WO2007034689A1 - Ac同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法 - Google Patents

Ac同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2007034689A1
WO2007034689A1 PCT/JP2006/317818 JP2006317818W WO2007034689A1 WO 2007034689 A1 WO2007034689 A1 WO 2007034689A1 JP 2006317818 W JP2006317818 W JP 2006317818W WO 2007034689 A1 WO2007034689 A1 WO 2007034689A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic pole
thrust
synchronous motor
torque pattern
command
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/317818
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shinya Morimoto
Hyun-Soo Song
Mamoru Takaki
Kozo Ide
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki filed Critical Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
Priority to US12/088,146 priority Critical patent/US7872438B2/en
Priority to JP2007536448A priority patent/JP4816645B2/ja
Priority to DE112006002501T priority patent/DE112006002501T5/de
Publication of WO2007034689A1 publication Critical patent/WO2007034689A1/ja

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting
    • H02P6/22Arrangements for starting in a selected direction of rotation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20Arrangements for starting

Definitions

  • the present invention relates to a permanent magnet type AC synchronous motor including a linear motor and a rotating machine, and uses the magnetic pole detector (pole sensor) without estimating the initial magnetic pole position of the AC synchronous motor.
  • the present invention relates to a magnetic pole position estimation apparatus and method.
  • a magnetic pole detector is used to detect the magnetic pole position, and a magnetic pole detector that controls the AC synchronous motor based on the detected magnetic pole position is costly, and reliability is reduced.
  • linear motors require magnetic pole detectors for the motor operating range, and this problem has become prominent.
  • magnetic pole position estimation means that estimates the initial magnetic pole of an AC synchronous motor without using a magnetic pole detector is used.
  • Conventional AC synchronous motor initial magnetic pole position estimation devices select the first or second cycle interval according to the results of the speed gain controller and mode interval determination means, and if the first cycle interval is selected, the first torque When the calculation means and the second period section are selected, a second torque calculation means is provided, and the estimated magnetic pole position is calculated using the torque data obtained by the first and second torque calculation means (for example, patent Reference 1 and Patent Reference 2).
  • FIG. 8 is a diagram showing a conventional initial magnetic pole position estimating apparatus and method for an AC synchronous motor.
  • 1301 is a command speed pattern generation means
  • 1302 is a mode section judgment means
  • 1303 is a speed integral gain processing means
  • 1304 is a mode switch
  • 1101 is the first period section (q-axis command current is command torque, d-axis Command current is zero)
  • 1102 is a data acquisition speed interval judgment means
  • 1103 is a first command current calculation means
  • 1104 is a first memory storage means
  • 1201 is a second period interval (the q-axis command current is zero, d Axis command current is command torque)
  • 1202 is a data acquisition speed section judgment means
  • 1203 is a second command current calculation means
  • 1204 is a second memory storage means.
  • Speed control means that calculates command torque (command current) from command speed, and command torque (command In the AC synchronous motor control device including the current control means for driving the AC synchronous motor as in (Current) and the PWM power converter, the command speed force generated from the command speed pattern generation means 1301 is subtracted from the detected speed.
  • a speed deviation calculating means for calculating a speed deviation, a speed gain control unit for calculating a command torque (command current) by multiplying the speed deviation by a speed gain, and a mode section (the first period section 1101 and the second period from the command speed).
  • Mode section judging means 1302 for performing judgment processing of the periodic section 1201), and a mode for switching to one of the mode sections of the first period section 1101 and the second period section 1201 in accordance with the result of the mode section judging means 1302
  • the switch 1304 and the first period section 1101 are selected, the data acquisition speed section determination method for determining whether the command speed is the data acquisition speed section or not.
  • first command torque calculation means for calculating first command torque data (first command current data) from the command torque (the command current) in the determined data acquisition speed section
  • the data acquisition speed section determining means 1202 for determining whether the command speed is the data acquisition speed section
  • the determined data acquisition Second command torque calculation means (second command current calculation means) 1203 for calculating second command torque data (second command current data) from the command torque (command current) in the speed section;
  • the estimated initial magnetic pole position is calculated using information on the command torque data (the first command current data) and the second command torque data (the second command current data).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-157482 (page 9-13, Fig. 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-111477 (Page 8, Figures 17, 18)
  • the present invention has been made in view of such problems, and detects a load variation during initial magnetic pole position estimation, and corrects a thrust or torque pattern based on the detected value. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an AC magnetic synchronous motor initial magnetic pole position estimating apparatus and method capable of accurately estimating an initial magnetic pole position in a short time regardless of load fluctuations.
  • the present invention is configured as follows.
  • the invention described in claim 1 includes a thrust or torque pattern generating unit for generating a thrust or torque pattern, a magnetic pole position command generating unit for generating a magnetic pole position command, and a position detecting unit for detecting the position of the AC synchronous motor.
  • An AC synchronous motor initial magnetic pole estimation device that does not use a magnetic pole detector, includes a magnetic pole position correction unit that corrects the magnetic pole position command, and a thrust or torque pattern correction unit that corrects the thrust or torque pattern, and is repeatedly corrected. Thus, the initial magnetic pole position is estimated.
  • the magnetic pole position correction unit corrects the magnetic pole position command based on the error angle calculated by the error angle calculation unit.
  • the error angle calculation unit in the second aspect of the invention stores the respective cases when the AC synchronous motor is operated with the two magnetic pole position commands of the magnetic pole position ⁇ 45 degrees. The error angle is calculated based on two detection positions.
  • the thrust or torque pattern correction unit according to the first aspect of the invention corrects the thrust or torque pattern based on the mean square movement calculated by the mean square movement calculation unit. To do.
  • the invention according to claim 5 is the case where the root mean square movement calculation unit in the invention according to claim 4 operates the AC synchronous motor with the two magnetic pole position commands of magnetic pole position ⁇ 45 degrees.
  • the root mean square moving amount is calculated based on the two stored detection positions.
  • the invention according to claim 6 is the amplitude value of the thrust or torque pattern only when the root mean square movement amount in the invention according to claim 4 is smaller than a preset mean square position reference set value, or A correction value for the command time is calculated to correct the thrust or torque pattern.
