JPH03143285A - 可変リラクタンスモータの制御装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は可変リラクタンスモータの励磁巻線に励磁電流
を供給してその回転状態を制御する可変リラクタンスモ
ータの制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、可変リラクタンスモータは、励磁巻線に励磁電
流を通電することにより回転子の突部に吸引力を及ぼし
てトルクを発生させる構成である。

この場合、回転子の回転方向に対して、回転子の突部が
励磁巻線に近付くときには励磁巻線による吸引力が加速
トルクとして作用し、逆に遠ざかるときにはその吸引力
が制動トルクとして作用する。

従って、回転子を回転させるためには加速トルクが作用
する期間を励磁期間としてこの励磁期間中に励磁巻線に
通電するように制御すれば良い。

ところが、原理的には上述のように励磁期間中に励磁電
流を与えれば加速トルクを発生させることができるが、
実際には励磁巻線に一定の励磁電流を与えたときに回転
子に発生するトルクは、加速トルク、制動トルク共に一
定とならず、回転子の回転位置に応じて変化する。つま
り、回転子と励磁巻線との位置関係が電気角で一１８０
°から０°となる範囲が本来の加速トルクの励磁期間で
あるが、実際にはその範囲内の中間領域においてのみ加
速トルクが発生し、両端の領域においては殆ど加速トル
クが発生せず、励磁電流は発熱或は騒音の原因となるに
過ぎない。また、この中間領域での加速トルクの大きさ
は、励磁電流の大きさに対して部分的にしか比例してい
ない（例えば、加速トルクの大きさは励磁電流の増加に
したがって、２乗比例領域、正比例領域、飽和領域へと
順次推移してゆく）。従って、励磁期間中に一定の励磁
電流を励磁巻線に与えた場合には、励磁電流が無駄に消
費されると共に、回転子にトルクリップルが生じてしま
い、安定な回転状態が得られない。尚、このことは加速
トルクばかりでなく、同様に制動トルクの場合にも当て
はまるものである。

このような不具合を解決すべく考えられたものが、次に
述べる電流パターン制御による励磁電流の制御装置であ
る。このものは、上述の可変リラクタンスモータ特有の
トルク特性を考慮して、定のトルクを発生させると八に
無駄な部分をなくした励磁電流の値を電流指令値のデー
タとして予め記憶回路等に記憶させておき、これを回転
子の回転位置に応じて読出して励磁回路（例えば電流指
令値に基づいてＰＷＭ制御方式により励磁巻線に必要な
励磁電流を与える回路）を介して励磁巻線に励磁電流を
与えるようにしたものである。これにより、励磁電流は
第８図（ａ）に示すように最適なものとなり、回転子を
トルクリップルの少ない回転状態に保持できるものであ
る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような電流パターン制御によるも
のでは、可変リラクタンスモータが低速度領域で制御さ
れている場合には、励磁電流が十分追従するので大きな
効果が得られるが、高速度領域で制御される場合には、
励磁巻線のインダクタンスが比較的大きいことにより、
回転子の回転速度が高速度になるに連れて電流指令値に
対する実際の励磁電流の遅れが顕著になってくる（励磁
電流は第７図（ｂ）に示すように電流指令値に対して遅
れる）。従って、この場合には、電流指令値に対して最
適な回転位置で励磁電流が与えられなくなることにより
、前述のトルク特性かられかるように、回転子に応答性
良くトルクを発生させることかできなくなる不具合があ
った。

ところで、高速回転領域でこのような加速トルクの応答
性を良くする制御方式として、上述の励磁電流の遅れを
考慮して励磁電流を与えるためのスイッチングの位相を
予め基準励磁期間（励磁巻線に対する回転子の機械的な
位置関係から決まる励磁電流によるトルク発生期間）よ
りも進めるようにし、実際に流れる励磁電流の遅れをカ
バーする進み角制御と呼ばれる制御方式がある。しかし
ながら、この制御方式においては、前述のような電流パ
ターン制御を行なっていないため（回転子の高速回転領
域においてはトルクリップルがあまり問題とならないた
め）、低速回転領域で上述したようにトルクリップルの
不具合が依然として残ってしまう。

