位置検出の几めの構成が簡単でしかも回転子の速
度制御の迄めの位相信号と同様に位置検出信号を取扱う
ことが可能な様に考慮されている。
Therefore, in the present invention, the position of the field 81i (that is, the phase of the main magnetic flux, which is 90 degrees out of phase with the #s induced voltage EO) is detected, and a current command having a phase corresponding to the detected position is generated. The basic concept is to drive and control the synchronous motor in the same way as the 11151 motor by applying this current command t to the electric motor pre-winding IK of the synchronous motor. In the present invention, the structure for detecting the position of the field pole is simple and it is possible to handle the position detection signal in the same way as the phase signal up to the speed control of the rotor.

IIK−4図は本発明の同期電動機制御方式の一実施例
プロ92図でめる。
Figure IIK-4 is a 92-dimensional diagram of an embodiment of the synchronous motor control method of the present invention.

図中、1は回転界磁形の同期電動機、2はパルスエンコ
ーダでるり、同期電動機1のシャフトに[Mされ、各種
の位置信号1に発生するものである・コノパルスエンコ
ーダ2については、第5図及び第6図構・成因、第7図
回路図、第8図動作説明図を用いて詳細に説明する0パ
ルスエンコーダ2tiε 同期電動機1のシャツ)KII緒される回転軸20コー
ド板25が設けられてなり、コード板25の位fl11
信号t1!堆る皮めの発光ダイオード等の発光素子22
と、フォトダイオ−下等の受光素子21とがコード板2
51にはさんで対向して設けられ、更に出力回路24が
設けられる0コード板23は第6図に示す様にA相→ト
ラックa、B相→トラックb、z相トラックC及び4ト
ラツクから成るコードトラックdが同心円上に形成され
ており。
In the figure, 1 is a rotating field type synchronous motor, 2 is a pulse encoder, which is connected to the shaft of the synchronous motor 1, and is generated as various position signals 1. Regarding the conopulse encoder 2, The 0-pulse encoder 2tiε will be explained in detail using the configuration and causes in FIGS. 5 and 6, the circuit diagram in FIG. 7, and the operation diagram in FIG. 8. It is provided and the code plate 25 position fl11
Signal t1! Light-emitting element 22 such as a light-emitting diode with a peeling surface
and the light receiving element 21 below the photodiode are connected to the code plate 2.
The 0 code board 23, which is provided across from the 51 and further provided with the output circuit 24, is connected to the A phase → track a, the B phase → track b, the z phase track C, and from the 4 tracks as shown in FIG. The code tracks d are formed on concentric circles.

人相及びB相トラックa、 bには各々π/2だけ位相
のずれ九回転パルス列がコード板回転時に発生する様パ
ターンが形成されている0 2軸トラツクCには同期電動機4が1回転する毎に1パ
ルス発生する様なパターンが形成されている〇一方、コ
ードトラックdは4トラツクからなり、コード板の各回
転角対応に各々異なる4ビツトの位置コードが一生する
様に各トラックのノ(ターンが形成されており、位置コ
ードとしてはグレイコードが用いられるOそして第7図
に示す様に受光素子21はコード板25の各トラックに
応じ7つの素子21m乃至21dで構成され、素子21
aが人相トラ128%素子21bがB相トラックし1索
子21CがZ相トラックc、4つの素子21dがコード
トラックdに対応している。第7図出力回路図に示す様
に、各素子21g乃至21cは各々アンプ24m乃至2
4cに接続され、一方4つの素子21dはパラレルシリ
アル変換器24d (以下P 8 コニ/ /Z −タ
と称す)に接続されている。P8コンバータ24dはパ
ルス発生器24eK接続され、4つの素子21dで読取
ったコード板25の4ビツトの位置コードをパルス発生
器24eのパルス周波数でパルスの数に変換して出力す
るものであり1例えば、前述の4ビツトの位置コードが
セット場れ、パルス発生器24eの出力パルス【り゛ラ
ンカウントするアップダウンカウンタと、゛アップダウ
ンカウンタの内容が零になった時、ゲート上貼じパルス
発生器24eの出力パルスの通過t−阻止するゲート回
路とで構成されるものと考えてよい◇こ、のP8コンバ
ータ24dは位置コードに対応する数のパルス列を人′
出力熾に出力するとともにこのパルス列と露/2だけ位
相のずれtパルス列t B/出力端に出力し、史にパル
ス列の蛇生時期間メンとなる劃−信号2會発生する。
A pattern is formed in the human-phase and B-phase tracks a and b so that a nine-turn pulse train with a phase difference of π/2 is generated when the code plate rotates.In the two-axis track C, a synchronous motor 4 makes one turn. A pattern is formed in which one pulse is generated every time. On the other hand, code track d consists of 4 tracks, and each track is designed so that a different 4-bit position code is retained for each rotation angle of the code plate. A turn is formed, and a gray code is used as a position code.As shown in FIG. 21
128% element a corresponds to the B-phase track, the first element 21C corresponds to the Z-phase track c, and the four elements 21d correspond to the code track d. As shown in the output circuit diagram of FIG. 7, each element 21g to 21c is connected to an amplifier 24m to 2
4c, while the four elements 21d are connected to a parallel-to-serial converter 24d (hereinafter referred to as a P8 converter). The P8 converter 24d is connected to the pulse generator 24eK, and converts the 4-bit position code of the code plate 25 read by the four elements 21d into the number of pulses at the pulse frequency of the pulse generator 24e and outputs it. , the above-mentioned 4-bit position code is set, the output pulse of the pulse generator 24e [up-down counter that performs a run count], and when the contents of the up-down counter become zero, a pulse pasted on the gate is generated. It can be considered that the P8 converter 24d is composed of a gate circuit that blocks the passage of the output pulses of the converter 24e, and a gate circuit that blocks the output pulses from passing through.
At the same time, the pulse train is outputted to the output terminal with a phase difference of 1/2 from this pulse train, and two pulse signals are generated which are coincident with the meandering period of the pulse train.

