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JPS6123758B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6123758B2
JPS6123758B2 JP53141676A JP14167678A JPS6123758B2 JP S6123758 B2 JPS6123758 B2 JP S6123758B2 JP 53141676 A JP53141676 A JP 53141676A JP 14167678 A JP14167678 A JP 14167678A JP S6123758 B2 JPS6123758 B2 JP S6123758B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
motor
voltage
torque
phase
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP53141676A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5568894A (en
Inventor
Ryohei Uchida
Munehiko Mimura
Tatsuo Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14167678A priority Critical patent/JPS5568894A/en
Publication of JPS5568894A publication Critical patent/JPS5568894A/en
Publication of JPS6123758B2 publication Critical patent/JPS6123758B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は、トランジスタモータなどの自制式
同期モータのトルク脈動を軽減する電動機の制御
装置に関する。 永久磁石回転界磁形のオーデイオ用やビデオ用
のモータなどでは、トルクリツプルが発生して速
度変動を起すと音質や画質を低下させるので、そ
のリツプル軽減対策が必要となる。モータのトル
クは電機子電流と界磁磁束密度との積に比例する
形で定義される。モータ電機子電流の一定値制御
は比較的容易であるが、その場合ロータ位置の変
動に対し、界磁磁束密度は正弦的に変化するので
トルクをロータ位置にかかわらず一定とすること
はできない。 そこで、前記トルクリツプル軽減法の一例とし
て、前記界磁磁束密度あるいは相当する速度起電
力を検出帰還して、トルク一定とすべく電流値を
演算し、電流を制御する方法が提案されている。 しかしながら、前記界磁磁束密度を検出する手
段は、速度起電力検出巻線、磁束検出素子、ある
いは前記界磁磁束密度と等価な信号が得られて代
用可能な回転検出器等を必要とする。さらに、所
望電流を演算する電流演算器を必要とする。以
上、従来のものの制御装置においては、モータの
トルクリツプルを軽減するための何らかの演算手
段を要し構成が複雑であつた。 本発明は、モータの電機子巻線の切換を行うイ
ンバータの入力直流電圧を一定値に制御する様に
なすことにより構成が簡単なトルクリツプル軽減
法を提供するものである。 第1図aは、本発明のモータ基本構成を示して
いる。図において、1はモータ、2はインバー
タ、3は電圧制御器、4はインバータ通電制御器
である。 モータ1は、例えば永久磁石を界磁回転子とす
る回転界磁型で、固定子に多相交流巻線を有して
いる。インバータ2は、前記モータ1の相数に等
しい相数を持つブリツジ形インバータであり、イ
ンバータ通電制御器4により、構成トランジスタ
それぞれが回転子の位置に応じて開閉制御され
る。電圧制御器3は、入力信号として電圧基準信
号Vsを受けて、インバータへの入力直流電圧を
所望値に制御している。なお、前記交流巻線に鎖
交する界磁磁束はモータの回転と共にほぼ正弦波
的に変化するものとする。またインバータ2はモ
ータ1の各相交流巻線にそれぞれ所定の位相差を
持つ交流電圧を印加する。 次にこの発明の作用、効果を説明するにあたり
各巻線がスター結線された三相モータの場合を例
に説明する。構成を第1図bに示す。 今、インバータの直流入力電圧Vdcが一定の
時、インバータ直流入力電流idcは、インバータ
2の通電制御により選択される各相巻線の速度起
電力eu〜ew及び巻線抵抗RMに制限された電流と
なる。なお、インバータ直流入力電流idcは、イ
ンバータが選択している各相交流巻線電流に等し
いことは言うまでもない。 一方、各相交流巻線に鎖交する界磁磁束密度
は、前記各相速度起電力と同相である。また速度
起電力は速度に比例した値となり、界磁磁束密度
の波高値はBmであるとする。 前記各相巻線の個々のトルクは、τu,τv,
τwは、各相電流(iu〜iw)と各相界磁磁束密度
Bu,Bv,Bwとの積に比例する。モータ発生トル
クτm(τu〜τwの和)はインバータの120゜
通電制御で選択され給電している二相分の巻線が
発生している各トルクの和となる。そして、この
モータ発生トルクは、結果として等価的に各相の
鎖交磁束密度の和である磁束密度Bτと前記イン
バータ直流電流idcとの積で表わされる。なお第
1図bにおいて、3aはバツテリ、5は回転子の
位置検出器、8はインバータ入力電圧Vdcの検出
手段であつてこの出力Vfは設定信号Vsと異符号
加算され、トランジスタ6をアンプ7が制御する
結果、Vdc電圧が一定値に制御されているものと
する。第2図は、以上の経過を説明するための状
態変遷図である。 図において、1は各相速度起電力波形eu〜ew
2はインバータ直流入力電圧Vdcと各相起電力eu
〜ewがインバータの通電制御で整流された波形
edcを示し、3は前記2のインバータ直流入力電
圧Vdcと起電力整流波形edcとの差電圧が巻線抵
抗RMによつて制御されてリツプルを含む波形と
なる所のインバータ直流入力電流idcを示す。同
図4〜6は各相の界磁磁束密度Bu〜Bwと各相の
電流iu〜iwを示し、7は前記インバータ直流入力
電流idcと、インバータの通電制御により選択さ
れた巻線の各相界磁磁束密度Bu〜Bwの合成磁束
密度Bτで、8はモータ発生トルクτθをしめて
いる。 即ち、インバータ2の120゜通電制御により順
次給電される3相巻線の中のいずれか2相分の巻
線に発生するそれぞれの速度起電力を整流して得
られる第2図2に示す起電力整流波形edcをイン
バータ直流入力電圧Vdcから差し引いた電圧が通
電している2相分の巻線に印加されるので、これ
らの巻線への通電電流は各相巻線の巻線抵抗RM
(実際には2相分なので2RM)によつて限流され
る値となる。従つてインバータ直流入力電流idc
の波形は第2図2のVdcからedcを差し引いた形
状を示すものでありそれが第2図3であり、idc
のリツプル状態はedcのリツプル状態とは逆にな
る。 ここで、モータ発生トルクτθについて説明す
る。このインバータの入力直流電圧Vdcを一定値
に制御すると、第2図7,8よりπ6/6<θ<π/6
に おいてτθのリツプルが1周期分となり、磁束密
度Bτ、インバータ直流電流idc、はそれぞれ
(1),(2)式で表わされる。 Bτ=√3Bm cosθ (1) ただし、Bmは界磁磁束密度 ただし、enは各相巻線の速度起電力のそれぞれ
