JPH0471386A - 同期電動機の製御装置 - Google Patents
同期電動機の製御装置Info
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- JPH0471386A JPH0471386A JP2180774A JP18077490A JPH0471386A JP H0471386 A JPH0471386 A JP H0471386A JP 2180774 A JP2180774 A JP 2180774A JP 18077490 A JP18077490 A JP 18077490A JP H0471386 A JPH0471386 A JP H0471386A
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- section
- rectangular
- synchronous motor
- pulse
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements 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
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/03—Synchronous motors with brushless excitation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電動機の制御装置に関し、特に低速から高速ま
で［ｉｌｊ転の安定した振動の少ない制御を行うに好適
な同期電動機の制御装置に関する。
で［ｉｌｊ転の安定した振動の少ない制御を行うに好適
な同期電動機の制御装置に関する。
（従来の技術）
従来の同ｌｌＪ電動機の制御方法について第１図を用い
て説明する。先ずＰの位置にロータの磁極の一端（回転
方向の逆の端部）がある場合にステータの磁極が励磁さ
れるとロータは矢印方向に移動し位１ｉ１Ｑから位置Ｒ
に達するが、位置Ｒにおいてしステータが励磁され続け
るためロータには逆に制動力が＠さｔ−夕の回転の円滑
化を防げる。
て説明する。先ずＰの位置にロータの磁極の一端（回転
方向の逆の端部）がある場合にステータの磁極が励磁さ
れるとロータは矢印方向に移動し位１ｉ１Ｑから位置Ｒ
に達するが、位置Ｒにおいてしステータが励磁され続け
るためロータには逆に制動力が＠さｔ−夕の回転の円滑
化を防げる。
即ち、ステータへの励磁電流波形は第２図０）に示づ様
にロータが位置Ｐから位置Ｒに達した後も暫く、出力さ
れ続け、従って低速になる程励磁期間が長くなり大きい
電流が流れるため、消費電力が大きくなると共に電動機
の回転も円滑でなく振動が発生し易い。
にロータが位置Ｐから位置Ｒに達した後も暫く、出力さ
れ続け、従って低速になる程励磁期間が長くなり大きい
電流が流れるため、消費電力が大きくなると共に電動機
の回転も円滑でなく振動が発生し易い。
そこで、本願出願人は、ステータへの励磁電流を、ロー
タの磁極の一端が位＠ＰからＱに達するまでの間の出力
波形部ａ、位置ＱからＲに達するまでの間の出力波形部
ｂ１位置Ｒから消滅するまでの出力波形部Ｃに分りた場
合、０部での出力波形はモータへの制り〕力どなるため
これをナクシ、ｂ部はａ部での駆動力によるロータの慣
性を利用づ゛れば不要であるとしてこれもなくし、第２
図（０に示Ｊ様にａ部での出力波形のみをステータに印
加するいわゆる電流セーブ法を提案した。
タの磁極の一端が位＠ＰからＱに達するまでの間の出力
波形部ａ、位置ＱからＲに達するまでの間の出力波形部
ｂ１位置Ｒから消滅するまでの出力波形部Ｃに分りた場
合、０部での出力波形はモータへの制り〕力どなるため
これをナクシ、ｂ部はａ部での駆動力によるロータの慣
性を利用づ゛れば不要であるとしてこれもなくし、第２
図（０に示Ｊ様にａ部での出力波形のみをステータに印
加するいわゆる電流セーブ法を提案した。
この場合、モータの回転数が上昇して位ｔｉ１． Ｐか
らＱに達する迄の時間が短くなれば出力波形すの期間も
短くなり、それでも回転数が減少しない場合は出力を低
くして回転数を落とし、ま／、：負荷が大ぎくなれば出
力波形の出力肋間を長くし最大第２図の０迄長くする。
らＱに達する迄の時間が短くなれば出力波形すの期間も
短くなり、それでも回転数が減少しない場合は出力を低
