WO1984003596A1 - Method of controlling synchronous motor - Google Patents

Description

明 細 書

同期モ ー タ の制御方式

技 術 分 野

*発明 は 、 同期モ ー タ を ト ル ク一定制御す る ため の制 5 御方式 に関 し 、 特に 同期モー タ の高速時及び加速時の ト ル ク 特性を改善す る こ と の で き る同期モ ー タ の制御方式 に関す る 。

背 景 技 術

サ一 ボモ ー タ は、 種 々 の分野に広 く 用 い られ てい る 。

1 0 近年、 交流サ ー ボ モ ー タ も開発 されてお リ 、 同期モ ー タ も サ一 ボモ ー タ と し て利用出来る様に な つ 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 の発生 も な ぐ 、 構成が簡単で あ る こ と か ら 、 広 く 禾 (ί用 され つつある。

1 5 こ の様な同期モ ー タ においては、 ト ル ク を一定に制御 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 の技俯 を 、 第 1 図 に示す同期 モ ー タ の構成図を用 い て説明す る 。

2 0 永久磁石に よ っ て形成 される ロ ー タ 1 の磁界の q 轴 よ り

Θ の角度の位置での磁束密度 B は、

B = B m · s i η θ … （ 1 ) と な る 。

又、 図の ス テー タ 2 の a巻線 と鎖交す る 磁束 Φ は 、 ^ a = - m » c o s Θ c … C 2 ) と な る 。 .（但 し 、 はロー タ 1 の q 轴上での磁束 と す る 。 .）

従っ て a 巻線の誘起起電力 ほ、

e i = - d φ / ά t ^

= — φ m · » Ci) m » sin θ "' ( 3 ノ と な る 。 （伹 し、 0 = P 0 m = P * o) n *,t と する 。 ） 同様 に し て a 巻線 と 各々 1/3 ， 2/3 Γ の角度に配置 された ステ一 タ 2 の b 巻線 ， c 巻線の誘起起電力 e ₂ ， e ₅ ほ

e 2 = - m · P · ω m · s i n( Θ + 2 / (2 π ) )— ( 4 ) e 5 = - m · Ρ · ω m · s in( θ + i/ (Ζ ιζ ) )— ( 5 ) と な る

で、 各電機子巻線 a , b , c に流す電流を ,

1 2 ， i 3 と す る と 、 係る 3 相同期モー タ の出力 ト ル ク

T は、

T = 1/2( e + e 2 2 + e 5 i 5 )

… （ 6 ) で表現 される か ら 、 （ 3 ) ， C 4 ) ， ( 5 ) 式を （ 6 ) 式に代入 して 、

T = — 1 / 2 m · p · ) m

X { i i · s in θ + i z · sin( 5 + 2/ (37c ) )

+ i 5 · s in( 0 + 4/(37Γ ) ) } … （ 7 ) と な る 。 ト ル ク T を一定にする には、 角度 0 に伕存 し な い様にすれば良いか ら、

ΟΜΡΙ i 2 = ( 8 ) i s =

(但 し 、 I ほ電流の振幅であ る

と すれ ば、 C 7 ) 式の ト ルク Tは

Τ = 1/2K { I s in² Θ + s 1 n ( θ + 2 / ( 37Γ ) )

+ 1 s 1 η ( θ + 4/(3 W ) } = 3/2 Κ I … C 9 ) と な り 、 ト ル ク Τ 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 な う ため には、 同期モ ー タ の ロ ー タ 角度 検出 し 、 こ れ に よ つ て各電機子電流の値 を 制御す る こ と が必要 と な る 。

レ "^* ろ で、 係 る モ ー タ の駆動制御装置 に つい ては 、 最 終段に ィ ンパ一タ が用 い られる が、 イ ンバ一 タ に は物理 的 な飽和量 （最高電圧） があ る か ら、 高速時や加速時の 如 く 、 ィ ン バ ー タ の飽和量を越える電流指今が与え ら れ る と 、 同期モ ー タ へ供給 される電流波形が正弦波で な く な っ て く る 。 即 ち 、 イ ン バ 一 タ は第 2 図 （ A ) , C B )

