JPH0646871B2 - AC synchronous motor driving method - Google Patents
AC synchronous motor driving methodInfo
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- JPH0646871B2 JPH0646871B2 JP59079357A JP7935784A JPH0646871B2 JP H0646871 B2 JPH0646871 B2 JP H0646871B2 JP 59079357 A JP59079357 A JP 59079357A JP 7935784 A JP7935784 A JP 7935784A JP H0646871 B2 JPH0646871 B2 JP H0646871B2
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- 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
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、交流同期モータに関し、特にその起動時の回
転方向を規制する方法に係る。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an AC synchronous motor, and more particularly to a method for regulating a rotation direction at the time of starting the AC synchronous motor.
従来技術 この種の交流同期モータの制御にマイクロコンピュータ
などが用いられており、その操作部としてリレーやリー
ドスイッチなどのスイッチング手段が用いられている。2. Description of the Related Art A microcomputer or the like is used to control this type of AC synchronous motor, and a switching means such as a relay or a reed switch is used as its operation unit.
一方、両方向回転形のインダクタ型交流同期モータで
は、停止時に、ロータが2つの安定な位置を取り得る状
態にある。そして、これに無方向性交番磁界が加わるた
め、起動時の回転方向が一定とならず、したがって逆転
防止手段が必要となる。On the other hand, in the bidirectional rotating inductor type AC synchronous motor, the rotor is in a state where it can take two stable positions when stopped. Then, since a non-directional alternating magnetic field is applied to this, the rotation direction at the time of starting is not constant, and therefore a reverse rotation preventing means is required.
機械的な逆転防止手段では、ロータが逆方向に回転した
ときには、数ステップの回転後に、逆転防止用のレバー
などによって、正方向への回転の矯正が行われる。この
ような起動では、立ち上がりの動作が不安定になりやす
く、またハンチング現像が発生しやすい。これらの現象
は、時間および位置制御の誤差となる。特に、ロータを
間欠的に回転させるときには、大きな誤差が現れる。In the mechanical reverse rotation prevention means, when the rotor rotates in the reverse direction, the rotation in the forward direction is corrected by the reverse rotation prevention lever or the like after several steps of rotation. With such startup, the rising operation is likely to be unstable and hunting development is likely to occur. These phenomena cause time and position control errors. Especially when the rotor is rotated intermittently, a large error appears.
発明の目的 ここに本発明の目的は、この種の交流同期モータの回転
の立ち上がりを安定化させ、そのロータの回転方向を電
気的な信号の操作により正確に規制することである。OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the present invention to stabilize the rising of the rotation of an AC synchronous motor of this kind and to accurately regulate the rotation direction of the rotor by operating an electric signal.
発明の概要 そこで本発明は、交流同期モータの起動前に、ステータ
の励磁巻線に直流電圧を印加し、まずロータを不安定状
態とし、その後に直流電圧を遮断することによって、ロ
ータを2つの安定位置のうちいずれかの安定位置に移行
させ、その後に起動のための交流電圧を印加するように
している。このような順次でステータの励磁巻線に電圧
が印加されると、ロータの回転方向は、いずれかの方向
に正確に規制できる。なお、そのロータの回転方向は、
起動直前の交流電圧の最初の極性を選択することによっ
て、いずれの方向にも設定できる。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, before starting the AC synchronous motor, a DC voltage is applied to the excitation winding of the stator to make the rotor in an unstable state first, and then the DC voltage is cut off. After shifting to one of the stable positions, an AC voltage for starting is applied after that. When a voltage is applied to the excitation winding of the stator in this order, the rotation direction of the rotor can be accurately regulated in either direction. The rotation direction of the rotor is
It can be set in either direction by selecting the initial polarity of the AC voltage immediately before activation.
