JPS6225893A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
同期電動機の制御装置Info
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- JPS6225893A JPS6225893A JP60165136A JP16513685A JPS6225893A JP S6225893 A JPS6225893 A JP S6225893A JP 60165136 A JP60165136 A JP 60165136A JP 16513685 A JP16513685 A JP 16513685A JP S6225893 A JPS6225893 A JP S6225893A
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- Japan
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- synchronous motor
- circuit
- rotor position
- sine wave
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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】
産業上の利用分野
本発明は同期電動機の制御装置に係り、特に回転界磁形
の同期電動機の制御装置に関するものである。
の同期電動機の制御装置に関するものである。
従来の技術
近年、同期電動機の制御装置は、同期電動機の１２０度
通電型パルス幅変調インバータ式制御装置から、同期電
動機のトルクリップルを抑制する正弦波パルス幅変調イ
ンバータ式制御装置（以下、正弦波ＰＷＭ制御装置と略
す。）へ移り変わってきている。特に産業用ロボッＨＣ
使用される同期電動機の制御装置においては、同期電動
機のトルクリップルを抑制することが、補間軌跡精度の
重要な要素であるため、固定子電流（電機子電流）を瞬
時値制御して直流電動機と同等のトルク発生を行なうこ
とができる正弦波ＰＷＭ制御装置が主流である。
通電型パルス幅変調インバータ式制御装置から、同期電
動機のトルクリップルを抑制する正弦波パルス幅変調イ
ンバータ式制御装置（以下、正弦波ＰＷＭ制御装置と略
す。）へ移り変わってきている。特に産業用ロボッＨＣ
使用される同期電動機の制御装置においては、同期電動
機のトルクリップルを抑制することが、補間軌跡精度の
重要な要素であるため、固定子電流（電機子電流）を瞬
時値制御して直流電動機と同等のトルク発生を行なうこ
とができる正弦波ＰＷＭ制御装置が主流である。
一般に、分巻直流電動機のトルク発生メカニズムは第３
図（ａ） 、 （ｂ）に示すように主磁束φに対し、常
に電機子電流Ｉａが直交するように整流子で電流の切換
え動作を行なっておシ、発生トルクＴは次式によって示
され、主磁束φが一定であれば、’ｒ＝ｘφ！ａ（１） なお第３図において、ＦＭは界磁極、ＡＭは電機子、Ａ
Ｗは電機子巻線である。
図（ａ） 、 （ｂ）に示すように主磁束φに対し、常
に電機子電流Ｉａが直交するように整流子で電流の切換
え動作を行なっておシ、発生トルクＴは次式によって示
され、主磁束φが一定であれば、’ｒ＝ｘφ！ａ（１） なお第３図において、ＦＭは界磁極、ＡＭは電機子、Ａ
Ｗは電機子巻線である。
さて、第４図に示す回転回磁形の同期電動機においては
、界磁極ＰＭの主磁束ベクトルφ８ に対し、電機子巻
線ＳＷに電流ベクトルエ、を流すとき、同期電動機の発
生トルクＴは、 Ｔ＝に／φ ｌＣｏ５γ（２） Ｉ Ｓ となる。ここでγは同期電動機の等価回路である第５図
を参照すると、電機子反作用、と誘起電圧Ｅ０の位相差
である◇なお第５図において、ｒａは電機子巻線ＳＷの
抵抗、ｘｓ は電機子反作用及び電機子漏れ磁束を考慮
した同期リアクタンスである。
、界磁極ＰＭの主磁束ベクトルφ８ に対し、電機子巻
線ＳＷに電流ベクトルエ、を流すとき、同期電動機の発
生トルクＴは、 Ｔ＝に／φ ｌＣｏ５γ（２） Ｉ Ｓ となる。ここでγは同期電動機の等価回路である第５図
を参照すると、電機子反作用、と誘起電圧Ｅ０の位相差
である◇なお第５図において、ｒａは電機子巻線ＳＷの
抵抗、ｘｓ は電機子反作用及び電機子漏れ磁束を考慮
した同期リアクタンスである。
従って、誘起電圧Ｅ。と電機子電流Ｉｌｌ の位相を同
相にすれば、換言すると主磁束糺 と電機子電流ｉ８
が直交するように制御すれば、（２）式で与えられるト
ルクＴは、 Ｔ＝に’φ、 Ｉ 、 （
３）となり、全く直流電動機のトルク発生と等価的に同
期電動機を駆動できる。
相にすれば、換言すると主磁束糺 と電機子電流ｉ８
が直交するように制御すれば、（２）式で与えられるト
ルクＴは、 Ｔ＝に’φ、 Ｉ 、 （
３）となり、全く直流電動機のトルク発生と等価的に同
期電動機を駆動できる。
正弦波ＰＷＭ制御装置は、誘起電圧Ｅ０の位相を検出す
るとともに該位相を有する電流指令を発生し、この電流