くして回転数を落とし、ま／、：負荷が大ぎくなれば出
力波形の出力肋間を長くし最大第２図の０迄長くする。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、ロータの磁極として希土類等磁力の大きいも
のを使用したり、低速時の高１〜ルクを必要とするｌＣ
めに励磁電圧を高くしたりすると上記の電流セーブ法で
は負荷が小さいときや無負荷の場合にトルクリップルが
大きくなりモータの振動が大きくなり、また回転数が同
期回転数をはるかに越えた場合に同期回転範囲になるま
で励磁出力を零にして回転を落とすが、同期回転範囲に
達して出力の再投入時に振動しスムーズな回転が妨げら
れた。
のを使用したり、低速時の高１〜ルクを必要とするｌＣ
めに励磁電圧を高くしたりすると上記の電流セーブ法で
は負荷が小さいときや無負荷の場合にトルクリップルが
大きくなりモータの振動が大きくなり、また回転数が同
期回転数をはるかに越えた場合に同期回転範囲になるま
で励磁出力を零にして回転を落とすが、同期回転範囲に
達して出力の再投入時に振動しスムーズな回転が妨げら
れた。
本発明はこの様な問題点に鑑み、低速から高速まで回転
の安定した振動の少ない制御を行いうる電動機の制御装
置を提供することを目的とするものである。
の安定した振動の少ない制御を行いうる電動機の制御装
置を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するＩＣめの手段）
本発明は上記した問題点を解決するために、多相同期電
動機と、 多相矩形発振回路と、 上記多相向１１Ｊ電動機のロータのｍ極の位尼検出を行
う磁極位置検出手段と、 上記磁極位置検出手段による磁極位置の検出周期を算出
する手段と、 上記多相矩形発振回路により発生される多相矩形波の各
相について一周期毎に複数に分割して分割矩形パルスを
生成する手段と、 上記各相の分割矩形パルスを上記検出周期に応じて制御
して上記電動機のステータコイルに与える励ｖＡ電流制
御手段とを備えた点を特徴と慢−る。
動機と、 多相矩形発振回路と、 上記多相向１１Ｊ電動機のロータのｍ極の位尼検出を行
う磁極位置検出手段と、 上記磁極位置検出手段による磁極位置の検出周期を算出
する手段と、 上記多相矩形発振回路により発生される多相矩形波の各
相について一周期毎に複数に分割して分割矩形パルスを
生成する手段と、 上記各相の分割矩形パルスを上記検出周期に応じて制御
して上記電動機のステータコイルに与える励ｖＡ電流制
御手段とを備えた点を特徴と慢−る。
（作用）
本発明においては、ステータへの多相矩形波の各相につ
いて一周期毎に複数に分割して分割矩形パルスを生成し
、該分割矩形パルスの電圧伯又はパルス幅をロータの実
際の回転速度Ｎと同期速度ＮＳとの偏差に応じて制御す
るもので、即ちＮ＞ＮＳの場合には各相の分割矩形パル
スのそれぞれの電圧値又はパルス幅を減少するものであ
る。
いて一周期毎に複数に分割して分割矩形パルスを生成し
、該分割矩形パルスの電圧伯又はパルス幅をロータの実
際の回転速度Ｎと同期速度ＮＳとの偏差に応じて制御す
るもので、即ちＮ＞ＮＳの場合には各相の分割矩形パル
スのそれぞれの電圧値又はパルス幅を減少するものであ
る。
好ましくは、各相の各分割矩形パルスによる回転位相角
に対応する位相角だけロータが回転に要する時間をそれ
ぞれ計数し、該計数された時間に応じて対応する相の対
応でる分割矩形パルスを制御する。
に対応する位相角だけロータが回転に要する時間をそれ
ぞれ計数し、該計数された時間に応じて対応する相の対
応でる分割矩形パルスを制御する。
従って、起動時にはブラシレス七−夕の起動特性によっ
て起動され、同期速度に達したときに自動的に同期運転
に切換えられて運転されるので、負荷変動等に対しても
安定した駆動運動を行い得るものである。
て起動され、同期速度に達したときに自動的に同期運転
に切換えられて運転されるので、負荷変動等に対しても
安定した駆動運動を行い得るものである。
（実施例）
第３図は本発明による同期電動機の制御（１装置の典型
例のブロック図であり、第４図は第３図の各部における
信号波形を示すタイミングチャートである。
例のブロック図であり、第４図は第３図の各部における
信号波形を示すタイミングチャートである。
第３図において、６は多相間１１１ｊ電動機で本実施例
−Ｃは三相ｒｌｊ１期電動機とするが本発明はこれに限