つまり、このような実情により、従来、広範囲の回転速
度領域に渡って可変リラクタンスモータの回転状態を安
定且つ効率良く制御できる制御装置がなかったのである
。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、回転子の低速回転時にはトルクリップルの少ない回転
状態が得られ、高速回転時にはトルク応答性を良くする
ことができ、総じて広範囲の回転速度領域で安定且つ高
率良く制御できる可変リラクタンスモータの制御装置を
提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の可変リラクタンスモータの制御装置は、上述の
課題を解決するために第１図の基本構成図に示すような
手段により構成している。

即ち、可変リラクタンスモータＳＲの励磁巻線に流す電
流を制御する励磁手段Ａと、前記可変リラクタンスモー
タＳＲの回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段
Ｂと、前記回転位置検出手段Ｂによって検出された前記
回転子の回転位置に応じて決まる各励磁巻線についての
励磁期間に対しその励磁電流の通電期間が進み位相とな
るように前記励磁手段を動作させる進み角制御手段Ｃと
、前記回転子の回転位置に対応して前記励磁電流のデー
タが予め記憶された電流パターン記憶手段りを備え前記
回転位置検出手段によって検出された前記回転子の回転
位置に応じてその電流パターン記憶手段から読出したデ
ータに基づいて前記励磁手段Ａを動作させる電流パター
ン制御手段りと、前記回転子の実際の回転速度及び設定
された目標回転速度の少なくとも一方に基づき前記回転
子の回転状態を判断してその判断結果に応じて前記回転
子の低速回転領域では前記電流パターン制御手段りによ
る制御を有効化し、前記回転子の高速回転領域では前記
進み角制御手段Ｃによる制御を有効化する制御選択手段
Ｅとを設けて構成したところに特徴を有する。

（作用） 本発明の可変リラクタンスモータの制御装置によれば、
制御選択手段Ｅにより、可変リラクタンスモータＳＲの
回転子の実際の回転速度及び予め設定された目標回転速
度の少なくとも一方に基づいて、つまり両者の内の一方
或は双方またはこれらの値から決まる関数の値等に基づ
いて、回転子の回転状態が判断され、その判断結果に応
じて回転子の低速回転領域では電流パターン制御手段り
による制御が有効化され、高速回転領域では進み角制御
手段Ｃによる制御が有効化される。

従って、回転子の低速回転領域においては、電流パター
ン制御手段りにより、回転位置検出手段Ｂから与えられ
る回転位置信号に応じて電流パターン記憶手段Ｄ′から
電流パターンのデータが読出され、このデータに基づい
て励磁手段Ａに励磁電流の電流指令値が与えられる。こ
れにより、可変リラクタンスモータＳＲの励磁巻線に電
流パターンに応じた無駄のない最適な励磁電流が与えら
れ、回転子はトルクリップルを生ずることなく安定した
回転状態に保持される。

一方、回転子の高速回転領域においては、進み角制御手
段Ｃにより、回転位置検出手段Ｂから与えられる回転位
置信号に応じて決まる各励磁巻線についての励磁期間に
対しその励磁電流の通電期間が進み位相となるように励
磁手段Ａを動作させる。これにより、可変リラクタンス
モータＳＲの励磁巻線にはインダクタンスの影響で遅れ
る分だけ予め位相の進んだ電流が与えられることにより
、実際の励磁電流は遅れることがなくなり、回転子に応
答性良くトルクが与えられる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第２図ないし第７図を
参照しながら説明する。

まず、全体構成を示す第２図において、］は例えば４相
の可変リラクタンスモータで、これは図示しない回転子
と励磁巻線等から構成され、励磁巻線に後述するように
与えられる励磁電流に応じて回転子が回転するようにな
っている。２は可変リラクタンスモータ１の回転子の回
転位置を検出する回転位置検出手段たるシャフトエンコ
ーダで、回転位置に応じた回転位置信号を出力するよう
になっている。３は励磁手段たる励磁回路で、これは比
較器４．比例積分回路５．ＰＷＭ制御回路６゜駆動回路
７及び電流検出器８が直列に接続されて構成されたもの
で、可変リラクタンスモータ１の励磁巻線に励磁電流を
与える。この場合、電流検出器８の検出電流値はフィー
ドバック信号として比較器４に与えられるようになって
いる。９は後述するように予めプログラムが格納された
制御回路で、ＣＰＵｌ０．ＲＯＭＩＩ、ＲＡＭ１２．設
定入力用のＩ１０回路１３．Ｄ／Ａ変換回路１４及びエ
ンコーダ用入力回路］５から構成されており、これらは
アドレス及びデータバス１６により相互間がへ通に接続
されている。そして、Ｉ１００ 回路１３には図示しない設定装置から目標回転速度の値
が入力されるようになっている。エンコーダ用入力回路
１５には前記シャフトエンコーダ２が接続され、検出信
号が与えられるようになっている。また、Ｄ／Ａ変換回
路１４は励磁回路３の比較器４に接続され、励磁電流指
令値を与えるようになっている。

次に、本実施例の作用について第３図（ａ）及び（ｂ）
のフローチャートをも参照しながら述べる。

制御回路９において、ＣＰＵｌ０は制御用のメインプロ
グラムの実行を開始すると、所定のタイミング（例えば
数百μｓｅｃから数ｍ　ｓ　ｅ　ｃ間隔）で第３図（ａ
）のフローチャートに示す選択プログラムを実行する。

即ち、ＣＰ　Ｕ　］、　０は、まずＩ１０回路１３に入
力されている目標回転速度のデータを読込み（ステップ
Ｐ１）、続いてシャフトエンコーダ２から入力回路１５
に与えられる回転位置信号を読込む（ステップＰ２）。

尚、読込まれたデータはＲＡＭ１２に格納され、以下の
演算１ 実行時に必要に応じて読出されるようになっている。次
に、ＣＰ　Ｕ　１．　Ｏはこの回転位置信号に基づいて
回転子の実際の回転速度を演算しくステップＰ３）、こ
の演算結果により目標回転速度に対する偏差を求めて必
要なトルクを発生させるためのトルク指令値を演算する
（ステップＰ４）。続いてＣＰＵｌ０は、励磁巻線のイ
ンダクタンスの変化傾向を判定しくステップＰ５）、さ
らに進み角制御を行う場合の進み角を後述するようにし
て演算する（ステップｐ６）。この場合、演算される進
み角の大きさは回転速度が高速になるに従って大きな値
となる。なお、励磁巻線のインダクタンス値は、回転子
の回転角度の関数として機器に固有のものである。従っ
て、励磁巻線のインダクタンスの変化傾向は、ステップ
Ｐ、で読み込んだ回転子の回転角度に基づき、予めＲＯ
ＭＩＩ内に記憶されている回転子の回転角度に対するイ
ンダクタンス値又はその変化傾向自体を読み取ることに
より判定される。

次に、ＣＰＵｌ０は、演算された進み角の大き２ さと判断基準として予め設定された所定の進み角の大き
さとを比較してその判断結果により制御手段の選択を行
なう（ステップＰ７）。即ち、所定の進み角に対して、
演算された進み角が大きいときには、回転子の実際の回
転速度が高速回転領域にあると判断して進み角制御を行
なわせるべく選択フラグｋをセット（ｋ−１）Ｌ、逆に
小さいときには、回転子の実際の回転速度が低速回転領
域にあると判断して電流パターン制御を行なわせるべく
選択フラグｋをリセット（ｋ−０）するのである。この
後、ＣＰ　Ｕ　１．　Ｏは、選択プログラムを終了して
メインプログラムにリターンする。

さて、上述の選択プログラムが終了すると、ＣＰＵｌ０
は、メインプログラム実行由に所定のタイミング（例え
ば数十μｓｅｃから数百μｓｅｃ間隔）で第３図（ｂ）
に示す出力プログラムを実行する（つまり、上述の選択
プログラムを１回実行した後はこの出力プログラムを１
０回の割合で実行する）。この出力プログラムにおいて
、ＣＰＵ　１０は、まずシャフトエンコーダ２から回転
位３ 置信号を読込んで（ステップＳ１）、次に、上述の選択
プログラムにおいて選択フラグフラグ１（がセット（ｋ
＝１）されているかどうかを判断する（ステップＳ２）
。ここで、いま例えば選択フラグｋがセットされていな
い場合、つまり、回転子が低速回転領域にある場合には
、この判断ステップＳ２においてｒＮＯＪと判断してス
テップＳ３へ進む。ＣＰ　Ｕ　］、　Ｏは、ステップＳ
、において電流パターン記憶手段としてのＲＯＭＩＩか
ら回転子の回転位置に応じた励磁電流のデータを読出し
、続いて、目標回転速度に応じたトルクを発生させるた
めに電流パターンの値の倍率を設定して４相の各相に対
応した電流指令値を作成しくステップＳ４）、その電流
指令値をＤ／Ａ変換回路１−４を介して励磁回路３に出
力して（ステップＳ５）出力プログラムを終了する。

制御回路９から電流指令値が出力されると、励磁回路３
において、比較器４は、電流指令値と電流検出器８から
与えられる実際の励磁電流値とを比較してその偏差電流
値を比例積分回路５に出力　４ する。比例積分回路５は、その偏差電流値の比例分と累
積分とに応じてレベルが上下する閾値信号としてＰＷＭ
制御回路６に出力する。ＰＷＭ制御回路６は与えられた
閾値信号に払づいて所定周波数の三角波により変調して
励磁電流に相当するデユーティ比のパルス信号を駆動回
路７に出力し、駆動回路７はこのパルス信号に応じて可
食リラクタンスモータ１の各相の励磁巻線に励磁電流を
与える。

以下、上述の出力プログラムが実行される度に、制御回
路９からは電流パターン制御による最適な電流指令値が
励磁回路３に出力され、励磁回路３はこれに応じた励磁
電流を可変リラクタンスモータ１の各相励磁巻線に与え
るようになる。この結果、可変リラクタンスモータ１の
回転子は、低速回転領域においてトルクリップルを生ず
ることなく安定した回転状態に制御される。

一方、可変リラクタンスモータ１の回転子の回転状態が
上述と異なり、高速回転領域にあるときには、制御回路
９のＣＰＵｌ０は前述の選択プロ　５ ダラムにおいて選択フラグｋをセット（ｋ−１）してい
るので、出力プログラムの判断ステップＳ２においてｒ
ＹＥｓｊと判断される。この場合には、ＣＰＵｌ０は進
み角制御を実行すべく、ステップＳ６に進んで次の内容
を実行する。即ち、ＣＰ　Ｕ　１．　Ｏは、前述の選択
プログラムにおいて演算された進み角の値に基づいて、
回転子の機械的な位置関係から決まる基本励磁期間に対
する遅れを考慮して位相が進められた励磁期間を設定す
る。

続いて、この励磁期間とトルク指令値とのデータを組合
わせた電流指令値を作成しくステップＳ７）、次に前述
同様にしてステップＳ５でその電流指令値をＤ／Ａ変換
回路１４を介して励磁回路３に出力して出力プログラム
を終了し、メインプログラムに戻る。

励磁回路３においては、前述同様にして電流指令値に対
する励磁電流が可変リラクタンスモータコの各相の励磁
巻線に出力される。これにより、可変リラクタンスモー
タ１の励磁巻線は、位相の進められた励磁電流が与えら
れ、高速回転領域に６ おいて回転子に応答性良くトルクを発生させることがで
きる。

以下、出力プログラムが実行される度に（つまり、数百
μｓｅｃから数ｍ５ｅＣ毎に）、可変リラクタンスモー
タ１の回転子の回転状態が判断され、その判断結果によ
り、低速回転領域にあるときには電流パターン制御によ
り励磁電流が与えられ、高速回転領域にあるときには進
み角制御により励磁電流が与えられるようになる。従っ
て、回転子は、低速回転領域においてトルクリップルを
生ずることなく、また、高速回転領域においてトルク応
答性が低下することなく、回転状態が制御されるのであ
る。

さて、上述の選択プログラムのステップＰ６にて実行さ
れる進み角の演算は次のようして行われる。まず、進み
角の値を決定する要素は、本実施例では可変リラクタン
スモータ１の回転速度、励磁電流の目標値及び励磁巻線
のインダクタンスの変化傾向である。これらを進み角の
演算のための要素とした理由は次の通りである。

７ （１）回転速度及び励磁電流の目標値を考慮する理由 可変リラクタンスモータの励磁巻線に所定タイミングで
目標値の励磁電流を流すためには、その時点に当該励磁
巻線に発生している逆起電力ｅに応じた電源電圧を印加
しなければならない。この逆起電力ｅは鎖交磁束φの時
間変化（ｄφ／ｄｔ）に比例した大きさであり、かつ、
鎖交磁束φは可変リラクタンスモータの実効インダクタ
ンスをＬ１実効値で表した励磁電流を■とするならば、
次式のごとく表現される。

φ−ＬＩ　　　　　　　　　　・・・・・・（１）従っ
て、逆起電力ｅは次の（２）式により表される。

・・・・・・（２） すなわち、逆起電力ｅは、励磁電流Ｉの時間変化（ｄ　
Ｉ／ｄ　ｔ）　、実効インダクタンスＬの角度変化（ｄ
Ｌ／ｄθ）及び角速度ωに基づき変化するものである。

そして、これらの変数のうち実効インダクタンスＬの角
度変化（ｄＬ／ｄθ）は、可変リラクタンスモータのイ
ンダクタンスＬの増加期間あるいは減少期間における実
効インダクタンスＬの角度変化量を表すものであり、制
御対象である可変リラクタンスモータに固Ｈの値として
予め知ることができる。

従って、励磁巻線に発生している逆起電力ｅを正確に算
出するには、励磁電流Ｉ及び角速度ωが不可欠の情報と
なるのである。このため、本丈施例では、可変リラクタ
ンスモータの回転速度及び励磁電流の目標値の２つの情
報に基づき、逆起電力ｅを推定しその上で励磁電流の通
電タイミングを修正すべく進み角を演算するのである。

上記関係をより定性的に説明するならば、第４図の様で
ある。第４図（Ａ）及び（Ｂ）は、ｉＪ変リすクタンス
モークの励磁巻線に、同一タイミン１つ グで電圧を印加してＰＷＭ制御を実行した場合に流れる
励磁電流の変化を模式的に表したものである。（Ａ）は
可変リラクタンスモータが高速回転・高負荷運転してい
る場合を、（Ｂ）は低速回転・軽負荷運転している場合
を示している。

（Ａ）に示す場合には、高速回転時であるためにインダ
クタンスの増加期間は短時間であり、大きな逆起電力が
働き、かつ、その期間に大きな電流を通じなければなら
ない。このため、（Ｂ）に比較すると、電流の立ち上が
り及び立ち下がり特性は大きく悪化する。従って、励磁
開始タイミングをインダクタンスの増加期間の始期より
回転角度θ１だけ進め、かつ、励磁終了タイミングをそ
の終期より回転角度θ２だけ進めることで、不要な励磁
期間（領域Ａ）を極小値とし、駆動トルクに有効に作用
する励磁期間（領域Ｂ）を極力大きくとり、制動トルク
が発生する励磁期間（領域Ｃ）が可能な限り発生しない
ように制御することができる。

しかし、この様な励磁タイミングの進み制御を０ 可変リラクタンスモータの総ての運転状態に適用するな
らば、（Ｂ）に示すように低速で且つ励磁電流が小であ
る運転状態では大きな効率の低下を招来する。すなわち
、（Ｂ）に示すように電流の立ち上がり及び立ち下がり
特性が良好となる場合には大きな進み角θ１．θ２によ
り不要な励磁期間（領域Ａ）がきわめて大きくなり、実
際に駆動トルクを発生させる励磁期間（領域Ｂ）は侵食
され、且つ駆動トルクが得られる励磁期間（領域Ｄ）を
残したまま励磁が完了することになる。