発明の構成 以下、本発明の構成を図面に基づいて具体的に説明す
る。Configuration of the Invention Hereinafter, the configuration of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
まず、第1図は、交流同期モータ1の駆動回路2を示し
ている。この交流同期モータ1は、ステータ8および永
久磁石のロータ9を有している。また駆動回路2は、制
御用の4つのトランジスタ31、32、33、34によ
るブリッジ回路を構成しており、直流電源4に接続され
ている。そしてトランジスタ31、32は、トランジス
タ51、52によって制御される関係にあり、これらの
ベースに制御信号S1、S2、S3、S4が制御用のコ
ンピュータなどによって印加される。なお、抵抗器6、
7は、バイアス用または限流用のものである。First, FIG. 1 shows a drive circuit 2 of an AC synchronous motor 1. The AC synchronous motor 1 has a stator 8 and a permanent magnet rotor 9. Further, the drive circuit 2 constitutes a bridge circuit including four control transistors 31, 32, 33 and 34, and is connected to the DC power supply 4. The transistors 31 and 32 are controlled by the transistors 51 and 52, and control signals S1, S2, S3, and S4 are applied to their bases by a control computer or the like. In addition, the resistor 6,
Reference numeral 7 is for biasing or current limiting.
さて、他の制御信号S1、S4が共に、“L”レベルに
あって、他の制御信号S2、S3が“H”レベルにある
とき、トランジスタ31、33が共にオンの状態になる
ため、交流同期モータ1には実線で示す方向の電流が流
れる。By the way, when the other control signals S1 and S4 are both at the “L” level and the other control signals S2 and S3 are at the “H” level, both the transistors 31 and 33 are in the ON state. Current flows in the synchronous motor 1 in the direction indicated by the solid line.
また、制御信号S1、S4が“H”レベルで、他の制御
信号S2、S3が“L”レベルにあるとき、トランジス
タ32、34がオンの状態となるため、交流同期モータ
1には逆方向つまり点線で示す矢印方向に電流が流れ
る。このようなスイッチング動作によって、交流同期モ
ータ1に直流の電圧Vからの交流電圧V2が印加され
る。Further, when the control signals S1 and S4 are at the “H” level and the other control signals S2 and S3 are at the “L” level, the transistors 32 and 34 are turned on. That is, a current flows in the direction of the arrow indicated by the dotted line. By such a switching operation, the AC voltage V2 from the DC voltage V is applied to the AC synchronous motor 1.
次に、第2図は、本発明の駆動方法による電圧の変化を
時間tの時間軸上で示している。駆動の初期において、
所定の時間T1にわたって例えば正方向の直流電圧V1
が印加される。その後適当な時間T2をおいた後に、前
記のような制御によって、交流電圧V2が印加される。
上記直流電圧V1および交流電圧V2は、共に交流同期
モータ1のステータ8での励磁巻線に印加されるが、前
者の直流電圧V1は、静止状態のロータ9の回転位置を
不安定状態に規制するためのものであり、また後者の交
流電圧V2は、ロータ9の回転位置を規制した後に、所
定の回転方向で正規の回転速度で駆動するためのもので
ある。Next, FIG. 2 shows changes in voltage according to the driving method of the present invention on the time axis of time t. At the beginning of driving,
For example, the direct-current voltage V1 in the positive direction over a predetermined time T1
Is applied. Then, after an appropriate time T2, the AC voltage V2 is applied by the control as described above.
Both the DC voltage V1 and the AC voltage V2 are applied to the excitation winding in the stator 8 of the AC synchronous motor 1, but the former DC voltage V1 regulates the rotational position of the rotor 9 in a stationary state to an unstable state. The latter AC voltage V2 is for driving the rotor 9 at a regular rotation speed in a predetermined rotation direction after regulating the rotation position of the rotor 9.
発明の作用 次に、第3図を参照しながら、上記駆動方法による作用
を説明する。Operation of the Invention Next, the operation of the driving method will be described with reference to FIG.
第3図はステータ8の励磁極81、82、83とロータ
9の磁極N、Sの位置関係を示している。励磁極81、
82、83は、駆動時に、交互に異なる極性で着磁さ
れ、そのうちの補助的な励磁極83は、他の励磁極8
1、82と間隔つまり回転角上のピッチを異にし、リラ
クタンス分布をずらしている。具体的には、励磁極8
1、82を基準とすると、励磁極83は電気角で90°
ずらされている。またロータ9は、等間隔で、交互に異
なる極性で着磁されている。FIG. 3 shows the positional relationship between the exciting magnetic poles 81, 82 and 83 of the stator 8 and the magnetic poles N and S of the rotor 9. Excitation magnetic pole 81,
82 and 83 are alternately magnetized with different polarities at the time of driving, and the auxiliary exciting magnetic pole 83 among them is the other exciting magnetic pole 8
The reluctance distribution is shifted by changing the interval, that is, the pitch on the rotation angle from 1, 82. Specifically, the exciting magnetic pole 8
With reference to 1 and 82, the exciting magnetic pole 83 has an electrical angle of 90 °.
