JP2008067599A - Method of control of reluctance motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリラクタンスモータの制御方法に関する。 The present invention relates to a reluctance motor control method.
低電流で大きなトルクが得られ、かつ小型化しやすいモータとして、3相電流を流すことで駆動されるリラクタンスモータが提案されている。 A reluctance motor that is driven by passing a three-phase current has been proposed as a motor that can obtain a large torque at a low current and is easy to be miniaturized.
当該リラクタンスモータは、各相の電流がそれぞれ流される複数の巻線を有する固定子と、当該固定子に対向して設けられる回転子とを備える。固定子において各相の電流を順に切り替えて流す制御(1相励磁)を実行することで、回転子は回転する。しかし、かかる制御では、リラクタンスモータに生じるリラクタンストルクを高めることが困難であった。 The reluctance motor includes a stator having a plurality of windings through which currents of respective phases flow, and a rotor provided to face the stator. The rotor rotates by executing control (one-phase excitation) in which the current of each phase is switched in order in the stator. However, with such control, it has been difficult to increase the reluctance torque generated in the reluctance motor.
そこで、3相電流のうち2相の電流を並行して流す制御(2相励磁)を採用することが提案されている。 Therefore, it has been proposed to employ control (two-phase excitation) in which two-phase currents of three-phase currents are caused to flow in parallel.
なお、本発明に関連する技術を以下に示す。 In addition, the technique relevant to this invention is shown below.
しかし、2相励磁を実行した場合、隣接する巻線の間で磁束が流れて、磁気飽和しやすくなるおそれがある。磁気飽和が生じると、リラクタンストルクを高めることが困難になる。 However, when two-phase excitation is performed, a magnetic flux flows between adjacent windings, which may easily cause magnetic saturation. When magnetic saturation occurs, it becomes difficult to increase the reluctance torque.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、磁気飽和を低減し、以ってリラクタンストルクを高めることが目的とされる。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to reduce magnetic saturation and thereby increase reluctance torque.
この発明の請求項1にかかるリラクタンスモータの制御方法は、所定の軸(91)を中心として回転可能であって、自身の外周側及び内周側のいずれか一方側にのみ突出する部分(111)の複数を有する磁性体の回転子(11)と、3相電流のうち第1の相電流(V)が流れる第1の巻線の複数(1211,1212)と、前記3相電流のうち第2の相電流(W)が流れる第2の巻線の複数(1221,1222)と、前記3相電流のうち第3の相電流(U)が流れる第3の巻線(1231,1232)の複数とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子(12)とを備え、前記第1乃至前記第3の巻線は、この順に、前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って繰り返し配置されるリラクタンスモータ(1,11)に対して、前記3相電流のいずれか二つの前記相電流のみが流され、当該二つの相電流の、前記一方側から見たときの流れの向きは、前記周方向において互いに隣接する巻線では互いに同じである。
The reluctance motor control method according to
この発明の請求項2にかかるリラクタンスモータの制御方法は、請求項1記載のリラクタンスモータの制御方法であって、前記第1の相電流(V)のみを流す第1の制御(C1)と、前記第2の相電流(W)のみを流す第2の制御(C2)と、前記第3の相電流(U)のみを流す第3の制御(C3)と、前記第3及び前記第1の相電流のみを流す第4の制御(C4)と、前記第1及び前記第2の相電流のみを流す第5の制御(C5)と、前記第2及び前記第3の相電流のみを流す第6の制御(C6)とのうち、当該制御によって生じるリラクタンストルク(T)が最大となるものが、前記回転子の回転角(θ)ごとに選択されて実行される。 A reluctance motor control method according to a second aspect of the present invention is the reluctance motor control method according to the first aspect, wherein the first control (C1) flows only the first phase current (V), A second control (C2) for flowing only the second phase current (W), a third control (C3) for flowing only the third phase current (U), the third and the first A fourth control (C4) for flowing only the phase current, a fifth control (C5) for flowing only the first and second phase currents, and a second control (C4) for flowing only the second and third phase currents. Among the six controls (C6), the one having the maximum reluctance torque (T) generated by the control is selected and executed for each rotation angle (θ) of the rotor.