， C c ) に示す如 く 、 最大電圧 I V I で飽和 し 、 各相 R ， s ， Τ相の電流波形は矩形波に近づ く 。

こ の ため > 高速時や加速時に は第 （ 9 ) 式 に おけ る 定 数 κが低下 し 、 ト ル ク 効率が減少する の で、 有効に ト ル ク が得 られ な レゝばか り か、 円滑な回転が損 なわれ、 騒音

、 振動の原因 と も な っ ていた。 なお、 同期モー タ に供給される電流波形が矩形波に近 づ く こ と を防止する ためには、 実効値電流指今 を単に 倍 （ 0 < k < l ) す る こ と も考え られる が、 'こ の方式で は、 s i n 0 と の乗算後、 電流値 と の差が取 られ、 電流指 令 と し て イ ンバー タ へ出力されるので、 イ ンバー タ への 出力が飽和量以内で あ る こ と を正確に保証する こ と は困 難であ る 。 逆に、 定数 k を小さ く取る と 、 同期モー タ は 十分な ト ル ク が得 られない と い う問題が あ る 。

従 っ て、 本癸明の 目 的は、 高速時や加速時に おけ る ト ル ク 効率の低下を防止 し、 常に効率良 く ト ル ク を得る こ と がで き る 同期モー タ の制御方式を提供す る こ と に あ る 癸 明 の 開 示

*癸明 においては、 同期モー タ の回転角度を検出す る 検出器 t、該検出器か ら検出された回転角 に.対応する 値を発生 し実行値電流指今に該 値を乗箕 し 、 イ ン.バ — タ翳動信号を 出力する制脚回路と 、 該制鯽 回路の ィ ン バ ー タ 駆勖信号に よ り 同期モー タ の電機子巻線 に電流指 今値を与える ィ ン バ 一 タ と を有する同期モ ー タ の制御方 式であ て、 前記制御回路は前記イ ンバー タ 駆動信号が 前記 ィ ン バ ー タ の物理的飽和量を越えた こ と に応 じ て当 該対応する 相の ィ ン パ一 タ ¾動信号を補正する と と も に 、 該補正 ざれた量に基づいて他の相の イ ン バ ー タ 駆動信 号を補正する 同期モ ー タ の制御方式が提供され る 。 ま た 、 末発明 に おいては、 前記 イ ンバ一 タ駆動信号の補正は PI 、 前記各相の イ ンバ 一 タ駆動信号に よ り 同期モ ー タ に流 れ る各相の電流の和が零'と なる よ う に行 なわれ る 同期 モ — タ の制御方式が提供 される。

即ち 、 本発明 に よれば、 実^値電流指令 と 正弦波の乗 算出力 に基づい て ィ ン バ 一 タ を駆動 し て同期モ ー タ に 電 流を印加す る に際 し 、 イ ンバー タ驟動信号が イ ンバ ー タ の物理的飽和量を越 えた こ と を検出 し て該 ィ ン バ ー タ ¾ 動信号 を.補正する の で 、 イ ン バ ー タ の飽和量を 越えた ィ ン バ ー タ 駆動信号が入力 される こ と がな いか ら 、 同期 モ — タ へ印加 され る 電流波形ほ常に正弦波 を呈 し てお リ 、 ト ル ク 効率の低下の お それがな く 又円滑 な回転 も 保証す る こ と がで き る と い う効果を奏する 。 又 、 本癸明 に よれ ば、 イ ンバー タ に与 え る最終段の出力に よ っ て波形歪が 生 じ る か否か を予測 し ている ので、 検出精度が高 く 、 そ れだけ ト ル ク を低減せ しめる こ とがない と い う 効果 も 奏 す る 。 更 に 、 本発明 に よれば、 1 相の イ ンノくー タ 駆動信 号が飽和畺に達 し て補正 されて も 、 他の 相 も こ れに よ り 補正 さ れて い る の で常に 3相の和は零に 保たれて、 こ れ を外れ る こ と も ない と い ラ効果を奏する 。

図面の簡単な説明

第 1 図は *発明の対象 と する 同期モー タ 構成図、 第 2 図は従来の方式の問題点を説明する 図、 第 3 図 は *発明 の原理説明 図 、 第 4 図ほ太発明の動作原理説明 図、 第 5 図は *発明 を実現す る ための同期モー タ 制御装置の一実 施例 ブ ロ ッ ク 図 であ る 。