一方、一対のアンドゲート回路とオアゲート回路で構成
される切替回路24g、 24hKF′i、この制御信
号2及びインバータ24fでインバートされた制御信号
2が入力されて切替動作を行なう。
On the other hand, the control signal 2 and the control signal 2 inverted by the inverter 24f are input to the switching circuits 24g and 24hKF'i, which are composed of a pair of AND gate circuits and an OR gate circuit, and perform a switching operation.

切替回路24gにはアンプ241からの人相回転パルス
及びP8コンバータ24dのA′出力端からの位t パ
ルス列が入力され、制御信号2がオンの時には、位置パ
ルス列を出力し、1181IIili信号2がオフの時
には、人相回転パルス列を発生丁心。同様に切替回路2
4hにはアンプ24bからのB相回転パルス及びP8コ
ンバータ24dのB′出力端がらの位置パルス列が入力
され、制御信号2がオンの時には、位置パルス列を出力
し、制御信号2がオフの時には、B@回転パルス列を発
生する0各切替1gl路24g、24hはラインド5 
イハ24 i、 24 j KWltJe場れ、その出
力【外部へ与える◇又、本子21cの出力でめる2相パ
ルスはアンプ24c、ラインドライ/<24kt介し同
様に外部に出力される。第8図の動作説明図を参照に動
作を説明すると、電源1呂号PWがオンとなると、クリ
ア信号CLがP8コンバータ24dに人力される。この
時同期電動機1は回転しておらず、PSコノバータ24
dはクリア信号CLt−トリかにして、4つの素子21
dの4ビツトコ一ド信号、即ち界a極の位置上読取り、
コードに対応する数のパルス列A′と回転パルス列にと
π/2だけ位相のずれ九回転パルス列B′奮発生し、更
に制御信号zt−発生する。この制御信号zVcよって
切替回路24g、24iはP8コンバータ24d側に切
替わり、各切替回路24g、24iからは各パルス列A
/ 、 B/が出力され、更にライントライバ24i、
24jから外部へ出力される。この制御信号20発生期
間は、界礎極の位置検出期間L)T″′Cあり、制御信
号2の立下りによりて切替回路24g。
The switching circuit 24g receives the human phase rotation pulse from the amplifier 241 and the position pulse train from the A' output terminal of the P8 converter 24d, and when the control signal 2 is on, it outputs the position pulse train and turns the 1181IIili signal 2 off. At this time, a human phase rotation pulse train is generated. Similarly, switching circuit 2
The B-phase rotation pulse from the amplifier 24b and the position pulse train from the B' output terminal of the P8 converter 24d are input to 4h, and when the control signal 2 is on, the position pulse train is output, and when the control signal 2 is off, the position pulse train is input. B@ 0 each switching 1gl path 24g, 24h that generates a rotating pulse train is line 5
24 i, 24 j KWltJe field, its output [give to outside] Also, the two-phase pulse generated by the output of main unit 21c is similarly output to the outside via amplifier 24c and line dryer/<24kt. The operation will be described with reference to the operation explanatory diagram of FIG. 8. When the power supply No. 1 PW is turned on, the clear signal CL is manually inputted to the P8 converter 24d. At this time, the synchronous motor 1 is not rotating, and the PS conoverter 24
d is the clear signal CLt-tri, and the four elements 21
4-bit code signal of d, i.e. read on the position of the field a pole;
A nine-rotation pulse train B' is generated with a phase difference of π/2 between the pulse train A' of the number corresponding to the code and the rotational pulse train, and a control signal zt- is also generated. By this control signal zVc, the switching circuits 24g and 24i are switched to the P8 converter 24d side, and each pulse train A is output from each switching circuit 24g and 24i.
/ , B/ are output, and the line driver 24i,
24j to the outside. This control signal 20 generation period includes a field pole position detection period L)T'''C, and the switching circuit 24g is activated by the fall of the control signal 2.

