JPS63174586A - 同期モ−タの電流位相制御方式 - Google Patents

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〕 本発明は同期モータの電流位相制御方式に関し、特に、
モータの高速回転域において電流の位相を変化させる同
期モータの電流位相制御方式に関する。

同期モータは、直流モータのようにブラシと整流子が機
械的に接触しないので摩耗等の問題がなくメインテナン
スが楽であり、工作機械や無人搬送車を始め種々の装置
の駆動源として広く利用されている。この同期モータは
、例えば、８個の磁極（４極対）の永久磁石が設けられ
たロータ（回転子）を、ステータ（固定子）に巻回され
た各磁極に対して電気的にそれぞれ１２０度の位相差を
有する３組のコイル（三相交流で制御する場合）によっ
て回転駆動させるものである。ここで、同期モータの回
転速度（ロータの回転速度）は各３組のコイルに流され
る交流電流の周波数（周！ＩＪＩ）に依存し、また、同
期モータのトルクは前記各３組のコイルに流される交流
電流の振幅（電流値）に依存する。

〔従来の技術〕

従来、同期モータは、該モータに流す交流電流の周波数
および振幅によって、その回転数およびトルクの制姉が
行われている。この同期モータの回転制御は、ロータの
回転位置に同期した交流電流により行われるものである
。すなわち、ロータに取付けられたパルスエンコーダ等
でロータの回転角の絶対位置を検出し、この検出された
ロータの回転位置に応じて最適な位相の電流をステータ
のコイルに順次変化させて流すものである。そして、ス
テータのコイルに流すロータに同期した交流電流の周波
数を高くすることによりモータの回転速度を上昇させ、
また、その交流電流の振幅を大きくすることによりモー
タが発生するトルクを増大させて同期モータの回転制御
が行われている。

ところで、同期モータを高回転で使用すると、ロータに
設けられた永久磁石による磁界がステータのコイル中を
高速で通過するため、コイルで発生する逆起電圧が上昇
し、その逆起電圧が電源電圧に接近するほどに高くなる
。そのため、高回転を行っている同期モータに対してさ
らにトルクを発生させるためには、コイルで発生する逆
起電圧よりも十分に大きな電圧を印加し、ステータのコ
イルに対してさらに電流を流してやらなければならない
。

第７図は従来の同期モータの制御方式の問題点を説明す
るためのベクトル線図であり、同期モータのステータに
設けられた１つのコイルにおける逆起電圧とそのコイル
に流す電流との関係を示すものである。

上記したように、同期モータを高回転で使用すると、ロ
ータに設けられた永久磁石による磁界がステータのコイ
ル中を高速で通過するため、ロータの回転速度（モータ
の回転数）に比例した逆起電圧Ｅがコイルの両端子間に
発生する。この逆起電圧Ｅは、モータの回転数が低い場
合には電源電圧に対して十分に低いため、直接問題とは
ならないが、モータの回転数が高くなると逆起電圧Ｅの
影響が大きくなり、同期モータの性能（モータの最高回
転数とモータが発生し得る最大トルク）を規定する要因
となる。

ところで、同期モータの発生する出力は逆起電圧Ｅに該
逆起電圧Ｅと同じ方向に流される電流１゜を乗じた値モ
ある。そして、高速回転を行っているモータにトルクを
発生させるために、逆起電圧Ｅと同じ向きに電流■、を
流す必要があるが、これは、逆起電圧Ｅと同じ向きにコ
イルの巻線抵抗ｒと電流１．の積の電圧を加え、さらに
、電圧１、ｒと直角方向（逆起電圧Ｅと直角方向）にコ
イルのインダクタンスＸによる電圧１．ｘを加えること
である。すなわち、逆起電圧Ｅに電流Ｉ。

が流されたコイルのインピーダンスによる電圧Ｚ１．を
ベクトル的に加算した電圧ＶＴａを、コイルの両端子間
に印加することであり、同期モータに電圧ＶＴＩを印加
して初めて逆起電圧Ｅと同じ向きに電流■１を流すこと
ができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、従来の同期モータの制御方式は、ロー
タの回転位置に同期した位相の交流電流をステータのコ
イルに流すようになされている。