従って、可変リラクタンスモータの励磁タイミングを決
める進み角の演算には、その回転速度と励磁電流の目標
値とが考慮されるべきである。

（２）励磁巻線のインダクタンスの変化傾向を考慮する
理由 モータの励磁巻線に電圧を印加したとき、励磁巻線に流
れる過渡電流は、励磁回路の時定数Ｔ（−Ｌ／Ｒ）に応
じて、緩やかに立上がり、且つ、緩やかに立ち下がる。

ところで、可変リラクタンスモータの場合には１ インダクタンス値りが回転角度の関数として常に変化す
るのであり、増加期間ではインダクタンス値Ｌ１すなわ
ち時定数丁が漸次大きくなり電流の変化はその終期はど
緩慢となる。また、減少期間ではインダクタンス値Ｌ５
すなわち時定数Ｔが漸次小さくなり電流の変化はその始
期はど緩慢となる。

この関係を視覚的に第５図（Ａ）、（Ｂ）に示す。図は
、可変リラクタンスモータの励磁巻線に、基準励磁期間
に一致させてＰＷＭ制御した励磁電流を流した場合であ
る。（Ａ）は可変リラクタンスモータに駆動トルクを発
生させるため励磁巻線のインダクタンスＬが漸次大きく
なる増加期間に励磁を実行した場合を、（Ｂ）は逆に制
動トルクを発生させるための励磁巻線のインダクタンス
Ｌが漸次小さくなる減少期間に励磁を実行した場合を示
している。

（Ａ）に示す場合には、基準励磁期間の始期においては
インダクタンス値りが小さいため電流の立ち上がり及び
立ち下がりは急峻であるが、励磁　２ 期間の終期に近づくほど電流の変化は緩慢となり基準励
磁期間が終了しても長朗にわたって不要な電流が流れる
。

一方、（Ｂ）に示す場合には（Ａ）と逆の現象が現れる
。すなわち、基準励磁期間の始期においてインダクタン
ス値りが大きいため励磁を開始しても励磁電流は除々に
しか立ち上がらず有効な励磁をなし得ない。しかし、基
準励磁期間の終期においては時定数Ｔが小さくなるため
、励磁電流が不要に流れ続ける期間は短時間である。

そこで、励磁電流を通じる期間におけるインダクタンス
値りの変化傾向を判断し、少なくともインダクタンス値
りが大きい励磁期間の終期あるいは終期において励磁期
間を進めて励磁電流の供給が有効に機械的トルクに変化
されるように基準励磁期間を修正することが望ましい。

以上の通りの理由から、進み角は、回転速度、励磁電流
の目標値及び励磁巻線のインダクタンスの変化傾向を夫
々考慮して算出されるから、本実施例における進み角制
御手段を機能ブロック図で３ 表現すると第６図に示すようになる。シャフトエンコー
ダ２からの回転位置信号は、速度検出手段１７及びイン
ダクタンス変化傾向判定手段］８に与えられる。速度検
出手段１７は回転位置信号に基づき可変リラクタンスモ
ータ１の実際の回転速度を求める。また、インダクタン
ス変化傾向判定手段１８は、回転子の回転角度を示す回
転位置信号に基づき、予めＲＯＭＩ　ｌ内に記憶されて
いる回転子の回転角度に対するインダクタンス値又はそ
の変化傾向自体を読み取ることにより、インダクタンス
の変化傾向が増加か減少かを判定する。

また、速度検出手段１７により検出された実際の回転速
度は速度偏差検出手段１つに与えられ、ここで設定され
た目標回転速度との偏差が検出され、更にその偏差に基
づき目標電流決定手段２０により励磁巻線に流すべき電
流が決定される。そして、上述のように求められたイン
ダクタンスの変化傾向、実際の回転速度及び目標電流に
関する情報は進み角度算出手段２１に与えられ、ここで
その３つの要素に応じた進み角が算出される。その算出
４ 結果と上記各要素との関係は理想的には次の通りの関係
になる。第７図を参照して説明する。