It has been staggered. The rotors 9 are magnetized at equal intervals and with different polarities.
励磁極81、82、83が励磁されていないとき、すな
わちロータ9が回転していないときには、ロータ9はロ
ータ磁極から出る磁束がステータの励磁極を通って隣合
うロータ磁極へ入ろうとするため、リタクタンスの最小
な位置またはの安定な位相で停止することになる。
ロータ9の位置とは、1つの磁極分だけ位相を異に
している。ロータ9は、この2つの位置およびの2
つの状態で安定し、したがって停止位置は、一定してい
ない。ここで、もし励磁極83が無ければ、ロータ磁極
の境界とステータの励磁極の中心が一致する位置でロー
タは停止するのであるが、励磁極83が有ると励磁極8
3の中心と、ロータ磁極境界が一致しようとする力が働
く結果、励磁極81、82の中心とロータの磁極境界が
一致した位置からやや右にずれた位置でロータは停止す
る事になる。この状態で直接交流電圧V2が印加される
と、上記ロータ9の位置またはの状態により、回転
方向は不安となる。When the exciting magnetic poles 81, 82, 83 are not excited, that is, when the rotor 9 is not rotating, the rotor 9 tries to enter the adjacent magnetic poles of the rotor through the exciting magnetic poles of the stator. It will stop at the minimum position of the reluctance or at a stable phase.
The position of the rotor 9 is different in phase by one magnetic pole. The rotor 9 has two positions and two
It is stable in two states and therefore the stop position is not constant. Here, if there is no exciting magnetic pole 83, the rotor stops at a position where the boundary of the rotor magnetic pole and the center of the exciting magnetic pole of the stator coincide with each other.
As a result of the force that the center of 3 and the magnetic pole boundary of the rotor try to coincide with each other, the rotor stops at a position slightly shifted to the right from the position where the center of the exciting magnetic poles 81 and 82 coincides with the magnetic pole boundary of the rotor. When the AC voltage V2 is directly applied in this state, the rotation direction becomes uncertain depending on the position of the rotor 9 or the state of.
しかし、本発明の駆動方法では、既に述べたように、駆
動の初期に直流電圧V1が印加されるから、回転方向が
一定となる。つまりこの直流電圧V1によって、ステー
タ8の励磁極81、82、83が、第3図の下方に示す
ような極性で着磁されると、ロータ9の回転位相は、磁
気吸引力および斥力との関係すなわちリラクタンスの分
布関係から、第3図の不安定な位置の状態となる。However, in the driving method of the present invention, as described above, since the DC voltage V1 is applied at the initial stage of driving, the rotation direction becomes constant. That is, when the exciting magnetic poles 81, 82, 83 of the stator 8 are magnetized by the DC voltage V1 with the polarities shown in the lower part of FIG. 3, the rotation phase of the rotor 9 becomes the magnetic attraction force and the repulsive force. From the relation, that is, the reluctance distribution relation, the state of the unstable position shown in FIG. 3 is obtained.
詳述すると、上記位置は、励磁極とロータ磁極は、相
反する極同志が引き合い励磁極81、82の中心とロー
タ磁極の中心がほぼ一致した位置で停止する。完全に一
致しないのは、ここでも励磁極83のピッチが電気角で
90°ずれているためで、ロータ磁極中心は励磁極8
1、82の中心に対してやや左寄りの位置で停止する。More specifically, at the above-mentioned position, the exciting magnetic pole and the rotor magnetic pole stop at a position where the centers of the exciting magnetic poles 81 and 82 and the center of the rotor magnetic pole are substantially aligned with each other due to the mutually opposing poles attracting each other. The reason why they do not completely match is that the pitch of the exciting magnetic poles 83 is deviated by an electrical angle of 90 °, and the center of the rotor magnetic poles is 8
Stop at a position slightly left of the center of 1, 82.
