JPS6020786A - ブラシレス電動機の制御装置 - Google Patents
ブラシレス電動機の制御装置Info
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- JPS6020786A JPS6020786A JP58126884A JP12688483A JPS6020786A JP S6020786 A JPS6020786 A JP S6020786A JP 58126884 A JP58126884 A JP 58126884A JP 12688483 A JP12688483 A JP 12688483A JP S6020786 A JPS6020786 A JP S6020786A
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- Japan
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- signal
- output
- speed
- voltage
- brushless motor
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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
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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。
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〕
本発明はブラシレス電動機の制御装置、特にブラシレス
電動機を常に効率よく駆動制御し得る制御装置に関する
ものである。
電動機を常に効率よく駆動制御し得る制御装置に関する
ものである。
ブラシレス電動機として知られる回転界磁形同期電動機
は、消耗するブラシがなく、まだ保守を要する整流子が
ない等の特長を有し、しかも従来の直流電動機と同程度
の制御性能を有することがら、工作機械等の制御用電動
機として広く使用されている。
は、消耗するブラシがなく、まだ保守を要する整流子が
ない等の特長を有し、しかも従来の直流電動機と同程度
の制御性能を有することがら、工作機械等の制御用電動
機として広く使用されている。
このブラシレス電動機は、永久磁石から成る界磁極を回
転子とし、電機子巻線を固定子巻線として、この固定子
巻線に例えば三相交流の電機子電流を流し、界磁極の主
磁束及びこの主磁束と直交する電機子電流によって回転
子に回転力を発生させ、回転子を電機子電流によって生
じる回転磁界に同期させて回転させる電動機である。
転子とし、電機子巻線を固定子巻線として、この固定子
巻線に例えば三相交流の電機子電流を流し、界磁極の主
磁束及びこの主磁束と直交する電機子電流によって回転
子に回転力を発生させ、回転子を電機子電流によって生
じる回転磁界に同期させて回転させる電動機である。
次に、図面を参照して上記のブラシレス電動機につきな
お具体的に説明する。
お具体的に説明する。
第1図において、1は三相のブラシレス電動機で、この
電動機1は固定子2及び回転子3を有し、固定子2には
三相電機子巻線2 U r 2 V 、2 Wが巻回さ
れている。この電動機1では、電機子巻線2U12V1
2Wにそれぞれ三相電機子電流IU。
電動機1は固定子2及び回転子3を有し、固定子2には
三相電機子巻線2 U r 2 V 、2 Wが巻回さ
れている。この電動機1では、電機子巻線2U12V1
2Wにそれぞれ三相電機子電流IU。
I V + I Wを流して、回転子3の界磁極の主磁
束φの向きと直交する軸q上に回転起磁力Hを発生させ
る。なお、以後の説明の便宜上、この回転起磁力Hは等
価電機子電流Iaによって発生するものとする。この回
転起磁力Hと上記主磁束φとによシ回転子3に回転力が
発生し、回転子3が回転動作を行う。上記の主磁束φの
位置を検出するために位置検出器4が設けられており、
この位置検出器4は上記回転起磁力Hが主磁束φに対し
て常に電気的に90度ずれるように、主磁束φの位置を
検出して図示していない駆動回路に制御信号を与えて、
電機子電流IUIIV、ITの切換動作、すなわち整流
子作用を行わせるだめのものである。
束φの向きと直交する軸q上に回転起磁力Hを発生させ
る。なお、以後の説明の便宜上、この回転起磁力Hは等
価電機子電流Iaによって発生するものとする。この回
転起磁力Hと上記主磁束φとによシ回転子3に回転力が
発生し、回転子3が回転動作を行う。上記の主磁束φの
位置を検出するために位置検出器4が設けられており、
この位置検出器4は上記回転起磁力Hが主磁束φに対し
て常に電気的に90度ずれるように、主磁束φの位置を
検出して図示していない駆動回路に制御信号を与えて、
電機子電流IUIIV、ITの切換動作、すなわち整流
子作用を行わせるだめのものである。
上記のよう左回転動作において、−主磁束φが一定であ
れば、電動機1が最適運転状態で運転されているときの
発生トルクToは、前記回転起磁力Hを発生させる等価
電機子電流Iaに比例し、次の(1)式で表わされるこ
とは周知である。
れば、電動機1が最適運転状態で運転されているときの
発生トルクToは、前記回転起磁力Hを発生させる等価
電機子電流Iaに比例し、次の(1)式で表わされるこ
とは周知である。
To−K・φ・I a ’ −(1)
但し、Kは比例定数である。
ここで、主磁束φに対して等価電機子電流Iaが直交し
ていても、電機子反作用によって空隙磁束φ′が歪んで
