JPH10170307A - 回転電機の磁極位置検出装置 - Google Patents
回転電機の磁極位置検出装置Info
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- JPH10170307A JPH10170307A JP8331795A JP33179596A JPH10170307A JP H10170307 A JPH10170307 A JP H10170307A JP 8331795 A JP8331795 A JP 8331795A JP 33179596 A JP33179596 A JP 33179596A JP H10170307 A JPH10170307 A JP H10170307A
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 センサの信号線の断線時であっても継続して
磁極位置を検出し得る回転電機の磁極位置検出装置を提
供する。 【解決手段】 円板２と、３個のセンサ３Ａ，３Ｂ，３
Ｃを等配に配設して、出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW の組
合せにより電気角で６０°毎の基準位置を検出し、相対
位置をエンコーダで検出することにより磁極位置を検出
するようにした磁極位置検出装置において、Ｐ1 、Ｐ2
及びＰ3 信号を電送する信号線が断線した場合には、前
回の磁極位置を基準に、ロータリエンコーダの出力信号
に基づく現在の電気角回転速度とソフトウェアによる制
御サンプル時間を用いて磁極位置を演算するとともに、
ロータリエンコーダの出力信号を電送する信号線が断線
した場合には、ＰU 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／
３間隔の基準位置信号と、この基準位置信号が変化する
間の時間の計測により推定された電気角回転速度により
現在の磁極位置を演算するように演算手段を構成した。
磁極位置を検出し得る回転電機の磁極位置検出装置を提
供する。 【解決手段】 円板２と、３個のセンサ３Ａ，３Ｂ，３
Ｃを等配に配設して、出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW の組
合せにより電気角で６０°毎の基準位置を検出し、相対
位置をエンコーダで検出することにより磁極位置を検出
するようにした磁極位置検出装置において、Ｐ1 、Ｐ2
及びＰ3 信号を電送する信号線が断線した場合には、前
回の磁極位置を基準に、ロータリエンコーダの出力信号
に基づく現在の電気角回転速度とソフトウェアによる制
御サンプル時間を用いて磁極位置を演算するとともに、
ロータリエンコーダの出力信号を電送する信号線が断線
した場合には、ＰU 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／
３間隔の基準位置信号と、この基準位置信号が変化する
間の時間の計測により推定された電気角回転速度により
現在の磁極位置を演算するように演算手段を構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転電機の磁極位置検出
装置に関し、特にそのセンサ部の断線時に用いて有用な
ものである。
装置に関し、特にそのセンサ部の断線時に用いて有用な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば永久磁石回転子を界磁とする同期
電動機を直流電動機と同様の特性で運転する方式として
ベクトル制御が提案されている。
電動機を直流電動機と同様の特性で運転する方式として
ベクトル制御が提案されている。
【０００３】このベクトル制御を実現するには回転子の
磁極位置を検出する必要があるため、従来より種々の磁
極位置検出装置が提案されている。その一つとして特願
平０６−１８９１６３号に係る「回転電機の磁極位置検
出装置」がある。
磁極位置を検出する必要があるため、従来より種々の磁
極位置検出装置が提案されている。その一つとして特願
平０６−１８９１６３号に係る「回転電機の磁極位置検
出装置」がある。
【０００４】図１はこの磁極位置検出装置を８極の回転
界磁形の電動機に適用した場合のブロック図である。同
図に示すように、この磁極位置検出装置は電気角で６０
°（機械角で１５°）毎の回転軸の絶対位置を検出する
ための基準位置検出部Ｉ、隣接する基準位置間の相対位
置を細分割して検出するための相対位置検出部II並びに
基準位置検出部Ｉ及び相対位置検出部IIの出力信号を処
理して回転軸の回転位置を演算する演算部III を有す
る。
界磁形の電動機に適用した場合のブロック図である。同
図に示すように、この磁極位置検出装置は電気角で６０
°（機械角で１５°）毎の回転軸の絶対位置を検出する
ための基準位置検出部Ｉ、隣接する基準位置間の相対位
置を細分割して検出するための相対位置検出部II並びに
基準位置検出部Ｉ及び相対位置検出部IIの出力信号を処
理して回転軸の回転位置を演算する演算部III を有す
る。
【０００５】基準位置検出部Ｉは、図２に示すように、
回転軸１に固着され、この回転軸１と一体的に回転する
円板２と３個のセンサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃとを有する。円
板２は、図２（ａ）に特にこの部分を抽出して示すよう
