JPH11262290A - Rotor position detecting equipment of sensorless switched reluctance motor and its method - Google Patents
Rotor position detecting equipment of sensorless switched reluctance motor and its methodInfo
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- JPH11262290A JPH11262290A JP10058392A JP5839298A JPH11262290A JP H11262290 A JPH11262290 A JP H11262290A JP 10058392 A JP10058392 A JP 10058392A JP 5839298 A JP5839298 A JP 5839298A JP H11262290 A JPH11262290 A JP H11262290A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、回転位置センサ
なしで動作するセンサレス・スイッチドリラクタンスモ
ータ（以下センサレスＳＲモータと称す）の回転子の位
置を検出する装置及び方法に関するものであり、特に回
転子と固定子の位置関係によって変化する固定子巻線の
インダクタンスの変化から回転子の位置を検出すること
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for detecting the position of a rotor of a sensorless switched reluctance motor (hereinafter, referred to as a sensorless SR motor) which operates without a rotational position sensor. The present invention relates to detecting a position of a rotor from a change in inductance of a stator winding that changes depending on a positional relationship between a stator and a stator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９は従来の一般的なＳＲモータとその
駆動回路を示すものである。１は固定子、３は巻線、５
は回転軸４を中心として回転する回転子である。固定子
１は、６個の固定子突極２と３組の巻線３（簡単の為に
一対のＵ相Ｕ１、Ｕ２だけを図示している）で構成され
ている。回転子５は積層鋼板で構成され、回転子５の回
転軸４から外方向へ放射状に延び、回転子５の周辺部を
中心にして円周方向に一様な間隔で４個の回転子突極６
を構成している。回転子５と同様に、固定子１も積層鋼
板で構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a conventional general SR motor and its driving circuit. 1 is a stator, 3 is a winding, 5
Is a rotor that rotates about the rotation shaft 4. The stator 1 includes six stator salient poles 2 and three sets of windings 3 (only a pair of U phases U1 and U2 are shown for simplicity). The rotor 5 is made of a laminated steel plate, extends radially outward from the rotation shaft 4 of the rotor 5, and has four rotor protrusions at uniform intervals in the circumferential direction around the periphery of the rotor 5. Pole 6
Is composed. Like the rotor 5, the stator 1 is also made of a laminated steel plate.
【０００３】直径方向に相対する固定子突極２における
巻線３は、同一方向に磁界を発生するように直列接続さ
れて相巻線を構成しており、巻線数は３個（Ｕ、Ｖ、
Ｗ）である。簡単のためにコイル組のＶ、Ｗは図示して
いないが、それらの相巻線に組み合わされる固定子突極
に「Ｖ」、「Ｗ」の符号がつけられている。The windings 3 of the stator salient poles 2 facing each other in the diameter direction are connected in series so as to generate a magnetic field in the same direction to form a phase winding, and the number of windings is three (U, U). V,
W). Although V and W of the coil set are not shown for simplicity, the stator salient poles combined with the phase windings are denoted by “V” and “W”.
【０００４】７はＳＲモータを駆動する駆動回路であ
り、ＳＲモータのＵ相巻線Ｕ１とＵ２を励磁するために
用いられる基本的な電気回路だけを図示している。８
ａ、８ｂはＵ相巻線３に流れる電流をＯＮ、ＯＦＦする
一対のトランジスタ、９ａ、９ｂはトランジスタ８ａ、
８ｂがＯＦＦしたときに発生する逆起電力を回生する方
向に流すためのダイオード、１０はＳＲモータを駆動す
るための電流を供給する電源である母線電圧、１１は回
転子５の回転位置を検出する位置検出センサ、１２はト
ランジスタ対８ａ、８ｂのＯＮ−ＯＦＦを制御する制御
回路である。[0004] Reference numeral 7 denotes a drive circuit for driving the SR motor, and shows only a basic electric circuit used for exciting the U-phase windings U1 and U2 of the SR motor. 8
a and 8b are a pair of transistors for turning on and off the current flowing through the U-phase winding 3, and 9a and 9b are transistors 8a and
A diode for flowing back electromotive force generated when 8b is turned off in a regenerative direction, 10 is a bus voltage which is a power supply for supplying a current for driving an SR motor, and 11 is a rotational position of the rotor 5. A position detection sensor 12 is a control circuit for controlling ON / OFF of the pair of transistors 8a and 8b.
【０００５】次に、動作について図９、図１０により説
明する。ＳＲモータの場合、固定子突極２が励磁される
ことにより回転子突極６が磁気抵抗が最小となる向きに
回転子５が磁気吸引され回転するため、励磁された固定
子突極２の磁極には依存しない。従って、駆動回路７か
ら供給される電流は一方向の電流だけでいいことにな
る。そして、相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを順次励磁し、回転子突
極６を固定子の励磁されている突極２に同期して向き合
わせることにより回転子５を回転させる。Next, the operation will be described with reference to FIGS. In the case of the SR motor, since the rotor salient pole 6 is magnetically attracted and rotated in a direction in which the magnetic resistance is minimized by exciting the stator salient pole 2, the excited stator salient pole 2 It does not depend on the magnetic pole. Therefore, the current supplied from the drive circuit 7 only needs to be a current in one direction. Then, the phase windings U, V, and W are sequentially excited, and the rotor 5 is rotated by facing the rotor salient poles 6 in synchronization with the excited salient poles 2 of the stator.
【０００６】まず、Ｕ相巻線３に対しては、トランジス
タ対８ａ、８ｂがＯＮすると、電源１０→トランジスタ
８ａ→巻線Ｕ１とＵ２→トランジスタ８ｂの順に電流が
流れる。トランジスタ対８ａ、８ｂがＯＦＦすると、巻
線Ｕ１とＵ２に逆起電力が発生する。この逆起電力のエ
ネルギーは、ダイオード９ａ→巻線Ｕ１とＵ２→ダイオ
ード９ｂを通って回生される。この励磁動作は各巻線
Ｕ、Ｖ、Ｗに対して順次行われ、モータとしての回転動
作を行う。トランジスタ対８ａ、８ｂのＯＮ−ＯＦＦの
切り替えるタイミングは、回転子５の回転位置を検出す
る位置検出センサ１１からの情報をもとに制御回路１２
によって行われる。First, when the transistor pair 8a, 8b is turned on to the U-phase winding 3, a current flows in the order of the power supply 10, the transistor 8a, the windings U1 and U2, and the transistor 8b. When the transistor pair 8a, 8b is turned off, back electromotive force is generated in the windings U1 and U2. The energy of this back electromotive force is regenerated through the diode 9a → the winding U1 and U2 → the diode 9b. This excitation operation is sequentially performed on each of the windings U, V, and W to perform a rotation operation as a motor. The ON / OFF switching timing of the transistor pairs 8a and 8b is determined by the control circuit 12 based on information from the position detection sensor 11 that detects the rotational position of the rotor 5.
Done by
【０００７】図１０（ａ）〜（ｄ）は、固定子突極２と
回転子突極６の位置関係をあらわしたものである。Ｕ相
を基準に説明すると、図１０（ａ）のように固定子突極
２と回転子突極６が離れているときにＵ相に電圧を印加
すると、固定子突極２が励磁され磁気吸引力により固定
子突極２に最も近い回転子突極６が磁気吸引される。磁
気吸引によって、図１０（ｂ）のように固定子突極２に
回転子突極６が近づいていく。さらに固定子突極２に回
転子突極６が近づき、図１０（ｃ）のように固定子突極
２と回転子突極６が向かい合う。このとき、回転子突極
６に働く吸引力は直径方向のみとなり回転子５を回転さ
せるトルクは発生しない。さらに、図１０（ｄ）のよう
に回転子５が回転すると、ふたたび、回転子突極６に回
転方向の力が働き、回転子５に回転トルクが発生する。
この時発生する回転トルクは、図１０（ａ）〜（ｃ）と
反対に方向となる。回転子５が時計方向に回転している
とすれば、その回転を停止する制動力となる。FIGS. 10A to 10D show the positional relationship between the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6. FIG. Explaining with reference to the U phase, when a voltage is applied to the U phase when the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6 are separated as shown in FIG. 10 (a), the stator salient poles 2 are excited and magnetized. The rotor salient pole 6 closest to the stator salient pole 2 is magnetically attracted by the attraction force. Due to the magnetic attraction, the rotor salient pole 6 approaches the stator salient pole 2 as shown in FIG. Further, the rotor salient poles 6 approach the stator salient poles 2, and the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6 face each other as shown in FIG. At this time, the suction force acting on the rotor salient pole 6 is only in the diameter direction, and no torque for rotating the rotor 5 is generated. Further, when the rotor 5 rotates as shown in FIG. 10D, a force in the rotational direction acts on the rotor salient pole 6 again, and a rotational torque is generated on the rotor 5.
The rotation torque generated at this time is in the direction opposite to the direction shown in FIGS. Assuming that the rotor 5 is rotating clockwise, it becomes a braking force for stopping the rotation.
【０００８】回転子５を一方向に回転させるためには、
常に同じ方向のトルクが発生するようにしなければなら
ない。そこで、図１０（ｃ）のように固定子突極３と回
転子突極６が向かい合う前に固定子突極３の励磁を停止
しなければならない。このように、ＳＲモータを一定方
向に回転するためには、回転子突極６に対する固定子突
極２の位置に同期して、固定子巻線３に通電するタイミ
ングを切り換えなければならない。このため、従来は回
転子４の位置を検出するために、レゾルバ等の位置検出
センサ１１によって回転子５の位置を検出し、その回転
子位置信号を制御回路１２へ帰還することにより、固定
子突極巻線３を回転子５の位置に同期して通電してい
た。In order to rotate the rotor 5 in one direction,
The torque must always be generated in the same direction. Therefore, as shown in FIG. 10C, the excitation of the stator salient poles 3 must be stopped before the stator salient poles 3 and the rotor salient poles 6 face each other. As described above, in order to rotate the SR motor in a certain direction, it is necessary to switch the timing of energizing the stator winding 3 in synchronization with the position of the stator salient pole 2 with respect to the rotor salient pole 6. For this reason, conventionally, in order to detect the position of the rotor 4, the position of the rotor 5 is detected by a position detection sensor 11 such as a resolver, and the rotor position signal is fed back to the control circuit 12, thereby obtaining the stator. The salient pole winding 3 was energized in synchronization with the position of the rotor 5.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＲモ
ータ駆動装置のように、位置検出センサ１１を設けるこ
とにより、ＳＲモータから出てくる結線が増えるため、
例えば、圧縮機のような特殊な空間内で動かす場合は、
その内と外を結ぶための端子の数が増してしまい形状や
コストの面で制約を受けてしまう。このため、その位置
検出センサ１１を不要とすることが望ましい。However, by providing the position detection sensor 11 as in the conventional SR motor driving device, the number of connections coming out of the SR motor increases.
