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JPH0480637B2 - - Google Patents
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JPH0480637B2 - - Google Patents

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JPH0480637B2
JPH0480637B2 JP57149229A JP14922982A JPH0480637B2 JP H0480637 B2 JPH0480637 B2 JP H0480637B2 JP 57149229 A JP57149229 A JP 57149229A JP 14922982 A JP14922982 A JP 14922982A JP H0480637 B2 JPH0480637 B2 JP H0480637B2
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clock pulse
generating means
sine wave
clock
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Takanobu Iwagane
Tooru Kai
Kenji Hara
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements 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
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/03Synchronous motors with brushless excitation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル式界磁極位置検出装置に関
し、特に、同期電動機の界磁極の位置をデジタル
的に検出するデジタル式界磁極位置検出装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital field pole position detection device, and more particularly to a digital field pole position detection device that digitally detects the position of a field pole of a synchronous motor. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

同期電動機の電機子に電流を通じると、電機子
の反作用による界磁φaが生ずる。電機子電流を
Ia、界磁をφ、界磁φと界磁φaとの位相差をr、
誘導起電力をEemf、誘導起電力Eemfと電機子電
流Iaとの位相差をψとすると、発生トルクτは、 τ=K・φ・Ia・cos(ψ) ψ+r=90゜ …(1) より、 τ=K1・φ・Ia・sin(r) …(2) ただし、K1は比例定数 で表わされる。
When a current is passed through the armature of a synchronous motor, a field φa is generated due to the armature's reaction. armature current
Ia, the field is φ, the phase difference between the field φ and the field φa is r,
If the induced electromotive force is Eemf, and the phase difference between the induced electromotive force Eemf and the armature current Ia is ψ, then the generated torque τ is: τ=K・φ・Ia・cos(ψ) ψ+r=90° …(1) , τ=K1・φ・Ia・sin(r)...(2) However, K1 is expressed as a proportionality constant.

従来、同期電動機のベクトル制御は、界磁極位
置検出器により界磁極の位置を検出し、界磁極と
同期した位相の正弦波の電流指令を発生し、この
電流指令で電流振幅を制御してトルク制御を行う
ことによりなされている。
Conventionally, vector control of a synchronous motor detects the position of the field pole using a field pole position detector, generates a sinusoidal current command with a phase synchronized with the field pole, and controls the current amplitude with this current command to generate torque. This is done through control.

すなわち、同期電動機のベクトル制御は、界磁
極の位置検出を行い、電機子電流Iaの位相を誘導
起電力Eemfとの位相と一致させ、上記(1)式にお
いてψ=0゜とするものである。したがつて、φを
一定とすれば、ベクトル制御された同期電動機の
発生トルクτ′は、 τ′=K1・φ・Ia・sin(r) =K2・Ia …(3) ただし、K2は比例定数 で表されるため、該発生トルクτ′は、電機子電流
Iaに比例する。また、電機子の反作用による界磁
φaは界磁φに作用せず、相互干渉を起こさない
ため、前記発生トルクτ′も最大となる。
In other words, vector control of a synchronous motor detects the position of the field pole, matches the phase of armature current Ia with the phase of induced electromotive force Eemf, and sets ψ=0° in equation (1) above. . Therefore, if φ is constant, the generated torque τ′ of a vector-controlled synchronous motor is: τ′=K1・φ・Ia・sin(r) =K2・Ia …(3) However, K2 is proportional Since it is expressed as a constant, the generated torque τ′ is equal to the armature current
Proportional to Ia. Furthermore, the field φa due to the reaction of the armature does not act on the field φ and does not cause mutual interference, so the generated torque τ' also becomes maximum.

なお、界磁極位置検出器としては、同期電動機
の極数と同一極数のレゾルバが必要である。
Note that the field pole position detector requires a resolver with the same number of poles as that of the synchronous motor.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来の界磁極位置検出
器では、レゾルバの信号処理回路がアナログ回路
で構成されているため、温度ドリフトおよびオフ
セツトの影響により、界磁極位置検出器の検出信
号が歪んでしまい、その結果、電流指令にも波形
歪みが生じ、トルクリツプルの原因となり、高精
度のベクトル制御ができないという問題がある。
However, in the conventional field pole position detector described above, the signal processing circuit of the resolver is composed of an analog circuit, so the detection signal of the field pole position detector is distorted due to the influence of temperature drift and offset. As a result, waveform distortion also occurs in the current command, causing torque ripple, and there is a problem that highly accurate vector control cannot be performed.