既述のごとく、基準励磁期間中に励磁巻線に流れる励磁
電流のみが、所望のトルクを可変リラクタンスモータ１
に発生させるために有効に作用する。従って、この基準
励磁期間の始期における励磁電流が、励磁信号による目
標電流値となるような始期の進み角Ｘが決定される。す
なわち、励磁信号による励磁電流の目標値が大きいほど
進み角Ｘは大きく設定される。また、回転速度が大きい
ほど励磁巻線に発生する逆起電力が大きくなり、しかも
、電流の立ち上りに必要な期間に回転角度が大きく変化
するため、この場合にも進み角Ｘは大きく設定される。

また、基準励磁期間の始期において励磁電流は立ち上が
りを完了し、励磁信号による目標電流値に達するように
始期の進み角Ｘが決定されることが望ましい。従って、
基準励磁期間のインダクタンスが減少傾向にあって基準
励磁期間の始期におけるインダクタンスが大きい場合、
立ち上がりに必要な１時間だけ基準励磁期間の５ 進み角Ｘは大きく設定される。逆に、基準励磁期間のイ
ンダクタンスが増加傾向である場合、基準励磁期間の始
期におけるインダクタンス値は小さく立ち上がりは急峻
であり、その進み角Ｘは小さく設定される。

一方、基準励磁期間の終期の進み角はＹは、次のように
決定される。任意の進み角Ｙで励磁電流の通電を終了し
た後、励磁巻線の実効インダクタンスに蓄えられた電磁
エネルギーのために励磁電流は緩やかに減少する。この
ため、可変リラクタンスモータ１に有効なトルクを発生
させる基準励磁期間が終了しても励磁電流が残存し、こ
れが除々に減少する。しかし、この基準励磁期間が終了
した後の実効インダクタンスＬの角度変化（ｄＬ／ｄθ
）が負の値となるならば、前記（２）式の右辺第２項に
示した逆起電力Ｉ　（ｄＬ／ｄθ）ωの極性は反転し、
残存している励磁電流を増加させる方向に作用する発電
現象が観測される。この発電現象が、励磁電流を減少さ
せる循環回路等の時定数に比較して大きな値となるなら
ば、残存励６ 磁電流が流れ続けて可変リラクタンスモータ２０は制御
不能となる。従って、終期の進み角Ｙは、基準励磁期間
の終了時点における励磁電流の最大値が上記可変リラク
タンスモータ１の制御不能状態を招来する値よりも小さ
な値になり、かつ、基準励磁期間内の電流量が最大とな
る進み角に決定される。すなわち、この終期の進み角Ｙ
も、回転速度及び励磁電流が大であるほど大きく決定さ
れる。また、この終期の進み角Ｙは、やはり基中励磁期
間のインダクタンスが増加傾向にあって終期のインダク
タンスが大きい場合には、大きく決定され、インダクタ
ンスが減少傾向にあって終期のインダクタンスが小さい
場合には、進み角はＹは小さく設定される。

以上の理論に基づき基準励磁期間に対する進み角Ｘ及び
Ｙを決定するが、上記説明からも明らかなごとくその理
論値は励磁回路の回路方程式を解くことで算出すること
ができる。そこで、前記選択プログラムのステップＰ６
では、可変リラクタンスモータ１の固有の特性に基づい
て予め作成さ７ れた回路方程式に、上記３つの要素を代入し、これを解
くことで現在のｈＪ変リラクタンスモータ１に最適の進
み角Ｘ及びＹを算出して励磁期間を決定するのである。

尚、上記実施例においては、選択プログラムのステップ
Ｐ７において、演算された進み角を所定の進み角と比較
する際に単純に比較しているが、これに限らず、例えば
ヒステリシス特性を持たせた所定の進み角を設定して、
境界近傍での選択フラグにの設定におけるチャタリング
を防止するようにすることもてきる。

また、上記実施例では、選択プログラムのステップＰ７
において、制御方式の判断基準を演算結果としての進み
角の値を採用しているが、これに限らず次のような判断
基準が考えられる。

