JPS63107482A

JPS63107482A - 交流電動機の電流制御装置

Info

Publication number: JPS63107482A
Application number: JP61250233A
Authority: JP
Inventors: Keiji Sakamoto; 坂本　啓二; Yukio Toyosawa; 雪雄豊沢
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-10-21
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1988-05-12

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トルクむらによる振動の発生を防止した交流
電動機の電流間′４ｇ装置に関する。

（従来の技術）回転界磁形の同期式交流電動機においては、Ｎ−８極を
有する永久磁石からなる回転子の周囲にギャップを隔て
て固定子を設ける。この固定子は、該ギャップ側に固定
子と対向して複数のスロットを設け、このスロットの中
にコイルを配設している。そして該コイルに多相交流を
印加して回転磁界を発生させ、この回転磁界により回転
子を回転させるものである。

（発明が解決しようとする問題点）上述の如き回転界磁形の同期式交流電動機においては、
ギャップ中の界磁磁束分布は、実際には固定子スロット
歯端部への磁束集中等が生じるために、回転子の１回転
につき、規則的なトルクむらが生じて振動が発生する原
因となるという問題があった。このようなトルクむらに
起因する振動の発生を抑制するために、スロットにスキ
ューを形成したり、速度制御ループゲインを上げる等の
対策が講じられているが、コストが高くなり、操作が煩
雑になる等の問題があった。

そこで、本発明はこのような従来技術の問題点の解消を
目的としたものであって、簡単な構成でトルクむらに起
因する振動の発生を防止することができる交流電動機の
電流制御装置を提供しようとするものである。

（問題点を解消するための手段）本発明の交流電動機の電流制御装置は、交流電動機の回
転子の回転角を検出し、該回転角に対応した正弦値をサ
インテーブルから読み出し、該正弦値とトルク指令より
各相電流指令を形成する交流電動機の電流制御装置にお
いて、エアギャップ中の磁束分布の不均一に起因するト
ルクむらを打消すためのデータを記憶する記憶手段と、
該交流電動機の辻転時に前記回転角に対応した該データ
を該記憶手段から読み出す手段と、記憶手段から読み出
されたデータをトルク指令に加算して各相電流指令を修
正する手段とを有することを特徴とするものである。

（作用）本発明の交流電動機の電流制御装置は、エアギャップ中
の磁束分布の不均一に起因するトルクむらを打消すよう
な、回転子の回転角に対応したデータを予め形成してお
き、このデータをトルク指令に加算して各相電流指令を
修正しているので、トルクむらによる振動の発生を抑制
することができる。

（実施例）以下、図により本発明の実施例について説明する。

回転界磁形の同期式交流電動機においては、回転子と固
定子間のギャップ中の界磁磁束分布を、第２図（ａ）の
ように正弦波であるものと考えると、回転子の回転角θ
と、三相巻線のうち任意の二相電流を検出することによ
り、発生トルクＴＱを求めることができる。即ち、第１
図において、交流電動機Ｅの回転角θをパルスコーダＦ
で検出し、Ｒ相、Ｓ相の電流ＩＲ，Ｉｓを変流器Ｄ！　
。

Ｄ２で求めると、Ｔ相の電波１．は、ＩＴ　”　　（ＩＲ＋Ｉ　ｓ）　　　　　・・・（１）
で表わされるから、Ｋｔを比例定数とすると、Ｔ　ｏ　
　＝　（３／２）Ｋｔ　　［ＩＲｓｉｎ　　θ◆Ｉｓ　
　５ｉｎ（θ−（２／３）π）＋１７５ｉｎ（θ−（４
／３ｈｒ　）］　　・・・　（２）となる。

ここで、第１図の交流電動機の制御回路は、次のように
動作する。ＣＰＵ等の制御装置からの速度指令は、比較
器Ｐ１においてバルスコーダＦからの信号と比較され、
偏差信号は速度制御部Ａに入力される。速度制御部Ａで
はトルク指令Ｔｃが形成され、演算部Ｂにおいて、パル
スコーダＦで検出された回転角θより、サインテーブル
Ｇで引き出された正弦値に基づき三相電流指令が得られ
る。この三相電流指令は、パルス幅変調回路（ＰＷＭ）
等を用いた電流制御部ＣにおいてＲ，Ｓ。