また、レゾルバの極数と同期電動機の極数とを
一致させなければならないため、同期電動機の極
数の種類に合わせて、多種類のレゾルバを使用し
なければならないという問題がある。
Furthermore, since the number of poles of the resolver and the number of poles of the synchronous motor must match, there is a problem in that many types of resolvers must be used depending on the type of number of poles of the synchronous motor.

本発明の目的は、ベクトル制御の高精度化およ
びレゾルバの種類の削減が図れるデジタル式界磁
極位置検出装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital field pole position detection device that can improve the accuracy of vector control and reduce the number of resolver types.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のデジタル式界磁極位置検出装置は、同
期電動機の界磁極の位置を検出する2極のレゾル
バと、 該レゾルバの励磁電圧と検出電圧の位相差に比
例したパルス幅をもつパルス信号を発生するパル
ス発生手段と、 クロツクパルスを発生するクロツクパルス発生
手段と、前記パルス信号および前記クロツクパル
スの論理積をとり、該パルス信号のパルス幅に比
例したクロツクパルス数をもつクロツクを発生す
るゲート手段と、 前記クロツクの前記クロツクパルス数をカウン
トするカウント手段と、 該カウント手段のカウント数が1つずつ大きく
なつたときに、前記同期電動機の界磁極数に対応
した周期の正弦波の波形信号を出力する正弦波波
形発生手段とを備える。
The digital field pole position detection device of the present invention includes a two-pole resolver that detects the position of a field pole of a synchronous motor, and a pulse signal that generates a pulse signal having a pulse width proportional to the phase difference between the excitation voltage of the resolver and the detected voltage. a clock pulse generating means for generating a clock pulse; a gate means for performing a logical product of the pulse signal and the clock pulse to generate a clock having a number of clock pulses proportional to the pulse width of the pulse signal; a sine wave waveform that outputs a sine wave waveform signal with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor when the count number of the counting means increases by one; generating means.

ここで、前記クロツクパルス発生手段が、前記
同期電動機の界磁極数に対応した周期のクロツク
パルスを発生する可変クロツクパルス発生手段で
あり、前記正弦波波形発生手段が、前記カウント
手段の出力信号によりアドレス指定される、所定
の周期の正弦波の波形信号が一周期分記憶された
メモリーと、該メモリーの出力信号をアナログ信
号に変換するデジタルアナログ変換手段とを含ん
でもよい。
Here, the clock pulse generating means is a variable clock pulse generating means for generating a clock pulse having a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor, and the sine wave waveform generating means is addressed by the output signal of the counting means. The memory may include a memory in which one cycle of a sine wave waveform signal having a predetermined cycle is stored, and a digital-to-analog conversion means for converting the output signal of the memory into an analog signal.

また、前記クロツクパルス発生手段が、所定の
周期のクロツクパルスを発生する固定クロツクパ
ルス発生手段であり、前記正弦波波形発生手段
が、前記カウント手段の出力信号によりアドレス
指定される、前記同期電動機の界磁極数に対応し
た周期の複数個の正弦波の波形信号が一周期分ず
つそれぞれ記憶されたメモリーと、該メモリーの
出力信号をアナログ信号に変換するデジタルアナ
ログ変換手段とを含んでもよい。
Further, the clock pulse generating means is a fixed clock pulse generating means for generating a clock pulse of a predetermined cycle, and the sine wave waveform generating means is a field pole number of the synchronous motor that is addressed by the output signal of the counting means. It may include a memory in which a plurality of sine wave waveform signals each having a cycle corresponding to the period are stored, and a digital-to-analog conversion means for converting the output signal of the memory into an analog signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図a,bはそれぞれ、本発明のデジタル式
界磁極位置検出装置の一実施例を用いた同期電動
機のベクトル制御を説明するための図である。
FIGS. 1a and 1b are diagrams for explaining vector control of a synchronous motor using an embodiment of the digital field pole position detection device of the present invention, respectively.