For example, when moving in a special space like a compressor,
The number of terminals for connecting the inside and the outside increases, and the shape and cost are restricted. Therefore, it is desirable that the position detection sensor 11 be unnecessary.
【００１０】ＳＲモータの場合、ＤＣモータのように回
転子５にマグネットがないため固定子巻線３と鎖交する
磁束の変化を利用することはできない。そこで、固定子
突極２に対する回転子突極６の位置によって固定子突極
２の巻線３のインダクタンスが変化するというＳＲモー
タの特性を利用して回転子突極６の位置を検出すること
ができる。In the case of the SR motor, since there is no magnet in the rotor 5 as in the case of the DC motor, it is not possible to use the change in the magnetic flux linked to the stator winding 3. Therefore, the position of the rotor salient pole 6 is detected by utilizing the characteristic of the SR motor that the inductance of the winding 3 of the stator salient pole 2 changes depending on the position of the rotor salient pole 6 with respect to the stator salient pole 2. Can be.
【００１１】図１１は回転子突極の回転角に対する固定
子突極巻線のインダクタンスの一般的な変化を示したも
のである。図１１の回転角θ１はインダクタンスが最小
で、固定子突極と回転子突極の位置関係は図１０（ａ）
のようになっている。そこから図１０（ｂ）のように時
計方向に回転すると、図１１のθ２のように固定子突極
巻線のインダクタンスは増加していく。図１０（ｃ）の
位置では、図１１のθ３のように最大値となる。さらに
図１０（ｄ）のように回転させると、図１１のθ４のよ
うにインダクタンスは減少していく。このように、固定
子突極に対する回転子突極の位置によって固定子突極の
巻線インダクタンスの大きさは、図１１のように周期的
に変化する。FIG. 11 shows a general change in the inductance of the stator salient pole winding with respect to the rotation angle of the rotor salient pole. The rotation angle θ1 in FIG. 11 has the minimum inductance, and the positional relationship between the stator salient poles and the rotor salient poles is shown in FIG.
It is like. Then, when the clockwise rotation is performed as shown in FIG. 10B, the inductance of the stator salient pole winding increases as shown by θ2 in FIG. At the position shown in FIG. 10C, the maximum value is obtained as indicated by θ3 in FIG. Further, when the rotation is performed as shown in FIG. 10D, the inductance decreases as shown by θ4 in FIG. As described above, the magnitude of the winding inductance of the stator salient pole changes periodically as shown in FIG. 11 depending on the position of the rotor salient pole relative to the stator salient pole.
【００１２】従って、固定子巻線を励磁するときの固定
子突極に対する回転子突極の位置をあらかじめ決めてお
き、その時の固定子巻線のインダクタンスを求め、その
値に達したときの固定子突極を励磁するタイミングを作
るようにすれば、図９の位置検出センサ１１を設けなく
ても回転子突極に同期して固定子突極を励磁することが
できる。Accordingly, the position of the rotor salient pole with respect to the stator salient pole when exciting the stator winding is determined in advance, and the inductance of the stator winding at that time is determined. If the timing for exciting the stator salient poles is made, the stator salient poles can be excited in synchronization with the rotor salient poles without providing the position detection sensor 11 of FIG.
【００１３】このように、インダクタンスの値が分かれ
ば、固定子突極に対する回転子突極の位置を推定するこ
とができるが、図１１からも分かるように回転子突極角
θ３を中心に対称的になっているため、インダクタンス
の値から一義的に回転子突極の位置を検出することはで
きない。しかし、ＳＲモータの駆動タイミング上、任意
の固定子突極を励磁しているときは、その直前に励磁し
ていた固定子突極の巻線インダクタンスは減少している
ので、この期間にインダクタンスの値を検出すれば、固
定子突極に対する回転子突極の位置が一義的に決まって
くる。Thus, if the value of the inductance is known, the position of the rotor salient pole with respect to the stator salient pole can be estimated. However, as can be seen from FIG. 11, it is symmetric about the rotor salient pole angle θ3. Therefore, the position of the rotor salient pole cannot be uniquely detected from the inductance value. However, when an arbitrary stator salient pole is excited due to the drive timing of the SR motor, the winding inductance of the stator salient pole that was excited immediately before is reduced. If the value is detected, the position of the rotor salient pole with respect to the stator salient pole is uniquely determined.
【００１４】ただし、固定子突極との位置関係が分かる
のは固定子突極に最も近い回転子突極との位置関係であ
り、回転子のある決まった突極との位置関係は分からな
い。しかし、固定子突極を励磁するタイミングは、回転
子の決まった突極との位置関係で切り換えるのではな
く、固定子突極の近傍にある回転子突極の位置で決まる
ため、その位置関係は必要ない。However, the positional relationship between the stator salient pole and the stator salient pole can be understood from the positional relationship between the stator salient pole and the closest rotor salient pole, and the positional relationship between the rotor and the fixed salient pole cannot be determined. . However, the timing of exciting the stator salient poles is determined not by the positional relationship with the fixed salient poles of the rotor but by the position of the rotor salient poles near the stator salient poles. Is not required.
【００１５】このように、ＳＲモータの特性を生かし、
固定子突極巻線のインダクタンスを検出することにより
回転子突極の位置を検出したものとして、例えば、特表
平８−５０１９２０号公報に記載されたシャフト位置セ
ンサ無しでの切替式反作用モータの回転子位置感知装置
では、ＳＲモータの励磁していない固定子突極巻線に連
続的に変動する信号を印加し、その結果、出力される電
流の振幅や位相を検出して回転子の位置を検出してい
る。しかし、連続的に変動する信号やそれを増幅するた
めの回路が必要になり、また、それらの信号を励磁して
いない固定子突極巻線に接続するための切換回路などが
必要となり、回路が複雑になってしまうという問題があ
った。As described above, taking advantage of the characteristics of the SR motor,
As the detection of the position of the rotor salient pole by detecting the inductance of the stator salient pole winding, for example, a switching reaction motor without a shaft position sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-501920 is disclosed. The rotor position sensing device applies a continuously fluctuating signal to the non-excited stator salient pole windings of the SR motor, and as a result, detects the amplitude and phase of the output current to detect the position of the rotor. Has been detected. However, a continuously fluctuating signal and a circuit for amplifying the signal are required, and a switching circuit for connecting those signals to a stator salient pole winding that is not excited is required. However, there was a problem that it became complicated.
【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、専用の回転位置検出センサを用
いることなしに、簡単な回路により、ＳＲモータの回転
子突極に対する固定子突極の位置を検出する小型で、信
頼性の高いセンサレスＳＲモータの回転子位置検出装置
及びその方法を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and uses a simple circuit without using a dedicated rotational position detection sensor and using a simple circuit for the stator salient poles of the SR motor. It is an object of the present invention to obtain a small and highly reliable rotor position detecting device of a sensorless SR motor for detecting a pole position and a method thereof.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係わるセンサ
レスＳＲモータの回転子位置検出装置は、ステップ関数
信号を発生するステップ関数信号発生回路と、過渡応答
時の時定数を定める抵抗を介して電源に接続された固定
子巻線と、前記電源から印加された電圧を前記ステップ
関数信号に基づいてステップ関数電圧として、前記固定
子巻線及び前記抵抗に印加するスイッチと、検出するタ
イミング信号を発生する検出信号発生回路と、前記ステ
ップ関数電圧により前記固定子巻線及び前記抵抗に生じ
た過渡応答時の電圧または電流を、前記タイミング信号
に基づいて検出するインダクタンス検出回路と、前記イ
ンダクタンス検出回路により検出された検出電圧または
検出電流と回転子突極の位置に対応してあらかじめ定め
られた電圧または電流とに基づいて、前記回転子突極の
位置を検出する回転位置検出回路とを備え、前記インダ
クタンス検出回路により前記過渡応答時の電圧または電
流を検出した後に、前記ステップ関数信号発生回路の出
力を終了させるものである。A rotor position detecting device for a sensorless SR motor according to the present invention includes a step function signal generating circuit for generating a step function signal, and a power supply via a resistor for determining a time constant during a transient response. And a switch for applying a voltage applied from the power supply to the stator winding and the resistor as a step function voltage based on the step function signal, and generating a timing signal for detection. A detection signal generating circuit, a voltage or a current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistor by the step function voltage, an inductance detecting circuit for detecting based on the timing signal, and the inductance detecting circuit. A predetermined voltage or current corresponding to the detected detection voltage or detection current and the position of the rotor salient pole And a rotation position detection circuit for detecting the position of the rotor salient pole based on the current and the output of the step function signal generation circuit after detecting the voltage or current at the time of the transient response by the inductance detection circuit. Is terminated.
【００１８】また、インダクタンス検出回路は、ステッ
プ関数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと
比較する比較回路と、検出信号発生回路から出力された
タイミング信号の立ち上がり、または、立ち下がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する伝
達回路と、を備える。Further, the inductance detection circuit includes a comparison circuit for comparing a voltage or a current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistance by the step function voltage with a predetermined level, and an output from the detection signal generation circuit. And a transmission circuit for transmitting the output of the comparison circuit at the timing of the rising or falling edge of the timing signal.
【００１９】また、インダクタンス検出回路は、ステッ
プ関数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと
比較する比較回路と、検出信号発生回路から出力された
タイミング信号の立ち上がり、または、立ち下がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する第
１の伝達回路と、ステップ信号発生回路から出力された
ステップ関数信の立ち下がり、または、立ち上がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する第
２の伝達回路と、前記第１、第２の伝達回路の出力を判
定する理論回路と、を備える。The inductance detection circuit includes a comparison circuit for comparing a voltage or a current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistance by the step function voltage with a predetermined level, and an output from the detection signal generation circuit. A first transmission circuit for transmitting the output of the comparison circuit at the timing of the rising or falling edge of the timing signal, and a falling or rising edge of the step function signal output from the step signal generation circuit. A second transmission circuit that transmits the output of the comparison circuit at a timing; and a theoretical circuit that determines the output of the first and second transmission circuits.