この発明に請求項1にかかるリラクタンスモータの制御方法によれば、隣接する巻線のそれぞれには同じ向きに電流が流されるので、当該隣接する巻線の間には磁束が流れない。当該隣接する巻線の一方に生じた磁束は、当該巻線とは異なる向きに電流が流される巻線へと流れる。よって、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンストルクが高まる。 According to the reluctance motor control method of the first aspect of the present invention, current flows in the same direction in each of the adjacent windings, so that no magnetic flux flows between the adjacent windings. Magnetic flux generated in one of the adjacent windings flows to a winding in which a current flows in a direction different from that of the winding. Therefore, magnetic saturation is reduced, and thus the reluctance torque is increased.
この発明の請求項2にかかるリラクタンスモータの制御方法によれば、第1乃至第3の制御だけではリラクタンストルクを高めることが困難な回転角の領域においても、第4乃至第6の制御を選択的に実行することでリラクタンストルクを高めることができる。よって、リラクタンスモータの出力が高まる。
According to the reluctance motor control method according to
第1の実施の形態.
図1は、本実施の形態にかかるリラクタンスモータ1を概念的に示す。リラクタンスモータ1は、回転子11と固定子12とを備える。
First embodiment.
FIG. 1 conceptually shows a
回転子11は、所定の軸91を中心として回転可能であって、自身の外周側にのみ突出する部分111の複数を有する磁性体である。図1では、部分111が8つ設けられている。
The
固定子12は、第1及び第2の巻線1211,1212と、第3及び第4の巻線1221,1222と、第5及び第6の巻線1231,1232とを有し、回転子11に対して外周側から対向して設けられる。図1では、第1及び第2の巻線1211,1212、第3及び第4の巻線1221,1222、第5及び第6の巻線1231,1232はそれぞれ二つずつ設けられている。
The
第1及び第2の巻線1211,1212には3相電流の第1の相電流が流される。第3及び第4の巻線1221,1222には3相電流の第2の相電流が流される。第5及び第6の巻線1231,1232には3相電流の第3の相電流が流される。図1では、第1の相電流にV相の電流を、第2の相電流にW相の電流を、第3の相電流にU相の電流をそれぞれ採用した場合が示されている。
A first phase current of a three-phase current flows through the first and
第1、第3及び第5の巻線1211,1221,1231は、この順に所定の軸91の回りで周方向92に沿って隣接して配置される。第1の巻線1211は両端1211a,1211bを有し、第3の巻線1221は両端1221a,1221bを有し、第5の巻線1231は両端1231a,1231bを有する。そして、第1、第3及び第5の巻線1211,1221,1231はそれぞれ、一端1211a,1221a,1231aを起点として、内周側から見て時計回りの方向に巻回される。
The first, third and
第2、第4及び第6の巻線1212,1222,1232は、この順に周方向92に沿って隣接して配置される。第2の巻線1212は両端1212a,1212bを有し、第4の巻線1222は両端1222a,1222bを有し、第6の巻線1232は両端1232a,1232bを有する。そして、第2、第4及び第6の巻線1212,1222,1232はそれぞれ、一端1212a,1222a,1232aを起点として、内周側から見て時計回りとは反対方向に巻回される。
The second, fourth, and
後述するように、一端1211a,1212a,1221a,1222a,1231a,1232aはそれぞれ、直流電源Vの高電位側に接続される。すなわち、第1、第3及び第5の巻線1211,1221,1231には、内周側から見て時計回りの方向に電流が流れる。よって、これらの巻線1211,1221,1231のいずれにおいても、磁束は内周側から外周側へと流れる。
As will be described later, the one ends 1211a, 1212a, 1221a, 1222a, 1231a, and 1232a are connected to the high potential side of the DC power supply V, respectively. That is, current flows through the first, third, and
他方、第2、第4及び第6の巻線1212,1222,1232には、内周側から見て時計回りとは反対方向に電流が流れる。よって、これらの巻線1212,1222,1232のいずれにおいても、磁束は外周側から内周側へと流れる。
On the other hand, a current flows through the second, fourth, and
