JPS6074987A - 同期電動機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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　。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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　。

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。

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。

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。

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
。

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。

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
。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。