【００２０】また、ステップ関数信号を発生するステッ
プ関数信号発生回路と、過渡応答時の時定数を定める抵
抗を介して電源に接続された固定子巻線と、前記ステッ
プ関数信号に基づいて生成されたステップ関数電圧の立
ち上がり、または、立ち下がりを遅延させ遅延ステップ
関数電圧を出力する遅延時間生成回路と、前記電源から
印加された電圧を前記遅延ステップ関数電圧に基づい
て、印加ステップ関数電圧として前記固定子巻線及び前
記抵抗に印加するスイッチと、前記印加ステップ関数電
圧により前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を検出するインダクタンス検出回路
と、前記インダクタンス検出回路により検出された検出
電圧または検出電流と回転子突極の位置に対応してあら
かじめ定められた電圧または電流とに基づいて、前記回
転子突極の位置を検出する回転位置検出回路と、を備え
る。Further, a step function signal generating circuit for generating a step function signal, a stator winding connected to a power supply via a resistor for determining a time constant during a transient response, and a step function signal generated based on the step function signal. A delay time generation circuit that delays the rise or fall of the step function voltage and outputs a delay step function voltage, and the voltage applied from the power supply is applied as the applied step function voltage based on the delay step function voltage. A switch applied to the stator winding and the resistor, an inductance detection circuit for detecting a voltage or current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistance by the applied step function voltage, and the inductance detection circuit. A predetermined voltage corresponding to the detected detection voltage or current and the position of the rotor salient pole Or based on the current, and a rotational position detecting circuit for detecting the position of the rotor salient poles.
【００２１】この発明に係わるセンサレスＳＲモータの
回転子位置検出方法は、ステップ関数信号に基づいて生
成されたステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定め
る抵抗を介して固定子巻線に印加し、前記ステップ関数
電圧により前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応
答時の電圧または電流を、タイミング信号に基づいて検
出し、検出された電圧または検出電流と回転子突極の位
置に対応してあらかじめ定められた電圧または電流とに
基づいて、前記回転子突極の位置を検出するとともに、
電圧または電流を検出した後に、前記ステップ関数信号
発生回路の出力を終了させるものである。In the method of detecting the rotor position of a sensorless SR motor according to the present invention, a step function voltage generated based on a step function signal is applied to a stator winding via a resistor that determines a time constant during a transient response. Detecting a voltage or current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistor by the step function voltage based on a timing signal, and corresponding to the detected voltage or detected current and the position of the rotor salient pole. Based on a predetermined voltage or current, and detecting the position of the rotor salient pole,
After detecting the voltage or the current, the output of the step function signal generation circuit is terminated.
【００２２】また、ステップ関数信号に基づいて生成さ
れたステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定める抵
抗を介して固定子巻線に印加し、前記ステップ関数信号
に基づいて、ステップ関数電圧の立ち上がり、または、
立ち下がりを遅延させた遅延ステップ関数電圧を生成
し、前記遅延ステップ関数電圧に基づいて前記固定子巻
線及び前記抵抗に生じた過渡応答時の電圧または電流
を、前記ステップ関数信号に基づいて検出し、検出され
た検出電圧または検出電流と回転子突極の位置に対応し
てあらかじめ定められた電圧または電流とに基づいて、
前記回転子突極の位置を検出するものである。Also, a step function voltage generated based on the step function signal is applied to the stator winding via a resistor that determines a time constant during a transient response, and the step function voltage is determined based on the step function signal. Rising, or
A delay step function voltage with a delayed fall is generated, and a voltage or a current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistor based on the delay step function voltage is detected based on the step function signal. Then, based on the detected voltage or current detected and the voltage or current predetermined in accordance with the position of the rotor salient pole,
The position of the rotor salient pole is detected.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、実施の形態
１を図を用いて説明する。図１は実施の形態１である回
転子位置検出装置を備えたセンサレスＳＲモータの駆動
装置の構成図であり、説明をし易くするため、１相につ
いて示している。図２は回転子位置検出装置２５の動作
原理を説明するための動作波形図、図３は回転子位置検
出装置２５の動作波形図である。図１において１０はＳ
Ｒモータを駆動するための電流を供給する母線電圧であ
り、一般に交流電源をダイオードにより整流して生成さ
れる。８ａは固定子巻線３の一端と母線電圧１０間に接
続されたトランジスタ、８ｂは固定子巻線３の他端とＧ
ＮＤ間に接続されたトランジスタ、９ａは固定子巻線３
の一端とＧＮＤ間に接続されたダイオード、９ｂは固定
子巻線３の他端と母線電圧１０の間に接続されたダイオ
ードである。１８はトランジスタ対８ａ、８ｂを固定子
巻線励磁信号によってＯＮ−ＯＦＦさせる制御回路であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a drive device for a sensorless SR motor including a rotor position detection device according to the first embodiment, and illustrates one phase for ease of description. FIG. 2 is an operation waveform diagram for explaining the operation principle of the rotor position detection device 25, and FIG. 3 is an operation waveform diagram of the rotor position detection device 25. In FIG. 1, 10 is S
A bus voltage that supplies a current for driving the R motor, and is generally generated by rectifying an AC power supply with a diode. 8a is a transistor connected between one end of the stator winding 3 and the bus voltage 10, and 8b is a transistor connected to the other end of the stator winding 3 and G
The transistor connected between ND, 9a is the stator winding 3
9b is a diode connected between the other end of the stator winding 3 and the bus voltage 10; Reference numeral 18 denotes a control circuit for turning on / off the transistor pairs 8a and 8b by a stator winding excitation signal.
【００２４】２５はＳＲモータの回転子の位置を検出す
る回転子位置検出装置であり、一端が母線電圧１０とは
別の安定した検出用電源１９と接続され、他端がダイオ
ード２０を介して固定子巻線３の一端と接続された抵抗
１３、ステップ関数信号ａとステップ関数電圧ｂを発生
するステップ関数信号発生回路１７、固定子巻線３の他
端にトランジスタ８ｂと並列に接続されるとともに、抵
抗１３と固定子巻線３と直列に接続され、ステップ関数
信号発生回路１７から出力されたステップ関数電圧ｂに
基づいてＯＮ−ＯＦＦされ、検出用電源１９をステップ
関数電圧として固定子巻線に印加するスイッチング素子
であるトランジスタ１４、抵抗１３とダイオード２０と
の接続点から接続され、ステップ関数電圧ｂにより固定
子巻線３のインダクタンスに対応した電圧として検出す
るインダクタンス検出回路１６、インダクタンス検出回
路１６の検出時間を決める検出信号ｅとステップ関数信
号発生回路１７を動作させる信号を発生する検出信号発
生回路２１、インダクタンス検出回路１６から出力され
た電圧とあらかじめ設定された回転子突極６の位置に対
応した電圧に基づいて、回転子突極６の位置を表す信号
を出力する回転位置検出回路１５からなる。Reference numeral 25 denotes a rotor position detecting device for detecting the position of the rotor of the SR motor. One end is connected to a stable detecting power supply 19 different from the bus voltage 10, and the other end is connected via a diode 20. A resistor 13 connected to one end of the stator winding 3, a step function signal generating circuit 17 for generating a step function signal a and a step function voltage b, and a transistor 8b connected to the other end of the stator winding 3 in parallel with the transistor 8b. At the same time, the resistor 13 and the stator winding 3 are connected in series, are turned on and off based on the step function voltage b output from the step function signal generation circuit 17, and use the detection power supply 19 as the step function voltage as the stator winding. A transistor 14 which is a switching element applied to the line, is connected from a connection point between the resistor 13 and the diode 20, and an inductor of the stator winding 3 is connected by a step function voltage b. An inductance detection circuit 16 for detecting a voltage corresponding to the inductance, a detection signal e for determining a detection time of the inductance detection circuit 16 and a detection signal generation circuit 21 for generating a signal for operating the step function signal generation circuit 17; A rotation position detection circuit 15 outputs a signal indicating the position of the rotor salient pole 6 based on the output voltage and a voltage corresponding to a preset position of the rotor salient pole 6.
【００２５】なお、抵抗１３は既知の抵抗であり、ダイ
オード２０により母線電圧１０から検出用電源１９に流
れ込む可能性のある電流を阻止し、トランジスタ対８を
駆動する電源を小容量とし、これにより、装置が小型と
なる。The resistor 13 is a known resistor. The diode 20 blocks a current which may flow from the bus voltage 10 to the detection power supply 19, and reduces the power supply for driving the transistor pair 8 to a small capacity. Therefore, the size of the device is reduced.
【００２６】次に、ＳＲモータ駆動装置全体の動作を図
１により説明する。Ｕ、Ｖ、Ｗのいずれか一つの相の固
定子巻線３に対する、制御回路１８からの固定子巻線励
磁信号に基づいて、トランジスタ対８ａ、８ｂがＯＮす
ると、母線電圧１０→トランジスタ８ａ→固定子巻線３
→トランジスタ８ｂの順に電流が流れる。トランジスタ
対８ａ、８ｂがＯＦＦすると、固定子巻線３に逆起電力
が発生する。この逆起電力のエネルギーは、ダイオード
９ａ→固定子巻線３→ダイオード９ｂを通って回生され
る。このように励磁動作は各巻線Ｕ、Ｖ、Ｗに対して順
次行われ、ＳＲモータの回転が行われる。トランジスタ
対８ａ、８ｂのＯＮ−ＯＦＦの切り替えるタイミングは
制御回路１８により、回転子位置検出装置２５からの情
報に基づいて回転子突極６に対する固定子突極２の位置
に同期して行われる。Next, the operation of the entire SR motor driving device will be described with reference to FIG. When the transistor pair 8a, 8b is turned on based on the stator winding excitation signal from the control circuit 18 for the stator winding 3 of any one phase of U, V, W, the bus voltage 10 → the transistor 8a → Stator winding 3
→ Current flows in the order of the transistors 8b. When the transistor pair 8a, 8b is turned off, back electromotive force is generated in the stator winding 3. The energy of this back electromotive force is regenerated through the diode 9a → the stator winding 3 → the diode 9b. Thus, the excitation operation is sequentially performed on each of the windings U, V, and W, and the rotation of the SR motor is performed. The ON / OFF switching timing of the transistor pairs 8a and 8b is performed by the control circuit 18 in synchronization with the position of the stator salient pole 2 with respect to the rotor salient pole 6 based on information from the rotor position detecting device 25.
【００２７】次に、回転子の位置検出装置２５の動作に
ついて図２、図３により説明する。図２（ａ）はステッ
プ関数信号発生回路１７のステップ関数電圧波形図、図
２（ｂ）はインダクタンス検出回路１６の入力電圧波形
図である。Next, the operation of the rotor position detecting device 25 will be described with reference to FIGS. 2A is a step function voltage waveform diagram of the step function signal generation circuit 17, and FIG. 2B is an input voltage waveform diagram of the inductance detection circuit 16.