いる場合には、主磁束φの向きに対して空隙磁束φ′の
向きが回転方向にずれて位相差が生じ、空隙磁束φ′と
等価電機子電流Iaとが直交しなくなるので、最適運転
状態とならず効率の悪い運転状態となる。
ていても、電機子反作用によって空隙磁束φ′が歪んで
いる場合には、主磁束φの向きに対して空隙磁束φ′の
向きが回転方向にずれて位相差が生じ、空隙磁束φ′と
等価電機子電流Iaとが直交しなくなるので、最適運転
状態とならず効率の悪い運転状態となる。
次に、このことをブラシレス電動機の等何回路を示す第
2図を参照して説明する。第2図において、Eiは電動
機端子電圧、Eaは誘起起電力、E’aは電機子反作用
を含んだ誘起起電力、Iaは電機子電流、r は電機子
巻線抵抗、Xaは電機子反作用によるリアクタンス、X
tは電機子漏洩磁束によるリアクタンス、Tは発生トル
ク、Nは回転子の回転速度をそれぞれ表わしている。第
3図は第2図における電圧、電流のベクトル関係を示し
たものである。同図において、発生トルクTに比例して
電機子電流Iaが増加すると電機子反作用が大きくなる
ので、電機子電流Iaと誘起起電力E’aとの位相差ψ
は、矢印Yで示す回転方向に大きくなる。従って、トル
クに寄与する電流Ia1と電機子電流Iaとの比I a
1/I a が減少して、電動機1のトルク定数Kt
が小さくなシ、効率の悪い運転状態となる。このときの
発生トルクτは次式で与えられる。
2図を参照して説明する。第2図において、Eiは電動
機端子電圧、Eaは誘起起電力、E’aは電機子反作用
を含んだ誘起起電力、Iaは電機子電流、r は電機子
巻線抵抗、Xaは電機子反作用によるリアクタンス、X
tは電機子漏洩磁束によるリアクタンス、Tは発生トル
ク、Nは回転子の回転速度をそれぞれ表わしている。第
3図は第2図における電圧、電流のベクトル関係を示し
たものである。同図において、発生トルクTに比例して
電機子電流Iaが増加すると電機子反作用が大きくなる
ので、電機子電流Iaと誘起起電力E’aとの位相差ψ
は、矢印Yで示す回転方向に大きくなる。従って、トル
クに寄与する電流Ia1と電機子電流Iaとの比I a
1/I a が減少して、電動機1のトルク定数Kt
が小さくなシ、効率の悪い運転状態となる。このときの
発生トルクτは次式で与えられる。
T/−に/・φ′・Ia■ψ ・・・(2)ここで、K
′は比例定数である。
′は比例定数である。
伐)式から明らか力ように、電動機1を最適運転状態と
するためには、位相差ψを零にすることが必要である。
するためには、位相差ψを零にすることが必要である。
また、電動機1が画定トルクTを出して成る回転速度で
回転しているときに回転速度のみが変動した場合、回転
速度に比例して内部電流の周波数が高くなるとともにリ
アクタンスXa r XZが大きくなるために、前記位
相差ψが回転方向に大きくなる。従って、回転速度に応
じて最適運転状態にするためにも位相差ψを零にするこ
とが必要である。
回転しているときに回転速度のみが変動した場合、回転
速度に比例して内部電流の周波数が高くなるとともにリ
アクタンスXa r XZが大きくなるために、前記位
相差ψが回転方向に大きくなる。従って、回転速度に応
じて最適運転状態にするためにも位相差ψを零にするこ
とが必要である。
しかしながら、従来の制御装置では、電動機1の界磁極
の主磁束φを検出して、銹起起電力Eaと同相の電機子
電流Iaを流すように電機子電流Iaの切換動作が行わ
れていたので、電動機10M(負荷時または高速回転時
において位相差ψが大きくなり、運転効率が悪くなると
いう欠点があった。従って、従来の制御装置では比較的
大形の電動機1を必要とすることになp1経費の増大、
更には省エネルギ上から好壕しくないという問題があっ
た。
の主磁束φを検出して、銹起起電力Eaと同相の電機子
電流Iaを流すように電機子電流Iaの切換動作が行わ
れていたので、電動機10M(負荷時または高速回転時
において位相差ψが大きくなり、運転効率が悪くなると
いう欠点があった。従って、従来の制御装置では比較的
大形の電動機1を必要とすることになp1経費の増大、
更には省エネルギ上から好壕しくないという問題があっ
た。
本発明の目的は、重負荷時または高速回転時においても
ブラシレス電動機を効率よく駆動制御することができる
ブラシレス電動機の制御装置を提供することにある。
ブラシレス電動機を効率よく駆動制御することができる
ブラシレス電動機の制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の制御装置は、制御す
べきブラシレス電動機の回転子に連結されたレゾルバ位
置検出器及び速度検出器と、外部から与えられる速度指
令信号と前記速度検出器から出力される速度検出信号と
の誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤差増幅器の出
力信号及び前記レゾルバ位置検出器からの位置検出信号
に基づいて得られる電流指令信号によシ駆動され前記ブ
ラシレス電動機に′1を機子電流を供給する電力変換器
とを有するブラシレス電動機の制御装置において、前記
誤差増幅器からの出力信号及び前記レゾルバ位置検出器
からの位置検出信号を受けて前記誤差増幅器の出力信号
の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合成信号を
出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成回路及び
前記誤差増幅器からの各出力信号同士を掛算して電圧信
号を出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出器から得
られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそれぞれに
より前記掛算器からの電圧信号を同期整流して前記電流
指令信号を得るだめの複数の同期整流信号を出力する同
期整流回路とを備え、負荷トルクに比例した電機子電流
の変化に応じて補正された位相ずれを有する電流指令信
号を発生し、該電流。
べきブラシレス電動機の回転子に連結されたレゾルバ位
置検出器及び速度検出器と、外部から与えられる速度指
令信号と前記速度検出器から出力される速度検出信号と
の誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤差増幅器の出
力信号及び前記レゾルバ位置検出器からの位置検出信号
に基づいて得られる電流指令信号によシ駆動され前記ブ
ラシレス電動機に′1を機子電流を供給する電力変換器
とを有するブラシレス電動機の制御装置において、前記
誤差増幅器からの出力信号及び前記レゾルバ位置検出器
からの位置検出信号を受けて前記誤差増幅器の出力信号
の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合成信号を
出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成回路及び
前記誤差増幅器からの各出力信号同士を掛算して電圧信
号を出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出器から得
られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそれぞれに
より前記掛算器からの電圧信号を同期整流して前記電流
指令信号を得るだめの複数の同期整流信号を出力する同
期整流回路とを備え、負荷トルクに比例した電機子電流
の変化に応じて補正された位相ずれを有する電流指令信
号を発生し、該電流。
指令信号に対応した電機子電流をブラシレス電動機に供
給するようにしたことを特徴とする。
給するようにしたことを特徴とする。
更に、本発明の第2の発明に係る制御装置は、制御すべ
きブラシレス電動機の回転子に連結されたレゾルバ位置
検出器及び速度検出器と、外部から与えられる速度指令
信号と前記速度検出器から出力される速度検出信号との
誤差′電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤差増幅器の出
力信号及び前記レゾルバ位16検出器からの位置検出信
号に基づいて得られる′電流指令信号により駆動され前
記ブラシレス′「1動機に11L機子電流を供給する電
力変換器とを有するブラシレス電動機の制御装置におい
て、前記速度検出器からの速度検出信号及び前記レゾル
バ位置検出器からの位置検出信号を受けて前記速度検出
信号の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合成信
号を出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成回路
及び前記誤差増幅器からの各出力信号同士を掛算して電
圧信号を出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出器か
ら得られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそれぞ
れによシ前記掛算器からの電圧信号を同期整流して前記
電流指令信号を得るだめの複数の同期整流信号を出力す
る同期整流回路とを備え、回転速度に比例した電機子電
流の変化に応じて補正された位相ずれを有する電流指令
信号を発生し、該電流指令信号に対応した電機子電流を
ブラシレス電動機に供給するようにしたことを重機とす
る。
きブラシレス電動機の回転子に連結されたレゾルバ位置
検出器及び速度検出器と、外部から与えられる速度指令
信号と前記速度検出器から出力される速度検出信号との
誤差′電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤差増幅器の出
力信号及び前記レゾルバ位16検出器からの位置検出信
号に基づいて得られる′電流指令信号により駆動され前
記ブラシレス′「1動機に11L機子電流を供給する電
力変換器とを有するブラシレス電動機の制御装置におい
て、前記速度検出器からの速度検出信号及び前記レゾル
バ位置検出器からの位置検出信号を受けて前記速度検出
信号の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合成信
号を出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成回路
及び前記誤差増幅器からの各出力信号同士を掛算して電
圧信号を出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出器か
ら得られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそれぞ
れによシ前記掛算器からの電圧信号を同期整流して前記
電流指令信号を得るだめの複数の同期整流信号を出力す
る同期整流回路とを備え、回転速度に比例した電機子電
流の変化に応じて補正された位相ずれを有する電流指令
信号を発生し、該電流指令信号に対応した電機子電流を
ブラシレス電動機に供給するようにしたことを重機とす
る。
以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第4図は本発明に係るブラシレス電動機の制御装置の好
