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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuerungssystem und verlängert eine
Lebensdauer eines Inverterteils durch Führen eines d-Wellen-Ankerstroms
bzw. d-Feld-Ankerstroms durch einen Motor zur Zeit einer Verriegelung
bzw. einer Blockierung des Motors.
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Stand der Technik
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DE 195 14 897 A1 beschreibt
ein Verfahren für
eine gemäß der direkten
Selbstregulierung betriebene Drehfeldmaschine. Eine Drehfeldmaschine,
die gemäß der direkten
Selbstregulierung betrieben wird, ist an einen mit eingeprägter Eingangs-Spannung gespeisten
Wechselrichter angeschlossen. Ein zyklisch durchlaufender erster
Steuervektor wird mit einer Pulszahl des Wechselrichters entsprechenden
Anzahl von diskreten Lagen des Spannungsraumzeigers gebildet. Ein
Weiterschalten dieses ersten Steuervektors in die nächste diskrete
Lage erfolgt, wenn der Fluß-Istwert
den Fluß-Sollwert übersteigt.
Der Wechselrichter wird durch einen Drehmomentregler zwischen dem
ersten Steuervektor und einem dem Spannungszustand Null entsprechenden
zweiten Steuervektor im Sinne einer Zweipunktregelung hin- und hergeschaltet.
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JP 63-299793 A beschreibt
eine Steuereinheit für
einen Synchronmotor. Wenn die Geschwindigkeit des Motors in den
Bereich des Verriegelns kommt, setzt ein Vergleicher den Pegel der
Ausgabe davon auf H und gibt diesen an einen Fluß-Kompensator und eine Drehmoment-Steuereinheit
aus. Wenn der Fluß-Kompensator
den H Pegel von dem Vergleicher empfängt, gibt der Fluß-Kompensator
einen flußkompensierenden Wert ΔΦ aus, um
diesen zu einem flusssteuernden Wert Φ zu addieren. Wenn die Drehmomentstrom
begrenzende Steuereinheit die Ausgabe des H Pegels von dem Vergleicher
empfängt,
gibt die Steuereinheit einen den Drehmomentstrom begrenzenden Steuerwert
an einen variablen Begrenzer als einen Grenzwert aus. Dann wird
ein Drehmomentstrom Steuerwert (iγ)
in den variablen Begrenzer eingeführt und die Ausgabe davon wird an
eine Vektordrehvorrichtung ausgegeben.
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JP 3-230786 A beschreibt
eine Steuereinheit für
einen Direktumrichter. Die Einspeisung eines Geschwindigkeits-Rückkopplungsmengenwertes ω
r in eine Drehmomentkomponentenstromsteuerschaltung
und eine Feldreferenz-Regulierungsschaltung sind bereitgestellt,
und eine Geschwindigkeit wird in einen Parameter konvertiert, und
jede Ausgabe wird geändert.
Durch die Drehmomentkomponentenstromsteuerschaltung werden die Strombelastungen
von jeweiligen Umrichtern durch Verringerung der variablen Begrenzercharakteristik
(a) in dem Niedriggeschwindigkeitsbereich einer Geschwindigkeit
-n
0-n
0 reduziert.
Außerdem
wird eine Feldreferenz (b) von dem Normalwert von 100% langsam erhöht, um einen
kleinen Drehmomentanteil für
die Reduktion der Strombelastung auszugleichen.
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Bei
einem Motorsteuerungssystem, das in
JP-9-121595
A offenbart ist, ist eine Technik offenbart, bei welcher
dann, wenn erfasst wird, dass sich eine Temperatur eines Schaltelements
erhöht,
das einen Inverterteil bildet, eine Frequenz (die hierin nachfolgend
Trägerfrequenz
genannt wird) eines Trägersignals
einer PWM-Schaltung zuerst erniedrigt wird, und dann, wenn sich
die Temperatur noch weiter erhöht,
eine Steuerung durchgeführt
wird, um ein Drehmoment eines Motors zu erniedrigen, und eine Erhöhung der
Temperatur des Inverterteils wird verhindert.
