JPS6074987A - 同期電動機制御装置 - Google Patents
同期電動機制御装置Info
- Publication number
- JPS6074987A JPS6074987A JP58182342A JP18234283A JPS6074987A JP S6074987 A JPS6074987 A JP S6074987A JP 58182342 A JP58182342 A JP 58182342A JP 18234283 A JP18234283 A JP 18234283A JP S6074987 A JPS6074987 A JP S6074987A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- armature
- memory
- rotor
- speed
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、新しい同期電動機の制御装置に関するもの
である。
である。
従来、サーボ機構等において速度制御を行なう場合、操
作の簡便性や制御性等から直流電動機を使うことが多か
った。しかしながら、直流電動機にはブラシやコミュテ
ータが取付けられており、正割な運転を維持するために
は定期的な保守1点ズ 検か必要があるといった欠点がある。近年、パワートラ
ンジスタ等の電力半導体、制御技術の進歩が著しいこと
もあり、さらには電動機の無保守化の貿望から、交流1
1i、動機の制御が盛んに研究され、¥際に使用され始
めている。
作の簡便性や制御性等から直流電動機を使うことが多か
った。しかしながら、直流電動機にはブラシやコミュテ
ータが取付けられており、正割な運転を維持するために
は定期的な保守1点ズ 検か必要があるといった欠点がある。近年、パワートラ
ンジスタ等の電力半導体、制御技術の進歩が著しいこと
もあり、さらには電動機の無保守化の貿望から、交流1
1i、動機の制御が盛んに研究され、¥際に使用され始
めている。
第1図及び第2図は従来の電磁石界磁式の同期電動go
oの構造及びその制御装置の一例を示すものであり、同
期電lh機1oはステータに巻回された3相(U相、
V相、W相)の電機子巻線11を有し、ロータ12には
界磁巻線13が巻回されている。
oの構造及びその制御装置の一例を示すものであり、同
期電lh機1oはステータに巻回された3相(U相、
V相、W相)の電機子巻線11を有し、ロータ12には
界磁巻線13が巻回されている。
第21Δはこのような従来の同期電動機10の断面構造
を示すものであり、円筒状のケーシング■6内には積層
されたステータ用の電磁鉄心15が装着されており、こ
の電r碇鉄心15の内円側には電機子巻線11を巻回す
るための複数個のスロット14が等間隔に設けられてお
り、このスロワ[4に分布巻(又は集中巻)によって電
機子@vi11が形成されるようになっている。また、
ステータの電磁鉄心15の空間部には2極の突極型のロ
ータ12が回転できるように配設されており、ロータ1
2に巻回された界磁巻線13にはスリンプリングを介し
て電動機の外部の界磁回路から電流が供給されるように
なっている。
を示すものであり、円筒状のケーシング■6内には積層
されたステータ用の電磁鉄心15が装着されており、こ
の電r碇鉄心15の内円側には電機子巻線11を巻回す
るための複数個のスロット14が等間隔に設けられてお
り、このスロワ[4に分布巻(又は集中巻)によって電
機子@vi11が形成されるようになっている。また、
ステータの電磁鉄心15の空間部には2極の突極型のロ
ータ12が回転できるように配設されており、ロータ1
2に巻回された界磁巻線13にはスリンプリングを介し
て電動機の外部の界磁回路から電流が供給されるように
なっている。
このような同期電動機IOは、第1図に示すような制御
装置によって制御されるようになっており、ロータ12
の回転軸にはけ−タ12の回転速度及び位置を検出する
ための検出器4が結合されており、検出器4からの検出
信号DSがロータ位置検出回路5及び速度検出回路6に
入力されて、それぞれロータ12の位置及び回転速度を
検出するようになっている。そして、他の制御装置(た
とえばコンピュータ)から速度指令SIが減算器1に入
力され、速度検出回路6からの速度信号SDとの速度偏
差ESが比例・積分・微分補償回路9に入力され、その
出力であるトルク指令ESAが電機子電流指令回路2に
入力され、3相電機子の指令電流SIu、 SIv、
31wを形成するようになっており、これら指令電流S
lu−31wが電機子電流制御回路3に入力されて同期
電動機lOの3相電機子巻線11に電機子電流1u、
rマ、 Iwとして供給されるようになっている。また
、ロータ12の界磁巻線13には、界磁電流指令回路7
からの界磁電流指令FSに応じた界磁電流制御回路8か
らの電流が、スリップリングを介して供給されるように
なっている。なお、電機子電流指令回路2の詳細は第3
図に示すような構成となっており、U相、V相及び誓相
の正弦波をそれぞれディジタル値で記憶しているメモリ
(たとえばROM)22U、 22V及び22Wを有シ
テオリ、ロータ位置検出回路5からのロータ位置信号R
Pの値に応して、メモリア1−゛レス設定回路21でメ
モリ220〜22讐の記憶正弦波データをアクセスする
ようになっている。メモリ22U〜22讐からアクセス
された1[゛弦波データはDA変換器230〜23Wに
入力されてアナログ信号に変換され、このアナログの正
弦波信号がそれぞれ乗算器24U〜24−に入力される
。また、補償回路9で49%れるトルク指令ESAは乗
算器24υ、24v及び24Wに入力されてDA変換器
230、23V及び23臀からの正弦波信号と乗算され
て、その乗算結果たる位置及び速度偏差ESに応じた?
If流が7V機子電流指令Slu、 Srv及びsr賢
として電機子電波制御回路3に入力され、電流制御され
た電機子電流1u、 It及びIwが同期電動機10に
供給されるようになっている。
装置によって制御されるようになっており、ロータ12
の回転軸にはけ−タ12の回転速度及び位置を検出する
ための検出器4が結合されており、検出器4からの検出
信号DSがロータ位置検出回路5及び速度検出回路6に
入力されて、それぞれロータ12の位置及び回転速度を
検出するようになっている。そして、他の制御装置(た
とえばコンピュータ)から速度指令SIが減算器1に入
力され、速度検出回路6からの速度信号SDとの速度偏
差ESが比例・積分・微分補償回路9に入力され、その
出力であるトルク指令ESAが電機子電流指令回路2に
入力され、3相電機子の指令電流SIu、 SIv、
31wを形成するようになっており、これら指令電流S
lu−31wが電機子電流制御回路3に入力されて同期
電動機lOの3相電機子巻線11に電機子電流1u、
rマ、 Iwとして供給されるようになっている。また
、ロータ12の界磁巻線13には、界磁電流指令回路7
からの界磁電流指令FSに応じた界磁電流制御回路8か
らの電流が、スリップリングを介して供給されるように
なっている。なお、電機子電流指令回路2の詳細は第3
図に示すような構成となっており、U相、V相及び誓相
の正弦波をそれぞれディジタル値で記憶しているメモリ
(たとえばROM)22U、 22V及び22Wを有シ
テオリ、ロータ位置検出回路5からのロータ位置信号R
Pの値に応して、メモリア1−゛レス設定回路21でメ
モリ220〜22讐の記憶正弦波データをアクセスする
ようになっている。メモリ22U〜22讐からアクセス
された1[゛弦波データはDA変換器230〜23Wに
入力されてアナログ信号に変換され、このアナログの正
弦波信号がそれぞれ乗算器24U〜24−に入力される
。また、補償回路9で49%れるトルク指令ESAは乗
算器24υ、24v及び24Wに入力されてDA変換器
230、23V及び23臀からの正弦波信号と乗算され
て、その乗算結果たる位置及び速度偏差ESに応じた?