そして、高速回転を行っているモータにさらにトルクを
発生させるためには、逆起電圧Ｅと同じ向きに電流■、
を流さなければならず、そのため、モータには、逆起電
圧Ｅよりも相当大きな端子間電圧ＶＴｍを印加しなけれ
ばならない。すなわち、従来の同期モータの制御方式に
おいては、同期モータを駆動するための電源装置として
大容量のものを使用しなければ、そのモータを高回転で
十分なトルクを発生させて使用することができなかった
。

本発明は、上述した従来形の同期モータの制御方式の問
題点に鑑み、同期モータの回転速度が一定値以上のとき
、該回転速度に応じて電流の位相進角の最大値を規定し
、その該規定された位相進角の範囲内でモータに必要と
されるトルクに従って電流の位相を同期状態の位相から
先進するように制御することにより、モータの高速回転
域において低電圧で効率的なモータの駆動制御を行うこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明の同期モータの電流位相制御方式の構成
を余すブロック図である。

本発明によれば、モータの回転速度を検出（回転速度検
出段階１）し、該検出された回転速度が一定値以上のと
き、該回転速度に応じて電流の位相進角の最大値を規定
（位相進角の最大値規定段階２）し、該規定された位相
進角の範囲内で前記モータに必要とされるトルクに従っ
て電流の位相を同期状態の位相から先進するように制御
（位相進角先進段階３）し、モータの高速回転域におい
て低電圧で効率的にモータの駆動制御を行う同期モータ
の電流位相制御方法が提供される。

〔作　用〕

上述した構成を有する本発明の同期モータの電流位相制
御方式によれば、回転速度検出段階１でモータの回転速
度が検出され、位相進角の最大値規定段階２で検出され
た回転速度に応じて電流の位相進角の最大値が規定され
る。そして、位相角先進段階３で規定された位相進角の
範囲内でモータに必要とされるトルクに従って電流の位
相が同期状態の位相から先進するように制御される。こ
れにより、モータの高速回転域において低電圧で効率的
なモータの駆動制御を行うことができることになる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明に係る同期モータの電流位
相制御方式を説明する。

第２図は本発明の同期モータの電流位相制御方式の原理
を説明するためのベクトル線図であり、同期モータのス
テータに設けられた１つのコイルにおける逆起電圧とそ
のコイルに流す電流との関係を示すものである。

前述したように、同期モータを高回転で使用すると、ロ
ータに設けられた永久磁石による磁界がステータのコイ
ル中を高速で通過するため、モータの回転数に比例した
逆起電圧Ｅがコイルの両端子間に発生する。この逆起電
圧Ｅは、モータの回転数が高くなると電源電圧に接近す
る程大きくなるため、同期モータに発生する逆起電圧Ｅ
はそのモータの性酷を規定する大きな要因となる。

本発明の同期モータの電流位相制御方式は、同期モータ
を高回転で駆動させている場合には、ステータのコイル
に流す電流の位相を同期状態から先進させるもので、す
なわち、第２図中の逆起電圧Ｅの位相よりも角度θだけ
先進させた電流Ｉ。

をステータのコイルに流すものである。このように、逆
起電圧Ｅの位相よりも角度θだけ先進させた電流Ｉ、を
コイルに流すと、トルクを発生するために使用される実
質的な電流はＩ、Ｃｎ２Ｏとなりモータの出力はコイル
に流す電流の値よりは低下する。しかし、コイルの端子
間に印加する電圧を低下させることができ、結果的にモ
ータに印加する電圧を低く抑えて効率的にモータを駆動
することができる。

ステータのコイルに逆起電圧Ｅよりも角度θだけ先進さ
れた電流■１を流すということは、第２図からも明らか
なように、逆起電圧Ｅよりも角度θだけ進んだ方向にコ
イルの巻線抵抗ｒと電流！、の積の電圧を加え、さらに
、電圧１．ｒと直角方向にコイルのインダクタンスＸに
よる電圧１、ｘを加えることである。すなわち、逆起電
圧Ｅに電流Ｉｔが流されたコイルのインピーダンスによ
る電圧Ｚ１．をベクトル的に加算した電圧ＶＴ＋を、コ
イルの両端子間に印加することであり、同期モータに電
圧ｖｙ＋を印加して初めて逆起電圧Ｅと同じ向きに電流
■、を流すことができる。