適外実施例を示し、第5図はこの制御装置で用いるレゾ
ルバ移相方式位置検出器(以下、レゾルバ位置検出器と
称寸)のブロック構成を示し、第6図はこの制御装置で
用いるベクトル合成回路のブロック構成を掛算器と共に
示したものである。
適外実施例を示し、第5図はこの制御装置で用いるレゾ
ルバ移相方式位置検出器(以下、レゾルバ位置検出器と
称寸)のブロック構成を示し、第6図はこの制御装置で
用いるベクトル合成回路のブロック構成を掛算器と共に
示したものである。
図示のように、本実施例の制御装置は、電動機1の界磁
極の主磁極位置を検出するために、レゾルバ位置検出器
5を備えている。このレゾルバ位。
極の主磁極位置を検出するために、レゾルバ位置検出器
5を備えている。このレゾルバ位。
+gL検出器5は二相発振器6を有し、この二相発振器
6からは二相の電圧信号6a(= Ea−cosωt)
。
6からは二相の電圧信号6a(= Ea−cosωt)
。
eb(= Eb−sinωt)が出力される。甘だ、上
記位置検出器5は電動機1の回転子に機械的に連結され
るレゾルバ7を有し、このレゾルバ7の固定子に巻回さ
れlf−二相励磁巻i7a、7bには前記二相発振器6
から出力される信号ea、eb がそれぞれ供給される
。そして、レゾルバ7の回転子7Cに巻回された出力巻
締7dからは位置検出信号e5が出力され、この位置検
出信号e5は回転子7Cの回転角をθとすれば次式で与
えられる。
記位置検出器5は電動機1の回転子に機械的に連結され
るレゾルバ7を有し、このレゾルバ7の固定子に巻回さ
れlf−二相励磁巻i7a、7bには前記二相発振器6
から出力される信号ea、eb がそれぞれ供給される
。そして、レゾルバ7の回転子7Cに巻回された出力巻
締7dからは位置検出信号e5が出力され、この位置検
出信号e5は回転子7Cの回転角をθとすれば次式で与
えられる。
e5 = & ・Q)S (ωt±θ) −(3)ここ
で、E5は電圧値″t′あシ、士の符号は回転子7Cの
回転方向により定まるものである。
で、E5は電圧値″t′あシ、士の符号は回転子7Cの
回転方向により定まるものである。
濠に、レゾルバ位置検出器5は信号変換器8を有し、こ
の信号変換器8は前記二相発振器6から出力される電圧
信号ea 1 ebを入力し、互いに4π/3だけずれ
た位相をもつ二つの電圧信号e+ (=&−cosωt
) + ez(=&・cjys(ωt−了))を出力
する。
の信号変換器8は前記二相発振器6から出力される電圧
信号ea 1 ebを入力し、互いに4π/3だけずれ
た位相をもつ二つの電圧信号e+ (=&−cosωt
) + ez(=&・cjys(ωt−了))を出力
する。
一方、第4図の実施例における加算点10には、速度指
令に対応する電圧信号E com と、電動機1に機械
的に連結された速度検出器9からの速度検出信号Etg
とが供給され、加算点10からは両電圧E com +
Etgの誤差に和尚する電圧Δeが出力される。この
誤差電圧Δeは誤差増幅器11に供給され、誤差増幅器
11からは誤差電圧ΔeK基づいて比例積分動作しfC
電圧信号Etが出力される。
令に対応する電圧信号E com と、電動機1に機械
的に連結された速度検出器9からの速度検出信号Etg
とが供給され、加算点10からは両電圧E com +
Etgの誤差に和尚する電圧Δeが出力される。この
誤差電圧Δeは誤差増幅器11に供給され、誤差増幅器
11からは誤差電圧ΔeK基づいて比例積分動作しfC
電圧信号Etが出力される。
本発明の制御装置において特徴的なことは、次に説明す
るようなベクトル合成回路12、掛算器13及び同期整
流回路14.15を備えているととである。
るようなベクトル合成回路12、掛算器13及び同期整
流回路14.15を備えているととである。
第6図におい、て、ベクトル合成回路12は移相器20
を有し、との移相器26は前記レゾルバ7から構成され
る装置検出信号et−Es・Lyys(ωt±θ)〕を
電圧情号Δe5[=E5・sin (ωt±θ)〕に変
換する。また、ベクトル合成回路12は増幅器21を有
し、この増幅器21は前記誤差増幅器11から出力され
る1゛ilil圧信を電圧信号ΔEtに増幅する。更に
、ベクトル合成回路12は掛算器22を有し、この掛算
器22は移相器20からの前記電圧信号Δe5と増幅器
21からの電圧信号ΔEtとを掛算し、電圧信号Δe、
を出力する。この電圧信号Δe、は次式で与えられる。
を有し、との移相器26は前記レゾルバ7から構成され
る装置検出信号et−Es・Lyys(ωt±θ)〕を
電圧情号Δe5[=E5・sin (ωt±θ)〕に変
換する。また、ベクトル合成回路12は増幅器21を有
し、この増幅器21は前記誤差増幅器11から出力され
る1゛ilil圧信を電圧信号ΔEtに増幅する。更に
、ベクトル合成回路12は掛算器22を有し、この掛算
器22は移相器20からの前記電圧信号Δe5と増幅器
21からの電圧信号ΔEtとを掛算し、電圧信号Δe、
を出力する。この電圧信号Δe、は次式で与えられる。
Δe−ΔEt−E5・51n(ωt±θ) −(4)を
更に、ベクトル合成回路12は減算器23を有し、この
減算器23は前記レゾルバ7から出力される位は検出信
号esよシ掛算器22から出力される電圧信号Δe、を
減算した電圧信号etoを出力する。この電圧信号el
oは次式で与えられる。
減算器23は前記レゾルバ7から出力される位は検出信
号esよシ掛算器22から出力される電圧信号Δe、を
減算した電圧信号etoを出力する。この電圧信号el
oは次式で与えられる。
elO”e6−Δet
−E5・oy+(ωt±θ)−ΔEt−E5・5IIl
(ωt±θ)= v’F、52+ΔEt”・Ea2・邸
