JPH10323098A - 同期電動機の初期励磁方法 - Google Patents

同期電動機の初期励磁方法

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JPH10323098A
JPH10323098A JP9130174A JP13017497A JPH10323098A JP H10323098 A JPH10323098 A JP H10323098A JP 9130174 A JP9130174 A JP 9130174A JP 13017497 A JP13017497 A JP 13017497A JP H10323098 A JPH10323098 A JP H10323098A
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JP
Japan
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current
axis
command
synchronous motor
controller
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Application number
JP9130174A
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English (en)
Inventor
Shuichi Fujii
秋一 藤井
Ryuichi Oguro
龍一 小黒
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期磁極引き込み時の回転子の振動を短時間
で抑制し、かつ、速度制御器のゲインなどのゲイン設定
箇所を少なくした同期電動機の初期励磁方法を提供す
る。 【解決手段】 速度指令と電動機速度との偏差信号から
電流指令を出力する速度制御器12、電流指令から電圧
指令を演算する電流制御器1,2、及び電圧指令からイ
ンバータパワー部4へのゲート信号を出力するPWM演
算部3を備え、インバータパワー部4により駆動される
同期電動機5の始動時に、同期電動機5の磁軸の位置を
決定するため、インバータ4の出力電圧の位相を固定
し、磁軸方向として定めた方向に電流を流して引き込み
を行う初期励磁方法において、電流制御器1の、磁軸と
直交する方向のq軸電流の制御ゲインを0として磁極引
き込みを行う。これにより、決定すべき制御ゲインの数
が減少でき、かつ、引き込み時の振動を短時間で抑制す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータドライ
ブによりベクトル制御で駆動される同期電動機の運転開
始時の磁軸位置検出のための初期励磁方法に関する。
【0002】
【従来の技術】同期電動機は、回転子の磁軸位置に対し
てある角度を持つ固定子の磁極位置の巻線に電流を流す
ことによってトルクを発生させることができる。このた
め、回転子の磁軸位置と電流を流す固定子の磁極との位
置関係が一義的に規定されている必要がある。図3に従
来技術を示す。図中1はq軸電流制御器、2はd軸電流
制御器、3はPWM演算部、4はインバータパワー部、
5は同期電動機、6及び7はそれぞれu相及びv相の電
流検出器、8は電流変換器、9及び10はそれぞれ加算
器、13はロータリエンコーダのような位置検出器であ
る。また、図3において、id *は引き込み電流指令、k
d、kqはq軸,d軸の電流制御の比例ゲイン、Tは電流
制御器の積分時間、V*は電圧指令、θは位置検出器8
で検出された磁極位置、θvは出力電圧位相である。電
流変換器8はU相、V相電流をインバータ制御で使用す
る電流の単位へ換算し、さらにd軸、q軸座標へ変換す
るものである。図3の従来例は、固定した位相に電圧を
出力し、直流電流を流して引き込みを行う場合を示して
おり、q軸電流指令iq *を0とし、d軸電流指令id *
電圧指令に変換し、固定した位相に電圧を出力し、直流
電流を流すようにしている。与えられた電流指令は、電
流制御器1,2を通り、電圧指令に変換され、PWM演
算部3でPWM信号に変換されてインバータパワー部4
に与えられる。インバータパワー部4により電動機5に
供給される電流は、電流検出器6,7により検出され、
電流変換器8で単位を電流制御器1,2で使用している
単位に変換及びd−q座標に変換されて、フィードバッ
ク信号となり、指令値と比較される。このデータが再び
電流制御器1,2に与えられることにより、q軸電流は
0に、d軸電流は与えられた指令値になるように制御さ
れる。q軸電流成分は、磁軸と直交する方向すなわちト
ルクを発生する方向の成分であるが、q軸電流成分は0
に制御されて直流電流を流しているため、磁極を引き込
んだ際に発生した回転子振動を抑制する力の成分がな