If流が7V機子電流指令Slu、 Srv及びsr賢
として電機子電波制御回路3に入力され、電流制御され
た電機子電流1u、 It及びIwが同期電動機10に
供給されるようになっている。
このようA−構成において、電機子電流指令回路2はロ
ータ位置検出回路5からのロータ位置信号RPに応して
メモリ220〜22Wに格納されている正弦波のディジ
タル値を読出し、OA変換器23U〜23Wでアナログ
信号に変換した後、乗算器24U〜24−で速度指令S
lと実際に検出される速度検出回路6からの速度信号S
Dとの速度偏差ESに応じて乗算されることになるので
、電機子電流指令回路2からは速度指令SIとロータ1
2の回転速度とが一致するように電機子電流指令SI■
〜S1wが出力ぶれることになり、同期電動器lOは電
機子電流制御回路3を介してロータ12の回転を速度指
令Slに制御することができる。
ータ位置検出回路5からのロータ位置信号RPに応して
メモリ220〜22Wに格納されている正弦波のディジ
タル値を読出し、OA変換器23U〜23Wでアナログ
信号に変換した後、乗算器24U〜24−で速度指令S
lと実際に検出される速度検出回路6からの速度信号S
Dとの速度偏差ESに応じて乗算されることになるので
、電機子電流指令回路2からは速度指令SIとロータ1
2の回転速度とが一致するように電機子電流指令SI■
〜S1wが出力ぶれることになり、同期電動器lOは電
機子電流制御回路3を介してロータ12の回転を速度指
令Slに制御することができる。
ここで、同期電動機lOの発生トルクTは、ロータ12
の位置を0とし、電機子電流Iと磁束密度Bとの相対位
相をαとし、磁束密度Bがロータ12の位置θを中心に
余弦波分布をしていると仮定し、また各相電機子電流I
u−1wも文楽する磁束密度Bに同期した余弦波分布を
していると仮定した場合、 Tc(Bu 6 1u + Bv * lv + Bw
a Iw= B(、cos O・I(、cos(θ+
α)+ Ba cos(O+ 2/3s π) *1
0 cos(0+a + 2/3* g)十 Ba c
os(0+ 4/3 e w) aIo cos(D+
α +4/3φπ)= BoIo e 3/2 *
casct −−(1)となる。なお、 BO及びIo
は0−0における磁束密度及び電機子電流の最大値を示
している。この時、磁束密度Bと3相の各相電流が同期
しているとα=0°であり、 7cメ:3/2争B。Io・・・・・・・・・(2)と
なる。したかって、理想的な11ノ制御が行なわれる場
合は、同期電動機10の出力トルクTは磁束密度Bと′
市機二(電流Iの大きさにのみ関係することになる。こ
のため、たとえば磁束密度Bが一定であるとすれば、電
動機の出力トルクTは電機子電流Iの大きさにのみ依存
することになるので、直流電動機と同様な良好な制御性
を期待することができる。
の位置を0とし、電機子電流Iと磁束密度Bとの相対位
相をαとし、磁束密度Bがロータ12の位置θを中心に
余弦波分布をしていると仮定し、また各相電機子電流I
u−1wも文楽する磁束密度Bに同期した余弦波分布を
していると仮定した場合、 Tc(Bu 6 1u + Bv * lv + Bw
a Iw= B(、cos O・I(、cos(θ+
α)+ Ba cos(O+ 2/3s π) *1
0 cos(0+a + 2/3* g)十 Ba c
os(0+ 4/3 e w) aIo cos(D+
α +4/3φπ)= BoIo e 3/2 *
casct −−(1)となる。なお、 BO及びIo
は0−0における磁束密度及び電機子電流の最大値を示
している。この時、磁束密度Bと3相の各相電流が同期
しているとα=0°であり、 7cメ:3/2争B。Io・・・・・・・・・(2)と
なる。したかって、理想的な11ノ制御が行なわれる場
合は、同期電動機10の出力トルクTは磁束密度Bと′
市機二(電流Iの大きさにのみ関係することになる。こ
のため、たとえば磁束密度Bが一定であるとすれば、電
動機の出力トルクTは電機子電流Iの大きさにのみ依存
することになるので、直流電動機と同様な良好な制御性
を期待することができる。
しかしながら、このような従来の同期電動機10はロー
タ12に界磁巻線13を備えているため界磁損失が大き
く、界磁電流制御用の電力増幅器や制御回路が必要であ
り、また、界磁電流をロータ12側へ供給するためのス
リップリング又は回転トランス等が必要であるといった
欠点がある。さらに、同期電動機の界磁としてロータに
永久磁石を用いた場合には、永久磁石自体のコストが高
く、更に永久磁石を回転#1等に固定する必要があるた
めに構造的にも複雑で、この面からもコストか高くなり
、大容礒化が困難であるといった欠点がある。
タ12に界磁巻線13を備えているため界磁損失が大き
く、界磁電流制御用の電力増幅器や制御回路が必要であ
り、また、界磁電流をロータ12側へ供給するためのス
リップリング又は回転トランス等が必要であるといった
欠点がある。さらに、同期電動機の界磁としてロータに
永久磁石を用いた場合には、永久磁石自体のコストが高
く、更に永久磁石を回転#1等に固定する必要があるた
めに構造的にも複雑で、この面からもコストか高くなり
、大容礒化が困難であるといった欠点がある。
この場合、界磁の大きさが一定であるため、ステータ巻
線の誘起電圧は回転数に比例し、制御回転数にに限が生
じるといった欠点もある。この場合、界磁の大きさか一
定であるため、ステータ巻線の誘起電圧は回転数に比例
し、制御回転数に上限が生じるといった欠点もある。
線の誘起電圧は回転数に比例し、制御回転数にに限が生
じるといった欠点もある。この場合、界磁の大きさか一
定であるため、ステータ巻線の誘起電圧は回転数に比例
し、制御回転数に上限が生じるといった欠点もある。
よって、この発明の目的は[ユ述のような欠点のる。
以下にこの発明を説明する。
この発明の制御装置が対象とする同期電動機は、ステー
タに電機子巻線及び界磁巻線がそれぞれ巻回きれ、ロー
タが複数の磁極を有する磁性体材ネ2Iで成っているも
のであり、その制御装置はロータの位置及び回転速度を
検出するためのロータ位置検出手段及び速度検出手段と
1速度指令及び速度検出手段の検出速度の偏差を入力す
ると共に、ロータ位置検出手段の検出位置を入力して電
機子電流指令を形成する電機子電流指令手段と、検出速
度及び検出位置を入力して界磁電流指令を形成する界磁
電流指令手段と、電機子電流指令を人力して電機子巻線
に電機子電流を供給する電機子電流制御手段と、界磁電
流指令を入力して界磁8!1に界磁電流を供給する界磁
電流制御手段とを共えている。
タに電機子巻線及び界磁巻線がそれぞれ巻回きれ、ロー
タが複数の磁極を有する磁性体材ネ2Iで成っているも
のであり、その制御装置はロータの位置及び回転速度を
検出するためのロータ位置検出手段及び速度検出手段と
1速度指令及び速度検出手段の検出速度の偏差を入力す
ると共に、ロータ位置検出手段の検出位置を入力して電
機子電流指令を形成する電機子電流指令手段と、検出速
度及び検出位置を入力して界磁電流指令を形成する界磁
電流指令手段と、電機子電流指令を人力して電機子巻線
に電機子電流を供給する電機子電流制御手段と、界磁電
流指令を入力して界磁8!1に界磁電流を供給する界磁