インバータ10が同期電動機11と電源との間
に配置されている。同期電動機11に接続された
2極のレゾルバ12は、レゾルバ励磁回路15に
より励磁される。第1の掛算器16aは、後述す
る信号処理回路14からβ相信号とトルク指令信
号出力装置(不図示)からのトルク指令信号t0
との掛算を行つて第1の電機子指令信号S1を出
力する。また、第2の掛算器16bは、信号処理
回路14からのα相信号とトルク指令信号t0と
の掛算を行つて第2の電機子指令信号S2を出力
する。電流制御回路17は、第1および第2の電
機子指令信号S1,S2をそれぞれ入力して、3
相の電機子電流指令信号を出力する。パルス幅変
調兼駆動回路(PWM及びベースドライバ)18
は、前記3相の電機子電流指令信号をそれぞれ入
力して、インバータ10に駆動信号群を出力す
る。
An inverter 10 is placed between the synchronous motor 11 and the power source. A two-pole resolver 12 connected to the synchronous motor 11 is excited by a resolver excitation circuit 15 . The first multiplier 16a receives a β-phase signal from a signal processing circuit 14 (described later) and a torque command signal t0 from a torque command signal output device (not shown).
, and outputs the first armature command signal S1. Further, the second multiplier 16b multiplies the α-phase signal from the signal processing circuit 14 by the torque command signal t0, and outputs the second armature command signal S2. The current control circuit 17 inputs the first and second armature command signals S1 and S2, respectively, and
Outputs phase armature current command signal. Pulse width modulation and drive circuit (PWM and base driver) 18
inputs the three-phase armature current command signals, respectively, and outputs a drive signal group to the inverter 10.

第1図bは、同期電動機11の一相分の誘導起
電力Eemfと、レゾルバ12の検出信号である、
同期電動機11の回転子位置に対応した電機子電
流基準信号波形(θ相)と、第1の電機子指令信
号S1との位相関係を示すグラフである。
FIG. 1b shows the induced electromotive force Eemf for one phase of the synchronous motor 11 and the detection signal of the resolver 12.
It is a graph showing the phase relationship between the armature current reference signal waveform (θ phase) corresponding to the rotor position of the synchronous motor 11 and the first armature command signal S1.

第1の電機子指令信号S1は、トルク指令信号
t0に応じて、同図図示,,に示すよう
に、振幅が変化する。第2の電機子指令信号S2
も同様である。
The amplitude of the first armature command signal S1 changes according to the torque command signal t0, as shown in FIG. Second armature command signal S2
The same is true.

レゾルバ位置検出回路13および信号処理回路
14は、本発明によるデジタル式界磁極位置検出
装置20を構成する。
The resolver position detection circuit 13 and the signal processing circuit 14 constitute a digital field pole position detection device 20 according to the present invention.

レゾルバ位置検出回路13は、第2図に示すよ
うに、レゾルバ12のの一方の励磁電圧Vαを第
1の矩形波Sαに変換する第1の波形整形回路W
1と、レゾルバ12の検出電圧Vθを第2の矩形
波Sθに変換する第2の波形整形回路W2と、第
1の矩形波Sαがラツチ入力端子に入力され、第
2の矩形波Sθがクリア入力端子に入力される、
励磁電圧Vαと検出電圧Vθとの位相差θに比例し
たパルス幅をもつパルス信号Pθを発生する1の
ラツチ回路LA1とからなる。ここで、位相差θ
は、レゾルバ12が2極の場合には、機械角と一
致する。
As shown in FIG. 2, the resolver position detection circuit 13 includes a first waveform shaping circuit W that converts one excitation voltage Vα of the resolver 12 into a first rectangular wave Sα.
1, a second waveform shaping circuit W2 that converts the detected voltage Vθ of the resolver 12 into a second rectangular wave Sθ, the first rectangular wave Sα is input to the latch input terminal, and the second rectangular wave Sθ is cleared. input to the input terminal,
It consists of one latch circuit LA1 that generates a pulse signal Pθ having a pulse width proportional to the phase difference θ between the excitation voltage Vα and the detection voltage Vθ. Here, the phase difference θ
When the resolver 12 has two poles, the angle corresponds to the mechanical angle.

