JP2002233184A - Drive for reluctance motor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多相片波通電のリ
ラクタンス型電動機の駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus for a reluctance type electric motor of multi-phase single-wave conduction.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、リラクタンス型電動機は、出
力トルクが大きく、構造が簡単であるという利点がある
反面、高トルクリップルであるという欠点があり、これ
まで一部の分野のみで応用されるに留まっていた。以
下、リラクタンス型電動機の構造及びその駆動原理の概
略について説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, a reluctance motor has the advantages of a large output torque and a simple structure, but has the disadvantage of high torque ripple, and has been applied only in some fields. Was staying at The outline of the structure of the reluctance motor and its driving principle will be described below.
【0003】図11に例示するように、リラクタンス型
電動機1は、金属板(例えば鉄心形成板)を積層して形
成されたステータ2とロータ3、及びステータ2に具備
される3組(U相、V相、W相)のコイル4、5、6等
により構成される。ステータ2の内周部には、12個の
磁極突起(以下「ステータ突極」という)2a〜2mが
等間隔に設けられている。As illustrated in FIG. 11, a reluctance motor 1 includes a stator 2 and a rotor 3 formed by laminating metal plates (for example, iron core forming plates), and three sets (U-phase) provided in the stator 2. , V-phase, W-phase) coils 4, 5, 6, etc. Twelve magnetic pole protrusions (hereinafter referred to as “stator salient poles”) 2 a to 2 m are provided at equal intervals on the inner peripheral portion of the stator 2.
【0004】これら12個のステータ突極2a〜2mの
うち、4個のステータ突極2a,2d,2g,2jによ
り当該電動機1のU相が形成され、他の4個のステータ
突極2b,2e,2h,2kにより当該電動機1のV相
が形成され、残り4個のステータ突極2c,2f,2
i,2mにより当該電動機1のW相が形成されている。
そして、U相のステータ突極2a,2d,2g,2j、
V相のステータ突極2b,2e,2h,2k、及びW相
のステータ突極2c,2f,2i,2mには、夫々、各
相の巻線となるコイル4(U相),5(V相),6(W
相)が巻回されている。ロータ3は、外周に8個の磁極
突起(以下「ロータ突極」という)を備え、回転軸7に
固設されてステータ2の内周に同軸に配置されている。[0004] Of these twelve stator salient poles 2a to 2m, the four stator salient poles 2a, 2d, 2g, and 2j form the U phase of the motor 1, and the other four stator salient poles 2b, 2b The V phase of the electric motor 1 is formed by 2e, 2h, 2k, and the remaining four stator salient poles 2c, 2f, 2
The W phase of the electric motor 1 is formed by i and 2m.
Then, the U-phase stator salient poles 2a, 2d, 2g, 2j,
V-phase stator salient poles 2b, 2e, 2h, and 2k and W-phase stator salient poles 2c, 2f, 2i, and 2m have coils 4 (U phase) and 5 (V Phase), 6 (W
Phase) is wound. The rotor 3 has eight magnetic pole protrusions (hereinafter referred to as “rotor salient poles”) on the outer periphery, is fixed to the rotating shaft 7, and is coaxially arranged on the inner periphery of the stator 2.
【0005】このように構成されたリラクタンス型電動
機1は、図示しない駆動装置により、予め定められた相
順(例えばU相→V相→W相)で各相コイル4,5,6
を通電することにより通電相のステータ突極を励磁し、
ロータ3を連続回転させる。次に、図11に示したリラ
クタンス型電動機1の駆動原理について図12に基づい
て説明する。図12に示す如く、例えばロータ3の回転
によりロータ突極がステータ突極2aに対向し始めたと
き(電気角0°)、コイル4のインダクタンスは増加し
始め、ロータ突極とステータ突極2aとが完全に対向し
たとき(電気角θ1 )にインダクタンスは最大となる。
この間(インダクタンス増加領域)にコイル4を通電す
ると、ロータ3に正の回転トルクが発生する。[0005] The reluctance motor 1 thus constructed is driven by a driving device (not shown) in a predetermined phase order (for example, U-phase → V-phase → W-phase) to form coils 4, 5, 6 of each phase.
To excite the stator salient poles of the energized phase by energizing
The rotor 3 is continuously rotated. Next, the driving principle of the reluctance motor 1 shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, for example, when the rotor salient pole starts to face the stator salient pole 2a due to the rotation of the rotor 3 (electrical angle 0 °), the inductance of the coil 4 starts to increase, and the rotor salient pole and the stator salient pole 2a begin to increase. Are completely opposed (electrical angle θ1), the inductance becomes maximum.
When the coil 4 is energized during this period (inductance increase region), a positive rotation torque is generated in the rotor 3.
【0006】そして更にロータ3の回転が進む(電気角
θ1〜θ2)と、コイル4のインダクタンスは減少してい
く。この間(インダクタンス減少領域)にコイル4を通
電すると、ロータ3に負の回転トルクが発生する。従っ
て、連続的に正トルクを得るためには、U相、V相、W
相の夫々のコイル4,5,6のインダクタンス特性が増
加領域である範囲内で所望のトルクに対する電流値を通
電するように電流制御を行えば良い。When the rotation of the rotor 3 further proceeds (electrical angles θ1 to θ2), the inductance of the coil 4 decreases. When the coil 4 is energized during this time (inductance reduction region), a negative rotation torque is generated in the rotor 3. Therefore, in order to continuously obtain a positive torque, the U phase, V phase, W phase
Current control may be performed so that a current value corresponding to a desired torque is supplied within a range in which the inductance characteristics of the coils 4, 5, and 6 of the respective phases are in an increasing region.
【0007】尚、インダクタンス特性は、理想的には破
線で示したように比例的に増加すべきであるが、両突極
が対向するにつれて磁気飽和が発生するため、実際には
実線で示すような特性となり、通電電流値は同じでもこ
の磁気飽和の影響が大きくなるほどトルクは低減する。Although the inductance characteristic should ideally increase proportionally as shown by the broken line, magnetic saturation occurs as the two salient poles face each other. The torque decreases as the influence of the magnetic saturation increases, even if the current value is the same.
【0008】従来は、上記のようなリラクタンス型電動
機1を、例えば各相のコイル4,5,6のインダクタン
ス特性が増加領域にあるときに通電(方形波通電)、且
つ連続する相の間では、現在通電中の相の通電が終了す
ると同時に次の相の通電を開始することにより、各相コ
イル4,5,6を相順に通電していた。Conventionally, the above-described reluctance type electric motor 1 is energized (square wave energization) when the inductance characteristics of the coils 4, 5 and 6 of each phase are in an increasing region, and between the continuous phases. When the energization of the currently energized phase ends and the energization of the next phase is started at the same time, the energization of the phase coils 4, 5, and 6 is performed in sequence.
【0009】しかしながら、このように通電パターンが
方形波となるように通電制御すると、電流の立ち上がり
及び立ち下がりが急峻(実際にはインダクタンスの影響
による遅れが生じるが)であるため、通電相の切り替え
時にトルクリップルが生じ、これが振動・騒音の発生要
因となっていた。However, when the energization is controlled so that the energization pattern becomes a square wave, the current rises and falls sharply (although a delay is actually caused by the influence of inductance). Occasionally, torque ripple was generated, which was a cause of vibration and noise.