  • the correction of the thrust or torque pattern in the thrust or torque pattern correction unit according to the first aspect of the invention is correction of an amplitude value of the thrust or torque pattern.
  • the correction of the thrust or torque pattern in the thrust or torque pattern correction unit according to the first aspect of the invention is correction of a command time of the thrust or torque pattern.
  • the thrust or torque pattern correction unit is based on the maximum value of the mean square moving amount and the detection position of the position detection unit! /, To return the current position to the initial magnetic pole estimation start position.
  • the invention according to claim 10 is a magnetic pole having a thrust or torque notch generator for generating a thrust or torque pattern, a magnetic pole position command generator for generating a magnetic pole position command, and a position detector for detecting the position of the AC synchronous motor.
  • the initial magnetic pole position is estimated by correcting the magnetic pole position command and the thrust or torque pattern.
  • the invention according to claim 11 is the initial magnetic pole estimation method according to claim 10, wherein the detected position in the magnetic pole position command at the magnetic pole position +45 degrees is stored, and the magnetic pole position at the magnetic pole position 45 degrees is stored. Stores the detected position in the position command, calculates the error angle and root mean square movement based on the two stored detection positions, and corrects the magnetic pole position command based on the error angle! The thrust or torque pattern is corrected based on the mean square moving amount.
  • the AC synchronous motor according to the first aspect of the present invention is a rotary motor or a linear motor.
  • the thrust or torque pattern generated by the thrust or torque pattern generating portion according to the first aspect of the invention is an arbitrary thrust or torque pattern.
  • the initial magnetic pole position can be estimated regardless of the load variation by the open loop control of the position based on the thrust or torque command. Also apply It is possible to reduce variations in the estimation accuracy of the initial magnetic pole position for the mechanism system driven by the application.
  • the current position can be returned to the initial magnetic pole estimation start position, the reproducibility of the initial magnetic pole position estimation can be improved, and the estimation can be performed with high accuracy.
  • the initial magnetic pole position can be estimated regardless of the load variation by the open loop control of the position based on the thrust or torque command.
  • variations in the estimation accuracy of the initial magnetic pole position with respect to the mechanism system to be driven depending on the application can be reduced or eliminated.
  • the initial magnetic pole position can be estimated regardless of the mechanism system to be driven depending on the application.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of an initial magnetic pole position estimation apparatus and method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an initial magnetic pole position estimation method in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an initial magnetic pole position estimation method in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing changes in the position of an AC synchronous motor due to thrust or torque patterns in the present invention.
  • FIG.5 Change in position of AC synchronous motor due to thrust or torque pattern in the present invention It is a figure which shows the example which becomes small with load.
  • FIG. 6 is a diagram showing adjustment of command thrust or torque in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing adjustment of a command time in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an apparatus for estimating the initial magnetic pole position of a conventional AC synchronous motor and its method.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an initial magnetic pole position estimation apparatus and method according to the present invention.
  • 1 is a thrust or torque pattern generation unit
  • 2 is a magnetic pole position command generation unit
  • 31 is a first magnetic pole position command unit
  • 32 is a second magnetic pole position command unit
  • 41 and 42 are position detection units
  • 51 is a first detection unit.
  • 1 position storage unit 52 is a second position storage unit
  • 6 is an error angle calculation unit
  • 7 is a mean square movement calculation unit
  • 8 is a magnetic pole position correction unit
  • Thrust or torque pattern generation unit 1 generates a thrust or torque pattern
  • magnetic pole position command generation unit 2 generates a magnetic pole position command
  • first magnetic pole position command unit 31 magnetic pole position +45 degrees
  • the AC synchronous motor is operated using the command
  • the position detection unit 41 detects the position of the AC synchronous motor
  • the position detected by the first position storage unit 51 is stored.
  • the second magnetic pole position command section 32 operates the AC synchronous motor using the magnetic pole position command of (magnetic pole position-45 degrees)
  • the position detection section 42 detects the position of the AC synchronous motor
  • the second position memory Stores the position detected in part 52.
  • Patent Document 1 The difference between the present invention and Patent Document 1 and Patent Document 2 is that the position is based on open-loop control based on thrust or torque command rather than initial magnetic pole position estimation in speed control. This is a part provided with components for estimating the initial magnetic pole position by correcting the thrust or torque pattern.
  • the error angle calculation unit 6 calculates the error angle using the two positions stored in the first position storage unit 51 and the second position storage unit 52, and the magnetic pole position correction unit 8 Correct the magnetic pole position command.
  • the mean square movement amount is calculated from the two positions stored in the first position storage unit 51 and the second position storage unit 52 by the square movement amount calculation unit 7, and the mean square movement amount is calculated by the thrust or torque pattern correction unit 9.
  • the thrust or torque amplitude correction value, or the thrust or torque command time correction value is calculated from the value and the travel amount setting value and added to the command thrust or torque or command time. Make adjustments and apply to thrust or torque pattern generator 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing a change in the position of the AC synchronous motor according to the thrust or torque pattern in the present invention.
  • the thrust or torque pattern from the thrust or torque pattern generator 1 is composed of a positive command thrust or torque 1 and a reverse command thrust or torque and a positive command thrust or torque 2.
  • the change in position becomes as shown in the upper part of Fig. 4.
  • the magnitude of the position change of (magnetic pole position command value +45 degrees) and the magnitude of the position change of (magnetic pole position command value-45 degrees) are the same when the magnetic pole position command and the actual magnetic pole position match. However, if there is an error in the magnetic pole position, there will be a difference in the size of the position.
  • the position is as shown in Equation (1) for the position P * when the magnetic pole position command and the actual magnetic pole position match.
  • the error angle ⁇ can be calculated by equation (2).
  • the mean square value of the + 45 ° and –45 ° positions of the magnetic pole position command value matches twice the position ⁇ * when the magnetic pole position command and the actual magnetic pole position match.