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Andererseits
wird bei einer motorbetriebenen Spritzgussmaschine die Praxis eines
periodischen Öffnens
und Schließens
einer durch eine motorbetriebene bewegbare Metallform in Bezug auf
eine feste Metallform angewandt. Bei einem solchen Öffnen und
Schließen
werden zur Zeit eines Schließens
die bewegbare Metallform und die feste Metallform gepresst bzw.
gedrückt
und der Motor gelangt in einen Verriegelungszustand. Der Motor bewegt
zur Zeit eines Öffnens
die bewegbare Metallform und gelangt dadurch in einen Betriebszustand.
Das bedeutet, dass der Motor den Betriebs- und den Verriegelungszustand
periodisch wiederholt.
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In
dem Fall, in welchem ein Motor in einem Verriegelungszustand ist,
werden, wie es in
JP-6-38544 A beschrieben
ist, eine Größe bzw.
Amplitude und eine Richtung eines Stroms, der durch eine jeweilige
Phase des Motors fließt,
fixiert bzw. festgelegt, so dass ein großer Strom durch ein bestimmtes
Schaltelement fließt, das
einen Inverterteil bildet. Daher erhöht sich eine Temperatur des
einen Schaltelements extremer als diejenige des anderen Schaltelements.
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Bei
einem solchen Einsatz, wie er in
JP-9-121595
A beschrieben ist, gab es dann, wenn die Trägerfrequenz
des Drehmoments nach einem Erfassen, dass sich die Temperatur des
Schaltelements erhöht,
das den Inverterteil bildet, erniedrigt wird, ein Problem, dass
sich ein Leistungsverlust von allen Schaltelementen einheitlich
erniedrigt und er nicht effizient ist, und Variationen bezüglich eines
Leistungsverlusts, der bei jedem Schaltelement auftritt, groß sind.
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Zusätzlich erhöht sich
dann, wenn die Trägerfrequenz
erniedrigt wird, ein Welligkeitsstrom des Motors und erhöht sich
ein vom Motor erzeugtes Rauschen. Wenn das Drehmoment erniedrigt
wird, gab es ein derartiges Problem, dass ein vom Motor erzeugtes
Drehmoment in Bezug auf eine Antriebslast ungeeignet wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist implementiert, um die Probleme zu lösen, und
es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Motorsteuerungssystem zu
schaffen, um einen Leistungsverlust jedes Schaltelements eines Inverterteils
so einheitlich wie möglich
zu machen, indem ein d-Wellen-Ankerstrom id durch
einen Motor zur Zeit einer Verriegelung bei einem Einsatz geführt wird,
bei welchem der Motor verriegelt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein
Motorsteuerungssystem gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es
folgendes aufweist: einen Wandler- bzw. Inverterteil mit einer Schalteinrichtung
zum Anlegen einer Dreiphasen-AC-Spannung an einen Motor, eine Verriegelungs-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Verriegelungszustands des Motors und auch zum
Erzeugen eines Verriegelungs-Erfassungssignals durch die Erfassung
und eine Stromsteuereinrichtung zum Führen eines d-Wellen-Ankerstroms
id durch den Motor, so dass ein Absolutwert
eines Stroms einer Phase mit dem größten Strom, der durch den Motor
fließt,
basierend auf dem Verriegelungs-Erfassungssignal kleiner wird.
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Gemäß einem
solchen Motorsteuerungssystem führt
die Stromsteuereinrichtung einen d-Wellen-Ankerstrom id durch
den Motor, um einen Absolutwert eines Stroms einer Phase mit dem
größten Strom,
der durch den Motor fließt,
durch das Verriegelungs-Erfassungssignal zu verkleinern. Daher gibt
es selbst in dem Fall, in welchem der Motor im Verriegelungszustand
ist, einen Effekt, der ein vom Motor erzeugtes Rauschen ohne merkliches
Verkürzen
einer Lebensdauer der bestimmten Schalteinrichtung, die den Inverterteil
bildet, unterdrücken
kann.