電流制御手段とを共えている。
第4図はこの発明に適用することができる同期電動機3
0の構造例を集中巻で示すものであり、ステータ33に
は電機子巻線31と界磁巻線32とがそれぞれ巻回され
ている。そして、ステータ33内の空間にけ突極型の磁
性体材料(たとえばケイ素鋼板、磁性鋼帯、ソフトフェ
ライト等)で成る2極のロータ34か配設されている。
0の構造例を集中巻で示すものであり、ステータ33に
は電機子巻線31と界磁巻線32とがそれぞれ巻回され
ている。そして、ステータ33内の空間にけ突極型の磁
性体材料(たとえばケイ素鋼板、磁性鋼帯、ソフトフェ
ライト等)で成る2極のロータ34か配設されている。
また、電機子巻線31と界磁巻線32は第5図に示すよ
うに巻回されており、電機子巻線31のU相巻線は入力
端子u1から巻線11AP、 IJANを経て接続点N
Aに接続され、 V相巻線は入力端子Vlから巻線VA
P、 VANを経て接続点N^に接続され、讐相巻線は
入力端子Wlから巻線WAP 。
うに巻回されており、電機子巻線31のU相巻線は入力
端子u1から巻線11AP、 IJANを経て接続点N
Aに接続され、 V相巻線は入力端子Vlから巻線VA
P、 VANを経て接続点N^に接続され、讐相巻線は
入力端子Wlから巻線WAP 。
WANを経て接続点NAに接続されている。同様に、界
磁巻線32も電機子巻線31と同じように巻回されてお
り、 U相巻線は入力端子U2から巻線UFP、 UF
Nを経て接続点NFに接続され、 V相巻線は入力端子
v2から巻線VFP、 VFNを経て接続点NFに接続
され、W相巻線は入力端子讐2から巻線畦P、 WFN
を経て接続点NFに接続されている。なお、この図では
説明の便宜のために集中巻で示しているが、分布巻でも
よく、電機子巻線31及び界磁巻線32の巻線数は、通
常それぞれの電流ル制御回路の電源電圧が同し構成とな
っているので、はぼ同じ巻線数となる。また、巻線の太
さは電機子巻線31の方が太し)ことが多い。
磁巻線32も電機子巻線31と同じように巻回されてお
り、 U相巻線は入力端子U2から巻線UFP、 UF
Nを経て接続点NFに接続され、 V相巻線は入力端子
v2から巻線VFP、 VFNを経て接続点NFに接続
され、W相巻線は入力端子讐2から巻線畦P、 WFN
を経て接続点NFに接続されている。なお、この図では
説明の便宜のために集中巻で示しているが、分布巻でも
よく、電機子巻線31及び界磁巻線32の巻線数は、通
常それぞれの電流ル制御回路の電源電圧が同し構成とな
っているので、はぼ同じ巻線数となる。また、巻線の太
さは電機子巻線31の方が太し)ことが多い。
一方、第6図は同期電動機30のロータ34の構造例を
示すものであり、円柱状のロータ軸341の軸方向中央
部には両先端が湾曲した長形状のケイ素鋼板等の磁性体
材料板を積層して形成されたロータ磁極342が設けら
れており、このロータ磁極342の画先端部には軸方向
に整列されると共に、回転方向に穿設して貫通された複
数個の矩形状の穴343が設けられており、ロータ34
の磁気的な偏りを防ぐようになっている。
示すものであり、円柱状のロータ軸341の軸方向中央
部には両先端が湾曲した長形状のケイ素鋼板等の磁性体
材料板を積層して形成されたロータ磁極342が設けら
れており、このロータ磁極342の画先端部には軸方向
に整列されると共に、回転方向に穿設して貫通された複
数個の矩形状の穴343が設けられており、ロータ34
の磁気的な偏りを防ぐようになっている。
なお5 (−述の例ではステータの外側に電機子巻線3
1を、その内側に界磁巻線32を巻回して0るが、外側
に界磁巻線32を巻回し、その内側に電機1巻!131
を巻IQ+するようにしても良G)。また、上述では3
担の電機子巻線、界磁巻線として(、するが、4相以」
二の多相とすることも可能である。
1を、その内側に界磁巻線32を巻回して0るが、外側
に界磁巻線32を巻回し、その内側に電機1巻!131
を巻IQ+するようにしても良G)。また、上述では3
担の電機子巻線、界磁巻線として(、するが、4相以」
二の多相とすることも可能である。
一方、第7図は同期電動機の2極ロータの他の構造例を
示すものであり、ロータ34の磁気的な偏りを防ぐため
、スラスト方向に矩形もしくは台形状に穿設して貫通さ
れた穴344を、回転方向に整列して複数個設けており
、これにより磁気的な偏りを防11−するようにしてい
る。また、第8図t±4極ロータの構造例を示すもので
あり、この場合にも積層された十字状のケイ素鋼板等の
磁性体材料342Aの各先端部に回転方向に整列され、
スラスト方向に穿設された複数個の円形状の穴348を
設けることにより、ロータの磁気的な偏りを防ぐように
している。なお、突起347は後述する非磁性体材料を
固定するために設けられているものである。さらに、第
9図のロータ34Aは第7図のロータ34に対して回転
時の風抵抗を少なくするために、ロータの外側に円筒の
固定部材346を装着すると共に、薄板の円筒部劇34
Bと突極型ロータの積層板342との間の空間に合成樹
脂等の非磁性体材料345 を充填したものであり、こ
れによりロータ34Aの回転を円滑に行ない得るように
している。また、第10図の例も同様であり、第8図に
示す4極の突極型ロータ34の外側に薄板の円筒部材3
46を装着し、円筒部材346と突極型ロータの積層板
342Aとの間の空間部に非磁性体材料349を充填し
て、ロータ311Bの回転を円滑に行ない得るようにし
たものである。
示すものであり、ロータ34の磁気的な偏りを防ぐため
、スラスト方向に矩形もしくは台形状に穿設して貫通さ
れた穴344を、回転方向に整列して複数個設けており
、これにより磁気的な偏りを防11−するようにしてい
る。また、第8図t±4極ロータの構造例を示すもので
あり、この場合にも積層された十字状のケイ素鋼板等の
磁性体材料342Aの各先端部に回転方向に整列され、
スラスト方向に穿設された複数個の円形状の穴348を
設けることにより、ロータの磁気的な偏りを防ぐように
している。なお、突起347は後述する非磁性体材料を
固定するために設けられているものである。さらに、第
9図のロータ34Aは第7図のロータ34に対して回転
時の風抵抗を少なくするために、ロータの外側に円筒の
固定部材346を装着すると共に、薄板の円筒部劇34
Bと突極型ロータの積層板342との間の空間に合成樹
脂等の非磁性体材料345 を充填したものであり、こ
れによりロータ34Aの回転を円滑に行ない得るように
している。また、第10図の例も同様であり、第8図に
示す4極の突極型ロータ34の外側に薄板の円筒部材3
46を装着し、円筒部材346と突極型ロータの積層板
342Aとの間の空間部に非磁性体材料349を充填し
て、ロータ311Bの回転を円滑に行ない得るようにし
たものである。
次に、上述したような同期電動機30を制御するための
この発明の制御装置を第11図に一定して説明すると、
ロータ34にはロータ位16及び回転速度を検出するた
めの検出器4が接続され、ロータ位置検出回路5からの
ロータ位置信号−RPが’ilj機子電流子電流指令回
路2磁電流指令回路50に入力され、電機子電流指令回
路2からの電機子′耐流指令5AIu、 5AIv、
SATwを電機子電流制御回路40を経て電機子電流A
