JPH0646871B2 - 交流同期モ−タの駆動方法 - Google Patents
交流同期モ−タの駆動方法Info
- Publication number
- JPH0646871B2 JPH0646871B2 JP59079357A JP7935784A JPH0646871B2 JP H0646871 B2 JPH0646871 B2 JP H0646871B2 JP 59079357 A JP59079357 A JP 59079357A JP 7935784 A JP7935784 A JP 7935784A JP H0646871 B2 JPH0646871 B2 JP H0646871B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- voltage
- magnetic pole
- synchronous motor
- exciting magnetic
- 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.)
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Classifications
-
- 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
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、交流同期モータに関し、特にその起動時の回
転方向を規制する方法に係る。
転方向を規制する方法に係る。
従来技術 この種の交流同期モータの制御にマイクロコンピュータ
などが用いられており、その操作部としてリレーやリー
ドスイッチなどのスイッチング手段が用いられている。
などが用いられており、その操作部としてリレーやリー
ドスイッチなどのスイッチング手段が用いられている。
一方、両方向回転形のインダクタ型交流同期モータで
は、停止時に、ロータが２つの安定な位置を取り得る状
態にある。そして、これに無方向性交番磁界が加わるた
め、起動時の回転方向が一定とならず、したがって逆転
防止手段が必要となる。
は、停止時に、ロータが２つの安定な位置を取り得る状
態にある。そして、これに無方向性交番磁界が加わるた
め、起動時の回転方向が一定とならず、したがって逆転
防止手段が必要となる。
機械的な逆転防止手段では、ロータが逆方向に回転した
ときには、数ステップの回転後に、逆転防止用のレバー
などによって、正方向への回転の矯正が行われる。この
ような起動では、立ち上がりの動作が不安定になりやす
く、またハンチング現像が発生しやすい。これらの現象
は、時間および位置制御の誤差となる。特に、ロータを
間欠的に回転させるときには、大きな誤差が現れる。
ときには、数ステップの回転後に、逆転防止用のレバー
などによって、正方向への回転の矯正が行われる。この
ような起動では、立ち上がりの動作が不安定になりやす
く、またハンチング現像が発生しやすい。これらの現象
は、時間および位置制御の誤差となる。特に、ロータを
間欠的に回転させるときには、大きな誤差が現れる。
発明の目的 ここに本発明の目的は、この種の交流同期モータの回転
の立ち上がりを安定化させ、そのロータの回転方向を電
気的な信号の操作により正確に規制することである。
の立ち上がりを安定化させ、そのロータの回転方向を電
気的な信号の操作により正確に規制することである。
発明の概要 そこで本発明は、交流同期モータの起動前に、ステータ
の励磁巻線に直流電圧を印加し、まずロータを不安定状
態とし、その後に直流電圧を遮断することによって、ロ
ータを２つの安定位置のうちいずれかの安定位置に移行
させ、その後に起動のための交流電圧を印加するように
している。このような順次でステータの励磁巻線に電圧
が印加されると、ロータの回転方向は、いずれかの方向
に正確に規制できる。なお、そのロータの回転方向は、
起動直前の交流電圧の最初の極性を選択することによっ
て、いずれの方向にも設定できる。
の励磁巻線に直流電圧を印加し、まずロータを不安定状
態とし、その後に直流電圧を遮断することによって、ロ
ータを２つの安定位置のうちいずれかの安定位置に移行
させ、その後に起動のための交流電圧を印加するように
している。このような順次でステータの励磁巻線に電圧