以上より、リラクタンスモータ1によれば、第1及び第3の相電流(V相及びU相の電流)のいずれか一方、及び第2の相電流(W相の電流)のみを並行して流した場合においては、第3の巻線1221と、これに周方向92に沿って隣接する第1及び第5の巻線1211,1231との間には磁束が流れない。また、第4の巻線1222と、これに周方向92に沿って隣接する第2及び第6の巻線1212,1232との間にも磁束が流れない。第3の巻線1221で生じた磁束は、第2、第4及び第6の巻線1212,1222,1232のいずれか少なくとも一つへと流れる。また、第4の巻線1222で生じた磁束は、第1、第3及び第5の巻線1211,1221,1231のいずれか少なくとも一つへと流れる。よって、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンストルクが高まる。
From the above, according to the
なお、回転子11は、自身の内周側にのみ突出する部分111の複数を有する磁性体であっても良い。この場合、固定子12は、回転子11に対して内周側から対向して設けられる。
The
図2は、リラクタンスモータ1に生じるリラクタンストルクTの、回転角θに対する変化をグラフ101〜103で示す。グラフ101は、第1の相電流(V相の電流)及び第3の相電流(U相の電流)のみを並行して流す制御C4が実行された場合を示す。グラフ102は、第1の相電流(V相の電流)及び第2の相電流(W相の電流)のみを並行して流す制御C5が実行された場合を示す。グラフ103は、第2の相電流(W相の電流)及び第3の相電流(U相の電流)のみを並行して流す制御C6が実行された場合を示す。なお、制御C4〜C6は「2相励磁」と通称されている。
FIG. 2 shows changes in the reluctance torque T generated in the
ここで、回転子11の回転位置と回転角θとの関係については次のとおりである。回転角θが0°のときには、ある部分111が、第1及び第2の相電流(V相及びW相の電流)が流される巻線1211,1221(1212,1222)であって周方向92において隣接するものの中間A1に位置する。回転角θが15°のときには、ある部分111が、第2及び第3の相電流(W相及びU相の電流)が流される巻線1221,1231(1222,1232)であって周方向92において隣接するものの中間A2に位置する。回転角θが30°のときには、ある部分111が、第3及び第1の相電流(U相及びV相の電流)が流される巻線1231,1211(1232,1212)であって周方向92において隣接するものの中間A3に位置する。後述する図6乃至図9においても同様である。
Here, the relationship between the rotation position of the
グラフ101は、回転角θに対して45°の周期を有する。これは、回転子11が45°回転するごとに、部分111が中間A1に位置するからである。グラフ102,103も同様に、回転角θに対して45°の周期を有する。
The
そして、グラフ101では、回転角θが0°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ1のときに、リラクタンストルクTが最大となる。グラフ102では、回転角θが15°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ2のときに、リラクタンストルクTが最大となる。グラフ103では、回転角θが30°から回転方向とは反対方向へとずれた角度θ3のときに、リラクタンストルクTが最大となる。
In the
図2では、グラフ201〜203も示されている。グラフ201〜203は、図1に示されるリラクタンスモータ1において第3の巻線1221が、一端1221aを起点として、内周側から見て時計回りと反対方向に巻回され、第4の巻線1222が、一端1222aを起点として、内周側から見て時計回りの方向に巻回されたリラクタンスモータ11に対して、それぞれ制御C4〜C6を実行した場合を示す。なお、リラクタンスモータ11は、図3に示されている。
In FIG. 2,
グラフ102とグラフ202とを比較すれば、リラクタンスモータ1において制御C5を実行することで、少なくとも回転角θが角度θ4〜θ5の範囲において、リラクタンストルクTが大きくなることがわかる。これは、リラクタンスモータ1では制御C5を実行しても、周方向92において隣接する第1の巻線1211と第3の巻線1221との間、及び第2の巻線1212と第4の巻線1222との間には磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少するからである。一方、リラクタンスモータ11で制御C5を実行すると、当該第1及び第3の巻線1211,1221の間、及び当該第2及び第4の巻線1212,1222の間に磁束が流れる。
Comparing the
グラフ103とグラフ203とを比較することで、リラクタンスモータ1において制御C6を実行することで、少なくとも回転角θが角度θ6〜θ7の範囲において、リラクタンストルクTが大きくなることがわかる。これは、リラクタンスモータ1では制御C6を実行しても、周方向92において隣接する第3の巻線1221と第5の巻線1231との間、及び第4の巻線1222と第6の巻線1232と間には磁束が流れず、以って磁気抵抗が減少するからである。一方、リラクタンスモータ11で制御C6を実行すると、当該第3及び第5の巻線1221,1231の間、及び当該第4及び第6の巻線1222,1232の間に磁束が流れる。
By comparing the