このステータのコイルの両端子間に印加する電圧Ｖｔ＋
は、コイルの逆起電圧Ｅよりも大幅に大きくする必要は
なく、場合によっては逆起電圧Ｅよりも低くても十分な
こともある。ここで、ステータのコイルに流す電流■１
は逆起電圧Ｅの位相よりも角度θだけ先進されることに
なるが、この電流■１の大きさく電流値）は同期モータ
を駆動するための電源の容量等により制限される。また
、先進角θの最大値は、各々の同期モータの最高回転数
ＮＭＡＸにおいて先進させる先進角の最大値０．４Ａｘ
と、ステータのコイルに流す電流Ｉｌを先進させるとき
の同期モータの回転数Ｎとを比較することにより定めら
れる０例えば、同期モータの回転数Ｎが車高回転数ＮＭ
ＡＸの２／３のときには、最高回転数ＮＭＡＸにおける
先進角の最大値θ□つの２／３の角度にする。このよう
にして、同期モータの回転数に応じて先進角θの最大値
が規定される。この規定された先進角θの最大値以下の
範囲において、モータに必要とされるトルクに従って電
流の位相を同期状態の位相から先進させる。

ここで、最高回転数Ｎ＋、ｌＡＸにおける進角の最大値
θ１４ＡＭは、各々の同期モータの特性等を考ｊ＆シて
実験的に定められるものである。

本発明の同期モータの電流位相制御方式は、上記した電
流位相制御方式の原理を用いたものであり、同期モータ
を低速回転〜中速回転で駆動する場合においては、ロー
タの回転位置に同期した位相の電流により同期モータの
回転制御を行う。すなわち、同期モータを低速回転〜中
速回転で駆動する場合は、ステータのコイルに流す電流
をロータの回転位置に同期させ、そのコイルに流す交流
電流の周波数を高くすることによりモータの回転速度を
上昇させ、また、その交流電流の振幅を大きくすること
によりモータが発生するトルクを増大させるようにして
同期モータの回転制御を行うものである。

そして、ステータのコイルで生じる逆起電圧が電源電圧
に接近するような同期モータの高速回転域においては、
まず、同期モータの回転速度を検出し、その検出された
回転速度が一定値以上かどうかを判別する。そして、モ
ータが一定値以上の高速回転を行っているとき、その回
転速度に応じて電流の位相進角の最大値を規定する。次
に、この規定された位相進角の範囲内でモータに必要と
されるトルクに従って電流の位相を同期状態の位相から
先進するように制御する。すなわら、必要とされるトル
クが大きいときは、位相進角を大きくして回転速度によ
り規定された位相進角の最大値に近づけるようにし、逆
に、必要とされるトルクが小さいときは、位相進角を小
さくして通常の同期状態の位相に近づけるようにする。

これにより、モータの高速回転域において、ステータの
コイルの両端子間に印加する電圧を低く抑え、モータの
駆動側−を効率的に行うようにする。

第３図は同期モータにおけるトルクと回転数との関係を
示す図であり、第３図中の斜線部分が本発明の同期モー
タの電流位相制御方式で改良された部分である。

前述したように、同期モータの出力トルクは、逆起電圧
と同じ方向に流される電流によって決定される。この電
流の最大値はモータを駆動するための電源等により制限
され、従って、トルク１゛の最大値ＴＪＩＡＸは電流の
最大値により限界が規定されることになる。第３図から
明らかなように、従来の逆起電圧と同じ方向に電流を流
して同期モータにトルクを発生させた場合のモータの回
転数の最大値ＮａＭＡＸは、本発明の同期モータの電流
位相制御方式を使用することにより、ＮＩｌ’ｌＡＸま
で上昇させることができ、同期モータの性能を大幅に向
上させることができる。