定されず２相、４相等の同期電動機にも適用しうる。２
は高周波発振回路であり、発振周波数が例えば４ Ｍ
ＨｚのクロックＣＬを発生し、発振出力（第４図（ハ）
）は三相矩形波発生回路４に入力される。三相矩形波発
生回路４にはその出力設定周波数ｆが次式に基づき予め
設定されて人力される。
−Ｃは三相ｒｌｊ１期電動機とするが本発明はこれに限
定されず２相、４相等の同期電動機にも適用しうる。２
は高周波発振回路であり、発振周波数が例えば４ Ｍ
ＨｚのクロックＣＬを発生し、発振出力（第４図（ハ）
）は三相矩形波発生回路４に入力される。三相矩形波発
生回路４にはその出力設定周波数ｆが次式に基づき予め
設定されて人力される。
Ｎ、＝（１２０−ｆ／Ｐ） （１−８）Ｎ８：電動
機の同期回転数（ｒｐｍ） 、ｆ ：周波数（ｔｌｚ）
、Ｐ：極数、Ｓ二すべり 従って、回路４はクロックＣＬを分周して第４図（Ｂ）
に示す様な周波数ｆの三相矩形波を発生する。
機の同期回転数（ｒｐｍ） 、ｆ ：周波数（ｔｌｚ）
、Ｐ：極数、Ｓ二すべり 従って、回路４はクロックＣＬを分周して第４図（Ｂ）
に示す様な周波数ｆの三相矩形波を発生する。
電動機６のロータの周辺にはロータの磁極位置検出器８
、例えばホールセンサが設（プられている。
、例えばホールセンサが設（プられている。
ホールセンサの数は例えば３］でありロータの周辺に３
０度毎に設けられる。図ではホールセンサ８は１０のみ
示しである。各ホールセン４ノ８の出力信号はホール信
号発生回路１０に与えられ第４図（Ｑ又は第４図（ロ）
に示す三相矩形波であるボール矩形信号（三相矩形波発
生回路４の出力矩形波に対応する）が出力されカウンタ
部１２に出力される。カウンタ部１２は後述り゛る様に
各ホール矩形信号の立上り、立下り間のクロックＣ［の
カウント数ｍａ−ｍｃを計数し比較部１４に与え、比較
部１４は各相のホール矩形信号に対Ｊ−るカウント数ｍ
ａ〜ｍｃを所定の設定値ｎと比較し、比較結果を示１信
号１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗを出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗ
に与える。各出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗはそれぞれ対応
する相の三相矩形波を三つのブロックに分割して各１０
ツクを該対応する比較結果に基づき制御して駆動信号（
第４図（０）としてステータの対応する励磁コイル３０
Ｕ〜３０Ｗに与える。
０度毎に設けられる。図ではホールセンサ８は１０のみ
示しである。各ホールセン４ノ８の出力信号はホール信
号発生回路１０に与えられ第４図（Ｑ又は第４図（ロ）
に示す三相矩形波であるボール矩形信号（三相矩形波発
生回路４の出力矩形波に対応する）が出力されカウンタ
部１２に出力される。カウンタ部１２は後述り゛る様に
各ホール矩形信号の立上り、立下り間のクロックＣ［の
カウント数ｍａ−ｍｃを計数し比較部１４に与え、比較
部１４は各相のホール矩形信号に対Ｊ−るカウント数ｍ
ａ〜ｍｃを所定の設定値ｎと比較し、比較結果を示１信
号１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗを出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗ
に与える。各出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗはそれぞれ対応
する相の三相矩形波を三つのブロックに分割して各１０
ツクを該対応する比較結果に基づき制御して駆動信号（
第４図（０）としてステータの対応する励磁コイル３０
Ｕ〜３０Ｗに与える。
ここでカウンタ部１２、比較部１４、出力制御部１６Ｕ
〜１６Ｗ１区間判定部１８は励磁信号発生ニ１ニット２
０を構成し、以下その動作について説明する。カウンタ
部１２はＵ相、■相、Ｗ相のホール矩形信号をそれぞれ
扱うカウンタ回路１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗを有し、それ
ぞれカウンタ回路１２Ｕは対応するホール矩形信号をΔ
′１３’、Ｃ’の３つに分割した場合（第４図（０のａ
））の各部の時間を計数覆るものである。ホール矩形信
号のＵ相について、先ずホール矩形信号（第４図（Ｃ）
）のＵ相の立上りＵｕに応谷して計数値Ｏにリセット