の波高値 従つて回転角θにおけるトルクτθは τθ=Kτ・Bτ・idc =Kv cosθ{1―K′v cosθ} (3) ただし Kτ:トルク定数 となる。 ところでθ=0のトルクτθ(0)、θ=±π/6 のトルクτθ(π/6)はそれぞれ τθ(0)=Kv(1―K′v) (6) となる。これらが等しい時のK′vの条件として K′v=4―2√3 が得られる。この時のインバータ直流入力電圧
Vdcは(5)式より となる。即ち、インバータの直流入力電圧Vdcは
直列接続された電機子巻線に誘起する電圧√3
emのほぼ2倍となる。 ところでこの(9)式を満足する時のインバータ直
流電流idc及び磁束密度Bτは第3図のようにな
る。磁束密度Bτはθ‐0で最大値√3Bmであ
り、θ=±π/6においてはその
The present invention relates to an electric motor control device that reduces torque pulsation in a self-limiting synchronous motor such as a transistor motor. In permanent magnet rotating field type audio and video motors, if torque ripple occurs and speed fluctuations occur, the sound quality and image quality will deteriorate, so it is necessary to take measures to reduce the ripple. Motor torque is defined as being proportional to the product of armature current and field magnetic flux density. Controlling the motor armature current to a constant value is relatively easy, but in this case, the field magnetic flux density changes sinusoidally with changes in the rotor position, so the torque cannot be made constant regardless of the rotor position. Therefore, as an example of the torque ripple reduction method, a method has been proposed in which the field magnetic flux density or the corresponding speed electromotive force is detected and fed back, and a current value is calculated to keep the torque constant, thereby controlling the current. However, the means for detecting the field magnetic flux density requires a speed electromotive force detection winding, a magnetic flux detection element, or a rotation detector that can obtain a signal equivalent to the field magnetic flux density and can be used as a substitute. Furthermore, a current calculator is required to calculate the desired current. As described above, the conventional control device requires some kind of calculation means to reduce the torque ripple of the motor and has a complicated configuration. The present invention provides a torque ripple reduction method with a simple configuration by controlling the input DC voltage of an inverter that switches the armature winding of a motor to a constant value. FIG. 1a shows the basic configuration of the motor of the present invention. In the figure, 1 is a motor, 2 is an inverter, 3 is a voltage controller, and 4 is an inverter energization controller. The motor 1 is, for example, a rotating field type in which a permanent magnet is used as a field rotor, and has a stator having multiphase AC windings. The inverter 2 is a bridge type inverter having a number of phases equal to the number of phases of the motor 1, and an inverter energization controller 4 controls opening and closing of each of the constituent transistors according to the position of the rotor. The voltage controller 3 receives the voltage reference signal Vs as an input signal and controls the input DC voltage to the inverter to a desired value. It is assumed that the field magnetic flux interlinking with the AC winding changes approximately sinusoidally as the motor rotates. Further, the inverter 2 applies an AC voltage having a predetermined phase difference to each phase AC winding of the motor 1. Next, to explain the operation and effects of the present invention, a three-phase motor in which each winding is star-connected will be described as an example. The configuration is shown in Figure 1b. Now, when the DC