に、その最外周部に円周方向に亘り凸部２ａと凹部２ｂ
とが電気角で１８０°（機械角で４５°）毎に交互に形
成してある。センサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、図２（ｂ）に
特にこの部分を抽出して示すように、発光部３ａ及び受
光部３ｂを有しており、発光部３ａと受光部３ｂとの間
に円板２の凸部２ａ若しくは凹部２ｂが位置するよう周
方向に亘り等配に配設してある。すなわち、センサ３Ａ
〜３Ｃは、図２（ｃ）に示すように、固定子巻線のＵ，
Ｖ，Ｗ相にそれぞれ対応するよう周方向に亘り機械角で
１２０°隔てた位置にそれぞれ配設・固定してある。ま
た、このとき、回転磁界に伴ない固定子巻線のＵ相に誘
起される電圧とセンサ３Ａとの位相が一致するよう、す
なわち図３に示す関係となるよう円板２の位置を調整し
てある。
回転軸１に固着され、この回転軸１と一体的に回転する
円板２と３個のセンサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃとを有する。円
板２は、図２（ａ）に特にこの部分を抽出して示すよう
に、その最外周部に円周方向に亘り凸部２ａと凹部２ｂ
とが電気角で１８０°（機械角で４５°）毎に交互に形
成してある。センサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、図２（ｂ）に
特にこの部分を抽出して示すように、発光部３ａ及び受
光部３ｂを有しており、発光部３ａと受光部３ｂとの間
に円板２の凸部２ａ若しくは凹部２ｂが位置するよう周
方向に亘り等配に配設してある。すなわち、センサ３Ａ
〜３Ｃは、図２（ｃ）に示すように、固定子巻線のＵ，
Ｖ，Ｗ相にそれぞれ対応するよう周方向に亘り機械角で
１２０°隔てた位置にそれぞれ配設・固定してある。ま
た、このとき、回転磁界に伴ない固定子巻線のＵ相に誘
起される電圧とセンサ３Ａとの位相が一致するよう、す
なわち図３に示す関係となるよう円板２の位置を調整し
てある。
【０００６】ベクトル制御を行なうのに際し磁界の絶対
位置を検出する必要があるが、上述の如く調整すること
により永久磁石電動機の制御において、出力パルスＰU
が立上がる際の磁界位置がＵ相巻線と一致しているの
で、これを磁界の絶対位置の基準点とすることができ
る。
位置を検出する必要があるが、上述の如く調整すること
により永久磁石電動機の制御において、出力パルスＰU
が立上がる際の磁界位置がＵ相巻線と一致しているの
で、これを磁界の絶対位置の基準点とすることができ
る。
【０００７】図１に示すパルス発生回路４は、各センサ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出力パルスＰU，ＰV ，ＰW の立上
り及び立下り時点に基づき電気角でπ／３毎の基準位置
パルスＰS を発生するものである。このときの波形を図
４に示す。同図に示すように、出力パルスＰU ，ＰV ，
ＰW はそれぞれ固定子巻線のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の誘起電
圧Ｕ，Ｖ，Ｗに位相が一致するように構成してあり、図
中のＰS-0 ，ＰS-1 ，ＰS-2 ，ＰS-3 ，…が絶対位置パ
ルスである。
３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出力パルスＰU，ＰV ，ＰW の立上
り及び立下り時点に基づき電気角でπ／３毎の基準位置
パルスＰS を発生するものである。このときの波形を図
４に示す。同図に示すように、出力パルスＰU ，ＰV ，
ＰW はそれぞれ固定子巻線のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の誘起電
圧Ｕ，Ｖ，Ｗに位相が一致するように構成してあり、図
中のＰS-0 ，ＰS-1 ，ＰS-2 ，ＰS-3 ，…が絶対位置パ
ルスである。
【０００８】相対位置検出部IIは円板部５、センサ部６
ａ，６ｂ、正転／逆転パルス発生回路７及びカウンタ８
からなるロータリエンコーダで構成したものである。円
板部５は周方向に亘り多数のスリットが等間隔で形成し
てあり、π／３毎の基準位置の間の細分割された回転角
度を検出するよう回転軸１に固着してある。センサ部６
ａ，６ｂは円板部５のスリットを透過する光に感応して
これを電気信号に変換するもので、回転軸１の回転量に
応じた数のＡ相パルス信号ＰA とＢ相パルス信号ＰB を
それぞれ送出する。Ａ相パルス信号ＰA とＢ相パルス信
号ＰB とは、周波数は同じであるが位相がπ／２ずれて
おり、したがってＡ相パルス信号ＰA とＢ相パルスＰB
との関係に基づき回転軸１の回転方向を検出し得る。正
転／逆転パルス発生回路７はＡ相パルス信号ＰA 及びＢ
相パルス信号ＰB に基づき回転軸１の回転方向を検出す
るとともに、センサ部６ａ，６ｂが発生したパルス数に
応じた加算パルス信号Ｐup若しくは減算パルス信号Ｐ
downを送出する。本例においては、円板部５の１回転で
７２０個のＡ，Ｂ相パルス信号ＰA ，ＰB が発生するよ
うに構成してあるが、これでは３６０°／７２０パルス
＝０．５／１パルスと精度が充分ではないため、正転／
逆転パルス発生回路７ではＡ相若しくはＢ相パルス信号
ＰA ，ＰB を４逓倍、すなわちＡ相若しくはＢ相パルス
信号ＰA ，ＰBの周波数を４倍に上げた加減算パルス信
号Ｐup，Ｐdownとしている。カウンタ８には基準位置パ
