JPS59106894A - 同期モ−タの制御方式 - Google Patents
同期モ−タの制御方式Info
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- JPS59106894A JPS59106894A JP57215093A JP21509382A JPS59106894A JP S59106894 A JPS59106894 A JP S59106894A JP 57215093 A JP57215093 A JP 57215093A JP 21509382 A JP21509382 A JP 21509382A JP S59106894 A JPS59106894 A JP S59106894A
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- JP
- Japan
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- synchronous motor
- phase
- rotor
- rotor position
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、同期モータのロータ位置を検出してトルク−
電制＠１するための同期モータの制御方式に関し、特に
ロータ位１ｎの検出のために特別の検出器を設ける必要
のない同期モータの制御方式に関する。
電制＠１するための同期モータの制御方式に関し、特に
ロータ位１ｎの検出のために特別の検出器を設ける必要
のない同期モータの制御方式に関する。
サーボモータは、独々の分野に広く用いられており、近
年交流サーボモータも開発されており、同ＪＤ］モータ
もサーボモータとして利用出来る様になっている。特に
ロータに永久磁石を用いた同期モータはブラシレス形で
あるため、ノイズの元生もなく、構成が簡単であること
がら、広く利用されつつある。
年交流サーボモータも開発されており、同ＪＤ］モータ
もサーボモータとして利用出来る様になっている。特に
ロータに永久磁石を用いた同期モータはブラシレス形で
あるため、ノイズの元生もなく、構成が簡単であること
がら、広く利用されつつある。
この様な同期モータにおいては、トルクを一定に開側ｊ
する必要があり、このため、ステータである電機子巻線
には、ロータにより誘起される誘起起電力と同相の電流
を流す様に制御する技術が開発されている。この技術を
、第１図に示す同期モータの構成図を用いて説明すると
、永久磁石であるロータ１の磁界のｑ軸よりθの角度ヵ
位置での磁束密度Ｂは、 Ｂ ： Ｂｍｓｌｌｌ θ
用゛甲°°（１）となる。
する必要があり、このため、ステータである電機子巻線
には、ロータにより誘起される誘起起電力と同相の電流
を流す様に制御する技術が開発されている。この技術を
、第１図に示す同期モータの構成図を用いて説明すると
、永久磁石であるロータ１の磁界のｑ軸よりθの角度ヵ
位置での磁束密度Ｂは、 Ｂ ： Ｂｍｓｌｌｌ θ
用゛甲°°（１）となる。
又、図のステータ２の８巻線と鎖交する磁束φは、
φ＝−φｍｃｏｓθ Ｃ・Ｉｈ（２）
となる。（但し、φｍはロータ１のｑ軸上での磁束とす
る。） 従って８巻線の誘起起電力ｃ１は、 ｅｌ ＝−二 ｉ ＝ −φ口〕 ・ ｐ ・ ωＩｌｌ ・ ｓｉｎ
θ ・申・四（３）となる。（但し、θ＝
Ｐθｍ＝Ｐ・ω・ｍ・ｔとする。）同様にして８巻線と
各々τπ、ｉπの角度に配置されたステータ２のｂ＠線
、Ｃ巻線の誘起起電力ａｌｌ、ｅ８は、 ｅ２＝−φｍｅ ｐ ａ ＩＪ ｍ ” ｓｉｎ （θ
−−π）川・・・川（４）ｅｅ＝−φｍ ＊ Ｐ ＊ω
ｍ−５Ｉｎ（θ−丁π） −・−１５１となる。
る。） 従って８巻線の誘起起電力ｃ１は、 ｅｌ ＝−二 ｉ ＝ −φ口〕 ・ ｐ ・ ωＩｌｌ ・ ｓｉｎ
θ ・申・四（３）となる。（但し、θ＝
Ｐθｍ＝Ｐ・ω・ｍ・ｔとする。）同様にして８巻線と
各々τπ、ｉπの角度に配置されたステータ２のｂ＠線
、Ｃ巻線の誘起起電力ａｌｌ、ｅ８は、 ｅ２＝−φｍｅ ｐ ａ ＩＪ ｍ ” ｓｉｎ （θ
−−π）川・・・川（４）ｅｅ＝−φｍ ＊ Ｐ ＊ω
ｍ−５Ｉｎ（θ−丁π） −・−１５１となる。