input voltage Vdc of the inverter is constant, the inverter DC input current idc is limited to the speed electromotive force eu~ew of each phase winding and the winding resistance R M selected by the energization control of the inverter 2. It becomes an electric current. It goes without saying that the inverter DC input current idc is equal to each phase AC winding current selected by the inverter. On the other hand, the field magnetic flux density interlinking with each phase AC winding is in phase with the velocity electromotive force of each phase. It is also assumed that the speed electromotive force has a value proportional to the speed, and the peak value of the field magnetic flux density is Bm. The individual torques of each phase winding are τu, τv,
τw is each phase current (iu ~ iw) and each phase field magnetic flux density
Proportional to the product of Bu, Bv, and Bw. The motor generated torque τm (the sum of τu to τw) is the sum of the torques generated by the two-phase windings that are selected and fed by the 120° energization control of the inverter. As a result, the motor generated torque is equivalently expressed as the product of the magnetic flux density Bτ, which is the sum of the interlinkage magnetic flux densities of each phase, and the inverter DC current idc. In FIG. 1b, 3a is a battery, 5 is a rotor position detector, 8 is a detection means for inverter input voltage Vdc, and this output Vf is added with a different sign to the setting signal Vs, and transistor 6 is added to amplifier 7. As a result of the control, it is assumed that the Vdc voltage is controlled to a constant value. FIG. 2 is a state transition diagram for explaining the above process. In the figure, 1 is the velocity electromotive force waveform of each phase eu~ew
2 is the inverter DC input voltage Vdc and each phase electromotive force eu
~Waveform where ew is rectified by inverter energization control
edc, and 3 is the inverter DC input current idc where the difference voltage between the inverter DC input voltage Vdc and the electromotive force rectified waveform edc in 2 is controlled by the winding resistance RM and becomes a waveform including ripples. show. 4 to 6 show the field magnetic flux density Bu to Bw of each phase and the current iu to iw of each phase, and 7 shows the inverter DC input current IDC and each phase of the winding selected by the inverter energization control. In the composite magnetic flux density Bτ of the field magnetic flux densities Bu to Bw, 8 represents the motor generated torque τθ. In other words, the electromotive force shown in FIG. Since the voltage obtained by subtracting the power rectified waveform e dc from the inverter DC input voltage V dc is applied to the windings for the two energized phases, the current flowing to these windings is determined by the winding resistance of each phase winding. R M
(Actually, since it is for two phases, the current is limited by 2R M ). Therefore, the inverter DC input current i dc
The waveform in FIG. 2 shows the shape obtained by subtracting e dc from V dc in FIG. 2, and it is shown in FIG.
The ripple state of is opposite to that of e dc . Here, the motor generated torque τθ will be explained. If the input DC voltage V dc of this inverter is controlled to a constant value, π6/6<θ<π/6 from Fig. 2 7 and 8.