く、また電動機5のダンピングが小さいため回転子振動
が長時間続く。すなわち、図4に示すように固定子の座
標系α−βをとり、回転子の磁軸の座標系d−qをと
り、回転子のd軸と固定子巻線のU相とのなす電気角を
θeとしたとき、位相0゜で固定子に電流idを流すと、
固定子のα軸にS極ができ、回転子が引き寄せられる
が、回転子はそのまま惰性で行き過ぎる。そして再びα
軸に引き寄せられる。このとき、回転子のイナーシャに
比べ、摩擦が非常に小さいため、止めようとする力が小
さく、振動が持続する。このように、従来技術では、単
にq軸電流iq=0、d軸電流指令id *=引き込み電流
として、固定した位相で電圧を出力することにより直流
電流を流してその位相に磁軸を引き込み、その値を初期
値として用いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図3に示し
た従来の方法では、固定された位相に電圧を出力し、直
流電流を流し、その電流によって作られた磁束の方向
に、回転子に取り付けられた永久磁石による磁軸が引き
込まれた際、電動機の機械的時定数が小さいため、回転
子の振動が長い時間続くという問題があった。関連する
技術として特開昭60−210179号公報、特開昭6
0−210180号公報、特開昭61−167381号
公報に記載されているものがあるが、いずれも引き込み
から加速に移る際の始動方法に関するもので、引き込み
自体に特徴を有するものではない。そこで、本発明は、
初期磁極引き込み時の回転子の振動を短時間で抑制し、
かつ、速度制御器のゲインなどのゲイン設定箇所を少な
くした同期電動機の初期励磁方法を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、速度指令と電動機速度との偏差信号か
ら電流指令を出力する速度制御器、電流指令から電圧指
令を演算する電流制御器、及び電圧指令からインバータ
パワー部へのゲート信号を出力するPWM演算部を備
え、前記インバータパワー部により駆動される同期電動
機の始動時に、前記同期電動機の磁軸の位置を決定する
ため、前記インバータの出力電圧の位相を固定し、磁軸
方向として定めた方向に電流を流して引き込みを行う初
期励磁方法において、電流制御器の、磁軸と直交する方
向のq軸電流の制御ゲインを0として磁極引き込みを行
うものである。
【0005】
【発明の実施の形態】同期電動機では、回転子が回転し
た際に誘起電圧を発生するため、電動機側からインバー
タ側へ電流を流そうとする作用がある。この電流は、イ
ンバータの電流制御器によって、磁軸と同一方向のd軸
電流成分、磁軸と直角をなしトルク成分となるq軸電流
として制御される。このとき、d軸電流については従来
通り制御されるが、q軸電流については、上記手段によ
り同期電動機の初期磁極引き込み時にインバータの速度
制御器の制御ゲインおよび電流制御器のq軸電流制御器
の制御ゲインを0としたため、前記誘起電圧の作用によ
り回転子の回転速度に応じて電流が流れ、トルク成分と
して働くため、回転子の運動を抑制する力が発生し、回
転子の振動を短時間で抑制することができる。すなわ
ち、前記の図4の説明において、ロータの回転力が最大
になるのは回転子のd軸と固定子巻線のU相とのなす電
気角θe=90゜の時である。q軸電流が流れるという
ことは、α軸上にあるS極がどちらかの方向にずれると
いうことであり、そのずれる方向によりθeが変わるた
め、回転子による回転力が変化する。このとき、回転子
が行きすぎたときに、固定子による磁界でできるS極を
図2に示すようにずらす方向にq軸電流が流れるように
すれば、回転子の行き過ぎを小さくでき、振動が小さ
く、かつ収束が早くなる。前述のように、回転子が動い
たときには電磁誘導の法則(レンツの法則)に基づき、
その運動を妨げる方向に電圧が発生し、電流が流れ、回
転子の動きを妨げるように磁界を作る。この電流は前述
のようにq軸電流であり、q軸電流制御ゲインを0にす
ることで、この成分の電流制御を行わないでそのままの
電流が流れる。従って、振動が抑制される。
【0006】
【実施例】図1に本発明の実施例を示す。図2に示した
従来例と同様の構成については、同一の符号を付して説
明を省略する。本実施例においては、同期電動機5の速
度を演算する速度演算器11と、速度指令と速度演算器
11で演算された速度との偏差信号からq軸電流指令iq
*を演算する速度制御器12を設けている。本実施例に
おいて、d軸電流指令id *を与え、固定した位相で電圧
を出力することにより直流電流を流す。このとき、磁極
の引き込みにより回転子が回転することにより、誘起電
圧が発生し、電流が流れる。この電流は前記固定された
位相でd−q変換され、d軸電流id、q軸電流iqに分
解される。d軸電流idは、電流制御器2によって、指