信号処理回路14は、同期電動機11の界磁極
数に対応した周期のクロツクパルスCPを発生す
るクロツクパルス発生器CPAと、パルス信号Pθ
およびクロツクパルスCPの論理積をとり、パル
ス信号Pθのパルス幅に比例したクロツクパルス
数をもつクロツクsgを発生するゲート回路GT
と、クロツクsgのクロツクパルス数をカウントす
るカウンタ回路CTと、カウンタ回路CTの出力信
号d1を保持する第2のラツチ回路LA2と、第
2のラツチ回路LA2の出力信号d2(すなわち、
カウンタ回路CTの出力信号d1)によりアドレ
ス指定される、所定の周期の正弦波の波形信号が
一周期分記憶されたメモリーMEと、メモリー
MEの出力信号d3をアナログ信号に変換する
D/A(デジタルアナログ変換器)DAとからな
る。
The signal processing circuit 14 includes a clock pulse generator CPA that generates a clock pulse CP with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor 11, and a pulse signal Pθ.
A gate circuit GT that takes the AND of the clock pulses CP and CP and generates a clock sg with a number of clock pulses proportional to the pulse width of the pulse signal Pθ.
, a counter circuit CT that counts the number of clock pulses of the clock sg, a second latch circuit LA2 that holds the output signal d1 of the counter circuit CT, and an output signal d2 of the second latch circuit LA2 (i.e.,
A memory ME in which one cycle of a sine wave waveform signal with a predetermined cycle is stored, which is addressed by the output signal d1) of the counter circuit CT;
It consists of a D/A (digital-to-analog converter) DA that converts the ME output signal d3 into an analog signal.

ここで、カウンタ回路CTは、レゾルバ12の
励磁電圧Vαのゼロクロスのたびに、クロツクsg
のクロツクパルス数をカウントする。また、第2
の波形整形回路W2から出力される第2の矩形波
Sθがインバータ回路INを介してクリア端子に入
力されており、レゾルバ12の検出電圧Vθのゼ
ロクロスのたびに、カウンタ回路CTのイニシヤ
ライズが行われる。また、第2のラツチ回路LA
2は、メモリーMEからのデータ読み出しのタイ
ミングを合わせるためのものであり、第2のラツ
チ回路LA2の出力信号d2はメモリーMEのア
ドレス指定に用いられる。
Here, the counter circuit CT clocks sg every time the excitation voltage Vα of the resolver 12 crosses zero.
Count the number of clock pulses. Also, the second
The second rectangular wave output from the waveform shaping circuit W2 of
Sθ is input to the clear terminal via the inverter circuit IN, and the counter circuit CT is initialized every time the detection voltage Vθ of the resolver 12 crosses zero. Also, the second latch circuit LA
2 is for synchronizing the timing of reading data from the memory ME, and the output signal d2 of the second latch circuit LA2 is used for addressing the memory ME.

次に、レゾルバ位置検出回路13および信号処
理回路14の動作について、第3図および第4図
を参照して説明する。
Next, the operations of the resolver position detection circuit 13 and the signal processing circuit 14 will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.

レゾルバ12の励磁電圧Vαと検出電圧Vθと
は、第1および第2の波形整形回路W1,W2に
より第1および第2の矩形波Sα,Sθにそれぞれ
変換される(同図a〜d)。第1のラツチ回路LA
1は、第1の矩形波Sαの立上りでラツチされ、
第2の矩形波Sθでクリアされるため、レゾルバ
12の励磁電圧Vαと検出電圧Vθとの位相差θに
比例したパルス幅をもつパルス信号Pθが第1の
ラツチ回路LA1から出力される(同図e)。した
がつて、パルス信号PθとクロツクパルスCPとの
論理積をゲート回路GTでとることにより、パル
ス信号Pθのパルス幅(位相差θ)に比例したク
ロツクパルス数をもつクロツクsgが得られる(同
図f)。カウンタ回路CTは、第2の矩形波Sθの
立ち下がりでクリアされたのちクロツクsgのクロ
ツクパルス数をカウントするため、そのカウント
状態は同図gに示すようなものになる。カウンタ
回路CTの出力信号d1は、第2の矩形波Sθの立
ち上がり時に第2のラツチ回路LA2に保持され
る(同図h)。メモリーMEに記憶されている正
弦波の波形信号は、第1の矩形波Sαから必要な
回路(不図示)により作成された読み込み許可信
号RE(同図i)のタイミングで読み出される。
The excitation voltage Vα and the detection voltage Vθ of the resolver 12 are converted into first and second rectangular waves Sα and Sθ by first and second waveform shaping circuits W1 and W2, respectively (see a to d in the figure). First latch circuit LA
1 is latched at the rising edge of the first rectangular wave Sα,
Since it is cleared by the second rectangular wave Sθ, a pulse signal Pθ having a pulse width proportional to the phase difference θ between the excitation voltage Vα of the resolver 12 and the detection voltage Vθ is output from the first latch circuit LA1 (the same Figure e). Therefore, by calculating the AND of the pulse signal Pθ and the clock pulse CP using the gate circuit GT, a clock sg having a number of clock pulses proportional to the pulse width (phase difference θ) of the pulse signal Pθ can be obtained (see f in the same figure). ). Since the counter circuit CT counts the number of clock pulses of the clock sg after being cleared at the fall of the second rectangular wave Sθ, its counting state becomes as shown in g in the figure. The output signal d1 of the counter circuit CT is held in the second latch circuit LA2 at the rise of the second rectangular wave Sθ (h in the figure). The sine wave waveform signal stored in the memory ME is read out at the timing of a read permission signal RE (i in the figure) generated from the first rectangular wave Sα by a necessary circuit (not shown).