ここで、各電機子巻線ａ、ｂ、ｃに流す電流を１１゜ｉ
２．ＩＢ とすると、係る３相則１彷モータの出力ト
ルクＴは、 ’ｆ’ ＝ 、 （ｅ＋ ”Ｉ＋ ＋ｅ２ ｓｉ２＋ｅ
８ｍ ｉｎ ） −・−（６）で表現されるから、
（３１１（４Ｌ （ｓ）式を（６）式に代入して、 ’Ｉ” Ｔニー、φｍ・２１１０ｍ （＋、 ”ｓｉｎ
θ十Ｉ２・５ｉｎ（θ−τπ）＋ｉｓ・Ｓｉｌ＋ （θ
−τπ）） −〇・（７）となる。トルクＴを一定にす
るには、角度θに依存しない（子にすれば良いから、 （但し、■は電流の振幅である。） とすれば、（方式のトルクＴは、 一−！−ＫＩ 叩
・門（９）となり、トルクＴはロータ１の回転位置によ
らず一定となる。
２．ＩＢ とすると、係る３相則１彷モータの出力ト
ルクＴは、 ’ｆ’ ＝ 、 （ｅ＋ ”Ｉ＋ ＋ｅ２ ｓｉ２＋ｅ
８ｍ ｉｎ ） −・−（６）で表現されるから、
（３１１（４Ｌ （ｓ）式を（６）式に代入して、 ’Ｉ” Ｔニー、φｍ・２１１０ｍ （＋、 ”ｓｉｎ
θ十Ｉ２・５ｉｎ（θ−τπ）＋ｉｓ・Ｓｉｌ＋ （θ
−τπ）） −〇・（７）となる。トルクＴを一定にす
るには、角度θに依存しない（子にすれば良いから、 （但し、■は電流の振幅である。） とすれば、（方式のトルクＴは、 一−！−ＫＩ 叩
・門（９）となり、トルクＴはロータ１の回転位置によ
らず一定となる。
この様な制御を行うためには、同期モータのロータ角度
を検出し、これによって各電機子電流の値を制御するこ
とが必要となる１、 従来、同期モータのロータ角度の検出のためには、同期
モータにアブソリュートコード発生器を設け、同期モー
タの回転によって回転する円板に設けられたアプンリー
ートコードを光学的に検出して、ロータ位置を求めてい
た。
を検出し、これによって各電機子電流の値を制御するこ
とが必要となる１、 従来、同期モータのロータ角度の検出のためには、同期
モータにアブソリュートコード発生器を設け、同期モー
タの回転によって回転する円板に設けられたアプンリー
ートコードを光学的に検出して、ロータ位置を求めてい
た。
このため、従来の構成では、アブソリュートコード発生
器という機構部を別途設け、機械的にロータ位置な検出
しているので、同期モータに＋ｊ随する構成が大きくな
り、装置構成か大型化するという欠点か生じるとともに
アブソリュートコード発生器自体か高価なため装部の低
価格を阻んでいるという欠点も生じていた。
器という機構部を別途設け、機械的にロータ位置な検出
しているので、同期モータに＋ｊ随する構成が大きくな
り、装置構成か大型化するという欠点か生じるとともに
アブソリュートコード発生器自体か高価なため装部の低
価格を阻んでいるという欠点も生じていた。
従って、本発明の目的は、電気的にロータ位置を検出し
て、アブソリュートコード発生器を設ける必要をなくす
ことのできる同期モータのロータ位１に検出方式を提供
するにある。
て、アブソリュートコード発生器を設ける必要をなくす
ことのできる同期モータのロータ位１に検出方式を提供
するにある。
以下、本発明を一実施例により詳細に説明する。
第２図は４極間期モータのロータ構成図、第６図、ｖＪ
４図は本発明の原理説明図である。
４図は本発明の原理説明図である。
第２図に示す様にロータ１の軸１ａの周囲にフェライト
である磁極１０ａ、 １０ｂ、 １０ｃ、 １０ｄ と
鉄である中間部１１ａ、 １１１）、 １１ｃ、 １１
ｄとが交互に設けられて構成されている。この磁極１０
ａ、１０ｂ。
である磁極１０ａ、 １０ｂ、 １０ｃ、 １０ｄ と
鉄である中間部１１ａ、 １１１）、 １１ｃ、 １１
ｄとが交互に設けられて構成されている。この磁極１０
ａ、１０ｂ。
１０Ｃ，１０ｄと中間部１１ ａ、 １ ｌ ｂ、 １
１ ｃ、 １１ ｄの通磁率１１は異なっているので、
この違いを利用してロータ位置を検出する。即ち、第６
図（Ａ）の構成図に示す様に、電詠投入時、ロータ靜正
中に同期モータのステータの各巻線ａ、ｂ、ｃに検出信
号を流す。この検出信号として第３図（Ｈ）に示す様に
各巻線に対応した′電圧信号ｅＩＪ ＊ ｅＶ ｒ ｅ
Ｗであり、各巻線ａ、 ｂ、 ｃとその中間点９間に各
々電圧ｅｕ。
１ ｃ、 １１ ｄの通磁率１１は異なっているので、
この違いを利用してロータ位置を検出する。即ち、第６
