JP2000166300A - 永久磁石式同期電動機の起動制御装置 - Google Patents
永久磁石式同期電動機の起動制御装置Info
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- JP2000166300A JP2000166300A JP10334580A JP33458098A JP2000166300A JP 2000166300 A JP2000166300 A JP 2000166300A JP 10334580 A JP10334580 A JP 10334580A JP 33458098 A JP33458098 A JP 33458098A JP 2000166300 A JP2000166300 A JP 2000166300A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁極位置検出器を用いることなく永久磁石式
同期電動機を安定に起動させること。 【解決手段】 この発明は永久磁石式同期電動機を安定
に起動する起動制御装置に関する。この発明の起動制御
装置は、磁極位置固定のための電流基準値を設定する設
定器１９と、磁極位置固定のための位相指令を設定する
設定器２０と、電動機起動時にそれに先だって設定器１
９で設定される初期電流基準値にすると共に、磁極位相
信号を設定器２０で設定される初期位相状態を与えるた
めの切替手段１８とを備えたことを特徴とする。
同期電動機を安定に起動させること。 【解決手段】 この発明は永久磁石式同期電動機を安定
に起動する起動制御装置に関する。この発明の起動制御
装置は、磁極位置固定のための電流基準値を設定する設
定器１９と、磁極位置固定のための位相指令を設定する
設定器２０と、電動機起動時にそれに先だって設定器１
９で設定される初期電流基準値にすると共に、磁極位相
信号を設定器２０で設定される初期位相状態を与えるた
めの切替手段１８とを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル制御され
る永久磁石式同期電動機の起動制御装置に関するもので
ある。
る永久磁石式同期電動機の起動制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１８は、従来の永久式磁石同期電動機
の可変速制御装置の構成例を示すものである。交流電源
から整流器やＰＷＭコンバータ等（図示せず）によって
得られる直流１を電力変換器（インバータ）２によって
任意周波数・任意電圧の交流に変換して永久磁石式同期
電動機（ＰＭＳＭ）３（以下、単に「電動機３」とい
う）を駆動する主回路を構成し、電力変換器２の出力制
御により、電動機負荷（図示せず）のいかんにかかわら
ず、電動機３を任意の速度で回転させる。電動機３の回
転子磁極位置が磁極位置検出器４によって電動機回転角
度θｒとして検出され、これを微分器５で微分して電動
機３の回転速度ｎを得る。この回転速度ｎを速度基準発
生器６で発生された速度基準と比較器７で比較し、その
比較結果すなわち速度偏差を速度制御器８へ入力し、ト
ルク電流基準Ｉq0を得る。電力変換器２から電動機３へ
供給される電流すなわち電動機電流を電流検出器９によ
って検出し、これを座標変換器１０によって磁束電流と
トルク電流に分解する。この磁束電流およびトルク電流
をそれぞれ比較器１２ａ，１２ｂにおいて、磁束電流基
準発生器１１で生成された磁束電流基準Ｉd0および速度
制御器７で生成されたトルク電流基準Ｉq0と比較し、そ
れぞれ磁束電流偏差およびトルク電流偏差を得てそれぞ
れ電流制御器１３へ入力する。電流制御器１３は各偏差
をゼロにするための磁束電流指令およびトルク電流指令
を生成し、それを座標変換器１４で３相電圧指令に変換
し、ＰＷＭパターン生成回路１５を介して電力変換器２
をゲート制御する。
の可変速制御装置の構成例を示すものである。交流電源
から整流器やＰＷＭコンバータ等（図示せず）によって
得られる直流１を電力変換器（インバータ）２によって
任意周波数・任意電圧の交流に変換して永久磁石式同期
電動機（ＰＭＳＭ）３（以下、単に「電動機３」とい
う）を駆動する主回路を構成し、電力変換器２の出力制
御により、電動機負荷（図示せず）のいかんにかかわら
ず、電動機３を任意の速度で回転させる。電動機３の回
転子磁極位置が磁極位置検出器４によって電動機回転角
度θｒとして検出され、これを微分器５で微分して電動
機３の回転速度ｎを得る。この回転速度ｎを速度基準発
生器６で発生された速度基準と比較器７で比較し、その
比較結果すなわち速度偏差を速度制御器８へ入力し、ト
ルク電流基準Ｉq0を得る。電力変換器２から電動機３へ
供給される電流すなわち電動機電流を電流検出器９によ
って検出し、これを座標変換器１０によって磁束電流と
トルク電流に分解する。この磁束電流およびトルク電流
をそれぞれ比較器１２ａ，１２ｂにおいて、磁束電流基
準発生器１１で生成された磁束電流基準Ｉd0および速度
制御器７で生成されたトルク電流基準Ｉq0と比較し、そ
れぞれ磁束電流偏差およびトルク電流偏差を得てそれぞ
れ電流制御器１３へ入力する。電流制御器１３は各偏差
をゼロにするための磁束電流指令およびトルク電流指令
を生成し、それを座標変換器１４で３相電圧指令に変換
し、ＰＷＭパターン生成回路１５を介して電力変換器２
をゲート制御する。
【０００３】永久磁石式同期電動機では、電動機内部で
回転子である永久磁石が発生する磁束と、固定子巻線を
流れる電機子電流Ｉａが発生する磁束が直交する場合
に、同一電流のもとで最大トルクが得られる。永久磁石
式同期電動機のベクトル制御においては、磁極位置検出
器４によって得られる磁極位置検出信号を、座標変換器
１０および１４に用いることにより、上述した条件を満
たすような制御が行われる。
回転子である永久磁石が発生する磁束と、固定子巻線を
流れる電機子電流Ｉａが発生する磁束が直交する場合
に、同一電流のもとで最大トルクが得られる。永久磁石
式同期電動機のベクトル制御においては、磁極位置検出
器４によって得られる磁極位置検出信号を、座標変換器
１０および１４に用いることにより、上述した条件を満
たすような制御が行われる。
【０００４】ところで、磁極位置検出器４を用いない制
御方式も何種類か提案されている。図１９に示すものも
その一例であり、磁極位置検出器４の代わりに、速度検
出器１６を備え、これによって検出された電動機速度ｎ
のほかに、電動機電流検出値および電力変換器２への電
圧指令値を用いて、磁極位置演算器１７により磁極位置
を演算し、その演算によって得られた磁極位置信号を座
標変換器１０、１４で用いる基準位相情報として用い
る。この方式では速度検出器１６を省略できる演算方式
も提案されており、その場合は、磁極位置演算器１７で
得られた回転角度を微分することによって電動機速度ｎ
を得て、比較器７への入力とする。
御方式も何種類か提案されている。図１９に示すものも
その一例であり、磁極位置検出器４の代わりに、速度検
出器１６を備え、これによって検出された電動機速度ｎ
のほかに、電動機電流検出値および電力変換器２への電
圧指令値を用いて、磁極位置演算器１７により磁極位置
を演算し、その演算によって得られた磁極位置信号を座
標変換器１０、１４で用いる基準位相情報として用い
る。この方式では速度検出器１６を省略できる演算方式
も提案されており、その場合は、磁極位置演算器１７で