次に、本発明の同期モータの電流位相制御方式を使用し
た電流位相制御装置について詳述する。

第４図は本発明の同期モータの電流位相制御方式に基づ
く同期モータの電流位相制御装置を示すブロック図であ
る。

第４図に示す電流位相制御装置は、概略すると、関数器
４と、第１信号発生器５１および第２信号発生器５２と
、３つの加算器６１，６２．６３と、から構成されてい
る。関数器４には、同期モータに必要とされるトルクを
示すトルク指令Ｅ、および同期モータの回転速度を示す
速度信号Ｓｄが供給されている。関数器４では、速度信
号Ｓ６で与えられるモータの回転速度が一定値以上かど
うかを判別し、そのモータの回転速度が一定値以上のと
き、該回転速度に応じて電流の位相進角の最大値を規定
する。そして、トルク指令Ｅ、、で与えられるモータに
必要とされるトルクに従って電流の位相を同期状態の位
相から先進させるためのに、第１信号発生器５１および
第２信号発生器５２に制御信号を送出する。

第１信号発生器５１　（ＣＯＳθ、）は余弦曲線的に変
化する電流を発生し、′同期モータのロータに同期した
位相（同期状態の位相）の電流を発生するものであ蔦。

また、第２信号発生器５２　（−５ＩＮｏｒ）は正弦曲
線的に変化する電流を発生し、モータの同期状態の位相
からπ／２だけ進んだ位相の電流を発生するものである
。これら第１信号発生器５１および第２信号発生器５２
によって、同期状態の位相の電流からπ／２だけ進んだ
位相の電流までの範囲における任意の位相の電流を発生
ずることができる。ここで、第１信号発生器５１および
第２信号発生器５２には、それぞれ同期モータのロータ
の位置を示す基準位相信号５ＹＮＣが供給され、同期状
態の位相を基準として信号を発生することができるよう
になされている。この基準位相信号５ＹＮＣは、例えば
、ロータに取付けられたパルスエンコーダの出力信号で
ある。ところで、本実施例の電流位相制御装置は、同期
状態の位相の電流からπ／２だけ進んだ位相の電流まで
の範囲における任意の位相の電流を発生することができ
るが、同期状態からπ／２だけ先進した位相の電流をス
テータのコイルに流したとしても、コイルに発生する逆
起電圧と同じ向きには全く電流を流すことができないた
め、同期モータにトルクを発生させることはできない。

第１信号発生器５１および第２信号発生器５２は、関数
器４の制御信号に従って、それぞれ所定の信号を発生し
、そして、３つの加算器６１゜６２．６３で第１信号発
生器５１と第２信号発生器５２との出力信号が加算され
てステータの３つのコイルに供給する電流ＩＣＭ　＋　
ＩＣ５＋　Ｉｃｔが発生されることになる。ここで、電
流ＩＣＲ＋　ＩＣ５＋ＩＣＴは相互に２π／３の位相差
を有しており、電流ｒｃｔは電流１ｃｔ＋およびＩＣＴ
を反転させて加えることにより得られる。前述したよう
に、同期モータの回転速度が低く、ステータのコイルに
流す電流の位相を先進する必要のない場合には、第１信
号発生器５１だけが信号を出力するように制御される。

ここで、具体的に、ステータのコイルに流す電流の位相
を、例えば、π／４だけ先進する場合には、第１信号発
生器５１および第２信号発生器５２が同じ大きさの信号
を出力するように制御される。