図（Ａ）の構成図に示す様に、電詠投入時、ロータ靜正
中に同期モータのステータの各巻線ａ、ｂ、ｃに検出信
号を流す。この検出信号として第３図（Ｈ）に示す様に
各巻線に対応した′電圧信号ｅＩＪ ＊ ｅＶ ｒ ｅ
Ｗであり、各巻線ａ、 ｂ、 ｃとその中間点９間に各
々電圧ｅｕ。
ｅＶ ＋ ｅＷを印加する。この電圧ｅｕ、ｅｖ、ｅｗ
は次の様に定められる。
は次の様に定められる。
但し、Ｗは角周波数、ｗｏはキャリア角周波数である。
即ち、ｅｕ ｒ ｅＶｌ ｅＶＩは３相交流信号であり
、しかもキャリア（Ｓ石ＷＯｉ ）により高周波変調さ
れた信号である。しかも、その振巾は小さく設定される
。
、しかもキャリア（Ｓ石ＷＯｉ ）により高周波変調さ
れた信号である。しかも、その振巾は小さく設定される
。
この電圧ｅｕ、ｅｖ、ｅｗは第３図（Ａ）の各巻線ａ。
ｂ、ｃＶＣ印加すると、各巻線に電流’ｕｒ’Ｖ＋”Ｗ
が流れるとともにこの電圧印加によってロータ円周上を
強度一定の回転磁界が通り過ぎていくことになる。この
時、ロータは静止しているので、この回転磁界の強さは
ロータの前述の透磁率μの差により影響を受け、電流’
ｕ＋ ’Ｖ＋ ’Ｗの振巾が部分的に変化する。即ち、
もし透磁率μが全周で一定のロータなら、電流’ｕ＋
ｌｙ、１ｗは印加′重圧ｅｕ。
が流れるとともにこの電圧印加によってロータ円周上を
強度一定の回転磁界が通り過ぎていくことになる。この
時、ロータは静止しているので、この回転磁界の強さは
ロータの前述の透磁率μの差により影響を受け、電流’
ｕ＋ ’Ｖ＋ ’Ｗの振巾が部分的に変化する。即ち、
もし透磁率μが全周で一定のロータなら、電流’ｕ＋
ｌｙ、１ｗは印加′重圧ｅｕ。
ｅｖ、ｅｗと同位相ヤの信号となり、直流レベル１）Ｃ
Ｉ）Ｃ＝ ｉＨ１１ｅ１１＋ｉｖ ｅｅｙ＋ｊｗ”ｅｗ
（１１）そのＩＨ流レしルＤＣは一定とな
る。
Ｉ）Ｃ＝ ｉＨ１１ｅ１１＋ｉｖ ｅｅｙ＋ｊｗ”ｅｗ
（１１）そのＩＨ流レしルＤＣは一定とな
る。
しかし、透磁率が異なった部分が存在すると、その部分
に対応して′Ｉｔ流’ｕ ＋ ’Ｖ ｇ ＩＷが振巾が
変化する。従って、第４図に示す様にｉＭ ／１１ｃレ
ベルＪ）Ｃは印加電圧ｅｌｌの時間的変化とともに変化
することになり、そのピークの位置の位相ψを検出する
ことでロータ位置を検出することかできる。第４図にお
いて、鉄である中間部１１ａ、 １１ｂ、 １１ｃ、１
１ｄの中心で直流レベルＤＣがピークを示すことがら、
特性ｎａでは、中間に中間部が存在し、特性ｋｂでは左
端に中間部が存在し、特性ＩＣでは右端に中間部が存在
することになり、そのピークまでの位相ψａ、ψｂ、ψ
Ｃを測定すれば、中間部１１ａ〜１１ｄの中心の位（ａ
がわかり、これにより磁極１０ａの回転位置を算出する
ことかできる。この検出信号ｅ１１１ ｅＶｌ ｅＷは
、微小なものであり、しかも筒周波であり、叡波長以内
であるから、同期モータを起動するに至らず、ロータ１
は静止したまま、ロータ位置の検出が可能となる。
に対応して′Ｉｔ流’ｕ ＋ ’Ｖ ｇ ＩＷが振巾が
変化する。従って、第４図に示す様にｉＭ ／１１ｃレ
ベルＪ）Ｃは印加電圧ｅｌｌの時間的変化とともに変化
することになり、そのピークの位置の位相ψを検出する
ことでロータ位置を検出することかできる。第４図にお
いて、鉄である中間部１１ａ、 １１ｂ、 １１ｃ、１
１ｄの中心で直流レベルＤＣがピークを示すことがら、
特性ｎａでは、中間に中間部が存在し、特性ｋｂでは左
端に中間部が存在し、特性ＩＣでは右端に中間部が存在
することになり、そのピークまでの位相ψａ、ψｂ、ψ
Ｃを測定すれば、中間部１１ａ〜１１ｄの中心の位（ａ
がわかり、これにより磁極１０ａの回転位置を算出する
ことかできる。この検出信号ｅ１１１ ｅＶｌ ｅＷは
、微小なものであり、しかも筒周波であり、叡波長以内
であるから、同期モータを起動するに至らず、ロータ１
は静止したまま、ロータ位置の検出が可能となる。
第５図は本発明の一実施例ブロック図であり、図中、Ｓ
Ｍは同期モータ、ＰＣはバルスコーダであり、同期モー
タＳＭの所定回転角毎に検出パルスＰＰを発生するもの
、１００はカウンタであり、電源投入時ロータ角θがプ
リセットされ、以後パルスコーダ１）Ｃの検出パルスＰ
Ｐを計数するもの、１０１はサイン波発生回路であり、