【００２８】トランジスタ１４は、図２（ａ）に示され
るステップ関数信号発生回路１７からのステップ関数電
圧ｂにより、ＯＮーＯＦＦし、トランジスタ１４がＯＮ
すると、検出用電源１９から抵抗１３、ダイオード２０
及び固定子巻線３と通ってトランジスタ１４に電流が流
れる。この時流れる電流によりインダクタンス検出回路
１６に入力される電圧Ｖは、 Ｖ＝Ｖｃｃ×ｅｘｐ（−Ｒ／Ｌ×ｔ） …（１） となる。ここで、Ｖｃｃは、回転子位置を検出するため
の検出用電源１９の電圧値、Ｒは検出用電源１９と固定
子巻線３との間に接続された抵抗１３の抵抗値、ｔはト
ランジスタ１４がＯＮしてからの経過時間、Ｌは固定子
巻線３のインダクタンス値である。The transistor 14 is turned on and off by the step function voltage b from the step function signal generating circuit 17 shown in FIG.
Then, a resistor 13 and a diode 20 are
Then, a current flows through the transistor 14 through the stator winding 3. The voltage V input to the inductance detection circuit 16 by the current flowing at this time is as follows: V = Vcc × exp (−R / L × t) (1) Here, Vcc is the voltage value of the detection power supply 19 for detecting the rotor position, R is the resistance value of the resistor 13 connected between the detection power supply 19 and the stator winding 3, and t is the transistor. L is the inductance value of the stator winding 3, which is the elapsed time since the 14 was turned on.
【００２９】このときのインダクタンス検出回路１６に
入力される電圧Ｖの電圧波形は図２（ｂ）のようにな
る。そして、固定子突極２と回転子突極６が離れてお
り、固定子巻線３のインダクタンスが小さい場合は、ト
ランジスタ１４がＯＮした後に、図２（ｂ）の実線のよ
うに入力電圧Ｖの値は急激に減少するが、固定子突極２
と回転子突極６が向かい合いインダクタンスが大きい場
合は、一点鎖線のように緩やかに減少する。The voltage waveform of the voltage V input to the inductance detection circuit 16 at this time is as shown in FIG. When the stator salient pole 2 and the rotor salient pole 6 are separated from each other and the inductance of the stator winding 3 is small, after the transistor 14 is turned on, the input voltage V as shown by the solid line in FIG. Value decreases sharply, but the stator salient pole 2
When the rotor salient poles 6 face each other and the inductance is large, the inductance gradually decreases as indicated by a chain line.
【００３０】ここで、（１）式より検出用電源１９の電
圧Ｖｃｃと抵抗１３の抵抗値Ｒとトランジスタ１４がＯ
Ｎしてからの経過時間ｔがわかれば、Ｖより固定子巻線
３のインダクタンスＬを推定することができる。Here, from the equation (1), the voltage Vcc of the detection power supply 19, the resistance value R of the resistor 13, and the transistor 14
If the elapsed time t after N is known, the inductance L of the stator winding 3 can be estimated from V.
【００３１】図２（ｂ）からわかるように、インダクタ
ンスの大きい場合（一点鎖線）の電圧Ｖとインダクタン
スの小さい場合（実線）の電圧Ｖは経過時間ｔが小さい
と各々の電圧Ｖの差が小さく、検出しにくいので、イン
ダクタンスの大きい場合（一点鎖線）とインダクタンス
の小さい場合（実線）の電圧Ｖの差が大きくなるように
経過時間ｔを決めて検出し易くする必要がある。例え
ば、固定子巻線３のインダクタンスの最大値が１０ｍＨ
程度で抵抗が１ｋΩ程度であれば、経過時間ｔは４μｓ
ｅｃ程度が望ましい。この経過時間ｔを検出時間とし、
このときの電圧Ｖの値を過度時の電圧Ｖｓとする。そし
て、あらかじめ、母線電圧１０に対する固定子突極２と
回転子突極６の位置関係と、その時のＶｓの関係を求め
ておけば、Ｖｓの値から固定子突極２と回転子突極６の
位置関係が推定できるため容易に所定の位置で励磁を開
始することができる。As can be seen from FIG. 2B, the difference between the voltage V when the inductance is large (dotted line) and the voltage V when the inductance is small (solid line) is small when the elapsed time t is small. Since the detection is difficult, it is necessary to determine the elapsed time t so that the difference between the voltage V when the inductance is large (dotted line) and the voltage V when the inductance is small (solid line) is large to facilitate detection. For example, the maximum value of the inductance of the stator winding 3 is 10 mH.
If the resistance is about 1 kΩ, the elapsed time t is 4 μs
ec is desirable. The elapsed time t is defined as a detection time,
The value of the voltage V at this time is referred to as an excessive voltage Vs. If the positional relationship between the stator salient pole 2 and the rotor salient pole 6 with respect to the bus voltage 10 and the relationship of Vs at that time are determined in advance, the stator salient pole 2 and the rotor salient pole 6 are determined from the value of Vs. , The excitation can be easily started at a predetermined position.
【００３２】例えば、固定子突極２と回転子突極６が離
れている回転角θ１に対応したＶｓを図２（ｂ）に示す
Ｖｓ１とし、固定子突極２と回転子突極６が向かい合う
回転角θ３のＶｓをＶｓ２としたときに、Ｖｓ１がイン
ダクタンス検出回路１６に入力されたときは、固定子突
極２と回転子突極６が離れている回転角θ１の位置の場
合であり、Ｖｓ２がインダクタンス検出回路１６に入力
されたときは、固定子突極２と回転子突極６が向き合っ
た回転角がθ３の位置の場合である。なお、検出回路を
簡単にするために、検出時間中の検出用電源は一定電圧
になっているのが望ましい。また、検出用電源１９の電
圧を例えばトランジスタ対８を駆動する電圧である１５
Ｖ程度にすることにより、抵抗１３での電圧降下による
消費電力が小さくなり、回路の小型化、低コスト化を図
ることができる。For example, Vs1 corresponding to the rotation angle θ1 at which the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6 are separated is Vs1 shown in FIG. 2B, and the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6 are When Vs1 is input to the inductance detection circuit 16 when Vs2 of the facing rotation angle θ3 is Vs2, the case where the stator salient pole 2 and the rotor salient pole 6 are separated from each other by the rotation angle θ1. , Vs2 are input to the inductance detection circuit 16 when the stator salient pole 2 and the rotor salient pole 6 face each other at the rotation angle θ3. In order to simplify the detection circuit, it is desirable that the detection power supply be a constant voltage during the detection time. The voltage of the detection power supply 19 is, for example, a voltage 15 for driving the transistor pair 8.
By setting the voltage to about V, the power consumption due to the voltage drop at the resistor 13 is reduced, and the circuit can be reduced in size and cost.
【００３３】インダクタンス検出回路１６では、入力さ
れた電圧Ｖから検出時間後の電圧Ｖｓを出力する。この
ときの検出時間は検出信号発生回路２１で発生する検出
信号ｅで決定される。出力された電圧Ｖｓは、固定子突
極２に対する回転子突極６の位置に対応した値となる。
回転位置検出回路１５では、インダクタンス検出回路１
６から出力された電圧Ｖｓとあらかじめ設定された固定
子突極２と回転子突極６の位置関係に相当する電圧との
比較をし、あらかじめ設定された固定子突極２と回転子
突極６の位置に相当する位置を検出し制御回路１８に送
る。The inductance detection circuit 16 outputs a voltage Vs after a detection time from the input voltage V. The detection time at this time is determined by the detection signal e generated by the detection signal generation circuit 21. The output voltage Vs has a value corresponding to the position of the rotor salient pole 6 with respect to the stator salient pole 2.
In the rotational position detection circuit 15, the inductance detection circuit 1
6 is compared with a voltage corresponding to a predetermined positional relationship between the stator salient poles 2 and the rotor salient poles 6, and the preset stator salient poles 2 and rotor salient poles are compared. A position corresponding to the position 6 is detected and sent to the control circuit 18.
【００３４】そして、制御回路１８は送られた信号から
固定子突極を励磁するタイミングを計算し固定子巻線励
磁信号をトランジスタ対８ａ、８ｂに出力する。同じよ
うに、Ｖ相とＷ相も同じように行う。Then, the control circuit 18 calculates the timing for exciting the stator salient poles from the transmitted signal, and outputs a stator winding excitation signal to the transistor pair 8a, 8b. Similarly, the same applies to the V phase and the W phase.
【００３５】ここでインダクタンス検出に関する詳細な
動作について 図３により説明する。図３はステップ関
数信号発生回路１７のステップ関数信号ａ波形（ａ）、
ステップ関数信号発生回路１７の出力に基づいて生成さ
れたステップ関数電圧波形（ｂ）、インダクタンス検出
回路１６に入力されるインダクタンス検出回路入力電圧
波形（ｃ）、インダクタンス検出電圧波形（ｄ）、検出
信号発生回路２１で発生する検出信号ｅの波形（ｅ）及
びインダクタンス検出回路出力電圧波形（ｆ）を示す。Here, a detailed operation relating to inductance detection will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a step function signal a waveform (a) of the step function signal generation circuit 17;
Step function voltage waveform (b) generated based on the output of step function signal generation circuit 17, inductance detection circuit input voltage waveform (c) input to inductance detection circuit 16, inductance detection voltage waveform (d), detection signal 5 shows a waveform (e) of a detection signal e generated by the generation circuit 21 and a waveform (f) of an output voltage of the inductance detection circuit.
【００３６】まず、検出信号発生回路２１で発生する検
出信号ｅ（図３（ｅ）参照）に同期してステップ関数信
号発生回路１７でステップ関数信号ａをＯＮさせる（図
３（ａ）参照）。ステップ関数信号ａがＯＮすると、ス
テップ関数電圧ｂはＯＦＦして（図３（ｂ）参照）、ト
ランジスタ１４がＯＮする。トランジスタ１４がＯＮす
ると、上述のように固定子巻線３に電流が流れ、インダ
クタンス検出回路入力電圧ｃが固定子巻線３のインダク
タンスに応じて減少する。インダクタンス検出回路入力
電圧ｃがＶｓになったタイミングで（図３（ｃ）参
照）、インダクタンス検出電圧がＯＦＦする（図３
（ｄ）参照）。First, the step function signal generation circuit 17 turns on the step function signal a in synchronization with the detection signal e (see FIG. 3 (e)) generated by the detection signal generation circuit 21 (see FIG. 3 (a)). . When the step function signal a turns on, the step function voltage b turns off (see FIG. 3B), and the transistor 14 turns on. When the transistor 14 is turned on, a current flows through the stator winding 3 as described above, and the input voltage c of the inductance detection circuit decreases according to the inductance of the stator winding 3. At the timing when the input voltage c of the inductance detection circuit becomes Vs (see FIG. 3C), the inductance detection voltage is turned off (FIG. 3).