第５図は第４図同期モータの電流位相制御装置における
波形図であり、ステータのコイルに流す電流の位相をπ
／４だけ先進させる場合を示すものである。

第５図中、曲線ＣＯＳθ１は第１信号発生器５１の出力
信号であり、ロータの位置に同期した位相の電流である
。また、曲線−５ＩＮｏ、は第２信号発生器５２の出力
信号であり、モータの同期状態の位相からπ／２だけ進
んだ位相の電流である。そして、ステータのコイルに流
す電流を同期状態の位相からπ／４だけ先進させる場合
には、まず、第１信号発生器５１の出力信号ＣＯＳθ、
と第２信号発生器５２の出力信号−５ＩＮｏ、を１対１
の比率で加算する。これにより、同期状態の位相からπ
／４だけ先進された電流を発生させることができる。こ
の第５図中の破線で示される曲線ＣＯＳ　（θ７＋π／
４）は、その位相が同期状態の位相よりもπ／４だけ先
進されたものであるが、その振幅（電流値）は所望の大
きさく同期した電流と同じ振幅）とされていない。そこ
で、曲線ＣＯ５（θ、＋π／４）に係数２伺／２を乗じ
て位相を先進させた信号の振幅を所望の大きさに変化さ
せるようになされている。これら位相の先進および振幅
の大きさの制御は、第１信号発生器５１および第２信号
発生器５２で関数器４の出力指令に従って行われるもの
であるが、実際の処理は位相の先進と振幅の大きさの制
御を個別に行うのではなく、関数器４でそれらの要素が
同時に考慮されて第１信号発生器５１および第２信号発
生器５２への制御信号が出力されることになる。

次に、前述した同期モータの電流位相制御装置で使用す
る数式の一例を説明する。

まず、モータに同期した角度（ロータの位置に同期した
角度）を０７とすると、三相交流電流の内の１つの電流
ＩＣ１１は、同期電流をＩ、・ｃｏｓ　ｏ。

とし、先進させる電流の位相進角をαとすると、電流Ｉ
Ｃ１１は、 ＩＣ，＝　１．　−　　ＣＯ５（Ｏｒ　＋ＣＯ・・・−
・−・・　　■と表すことができる。

このθ、は、例えば、ロータに取付けたパルスエンコー
ダ辱からの同期信号によって、第４図の第１信号発生器
５１および第２信号発生器５２にそれぞれ供給されるも
のである。そして、上記の式を三角関数の加法定理によ
り分解すると、Ｉｃｍ＝ｊｒ・（ＣＯＳθ、・ＣＯＳα
−５ＩＮｏ、・ＳＩＮα）・・・・・・　■となる。

一方、トルク指令Ｅ２および速度信号Ｓ４が供給された
関数２３４の制御信号による第１信号発生器５１および
第２信号発生器５２の出力で電流ＩｃＲを表すと、電流
ＩＣＲは、 Ｆ ＩＣＲ＝□・（〔Ｅ７・ｒ＜ｓａ＞）・ｃｏｓθ。

＋（Ｅｒ−に−３ｄ）・（−５ＩＮｏ、、））・・・・
・・・・・■と表すことができる。ここで、速度信号の
最大値（モータの回転速度の最大値）をＳ　ＩＩＭＡＸ
として、上記０式は、例えば、速度信号Ｓ４がＳａ＞２
７３・Ｓ　ＩＩＭＡＸの範囲に対してのみ適用されるも
のである。

上記の０式と０式とから、ＳＩＮθ、の項を比較すると
、 （−５ＩＮθｒ）　−ＳＩＮα＝　　（−５ＩＮｏｒ）
よって、 Ｅ、−に、ｓｄ α＝　５ＩＮ−’　　　　　　　　　　　　　　　−”
°°°°■以上のように、電流■。は上記の式によって
与えられ、そのときの位相進角αは上記０式によって与
えられる。また、同様に三相交流の他の２つの電流ｒｃ
ｓおよびＩＣＴは以下の０式および０式によって与えら
れ、そのときの位相進角αは上記０式によって与えられ
る。

１　。

・ＣＯ５（θ、十−π））・・・・・・・・・■以下余
白 ＩＣ□−一−−一二−−一一一・（〔Ｅ、・ｆ（Ｓｄ）
、）・ＣＯＳ　（θ、＋　□　π））　・・・・・・・
・・　■以下、上記関数を使用した電流位相制御装置の
一例を、第４図の電流位相制御装置の一例を示す第６図
を参照して説明する。

関数器４は、第４図について説明したように、同期モー
タに必要とされるトルク指令Ｅｒおよび同期モータの速
度信号Ｓ４の供給を受け、２つのマルチプライヤ−Ｄ／
Ａコンバータ５１および５２の出力を制御するものであ
る。これらマルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５１およ
び５２は、同期モータのロータに取付けられたパルスエ
ンコーダからの基準位相信号５ＹＮＣ（ディジタル信号
）の供給を受けて、ロータの位置に同期した信号（アナ
ログイｉ号）を発生するようになされたものである。