得られた回転角度を微分することによって電動機速度ｎ
を得て、比較器７への入力とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１８に示した方式に
よって正確な電動機制御を行うためには、磁極位置検出
器４の使用が不可欠である。しかし、磁極位置検出器
は、誘導電動機の速度制御の際に用いられる速度検出器
等と比較して高価である。また、図１９に示した方式で
は、起動時など速度の低い領域では、電流検出値および
電圧指令値が小さく、磁極位置の推定精度が低くなると
いう問題点があり、速度が完全にゼロの状態では磁極位
置演算を行うことができない。
よって正確な電動機制御を行うためには、磁極位置検出
器４の使用が不可欠である。しかし、磁極位置検出器
は、誘導電動機の速度制御の際に用いられる速度検出器
等と比較して高価である。また、図１９に示した方式で
は、起動時など速度の低い領域では、電流検出値および
電圧指令値が小さく、磁極位置の推定精度が低くなると
いう問題点があり、速度が完全にゼロの状態では磁極位
置演算を行うことができない。
【０００６】電動機に機械的ブレーキをかけたままの状
態で、電機子に電流を流すことにより停止時の磁極位置
を推定する方法も提案されているが、突極性がほとんど
無い円筒型永久磁石を用いた同期電動機の場合は、磁極
位置の推定が極めて困難である。
態で、電機子に電流を流すことにより停止時の磁極位置
を推定する方法も提案されているが、突極性がほとんど
無い円筒型永久磁石を用いた同期電動機の場合は、磁極
位置の推定が極めて困難である。
【０００７】従って本発明は、磁極位置検出器を用いる
ことなく、永久磁石式同期電動機を安定に起動させるこ
との可能な永久磁石式同期電動機の起動制御装置を提供
することを目的とする。
ことなく、永久磁石式同期電動機を安定に起動させるこ
との可能な永久磁石式同期電動機の起動制御装置を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、永久磁石式同期電動機
を、与えられた速度基準および磁束電流基準に従い速度
偏差および磁束電流偏差がゼロになるように電流制御手
段およびこれによって制御される電力変換器を介して速
度制御する永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機起動のための固定磁極位置に対応する磁束電
流指令およびトルク電流指令を生成する起動時電流設定
手段と、電動機起動のための電流位相指令を設定する起
動時位相設定手段と、電動機起動に先だち電動機電流の
位相初期値として起動時位相設定手段によって設定され
た電流位相指令を与えると共に、電流制御手段へ入力さ
れる磁束電流基準およびトルク電流基準の初期値として
起動時電流設定手段によって設定された磁束電流指令お
よびトルク電流指令を与えるように切替動作する切替手
段と、を具備したことを特徴とする。
めに、請求項１に係る発明は、永久磁石式同期電動機
を、与えられた速度基準および磁束電流基準に従い速度
偏差および磁束電流偏差がゼロになるように電流制御手
段およびこれによって制御される電力変換器を介して速
度制御する永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機起動のための固定磁極位置に対応する磁束電
流指令およびトルク電流指令を生成する起動時電流設定
手段と、電動機起動のための電流位相指令を設定する起
動時位相設定手段と、電動機起動に先だち電動機電流の
位相初期値として起動時位相設定手段によって設定され
た電流位相指令を与えると共に、電流制御手段へ入力さ
れる磁束電流基準およびトルク電流基準の初期値として
起動時電流設定手段によって設定された磁束電流指令お
よびトルク電流指令を与えるように切替動作する切替手
段と、を具備したことを特徴とする。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、起動時
電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁束電流指令
およびトルク電流指令を所定の時限をもって徐々に立ち
上げることを特徴とする。
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、起動時
電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁束電流指令
およびトルク電流指令を所定の時限をもって徐々に立ち
上げることを特徴とする。
【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を電動機速度に応じて
変更することを特徴とする。
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を電動機速度に応じて
変更することを特徴とする。
【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、電動機速度に応じて減衰させる減衰手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、電動機速度に応じて減衰させる減衰手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、起動後の電動機回転角度に応じた補正量に従
って減衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とす
る。
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、起動後の電動機回転角度に応じた補正量に従
って減衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とす
る。
【００１３】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、同期電動機の回転方向を判定する回転方向
判定手段と、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、回転方向判定手段によって判定された回転方
向により跳躍させる手段とをさらに備えたことを特徴と
する。
のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装
置において、同期電動機の回転方向を判定する回転方向
判定手段と、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、回転方向判定手段によって判定された回転方
向により跳躍させる手段とをさらに備えたことを特徴と
する。
【００１４】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、電動機
速度が所定値に達したことを判定する速度判定手段をさ
らに備え、起動時位相設定手段によって設定された位相
指令を、速度判定手段の出力により跳躍させることを特
徴とする。
永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、電動機
速度が所定値に達したことを判定する速度判定手段をさ
らに備え、起動時位相設定手段によって設定された位相
指令を、速度判定手段の出力により跳躍させることを特
徴とする。
【００１５】請求項８に係る発明は、請求項６または７