【0010】そこで、例えば特開平1−298940号
公報では、各相電流の通電パターンを台形波として電流
の立ち下がり及び立ち上がりを緩やかにすることが開示
されており、このような通電によれば、トルクリップル
を低減して振動・騒音を低減することができる。またこ
の場合、立ち上がり及び立ち下がりを緩やかにしている
ことにより、通電を開始してから所望の電流値に増加す
るまで所定の時間を要するため、通電相の切り替え前後
の一定期間においてトルクが落ち込むおそれがある。そ
こで、ある相の通電が終了する前に次の相の通電を開始
する(つまり連続する二つの相が同時に通電される)オ
ーバーラップ通電とすることにより、上記のようなトル
ク低減を抑え、通電相の切り替えが滑らかに行われてト
ルクリップルも低減し、延いては騒音・振動を低減する
ことができる。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-298940 discloses that the current flowing pattern of each phase current is trapezoidal and the falling and rising of the current are made gentle. Vibration and noise can be reduced by reducing torque ripple. Also, in this case, since the rise and fall are made gradual, a predetermined time is required from the start of energization to the increase in the desired current value, and thus the torque may drop during a certain period before and after the switching of the energized phase. There is. Therefore, by setting the overlap energization to start the energization of the next phase before the energization of one phase is completed (that is, two consecutive phases are energized at the same time), the torque reduction as described above is suppressed, and the energization is performed. The phase switching is performed smoothly, so that the torque ripple can be reduced, so that noise and vibration can be reduced.
【0011】即ち、図13に示すように、各相の通電パ
ターン(駆動回路による電流指令)を台形波(但し実際
にはインダクタンスの影響により破線で示す電流とな
る)とすると共に、例えばU相の通電パターンの立ち下
がり開始時(電気角120°)にはもう次のV相の通電
を開始することによりU相電流の立ち下がり期間とV相
電流の立ち上がり期間をオーバーラップさせるのであ
る。V相からW相、W相からU相への通電切り替えにお
いても同様である。That is, as shown in FIG. 13, the energization pattern (current command by the drive circuit) of each phase is set to a trapezoidal wave (however, actually, the current is indicated by a broken line due to the influence of inductance). At the start of the fall of the energization pattern (electrical angle 120 °), the energization of the next V-phase is started to overlap the fall period of the U-phase current and the rise period of the V-phase current. The same applies to the switching of energization from the V phase to the W phase and from the W phase to the U phase.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように通電パターンを台形波にすると、方形波の場合に
比べて振動・騒音の低減が可能となるものの、高速回転
時には、電流の立ち上がりが遅れてしまい、トルクが低
下するという問題があった。However, when the energization pattern is a trapezoidal wave as described above, vibration and noise can be reduced as compared with the case of a square wave, but the rise of the current is delayed at high speed rotation. As a result, there is a problem that the torque is reduced.
【0013】つまり、台形波にすることで、ただでさえ
通電開始時から所望の電流値に達するまでの立ち上がり
時にある程度の期間を要するのに加え、ロータ3の回転
速度が高速になればなるほど、インダクタンスの影響も
含めて実際の電流の電気角に対する立ち上がり期間はよ
り長くなってしまい、その分トルクが低下するのであ
る。回転速度によっては、実電流が完全に立ち上がらな
い(通電パターンの最大値に達しない)状態で当該相の
通電が終了してしまうことも起こりうる。In other words, the trapezoidal wave not only requires a certain period of time from the start of energization until the desired current value is reached, but also the higher the rotation speed of the rotor 3 becomes, The rise time of the actual current with respect to the electrical angle including the influence of the inductance is longer, and the torque is reduced accordingly. Depending on the rotation speed, the energization of the phase may end in a state where the actual current does not completely rise (does not reach the maximum value of the energization pattern).
【0014】このため、高速回転時には、電流の立ち上
がり遅れによるトルクリップルが増大し、騒音・振動も
増大してしまい、電動機の出力自体も低下してしまう。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高速回転
時でも、通電電流の遅れによるトルク低下を防止すると
共に騒音・振動を低減することを目的とする。For this reason, at the time of high-speed rotation, torque ripple due to a delay in rising of current increases, noise and vibration also increase, and the output itself of the motor also decreases.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to prevent a decrease in torque due to a delay in an energizing current and reduce noise and vibration even during high-speed rotation.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するためになされた請求項1記載のリラクタンス
型電動機の駆動装置は、複数の磁極突起に夫々相巻線を
巻回した固定子と、該固定子の磁極突起に対向して配設
されしかも該固定子の磁極突起と異なる数の磁極突起を
外周部に有する回転子と、を備えた多相片波通電のリラ
クタンス型電動機を駆動するためのものであり、各相巻
線への通電を制御する通電制御手段を備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus for a reluctance type electric motor, wherein a phase winding is wound around a plurality of magnetic pole projections. And a rotor disposed opposite to the magnetic pole projections of the stator and having a different number of magnetic pole projections on the outer periphery than the magnetic pole projections of the stator. And energization control means for controlling energization to each phase winding.
【0016】通電制御手段は、各相巻線への電気角に対
する通電パターンが台形波となるように、且つ、連続す
る各相の通電パターンが電気角の変化に対して相互に重
複するように、予め定められた相順で各相巻線への通電
を行う。そして、本発明の駆動装置では、通電制御手段
は、回転子の回転速度が高速になるほど、台形波の立ち
上がり及び立ち下がりの傾斜角度が大きくなるように、
通電パターンを変化させる。The energization control means is arranged so that the energization pattern for the electric angle to each phase winding becomes a trapezoidal wave, and that the energization patterns for each successive phase overlap with each other for changes in the electrical angle. Then, current is supplied to each phase winding in a predetermined phase order. In the driving device of the present invention, the energization control unit increases the inclination angle of the trapezoidal wave as the rotation speed of the rotor increases,
Change the energization pattern.
【0017】ここでいう多相片波通電とは、例えば図1
3に示した通電方法のように、ステータ2(固定子に相
当)の各ステータ突極に巻回したコイル(相巻線)に常
に一方向の電流のみを通電して固定子を単一極に励磁す
るような通電(所謂ユニポーラ駆動)をいう。The term “multiphase single-wave energization” used herein refers to, for example, FIG.
As in the energization method shown in FIG. 3, the coil (phase winding) wound around each stator salient pole of the stator 2 (corresponding to the stator) is always energized in one direction only and the stator has a single pole. (So-called unipolar drive).
【0018】即ち、通電制御手段は、所望のトルクを得
るための相巻線への通電を、例えば図13に示したよう
に、台形波の通電パターンに基づいて行うと共に連続す
る相の通電パターンが相互に重複(図13でいえば例え
ばU相とV相のオーバーラップ通電がこれに相当)する
ように通電するが、本発明では更に、台形波の立ち上が
り・立ち下がり傾斜角度を、回転子の回転速度が高速に
なるほど大きくするのである。That is, the energization control means energizes the phase windings to obtain a desired torque based on, for example, a trapezoidal wave energization pattern as shown in FIG. Are overlapped with each other (for example, in FIG. 13, the overlap energization of the U-phase and the V-phase corresponds to this). In the present invention, however, the rising / falling inclination angles of the trapezoidal wave are further adjusted by the rotor. The higher the rotation speed, the greater the speed.