24hがアンプ24m、24b111に切替わり、同期
電動機1のサーボ制御期間SRとなって、同期電動機1
の回転に従いライントライバ24i、 24jからは各
人相、B相回転パルスが出力される。0即ち、ライント
ライバ24+、 24jからは位置検出期間1)Tでt
よ、位置パルスが、それに引続くプーボ制帥勘闇S凡で
は、人相、B相回転パルスが出力されることになる0こ
のような出力回路24は近年の高密直楽積回路技術によ
って、砿少化でさ、パルスエンコーダ21体に搭載上う
る。
24h switches to the amplifiers 24m and 24b111, and becomes the servo control period SR of the synchronous motor 1.
In accordance with the rotation of the line drivers 24i and 24j, individual phase and B phase rotation pulses are outputted from the line drivers 24i and 24j. 0, that is, from the line drivers 24+ and 24j, the position detection period 1) T and t
In the following position pulse, the human phase and B-phase rotation pulses are outputted. Such an output circuit 24 is created using recent high-density direct product circuit technology. With less metal, it can be mounted on 21 pulse encoders.

纂4図に戻って、5は回転方向判別回路であり。Summary Returning to Figure 4, 5 is a rotation direction determination circuit.

パルスエンコーダ2のライントライバ24i、24jの
出力パルスが入力されて、同期電動機1の回転方向を検
出し、且つ正回転している時VCは11!4にパルスエ
ンコーダ2かう発生するパルス速度と同速度或いは4倍
の正パルス列P P @’出力し、負回転している時に
は線4にパルスエンコーダ2から発生するパルスの速度
と同速度或いは4倍の負パルスNPt出力する04は7
ツプダウンカウンタであり、回転方向判別回路5からの
正パルスPPをカウントアツプし、又負パルスNPiカ
ウントダウンする◎5はリードオンリメモリーでるり、
のカウント値に対応するCeI#籠、5Ijo直を出力
丁るもの、6はjJA変換器でめり、リードオンリメモ
リー5の出力cmfj値、sij# [1にアナログ電
圧に変換するものである。7は正パルス列PP或いは負
パルス列NPのパルス速[’を電圧に変換するF/V 
賢換器でおり、での出力電圧は同期電動機1の回転速度
に比例し実速度電圧TSAとなる08は図示しない速度
指令回路から指令され比速度指令電圧VCMDと実速度
電圧TEAの差(以後速度誤差という)ER會演算する
演算回路、!は速度誤差ERを増幅して電機子電流の振
幅Is會出方する誤差アンプ、10は乗算回路で、誤差
アンプ9の出力とDA変換器6の出カ鍋θ、l#とt乗
jl L 2 [(7)tfilim令11a(=Is
−sinθ1 、 II b (=Is −csse 
)會それぞれ出力する。11は2相電号t−5相に変換
する2相−3相変換回路で、第9図に示すような回路構
成を有している。即ち、2相−5相変換回[11は2つ
のオペレージ璽ンアン7’OA1゜0人2と、10にΩ
の抵抗絢〜R4と、!L78にΩの抵抗fL、と、 5
にΩの抵抗fis1に有している。さて、各抵抗R1−
R1の直音上記のように決定すると共に図示の如<M−
すると、端子Tu、 Tv、 ’1’w ;5a 6そ
れぞれが出力される〇そして、これらIu、 Iv、 
Lwは互いに2π15の位相差を有し、しかも騨導起電
圧Eoと同相の島相電流指令となっている。
When the output pulses of the line drivers 24i and 24j of the pulse encoder 2 are input, the rotation direction of the synchronous motor 1 is detected, and the synchronous motor 1 is rotating in the forward direction, VC is 11!4, and the pulse speed generated by the pulse encoder 2 is Outputs a positive pulse train P P @' at the same speed or four times the speed, and outputs a negative pulse NPt at the same speed or four times the speed of the pulses generated from the pulse encoder 2 on line 4 during negative rotation. 04 is 7
It is a drop-down counter, which counts up the positive pulse PP from the rotation direction discrimination circuit 5 and counts down the negative pulse NPi. ◎5 is a read-only memory.
The CeI# basket corresponding to the count value of 5Ijo is outputted by the jJA converter, and 6 is converted into an analog voltage to the output cmfj value of the read-only memory 5, sij#[1. 7 is F/V that converts the pulse speed [' of the positive pulse train PP or negative pulse train NP into voltage.