が印加されると、ロータの回転方向は、いずれかの方向
に正確に規制できる。なお、そのロータの回転方向は、
起動直前の交流電圧の最初の極性を選択することによっ
て、いずれの方向にも設定できる。
発明の構成 以下、本発明の構成を図面に基づいて具体的に説明す
る。
る。
まず、第１図は、交流同期モータ１の駆動回路２を示し
ている。この交流同期モータ１は、ステータ８および永
久磁石のロータ９を有している。また駆動回路２は、制
御用の４つのトランジスタ３１、３２、３３、３４によ
るブリッジ回路を構成しており、直流電源４に接続され
ている。そしてトランジスタ３１、３２は、トランジス
タ５１、５２によって制御される関係にあり、これらの
ベースに制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が制御用のコ
ンピュータなどによって印加される。なお、抵抗器６、
７は、バイアス用または限流用のものである。
ている。この交流同期モータ１は、ステータ８および永
久磁石のロータ９を有している。また駆動回路２は、制
御用の４つのトランジスタ３１、３２、３３、３４によ
るブリッジ回路を構成しており、直流電源４に接続され
ている。そしてトランジスタ３１、３２は、トランジス
タ５１、５２によって制御される関係にあり、これらの
ベースに制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が制御用のコ
ンピュータなどによって印加される。なお、抵抗器６、
７は、バイアス用または限流用のものである。
さて、他の制御信号Ｓ１、Ｓ４が共に、“Ｌ”レベルに
あって、他の制御信号Ｓ２、Ｓ３が“Ｈ”レベルにある
とき、トランジスタ３１、３３が共にオンの状態になる
ため、交流同期モータ１には実線で示す方向の電流が流
れる。
あって、他の制御信号Ｓ２、Ｓ３が“Ｈ”レベルにある
とき、トランジスタ３１、３３が共にオンの状態になる
ため、交流同期モータ１には実線で示す方向の電流が流
れる。
また、制御信号Ｓ１、Ｓ４が“Ｈ”レベルで、他の制御
信号Ｓ２、Ｓ３が“Ｌ”レベルにあるとき、トランジス
タ３２、３４がオンの状態となるため、交流同期モータ
１には逆方向つまり点線で示す矢印方向に電流が流れ
る。このようなスイッチング動作によって、交流同期モ
ータ１に直流の電圧Ｖからの交流電圧Ｖ２が印加され
る。
信号Ｓ２、Ｓ３が“Ｌ”レベルにあるとき、トランジス
タ３２、３４がオンの状態となるため、交流同期モータ
１には逆方向つまり点線で示す矢印方向に電流が流れ
る。このようなスイッチング動作によって、交流同期モ
ータ１に直流の電圧Ｖからの交流電圧Ｖ２が印加され
る。
次に、第２図は、本発明の駆動方法による電圧の変化を
時間ｔの時間軸上で示している。駆動の初期において、
所定の時間Ｔ１にわたって例えば正方向の直流電圧Ｖ１
が印加される。その後適当な時間Ｔ２をおいた後に、前
記のような制御によって、交流電圧Ｖ２が印加される。
上記直流電圧Ｖ１および交流電圧Ｖ２は、共に交流同期
モータ１のステータ８での励磁巻線に印加されるが、前
者の直流電圧Ｖ１は、静止状態のロータ９の回転位置を
不安定状態に規制するためのものであり、また後者の交
流電圧Ｖ２は、ロータ９の回転位置を規制した後に、所
定の回転方向で正規の回転速度で駆動するためのもので
ある。
時間ｔの時間軸上で示している。駆動の初期において、
所定の時間Ｔ１にわたって例えば正方向の直流電圧Ｖ１
が印加される。その後適当な時間Ｔ２をおいた後に、前
記のような制御によって、交流電圧Ｖ２が印加される。
上記直流電圧Ｖ１および交流電圧Ｖ２は、共に交流同期
モータ１のステータ８での励磁巻線に印加されるが、前
者の直流電圧Ｖ１は、静止状態のロータ９の回転位置を
不安定状態に規制するためのものであり、また後者の交
流電圧Ｖ２は、ロータ９の回転位置を規制した後に、所
定の回転方向で正規の回転速度で駆動するためのもので
ある。
発明の作用 次に、第３図を参照しながら、上記駆動方法による作用
を説明する。
を説明する。
第３図はステータ８の励磁極８１、８２、８３とロータ
９の磁極Ｎ、Ｓの位置関係を示している。励磁極８１、
８２、８３は、駆動時に、交互に異なる極性で着磁さ
れ、そのうちの補助的な励磁極８３は、他の励磁極８
１、８２と間隔つまり回転角上のピッチを異にし、リラ
クタンス分布をずらしている。具体的には、励磁極８