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Bei
dem ersten Aspekt der Erfindung ist es ein Charakteristikum, dass
die Stromsteuereinrichtung eines Motorsteuerungssystems gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung einen d-Wellen-Ankerstrom id durch den Motor führt, so dass Absolutwerte von
Strömen
von zwei Phasen größer als
derjenige der anderen einen Phase unter drei Phasen sind, von welchen
die Ströme,
die durch den Motor fließen,
im Wesentlichen gleich gemacht werden.
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Gemäß einem
solchen Motorsteuerungssystem führt
die Stromsteuereinrichtung einen d-Wellen-Ankerstrom durch den Motor,
so dass Absolutwerte von Strömen
von zwei Phasen größer als
derjenige der anderen einen Phase unter drei Phasen sind, von welchen
die Ströme,
die durch den Motor fließen,
im Wesentlich gemacht werden, und dadurch fließt selbst in dem Fall, in welchem
der Motor im Verriegelungszustand ist, kein großer Strom mehr durch eine bestimmte
Phase des Motors. Daher gibt es einen Effekt, dass eine Lebensdauer
der bestimmten Schalteinrichtung, die den Inverterteil bildet, nicht
mehr verkürzt
wird.
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Bei
dem ersten zweiten Aspekt der Erfindung ist es ein Charakteristikum,
dass die Stromsteuereinrichtung eines Motorsteuerungssystems gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung das folgende A erfüllt, wenn angenommen wird,
dass ein q-Wellen-Ankerstrom,
der durch den Motor geführt
wird, Iq ist, und eine Magnetpolposition
des Motors θr ist. Id =
AIq wobei A = tan
(θr – π·n/3)n
= 0 für
0° < θr ≤ 30°, 330° < θr ≤ 360°,
n
= 1 für
30° < θr ≤ 90°, n = 2 für 90° < θr ≤ 150°,
n
= 3 für
150° < θr ≤ 210°, n = 4 für 210° < θr ≤ 270°,
n
= 5 für
270° < θr ≤ 330°
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Gemäß einem
solchen Motorsteuerungssystem führt
die Stromsteuereinrichtung einen d-Wellen-Ankerstrom id,
um das obige A zu erfüllen,
so dass ein Winkel, bei welchem eine Magnetpolposition des Motors verschoben
wird, äquivalent
zu einem Maximum von 30° wird.
Daher kann der durch den Motor zu führende nötige d-Wellen-Ankerstrom id unterdrückt
werden, so dass es einen Effekt gibt, der den maximalen Wert eines Stroms
unterdrücken
kann, der durch eine jeweilige Phase des Motors fließt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Vorderansicht, bei der ein Motorsteuerungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung auf eine motorbetriebene Spritzgussmaschine
angewendet ist.
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2 ist
ein Schaubild einer Gesamtkonfiguration des Motorsteuerungssystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
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3 ist
ein Wellenformdiagramm eines Stroms, der durch eine jeweilige Phase
eines in 1 gezeigten Motors fließt.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Aktion des in 1 gezeigten
Motorsteuerungssystems zeigt.
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Beste Art zum Ausführen der
Erfindung
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Als
nächstes
wird ein Motorsteuerungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durch die 1 bis 3 beschrieben
werden. 1 ist eine Vorderansicht, bei
der das Motorsteuerungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
auf eine motorbetriebene Spritzgussmaschine angewendet ist, und 2 ist
ein Schaubild der Gesamtkonfiguration des in 1 gezeigten
Motorsteuerungssystems und 3 ist ein
Wellenformdiagramm eines Stroms, der durch eine jeweilige Phase
eines in 1 gezeigten Motors fließt.