その後に、直流電圧V1がオフの状態にすると、上記の
通り励磁状態のとき、励磁極81、82と対向している
ロータ磁極は、やや左寄りにずれて位置しているので、
例えば励磁極81では、ロータのN極から出る磁束は、
励磁極81を介してこのN極の右隣のS極に入ろうとす
る結果、リラクタンスの分布関係からロータは図の左側
に力を受ける。また82、83も同様な理由から左側に
力を受ける結果、適当な時間T2をおくと、ロータは、
リアクタンスの分布関係から必ず位置の状態から第3
図の位置の位相に移行する。次に、交流電圧V2が所
定の極性で印加され、第3図の上方に括弧で示すよう
に、磁極81、82、83についてそれぞれN、S、N
極に着磁されると、ロータ9の回転方向は、第3図で示
す矢印方向に規制されることになる。したがって、ロー
タ9が停止の時点で位置または位置のいずれの位相
にあったとしても、ロータ9の回転方向は、正確に一方
向に規制されることになる。After that, when the DC voltage V1 is turned off, the rotor magnetic poles facing the excitation magnetic poles 81 and 82 are located slightly leftwardly displaced in the excited state as described above.
For example, in the exciting magnetic pole 81, the magnetic flux emitted from the N pole of the rotor is
As a result of attempting to enter the S pole to the right of the N pole via the exciting magnetic pole 81, the rotor receives a force on the left side of the drawing due to the reluctance distribution relationship. Further, as a result of 82 and 83 also receiving a force to the left for the same reason, after a proper time T2, the rotor is
From the reactance distribution relationship, the position must always be
The phase shifts to the position shown in the figure. Next, an AC voltage V2 is applied with a predetermined polarity, and N, S, and N are applied to the magnetic poles 81, 82, and 83, respectively, as shown in parentheses at the top of FIG.
When the poles are magnetized, the rotation direction of the rotor 9 is restricted in the arrow direction shown in FIG. Therefore, regardless of whether the rotor 9 is in the position or the phase at the time of the stop, the rotation direction of the rotor 9 is accurately regulated in one direction.
第4図は、時間T1、T2、T3との関係でロータ9の
安定な位置と不安定な位置の関係を示している。直
流電圧V1がオフの状態になったとき、すなわち時間T
2の期間で、ロータ9は、不安定な位置から安定な位
置に移動し、時間T3に入ると、点線で示すように、
振動しながら、やがて停止しようとする。ロータ9が移
動しいるとき、すなわち希望する回転方向への慣性がロ
ータ9に存在する間に、交流電圧V2が印加されると、
ロータ9の回転方向は、より安定した状態で規制される
ことになる。なお、ロータ9が希望する回転方向へ最も
近づいたとき、すなわち振動の初期のピークの時点で、
交流電圧V2が印加された場合においても、回転方向の
規制が可能となる。既に述べた時間T2は、上記の現象
を考慮しながら、交流同期モータ1の特性との関係で最
も最適な値に設定される。FIG. 4 shows the relationship between the stable position and the unstable position of the rotor 9 in relation to the times T1, T2, T3. When the DC voltage V1 is turned off, that is, time T
In the period of 2, the rotor 9 moves from the unstable position to the stable position, and when it enters the time T3, as shown by the dotted line,
While vibrating, he eventually tries to stop. When the AC voltage V2 is applied while the rotor 9 is moving, that is, while the inertia in the desired rotation direction is present in the rotor 9,
The rotation direction of the rotor 9 is regulated in a more stable state. When the rotor 9 comes closest to the desired rotation direction, that is, at the initial peak of vibration,
Even when the AC voltage V2 is applied, the rotation direction can be regulated. The time T2 already described is set to the most optimum value in relation to the characteristics of the AC synchronous motor 1 in consideration of the above phenomenon.
次に、第5図は、以上の説明とは、逆に方向にロータ9
を回転させるときの交流電圧V2の波形を示している。
ここでの交流電圧V2の初期の極性は、第2図の極性と
逆の関係になっているから、ロータ9の回転方向は、逆
方向に設定される。Next, FIG. 5 shows the rotor 9 in the direction opposite to the above description.
The waveform of the AC voltage V2 when rotating is shown.