カウンタ１００の計数値に対応したサイン波山α、コサ
イン波部αを出力するもの、１０２はＦＶコンバータ（
周波数−電圧変換器）であり、パルスコーダＰＣの検出
パルス１）Ｐの周波数に応じた実速度電圧’ｌ” Ｓ
Ａを出力するもの、１０３は演算回路であり、外部から
構成される装置指令パルスＰ ＣＭＤとパルスコーダＰ
Ｃから構成される装置検出パルスＰＰとの差をとるもの
、１０４はエラーレジスタであり、演算回路１０６の演
算結果がセットされ、速度指令ＶＣＭＤを発するもので
ある。１０５は速度指令電圧ＶＣＭＩ）と実速度電圧Ｔ
Ｓ Ａの差（以後速度誤差とい５）Ｅｌ（。
Ｍは同期モータ、ＰＣはバルスコーダであり、同期モー
タＳＭの所定回転角毎に検出パルスＰＰを発生するもの
、１００はカウンタであり、電源投入時ロータ角θがプ
リセットされ、以後パルスコーダ１）Ｃの検出パルスＰ
Ｐを計数するもの、１０１はサイン波発生回路であり、
カウンタ１００の計数値に対応したサイン波山α、コサ
イン波部αを出力するもの、１０２はＦＶコンバータ（
周波数−電圧変換器）であり、パルスコーダＰＣの検出
パルス１）Ｐの周波数に応じた実速度電圧’ｌ” Ｓ
Ａを出力するもの、１０３は演算回路であり、外部から
構成される装置指令パルスＰ ＣＭＤとパルスコーダＰ
Ｃから構成される装置検出パルスＰＰとの差をとるもの
、１０４はエラーレジスタであり、演算回路１０６の演
算結果がセットされ、速度指令ＶＣＭＤを発するもので
ある。１０５は速度指令電圧ＶＣＭＩ）と実速度電圧Ｔ
Ｓ Ａの差（以後速度誤差とい５）Ｅｌ（。
を演算する′ＯＩＬ算回路、１０６は速反誤差ＥＲを増
幅して電機子電流の振幅Ｉｓを出力する誤差アンプ、１
０７は乗算回路で、誤差アンプ出力と同期整流回路１０
３の出力いα、 ｓｉｎαとを乗算し２相の′心流指出
力するもの、１０８は電流制御回路であり、第６図に示
す様にブロック１０９から１１７で構成されるものであ
る。１０９は２相信号を３相に変換する２相−６相変換
回路で、 を出力するもので、これらＩｕ、ｌｖ、Ｉｗは互いに２
π／３の位相差を有し、しかもｖｊ導起篭圧Ｅｏと同相
の３相電流指令となっている。
幅して電機子電流の振幅Ｉｓを出力する誤差アンプ、１
０７は乗算回路で、誤差アンプ出力と同期整流回路１０
３の出力いα、 ｓｉｎαとを乗算し２相の′心流指出
力するもの、１０８は電流制御回路であり、第６図に示
す様にブロック１０９から１１７で構成されるものであ
る。１０９は２相信号を３相に変換する２相−６相変換
回路で、 を出力するもので、これらＩｕ、ｌｖ、Ｉｗは互いに２
π／３の位相差を有し、しかもｖｊ導起篭圧Ｅｏと同相
の３相電流指令となっている。
１１ｏＵ、 １１ｏＶ、 １１ａＷｆｔ、’ｃｈぞｈ各
相毎Ｋｍ’ｔｊられた演算回路であり、指令電流Ｉｕ、
Ｉｖ、Ｉｗと算回路、１１１はＩａｗとＩａｗの加算を
行なってＵ相の相′一流１．’ ａ ｕを出力する演算
回路、１１２Ｖ、 １１２ＷはそれぞれＶ相及びＷ相の
相電流Ｉａｖ、 Ｉａｗを検出する検流器、１１５Ｕ、
１１３Ｖ、１１３Ｗはそれぞれ各相毎に設けられ各相の
電流差を増幅する電流アンプ、１１４はパルス幅変調回
路、１（５はパルス幅変調回路の出力信号により制御さ
れるインバータ、１１６は３相交流電源、１１７は３相
交流を直流に整流する公知の整流回路でダイオ−ド群１
１７ ａ及びコンデンサ１１７ｂを有している。パルス
幅変調回路１１４は第７図に示す如くは鋸歯状波ＳＴＳ
を発生する鋸歯状波発生回路５ＴＳＧと、比較器ＣＯＭ
Ｕ、ＣＯＭＶ、ＣＯＭＷと、／ ッ） ゲ ） ＮＵ
Ｔ＋ 〜Ｎ ＯＴ ｓと、ドライバＤ Ｖ ｓ〜Ｉ）
Ｖ ｓとからなり、又インバータＩＮＶは６個のパワー
トランジスタＱ１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６を有し
ている。パルス幅変ｉＭ［ＰＷＭの各比較５ＣｏＭＵ、
ｃｏＭｖ、ＣＯＭＷ＋！それぞれ鋸歯状波信号ＳＴＳと
三相交流信号Ｉｕ、 Ｉｖ。
相毎Ｋｍ’ｔｊられた演算回路であり、指令電流Ｉｕ、
Ｉｖ、Ｉｗと算回路、１１１はＩａｗとＩａｗの加算を
行なってＵ相の相′一流１．’ ａ ｕを出力する演算
回路、１１２Ｖ、 １１２ＷはそれぞれＶ相及びＷ相の
相電流Ｉａｖ、 Ｉａｗを検出する検流器、１１５Ｕ、