  • ⁇ * at this time is calculated as the root mean square movement from Eq. (3).
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which the change in the position of the AC synchronous motor due to the thrust or torque pattern in this embodiment is reduced by the load.
  • the position (P) and (P) of the AC synchronous motor differ depending on whether there is a load such as friction of the guide mechanism. Is shown. You
  • FIG. 2 is a flowchart showing an initial magnetic pole position estimation method in Embodiment 1 of the present invention.
  • two kinds of test angles (0 + 45 °) and (0 -45 err err) are used as magnetic pole position commands.
  • 101 is the magnetic pole position command (0 + 45 °) application step
  • 102 and 106 are thrust or err
  • Torque pattern generator step 103 is position (P) measurement step, 104 is position (P)
  • 105 is the magnetic pole position command (0-45 °) application step
  • 107 is the position (P) err -45 measurement step
  • 108 is the position (P) storage step
  • 109 is the magnetic pole position error 0 calculation step
  • 110 is the root mean square travel P calculation step
  • 111 is the estimation count discrimination step
  • 112 is the travel discrimination step
  • 113 is the command thrust or torque adjustment step.
  • step 102 of the thrust or torque pattern generation unit To generate a thrust or torque pattern using the command thrust or torque and command time in step 102 of the thrust or torque pattern generation unit, and position (P) measurement step
  • the thrust or torque pattern generation unit Step 106 generates a thrust or torque pattern using the command thrust or torque and command time, and the position (P) measurement step
  • step 107 measure the position (P), and at position (P) storage step 108,
  • the root mean square travel P calculation step 1 10 finds the mean square travel (P), and in the estimation number discrimination step 1 1 1 checks whether the estimation operation is the first power, 1 In the case of the second time, the position stored in the position storage device (P)
  • the position storage device refers to the memory such as the first position storage unit 51 and the second position storage unit 52 in FIG.
  • set represents a preset root mean square position reference set value.
  • the position (P) save stored in the position storage device is the position set value (P).
  • Step 101 If it is smaller than set, repeat from Step 101 for applying magnetic pole position command ( ⁇ + 45 °) without correcting the thrust or torque pattern.
  • the estimation frequency discrimination step 1 1 if the number of estimations is 2 or more, the process ends.
  • the first estimation is not accurate in estimating the error angle ⁇ , so the error angle ⁇ and the movement amount err err
  • FIG. 6 is a diagram showing adjustment of the command thrust or torque in the first embodiment of the present invention.
  • the magnetic pole position is corrected, the thrust or torque correction value ⁇ is added to the command thrust or torque ⁇ , and the thrust or torque pattern is adjusted.
  • the position (P) and (P) of the AC synchronous motor can be adjusted to the position setting value (P) regardless of the load state such as friction of the guide mechanism.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an initial magnetic pole position estimation method in Embodiment 2 of the present invention.
  • two types of test angles (0 + 45 °) and (0 –4) are used as magnetic pole position commands.
  • 201 is a magnetic pole position command (0 + 45 °) application step
  • 202 and 206 are magnetic pole position command (0 + 45 °) application steps
  • Is the thrust or torque pattern generator step, 203 is the position (P) measurement step, 204
  • 205 is the magnetic pole position command (0 -45 °) application step
  • 207 is the magnetic pole position command (0 -45 °) application step
  • Is position (P) measurement step 208 is position (P) storage step, 209 is magnetic pole position error
  • ⁇ calculation step 210 is the root mean square movement P calculation step, 211 is the estimated number of times discrimination err
  • 212 is a movement amount determination step
  • 213 is a command time adjustment step.
  • the thrust or torque pattern generator step 206 generates a thrust or torque pattern using the command thrust or torque and command time, and the position (P) measurement step.
  • step 213 the command time correction value T is obtained and the command time is adjusted in addition to the command time ⁇ (cmp com
  • the position storage device refers to a memory such as the first position storage unit 51 and the second position storage unit 52 in FIG.
  • the position (P) stored in the position storage device is changed to the position save set value (P).
  • the command time is not corrected, and the magnetic pole position command ( ⁇ + 45 °) application step 201 is repeated again. That is, the estimated number discrimination step err
  • Step 211 if the number of estimations is 2 or more, the process ends.In the first estimation, the estimation accuracy of the error angle ⁇ is not good, so after adjusting the error angle ⁇ and the movement amount P, err err once again. This is to improve accuracy by repeating estimation.
  • FIG. 7 is a diagram showing adjustment of the command time in the second embodiment of the present invention.
  • the magnetic pole position is corrected, the command time correction value is added to the command time, and the thrust or torque pattern is adjusted and applied to the AC synchronous motor. Regardless of the load condition, etc., position the AC synchronous motor (P) and (P).
  • the command time ⁇ co force that can be increased by using the equation (5) to obtain the command time correction value T and correct the command time T m cmp co.
  • the present invention is an open-loop control of the position by torque, and therefore may not return to the original position by thrust or torque pattern.
  • the thrust or torque pattern correction unit 9 in FIG. 1 stores the position (P) storage step 104 and the position (P) storage in FIG.
  • step 208 use formula (6) to find the thrust or torque amplitude correction value ⁇ and
  • the current position is returned to the initial magnetic pole estimation start position by correcting the force or torque ⁇ com
  • (P) is the root mean square travel calculated in the mean square travel P calculation step 110 in FIG. 2 or the mean square travel P calculation step 210 in FIG. 3, and (P) max is the mean square
  • the maximum amount of movement, ⁇ is an arbitrary set value.
  • the amplitude value of the thrust or torque pattern is calculated in Example 1, or the correction value of the command time of the thrust or torque pattern is calculated in Example 2, and the thrust or torque pattern is individually calculated for each. Force describing the correction of the torque pattern When the correction amount of the amplitude value in Example 1 is large, the magnitude is limited, and then the correction value for the command time is calculated as in Example 2 to determine the thrust. Or, correct the torque pattern finally.
  • the present invention relates to a permanent magnet AC synchronous motor including a linear motor and a rotating machine, and uses an initial pole position of the AC synchronous motor to estimate the initial magnetic pole position of the AC synchronous motor without using a magnetic pole detector (pole sensor).
  • the present invention relates to a magnetic pole position estimation device and method, and detects a change in load during initial magnetic pole position estimation, and corrects the amplitude value or command time of thrust or torque pattern based on this detected value. It has a magnetic system (pole sensor) such as a rotating machine, and has a mechanism system driven by a permanent magnet type AC synchronous motor.
  • a machine tool, a mounting machine, a semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus, a conveyor, etc. can be used in various fields, and it can also be used for various guide mechanisms such as linear guides and air bearings. It can be done.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