, the ripple of τθ is one period, and the magnetic flux density Bτ and inverter DC current idc are respectively
It is expressed by equations (1) and (2). Bτ=√3Bm cosθ (1) However, Bm is the field magnetic flux density However, e n is the peak value of the speed electromotive force of each phase winding, so the torque τθ at the rotation angle θ is τθ = Kτ・Bτ・idc = Kv cosθ{1−K′v cosθ} (3) However, Kτ: Torque constant. By the way, the torque τθ(0) at θ=0 and the torque τθ(π/6) at θ=±π/6 are respectively τθ(0)=Kv(1−K′v) (6) becomes. When these are equal, K′v=4−2√3 is obtained as a condition for K′v. Inverter DC input voltage at this time
Vdc is from equation (5) becomes. That is, the DC input voltage Vdc of the inverter is the voltage √3 induced in the armature windings connected in series.
It is almost twice that of em. By the way, the inverter DC current idc and magnetic flux density Bτ when satisfying this equation (9) are as shown in FIG. The magnetic flux density Bτ is the maximum value √3Bm at θ-0, and its maximum value is √3Bm at θ=±π/6.

【式】倍となる。一 方、インバータ直流電流idcは直流電流I0と電流
増分△iとに分離して表現出来る。この電流増分
△iは回転角とともに変化し、θ=0で零、θ=
±π/6で最大値△1となる。 即ち、(2)式よりインバータ直流入力電流idc
−π/6≦θ≦π/6を一周期として繰り返される波形
変 化を示し、θ=0のときidcは最小の値をとる。
提言すればθ=0のときのidcの値は直流電流I0
を与えている。従つて、 一方、idcはθ=±π/6の時に最大の値を示すとこ ろから、最小値I0からの増分△1は次式で表わさ
れる。 また、インバータ直流入力電圧Vdcが各相巻線
に発生する速度起電力の波高値enとの関係にお
いて、(9)式を満足する場合において、トルクτθ
の最大値と最小値との差すなわちトルクリツプル
が−π/6≦θ≦π/6の範囲で最小になる。つまり(3
)式 に示したトルクτθはτθ(0)=τθ(±π/6) を満足する場合のKv′が与えられた時、即ち(8)式
のKv′=4―2√3の時にトルクリツプルが最小
になる。Kv′が4―2√3より大きくても小さく
てもトルクリツプルは増加する。Kv′=4―2√
3の時、トルクτθの最小値はτmin=τθ
(0)=τθ(±π/6)=Kv(2√3―3)であり、 大値τminはθ=arccos(1/2Kv′)≒21.1(度)
の 時であつて である。故に となりトルクリツプルは0.5%である。このトル
クτθを規格化して示したのが第3図4である。 ここでKv′とトルクτθとの関係について説明
を加えることにする。トルクτθは−π/6≦θ≦π/
6 を一周期として繰り返される形状変化を示すとと
もにθ=0に関して−π/6≦θ≦π/6においては左
右 対称の形状を呈することからO≦θ≦π/6に渡つて トルクτθの変化を見れば良い。この範囲でのト
ルクτθについて解析した結果をまとめると次の
ようになる。 特に このθ=±21.1(度)において2相分の巻線に
誘起する速度起動力の直列接続時のピーク値は√
3encos(±21.1゜)≒1.616enである。 一方、Kv′=4―2√3の場合、(5)式よりVdc
=√3en/Kv′≒3.232enであるから、巻線の抵
抗による電圧降下分は3.232en―1.616en=1.616en
となり、速度起電力のピーク値と等しくなつてい
る。 (2)式を書きかえると次式のようになる。 但し ここで 故に idc=Jo+△J(1―cosθ) =Jo{1+△J/Jo(1―cosθ)}=Jo{
1+ KJ(1―cosθ)} 従つて(3)式は次式として書ける。 τθ=Kτ・Bτ・idc=√3KτBm・cosθ・
Jo・{1+KJ(1―cosθ)} =√3KτBmJo{1+KJ(1―cosθ)}
cosθ……(12)式 (13)式より つまりKJはKv′と(13)式の関係にあるので前述
したようにトルクリツプルを最小にするKv′=4
―2√3の場合には
[Formula] Doubles. On the other hand, the inverter DC current idc can be expressed separately into a DC current I0 and a current increment Δi. This current increment △i changes with the rotation angle, is zero at θ=0, and θ=
The maximum value is △1 at ±π/6. That is, from equation (2), the inverter DC input current i dc exhibits a waveform change that repeats in one cycle with −π/6≦θ≦π/6, and when θ=0, i dc takes the minimum value.