ルスＰs の入力毎に所定の値がプリセットされ、さらに
入力された加減算パルス信号Ｐup，Ｐdownのパルス数が
所定値に対し加算若しくは減算される。すなわち、正転
時には基準位置からの回転位置が所定値に加算したパル
スの数として、また逆転時には基準位置からの回転位置
が所定位置から減算したパルスの数としてカウントされ
る。かくしてカウンタ８は基準位置間の相対位置情報で
あるカウント信号Ｐc を送出する。
ａ，６ｂ、正転／逆転パルス発生回路７及びカウンタ８
からなるロータリエンコーダで構成したものである。円
板部５は周方向に亘り多数のスリットが等間隔で形成し
てあり、π／３毎の基準位置の間の細分割された回転角
度を検出するよう回転軸１に固着してある。センサ部６
ａ，６ｂは円板部５のスリットを透過する光に感応して
これを電気信号に変換するもので、回転軸１の回転量に
応じた数のＡ相パルス信号ＰA とＢ相パルス信号ＰB を
それぞれ送出する。Ａ相パルス信号ＰA とＢ相パルス信
号ＰB とは、周波数は同じであるが位相がπ／２ずれて
おり、したがってＡ相パルス信号ＰA とＢ相パルスＰB
との関係に基づき回転軸１の回転方向を検出し得る。正
転／逆転パルス発生回路７はＡ相パルス信号ＰA 及びＢ
相パルス信号ＰB に基づき回転軸１の回転方向を検出す
るとともに、センサ部６ａ，６ｂが発生したパルス数に
応じた加算パルス信号Ｐup若しくは減算パルス信号Ｐ
downを送出する。本例においては、円板部５の１回転で
７２０個のＡ，Ｂ相パルス信号ＰA ，ＰB が発生するよ
うに構成してあるが、これでは３６０°／７２０パルス
＝０．５／１パルスと精度が充分ではないため、正転／
逆転パルス発生回路７ではＡ相若しくはＢ相パルス信号
ＰA ，ＰB を４逓倍、すなわちＡ相若しくはＢ相パルス
信号ＰA ，ＰBの周波数を４倍に上げた加減算パルス信
号Ｐup，Ｐdownとしている。カウンタ８には基準位置パ
ルスＰs の入力毎に所定の値がプリセットされ、さらに
入力された加減算パルス信号Ｐup，Ｐdownのパルス数が
所定値に対し加算若しくは減算される。すなわち、正転
時には基準位置からの回転位置が所定値に加算したパル
スの数として、また逆転時には基準位置からの回転位置
が所定位置から減算したパルスの数としてカウントされ
る。かくしてカウンタ８は基準位置間の相対位置情報で
あるカウント信号Ｐc を送出する。
【０００９】このように、プリセット値から加減算パル
ス信号Ｐup，Ｐdownに基づくパルス数を加減算すること
により演算部III ではプリセット値とカウント値との差
を検出することで正、逆転の判別をする事なく相対的な
位置情報を得ることができる。
ス信号Ｐup，Ｐdownに基づくパルス数を加減算すること
により演算部III ではプリセット値とカウント値との差
を検出することで正、逆転の判別をする事なく相対的な
位置情報を得ることができる。
【００１０】演算部III は高速演算プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）で構成してあり、センサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出力パ
ルスＰU ，ＰV ，ＰW を処理してＵ相巻線と一致した位
置を０°とした電気角で６０°毎の基準位置を求めると
ともにカウント信号ＰC に基づき相対位置を求める。
Ｐ）で構成してあり、センサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの出力パ
ルスＰU ，ＰV ，ＰW を処理してＵ相巻線と一致した位
置を０°とした電気角で６０°毎の基準位置を求めると
ともにカウント信号ＰC に基づき相対位置を求める。
【００１１】具体的には、表１のテーブルにより基準位
置を求める。なお、このテーブルは円板１の時計方向を
正に採り、出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW の「Low 状態」
を「１」に、また「High状態」を「０」に対応させたも
のである。
置を求める。なお、このテーブルは円板１の時計方向を
正に採り、出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW の「Low 状態」
を「１」に、また「High状態」を「０」に対応させたも
のである。
【００１２】
【表１】
【００１３】また、相対位置θ1 は次式［数１］で求め
る。
る。
【００１４】
【数１】
【００１５】したがって、回転位置は、基準位置θ0 と
相対位置θ1 との和として求まる。このとき、θ1 ＜
０、すなわち逆転時には基準位置として前記表１に基づ
いて求めた絶対位置θ0 に６０°を加算した値を用い
る。
相対位置θ1 との和として求まる。このとき、θ1 ＜
０、すなわち逆転時には基準位置として前記表１に基づ
いて求めた絶対位置θ0 に６０°を加算した値を用い
る。
【００１６】かかる磁極位置検出装置では３個のセンサ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃが送出する２値信号の組み合わせによ
り電気角で６０°毎の回転軸１の基準位置が求まり、こ
れにエンコーダで検出する前記絶対位置間の相対位置を
加味することにより回転軸の回転位置を介して磁極位置
を精確に検出することができる。
３Ａ，３Ｂ，３Ｃが送出する２値信号の組み合わせによ
り電気角で６０°毎の回転軸１の基準位置が求まり、こ
