JPS60148394A - Field pole detecting position correcting method of synchronous motor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify the circuit configuration by applying a torque disturbance signal as a torque command signal, and controlling so that the phase difference between the current applied to a synchronous motor and the detection signal of a field pole becomes zero when the torque generated in the motor becomes the specific value. CONSTITUTION:A speed command is set to zero, and a torque disturbance signal is generated by a torque disturbance generator 20. A synchronous motor 11 is rotated by the torque disturbance signal, and the speed is fed back by a speed detector 21. A pole position error detector 22 outputs a phase variation signal to a signal processor 14 so that the generated torque becomes zero. When the motor 11 is driven, the generator 20 and the detector 22 are separated with each other.

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は同期電動機の界磁極検出位置補正方法に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a field pole detection position correction method for a synchronous motor.

〈従来技術〉 同期電動機のベクトル制御は、レゾルバにより界磁極位
置を検出し、界磁部位置と同期した位相の正弦波電流の
振幅および位相の制御を行いトルク制御を行う。<Prior Art> In vector control of a synchronous motor, a resolver detects a field pole position, and torque control is performed by controlling the amplitude and phase of a sine wave current whose phase is synchronized with the field part position.

界磁極の磁束の大きさをΦ、電流値を１．真の界磁極位
置を表わす電気信号と固定子電流のイ！曹１４差をδと
すると、発生トルクＴは Ｔ＝Ｋ・Φ・Ｉ　ｃｏｓδ（Ｋ　定数）・・・・・・（
１）となる。この位相差δは、レゾルバを同期電動機に
取付ける際の機械的なずれにす１Ｌづく。この１１′Ｌ
相差δが大きくなると、式（１）かられかるように発生
トルクＴは小さくなる。The magnitude of the magnetic flux of the field pole is Φ, and the current value is 1. The electric signal representing the true field pole position and the stator current a! If the difference in cos 14 is δ, the generated torque T is T=K・Φ・I cos δ (K constant) (
1). This phase difference δ is equal to 1L due to mechanical deviation when attaching the resolver to the synchronous motor. This 11'L
As the phase difference δ increases, the generated torque T decreases as can be seen from equation (1).

この位４’［Ｉ差δを袖ＩＥする方法として、同期電動
機の誘起電圧と界磁極位置検出信号の位相差をカウンタ
により検出し、マイクロコンピュータ処刑！により面圧
する方法が提案されてい７．Ｎ、４Ｑ願昭５８−１５８
８４１　＞。この方法では、１誘起電圧の検出回路、誘
起電圧と磁極位置検出（ｉｉ弓の位相差検出回路を必要
とし、回路構成が複雑であった。As a method for calculating the 4'[I difference δ, a counter detects the phase difference between the induced voltage of the synchronous motor and the field pole position detection signal, and the microcomputer executes the detection signal. A method of applying surface pressure has been proposed by 7. N, 4Q Gansho 58-158
841>. This method required one induced voltage detection circuit and a phase difference detection circuit for induced voltage and magnetic pole position detection (ii), resulting in a complicated circuit configuration.

〈発明の目的〉 したがって、本発明の目的は、界磁極位置検出のだめの
誘起電圧の検出回路を不用にして、回路構成が１す）単
な、同期電動機、の界磁極検出位置補正方法を提供する
ことにある。<Object of the Invention> Therefore, an object of the present invention is to provide a method for correcting the detected position of a field pole of a synchronous motor, which eliminates the need for an induced voltage detection circuit for detecting the field pole position and has a simple circuit configuration. It's about doing.

〈発明の構成〉　′ 本発明は、トルク指令信号としてトルク外乱信号を与え
、同期′電動機の発生トルクが特定の値になったときに
、同期電動機に印加する電流と界磁極の真の位置を表わ
す信号との位相差が零となるように前記電流の位相を調
整するようにしたものである。<Configuration of the Invention> The present invention provides a torque disturbance signal as a torque command signal, and calculates the current applied to the synchronous motor and the true position of the field pole when the generated torque of the synchronous motor reaches a specific value. The phase of the current is adjusted so that the phase difference with the signal being represented becomes zero.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照しなから説明す−る
。′第１図は本発明の同期′電動機の界磁極検出位置補
正方法を適用した同期電動機のベクトル制御回路のブロ
ック図である。<Examples> Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram of a vector control circuit for a synchronous motor to which the field pole detection position correction method for a synchronous motor of the present invention is applied.