O PI 発明 を実施するための最良の形態

术癸明を ょ リ 詳細 に詳述する た.めに、 以下添付図面 に 従 っ て説明する 。

第 3 図は *発明の原理説明図であ り 、 *発明 は、 イ ン パー タ の飽和量 I V I を越える電流指令 I r に対 し 、 電 流波形が飽和 し ない様に低減させて、 図の I の如 く 常に電流波形が正弦波を呈する よ う に補正制御する も の であ る 。

第 4 図は本発明 に よ る同期モー タ 制御方式の原理動作 説明図 であ る 。 同図において、 1 0 1 は同期モ ー タ 、 1 1 5 , 1 1 5 , 1 1 5 は該同期モー タ 1 0 1 の電機子巻 線 κ~ ¾U 今値を年え る イ ンパータ 、 i 0 8 は該 イ ンバ ー タ 1 1 5 ， 1 1 5 , 1 1 5 に イ ンバー タ 褽勖信号を ^ 力する 制御回路で、 速度制御ルー プ と電流制御ルー プ と を演箕動作に よ っ て行 う も のであ る 。 1 0 2 は前記同期 モー タ 1 0 1 の回転軸に連結されたパル ス コ ー ダで、 同 期モー タ JL 0 1 の界磁柽の位置を示す位置コ ー ド と 、 同 期モー タ 1 0 1 が所定角回転する毎に出力 され る 回転パ ル ス を 発生す る も の であ る。

制御回路 1 0 8 は 、 位置誤差から得た実効値電流指令

I r と パル ス コ ー ダ 1 0 2 の位置コ 一 ド 、 お よ び回転パ ル ス，を基に サ イ ン波発生器 S G よ り 出力 され る sin e , sin ( Θ + 2/(3 ττ )) , sin ( 0 + 4パ 3 TC ))の正弦波を乗 箕器 M R , M S , T で乗算 し、 各 R ， S , T相の電流 指令 I _R ， I _& , Ι_τを得る。 こ の電流指令 I _R , I _s , I _T は前記第 （ 8 ) 式の i i , i s , i s と 同一の も の であ る 。 該電流指令 I _R , I s , I T は差分器 A R ， A S , A T で 、 同期モー タ 1 0 1 の各相 の実相電流 i pj ， i s , i τ と の差が取 られ、 所定の係数 Κ を 乗算 され 、 イ ン バ 一 タ 題動指今 U R ， U ₅ ， U て と な る 。 こ の ィ ン パ 一 タ 駆動指 4 U _R , U s , υ _τ は補正演算器 C A に 入力 し次の演算が行 なわれる。 即ち、 ィ ン パ ー、 タ の飽和 量 I V 比較 し 、 U U U τ < V の時に は、 補正演箕器 C Aは補正信号を発生 し なレゝ 。 逆 に U U S U τ のいすれかが V よ り 大 き い時は 、 補正演箕器 C Aはそ の相に対 し 正信号を 出 力す る 。 ■

例え ば R相の ィ ン パ 一 タ駆動指令 I U I が V ょ リ 大 であ る と す る と 、 次 の様に し て実効値指今 I r を第 3 図 の如 く I r に低下せ しめ る ための補正信号 δ U _R を 演算す る 。

U'p = K ( I r s i - i _R ) + S U R … C 10) こ こ で U'_R は前述の如 く 、 実^値指 I r を k 0 I r に 減少せ し め る 力 ら 、

U R = K ( k 0 I r s i η θ - i ) … ( 1 1) ( 1 0 ) 式 と （ 1 1 ) 式 よ り 、

δ _R = K ( l - k o ) I r s i n d … （ 12) k o ほ一定 で あ る か ら容易に S U _R を演算 し う る 。 更 に 、 R 轴のみ低下せ し め る と 、 他の相 と の バ ラ ン ス が崩れ 、 高周波 ト ル ク 成分が現われて く る こ と か ら 、 補正演箕 器 C A ほ他の s , T 相 について も実効値指令が I r か ら

k o I r に低下 したかの様に補正する。 即ち、 補正演箕

器 C A は、 同期モー タ の各相 R , S , T に流れ る電流の

和が零 と な る よ う に 、 S , T相について補正す る 。

U' S = C k 0 I r sin { Θ + 2/(3TC )) - i _s )