(ωt±θ+δ) ・・・(5)ここで、δ−tan−
1(ΔEt−El!6./E5 ) =jan−”ΔE
t・・・(6)上記の(6)式から明らかなように、電
圧ΔEtが電圧Etに比例するものとすれば、電圧Et
が増加するに従って位相ずれδが増加することが理解さ
れる。
(ωt±θ)= v’F、52+ΔEt”・Ea2・邸
(ωt±θ+δ) ・・・(5)ここで、δ−tan−
1(ΔEt−El!6./E5 ) =jan−”ΔE
t・・・(6)上記の(6)式から明らかなように、電
圧ΔEtが電圧Etに比例するものとすれば、電圧Et
が増加するに従って位相ずれδが増加することが理解さ
れる。
このように、ベクトル合成回路12はレゾルバずれδを
有するベクトル合成信号、すなわち前記の電圧信号et
oを出力する。この電圧信号eloと、誤差増幅器11
からの電圧信号Etとは掛算器13に供給され、掛算器
13からは電圧信号e。
有するベクトル合成信号、すなわち前記の電圧信号et
oを出力する。この電圧信号eloと、誤差増幅器11
からの電圧信号Etとは掛算器13に供給され、掛算器
13からは電圧信号e。
が出力される。この電圧信号e、は次式で与えられる。
et−Ej”J’j5;’呈JEt” i7・az(ω
j±θ+δ)−Eto−cps(ωt±θ+δ) −(
71ココテ、Eto=Et−E6’ +lEt”E5”
テhル。
j±θ+δ)−Eto−cps(ωt±θ+δ) −(
71ココテ、Eto=Et−E6’ +lEt”E5”
テhル。
上記の電圧信号e、は同期整流回路14.15にそれぞ
れ供給される。これらの同期整流回路14.15は、そ
れぞれ例えば掛算器又は同期開閉器と、低減渥波器との
組合わせからなシ、上記の電圧信号e、を位置検出器5
から供給される所定の位相差をもつ電圧信号el+82
によシそれぞれ同期整流して高調波電圧を除去し、それ
ぞれ同期整流信号e 、を出力する。これらの同期整流
u ”w 信号e 、はそれぞれ次式で与えられる。
れ供給される。これらの同期整流回路14.15は、そ
れぞれ例えば掛算器又は同期開閉器と、低減渥波器との
組合わせからなシ、上記の電圧信号e、を位置検出器5
から供給される所定の位相差をもつ電圧信号el+82
によシそれぞれ同期整流して高調波電圧を除去し、それ
ぞれ同期整流信号e 、を出力する。これらの同期整流
u ”w 信号e 、はそれぞれ次式で与えられる。
eW
e=Eto−JCl・@(±θ+δ)、 −・・(8)
ew=Eto−E2・ccls(±θ+δ−T−) ・
(9)上記の(6)式、(8)式及び(9)式よシ、電
圧Etが増加するに従って移相ずれδが増加し、この結
果、第7図に示したように誘起起電力E’aと電機子電
流Iaとの位相差ψが零に近づくことが理解される。
ew=Eto−E2・ccls(±θ+δ−T−) ・
(9)上記の(6)式、(8)式及び(9)式よシ、電
圧Etが増加するに従って移相ずれδが増加し、この結
果、第7図に示したように誘起起電力E’aと電機子電
流Iaとの位相差ψが零に近づくことが理解される。
上記の同期整流信号eu、eWは電流指令変換器16に
供給され、電流指令変換器16から該同期整流信号に基
づいて三相の電流指令信号Iu。
供給され、電流指令変換器16から該同期整流信号に基
づいて三相の電流指令信号Iu。
Iv 、Iwが出力される。これらの電流指令信号Iu
、Iv、Iwは電力変換器17に供給され、この電力変
換器17から電動機lの′電機子巻線に、電流指令信号
I u + I v + I wに比例した電機子電流
IU、IV、IWが供給されて電動機1の駆動が行われ
る。
、Iv、Iwは電力変換器17に供給され、この電力変
換器17から電動機lの′電機子巻線に、電流指令信号
I u + I v + I wに比例した電機子電流
IU、IV、IWが供給されて電動機1の駆動が行われ
る。
迭に、第4図の制御装置全体の動作について説明する。
速度指令に対応する電圧E com及び速度検出器9か
らの速度検出信号Etgが加算点10に供給されると、
加算点10からは誤差電圧Δeが出力され、この誤差電
圧Δeは誤差増幅器11にて増幅され、誤差増幅器11
からベクトル合成回路12及び掛算器13にそれぞれ電
圧信号Etが供給される。一方、レゾルバ位置検出器5
からの位(4検出器号e5はベクトル合成回路12に供
給され、ベクトル合成回路12から掛算器13に電圧信
号elOが供給される。従って、掛算器13からは電圧
信号Etと電圧信号e1oとを掛算した電圧信号e。
らの速度検出信号Etgが加算点10に供給されると、
加算点10からは誤差電圧Δeが出力され、この誤差電
圧Δeは誤差増幅器11にて増幅され、誤差増幅器11
からベクトル合成回路12及び掛算器13にそれぞれ電
圧信号Etが供給される。一方、レゾルバ位置検出器5
からの位(4検出器号e5はベクトル合成回路12に供
給され、ベクトル合成回路12から掛算器13に電圧信
号elOが供給される。従って、掛算器13からは電圧
信号Etと電圧信号e1oとを掛算した電圧信号e。
が出力される。更に、この電圧信号e、は同期読流回路
14.15にそれぞれ供給され、ここでレゾルバ位置検
出器5から供給される所定の位相差をもつ電圧信号eI
r62によシそれぞれ同期整流されて高調波電圧が除去
され、各同期整流回路14゜15からそれぞれ同期整流
信号eu”wが出力される。これらの同期整流信号eu
、ewは電流指令変換器16によシ三相の電流指令信号
I u r I v +Iwに変換されて電力変換器1
7に供給され、電力変換器17から電動機1の電機子巻
線に、前記゛電流指令信号Iu+Iv+Iwに比例した
電機子′電流I U 、 I V 、 I Wが供給さ