Iu、 Alマ、Alwとして電機子巻線31に供給す
るようになっており、界磁電流指令回路50からの界磁
電流指令5FIu、 5FIv、 SFIwを界磁電流
制御回路60を経て界磁電流F4u、 FIv、 Fl
wとして界磁′I!線32に供給するようになっている
。ここに、電機子電流指令回路2は第3図の構成と同様
であり、界磁電流指令回路50の詳細は第12図に示す
ような構成となっており、速度検出回路6からの速1隻
信+2 soは第13図に示すような特性を有する変換
回路51に人力され、その変換出力SDAがt算器55
U〜55Wに人力されるようになっている。すなわち、
変換回路51は入力速度信号SDが一定m Noより小
さい詩は一定の値S。全出力I7、一定値N0より大き
い場合は5DA=l/S[]の反比例曲線となっている
。したがって、ロータ34の回転速度Nが一定値N0よ
りも大きい場合、界磁磁束密度Bは界磁適度Vに反比例
するので、結局電動機の誘起電圧VはV = vB、Q
oCv−1/v −β−βとなり一定イブ1となる。
この発明の制御装置を第11図に一定して説明すると、
ロータ34にはロータ位16及び回転速度を検出するた
めの検出器4が接続され、ロータ位置検出回路5からの
ロータ位置信号−RPが’ilj機子電流子電流指令回
路2磁電流指令回路50に入力され、電機子電流指令回
路2からの電機子′耐流指令5AIu、 5AIv、
SATwを電機子電流制御回路40を経て電機子電流A
Iu、 Alマ、Alwとして電機子巻線31に供給す
るようになっており、界磁電流指令回路50からの界磁
電流指令5FIu、 5FIv、 SFIwを界磁電流
制御回路60を経て界磁電流F4u、 FIv、 Fl
wとして界磁′I!線32に供給するようになっている
。ここに、電機子電流指令回路2は第3図の構成と同様
であり、界磁電流指令回路50の詳細は第12図に示す
ような構成となっており、速度検出回路6からの速1隻
信+2 soは第13図に示すような特性を有する変換
回路51に人力され、その変換出力SDAがt算器55
U〜55Wに人力されるようになっている。すなわち、
変換回路51は入力速度信号SDが一定m Noより小
さい詩は一定の値S。全出力I7、一定値N0より大き
い場合は5DA=l/S[]の反比例曲線となっている
。したがって、ロータ34の回転速度Nが一定値N0よ
りも大きい場合、界磁磁束密度Bは界磁適度Vに反比例
するので、結局電動機の誘起電圧VはV = vB、Q
oCv−1/v −β−βとなり一定イブ1となる。
この結東、電動機30の高速回転時にも電動機1誘起電
圧Vはある一定値より大きくならないので、商用Tfi
、源で高速回転数まで制御することが可能となる。この
とき、もし、界磁電流FIu〜Fl賛か’iff動機3
0の回転速度Hに無関係に一定の場合、電動機誘起電圧
Vは回転速度Nに比例するので、電源′電圧を越えるよ
うな高速回転は制御不能となる。
圧Vはある一定値より大きくならないので、商用Tfi
、源で高速回転数まで制御することが可能となる。この
とき、もし、界磁電流FIu〜Fl賛か’iff動機3
0の回転速度Hに無関係に一定の場合、電動機誘起電圧
Vは回転速度Nに比例するので、電源′電圧を越えるよ
うな高速回転は制御不能となる。
さらに、ロータ位置検出回路5からのロー2位置性号R
Pは前述のようなメモリアドレス設定回路52に人力さ
れ、メモリアドレス設定回路52で設定されたアドレス
信号でメモリ530〜53Wに格納されているiF弦波
のディジタル値〆tを読出し、この読出されたロータ位
置に対応するディジタル値をOA変換器540〜54り
でアナログ信号に変換して、それぞれ乗算器55(1〜
55誓に入力するようになっている。したがって、この
界磁電流指令回路50は変換回路51を除いて前述の″
TjL機子電波指令回路2と同様な構成となっている。
Pは前述のようなメモリアドレス設定回路52に人力さ
れ、メモリアドレス設定回路52で設定されたアドレス
信号でメモリ530〜53Wに格納されているiF弦波
のディジタル値〆tを読出し、この読出されたロータ位
置に対応するディジタル値をOA変換器540〜54り
でアナログ信号に変換して、それぞれ乗算器55(1〜
55誓に入力するようになっている。したがって、この
界磁電流指令回路50は変換回路51を除いて前述の″
TjL機子電波指令回路2と同様な構成となっている。
そして、電機子電流制御回路40及び界磁電流制御回路
60は同一の構成となっており、ここでは界磁電流制御
回路60の構成例を第14図に示して説明すると、界磁
電流指令回路50からの界磁電流指令5FIu、 5F
Iv、 SFTwはそれぞれ減算器61U、 61V、
81W ニ入力され、変流器64U、 64V、 6
4實からのフィードバック電流で減算ξれ、その偏差が
pro増幅器821.62V、 82W ニ入力される
ようになっている。そして、PID増幅器62U〜B2
Wの増幅信号はそれぞれ電力増幅器83U〜63W−c
増幅され、その界磁電流FIu、 Flv、 F’1w
がそれぞれ界磁巻線32に供給されるようになっている
。同様に、電機子電流AIu−A1wも電機子電流制御
回路40で制御、増幅され、電機子巻線31に供給され
る。
60は同一の構成となっており、ここでは界磁電流制御
回路60の構成例を第14図に示して説明すると、界磁
電流指令回路50からの界磁電流指令5FIu、 5F
Iv、 SFTwはそれぞれ減算器61U、 61V、
81W ニ入力され、変流器64U、 64V、 6
4實からのフィードバック電流で減算ξれ、その偏差が
pro増幅器821.62V、 82W ニ入力される
ようになっている。そして、PID増幅器62U〜B2
Wの増幅信号はそれぞれ電力増幅器83U〜63W−c
増幅され、その界磁電流FIu、 Flv、 F’1w
がそれぞれ界磁巻線32に供給されるようになっている
。同様に、電機子電流AIu−A1wも電機子電流制御
回路40で制御、増幅され、電機子巻線31に供給され
る。
このような構成において、その動作を第15図(A)〜
(G)の波形図を参照して説明する。
(G)の波形図を参照して説明する。
第15図はロータ34の回転角θと、3相の界磁電流F
lu−FIwと、θ−〇の位置にあるU相巻線の磁束W
;度Buと、一定の電動機トルクを出力するときの3相
の電機子電流Alu〜AIwとの関係を示しており、ロ
ータ34に同期して回転する界磁磁束の大きさを一定と
する場合、界磁型mFIu、 FIv、FIWは同IN
(A)〜(C)のようになる。すなわち、Bc−C1u
f * 5InO+ Ivf*5in(θ −2/3・
π)+ Iwf a 5in(0−4/3 * π)=
I6 51nO@ sinθ−1o 5in(0−2
/3a m) m5in(0−2/3* w)−165
in(0−4/3@*) esln(θ−4/3 ・π
) = 1. 5in20 − To (sinθ−(−1
/2)−cosθeJT]/2) 2− (、) (s
inθ−(−1/2)−cosO・(−JT3/2)
) 2= 1(、5in20 − 16 (1/4 a
sin’ 0+ 2−F/4 sin θ a co
sO+3/4 cos2 θ )−IO(1/4 a