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段を
さらに備え、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、負荷トルク検出手段によって検出された負荷
トルクに従って制御することを特徴とする。
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、電動機負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段を
さらに備え、起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、負荷トルク検出手段によって検出された負荷
トルクに従って制御することを特徴とする。
【００１６】請求項９に係る発明は、請求項６または７
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、回転方向判定手段は無電流時の電動機回転方向から
負荷トルクの方向を判定し、起動時電流設定手段によっ
て設定される磁束電流指令およびトルク電流指令を負荷
トルクの方向が判定されてから有効にする遅延手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
に記載の永久磁石式同期電動機の起動制御装置におい
て、回転方向判定手段は無電流時の電動機回転方向から
負荷トルクの方向を判定し、起動時電流設定手段によっ
て設定される磁束電流指令およびトルク電流指令を負荷
トルクの方向が判定されてから有効にする遅延手段をさ
らに備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項１０に係る発明は、請求項６ないし
９のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御
装置において、起動時位相設定手段によって設定された
位相指令を、速度判定手段の出力により所定の時限をも
って徐々に立ち上げることを特徴とする。
９のいずれかに記載の永久磁石式同期電動機の起動制御
装置において、起動時位相設定手段によって設定された
位相指令を、速度判定手段の出力により所定の時限をも
って徐々に立ち上げることを特徴とする。
【００１８】請求項１１に係る発明は、請求項５に記載
の永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、減衰
手段によって減衰させるための補正量を、電動機速度、
電動機回転方向、および負荷トルクのうちの少なくとも
一つに応じて調整することを特徴とする。
の永久磁石式同期電動機の起動制御装置において、減衰
手段によって減衰させるための補正量を、電動機速度、
電動機回転方向、および負荷トルクのうちの少なくとも
一つに応じて調整することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
永久磁石式同期電動機の起動制御装置について、図面を
参照して説明する。なお、本発明を説明するために図１
ないし図１７を参照するが、これらの図において、すで
に説明した図１８および図１９のものと同一の構成要素
には同一の符号を付して、その個々の説明を省略する。
永久磁石式同期電動機の起動制御装置について、図面を
参照して説明する。なお、本発明を説明するために図１
ないし図１７を参照するが、これらの図において、すで
に説明した図１８および図１９のものと同一の構成要素
には同一の符号を付して、その個々の説明を省略する。
【００２０】＜実施形態１＞図１は、請求項１に係る発
明の実施形態を示すものである。この実施形態において
は、電動機磁極位置が判らない状態で電動機３を起動す
るのに先だって、一旦、ある一定の振幅・位相の電流を
電機子に流して磁極位置を固定し、磁極位置を明確にし
てから電動機３の起動を行うものである。これを実現す
るために、図１の装置は図１９の装置を基本にして、そ
れに、起動時電流設定器１９および起動時位相設定器２
０を備え、さらに、起動時電流設定器１９および起動時
位相設定器２０の出力を起動に先だって比較器１２ａお
よび１２ｂに導くように、これらの比較器の前段に切換
器１８ａ，１８ｂを挿入する。起動時電流設定器１９
は、電動機起動時の初期磁束電流基準および初期トルク
電流基準を設定するものである。さらに、座標変換器１
０，１４の磁極位置信号入力段には、これに与える磁極
位置信号を電動機起動時に起動時位相設定器２０からの
位相信号に切り替えるための切替器１８ｃが挿入されて
いる。切替器１８ａ，１８ｂ，１８ｃは互いに連動する
３個の切替器であってもよいし、１個の切替器の連動接
点であってもよい。
明の実施形態を示すものである。この実施形態において
は、電動機磁極位置が判らない状態で電動機３を起動す
るのに先だって、一旦、ある一定の振幅・位相の電流を
電機子に流して磁極位置を固定し、磁極位置を明確にし
てから電動機３の起動を行うものである。これを実現す
るために、図１の装置は図１９の装置を基本にして、そ
れに、起動時電流設定器１９および起動時位相設定器２
０を備え、さらに、起動時電流設定器１９および起動時
位相設定器２０の出力を起動に先だって比較器１２ａお
よび１２ｂに導くように、これらの比較器の前段に切換
器１８ａ，１８ｂを挿入する。起動時電流設定器１９
は、電動機起動時の初期磁束電流基準および初期トルク
電流基準を設定するものである。さらに、座標変換器１
０，１４の磁極位置信号入力段には、これに与える磁極
位置信号を電動機起動時に起動時位相設定器２０からの
位相信号に切り替えるための切替器１８ｃが挿入されて
いる。切替器１８ａ，１８ｂ，１８ｃは互いに連動する
３個の切替器であってもよいし、１個の切替器の連動接
点であってもよい。
【００２１】機械的ブレーキがかけられた電動機３を対
象として、磁極位置が判らない状態で電動機３を起動す
るには、まず切替器１８ａ，１８ｂ，１８ｃの接点を図
上で上側、すなわち起動時電流設定器１９および起動時
位相設定器２０側に切り替える。起動時電流設定器１９
および起動時位相設定器２０は予め設定された固定値を
出力し、電力変換器２の出力が直流電流となるようにす
る。電動機３の機械的ブレーキを緩めると同時に電動機
３の回転子磁極が回転し始め、負荷トルクと電流値に応
じた、ある一定の角度位置のところで固定される。この
状態での電動機３の磁極位置は、起動時電流設定器１９
および起動時位相設定器２０の設定値、並びに電動機３
の負荷条件から容易に演算することができる。
象として、磁極位置が判らない状態で電動機３を起動す
るには、まず切替器１８ａ，１８ｂ，１８ｃの接点を図
上で上側、すなわち起動時電流設定器１９および起動時
位相設定器２０側に切り替える。起動時電流設定器１９
および起動時位相設定器２０は予め設定された固定値を
出力し、電力変換器２の出力が直流電流となるようにす
る。電動機３の機械的ブレーキを緩めると同時に電動機
３の回転子磁極が回転し始め、負荷トルクと電流値に応
じた、ある一定の角度位置のところで固定される。この
状態での電動機３の磁極位置は、起動時電流設定器１９
および起動時位相設定器２０の設定値、並びに電動機３
の負荷条件から容易に演算することができる。
【００２２】具体的には、電動機３の磁極位置は、固定
子に流れる電流が生成する磁束の位置から負荷トルク相