指令を同期電動機の電機子巻線に印加し、直流電動機と
等価的に該同期電動機を駆動するものである。
るとともに該位相を有する電流指令を発生し、この電流
指令を同期電動機の電機子巻線に印加し、直流電動機と
等価的に該同期電動機を駆動するものである。
このため、正弦波ＰＷＭ制御装置においては、誘起電圧
Ｅ０の位相を検出するとともに該位相を有する電流指令
を発生するために、同期電動機のロータ位置を検出する
ためのアブソリュートコード発生器を設ける必要があっ
た。しかし、アブソリュートコード発生器は、インクル
メントコード発生器に比較して高価格であシ高分能のも
のは製作しにくいため、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
とのできる同期電動機の制御装置を提供するものである
。
Ｅ０の位相を検出するとともに該位相を有する電流指令
を発生するために、同期電動機のロータ位置を検出する
ためのアブソリュートコード発生器を設ける必要があっ
た。しかし、アブソリュートコード発生器は、インクル
メントコード発生器に比較して高価格であシ高分能のも
のは製作しにくいため、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
とのできる同期電動機の制御装置を提供するものである
。
以下図面を参照しながら、上述した従来の正弦波ＰＷＭ
制御装置において、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電動機の制御装置の一
例について説明する。
制御装置において、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電動機の制御装置の一
例について説明する。
第２図は、例えば特開昭５９−１０６８９５号公報に示
されるような従来の同期電動機制御装置の回路ブロック
図を示すものである。
されるような従来の同期電動機制御装置の回路ブロック
図を示すものである。
図中、１は回転界磁形の同期電動機、１９は同期電動機
のシャフトに連結され、同期電動機の所定回転角回転毎
に検出パルスを出力するパルスコーダ、２ｏは静止時の
同期電動機のロータ位置がプリセットされるとともにパ
ルスコーダ１９からの検出パルスを計数するカウンタ、
２１はカウンタ２０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、２は
第６図に示すように同期電動機１のロータに設けられた
検出巻線、２２は検出巻線２に検出信号ｉｄを供給する
検出信号発生器、２３は検出巻線２に検出信号Ｉｄ を
流した時にステータ巻線の他方に誘起される電流ｉａｗ
の位相を検出して同期電動機１のロータ位置θを検出し
、カウンタ２ｏにプリセットする位相検出器である。第
７図、第８図は原理図を示し、同期電動機のステータ巻
線をａ。
のシャフトに連結され、同期電動機の所定回転角回転毎
に検出パルスを出力するパルスコーダ、２ｏは静止時の
同期電動機のロータ位置がプリセットされるとともにパ
ルスコーダ１９からの検出パルスを計数するカウンタ、
２１はカウンタ２０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、２は
第６図に示すように同期電動機１のロータに設けられた
検出巻線、２２は検出巻線２に検出信号ｉｄを供給する
検出信号発生器、２３は検出巻線２に検出信号Ｉｄ を
流した時にステータ巻線の他方に誘起される電流ｉａｗ
の位相を検出して同期電動機１のロータ位置θを検出し
、カウンタ２ｏにプリセットする位相検出器である。第
７図、第８図は原理図を示し、同期電動機のステータ巻
線をａ。
ｂ、ｃ及び検出巻線を２とする。検出巻線に第８図（ａ
）の検出信号Ｉｄ を流すと、ステータ巻線の−の位相
差よシ同期電動機のロータ位置θを検出する０ ４はタコジェネレータで、同期電動機１の回転速度に比
例した電圧値を有する実速度電圧ＴＳＡを出力する。５
は図示しない速度指令回路から指令された速度指令電圧
ＶＣＭＤと実速度電圧ＴＳＡの差（以後速度誤差という
。）ＥＲを演算する演算回路、６は速度誤差ＥＲを増幅
して電機子電流の振幅Ｉａ を出力する誤差アンプ、７
．８は乗算回路で、誤差アンプ６の出力と同期整流回路
３の出力部θ、ｓｉｎθとを乗算し二相の電流指令ｉ、
ａ（＝Ｉａ−５ｈＩθン、ｉ、ｂ（＝工、・部θ）をそ
れぞれ出力する。
）の検出信号Ｉｄ を流すと、ステータ巻線の−の位相
差よシ同期電動機のロータ位置θを検出する０ ４はタコジェネレータで、同期電動機１の回転速度に比
例した電圧値を有する実速度電圧ＴＳＡを出力する。５
は図示しない速度指令回路から指令された速度指令電圧
ＶＣＭＤと実速度電圧ＴＳＡの差（以後速度誤差という
。）ＥＲを演算する演算回路、６は速度誤差ＥＲを増幅
して電機子電流の振幅Ｉａ を出力する誤差アンプ、７
．８は乗算回路で、誤差アンプ６の出力と同期整流回路
３の出力部θ、ｓｉｎθとを乗算し二相の電流指令ｉ、