されその後クロックＯＬを計数開始しＷ相の立下りＷｄ
まで計数しその計数値ｍａをＡ′部の時間として比較回
路１４に出力する。
〜１６Ｗ１区間判定部１８は励磁信号発生ニ１ニット２
０を構成し、以下その動作について説明する。カウンタ
部１２はＵ相、■相、Ｗ相のホール矩形信号をそれぞれ
扱うカウンタ回路１２Ｕ、１２Ｖ、１２Ｗを有し、それ
ぞれカウンタ回路１２Ｕは対応するホール矩形信号をΔ
′１３’、Ｃ’の３つに分割した場合（第４図（０のａ
））の各部の時間を計数覆るものである。ホール矩形信
号のＵ相について、先ずホール矩形信号（第４図（Ｃ）
）のＵ相の立上りＵｕに応谷して計数値Ｏにリセット
されその後クロックＯＬを計数開始しＷ相の立下りＷｄ
まで計数しその計数値ｍａをＡ′部の時間として比較回
路１４に出力する。
カウンタ回路１２Ｕは同時にＷ引立下りＷｄでリセット
されＶ相の立上りＶｕまでクロックＣＬを計数しそのｎ
１数値ｍｂをＢ′部の時間として出力し、同様にしてＶ
相の立上りＶｕからＵ相の立下りＵｄまでのクロックＯ
Ｌを計数しその５１数値ｍｃを０１部の時間として出力
づる。カウンタ回路１２Ｕは以Ｆ同様にして順次計数１
ｉＦ４ ｍ ａ −ｍ ｃを出力する。カウンタ回路１
２Ｖ、１２Ｗは同様にして■相、Ｗ相について各部の時
間ｍａ−ｍｃをｈ１数して出力する。
されＶ相の立上りＶｕまでクロックＣＬを計数しそのｎ
１数値ｍｂをＢ′部の時間として出力し、同様にしてＶ
相の立上りＶｕからＵ相の立下りＵｄまでのクロックＯ
Ｌを計数しその５１数値ｍｃを０１部の時間として出力
づる。カウンタ回路１２Ｕは以Ｆ同様にして順次計数１
ｉＦ４ ｍ ａ −ｍ ｃを出力する。カウンタ回路１
２Ｖ、１２Ｗは同様にして■相、Ｗ相について各部の時
間ｍａ−ｍｃをｈ１数して出力する。
比較部１４においての設定値ｎは、三相矩形波発生回路
４の出力矩形波く第４図０）の３分割した部分ａ、ｂ、
ｃのいずれか１つの時間を／Ｒす値で、例えばＵ相の立
上りｊＪｕをＷ相の立下りＷｄ間のクロックＣＬの８１
数値である。比較部１４は比較回路１４Ｕ、１４Ｖ、１
４Ｗを有し、それぞれカウンタ回路１２Ｕ、１２Ｖ、１
２Ｗからの計数１ｍｍａ、ｍｂ、ｍｃをそれぞれ設定ｉ
ｎと比較し比較結果をそれぞれ信号１４Ｕ（Ｕ相の比
較結果）、１４Ｖ（Ｖ相の比較結果）、１４Ｗ（Ｗ相の
比較結果）として出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗに与える１
、 各出力制御部１６（ｊ〜１６Ｗは第５図に示す様に３分
割信号発生回路と出力制御回路を有し、第５図には出力
制御部１６Ｕの構成のみ承Ｊ”が、他の出ノ」制御部１
６Ｖ、１６Ｗの構成も同一である。
４の出力矩形波く第４図０）の３分割した部分ａ、ｂ、
ｃのいずれか１つの時間を／Ｒす値で、例えばＵ相の立
上りｊＪｕをＷ相の立下りＷｄ間のクロックＣＬの８１
数値である。比較部１４は比較回路１４Ｕ、１４Ｖ、１
４Ｗを有し、それぞれカウンタ回路１２Ｕ、１２Ｖ、１
２Ｗからの計数１ｍｍａ、ｍｂ、ｍｃをそれぞれ設定ｉ
ｎと比較し比較結果をそれぞれ信号１４Ｕ（Ｕ相の比
較結果）、１４Ｖ（Ｖ相の比較結果）、１４Ｗ（Ｗ相の
比較結果）として出力制御部１６Ｕ〜１６Ｗに与える１
、 各出力制御部１６（ｊ〜１６Ｗは第５図に示す様に３分
割信号発生回路と出力制御回路を有し、第５図には出力
制御部１６Ｕの構成のみ承Ｊ”が、他の出ノ」制御部１
６Ｖ、１６Ｗの構成も同一である。
第５図において、３分割信号発生回路１６Ｕ−１は、三
相矩形波発生回路４の出力Ｕ相（第４図の）のａ））の
立上りｔＪｕ後、Ｗ相の立ＦすＷｄまでの期間△（第４
図０のａ））の直前に終了する第１の矩形パルスｔＪＡ
、立ＦすＷｄからＶ相の立上りＶｕまでの期間Ｂの直前
に終了する第２の矩形パルスｔＪＢ、立上りＶｕからＵ
相の立下りＵｄまでの期間Ｃの直前に終了する第３の矩
形パルスＬＩＣを発生づる。こうして発生された矩形パ
ルスＵＡ〜ＵＣは順次出力制御回路１６ ＬＪ−２に与
えられる。出力制御回路１６ｔＪ−２の動作を第６図の
フロチャートを用いて説明りる。
相矩形波発生回路４の出力Ｕ相（第４図の）のａ））の
立上りｔＪｕ後、Ｗ相の立ＦすＷｄまでの期間△（第４
図０のａ））の直前に終了する第１の矩形パルスｔＪＡ
、立ＦすＷｄからＶ相の立上りＶｕまでの期間Ｂの直前
に終了する第２の矩形パルスｔＪＢ、立上りＶｕからＵ
相の立下りＵｄまでの期間Ｃの直前に終了する第３の矩