My suggestion is that the value of i dc when θ=0 is the direct current I 0
is giving. Therefore, On the other hand, since i dc shows the maximum value when θ=±π/6, the increment Δ1 from the minimum value I 0 is expressed by the following equation. In addition, when the inverter DC input voltage V dc satisfies equation (9) in relation to the peak value e n of the speed electromotive force generated in each phase winding, the torque τθ
The difference between the maximum value and the minimum value of , that is, the torque ripple becomes minimum in the range of -π/6≦θ≦π/6. In other words (3
) The torque τθ shown in equation ( ) is the torque ripple when Kv′ is given when satisfying τθ(0)=τθ(±π/6), that is, Kv′=4−2√3 in equation (8). becomes the minimum. Torque ripple increases whether Kv' is larger or smaller than 4-2√3. Kv′=4−2√
3, the minimum value of torque τθ is τmin=τθ
(0) = τθ (±π/6) = Kv (2√3-3), and the maximum value τmin is θ = arccos (1/2 Kv') ≒ 21.1 (degrees)
At the time of It is. Therefore Therefore, the torque cripple is 0.5%. This torque τθ is normalized and shown in FIG. 3. Here, we will add an explanation about the relationship between Kv′ and torque τθ. Torque τθ is −π/6≦θ≦π/
It shows a shape change that repeats with 6 as one cycle, and also shows a symmetrical shape when -π/6≦θ≦π/6 with respect to θ=0, so the change in torque τθ over O≦θ≦π/6. Just look at it. The results of analyzing the torque τθ in this range are summarized as follows. especially At this θ = ±21.1 (degrees), the peak value of the speed starting force induced in the two-phase windings when connected in series is √
3e n cos (±21.1°) ≒ 1.616e n . On the other hand, in the case of Kv′=4−2√3, from equation (5), V dc
= √3e n /Kv'≒3.232e n , so the voltage drop due to the resistance of the winding is 3.232e n -1.616e n = 1.616e n
This is equal to the peak value of the speed electromotive force. Rewriting equation (2) gives the following equation. however here Therefore, i dc =Jo+△J(1-cosθ) =Jo{1+△J/Jo(1-cosθ)}=Jo{
1+ KJ(1−cosθ)} Therefore, equation (3) can be written as the following equation. τθ=Kτ・Bτ・i dc =√3KτBm・cosθ・
Jo・{1+KJ(1−cosθ)} =√3KτBmJo{1+KJ(1−cosθ)}
cosθ……From equation (12) and equation (13) In other words, since KJ has a relationship with Kv' as shown in equation (13), Kv' = 4, which minimizes the torque ripple, as described above.
- In the case of 2√3

【式】となる。この ときτnioとτnioとの差が最小になつておりτni
o/τnio≒1.005なのでトルクリツプルは約0.5%
である。 上記(15)式より前記A式は次のようになる。
[Formula] becomes. At this time, the difference between τ nio and τ nio is the minimum, and τ ni
onio ≒1.005, so torque ripple is approximately 0.5%
It is. From the above equation (15), the above equation A becomes as follows.

【式】即ち1.16≦KJ ≦1.37において τnio=T(θ) 但しcosθ=1/2Kv′
= 1+KJ/2KJ τnio=T(O) また
[Formula] That is, when 1.16≦KJ≦1.37, τ nio = T (θ 1 ) where cosθ 1 = 1/2Kv'
= 1+KJ/2KJ τ nio =T(O) Also

【式】即ち1≦KJ≦ 1.16において τmin=T(θ) 但しcosθ=1/2Kv′ =1+KJ/2KJ τmin=T(π/6) ここでトルクリツプルをτnio/τnioと定義し
て図にしたものがある。 この図から判る様にKI≒1.16のときトルクリツ
プルつまりτmaxとτminの差が最小になつて、
これが前記説明における約0.5%に相当する。そ
してモータの回転数がほぼ一定のとき、電機子巻
線回路の抵抗分が一定ならば△Iも一定であり、
負荷の増減につれて、KIは減小、増大するが、
その割合に対応してτmax,τminの差つまりト
ルクリツプルがいずれも増大するものである。し
かしその割合は小さなものであり、たとえばIoの
±20%の変動に対してトルクリツプルは約3%程
度の増加にとどまり、十分に小さなトルクリツプ
ルを実現出来ることがわかる。さらにまた仮に、
負荷トルクが一定のとき、回転数が±20%変動し
たとしても同様にトルクリツプルは、△I分のみ
が約±20%変化するものとみなせるので約3%程
度の増加にとどまることが判る。この様に一定電
圧制御を行うことでトルクリツプルを負荷の大
小、回転数の増減に対して影響の小さな小さい値
の範囲に制御できることが判る。 以上、この発明の制御装置においては、界磁磁
束検出手段や電流演算器を用いない簡易な構成で
(9)式あるいは(10)式を満足させればトルクリツプル
を激減させることができる。 第5図aは、この発明の(10)式の関係を満足させ
るべく等価的に巻線抵抗値RMを可変とするため
モータ巻線と直列な付加抵抗Roをそう入した第
1の実施例である。この抵抗値を調整することに
よつて、前記所望の微小トルクリツプルとするこ
とができる。この方法は一定負荷、一定回転数制
御を行なう場合において、(10)式を満足すべきモー
タの特性が不明である場合あるいは所望のモータ
の特性が得られない場合には調整が容易で簡便で
ある。 第5図bは起動を早くするため、前記付加抵抗
Roに並列にスイツチSWをそう入して前記第1の
実施例の改良を行なつた例である。このスイツチ
SWは起動時短絡し、定格回転数となれば開放と
する。これで起動電流を大きくして、起動時間短
縮をはかり、以後は前記所望の微少トルクリツプ
ルとできることは言うまでもない。なおこのスイ
ツチ(SW)はトランジスタサイリスタなどの半
導体スイツチ素子を用いてもよい。 第6図は前記第1実施列の第5図aにおいて付
加抵抗Roをインバータ直流入力電流通路に直列
にそう入した例である。前記第1の実施例とほと
んど同じ作用効果を持つが、この場合には付加抵
抗Roの数を1つにすることができる利点があ
る。さらにまた、付加抵抗Roに並列なスイツチ
を設け、前記第5図bの実施例と同様起動の問題
もなくすことができる。なお第1図bにおいて9
の位置Roをおくことがこの方法に一致する。こ
こでは詳細な説明を省略するがたとえば2相の場
合では第7図に示す様にして、トルクリツプルを
3%程にすることが出来る。 以上、この発明によれば、インバータ直流入力
電圧の一定電圧制御を行ない界磁磁束検出手段や
電流演算器なしでトルクリツプル軽減を行なうこ
とができる。特に、モータ速度起電力emとイン
バータ直流電圧Vdcとの関係を前記(9)式を満足さ
せると約0.5%のトルクリツプルとできる。同様
に相数が三相以外の複数相のモータにおいてもイ
ンバータ直流電圧一定制御を行なえば、前記界磁
磁束の増減を相反した電流増分が得られるので、
最大トルクをほぼ等しくでき、トルクリツプルの
軽減が可能なことがわかる。
[Formula] That is, when 1≦KJ≦1.16, τmin=T(θ 1 ) However, cosθ 1 = 1/2Kv' = 1+KJ/2KJ τmin=T(π/6) Here, torque ripple is defined as τ nionio . There is a diagram. As can be seen from this figure, when KI≒1.16, the torque ripple, that is, the difference between τmax and τmin, becomes the minimum,
This corresponds to about 0.5% in the above explanation. When the rotational speed of the motor is almost constant, if the resistance of the armature winding circuit is constant, △I is also constant,
KI decreases and increases as the load increases and decreases, but
Corresponding to this ratio, the difference between τmax and τmin, that is, the torque ripple, both increases. However, the ratio is small; for example, the torque ripple only increases by about 3% for a ±20% variation in Io, indicating that a sufficiently small torque ripple can be achieved. Furthermore, if
When the load torque is constant, even if the rotational speed fluctuates by ±20%, it can be seen that the torque ripple only increases by about 3% because it can be assumed that only ΔI changes by about ±20%. It can be seen that by performing constant voltage control in this manner, the torque ripple can be controlled within a small value range that has little effect on the magnitude of the load and the increase/decrease in rotational speed. As described above, the control device of the present invention has a simple configuration that does not use a field magnetic flux detection means or a current calculator.