ａ（＝Ｉａ−５ｈＩθン、ｉ、ｂ（＝工、・部θ）をそ
れぞれ出力する。
９は二相信号を三相信号に変換する二相−三相変換回路
で、第９図に示すような回路構成を有している。即ち、
二相−三相変換回路は２つのオペレーションアンプＯＡ
１．ＯＡ２ と、１０にΩの抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、５．７
８にΩの抵抗Ｒ６と、５にΩの抵抗Ｒ６を有している。
で、第９図に示すような回路構成を有している。即ち、
二相−三相変換回路は２つのオペレーションアンプＯＡ
１．ＯＡ２ と、１０にΩの抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、５．７
８にΩの抵抗Ｒ６と、５にΩの抵抗Ｒ６を有している。
さて、各抵抗Ｒ１〜Ｒ６の値を上記のように決定すると
共に図示の如く結線すると、端子”ｕ”ｖ”ｗからそれ
ぞれが出力される。そして、これらＩｕ、Ｉｖ、Ｉ□は
互いに２π／３の位相差を有し、しかも誘起電圧Ｅ０と
同相の三相電流指令となっている。
共に図示の如く結線すると、端子”ｕ”ｖ”ｗからそれ
ぞれが出力される。そして、これらＩｕ、Ｉｖ、Ｉ□は
互いに２π／３の位相差を有し、しかも誘起電圧Ｅ０と
同相の三相電流指令となっている。
１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗはそれぞれ各相毎に設けられた
演算回路であり、指令電流ｉｕ、ｉ、、Ｉ、、と実際の
相電流ｉａｕ＋ｉａｖ”ｉａｗの差を演算する演算回路
、１１は”ａｖと−６の加算を行なってＵ相の相電流ｉ
ａｕを出力する演算回路、１２Ｖ、１２ＷはそれぞれＶ
相及びＷ相の相電流Ｉａｖ、Ｉａｗ を検出スル変流器
、１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗはそれぞれ各相毎に設けられ
た各相の電流差を増幅する電流アンプ、１４はパルス幅
変調回路、１６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、１６は三相交流電源、１７は三相
交流を直燃Ｖ数席ナス小面の款都Ｈ玖ずＡ°イ士−に’
Ｎ ｊ ７ ａ及びコンデンサ１７ｂを有している。
演算回路であり、指令電流ｉｕ、ｉ、、Ｉ、、と実際の
相電流ｉａｕ＋ｉａｖ”ｉａｗの差を演算する演算回路
、１１は”ａｖと−６の加算を行なってＵ相の相電流ｉ
ａｕを出力する演算回路、１２Ｖ、１２ＷはそれぞれＶ
相及びＷ相の相電流Ｉａｖ、Ｉａｗ を検出スル変流器
、１３Ｕ、１３Ｖ、１３Ｗはそれぞれ各相毎に設けられ
た各相の電流差を増幅する電流アンプ、１４はパルス幅
変調回路、１６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、１６は三相交流電源、１７は三相
交流を直燃Ｖ数席ナス小面の款都Ｈ玖ずＡ°イ士−に’
Ｎ ｊ ７ ａ及びコンデンサ１７ｂを有している。
パルス幅変調回路１４は、第１０図に示すように鋸歯状
波発生回路５ＴＳＧ、比較器ＣＯＭｕ、ＣＯＭ、、ＣＯ
Ｍ、、、ノットゲートＮＯＴ −ＮＯＴ ドライバ
Ｄ■１〜Ｄｖ６を有し、インバータ１６は６個のパワー
トランジスタ０１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６を有し
ている。
波発生回路５ＴＳＧ、比較器ＣＯＭｕ、ＣＯＭ、、ＣＯ
Ｍ、、、ノットゲートＮＯＴ −ＮＯＴ ドライバ
Ｄ■１〜Ｄｖ６を有し、インバータ１６は６個のパワー
トランジスタ０１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６を有し
ている。
パルス幅変調回路１４の各比較器ＣＯＭｕ、ＣＯＭｖ。
Ｃ０Ｍｗはそれぞれ鋸歯状波信号ＳＴＳと三相交流信号
１ｕｊｉＶｌｉＷの振幅を比較しｉｕｍｉｖｌｉｗがＳ
ＴＳの値よシ大きいときには”１”を、小さいときには
”０″を出力する。従って、今、■。について着目する
と比較器ＣｏＭｕから第１１図に示すパルス幅変調され
た電流指令Ｘｕ０が出力される。即ち、！。＊”ｖｔ工
ｗの振幅に応じてパルス幅変調された三相の電流指令Ｉ
ｕｃｌＩＶｃｔＩＷｃが出力される。ついで、ノットゲ
ートＮＯ７１〜ＮＯＴ ３、ドライバ回路Ｄｖ１〜Ｄｖ
６はこれら電流指令ＩｕｃｔＩｖｃｓ工ｗｃを駆動信号
ＳＱ１〜ＳＱ６に変換し、インバータ１６を構成する各
トランジスタＱ１〜Ｑ６をオン／オフ制御十六へ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、電気的にロータ位
置を検出することについて以下に示すような問題点を有
する。
１ｕｊｉＶｌｉＷの振幅を比較しｉｕｍｉｖｌｉｗがＳ
ＴＳの値よシ大きいときには”１”を、小さいときには
”０″を出力する。従って、今、■。について着目する
と比較器ＣｏＭｕから第１１図に示すパルス幅変調され
た電流指令Ｘｕ０が出力される。即ち、！。＊”ｖｔ工
ｗの振幅に応じてパルス幅変調された三相の電流指令Ｉ
ｕｃｌＩＶｃｔＩＷｃが出力される。ついで、ノットゲ
