JPS60102891A - 無整流子電動機 - Google Patents
無整流子電動機Info
- Publication number
- JPS60102891A JPS60102891A JP58208733A JP20873383A JPS60102891A JP S60102891 A JPS60102891 A JP S60102891A JP 58208733 A JP58208733 A JP 58208733A JP 20873383 A JP20873383 A JP 20873383A JP S60102891 A JPS60102891 A JP S60102891A
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- JP
- Japan
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- current
- stator winding
- magnetic flux
- output
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements 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
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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】
このｇ明は、永久磁石を回転子とηる無整流子電動機に
係り、詳しくは！！ｌ極位置検出器を不快とし、耐熱性
の向上と配線の１ｉｉｌ単化とを図った無整流子電動機
に関する。
係り、詳しくは！！ｌ極位置検出器を不快とし、耐熱性
の向上と配線の１ｉｉｌ単化とを図った無整流子電動機
に関する。
近年、無整流子型ＩＪＪ 機が広く用いられるようにな
った。これは、直流電動機の機械的整流Ｖ１１横、すな
わちブラシおよびコミュテータをサイリスタやトランジ
スタなどの半導体スイッチで置き換え、装置の信頼性向
上を図ったものである。
った。これは、直流電動機の機械的整流Ｖ１１横、すな
わちブラシおよびコミュテータをサイリスタやトランジ
スタなどの半導体スイッチで置き換え、装置の信頼性向
上を図ったものである。
第１図は、従来の無整流子電動機の一構成例を示すブロ
ック図ぐある。図において、１ｔよ永久…右回転子２と
固定子巻線３ａ 、 ３ｂ 、３Ｃとからなる同期電動
機（以下、単にモータ１という）′Ｃ−ある。このモー
タ１にはｍｔｉ位置検出器４が取（＝ｊけられ、その出
力信号ＰＳが位置検出回路５を介して、パルス分配器６
に供給される。このパルス分配器６は、位置検出回路５
から供給される仁＞４に基づいて、通電角が１２０°で
位相が６０’ずつずれた６系列のパルス列からなる分配
パルス１）Ｄを出力づるもので、この分配パルスＰＤが
インバータ７の６１１！ｉｌのトランジスタＱ＋〜Ｑ６
の各ペースに供給される。この結果、１−ランジスタＱ
１〜Ｑ６が一定顔序て゛オン／オフされ、インバータ７
は自流電源８から供給される直流を交流に変換し、これ
を−［−タ゛１の各固定子巻線３ａ〜３Ｃに供給りる。
ック図ぐある。図において、１ｔよ永久…右回転子２と
固定子巻線３ａ 、 ３ｂ 、３Ｃとからなる同期電動
機（以下、単にモータ１という）′Ｃ−ある。このモー
タ１にはｍｔｉ位置検出器４が取（＝ｊけられ、その出
力信号ＰＳが位置検出回路５を介して、パルス分配器６
に供給される。このパルス分配器６は、位置検出回路５
から供給される仁＞４に基づいて、通電角が１２０°で
位相が６０’ずつずれた６系列のパルス列からなる分配
パルス１）Ｄを出力づるもので、この分配パルスＰＤが
インバータ７の６１１！ｉｌのトランジスタＱ＋〜Ｑ６
の各ペースに供給される。この結果、１−ランジスタＱ
１〜Ｑ６が一定顔序て゛オン／オフされ、インバータ７
は自流電源８から供給される直流を交流に変換し、これ
を−［−タ゛１の各固定子巻線３ａ〜３Ｃに供給りる。
このような構成において、上記構成要素４〜７が直流電
動機の二ｌミュデータおよびブラシと等価の作用をなし
、上記無整流子電１ＰＩＪ機は直流電動機として劃する