ここで、レゾルバ12の励磁周波数を2.5KHz、
クロツクパルスCPのクロツク周波数を2.56MHz
とし、カウンタ回路CTおよび第2のラツチ回路
LA2のビツト数をそれぞれ10ビツトとする。い
ま、レゾルバ12の励磁電圧Vαと(0.400ms=
1/2.5KHz)であるときには、パルス信号Pθの
パルス幅は0.400msとなるため、クロツクsgのク
ロツクパルス数は“1023”(=2.56MHz/2.5Hz)
となる。このときカウンタ回路CTのカウント数
も“1023”となる。すなわち、位相差θが0゜から
360゜まで変化すると、第4図bの直線で示すよ
うに、カウンタ回路CTのカウント数も“0”か
ら“1023”まで変化するため、同図cの曲線で
示すような1周期の正弦波の波形信号を1024に分
割してメモリーMEの各アドレスに記憶させてお
くことにより、カウンタ回路CTの出力信号d1
でアドレス指定してメモリーMEからデータを読
み出せば、一周期の正弦波の波形信号を得ること
ができる。
Here, the excitation frequency of the resolver 12 is 2.5KHz,
Set the clock frequency of clock pulse CP to 2.56MHz
and the counter circuit CT and the second latch circuit
Let the number of bits of LA2 be 10 bits each. Now, the excitation voltage Vα of the resolver 12 and (0.400ms=
1/2.5KHz), the pulse width of pulse signal Pθ is 0.400ms, so the number of clock pulses of clock sg is "1023" (=2.56MHz/2.5Hz).
becomes. At this time, the count number of the counter circuit CT also becomes "1023". In other words, if the phase difference θ is from 0°
When the angle changes to 360°, the count number of the counter circuit CT also changes from "0" to "1023" as shown by the straight line in Figure 4b, so a one-period sine wave as shown by the curve in Figure 4c By dividing the waveform signal into 1024 parts and storing them in each address of the memory ME, the output signal d1 of the counter circuit CT
If you specify an address and read data from the memory ME, you can obtain a one-cycle sine wave waveform signal.

また、クロツクパルスCPのクロツク周波数を
2倍の5.12MHzとすることにより、位相差θが0゜
から360゜まで変化すると、第4図bの直線で示
すように、カウンタ回路CTは“0”から“1023”
までを2回カウントするため、カウンタ回路CT
の出力信号d1でアドレス指定してメモリーME
からデータを読み出せば、同図cの曲線で示す
ように、2周期の正弦波の波形信号を得ることが
できる。したがつて、この場合には、4極の同期
電動機に対応させることができる。
Furthermore, by doubling the clock frequency of the clock pulse CP to 5.12MHz, when the phase difference θ changes from 0° to 360°, the counter circuit CT changes from “0” to 360°, as shown by the straight line in Figure 4b. “1023”
In order to count up to 2 times, the counter circuit CT
The address is specified using the output signal d1 of the memory ME.
If data is read out from , a two-cycle sine wave waveform signal can be obtained, as shown by the curve c in the same figure. Therefore, in this case, it can be made compatible with a four-pole synchronous motor.