ートＮＯ７１〜ＮＯＴ ３、ドライバ回路Ｄｖ１〜Ｄｖ
６はこれら電流指令ＩｕｃｔＩｖｃｓ工ｗｃを駆動信号
ＳＱ１〜ＳＱ６に変換し、インバータ１６を構成する各
トランジスタＱ１〜Ｑ６をオン／オフ制御十六へ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、電気的にロータ位
置を検出することについて以下に示すような問題点を有
する。
■ 同期モータに検出信号を流すための検出巻線２を新
らたに設ける必要がある。特に、検出巻線は回転するロ
ータ部に設ける必要があるため、この信号の取出しのた
めにはブラシが必要となり、ブラシレスという同期モー
タの特徴がなくなる。
らたに設ける必要がある。特に、検出巻線は回転するロ
ータ部に設ける必要があるため、この信号の取出しのた
めにはブラシが必要となり、ブラシレスという同期モー
タの特徴がなくなる。
■ 位相検出器２３は、検出巻線２に検出信号ｉｄを流
した時にステータ巻線の他方に誘起される電流ｉ の位
相差をアナログ信号処理としＷ て検出するため、検出誤差が発生し、精密な正弦波ＰＷ
Ｍ制御装置は実現しにくい。
した時にステータ巻線の他方に誘起される電流ｉ の位
相差をアナログ信号処理としＷ て検出するため、検出誤差が発生し、精密な正弦波ＰＷ
Ｍ制御装置は実現しにくい。
■ 回磁形の同期電動機の三相巻線は複数極を使用する
ことが多い。この場合に、ロータ位置は各種からの相対
位置では検出できるが、絶対位置では検出できない。
ことが多い。この場合に、ロータ位置は各種からの相対
位置では検出できるが、絶対位置では検出できない。
つまシ、第１３図において、検出信号Ｉｄ と誘起電圧
ｉａＷを比較すると、位相差としてθ１は検出できるが
、ロータ位置の絶対値が０１ か０２かは検出出来な
い。
ｉａＷを比較すると、位相差としてθ１は検出できるが
、ロータ位置の絶対値が０１ か０２かは検出出来な
い。
■ 回磁形の同期電動機の三相巻線が複数極の場合、誘
起電圧止。は第１４図に示すように、各種の電圧の最高
値Ｖ とＶ はｐ−り１ １）−１）２ ■ｐ−ｐ１箒ｖｐ−ｐ２となり、等しくない。（第１４
図は２極の場合）この場合、精密な正弦波ＰＷＭ制御装
置を実現するためには、ロータ位置を絶対値として検出
し、電流ｉａ をその電流の最高値工ｐ−Ｐ１・工ｐ−
Ｐ２力ゝ工ｐ−ｐｆ”ｐ−ｐｌ・Ｉ’ ｃ−＝
Ｖ ｐ−９２ｐ−ｐ２ となるように制御しなければなら
ない。従来例の場合には、■の理由でこれが出来ない。
起電圧止。は第１４図に示すように、各種の電圧の最高
値Ｖ とＶ はｐ−り１ １）−１）２ ■ｐ−ｐ１箒ｖｐ−ｐ２となり、等しくない。（第１４
図は２極の場合）この場合、精密な正弦波ＰＷＭ制御装
置を実現するためには、ロータ位置を絶対値として検出
し、電流ｉａ をその電流の最高値工ｐ−Ｐ１・工ｐ−
Ｐ２力ゝ工ｐ−ｐｆ”ｐ−ｐｌ・Ｉ’ ｃ−＝
Ｖ ｐ−９２ｐ−ｐ２ となるように制御しなければなら
ない。従来例の場合には、■の理由でこれが出来ない。
特にダイレクトドライブロボットを初めとする高性能な
ロボットのアームを駆動する同期電動機の同期電動機駆
動装置においては、重大な欠点となりうる。
ロボットのアームを駆動する同期電動機の同期電動機駆
動装置においては、重大な欠点となりうる。
本発明は上記問題点に鑑み、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がなく
、同期電動機のロータ位置を絶対値として高精度に検出
する同期電動機の制御装置を提供するものである。
して、アブソリュートコード発生器を設ける必要がなく
、同期電動機のロータ位置を絶対値として高精度に検出
する同期電動機の制御装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明の同期電動機の制御
装置は、同期電動機の所定回転角毎に検出パルスを出力
し、一回転原点検出パルスを出力するパルスコーダと、
前記同期電動機のロータ位置を検出するためのコミテー
ションセンサト、−回転円原点検出パルスにより前記同
期電動機のロータ位置θがプリセットされるとともに前
記パルスコーダからの検出パルスを計数するカウンタ回
路と、前記カウンタ回路の計数値に従って前記ロータ位
置θに対する位相の正弦波を出力するサイン波発生回路
と、前記カウンタ回路に前記同期電動機のロータ位置θ
がプリセットされたことにより、前記ロータ位置に対応
する前記コミテーションセンサ信号出力から前記サイン
波発生回路からの正弦波出力に切換える切換回路とを有
し、前記切換回路の出力に基いて前記同期電動機を制御
す作 用 本発明は上記した構成によって、 （１）パルスコーダからの一回転内原点検出パルス信号
により同期電動機のロータ位置θがカウンタにプリセッ
トされるまでは、切換回路からの同期電動機のロータ位
置に対応する簡易なコミテーションセンサ信号に基づき
、１２０度通電パルス幅インバータ式制御で同期電動機
を簡易に制御する。
装置は、同期電動機の所定回転角毎に検出パルスを出力
