JPS59209086A - 同期電動機の駆動制御装置 - Google Patents

同期電動機の駆動制御装置

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JPS59209086A
JPS59209086A JP58081320A JP8132083A JPS59209086A JP S59209086 A JPS59209086 A JP S59209086A JP 58081320 A JP58081320 A JP 58081320A JP 8132083 A JP8132083 A JP 8132083A JP S59209086 A JPS59209086 A JP S59209086A
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JP
Japan
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signal
speed
resolver
outputs
circuit
Prior art date
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JP58081320A
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Kenji Inoue
井上 堅治
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は検出要素としてレノ゛ルバを使用した同期電
動機の駆動制御装置に関する。
回転子を永久磁石で構成した同期電動様を駆動する場合
2回転子の回転に同期して電動機各相の電流を切替えね
ばならず、電動機を指令の速度で駆動する速度制御ルー
プの他に1回転子の回転位置を恢出2位置信号として帰
還することが是非とも心安である。このだめ、従来より
レノ゛ルバのような回転子の回転角に応じ位相変調され
た出力を発生する位置検出装置が使用されているが、そ
の1リコ川態様は、あまり適切なものがなく2例えばレ
ゾルバ励磁1“dイム−号と出力信号をツ1[け合せ回
転角θのsinθ、 CO3θを求めこれよりθを演算
する方法等があるが、これは倍調波成分除去のフィルタ
ーを不可欠とし検出遅れを生じ、系の速応制御に悪影響
を及ばず。寸だ、速度制御ループの速度信号の検出もレ
ゾルバの位相変調出力の利用か考えられており2例えば
回転角θの変化をディジタル処理により求めるとか、先
のsinθ、 cosθをPLL回路を介して回転角θ
変化を取り出す等のことが行われているが、いずれも回
路搗成が大変に複雑になりあ1り好lしい方法とは云え
なかった。更に2位置ザーボ系として使用する場合は、
負荷位置制御のループが必要となり、負荷位置信号を供
給する負荷位置検出器の設置が要求されるが、従来回転
子位置検出用として使用されていたレノ゛ルバをこの負
荷位置検出器としても利用できるようにすれば極めて好
都合である。
この発明は上mlに鑑み検出要素としてレゾルバを使用
し、フィルタを不要とする検出遅れの殆んどない回転角
θの検出と1回転角θ変化の検出はサンプルホールド用
の励磁信号の周期に対応しランプ形4大出力を生成する
積分器とこれらランプ形状出力をレノ゛ルバ出力信号ゼ
ロクロス点でラッチするう、子回路のm〕易構成の回路
により、かつ必要なれば回転角θと1回転角θの2π毎
にパルスを出力しこのパルス数をカウントして回転回数
を検出、これらを加算することにより負荷位置信号の検
出をも行うようにした。レゾルバ使用の同期電動機の駆
動制御111装置の提供を目的とする。
矛1図は実施例のプロ、り線図で負荷位置を指令の定位
置に制御する位置サーボ系の場合について説明する。図
において、(1)は負荷の位置指令θと位置帰還信号o
fの差を増幅しD/A変換器(2)を介しアナログ量に
変換して後、速度マイナルーグの指令として供給する9
荷位置調節器、(3)はこの負荷位置調節器(1)から
の速度指令Wと速度帰還信シづwf  の差を増幅、電
流マイナループの指令として供給する速度調節器、(4
)は速度調節器(3)の電流4)1令をfli動僚同僚
回転子転位置に応じ各相電流に変侠する3相変換器、 
(5+、 (61,(71は電動機各相電流指令1a、
 Ib、 Icと電流帰還信号1af 、 Ibf 、
 Icfの差を増幅、主回路のトランジスタインバータ
(8)のゲート信号として供給する電流調節器、(9)
は永久磁石で構成の回転子を持つ同期電動機、 (10
+はこの発明に係るレゾルバて、出力の位相変調信号よ
り位置信号のみならず、速度信号、負荷位置信号をも得
ようとするものである。01)はレゾルバの励磁回路で
2相の正弦波信号を供給する。02)はPLL回路等で
構成されるレゾルバ励磁信号の整数倍信号を出力する回
路で1回転子位置、速度、負荷位置の各検出器+201