レゾルバ位置検出回路１６はレゾルバ励磁回路１５の正
弦波出力信号の１相分（α相又はβ相）とレゾルバ１２
の検出信号（θ相）の位相差δ０を検出することにより
レゾルバ位置の検出を行なう。この位相差δ０の検出は
、位相差０から２πまでを１０２４に分割したクロック
信号をカウントすることにより行なわれる。カウント値
が“２５６”であれば位相差δ０はπ／２である。この
カウント値がレゾルバ位置検出回路１６から出力される
。The resolver position detection circuit 16 uses one phase (α phase or β phase) of the sine wave output signal of the resolver excitation circuit 15 and the resolver 12
The resolver position is detected by detecting the phase difference δ0 of the detection signal (θ phase). Detection of this phase difference δ0 is performed by counting clock signals obtained by dividing the phase difference 0 to 2π into 1024. If the count value is "256", the phase difference δ0 is π/2. This count value is output from the resolver position detection circuit 16.

信号処理回路１４は、レゾルバ位置検出回路１６から出
力される位相差δ０に対応したカウント値をアドレスと
して正弦関数値（α相）と余弦関数［直（β相）を記憶
したメモリ（ＲＯＭ）を備えており、レゾルバ位置検出
回路１６から出力されるカウント値に対する正弦関数値
（αｊｌＪ　）　、余弦関数値（β相）を出力する。し
たがって、レゾルバ位置検出回路１６から’２５６”が
出力されると、メモリのアドレス２５６がアクセスされ
てｓｉｎ　（π／２）。The signal processing circuit 14 uses the count value corresponding to the phase difference δ0 outputted from the resolver position detection circuit 16 as an address to store a sine function value (α phase) and a cosine function [direct (β phase)] in a memory (ROM). It outputs a sine function value (αjlJ) and a cosine function value (β phase) for the count value output from the resolver position detection circuit 16. Therefore, when '256' is output from the resolver position detection circuit 16, address 256 of the memory is accessed and sin (π/2).

ｃｏｓ　（π／２）の値が信号処理回路１４から出力さ
れゾルパ位置検出回路１６から出力された位相差δ０に
対応するカウント値にこの位相可変信号γを加算した位
相δ（−δθ＋γ）に対応するアドレスの正弦関数値、
余弦関数値が出力される。乗算器１６ａ、１６ｂは速度
アンプ１９の出力であるトルク指令信号Ｔと信号処理回
路１４のα相の出力、β相の出力をそれぞれ乗算して電
機子電流指令信号Ｓ＋　＋　８２を電流制御回路１７に
出力する。電流制御回路１７は電機子電流指令信号Ｓ＋
　、　Ｓ２を人力して３相の電機子電流指令信号をパル
ス幅変調・駆動回路１８に出力する。パルス幅変調・駆
動回路１８は３相の電機子電流指令信号を人力して、イ
ンバータ１０に駆動信号群を出力する。トルク外乱発生
回路２０は振幅およびパルス幅が任意のトルク外乱信号
ΔＴを出力する。このトルク外乱信号ΔＴのパルス幅は
速度アンプ１９の出力であるトルク指令Ｔが零になるま
で続くようなものでもよく、また振幅は大きい程、トル
ク指令Ｔの感度が高くなる。ただし、このトルク外乱信
号ΔＴは運転中はトルク指令Ｔと区別できないため運転
中は印加することができない。このトルク外乱信号ΔＴ
により同期電動機１１は回転し、速度検出回路２１によ
り速度１’Ｊｒｂをフィードバックする。The value of cos (π/2) is output from the signal processing circuit 14 and corresponds to the phase δ (−δθ+γ) obtained by adding this phase variable signal γ to the count value corresponding to the phase difference δ0 output from the solpa position detection circuit 16. the sine function value of the address,
The cosine function value is output. Multipliers 16a and 16b multiply the torque command signal T, which is the output of the speed amplifier 19, by the α-phase output and the β-phase output of the signal processing circuit 14, respectively, and output the armature current command signal S+ + 82 to the current control circuit 17. Output to. The current control circuit 17 receives an armature current command signal S+
, S2 is manually operated to output a three-phase armature current command signal to the pulse width modulation/drive circuit 18. The pulse width modulation/drive circuit 18 manually inputs three-phase armature current command signals and outputs a group of drive signals to the inverter 10. The torque disturbance generation circuit 20 outputs a torque disturbance signal ΔT having an arbitrary amplitude and pulse width. The pulse width of this torque disturbance signal ΔT may be such that it continues until the torque command T, which is the output of the speed amplifier 19, becomes zero, and the larger the amplitude, the higher the sensitivity of the torque command T becomes. However, since this torque disturbance signal ΔT cannot be distinguished from the torque command T during operation, it cannot be applied during operation. This torque disturbance signal ΔT
The synchronous motor 11 rotates, and the speed detection circuit 21 feeds back the speed 1'Jrb.