し、一回転原点検出パルスを出力するパルスコーダと、
前記同期電動機のロータ位置を検出するためのコミテー
ションセンサト、−回転円原点検出パルスにより前記同
期電動機のロータ位置θがプリセットされるとともに前
記パルスコーダからの検出パルスを計数するカウンタ回
路と、前記カウンタ回路の計数値に従って前記ロータ位
置θに対する位相の正弦波を出力するサイン波発生回路
と、前記カウンタ回路に前記同期電動機のロータ位置θ
がプリセットされたことにより、前記ロータ位置に対応
する前記コミテーションセンサ信号出力から前記サイン
波発生回路からの正弦波出力に切換える切換回路とを有
し、前記切換回路の出力に基いて前記同期電動機を制御
す作 用 本発明は上記した構成によって、 （１）パルスコーダからの一回転内原点検出パルス信号
により同期電動機のロータ位置θがカウンタにプリセッ
トされるまでは、切換回路からの同期電動機のロータ位
置に対応する簡易なコミテーションセンサ信号に基づき
、１２０度通電パルス幅インバータ式制御で同期電動機
を簡易に制御する。
（２）パルスコーダからの一回転内原点検出パルス信号
により同期電動機のロータ位置θがカウンタにプリセッ
トされると、切換回路によりサイン波発生回路から出力
され、ロータ位置θに対応する位相の正弦波信号に基づ
き、正弦波ＰＷＭ制御で同期電動機を精密に制御する。
により同期電動機のロータ位置θがカウンタにプリセッ
トされると、切換回路によりサイン波発生回路から出力
され、ロータ位置θに対応する位相の正弦波信号に基づ
き、正弦波ＰＷＭ制御で同期電動機を精密に制御する。
よって、高価なアブソリュートコード発生器を設ける必
要なく、簡易なコミテーションセンサ及び安価なインク
ルメントパルスコード発生器（パルスコーダ）を使用し
、同期電動機のロータ位置θル錦盪砧Ｙ１イナｈソ々へ
７°１１セ、ト（スとμにより、同期電動機を正弦波Ｐ
ＷＭ制御することで、直流電動機と同等のトルク発生を
行なわせることが出来る。
要なく、簡易なコミテーションセンサ及び安価なインク
ルメントパルスコード発生器（パルスコーダ）を使用し
、同期電動機のロータ位置θル錦盪砧Ｙ１イナｈソ々へ
７°１１セ、ト（スとμにより、同期電動機を正弦波Ｐ
ＷＭ制御することで、直流電動機と同等のトルク発生を
行なわせることが出来る。
実施例
以下本発明の一実施例の同期電動機の制御装置だついて
、図面を参照しながら説明する。
、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例である。図中、ＩＣ）１は回
転界磁形の同期電動機、１１８は同期電動機のロータ位
置θを検出するためのコミテーションセンサで、オール
センサを使用し第１２図（ａ）の構造をしている。ロー
タ位置θにより第１２図（ｂ）に示すＵｕ、Ｕｖ、Ｕｗ
の近似正弦波信号を出力し、これをオペレーションアン
プＯＡａ〜ＯＡｓ で波形処理し、１”、０” のデ
ジタル信号に変換する。１１９はインクルメンタルのパ
ルスコーダで、同期電動機の所定回転角回転毎に検出パ
ルスＡ、Ｂを出力し、−回転内原点時に検出パルスＺを
出力する。
転界磁形の同期電動機、１１８は同期電動機のロータ位
置θを検出するためのコミテーションセンサで、オール
センサを使用し第１２図（ａ）の構造をしている。ロー
タ位置θにより第１２図（ｂ）に示すＵｕ、Ｕｖ、Ｕｗ
の近似正弦波信号を出力し、これをオペレーションアン
プＯＡａ〜ＯＡｓ で波形処理し、１”、０” のデ
ジタル信号に変換する。１１９はインクルメンタルのパ
ルスコーダで、同期電動機の所定回転角回転毎に検出パ
ルスＡ、Ｂを出力し、−回転内原点時に検出パルスＺを
出力する。
１２０はパルスコーダ１１９からの一回転的原点検出パ
ルスＺにより同期電動機のロータ位置θを絶対値として
プリセットされるとともに、パルスコーダ１１９からの
検出パルスＡ、Ｂを計数するカウンタ回路、１２１はカ
ウンタ回路１２０の計数値に従ってロータ位置θに対応
する位相の正弦波を出力するサイン波発生回路、１２２
は切換回路で、パルスコーダ１１９からの一回転内原点
検出バルス２により同期電動機のロータ位置θがカウン
タ回路１２０にプリセットされるまではコミテーション
センサ１１８からの入力信号Ｃ８ｕ。
ルスＺにより同期電動機のロータ位置θを絶対値として
プリセットされるとともに、パルスコーダ１１９からの
検出パルスＡ、Ｂを計数するカウンタ回路、１２１はカ
ウンタ回路１２０の計数値に従ってロータ位置θに対応
する位相の正弦波を出力するサイン波発生回路、１２２
は切換回路で、パルスコーダ１１９からの一回転内原点
検出バルス２により同期電動機のロータ位置θがカウン
タ回路１２０にプリセットされるまではコミテーション
センサ１１８からの入力信号Ｃ８ｕ。
Ｃ８ｖ、Ｃ８ｗ を出力し、パルスコーダ１１９からの
一回転内原点検出パルスＺにより同期電動機のロータ位
置θがカウンタ回路１２０にプリセットされてからは、
サイン波発生回路１２１からの入力信号虐θ、＊（θ−
−π）、虐（θ−芝π）を出力する。１０４はタコジェ