。
動機の二ｌミュデータおよびブラシと等価の作用をなし
、上記無整流子電１ＰＩＪ機は直流電動機として劃する
。
ところし、上述しｌＪ従来の無整流子電動機にＪ３いて
は、磁極位置検出器４としてホール素子、磁気抵抗素子
あるいは光重素子等を使用しており、これらは高温にお
いて特性が劣化し−Ｃしようという欠！：、ｊがあった
。従って、］ンブレツサ等、密閉収納され高温になる装
置には使用しにくく、また、上記種類の検出器は引出し
線が多いので作業性、気密性の上でも不利であった。
は、磁極位置検出器４としてホール素子、磁気抵抗素子
あるいは光重素子等を使用しており、これらは高温にお
いて特性が劣化し−Ｃしようという欠！：、ｊがあった
。従って、］ンブレツサ等、密閉収納され高温になる装
置には使用しにくく、また、上記種類の検出器は引出し
線が多いので作業性、気密性の上でも不利であった。
この発明は上記の事情に鑑み、磁極検出器を用いずに効
率い良い運転を覆ることのぐきる無整流子電動機を提供
するもので、モータ端子電圧と電機子電流より誘導起電
力を演０し、この誘導起電力を積分して回転子磁束を得
、この回転子磁束と固定子巻線電流を同期整流し、イの
出力により固定子巻線電流を増減して回転子磁束と固定
子巻線電流が直交１」係を保つようにしたことを特徴と
′りる。
率い良い運転を覆ることのぐきる無整流子電動機を提供
するもので、モータ端子電圧と電機子電流より誘導起電
力を演０し、この誘導起電力を積分して回転子磁束を得
、この回転子磁束と固定子巻線電流を同期整流し、イの
出力により固定子巻線電流を増減して回転子磁束と固定
子巻線電流が直交１」係を保つようにしたことを特徴と
′りる。
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明りる。
第２図は、本発明の一実施例の構成を示すブＬ１ツク図
であり、第１図の各部に対応する部分には同一の符号を
（ｔ してある。図において、１１は固定子巻線３Ｃの
電流Ｉを検出する電流検出器であり、検出電流ＩＦは偏
差検出点１２、電流増幅器１３および巻線インピーダン
ス降下電圧演目回路１４（以下、ＶＺ演演目回路１４い
う）に供給される。ここで、■ＺＺ算回路１４は、検出
電流ＩＦからめた固定予巻＃ｆＡ３Ｇの電流（同定子巻
線電流）■、固定子巻線３Ｇの抵抗Ｒ１自己インダクタ
ンスＬ Ｊ３よび固定子巻線型び口の角周波数ωから次
式によってＩＭ定子巻線インピーダンス降下電圧Ｖｚを
めるものひあり、この電圧ｙｚが（財）差検出点１５に
供給される。
であり、第１図の各部に対応する部分には同一の符号を
（ｔ してある。図において、１１は固定子巻線３Ｃの
電流Ｉを検出する電流検出器であり、検出電流ＩＦは偏
差検出点１２、電流増幅器１３および巻線インピーダン
ス降下電圧演目回路１４（以下、ＶＺ演演目回路１４い
う）に供給される。ここで、■ＺＺ算回路１４は、検出
電流ＩＦからめた固定予巻＃ｆＡ３Ｇの電流（同定子巻
線電流）■、固定子巻線３Ｇの抵抗Ｒ１自己インダクタ
ンスＬ Ｊ３よび固定子巻線型び口の角周波数ωから次
式によってＩＭ定子巻線インピーダンス降下電圧Ｖｚを
めるものひあり、この電圧ｙｚが（財）差検出点１５に
供給される。
次に、１６は固定予巻Ｆｉ１３ｃの端子電圧を検出する
電圧検出器であり、その出力電圧■が偏差検出点１５に
供給され、次式によって誘導起電力ｒがめられる。
電圧検出器であり、その出力電圧■が偏差検出点１５に
供給され、次式によって誘導起電力ｒがめられる。
１三 ＝Ｖ−ＶＺ ・・・ ・・・ （２）この誘導起
電力１は、積分器１７において積分され、回転子磁束（
１）Ｒがめられる。−ｈ、電流増幅器１３は、検出電流
ｉＦに定数を乗じて固定予巻＃！ｉｌ電流１をめる。
電力１は、積分器１７において積分され、回転子磁束（
１）Ｒがめられる。−ｈ、電流増幅器１３は、検出電流
ｉＦに定数を乗じて固定予巻＃！ｉｌ電流１をめる。
同期整流回路１９に供給され、１］期整流される。
すなわら、同期整流回路１９は、固定子巻線電流＋ｉＲ
を各々平滑して出力づる（第５図参照）。この結果、回
転子磁束ΦＲの位相が固定子巻線電流■の位相より９０
°′ｉｉれのとき同期整流回路１９の出力５＝Ｏ１上記
遅れが９０°より小さいときｓ＞Ｑ、大きいときｓ＜Ｑ