【0019】既述の通り、高速回転時には、電気角に対
する実際の電流の立ち上がりが遅れてしまい、高速にな
ればなるほどその影響は顕著となるが、本発明のように
高速回転時には台形波の立ち上がり・立ち下がり傾斜角
度を大きくすれば(つまり急峻にすれば)、電流応答が
速くなってより迅速に所望の電流値(通電パターンの最
大値)まで変化する。As described above, at the time of high-speed rotation, the rise of the actual current with respect to the electrical angle is delayed, and as the speed becomes higher, the effect becomes more remarkable. If the falling slope angle is increased (that is, if the steepness is increased), the current response becomes faster and changes more quickly to a desired current value (the maximum value of the energization pattern).
【0020】そのため、請求項1記載の駆動装置によれ
ば、高速回転時であっても、通電電流の立ち上がり・立
ち下がりの遅れによるトルク低下・トルクリップルを抑
制でき、騒音・振動を低減することが可能となる。尚、
ここでいう「高速になるほど大きくする」とは、必ずし
も速度に応じて連続的に大きくしていくことに限らず、
例えばある所定の速度までは一定の傾斜角度とし、所定
の速度を超えた場合には傾斜角度を大きいものに変える
(つまり傾斜角度は2種類あって所定速度を超えたか否
かにより使い分ける)ことも含むなど、速度域全体とし
て見た場合に低速時よりも高速時のほうが傾斜角度が大
きくなるようにされていればよい。Therefore, according to the driving device of the first aspect, even at the time of high-speed rotation, torque reduction and torque ripple due to delay of rise and fall of the conduction current can be suppressed, and noise and vibration can be reduced. Becomes possible. still,
Here, “increase as the speed increases” is not necessarily limited to continuously increasing according to the speed.
For example, it is also possible to set a constant inclination angle up to a certain predetermined speed, and change the inclination angle to a larger one when the predetermined speed is exceeded (that is, there are two types of inclination angles, which are used depending on whether or not the predetermined speed is exceeded). For example, the inclination angle may be greater at high speed than at low speed when viewed as a whole speed range.
【0021】ところで、各相の相巻線の通電開始タイミ
ングは、通常は、従来技術でも述べたように固定子と回
転子の両磁極突起が対向し始めたとき(つまりインダク
タンスの増加が始まるとき)である。この場合、仮に請
求項1に記載のように通電パターンの台形波の傾斜角度
を高速回転時に大きくするようにしても、実際の電流の
立ち上がり遅れは程度の差こそあれ必ず生じるため、実
際の電流が所望の電流値に上昇するまでには、両磁極突
起が対向し始めてから所定の期間を要する。そして、こ
の立ち上がり遅れはトルクリップルを発生させる原因と
なり、出力が低下する。By the way, the timing of starting the energization of the phase windings of each phase is usually determined when the magnetic pole projections of the stator and the rotor start to face each other (that is, when the increase of the inductance starts, as described in the related art). ). In this case, even if the inclination angle of the trapezoidal wave of the energization pattern is increased at the time of high-speed rotation, the actual current rise delay always occurs to some extent. It takes a predetermined period from when the magnetic pole projections start to face each other until the current rises to a desired current value. The rise delay causes torque ripple, and the output is reduced.
【0022】そこで、請求項2に記載したように、各相
への通電開始タイミングを、両磁極突起が対向し始める
通常の開始タイミングから適当に進角して、インダクタ
ンスの小さい領域で通電を開始するとよい。即ち、請求
項2記載のリラクタンス型電動機の駆動装置は、請求項
1記載の駆動装置であって、その通電パターンは、少な
くとも回転子の高速回転時には、固定子及び回転子の各
磁極突起が対向し始める前から、当該固定子の磁極突起
に巻回された相巻線への通電が開始されるように構成さ
れたものである。Therefore, as described in claim 2, the energization start timing for each phase is appropriately advanced from the normal start timing when both magnetic pole projections begin to oppose, and energization is started in a region where the inductance is small. Good to do. That is, the drive device for a reluctance motor according to claim 2 is the drive device according to claim 1, wherein the energization pattern is such that the magnetic pole projections of the stator and the rotor face each other at least when the rotor is rotating at high speed. Before starting the operation, the current supply to the phase winding wound around the magnetic pole projection of the stator is started.
【0023】このように、各磁極突起が対向し始める前
から通電を開始すれば、インダクタンスが小さいため実
電流の立ち上がりが迅速化するのに加え、各磁極突起が
対向し始めるときには既に所望の電流値或いは所望の電
流値に近い値にまで立ち上がっているため、各磁極突起
の対向し始めから充分なトルクを得ることができる。し
かも、通電開始タイミングを進角することにより、連続
する各相の通電のオーバーラップ期間も増加するため、
磁気飽和によるトルク低下の影響を抑制することもで
き、トルクリップル低減、騒音・振動低減効果をより高
めることができる。As described above, if the energization is started before the respective magnetic pole projections start to oppose, the inductance is small, so that the rise of the actual current is quickened. Since it has risen to a value or a value close to the desired current value, a sufficient torque can be obtained from the beginning of the opposing magnetic pole projections. Moreover, since the energization start timing is advanced, the overlap period of energization of each successive phase also increases,
The effect of torque reduction due to magnetic saturation can also be suppressed, and torque ripple reduction and noise / vibration reduction effects can be further enhanced.
【0024】またこのとき、通電開始タイミングの進角
量は、例えば請求項3に記載したように、回転速度が高
速になるほど大きくなるようにすれば、高速回転時の電
流応答遅れの影響をより低減でき、各磁極突起が対向し
始める時点から充分なトルクを得ることができるため、
より好ましい。At this time, if the advance amount of the power supply start timing is set to increase as the rotation speed increases, for example, the influence of the current response delay at the time of high speed rotation can be reduced. Since it is possible to obtain sufficient torque from the time when each magnetic pole projection starts to oppose,
More preferred.
【0025】ここで、請求項2又は3に記載したよう
に、通電開始タイミングを上記通常の通電開始タイミン
グより進角させることによって、より充分なトルクを得
ることは可能となるものの、例えば終了タイミングにつ
いてはそのまま(結果として、電気角に対する通電期間
は、開始タイミングを早めた分だけ長くなる)にする
と、終了タイミングの設定の仕方によっては、インダク
タンス特性がピークを過ぎて減少領域に入っても通電が
終わらず、負トルクが発生してしまうおそれがある。Here, as described in the second or third aspect, by making the energization start timing advanced from the normal energization start timing, a more sufficient torque can be obtained. (As a result, the energization period for the electrical angle is lengthened by the earlier start timing), depending on how the end timing is set, the energization may be performed even after the inductance characteristic has passed the peak and entered the decreasing region. Does not end, and a negative torque may be generated.
【0026】そこで、例えば請求項4に記載したよう
に、通電パターンは更に、通電開始タイミングの進角量
以下で、通電終了タイミングも進角させるように構成さ
れているとよい。このようにすれば、通電後半での電流
応答が速くなってインダクタンス特性が減少領域に移行
するまでに確実に通電を終了することができるため、負
トルクの発生を抑制してトルクリップルを低減し、振動
・騒音をより低減することができる。In view of this, for example, as described in claim 4, it is preferable that the energization pattern is further configured to advance the energization end timing with an advance amount of the energization start timing or less. In this way, since the current response in the latter half of the energization becomes faster and the inductance characteristic can be surely terminated before the inductance characteristic shifts to the decreasing region, the generation of the negative torque is suppressed to reduce the torque ripple. In addition, vibration and noise can be further reduced.