ネレータで、同期電動機１０１の回転速度に比例した電
圧値を有する実速度電圧ＴＳＡを出力する。１０５は図
示しない速度指令回路から指令された速度指令電圧ＶＣ
ＭＤと実速度電圧ＴＳＡＯ差（以後速度誤差という。）
ＥＲを演算する演算回路、１０６は速度誤差ＥＲを増幅
して電機子電流の振幅Ｉａを出力する誤差アンプ、１０
７，１０８，１０９は乗算回路で誤差アンプ１０６の出
カニ、と切換回路１２２の出力の出力とを乗算し、三相
電流指令工。＋ｉｖ”ｗを出力する。
一回転内原点検出パルスＺにより同期電動機のロータ位
置θがカウンタ回路１２０にプリセットされてからは、
サイン波発生回路１２１からの入力信号虐θ、＊（θ−
−π）、虐（θ−芝π）を出力する。１０４はタコジェ
ネレータで、同期電動機１０１の回転速度に比例した電
圧値を有する実速度電圧ＴＳＡを出力する。１０５は図
示しない速度指令回路から指令された速度指令電圧ＶＣ
ＭＤと実速度電圧ＴＳＡＯ差（以後速度誤差という。）
ＥＲを演算する演算回路、１０６は速度誤差ＥＲを増幅
して電機子電流の振幅Ｉａを出力する誤差アンプ、１０
７，１０８，１０９は乗算回路で誤差アンプ１０６の出
カニ、と切換回路１２２の出力の出力とを乗算し、三相
電流指令工。＋ｉｖ”ｗを出力する。
よって、１ｕｌｉＶｌｉＷは次のようになる。
（１） カウンタ回路１２０が同期電動機のロータ位
置θを絶対値としてプリセットするまでは、（２）カウ
ンタ回路１２０が同期電動機のロータ位置θを絶対値と
してプリセットしてからは、これらｉｕ ＋ ｉｖ ’
ｉｗは互いに２π／３ の位相差を有し、しかもカウ
ンタ回路１２０が同期電動様のａ−夕位置θをプリセッ
トしてからは、誘起電圧Ｅ０と同期の三相電流指令とな
っている。
置θを絶対値としてプリセットするまでは、（２）カウ
ンタ回路１２０が同期電動機のロータ位置θを絶対値と
してプリセットしてからは、これらｉｕ ＋ ｉｖ ’
ｉｗは互いに２π／３ の位相差を有し、しかもカウ
ンタ回路１２０が同期電動様のａ−夕位置θをプリセッ
トしてからは、誘起電圧Ｅ０と同期の三相電流指令とな
っている。
破線内の１１ｏＵ、１１０Ｗから１１７までについては
第２図の破線内の１０Ｕ、１０Ｗから１７までと同様で
あり、説明が重複するためここでの説明は省略する。
第２図の破線内の１０Ｕ、１０Ｗから１７までと同様で
あり、説明が重複するためここでの説明は省略する。
発明の効果
以上のように本発明によれば、同期電動機の所定回転角
毎に検出パルスを出力し、一回転内原点検出パルスを出
力するパルスコーダと、同期電動機のロータ位置θを検
出するためのコミテーションセンサと、一回転内原点検
出パルスにより同期電動機のロータ位置θがプリセット
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
するカウンタ回路と、該カウンタ回路の計数値に従って
゛該ロータ位置０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、該カウンタ回路に同期電動機の
ロータ位置θがプリセットされたことにより、該ロータ
位置θに対応する該コミテーションセンサ信号出力から
、該サイン波発生回路からの正弦波出力に切換える切換
回路とを有し、該切換回路の出力に基いて同期電動機を
制御することにより、電気的にロータ位置θを検出して
、アブンリュートコード発生器を設ける必要をなくすこ
との出来る同期電動機の制御装置を提供し、直流電動機
のトルク発生と等測的に同期電動機を駆動することが出
来る。
毎に検出パルスを出力し、一回転内原点検出パルスを出
力するパルスコーダと、同期電動機のロータ位置θを検
出するためのコミテーションセンサと、一回転内原点検
出パルスにより同期電動機のロータ位置θがプリセット
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
するカウンタ回路と、該カウンタ回路の計数値に従って
゛該ロータ位置０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、該カウンタ回路に同期電動機の
ロータ位置θがプリセットされたことにより、該ロータ
位置θに対応する該コミテーションセンサ信号出力から
、該サイン波発生回路からの正弦波出力に切換える切換
回路とを有し、該切換回路の出力に基いて同期電動機を
制御することにより、電気的にロータ位置θを検出して
、アブンリュートコード発生器を設ける必要をなくすこ
との出来る同期電動機の制御装置を提供し、直流電動機
のトルク発生と等測的に同期電動機を駆動することが出
来る。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は従来
の同期電動機の制御装置のブロック図、第３図’（ａ）
、（ロ）は分巻直流機のトルク発生原理を説明する説
明図、第４図は回転界磁形の同期電動機の説明図、第５
図は同期電動機の等価回路図、竿６図は従来例による同
期電動機の構成図、第７図及び第８図は従来例の原理説