となる。この出力Ｓは偏差検出点２０に供給され、振幅
設定器２１から供給される振幅指令蛸ａから減のされ、
その差ａ−３が掛算器２２へ供給される。このｉｌｌ器
２２は、周波数設定器２３から供給される正弦波Ｓｉｎ
ωｔと上記差信号ａ−５とを乗じ、 （ａ−Ｓ）ｓ＋ｈωｔ なる正弦波を出力づるものである。ここぐ、１）を記周
波数設定器２３は、速度設定器２４から出力される設定
電圧ＶＮ（これは、モータ１の回転数Ｎに比例り゛る）
に対応づる角周波数ωを右する上記正弦波Ｓｉｎω【を
出力するもので、例えば、前記設定器Ｉｆ Ｖ Ｎを変
換して、電圧ＶＮに比例しＩこ周波数の波を出力するＶ
／Ｆ （電Ｊｆ／周波数）変換器と、この周波数をカウ
ントするカウンタと、このカウンタの出力によって指定
されるアドレスから前記正弦波の振幅を逐次出力するＲ
ＯＭ（リードオンメモリ）とからなっている。こうして
、掛篩器２２から出力された各周波数ω、振幅ａ−Ｓの
正弦波が偏差検出点１２に印加され、検出電流ＩＦとの
差信号が電流１１ｉｌＪ ｌｌｌ器２５に供給される。
を各々平滑して出力づる（第５図参照）。この結果、回
転子磁束ΦＲの位相が固定子巻線電流■の位相より９０
°′ｉｉれのとき同期整流回路１９の出力５＝Ｏ１上記
遅れが９０°より小さいときｓ＞Ｑ、大きいときｓ＜Ｑ
となる。この出力Ｓは偏差検出点２０に供給され、振幅
設定器２１から供給される振幅指令蛸ａから減のされ、
その差ａ−３が掛算器２２へ供給される。このｉｌｌ器
２２は、周波数設定器２３から供給される正弦波Ｓｉｎ
ωｔと上記差信号ａ−５とを乗じ、 （ａ−Ｓ）ｓ＋ｈωｔ なる正弦波を出力づるものである。ここぐ、１）を記周
波数設定器２３は、速度設定器２４から出力される設定
電圧ＶＮ（これは、モータ１の回転数Ｎに比例り゛る）
に対応づる角周波数ωを右する上記正弦波Ｓｉｎω【を
出力するもので、例えば、前記設定器Ｉｆ Ｖ Ｎを変
換して、電圧ＶＮに比例しＩこ周波数の波を出力するＶ
／Ｆ （電Ｊｆ／周波数）変換器と、この周波数をカウ
ントするカウンタと、このカウンタの出力によって指定
されるアドレスから前記正弦波の振幅を逐次出力するＲ
ＯＭ（リードオンメモリ）とからなっている。こうして
、掛篩器２２から出力された各周波数ω、振幅ａ−Ｓの
正弦波が偏差検出点１２に印加され、検出電流ＩＦとの
差信号が電流１１ｉｌＪ ｌｌｌ器２５に供給される。
そして、電流制御器２５からｌ） Ｗ Ｍ回路（パルス
幅変調回路）２Ｇに電圧指令信号Ｖｃが供給されると、
ｌ） Ｗ Ｍ回路２６は、この信号ＶＣを変調信号とし
、三角波発生器２７から出力される三角波ＤＷを４−１
１リアどしてＰＷＭ変調を行い、その出力をインバータ
７に供給づる。
幅変調回路）２Ｇに電圧指令信号Ｖｃが供給されると、
ｌ） Ｗ Ｍ回路２６は、この信号ＶＣを変調信号とし
、三角波発生器２７から出力される三角波ＤＷを４−１
１リアどしてＰＷＭ変調を行い、その出力をインバータ
７に供給づる。
次に、第３図は上記実施例における１相分の等価回路図
、第４図は同実施例のベクトル図である。。
、第４図は同実施例のベクトル図である。。
これらの図にＪ３いて、誘導起電力［は回転子磁束ΦＲ
を微分したもので、その方向はａＲより９００進相した
方向にとられ−Ｃいる。また、端子電圧Ｖは上記誘導起
電力Ｅに（１ン式で与えられる電圧Ｖｚを加えたもので
あり、モータ１のトルク゛ｔｅは固定子δ線′ｄｉ流Ｉ
と回転子磁束ΦＲのなず角δの正弦ｓ、ｎδに比例する
。そして、後述するように回転子磁束ΦＲと固定子巻線
電流Ｉは常に直交するように制御される。
を微分したもので、その方向はａＲより９００進相した
方向にとられ−Ｃいる。また、端子電圧Ｖは上記誘導起
電力Ｅに（１ン式で与えられる電圧Ｖｚを加えたもので
あり、モータ１のトルク゛ｔｅは固定子δ線′ｄｉ流Ｉ
と回転子磁束ΦＲのなず角δの正弦ｓ、ｎδに比例する
。そして、後述するように回転子磁束ΦＲと固定子巻線
電流Ｉは常に直交するように制御される。
このような構成において、モータ１の始動は速度設定電
圧ＶＮをＯから徐々に上昇させ、周波数設定器２３の出
力軸ωｔの角周波数ωを漸増させて行う。なお、この回
転数詞ＩＩＩはオーブンループで行われる。こうして、
モータ１が所定のｌ！ＪＪ％数が直交するように制御さ