= U s 一 K ( 1 一 k o ) I r sin ( Θ + 2/(3 ττ ) ) = U s - δ U R X sin ( θ + 2 / C 37 ) )

s l n Θ

C 13)

δ U s = - δ U R X s in _( Θ + 2/(37C ) )

sin e

… C 14)

U丁 = K ( k o I sin ( Θ + 4/(3 ) ) - i T )

= u T 一 K ( - k o ) Ir sin d + 4/ (37C ) )

- δ U _R X sin ( Θ + 4 / ( 37C _) )

( 15)

δ u T 一 δ U _R X sin ( θ +_4/(_3 -e ) )

s in t)

… ( 16)

こ の様な補正信号 5 U _R , δ U s ， S U T を 、 加算器

B R ， B S , B T で前記 イ ンパータ駆勖指令 U PL ， U s ， U T に加算せ し めれば、 その出力であ る補正 イ ンパー タ 駆動指今 U'_R , U'_s , ϋ'τ は各々第 （ 1 0 ) 式、 第 （

1 3 ) 式、、 第 （ 1 5 ) 式の如 く な リ 、 各 イ ンバ一 タ 1 1

OM?I > 5 か ら 同期モ ー タ 1 0 1 へ与え られる電流は第 3 図の k

0 I r の如 く 正弦波状 と な リ 、 あたかも 実効値電流指今

1 r が 倍 された如 く 流れる。

従 っ て、 高速回転時、 加速時の ト ル ク 特性が改善 さ れ る 。 又 、 他の S ， T 相の指令 | U _S I ， I U _τ I が V よ リ 大の場合 も 同様に し て求め る こ と がで き る 。

尚、 Τ , Τ , Τ は制御回路 1 0 8 の電流ル ー プ の サ ン プ リ ン グ同期を 示 し た も の であ り 、 イ ン ノく 一 タ 1 1 5 , 1 1 5 ， 1 1 5 に は周期 Τ毎に補正 イ ン バ ー タ 駆動指令

U ο ， U s , U _T が出 力 される よ う に な っ てい る 。 又 、 前述の補正は 、 速度制御ルー プのサ ン プ リ ン グ周期毎 に 行 な ラ こ と も で き る 。

次に 、 本発明 を実現するため の同期モ ー タ 制御装置の 構成に ついて説明す る 。 第 5 図は末発明 を実現する た め の同期モー タ 制御装置の一実施例を示す プ ロ ッ ク 図で あ り 、 図 中、 第 4 図 と 同一の も のほ同一の記号で示 し て あ る 。 制御回路 1 0 8 は > モー タ制御プ ti グ ラ ム に従い演 箕動作を行な う プ D セ ッ サ 1 0 8 a と 、 モー タ 制御 プ ロ グ ラ ム を格納す る プ ロ グ ラ ム メ モ リ 1 0 8 b と 、 デー タ の記億 のた め のデー タ メ モ リ 1 0 8 c と 、 数値制御装置 等の外部か ら の指令 を受けるための入出 力ボ一 ト 1 0 8 d と 、 後述す る タ イ マ回路 1 1 4 にパル ス幅変調指今 を 出力す る 入出 力ポー ト 1 0 8 e と、 後述す る 検流器 1 1 2 U ， 1 1 2 V ， 1 1 2 Wか らの実相電流 I a u ， I a V ， I a w を受け 、 デ ジ タル値に変換す る た め の ア ナ 口

WIPO"~ ^" 0 一 グ · デ ジ タ ル （ A D ) 変換器 1 0 8 f と 、 パル ス コ ー ダ 1 0 2 か ら最初に同期モー タ 1 0 1 の界磁極の 回転位置 α を示す位置コ ー ドが ロ ー ド され、 以降パル ス コ ー ダ 1 0 2 か ら同期モー タ 1 0 1 が所定角回転する 毎に発生 さ れ る 回転パル ス P i ， P 2 を計数する カ ウ ン タ 1 0 8 g と 、 こ れ ら を接統す る ためのァ ド レ ス ' デー タ バス 1 0 8 h と で構成 されて い る 。

検出器 1 1 2 U ， 1 1 2 V , 1 1 2 Wは各相の実相電 流を検出 し 、 該電流信号を前記制御回路 1 0 8 の A D 変 换器 1 0 8 f に与え る 。 タ イ マ回路 1 1 4 は制御回路 1 0 8 か ら のパルス幅変調指令に応 じた幅のパル ス幅変調 信号を 出力 し 、 該信号を イ ンバータ 1 1 5 に与え る 。