 推力またはトルクパターンを発生する推力またはトルクパターン発生部と磁極位置指令を発生する磁極位置指令発生部とAC同期モータの位置を検出する位置検出部とを有する磁極検出器を用いないAC同期モータの初期磁極推定装置において、負荷の変動に依らず初期磁極位置を短時間に、精度良く推定することができるAC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法を提供する。  前記磁極位置指令を補正する磁極位置補正部(8)と、前記推力またはトルクパターンを補正する推力またはトルクパターン補正部(9)とを備え、補正の繰り返しにより初期磁極位置を推定する。

Description

明 細 書
AC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法
技術分野
[0001] 本発明は、リニアモータと回転機を含む永久磁石型 AC同期モータにおいて、磁極 検出器 (ポールセンサ)を用 、ずに AC同期モータの初期磁極位置推定を行う AC同 期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法に関する。
背景技術
[0002] 従来は磁極検出器を用いて磁極位置を検出し、検出した磁極位置に基づいて AC 同期モータを制御していた力 磁極検出器を設けることによりコストがかかり、また信 頼性が落ちるという問題があった。特にリニアモータではモータの稼動範囲分だけの 磁極検出器が必要であるため、この問題が顕著となっていた。これを解決するため、 磁極検出器を用いずに AC同期モータの初期磁極を推定する磁極位置推定手段が 使用されている。
従来の AC同期モータの初期磁極位置推定装置は、速度ゲイン制御部とモード区 間判断手段の結果にしたがって第 1または第 2周期区間を選択し、第 1周期区間を 選択した場合、第 1トルク演算手段、第 2周期区間を選択した場合、第 2トルク演算手 段を備え、第 1と第 2のトルク演算手段で得られるトルクデータを用いて推定磁極位置 を演算している (例えば、特許文献 1と特許文献 2参照)。
[0003] 図 8は、従来の AC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法を示す図 である。図において、 1301は指令速度パターン発生手段、 1302はモード区間判断 手段、 1303は速度積分ゲインの処理手段、 1304はモードスィッチ、 1101は第 1周 期区間(q軸指令電流は指令トルク、 d軸指令電流は零)、 1102はデータ取得用速 度区間判断手段、 1103は第 1指令電流演算手段、 1104は第 1メモリ記憶手段、 12 01は第 2周期区間(q軸指令電流は零、 d軸指令電流は指令トルク)、 1202はデータ 取得用速度区間判断手段、 1203は第 2指令電流演算手段、 1204は第 2メモリ記憶 手段である。
指令速度から指令トルク (指令電流)を計算する速度制御手段と、指令トルク (指令 電流)の通りに AC同期モータを駆動する電流制御手段及び PWM電力変換装置と を備えた AC同期モータ制御装置において、指令速度パターン発生手段 1301から 発生される前記指令速度力 前記検出速度を差し引いて速度偏差を計算する速度 偏差演算手段と、前記速度偏差に速度ゲインを乗じて指令トルク (指令電流)を計算 する速度ゲイン制御部と、前記指令速度からモード区間 (第 1周期区間 1101と第 2 周期区間 1201)の判断処理を行うモード区間判断手段 1302と、前記モード区間判 断手段 1302での結果に従って前記第 1周期区間 1101と前記第 2周期区間 1201と のいずれかのモード区間に切り換えるモードスィッチ 1304と、前記第 1周期区間 11 01を選択した場合、前記指令速度がデータ取得用速度区間かどうかの判断を行うデ ータ取得用速度区間判断手段 1102と、判断された前記データ取得用速度区間で 前記指令トルク (前記指令電流)から第 1指令トルクデータ (第 1指令電流データ)を 演算する第 1指令トルク演算手段 (第 1指令電流演算手段) 1103と、前記第 2周期区 間 1201を選択した場合、前記指令速度が前記データ取得用速度区間かどうかの判 断を行うデータ取得用速度区間判断手段 1202と、判断された前記データ取得用速 度区間で前記指令トルク (前記指令電流)から第 2指令トルクデータ (第 2指令電流デ ータ)を演算する第 2指令トルク演算手段 (第 2指令電流演算手段) 1203と、前記第 1指令トルクデータ (前記第 1指令電流データ)と前記第 2指令トルクデータ (前記第 2 指令電流データ)の情報を用いて推定初期磁極位置を演算するものである。
特許文献 1:特開 2001— 157482号公報 (第 9— 13頁、第 3図)
特許文献 2 :特開 2003— 111477号公報 (第 8頁、第 17、 18図)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
従来の AC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法では、速度制御を 行うため、初期磁極位置が設定と異なる場合に暴走するため暴走防止機能を必要と し、その結果推定時間が増加するという問題があった。また、案内機構の摩擦等の負 荷条件が異なる場合、推定誤差が大きくなるという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、初期磁極位置推定中に負 荷の変動を検出し、この検出値に基づいて推力またはトルクパターンを修正すること により、負荷の変動に依らず初期磁極位置を短時間に、精度良く推定することができ る AC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法を提供することを目的と する。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項 1に記載の発明は、推力またはトルクパターンを発生する推力またはトルクパ ターン発生部と磁極位置指令を発生する磁極位置指令発生部と AC同期モータの位 置を検出する位置検出部とを有する磁極検出器を用いない AC同期モータの初期磁 極推定装置において、前記磁極位置指令を補正する磁極位置補正部と、前記推力 またはトルクパターンを補正する推力またはトルクパターン補正部とを備え、繰り返し 補正により初期磁極位置を推定するものである。
請求項 2に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記磁極位置補正部が、 誤差角演算部において算出する誤差角に基づいて前記磁極位置指令を補正するも のである。
請求項 3に記載の発明は、請求項 2記載の発明における前記誤差角演算部が、磁 極位置 ±45度の 2通りの前記磁極位置指令で AC同期モータを運転させた場合の それぞれ格納した 2通りの検出位置に基づいて、前記誤差角を算出するものである。 請求項 4に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記推力またはトルクバタ ーン補正部が、二乗平均移動量演算部において算出する二乗平均移動量に基づ いて前記推力またはトルクパターンを補正するものである。
請求項 5に記載の発明は、請求項 4記載の発明における前記二乗平均移動量演 算部が、磁極位置 ± 45度の 2通りの前記磁極位置指令で AC同期モータを運転させ た場合のそれぞれ格納した 2通りの検出位置に基づいて、前記二乗平均移動量を算 出するものである。
請求項 6に記載の発明は、請求項 4記載の発明における前記二乗平均移動量が、 予め設定された二乗平均位置基準設定値よりも小さい場合のみ、前記推力またはト ルクパターンの振幅値、または、指令時間の補正値を算出し、前記推力またはトルク パターンを補正するものである。 請求項 7に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記推力またはトルクバタ ーン補正部における前記推力またはトルクパターンの補正は、前記推力またはトルク パターンの振幅値の補正であるものである。
請求項 8に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記推力またはトルクバタ ーン補正部における前記推力またはトルクパターンの補正は、前記推力またはトルク パターンの指令時間の補正であるものである。
請求項 9に記載の発明は、請求項 1または 4記載の発明における前記推力またはト ルクパターン補正部が、前記二乗平均移動量の最大値と前記位置検出部における 検出位置に基づ!/、て、現在位置を初期磁極推定開始位置に戻すものである。
請求項 10に記載の発明は、推力またはトルクパターンを発生する推力またはトルク ノターン発生部と磁極位置指令を発生する磁極位置指令発生部と AC同期モータの 位置を検出する位置検出部とを有する磁極検出器を用いない AC同期モータの初期 磁極推定装置において、前記磁極位置指令と、前記推力またはトルクパターンを補 正して初期磁極位置を推定するのである。