5in2 θ −2J”t/4 sinθ・cos θ+3/4cos
2 θ)= 6/4 m lo(sin2 θ +co
s2 θ) =3/2 To・・・・・・・・・ (3
) となり、界磁巻線32をステータ側に設けても突極型の
ロータ34に生ずる磁束密度Bは一定価となることが明
らかである。また、θ−0の位置にあるU相巻線UAP
の磁束密度Buは第11図(D)となり、電動機の出力
トルクTを一定とする場合、電機予電Ji仁AIu、
Alv、 Alvはそれぞれ第15図(E) 〜(G)
のようになり、電動機出力トルクTの可変は前述(1)
式及び(2)式が成立するので、電機予電tAj、A
I u 。
lu−FIwと、θ−〇の位置にあるU相巻線の磁束W
;度Buと、一定の電動機トルクを出力するときの3相
の電機子電流Alu〜AIwとの関係を示しており、ロ
ータ34に同期して回転する界磁磁束の大きさを一定と
する場合、界磁型mFIu、 FIv、FIWは同IN
(A)〜(C)のようになる。すなわち、Bc−C1u
f * 5InO+ Ivf*5in(θ −2/3・
π)+ Iwf a 5in(0−4/3 * π)=
I6 51nO@ sinθ−1o 5in(0−2
/3a m) m5in(0−2/3* w)−165
in(0−4/3@*) esln(θ−4/3 ・π
) = 1. 5in20 − To (sinθ−(−1
/2)−cosθeJT]/2) 2− (、) (s
inθ−(−1/2)−cosO・(−JT3/2)
) 2= 1(、5in20 − 16 (1/4 a
sin’ 0+ 2−F/4 sin θ a co
sO+3/4 cos2 θ )−IO(1/4 a
5in2 θ −2J”t/4 sinθ・cos θ+3/4cos
2 θ)= 6/4 m lo(sin2 θ +co
s2 θ) =3/2 To・・・・・・・・・ (3
) となり、界磁巻線32をステータ側に設けても突極型の
ロータ34に生ずる磁束密度Bは一定価となることが明
らかである。また、θ−0の位置にあるU相巻線UAP
の磁束密度Buは第11図(D)となり、電動機の出力
トルクTを一定とする場合、電機予電Ji仁AIu、
Alv、 Alvはそれぞれ第15図(E) 〜(G)
のようになり、電動機出力トルクTの可変は前述(1)
式及び(2)式が成立するので、電機予電tAj、A
I u 。
AIv、 Alwの大きさを変えることにより実現する
ことができる。この結果、第4図〜第6図に示す突極型
のロータの同期電動機は、従来の電磁石界磁型又は永久
磁石界磁型の同期電動機とほぼ同じ特性を看することに
なる。
ことができる。この結果、第4図〜第6図に示す突極型
のロータの同期電動機は、従来の電磁石界磁型又は永久
磁石界磁型の同期電動機とほぼ同じ特性を看することに
なる。
ところで、上述の制御装置では電機子′@流指令回路2
及び界磁電流指令回路5oを各相毎に並列に処理するよ
うにしているが、時分割によって直列に処理することも
Hf能である。第16図はその一例を界磁電流指令回路
5OAとして示すものであり、七磯子電流指令回路につ
いても同様に構成することかできる。すなわち、メモリ
530〜53Wで読出された正弦波データはそれぞれサ
ンプルボールド回路56U〜56Wに入力され、時分割
処理のタイミング信号t1〜t3で出力されるようにな
っており、出力されたタイミングの正弦波データのみが
DA変換器54でアナログ信号に変換される。そして、
DA変換器54からのアナログ信号と変換回路51から
の変換出力S[]Aとが乗算器55で乗算され、その乗
算された結果がサンプルボールド回路570〜57Wに
人力され乙。サンプルホールド回路57U〜57111
モタイミング信号t1〜t3で切換えられるので、切換
回路570〜57Wのいずれかから界磁電流指令SFI
が出力され、タイミング信号t1〜t3を順次入力する
ことにより、界磁電流指令SF r’u −SF Iw
が順次得られる。たとえば、タイミング信号t1が出力
されている場合には、メモリ53Uの内容に関連してU
相の界磁電流指令5FTuが得られ、タイミング信号t
2が出力されている場合には、メモリ53Vの内容に関
連してV相の界磁電流指令SFhが得られ、タイミング
信号t3が出力されている場合には、メモリ53Wの内
容に関連してW相の界磁電流指令SFIwか得られる。
及び界磁電流指令回路5oを各相毎に並列に処理するよ
うにしているが、時分割によって直列に処理することも
Hf能である。第16図はその一例を界磁電流指令回路
5OAとして示すものであり、七磯子電流指令回路につ
いても同様に構成することかできる。すなわち、メモリ
530〜53Wで読出された正弦波データはそれぞれサ
ンプルボールド回路56U〜56Wに入力され、時分割
処理のタイミング信号t1〜t3で出力されるようにな
っており、出力されたタイミングの正弦波データのみが
DA変換器54でアナログ信号に変換される。そして、
DA変換器54からのアナログ信号と変換回路51から
の変換出力S[]Aとが乗算器55で乗算され、その乗
算された結果がサンプルボールド回路570〜57Wに
人力され乙。サンプルホールド回路57U〜57111
モタイミング信号t1〜t3で切換えられるので、切換
回路570〜57Wのいずれかから界磁電流指令SFI
が出力され、タイミング信号t1〜t3を順次入力する
ことにより、界磁電流指令SF r’u −SF Iw
が順次得られる。たとえば、タイミング信号t1が出力
されている場合には、メモリ53Uの内容に関連してU
相の界磁電流指令5FTuが得られ、タイミング信号t
2が出力されている場合には、メモリ53Vの内容に関
連してV相の界磁電流指令SFhが得られ、タイミング
信号t3が出力されている場合には、メモリ53Wの内
容に関連してW相の界磁電流指令SFIwか得られる。
したがって、タイミング信号t1〜t3を高速度に切換
えることにより、並列処理した場合と同様な界磁電流指
令5FIu−3FIvを得ることができる。上述の各実
施例ではハードウェアの構成によって制御するようにし
ているが、コンピュータシステムのソフトウェアによっ
ても制御が可能である。
えることにより、並列処理した場合と同様な界磁電流指
令5FIu−3FIvを得ることができる。上述の各実
施例ではハードウェアの構成によって制御するようにし
ているが、コンピュータシステムのソフトウェアによっ
ても制御が可能である。
以トのようにこの発明に用いる同期電動機によれば、ロ
ータが突極型の磁性体材料で構成されており、スワンプ
リング等を介してロータへ電流を供給する必要がなくな
り、また機械的な接触部がなくなるので電動機の信頼性
を向1:することができる。また、界磁巻線がステータ
に巻回されているので、界磁巻線から発生する熱の省熱
が容易であり、電動機の小型化を実現することができる
。
ータが突極型の磁性体材料で構成されており、スワンプ
リング等を介してロータへ電流を供給する必要がなくな
り、また機械的な接触部がなくなるので電動機の信頼性
を向1:することができる。また、界磁巻線がステータ
に巻回されているので、界磁巻線から発生する熱の省熱
が容易であり、電動機の小型化を実現することができる
。
さらに、界磁巻線がステータに巻回されているので、ロ
ータ側にある場合に働く遠心力がなく、巻線の固定方法