形パルスＬＩＣを発生づる。こうして発生された矩形パ
ルスＵＡ〜ＵＣは順次出力制御回路１６ ＬＪ−２に与
えられる。出力制御回路１６ｔＪ−２の動作を第６図の
フロチャートを用いて説明りる。
先ずステップ６０では三相矩形波発生回路４から出力さ
れｔ＝ Ｕ相（第４図（ロ）の８））がＡ−Ｅのどの区
間に存在するかを区間判定部１８の出力より検知する。
れｔ＝ Ｕ相（第４図（ロ）の８））がＡ−Ｅのどの区
間に存在するかを区間判定部１８の出力より検知する。
区間判定部１８はＵ相、■相、Ｗ相の信号レベルに従っ
て第７図に示す様にＵ相の間を判定する。即ち、ＬＪ、
Ｖ、Ｗ相の信号レベルがそれぞれ例えば１ （ｌｌｉｇ
ｈ） 、Ｏ（Ｌｏｗ ） 、１ （ｌｌｉｏｈ）であれ
ばＵ相の区間はＡであり３分割信号発生回路１６Ｕ−１
の出力矩形パルスはＬＩＡであると判定される。Ｕ、Ｖ
、Ｗ相の信号レベルが（１，０１０）、（１，１、Ｏ）
であれば区間Ｂ、Ｃと判定され、（０，１、Ｏ）、（０
，１，１）、（０゜０１１）であれば区間Ｄ１ト、１：
と判定される。
て第７図に示す様にＵ相の間を判定する。即ち、ＬＪ、
Ｖ、Ｗ相の信号レベルがそれぞれ例えば１ （ｌｌｉｇ
ｈ） 、Ｏ（Ｌｏｗ ） 、１ （ｌｌｉｏｈ）であれ
ばＵ相の区間はＡであり３分割信号発生回路１６Ｕ−１
の出力矩形パルスはＬＩＡであると判定される。Ｕ、Ｖ
、Ｗ相の信号レベルが（１，０１０）、（１，１、Ｏ）
であれば区間Ｂ、Ｃと判定され、（０，１、Ｏ）、（０
，１，１）、（０゜０１１）であれば区間Ｄ１ト、１：
と判定される。
同様にして■相、Ｗ相につい【ら判定が行われ判定結果
は出力制御回路１６１Ｊ−２，１６Ｖ−，２゜１６Ｗ−
２に与えられる。従って、先ずステップ６０でＵ相の区
間が八であると検知されると比較回路１４Ｕの計数値ｍ
ａに対する比較結果がｎ＞ｍａかどうかチエツクしくス
テップ６２）、ｎ≦ｍａ（回転数Ｎが同期速度ＮＳ以下
）（第４図０）ｌ ）であればステップ７０に進み３分
割信号発生回路からの矩形パルスＵＡはそのままステー
タコイル３０ｔＪに出力される。一方、ｎ＞ｍａ（ｎ＞
Ｎｓ）であればステップ６４に進み矩形パルスＵ△の出
力電圧を所定値だけ低くして出力する１、尚、電圧を低
くする代りに矩形パルスＬＪ Ａの持続時間Ｔ。（パル
ス中）を所定値だけ短く、即ち、立下り時点を早めても
良い（第４図（Ｆ） ）。次に、矩形パルスの立上り時
刻ｔ１からの経過時間ｔが所定時間Ｔ。（３分割矩形信
号ＵＡ等のパルス１」）に達したかどうかチエツクしく
ステップ６６）、達していなければステップ６４に戻り
、達するとステップ７０に進みカウンタ１２Ｌｌをクリ
アする。経過時間１が区間への時間−「１に達するとカ
ウンタ１２ｔＪをセットしくステップ７２）、再びクロ
ックＣＬを計数させる。この様にして矩形パルスＵＡの
出力電圧（又は持続時間）をカウント値ｍａに応じて制
御する。尚、経過時間ｔはクロックＣＬを計数すること
により測定して良い。
は出力制御回路１６１Ｊ−２，１６Ｖ−，２゜１６Ｗ−
２に与えられる。従って、先ずステップ６０でＵ相の区
間が八であると検知されると比較回路１４Ｕの計数値ｍ
ａに対する比較結果がｎ＞ｍａかどうかチエツクしくス
テップ６２）、ｎ≦ｍａ（回転数Ｎが同期速度ＮＳ以下
）（第４図０）ｌ ）であればステップ７０に進み３分
割信号発生回路からの矩形パルスＵＡはそのままステー
タコイル３０ｔＪに出力される。一方、ｎ＞ｍａ（ｎ＞
Ｎｓ）であればステップ６４に進み矩形パルスＵ△の出
力電圧を所定値だけ低くして出力する１、尚、電圧を低
くする代りに矩形パルスＬＪ Ａの持続時間Ｔ。（パル
ス中）を所定値だけ短く、即ち、立下り時点を早めても
良い（第４図（Ｆ） ）。次に、矩形パルスの立上り時
刻ｔ１からの経過時間ｔが所定時間Ｔ。（３分割矩形信
号ＵＡ等のパルス１」）に達したかどうかチエツクしく
ステップ６６）、達していなければステップ６４に戻り
、達するとステップ７０に進みカウンタ１２Ｌｌをクリ
アする。経過時間１が区間への時間−「１に達するとカ
ウンタ１２ｔＪをセットしくステップ７２）、再びクロ
ックＣＬを計数させる。この様にして矩形パルスＵＡの
出力電圧（又は持続時間）をカウント値ｍａに応じて制
御する。尚、経過時間ｔはクロックＣＬを計数すること
により測定して良い。
次に、三相矩形波のＵ相の区間Ｂを検知すると（ステッ
プ７４）、矩形パルスＵＢを比較回路１４Ｕの計数値ｍ
ｂに対する比較結果に基づきステップ６２〜７２と同様