イ ン バ一 タ 1 1 5 ほ 、 6個のパ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ <¾ ι 〜 Q s と ダ イ オー ド D i 〜 D s とに よ っ て構成 され、 整 流回路 1 1 7 か ら直流電圧が付与されてお り 、 前記 タ イ マ回路 1 1 4 か ら のパルス幅変調信号に よ っ て各パ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ Q 1 〜 Q s がオ ン Zオ フ制御 され、 同期モ — タ 1 0 1 に駆動電流を える。

整流回路 1 1 7 は、 ダ イ オー ド群 1 1 7 a お よびコ ン デ ンサ 1 1 7 b と か ら な っ てお り 、 外部 に設け られた 3 相交流電源 1 1 6 の 3 相交流を直流に整流 し、 前記 イ ン バー タ 1 1 5 に直流電圧を付与する。

次に 、 第 5 図に示 し た同期モー タ制御装置の動作を 、 同期モー タ が あ る速度で回転 し ている と き に速度指今が 上昇 し た場合 につい て説明する 。

O PI 同期 モー タ 1 0 1 が回転 し てい る の で 、 カ ウ ン タ 1 0 8 g に は、 同期モ ー タ 1 0 1 の回転開始直前 に パ ル ス コ ー ダ 1 0 2 か ら位置 コ 一 ドがロ ー ド され、 同期モー タ 1 0 1 の 回転に伴ない発生する 回転パル ス P i ， P 2 を計 数 し て い る か ら 、 カ ウ ン タ 1 0 8 g は常 に同期モー タ 1 0. 1 の界磁柽の回転位置を表示 している こ と に な リ 、 回 転パル ス P i ， P 2 の周期は同期モー タ 1 0 i の速度 に 比例す る か ら 、 所定時間間隔に おけ る カ ウ ン タ 1 0 8 g の値の増分は同期モ ー タ 1 0 1 の回転速度 に対応す る 。 ①先ず、 制御 回路 1 0 8 は、 同期モー タ 1 0 1 を所望 の 回転速度 V c で回転せ し める べ く 、 数値制御装置等の外 部か ら速度指今 V C M D を入出力ポー ト 1 0 8 d に入力 し 、 ア ド、 レ ス · デー タ パ ス 1 0 8 h を介 し て プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a に伝え られ る 。

② プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は カ ウ ン タ 1 0 8 g の カ ウ ン ト 値 を ア ド レ ス · デー タ バ ス 1 0 8 h を介 し て読取 り 、 前回 読取 っ た値 と の差分 を演算 し、 サ ン プ リ ン グ間隔 T で割 つ て、 実速度 V a を 演算する 。 こ の実速度検出 の方法 と し ては 、 別途回転パ ル ス P 1 ， P 2 の周期を計測す る 力 ゥ ン タ を設け 、 これ を プロ セ ッ サ 1 0 8 a が読取 っ て 、 実速度 V a を演算 し て も よい。 （実速度演箕 ス テ ッ プ ）

③ プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は速度指令 V c と 実速度 V a を 用 い て次式の演箕を行 ない、 振幅指今 （実効値電流指令） I r を求め る 。

OMPI WIPO -ι

= Κ ί ( V c - V a ) + Κ 2 X (V c - V a )

… C 17)

( 1 7 ) 式の I r ほ電機子電流の振幅に相当 し 、 I r が 大 と なれば、 大 き な ト ル ク が発生 し、 こ れに よ り 同期モ — タ 1 0 1 の実速度が指令速度にもた ら される 。 （速度 ルー プ演算ス テ ッ プ） 。

④次に プ α セ ッ サ 1 0 8 a ほ、 カ ウ ン タ 1 0 8 g の カ ウ ン ト 値 0 を ア ド、 レ ス · デー タバ ス 1 0 8 h を介 し て読取 る 。 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a ほ、 デー タ メ モ リ 1 0 8 c に格 納 されてい る 力 ゥ ン ト 値 Θ - sin θ ， s i'ni Θ + 2/ (3 ?r ) ) 変换テ 一 ブルを検索 し 、 回転角度 に対応する sin Θ ， sin{ Θ + 2/(3 π ))の デジタ ル値を得る。 （正弦波発生 ス テ ツ プ）