(D)).
【００３７】固定子巻線３のインダクタンスが大きいと
きは、インダクタンス検出回路入力電圧ｃがＶｓ以下に
ならずに（図３（ｃ）参照）、ｔ３でステップ関数電圧
ｂのＯＮからインダクタンス検出回路入力電圧ｃが立ち
上がる（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。検出信号ｅの立ち
下がりタイミングであるｔ２で（図３（ｅ）参照）、イ
ンダクタンス検出電圧を判定し（図３（ｄ）参照）、イ
ンダクタンス検出回路出力電圧ｆを出力するため、この
場合インダクタンス検出回路出力電圧ｆはＯＮのままで
ある（図３（ｆ）参照）。When the inductance of the stator winding 3 is large, the input voltage c of the inductance detection circuit does not fall below Vs (see FIG. 3C). The voltage c rises (see FIGS. 3B and 3C). At t2, which is the falling timing of the detection signal e (see FIG. 3E), the inductance detection voltage is determined (see FIG. 3D), and the output voltage f of the inductance detection circuit is output. The circuit output voltage f remains ON (see FIG. 3F).
【００３８】インダクタンスが小さいときは、ｔ４でス
テップ関数電圧ｂをＯＦＦとすると（図３（ｂ）参
照）、インダクタンス検出回路入力電圧ｃが急激に減少
して、ｔ５でＶｓを下回り（図３（ｃ）参照）、そのタ
イミングでインダクタンス検出電圧がＯＦＦする（図３
（ｄ）参照）。検出信号ｅの立ち下がりタイミングであ
るｔ６で（図３（ｅ）参照）は、インダクタンス検出電
圧がＯＦＦしているため（図３（ｄ）参照）、ｔ６でイ
ンダクタンス検出回路出力電圧ｆをＯＦＦさせる（図３
（ｆ）参照）。ここで、Ｖｓは前述のように、あらかじ
め設定された固定子突極２に対する回転子突極６の位置
に対応した値であるため、インダクタンス検出回路出力
電圧ｆがＯＦＦすることによって、特定の位置がわか
り、回転位置を検出することができる。When the inductance is small, if the step function voltage b is turned off at t4 (see FIG. 3B), the input voltage c of the inductance detection circuit rapidly decreases and falls below Vs at t5 (see FIG. c)), the inductance detection voltage is turned off at that timing (FIG. 3).
(D)). At t6, which is the falling timing of the detection signal e (see FIG. 3E), the inductance detection voltage is OFF (see FIG. 3D), and the output voltage f of the inductance detection circuit is turned OFF at t6. (FIG. 3
(F)). Here, as described above, Vs is a value corresponding to the position of the rotor salient pole 6 with respect to the stator salient pole 2 set in advance, so that the specific position is determined by turning off the output voltage f of the inductance detection circuit. And the rotational position can be detected.
【００３９】ここで、ステップ関数信号ａの立ち下がり
タイミング（図３（ａ）参照）、すなわちステップ関数
電圧ｂの立ち上がりタイミングであるｔ３およびｔ７の
近傍では（図３（ｂ）参照）、インダクタンス検出回路
入力電圧ｃがほぼ一定の期間があり、検出を行う上では
不安定である（図３（ｃ）参照）。このタイミングでイ
ンダクタンス検出回路入力電圧ｃを判定すると、検出誤
差が大きくなることがある。検出誤差が大きくなると、
ＳＲモータの振動・騒音が大きくなるばかりでなく、回
転子がロックして固定子巻線３に過大の電流が流れ、モ
ータに支障が生じる可能性がある。Here, at the falling timing of the step function signal a (see FIG. 3A), that is, near the rising timings t3 and t7 of the step function voltage b (see FIG. 3B), the inductance detection is performed. The circuit input voltage c has a substantially constant period, and is unstable in performing detection (see FIG. 3C). If the input voltage c of the inductance detection circuit is determined at this timing, a detection error may increase. When the detection error increases,
Not only does the vibration and noise of the SR motor increase, but also the rotor is locked and an excessive current flows through the stator winding 3, which may cause trouble for the motor.
【００４０】しかし、本実施の形態では、検出信号発生
回路２１により検出信号ｅを発生し、検出信号ｅの立ち
下がりの後に（図３（ｅ）参照）、ステップ関数信号ａ
を立ち下げるようにし（図３（ａ）参照）、検出信号ｅ
の立ち下がりタイミングにて（図３（ｅ）参照）、イン
ダクタンス検出回路入力電圧ｃを判断することによっ
て、検出誤差を小さくしている。However, in the present embodiment, the detection signal e is generated by the detection signal generation circuit 21, and after the falling of the detection signal e (see FIG. 3E), the step function signal a
(See FIG. 3A), and the detection signal e
The detection error is reduced by determining the input voltage c of the inductance detection circuit at the falling timing (see FIG. 3E).
【００４１】以上のように、従来のように回転軸４の回
転角を検出する位置検出センサ１１を設けることなく、
回転子の位置を検出することができる。また、位置検出
センサを設ける必要がないので、圧縮機などの特殊な空
間にＳＲモータを入れるときに、ＳＲモータを駆動する
ための電力の供給以外の位置センサを駆動するための電
力と、位置センサからの信号を取り出すための端子を追
加しなくてもよく、これら端子のための制約を受けるこ
となく圧縮機の設計をすることができる。As described above, without providing the position detection sensor 11 for detecting the rotation angle of the rotation shaft 4 as in the related art,
The position of the rotor can be detected. Further, since there is no need to provide a position detection sensor, when the SR motor is placed in a special space such as a compressor, the power for driving the position sensor other than the supply of power for driving the SR motor and the position It is not necessary to add a terminal for extracting a signal from the sensor, and the compressor can be designed without being restricted by these terminals.
【００４２】なお、抵抗１３を既知の抵抗値としたが、
可変抵抗器などを用いれば、モータ別に調整することが
可能になり、さらに検出誤差を小さくすることができ、
信頼性を高くすることができる。Although the resistor 13 has a known resistance value,
If a variable resistor or the like is used, it is possible to make adjustments for each motor, and further reduce the detection error,
Reliability can be increased.
【００４３】また、ステップ関数信号発生回路１７によ
り、トランジスタ１４がＯＮしたとき、固定子巻線２に
印加されるステップ関数電流の大きさは、回転子５を回
転させるトルクに影響しない大きさが望ましい。When the transistor 14 is turned on by the step function signal generating circuit 17, the magnitude of the step function current applied to the stator winding 2 is determined so as not to affect the torque for rotating the rotor 5. desirable.
【００４４】また、ステップ関数信号発生回路１７は、
トランジスタ１４をＯＮまたはＯＦＦするだけなので直
接制御回路１８から出力することも可能である。The step function signal generation circuit 17
Since the transistor 14 is only turned on or off, it is possible to directly output from the control circuit 18.
【００４５】実施の形態２．以下、実施の形態２を図を
用いて説明する。図４は実施の形態２を示す図であり、
実施の形態１の図１で示した回転子位置検出装置のイン
ダクタンス検出回路１６の構成図である。図４において
１９は検出用電源、３１、３２は検出用電源１９の電圧
Ｖｃｃを分 圧して電圧Ｖｓを生成する抵抗、３３はイ
ンダクタンス検出回路入力電圧ｃを電圧Ｖｓと比較する
コンパレータ、３５はＤ型フリップフロップ回路、３４
は検出信号ｅを反転して出力するＮＯＴゲートである。Embodiment 2 Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing Embodiment 2.
FIG. 3 is a configuration diagram of an inductance detection circuit 16 of the rotor position detection device shown in FIG. 1 of the first embodiment. In FIG. 4, 19 is a detection power supply, 31 and 32 are resistors for dividing the voltage Vcc of the detection power supply 19 to generate a voltage Vs, 33 is a comparator for comparing the input voltage c of the inductance detection circuit with the voltage Vs, and 35 is a D. Type flip-flop circuit, 34
Is a NOT gate for inverting and outputting the detection signal e.
【００４６】次に動作を説明する。まず、検出用電源１
９の電圧Ｖｃｃを抵抗３１と３２で分圧し、電圧Ｖｓを
生成する。生成された電圧Ｖｓは抵抗３１と３２の抵抗
値がそれぞれＲ３１、Ｒ３２であるとすると、Ｖｓ＝Ｖ
ｃｃ×Ｒ３２／（Ｒ３１＋Ｒ３２） …
（２）となり、Ｖｓを固定子突極２に対する回転子突極
６の位置に対応した値になるようにＲ３１とＲ３２を設
定する。一方、実施の形態１の図７のステップ関数信号
発生回路１７からのステップ関数信号発生回路出力信号
に基づいて印加されたステップ関数信号ａにより、固定
子巻線３に生じた過渡応答時の応答信号であるインダク
タンス検出回路入力電圧ｃが、コンパレータ３３に入力
される。Next, the operation will be described. First, the detection power supply 1
9 is divided by resistors 31 and 32 to generate a voltage Vs. If the resistance values of the resistors 31 and 32 are R31 and R32, respectively, the generated voltage Vs is Vs = V
cc × R32 / (R31 + R32) ...
(2), and R31 and R32 are set so that Vs becomes a value corresponding to the position of the rotor salient pole 6 with respect to the stator salient pole 2. On the other hand, according to the step function signal a applied based on the step function signal generation circuit output signal from the step function signal generation circuit 17 of FIG. The input voltage c of the inductance detection circuit, which is a signal, is input to the comparator 33.
【００４７】そして、コンパレータ３３は、インダクタ
ンス検出回路入力電圧ｃを抵抗３１と３２で設定された
Ｖｓと比較する。比較した結果、すなわちインダクタン
ス検出電圧をＤ型フリップフロップ３５に入力する。Ｄ
型フリップフロップ３５のクロックには検出信号発生回
路２１からの検出信号ｅがＮＯＴゲート３４を介して入
力されているため、検出信号ｅの立ち下がりタイミング
でのインダクタンス検出電圧をインダクタンス検出回路
出力電圧ｆとして出力する。その結果として、実施の形
態１の図３に示した動作波形図と同じ動作を行う。Then, the comparator 33 compares the input voltage c of the inductance detection circuit with Vs set by the resistors 31 and 32. The comparison result, that is, the inductance detection voltage is input to the D-type flip-flop 35. D
Since the detection signal e from the detection signal generation circuit 21 is input to the clock of the flip-flop 35 via the NOT gate 34, the inductance detection voltage at the falling timing of the detection signal e is changed to the inductance detection circuit output voltage f Output as As a result, the same operation as the operation waveform chart shown in FIG. 3 of the first embodiment is performed.