The output voltage is proportional to the rotational speed of the synchronous motor 1 and becomes the actual speed voltage TSA. 08 is the difference between the specific speed command voltage VCMD and the actual speed voltage TEA (hereinafter referred to as A calculation circuit that calculates the ER (referred to as speed error),! is an error amplifier that amplifies the speed error ER to produce the amplitude Is of the armature current, and 10 is a multiplier circuit that multiplies the output of the error amplifier 9, the output pot θ, l# of the DA converter 6, and the t power jl L 2 [(7) tfilim order 11a (=Is
−sinθ1, II b (=Is −csse
) Output each meeting. Reference numeral 11 denotes a 2-phase to 3-phase conversion circuit for converting a 2-phase electric signal to a t-5 phase, and has a circuit configuration as shown in FIG. That is, the 2-phase to 5-phase conversion circuit [11 is the two operating voltages 7'OA1°0 and 2, and 10 to Ω.
The resistance of Aya~R4 and! L78 has a resistance fL of Ω, and 5
It has a resistance fis1 of Ω. Now, each resistor R1-
The direct sound of R1 is determined as above, and as shown in the figure <M-
Then, the terminals Tu, Tv, '1'w; 5a 6 are output respectively〇And these Iu, Iv,
Lw has a phase difference of 2π15 with respect to each other, and is an island phase current command that is in phase with the main electromotive force Eo.

12は指令電流Iu、 Iv、 Iwと実際の相電流の
差會求める演算回路であり、第10図に示す構成を有す
る◎即ち、それぞれ各相電指令寛流ju、 Iv。
Reference numeral 12 denotes an arithmetic circuit that calculates the difference between the command currents Iu, Iv, Iw and the actual phase currents, and has the configuration shown in FIG.

Iwと実際の摺電@ Imu、 IJl’V、 III
Wの差を演算する演算回路12m、 12b、 12c
と、変流器で検出されたIJIVとIiwの加算を行な
ってU相の摺電15tLau會出力する演算回路12d
と、それぞれ各相電に設けられ各相の電流差を増幅する
電流アンプ12e。
Iw and actual sliding electricity @ Imu, IJl'V, III
Arithmetic circuits 12m, 12b, 12c that calculate the difference in W
and an arithmetic circuit 12d which adds IJIV and Iiw detected by the current transformer and outputs the U-phase sliding current 15tLau.
and a current amplifier 12e that is provided for each phase voltage and amplifies the current difference between the phases.

12f、 12gで構成される◎15はパルス幅変調回
路、14はパルス輪変−回路の出力−信号により制御さ
れるインバータで、外部に設けられた5相交滝電滝とこ
の5相父流t[fiに整流する整流5回路(ダイオード
群及びコンデンサ)によってtI流電圧が付与される。
Consisting of 12f and 12g ◎ 15 is a pulse width modulation circuit, 14 is an inverter controlled by the output signal of the pulse wheel variable circuit, and the externally provided 5-phase alternating waterfall and this 5-phase father current t. A tI current voltage is applied by a rectifier 5 circuit (diode group and capacitor) that rectifies [fi].

パルス幅変調回路13は、811図に示すように鋸鋼状
信号8T8奮発生する鋸歯状[IEOOM8T8G、比
較器COMU、 COMv、 C0Mw。
The pulse width modulation circuit 13 generates a sawtooth signal 8T8 as shown in FIG.