れる。以下、この制御について説明する。
圧ＶＮをＯから徐々に上昇させ、周波数設定器２３の出
力軸ωｔの角周波数ωを漸増させて行う。なお、この回
転数詞ＩＩＩはオーブンループで行われる。こうして、
モータ１が所定のｌ！ＪＪ％数が直交するように制御さ
れる。以下、この制御について説明する。
関係が保たれ、一定１〜ルクで運転されていＩごときに
、負荷が増加したとする。この場合、第４図のベクトル
図にお【〕る回回転電磁ΦＲが時計７ｊ向（リーなわら
モータ１の反回転方向）にずれるのＣ１前記角δが９０
°以上となり、第５図（イ）に小９００以上遅れ、１ｍ
Ｊ＃ノ整流回路１９の出力ｓ＋よｌｌｉｌ図（ロ）に
示り゛ように負となる。この結束、ＩＪＨ？器２２器用
２（ａ Ｓ ） ｓ＋ｎωｔの振幅（ａ −ｓ ）が増
加し、ＰＷＭＤＯ路２６か路用６されるパルス幅が広く
なる。これによって、固定子巻線電流Ｉが強化されて角
δは再び小さくなり、回転子磁束ΦＲが第４図に承り方
向に戻り、固定子巻線電流Ｉとの直交関係が保たれる。
、負荷が増加したとする。この場合、第４図のベクトル
図にお【〕る回回転電磁ΦＲが時計７ｊ向（リーなわら
モータ１の反回転方向）にずれるのＣ１前記角δが９０
°以上となり、第５図（イ）に小９００以上遅れ、１ｍ
Ｊ＃ノ整流回路１９の出力ｓ＋よｌｌｉｌ図（ロ）に
示り゛ように負となる。この結束、ＩＪＨ？器２２器用
２（ａ Ｓ ） ｓ＋ｎωｔの振幅（ａ −ｓ ）が増
加し、ＰＷＭＤＯ路２６か路用６されるパルス幅が広く
なる。これによって、固定子巻線電流Ｉが強化されて角
δは再び小さくなり、回転子磁束ΦＲが第４図に承り方
向に戻り、固定子巻線電流Ｉとの直交関係が保たれる。
また、負荷が減じｌ〔場合は上記と逆の制御がなされ、
回転子磁束ΦＲと固定子巻線電流のめ交関係が保たれる
。
回転子磁束ΦＲと固定子巻線電流のめ交関係が保たれる
。
こうして、回転子磁束ΦＲと固定子巻線電流Ｉの直交関
係が維持されるとき、ｉによるａＲの増・減磁作１１Ｊ
がないため、無効電力が最小に保たれ、効率のよい運転
がなされる。
係が維持されるとき、ｉによるａＲの増・減磁作１１Ｊ
がないため、無効電力が最小に保たれ、効率のよい運転
がなされる。
以上説明しｌこＪ、うに、この発明は、モータ？８子電
圧と電機子電流Ｊ：り誘導起電力を演樟し、この誘導起
電力を積分して回転子磁束を１ｔ７、これと固定子巻線
電流を同期整流し、その出力により前記固定子巻線電流
を増減して磁束と電流が直交関係を保つようにしたので
次のような効果を得ることができる。
圧と電機子電流Ｊ：り誘導起電力を演樟し、この誘導起
電力を積分して回転子磁束を１ｔ７、これと固定子巻線
電流を同期整流し、その出力により前記固定子巻線電流
を増減して磁束と電流が直交関係を保つようにしたので
次のような効果を得ることができる。
■ ホール素子等の磁極検出器が不要どなるので、」ン
プレッリ゛智高温になる装置に適用できるととｂに、七
−夕の引出し線がパワー線のみで湾む。
プレッリ゛智高温になる装置に適用できるととｂに、七
−夕の引出し線がパワー線のみで湾む。
■ 回転子磁束と固定子巻線電流とが常に直交関係を維
持するので、いかなる負荷に対し−Ｃも記入トルクを発
生し、効率が向上りる。
持するので、いかなる負荷に対し−Ｃも記入トルクを発
生し、効率が向上りる。
° ４、図面の簡単な説明
第１図は従来の無整流子電動機の構成例を小リブロック
図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図
、第３図は同実施例の１相分の等価回路図、第４図は同
実施例のベタ１−ル図、第５図（イ）、（０）は同期整
流回路１９の動作を説明するための波形図である。
図、第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図
、第３図は同実施例の１相分の等価回路図、第４図は同
実施例のベタ１−ル図、第５図（イ）、（０）は同期整
流回路１９の動作を説明するための波形図である。
１・・・・・・モータ、２・・・・・・永久磁石回転゛
ｆ、３ａ−′−ζ３Ｃ・・・・・・固定子巻線、７・・
・・・・インバータ、１１・・・・・・電流検出器、１
３・・・・・・電流増幅器、１４・・・・・・Ｖ／演算