速度信号Ｓ４は、乗算器４８の一方の入力端子に供給さ
れると共に、抵抗器４１を介してバッファ・アンプ４３
および抵抗器４２の一端に供給されている。バッファ・
アンプ４３の出力は、マルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバー
タ５１に制御信号としてトルク指令Ｅ、および関数ｆ（
Ｓｄ）の積を供給している。ここで、マルチプライヤ−
Ｄ／Ａコンバータ５１は、余弦曲線的に変化する電流を
発生し、同期モータのロータの回転位置に同期した位相
の電流を発生するものである。

抵抗器４２の他端にはダイオード４４ａのカソードおよ
びダイオード４５ａのアノードが接続され、ダイオード
４４ａのアノードにはツェナーダイオード４４ｂのアノ
ードが接続され、そして、ダイオード４５ａのカソード
にはツェナーダイオード４５ｂのカソードが接続されて
いる。ツェナーダイオード４４ｂのカソードおよびツェ
ナーダイオード４５ｂのアノードは共通接続され、速度
信号Ｓ４が供給されたバッファ・アンプ４６の出力と共
にツェナーダイオード４７ａのアノードに接続されてい
る。これらのダイオード４４ａおよび４５ａ、・シェナ
ーダイオード４４ｂおよびツエナーダイオード４５ｂ、
並びに、抵抗器４１および４２は、同期モータの回転数
が一定値以上かどうかを判別し、そのモータの回転数が
一定値以上のときステータのコイルに印加する電流を同
期状態の位相から先進させるための関数ｆ（ｓａ）を規
定するために使用されるものである。ここで、バッファ
・アンプ４３は、必ずしも使用しなくてもよい。

ツェナーダイオード４７ａのカソードは、ツェナーダイ
オード４７ｂのカソードに接続され、さらに、ツェナー
ダイオード４７ｂのアノードは乗算器４８の他方の入力
端子の接続されている。この乗算器４８の出力は、係数
器４９を介してマルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５２
に制御信号としてトルク指令Ｅ　ｒ、係数におよび速度
信号Ｓ４の積を供給している。ここで、マルチプライヤ
−Ｄ／Ａコンバータ５２は、正弦曲線的に変化する電流
でモータの同期状態の位相からπ／２だけ進んだ位相の
電流を発生するものである。また、ツェナーダイオード
４７ａおよび４７ｂは、バッファ・アンプ４６を介して
供給された速度信号Ｓ４（モータの回転速度）が一定値
以上かどうかを判別し、モータの回転速度が一定値以上
のときその回転速度に応じて電流の位相進角の最大値を
規定するものである。乗算８４Ｂは、上記規定された位
相進角の範囲内でトルク指令Ｅ、（モータに必要とされ
るトルク）に従った制御信号を発生させるものである。

そして、係数器４９は、乗算器４８の出力を受けてマル
チプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５２へ制御信号を送出す
るためのもので、係数Ｋを乗じることによりマルチプラ
イヤ−Ｄ／Ａコンバータ５１への制御信号と調和させて
、所望の位相進角および振幅を発生させるためのもので
ある。

以上において、速度信号Ｓｄは、速度指令と実際のモー
タの回転速度との間に差があるときに負の値を示すもの
であり、速度指令と実際のモータの回転速度との差が大
きければ大きい程、その負の値が太き（なるものである
。この速度信号Ｓｄは、バッフ；・アンプ４６を介して
ツェナーダイオード４５ｂのアノードに印加されるが、
この値がツェナーダイオード４５ｂのツェナー電圧を越
えると、ダイオード４５ａおよび抵抗器４２を介してバ
ッファ・アンプ４３に供給される信号のレベルを減少さ
せる。すなわち、速度信号ｓ４が一定値以上のときに、
トルク指令Ｅ、に対して関数ｆ（Ｓｄ）を乗じてマルチ
プライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５１に制御信号を供給する
ことになる。ここで、ダイオード４４ａおよびツェナー
ダイオード４５ｂは、モータが逆方向に回転する場合に
必要とされるものであり、このとき、速度指令と実際の
モータの回転速度との間に差があるとき、速度信号Ｓ６
は正の値を示すことになる。