ノットゲートNOT、〜NOT、、  ドライバDV1
〜DV。
Not Gate NOT, ~NOT,, Driver DV1
~DV.

會有し、インバータ14は6個のパワートランジスタQ
、−Q−とダイオードD1〜D・含有している。パルス
幅変調回w115の各比較器COMU、 COMV。
The inverter 14 has six power transistors Q.
, -Q- and diodes D1 to D. Each comparator COMU, COMV of the pulse width modulation circuit w115.

C0Mwはそれぞれ鋸歳状波信号8T8と三相交流信号
iu、 iv、 iwの振幅を比較しiu、 iv、 
iwが8T8の籠より大きいときには1”を、小さいと
きには“0”全出力する0従って、今、iuについて看
目丁ゐと比較器COMUから第12図に示すパルス幅変
−され几電流指令tUCが出力される。即ち、凰u。
C0Mw compares the amplitudes of the sawtooth wave signal 8T8 and the three-phase AC signals iu, iv, iw, respectively.
When iw is larger than the cage of 8T8, it outputs 1", and when it is smaller, it outputs "0". Therefore, for iu, the pulse width is changed and the current command tUC shown in FIG. is output. That is, 凰u.

iv、 iwの振幅に応じてパルス幅変調され几三相の
電流指令iuc、 ivc、 +wcが出力される0つ
いで、ノヴトゲー)NUT、〜NOT、、ドライバ回路
DV、〜DV@はこれら電流指令iuc、 ivc、 
iwc を駆動信号8Q+〜8Q・に変換し、インバー
タ14を構成する各パワートランジスタQs〜Qsをオ
ン/オフ制御する。伺、14′は萌述の直流給電用の整
流回路でめる0 第4図の回路の動作1に説明する〇 電源がオンされると、帥述の如くパルスエンコーダ2に
おいて、クリア信号2が発生し、これにより界磁極の位
置を示す位置パルス列A/ 、 B/が出力され、回転
方向判別回路3は位置パルス列A′。
The pulse width is modulated according to the amplitude of iv, iw, and three-phase current commands iuc, ivc, +wc are output. , ivc,
iwc is converted into drive signals 8Q+ to 8Q·, and each power transistor Qs to Qs constituting the inverter 14 is controlled on/off. 14' is a rectifier circuit for direct current power supply as described in Figure 4. When the power is turned on, the clear signal 2 is output in the pulse encoder 2 as described above. As a result, position pulse trains A/ and B/ indicating the position of the field pole are output, and the rotation direction discrimination circuit 3 receives the position pulse train A'.

B′からこの位置パルス列A/ 、 f31の4倍の速
度の正パルス列PP會出力する。伺、この場合同期!動
機1は回転せず静止しているが、−パルスエンコーダ2
が位置パルス列A′に対し1E/2位相のずれた位置パ
ルス列B′を出力するので、回転方向判別回路5は正回
転とみなし、正パルス列PP、出力するものである。こ
の正パルス列PPはアップタウンカウンタ4で計数され
る@これにより、静止時の同期電動機1の界磁極の初期
回転位置がカウンタ4にプリセット嘔れ几ことになる0
カウンタ4の出力はリードオンリメモリー5で幅#籠、
siθ値に弯換畜れ、DA変換器6によって鍋θ、■−
に応じ九電圧が出力されることになる0そして、以後、
同期電動機1に速度指令V CMDが与えられて三相交
流が供給ケ牡、同期電111J機1が回転すると回転方
向に応じて回転方向判別回路5は正パルスPP或いは負
パルスNPが繍1鳳或い#′i4に発生し、ア、Vブダ
ウンヵウンタ4がこの正パルスPPt−カウントアツプ
し或いは負パルスNPt−カウントダウンし、カウンタ
4の内容に従い、リードオンリメモリー5、LIA変換
器6がら・、回転子の位置θに応じた正弦波S」θ、余
弦波調0が出方される。
This position pulse train A/ is outputted from B' as a positive pulse train PP having a speed four times faster than f31. In this case, sync! Motive 1 is stationary without rotating, but - pulse encoder 2
outputs a position pulse train B' having a phase shift of 1E/2 with respect to the position pulse train A', the rotation direction determining circuit 5 regards it as a positive rotation and outputs a positive pulse train PP. This positive pulse train PP is counted by the uptown counter 4. As a result, the initial rotational position of the field pole of the synchronous motor 1 at rest is preset in the counter 4.
The output of counter 4 is read-only memory 5 with width # cage,
It is converted to the siθ value, and the DA converter 6 converts the pot θ,■-
9 voltage will be output according to 0 and henceforth,
A speed command V CMD is given to the synchronous motor 1 and three-phase AC is supplied. When the synchronous motor 111J rotates, the rotation direction discrimination circuit 5 outputs a positive pulse PP or a negative pulse NP depending on the rotation direction. Or #'i4 occurs, and the V-down counter 4 counts up this positive pulse PPt or counts down this negative pulse NPt, and according to the contents of the counter 4, the read-only memory 5 and the LIA converter 6 rotate. A sine wave S'θ and a cosine wave harmonic 0 are output according to the position θ of the child.