１、８２を基準とすると、励磁極８３は電気角で９０°
ずらされている。またロータ９は、等間隔で、交互に異
なる極性で着磁されている。
９の磁極Ｎ、Ｓの位置関係を示している。励磁極８１、
８２、８３は、駆動時に、交互に異なる極性で着磁さ
れ、そのうちの補助的な励磁極８３は、他の励磁極８
１、８２と間隔つまり回転角上のピッチを異にし、リラ
クタンス分布をずらしている。具体的には、励磁極８
１、８２を基準とすると、励磁極８３は電気角で９０°
ずらされている。またロータ９は、等間隔で、交互に異
なる極性で着磁されている。
励磁極８１、８２、８３が励磁されていないとき、すな
わちロータ９が回転していないときには、ロータ９はロ
ータ磁極から出る磁束がステータの励磁極を通って隣合
うロータ磁極へ入ろうとするため、リタクタンスの最小
な位置またはの安定な位相で停止することになる。
ロータ９の位置とは、１つの磁極分だけ位相を異に
している。ロータ９は、この２つの位置およびの２
つの状態で安定し、したがって停止位置は、一定してい
ない。ここで、もし励磁極８３が無ければ、ロータ磁極
の境界とステータの励磁極の中心が一致する位置でロー
タは停止するのであるが、励磁極８３が有ると励磁極８
３の中心と、ロータ磁極境界が一致しようとする力が働
く結果、励磁極８１、８２の中心とロータの磁極境界が
一致した位置からやや右にずれた位置でロータは停止す
る事になる。この状態で直接交流電圧Ｖ２が印加される
と、上記ロータ９の位置またはの状態により、回転
方向は不安となる。
わちロータ９が回転していないときには、ロータ９はロ
ータ磁極から出る磁束がステータの励磁極を通って隣合
うロータ磁極へ入ろうとするため、リタクタンスの最小
な位置またはの安定な位相で停止することになる。
ロータ９の位置とは、１つの磁極分だけ位相を異に
している。ロータ９は、この２つの位置およびの２
つの状態で安定し、したがって停止位置は、一定してい
ない。ここで、もし励磁極８３が無ければ、ロータ磁極
の境界とステータの励磁極の中心が一致する位置でロー
タは停止するのであるが、励磁極８３が有ると励磁極８
３の中心と、ロータ磁極境界が一致しようとする力が働
く結果、励磁極８１、８２の中心とロータの磁極境界が
一致した位置からやや右にずれた位置でロータは停止す
る事になる。この状態で直接交流電圧Ｖ２が印加される
と、上記ロータ９の位置またはの状態により、回転
方向は不安となる。
しかし、本発明の駆動方法では、既に述べたように、駆
動の初期に直流電圧Ｖ１が印加されるから、回転方向が
一定となる。つまりこの直流電圧Ｖ１によって、ステー
タ８の励磁極８１、８２、８３が、第３図の下方に示す
ような極性で着磁されると、ロータ９の回転位相は、磁
気吸引力および斥力との関係すなわちリラクタンスの分
布関係から、第３図の不安定な位置の状態となる。
動の初期に直流電圧Ｖ１が印加されるから、回転方向が
一定となる。つまりこの直流電圧Ｖ１によって、ステー
タ８の励磁極８１、８２、８３が、第３図の下方に示す
ような極性で着磁されると、ロータ９の回転位相は、磁
気吸引力および斥力との関係すなわちリラクタンスの分
布関係から、第３図の不安定な位置の状態となる。
詳述すると、上記位置は、励磁極とロータ磁極は、相
反する極同志が引き合い励磁極８１、８２の中心とロー
タ磁極の中心がほぼ一致した位置で停止する。完全に一
致しないのは、ここでも励磁極８３のピッチが電気角で
９０°ずれているためで、ロータ磁極中心は励磁極８
１、８２の中心に対してやや左寄りの位置で停止する。
反する極同志が引き合い励磁極８１、８２の中心とロー
タ磁極の中心がほぼ一致した位置で停止する。完全に一
致しないのは、ここでも励磁極８３のピッチが電気角で
９０°ずれているためで、ロータ磁極中心は励磁極８
１、８２の中心に対してやや左寄りの位置で停止する。
その後に、直流電圧Ｖ１がオフの状態にすると、上記の
通り励磁状態のとき、励磁極８１、８２と対向している
ロータ磁極は、やや左寄りにずれて位置しているので、
例えば励磁極８１では、ロータのＮ極から出る磁束は、
励磁極８１を介してこのＮ極の右隣のＳ極に入ろうとす
る結果、リラクタンスの分布関係からロータは図の左側
に力を受ける。また８２、８３も同様な理由から左側に
力を受ける結果、適当な時間Ｔ２をおくと、ロータは、