れにエンコーダで検出する前記絶対位置間の相対位置を
加味することにより回転軸の回転位置を介して磁極位置
を精確に検出することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
磁極位置検出装置ではセンサ３Ａ〜３Ｃ及びセンサ部６
ａ，６ｂの出力信号を電送するための信号線が断線した
場合には磁極の位置検出ができなくなるため、制御不安
定となり、最終的にはインバータ停止に至るという問題
を有している。
磁極位置検出装置ではセンサ３Ａ〜３Ｃ及びセンサ部６
ａ，６ｂの出力信号を電送するための信号線が断線した
場合には磁極の位置検出ができなくなるため、制御不安
定となり、最終的にはインバータ停止に至るという問題
を有している。
【００１８】本発明は、上記従来技術に鑑み、センサの
信号線の断線時であっても継続して磁極位置を検出し得
る回転電機の磁極位置検出装置を提供することを目的と
する。
信号線の断線時であっても継続して磁極位置を検出し得
る回転電機の磁極位置検出装置を提供することを目的と
する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。
明の構成は次の点を特徴とする。
【００２０】１） 電気角で１８０°毎に１つの状態と
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記Ｐ1 、Ｐ2 及び
Ｐ3 信号を電送する信号線が断線した場合には、前回の
磁極位置を基準に、前記ロータリエンコーダの出力信号
に基づく現在の電気角回転速度とソフトウェアによる制
御サンプル時間を用いて磁極位置を演算するように前記
演算手段を構成したこと。
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記Ｐ1 、Ｐ2 及び
Ｐ3 信号を電送する信号線が断線した場合には、前回の
磁極位置を基準に、前記ロータリエンコーダの出力信号
に基づく現在の電気角回転速度とソフトウェアによる制
御サンプル時間を用いて磁極位置を演算するように前記
演算手段を構成したこと。
【００２１】２） 電気角で１８０°毎に１つの状態と
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記ロータリエンコ
ーダの出力信号を電送する信号線が断線した場合には、
Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／３間隔の基準位
置信号と、この基準位置信号が変化する間の時間の計測
により推定された電気角回転速度により現在の磁極位置
を演算するように前記演算手段を構成したこと。
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記ロータリエンコ
ーダの出力信号を電送する信号線が断線した場合には、
Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／３間隔の基準位
置信号と、この基準位置信号が変化する間の時間の計測
により推定された電気角回転速度により現在の磁極位置
を演算するように前記演算手段を構成したこと。
【００２２】３） 電気角で１８０°毎に１つの状態と
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記ロータリエンコ
ーダの出力信号を電送する信号線が断線した場合には、
Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／３間隔の基準位
置信号に基づきこの基準位置信号が変化する間の時間の
計測により推定された電気角回転速度とソフトウェアに
よる制御サンプル時間とを用いて磁極位置を演算するよ
うに前記演算手段を構成したこと。
これと異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互
に繰返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円
板と、円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位
置にそれぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つ
の状態と他の状態とを検出するとともに各状態に対応す
る三相交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号で
あるＰU 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個の
センサと、前記回転軸の正転，逆転を表わす情報ととも
に前記一つの状態と他の状態との変化点である基準位置
間を細分割する回転角度に応じた数のパルスを発生する
ようこの回転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接
して配設したセンサ部を有するロータリエンコーダと、
前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、前記ロータリエンコ
ーダの出力信号を電送する信号線が断線した場合には、
Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られるπ／３間隔の基準位