【００４８】次に、以上の動作を図３により詳しく説明
する。実施の形態１に示した図３（ｃ）に示すインダク
タンス検出回路入力信号は、コンパレータ３３により過
渡時の電圧Ｖｓと比較され、Ｖｓなったときは、図３
（ｄ）に示すようにインダクタンス検出電圧はＯＦＦと
なり、Ｄ型フリップフロップのクロック信号として入力
される。一方検出信号ｅがＮＯＴゲート３４に入力さ
れ、図３（ｅ）が反転してＤ型フリップフロップ３５に
出力される。そして、Ｄ型フリップフロップ３５におい
て、（図３（ｅ）に示す検出信号ｅの立ち下がりタイミ
ング（ＮＯＴゲート３４の出力では立ち上がり）でのイ
ンダクタンス検出電圧（図３（ｄ）参照）をインダクタ
ンス検出回路出力電圧ｆとして出力する（図３（ｆ）参
照）。Next, the above operation will be described in detail with reference to FIG. The inductance detection circuit input signal shown in FIG. 3C shown in the first embodiment is compared with the transient voltage Vs by the comparator 33.
As shown in (d), the inductance detection voltage is turned off and is input as a clock signal of the D-type flip-flop. On the other hand, the detection signal e is input to the NOT gate 34, and FIG. 3 (e) is inverted and output to the D-type flip-flop 35. Then, in the D-type flip-flop 35, the inductance detection voltage (see FIG. 3 (d)) at the falling timing of the detection signal e shown in FIG. 3 (e) (at the output of the NOT gate 34) rises. Output as an output voltage f (see FIG. 3 (f)).
【００４９】以上のように、簡素な回路構成により固定
子巻線３のインダクタンスを検出し、回転子の位置を検
出することができる。As described above, the position of the rotor can be detected by detecting the inductance of the stator winding 3 with a simple circuit configuration.
【００５０】実施の形態３．以下、実施の形態３を図を
用いて説明する。図５は実施の形態３を示す図であり、
実施の形態２の図６にＤ型フリップフロップ回路とＮＡ
ＮＤゲートを付加したインダクタンス検出回路１６の構
成図である。図６はインダクタンス検出回路１６の動作
波形図である。図５において実施の形態２で示した図６
と同一または相当部分には、同じ符号を付し、説明を省
略する。３６はＤ型フリップフロップ回路、３７は伝達
回路の出力を判定する論理回路であるＮＡＮＤゲートで
ある。Embodiment 3 Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a diagram showing Embodiment 3.
FIG. 6 of the second embodiment shows the D-type flip-flop circuit and the NA.
FIG. 3 is a configuration diagram of an inductance detection circuit 16 to which an ND gate is added. FIG. 6 is an operation waveform diagram of the inductance detection circuit 16. 6 shown in Embodiment 2 in FIG.
The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. 36 is a D-type flip-flop circuit, and 37 is a NAND gate which is a logic circuit for determining the output of the transmission circuit.
【００５１】次に動作を図５、図６により説明する。ま
ず、検出用電源１９の電圧Ｖｃｃを抵抗３１と３２で分
圧し、電圧Ｖｓを生成する。一方、インダクタンス検出
回路入力電圧ｃが、コンパレータ３３に入力される。そ
して、コンパレータ３３において、図６（ｃ）に示すイ
ンダクタンス検出回路入力信号は、コンパレータ３３に
より過渡時の電圧Ｖｓと比較され、Ｖｓになったとき
は、図６（ｄ）に示すようにインダクタンス検出電圧は
ＯＦＦとなり、Ｄ型フリップフロップ３５、３６に入力
される。Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, the voltage Vcc of the detection power supply 19 is divided by the resistors 31 and 32 to generate the voltage Vs. On the other hand, the input voltage c of the inductance detection circuit is input to the comparator 33. Then, in the comparator 33, the input signal of the inductance detection circuit shown in FIG. 6C is compared with the transient voltage Vs by the comparator 33, and when it becomes Vs, the inductance is detected as shown in FIG. The voltage is turned off and input to the D-type flip-flops 35 and 36.
【００５２】一方、検出信号ｅがＮＯＴゲート３４に入
力され、図６（ｅ）が反転して図６（ｅ’）となり、Ｄ
型フリップフロップ３５のクロックに入力される。Ｄ型
フリップフロップ３５において、（図６（ｅ’）に示す
検出信号ｅの立ち上がりタイミングでのインダクタンス
検出電圧の出力ｆ１の反転した出力ｆ１’（図６（ｆ
１’）参照）をＮＡＮＤゲート３７に入力する。On the other hand, the detection signal e is input to the NOT gate 34, and FIG. 6E is inverted to FIG.
It is input to the clock of the type flip-flop 35. In the D-type flip-flop 35, (the output f1 ′ (FIG. 6 (f ′)) obtained by inverting the output f1 of the inductance detection voltage at the rising timing of the detection signal e shown in FIG.
1)) is input to the NAND gate 37.
【００５３】Ｄ型フリップフロップ３６においては、
（図６（ａ）に示すステップ関数信号ａがクロックに入
力される。従って、（図６（ａ）に示すステップ関数信
号ａの立ち上がりでのインダクタンス検出電圧の出力ｆ
２（図６（ｆ２）参照）をＮＡＮＤゲート３７に入力す
る。In the D-type flip-flop 36,
(The step function signal a shown in FIG. 6A is input to the clock. Therefore, (the output f of the inductance detection voltage at the rise of the step function signal a shown in FIG. 6A)
2 (see FIG. 6 (f2)) is input to the NAND gate 37.
【００５４】次に、ＮＡＮＤゲート３７では、Ｄ型フリ
ップフロップ３５からの出力ｆ１’と、Ｄ型フリップフ
ロップ３６からの出力ｆ２から、図（ｆ）に示すインダ
クタンス検出回路出力電圧ｆを出力する。Next, the NAND gate 37 outputs the output voltage f of the inductance detection circuit shown in FIG. 5F from the output f1 'from the D-type flip-flop 35 and the output f2 from the D-type flip-flop 36.
【００５５】以上のように、Ｄ型フリップフロップ回路
とＮＡＮＤゲートを付加することにより、ノイズなどが
発生した場合でもインダクタンス検出回路出力電圧ｆを
正確に出力することができるため、回転子の位置を信頼
性が高く検出することができる。As described above, by adding the D-type flip-flop circuit and the NAND gate, the output voltage f of the inductance detection circuit can be accurately output even when noise or the like is generated. Detection can be performed with high reliability.
【００５６】実施の形態４．以下、実施の形態４を図を
用いて説明する。図７は実施の形態４である回転子位置
検出装置を備えたセンサレスＳＲモータの駆動装置の構
成図であり、実施の形態１の図１に示す検出信号発生回
路２１を省いて、ステップ関数信号発生回路１７とトラ
ンジスタ１４の間に遅延時間生成回路２２を設けたもの
である。図８は回転子位置検出装置２５の動作波形図で
ある。Embodiment 4 Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of a sensorless SR motor driving device provided with a rotor position detection device according to the fourth embodiment. The detection signal generation circuit 21 shown in FIG. A delay time generation circuit 22 is provided between the generation circuit 17 and the transistor 14. FIG. 8 is an operation waveform diagram of the rotor position detection device 25.
【００５７】図７において実施の形態１で示した図１と
同一または相当部分には、同じ符号を付し、説明を省略
する。遅延時間生成回路２２はステップ関数信号発生回
路１７で発生されたステップ関数電圧ｂの立ち上がりを
遅延させて遅延ステップ関数電圧ｂを生成するものであ
る。In FIG. 7, the same or corresponding parts as in FIG. 1 shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The delay time generation circuit 22 generates a delay step function voltage b by delaying the rise of the step function voltage b generated by the step function signal generation circuit 17.
【００５８】次に、動作について図８により説明する。
図８はステップ関数信号発生回路１７のステップ関数信
号波形（ａ）、ステップ関数信号発生回路１７の出力に
基づいて生成されたステップ関数電圧波形（ｂ）、イン
ダクタンス検出回路１６に入力されるインダクタンス検
出回路入力電圧波形（ｃ）、インダクタンス検出電圧波
形（ｄ）及びインダクタンス検出回路出力電圧波形
（ｆ）を示す。Next, the operation will be described with reference to FIG.
FIG. 8 shows a step function signal waveform (a) of the step function signal generation circuit 17, a step function voltage waveform (b) generated based on the output of the step function signal generation circuit 17, and inductance detection input to the inductance detection circuit 16. The circuit input voltage waveform (c), the inductance detection voltage waveform (d), and the inductance detection circuit output voltage waveform (f) are shown.
【００５９】まず、ステップ関数信号発生回路１７でス
テップ関数信号ａをＯＮさせ、同時にステップ関数電圧
ｂをＯＦＦさせる。ステップ関数電圧ｂがＯＦＦする
と、実施の形態１で述べたように、インダクタンス検出
回路入力電圧ｃが固定子巻線３のインダクタンスに応じ
て減少する。つづいてステップ関数信号ａをＯＦＦさ
せ、その立ち下がりタイミングでインダクタンス検出回
路入力電圧ｃとＶｓを比較した結果であるインダクタン
ス検出電圧ｄをインダクタンス検出回路出力電圧ｆとし
て出力させる。First, the step function signal generating circuit 17 turns on the step function signal a and simultaneously turns off the step function voltage b. When the step function voltage b is turned off, the input voltage c of the inductance detection circuit decreases in accordance with the inductance of the stator winding 3 as described in the first embodiment. Subsequently, the step function signal a is turned off, and the inductance detection circuit d is output as the inductance detection circuit output voltage f as a result of comparing the inductance detection circuit input voltage c and Vs at the fall timing.