が簡単になるといった利点がある。
ータ側にある場合に働く遠心力がなく、巻線の固定方法
が簡単になるといった利点がある。
さらに又、ロータに高価な永久磁石を用いる必要もない
ので、安価で構造な簡単な電動機を実現できると共に大
容品化も容易となる。しかも、この発明の制御装置によ
れば、従来の同期電動機と同様に制御することができる
。
ので、安価で構造な簡単な電動機を実現できると共に大
容品化も容易となる。しかも、この発明の制御装置によ
れば、従来の同期電動機と同様に制御することができる
。
第】図は従来の同期電動機の構造及びその制御装置の−
・例を示す構成図、第2図は従来の電磁石界磁式の同期
電動機の構造を示す図、第3図は第1図の一部の詳細回
路図、第4図はこの発明に適用することができる同期電
動機の構造例を示す図、第5図はその巻線の様子を示す
図、第6図は同期電動機のロータの構造例を示す斜視図
、第7図〜第10図はそれぞれロータの他の例を示す構
造図、第11図はこの発明の同期′電動機の構成例及び
その制御装置の一例を示す構成図、第12図及び第14
図はその一部詳細を示すブロック回路図、第13図は第
12図の一部回路の特性を示す図、第+51N(A)〜
(G)は第11図の動作例を示す波形図、第16図はこ
の発明の制御装置の他の例を示す一部ブロック図である
。 1・・・減算器、2・・・電機子電流指令回路、3・・
・電機子電源制御回路、4・・・検出器、5・・・ロー
タ位置検出回路、6・・・速度検出回路、7・・・界磁
電流指令回路、8・・・界磁電流制御回路、10・・・
同期電動機、11・・・電機子巻線、12・・・ロータ
、13・・・界磁巻線、30・・・回期電動機、31・
・・電機子′4線、32・・・界磁巻線、34、34A
、 34B・・・ロータ、40・・・電機子電流制御回
路、 50.5OA・・・界磁電流指令回路、60・・
・界磁電流制御回路。 出願人代理人 安 形 Ml 三 #74− 図 第 5 図 U2 UI V2 VI W7 Wf 第 7 図 第 θ ■ 第 6 図 弗 io 図 丁続補正書 3月27日 昭和58年拍半判羊 1.411件の表示 昭和58年特許願第182342号 2発明の名称 同期電動機の制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県名古屋市北区辻町1丁目32番地株式会社 犬
隈 鐵 工 所 4、代 理 人 東京都新宿区西新宿−丁[118番16号T?村ビル7
F 電話(348)?7057877 弁理士 安 形
雄 三 5、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」の
欄並びに図面 6、補旧の内容 (1)本願特許請s’1(T)範囲を下記の通り訂1■
する。 「特許請求の範囲 1、 ステータに電機子巻線及び界磁巻線ををそれぞれ
巻回され、ロータが複数の磁極を崩する突極型の磁性体
材料で成っている同期電動機の制i1’ll装置におい
て、前記ロータの位置及び回転速度を検出するだめのロ
ータ位置検出手段及び法度検出手段と、速度指令及び前
記速度検出手段の検出速度の偏差を入力すると共に、前
記ロータイ)”l置検出手没の検出位1みを入力して電
機イ電流指令を形成する電機子電流指令−L段と、前記
検出速度及び検出位置を入力して界磁電流指令を形成す
る界磁電流指令手段と、前記電機子電流指令を入力して
前記電機子巻線に電機予電が5を供給する電機子電流制
御手段と、前記界磁電流指令を入力して前記界磁巻線に
+JX耐電飾を供給する界磁電流制御手段とを、L!、
えたことを特徴とする同期電動機の制御装置。 2 前記?(L板子電流指令り段が、前記電機子巻線の
一由弦波データを格納しているメモリど、前記検出位置
に対応して前記メモリの11骨、波デ゛−夕を読出すた
めのアトし・スを設定するメモリアドレス設定回路と、
前記メモリから5)−;出された正弦波データをアナロ
グ信号に変換するためのDA変換器と、前記アナログ信
号を入力して前記偏差を乗算する乗算工■)・とで構成
されている#!41請求の範囲第1.IJ′1に記載の
同1!II Tit動機の制御装置。 3、’+iij記界磁′屯流指令手段が、前記電機子在
線二1L弦波データを格納している。メモリと、+11
1記検出イλシ置に対応して111f記メモリの正弦波
データを続出すためのアIZレスを殿′定するメモリア
ドレス設定回路と、前記メモリから読出された正弦波デ
ータをアナログ信号に変換するためのDA変換器と、前
記検出速度を所定関数tこ変換する変換回路と、前記ア
ナログ信号を人力して前記変換回路からの変換出力を重
連する乗算丁1とで構成されている特許請求の範囲第1
拍に記・戒の同1ll−屯動機の制御装置。 4、 前記界磁電流制御手段が、前記電機子巻線の」[
:、保液データを格納しているメモ1、)と、前記検出
イ☆置に対応[、て前記メモリの;I−弦岐子−夕を読
11゛、ずためのアドレスを、jq定するメモリアJ”
L−ス設定回路と、*ii+記lモリから読出された
tE、 ’+Q、波データをタイミンク的にp月v1え
て出力する鴛目j+’、 [<+l路と、この選+1回
路の出力をYナロノ4jXシに変換するt−ぬのDA変
換器と、前記検出速)Wを所定関数に変換する変換回路
と、前記アナログ信号を人力して前記変換回路からの変
換出力を乗算する乗ηお汐と、この乗幼壬工段の乗算結
果をタイミンク的に切換えて出力すピンプル ホールト゛回路とで構成されている特許請求の範囲第1
項に記載の同期電動機の制御装置。 51′iri記変換回路の関数が、所定速度までは−:
:r、’ 1ieiを保ち、前記所定速度以上の速度に
おいては反比例曲線となっている特51請:・ILの範
囲第3項又は第4項に記載の合、界r8の犬yさが一定
であるため、ステータ巻線の誘起電圧は回転数に比例し
、制御回転数に1−限が生じるとい一〕た欠点もある。 」を削除する。 (3)同、第18頁第1行乃至第14行にrBocIu
f*sinθ+Ivf*sin、(θ−2/3・x)十
Iwf *5in(θ −4/3 争 π )−I。 sir+O* 5inO−105in(θ−2/3φπ
5・5in(θ −2/3 拳 π)−1osin(θ
−4/3 e x) ・sin (θ −4/3 拳
π) ” Io 5in2 θ −16(sinθ−(−1/
2)−cosθ・、l’3/2) 2−1o (sin
θ’ (−1/2)−casf) e(−、r3/2)
) ”= I(、,5in20 −1(、(I/4
* 5in2 θ+ 2.ri/4 5in(7a c
os(11+3/a cos” θ )−1,(I/4
・5in20 − 2.r5/4 5irl 拳 cos θ + 3
/4CO82θ )= 6/4 ・ Io (sin’
0 + cos’ θ )=3/2T。 ・・・・・・・・・(3)」 とあるを rBCX、Iuf a sinθ + Ivf* 5i
n(0−2/3* vr)+Iwf昏5in(θ−4/
3帝π) =10sinθ拳sinθ+1Osin(0−2/3@
7r)*qin(θ−2/3會w)+l0sin(0−
4/Lg)・s i n C,θ−473−π) = 1.) 5in20 + l(、(sinθ −(
−1/2)−cos θ −J’%/2i ノ + !