請求項 11に記載の発明は、請求項 10記載の発明における前記初期磁極推定方 法において、磁極位置 +45度の前記磁極位置指令での検出位置を格納し、磁極位 置 45度の前記磁極位置指令での検出位置を格納し、格納した 2つの前記検出位 置に基づ 、て誤差角と二乗平均移動量を算出し、前記誤差角に基づ!、て前記磁極 位置指令を補正し、前記二乗平均移動量に基づ!、て前記推力またはトルクパターン を補正するのである。
請求項 12に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記 AC同期モータが、回 転モータまたはリニアモータであるものである。
請求項 13に記載の発明は、請求項 1記載の発明における前記推力またはトルクパ ターン発生部が発生する推力またはトルクパターンは、任意の推力またはトルクバタ ーン波形であるものである。
発明の効果
請求項 1記載の発明によると、推力またはトルク指令による位置のオープンループ 制御により、負荷の変動に依らず初期磁極位置を推定することができる。また、適用 用途による駆動する機構系に対する初期磁極位置の推定精度バラツキを少なくする ことができる。
請求項 2乃至 5記載の発明によると、初期磁極位置推定中に負荷状態を検出し推 力またトルクパターンを調節することができる。また、初期磁極位置を短時間に、精度 良く推定することができ、初期磁極位置推定値を用いての AC同期モータ駆動の信 頼性向上を図ることができる。
請求項 6乃至 8記載の発明によると、適用用途による駆動する機構系に応じた初期 磁極位置推定方法を選択することができ、汎用性を高めることができる。
請求項 9記載の発明によると、現在位置を初期磁極推定開始位置に戻すことがで き、初期磁極位置推定の再現性を高めることができ、精度良く推定することができる。 請求項 10または 11記載の発明によると、推力またはトルク指令による位置のォー プンループ制御により、負荷の変動に依らず初期磁極位置を推定することができる。 また、適用用途による駆動する機構系に対する初期磁極位置の推定精度バラツキを 少、なくすることができる。
請求項 12記載の発明によると、適用用途による駆動する機構系に依らず初期磁極 位置を推定することができる。
請求項 13記載の発明によると、パターンを固定する必要がなぐ適用用途による駆 動する機構系に応じたパターンを選択することができ、汎用性を高めることができる。 図面の簡単な説明
[図 1]本発明における初期磁極位置推定装置およびその方法の構成を示す概略ブ ロック図である。
[図 2]本発明の実施例 1における初期磁極位置推定方法を示すフローチャートである
[図 3]本発明の実施例 2における初期磁極位置推定方法を示すフローチャートである
[図 4]本発明における推力またはトルクパターンによる AC同期モータの位置の変化 を示す図である。
[図 5]本発明における推力またはトルクパターンによる AC同期モータの位置の変化 が負荷により小さくなる例を示す図である。
[図 6]本発明の実施例 1における指令の推力またはトルクの調節を示す図である。
[図 7]本発明の実施例 2における指令時間の調節を示す図である。
[図 8]従来の AC同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法を示す図であ る。
符号の説明
1 推力またはトルクパターン発生部
2 磁極位置指令発生部
31 第 1磁極位置指令部
32 第 2磁極位置指令部
41、 42 位置検出部
51 第 1位置記憶部
52 第 2位置記憶部
6 誤差角演算部
7 二乗平均移動量演算部
8 磁極位置補正部
9 推力またはトルクパターン補正部
101 磁極位置指令(Θ +45° )適用ステップ
err
102 推力またはトルクパターン発生部ステップ
103 位置 )測定ステップ
+ 45
104 位置 )格納ステップ
+ 45
105 磁極位置指令(Θ — 45° )適用ステップ
err
106 推力またはトルクパターン発生部ステップ
107 位置 )測定ステップ
-45
108 位置 )格納ステップ
-45
109 磁極位置誤差 0 演算ステップ
err
110 二乗平均移動量 P演算ステップ
111 推定回数判別ステップ 112 移動量判別ステップ
113 指令の推力またはトルク調節ステップ
201 磁極位置指令(Θ +45° )適用ステップ
err
202 推力またはトルクパターン発生部ステップ
203 位置 )測定ステップ
+ 45
204 位置 )格納ステップ
+ 45
205 磁極位置指令(Θ — 45° )適用ステップ
err
206 推力またはトルクパターン発生部ステップ
207 位置 )測定ステップ
-45
208 位置 )格納ステップ
-45
209 磁極位置誤差 0 演算ステップ
err
210 二乗平均移動量 P演算ステップ
211 推定回数判別ステップ
212 移動量判別ステップ
213 指令時間調節ステップ
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
実施例 1
[0010] 図 1は、本発明における初期磁極位置推定装置およびその方法の構成を示す概 略ブロック図である。図において、 1は推力またはトルクパターン発生部、 2は磁極位 置指令発生部、 31は第 1磁極位置指令部、 32は第 2磁極位置指令部、 41および 42 は位置検出部、 51は第 1位置記憶部、 52は第 2位置記憶部、 6は誤差角演算部、 7 は二乗平均移動量演算部、 8は磁極位置補正部、
9は推力またはトルクパターン補正部である。
推力またはトルクパターン発生部 1で、推力またはトルクパターンを発生し、磁極位 置指令発生部 2で磁極位置指令を発生させ、第 1磁極位置指令部 31で (磁極位置 +45度)の磁極位置指令を用いて AC同期モータを運転させ、位置検出部 41で AC 同期モータの位置を検出し、第 1位置記憶部 51で検出された位置を格納する。また 、第 2磁極位置指令部 32で (磁極位置— 45度)の磁極位置指令を用いて AC同期モ ータを運転させ、位置検出部 42で AC同期モータの位置を検出し、第 2位置記憶部 52で検出された位置を格納する。
本発明が特許文献 1と特許文献 2と異なる部分は、速度制御での初期磁極位置推 定ではなぐ推力またはトルク指令による位置のオープンループ制御である点が大き く異なり、また、磁極位置指令と推力またはトルクパターンを補正して初期磁極位置 を推定するための構成要素を備えた部分である。
[0011] 誤差角演算部 6で第 1位置記憶部 51と第 2位置記憶部 52に記憶した 2つの位置を 用いて誤差角を演算し、磁極位置補正部 8で磁極位置指令発生部 2の磁極位置指 令を補正する。また、二乗移動量演算部 7で第 1位置記憶部 51と第 2位置記憶部 52 に記憶した 2つの位置から二乗平均移動量を演算し、推力またはトルクパターン補正 部 9で、二乗平均移動量と移動量設定値とから推力またはトルク振幅補正値、あるい は、推力またはトルク指令時間補正値を演算し、指令の推力またはトルク、あるいは、 指令時間に加算することにより、推力またはトルクパターンの調節を行って、推力また はトルクパターン発生部 1に適用する。
[0012] 図 4は、本発明における推力またはトルクパターンによる AC同期モータの位置の変 化を示す図である。推力またはトルクパターン発生部 1からの推力またはトルクパター ンは、正指令推力またはトルク 1と逆指令推力またはトルクと正指令推力またはトルク 2から構成される。これを磁極位置指令値の +45度と— 45度の位置に適用すること により、位置の変化は図 4の上段のようになる。(磁極位置指令値 +45度)の位置変 化の大きさと (磁極位置指令値— 45度)の位置変化の大きさは、磁極位置指令と実 際の磁極位置とがー致した場合に同じとなるが、磁極位置に誤差がある場合には位 置の大きさに差が生じる。
[0013] ここで、磁極位置の誤差角を Θ とすると、磁極位置指令値の +45度と一 45度の
err
位置は、磁極位置指令と実際の磁極位置とがー致した場合の位置 P*に対し、それ ぞれ式(1)のようになる。また、誤差角 Θ は式(2)により演算することができる。
err
[0014] [数 1]
P+45 = P* x cos(^ / 4 + fferr ) -.. (丄)
尸— 45 = * x cos(-^ / 4 + 6»err ) [0015] [数 2]
Figure imgf000011_0001
また、磁極位置指令値の +45度と— 45度の位置の二乗平均値は、磁極位置指令 と実際の磁極位置とがー致した場合の位置 Ρ*の 2倍に一致する。この時の Ρ*を式 ( 3)より二乗平均移動量として演算する。
[数 3] 尸 +尸— 45 = 尸 … (3 )
[0017] 図 5は、本実施例における推力またはトルクパターンによる AC同期モータの位置の 変化が負荷により小さくなる例を示す図である。図において、推力またはトルクパター ンを一定に固定させて、 AC同期モータに印加する場合に、案内機構の摩擦等の負 荷の有無により AC同期モータの位置 (P )と (P )が異なることを示している。す