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In 1 weist
eine Vorrichtung 1 zum Öffnen
und Schließen
einer Metallform der motorbetriebenen Spritzgussmaschine eine Mutter 7 auf,
die in einer Endplatte 9 montiert ist, während sie
an eine Schraubenwelle 5 geschraubt wird, die durch eine
Drehung eines Dreiphasen-Permanentmagnet-Motors vom Synchrontyp
(der hierin nachfolgend Motor genannt wird) 3 gedreht wird,
der durch eine Steuerung angetrieben und gesteuert wird, eine bewegbare
Metallform 13, die durch eine bewegbare Platte 11 fixiert
ist, die am oberen Teil der Schraubenwelle 5 fixiert ist,
eine feste Metallform 15, die in einer festen Platte 14 fixiert
ist, und Stäbe 17 zum
Führen
der bewegbaren Platte 11, während sie in der Endplatte 9 und
der festen Platte 14 fixiert sind, und ein Codierer 40 zum
Erfassen eines Drehwinkels ist in einer Welle des Motors 3 vorgesehen
und ist so aufgebaut, dass Erfassungsteile von Stromsensoren vom
Hall-Elementtyp 45u, 45v, 45w Ströme erfassen,
die durch eine U-Phase, eine V-Phase, eine W-Phase des Motors 3 fließen, indem
sie sich durch Ausgangsleitungen einer Steuerung 20 erstrecken.
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Die
Steuerung 20 weist folgendes auf: einen DC-Leistungsquellenteil 25 zum
Umwandeln einer AC-Leistungsquelle
in eine DC-Leistungsquelle, einen Dreiphasen-Inverterteil 30 zum Umwandeln
einer DC-Spannung des DC-Leistungsquellenteils 25 in
eine AC-Spannung einer variablen Spannung mit variabler Frequenz
und auch zum Antreiben des Motors 3, einen Steuerteil 50 zum
Antreiben des Inverterteils 30 basierend auf Erfassungswerten
der Stromsensoren 45u, 45v, 45w und einen
Antriebsteil 70 zum Verstärken einer Ausgabe des Steuerteils 50.
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Der
DC-Leistungsquellenteil 25 weist einen Wandler 27 zum
Umwandeln einer Dreiphasen-AC-Spannung in eine DC-Spannung und einen
Kondensator 29 zum Glätten
einer Welligkeit der DC-Spannung
auf, und der Inverterteil 30 weist Transistoren T1, T2, T3 auf,
die eine U-Phase, eine V-Phase, eine W-Phase einer oberen Seite
bilden, die als Schalteinrichtung wirken, die bei der oberen Seite
vorgesehen ist, Transistoren T4, T5, T6, die eine U-Phase,
eine V-Phase, eine W-Phase einer unteren Seite bilden, die als Schalteinrichtung
wirken, die bei der unteren Seite vorgesehen ist, Dioden D1, D2, D3,
die jeweils zu den Transistoren T1, T2, T3 parallelgeschaltet
sind, und Dioden D4, D5,
D6, die jeweils zu den Transistoren Tor
T5, T6 parallelgeschaltet
sind, auf.
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Ein
Eingangs-I/F bzw. Eingangs-Schnittstelle
52 zum Einfangen
von Erfassungswerten des Codierers
40 und die Stromsensoren
45u,
45v,
45w,
eine CPU
54, ein ROM
56, ein RAM
58,
die als Speichereinrichtung wirken, und eine Ausgangs-I/F bzw. Ausgangs-Schnittstelle
59 sind
in den Steuerteil
50 eingebaut. Ein Steuerprogramm, das
durch die CPU
54 auszuführen
ist, d.h. ein Programm entsprechend einem Ablaufdiagramm der
3,
das nachfolgend beschrieben ist, ist im ROM
56 gespeichert,
und der RAM
58 ist derart ausgebildet, dass er einen Arbeitsbereich
für die
CPU
54 zur Verfügung
stellt. Wenn i
d, i
q, θ
r, i
u, verwendet
werden, wird der folgende Ausdruck erhalten.