さらに、クロツクパルスCPのクロツク周波数
を3倍の7.68MHzとすることにより、位相差θ
が0゜から360゜まで変化すると、第4図bの破線
で示すように、カウンタ回路CTは“0”から
“1023”までを3回カウントするため、カウンタ
回路CTの出力信号d1でアドレス指定してメモ
リーMEからデータを読み出せば、同図cの破線
で示すように、3周期の正弦波の波形信号を得
ることができる。したがつて、この場合には、6
極の同期電動機に対応させることができる。
Furthermore, by increasing the clock frequency of the clock pulse CP to 7.68MHz, the phase difference θ
When the angle changes from 0° to 360°, the counter circuit CT counts from “0” to “1023” three times as shown by the broken line in Figure 4b, so the address is specified by the output signal d1 of the counter circuit CT. By reading the data from the memory ME, it is possible to obtain a three-cycle sine wave waveform signal, as shown by the broken line in FIG. Therefore, in this case, 6
It can be made compatible with pole synchronous motors.

同様にして、クロツクパルスCPのクロツク周
波数をN倍とすることにより、N周期の正弦波の
波形信号を得ることができる。したがつて、任意
の極数の同期電動機に対応させることができる。
Similarly, by increasing the clock frequency of the clock pulse CP by N times, a sine wave waveform signal with N periods can be obtained. Therefore, it can be applied to a synchronous motor with any number of poles.

以上説明したデジタル式界磁極位置検出装置2
0では、同期電動機11の界磁極数に対応した周
期のクロツクパルスCPを発生するクロツクパル
ス発生器CPA(可変クロツクパルス発生器)と、
所定の周期の正弦波の波形信号が一周期分記憶さ
れたメモリーMEとを用いて、同期電動機11の
界磁極数に対応した周期の正弦波の波形信号を得
た。しかし、クロツクパルス発生器CPAの代わ
りに、所定の周期のクロツクパルスCP′を発生す
る固定クロツクパルス発生器を用い、また、メモ
リーMEの代わりに、カウンタ回路CTの出力信
号d1によりアドレス指定される、同期電動機1
1の界磁極数に対応した周期の複数個の正弦波の
波形信号が一周期分ずつそれぞれ記憶されたメモ
リーME′を用いても、同期電動機11の界磁極数
に対応した周期の正弦波の波形信号を得ることが
できる。
Digital field pole position detection device 2 explained above
0, a clock pulse generator CPA (variable clock pulse generator) that generates a clock pulse CP with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor 11;
A sine wave waveform signal with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor 11 was obtained using the memory ME in which one cycle of a sine wave waveform signal with a predetermined period was stored. However, instead of the clock pulse generator CPA, a fixed clock pulse generator that generates clock pulses CP' of a predetermined period is used, and instead of the memory ME, a synchronous motor is used which is addressed by the output signal d1 of the counter circuit CT. 1
Even if a memory ME′ in which a plurality of sine wave waveform signals with a period corresponding to the number of field poles of 1 is stored for one period each, a sine wave with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor 11 is used. A waveform signal can be obtained.

すなわち、メモリーME′に、図4Cに曲線〜
曲線で示した一周期分の正弦波の波形信号をそ
れぞれ記憶しておき、第2のラツチ回路LA2の
出力信号d2に応じて、同期電動機11の界磁極
数が2極のときには曲線で示した正弦波の波形
信号をメモリーME′から出力させ、同期電動機1
1の界磁極数が4極ののときには、曲線で示し
た正弦波の波形信号をメモリーME′から出力さ
せ、同期電動機11の界磁極数が6極のときには
曲線で示した正弦波の波形信号をメモリー
ME′から出力させることにより、所定の周期のク
ロツクパルスCP′を用いて発生さたクロツクsgカ
ウンタ回路CTのカウント数を“0”から“1023”
まで一回だけ連続して変化させて、同期電動機1
1の界磁極数に対応した周期の正弦波の波形信号
を得ることができる。
That is, in the memory ME', the curve ~
The waveform signals of one cycle of sine waves shown by the curves are stored respectively, and when the number of field poles of the synchronous motor 11 is 2, the waveform signals shown by the curves are stored according to the output signal d2 of the second latch circuit LA2. A sine wave waveform signal is output from memory ME', and the synchronous motor 1
When the number of field poles of synchronous motor 11 is 4 poles, a sine wave waveform signal shown by a curve is output from memory ME', and when the number of field poles of synchronous motor 11 is 6 poles, a sine wave waveform signal shown by a curve is output. the memory
By outputting from ME', the count number of the clock sg counter circuit CT generated using the clock pulse CP' of a predetermined period can be changed from "0" to "1023".
Synchronous motor 1
A sine wave waveform signal with a period corresponding to one field pole number can be obtained.