リアクタンスの分布関係から必ず位置の状態から第３
図の位置の位相に移行する。次に、交流電圧Ｖ２が所
定の極性で印加され、第３図の上方に括弧で示すよう
に、磁極８１、８２、８３についてそれぞれＮ、Ｓ、Ｎ
極に着磁されると、ロータ９の回転方向は、第３図で示
す矢印方向に規制されることになる。したがって、ロー
タ９が停止の時点で位置または位置のいずれの位相
にあったとしても、ロータ９の回転方向は、正確に一方
向に規制されることになる。
通り励磁状態のとき、励磁極８１、８２と対向している
ロータ磁極は、やや左寄りにずれて位置しているので、
例えば励磁極８１では、ロータのＮ極から出る磁束は、
励磁極８１を介してこのＮ極の右隣のＳ極に入ろうとす
る結果、リラクタンスの分布関係からロータは図の左側
に力を受ける。また８２、８３も同様な理由から左側に
力を受ける結果、適当な時間Ｔ２をおくと、ロータは、
リアクタンスの分布関係から必ず位置の状態から第３
図の位置の位相に移行する。次に、交流電圧Ｖ２が所
定の極性で印加され、第３図の上方に括弧で示すよう
に、磁極８１、８２、８３についてそれぞれＮ、Ｓ、Ｎ
極に着磁されると、ロータ９の回転方向は、第３図で示
す矢印方向に規制されることになる。したがって、ロー
タ９が停止の時点で位置または位置のいずれの位相
にあったとしても、ロータ９の回転方向は、正確に一方
向に規制されることになる。
第４図は、時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３との関係でロータ９の
安定な位置と不安定な位置の関係を示している。直
流電圧Ｖ１がオフの状態になったとき、すなわち時間Ｔ
２の期間で、ロータ９は、不安定な位置から安定な位
置に移動し、時間Ｔ３に入ると、点線で示すように、
振動しながら、やがて停止しようとする。ロータ９が移
動しいるとき、すなわち希望する回転方向への慣性がロ
ータ９に存在する間に、交流電圧Ｖ２が印加されると、
ロータ９の回転方向は、より安定した状態で規制される
ことになる。なお、ロータ９が希望する回転方向へ最も
近づいたとき、すなわち振動の初期のピークの時点で、
交流電圧Ｖ２が印加された場合においても、回転方向の
規制が可能となる。既に述べた時間Ｔ２は、上記の現象
を考慮しながら、交流同期モータ１の特性との関係で最
も最適な値に設定される。
安定な位置と不安定な位置の関係を示している。直
流電圧Ｖ１がオフの状態になったとき、すなわち時間Ｔ
２の期間で、ロータ９は、不安定な位置から安定な位
置に移動し、時間Ｔ３に入ると、点線で示すように、
振動しながら、やがて停止しようとする。ロータ９が移
動しいるとき、すなわち希望する回転方向への慣性がロ
ータ９に存在する間に、交流電圧Ｖ２が印加されると、
ロータ９の回転方向は、より安定した状態で規制される
ことになる。なお、ロータ９が希望する回転方向へ最も
近づいたとき、すなわち振動の初期のピークの時点で、
交流電圧Ｖ２が印加された場合においても、回転方向の
規制が可能となる。既に述べた時間Ｔ２は、上記の現象
を考慮しながら、交流同期モータ１の特性との関係で最
も最適な値に設定される。
次に、第５図は、以上の説明とは、逆に方向にロータ９
を回転させるときの交流電圧Ｖ２の波形を示している。
ここでの交流電圧Ｖ２の初期の極性は、第２図の極性と
逆の関係になっているから、ロータ９の回転方向は、逆
方向に設定される。
を回転させるときの交流電圧Ｖ２の波形を示している。
ここでの交流電圧Ｖ２の初期の極性は、第２図の極性と
逆の関係になっているから、ロータ９の回転方向は、逆
方向に設定される。
発明の応用分野 本発明の方法は、永久磁石型のロータ９の存在を前提と
しているが、このロータ９の着磁状態は、回転軸を中心
とする円周面上に形成されていてもよく、また回転軸と
直交する平面上に着磁されていてもよい。
しているが、このロータ９の着磁状態は、回転軸を中心
とする円周面上に形成されていてもよく、また回転軸と
直交する平面上に着磁されていてもよい。
発明の効果 本発明では、下記の特有の効果が得られる。
まず、第１に、起動時の立ち上がりが安定しているた
め、時間および位置制御等の誤差が少なく、特に間欠回
転時に於ける精度が高められる。第２に、起動初期での
ロータの位置制御が直流電圧によって行われるため、従
来の制御手段による周波数の変更によって簡単に対応で
きる。