Ｔ各相の電流指令が形成され、この電流により交流電動
機は駆動される。

いま、電流の実効値をＩｅｆとするとき、回転角θにお
いて、各相電流を、となるようにサインテーブルからθに対応する正弦値を
求めて制御すると、Ｔｇ　＝Ｋ　ｔ　１１１ｅｆ　　　　　　　　・・・（
４）となり、一定のトルクが得られる。

とことが、実際には回転子と固定子との間のギャップ中
の界磁磁束分布は、固定子スロット南端部への磁束集中
等によりサイン波形にはならず、これに多くのリップル
を含むものである。そこで本発明においては、あらかじ
め交流電動機に負荷を掛けてその電流パターンを回転軸
の所定角度毎に測定してトルクむらを測定しておき、こ
のデータを基にして界磁磁束分布によるトルクむらを打
ち消すためのデータを１回転軸の所定回転角度毎に作成
してこれを電動機制御装置内のメモリに記憶させておく
。そして交流電動機を駆動制御する際、トルク指令にこ
のデータを掛算して交流電動機を制御するものである。

即ち、第１図において、サインテーブルＧから引き出し
た回転角θに対応する正弦値に比例定数に１を乗算する
乗算部Ｈを設けて高調波成分を形成し、この高調波成分
を速度制御部Ａで形成されたトルク指令Ｔｃに加算器Ｐ
２で加算して演算部Ｂに入力するものである。このため
、補正された波形は第２図（ｂ）に示すような波形とな
る。

このような補正を実行することにより、たとえばトルク
むらにより、回転子が所定速度より早く回転しようとす
る所では、これを所定の回転速度に抑える作用をし、回
転子が所定速度より遅く回転しようとする所では、これ
を所定の回転速度ににまで上昇させる作用をする。この
結果、回転子は、トルクむらのない理想的な回転をする
。

なお、上記実施例では、トルクむらを打ち消すためのデ
ータを１つのみ設けたが、交波電動機の軽負荷から重負
荷に至る間の負荷を複数の望蟻に区分し、各負荷区分毎
に該データを作成しておき、交流電動機の負荷に応じて
所定のデータを読み出して使用するように構成してもよ
い。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の
精神から逸れないかぎりにおいて、種々の異なる実施例
は容易に構成できるから、本発明は前記特許請求の範囲
において記載した限定以外、特定の実施例に制約される
ものではない。

（発明の効果）本発明によれば、固定子と回転子間のエアギャップ中の
磁束分布が不均一であるために生ずるトルクむらを打消
すように、予め回転子の回転角に対応するトルク指令の
正弦値に高調渡分を加算して交流電動機を駆動するので
、トルクむらに起因する振動の発生を除去することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される交流電動機の制御回路図、
第２図（ａ）、（ｂ）は特性図である。Ａ・・・速度制御部、Ｂ・・・演算部、Ｃ・・・電流制
御部、ＤＩ　　＋　Ｄ２・・・変流器、Ｅ・・・交流電
動機、Ｆ・・・パルスコーダ、Ｇ・・・サインテーブル
、Ｈ・・・乗算部、Ｐｌ・・・比較器、Ｐ２・・・加算
器。

Claims

【特許請求の範囲】

交流電動機の回転子の回転角を検出し、該回転角に対応
した正弦値をサインテーブルから読み出し、該正弦値と
トルク指令より各相電流指令を形成する交流電動機の電
流制御装置において、エアギャップ中の磁束分布の不均
一に起因するトルクむらを打消すためのデータを記憶す
る記憶手段と、該交流電動機の運転時に前記回転角に対
応した該データを該記憶手段から読み出す手段と、記憶
手段から読み出されたデータをトルク指令に加算して各
相電流指令を修正する手段とを有することを特徴とする
交流電動機の電流制御装置。