また、速度による位相角の誤差は、ソフト処理
により、カウンタ回路CTのプリセツトするよう
にすればよい。
Furthermore, the phase angle error due to speed may be preset in the counter circuit CT by software processing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、上述のとおり構成されているので、
次に示す効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above,
The following effects are achieved.

同期電動機のベクトル制御において、デジタル
式の界磁極位置検出ができ、マイコンを使用した
コントローラのデジタル化が可能となり、結果と
して高精度の同期電動機のベクトル制御が実現で
きる。
In vector control of synchronous motors, digital field pole position detection is possible, and the controller can be digitalized using a microcomputer, resulting in highly accurate vector control of synchronous motors.

また、2極のレゾルバを使用して、多極の同期
電動機の界磁極位置を検出することができるの
で、位置検出器としてのレゾルバは、2極のもの
1機種だけ準備すればよく、各種の極数をもつレ
ゾルバが不要になる。
Furthermore, since the field pole position of a multi-pole synchronous motor can be detected using a two-pole resolver, it is only necessary to prepare one model of two-pole resolver as a position detector. A resolver with a number of poles becomes unnecessary.

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

第1図は本発明のデジタル式界磁極位置検出装
置の一実施例を用いた同期電動機のベクトル制御
を説明するための図であり、aはシステム全体の
概略ブロツク図、bは誘導起電力Eemfと電機子
電流基準信号波形Sθと第1の電機子指令信号S
1または第2の電機子指令信号S2との位相関係
を示すグラフである。第2図は第1図に示したデ
ジタル式界磁極位置検出装置の一構成例を示す概
略ブロツク図である。第3図は第2図に示したデ
ジタル式界磁極位置検出装置の動作を説明するた
めのタイミングチヤートである、第4図は第2図
に示した信号処理回路の具体的動作を説明するた
めの図であり、aは概略ブロツク図、bはカウン
タ出力とレゾルバの位相差との関係を示すグラ
フ、cはD/A出力の波形信号とのレゾルバの位
相差との関係を示すグラフである。 10……インバータ、11……同期電動機、1
2……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……第1の掛算器、16b……第
2の掛算器、17……電流制御回路、18……パ
ルス幅変調兼駆動回路(PWM及びベースドライ
バ)、20……デジタル式界磁極位置検出装置、
W1……第1の波形整形回路、W2……第2の波
形整形回路、LA1……第1のラツチ回路、CPA
……クロツクパルス発生器、GT……ゲート回
路、CT……カウンタ回路、LA2……第2のラツ
チ回路、ME……メモリー、DA……D/A(デジ
タルアナログ変換器)、IN……インバータ回路、
t0……トルク指令信号、S1……第1の電機子
指令信号、S2……第2の電機子指令信号、
Eemf……誘導起電力、Vα……励磁電圧、Vθ…
…検出電圧、Sα……第1の矩形波、Sθ……第2
の矩形波、θ……位相差、Sθ……パルス信号、
CP……クロツクパルス、sg……クロツク、d1,
d2……出力信号。
FIG. 1 is a diagram for explaining vector control of a synchronous motor using an embodiment of the digital field pole position detection device of the present invention, in which a is a schematic block diagram of the entire system, and b is an induced electromotive force Eemf. , armature current reference signal waveform Sθ, and first armature command signal S
It is a graph showing the phase relationship with the first or second armature command signal S2. FIG. 2 is a schematic block diagram showing an example of the configuration of the digital field pole position detection device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the digital field pole position detection device shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a timing chart for explaining the specific operation of the signal processing circuit shown in FIG. 2. , where a is a schematic block diagram, b is a graph showing the relationship between the counter output and the resolver phase difference, and c is a graph showing the relationship between the D/A output waveform signal and the resolver phase difference. . 10...Inverter, 11...Synchronous motor, 1
2... Resolver, 13... Resolver position detection circuit, 14... Signal processing circuit, 15... Resolver excitation circuit, 16a... First multiplier, 16b... Second multiplier, 17... Current control Circuit, 18... Pulse width modulation and drive circuit (PWM and base driver), 20... Digital field pole position detection device,
W1...first waveform shaping circuit, W2...second waveform shaping circuit, LA1...first latch circuit, CPA
...Clock pulse generator, GT...gate circuit, CT...counter circuit, LA2...second latch circuit, ME...memory, DA...D/A (digital-to-analog converter), IN...inverter circuit ,