wobei
i
d: d-Wellen-Ankerstrom, i
q:
q-Wellen-Ankerstrom, θ
r: Magnetpolposition
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Der
folgende Ausdruck wird aus diesem Ausdruck (1) erhalten. √2{iu sin(θr + π/3)
+ iv sinθr} = id (2) √2{iu cos(θr + π/3)
+ iv cosθr} = iq (3)
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Der
folgende Ausdruck wird aus den Ausdrücken (2) und (3) erhalten: iu = i0·sin {θr – tan–1(|id|/|iq|)} (4) iv = i0·sin{θr – tan–1 (|id|/|iq|) + 4π/3} (5)
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Ebenso
ergibt sich aus iw = –iu – iv: iw = i0·sin{θr – tan–1 (|id|/|iq|) + 2π/3} (6)wobei i0 = – √2/3 (id 2 + iq 2)1/2
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Bei
jedem Phasenstrom iu, iv,
iw, der durch den Motor 3 der Ausdrücke (4)
bis (6) fließt,
wird zur normalen Zeit unter dem Gesichtspunkt eines Verbesserns
einer Effizienz des Motors 3 der Motor 3 mit einem d-Wellen-Ankerstrom
id, der auf Null gesetzt ist, angetrieben
und gesteuert. Stromwellenformen der Phasenströme iu,
iv, iw des Falls
eines Setzens bzw. Einstellens des d-Wellen-Ankerstroms id auf Null sind in 3 gezeigt.
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Nach
einem Erfassen, dass der Motor 3 verriegelt ist, wird eine
Magnetpolposition θr eines Rotors des Motors 3 durch Ändern von
[tan–1(|id|/|iq|)] in den
Ausdrücken
(4) bis (6) durch Führen
des d-Wellen-Ankerstroms Id durch den Motor 3 äquivalent
geändert,
während
ein Wert eines q-Wellen-Ankerstroms
Iq beibehalten wird, so dass Absolutwerte
von Strömen
von zwei Phasen größer als
derjenige der anderen einen Phase unter drei Phasen sind, von welchen
die Ströme,
die durch den Motor 3 fließen, im Wesentlichen gleich
werden. Als Ergebnis davon wird der Fluss eines großen Stroms
durch eine bestimmte Phase zur Zeit der Verriegelung des Motors 3 unterdrückt.
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Jedoch
erhöht
das Führen
des d-Wellen-Ankerstroms Id durch den Motor 3 den
maximalen Wert i0 von jedem Phasenstrom
iu, iv, iw, wie es aus den Ausdrücken (4) bis (6) klar wird,
so dass es eine Notwendigkeit zum Führen des minimal nötigen d-Wellen-Ankerstroms
Id gibt.
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Ein
solcher minimal nötiger
d-Wellen-Ankerstrom Id wird wie folgt erhalten.
Zuerst kann es dann, wenn der d-Wellen-Ankerstrom Id,
der durch den Motor 3 zu führen ist, in Bezug zu dem q-Wellen-Ankerstrom
Iq ergriffen wird und ein Stromverhältnis auf
A eingestellt wird, ausgedrückt
werden als A = |id|/|iq|,
so dass der folgende Ausdruck gilt: |id| = A|iq| (7)
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Wenn
dieser Ausdruck (7) in den Ausdruck (4) eingesetzt wird, wird der
folgende Ausdruck erhalten: iu' = √2/3 iq (A2 + 1)1/2·sin(θr – tan–1A)
=
Biq·sin(θr – tan–1A) (8)
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Auf
gleiche Weise werden dann, wenn der Ausdruck (7) in die Ausdrücke (5)
und (6) eingesetzt wird, die folgenden Ausdrücke erhalten: iv' = Biq·sin{(θr – tan–1A)
+ 4π/3} (9) iw' = Biq·sin{(θr – tan–1A)
+ 2π/3} (10)wobei B = –√2/3 (A2 +
1)1/2
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In
dem Fall, in welchem der Motor 3 im Verriegelungszustand
ist, wird der d-Wellen-Ankerstrom Id geführt, um
die Magnetpolposition θr äquivalent
zu verschieben, so dass zwei Phasenströme bezüglich einer Richtung eines
Erniedrigens eines Absolutwerts eines Stroms einer Phase mit dem
größten Storm
unter einem jeweiligen der Phasenströme iu,
iv, iw gleich werden.
Daher wird in 3 der folgende Ausdruck aus
den Ausdrücken
(8) bis (10) erhalten, um die Magnetpolposition θr des
Motors 3 äquivalent
zu 0, π/3,
2π/3, π(3π/3), 4π/3, 5π/3 zu verschieben. (θr – tan–1A)
= π·n/3 (11)wobei n:
Phasenfaktor, irgendein Wert von 0, 1, 2, 3, 4, 5,
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Hier
sitzt in 3 in dem Fall eines Verriegelns
in einer Magnetpolposition θa des Rotors des Motors 3 240° oder 300° in der Nähe der Magnetpolposition θr, um die Magnetpolposition θr äquivalent
zu verschieben, so dass zwei Phasenströme gleich werden. Jedoch wird
in dem Fall eines Verschiebens der Magnetpolposition θr äquivalent
zu 300° in
einer Richtung b, in welcher sich ein Absolutwert eines Stroms erhöht, der
d-Wellen-Ankerstrom id groß, so dass
er aufgebaut ist, um die Magnetpolposition θr zu
240° äquivalent
in einer Richtung a eines Verkleinerns eines Absolutwerts eines
Stroms einer Phase zu verschieben.
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Daher
ist er so aufgebaut, dass der durch den Motor 3 zu führende d-Wellen-Ankerstrom
id durch Einstellen des äquivalenten maximalen Verschiebungswinkels
der Magnetpolposition θr des Rotors auf 30° nicht ungebührend groß wird.
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Aus
dem Ausdruck (11) ist das Stromverhältnis A so, wie es der folgende
Ausdruck zeigt: A = tan(θr – π·n/3) (12)
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Hier
ist er in dem Fall eines Verriegelns dann, wenn die Magnetpolposition θr des Rotors 0° < θr ≤ 30, 330° < θr ≤ 360° ist, aufgebaut,
um auf einen Phasenfaktor n = 0 eingestellt zu werden und die Magnetpolpositionen θr (hierin nachfolgend Phase genannt) der
Ströme
iu, iv äquivalent
zu 0 zu verschieben.
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Gleichermaßen werden
für 30° < θr ≤ 90° Phasen der
Ströme
iu, iv zu π/3 verschoben,
so dass er der Phasenfaktor n = 1 wird, und werden für 90° < θr ≤ 150° Phasen der
Ströme
iu, iw zu 2π/3 verschoben,
so dass er der Phasenfaktor n = 2 wird.
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Gleichermaßen werden
für 50° < θr ≤ 210° Phasen der
Ströme
iw, iv zu π verschoben,
so dass er der Phasenfaktor n = 3 wird, und werden für 210° < θr ≤ 270° Phasen der
Ströme
iu, iv zu 4π/3 verschoben,
so dass er der Phasenfaktor n = 4 wird.
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Gleichermaßen werden
für 270° < θr ≤ 330° Phasen der
Ströme
iw zu 5π/3
verschoben, so dass er der Phasenfaktor n = 5 wird.
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Jedoch
dann, wenn die Magnetpolposition θr des
Rotors 30°,
90°, 150°, 210°, 270°, 330° ist, da
Ströme,
die durch zwei Phasen des Motors 3 fließen, gleich sind, gibt es keine
Notwendigkeit zum Führen
des d-Wellen-Ankerstroms Id, so dass es
dazu kommt, dass der d-Wellen-Ankerstrom Id =
0 wird.
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Andererseits
ist ein Drehmoment Te, das im Motor 3 auftritt,
dann als der folgende Ausdruck gezeigt, wenn Φfa = Φf, iqa = iq auf Seite 20, Ausdruck (2.23) der oben
angegebenen Literatur verwendet werden: Te = pΦfiq (13)wobei p:
die Anzahl von Polpaaren ist, Φf: die Anzahl von Ankerwicklungs-Verbindungsmagnetflüssen (Wb)
ist.
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Aus
dem Ausdruck (13) ändert
sich das Drehmoment selbst in dem Fall eines Führens des d-Wellen-Ankerstroms
id nicht.