れて、電動機1の駆動が行われる。
14.15にそれぞれ供給され、ここでレゾルバ位置検
出器5から供給される所定の位相差をもつ電圧信号eI
r62によシそれぞれ同期整流されて高調波電圧が除去
され、各同期整流回路14゜15からそれぞれ同期整流
信号eu”wが出力される。これらの同期整流信号eu
、ewは電流指令変換器16によシ三相の電流指令信号
I u r I v +Iwに変換されて電力変換器1
7に供給され、電力変換器17から電動機1の電機子巻
線に、前記゛電流指令信号Iu+Iv+Iwに比例した
電機子′電流I U 、 I V 、 I Wが供給さ
れて、電動機1の駆動が行われる。
以上説す」シた制御動作において、電動機1の負荷が重
く々つだとすれば、その回転速度が低下して誤差電圧Δ
eが大きくなるので、誤差増幅器11から出力される電
圧信号Etが大きくなり、各同期整b’を回路14.1
5から出力される同期整流信号e 、が大きくなるとと
もに、位相ずれeW δが大きくなる。従って、三相の電流指令信号Iu、I
v、Iwが太きくなシ、位相ずれδも大きく力るので、
電動機1の電機子電流Iff+Iv+Iwが大きくなシ
、その位相ずれδも大きくなる。
く々つだとすれば、その回転速度が低下して誤差電圧Δ
eが大きくなるので、誤差増幅器11から出力される電
圧信号Etが大きくなり、各同期整b’を回路14.1
5から出力される同期整流信号e 、が大きくなるとと
もに、位相ずれeW δが大きくなる。従って、三相の電流指令信号Iu、I
v、Iwが太きくなシ、位相ずれδも大きく力るので、
電動機1の電機子電流Iff+Iv+Iwが大きくなシ
、その位相ずれδも大きくなる。
換言すれは、位相ずれδが大きくなることによって、位
相差ψが零となるような電機子電流IU。
相差ψが零となるような電機子電流IU。
Iv、Iwが流れ、等価電機子電流Iaが誘起起電力E
’aと同相に近づく。すなわち、空隙磁束φ′と電機子
電流IUIIVIIW又は等価電機子電流Iaとが直交
するように動作し、電動機1の負荷が重くなった場合で
あっても、該電動機1の発生トルクを大きくし、効率の
よい運転状態を維持するように動作する。
’aと同相に近づく。すなわち、空隙磁束φ′と電機子
電流IUIIVIIW又は等価電機子電流Iaとが直交
するように動作し、電動機1の負荷が重くなった場合で
あっても、該電動機1の発生トルクを大きくし、効率の
よい運転状態を維持するように動作する。
次に、他の実施例として、第4図におけるベクトル合成
回路12への入力経路■の代わシに入力経路@を設け、
速度検出器9からの速度検出信号Etgをベクトル合成
回路12へ供給し、該ベクトル合成回路12から速度検
出信号Etgの大きさに応じた位相ずれδを有するベク
トル合成信号を出力するように構成することも可能であ
る。この場合において、電動機1の回転速度が速くなる
と、速度検出器9からベクトル合成回路12へ供給され
る速度検出信号Etgが大きく彦る。従って、前述した
実施例の場合と同様、電流指令信号I u +Iv、I
wが大きくなるとともに位相ずれδが大きくなることに
より、位相差ψが零となるような電機子電流IU 、I
v 、Iyが流れ、等価電機子電流Iaが誘起起電力E
’aと同相に近づく。すなわち、空隙磁束φ′と電機子
電流IUI’IVIIW又は等価電機子電流Iaとが直
交するように動作し、電動機1の回転速度が速くなった
場合であっても効率のよい運転状態を維持するように動
作する。
回路12への入力経路■の代わシに入力経路@を設け、
速度検出器9からの速度検出信号Etgをベクトル合成
回路12へ供給し、該ベクトル合成回路12から速度検
出信号Etgの大きさに応じた位相ずれδを有するベク
トル合成信号を出力するように構成することも可能であ
る。この場合において、電動機1の回転速度が速くなる
と、速度検出器9からベクトル合成回路12へ供給され
る速度検出信号Etgが大きく彦る。従って、前述した
実施例の場合と同様、電流指令信号I u +Iv、I
wが大きくなるとともに位相ずれδが大きくなることに
より、位相差ψが零となるような電機子電流IU 、I
v 、Iyが流れ、等価電機子電流Iaが誘起起電力E
’aと同相に近づく。すなわち、空隙磁束φ′と電機子
電流IUI’IVIIW又は等価電機子電流Iaとが直
交するように動作し、電動機1の回転速度が速くなった
場合であっても効率のよい運転状態を維持するように動
作する。
更に、以上の説明から容易に類推されるように、第4図
の製餡における前記二つの人力経路■、@を併用し、二
つの信号電圧E t 、 Etgを用いて、電lII機
1の負荷トルク及び回転速度の各変化に応じて効率のよ
い運転状態を維持す、るように動作させることができる
。
の製餡における前記二つの人力経路■、@を併用し、二
つの信号電圧E t 、 Etgを用いて、電lII機
1の負荷トルク及び回転速度の各変化に応じて効率のよ
い運転状態を維持す、るように動作させることができる
。
なお上述の実施例では、レゾルバ位置検出器5における
信号変換器8から出力する電圧信号el+02の位相差
を4π/6 としたが、2π15あるいはπ/2として
もよい。この位相差をπ/2とする場合には、信号変換
器8を省略して信号el+82の代シに二相発振器6の
出力信号ea、ebをそのまま用いればよい。この場合
は、同期整流信号”u ’ ”wの位相差がπ/2とな
るので、電流指令変換器6にはこれに応じた相変換機能
をもつものを用いる。
信号変換器8から出力する電圧信号el+02の位相差
を4π/6 としたが、2π15あるいはπ/2として
もよい。この位相差をπ/2とする場合には、信号変換