１１３Ｖ、１１３Ｗはそれぞれ各相毎に設けられ各相の
電流差を増幅する電流アンプ、１１４はパルス幅変調回
路、１（５はパルス幅変調回路の出力信号により制御さ
れるインバータ、１１６は３相交流電源、１１７は３相
交流を直流に整流する公知の整流回路でダイオ−ド群１
１７ ａ及びコンデンサ１１７ｂを有している。パルス
幅変調回路１１４は第７図に示す如くは鋸歯状波ＳＴＳ
を発生する鋸歯状波発生回路５ＴＳＧと、比較器ＣＯＭ
Ｕ、ＣＯＭＶ、ＣＯＭＷと、／ ッ） ゲ ） ＮＵ
Ｔ＋ 〜Ｎ ＯＴ ｓと、ドライバＤ Ｖ ｓ〜Ｉ）
Ｖ ｓとからなり、又インバータＩＮＶは６個のパワー
トランジスタＱ１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６を有し
ている。パルス幅変ｉＭ［ＰＷＭの各比較５ＣｏＭＵ、
ｃｏＭｖ、ＣＯＭＷ＋！それぞれ鋸歯状波信号ＳＴＳと
三相交流信号Ｉｕ、 Ｉｖ。
り大きいときに“１″を、小さいときに“０″ヲそれぞ
れ出力する。従って、１ｕについて冶目すれは比較器（
、’ＯＭＵから第８図に示す′電流指令ｉｕｃが出力さ
れる。即ち、ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗの振幅に応じてパル
ス幅変調された三相の電流指令ｉｕｃ、 ｉｖｃ、 ｉ
ｗｃが出力される。そして、これら三相の′直流指令ｉ
ｏｃ。
れ出力する。従って、１ｕについて冶目すれは比較器（
、’ＯＭＵから第８図に示す′電流指令ｉｕｃが出力さ
れる。即ち、ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗの振幅に応じてパル
ス幅変調された三相の電流指令ｉｕｃ、 ｉｖｃ、 ｉ
ｗｃが出力される。そして、これら三相の′直流指令ｉ
ｏｃ。
ｉｖｃ、ｉｗｃは、ノットゲートＮ０Ｔ１〜Ｎ０Ｔ８、
ドライバＪＪＶｔ〜Ｄｖεを介してインバータ駆動信号
ＳＱ＋〜ＳＱ、どして出力され、インバータ１１５に入
力される。インバータ１１５に入力されたこれらインバ
ータ駆動信号ＳＱ＋〜ＳＱ６はそれぞれパワートランジ
スタＱ ｌ−Ｑｓのベースに入力され、該パワートラン
ジスタＱ、〜Ｑｓをオン／オフ制呻して同期モータＳＭ
に三相電流を供給する。
ドライバＪＪＶｔ〜Ｄｖεを介してインバータ駆動信号
ＳＱ＋〜ＳＱ、どして出力され、インバータ１１５に入
力される。インバータ１１５に入力されたこれらインバ
ータ駆動信号ＳＱ＋〜ＳＱ６はそれぞれパワートランジ
スタＱ ｌ−Ｑｓのベースに入力され、該パワートラン
ジスタＱ、〜Ｑｓをオン／オフ制呻して同期モータＳＭ
に三相電流を供給する。
１２０はロータ位１に検出回路であり、１２１は制御回
路であり、制御回路１２１は’１１（投入に応じ第３図
（１））の検出信号ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗを出力するも
の、ロータ位置検出回路１２０は検出された実車＠；
Ｉａｕ、 Ｉａｖ。
路であり、制御回路１２１は’１１（投入に応じ第３図
（１））の検出信号ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗを出力するも
の、ロータ位置検出回路１２０は検出された実車＠；
Ｉａｕ、 Ｉａｖ。
Ｉａｗと検出信号ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗとから直流レベ
ルＩ）Ｃを次式により算出し、 １）Ｃ＝：Ｉａｕｅｅｕ＋Ｉａｖ＠ｅｖ＋Ｉａｗ＊ｅｗ
（１３）そのピークの位相ψを求め、ロータ角θ
を出力するものである。
ルＩ）Ｃを次式により算出し、 １）Ｃ＝：Ｉａｕｅｅｕ＋Ｉａｖ＠ｅｖ＋Ｉａｗ＊ｅｗ
（１３）そのピークの位相ψを求め、ロータ角θ
を出力するものである。
次に第５図構成の動作について説明すると、電源投入信
号ＰＷにより制御回路１２１は第３図（ｂ）の検出信号
ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗを数波長発生する。この検出信号
ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗは電流制御回路１ｏ８、即ち２−
３相変換回Ｍ １ ｏｑ、７ ｙ７’ １１３Ｕ、 １
１ｓＶ、 １１３Ｗ。
号ＰＷにより制御回路１２１は第３図（ｂ）の検出信号
ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗを数波長発生する。この検出信号
ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗは電流制御回路１ｏ８、即ち２−
３相変換回Ｍ １ ｏｑ、７ ｙ７’ １１３Ｕ、 １
１ｓＶ、 １１３Ｗ。
パルス幅変調回路１１４、インバータ回路１１５を介し
、静止中の同期モータＳＭに供給され、その時の実電流
Ｉａｖ、 Ｉａｗが検流器１１２Ｖ、 １１２Ｗから検
出され、更に実電流Ｉａｖ、 ｌａｗから演算回路１１
１でＵ相の実電流Ｉａｕが作成され、これら３相の実電
流Ｉａｕ、 Ｉａｖ、 Ｉａｗがロータ位置検出回路１
２０に入力され、検出信号ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗとの間
で第（１６）式を実行し、直流レベルＤＣを算出する。
、静止中の同期モータＳＭに供給され、その時の実電流
Ｉａｖ、 Ｉａｗが検流器１１２Ｖ、 １１２Ｗから検
出され、更に実電流Ｉａｖ、 ｌａｗから演算回路１１
１でＵ相の実電流Ｉａｕが作成され、これら３相の実電
流Ｉａｕ、 Ｉａｖ、 Ｉａｗがロータ位置検出回路１
２０に入力され、検出信号ｅｕ、 ｅｖ、 ｅｗとの間
で第（１６）式を実行し、直流レベルＤＣを算出する。
次に、直流レベルＤＣのピーク値までの位相ψを求め、
これからロータ角θを算出し、これに対応した位置コー
ドをカウンタ１００にセットする。このロータ角検出は
、ロータ１が回転しない静止中に短時間で行なわれる。
これからロータ角θを算出し、これに対応した位置コー
ドをカウンタ１００にセットする。このロータ角検出は
、ロータ１が回転しない静止中に短時間で行なわれる。
以後同期モータＳＭが回転すると、パルス幅変調ＰＣか
ら検出パルスＰＰが発生され、カウンタ１００がこれを
計数するとともにサイン波発生回路１０１よりロータ位
置に対応したサイン波５１１１α、コサイン減温αを出
力することにある。
ら検出パルスＰＰが発生され、カウンタ１００がこれを
計数するとともにサイン波発生回路１０１よりロータ位
置に対応したサイン波５１１１α、コサイン減温αを出
力することにある。
′次に、同期モータＳＭがある速度で回転しているとき
に速度指令が上昇した場合について第５図の動作を説明
する。
に速度指令が上昇した場合について第５図の動作を説明
する。
同期モータを所望の回転速度Ｖｃで回転せしめるべく、
演算回路１０５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が入力される。一方、同期モータ
ＳＭは実速度Ｖａ（（Ｖｃ）で回転しているから、１′
Ｖコンバータ１０２より実速度Ｖａに比例した実速度電
圧ＴＳＡが出力され、この実速度電圧′Ｊ″ＳＡは演算
回路１０５０減算端子に入力される。従って、演算回路
１０５は指令速度Ｖｃと実速度Ｖａの差である速度誤差
ＥＲを演算し、これを誤差アンプ１０６に入力する。誤
差アンプ１０６は次式に示す比例積分演算を行なう。
演算回路１０５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が入力される。一方、同期モータ
ＳＭは実速度Ｖａ（（Ｖｃ）で回転しているから、１′
Ｖコンバータ１０２より実速度Ｖａに比例した実速度電
圧ＴＳＡが出力され、この実速度電圧′Ｊ″ＳＡは演算
回路１０５０減算端子に入力される。従って、演算回路
１０５は指令速度Ｖｃと実速度Ｖａの差である速度誤差
ＥＲを演算し、これを誤差アンプ１０６に入力する。誤
差アンプ１０６は次式に示す比例積分演算を行なう。
尚、（１４）式の演算結果Ｉｓは電機子電流の振幅に相
当干る。即ち、負荷が変動し、あるいは速度指令が変化
すると速度誤差ＥＲ（＝Ｖｃ −Ｖａ ）が大きくなり
、これに応じて電機子１「波振幅Ｉｓも大きくなる。Ｉ
ｓが大ぎくなればより大きなトルクが発生し、このトル
クにより′電動機の実速度が指令速度にもたらされる。
当干る。即ち、負荷が変動し、あるいは速度指令が変化