Since the initial polarity of the AC voltage V2 here is opposite to the polarity shown in FIG. 2, the rotation direction of the rotor 9 is set to the opposite direction.
発明の応用分野 本発明の方法は、永久磁石型のロータ9の存在を前提と
しているが、このロータ9の着磁状態は、回転軸を中心
とする円周面上に形成されていてもよく、また回転軸と
直交する平面上に着磁されていてもよい。Field of Application of the Invention Although the method of the present invention is premised on the existence of the permanent magnet type rotor 9, the magnetized state of the rotor 9 may be formed on a circumferential surface centered on the rotation axis. Also, it may be magnetized on a plane orthogonal to the rotation axis.
発明の効果 本発明では、下記の特有の効果が得られる。EFFECTS OF THE INVENTION In the present invention, the following unique effects are obtained.
まず、第1に、起動時の立ち上がりが安定しているた
め、時間および位置制御等の誤差が少なく、特に間欠回
転時に於ける精度が高められる。第2に、起動初期での
ロータの位置制御が直流電圧によって行われるため、従
来の制御手段による周波数の変更によって簡単に対応で
きる。First of all, since the start-up at the time of start-up is stable, there are few errors in time and position control and the accuracy is improved especially during intermittent rotation. Secondly, since the position control of the rotor at the initial stage of start-up is performed by the DC voltage, it can be easily dealt with by changing the frequency by the conventional control means.
第1図は交流同期モータの駆動回路図、第2図は駆動電
圧の波形図、第3図はモータの位置関係を示す説明図、
第4図はロータの動作を示す説明図、第5図は駆動電圧
の波形を示す説明図である。 1…交流同期モータ、2…駆動回路、4…直流電源、8
…ステータ、9…ロータ、V1…直流電圧、V2…交流
電圧。FIG. 1 is a drive circuit diagram of an AC synchronous motor, FIG. 2 is a drive voltage waveform diagram, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship of the motor.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the rotor, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the waveform of the drive voltage. 1 ... AC synchronous motor, 2 ... Drive circuit, 4 ... DC power supply, 8
... Stator, 9 ... Rotor, V1 ... DC voltage, V2 ... AC voltage.
Claims (1)
る複数の磁極を有するロータと、このロータの磁極に対
向して設けられ、交互に異なる極性で励磁される励磁極
を有するステータとを備え、不安定状態で静止したロー
タが無励磁により一定方向へ動作する構成の交流動作モ
ータに於いて、上記励磁極は、隣合う他の励磁極の間隔
と比較して異なる補助的な励磁極を有し、上記ステータ
の励磁極を所定の時間だけ直流電圧により励磁して、上
記ロータを不安定状態としてから、その直流電圧の励磁
を切り、ロータを安定位置へ移行させ、その後に駆動用
交流電圧を印加することを特徴とする交流同期モータの
駆動方法。1. A rotor having a plurality of magnetic poles which are alternately magnetized with different polarities at equal intervals, and a stator having an exciting magnetic pole which is provided so as to face the magnetic poles of the rotor and is magnetized with alternating polarities. In an AC operating motor having a structure in which a rotor that is stationary in an unstable state is operated in a fixed direction by non-excitation, the exciting magnetic pole is different from the auxiliary magnetic pole that is different from the distance between other adjacent exciting magnetic poles. Having an exciting magnetic pole, the exciting magnetic pole of the stator is excited by a DC voltage for a predetermined time to make the rotor unstable, and then the DC voltage is turned off to move the rotor to a stable position. A method of driving an AC synchronous motor, characterized in that a driving AC voltage is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079357A JPH0646871B2 (en) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | AC synchronous motor driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079357A JPH0646871B2 (en) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | AC synchronous motor driving method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60226783A JPS60226783A (en) | 1985-11-12 |
| JPH0646871B2 true JPH0646871B2 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=13687643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079357A Expired - Lifetime JPH0646871B2 (en) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | AC synchronous motor driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646871B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6639371B2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-10-28 | Delphi Technologies, Inc. | Method and system for controlling start of a permanent magnet machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS539362B2 (en) * | 1972-11-20 | 1978-04-05 |
-
1984
- 1984-04-21 JP JP59079357A patent/JPH0646871B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60226783A (en) | 1985-11-12 |
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