グラフ101とグラフ201とを比較すれば、両者は一致していることがわかる。これは、リラクタンスモータ1で制御C4を実行しても、磁束の流れ方が、リラクタンスモータ11で制御C1を実行した場合と同じであるからである。すなわち、リラクタンスモータ1,11のいずれにおいても制御C4を実行すると、周方向92において隣接する第1の巻線1211と第5の巻線1231との間、及び第2の巻線1212と第6の巻線1232との間に磁束が流れる。
Comparing the
図4は、リラクタンスモータ1を制御する制御部2を概念的に示す。制御部2は、一対の入力端子241,242と、出力端子211,212,221,222,231,232と、スイッチS1〜S6と、ダイオードDi1〜Di6とを有する。図4では、制御部2に電源を供給する直流電源Vも示されている。
FIG. 4 conceptually shows the
スイッチS1,S3,S5はそれぞれ、出力端子211,221,231と入力端子241との間に接続される。スイッチS2,S4,S6はそれぞれ、出力端子212,222,232と入力端子242との間に接続される。なお図4では、スイッチS1〜S6のそれぞれにトランジスタを採用した場合が示されている。
The switches S1, S3, and S5 are connected between the
ダイオードDi1,Di3,Di5はそれぞれ、カソードが出力端子211,221,231に接続され、アノードが入力端子242に接続される。ダイオードDi2,Di4,Di6はそれぞれ、アノードが出力端子212,222,232に接続され、カソードが入力端子241に接続される。
Each of the diodes Di1, Di3, and Di5 has a cathode connected to the
制御部2に対して、直流電源V、第1及び第2の巻線1211,1212、第3及び第4の巻線1221,1222、第5及び第6の巻線1231,1232はそれぞれ以下のように接続される。
For the
直流電源Vについては、その高電位側が入力端子241に、低電位側が入力端子242にそれぞれ接続される。
Regarding the DC power source V, the high potential side is connected to the
第1及び第2の巻線1211,1212についてはそれぞれ、一端1211a,1212aが出力端子211側に接続され、他端1211b,1212bが出力端子212側に接続される。
For the first and
図5は、第1及び第2の巻線1211,1212の出力端子211,212の間での接続関係を例示する。第1の巻線1211同士、及び第2の巻線1212同士はそれぞれ、出力端子211,212の間で並列に接続されている。第1の巻線1211と第2の巻線1212とは、出力端子211,212の間で直列に接続されている。
FIG. 5 illustrates the connection relationship between the
第3及び第4の巻線1221,1222についてはそれぞれ、一端1221a,1222aが出力端子221側に接続され、他端1221b,1222bが出力端子222側に接続される。例えば、第3及び第4の巻線1221,1222は、出力端子221,222の間において、第1及び第2の巻線1211,1212と同様の関係で接続される(図5)。
For the third and
第5及び第6の巻線1231,1232についてはそれぞれ、一端1231a,1232aが出力端子231側に接続され、他端1231b,1232bが出力端子232側に接続される。例えば、第5及び第6の巻線1231,1232は、出力端子231,232の間において、第1及び第2の巻線1211,1212と同様の関係で接続される(図5)。
For the fifth and
上述した内容についてスイッチS1〜S6に関しては、次のように把握することができる。つまり、スイッチS1,S2はそれぞれ、入力端子241,242の間で第1及び第2の巻線1211,1212のいずれとも直列に接続される。スイッチS3,S4はそれぞれ、入力端子241,242の間で第3及び第4の巻線1221,1222のいずれとも直列に接続される。スイッチS5,S6はそれぞれ、入力端子241,242の間で第5及び第6の巻線1231,1232のいずれとも直列に接続される。
Regarding the contents described above, the switches S1 to S6 can be grasped as follows. That is, the switches S1 and S2 are connected in series with both the first and
スイッチS1,S2の両方をオンに制御することで、第1の相電流(V相の電流)が流れる。スイッチS3,S4の両方をオンに制御することで、第2の相電流(W相の電流)が流れる。スイッチS5,S6の両方をオンに制御することで、第3の相電流(U相の電流)が流れる。 By controlling both switches S1 and S2 to be on, the first phase current (V-phase current) flows. By controlling both switches S3 and S4 to be on, a second phase current (W-phase current) flows. By controlling both switches S5 and S6 to be on, a third phase current (U-phase current) flows.