すると速度誤差ＥＲ（＝Ｖｃ −Ｖａ ）が大きくなり
、これに応じて電機子１「波振幅Ｉｓも大きくなる。Ｉ
ｓが大ぎくなればより大きなトルクが発生し、このトル
クにより′電動機の実速度が指令速度にもたらされる。
一方、同期モータ８Ｍの界磁極の位置（角度α）を示す
２相のザイン波ｓｉｎα、コサイン波高αがカウンタ１
００及びサイン波発生回路１０１により得られている。
２相のザイン波ｓｉｎα、コサイン波高αがカウンタ１
００及びサイン波発生回路１０１により得られている。
ついで２相−３相変換回路１０９は（１２）式に示す演
算を行ないろ相の電流指令Ｉｕ、 Ｉｖ、 １ｗをそれ
ぞれ出力する。尚、これらＩｕ、 Ｉｖ、 Ｉｗは同期
モータＳＭの誘導起電圧Ｊ→０と同相の６相篭６ｔｅ指
令となっている。
算を行ないろ相の電流指令Ｉｕ、 Ｉｖ、 １ｗをそれ
ぞれ出力する。尚、これらＩｕ、 Ｉｖ、 Ｉｗは同期
モータＳＭの誘導起電圧Ｊ→０と同相の６相篭６ｔｅ指
令となっている。
しかる後、３相電流指令Ｉｕ、 Ｉｖ、 Ｉｗは演算回
路１１０Ｕ、 １１０Ｖ、 １１０Ｗにて実際の相電流
Ｉａｕ、 Ｉａｖ。
路１１０Ｕ、 １１０Ｖ、 １１０Ｗにて実際の相電流
Ｉａｕ、 Ｉａｖ。
Ｉａｗと差分がとられ、ついでその差分である三相交流
信号ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗは電流アンプ１１３Ｕ、 １
１３Ｖ。
信号ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗは電流アンプ１１３Ｕ、 １
１３Ｖ。
１１６Ｗに°Ｃ増幅されてパルス幅変調回路１１４に入
力される。
力される。
パルス幅変調回路１１４では、後述する様に鋸歯状波信
号ＳＴＳと三相交流信号ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗの撮幅を
比較し、パルス幅変調された三相の電流指令をインバー
タ１１５を構成する各パワートランジスタＱ、−Ｑ、の
ベースに入力し、これら各パワートランジスタＱ１〜Ｑ
ｌ１１をオン／オフ制御し、同期モータＳＭに三相電流
を供給する。
号ＳＴＳと三相交流信号ｉｕ、 ｉｖ、 ｉｗの撮幅を
比較し、パルス幅変調された三相の電流指令をインバー
タ１１５を構成する各パワートランジスタＱ、−Ｑ、の
ベースに入力し、これら各パワートランジスタＱ１〜Ｑ
ｌ１１をオン／オフ制御し、同期モータＳＭに三相電流
を供給する。
以後、同様な制御が行われて最終的に同期モータＳＭは
指令速度で回転することになる。
指令速度で回転することになる。
以上酸４明した様に、本発明によれば、同期モータの静
止時のロータ位置を検出して同期モータの訪起起屯力と
同相の市磯子電流を発生して制御する際に、電蝕投入時
にステータ巻線に検出信号を？ｆｆｉ Ｌ 、回転磁界
を発生させ、ロータの透磁率の差によって生じるステー
タ巻線に流れる電？ｆｊの変化を検出してロータの位置
を検出しているので、特別にロータイ１″ｆ、１１検出
の磯楊を設ける必要かないので、装置の小型化、低価格
化を得ることが出来るという効果を奏する。
止時のロータ位置を検出して同期モータの訪起起屯力と
同相の市磯子電流を発生して制御する際に、電蝕投入時
にステータ巻線に検出信号を？ｆｆｉ Ｌ 、回転磁界
を発生させ、ロータの透磁率の差によって生じるステー
タ巻線に流れる電？ｆｊの変化を検出してロータの位置
を検出しているので、特別にロータイ１″ｆ、１１検出
の磯楊を設ける必要かないので、装置の小型化、低価格
化を得ることが出来るという効果を奏する。
尚、本発明を一実施例にまり小す明したが、本発明は上
述の実施例に限定されることなく、本発明の主旨に従い
種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排
除するものではない。
述の実施例に限定されることなく、本発明の主旨に従い
種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排
除するものではない。
第１図は、同期モータの原理説明図、第２図は同期モー
タの構成図、第３図及び第４図は本発明の原理説明図、
第５図は本発明の一実施例プロツク図、第６図は第５図
構成の要部構成図、第７図は第６図構成の要部構成図、