、) (sin θ ’ (−1/2)−cosθ・(
−r3/2) ) ’ = l、) 5in2 0 + 10 (1/4 ・
sin 2 θ+ 2JE/4 sinθ* cosθ
+3/4’ cos2 θ)十1.(l/4#5in2
θ −2G/4 sinθ・cos O+ 3/4cos2
θ)−6/4 舎 ■。(sin2 θ +cos2
θ)=3/2I。 ・・・・・・・・・ (3)」 と袖11ニする。 (4)同 第20頁第5行の「ことができる。」の後に
「なお、電機子電流分Alu、ATv、A111による
起磁力は、突極型のロータ34の磁極方向と直交し、磁
気抵抗の大きな方向に起磁力が働くように制御されるの
で、電機子電流分AIu。 Alv、Ahによるノ井東・\の:影響は小さい。」を
挿入オる。 (5)同、第20頁第16行に[升〉プルホールド」と
あるを「選択」と補正する。 (8)同、第21頁第5行及び第6行に「切換回路」と
あるを「サンプルホールド回路」と補止する。 (7)同、第20第16行の「上述の各実施例」の前に
「よた、最近では東初型DA変換器を容易に入手するこ
とができるので、DA変換器と乗邊器とは1個の乗算型
DA変換器で実現することができる。さらに、+ii」
述の説明では電機子電流波形等をj]:弦波でのみ説明
したが、台形波等の正弦波に近似した波11βにても同
様の効果を得ることができる。」?挿入する。 (8)同、$22頁第9行に「ノ5熱」とあるを「放熱
」と補正する。 (9)同、第22頁第16行乃至第18行に[しかも、
この発明の制御襞間によれは、従来の同期電動機と同様
に制御することかできる。」とあるを「したか−〕で、
この発明のdVI御装置によれjオL述のような祈yI
Lな同1!Jl電動機を制御することができ、従来には
ないような[−記1種・マの効緊を得ることかできる。 」と補iE 4−る。 (10)本願添イ(1の嬶15[図(IT)及び第16
図を別紙の通り補正する。
・例を示す構成図、第2図は従来の電磁石界磁式の同期
電動機の構造を示す図、第3図は第1図の一部の詳細回
路図、第4図はこの発明に適用することができる同期電
動機の構造例を示す図、第5図はその巻線の様子を示す
図、第6図は同期電動機のロータの構造例を示す斜視図
、第7図〜第10図はそれぞれロータの他の例を示す構
造図、第11図はこの発明の同期′電動機の構成例及び
その制御装置の一例を示す構成図、第12図及び第14
図はその一部詳細を示すブロック回路図、第13図は第
12図の一部回路の特性を示す図、第+51N(A)〜
(G)は第11図の動作例を示す波形図、第16図はこ
の発明の制御装置の他の例を示す一部ブロック図である
。 1・・・減算器、2・・・電機子電流指令回路、3・・
・電機子電源制御回路、4・・・検出器、5・・・ロー
タ位置検出回路、6・・・速度検出回路、7・・・界磁
電流指令回路、8・・・界磁電流制御回路、10・・・
同期電動機、11・・・電機子巻線、12・・・ロータ
、13・・・界磁巻線、30・・・回期電動機、31・
・・電機子′4線、32・・・界磁巻線、34、34A
、 34B・・・ロータ、40・・・電機子電流制御回
路、 50.5OA・・・界磁電流指令回路、60・・
・界磁電流制御回路。 出願人代理人 安 形 Ml 三 #74− 図 第 5 図 U2 UI V2 VI W7 Wf 第 7 図 第 θ ■ 第 6 図 弗 io 図 丁続補正書 3月27日 昭和58年拍半判羊 1.411件の表示 昭和58年特許願第182342号 2発明の名称 同期電動機の制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 愛知県名古屋市北区辻町1丁目32番地株式会社 犬
隈 鐵 工 所 4、代 理 人 東京都新宿区西新宿−丁[118番16号T?村ビル7
F 電話(348)?7057877 弁理士 安 形
雄 三 5、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」の
欄並びに図面 6、補旧の内容 (1)本願特許請s’1(T)範囲を下記の通り訂1■
する。 「特許請求の範囲 1、 ステータに電機子巻線及び界磁巻線ををそれぞれ
巻回され、ロータが複数の磁極を崩する突極型の磁性体
材料で成っている同期電動機の制i1’ll装置におい
て、前記ロータの位置及び回転速度を検出するだめのロ
ータ位置検出手段及び法度検出手段と、速度指令及び前
記速度検出手段の検出速度の偏差を入力すると共に、前
記ロータイ)”l置検出手没の検出位1みを入力して電
機イ電流指令を形成する電機子電流指令−L段と、前記
検出速度及び検出位置を入力して界磁電流指令を形成す
る界磁電流指令手段と、前記電機子電流指令を入力して
前記電機子巻線に電機予電が5を供給する電機子電流制
御手段と、前記界磁電流指令を入力して前記界磁巻線に
+JX耐電飾を供給する界磁電流制御手段とを、L!、
えたことを特徴とする同期電動機の制御装置。 2 前記?(L板子電流指令り段が、前記電機子巻線の
一由弦波データを格納しているメモリど、前記検出位置
に対応して前記メモリの11骨、波デ゛−夕を読出すた
めのアトし・スを設定するメモリアドレス設定回路と、
前記メモリから5)−;出された正弦波データをアナロ
グ信号に変換するためのDA変換器と、前記アナログ信
号を入力して前記偏差を乗算する乗算工■)・とで構成
されている#!41請求の範囲第1.IJ′1に記載の
同1!II Tit動機の制御装置。 3、’+iij記界磁′屯流指令手段が、前記電機子在
線二1L弦波データを格納している。メモリと、+11
1記検出イλシ置に対応して111f記メモリの正弦波
データを続出すためのアIZレスを殿′定するメモリア
ドレス設定回路と、前記メモリから読出された正弦波デ
ータをアナログ信号に変換するためのDA変換器と、前
記検出速度を所定関数tこ変換する変換回路と、前記ア
ナログ信号を人力して前記変換回路からの変換出力を重
連する乗算丁1とで構成されている特許請求の範囲第1
拍に記・戒の同1ll−屯動機の制御装置。 4、 前記界磁電流制御手段が、前記電機子巻線の」[
:、保液データを格納しているメモ1、)と、前記検出
イ☆置に対応[、て前記メモリの;I−弦岐子−夕を読
11゛、ずためのアドレスを、jq定するメモリアJ”
L−ス設定回路と、*ii+記lモリから読出された
tE、 ’+Q、波データをタイミンク的にp月v1え
て出力する鴛目j+’、 [<+l路と、この選+1回
路の出力をYナロノ4jXシに変換するt−ぬのDA変
換器と、前記検出速)Wを所定関数に変換する変換回路
と、前記アナログ信号を人力して前記変換回路からの変
換出力を乗算する乗ηお汐と、この乗幼壬工段の乗算結
果をタイミンク的に切換えて出力すピンプル ホールト゛回路とで構成されている特許請求の範囲第1
項に記載の同期電動機の制御装置。 51′iri記変換回路の関数が、所定速度までは−:
:r、’ 1ieiを保ち、前記所定速度以上の速度に
おいては反比例曲線となっている特51請:・ILの範
囲第3項又は第4項に記載の合、界r8の犬yさが一定
であるため、ステータ巻線の誘起電圧は回転数に比例し
、制御回転数に1−限が生じるとい一〕た欠点もある。 」を削除する。 (3)同、第18頁第1行乃至第14行にrBocIu
f*sinθ+Ivf*sin、(θ−2/3・x)十
Iwf *5in(θ −4/3 争 π )−I。 sir+O* 5inO−105in(θ−2/3φπ
5・5in(θ −2/3 拳 π)−1osin(θ
−4/3 e x) ・sin (θ −4/3 拳
π) ” Io 5in2 θ −16(sinθ−(−1/
2)−cosθ・、l’3/2) 2−1o (sin
θ’ (−1/2)−casf) e(−、r3/2)
) ”= I(、,5in20 −1(、(I/4
* 5in2 θ+ 2.ri/4 5in(7a c
os(11+3/a cos” θ )−1,(I/4
・5in20 − 2.r5/4 5irl 拳 cos θ + 3
/4CO82θ )= 6/4 ・ Io (sin’
0 + cos’ θ )=3/2T。 ・・・・・・・・・(3)」 とあるを rBCX、Iuf a sinθ + Ivf* 5i
n(0−2/3* vr)+Iwf昏5in(θ−4/
3帝π) =10sinθ拳sinθ+1Osin(0−2/3@
7r)*qin(θ−2/3會w)+l0sin(0−
4/Lg)・s i n C,θ−473−π) = 1.) 5in20 + l(、(sinθ −(
−1/2)−cos θ −J’%/2i ノ + !