よって、制御C4は、スイッチS1,S2及びスイッチS5,S6のそれぞれをオンに制御することで実行される。制御C5は、スイッチS1,S2及びスイッチS3,S4のそれぞれをオンに制御すること実行される。制御C6は、スイッチS3,S4及びスイッチS5,S6のそれぞれをオンに制御することで実行される。なお制御C4〜C6と、スイッチS1〜S6の切替えとの関係は、例えば後述する図8に示されている。 Therefore, the control C4 is executed by controlling each of the switches S1 and S2 and the switches S5 and S6 to be on. The control C5 is executed by controlling each of the switches S1, S2 and the switches S3, S4 to be on. The control C6 is executed by controlling each of the switches S3 and S4 and the switches S5 and S6 to be on. The relationship between the controls C4 to C6 and the switching of the switches S1 to S6 is shown in FIG.
制御部2において、ダイオードDi1〜Di6はなくても、上述したのと同様の制御が実行できる。具体的には、スイッチS1,S2のいずれか一方のみが、入力端子241,242の間で第1及び第2の巻線1211,1212と直列に接続される。同様に、スイッチS3,S4のいずれか一方のみが、入力端子241,242の間で第3及び第4の巻線1221,1222と直列に接続され、スイッチS5,S6のいずれか一方のみが、入力端子241,242の間で第5及び第6の巻線1231,1232と直列に接続される。
In the
第2の実施の形態.
リラクタンスモータ1に対して制御部2は、例えば次のような制御を実行することができる。すなわち、制御部2は、第1の相電流(V相の電流)のみを第1及び第2の巻線1211,1212に流す制御C1、第2の相電流(W相の電流)のみを第3及び第4巻線1221,1222に流す制御C2、及び第3の相電流(U相の電流)のみを第5及び第6の巻線1231,1231に流す制御C3をそれぞれ実行することができる。なお、制御C1〜C3は「1相励磁」と通称されている。
Second embodiment.
For example, the
図6は、リラクタンスモータ1に生じるリラクタンストルクTの、回転角θに対する変化をグラフ301〜303で示す。グラフ301は制御C1のみを実行した場合を、グラフ302は制御C2のみを実行した場合を、グラフ303は制御C3のみを実行した場合をそれぞれ示す。
FIG. 6 is a
グラフ301は、回転角θに対して45°の周期を有する。これは、回転子11が45°回転するごとに、部分111が、第1の相電流(V相の電流)が流れる第1の巻線1211または第2の巻線1212と対向するからである。グラフ302,303も同様に、回転角θに対して45°の周期を有する。
The
そして、グラフ301では、回転角θが0°から回転方向へとずれた角度θ11のときに、リラクタンストルクTが最大となる。グラフ302では、回転角θが15°から回転方向へとずれた角度θ12のときに、リラクタンストルクTが最大となる。グラフ303では、回転角θが30°から回転方向へとずれた角度θ13のときに、リラクタンストルクTが最大となる。
In the
制御C1〜C3を所望の順で繰り返し実行すること(制御C11)で、回転子11を回転させることができる。例えば、制御C1〜C3がこの順に繰り返し実行される。
The
制御C11では、制御C1〜C3のうちリラクタンスモータ1に生じるリラクタンストルクTが最大となるものが選択されて実行されることが特に望ましい。かかる態様で制御C11を実行した場合の、リラクタンストルクTの回転角θに対する変化を、後述する図9においてグラフ503で示している。
In the control C11, it is particularly desirable that the control C1 to C3 that has the maximum reluctance torque T generated in the
リラクタンスモータ1に対して制御部2は、制御C1〜C6を所望の順に繰り返し実行する制御方法を行っても良い。例えば、制御C4,C1,C5,C2,C6,C3がこの順に繰り返し実行される。
For the
かかる制御方法では、制御C1〜C6のうちリラクタンスモータ1に生じるリラクタンストルクTが最大となるものを選択して実行すること(制御C12)が特に望ましい。 In such a control method, it is particularly desirable to select and execute the control C1 to C6 that maximizes the reluctance torque T generated in the reluctance motor 1 (control C12).