+ 45 -45
なわち、負荷がある場合は移動量が小さくなり、位置検出分解能などの関係力も初 期磁極位置推定の精度が悪くなる。
[0018] 図 2は、本発明の実施例 1における初期磁極位置推定方法を示すフローチャートで ある。図において、磁極位置指令として 2種類のテスト角(0 +45° )と(0 -45 err err
° )を使って、指令の推力またはトルクの振幅を調節することを示している。図におい て、 101は磁極位置指令(0 +45° )適用ステップ、 102および 106は推力または err
トルクパターン発生部ステップ、 103は位置(P )測定ステップ、 104は位置(P )
+ 45 +45 格納ステップ、 105は磁極位置指令(0 — 45° )適用ステップ、 107は位置(P ) err —45 測定ステップ、 108は位置(P )格納ステップ、 109は磁極位置誤差 0 演算ステ
—45 err ップ、 110は二乗平均移動量 P演算ステップ、 111は推定回数判別ステップ、 112は 移動量判別ステップ、 113は指令の推力またはトルク調節ステップである。
[0019] まず、磁極位置指令(Θ +45° )適用ステップ 101で磁極位置指令(0 +45° err err
)を適用し、推力またはトルクパターン発生部ステップ 102で指令の推力またはトルク および指令時間を用いて、推力またはトルクパターンを発生し、位置 (P )測定ステ
+ 45 ップ 103で、位置 (P )を測定し、位置 (P )格納ステップ 104で、位置記憶装置
+ 45 +45
に測定した位置 (P )を格納する。
+ 45 [0020] 次に、磁極位置指令(θ —45° )適用ステップ 105で磁極位置指令(0 - 45 err err
° )を適用し、推力またはトルクパターン発生部ステップ 106で指令の推力またはトル クおよび指令時間を用いて、推力またはトルクパターンを発生し、位置 (P )測定ス
-45 テツプ 107で、位置 (P )を測定し、位置 (P )格納ステップ 108で、位置記憶装
-45 -45
置に測定した位置 (P )
-45を格納する。
[0021] 次に、磁極位置誤差 Θ 演算ステップ 109で、位置記憶装置に格納された位置 (P err
+ 45 )と位置 (P )
—45を用いて磁極位置誤差( Θ
err )を演算し、二乗平均移動量 P演算ス テツプ 1 10で、二乗平均移動量 (P)を求め、推定回数判別ステップ 1 1 1で、推定演 算が 1回目力どうかをチェックし、 1回目の場合に移動量判別ステップ 1 12で、位置記 憶装置に格納された位置 (P )
saveが位置設定値 (P )
setと比較して小さ!、場合は、指令 の推力またはトルク調節ステップ 1 13で推力またはトルク振幅補正値 τ を求め、指 cmp 令の推力またはトルク τ に加えて指令の推力またはトルクを調節(τ = τ + com com com て )し、再度、磁極位置指令(θ + 45° )適用ステップ 101から繰り返す。ここで cmp err
、位置記憶装置は図 1での第 1位置記憶部 51と第 2位置記憶部 52等のメモリを指す ものであり、位置 )
save は算出した二乗平均移動量 (P)をメモリに格納したものであり
、位置設定値 (P )
setは予め設定された二乗平均位置基準設定値を表すものである。
[0022] なお、移動量判別ステップ 1 12にお 、て、位置記憶装置に格納された位置 (P ) save が位置設定値 (P )
setと比較して小さくな 、場合は、推力またはトルクパターンを補正 せずに、再度、磁極位置指令(Θ + 45° )適用ステップ 101から繰り返す。すなわ err
ち、推定回数判別ステップ 1 1 1において、推定回数が 2回以上であれば終了するた めであり、推定 1回目は誤差角 Θ の推定精度が良くないため、誤差角 Θ と移動量 err err
Pを調整した後にもう一度推定を繰り返すことで精度を向上させるためである。
[0023] 図 6は、本発明の実施例 1における指令の推力またはトルクの調節を示す図である 。図において、推定回数 1回目の後で磁極位置に補正を加え、推力またはトルク補 正値 τ を指令の推力またはトルク τ にカ卩えて、推力またはトルクパターンを調 cmp com
節して AC同期モータに印加することにより、案内機構の摩擦等の負荷状態に関係な く AC同期モータの位置 (P )と (P )を位置設定値 (P )に合わせることが出来る
+ 45
:とを示している。すなわち、位置 (P )または (P )が位置設定値 (P )よりも小さ い時、推力またはトルク指令を大きくすれば良ぐ指令の指令推力またはトルクて から式 (4)を用いて、推力またはトルク振幅補正値 τ を求め、指令の指令推力ま cmp
たはトルク τ を修正する。
com
[0024] 画
p - P
τ = ^——p - χ τ · · · (、 4 ) 実施例 2
[0025] 図 3は、本発明の実施例 2における初期磁極位置推定方法を示すフローチャートで ある。図 2において、磁極位置指令として 2種類のテスト角( 0 +45° )と(0 —4
err err
5° )を使って、指令の推力またはトルクの指令時間の長さを調節することを示してい る。図において、 201は磁極位置指令( 0 +45° )適用ステップ、 202および 206
err
は推力またはトルクパターン発生部ステップ、 203は位置 (P )測定ステップ、 204
+ 45
は位置(P )格納ステップ、 205は磁極位置指令(0 —45° )適用ステップ、 207
+ 45 err
は位置(P )測定ステップ、 208は位置(P )格納ステップ、 209は磁極位置誤差
-45 -45
Θ 演算ステップ、 210は二乗平均移動量 P演算ステップ、 211は推定回数判別ス err
テツプ、 212は移動量判別ステップ、 213は指令時間調節ステップである。
[0026] まず、磁極位置指令(Θ +45° )適用ステップ 201で磁極位置指令(0 +45°
err err
)を適用し、推力またはトルクパターン発生部ステップ 202で指令の推力またはトルク および指令時間を用いて、推力またはトルクパターンを発生し、位置 (P )測定ステ
+ 45 ップ 203で、位置(P )を測定し、位置(P )の格納ステップ 204で、位置記憶装
+ 45 +45
置に測定した位置 (P )を格納する。
+ 45
[0027] 次に、磁極位置指令(Θ —45° )適用ステップ 205で磁極位置指令(0 -45
err err
° )を適用し、推力またはトルクパターン発生部ステップ 206で指令推力またはトルク および指令時間を用いて、推力またはトルクパターンを発生し、位置 (P )測定ステ
-45 ップ 207で、位置(P )を測定し、位置(P )の格納ステップ 208で、位置記憶装
-45 -45
置に測定した位置 (P )を格納する。
-45
[0028] 次に、磁極位置誤差 Θ 演算ステップ 209で、位置記憶装置に格納された位置 (P
err
)と位置 (P )を用いて誤差角 Θ を演算し、二乗平均移動量 P演算ステップ 21 0で、二乗平均移動量 (P)を求め、推定回数判別ステップ 211で、推定演算が 1回目 力どうかをチェックし、 1回目の場合に移動量判別ステップ 212で、位置記憶装置に 格納された位置 (P )が位置設定値 (P )と比較して小さ!、場合は、指令時間調節 save set
ステップ 213で指令時間補正値 T を求め指令時間 Τ に加えて指令時間を調節( cmp com
Τ =Τ +Τ )し、再度、磁極位置指令(θ +45° )適用ステップ 201から繰り com com cmp err
返す。ここで、位置記憶装置は図 1での第 1位置記憶部 51と第 2位置記憶部 52等の メモリを指すものであり、位置 (P )
save は算出した二乗平均移動量 (P)をメモリに格納し たものであり、位置設定値 (P )は予め設定された二乗平均位置基準設定値を表す set
ものである。
[0029] なお、移動量判別ステップ 212で、位置記憶装置に格納された位置 (P )が位置 save 設定値 (P )
setと比較して小さくな ヽ場合は、指令時間を補正せずに、再度、磁極位置 指令( Θ +45° )適用ステップ 201から繰り返す。すなわち、推定回数判別ステツ err
プ 211において、推定回数が 2回以上であれば終了するためであり、推定 1回目は 誤差角 Θ の推定精度が良くないため、誤差角 Θ と移動量 Pを調整した後にもう err err 一 度推定を繰り返すことで精度を向上させるためである。
[0030] 図 7は、本発明の実施例 2における指令時間の調節を示す図である。図において、 推定回数 1回目の後で磁極位置に補正を加え、指令時間補正値を指令時間に加え て、推力またはトルクパターンを調節して、 AC同期モータに印加することにより、案内 機構の摩擦等の負荷状態に関係なく AC同期モータの位置 (P )と (P )を位置