当分だけずれた位置で固定される。いま、起動時電流設
定器１９の設定値を、固定子電流の磁束成分すなわち磁
束電流をＩdo、トルク成分すなわちトルク電流をＩqoと
し、起動時位相設定器２０の位相設定値をθref とす
る。電動機３のトルク定数をｋq、加わっている負荷ト
ルクをτlとすれば、電動機磁極位置θfixは、 θfix＝θref ＋tan-1(Ｉqo／Ｉdo) ＋sin-1｛τl／(ｋq(Ｉdo2＋Ｉqo2)1/2)} …（１） で固定される。（１）式右辺の第１項と第２項が固定子
に流れる電流が生成する磁束の角度、第３項が負荷の影
響でずれる角度である。
子に流れる電流が生成する磁束の位置から負荷トルク相
当分だけずれた位置で固定される。いま、起動時電流設
定器１９の設定値を、固定子電流の磁束成分すなわち磁
束電流をＩdo、トルク成分すなわちトルク電流をＩqoと
し、起動時位相設定器２０の位相設定値をθref とす
る。電動機３のトルク定数をｋq、加わっている負荷ト
ルクをτlとすれば、電動機磁極位置θfixは、 θfix＝θref ＋tan-1(Ｉqo／Ｉdo) ＋sin-1｛τl／(ｋq(Ｉdo2＋Ｉqo2)1/2)} …（１） で固定される。（１）式右辺の第１項と第２項が固定子
に流れる電流が生成する磁束の角度、第３項が負荷の影
響でずれる角度である。
【００２３】この時の電機子電流Ｉａが発生する磁束φ
ａの方向と、回転子永久磁石が作る磁束φｍの方向との
関係を図２に示す。例えば、無負荷の場合は、起動時電
流設定器１９で設定されるトルク電流Ｉqoをゼロとすれ
ば、電動機３の磁極位置は起動時位相設定器２０で設定
された値θref に固定される。この状態で、切替器１８
ａ，１８ｂ，１８ｃの接点を図示下側（定常運転側）に
切替えれば、磁極位置演算器１７は、起動時位相設定器
２０で設定された位相θrefを初期値として演算を開始
し、電動機３は正常に起動する。また、起動しようとし
た際、すでに電動機定格の５０％程度の機械負荷すなわ
ち負荷トルクτl が加わっている場合は、流す電流の大
きさを定格程度とすれば、上式のsin-1 の後の（ ）の
中が０．５となるので、トルク電流Ｉqoをゼロに設定し
ていれば、磁極は磁極位置設定器２０の設定値から３０
°程度ずれた角度位置で固定される。このような磁極位
置演算誤差があった場合、電動機３が発生する実トルク
は、トルク指令値に対して演算誤差角度の余弦を乗じた
ものになる。磁極位置演算誤差が３０°であれば、電動
機３の発生トルクは、指令値のcos ３０°倍、すなわち
０．８６６倍となる。この程度の負荷であれば、特に問
題なく起動を行うことができるので、電動機の負荷条件
を起動時の初期磁極位置推定の際には考慮しなくても良
い。なお、Ｆは永久磁石回転子に作用する吸引力を示す
ものである。
ａの方向と、回転子永久磁石が作る磁束φｍの方向との
関係を図２に示す。例えば、無負荷の場合は、起動時電
流設定器１９で設定されるトルク電流Ｉqoをゼロとすれ
ば、電動機３の磁極位置は起動時位相設定器２０で設定
された値θref に固定される。この状態で、切替器１８
ａ，１８ｂ，１８ｃの接点を図示下側（定常運転側）に
切替えれば、磁極位置演算器１７は、起動時位相設定器
２０で設定された位相θrefを初期値として演算を開始
し、電動機３は正常に起動する。また、起動しようとし
た際、すでに電動機定格の５０％程度の機械負荷すなわ
ち負荷トルクτl が加わっている場合は、流す電流の大
きさを定格程度とすれば、上式のsin-1 の後の（ ）の
中が０．５となるので、トルク電流Ｉqoをゼロに設定し
ていれば、磁極は磁極位置設定器２０の設定値から３０
°程度ずれた角度位置で固定される。このような磁極位
置演算誤差があった場合、電動機３が発生する実トルク
は、トルク指令値に対して演算誤差角度の余弦を乗じた
ものになる。磁極位置演算誤差が３０°であれば、電動
機３の発生トルクは、指令値のcos ３０°倍、すなわち
０．８６６倍となる。この程度の負荷であれば、特に問
題なく起動を行うことができるので、電動機の負荷条件
を起動時の初期磁極位置推定の際には考慮しなくても良
い。なお、Ｆは永久磁石回転子に作用する吸引力を示す
ものである。
【００２４】＜実施形態２＞図３は、請求項２に係る発
明の実施形態における、起動時電流設定器１９の出力波
形の例である。請求項１の発明では、図３（ａ）に示す
ように、起動指令に同期してステップ状に一定値の設定
電流を与えて電動機磁極位置の固定を行う。これに対
し、本実施形態においては、磁極位置を固定する際に、
電機子に流す電流をある時限で変化させることにより、
磁極位置固定時の衝撃力の発生の低減を図る。すなわ
ち、図３（ｂ）に示すように磁極位置固定時の電流振幅
がある時限をもって徐々に立ち立ち上がるようにランプ
状の設定電流を与えることにより、磁極位置固定時に発
生する衝撃を低減する。
明の実施形態における、起動時電流設定器１９の出力波
形の例である。請求項１の発明では、図３（ａ）に示す
ように、起動指令に同期してステップ状に一定値の設定
電流を与えて電動機磁極位置の固定を行う。これに対
し、本実施形態においては、磁極位置を固定する際に、
電機子に流す電流をある時限で変化させることにより、
磁極位置固定時の衝撃力の発生の低減を図る。すなわ
ち、図３（ｂ）に示すように磁極位置固定時の電流振幅
がある時限をもって徐々に立ち立ち上がるようにランプ
状の設定電流を与えることにより、磁極位置固定時に発
生する衝撃を低減する。
【００２５】＜実施形態３＞図４は、請求項３に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項１および２に係
る発明の実施形態（図１，３）では、定常的には一定値
の直流電流を流して磁極位置を固定させるため、電動機
の初期負荷状態や停止位置によっては、磁極位置固定時
に発生する振動を抑えきることができず、磁極位置固定
に失敗することがあり得る。これを防止するため、本実
施形態では、磁極位置が固定されるまでの間、電動機３
の回転速度ｎに応じて、電機子に流す電流の値を変化さ
せるために、起動時電流設定器１９の設定値を電動機の
回転速度ｎに応じて変化させる。具体的には、速度検出
器１６によって検出された電動機速度ｎに応じて、起動
時電流設定器１９によって設定される磁束成分電流・ト
ルク成分電流の振幅を変化させることにより、衝撃・振
動の発生を抑制する。この時の、速度検出器１６の出力
すなわち電動機速度ｎと、座標変換器１０，１４へ与え
る位相信号の波形例を、図５に示す。この図の例では、
起動時電流設定器１９の出力すなわち磁束電流基準Ｉd0
・トルク電流基準Ｉq0は双方とも変化させているが、ど
ちらか一方だけを変化させる手法も考えられる。
明の実施形態を示すものである。請求項１および２に係
る発明の実施形態（図１，３）では、定常的には一定値
の直流電流を流して磁極位置を固定させるため、電動機
の初期負荷状態や停止位置によっては、磁極位置固定時
に発生する振動を抑えきることができず、磁極位置固定
に失敗することがあり得る。これを防止するため、本実
施形態では、磁極位置が固定されるまでの間、電動機３
の回転速度ｎに応じて、電機子に流す電流の値を変化さ
せるために、起動時電流設定器１９の設定値を電動機の
回転速度ｎに応じて変化させる。具体的には、速度検出
器１６によって検出された電動機速度ｎに応じて、起動
時電流設定器１９によって設定される磁束成分電流・ト