置信号に基づきこの基準位置信号が変化する間の時間の
計測により推定された電気角回転速度とソフトウェアに
よる制御サンプル時間とを用いて磁極位置を演算するよ
うに前記演算手段を構成したこと。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。以下に述べる実施の形態のハー
ドウエアは何れも図１に示す装置と同様であり、図１の
演算部III の機能（ソフトウエア）を工夫したものであ
る。そこで、本実施の形態は図１を用いて説明するとと
ともに重複する説明は省略する。
基づき詳細に説明する。以下に述べる実施の形態のハー
ドウエアは何れも図１に示す装置と同様であり、図１の
演算部III の機能（ソフトウエア）を工夫したものであ
る。そこで、本実施の形態は図１を用いて説明するとと
ともに重複する説明は省略する。
【００２４】センサ３Ａ〜３Ｃの信号線の断線時におけ
る演算部III の入力信号である出力信号ＰU 、ＰV 、Ｐ
W は（ＰU 、ＰV 、ＰW ）≠（０，０，０）もしくは
（ＰU、ＰV 、ＰW ）≠（１，１，１）である。したが
って演算部III が、ＰU 、ＰV、ＰW が（０，０，０）
もしくは（１，１，１）であることを検出した場合には
センサ３Ａ〜３Ｃの信号線の断線と判断し、次の処理に
より位置検出を続行する。
る演算部III の入力信号である出力信号ＰU 、ＰV 、Ｐ
W は（ＰU 、ＰV 、ＰW ）≠（０，０，０）もしくは
（ＰU、ＰV 、ＰW ）≠（１，１，１）である。したが
って演算部III が、ＰU 、ＰV、ＰW が（０，０，０）
もしくは（１，１，１）であることを検出した場合には
センサ３Ａ〜３Ｃの信号線の断線と判断し、次の処理に
より位置検出を続行する。
【００２５】前回の位置θold を基準に、現在の電気角
回転速度ωとソフトウェアによる制御サンプル時間Ｔｓ
を用いて、 θ＝θold ＋ω・Ｔｓ ……………………（１） より演算して現在の磁極位置θとする。前回の位置θol
d は制御サンプル毎に更新する。なお、電気角回転速度
ωはセンサ部６ａ，６ｂの出力信号であるＡ相若しくは
Ｂ相パルス信号ＰA ，ＰB のみで演算可能である。
回転速度ωとソフトウェアによる制御サンプル時間Ｔｓ
を用いて、 θ＝θold ＋ω・Ｔｓ ……………………（１） より演算して現在の磁極位置θとする。前回の位置θol
d は制御サンプル毎に更新する。なお、電気角回転速度
ωはセンサ部６ａ，６ｂの出力信号であるＡ相若しくは
Ｂ相パルス信号ＰA ，ＰB のみで演算可能である。
【００２６】センサ部６ａ，６ｂの信号線が断線した場
合、π／３間のカウント値が更新されず、データがある
値で保持されることになる。したがってこのようにデー
タがある値で保持された場合、演算部III はセンサ部６
ａ，６ｂの断線と判断し、以下の処理にて位置検出を行
う。すなわち出力信号ＰU 、ＰV 、ＰW でπ／３間隔の
位置検出は行えるため、このデータを基準角度θｘとす
る。次にπ／３の基準信号が変化する間の時間を計り
（信号変化までに制御サンプリングが何回行われたかで
計ることが可能）、現在の電気角回転速度ωを次式で推
定する。 ω＝（π／３）／（ｎ・Ｔｓ） ……………………（２） ｎ：信号変化までのサンプル回数ここで得られた電気角
回転速度ωと、基準角度θｘにより現在の磁極位置θを
次式で求める。 θ＝θｘ＋ｍ・ω・Ｔｓ ……………………（３） ｍは基準角度が変化した時からのサンプル回数
合、π／３間のカウント値が更新されず、データがある
値で保持されることになる。したがってこのようにデー
タがある値で保持された場合、演算部III はセンサ部６
ａ，６ｂの断線と判断し、以下の処理にて位置検出を行
う。すなわち出力信号ＰU 、ＰV 、ＰW でπ／３間隔の
位置検出は行えるため、このデータを基準角度θｘとす
る。次にπ／３の基準信号が変化する間の時間を計り
（信号変化までに制御サンプリングが何回行われたかで
計ることが可能）、現在の電気角回転速度ωを次式で推
定する。 ω＝（π／３）／（ｎ・Ｔｓ） ……………………（２） ｎ：信号変化までのサンプル回数ここで得られた電気角
回転速度ωと、基準角度θｘにより現在の磁極位置θを
次式で求める。 θ＝θｘ＋ｍ・ω・Ｔｓ ……………………（３） ｍは基準角度が変化した時からのサンプル回数
【００２７】上述の如くセンサ部６ａ，６ｂの信号線の
断線が検出された場合には次のように演算部III を構成
しても磁極位置を検出し得る。すなわち、上式（２）で
電気角回転速度ωを求めた後、センサ３Ａ〜３Ｃの信号
線の断線時と同様に前回の位置θold を基準に、制御サ
ンプル時間Ｔｓを用いた次式（４）の演算により磁極位
置θを求める。 θ＝θold ＋ω・Ｔｓ ……………………（４）
断線が検出された場合には次のように演算部III を構成
しても磁極位置を検出し得る。すなわち、上式（２）で
電気角回転速度ωを求めた後、センサ３Ａ〜３Ｃの信号
線の断線時と同様に前回の位置θold を基準に、制御サ
ンプル時間Ｔｓを用いた次式（４）の演算により磁極位
置θを求める。 θ＝θold ＋ω・Ｔｓ ……………………（４）
【００２８】本形態にかかる装置によればセンサ３Ａ〜
３Ｃもしくはセンサ部６ａ，６ｂの出力線の断線により
出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW もしくはＡ相若しくはＢ相
パルス信号ＰA ，ＰB が途絶えた場合でも磁極位置の検