即ち、例えば、回転子の実際の回転速度、或は予め設定
される目標回転速度を判断基準としても良いし、また、
これら両者を判断基準としたり、これらの値から演算さ
れる関数の値を判断基準としても良い。この場合、目標
回転速度を判断基準８ とするのは、本来回転子を目標回転速度に保持させるよ
うに制御するのが目的であることから、始動及び停止時
を除いて、通常の回転状態は略目標回転速度近傍にある
からである。また、両者を’ｌ’、１１断基準とする場
合には、例えば実際の回転速度及び目標回転速度の少な
くとも一方が所定値を超える条件で進み角制御を行なう
ようにすると良い。

そして、関数の値を用いる場合は、例えば電流パターン
の倍率或はトルク指令値等の値を判断基準とすると良い
。

さらに、上記実施例においては、可変リラクタンスモー
タ１の実際の回転速度をシャフトエンコーダ２の回転位
置信号に基づいて演算して求めるようにしているが、こ
れに限らず、回転位置の検出とは別に回転数の検出器を
設けるようにしても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の可変リラクタンスモータ
の制御装置は、制御選択手段により、可変リラクタンス
モータの実際の回転速度及び設定９ された目標回転速度の少なくとも一方に基づいて回転子
の回転状態を判断し、その判断結果に応じて回転子の低
速回転領域では電流パターン制御手段による制御を有効
化し、回転子の高速回転領域では進み角制御手段による
制御を有効化するようにした。これにより、可変リラク
タンスモータの回転状態が低速回転領域ではトルクリッ
プルの生じない安定な回転状態に制御でき、高速回転領
域では励磁巻線のインダクタンスによる励磁電流の遅れ
がなくなってトルク応答性の良い回転状態に制御でき、
広範囲の回転速度領域に渡って安定且つ効率良く制御が
行なえるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示す機能ブロック図、第２
図は本発明の一実施例を示す電気的構成図、第３図（ａ
）及び（ｂ）は同制御回路の選択プログラム及び出力プ
ログラムを示すフローチャートであり、第４図及び第５
図は従来の可変リラクタンスモータの制御装置が未解決
である課題を０ 説明するための電流波形図、第６図は本実施例における
進み角算出のステップを説明するための機能ブロック図
、第７図は本発明の実施例において励磁巻線に流される
励磁電流の波形図、第８図は従来例の励磁電流制御を示
す作用説明図である。 図面中、１は可変リラクタンスモータ、２はシャフトエ
ンコーダ（回転位置検出手段）、３は励磁回路（励磁手
段）、６はＰＷＭ制御回路、９は制御回路（進み角制御
手段、電流パターン制御手段、制御選択手段）、１０は
ＣＰＵ、１１はＲＯＭ（電流パターン記憶手段）、１３
は１１０回路、１４はＤ／Ａ変換回路、１５は入力回路
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、可変リラクタンスモータの励磁巻線に流す電流を制
   御する励磁手段と、前記可変リラクタンスモータの回転
   子の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転
   位置検出手段によって検出された前記回転子の回転位置
   に応じて決まる各励磁巻線についての励磁期間に対しそ
   の励磁電流の通電期間が進み位相となるように前記励磁
   手段を動作させる進み角制御手段と、前記回転子の回転
   位置に対応して前記励磁電流のデータが予め記憶された
   電流パターン記憶手段を備え前記回転位置検出手段によ
   って検出された前記回転子の回転位置に応じてその電流
   パターン記憶手段から読出したデータに基づいて前記励
   磁手段を動作させる電流パターン制御手段と、前記回転
   子の実際の回転速度及び設定された目標回転速度の少な
   くとも一方に基づき前記回転子の回転状態を判断してそ
   の判断結果に応じて前記回転子の低速回転領域では前記
   電流パターン制御手段による制御を有効化し、前記回転
   子の高速回転領域では前記進み角制御手段による制御を
   有効化する制御選択手段とを具備してなる可変リラクタ
   ンスモータの制御装置。