、) (sin θ ’ (−1/2)−cosθ・(
−r3/2) ) ’ = l、) 5in2 0 + 10 (1/4 ・
sin 2 θ+ 2JE/4 sinθ* cosθ
+3/4’ cos2 θ)十1.(l/4#5in2
θ −2G/4 sinθ・cos O+ 3/4cos2
θ)−6/4 舎 ■。(sin2 θ +cos2
θ)=3/2I。 ・・・・・・・・・ (3)」 と袖11ニする。 (4)同 第20頁第5行の「ことができる。」の後に
「なお、電機子電流分Alu、ATv、A111による
起磁力は、突極型のロータ34の磁極方向と直交し、磁
気抵抗の大きな方向に起磁力が働くように制御されるの
で、電機子電流分AIu。 Alv、Ahによるノ井東・\の:影響は小さい。」を
挿入オる。 (5)同、第20頁第16行に[升〉プルホールド」と
あるを「選択」と補正する。 (8)同、第21頁第5行及び第6行に「切換回路」と
あるを「サンプルホールド回路」と補止する。 (7)同、第20第16行の「上述の各実施例」の前に
「よた、最近では東初型DA変換器を容易に入手するこ
とができるので、DA変換器と乗邊器とは1個の乗算型
DA変換器で実現することができる。さらに、+ii」
述の説明では電機子電流波形等をj]:弦波でのみ説明
したが、台形波等の正弦波に近似した波11βにても同
様の効果を得ることができる。」?挿入する。 (8)同、$22頁第9行に「ノ5熱」とあるを「放熱
」と補正する。 (9)同、第22頁第16行乃至第18行に[しかも、
この発明の制御襞間によれは、従来の同期電動機と同様
に制御することかできる。」とあるを「したか−〕で、
この発明のdVI御装置によれjオL述のような祈yI
Lな同1!Jl電動機を制御することができ、従来には
ないような[−記1種・マの効緊を得ることかできる。 」と補iE 4−る。 (10)本願添イ(1の嬶15[図(IT)及び第16
図を別紙の通り補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 ステータに′電機子巻線及び界磁巻線をそれぞれ
巻回され、ロータが複数の磁極を有する突極型の磁性体
材料で成っている同期電動機の制御装置において、前記
ロータの位置及び回転速度を検出するためのロータ位置
検出手段及び速度検出手段と、速度指令及び前記速度検
出手段の検出速度の偏差を入力すると共に、前記ロータ
位置検出手段の検出位置を入力して電機子電流指令を形
成する電機子電流指令手段と、前記検出速度及υ検出位
置を入力して界磁電流指令を形成する界磁電流指令−L
段と、前記電機子電流指令を入力して前記電機子巻線に
電機子電流を供給する電機子電流制御手段と、前記界磁
電流指令を入力して前記界磁巻線に界磁電流を供給する
界磁電流制御手段とを具えたことを特徴とする同期電動
機の11ノ制御装置。 2、 前記電機子電流指令手段が、前記電機子巻線の相
数に応じた正弦波データを格納しているメモリと、前記
検出位置に対応して前記メモリの正弦波データを読出す
ためのアドレスを設定するメモリアドレス設定回路と、
前記メモリから読出された正弦波データをアナログ信号
に変換するためのDA変換器と、前記アナログ信号を入
力して前記偏差を乗算する乗算器とで構成されている特
許請求の範囲第1項に記載の同期電動機の制御装置。 3、 前記界磁電流指令手段が、前記電機子巻線の相数
に応じた正弦波データを格納しているメモリと、前記検
出位置に対応して前記メモリの正弦波データを読出すた
めのアドレスを設定するメモリアドレス設定回路と、前
記メモリから読出された正弦波データをアナログ信号に
変換するためのDA変換器と、前記検出速度を所定関数
に変換する変換回路と、前記アナログ信号を入力して前
記変換回路からの変換出力を乗算する乗算器とで構成さ
れている特許請求の範囲第1sr+に記載の同期電動機
の制御装置。 4、 前記界磁電流指令手段が、前記電機子巻線の相数
に応じた正弦波データを格納しているメモリと、前記検
出位置に対応して前記メモリの正弦波データを読出すた
めのアドレスを設定するメモリアドレス設定回路と、前
記メモリから読出された正弦波データをタイミング的に
切換えて出力するitのサンプルホールド回路と、この
第1のサンプルホールド回路の出力をアナログ信号に変
換するだめのOA変換器と、前記検出速度を所定関数に
変換する変換回路と、前記アナログ信号を入力して前記
変換回路からの変換出力を乗9する乗算器と、この乗算
器の乗算結果をタイミング的1こ切換えて出力する第2
のサンプルホールド回路とで構成されている特許請求の
範囲第1項に記載の同期電動機の制御装置。 5、 前記変換回路の関数が、所定速度までは一定植を
保ち、前記所定速度以上の速度においては反比例曲線と
なっている特許請求の範囲第3項又は第4項に記載の同
期電動機の制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58182342A JPH0681540B2 (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 同期電動機制御装置 |
GB08423651A GB2149587B (en) | 1983-09-29 | 1984-09-19 | Synchronous motors and control units thereof |
DE19843435303 DE3435303A1 (de) | 1983-09-29 | 1984-09-26 | Synchronmotor und dazugehoerige regeleinheit |
US06/935,188 US4743825A (en) | 1983-09-27 | 1986-11-26 | Synchronous motors and a control system thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58182342A JPH0681540B2 (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 同期電動機制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6074987A true JPS6074987A (ja) | 1985-04-27 |
JPH0681540B2 JPH0681540B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=16116629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58182342A Expired - Lifetime JPH0681540B2 (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-29 | 同期電動機制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0681540B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112532119A (zh) * | 2019-09-19 | 2021-03-19 | 丰田自动车株式会社 | 电动机的控制装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4951522A (ja) * | 1972-06-22 | 1974-05-18 | ||
JPS5317729A (en) * | 1976-07-31 | 1978-02-18 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Color photographic material containing color image antifading agent |
JPS5330718A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Hitachi Ltd | Controller for motor |
JPS53124720A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-31 | Toshiba Corp | Controller for synchronous motor |
JPS5439883A (en) * | 1977-06-14 | 1979-03-27 | Ambrosius Bernd | Safety device having locking function |
JPS5475524A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-16 | Toshiba Corp | Control device of synchronous motor |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58182342A patent/JPH0681540B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4951522A (ja) * | 1972-06-22 | 1974-05-18 | ||
JPS5317729A (en) * | 1976-07-31 | 1978-02-18 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Color photographic material containing color image antifading agent |
JPS5330718A (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-23 | Hitachi Ltd | Controller for motor |
JPS53124720A (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-31 | Toshiba Corp | Controller for synchronous motor |
JPS5439883A (en) * | 1977-06-14 | 1979-03-27 | Ambrosius Bernd | Safety device having locking function |
JPS5475524A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-16 | Toshiba Corp | Control device of synchronous motor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112532119A (zh) * | 2019-09-19 | 2021-03-19 | 丰田自动车株式会社 | 电动机的控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0681540B2 (ja) | 1994-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0181511B1 (en) | Servomotor control systems | |
US4743825A (en) | Synchronous motors and a control system thereof | |
JPS5850119B2 (ja) | 無整流子電動機の制御装置 | |
JPH07298685A (ja) | 多重巻線電動機の駆動システム | |
JPS6074987A (ja) | 同期電動機制御装置 | |
US4074174A (en) | Controlling apparatus for asynchronous motors with wound rotor | |
US3840790A (en) | Electronically commutated motor | |
JPH10243679A (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JPH0531394B2 (ja) | ||
JPS5923198B2 (ja) | 同期電動機の制御方式 | |
JP3042204B2 (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JPH0531393B2 (ja) | ||
JPS6096190A (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JP3114937B2 (ja) | モータ制御装置 | |
US3254285A (en) | Electrical machine | |
JPS614484A (ja) | リラクタンスモ−タの制御方式 | |
JPH01264551A (ja) | ブラシレス自励同期発電機 | |
JPS61135389A (ja) | ブラシレスモ−タ駆動装置 | |
JPS6227637B2 (ja) | ||
Joetten et al. | Sub-and super-synchronous cascade with current-source inverter | |
JPH06245575A (ja) | 交流電動機の制御方式 | |
JP2530297B2 (ja) | 交流発電装置 | |
JPS5961495A (ja) | 無整流子電動機の直列同期運転装置 | |
JPS6162391A (ja) | ブラシレス電動機の制御装置 | |
JPH056434B2 (ja) |