+ 45 -45 設定値 (P )に合わせることが出来ることを示している。すなわち、位置 (P )または set +45
(P )
—45が位置設定値 (P )
setよりも小さい時、指令時間を長くすればよぐ指令時間 τ co 力も式 (5)を用いることにより、前記指令時間補正値 T を求め、前記指令時間 T m cmp co を修正する。
[0031] [数 5]
Figure imgf000014_0001
このように推力またはトルク指令を発生する時間を修正することにより、位置 )
+ 45 または (P )と位置設定値 (P )を一致させることができ、推定精度の確保をしなが ら短時間で磁極位置を推定することができる。
[0032] なお、本発明は、トルクによる位置のオープンループ制御であるため、推力またはト ルクパターンで元の位置に戻らない場合がある。この場合、図 1の推力またはトルク パターン補正部 9において、図 2の位置(P )格納ステップ 104と位置(P )格納
+ 45 -45 ステップ 108の後、または、図 3の位置(P )格納ステップ 204と位置(P )格納ス
+ 45 -45 テツプ 208の後、式 (6)を用いて推力またはトルク振幅補正値 τ を求め、指令推 cmp
力またはトルク τ を修正することにより、現在位置を初期磁極推定開始位置に戻 com
すことができる。ここで、(P)は図 2の二乗平均移動量 P演算ステップ 110、または、図 3の二乗平均移動量 P演算ステップ 210で算出する二乗平均移動量であり、 (P ) max はその二乗平均移動量の最大値、 αは任意の設定値である。
[0033] [数 6]
Ρ - Ρ
p —— - χひ · · · (、- 6 )'
[0034] なお、実施例 1において推力またはトルクパターンの振幅値を算出し、あるいは、実 施例 2にお 、て推力またはトルクパターンの指令時間の補正値を算出し、それぞれ において個別に推力またはトルクパターンを補正することを記述した力 実施例 1に おける振幅値の補正量が大きい場合にその大きさを制限し、次に実施例 2のように指 令時間の補正値を算出し、推力またはトルクパターンを最終的に補正するようにして ちょい。
産業上の利用可能性
[0035] 本発明は、リニアモータと回転機を含む永久磁石型 AC同期モータにおいて、磁極 検出器 (ポールセンサ)を用 、ずに AC同期モータの初期磁極位置推定を行う AC同 期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法に関するものであり、初期磁極位 置推定中に負荷の変動を検出し、この検出値に基づいて推力またはトルクパターン の振幅値または指令時間を修正するため、リニアモータまたは回転機等の磁極検出 器 (ポールセンサ)をもたな 、永久磁石型 AC同期モータで駆動する機構系を有する 、例えば、工作機械、実装機、半導体または液晶製造装置、搬送機等の様々な分野 に利用することができ、また、リニアガイド、エア軸受等の様々な案内機構にも利用す ることがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 推力またはトルクパターンを発生する推力またはトルクパターン発生部と磁極位置指 令を発生する磁極位置指令発生部と AC同期モータの位置を検出する位置検出部と を有する磁極検出器を用いない AC同期モータの初期磁極推定装置において、 前記磁極位置指令を補正する磁極位置補正部と、
前記推力またはトルクパターンを補正する推力またはトルクパターン補正部とを備え 前記磁極位置指令と前記推力またはトルクパターンの補正を繰り返して初期磁極位 置を推定することを特徴とする AC同期モータの初期磁極推定装置。
[2] 前記磁極位置補正部が、誤差角演算部において算出する誤差角に基づいて前記 磁極位置指令を補正することを特徴とする請求項 1記載の AC同期モータの初期磁 極推定装置。
[3] 前記誤差角演算部が、磁極位置 ±45度の 2通りの前記磁極位置指令で AC同期モ ータを運転させた場合のそれぞれ格納した 2通りの検出位置に基づ 、て、前記誤差 角を算出することを特徴とする請求項 2記載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[4] 前記推力またはトルクパターン補正部が、二乗平均移動量演算部において算出する 二乗平均移動量に基づいて前記推力またはトルクパターンを補正することを特徴と する請求項 1記載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[5] 前記二乗平均移動量演算部が、磁極位置 ±45度の 2通りの前記磁極位置指令で A C同期モータを運転させた場合のそれぞれ格納した 2通りの検出位置に基づ 、て、 前記二乗平均移動量を算出することを特徴とする請求項 4記載の AC同期モータの 初期磁極推定装置。
[6] 前記二乗平均移動量が、予め設定された二乗平均位置基準設定値よりも小さい場 合のみ、前記推力またはトルクパターンの振幅値、または、指令時間の補正値を算 出し、
前記推力またはトルクパターンを補正することを特徴とする請求項 4記載の AC同期 モータの初期磁極推定装置。
[7] 前記推力またはトルクパターン補正部における前記推力またはトルクパターンの補 正は、
前記推力またはトルクパターンの振幅値の補正であることを特徴とする請求項 1記 載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[8] 前記推力またはトルクパターン補正部における前記推力またはトルクパターンの補 正は、
前記推力またはトルクパターンの指令時間の補正であることを特徴とする請求項 1 記載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[9] 前記推力またはトルクパターン補正部が、前記二乗平均移動量の最大値と前記位置 検出部における検出位置に基づいて、現在位置を初期磁極推定開始位置に戻すこ とを特徴とする請求項 1または 4記載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[10] 推力またはトルクパターンを発生する推力またはトルクパターン発生部と磁極位置指 令を発生する磁極位置指令発生部と AC同期モータの位置を検出する位置検出部と を有する磁極検出器を用いない AC同期モータの初期磁極推定装置において、 前記磁極位置指令と、前記推力またはトルクパターンを補正して初期磁極位置を推 定することを特徴とする AC同期モータの初期磁極推定装置の初期磁極推定方法。
[11] 前記初期磁極推定方法にぉ 、て、
磁極位置 +45度の前記磁極位置指令での検出位置を格納し、
磁極位置— 45度の前記磁極位置指令での検出位置を格納し、
格納した 2つの前記検出位置に基づいて誤差角と二乗平均移動量を算出し、 前記誤差角に基づ!ヽて前記磁極位置指令を補正し、
前記二乗平均移動量に基づいて前記推力またはトルクパターンを補正することを特 徴とする請求項 10記載の AC同期モータの初期磁極推定装置の初期磁極推定方法
[12] 前記 AC同期モータが、回転モータまたはリニアモータであることを特徴とする請求項
1記載の AC同期モータの初期磁極推定装置。
[13] 前記推力またはトルクパターン発生部が発生する推力またはトルクパターンは、任 意の推力またはトルクパターン波形であることを特徴とする請求項 1記載の AC同期 モータの初期磁極推定装置。
PCT/JP2006/317818 2005-09-26 2006-09-08 Ac同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法 WO2007034689A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/088,146 US7872438B2 (en) 2005-09-26 2006-09-08 Initial pole position estimating apparatus and method for AC synchronous motor
JP2007536448A JP4816645B2 (ja) 2005-09-26 2006-09-08 Ac同期モータの初期磁極位置推定装置
DE112006002501T DE112006002501T5 (de) 2005-09-26 2006-09-08 Ermittlungsvorrichtung und -verfahren für Anfangspolposition für einen synchronen Wechselstrommotor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-277705 2005-09-26
JP2005277705 2005-09-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007034689A1 true WO2007034689A1 (ja) 2007-03-29