制御C12を具体的に図7及び図8を用いて説明する。図7は、制御C12において制御C4,C1,C5,C2,C6,C3がこの順に実行された場合の、リラクタンストルクTの回転角θに対する変化を、実線のグラフ501で示す。図7では、グラフ101〜103,301〜303も示されており、グラフ101〜103は破線で、グラフ301〜303は一点鎖線でそれぞれ示されている。図8は、制御部2のスイッチS1〜S6の切替えを示す。
The control C12 will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a
回転角θが角度D1〜D2の範囲にあるときには、グラフ101で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C4が選択して実行される(図8)。回転角θが角度D2〜D3の範囲にあるときには、グラフ301で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C1が選択して実行される(図8)。回転角θが角度D3〜D4の範囲にあるときには、グラフ102で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C5が選択して実行される(図8)。回転角θが角度D4〜D5の範囲にあるときには、グラフ302で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C2が選択して実行される(図8)。回転角θが角度D5〜D6の範囲にあるときには、グラフ103で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C6が選択して実行される(図8)。回転角θが角度D6〜D7の範囲にあるときには、グラフ303で表されるリラクタンストルクTが最大となるので、制御C3が選択して実行される(図8)。
When the rotation angle θ is in the range of angles D1 to D2, the reluctance torque T represented by the
かかる制御によれば、制御C1〜C3の制御だけではリラクタンストルクを高めることが困難な回転角θの領域においても、制御C4〜C6を選択的に実行することで、リラクタンストルクTを高めることができる。よって、リラクタンスモータ1の出力が高まる。
According to such control, the reluctance torque T can be increased by selectively executing the control C4 to C6 even in the rotation angle θ region where it is difficult to increase the reluctance torque only by the control of the controls C1 to C3. it can. Therefore, the output of the
具体的に図9を用いて説明する。図9は、グラフ501とグラフ503とを示す。グラフ503によれば、制御C1〜C3だけでは、回転角θが角度D1〜D2の範囲、角度D3〜D4の範囲、及び角度D5〜D6の範囲にあるときには、リラクタンストルクTを高めることができないことがわかる。
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 9 shows a
しかし、制御C12を実行することで、回転角θが角度D1〜D2の範囲、角度D3〜D4の範囲、及び角度D5〜D6の範囲にあるときであっても、リラクタンストルクTが高められることが、グラフ501とグラフ503との比較によりわかる。
However, by executing the control C12, the reluctance torque T is increased even when the rotation angle θ is in the range of angles D1 to D2, the range of angles D3 to D4, and the range of angles D5 to D6. Can be understood by comparing the
図9には、グラフ502も示されている。グラフ502は、リラクタンスモータ11(図3)に対して制御C1〜C6を実行した場合であって、制御C1〜C6のうちリラクタンストルクTが最大となるものを選択して実行した場合(制御C12a)の、リラクタンストルクTの回転角θに対する変化を示す。
FIG. 9 also shows a
制御C12を実行することで、制御C12aを実行した場合よりも大きなリラクタンストルクTが得られることが、グラフ501とグラフ502との比較からわかる。具体的には、回転角θが角度D1〜D2の範囲、角度D3〜D4の範囲、及び角度D5〜D6の範囲にあるときにおいて、グラフ501はグラフ502よりも高いリラクタンストルクTを示している。
It can be seen from the comparison between the
図10は、第1乃至第3の巻線に流れる電流の値に対するリラクタンストルクTの変化をグラフ601〜603で示す。グラフ601は、リラクタンスモータ1(図1)に上述した制御C12を実行した場合を示す。グラフ602は、リラクタンスモータ11(図3)に上述した制御C12aを実行した場合を示す。グラフ603は、リラクタンスモータ1に上述した制御C11を実行した場合を示す。
FIG. 10
グラフ601とグラフ602,603との比較により、制御C12を実行することで、いずれの電流の値においても、制御C12aを実行した場合や制御C11を実行した場合よりも、リラクタンストルクTを高めることができることがわかる。
By comparing the
第1及び第2の実施の形態のいずれにおいても、リラクタンスモータ1について、部分111の個数B1と、第1乃至第6の巻線1211,1212,1221,1222,1231,1232の組数B2とが(B1,B2)=(8,2)の場合(図1)を説明したが、上述した内容は他の組合せ(B1,B2)を有するリラクタンスモータにも適用することができる。
In any of the first and second embodiments, for the
第3の実施の形態.