【0027】更に、請求項5記載のリラクタンス型電動
機の駆動装置は、請求項1〜4いずれかに記載の駆動装
置であって、通電パターンが、台形波の立ち上がり時及
び立ち下がり時の波形変化が連続的となるように構成さ
れている。通電パターンを台形波にしてもインダクタン
スの影響等により実電流はその台形波の通り急激に変化
することはないということは既に述べた通りであるが、
請求項5でいう連続的とは、具体的には、実電流ではな
く通電パターンを構成する台形波の変化(立ち上がり開
始時、立ち上がり終了時、立ち下がり開始時、立ち下が
り終了時の変化)そのものを滑らかにすることをいう。The drive device for a reluctance motor according to claim 5 is the drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the energization pattern has a waveform change when the trapezoidal wave rises and falls. Are configured to be continuous. Even if the energization pattern is trapezoidal, as already mentioned, the actual current does not suddenly change as the trapezoidal wave due to the influence of inductance, etc.
The term “continuous” as used in claim 5 specifically refers to a change in a trapezoidal wave that forms an energization pattern instead of an actual current (change at the start of rising, at the end of rising, at the start of falling, at the end of falling). Means smoothing.
【0028】これにより、実際に流れる電流はより滑ら
かに変化するため、トルク変化も滑らかになると共に通
電相切り替え時のトルクのつながりもより滑らかに行わ
れ、振動・騒音をより低減することができる。As a result, the current flowing actually changes more smoothly, so that the torque changes smoothly and the connection of the torque at the time of switching the energized phase is performed more smoothly, so that vibration and noise can be further reduced. .
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。 [第1実施形態]本実施形態のリラクタンス型電動機
は、従来技術の項で既に説明した図11のリラクタンス
型電動機1と同じものであるため、以下の説明において
も図11に基づき説明する。また、図11のリラクタン
ス型電動機1の構造及び駆動原理は既に述べた通りであ
るので、ここではその詳細説明を省略する。Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] The reluctance motor of the present embodiment is the same as the reluctance motor 1 of FIG. 11 already described in the section of the prior art, so that the following description will be made based on FIG. Further, the structure and the driving principle of the reluctance type electric motor 1 of FIG. 11 are as described above, and the detailed description thereof will be omitted here.
【0030】図4に、本実施形態のリラクタンス型電動
機1を駆動するための駆動装置8を示す。図4に示すよ
うに、本実施形態の駆動装置8は、各相コイル4、5、
6への通電状態を切り替えるための半導体スイッチング
素子9(9a、9b、9c)、10(10a、10b、
10c)と、各相コイル4、5、6への通電終了時にコ
イル蓄積エネルギをバッテリ15へ回生するためのダイ
オード11(11a、11b、11c)、12(12
a、12b、12c)と、各相コイル4、5、6に流れ
る電流を検出する電流センサ13と、各スイッチング素
子9、10の開閉状態を制御する通電制御回路14(本
発明の通電制御手段に相当)等により構成されている。FIG. 4 shows a driving device 8 for driving the reluctance motor 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the driving device 8 of the present embodiment includes the phase coils 4, 5,
6, semiconductor switching elements 9 (9a, 9b, 9c), 10 (10a, 10b,
10c) and diodes 11 (11a, 11b, 11c), 12 (12) for regenerating the coil accumulated energy to the battery 15 at the end of energization of the coils 4, 5, and 6 of each phase.
a, 12b, 12c), a current sensor 13 for detecting a current flowing through each phase coil 4, 5, 6 and an energization control circuit 14 for controlling the open / close state of each switching element 9, 10 (the energization control means of the present invention). ).
【0031】尚、電流センサ13は、各相コイル4、
5、6の一端側に接続されたスイッチング素子9とダイ
オード11との接続点より各相コイル4、5、6側に設
けられ、各相コイル4、5、6に流れる電流を各々検出
することができるのはもちろん、一括して(総和電流と
して)検出することもできる。The current sensor 13 includes a coil 4 for each phase,
The current flowing through each of the phase coils 4, 5, and 6 is provided on the side of each of the phase coils 4, 5, and 6 from the connection point between the switching element 9 and the diode 11 connected to one end of each of the phases 5 and 6; As a matter of course, it is also possible to collectively detect (as a total current).
【0032】通電制御回路14は、ロータ3の回転位置
を検出するロータ位置センサ(図示せず)からのロータ
位置信号によって通電する相を判定し、その判定結果に
基づいて各スイッチング素子9,10を開閉することに
より、各相コイル4,5,6への通電を制御するもので
ある。The energization control circuit 14 determines the phase to be energized based on a rotor position signal from a rotor position sensor (not shown) for detecting the rotational position of the rotor 3, and based on the determination result, the switching elements 9, 10 Is opened and closed to control the energization of the coils 4, 5, and 6 of each phase.
【0033】また、通電制御回路14では、ロータ位置
信号に基づいてロータ3の回転速度も算出され、さら
に、各相コイル4,5,6の実電流が指令電流値に等し
くなるようにフィードバック制御するため、電流センサ
13で検出される各相の通電電流値(実電流)もフィー
ドバック入力されている。そして、ロータ3の位置、回
転速度等に基づいて各相コイル4,5,6へ通電すべき
電流指令値(通電パターン)が演算され、フィードバッ
クされる実電流を監視しながら、各スイッチング素子
9,10を開閉制御(本実施形態ではPWM制御)する
ことにより、電流指令値に対応した通電が行われる。Further, the energization control circuit 14 also calculates the rotation speed of the rotor 3 based on the rotor position signal, and further performs feedback control so that the actual current of each phase coil 4, 5, 6 becomes equal to the command current value. Therefore, the energizing current value (actual current) of each phase detected by the current sensor 13 is also fed back. Then, a current command value (energization pattern) to be energized to each of the phase coils 4, 5, and 6 is calculated based on the position, the rotation speed, and the like of the rotor 3, and each switching element 9 is monitored while monitoring the actual current fed back. , 10 are controlled to open and close (PWM control in this embodiment), so that energization corresponding to the current command value is performed.
【0034】次に、本実施形態のリラクタンス型電動機
1の動作について、図1〜図3に基づいて説明する。図
1は、通電制御手段としての通電制御回路14が備える
図示しないマイクロコンピュータ(以下「マイコン」と
いう)にて実行される、リラクタンス型電動機1の通電
制御処理を示すフローチャートである。マイコンでは、
図示しないROMに格納された通電制御処理プログラム
に従って処理が実行される。Next, the operation of the reluctance motor 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing the energization control process of the reluctance type electric motor 1, which is executed by a microcomputer (not shown) provided in the energization control circuit 14 as the energization control means. In the microcomputer,
The processing is executed according to a power supply control processing program stored in a ROM (not shown).