ルク成分電流の振幅を変化させることにより、衝撃・振
動の発生を抑制する。この時の、速度検出器１６の出力
すなわち電動機速度ｎと、座標変換器１０，１４へ与え
る位相信号の波形例を、図５に示す。この図の例では、
起動時電流設定器１９の出力すなわち磁束電流基準Ｉd0
・トルク電流基準Ｉq0は双方とも変化させているが、ど
ちらか一方だけを変化させる手法も考えられる。
【００２６】＜実施形態４＞図６は、請求項４に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項３に係る発明の
実施形態（図４，５）では、磁極位置固定時に負荷条件
などの理由により過大速度が発生した場合、それに応じ
て流す電流も増大し、結果として電力変換器２の定格電
流を超えてしまうおそれがある。これに対し、本実施形
態では、速度検出器１６で検出された電動機速度ｎに比
例定数回路２１で比例定数Ｋdpを乗じたものを、減算器
２２によって起動時位相設定器２０の出力から差し引い
て、座標変換器１０，１４への入力とする。つまり、比
例定数回路２１および減算器２２により起動時位相に対
する減衰手段を構成し、電流の絶対値を変えずにその電
気角のみを電動機速度ｎに応じて変化させる。これによ
り、電動機回転子が動いている（＝磁極位置が固定され
るまでの）間、電機子電流Ｉａが作る磁束φａが回転子
側の磁極位置に近づくような動作をさせることができ
る。このようにして、磁極位置固定時に発生する振動を
速やかに減衰させることができる。この時の、速度検出
器１６によって検出される電動機速度ｎと、座標変換器
１０，１４へ送出する位相の波形例を図７に示す。
明の実施形態を示すものである。請求項３に係る発明の
実施形態（図４，５）では、磁極位置固定時に負荷条件
などの理由により過大速度が発生した場合、それに応じ
て流す電流も増大し、結果として電力変換器２の定格電
流を超えてしまうおそれがある。これに対し、本実施形
態では、速度検出器１６で検出された電動機速度ｎに比
例定数回路２１で比例定数Ｋdpを乗じたものを、減算器
２２によって起動時位相設定器２０の出力から差し引い
て、座標変換器１０，１４への入力とする。つまり、比
例定数回路２１および減算器２２により起動時位相に対
する減衰手段を構成し、電流の絶対値を変えずにその電
気角のみを電動機速度ｎに応じて変化させる。これによ
り、電動機回転子が動いている（＝磁極位置が固定され
るまでの）間、電機子電流Ｉａが作る磁束φａが回転子
側の磁極位置に近づくような動作をさせることができ
る。このようにして、磁極位置固定時に発生する振動を
速やかに減衰させることができる。この時の、速度検出
器１６によって検出される電動機速度ｎと、座標変換器
１０，１４へ送出する位相の波形例を図７に示す。
【００２７】＜実施形態５＞図８は、請求項５に係る発
明の実施形態を示すものである。請求項１〜４に係る発
明の実施形態では、磁極位置が最終的に固定される位置
は、その初期位置にかかわらず、同じ負荷条件のもとで
は常に同一となる。このため、初期磁極位置によっては
磁極位置が固定されるまでの間に電気角にして無負荷時
で最大１８０度、負荷条件によっては２７０〜３６０度
近く回転する可能性がある。これに対し、本実施形態で
は、電動機速度ｎを積分器２３により積分して電動機回
転角度を得た後、それに定数Ｋdiを乗じたものを、減算
器２２によって起動時位相設定器２０の出力から差し引
くことにより減衰手段作用を行わせる。請求項４に係る
発明の実施形態（図６，７）では、電動機速度がゼロと
なった状態では補正項がゼロとなるため、起動時位相設
定器２０の出力がそのまま座標変換器１０，１４へ入力
されるが、本実施形態によれば、電動機速度がゼロとな
った状態でも積分器２３の出力はゼロとならないため、
起動時位相設定器２０の出力に対して、あるオフセット
を加えた位置に電動機磁極位置を固定することができ
る。このため、磁極位置固定時に電動機回転角度の減少
を実現することができる。この時の、速度検出器１６の
出力と、座標変換器１０および座標変換器１４への位相
信号の波形例を、図９に示す。なお、図８の実施形態で
は、請求項４に係る発明の実施形態と組み合わせて実施
しているが、請求項１〜３に係る発明の実施形態と組み
合わせて実施することも可能である。
明の実施形態を示すものである。請求項１〜４に係る発
明の実施形態では、磁極位置が最終的に固定される位置
は、その初期位置にかかわらず、同じ負荷条件のもとで
は常に同一となる。このため、初期磁極位置によっては
磁極位置が固定されるまでの間に電気角にして無負荷時
で最大１８０度、負荷条件によっては２７０〜３６０度
近く回転する可能性がある。これに対し、本実施形態で
は、電動機速度ｎを積分器２３により積分して電動機回
転角度を得た後、それに定数Ｋdiを乗じたものを、減算
器２２によって起動時位相設定器２０の出力から差し引
くことにより減衰手段作用を行わせる。請求項４に係る
発明の実施形態（図６，７）では、電動機速度がゼロと
なった状態では補正項がゼロとなるため、起動時位相設
定器２０の出力がそのまま座標変換器１０，１４へ入力
されるが、本実施形態によれば、電動機速度がゼロとな
った状態でも積分器２３の出力はゼロとならないため、
起動時位相設定器２０の出力に対して、あるオフセット
を加えた位置に電動機磁極位置を固定することができ
る。このため、磁極位置固定時に電動機回転角度の減少
を実現することができる。この時の、速度検出器１６の
出力と、座標変換器１０および座標変換器１４への位相
信号の波形例を、図９に示す。なお、図８の実施形態で
は、請求項４に係る発明の実施形態と組み合わせて実施
しているが、請求項１〜３に係る発明の実施形態と組み
合わせて実施することも可能である。
【００２８】＜実施形態６＞図１０は、請求項６に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項３〜５に係る
発明の実施形態（図４〜９）では、電動機速度ｎを磁極
位置固定の際の制御に用いるが、磁極位置固定の際の電
動機速度ｎは定格値に比べて非常に小さいことが多く、
速度検出器１６の分解能によっては十分な効果が得られ
ない場合がある。これに対し、本請求項に係る発明で
は、磁極固定開始直後、速度検出器１６の出力に基づい
て回転方向判定器２４により磁極位置が存在する方向
（回転方向）を判定し、その方向に応じて起動時位相設
定器２０の出力を不連続的に進めるか遅らせることによ
り、電機子電流Ｉａが作る磁束と回転子磁束がなす角度
を減少させ、磁極位置の固定に要する時間および回転角
度を減少させる。理論的には位相の跳躍量を±９０°と
した時にもっとも大きな効果が得られるが、回転方向検
出器２５の動作遅れ時間や機械系の摩擦係数などを考慮
すると、最適値は０°〜１８０°の範囲で選定される。
なお、位相跳躍量を９０°とした場合に電動機３の最大
回転角度は最も小さくなり、無負荷の場合、電気角にし
て９０°となる。この時の速度検出器１６の出力と、座
標変換器１０，１４への位相信号の波形例を図１１に示
す。図１０の実施形態は、請求項３および４に係る発明
の実施形態と組合せた場合について説明しているが、請
求項２および５に係る発明の実施形態と組み合せること
も可能である。
発明の実施形態を示すものである。請求項３〜５に係る
発明の実施形態（図４〜９）では、電動機速度ｎを磁極
位置固定の際の制御に用いるが、磁極位置固定の際の電