器8を省略して信号el+82の代シに二相発振器6の
出力信号ea、ebをそのまま用いればよい。この場合
は、同期整流信号”u ’ ”wの位相差がπ/2とな
るので、電流指令変換器6にはこれに応じた相変換機能
をもつものを用いる。
また他の変形例として、第8図に示したように、二相発
振器6の出力信号e a 1 e bを受ける信号変換
器8′から互いに2π/3の位相差をもつ三相の電圧信
号el+ e2+ e3を出力させ、これらの電圧信号
をそれぞれ同期整流回路i 4 、 i s 、 i
s’に供給して、これらの同期整流回路から三つの同期
整流信号eu、ev、ew を得るようにすることもで
きる。
振器6の出力信号e a 1 e bを受ける信号変換
器8′から互いに2π/3の位相差をもつ三相の電圧信
号el+ e2+ e3を出力させ、これらの電圧信号
をそれぞれ同期整流回路i 4 、 i s 、 i
s’に供給して、これらの同期整流回路から三つの同期
整流信号eu、ev、ew を得るようにすることもで
きる。
このようにした場合は、電流指令変換器16の構成を極
めて簡単にすることができる。
めて簡単にすることができる。
更に、以上説明した実施例は、三相ブラシレス電動機を
対象としたものであるが、本発明は二相ブラシレス電動
機の制御装置にも適用できることは明らかである 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、(1)負荷トルクに比例
した電機子電流Iaの変化に応じて補正された位相ずれ
δを有する電流指令信号を発生するか、またけ、(2)
回転速度に比例した電機子電流Iaの周波数変化に応じ
て補正された位相ずれδを有する′電流指令信号を発生
して、該電流指令信7号に対応した’Fir、 <t1
子′亀流をブラシレス電動機に供給するようにしたので
、電機子反作用を含んだ誘起起電力E’aと電機子電流
Iaとの位相差ψを零に近づけるようにすることができ
る。これによシ、特許請求の範囲(1)の発明によれば
電動機の負荷が重く−なった場合にも、また特許請求の
範囲(2)の発明によれば回転速度が高くなった場合に
も、電機子反作用を含んだ空隙磁束φ′と電機子電流I
aが直交するように動作させ得て発生トルクを大きくす
ることができ、ブラシレス電動機を常に効率の良い運転
状態とするように駆動制御することができる。
対象としたものであるが、本発明は二相ブラシレス電動
機の制御装置にも適用できることは明らかである 〔発明の効果〕 以上のように本発明によれば、(1)負荷トルクに比例
した電機子電流Iaの変化に応じて補正された位相ずれ
δを有する電流指令信号を発生するか、またけ、(2)
回転速度に比例した電機子電流Iaの周波数変化に応じ
て補正された位相ずれδを有する′電流指令信号を発生
して、該電流指令信7号に対応した’Fir、 <t1
子′亀流をブラシレス電動機に供給するようにしたので
、電機子反作用を含んだ誘起起電力E’aと電機子電流
Iaとの位相差ψを零に近づけるようにすることができ
る。これによシ、特許請求の範囲(1)の発明によれば
電動機の負荷が重く−なった場合にも、また特許請求の
範囲(2)の発明によれば回転速度が高くなった場合に
も、電機子反作用を含んだ空隙磁束φ′と電機子電流I
aが直交するように動作させ得て発生トルクを大きくす
ることができ、ブラシレス電動機を常に効率の良い運転
状態とするように駆動制御することができる。
従って、本発明によれば同等の負荷に対して従来よpも
比較的小形の電動機を用いることができ、経費の節約及
び省エネルギを図ることができる利 ′点がある。
比較的小形の電動機を用いることができ、経費の節約及
び省エネルギを図ることができる利 ′点がある。
第1図はブラシレス電動機の概略構成を示す説明図、第
2図はブラシレス電動機の等価回路図1、第6図及び第
7図はブラシレス電動機における電圧、電流の位相関係
を示すベクトル図、第4図は本7発゛1期の実施例を示
すブロック図、第5図は本発明に゛用いられるレゾルバ
位置検出器の構成例を示すブロック図、第6図は本発明
に用いられるベクトル合成回路の構成例を示すブロック
図、第8図は第4図の装置の一部の変形例を示すブロッ
ク図である。 1・・・ブラシレス電動機、5・・・レゾルバ位置検出
器、9・・・速度検出器、11・・・誤差堆幅器、12
・・・ベクトル合成回路、13・・・掛算器、14,1
5゜15′・・・同期整流回路、16・・・電流指令変
換器、17・・・電力変換器。 第4図 第5図
2図はブラシレス電動機の等価回路図1、第6図及び第
7図はブラシレス電動機における電圧、電流の位相関係
を示すベクトル図、第4図は本7発゛1期の実施例を示
すブロック図、第5図は本発明に゛用いられるレゾルバ
位置検出器の構成例を示すブロック図、第6図は本発明
に用いられるベクトル合成回路の構成例を示すブロック
図、第8図は第4図の装置の一部の変形例を示すブロッ
ク図である。 1・・・ブラシレス電動機、5・・・レゾルバ位置検出
器、9・・・速度検出器、11・・・誤差堆幅器、12
・・・ベクトル合成回路、13・・・掛算器、14,1
5゜15′・・・同期整流回路、16・・・電流指令変
換器、17・・・電力変換器。 第4図 第5図
Claims (2)
- (1)制御すべきブラシレス電動機の回転子に連結され
たレゾルバ位置検出器及び速度検出器と、外部から与え
られる速度指令信号と前記速度検出器から出力される速
度検出信号との誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤
差増幅器の出力信号及び前記レゾルバ位置検出器からの
位置検出信号に基づいて得られる電流指令信号によシ駆