【0035】この処理が開始されると、まずステップ
(以下「S」と略す)S110にて、ロータ位置センサ
からのロータ位置信号に基づきロータ3の位置を検出す
る。ロータ3の位置は電気角として検出され、これによ
り、どの相に通電すべきかも同時に判定される。S12
0では、同じくロータ位置信号に基づきロータ3の回転
速度を算出し、続くS130にて、回転速度が500r
pm以下であるか否かを判定する。ここで、500rp
m以下の低速回転であれば肯定判定されてS140に進
み、図2(a)に示すMAP1が選択される。MAP1
は、立ち上がり・立ち下がりの傾斜角度がいずれもα1
の台形波となっている。When this process is started, first, in step (hereinafter abbreviated as "S") S110, the position of the rotor 3 is detected based on the rotor position signal from the rotor position sensor. The position of the rotor 3 is detected as an electrical angle, whereby it is simultaneously determined which phase should be energized. S12
At 0, the rotation speed of the rotor 3 is calculated based on the rotor position signal, and at S130, the rotation speed becomes 500 r.
pm or less. Here, 500 rp
If the rotation speed is lower than m, an affirmative determination is made and the process proceeds to S140, where MAP1 shown in FIG. 2A is selected. MAP1
Means that both the rising and falling inclination angles are α1
It is a trapezoidal wave.
【0036】このMAP1は、各相に通電する電流の通
電パターンを決める基になるものであって、マイコン内
の図示しないROMにマップ値として記録されているも
のであり、ROMにはこのMAP1以外にも、図2
(b),(c)に示すMAP2及びMAP3も記録され
ている。The MAP1 is a basis for determining an energizing pattern of a current to be applied to each phase, and is recorded as a map value in a ROM (not shown) in the microcomputer. Figure 2
MAP2 and MAP3 shown in (b) and (c) are also recorded.
【0037】そして、S140にて選択したMAP1に
基づき、S150でMAP値の読み込みを行う。即ち、
ロータ3の回転位置は既にS110にて検出されている
ため、各相毎に、その検出された回転位置(電気角)に
対応するMAP値を読み込むのである。その際、各相毎
の通電開始タイミングがいずれもMAP1の電気角0°
に対応するように設定し、U,V,W全ての相の通電に
おいて同じMAP1を使用できるようにしている。Then, based on MAP1 selected in S140, a MAP value is read in S150. That is,
Since the rotational position of the rotor 3 has already been detected in S110, the MAP value corresponding to the detected rotational position (electrical angle) is read for each phase. At this time, the energization start timing for each phase is 0 electrical degrees of MAP1.
, So that the same MAP1 can be used in energization of all phases U, V, and W.
【0038】このようにして各相毎に回転位置に応じた
MAP値を得た後は、S160に進み、目標電流(即ち
実際に通電すべき電流指令値)を算出する。具体的に
は、まずロータ3の位置や回転速度等に基づいて各相コ
イル4,5,6へ通電すべき所望の電流値(通電パター
ンの振幅)が演算され、その電流値にMAP値を乗算す
ることにより、回転位置に応じた各相毎の電流指令値
(通電パターン)が演算される。そして、S170に
て、各相コイル4,5,6への、電流指令値に基づく実
際の通電制御、即ちスイッチング素子9,10によるP
WM制御が行われる。After obtaining the MAP value corresponding to the rotational position for each phase in this way, the process proceeds to S160, and the target current (ie, the current command value to be actually supplied) is calculated. Specifically, first, a desired current value (amplitude of the energization pattern) to be energized to each of the phase coils 4, 5, and 6 is calculated based on the position, the rotation speed, and the like of the rotor 3, and the MAP value is calculated as the current value. By the multiplication, a current command value (energization pattern) for each phase according to the rotational position is calculated. Then, in S170, actual energization control based on the current command value for each phase coil 4, 5, 6 is performed, that is, P
WM control is performed.
【0039】一方、回転速度が500rpmを超えて2
000rpm以下の中速回転である場合は、S130に
て否定判定されると共に続くS180にて肯定判定さ
れ、S190に進む。S190では、図2(b)に示す
傾斜角度α2のMAP2が選択され、以降、S150以
下の処理が実行されて、MAP2のマップ値に応じた通
電が行われる。回転速度が2000rpm以上の高速回
転である場合は、S180で否定判定されてS200へ
進み、図2(c)に示す傾斜角度α3のMAP3が選択
される。以降、S150以下の処理が実行されて、MA
P3のマップ値に応じた通電が行われる。On the other hand, if the rotation speed exceeds 500 rpm and
When the rotation speed is 000 rpm or less, the negative determination is made in S130 and the affirmative determination is made in S180, and the process proceeds to S190. In S190, MAP2 having the inclination angle α2 shown in FIG. 2B is selected, and thereafter, the processes in and after S150 are executed, and power is supplied according to the map value of MAP2. If the rotation speed is higher than 2000 rpm, a negative determination is made in S180, and the process proceeds to S200, where MAP3 having the inclination angle α3 shown in FIG. 2C is selected. Thereafter, the processes in and after S150 are executed, and MA
Energization is performed according to the map value of P3.
【0040】各MAP1〜3で異なるのは、台形波の立
ち上がり・立ち下がりの傾斜角度であり、MAP1〜3
の各傾斜角度α1〜α3の間には、α1<α2<α3の
関係がある。つまり、本実施形態では、回転速度が高速
になるほど傾斜角度が大きくなるようにされている。The difference between the MAPs 1 to 3 is the inclination angle of the rise and fall of the trapezoidal wave.
Has a relationship of α1 <α2 <α3. That is, in the present embodiment, the higher the rotation speed is, the larger the inclination angle is.
【0041】以上説明したように各相コイルへの通電を
制御することにより、実際の通電は具体的には例えば図
3に示すようになる。図3は、MAP3選択時(つまり
高速回転時)の各相(但しW相は省略)の通電パターン
と実電流、及び発生トルクを示す説明図である。図13
で示した従来の通電パターン(本実施形態のMAP1の
形状に相当)に比べ、通電パターンの立ち上がり・立ち
下がり傾斜角度が大きく、実電流も速く立ち上がってい
るため、結果としてトルクリップルも低減されている。As described above, the actual energization is controlled, for example, as shown in FIG. 3 by controlling the energization of each phase coil. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the energization pattern, the actual current, and the generated torque of each phase (W-phase is omitted) when MAP3 is selected (that is, at the time of high-speed rotation). FIG.
As compared with the conventional energizing pattern (corresponding to the shape of the MAP 1 of the present embodiment), the energizing pattern has a larger rising / falling inclination angle and the actual current rises faster, resulting in reduced torque ripple. I have.
【0042】従って、本実施形態の駆動装置8によれ
ば、回転速度に応じて使用するMAPを変えることによ
り、高速回転時であっても通電電流の立ち上がり・立ち
下がりの遅れによるトルク低下・トルクリップルを抑制
でき、騒音・振動を低減することが可能となる。Therefore, according to the driving device 8 of the present embodiment, by changing the MAP to be used in accordance with the rotation speed, the torque reduction and the torque due to the delay of the rise and fall of the conduction current even at high speed rotation. Ripple can be suppressed, and noise and vibration can be reduced.
【0043】[第2実施形態]本実施形態も、第1実施
形態と同様、図11に示したリラクタンス型電動機1を
図4に示した駆動装置8にて駆動するものであり、各相
コイル4,5,6への実際の通電の制御も、図1に示し
た通電制御処理に従って制御される。[Second Embodiment] In this embodiment, as in the first embodiment, the reluctance motor 1 shown in FIG. 11 is driven by the driving device 8 shown in FIG. The control of the actual energization to 4, 5, and 6 is also controlled according to the energization control process shown in FIG.
【0044】そして、本実施形態が第1実施形態と異な
るのは、図1の通電制御処理において使用されるMAP
であり、本実施形態では、図5(a)〜(c)に示す各
MAP1〜3が選択され、使用される。即ち、本実施形
態では、各相コイルへの通電開始タイミングを、ステー
タ突極とロータ突極が対向し始めるタイミング(電気角
0°)より例えば20°だけ進角させており、両突極が
対向し始める前から既に通電を開始するのである。そし
て、回転速度が500rpm以下の低速回転時には図5
(a)のMAP1を使用し、500rpmを超えて20
00rpm以下の中速回転時には図5(b)のMAP2
を使用し、2000rpmを超える高速回転時には図5
(c)のMAP3を使用する。尚、各MAP1〜3の台
形波の傾斜角度は、いずれも第1実施形態の各MAP1
〜3(図2参照)と同じα1、α2、α3である。This embodiment is different from the first embodiment in that the MAP used in the energization control process of FIG.
In this embodiment, MAPs 1 to 3 shown in FIGS. 5A to 5C are selected and used. That is, in the present embodiment, the timing of starting the energization of each phase coil is advanced by, for example, 20 ° from the timing at which the stator salient poles and the rotor salient poles begin to face each other (electrical angle 0 °). The energization is already started before the opposition starts. At the time of low-speed rotation of 500 rpm or less, FIG.
Using MAP1 of (a), 20
At the time of medium speed rotation of less than 00 rpm, MAP2 in FIG.
Fig. 5 at high speed rotation over 2000 rpm
(C) MAP3 is used. Incidentally, the inclination angles of the trapezoidal waves of the respective MAPs 1 to 3 are the same as those of the MAPs 1 of the first embodiment.
Α3, α2, and α3 (see FIG. 2).
【0045】このように通電開始タイミングを進角させ
て通電制御することにより、実際の通電は具体的には例
えば図6に示すようになる。図6は、MAP3選択時
(つまり高速回転時)の各相(但しW相は省略)の通電
パターンと実電流を示す説明図である。図3で示した第
1実施形態の通電パターンに比べ、通電パターンの立ち
上がりタイミングが進角しているため、実電流の立ち上
がりが迅速化して両突極が対向し始める時には既に所望
の電流値(通電パターンの振幅値)にまで立ち上がって
おり、しかも、U,V各相(連続する相)の間のオーバ
ーラップ通電期間が長くなっている。By controlling the energization by advancing the energization start timing in this way, the actual energization is, for example, as shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the energization pattern and the actual current of each phase (W-phase is omitted) when MAP3 is selected (that is, at the time of high-speed rotation). Since the rise timing of the energization pattern is advanced compared to the energization pattern of the first embodiment shown in FIG. 3, when the rise of the actual current is quickened and the two salient poles start to face each other, the desired current value ( (The amplitude value of the energization pattern), and the overlap energization period between the U and V phases (continuous phases) is long.
【0046】そのため、本実施形態によれば、両突極の
対向し始めから充分なトルクを得ることができる。しか
も、オーバーラップ期間増大により通電後半の磁気飽和
によるトルク低下の影響を抑制することもでき、トルク
リップル低減、騒音・振動低減効果をより高めることが
できる。Therefore, according to the present embodiment, a sufficient torque can be obtained from the beginning of the opposing salient poles. In addition, the effect of torque reduction due to magnetic saturation in the latter half of energization can be suppressed by increasing the overlap period, and the effect of reducing torque ripple and reducing noise and vibration can be further enhanced.
【0047】尚、本実施形態では、通電開始タイミング
の進角量を、速度によらず常に一定としたが、これに限
らず、例えばある速度までは進角させず、その速度を超
えた速度域でのみ一定量(電気角で−20°)だけ進角
させるようにしてもいい。また例えば、速度に対して比
例的に進角量を増加させることにより、全速度域で進角
且つその進角量を変化させる(高速になるほど大きくす
る)ようにしてもよい。このようにすれば、電流応答遅
れの影響を回転速度に応じて適切に低減でき、全回転数
領域で出力増大及びトルクリップル低減が可能となる。In the present embodiment, the amount of advance of the energization start timing is always constant irrespective of the speed. However, the present invention is not limited to this. The angle may be advanced by a fixed amount (−20 ° in electrical angle) only in the range. Further, for example, by increasing the advance amount in proportion to the speed, the advance angle may be changed in the entire speed range and the advance amount may be changed (increased as the speed increases). With this configuration, the influence of the current response delay can be appropriately reduced according to the rotation speed, and the output can be increased and the torque ripple can be reduced in the entire rotation speed region.
【0048】[第3実施形態]本実施形態も、第2実施
形態と同様、第1実施形態に対し、図1の通電制御処理
において使用されるMAPが異なる以外は第1実施形態
と同じであり、図1に示した通電制御処理に従って各相
コイルへの通電が制御される。そして、本実施形態で使
用するMAPは、図7(a)〜(c)に示す各MAP1
〜3であり、これは、第2実施形態で使用した各MAP
1〜3(図5参照)に対し更に通電終了タイミングをも
進角(本実施形態では15°進角)させたものである。Third Embodiment Like the second embodiment, the third embodiment is the same as the first embodiment except that the MAP used in the energization control process of FIG. 1 is different. In addition, the energization to each phase coil is controlled according to the energization control process shown in FIG. The MAPs used in the present embodiment are the MAPs 1 shown in FIGS.
-3, which are the MAPs used in the second embodiment.
The energization end timing is further advanced (15 ° in this embodiment) with respect to 1 to 3 (see FIG. 5).
【0049】このように、通電開始タイミングに加え通
電終了タイミングも進角させて通電制御することによ
り、実際の通電は具体的には例えば図8に示すようにな
る。図8は、MAP3選択時(つまり高速回転時)の各
相(但しW相は省略)の通電パターンと実電流を示す説
明図である。図3で示した第1実施形態の通電パターン
に比べて通電パターンの立ち上がりタイミングが進角し
ているのに加え、本実施形態では更に、通電終了タイミ
ングをも進角させているため、各相コイルのインダクタ
ンス特性が減少領域に移行するときには既に通電(実電
流)が終了している。As described above, the actual energization is performed as shown in FIG. 8 by controlling the energization by advancing the energization end timing in addition to the energization start timing. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the energization pattern and the actual current of each phase (W-phase is omitted) when MAP3 is selected (that is, at the time of high-speed rotation). Since the rise timing of the energization pattern is advanced compared to the energization pattern of the first embodiment shown in FIG. 3, the energization end timing is further advanced in the present embodiment. When the inductance characteristic of the coil shifts to the decrease region, the energization (actual current) has already been completed.