図11は、本実施の形態にかかる制御部21を概念的に示す。制御部21は、上述したリラクタンスモータ11(図3)に接続され、リラクタンスモータ11に対して所望の制御を実行する。
Third embodiment.
FIG. 11 conceptually shows the
制御部21は、制御部2と同じ構成を有し、さらにスイッチS7,S8及びダイオードDi7,Di8を有する。
The
スイッチS7は、出力端子221と入力端子242との間に接続される。スイッチS8は、出力端子222と入力端子241との間に接続される。
The switch S7 is connected between the
ダイオードDi7は、アノードが出力端子221に、カソードが入力端子241にそれぞれ接続される。ダイオードDi8は、アノードが入力端子242に、カソードが出力端子222にそれぞれ接続される。
The diode Di7 has an anode connected to the
制御部21は、スイッチS3,S4をオンに、スイッチS7,S8をオフに制御することで、第3及び第4の巻線1221、1222に対して出力端子221から出力端子222へと電流を流す。他方、スイッチS3,S4をオフに、スイッチS7,S8をオンに制御することで、第3及び第4の巻線1221、1222に対して出力端子222から出力端子221へと電流を流す。
The
図12は、リラクタンスモータ11に対する制御部21の制御C31を概念的に示す。制御C31は以下のように実行される。
FIG. 12 conceptually shows the control C31 of the
回転角θが角度D1〜D2の範囲にあるときには、スイッチS1,S2及びスイッチS5,S6をそれぞれオンに制御する(制御C311)。回転角θが角度D2〜D3の範囲にあるときには、スイッチS1,S2をそれぞれオンに制御する(制御C312)。回転角θが角度D3〜D4の範囲にあるときには、スイッチS1,S2及びスイッチS7,S8をそれぞれオンに制御する(制御C313)。回転角θが角度D4〜D5の範囲にあるときには、スイッチS3,S4をそれぞれオンに制御する(制御C314)。回転角θが角度D5〜D6の範囲にあるときには、スイッチS5,S6及びスイッチS7,S8をそれぞれオンに制御する(制御C315)。回転角θが角度D6〜D7の範囲にあるときには、スイッチS5,S6をそれぞれオンに制御する(制御C316)。 When the rotation angle θ is in the range of angles D1 to D2, the switches S1 and S2 and the switches S5 and S6 are controlled to be turned on (control C311). When the rotation angle θ is in the range of the angles D2 to D3, the switches S1 and S2 are each controlled to be turned on (control C312). When the rotation angle θ is in the range of the angles D3 to D4, the switches S1 and S2 and the switches S7 and S8 are respectively controlled to be turned on (control C313). When the rotation angle θ is in the range of the angles D4 to D5, the switches S3 and S4 are respectively controlled to be on (control C314). When the rotation angle θ is in the range of the angles D5 to D6, the switches S5 and S6 and the switches S7 and S8 are each controlled to be turned on (control C315). When the rotation angle θ is in the range of the angles D6 to D7, the switches S5 and S6 are respectively controlled to be on (control C316).
制御C31によれば、回転角θが角度D1〜D2,D2〜D3,D3〜D4,D4〜D5,D5〜D6,D6〜D7のどの範囲にある場合であっても、制御C31を実行した場合に流れる電流と、リラクタンスモータ1に対して制御C12を実行した場合に流れる電流とは、内周側から見たときの流れの向きが同じである。
According to the control C31, the control C31 is executed regardless of the range of the rotation angle θ between the angles D1 to D2, D2 to D3, D3 to D4, D4 to D5, D5 to D6, and D6 to D7. The current flowing in the case and the current flowing when the control C12 is executed on the
よって、制御C31を実行することで生じるリラクタンストルクTの回転角θに対する変化は、図9で示されるグラフ501と同じになる。すなわち、第1及び第2の実施の形態で説明したのと同様に、磁気飽和が低減され、以ってリラクタンストルクが高められる。
Therefore, the change with respect to the rotation angle θ of the reluctance torque T generated by executing the control C31 is the same as the
なお、制御C313,C315はそれぞれ、次のように把握することができる。すなわち、3相電流のいずれか二つの相電流のみが並行して流され、当該二つの相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向92において隣接する巻線では互いに同じである。
The controls C313 and C315 can be grasped as follows. That is, only any two phase currents of the three-phase currents are caused to flow in parallel, and the flow directions of the two phase currents when viewed from the inner circumference side are the same in adjacent windings in the
具体的には、制御C313を実行することで、第1及び第2の相電流(V相及びW相の電流)のみが並行して流される。そして、当該相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向92において隣接する第1及び第3の巻線1211,1221、並びに第2及び第4の巻線1212,1222において同じである。