 、 (301、(IC1に供給される。(13)幻:
レゾルバ00)の位相変調出力のゼロクロス点を検出す
るべく矩形波に変換する矩形波変換回路で、その矩形波
の立上り、立下り信号がラッチ信号として利用される。
04)はパルスアンプ、0ωは減速機、(161td負
荷である。
位置検出器c20)は、励磁信号整数倍信号Aを、尚励
磁信号の周期毎に言I数するカウンタ(2I)と、この
カウンタQ+1計数値反転出力4を、レゾルバ出力信号
の1周期毎のゼロクロス点でう、チするう、子回路(社
)から構成され、う、子回路C;すの出力はその士−キ
イ1′L置信号θmとして3相変換器(4)へ出力され
る。
速度検出器(ト))は、励磁信号整数倍信号Aを、速度
検出のナンプリング周期毎に計数するカウンタ01)と
、このカウンタ01)の計数値が予じめ定めた一定値に
達したときに牙jの積分を開始しオ・1のラング状波形
 αを出力し、かつ励磁信号1周期後に矛2の積分を開
始し牙2のランプ状出力βを発生する。丑だ一定値に達
したならば自動的にリセットとなる積分器02と、この
積分器02の牙1.矛2のう/プ状波形をそれぞれ対応
するレゾルバ出力信号のゼロクロス点でサンプルホール
ドする矛1、′A’2のサンプルホールド回路(到、 
(34)と、これら矛]、、J−2のサンプルホールド
値の差を適宜タイミングでサンプルホールドする】フ3
のサンプルボールド回路0ωから構成され、励磁信号の
1周期経過後のレゾルバ出力信号の位相の変化を検出し
。
速度信号として出力する。06)はンーケンス回路でカ
ウンタ01)計数値を受は全体の制御を呵る制御信−号
を出力する。
負荷位置検出器(41I′i、励磁信号整数倍信号Aを
。
尚励磁信号の周期毎に計数するカラ/り(4J)と、こ
のカウンタ(41)計数値及転出カ匂を、レゾルバ出力
の牙1のう、子回路(42の位置信号をレゾルバ出力信
号ゼロクロス点の1/2周期毎にう、チし回転子の前回
う、チ位置信号θm−1として出方する矛2のう、子回
路(心と、牙]、、J−2のう、子回路[42)。
(43)の今回、前回う、チの位置信号θm、θm−1
を比較し、その差が正あるいは負の予じめ定めた値以上
■あればそれぞれパルス信号E、Fを出力する珂・1.
剖・2の比較回路(イ41.(451と、J−1,矛2
の比較回路(441、(45)のパルス信月の一方Eを
インクリメント侶月、他方Fをディクリメント信号とし
て止あるいけ負方向の1回転を判断、方向をも含めた計
数を行い回転回数を出方するカウンタ(46)と、カウ
ンタ(46)の回転回数Nと牙1のう、子回路(42の
位置信号θmをラッチする牙3のう、子回路(47) 
、から構成され、電動機の一方向への回転回数Nと回転
位置θmを検出、それらを加算し負荷位置信号θfとし
て負荷位置指令θと突き合せるべく出力される。
このように2本発明はレゾルバを検出要素として使用し
、従来の位置信号、速度信号のみならず負荷位置信号を
も検出するもので、しかもその構成はフィルタ等の検出
に遅れを伴うものを不要とし、カウンタ、ラッチ回路、
積分器、サンプルホールド回路1等を組合せればよく、
従来のとの種装置に比較し大幅に簡易化される。
牙2図のタイムチャートは、(イ)が位置検出器暎各部
動作波形で、レゾルバ励磁信号(三角波で近似)Bと、
  PLL回路等による励磁信号Bの整数倍信号Aと、
カウンタQDの計数値反転出力6と、レゾルバ出力信号
(同じく三角波で近似)Cと、出力信号Cの波形変換後
の矩形波信号りと、矩形波信号りの立上りで先の計数値
反転出力6をう、チし位置信号θmとして出力するラッ
チ回路出力Om。
をそれぞれ表わす。(ロ)が速度検出器鵜各部の動作P
L!:積分器(32の牙1.牙2のランプ状波形α、β
と、これら波形α、βを出力信号Cに同)υjの欠百形
波立上りでサンプルホールドする。4−1..4−2ノ
サンプルホ一ルド回路G3+、(34)の出力信号Gl
+ 02と。
これら牙l、牙2のサンプルホールド値G1.G2の差
をサンプルホールドする矛3のサンプルホールド回路0
51出力信号wf、  を表わす。また(ハ)が負荷位
置検出器(41)の各部波形で、先の位置検出器と同様
にして位置信号を出力する牙1のう、子回路f42の出
力信号θmと、この矛1のう、子回路(42)出力をレ
ゾルバ出力信号に同期の矢巨形波立下りでう。
チする矛2のう、子回路(43の前回う、チの位置信号
θm−1と、この今回、前回う、チの位置信号θm。
0m−1の差が正あるいは負の設定値に達した際にカラ
/りのインクリメントするいはディクリメント信号とし
て出力する;1l−1,牙2の比較回路1441 、 
(451のパルス信号E、Fを表わす。
【図面の簡単な説明】
牙1図が実施例のプロ、り線図、矛2図がタイムチャー
1・である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1速度指令と速度帰還信号の差を増幅、電流マイナルー