ここで、速度指令Ｎ　ｒ　ｅ　ｆは零であるので、速度
アンプ１９の出力であるトルク指令Ｔは Ｔ＝に−Ｎｉｂ　・・・　・・・・・・・・・・・・・
・（２）ただし、Ｋは速度アンプ１９のゲイン となる。磁極位置誤差検出回路２２は発生２トルクＴが
零となるように信号処理回路１４に位相可変信号γを出
力する。この発生トルクＴが零となるのは、式（１）か
ら位相差δ−π／２又は３π／２のときである。第２図
は真の磁極位置を示す磁束Φの波形、固定子電流工の波
形そしてトルク外乱信号ΔＴおよび位相可変信号ｒを向
えて磁束Φと固定子電流■の位相差がδ−δ０＋γ＝π
／２になったときの固定子電流■の波形である。ベクト
ル制御を行なうためにはこの位相差δを袖市してｃｏｓ
δ−１又は−１にする必要がある。−π／２≦δθ≦π
／２のとき、発生トルクはＴ−Φ・ｆ−ｃｏｓδ０≧０
となって同期電動機１１は正転し、トルク指令ＴはＴ−
−に−Ｎｒｂとなる。この点から位相ａＪ’　ｇ　イｒ
＜号ｒをＬノえて発生トルクＴが零となるのはδ−δ０
＋γ−π／２の点であるから、ベクトル制御を行なうた
めにはδを−π／２だけ動かす必要がある。ｎ≦δ０≦
３１２のとき、発生トルクはＴ−Φ・■・ＣＯＳδ≦０
となって同期電動機１１は逆転し、トルク指令ＴはＴ二
十Ｋ・ＮＩｂとなる。この点から位相可変・信号γを与
えて発生トルクＴが零となるのはδ−δθ＋γ＝３９の
点であるから、ベクトル制御、を行なうためにはδ−」
−嗟だけ動かず必要がある。なお、第１図において一点
鎖線内は実際にはマイクロコンピュータにより処理され
る。Here, since the speed command N r e f is zero, the torque command T, which is the output of the speed amplifier 19, becomes T= -Nib . . .
-(2) However, K is the gain of the speed amplifier 19. The magnetic pole position error detection circuit 22 outputs a variable phase signal γ to the signal processing circuit 14 so that the generated two-torque T becomes zero. The generated torque T becomes zero when the phase difference is δ-π/2 or 3π/2 from equation (1). Figure 2 shows the waveform of the magnetic flux Φ showing the true magnetic pole position, the waveform of the stator current, the torque disturbance signal ΔT, and the phase variable signal r, and the phase difference between the magnetic flux Φ and the stator current ■ is δ−δ0+γ=π
This is the waveform of the stator current ■ when it becomes /2. In order to perform vector control, this phase difference δ is converted into cos
It is necessary to set it to δ-1 or -1. −π/2≦δθ≦π
/2, the generated torque is T-Φ・f-cosδ0≧0
As a result, the synchronous motor 11 rotates forward, and the torque command T becomes T-
- becomes -Nrb. From this point, the phase aJ' g ir
＜When r is exceeded by L, the generated torque T becomes zero at δ−δ0
Since the point is +γ−π/2, it is necessary to move δ by −π/2 in order to perform vector control. n≦δ0≦
312, the generated torque is T-Φ・■・COSδ≦0
As a result, the synchronous motor 11 rotates in reverse, and the torque command T becomes T20K·NIb. From this point, the phase variable signal γ is applied and the generated torque T becomes zero at the point δ - δθ + γ = 39, so in order to perform vector control, δ -
-It is necessary to remain still for a while. Note that in FIG. 1, the parts within the dashed line are actually processed by a microcomputer.