動機速度ｎは定格値に比べて非常に小さいことが多く、
速度検出器１６の分解能によっては十分な効果が得られ
ない場合がある。これに対し、本請求項に係る発明で
は、磁極固定開始直後、速度検出器１６の出力に基づい
て回転方向判定器２４により磁極位置が存在する方向
（回転方向）を判定し、その方向に応じて起動時位相設
定器２０の出力を不連続的に進めるか遅らせることによ
り、電機子電流Ｉａが作る磁束と回転子磁束がなす角度
を減少させ、磁極位置の固定に要する時間および回転角
度を減少させる。理論的には位相の跳躍量を±９０°と
した時にもっとも大きな効果が得られるが、回転方向検
出器２５の動作遅れ時間や機械系の摩擦係数などを考慮
すると、最適値は０°〜１８０°の範囲で選定される。
なお、位相跳躍量を９０°とした場合に電動機３の最大
回転角度は最も小さくなり、無負荷の場合、電気角にし
て９０°となる。この時の速度検出器１６の出力と、座
標変換器１０，１４への位相信号の波形例を図１１に示
す。図１０の実施形態は、請求項３および４に係る発明
の実施形態と組合せた場合について説明しているが、請
求項２および５に係る発明の実施形態と組み合せること
も可能である。
【００２９】＜実施形態７＞図１２は、請求項７に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項６に係る発明
の実施形態（図１０，１１）では、いかなる場合にも磁
極固定位相を不連続的に跳躍させるため、本来、位相を
跳躍させる必要の無い場合にも位相を跳躍させて、軽微
ではあるが不要な振動を引き起こす可能性が高いという
一面がある。これに対し、本実施形態では、磁極固定時
の電動機速度ｎがある設定値を超えた場合にのみ、速度
判定器２５により初期磁極位置と最終磁極固定位置の位
相差が十分に大きいと判定して起動時位相設定器２０の
出力を不連続的に変化させる。速度判定器２５はエッジ
トリガとし、一旦速度がある値を超えた後は速度が低下
してもその出力を保持する。基本的には、図１１，１２
の実施形態と同様に回転方向を検知した上で起動時位相
設定器２０の出力を跳躍させる方向を決めるが、位相跳
躍量を１８０°に設定する場合に限り、回転方向の検出
は不要である。この場合、磁極の最終固定位置は当初の
設定値の反対側となり、その効果は最大となるが、位相
跳躍量が大きいため発生する衝撃力も大きくなる可能性
がある。位相跳躍量を１８０°とするか、それ以下とす
るかについては、適用するシステムの機械的定数（摩擦
係数など）により最適値が異なる。この時の、速度検出
器１６の出力と、座標変換器１０，１４への位相入力の
波形例を図１３に示す。
発明の実施形態を示すものである。請求項６に係る発明
の実施形態（図１０，１１）では、いかなる場合にも磁
極固定位相を不連続的に跳躍させるため、本来、位相を
跳躍させる必要の無い場合にも位相を跳躍させて、軽微
ではあるが不要な振動を引き起こす可能性が高いという
一面がある。これに対し、本実施形態では、磁極固定時
の電動機速度ｎがある設定値を超えた場合にのみ、速度
判定器２５により初期磁極位置と最終磁極固定位置の位
相差が十分に大きいと判定して起動時位相設定器２０の
出力を不連続的に変化させる。速度判定器２５はエッジ
トリガとし、一旦速度がある値を超えた後は速度が低下
してもその出力を保持する。基本的には、図１１，１２
の実施形態と同様に回転方向を検知した上で起動時位相
設定器２０の出力を跳躍させる方向を決めるが、位相跳
躍量を１８０°に設定する場合に限り、回転方向の検出
は不要である。この場合、磁極の最終固定位置は当初の
設定値の反対側となり、その効果は最大となるが、位相
跳躍量が大きいため発生する衝撃力も大きくなる可能性
がある。位相跳躍量を１８０°とするか、それ以下とす
るかについては、適用するシステムの機械的定数（摩擦
係数など）により最適値が異なる。この時の、速度検出
器１６の出力と、座標変換器１０，１４への位相入力の
波形例を図１３に示す。
【００３０】＜実施形態８＞図１４は、請求項８に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項６および７に
係る発明の実施形態（図１０〜１３）では、負荷トルク
τl の方向と初期磁極位置の関係によっては、特に電流
位相を跳躍させることなく安定に磁極を固定できる場合
もあるが、その時でも電流の位相を不連続的に変化させ
て余分な振動を引き起こしてしまう場合があり得る。本
実施形態によれば、負荷トルクを検出する負荷トルク検
出器２６を設け、検出負荷トルクと回転方向判定器２４
の出力を、起動時位相設定器２０に入力し、必要な場合
にのみ電流の位相を跳躍させる。具体的には、電機子巻
線に直流電流を流し磁極位置固定動作に入った際、電動
機３の初期回転方向が負荷トルク方向と逆方向であれ
ば、位相を跳躍させなくても回転子磁極位置を安定に固
定することができるので、この場合は位相の跳躍をさせ
ない。このようにして、不要な電流位相の変化を回避
し、余分な振動の発生を防止することができる。
発明の実施形態を示すものである。請求項６および７に
係る発明の実施形態（図１０〜１３）では、負荷トルク
τl の方向と初期磁極位置の関係によっては、特に電流
位相を跳躍させることなく安定に磁極を固定できる場合
もあるが、その時でも電流の位相を不連続的に変化させ
て余分な振動を引き起こしてしまう場合があり得る。本
実施形態によれば、負荷トルクを検出する負荷トルク検
出器２６を設け、検出負荷トルクと回転方向判定器２４
の出力を、起動時位相設定器２０に入力し、必要な場合
にのみ電流の位相を跳躍させる。具体的には、電機子巻
線に直流電流を流し磁極位置固定動作に入った際、電動
機３の初期回転方向が負荷トルク方向と逆方向であれ
ば、位相を跳躍させなくても回転子磁極位置を安定に固
定することができるので、この場合は位相の跳躍をさせ
ない。このようにして、不要な電流位相の変化を回避
し、余分な振動の発生を防止することができる。
【００３１】＜実施形態９＞図１５は、請求項９に係る
発明の実施形態を示すものである。請求項８に係る発明
の実施形態（図１４）においては、負荷トルク検出器２
６が必要となる。本実施形態によれば、磁極位置固定の
ための電流を流し始めるタイミングに遅延を持たせ、こ
の間の電動機３の回転方向から負荷トルク方向の判定を
行い、その後、電流を流し始めた際に加速するか減速す
るかによって、請求項８に係る発明の実施形態（図１
４）における電動機初期回転方向を判定する。簡便に
は、電流を流し始めた際に電動機３が減速すれば、負荷
トルク方向と初期電動機回転方向が逆であるので、電流
の位相を跳躍させる必要はない、と判定することができ
る。速度検出器１６の分解能が低い場合には、ごく低速
域での加速・減速の判定は困難なので、この場合は、電
流を流し始めてある時限が経過した後の回転方向により
判定を行えばよい。
発明の実施形態を示すものである。請求項８に係る発明
の実施形態（図１４）においては、負荷トルク検出器２
６が必要となる。本実施形態によれば、磁極位置固定の
ための電流を流し始めるタイミングに遅延を持たせ、こ
の間の電動機３の回転方向から負荷トルク方向の判定を
行い、その後、電流を流し始めた際に加速するか減速す
るかによって、請求項８に係る発明の実施形態（図１
４）における電動機初期回転方向を判定する。簡便に
は、電流を流し始めた際に電動機３が減速すれば、負荷
トルク方向と初期電動機回転方向が逆であるので、電流