の方法で制御する（ステップ７６）。Ｕ相の矩形パルス
ＵＣについても同様に制御する（ステップ７８．８０）
。Ｕ相の三相矩形波の区間り、Ｅ、Ｆについては矩形パ
ルスは出力されない。
プ７４）、矩形パルスＵＢを比較回路１４Ｕの計数値ｍ
ｂに対する比較結果に基づきステップ６２〜７２と同様
の方法で制御する（ステップ７６）。Ｕ相の矩形パルス
ＵＣについても同様に制御する（ステップ７８．８０）
。Ｕ相の三相矩形波の区間り、Ｅ、Ｆについては矩形パ
ルスは出力されない。
従って、次のり相の三相矩形波の矩形パルス０Ａが到来
すると再びステップ６０から実行される。
すると再びステップ６０から実行される。
同様の制御が■相、Ｗ相に対しても出力制御部１６Ｖ、
１６Ｗにより行われる。
１６Ｗにより行われる。
従ッテ、Ｎ１）Ｉ［ＦＩはｎ（ｍａ、ｍｂ、ｍＣＴ”あ
るため３分割矩形パルスｔＪＡ、ＵＢ、ＵＣはそのまま
出力され、同期速度に達するまで出力制御回路１６ｕ−
２，１６Ｖ−２，１６Ｗ−２はそ（７Ｌ＄：ま矩形パル
スを出力する。同期速度に達した後、負荷の変動等によ
りＮ＞Ｎｓとなると矩形パルスは出力電圧を低く（又は
パルス中を短く）制御される。従って、起動時から同期
運転までステータへの励＠１へ号を切換える必要なく自
動的に負荷等の変動に対してら安定に電動機は制御され
る。
るため３分割矩形パルスｔＪＡ、ＵＢ、ＵＣはそのまま
出力され、同期速度に達するまで出力制御回路１６ｕ−
２，１６Ｖ−２，１６Ｗ−２はそ（７Ｌ＄：ま矩形パル
スを出力する。同期速度に達した後、負荷の変動等によ
りＮ＞Ｎｓとなると矩形パルスは出力電圧を低く（又は
パルス中を短く）制御される。従って、起動時から同期
運転までステータへの励＠１へ号を切換える必要なく自
動的に負荷等の変動に対してら安定に電動機は制御され
る。
本実施例では上記の様に三相矩形波を３つの矩形パルス
に分割して、それぞれの矩形パルスについて比較結果に
基づきυ制御しているため制御の分解能を高められると
共に、第２図Ｏの１矩形パルスによる制御に比べてステ
ータへの励磁信号がより正弦波に近づくため回転が円滑
で振動を少なくでき、特に低速時において回転を滑らか
にできる。
に分割して、それぞれの矩形パルスについて比較結果に
基づきυ制御しているため制御の分解能を高められると
共に、第２図Ｏの１矩形パルスによる制御に比べてステ
ータへの励磁信号がより正弦波に近づくため回転が円滑
で振動を少なくでき、特に低速時において回転を滑らか
にできる。
３つの矩形パルスは大別Ｊ゛ると、区間Ａのパルスはモ
ータを回転させる作用、区間Ｂのパルスはロータをその
場に止める作用、区間Ｃのパルスはロータの回り過ぎを
抑える作用を有するもので、各区間のパルスを制御する
ことで回転を安定化できる。従って、従来に比べて回転
の安定性が向上すると共に高速側へ同期がはずれること
を防ぐことができる。
ータを回転させる作用、区間Ｂのパルスはロータをその
場に止める作用、区間Ｃのパルスはロータの回り過ぎを
抑える作用を有するもので、各区間のパルスを制御する
ことで回転を安定化できる。従って、従来に比べて回転
の安定性が向上すると共に高速側へ同期がはずれること
を防ぐことができる。
上記実施例では矩形パルスを電圧又はパルス巾制御した
が、第４図の０（へ）に承す様にＰ Ｗ Ｍ ｆｔ１ｌ
ｌ ＠を行いそれを励磁信号としてステータに与えるよ
うにしても良い。即ち、三相矩形波の各相と同−周ＷＡ
Ｔｓのパル７４１号を発生し、各相においてその各分割
部Ａ１１３、Ｃのデユーティ比を比較部１４からの対応
する比較結果に応じて制御すれば良い。
が、第４図の０（へ）に承す様にＰ Ｗ Ｍ ｆｔ１ｌ
ｌ ＠を行いそれを励磁信号としてステータに与えるよ
うにしても良い。即ち、三相矩形波の各相と同−周ＷＡ
Ｔｓのパル７４１号を発生し、各相においてその各分割
部Ａ１１３、Ｃのデユーティ比を比較部１４からの対応
する比較結果に応じて制御すれば良い。
好ましくはＰＷＭの値は１〕制御により算出し、同期状
態の各分割部へ、Ｂ、Ｃのデユーデイ比は電流セーブの
ため５０％（第４図００）以上である。
態の各分割部へ、Ｂ、Ｃのデユーデイ比は電流セーブの
ため５０％（第４図００）以上である。
これにより同期回転数からはずれる事く特に高速側）が
極力減少され、同期運転への再突入時に生ずる振動も緩
和される。
極力減少され、同期運転への再突入時に生ずる振動も緩
和される。