一方、同期電動機には、所望の回転速度Vcで回転せし
めるべく、演算回路8の加算端子に所定のアナログ値を
有する速度指令電圧VCMDが人力される。一方、同期
電動11−1は実速度Va ((Vc )で回転してい
るから、 k’/V変換器7より実速度Viに比例した
実速Ill圧T8Aが出力され、この実速度電圧TSA
は演算回路80減算端子に入力される。
On the other hand, a speed command voltage VCMD having a predetermined analog value is manually applied to the addition terminal of the arithmetic circuit 8 to the synchronous motor so as to rotate it at a desired rotational speed Vc. On the other hand, since the synchronous motor 11-1 is rotating at the actual speed Va ((Vc), the k'/V converter 7 outputs the actual speed Ill pressure T8A proportional to the actual speed Vi, and this actual speed voltage TSA
is input to the subtraction terminal of the arithmetic circuit 80.

従って、演算回路8は指令速度Vcと実速度■1の差で
おる速度誤差ER((演算し、これを誤差アンプ!に入
力する。誤差アンプ′9は次式に示す比例積分mjLt
行なう。
Therefore, the arithmetic circuit 8 calculates the speed error ER((() which is the difference between the commanded speed Vc and the actual speed ■1, and inputs it to the error amplifier!.
Let's do it.

尚、(5)式の演Xft釆工3は電機子電流の振幅に相
当する。即ち、負荷が変動し、るるいは速度指令が変化
すると速度誤差ER(=Vc−Va )  が大さくな
り、これに応じて電機子電流振幅Isも大さくなる。
Note that the equation (5) corresponds to the amplitude of the armature current. That is, when the load fluctuates or the speed command changes, the speed error ER (=Vc-Va) increases, and the armature current amplitude Is also increases accordingly.

Isが大さくなればより大さなトルクが発生し、このト
ルクにより電動機の実速度が指令速度にも几らされる〇 一方、同期電動機1の界磁極の位置θ全庁す2相の正弦
di as # 、余弦波■θが前述の如ぐL)A変換
器6から出力されているか6乗31回路10は。
As Is becomes larger, a larger torque is generated, and this torque causes the actual speed of the motor to increase to the command speed. On the other hand, the position of the field pole of the synchronous motor 1 θ of all two phases A sine wave dia as # and a cosine wave ■θ are outputted from the L)A converter 6 as described above, or the 6th power 31 circuit 10.

11m==I酪・*# 、  11b==Is Sc&
1s#の演jlを行ない2相の電流指令11a、Ilb
を出力する・ついで2相−5相変換回路11は(41式
に示す演Xt行ない5相の電流指令Iu、 Iv、 I
wlそれぞれ出力する@淘、これらIu、 Iv、 I
wrj同期電同期電動−4起電圧Eoと同相の5相電流
指令となっている。
11m==ISc&*#, 11b==Is Sc&
1s# operation jl is performed and two-phase current commands 11a, Ilb
Then, the 2-phase to 5-phase conversion circuit 11 performs the calculation Xt shown in equation 41 to obtain the 5-phase current commands Iu, Iv, I
@Tao outputs each wl, these Iu, Iv, I
It is a 5-phase current command that is in phase with the wrj synchronous motor-4 electromotive force Eo.