め、時間および位置制御等の誤差が少なく、特に間欠回
転時に於ける精度が高められる。第２に、起動初期での
ロータの位置制御が直流電圧によって行われるため、従
来の制御手段による周波数の変更によって簡単に対応で
きる。
第１図は交流同期モータの駆動回路図、第２図は駆動電
圧の波形図、第３図はモータの位置関係を示す説明図、
第４図はロータの動作を示す説明図、第５図は駆動電圧
の波形を示す説明図である。 １…交流同期モータ、２…駆動回路、４…直流電源、８
…ステータ、９…ロータ、Ｖ１…直流電圧、Ｖ２…交流
電圧。
圧の波形図、第３図はモータの位置関係を示す説明図、
第４図はロータの動作を示す説明図、第５図は駆動電圧
の波形を示す説明図である。 １…交流同期モータ、２…駆動回路、４…直流電源、８
…ステータ、９…ロータ、Ｖ１…直流電圧、Ｖ２…交流
電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】交互に異なる極性で等間隔に着磁されてい
る複数の磁極を有するロータと、このロータの磁極に対
向して設けられ、交互に異なる極性で励磁される励磁極
を有するステータとを備え、不安定状態で静止したロー
タが無励磁により一定方向へ動作する構成の交流動作モ
ータに於いて、上記励磁極は、隣合う他の励磁極の間隔
と比較して異なる補助的な励磁極を有し、上記ステータ
の励磁極を所定の時間だけ直流電圧により励磁して、上
記ロータを不安定状態としてから、その直流電圧の励磁
を切り、ロータを安定位置へ移行させ、その後に駆動用
交流電圧を印加することを特徴とする交流同期モータの
駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079357A JPH0646871B2 (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 交流同期モ−タの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079357A JPH0646871B2 (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 交流同期モ−タの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60226783A JPS60226783A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH0646871B2 true JPH0646871B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=13687643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079357A Expired - Lifetime JPH0646871B2 (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 交流同期モ−タの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646871B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639371B2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-10-28 | Delphi Technologies, Inc. | Method and system for controlling start of a permanent magnet machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS539362B2 (ja) * | 1972-11-20 | 1978-04-05 |
-
1984
- 1984-04-21 JP JP59079357A patent/JPH0646871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60226783A (ja) | 1985-11-12 |
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