Specifically, by executing the control C313, only the first and second phase currents (V-phase and W-phase currents) are allowed to flow in parallel. The direction of the flow of the phase current when viewed from the inner peripheral side is the first and
また、制御C315実行することで、第1及び第3の相電流(V相及びU相の電流)のみが並行して流される。そして、当該相電流の内周側から見たときの流れの向きは、周方向92において隣接する第1及び第5の巻線1211,1231、並びに第2及び第6の巻線1212,1232において同じである。
Also, by executing the control C315, only the first and third phase currents (V-phase and U-phase currents) are allowed to flow in parallel. The direction of the flow of the phase current when viewed from the inner peripheral side is the first and
1,11 リラクタンスモータ
2,21 制御部
11 回転子
12 固定子
91 所定の軸
92 周方向
111 部分
241,242 入力端子
211〜231,212〜232 出力端子
1211 第1の巻線
1212 第2の巻線
1221 第3の巻線
1222 第4の巻線
1231 第5の巻線
1232 第6の巻線
1211a,1211b,1221a,1221b,1231a,1231b,1212a,1212b,1222a,1222b,1232a,1232b 端
V 第1の相電流
W 第2の相電流
U 第3の相電流
S1〜S8 スイッチ
C1〜C6 制御
T リラクタンストルク
θ 回転角
DESCRIPTION OF
Claims (2)
3相電流のうち第1の相電流(V)が流れる第1の巻線の複数(1211,1212)と、前記3相電流のうち第2の相電流(W)が流れる第2の巻線の複数(1221,1222)と、前記3相電流のうち第3の相電流(U)が流れる第3の巻線(1231,1232)の複数とを有し、前記回転子に対して前記一方から対向して設けられる固定子(12)と
を備え、
前記第1乃至前記第3の巻線は、この順に、前記所定の軸の周りで周方向(92)に沿って繰り返し配置されるリラクタンスモータ(1,11)に対して、
前記3相電流のいずれか二つの前記相電流のみが流され、
当該二つの相電流の、前記一方側から見たときの流れの向きは、前記周方向において互いに隣接する巻線では互いに同じである、
リラクタンスモータの制御方法。 A magnetic rotor (11) having a plurality of portions (111) that can rotate about a predetermined axis (91) and project only on either the outer peripheral side or the inner peripheral side thereof;
A plurality of first windings (1211, 1212) through which the first phase current (V) among the three-phase currents flows, and a second winding through which the second phase current (W) among the three-phase currents flows. And a plurality of third windings (1231, 1232) through which a third phase current (U) among the three-phase currents flows, and the one of the three windings (1231, 1222) A stator (12) provided opposite to
The first to third windings are arranged in this order with respect to the reluctance motor (1, 11) repeatedly arranged along the circumferential direction (92) around the predetermined axis.
Only two of the three-phase currents are flowed,
The flow directions of the two phase currents when viewed from the one side are the same in windings adjacent to each other in the circumferential direction.
Reluctance motor control method.
前記第2の相電流(W)のみを流す第2の制御(C2)と、
前記第3の相電流(U)のみを流す第3の制御(C3)と、
前記第3及び前記第1の相電流のみを流す第4の制御(C4)と、
前記第1及び前記第2の相電流のみを流す第5の制御(C5)と、
前記第2及び前記第3の相電流のみを流す第6の制御(C6)と
のうち、当該制御によって生じるリラクタンストルク(T)が最大となるものが、前記回転子の回転角(θ)ごとに選択されて実行される、
請求項1記載のリラクタンスモータの制御方法。 A first control (C1) for flowing only the first phase current (V);
A second control (C2) for flowing only the second phase current (W);
A third control (C3) for flowing only the third phase current (U);
A fourth control (C4) for flowing only the third and first phase currents;
A fifth control (C5) for flowing only the first and second phase currents;
Of the sixth control (C6) in which only the second and third phase currents flow, the reluctance torque (T) generated by the control is maximized for each rotation angle (θ) of the rotor. Selected and executed,
The reluctance motor control method according to claim 1.
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