出を継続して検出することがてきる。
３Ｃもしくはセンサ部６ａ，６ｂの出力線の断線により
出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW もしくはＡ相若しくはＢ相
パルス信号ＰA ，ＰB が途絶えた場合でも磁極位置の検
出を継続して検出することがてきる。
【００２９】
【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、本発明によればパルス信号線のいずれかが断線し
た場合でも磁極位置の検出が可能となり、制御不安定と
ならずにインバータ停止に至ることもない。
通り、本発明によればパルス信号線のいずれかが断線し
た場合でも磁極位置の検出が可能となり、制御不安定と
ならずにインバータ停止に至ることもない。
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック線図。
【図２】基準位置検出部Ｉの円板２及びセンサ３Ａ，３
Ｂ，３Ｃを示す説明図。
Ｂ，３Ｃを示す説明図。
【図３】基準位置検出部Ｉのセンサ３Ａの出力信号とＵ
相巻線に誘起される電圧波形の関係を示す波形図。
相巻線に誘起される電圧波形の関係を示す波形図。
【図４】基準位置検出部Ｉのセンサ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの
出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW とＵ，Ｖ，Ｗ相電圧の位相
関係を示す波形図。
出力パルスＰU 、ＰV 、ＰW とＵ，Ｖ，Ｗ相電圧の位相
関係を示す波形図。
Ｉ 基準位置検出部 II 相対位置検出部 III 演算部 １ 回転軸 ２ 円板
Claims (3)
- 【請求項１】 電気角で１８０°毎に１つの状態とこれ
と異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互に繰
返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円板
と、 円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位置にそ
れぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つの状態
と他の状態とを検出するとともに各状態に対応する三相
交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号であるＰ
U 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個のセンサ
と、 前記回転軸の正転，逆転を表わす情報とともに前記一つ
の状態と他の状態との変化点である基準位置間を細分割
する回転角度に応じた数のパルスを発生するようこの回
転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接して配設し
たセンサ部を有するロータリエンコーダと、 前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、 前記Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 信号を電送する信号線が断線し
た場合には、前回の磁極位置を基準に、前記ロータリエ
ンコーダの出力信号に基づく現在の電気角回転速度とソ
フトウェアによる制御サンプル時間を用いて磁極位置を
演算するように前記演算手段を構成したことを特徴とす
る回転電機の磁極位置検出装置。 - 【請求項２】 電気角で１８０°毎に１つの状態とこれ
と異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互に繰
返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円板
と、 円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位置にそ
れぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つの状態
と他の状態とを検出するとともに各状態に対応する三相
交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号であるＰ
U 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個のセンサ
と、 前記回転軸の正転，逆転を表わす情報とともに前記一つ
の状態と他の状態との変化点である基準位置間を細分割
する回転角度に応じた数のパルスを発生するようこの回
転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接して配設し
たセンサ部を有するロータリエンコーダと、 前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、 前記ロータリエンコーダの出力信号を電送する信号線が
断線した場合には、Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られる
π／３間隔の基準位置信号と、この基準位置信号が変化
する間の時間の計測により推定された電気角回転速度に
より現在の磁極位置を演算するように前記演算手段を構