【0050】そのため、本実施形態によれば、通電後半
での電流応答が速くなってインダクタンス特性が減少領
域に移行するまでに確実に通電を終了することができる
ため、負トルクの発生を抑制してトルクリップルを低減
し、振動・騒音をより低減することができる。尚、本実
施形態においても、通電終了タイミングの進角量を速度
に応じて変化させるようにしてもよい。Therefore, according to the present embodiment, the current supply can be reliably stopped before the current response in the latter half of the current supply becomes faster and the inductance characteristic shifts to the decreasing region, so that the generation of the negative torque is suppressed. As a result, torque ripple can be reduced, and vibration and noise can be further reduced. In this embodiment, the advance amount of the power supply end timing may be changed according to the speed.
【0051】[第4実施形態]本実施形態も、第2,第
3実施形態と同様、第1実施形態に対し、図1の通電制
御処理において使用されるMAPが異なる以外は第1実
施形態と同じであり、図1に示した通電制御処理に従っ
て各相コイルへの通電が制御される。そして、本実施形
態で使用するMAPは、図9(a)〜(c)に示す各M
AP1〜3であり、これは、第1実施形態で使用した各
MAP1〜3(図2参照)に対し、台形波の立ち上がり
時及び立ち下がり時の波形変化が連続的(滑らか)とな
るように構成したものである。そのため、図示は省略す
るものの、実際の通電パターンも、第1実施形態の図3
に示した通電パターンにおいて、台形波の変化が滑らか
に変化したものとなる。[Fourth Embodiment] The fourth embodiment is the same as the second and third embodiments, except that the MAP used in the energization control process of FIG. 1 is different from the first embodiment. The energization to each phase coil is controlled in accordance with the energization control process shown in FIG. The MAPs used in the present embodiment are the respective MAPs shown in FIGS.
AP1 to AP3, which are different from the MAP1 to MAP3 used in the first embodiment (see FIG. 2) so that the waveform change at the rise and fall of the trapezoidal wave is continuous (smooth). It is composed. Therefore, although not shown, the actual energization pattern is also the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In the energization pattern shown in (1), the trapezoidal wave changes smoothly.
【0052】このため、本実施形態では、各相コイルに
実際に流れる電流がより滑らかに変化するため、トルク
変化も滑らかになると共に通電相切り替え時のトルクの
つながりもより滑らかに行われ、図10に示すように、
振動・騒音をより低減することができる。尚、図10
(a)は、通電パターンを単に台形波とした場合の発生
トルク及び振動を表し、図10(b)は図9のマップを
用いて台形波の波形変化を滑らかにした場合の発生トル
ク及び振動を表す説明図である。For this reason, in the present embodiment, since the current actually flowing through each phase coil changes more smoothly, the torque change becomes smoother and the connection of the torque at the time of the energized phase switching is performed more smoothly. As shown in 10,
Vibration and noise can be further reduced. Note that FIG.
10A shows the generated torque and vibration when the energization pattern is simply a trapezoidal wave, and FIG. 10B shows the generated torque and vibration when the waveform change of the trapezoidal wave is smoothed using the map of FIG. FIG.
【0053】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。例えば、上記第1実施形態では、ロータ3の回転速
度を3つの領域に分け、低速回転時はMAP1(台形波
の傾斜角度がα1)を、中速回転時はMAP2(台形波
の傾斜角度がα2)を、高速回転時はMAP3(台形波
の傾斜角度がα3)を、夫々用いて電流指令値を演算す
るようにしたが、これに限らず、例えば、台形波の立ち
上がり・立ち下がりの傾斜角度を速度に応じて比例的に
変化させるようにしてもよい。The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various forms can be adopted as long as they fall within the technical scope of the present invention. For example, in the first embodiment, the rotation speed of the rotor 3 is divided into three regions, and MAP1 (the inclination angle of the trapezoidal wave is α1) during low-speed rotation, and MAP2 (the inclination angle of the trapezoidal wave when the rotation speed is medium). α2) and MAP3 (the inclination angle of the trapezoidal wave is α3) at the time of high-speed rotation to calculate the current command value. However, the present invention is not limited to this. For example, the inclination of the rising and falling of the trapezoidal wave is calculated. The angle may be changed proportionally according to the speed.
【0054】具体的には、例えば、基本となるMAP
(例えば図2(a)に示したMAP1)を一つだけ用意
しておき、そのMAP値に、速度に応じてその基本MA
Pの傾斜角度を変化させるための傾き変化率係数a(例
えば速度に比例して大きくなる係数)を加算したものを
最終的なMAP値とする。尚、この場合、基本となるM
APに傾き変化率係数aを加算すると、傾斜角度が大き
くなるのと共に、MAP値の最大値(振幅)も大きくな
る(1+a)ため、MAP値の上限はあくまでも「1」
としておき、上記係数aの加算により1を超え場合は一
律「1」として扱う。このようにすれば、回転速度が高
速になるほど、基本となるMAPの振幅は不変
(「1」)のままで、傾斜角度だけを大きくすることが
できる。Specifically, for example, the basic MAP
Only one MAP (for example, MAP1 shown in FIG. 2A) is prepared, and the MAP value is added to the basic MA according to the speed.
The sum of the inclination change rate coefficient a (for example, a coefficient that increases in proportion to the speed) for changing the inclination angle of P is set as the final MAP value. In this case, the basic M
When the inclination change rate coefficient a is added to the AP, the maximum value (amplitude) of the MAP value increases as the inclination angle increases (1 + a). Therefore, the upper limit of the MAP value is “1”.
If the value exceeds 1 due to the addition of the coefficient a, it is uniformly treated as “1”. In this manner, as the rotation speed increases, the amplitude of the basic MAP remains unchanged ("1"), and only the inclination angle can be increased.
【0055】そして、このようにして得られた、速度に
応じた傾斜角度を有するMAP値に、所望の電流値(通
電パターンの振幅)を乗算することにより、速度に応じ
た傾斜角度の台形波に基づく通電パターンを形成する。
このようにすれば、第1実施形態のようにある速度幅で
同じMAPを用いるのに比べ、速度に応じたより適切な
MAPに基づく通電が可能となり、トルクリップル・振
動・騒音のさらなる低減が可能となる。By multiplying the thus obtained MAP value having a tilt angle corresponding to the speed by a desired current value (amplitude of the energization pattern), a trapezoidal wave having a tilt angle corresponding to the speed is obtained. The energization pattern is formed based on.
In this way, compared to using the same MAP in a certain speed range as in the first embodiment, it is possible to conduct electricity based on a more appropriate MAP according to the speed, and further reduce torque ripple, vibration, and noise. It becomes.
【0056】また、上記第2実施形態では通電開始タイ
ミングの進角量を、両突極が対向し始めるタイミング
(電気角0°)より例えば20°進角させるようにし、
上記第3実施形態では、通電終了タイミングの進角量を
例えば15°としたが、上記例に何ら限ることなく、電
動機の構成(極数、相数、各突極の幅など)や回転速度
等に応じて適宜設定すればよい。In the second embodiment, the amount of advance of the energization start timing is advanced, for example, by 20 ° from the timing at which the two salient poles start to oppose each other (electrical angle 0 °).
In the above-described third embodiment, the advance amount of the power supply end timing is set to, for example, 15 °. What is necessary is just to set suitably according to etc.