回路（演粋手段）、１６・・・・・・電圧検出器、］７
・・・・・・積分器、１９・・・・・・同期整流回路、
２６・・・・・・１） Ｗ Ｍ回路（パルス幅変調回路
）、Ｅ・・・・・・誘導起２・・・・・・固定子巻線の
インピーダンス降ト電ｕ 、 ｔｒ＞Ｒ・・・・・・回
転子磁束。
ｆ、３ａ−′−ζ３Ｃ・・・・・・固定子巻線、７・・
・・・・インバータ、１１・・・・・・電流検出器、１
３・・・・・・電流増幅器、１４・・・・・・Ｖ／演算
回路（演粋手段）、１６・・・・・・電圧検出器、］７
・・・・・・積分器、１９・・・・・・同期整流回路、
２６・・・・・・１） Ｗ Ｍ回路（パルス幅変調回路
）、Ｅ・・・・・・誘導起２・・・・・・固定子巻線の
インピーダンス降ト電ｕ 、 ｔｒ＞Ｒ・・・・・・回
転子磁束。
Claims (1)
- 永久磁ｆ１回転子と固定子巻線とからなるモータと、こ
のモータを駆動制ｍするインバータとを有する無整流子
電動機において、前記固定子巻線の端子電圧を検出りる
電圧検出器と、前記固定子巻線の電流を検出りる電流検
出器と、前記固定子巻線の端子電圧および電流に基づい
て前記固定子巻線のインピーダンス降下電圧を演ｎする
演悼手段と、前記端子電圧からインピーダンス降下電圧
を減じて得ｌＣ誘導起電力を積分して回転子磁束を算出
する積分器と、この回転子磁束と前記固定子巻線電流を
同期整流りる同期整流回路と、前記同期整流回路の出力
に基づいてパルス幅変調を行うパルス幅変調回路とを具
備し、前記パルス幅変調回路の出力により前記インバー
タを制御することを特徴どりる無整流子電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208733A JPS60102891A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 無整流子電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208733A JPS60102891A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 無整流子電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102891A true JPS60102891A (ja) | 1985-06-07 |
Family
ID=16561171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208733A Pending JPS60102891A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 無整流子電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60102891A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240093A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-21 | Toyota Motor Corp | 交流モ−タの電圧型制御装置 |
| JP2012235695A (ja) * | 2012-09-05 | 2012-11-29 | Daikin Ind Ltd | ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58208733A patent/JPS60102891A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240093A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-21 | Toyota Motor Corp | 交流モ−タの電圧型制御装置 |
| JP2012235695A (ja) * | 2012-09-05 | 2012-11-29 | Daikin Ind Ltd | ブラシレスｄｃモータ制御方法およびその装置 |
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