成したことを特徴とする回転電機の磁極位置検出装置。 - 【請求項３】 電気角で１８０°毎に１つの状態とこれ
と異なる他の状態とが円周方向に関し隣接して交互に繰
返すように構成して回転電機の回転軸に固着した円板
と、 円周方向に関し機械角で相互に１２０°隔てた位置にそ
れぞれ配設して前記円板の回転に伴なう前記１つの状態
と他の状態とを検出するとともに各状態に対応する三相
交流のＵ相、Ｖ相及びＷ相電圧基準の２値信号であるＰ
U 、ＰV 及びＰ W 信号をそれぞれ送出する３個のセンサ
と、 前記回転軸の正転，逆転を表わす情報とともに前記一つ
の状態と他の状態との変化点である基準位置間を細分割
する回転角度に応じた数のパルスを発生するようこの回
転軸に取付けた円板部及びこの円板部に近接して配設し
たセンサ部を有するロータリエンコーダと、 前記３個のセンサが送出する２値信号の組合せにより電
気角で６０°毎の前記回転軸の基準位置を検出するとと
もに、この基準位置を表わす信号と前記ロータリエンコ
ーダのセンサ部の出力信号である隣接する基準位置間の
相対位置を表わす信号とを処理して前記回転軸の回転位
置に基づく磁極位置を演算する演算手段とを有する回転
電機の磁極位置検出装置において、 前記ロータリエンコーダの出力信号を電送する信号線が
断線した場合には、Ｐ U 、ＰV 及びＰW 信号で得られる
π／３間隔の基準位置信号に基づきこの基準位置信号が
変化する間の時間の計測により推定された電気角回転速
度とソフトウェアによる制御サンプル時間とを用いて磁
極位置を演算するように前記演算手段を構成したことを
特徴とする回転電機の磁極位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331795A JPH10170307A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 回転電機の磁極位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331795A JPH10170307A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 回転電機の磁極位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170307A true JPH10170307A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18247736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331795A Withdrawn JPH10170307A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 回転電機の磁極位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170307A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001082983A (ja) * | 1999-09-10 | 2001-03-30 | Nikki Denso Kk | エンコーダ受信回路 |
| JP2002372438A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Fujitec Co Ltd | 同期電動機の磁極検出装置 |
| JP2007271458A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Niles Co Ltd | 回転角検出装置 |
| CN107659225A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-02 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种低成本高可靠性永磁同步电机的位置检测装置 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP8331795A patent/JPH10170307A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001082983A (ja) * | 1999-09-10 | 2001-03-30 | Nikki Denso Kk | エンコーダ受信回路 |
| JP2002372438A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Fujitec Co Ltd | 同期電動機の磁極検出装置 |
| JP2007271458A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Niles Co Ltd | 回転角検出装置 |
| CN107659225A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-02-02 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种低成本高可靠性永磁同步电机的位置检测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040302 |