の位相を跳躍させる必要はない、と判定することができ
る。速度検出器１６の分解能が低い場合には、ごく低速
域での加速・減速の判定は困難なので、この場合は、電
流を流し始めてある時限が経過した後の回転方向により
判定を行えばよい。
【００３２】＜実施形態１０＞図１６は、請求項１０に
係る発明の実施形態における、速度検出器１６の出力
と、座標変換器１０，１４への位相信号の波形例であ
る。本実施形態における制御ブロックの構成は、請求項
６〜９に係る発明（図１０〜１５）と同一である。請求
項６〜９に係る発明では、位相を跳躍させる際に衝撃力
を発生するおそれがあった。本実施形態によれば、位相
を跳躍させる場合に、図１６に示すように、ある時限を
もって連続的に変化させることにより、位相跳躍時に発
生する余分な振動を低減させることができる。
係る発明の実施形態における、速度検出器１６の出力
と、座標変換器１０，１４への位相信号の波形例であ
る。本実施形態における制御ブロックの構成は、請求項
６〜９に係る発明（図１０〜１５）と同一である。請求
項６〜９に係る発明では、位相を跳躍させる際に衝撃力
を発生するおそれがあった。本実施形態によれば、位相
を跳躍させる場合に、図１６に示すように、ある時限を
もって連続的に変化させることにより、位相跳躍時に発
生する余分な振動を低減させることができる。
【００３３】＜実施形態１１＞図１７は、請求項１１に
係る発明の実施形態を示すものである。請求項５に係る
発明の実施形態（図８）においては、電動機速度ｎから
回転角度を得る積分器２３による補正量には、ゲインの
与え方によっては磁極位置固定のための安定性を損なう
おそれがある。本実施形態では、積分器２３の動作を、
回転方向判定器２４や、速度判定器２５、負荷トルク検
出器２６の出力により制御し、必要に応じて積分動作を
停止させることにより、請求項６〜９に係る発明の実施
形態（図１０〜１５）と類似の動作をさせることができ
る。具体的には、初期状態では、補正量が図１１に対応
する値でリミットがかかる状態にしておく。速度判定器
２５の出力により、電動機速度ｎがある値を超えた場合
には、積分器２３の積分動作を停止させる条件を図１３
の場合に相当する値に変化させる。回転方向判定器２４
の出力と負荷トルク検出器２６の出力から、位相を跳躍
させる必要がないと判断される場合には、積分動作を全
面的に停止させることにより、図１２，１３の実施形態
と類似の動作をさせることもできる。
係る発明の実施形態を示すものである。請求項５に係る
発明の実施形態（図８）においては、電動機速度ｎから
回転角度を得る積分器２３による補正量には、ゲインの
与え方によっては磁極位置固定のための安定性を損なう
おそれがある。本実施形態では、積分器２３の動作を、
回転方向判定器２４や、速度判定器２５、負荷トルク検
出器２６の出力により制御し、必要に応じて積分動作を
停止させることにより、請求項６〜９に係る発明の実施
形態（図１０〜１５）と類似の動作をさせることができ
る。具体的には、初期状態では、補正量が図１１に対応
する値でリミットがかかる状態にしておく。速度判定器
２５の出力により、電動機速度ｎがある値を超えた場合
には、積分器２３の積分動作を停止させる条件を図１３
の場合に相当する値に変化させる。回転方向判定器２４
の出力と負荷トルク検出器２６の出力から、位相を跳躍
させる必要がないと判断される場合には、積分動作を全
面的に停止させることにより、図１２，１３の実施形態
と類似の動作をさせることもできる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、磁極位置検出器を用い
ることなく、一旦磁極位置を予め設定された位相状態に
固定することにより、永久磁石式同期電動機の起動を安
定に行うことができる。また、磁極位置固定の際に、衝
撃や振動が少なく、また回転量も小さて済む制御系を構
成することができる。
ることなく、一旦磁極位置を予め設定された位相状態に
固定することにより、永久磁石式同期電動機の起動を安
定に行うことができる。また、磁極位置固定の際に、衝
撃や振動が少なく、また回転量も小さて済む制御系を構
成することができる。
【図１】請求項１に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
図。
【図２】請求項１に係る発明の原理を説明するためのベ
クトル図。
クトル図。
【図３】（Ａ）は請求項１に係る発明の実施形態におけ
る起動時電流設定器の出力波形の例を示す線図、（Ｂ）
は請求項２に係る発明の実施形態における起動時電流設
定器の出力波形の例を示す線図。
る起動時電流設定器の出力波形の例を示す線図、（Ｂ）
は請求項２に係る発明の実施形態における起動時電流設
定器の出力波形の例を示す線図。
【図４】請求項３に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
図。
【図５】請求項３に係る発明の実施形態における電動機
速度および起動時電流設定器の出力波形例を示す線図。
速度および起動時電流設定器の出力波形例を示す線図。
【図６】請求項４に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
図。
【図７】請求項４に係る発明の実施形態における電動機
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
【図８】請求項５に係る発明の実施形態を示すブロック
図。
図。
【図９】請求項５に係る発明の実施形態における電動機
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
【図１０】請求項６に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図１１】請求項６に係る発明の実施形態における電動
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
【図１２】請求項７に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図１３】請求項７に係る発明の実施形態における電動
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
機速度および座標変換器への入力波形例を示す線図。
【図１４】請求項８に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図１５】請求項９に係る発明の実施形態を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図１６】請求項１０に係る発明の実施形態における電
動機速度および座標変換器への入力波波形例を示す線
図。
動機速度および座標変換器への入力波波形例を示す線
図。
【図１７】請求項１１に係る発明の実施形態を示すブロ
ック図。
ック図。
【図１８】従来の技術による永久磁石同期電動機の制御
装置のブロック図。
装置のブロック図。
【図１９】従来の技術による別の制御装置のブロック
図。
図。