【００６０】ここで、インダクタンス入力電圧を判定す
るタイミングであるステップ関数信号ａの立ち下がりタ
イミング（ｔ２およびｔ６）とステップ関数電圧ｂの立
ち上がりタイミング（ｔ３およびｔ７）を同期させてし
まうと、実施の形態１でも述べたように、インダクタン
ス検出が不安定になり、検出誤差によりＳＲモータに支
障を来す可能性がある。Here, if the falling timing (t2 and t6) of the step function signal a, which is the timing for determining the inductance input voltage, and the rising timing (t3 and t7) of the step function voltage b are synchronized, it is not possible to implement the embodiment. As described in the first embodiment, the inductance detection becomes unstable, and there is a possibility that a detection error may hinder the SR motor.
【００６１】本実施の形態は、これを避けるため図８
（ａ）に示すステップ関数信号ａの立ち下がりから遅延
時間生成回路２２で生成した遅延時間を持たせ、図８
（ｂ）に示すようにステップ関数電圧ｂを立ち上げるよ
うにするため、ステップ関数信号ａの立ち下がりタイミ
ング（ｔ２およびｔ６）とステップ関数電圧ｂの立ち上
がりタイミング（ｔ３およびｔ７）が同期せず、インダ
クタンス検出が安定する。In this embodiment, in order to avoid this, FIG.
The delay time generated by the delay time generation circuit 22 from the fall of the step function signal a shown in FIG.
Since the step function voltage b rises as shown in (b), the falling timings (t2 and t6) of the step function signal a and the rising timings (t3 and t7) of the step function voltage b are not synchronized. Inductance detection becomes stable.
【００６２】以上のように、インダクタンス検出の誤差
を小さくして、回転子の位置を信頼性が高く検出するこ
とができる。As described above, the position of the rotor can be detected with high reliability by reducing the error in inductance detection.
【００６３】なお、遅延時間生成回路２２は、単安定マ
ルチバイブレータなどを用いることにより、簡素な回路
で駆動回路を構成することができる。The drive circuit can be configured as a simple circuit by using a monostable multivibrator or the like as the delay time generation circuit 22.
【００６４】[0064]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下にしめすような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【００６５】この発明に係わるセンサレスＳＲモータの
回転子位置検出装置は、ステップ関数信号を発生するス
テップ関数信号発生回路と、過渡応答時の時定数を定め
る抵抗を介して電源に接続された固定子巻線と、前記電
源から印加された電圧を前記ステップ関数信号に基づい
てステップ関数電圧として、前記固定子巻線及び前記抵
抗に印加するスイッチと、検出するタイミング信号を発
生する検出信号発生回路と、前記ステップ関数電圧によ
り前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応答時の電
圧または電流を、前記タイミング信号に基づいて検出す
るインダクタンス検出回路と、前記インダクタンス検出
回路により検出された検出電圧または検出電流と回転子
突極の位置に対応してあらかじめ定められた電圧または
電流とに基づいて、前記回転子突極の位置を検出する回
転位置検出回路とを備え、前記インダクタンス検出回路
により前記過渡応答時の電圧または電流を検出した後
に、前記ステップ関数信号発生回路の出力を終了させる
ので、位置検出センサを設けることなく、回転子の位置
を検出することができ、小型で、信頼性の高い回転子位
置検出装置を得ることができる。A rotor position detecting device for a sensorless SR motor according to the present invention comprises a step function signal generating circuit for generating a step function signal, and a stator connected to a power supply via a resistor for determining a time constant during a transient response. A winding, a voltage applied from the power supply as a step function voltage based on the step function signal, a switch applied to the stator winding and the resistor, and a detection signal generation circuit that generates a timing signal to be detected. A voltage or current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistor by the step function voltage, an inductance detection circuit that detects based on the timing signal, and a detection voltage or a voltage detected by the inductance detection circuit. Based on the detected current and the voltage or current predetermined corresponding to the position of the rotor salient pole A rotation position detection circuit for detecting the position of the rotor salient pole, and after the voltage or current at the time of the transient response is detected by the inductance detection circuit, the output of the step function signal generation circuit is terminated. The position of the rotor can be detected without providing a detection sensor, and a small and highly reliable rotor position detection device can be obtained.
【００６６】また、インダクタンス検出回路は、ステッ
プ関数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと
比較する比較回路と、検出信号発生回路から出力された
タイミング信号の立ち上がり、または、立ち下がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する伝
達回路と、を備えたので、簡素な回路構成で、信頼性の
高い回転子位置検出装置を得ることができる。Further, the inductance detection circuit includes a comparison circuit for comparing a voltage or a current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistance due to the step function voltage with a predetermined level, and an output from the detection signal generation circuit. And a transmission circuit for transmitting the output of the comparison circuit at the timing of the rising or falling edge of the set timing signal, so that a highly reliable rotor position detecting device can be obtained with a simple circuit configuration. Can be.
【００６７】また、インダクタンス検出回路は、ステッ
プ関数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと
比較する比較回路と、検出信号発生回路から出力された
タイミング信号の立ち上がり、または、立ち下がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する第
１の伝達回路と、ステップ信号発生回路から出力された
ステップ関数信の立ち下がり、または、立ち上がりエッ
ジのタイミングにより前記比較回路の出力を伝達する第
２の伝達回路と、前記第１、第２の伝達回路の出力を判
定する理論回路と、を備えたので、ノイズなどが発生し
た場合でも回転子の位置を検出することができ、信頼性
の高い回転子位置検出装置を得ることができる。Further, the inductance detection circuit includes a comparison circuit for comparing a voltage or a current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistance by the step function voltage with a predetermined level, and an output from the detection signal generation circuit. A first transmission circuit for transmitting the output of the comparison circuit at the timing of the rising or falling edge of the timing signal, and a falling or rising edge of the step function signal output from the step signal generation circuit. A second transmission circuit that transmits the output of the comparison circuit at a timing; and a theoretical circuit that determines the output of the first and second transmission circuits. The position can be detected, and a highly reliable rotor position detecting device can be obtained.
【００６８】また、ステップ関数信号を発生するステッ
プ関数信号発生回路と、過渡応答時の時定数を定める抵
抗を介して電源に接続された固定子巻線と、前記ステッ
プ関数信号に基づいて生成されたステップ関数電圧の立
ち上がり、または、立ち下がりを遅延させ遅延ステップ
関数電圧を出力する遅延時間生成回路と、前記電源から
印加された電圧を前記遅延ステップ関数電圧に基づい
て、印加ステップ関数電圧として前記固定子巻線及び前
記抵抗に印加するスイッチと、前記印加ステップ関数電
圧により前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応答
時の電圧または電流を検出するインダクタンス検出回路
と、前記インダクタンス検出回路により検出された検出
電圧または検出電流と回転子突極の位置に対応してあら
かじめ定められた電圧または電流とに基づいて、前記回
転子突極の位置を検出する回転位置検出回路と、を備え
たので、検出の誤差を小さくして、回転子の位置を検出
することができ、信頼性の高い回転子位置検出装置を得
ることができる。Also, a step function signal generating circuit for generating a step function signal, a stator winding connected to a power supply via a resistor for determining a time constant during a transient response, and a step function signal generated based on the step function signal. A delay time generation circuit that delays the rise or fall of the step function voltage and outputs a delay step function voltage, and the voltage applied from the power supply is applied as the applied step function voltage based on the delay step function voltage. A switch applied to the stator winding and the resistor, an inductance detection circuit for detecting a voltage or current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistance by the applied step function voltage, and the inductance detection circuit. A predetermined voltage corresponding to the detected detection voltage or current and the position of the rotor salient pole Or a rotation position detection circuit for detecting the position of the rotor salient pole based on the current, so that the detection error can be reduced, and the position of the rotor can be detected. A high rotor position detection device can be obtained.
【００６９】この発明に係わるセンサレスＳＲモータの
回転子位置検出方法は、ステップ関数信号に基づいて生
成されたステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定め
る抵抗を介して固定子巻線に印加し、前記ステップ関数
電圧により前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応
答時の電圧または電流を、タイミング信号に基づいて検
出し、検出された電圧または検出電流と回転子突極の位
置に対応してあらかじめ定められた電圧または電流とに
基づいて、前記回転子突極の位置を検出するとともに、
電圧または電流を検出した後に、前記ステップ関数信号
発生回路の出力を終了させるので、位置検出センサを設
けることなく、信頼性が高く回転子の位置を検出するこ
とができる。In the method for detecting the rotor position of a sensorless SR motor according to the present invention, a step function voltage generated based on a step function signal is applied to a stator winding via a resistor that determines a time constant during a transient response. Detecting a voltage or current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistor by the step function voltage based on a timing signal, and corresponding to the detected voltage or detected current and the position of the rotor salient pole. Based on a predetermined voltage or current, and detecting the position of the rotor salient pole,
Since the output of the step function signal generating circuit is terminated after detecting the voltage or the current, the position of the rotor can be detected with high reliability without providing a position detection sensor.
【００７０】また、ステップ関数信号に基づいて生成さ
れたステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定める抵
抗を介して固定子巻線に印加し、前記ステップ関数信号
に基づいて、ステップ関数電圧の立ち上がり、または、
立ち下がりを遅延させた遅延ステップ関数電圧を生成
し、前記遅延ステップ関数電圧に基づいて前記固定子巻
線及び前記抵抗に生じた過渡応答時の電圧または電流
を、前記ステップ関数信号に基づいて検出し、検出され
た検出電圧または検出電流と回転子突極の位置に対応し
てあらかじめ定められた電圧または電流とに基づいて、
前記回転子突極の位置を検出するので、検出の誤差を小
さくして、回転子の位置を検出することができる。Further, a step function voltage generated based on the step function signal is applied to the stator winding via a resistor that determines a time constant at the time of transient response, and the step function voltage is determined based on the step function signal. Rising, or
A delay step function voltage with a delayed fall is generated, and a voltage or a current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistor based on the delay step function voltage is detected based on the step function signal. Then, based on the detected voltage or current detected and the voltage or current predetermined in accordance with the position of the rotor salient pole,
Since the position of the rotor salient pole is detected, the detection error can be reduced and the position of the rotor can be detected.
【図１】 この発明の実施の形態１である回転子位置検
出装置を備えたセンサレスＳＲモータの駆動回路の構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a drive circuit of a sensorless SR motor including a rotor position detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１である回転子位置検
出装置の動作波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing operation waveforms of the rotor position detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１である回転子位置検
出装置の動作波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing operation waveforms of the rotor position detection device according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態２である回転子位置検
出装置のインダクタンス検出回路の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of an inductance detection circuit of a rotor position detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態３である回転子位置検
出装置のインダクタンス検出回路の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an inductance detection circuit of a rotor position detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態３である回転子位置検
出装置の動作波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing operation waveforms of a rotor position detection device according to a third embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態４である回転子位置検
出装置を備えたセンサレスＳＲモータの駆動回路の構成
図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a drive circuit of a sensorless SR motor including a rotor position detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態４である回転子位置検
出装置の動作波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing operation waveforms of a rotor position detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】 従来の一般的なＳＲモータとその駆動回路の
構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional general SR motor and its driving circuit.
【図１０】 一般的なＳＲモータの固定子と回転子の位
置関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship between a stator and a rotor of a general SR motor.
【図１１】 一般的なＳＲモータの固定子巻線のインダ
クタンス変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in inductance of a stator winding of a general SR motor.
１ 固定子、２ 固定子突極、３ 固定子巻線、５ 回
転子、６ 回転子突極、７ 駆動回路、８ａ、８ｂ、１
４ トランジスタ、９ａ、９ｂ、２０ ダイオード、１
０ 母線電圧、１３、３１、３２ 抵抗、１５ 回転位
置検出回路、１６ インダクタンス検出回路、１７ ス
テップ関数信号発生回路、１８ 制御回路、１９ 検出
用電源、２１ 検出信号発生回路、２２ 遅延時間生成
回路、３３ コンパレータ、３４ ＮＯＴゲート、３
５、３６ Ｄ型フリップフロップ、３７ ＮＡＮＤゲー
ト、２５ 回転子位置検出装置。1 stator, 2 stator salient poles, 3 stator windings, 5 rotors, 6 rotor salient poles, 7 drive circuits, 8a, 8b, 1
4 transistor, 9a, 9b, 20 diode, 1
0 bus voltage, 13, 31, 32 resistance, 15 rotation position detection circuit, 16 inductance detection circuit, 17 step function signal generation circuit, 18 control circuit, 19 detection power supply, 21 detection signal generation circuit, 22 delay time generation circuit, 33 comparator, 34 NOT gate, 3
5, 36 D-type flip-flop, 37 NAND gate, 25 rotor position detecting device.
Claims (6)
数信号発生回路と、 過渡応答時の時定数を定める抵抗を介して電源に接続さ
れた固定子巻線と、 前記電源から印加された電圧を前記ステップ関数信号に
基づいてステップ関数電圧として、前記固定子巻線及び
前記抵抗に印加するスイッチと、 検出するタイミング信号を発生する検出信号発生回路
と、 前記ステップ関数電圧により前記固定子巻線及び前記抵
抗に生じた過渡応答時の電圧または電流を、前記タイミ
ング信号に基づいて検出するインダクタンス検出回路
と、 前記インダクタンス検出回路により検出された検出電圧
または検出電流と回転子突極の位置に対応してあらかじ
め定められた電圧または電流とに基づいて、前記回転子
突極の位置を検出する回転位置検出回路とを備え、 前記インダクタンス検出回路により前記過渡応答時の電
圧または電流を検出した後に、前記ステップ関数信号発
生回路の出力を終了させることを特徴とするセンサレス
・スイッチドリラクタンスモータの回転子位置検出装
置。A step function signal generating circuit for generating a step function signal; a stator winding connected to a power supply via a resistor that determines a time constant at the time of a transient response; A switch applied to the stator winding and the resistor as a step function voltage based on a step function signal; a detection signal generating circuit for generating a timing signal to be detected; and the stator winding and the An inductance detection circuit that detects a voltage or current at the time of a transient response generated in the resistance based on the timing signal, and a detection voltage or a detection current detected by the inductance detection circuit and a position of the rotor salient pole. A rotation position detection circuit that detects the position of the rotor salient pole based on a predetermined voltage or current. The inductance after detecting the voltage or current at the time of the transient response by the detection circuit, the step function signal generating circuit sensorless switched reluctance motor rotor position detecting apparatus, characterized in that to terminate the output of.
数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答時の
電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと比較
する比較回路と、 検出信号発生回路から出力されたタイミング信号の立ち
上がり、または、立ち下がりエッジのタイミングにより
前記比較回路の出力を伝達する伝達回路と、を備えたこ
とを特徴とする請求項１記載のセンサレス・スイッチド
リラクタンスモータの回転子位置検出装置。2. An inductance detection circuit, comprising: a comparison circuit for comparing a voltage or a current in a transient response generated in a stator winding and a resistance by a step function voltage with a predetermined level; and an output from a detection signal generation circuit. 2. The rotor position of the sensorless switched reluctance motor according to claim 1, further comprising: a transmission circuit that transmits an output of the comparison circuit at a timing of a rising edge or a falling edge of the generated timing signal. Detection device.
数電圧により固定子巻線及び抵抗に生じた過渡応答時の
電圧または電流を、あらかじめ定められたレベルと比較
する比較回路と、 検出信号発生回路から出力されたタイミング信号の立ち
上がり、または、立ち下がりエッジのタイミングにより
前記比較回路の出力を伝達する第１の伝達回路と、 ステップ信号発生回路から出力されたステップ関数信の
立ち下がり、または、立ち上がりエッジのタイミングに
より前記比較回路の出力を伝達する第２の伝達回路と、 前記第１、第２の伝達回路の出力を判定する理論回路
と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のセンサレ
ス・スイッチドリラクタンスモータの回転子位置検出装
置。3. An inductance detection circuit, comprising: a comparison circuit for comparing a voltage or a current in a transient response generated in a stator winding and a resistance by a step function voltage with a predetermined level; and an output from a detection signal generation circuit. A first transmission circuit for transmitting the output of the comparison circuit at the timing of the rising or falling edge of the generated timing signal; and a falling or rising edge of the step function signal output from the step signal generation circuit. The sensorless circuit according to claim 1, further comprising: a second transmission circuit that transmits an output of the comparison circuit at a timing; and a theoretical circuit that determines an output of the first and second transmission circuits. Rotor position detection device for switched reluctance motor.
数信号発生回路と、 過渡応答時の時定数を定める抵抗を介して電源に接続さ
れた固定子巻線と、 前記ステップ関数信号に基づいて生成されたステップ関
数電圧の立ち上がり、または、立ち下がりを遅延させ遅
延ステップ関数電圧を出力する遅延時間生成回路と、 前記電源から印加された電圧を前記遅延ステップ関数電
圧に基づいて、印加ステップ関数電圧として前記固定子
巻線及び前記抵抗に印加するスイッチと、 前記印加ステップ関数電圧により前記固定子巻線及び前
記抵抗に生じた過渡応答時の電圧または電流を検出する
インダクタンス検出回路と、 前記インダクタンス検出回路により検出された検出電圧
または検出電流と回転子突極の位置に対応してあらかじ
め定められた電圧または電流とに基づいて、前記回転子
突極の位置を検出する回転位置検出回路と、を備えたこ
とを特徴とするセンサレス・スイッチドリラクタンスモ
ータの回転子位置検出装置。4. A step function signal generating circuit for generating a step function signal, a stator winding connected to a power supply via a resistor for determining a time constant during a transient response, and a step function signal generated based on the step function signal. A delay time generation circuit that outputs a delay step function voltage by delaying the rise or fall of the step function voltage, and applying the voltage applied from the power supply as an applied step function voltage based on the delay step function voltage. A switch applied to the stator winding and the resistor, an inductance detection circuit for detecting a voltage or a current at the time of a transient response generated in the stator winding and the resistance by the applied step function voltage, and the inductance detection circuit. A predetermined voltage corresponding to the detected detection voltage or current and the position of the rotor salient pole Others based on the current, the a rotation position detecting circuit for detecting the position of the rotor salient pole, sensorless switched reluctance motor rotor position detecting device characterized by comprising a.
ステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定める抵抗を
介して固定子巻線に印加し、 前記ステップ関数電圧により前記固定子巻線及び前記抵
抗に生じた過渡応答時の電圧または電流を、タイミング
信号に基づいて検出し、 検出された電圧または検出電流と回転子突極の位置に対
応してあらかじめ定められた電圧または電流とに基づい
て、前記回転子突極の位置を検出するとともに、電圧ま
たは電流を検出した後に、前記ステップ関数信号発生回
路の出力を終了させることを特徴とするセンサレス・ス
イッチドリラクタンスモータの回転子位置検出方法。5. A step function voltage generated based on a step function signal is applied to a stator winding via a resistor that determines a time constant during a transient response, and the stator function and the stator winding are applied by the step function voltage. A voltage or current at the time of a transient response generated in the resistor is detected based on the timing signal, and based on the detected voltage or detected current and a voltage or current predetermined according to the position of the rotor salient pole. Detecting the position of the rotor salient pole and detecting the voltage or current, and then terminating the output of the step function signal generating circuit, wherein the rotor position of the sensorless switched reluctance motor is detected.
ステップ関数電圧を過渡応答時の時定数を定める抵抗を
介して固定子巻線に印加し、 前記ステップ関数信号に基づいて、ステップ関数電圧の
立ち上がり、または、立ち下がりを遅延させた遅延ステ
ップ関数電圧を生成し、前記遅延ステップ関数電圧に基
づいて前記固定子巻線及び前記抵抗に生じた過渡応答時
の電圧または電流を、前記ステップ関数信号に基づいて
検出し、 検出された検出電圧または検出電流と回転子突極の位置
に対応してあらかじめ定められた電圧または電流とに基
づいて、前記回転子突極の位置を検出することを特徴と
するセンサレス・スイッチドリラクタンスモータの回転
子位置検出方法。6. A step function voltage generated based on a step function signal is applied to a stator winding via a resistor that determines a time constant at the time of a transient response. Rise, or to generate a delay step function voltage delayed the fall, based on the delay step function voltage, the voltage or current at the time of transient response generated in the stator winding and the resistor, the step function signal Detecting the position of the rotor salient pole based on a detected voltage or current detected and a voltage or current predetermined corresponding to the position of the rotor salient pole. Method for detecting the rotor position of a sensorless switched reluctance motor.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05839298A JP3427251B2 (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Device and method for detecting rotor position of sensorless motor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105490612A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 广州智光电气股份有限公司 | Method and system for position sensorless control of switched reluctance motor |
| JP2018505646A (en) * | 2015-02-04 | 2018-02-22 | ソフトウェア モーター カンパニーＳｏｆｔｗａｒｅ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | Highly reliable control of multi-rotor pole switched reluctance machine |
| CN113311248A (en) * | 2021-06-25 | 2021-08-27 | 安徽大学 | Stator coil inductance measuring method for reluctance type spherical motor |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP05839298A patent/JP3427251B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN105490612A (en) * | 2015-12-30 | 2016-04-13 | 广州智光电气股份有限公司 | Method and system for position sensorless control of switched reluctance motor |
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