上記実施例ではカウンタ部１２において３つのカウンタ
回路を用いたが１つ又は２つのカウンタ回路で同一機能
を東！こす様にしてｂ良い。
回路を用いたが１つ又は２つのカウンタ回路で同一機能
を東！こす様にしてｂ良い。
上記実施例では各相についてｍａ、ｍｂ、ｍｃを検出し
て対応する相の矩形パルスを制御したが、少なくとも一
相について計数値を検出してその検出値ｍａ−ｍｃを金
相の矩形パルスの制御に使用するようにしても良い。
て対応する相の矩形パルスを制御したが、少なくとも一
相について計数値を検出してその検出値ｍａ−ｍｃを金
相の矩形パルスの制御に使用するようにしても良い。
また、計数値ｍａ、ｍｂ、ｍｃとしてボール矩形信号の
三分割区間Δ′、Ｂ′、Ｃ′の時間を計数したが、ホー
ル矩形信号の周期を計測してそれに応じて三分割矩形パ
ルスを制御しても良い。
三分割区間Δ′、Ｂ′、Ｃ′の時間を計数したが、ホー
ル矩形信号の周期を計測してそれに応じて三分割矩形パ
ルスを制御しても良い。
上記実施例では、一つの矩形波を３分割したが、２以上
の整数に分割するようにしても良い。また、３分割され
た矩形パルスＵＡ、ＩＪＢ、ＵＣをそれぞれ対応する計
数（ｉｔｌｍａ、ｍｂ、ｍｃに従って制御したが計数値
ｍａ、ｍｂ、ｍｅのいずれか１つで制御しても良い。
の整数に分割するようにしても良い。また、３分割され
た矩形パルスＵＡ、ＩＪＢ、ＵＣをそれぞれ対応する計
数（ｉｔｌｍａ、ｍｂ、ｍｃに従って制御したが計数値
ｍａ、ｍｂ、ｍｅのいずれか１つで制御しても良い。
まに１発明は整流子モータ又はブラシレス干−タのいず
れにも適用でき、三相に限らず他の相数の同期電動機に
も適用しうる。
れにも適用でき、三相に限らず他の相数の同期電動機に
も適用しうる。
史に、第３図、第５図に小す回路構成は一例であり、同
様の機能を右する変形回路構成を用いて良い。
様の機能を右する変形回路構成を用いて良い。
第１図は従来の同期電動機の動作原理を説明する図、第
２図は同期電動機のステータへの励磁電流波形を示す図
、第３図は本発明による電動機の制御装置の異変例の構
成図、第４図は第３図におりる各部の信号形図、第５図
は第３図の出力制御部の一例の構成図、第６図は第３図
の出力制御部の動作を説明する７０ヂヤートを示す図、
第７図は第３図の区間判定部の動作を説明するための図
である。 符号の説明 ４：三相矩形波発生回路、６：同期電動機、８：磁極位
置検出器、１０：ホール信号発生回路、１２：カウンタ
部、１４：比較部、１６（１〜１６ｗ：出力制御部、１
８：区間判定部、２０：励磁信号発生ユニット。
２図は同期電動機のステータへの励磁電流波形を示す図
、第３図は本発明による電動機の制御装置の異変例の構
成図、第４図は第３図におりる各部の信号形図、第５図
は第３図の出力制御部の一例の構成図、第６図は第３図
の出力制御部の動作を説明する７０ヂヤートを示す図、
第７図は第３図の区間判定部の動作を説明するための図
である。 符号の説明 ４：三相矩形波発生回路、６：同期電動機、８：磁極位
置検出器、１０：ホール信号発生回路、１２：カウンタ
部、１４：比較部、１６（１〜１６ｗ：出力制御部、１
８：区間判定部、２０：励磁信号発生ユニット。
Claims (6)
- （１）多相同期電動機（６）と、 多相矩形発振回路（４）と、 上記多相同期電動機のロータの磁極の位置検出を行う磁
極位置検出手段（８）と、 上記磁極位置検出手段による磁極位置の検出周期を算出
する手段（１０、１２）と、 上記多相矩形発振回路により発生される多相矩形波の各
相について一周期毎に複数に分割して分割矩形パルスを
生成する手段（１６−１）と、上記各相の分割矩形パル
スを上記検出周期に応じて制御して上記電動機のステー
タコイルに与える励磁電流制御手段（１４、１６−２）
とを備えた同期電動機の制御装置。 - （２）請求項１において、上記励磁電流制御手段は、上
記検出周期を所定の周期と比較する手段（１４）と、比
較結果に従つて上記各相の分割矩形パルスを制御する制
御部（１６−２）とを有し、該制御部は、上記検出周期
が所定周期より短い時は上記各相の分割矩形パルスの実
効値を減少させることを特徴とする同期電動機の制御装
置。 - （３）請求項２において、上記制御部は上記検出周期が
所定周期より短い時は上記各相の分割矩形パルスの電圧
値を減少することを特徴とする同期電動機の制御装置。 - （４）請求項２において、上記制御部は上記検出周期が
所定周期より短い時は上記各相を分割矩形パルスのパル