１ 直流電源 ２ 電力変換器 ３ 永久磁石式同期電動機（ＰＭＳＭ） ４ 磁極位置検出器 ６ 速度基準発生器 ８ 速度制御器 １０ 座標変換器 １１ 磁束電流基準発生器 １３ 電流制御器 １４ 座標変換器 １５ ゲートパターン発生器 １６ 速度検出器 １７ 磁極位置演算器 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ 切替器 １９ 起動時電流設定器 ２０ 起動時位相設定器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H001 AA00 AA01 AB11 AB12 AD00 AD01 AD02 AE01 5H560 BB04 BB12 DA12 DB06 DB07 DC03 DC06 DC12 EB01 EC01 HA03 HA09 RR10 SS07 TT01 TT20 XA02 XA04 XA12 XA13 5H576 BB04 BB10 CC05 DD02 DD07 EE01 EE11 EE18 EE19 FF01 GG02 GG04 HB01 JJ18 JJ22 JJ25 LL01 LL22 LL37 LL38 LL41
Claims (11)
- 【請求項１】永久磁石式同期電動機を、与えられた速度
基準および磁束電流基準に従い速度偏差および磁束電流
偏差がゼロになるように電流制御手段およびこれによっ
て制御される電力変換器を介して速度制御する永久磁石
式同期電動機の起動制御装置において、 電動機起動のための固定磁極位置に対応する磁束電流指
令およびトルク電流指令を生成する起動時電流設定手段
と、 電動機起動のための電流位相指令を設定する起動時位相
設定手段と、 電動機起動に先だち電動機電流の位相初期値として前記
起動時位相設定手段によって設定された電流位相指令を
与えると共に、前記電流制御手段へ入力される磁束電流
基準およびトルク電流基準の初期値として前記起動時電
流設定手段によって設定された磁束電流指令およびトル
ク電流指令を与えるように切替動作する切替手段と、 を具備したことを特徴とする永久磁石式同期電動機の起
動制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の永久磁石式同期電動機の
起動制御装置において、 前記起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を所定の時限をもって
徐々に立ち上げることを特徴とする永久磁石式同期電動
機の起動制御装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 前記起動時電流設定手段は、固定磁極位置に対応する磁
束電流指令およびトルク電流指令を電動機速度に応じて
変更することを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動
制御装置。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、電動機速度に応じて減衰させる減衰手段をさらに備
えたことを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動制御
装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、起動後の電動機回転角度に応じた補正量に従って減
衰させる減衰手段をさらに備えたことを特徴とする永久
磁石式同期電動機の起動制御装置。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の永久
磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記同期電動機の回転方向を判定する回転方向判定手段
と、前記起動時位相設定手段によって設定された位相指
令を、前記回転方向判定手段によって判定された回転方
向により跳躍させる手段とをさらに備えたことを特徴と
する永久磁石式同期電動機の起動制御装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の永久磁石式同期電動機の
起動制御装置において、 電動機速度が所定値に達したことを判定する速度判定手
段をさらに備え、前記起動時位相設定手段によって設定
された位相指令を、前記速度判定手段の出力により跳躍
させることを特徴とする永久磁石式同期電動機の起動制
御装置。 - 【請求項８】請求項６または７に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 電動機負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段をさら
に備え、前記起動時位相設定手段によって設定された位
相指令を、前記負荷トルク検出手段によって検出された
負荷トルクに従って制御することを特徴とする永久磁石
式同期電動機の起動制御装置。 - 【請求項９】請求項６または７に記載の永久磁石式同期
電動機の起動制御装置において、 前記回転方向判定手段は無電流時の電動機回転方向から
負荷トルクの方向を判定し、前記起動時電流設定手段に
よって設定される磁束電流指令およびトルク電流指令を
前記負荷トルクの方向が判定されてから有効にする遅延
手段をさらに備えたことを特徴とする永久磁石式同期電
動機の起動制御装置。 - 【請求項１０】請求項６ないし９のいずれかに記載の永
久磁石式同期電動機の起動制御装置において、 前記起動時位相設定手段によって設定された位相指令
を、前記速度判定手段の出力により所定の時限をもって
徐々に立ち上げることを特徴とする永久磁石式同期電動
機の起動制御装置。 - 【請求項１１】請求項５に記載の永久磁石式同期電動機
の起動制御装置において、 前記減衰手段によって減衰させるための補正量を、電動
機速度、電動機回転方向、および負荷トルクのうちの少
なくとも一つに応じて調整することを特徴とする永久磁
石式同期電動機の起動制御装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP33458098A JP4031880B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 永久磁石式同期電動機の起動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33458098A JP4031880B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 永久磁石式同期電動機の起動制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000166300A true JP2000166300A (ja) | 2000-06-16 |
| JP4031880B2 JP4031880B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=18279000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33458098A Expired - Lifetime JP4031880B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 永久磁石式同期電動機の起動制御装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4031880B2 (ja) |
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