第６図は磁極位置に相当する誘導１し電力、信号処理回
路１４の出力（α相）および乗算器１６ａの出力Ｓ１０
波形を示している。乗算器１６ａの出力Ｓ、の波形のう
ち実線はトルク指令Ｔが大きいとき、一点鎖線はトルク
指令Ｔが小さいよき、破線はトルク指令Ｔが負のときを
示し、これらは速度制御を行っているときの加減速運転
に伴って表われる。FIG. 6 shows the induction power corresponding to the magnetic pole position, the output of the signal processing circuit 14 (α phase), and the output S10 of the multiplier 16a.
It shows the waveform. Among the waveforms of the output S of the multiplier 16a, the solid line indicates when the torque command T is large, the dashed line indicates when the torque command T is small, and the broken line indicates when the torque command T is negative, and these are speed control. Appears during acceleration and deceleration.

次に、界磁極検出位置補正の動作について、第４図のフ
ローチャートを参照しながら説明する。Next, the operation of field pole detection position correction will be explained with reference to the flowchart of FIG. 4.

ステップ１．　速度指令Ｎ　ｒｅｆを零とする。Step 1. Set the speed command N ref to zero.

ステップ２．トルク外乱発生回路２０でトルク外乱信号
ΔＴを発生させる。Step 2. A torque disturbance signal ΔT is generated by a torque disturbance generation circuit 20.

ステップ５．速度検出回路２１で速度Ｎｒ、、を演算す
る。Step 5. The speed detection circuit 21 calculates the speed Nr, .

ステップ４．速度アンプ１９で発生トルクＴ−・Ｋ（Ｎ
　ｒＱｔ　Ｎ　ｒｂ　）を演算する。Step 4. The torque generated by the speed amplifier 19 is T-・K(N
rQt N rb ).

ステラ１５１発生トルクＴが零かどうか判定する。It is determined whether the torque T generated by Stella 151 is zero.

ステップ６　発生トルクＴの（１す６性を判定する。こ
れは、前述のように発生トルクＴが零になった時点の位
相差δがπ／２か３π／２かをチェックするために行な
う。Step 6 Determine the (1/6) property of the generated torque T. This is done to check whether the phase difference δ at the time when the generated torque T becomes zero as described above is π/2 or 3π/2. .

ステップ７　発生トルクＴか市のときのベクトル制御を
行なうための位相差δの補正；ｉ）θＣを設定する。Step 7 Correction of the phase difference δ for vector control when the generated torque is T or less; i) Set θC.

ステップ８　発生トルクＴが負のときベクＩ・ル制御を
行なうための位相差δのＦｌｌｉ　ｉＥ　：１′ｆ、θ
Ｃを設定する。Step 8 Flli iE of phase difference δ for performing vector I-le control when generated torque T is negative: 1'f, θ
Set C.

ステップ９　信号処理回路１４内のＲＯＭのアドレスを
“１″増加させた後、ステップ２に戻る。Step 9 After incrementing the address of the ROM in the signal processing circuit 14 by "1", return to step 2.

ステップ２からステップ９までの処理は発生トルクＴが
零になるまで繰返される。The processes from step 2 to step 9 are repeated until the generated torque T becomes zero.

ステップ１０．　真の磁極位置δ−δ。＋γ＋θＣを演
算する。すなわち、このステップではδ０＋γが演算さ
れ、このγの値が信号処理回路１４に記憶される。そし
て同期電動機１１の駆動に入ると、トルク外乱発生回路
２０および磁極位置誤差検出回路２２は切離されレゾル
バ位置検出回路１６からの人力δ０に記憶されていたγ
を加えδ−δｏ＋ｒ＋θＣを信号処理回路１４で演算し
て（、Ｏ８δ＝１となるような出力ｓｉｎθ、　ｃｏｓ
θをは一号処理回路１４から出力する。すなわち、この
ときの補正はレゾルバ位置検出回路１６の出力からアド
レス（δｏ、＋ｒ）のＲＯＭのイ直を引くか、又は位相
π／２に相当するアドレスの値を加えることζ二より行
なう。この１市正は、正づ玄、余り玄の波形を発生する
ときに毎回行なう。Step 10. True magnetic pole position δ−δ. +γ+θC is calculated. That is, in this step, δ0+γ is calculated, and the value of γ is stored in the signal processing circuit 14. When the synchronous motor 11 is driven, the torque disturbance generation circuit 20 and the magnetic pole position error detection circuit 22 are disconnected, and the γ stored in the human power δ0 from the resolver position detection circuit 16 is removed.
is added and δ-δo+r+θC is calculated by the signal processing circuit 14 (, output sinθ, cos such that O8δ=1)
θ is output from the No. 1 processing circuit 14. That is, the correction at this time is performed by subtracting the address (δo, +r) from the output of the resolver position detection circuit 16, or by adding the value of the address corresponding to the phase π/2. This 1-ichi correction is performed every time when generating a waveform of correctness and remainder.