明図、第９図は従来例の二相−三相変換回路の回路図、
第１０図は同パルス幅変調回路の回路図、第１１図は同
回路の動作説明図、第１２図（ａ）、（ロ）はコミテー
ションセンサの原理を説明する説明図、第１３図は従来
例におけるロータ位置検出方式の説明図、第１４図はロ
ータ位置検出方式において絶対値が必要な説明の説明図
である。 １０１・・・・・・同期電動機、１１８・・・・・・コ
ミテーションセンサ、１１９・・・・・・パルスコーダ
、１０４・・・・・・タコゼネレータ、１０５・・・・
・・演算回路、１０６・・・・・・誤差アンプ、１０７
，１０８，１０９・・・・・・乗算回路、１１３Ｕ 、
１１３Ｖ 、 １１３Ｗ−・・・−電流アンプ、１１
４・・・・・・パルス幅変調回路、１１５・・・・・・
インバータ、１１６・・・・・・三相交流電源、１１７
・・・・・・整流回路、１２０・・・・・・カウンタ回
路、１２１・・・・・・サイン波発生回路、１２２・・
・・・・切換回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＋１
９−−・ノールスコータ１ １Ｆ＃−一 刀つシグロル 第２図 第３図 第６図 第７図 α 第８図 第９図 第１０図 ｂ１６，１１１１ＩＩ［［１叩■■叩ｆｌｎｌｌｆｌｌ
゛第１２図
の同期電動機の制御装置のブロック図、第３図’（ａ）
、（ロ）は分巻直流機のトルク発生原理を説明する説
明図、第４図は回転界磁形の同期電動機の説明図、第５
図は同期電動機の等価回路図、竿６図は従来例による同
期電動機の構成図、第７図及び第８図は従来例の原理説
明図、第９図は従来例の二相−三相変換回路の回路図、
第１０図は同パルス幅変調回路の回路図、第１１図は同
回路の動作説明図、第１２図（ａ）、（ロ）はコミテー
ションセンサの原理を説明する説明図、第１３図は従来
例におけるロータ位置検出方式の説明図、第１４図はロ
ータ位置検出方式において絶対値が必要な説明の説明図
である。 １０１・・・・・・同期電動機、１１８・・・・・・コ
ミテーションセンサ、１１９・・・・・・パルスコーダ
、１０４・・・・・・タコゼネレータ、１０５・・・・
・・演算回路、１０６・・・・・・誤差アンプ、１０７
，１０８，１０９・・・・・・乗算回路、１１３Ｕ 、
１１３Ｖ 、 １１３Ｗ−・・・−電流アンプ、１１
４・・・・・・パルス幅変調回路、１１５・・・・・・
インバータ、１１６・・・・・・三相交流電源、１１７
・・・・・・整流回路、１２０・・・・・・カウンタ回
路、１２１・・・・・・サイン波発生回路、１２２・・
・・・・切換回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＋１
９−−・ノールスコータ１ １Ｆ＃−一 刀つシグロル 第２図 第３図 第６図 第７図 α 第８図 第９図 第１０図 ｂ１６，１１１１ＩＩ［［１叩■■叩ｆｌｎｌｌｆｌｌ
゛第１２図
Claims (2)
- （１）回転界磁形の同期電動機の所定回転角毎に検出パ
ルスを出力し、一回転内原点検出パルスを出力するパル
スコーダと、前記同期電動機のロータ位置を検出するた
めのコミテーションセンサと、一回転内原点検出パルス
により前記同期電動機のロータ位置がプリセットされる
とともに前記パルスコーダからの検出パルスを計数する
カウンタ回路と、前記カウンタ回路の計数値に従って前
記ロータ位置に対する位相の正弦波を出力するサイン波
発生回路と、前記カウンタ回路に前記同期電動機のロー
タ位置がプリセットされたことにより、前記ロータ位置
に対応する前記コミテーションセンサ信号出力から前記
サイン波発生回路からの正弦波出力に切換える切換回路
とを有し、前記切換回路の出力に基いて前記同期電動機
を制御することを特徴とする同期電動機の制御装置。 - （２）直流電圧源と、回転界磁形の同期電動機と前記直
流電圧源の間に配置され前記同期電動機の電機子巻線に
三相交流電流を印加するインバータと、前記同期電動機
の所定回転角毎に検出パルスを出力し、一回転内原点検
出パルスを出力するパルスコーダと、前記同期電動機の
ロータ位置を検出するためのコミテーションセンサと、
一回転内原点検出パルスにより前記同期電動機のロータ
位置がプリセットされるとともに前記パルスコーダから
の検出パルスを計数するカウンタ回路と、前記カウンタ
回路の計数値に従って前記ロータ位置に対する位相の正
弦波を出力するサイン波発生回路と、前記カウンタ回路
に前記同期電動機のロータ位置がプリセットされたこと
により、前記ロータ位置に対応する前記コミテーション
センサ信号から前記サイン波発生回路からの正弦波出力
に切換える切換回路と、速度指令電圧と実速度電圧の差
を増幅する誤差アンプと、前記誤差アンプの出力を前記
サイン波発生回路の出力にそれぞれ掛け合わせる乗算回
路と、前記乗算回路の出力である三相の電流指令と前記
同期電動機の相電流の差を増幅する電流アンプと、前記
電流アンプ出力をパルス幅変調するパルス幅変調回路を
備なえ、前記パルス幅変調回路の出力により前記インバ
ータを構成する各トランジスタをオン／オフ制御し、電