しかる後、1相電流詣令Iu、 lv、 Iwは演算回
路12にて実際の相電流1au、 lav、 Lawと
に分がとられ、ついでその差分でめる三相5e[信号i
u。
Thereafter, the one-phase current commands Iu, lv, and Iw are divided into the actual phase currents 1au, lav, and Law in the arithmetic circuit 12, and then the three-phase current commands 5e [signal i
u.

iv、 swは増幅されてパルス幅変−回5315の比
較器COMU、 COMV、 COMWに印加される@
各比較器COMU、COMV、COMWはそれぞれ鋸歯
状波信号8T8と三相交流信号iu、 iv、 iwの
振幅を比較し。
iv, sw are amplified and applied to the comparators COMU, COMV, COMW of the pulse width variable circuit 5315.
Each comparator COMU, COMV, COMW compares the amplitude of the sawtooth wave signal 8T8 and the three-phase AC signals iu, iv, iw.

パルス幅変調され九三相の電流指令iuc、 ivc、
 iwct出力し、)1トゲートNOT、〜N0Ts及
びドライバL)V、−DV・を介してインバータ駆動信
号8Qt〜8Q@【出力する。これらインバータ駆動信
号8Q1〜8Q・はそれぞれインバータ14を構成する
各パワートランジスタQ1〜Q−のベースに入力され、
これら各パワートランジスタQ、〜Qstオン/オフ制
御し、同期電動機1に三相電流全供給する。以後、同様
雇制御が行われて最終的に同期電動機1は指令速度で回
転することになる。
Pulse width modulated 93-phase current command IUC, IVC,
iwct is output, and inverter drive signals 8Qt to 8Q@[ are outputted via )1 gates NOT, ~N0Ts and drivers L)V, -DV. These inverter drive signals 8Q1 to 8Q are respectively input to the bases of the power transistors Q1 to Q- constituting the inverter 14.
Each of these power transistors Q, to Qst is controlled on/off to supply all three-phase currents to the synchronous motor 1. Thereafter, similar control is performed, and finally the synchronous motor 1 rotates at the commanded speed.

以上の様に5本発明によれば、位置パルス列と回転パル
スの両方を出力するパルスエンコーダと。
As described above, according to the present invention, there is provided a pulse encoder that outputs both a position pulse train and a rotation pulse.

位置パルス列によって回転子の位置がプリセット嘔れる
とと庵に回転パルスによって可逆計数する用足tt数十
段を設け、これにエリ肪導起電圧の位相【発生している
ので、同期電動機を@流電動機と同様に制御出来、速度
制御が一層谷易になるとともにトルク発生制御も容易化
し、きめ細かい即応性のめる制御が可能となる他に、1
つのパルスエンコーダで回転子の回転位置の一初期値設
定の位置パルスと回転時の回転パルスが得られるので。
When the position of the rotor is preset by the position pulse train, several tens of stages are provided for reversible counting by the rotation pulses, and the phase of the induced electromotive force is generated, so the synchronous motor is It can be controlled in the same way as a current motor, speed control is easier, torque generation control is also easier, and fine-grained control with quick response is possible.
Because two pulse encoders can obtain the position pulse for setting the initial value of the rotor's rotational position and the rotation pulse during rotation.

個々のパルス発生用の部品が共用化出来、小型化、構成
の簡易化を計れるとともに調整も容易となる。
Individual pulse generation parts can be shared, making it possible to reduce the size and simplify the configuration, and also facilitate adjustment.

史にパルスエンコーダの出力線を位置パルスと回転パル
スで共用化しているため、出力線の数が減少し、ライン
トライバの減少、製造の容易化を得ることができ−る□
しかも、位置パルスは回転パルスと同様な形式で発生さ
れるので、可逆針数手段はこれら會意識することなく、
同一の信号として堆扱うことができるので、何畳付属構
成を要せず。
Historically, the output lines of the pulse encoder are shared by position pulses and rotation pulses, which reduces the number of output lines, reduces the number of line drivers, and simplifies manufacturing.□
Moreover, since the position pulse is generated in the same format as the rotation pulse, the reversible stitch count means is not aware of these factors.
Since multiple signals can be treated as the same signal, no additional configuration is required.