〈発明の効果〉 本発明によれば界磁極位置検出のための誘起電圧の検出
回路が不用で回路構成が簡単になり、また界磁極位置誤
差を速度アンプの出力に検出しているので検出感度が副
＜、高精度の界磁極位置検出の補正をすることができる
。<Effects of the Invention> According to the present invention, there is no need for an induced voltage detection circuit for detecting the field pole position, which simplifies the circuit configuration.Also, since the field pole position error is detected in the output of the speed amplifier, the detection sensitivity is improved. If sub<, it is possible to correct the field pole position detection with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の同期電動機の界磁極検出位置補正方法
を適用した同期電動機のベクトルＦｌｌｌ制御回路のブ
ロック図、第、２図は真の磁極位置を示す磁束Φの波形
、固定子電流Ｉの波形そしてトルク外乱信号ΔＴおよび
位相ｉ■敦倍信号な〜えて磁束Φと固定子電流■の位相
差がδ−δ０＋γ−π／２になったときの固定子電流Ｉ
の波形、第６図は６ａ極位置に相当する誘導起電力、信
号処理回路１４の出力（α相）および乗算器１６ａの出
力Ｓ１の波形、第４図は界磁極検出位置補正の動作を示
すフローチャートである。 １１：同期電動機、１２　レゾルバ、１３．レゾルバ位
置検出回路、１４　信号処理回路、１５、レゾルバ励磁
回路、１６ａ　＋　１６ｂ　：乗澹１’１７；、１９：
速度アンプ、２０　トルク外乱発生回路、２１：速度検
出回路、２２°磁極位置１誤差検出回路。 第　２　図 第　３　図 第４図Fig. 1 is a block diagram of a vector Fll control circuit for a synchronous motor to which the field pole detection position correction method for a synchronous motor of the present invention is applied, and Figs. The waveform of the torque disturbance signal ΔT and the phase i.
FIG. 6 shows the induced electromotive force corresponding to the pole position 6a, the waveforms of the output (α phase) of the signal processing circuit 14 and the output S1 of the multiplier 16a, and FIG. 4 shows the operation of field pole detection position correction. It is a flowchart. 11: Synchronous motor, 12 Resolver, 13. Resolver position detection circuit, 14 Signal processing circuit, 15, Resolver excitation circuit, 16a + 16b: 1'17;, 19:
Speed amplifier, 20: Torque disturbance generation circuit, 21: Speed detection circuit, 22° magnetic pole position 1 error detection circuit. Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 同期電動機の界磁極位置検出４１４号とトルク指令信号
に基づいて前記同期′電動機をベクトル制御する装置に
おいて、 前記トルク指令信号としてトルク外乱信号を与え、前記
同期電動機の発生トルクが特定の値になったときに、前
記同期′電動機に印加する電流と前記界１磁極の真の位
置を表わす信号との位相差が零となるように前記電流の
位相を、ｉｌ、ｉｌ整するようにしたことを特徴とする
、同期電動機の界磁極検出位置補正ん法。[Claims] A device for vector-controlling the synchronous motor based on a field pole position detection No. 414 of a synchronous motor and a torque command signal, wherein a torque disturbance signal is given as the torque command signal to control the generated torque of the synchronous motor. The phase of the current is adjusted il, il so that the phase difference between the current applied to the synchronous motor and the signal representing the true position of the field 1 magnetic pole becomes zero when becomes a specific value. A field pole detection position correction method for a synchronous motor, characterized in that: