JPH02228289A

JPH02228289A - 同期型電動機の駆動装置

Info

Publication number: JPH02228289A
Application number: JP1044737A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakanishi; 裕之中西
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1990-09-11

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉この発明は、ポールセンサを内蔵する同期型電動機の駆
動装置に関する。

〈従来の技術〉従来、同期型電動機を駆動する方式として、電源投入当
初はまず矩形波電圧で駆動し、その後、この矩形波駆動
を正弦波駆動に切り換えて電動機を駆動してゆく方式が
とられている。この方式による駆動装置の場合、回転子
の磁極位置との同期化が必要であり、そのための手段と
して電動機に取り付けたエンコーダのＺ相信号を利用し
ている。

すなわちこの種の同期型電動機の駆動装置において、ま
ず磁極のおおまかな初期位置をポールセンサで読み取っ
て矩形波駆動を行い、その後電動機が適当角度だけ回動
してエンコーダがＺ相信号を出力したとき、このＺ相信
号により正確な磁極位置の同期化を行って、矩形波駆動
から正弦波駆動へ切り換えるのである。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながらこのような方式の場合、Ｚ相信号はエンコ
ーダの１回転につき１回だけ出力されるから、矩形波駆
動から正弦波駆動へ切り換えるのに、電動機は機械角で
最大３６０度回転することになる。このためかなり長い
期間にわたり矩形波駆動が行われることになり、その結
果、電動機のトルクリップルが大きくなり、電動機に流
れるトルクに対する無効電流も無視できなくなるという
問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、ポー
ルセンサによる検出信号を利用して電動機の磁極位置と
の同期化を短期間でなすことにより、トルクリップルお
よび無効電流の発生を抑えた新規な同期型電動機の駆動
装置を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉上記目的を達成するため、この発明にかかる同期型電動
機の駆動装置では、電動機の回転角度に応じた信号を出
力するエンコーダと、電動機の磁極との位置関係に応じ
てパルス状の検出信号を出力するポールセンサと、ポー
ルセンサによる検出信号のエツジを検出するエツジ検出
手段と、エツジ検出時における前記ポールセンサおよび
エンコーダの各状態に基づき電動機の磁極位置を算出し
て正弦波の駆動信号を生成する制御手段とを具備させて
いる。

く作用〉同期型電動機が矩形波駆動されると、ポールセンサは電
動機の磁極との位置関係に応じて変化するパルス状の検
出信号を出力し、この検出信号のエツジがエツジ検出手
段による検出される。３相ｎ極の同期型電動機の場合、
前記検出信号が変化する部分、すなわち前記のエツジは
回転子の１回転につき３０回現れるので、制御手段によ
る磁極位置の算出タイミングは従来のものより３ｎ倍早
くなり、トルクリップルなどが多量に発生する矩形波駆
動の期間を１　／　３　ｎに短縮させることができる。

〈実施例〉第１図は、この発明の一実施例にかかる同期型電動機の
駆動装置の概略構成を示している。

同図中、電動機１はインクリメンタル型エンコーダ（図
示せず）を具備するもので、パワ一部２により矩形波駆
動または正弦波駆動される。

前記エンコーダは電動機１の回転角度に応じたパルスを
Ａ相信号やＢ相信号としてシリアルに出力し、カウンタ
３はこのエンコーダの出力を計数する。

この実施例の電動機１は、第２図に示す如く、３相２極
の同期型電動機であって、固定子の各相コイル６ａ〜６
Ｃの位置にはそれぞれポールセンサ７ａ〜７Ｃが配備し
である。これらポールセンサ７ａ〜７Ｃは回転子８の磁
極Ｎ、Ｓとの位置関係に応じて、第３図（１）〜（３）
に示すように、電気角で１２０’の位相のずれがあるパ
ルス状の検出信号Ｐ、〜Ｐｃを出力する。

３相ｎ極の同期型電動機の場合、前記検出信号Ｐ８〜Ｐ
Ｃが変化する立ち上がりおよび立ち下がりの各部分、す
なわちエツジ９．１０は回転子８の１回転につき３ｎ回
現れることになる。

これらエツジ９．１０はロジック回路で構成されるエツ
ジ検出部４により検出され、そのエツジ検出時のカウン
タ３の計数値はマイクロコンピュータのＣＰＵ５に知ら
されて保持される。

ＣＰＵ５は、第５図に示す制御手順を実行することによ
り、電動機１を矩形波駆動または正弦波駆動するための
駆動信号を生成してパワー部２へ与える。

第５図のステップ１　（図中ｒｓＴＩＪで示す）におい
て、ＣＰＵ５はサンプル周期毎に各ポールセンサ７ａ〜
７ｃの検出信号Ｐ、〜ＰＣの状態を読み取る。

第３図（４）は、各ポールセンサ７ａ〜７Ｃの検出信号
Ｐ１〜ＰＣの状態を１０進数で表したものである。各デ
ータは、第４図に示す如く、３ビツト構成であり、各ビ
ットを検出信号Ｐ、〜Ｐｃのレベルに対応させである。

すなわちエツジ検出時に、例えば検出信号ＰＣが“旧Ｇ
Ｈ”のレベルであればＯビット目は「１」となり、検出
信号Ｐ、が“ＬＯＷ”のレベルであれば１ビツト目は「
０」となり、検出信号Ｐ、が“ＬＯＷ”のレベルであれ
ば３ビツト目が「０」となり、１０進数の表示（第３図
（４）に示す）では「１」となる。

第５図に戻ってステップ２は、今回のサンプル時におけ
る各ポールセンサ７ａ〜７ｃの検出信号Ｐ、〜Ｐ。の状
態が、前回のサンプル時における各ポールセンサ７ａ〜
７ｃの検出信号Ｐ、〜Ｐｃの状態から変化したか否かを
前記３ビツト構成の各データを比較することにより判定
している。もしその判定が“ＮＯ°′であれば、ステッ
プ２からステップ３へ進み、ＣＰＵ５はステップ１で読
み取った情報により回転子８の磁極の大まかな位置を検
出する。つぎにステップ４では、ＣＰＵ５は固定子の各
相コイル６ａ〜６ｃにつき回転子８を所望の方向に回転
させるための磁極位置に適した矩形波の電圧入カバター
ンを決定し、つぎのステップ５で電動ｉｆを矩形波駆動
するための駆動信号を生成してパワ一部２へ与える。

前記のステップ２において、各ポールセンサ７ａ〜７Ｃ
の検出信号Ｐ１〜ＰＣの状態が変化したと判断されると
、ステップ２からステップ６へ進み、ＣＰＵ５はカウン
タ３の現在の計数値を読み取り、その値とエツジ検出時
に保持された計数値とを用いて回転子８の正確な磁極位
置を検出する。つぎにステップ７で、ＣＰＵ５は固定子
の各相コイル６ａ〜６ｃについての正弦波の電圧入カバ
ターンを決定し、つぎのステップ８で電動機ｌを正弦波
駆動するための駆動信号（第３図中、１１ａ＝１１ｃで
示す）を生成してパワ一部２へ与える。

〈発明の効果〉この発明は上記の如く、ポールセンサによる検出信号の
エツジを検出して、エツジ検出時におけるポールセンサ
およびエンコーダの各状態に基づき電動機の磁極位置を
算出して正弦波の駆動信号を生成するようにしたから、
従来の駆動方式に比較して、矩形波駆動の期間を短縮で
き、電動機のトルクリップルおよび電動機に流れるトル
クに対する無効電流を小さくできるなど、発明目的を達
成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる同期型電動機の駆
動装置の概略を示すブロック図、第２図は同期型電動機
の内部構成とポールセンサの配置とを示す説明図、第３
図は各ポールセンサの検出信号を示す説明図、第４図は
各ポールセンサの検出信号の状態を示すデータ構成を示
す説明図、第５図はＣＰＵの制御手順を示すフローチャ
ートである。 ■・・・・電動機　　　　４・・・・エツジ検出部５・
・・・ＣＰＵ７ａ〜７ｃ・・・・ポールセンサ

Claims

【特許請求の範囲】電動機を矩形波駆動した後、磁極位置の同期化を行って
、矩形波駆動から正弦波駆動に切り換える同期型電動機
の駆動装置において、電動機の回転角度に応じた信号を出力するエンコーダと
、電動機の磁極との位置関係に応じたパルス状の検出信号
を出力するポールセンサと、ポールセンサによる検出信号のエッジを検出するエッジ
検出手段と、エッジ検出時における前記ポールセンサおよびエンコー
ダの各状態に基づき電動機の磁極位置を算出して正弦波
の駆動信号を生成する制御手段とを具備して成る同期型
電動機の駆動装置。