動され前記ブラシレス電動機に電機子電流を供給する電
力変換器とを有するブラシレス電動機の制御装置におい
て、前記誤差増幅器からの出力信号及び前記レゾルバ位
置検出器からの位置検出信号を受けて前記誤差増幅器の
出力信号の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合
成信号を出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成
回路及び前記誤差増幅器からの各出力信号同士全掛算し
て電圧信号全出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出
器から摺られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそ
れぞれによシ前記掛算器からの電圧信号を同期整流して
前記電流指令信号乞得るための複数の同期整流信号を出
力する同期整流回路とを備えたことを特徴とするブラシ
レス電動機の制御装置。 - (2)制御すべきブラシレス電動機の回転子に連結され
たレゾルバ位置検出器及び速度検出器と、外部から与え
られる速度指令信号と前記速度検出器から出力される速
度検出信号との誤差電圧を増幅する誤差増幅器と、該誤
差増幅器の出力信号及び前記レゾルバ位置検出器からの
位置検出信号に基づいて得られる電流指令信号によシ駆
動され前記ブラシレス電動機に電機子電流を供給する電
力変換器とを有するブラシレス電動機の制御装置におい
て、前記速度検出器からの速度検出信号及び前記レゾル
バ位置検出器からの位置検出信号を受けて前記速度検出
信号の大きさに応じた位相ずれを有するベクトル合成信
号を出力するベクトル合成回路と、該ベクトル合成回路
及び前記誤差増幅器からの各出力信号同士を掛算して電
圧信号を出力する掛算器と、前記レゾルバ位置検出器か
ら得られる所定の位相差をもつ複数の電圧信号のそれぞ
れによシ前記掛算器からの電圧信号を同期整流して前記
電流指令信号を得るだめの複数の同期整流信号を出力す
る同期整流回路とを備えたことを特徴とするブラシレス
電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126884A JPS6020786A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126884A JPS6020786A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020786A true JPS6020786A (ja) | 1985-02-02 |
Family
ID=14946226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126884A Pending JPS6020786A (ja) | 1983-07-14 | 1983-07-14 | ブラシレス電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020786A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258696A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁石回転型電動機の起動装置 |
| JPS6216089A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁石回転型電動機の駆動装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295018A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-10 | Hitachi Ltd | Control method for thyristor motor |
| JPS5592595A (en) * | 1979-01-06 | 1980-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Driving gear for synchronous motor |
-
1983
- 1983-07-14 JP JP58126884A patent/JPS6020786A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295018A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-10 | Hitachi Ltd | Control method for thyristor motor |
| JPS5592595A (en) * | 1979-01-06 | 1980-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | Driving gear for synchronous motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258696A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁石回転型電動機の起動装置 |
| JPS6216089A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁石回転型電動機の駆動装置 |
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