ス幅を減少することを特徴とする同期電動機の制御装置
。 - （５）請求項１において、上記検出周期算出手段は上記
各相の各分割矩形パルスによる回転位相角に対応する位
相角だけロータが回転に要する時間をそれぞれ計数し、
上記励磁電流制御手段は該計数された時間に応じて対応
する相の対応する分割矩形パルスを制御することを特徴
とする同期電動機の制御装置。 - （６）請求項１において、上記分割矩形パルスはＰＷＭ
制御された信号であることを特徴とする同期電動機の制
御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180774A JPH0471386A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 同期電動機の製御装置 |
| US07/681,603 US5097192A (en) | 1990-07-09 | 1991-04-08 | Controller of a synchronous motor |
| DE4113250A DE4113250C2 (de) | 1990-07-09 | 1991-04-23 | Steuereinheit für einen Synchronmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2180774A JPH0471386A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 同期電動機の製御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0471386A true JPH0471386A (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16089096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2180774A Pending JPH0471386A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 同期電動機の製御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5097192A (ja) |
| JP (1) | JPH0471386A (ja) |
| DE (1) | DE4113250C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0548598U (ja) * | 1991-11-27 | 1993-06-25 | 日本電気株式会社 | 同期モータ駆動回路 |
| US5984437A (en) * | 1993-12-27 | 1999-11-16 | Fukuyama Gomu Kogyo Kabushiki Gaisha | Connecting link type rubber crawler |
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| CN102811016A (zh) * | 2011-06-04 | 2012-12-05 | 深圳市万禧节能科技有限公司 | 智能电机节电器 |
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1990
- 1990-07-09 JP JP2180774A patent/JPH0471386A/ja active Pending
-
1991
- 1991-04-08 US US07/681,603 patent/US5097192A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-23 DE DE4113250A patent/DE4113250C2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| DE4113250C2 (de) | 1995-06-08 |
| US5097192A (en) | 1992-03-17 |
| DE4113250A1 (de) | 1992-01-16 |
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