第８図は第７図構成の動作説明図である。 図中、ＳＭ−・・・・・同期モータ、１・・四・・・ロ
ータ、２・・・・・・ステータ、ＰＣ・・曲パルスコー
タ、１ｏｏ・・・叩・・カラ／り、’１０１・・・・・
西サイン波発生回路、１２ｏ・・・・・・・・・ロータ
位置検出回路。 特許出細入 ファナック株式会社 代卯人 弁理士 辻 貰 外２名 ＝５０３ 第 ３ 口 （，４）
（Ｂ）（ｕ 第 ４図 第５図
タの構成図、第３図及び第４図は本発明の原理説明図、
第５図は本発明の一実施例プロツク図、第６図は第５図
構成の要部構成図、第７図は第６図構成の要部構成図、
第８図は第７図構成の動作説明図である。 図中、ＳＭ−・・・・・同期モータ、１・・四・・・ロ
ータ、２・・・・・・ステータ、ＰＣ・・曲パルスコー
タ、１ｏｏ・・・叩・・カラ／り、’１０１・・・・・
西サイン波発生回路、１２ｏ・・・・・・・・・ロータ
位置検出回路。 特許出細入 ファナック株式会社 代卯人 弁理士 辻 貰 外２名 ＝５０３ 第 ３ 口 （，４）
（Ｂ）（ｕ 第 ４図 第５図
Claims (4)
- （１）四ル」モータの所定回転角回転毎に検出パルスヲ
出力するパルスコーダと、静止時の同期モータのロータ
位置かプリセットされるとともに該パルスコーダからの
検出パルスを計数するカウンタと、該カウンタの計数値
に従って該ロータ位置に対応する位相の正弦波を出力す
るサイン波発生回路とを有し、該サイン波発生回路の出
力に基いて同期モータを制御する同期モータの制御方式
において、電源投入時に該同期モータのステータ巻線に
該ロータ位置検出のための検出信号を流し、該同期モー
タのステータ巻線に流れる電流を検出して該ロータ位置
を検出し該カウンタにプリセットするこφ〜 とを特徴とする同ＪｔＪＪモー タ制側１方式。 - （２）前記検出・１ｄ号としてキャリアで変ａｔ”］さ
れた交流信号を用いることを特徴とする特許請求の範囲
略 第（１）項記載の同期モータ制御方式。 - （３）前記検出信号と前記検出された電流との積により
前記ロータ位置を検出することを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項又は第（２）項記載の同期モータの制御
方式。 - （４）前期同期モータが３相同期モータであり前記検出
信号が３相の交流信号であって、該交流信号が各相のス
テータ巻線に印加されることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の同期モータの制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215093A JPS59106894A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 同期モ−タの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215093A JPS59106894A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 同期モ−タの制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106894A true JPS59106894A (ja) | 1984-06-20 |
Family
ID=16666633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57215093A Pending JPS59106894A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 同期モ−タの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59106894A (ja) |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP57215093A patent/JPS59106894A/ja active Pending
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