令値通り制御されるが、q軸電流iqについては、電流
制御器1のゲインが0であるため制御できないので、q
軸電流iqは誘起電圧による電流が維持されることにな
る。このとき発生する誘起電圧は、電磁誘導の法則に基
づき常に運動を妨げる方向に発生している。したがっ
て、回転子の回転が抑制され、短時間で振動が抑制され
る。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、同
期電動機の初期磁極引き込み時に、速度制御器の制御ゲ
インおよび電流制御器のq軸電流制御ゲインを0とする
ため、決定すべき制御ゲインの数が減少でき、かつ、引
き込み時の振動を短時間で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明による作用を示す説明図である。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【図4】従来技術による回転子振動発生の状況を示す説
明図である。
【符号の説明】
1 q軸電流制御器、2 d軸電流制御器、3 PWM
演算部、4 インバータパワー部、5 同期電動機、6
u相電流検出器、7 v相電流検出器、8 2相−2
軸電流変換器、9,10 加算器、11 速度演算器、
12 速度制御器、13 位置検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 速度指令と電動機速度との偏差信号から
    電流指令を出力する速度制御器、電流指令から電圧指令
    を演算する電流制御器、及び電圧指令からインバータパ
    ワー部へのゲート信号を出力するPWM演算部を備え、
    前記インバータパワー部により駆動される同期電動機の
    始動時に、前記同期電動機の磁軸の位置を決定するた
    め、前記インバータの出力電圧の位相を固定し、磁軸方
    向として定めた方向に電流を流して引き込みを行う初期
    励磁方法において、 電流制御器の、磁軸と直交する方向のq軸電流の制御ゲ
    インを0として磁極引き込みを行うことを特徴とする同
    期電動機の初期励磁方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100486586B1 (ko) * 2002-10-24 2005-05-03 엘지전자 주식회사 영구 자석형 동기 모터 구동장치의 보호방법
JP2007259610A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi Ltd 同期電動機駆動装置
JP2009118545A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Fuji Electric Systems Co Ltd 永久磁石形同期電動機の制御装置
CN103457524A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 三菱电机株式会社 永磁体同步电动机控制装置
JP2014161189A (ja) * 2013-02-20 2014-09-04 Meidensha Corp 同期電動機の可変速制御装置
JP2020088882A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社Rej モータ制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100486586B1 (ko) * 2002-10-24 2005-05-03 엘지전자 주식회사 영구 자석형 동기 모터 구동장치의 보호방법
JP2007259610A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi Ltd 同期電動機駆動装置
JP2009118545A (ja) * 2007-11-01 2009-05-28 Fuji Electric Systems Co Ltd 永久磁石形同期電動機の制御装置
CN103457524A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 三菱电机株式会社 永磁体同步电动机控制装置
CN103457524B (zh) * 2012-05-31 2016-03-30 三菱电机株式会社 永磁体同步电动机控制装置
JP2014161189A (ja) * 2013-02-20 2014-09-04 Meidensha Corp 同期電動機の可変速制御装置
JP2020088882A (ja) * 2018-11-15 2020-06-04 株式会社Rej モータ制御装置

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