【0057】更に、上記実施形態では、図11で示した
ようなリラクタンス型電動機に対して本発明を適用した
場合について述べたが、上記構造のリラクタンス型電動
機に限らず、あらゆるリラクタンス型電動機(但し多相
片波通電)に適用することができる。Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the reluctance type electric motor as shown in FIG. 11 has been described. It can be applied to multi-phase single-wave conduction.
【図1】 通電制御回路内のマイクロコンピュータにて
実行される、リラクタンス型電動機の通電制御処理を示
すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a reluctance type motor energization control process executed by a microcomputer in an energization control circuit.
【図2】 第1実施形態の各マップを示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing each map of the first embodiment.
【図3】 第1実施形態の、MAP3選択時の通電パタ
ーンと実電流、及び発生トルクを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an energization pattern, an actual current, and a generated torque when MAP3 is selected according to the first embodiment.
【図4】 リラクタンス型電動機の駆動装置の概略構成
を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a drive device for a reluctance motor.
【図5】 第2実施形態の各マップを示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing each map of the second embodiment.
【図6】 第2実施形態の、MAP3選択時の通電パタ
ーン及び実電流を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an energization pattern and an actual current when MAP3 is selected according to the second embodiment.
【図7】 第3実施形態の各マップを示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing each map of the third embodiment.
【図8】 第3実施形態の、MAP3選択時の通電パタ
ーン及び実電流を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an energization pattern and an actual current when MAP3 is selected according to the third embodiment.
【図9】 第4実施形態の各マップを示す説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory diagram showing each map of the fourth embodiment.
【図10】 台形波を滑らかに変化させることにより振
動が低減することを説明する説明図であり、(a)は通
電パターンが台形波の場合の説明図、(b)はその台形
波の変化を滑らかにした場合の説明図である。FIGS. 10A and 10B are explanatory diagrams for explaining that vibration is reduced by smoothly changing a trapezoidal wave. FIG. 10A is an explanatory diagram when a conduction pattern is a trapezoidal wave, and FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram in the case where is smoothed.
【図11】 リラクタンス型電動機の概略構造を示す軸
方向正面図である。FIG. 11 is an axial front view showing a schematic structure of a reluctance electric motor.
【図12】 インダクタンス特性を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing inductance characteristics.
【図13】 各相のインダクタンス特性、通電電流、及
び発生トルクを示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing inductance characteristics, a conduction current, and a generated torque of each phase.
1…リラクタンス型電動機、2…ステータ、2a、2
b、2c…ステータ突極、2b…ステータ突極、2c…
ステータ突極、3…ロータ、4,5,6…コイル、7…
回転軸、8…駆動装置、9,10…スイッチング素子、
11,12…ダイオード、13…電流センサ、14…通
電制御回路、15…バッテリDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reluctance type electric motor, 2 ... Stator, 2a, 2
b, 2c ... salient stator poles, 2b ... salient stator poles, 2c ...
Stator salient pole, 3 ... rotor, 4, 5, 6 ... coil, 7 ...
Rotating shaft, 8 ... drive device, 9, 10 ... switching element,
11, 12: diode, 13: current sensor, 14: energization control circuit, 15: battery
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 牧田 真治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 ▲高▼部 義之 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ株式会 社内 Fターム(参考) 5H550 CC01 DD04 GG05 JJ03 JJ17 KK06 KK08 LL09 LL22 LL32 5H560 BB04 DC03 DC12 EB01 EC02 EC04 EC09 GG04 RR01 SS01 TT12 UA10 XA02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hideharu Yoshida 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Inside Denso Corporation (72) Inventor Shinji Makita 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Denso Corporation (72) Inventor ▲ Taka ▼ Department Yoshiyuki 390 Umeda, Kosai-shi, Shizuoka Prefecture Asmo Co., Ltd.In-house F-term (Reference) UA10 XA02
Claims (5)
固定子と、該固定子の磁極突起に対向して配設されしか
も該固定子の磁極突起と異なる数の磁極突起を外周部に
有する回転子と、を備えた多相片波通電のリラクタンス
型電動機において、前記各相巻線への電気角に対する通
電パターンが台形波となるように、且つ、連続する各相
の前記通電パターンが電気角の変化に対して相互に重複
するように、予め定められた相順で前記各相巻線への通
電を行う通電制御手段を備えた駆動装置であって、 前記通電制御手段は、前記回転子の回転速度が高速にな
るほど、前記台形波の立ち上がり及び立ち下がりの傾斜
角度が大きくなるように、前記通電パターンを変化させ
ることを特徴とするリラクタンス型電動機の駆動装置。1. A stator having a phase winding wound around a plurality of magnetic pole projections, and a plurality of magnetic pole projections arranged opposite to the magnetic pole projections of the stator. A multi-phase, single-wave energizing reluctance motor having a rotating section, wherein the energizing pattern with respect to the electrical angle to each phase winding is a trapezoidal wave, and the energizing pattern of each continuous phase is Is a drive device including energization control means for energizing each of the phase windings in a predetermined phase order so that they overlap with each other with respect to changes in the electrical angle, wherein the energization control means includes: A drive device for a reluctance electric motor, wherein the energization pattern is changed such that the higher the rotation speed of the rotor, the larger the inclination angle of the rise and fall of the trapezoidal wave.
転子の高速回転時には、前記固定子の磁極突起に前記回
転子の磁極突起が対向し始める前から、当該固定子の磁
極突起に巻回された相巻線への通電が開始されるように
構成されていることを特徴とする請求項1記載のリラク
タンス型電動機の駆動装置。2. The energization pattern is wound around the magnetic pole projections of the stator before the magnetic pole projections of the rotor start to face the magnetic pole projections of the stator at least when the rotor rotates at high speed. The drive device for a reluctance type electric motor according to claim 1, wherein the current supply to the phase winding is started.
極突起が対向し始める前から当該固定子の磁極突起に巻
回された相巻線への通電が開始されるように前記通電パ
ターンが構成されている場合において、 前記通電パターンは更に、前記回転速度が高速になるほ
ど、前記両磁極突起が対向し始めるタイミングを基準と
する通電開始タイミングの進角量が大きくなるように構
成されていることを特徴とする請求項2記載のリラクタ
ンス型電動機の駆動装置。3. The energization pattern so that energization to a phase winding wound around the magnetic pole projections of the stator is started before the magnetic pole projections of the rotor start to oppose the magnetic pole projections of the stator. In the configuration, the energization pattern is further configured such that, as the rotation speed increases, the amount of advance of the energization start timing based on the timing at which the magnetic pole projections start to oppose increases. The driving apparatus for a reluctance type electric motor according to claim 2, wherein:
タイミングの進角量以下で、通電終了タイミングも進角
させるように構成されていることを特徴とする請求項3
記載のリラクタンス型電動機の駆動装置。4. The power supply pattern according to claim 3, wherein the power supply end timing is advanced when the power supply start timing is equal to or less than an advance amount of the power supply start timing.
A drive device for the reluctance motor described.
上がり時及び立ち下がり時の波形変化が連続的となるよ
うに構成されていることを特徴とする請求項1〜4いず
れかに記載のリラクタンス型電動機の駆動装置。5. The reluctance according to claim 1, wherein the energization pattern is configured such that waveform changes at the time of rising and falling of the trapezoidal wave are continuous. Device for type electric motor.
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- 2001-02-02 JP JP2001027181A patent/JP2002233184A/en active Pending
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