機子巻線に誘起電圧と同相の電流を流し、実速度を指令
速度に一致させることを特徴とする同期電動機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165136A JPS6225893A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60165136A JPS6225893A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225893A true JPS6225893A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15806580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60165136A Pending JPS6225893A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225893A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446582A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-17 | Hitachi Ltd | 交流サーボモータの制御装置 |
| US5558155A (en) * | 1993-08-06 | 1996-09-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cooling apparatus and assembling method thereof |
| US6072288A (en) * | 1997-02-24 | 2000-06-06 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for permanent magnet electric motor used in electric motor vehicle in which a predetermined magnetic pole location signal pulse is supplied upon starting |
| CN106374791A (zh) * | 2015-07-23 | 2017-02-01 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 增量式编码器伺服电机的调零方法及装置 |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60165136A patent/JPS6225893A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446582A (ja) * | 1990-06-11 | 1992-02-17 | Hitachi Ltd | 交流サーボモータの制御装置 |
| US5558155A (en) * | 1993-08-06 | 1996-09-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cooling apparatus and assembling method thereof |
| US5761811A (en) * | 1993-08-06 | 1998-06-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Assembling method for cooling apparatus |
| US6072288A (en) * | 1997-02-24 | 2000-06-06 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for permanent magnet electric motor used in electric motor vehicle in which a predetermined magnetic pole location signal pulse is supplied upon starting |
| US6154002A (en) * | 1997-02-24 | 2000-11-28 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for permanent magnet electric motor used in electric motor vehicle |
| CN106374791A (zh) * | 2015-07-23 | 2017-02-01 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 增量式编码器伺服电机的调零方法及装置 |
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