⑤ プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は、 前記③の速度ルー プ演算 ス テ ッ プで求めた振幅指令 I r と前述の sin Θ , s in( Θ + 2/ (3 -re のデジ タ ル値 と を乗箕 し、 2 相の電流指令 ,

I s を得る 。

= • sin θ

S 一 • s i π( θ + 2/(3 ic ) )

次に 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a ほ、 2拒の電流指今

か ら次式に よ り 電流指令 I r を得る 。

丄 τ = 一 上 R ー 丄 S

= I r · s in( 0 + 4/(3 tc )) - ( 19)

(電流指令演算 ステ ッ プ） 。

尚 、 前記④ の正弦波発生ステ ッ プにおいて 、 変换テー

OMPI ブル と し て 、 Θ - sin θ , sin( θ + 2/(3ττ )) , s i η ( θ + 4バ 3ττ ))の変換テ ー ブルを用意 しておけ ば、 第 （ 1 9 ) 式の演算は不要であ る 。

⑥次に 、 プ α セ ッ サ 1 0 8 a は、 検流器 1 1 2 U , 1 1 2 V , 1 1 2 Wか ら得 られた実相電流 I a v , I a w ,

I a u が A D 変換器 1 0 8 f でデジ タ ル化 された各実電 流をバ ス 1 0 8 h を 介 し て読取 り 、 前述の 3 相の電流指 · I R. , . I s ， I て と 実相電流 l a v , I a w , I a u と の差分を演算 し 、 所定の増幅係数 K を乗 じ て 、 デ ジ タ ル値の イ ン バ ー タ 題動信号 U R , U _S , U 丁 を 得 る 。 以 上が電流ル一 プ演箕 ステ ッ プであ る 。

⑦次に 、 プ C? セ ッ サ 1 0 8 a は、 前述③ の,速度ルー プ演 箕 ス テ ッ プで得た実速度 V a に係数 k f を乗 じ 、 速度補 償出力 V C O を得、 前述の イ ンバ ー タ駆動信号 U R ， U s , U τ か ら差引 き 、 補償された イ ン バ ー タ 駆動信号 U R , u s ， υ _τ を得 る 。 これに よ り 電流ルー プは、 同期 モ ー タ 1 0 1 の実速度 V a に よ る逆起電力 に よ っ て生 じ る ゲ イ ン低下 を防止 出来る。 （電流ルー プ補償 ス テ ッ プ ⑧更に 、 イ ン パー タ 駆動信号 U _R , U s ， U の大 き さ が前述の ィ ン バ ー タ の最大電圧 V を越え てい る かを検出 す る た め、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は両者を デジ タ ル比較す る 。 こ の比較 に よ り イ ンパ一 タ 駆動信号 U _R , U s ， U τ のい ずれかが最大電圧 V を越えていれば、 こ れに応 じ て プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は前述の補正演算 を行 な う 。 例 え

OMPI 一

ば、 1 U R I 〉 V で あれば、 プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は第 （

1 2 ) 式を用 いて 、 前記⑤の電流指令演算 ス テ ッ プで得 た■ 指令 I _R か ら補正暈 3 U _R を演箕す る 。 そ し て 、 プ 口 セ ッ サ 1 0 8 a は、 第 （ 1 4 ) 式 ， （ 1 6 ) 式を用 いて δ U s , S U _T を演箕する。 （補正量演算 ステ ッ プ

⑨次に プ ロ セ ッ サ 1 0 8 aは、 イ ンパー タ 駆動信号 U _R ， u s , U τ に対 し 、 補正量を用いて第 （ 1 0 ) 式 ， 第

C 1 3 ) 式 ， 第 （ 1 5 ) 式を演算 し、 補正 イ ンバー タ ¾ 動唇号 U'R ， U'_s ， U'_T を演算する。 （ ト ル ク 補正 ス テ ッ プ）

尚、 こ の ト ル ク 補正 ス テ ッ プは、 速度ルー プ の一周期 刖 の補正量 δ U _R , δ U s ， S Uて に よ っ て今周期の補 正を行 な っ て も よ い 。