また、速度信号Ｓ４は、ツェナーダイオード４７ａおよ
び４７ｂを介して乗算器４８の一方の入力端子に供給さ
れているが、この場合も、バッファ・アンプ４６を通っ
た速度信号ｓ４がツェナーダイオード４７ａのツェナー
電圧を越えると、この速度信号Ｓ４とトルク指令Ｅ、と
が乗じられ、さらに係数器４９を通って、速度信号Ｓ４
およびトルク指令Ｅ、、の積に所定の係数Ｋが乗じられ
た制御信号がマルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５２に
供給されるようになされている。そして、速度信号Ｓ６
がツェナーダイオード４７ａのツェナー電圧以下の場合
には、マルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５２からは信
号が出力されず、マルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバータ５
１からロータの回転位置に同期した信号だけが出力され
、同期モータは通常の同期制御が行われることになる。

以上のように、２つのマルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバー
タ５１および５２により、速度信号Ｓ４で与えられるモ
ータの回転速度が一定値以上のとき、該回転速度に応じ
て電流の位相進角の最大値を規定し、そして、トルク指
令Ｅ、、で与えられるモータに必要とされるトルクに従
って電流の位相を同期状態の位相から先進させるように
制御されることになる。

そして、関数器４の制御信号に従って、マルチプライヤ
−Ｄ／Ａコンバータ５１および５２は所定の信号を廃止
し、３つの加算器６１，６２゜６３でマルチプライヤ−
Ｄ／Ａコンバータ５１とマルチプライヤ−Ｄ／Ａコンバ
ータ５２との出力信号を加算してステータの３つのコイ
ルに供給する電流１ｃｍ　＋　　ｃｓ　、　Ｉｃｙを発
生する。ここで、電■ 流■。、ＩＣ３，１゜、は相互に２π／３の位相差を有
しており、電流ＩＣＴは電流■。およびｒｃｔを反転さ
せて加えることにより得られるのは前述した通りである
。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように、本発明に係る同期モータの電流
位相制御方式は、同期モータの回転速度が一定値以上の
とき、該回転速度に応じて電流の位相進角の最大値を規
定し、その該規定された位相進角の範囲内でモータに必
要とされるトルクに従って電流の位相を同期状態の位相
から先進するように制御することにより、モータの高速
回転域において低電圧で効率的なモータの駆動制御を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の同期モータの電流位相制御方式の構成
を示すブロック図、 第２図は本発明の同期モータの電流位相制御方式の原理
を説明するためのベクトル線図、第３図は同期モータに
おけるトルクと回転数との関係を示す図、 第４図は本発明の同期モータの電流位相制御方式に基づ
く同期モータの電流位相制御装置を示すブロック図、 第５図は第４図同期モータの電流位相制御装置における
波形図、 第６図は第４図の電流位相制御装置の一例を示すブロッ
ク回路図、 第７図は従来の同期モータの制御方式の問題点を説明す
るためのベクトル線図である。 １・・・回転速度検出段階、 ２・・・位相進角の最大値規定段階、 ３・・・位相角先進段階、 ４・・・関数廊、 ５１．５２・・・信号発生器（マルチプライヤ−Ｄ／Ａ
コンバータ）、 ６１．６２．６３・・・加算器、 Ｅｌ・・・トルク指令、 ｆ（Ｓ、）・・・関数、 Ｋ・・・係数、 Ｓ４・・・速度信号、 ５ＹＮＣ・・・基準位相信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータの回転速度を検出し、 該検出された回転速度が一定値以上のとき、該回転速度
   に応じて電流の位相進角の最大値を規定し、 該規定された位相進角の範囲内で前記モータに必要とさ
   れるトルクに従って電流の位相を同期状態の位相から先
   進するように制御し、 モータの高速回転域において低電圧で効率的なモータの
   駆動制御を行う同期モータの電流位相制御方法。