一層構成の簡易化が得られる@ 陶、本発明を一実施内により説明し友が、本発明の主旨
の範囲内で種々の変形が可能であり、これらt本発明の
範囲から排除するものではない。
Further simplification of the configuration can be obtained.Although the present invention has been described based on one embodiment, various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention. do not have.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

謝1図は分巻−fi磯のトルク発生原理を説明する説明
図、第2図は回転界磁形の同期電動機説明図、第5図は
同期電動機の等価回路図、第4図は本発明の一実施例ブ
ロック図、第5図は第4図のエン:l−ダ構成図、第6
図は第5図の要部構成図、第7図は第5図エンコーダの
出力回路図、第8図は第7図回路の動作説明図、第9図
は第4図の2相−5相変換回路の回路図、WJ10図は
第4図の演算回路の回路図、第11図は第4図のパルス
幅変調回、路及びインバータの回路図、第12図はパル
ス幅変調回路の動作説明図である0 1・・・同期111動11.2・・・パルスエンコーダ
、6・・・回転方向判別回路、4・・・アブブダウンカ
ウンタ、5・・・リードオンリメモリー、6・・・DA
変換器、7・・・FV変換器、8・・・演算回路、!・
・・−差アンプ、10・・・乗算回路、11・・・2相
−6相変換回路、1、−2・・・演算回路、15・・・
パルス幅変調回路、14・・・インバータC 序/目 箒2回 第3riJ。 1τ $7 図 竿 9画 箒10凹
Fig. 1 is an explanatory diagram explaining the torque generation principle of the shunt-fi Iso, Fig. 2 is an explanatory diagram of a rotating field type synchronous motor, Fig. 5 is an equivalent circuit diagram of the synchronous motor, and Fig. 4 is an illustration of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the encoder shown in FIG. 4, and FIG.
The figure is a block diagram of the main parts of Figure 5, Figure 7 is an output circuit diagram of the encoder in Figure 5, Figure 8 is an explanatory diagram of the operation of the circuit in Figure 7, and Figure 9 is the 2-phase to 5-phase diagram in Figure 4. The circuit diagram of the conversion circuit, Figure WJ10 is the circuit diagram of the arithmetic circuit in Figure 4, Figure 11 is the circuit diagram of the pulse width modulation circuit, circuit and inverter in Figure 4, and Figure 12 is an explanation of the operation of the pulse width modulation circuit. 0 1...Synchronization 111 movement 11.2...Pulse encoder, 6...Rotation direction discrimination circuit, 4...About down counter, 5...Read only memory, 6... D.A.
Converter, 7...FV converter, 8... Arithmetic circuit,!・
...-difference amplifier, 10... multiplication circuit, 11... 2-phase to 6-phase conversion circuit, 1, -2... arithmetic circuit, 15...
Pulse width modulation circuit, 14... Inverter C Introduction/Mekhoki 2nd 3rd riJ. 1τ $7 Drawing rod 9 drawing broom 10 concave

Claims (1)

【特許請求の範囲】 同期電動機の誘導起電圧の位相を検出して該位相と同相
の電流指令を発生し、電機子巻線に誘導起電圧と同相の
電機子電流t−流すよう圧制御する同期電動機制御方式
において、該同期電動機の回転子の位置を検出し位置パ
ルス列を出力するとともに該同期電動機の回転時に回転
パルスを出力す( るパルスエンコーダと、該位置ハルス列によって回転子
の位置に応じ友数値がプリセットされるとともに前記回
転パルス會回転方向に応じて正或いは負方向に可逆計数
する可逆針数手段と、該可逆針数手段の針数1を傷θ、
 silθに応じたアナログ電圧に変換して、帥記鋳導
起亀圧の位相を発生する変換手段とを設け、該パルスエ
ンコーダは該位置パルス列と鉄相パルスを切替゛え出力
することを%黴とする同期電動機制御方式0
[Claims] The phase of the induced electromotive voltage of the synchronous motor is detected, a current command in phase with the detected phase is generated, and the pressure is controlled so that the armature current t- in phase with the induced electromotive voltage flows through the armature winding. In a synchronous motor control system, a pulse encoder detects the position of the rotor of the synchronous motor, outputs a position pulse train, and outputs a rotation pulse when the synchronous motor rotates. a reversible stitch number means for reversibly counting in a positive or negative direction depending on the rotational direction of the rotation pulse;
A conversion means is provided for converting into an analog voltage according to silθ and generating a phase of the casting induction pressure, and the pulse encoder switches and outputs the position pulse train and the iron phase pulse. Synchronous motor control method 0
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210884A (en) * 1986-03-10 1987-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Speed control unit for three-phase synchronous motor
DE102017125929A1 (en) 2016-12-09 2018-06-14 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. tire

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210884A (en) * 1986-03-10 1987-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Speed control unit for three-phase synchronous motor
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