⑩更に 、 プ 口 セ ッ サ 1 0 8 a は こ の補正 ィ ン バ ー タ 駆動 信号 U' R ， U' 's , ϋ'_τ の値か らパル ス幅変調指令 t u ， t V , t W を作成する 。 即ち、 プロ セ ッ サ 1 0 8 a ほ、 補正 ィ ン バ ー タ 駆動信号 U'_R ， U's ， U'_T の値 に応 じた ノ¹?ル ス幅の値を示すパルス幅変調指令 t u , t v , t w を演算する 。 (パル ス幅変調 ステ ッ プ） 。

⑪ プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は こ のノ ルス幅変調指今 t u ， t

V , t W を ァ ド レ ス · デー タ バス 1 0 8 h 、 入出力ボ ー ト 1 0 8 e を介 し タ イ マ回路 1 1 4 へ送 る 。 タ イ マ回路

1 1 は、 こ のパル ス幅変調指令 t u , t v , t w に応 じた所定時間幅のパル ス幅変調信号を出力 し 、 イ ンバー 5 ―

タ 1 1 5 の各 ノぐ ヮ一 ト ラ ンジ ス タ Q i 〜 Q s へ送 る 。 こ れ に よ リ 該各パ ワ ー ト ラ ン ジ ス タ Q 1 〜 Q s が オ ン Z ォ フ制御 され、 イ ンノく 一 タ 1 1 5 は同期モ ー タ 1 0 1 に 3 相電流 を供給す る 。

プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a は、 サ ン プ リ ン グ周期 T 毎 に前述 の ス テ ッ プ④ 〜 ⑪ の電流ルー プの演箕を 、 周期 n T每 （ η > 1 ) に ス テ ツ プ①〜③の速度ルー プの演箕動作を プ D グ ラ ム メ モ リ 1 0 8 b の制御プロ グ ラ ム に 従 っ て実行 し 、 同期 モー タ 1 0 1 を制御 し て、 最終的に 同期モ ー タ. 1 0 1 を指令速度で 回転せ し め る。

上述 の実施例では 、 速度ルー プ演算 と 電流ルー プ演算 と 同一の プ ロ セ ッ サ 1 0 8 a で実行 し た例 に'.つい て説 明 した が、 速度ルー プ演算と電流ルー プ演算の ため各 々 別個の プ ロ セ ッ サ を 設け て も よ い。

以上、 本発明 を一実 ¾例に ょ リ 説明 し たが、 太発明 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 を太発明 の範囲か ら 排除す る も の では な い。

産業上の利用可能性

以上 の よ う に 、 太発明は同期モー タ へ の電流 を制御す る ィ ン パ ー タ 駆動信号が ィ ン バ 一 タ の物理的飽和量を越 えた こ と を検出 し て 、 同期モー タ に印加 され る 電流波形 が常に 正弦波 に な る よ う補正制御するの で、 工作機械等 に おけ る数値制御装置に よ っ て制御 され る 同期 モー タ の 制御方式 と し て好適 であ る。

OMPI

Claims

6 一 請 求 の 範 囲 '

1 . 同期モ ー タ の回転角度を検 する検出器 と 、 該検出 器か ら検出 された回転角度に対応する正弦値を発生 し実

^値電流指今 に該正 ¾値を乗算 し、 イ ンバ一 タ ¾動信号 を出力する制御回路 と 、 該制御回路の ィ ン バ— タ 駆動信 号に よ り 同期モー タ の電機子巻線に電流指今値 を年え る

イ ン ノ ー タ と を有す る 同期モー タ の制御方式に おい て 、 前記制御.回路は前記 ィ ン バ 一 タ ¾勖信号が前記 ィ ン バ 一

タ の物理的飽和量を越えたこ と に応 じて当該対応する 相 の ィ ン パ ー タ 駆動信号を補正する と と も に 、 該補正 され た量に基い て他の相 の イ ンバ― タ駆動信号を補正する こ と を特徵 と す る 同期 モ ー タ の制御方式。

2 · 刖記補 ιι£ほ刖記各相の ィ ン バ 一 タ駆動倉号に ょ リ 同 期モ ー タ に流れ る 各相の電流の和が零と な る様に行なわ れ る こ と を特徵 と す る請求の範囲第 1 項記載の同期モ ー タ のお：！掷方式。

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