If formula (9) or formula (10) is satisfied, torque ripple can be drastically reduced. FIG. 5a shows a first embodiment in which an additional resistor Ro is inserted in series with the motor winding in order to equivalently vary the winding resistance R M in order to satisfy the relationship of equation (10) of the present invention. This is an example. By adjusting this resistance value, the desired minute torque ripple can be achieved. This method is easy and simple to adjust when performing constant load and constant rotation speed control, when the motor characteristics that satisfy equation (10) are unknown, or when the desired motor characteristics cannot be obtained. be. Figure 5b shows the additional resistance shown above in order to speed up the start-up.
This is an example in which the first embodiment is improved by inserting a switch SW in parallel with Ro. This switch
The SW is short-circuited at startup and opened when the rated rotation speed is reached. It goes without saying that this increases the starting current, shortens the starting time, and thereafter provides the desired minute torque ripple. Note that this switch (SW) may be a semiconductor switch element such as a transistor thyristor. FIG. 6 is an example in which an additional resistor Ro is inserted in series with the inverter DC input current path in FIG. 5a of the first embodiment. This embodiment has almost the same effect as the first embodiment, but this case has the advantage that the number of additional resistors Ro can be reduced to one. Furthermore, by providing a switch in parallel with the additional resistor Ro, it is possible to eliminate the start-up problem as in the embodiment of FIG. 5b. In addition, in Figure 1b, 9
Placing the position Ro in is consistent with this method. Although a detailed explanation will be omitted here, in the case of two-phase, for example, the torque ripple can be reduced to about 3% as shown in FIG. As described above, according to the present invention, it is possible to perform constant voltage control of the inverter DC input voltage and reduce torque ripple without using a field magnetic flux detection means or a current calculator. In particular, if the relationship between the motor speed electromotive force em and the inverter DC voltage Vdc satisfies the above equation (9), the torque ripple can be approximately 0.5%. Similarly, if inverter DC voltage constant control is performed for a motor with multiple phases other than three phases, a current increment that contradicts the increase and decrease of the field magnetic flux can be obtained.
It can be seen that the maximum torque can be made almost equal and that torque ripple can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のトランジスタモータの基本
回路図、第2図〜第4図は動作説明図、第5図〜
第7図はこの発明のトランジスタモータの実施例
を示す構成図である。 図において、1はモータ、2はインバータ、3
は電圧制御器、4はインバータ通電制御器、5は
位置検出器、Roは付加抵抗である。尚、各図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
Fig. 1 is a basic circuit diagram of the transistor motor of the present invention, Figs. 2 to 4 are operation explanatory diagrams, and Figs.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an embodiment of the transistor motor of the present invention. In the figure, 1 is a motor, 2 is an inverter, and 3 is a motor.
is a voltage controller, 4 is an inverter energization controller, 5 is a position detector, and Ro is an additional resistor. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数相の電機子巻線と複数極より成る界磁と
を持つ多相同期電動機と、この多相同期電動機の
回転子の位置を検出する回転子位置検出手段と、
この回転子位置検出手段の出力に応じて前記電機
子巻線のうち複数個を直列に接続してそれらに通
ずる電流を切換制御するインバータと、前記直列
接続された電機子巻線に誘起する電圧のほぼ2倍
の電圧値に前記インバータの入力直流電圧を保つ
電圧制御手段と、を備えた電動機の制御装置。 2 電機子巻線回路は電機子巻線以外のインピー
ダンスを具備することを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の電動機の制御装置。
[Scope of Claims] 1. A multi-phase synchronous motor having a multi-phase armature winding and a field consisting of a plurality of poles, a rotor position detection means for detecting the position of the rotor of this multi-phase synchronous motor,
an inverter that connects a plurality of the armature windings in series and switches and controls the current flowing through them according to the output of the rotor position detection means; and a voltage induced in the series-connected armature windings. A control device for an electric motor, comprising: voltage control means for maintaining the input DC voltage of the inverter at a voltage value approximately twice that of the DC voltage input to the inverter. 2. The motor control device according to claim 1, wherein the armature winding circuit has an impedance other than that of the armature winding.
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