    プの指令として供給する速度調節器、この速度調節器に
    よる電流指令を電動機回転子の位置信号に基づき電動機
    の各相巻線電流指令に変侠する3相変換器、3相変換器
    の電動機3相巻線電流指令と電動機各相電流帰還信号と
    の差を増幅。 主回路のトランジスタインバータのゲート信号として供
    給する各相の電流調節器、を備え2回転子を永久磁石で
    構成する同期電動機において、速度検出2位置検出の検
    出要素にレゾルバを使財し。 レゾルバからの位相変調信号を、下記構成の速度検出器
    1位置検出器により速度信号1位置信号として取り出し
    だことを特徴とする同期電動機の駆動側φ11装置。 速度検出器;レゾルバ励磁信号の整数倍信号を速度検出
    のサンプリング周期毎に計数するカウンタと、このカウ
    ンタの計数値が予じめ定めた一定値に達したときに牙1
    の積分を開始し第1のランプ状波形を出力し、かつ励磁
    信号の1周期後に牙2の積分を開始し牙2のランプ状波
    形を出力する積分器と、この積分器の牙1.λ・20ラ
    ンプ状波形をそれぞれ対応のレゾルバ←出力信号ゼロク
    ロス点です/プルホールドする牙j2牙2のサンプルホ
    ールド回路と、これら牙1.矛2のす/グルホールド回
    路の出力の差を求めサンプルホールドし回転子の速度信
    号として出力する牙3のサンプルホールド回路。 位舒検出器;レノ゛ルバ励磁信号の整数倍信号を当励磁
    信号の周期毎に計数するカウンタと、このカウンタの泪
    数値反転出力をレゾルバ出力信号のゼロクロス点でラッ
    チし回転子の位置信号として出力するう、チ回路。 2負荷位置指令と負荷位置帰還信号の差を増幅。 D/A変換器を介し速襄マイナループの指令として供給
    する負荷位置調節器、負荷位置調節器による速度指令と
    速度帰還信号の差を増幅、電流マイナループの指令とし
    て供給する速度調節器、速度調節器による電流指令を電
    動機回転イの位置信号に基づき電動機の各相巻線電流指
    令に変換する3相変換器、3相変換器の電動機3相巻線
    電流指令と電動機各相電流帰還信号との差を増幅、主回
    路の)・シン/メタインバータのゲート信号として供給
    する電流調節器、を備え1回転子を永久磁石で構成する
    同期電動機において、負荷位置検出、速度検出1位置検
    出の検出要素にレノ゛ルバを使用し。 レゾルバからの位相変調信号を、下記構成の負荷位置検
    出器、速度検出器2位置検出器により負荷位置信号、速
    度信号2位置信号として変換したことを特徴とする同期
    電動機の駆動制御装置。 負荷位置検出器;レゾルバ励磁信号の整数倍信号と当励
    磁信号の周期毎に計数するカラ/りと。 カウンタの泪数値反転出力を、レゾルバ出力信号のゼロ
    クロス点でラッチし回転子の位置信号として出力する矛
    1のう、子回路と、牙1のラッチ回路の位1が信号を、
    レゾルバ出力信号の1/2周期毎のゼロクロス点でラッ
    チし回転子の前回う、チ位置信号として出力する2・2
    のう、子回路と2才1゜牙2のう、子回路の今回、前回
    う、チの位置信号を比較しその差が正あるいは負の予じ
    め定めた値以上にあればそれぞれパルス信号を出力する
    3・1゜牙2の比較回路のパルス信号の一方をインクリ
    メ/1・信号、他方をティクリメント信号として正ある
    いは負方向の1回転を判断、方向を含めた回転回数を出
    力するカラ/りと、このカラ/りの回転回数と牙1のう
    、子回路の位置イハ号をラッチし負荷位置を出力する牙
    3のう、子回路。 速度検出器;レゾルバ励磁信号の整数倍信号を速度検出
    のザンプリング周期毎に計数するカウンタと、このカウ
    ンタの計数値が予じめ定めた一定値に達したときに2・
    1の積分を開始し矛1のランプ状波形を出力し、かつ励
    磁信号の1周期後に矛2の積分を開始し2・2のランプ
    状波形を出力する積分器と、この積分器の2・i、:A
    −2のランプ状波形をそれぞれ対応のレノ゛ルバ出力信
    号ゼロクロス点でサンプルホールドする牙1.矛2のサ
    ンプルホールド回路と、これら牙】、矛2のザンプルホ
    ールト回路の出力の差を求めサンプルホールドし回転子
    の速度信号として出力する矛3のサンプルボールド回路
    。 位置検出器;レゾルバ出力信号の整数倍信号を当励磁信
    号の周期毎に計数するカウンタと、このカラ/りの劇数
    値反転出力をレゾルバ出力信号のゼロクロス点でう、チ
    し回転子の位置信号として出力するう、子回路。
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