t0... Torque command signal, S1... First armature command signal, S2... Second armature command signal,
Eemf...Induced electromotive force, Vα...Exciting voltage, Vθ...
...detection voltage, Sα...first rectangular wave, Sθ...second
rectangular wave, θ...phase difference, Sθ...pulse signal,
CP...clock pulse, sg...clock, d1,
d2...Output signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 同期電動機の界磁極の位置を検出する2極の
レゾルバ12と、 該レゾルバ12の励磁電圧Vαと検出電圧Vθと
の位相差θに比例したパルス幅をもつパルス信号
Pθを発生するパルス発生手段W1,W2,LA1
と、 クロツクパルスCPを発生するクロツクパルス
発生手段CPAと、 前記パルス信号Pθおよび前記クロツクパルス
CPの論理積をとり、該パルス信号Pθのパルス幅
に比例したクロツクパルス数をもつクロツクsgを
発生するゲート手段GTと、 前記クロツクsgの前記クロツクパルス数をカウ
ントするカウント手段CTと、 該カウント手段CTのカウント数が1つずつ大
きくなつたときに、前記同期電動機の界磁極数に
対応した周期の正弦波の波形信号を出力する正弦
波波形発生手段とを備えたデジタル式界磁極位置
検出装置。 2 前記クロツクパルス発生手段CPAが、前記
同期電動機の界磁極数に対応した周期のクロツク
パルスを発生する可変クロツクパルス発生手段で
あり、 前記正弦波波形発生手段が、前記カウント手段
CTの出力信号d1によりアドレス指定される、
所定の周期の正弦波の波形信号が一周期分記憶さ
れたメモリーMEと、該メモリーMEの出力信号
d3をアナログ信号に変換するデジタルアナログ
変換手段DAとを含む特許請求の範囲第1項記載
のデジタル式界磁極位置検出装置。 3 前記クロツクパルス発生手段CPAが、所定
の周期のクロツクパルスを発生する固定クロツク
パルス発生手段であり、 前記正弦波波形発生手段が、前記カウント手段
CPの出力信号d1によりアドレス指定される、
前記同期電動機の界磁極数に対応した周期の複数
個の正弦波の波形信号が一周期分ずつそれぞれ記
憶されたメモリーと、該メモリーの出力信号をア
ナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段
とを含む特許請求の範囲第1項記載のデジタル式
界磁極位置検出装置。
[Claims] 1. A two-pole resolver 12 that detects the position of a field pole of a synchronous motor, and a pulse signal having a pulse width proportional to the phase difference θ between the excitation voltage Vα of the resolver 12 and the detection voltage Vθ.
Pulse generating means W1, W2, LA1 that generates Pθ
, a clock pulse generating means CPA that generates a clock pulse CP, and the pulse signal Pθ and the clock pulse.
gate means GT for calculating the AND of CP and generating a clock sg having a number of clock pulses proportional to the pulse width of the pulse signal Pθ; a counting means CT for counting the number of clock pulses of the clock sg; and a sine wave waveform generating means for outputting a sine wave waveform signal having a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor when the count number increases by one. 2. The clock pulse generating means CPA is a variable clock pulse generating means that generates a clock pulse with a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor, and the sine wave waveform generating means is a variable clock pulse generating means that generates a clock pulse having a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor, and the sine wave waveform generating means
Addressed by the output signal d1 of the CT,
Claim 1 includes a memory ME in which one cycle of a sine wave waveform signal with a predetermined cycle is stored, and digital-to-analog conversion means DA for converting the output signal d3 of the memory ME into an analog signal. Digital field pole position detection device. 3. The clock pulse generating means CPA is a fixed clock pulse generating means that generates a clock pulse of a predetermined period, and the sine wave waveform generating means is a fixed clock pulse generating means that generates a clock pulse of a predetermined period, and the sine wave waveform generating means is a fixed clock pulse generating means that generates a clock pulse of a predetermined period.
addressed by the output signal d1 of CP,
It includes a memory in which one cycle of a plurality of sine wave waveform signals each having a period corresponding to the number of field poles of the synchronous motor is stored, and a digital-to-analog conversion means for converting the output signal of the memory into an analog signal. A digital field pole position detection device according to claim 1.
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