Family

ID=37888740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/317818 WO2007034689A1 (ja) 2005-09-26 2006-09-08 Ac同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7872438B2 (ja)
JP (1) JP4816645B2 (ja)
CN (1) CN101273520A (ja)
DE (1) DE112006002501T5 (ja)
WO (1) WO2007034689A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011130520A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Panasonic Corp モータ駆動装置
CN102317874A (zh) * 2008-01-29 2012-01-11 三菱电机株式会社 交流同步电动机的磁极位置推定方法
CN102468795A (zh) * 2010-11-10 2012-05-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种同步电机转子静止位置检测方法
US8766586B2 (en) 2012-05-21 2014-07-01 Fanuc Corporation Magnetic pole position detecting device for detecting magnetic pole position of rotor in permanent-magnet synchronous motor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4716143B2 (ja) * 2008-12-19 2011-07-06 本田技研工業株式会社 永久磁石式回転電機の制御装置
JP5793648B2 (ja) * 2010-03-05 2015-10-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置
JP5711493B2 (ja) * 2010-09-30 2015-04-30 Thk株式会社 リニアモータの制御装置、及びリニアモータ装置
JP2012115044A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Okuma Corp モータの磁極位置補正方法
US8853979B2 (en) 2011-02-28 2014-10-07 Deere & Company Method and system for calibrating rotor position offset of an electric motor
FR2985113B1 (fr) * 2011-12-21 2014-01-24 Michelin Soc Tech Onduleur de pilotage avec detecteur d'ondulation anormale de couple
FR2985112B1 (fr) * 2011-12-21 2014-01-03 Soc Tech Michelin Onduleur de pilotage avec detecteur d'erreur de couple
JP5756445B2 (ja) 2012-01-26 2015-07-29 オークマ株式会社 リニアモータの制御方法
EP2830208B1 (en) * 2012-03-22 2016-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device
DE102012102898B4 (de) * 2012-04-03 2022-02-10 Keba Industrial Automation Germany Gmbh Verfahren und System zur Bestimmung einer Rotorlage eines Synchronmotors
JP5820446B2 (ja) 2013-09-13 2015-11-24 Thk株式会社 リニアモータの制御装置、及び制御方法
CN106602969B (zh) * 2017-01-17 2019-06-07 河南师范大学 一种外骨骼机器人用电机的自检校正系统及方法
US11444562B2 (en) * 2019-03-27 2022-09-13 Eaton Intelligent Power Limited Determining an initial position of a rotor of a permanent magnet synchronous machine
EP3902135B1 (en) 2020-04-20 2023-12-13 ABB Schweiz AG Angular position error estimation at standstill for high-frequency voltage injection
CN116772778A (zh) * 2022-03-10 2023-09-19 台达电子工业股份有限公司 马达检测方法与马达检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787779A (ja) * 1993-06-22 1995-03-31 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd ブラシレスモータの駆動回路
JP2001157482A (ja) * 1999-09-17 2001-06-08 Yaskawa Electric Corp Ac同期モータの初期磁極推定装置
JP2003111477A (ja) * 2001-09-26 2003-04-11 Yaskawa Electric Corp Ac同期モータの初期磁極推定装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4665360B2 (ja) * 2001-08-06 2011-04-06 株式会社安川電機 電動機制御装置
JP3789895B2 (ja) * 2003-02-28 2006-06-28 三菱電機株式会社 巻線界磁型同期モータの制御装置および巻線界磁型同期モータの回転位置ずれ補正方法
JP3923047B2 (ja) * 2003-03-04 2007-05-30 ファナック株式会社 同期制御装置
US7733044B2 (en) * 2005-02-24 2010-06-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. IPM motor system and control method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787779A (ja) * 1993-06-22 1995-03-31 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd ブラシレスモータの駆動回路
JP2001157482A (ja) * 1999-09-17 2001-06-08 Yaskawa Electric Corp Ac同期モータの初期磁極推定装置
JP2003111477A (ja) * 2001-09-26 2003-04-11 Yaskawa Electric Corp Ac同期モータの初期磁極推定装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102317874A (zh) * 2008-01-29 2012-01-11 三菱电机株式会社 交流同步电动机的磁极位置推定方法
JP2011130520A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Panasonic Corp モータ駆動装置
CN102468795A (zh) * 2010-11-10 2012-05-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种同步电机转子静止位置检测方法
US8766586B2 (en) 2012-05-21 2014-07-01 Fanuc Corporation Magnetic pole position detecting device for detecting magnetic pole position of rotor in permanent-magnet synchronous motor

Also Published As

Publication number Publication date
CN101273520A (zh) 2008-09-24
US7872438B2 (en) 2011-01-18
DE112006002501T5 (de) 2008-08-07
JP4816645B2 (ja) 2011-11-16
US20080309268A1 (en) 2008-12-18
JPWO2007034689A1 (ja) 2009-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007034689A1 (ja) Ac同期モータの初期磁極位置推定装置およびその方法
JP5933844B2 (ja) 位置検出器の角度誤差補正装置および角度誤差補正方法
US8278849B2 (en) Controller for calculating electric power consumption of industrial machine
US6677724B1 (en) Initial magnetic pole estimating device for AC synchronous motor
US7944163B2 (en) Sensorless controlling apparatus of brushless motor
JP6272508B2 (ja) 位置検出器の角度誤差補正装置および角度誤差補正方法
US20030184170A1 (en) Method and apparatus for measuring torque and flux current in a synchronous motor
CN107408905B (zh) 用于对电子换向同步电机的转子进行无传感器的位置确定的方法
US20060119309A1 (en) Apparatus and method for controlling velocity of motor
JP5493546B2 (ja) リニア型永久磁石同期モータの制御装置
JP2010130853A (ja) 電動機制御装置と電動機巻線抵抗値変化検出方法
WO2008065978A1 (fr) Dispositif de commande de moteur à induction et son procédé de commande
JP2008099369A (ja) モータ制御装置
US6242882B1 (en) Motor control apparatus
JP4735439B2 (ja) 永久磁石式同期電動機の初期磁極位置推定装置
JP3625291B2 (ja) 同期電動機の磁極位置推定方法および電動機制御装置および電気車
CN113359032B (zh) 永磁同步电机测试方法、装置及设备
JP2001078486A (ja) 永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置
JP2007185099A (ja) 同期発電機のセンサレス制御装置と制御方法
Kolano Calculation of the brushless dc motor shaft speed with allowances for incorrect alignment of sensors
JP3472533B2 (ja) モータ制御装置
JP6966978B2 (ja) 工作機械用モータ駆動装置
KR101575038B1 (ko) 센서리스 bldc 모터의 제어 방법 및 장치
JP4470445B2 (ja) モータケーブル抵抗検出方法およびその装置
JP4127000B2 (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680035593.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007536448

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12088146

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120060025015

Country of ref document: DE

RET De translation (de og part 6b)

Ref document number: 112006002501

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20080807

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06797673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1