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Hier
wird beispielsweise dann, wenn angenommen wird, dass er verriegelt
ist, in dem Fall, in welchem die Magnetpolposition θr des Rotors des Motors 3 im Bereich
von beispielsweise 240° < θr ≤ 270° ist, die
Magnetpolposition θr 260° (4,54
rad) ist, die positive Zahl n aus dem obigen erhalten, und das Stromverhältnis A wird
aus dem Ausdruck (11) als der folgende Ausdruck gezeigt: A = tan (4,54 – 4π/3) = 0,38
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Daher
wird ein U-Phasenstrom iu', der den d-Wellen-Ankerstrom
id führt,
aus dem Ausdruck (8) als der folgende Ausdruck gezeigt: iu' = – √2/3 iq (0,382 +
1)1/2·sin
(4π/3) iu = – √2/3 iq·1,07·–0,866 =
0,75 iq
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Andererseits
wird ein U-Phasenstrom iu, der den d-Wellen-Ankerstrom id nicht führt,
dadurch als der folgende Ausdruck gezeigt, dass er im Ausdruck (4)
auf den d-Wellen-Ankerstrom id = 0 eingestellt
wird. iu = –√2/3 iq·sin (θr – tan–10) = –√2/3 iq·sin260° = 0,80 iqiu = –√2/3 iq·sin (θr – tan–10) = –√2/3 iq·sin260° = 0,80 iq (14)(14)
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Andererseits
sind Lebensdauern der Transistoren T1 bis
T6 proportional zum zweifachen Quadrat eines
Temperaturanstiegs ΔTj
in Sperrschichtteilen der Transistoren T1 bis
T6 und ist der Temperaturanstieg ΔTj von jedem
der Transistoren T1 bis T6 proportional
zu Strömen,
die durch die Transistoren T1 bis T6 fließen.
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Im
Fall eines Verriegelns bei der Magnetpolposition θr des Motors 3 wird die Lebensdauer
des Transistors T1 mit dem größten Strom,
der unter den Transistoren T1 bis T6 fließt,
proportional zum zweifachen Quadrat eines Verhältnisses K zwischen dem U-Phasenstrom
iu' des
Falls eines Führens
des d-Wellen-Ankerstroms
id und dem U-Phasenstrom iu des
Falls eines Einstellens des d-Wellen-Ankerstroms id auf
Null verlängert.
Wenn dies durch das oben angegebene Beispiel abgeschätzt wird,
wird, wie es nachfolgend beschrieben ist, die Lebensdauer des Transistors
T1 auf das 1,31-fache verlängert. K = (iu/iu') = (0,80 iq/0,75 iq)4 = 1,31
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Übrigens
erhöht
sich ein Strom von jedem Phasenstrom iv umgekehrt
bzw. invers durch Führen
des d-Wellen-Ankerstroms id, aber eine Lebensdauer
von nur einem bestimmten Transistor unter den Transistoren T1 bis T6 wird nicht
verkürzt.
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Eine
Aktion des Motorsteuerungssystems, das konfiguriert ist, wie es
oben beschrieben ist, wird durch die 1 bis 4 beschrieben
werden. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das
eine Aktion des in 1 gezeigten Motorsteuerungssystems
zeigt.
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Nun
erfasst die CPU 54 dann, wenn ein Betriebsstartbefehl zum
Steuerteil 50 eingegeben wird, diesen Betriebsstartbefehl
(Schritt S101), und eine Dreiphasen-AC-Spannung wird vom Inverterteil 30 an
den Motor 3 angelegt, und der Motor 3 wird mit
dem d-Wellen-Ankerstrom id = 0 gedreht,
und die an einer Kugelumlaufspindel 5 gekoppelte bewegbare
Metallform 13 bewegt sich in der Richtung nach rechts,
um an die feste Metallform 15 anzustoßen, und der Motor 3 wird
verriegelt. Die CPU 54 erfasst einen Drehwinkel Θ des Motors 3 durch
die Eingangs-I/F bzw. Eingangs-Schnittstelle 52 durch den
Codierer 40, der als Drehwinkel-Erfassungseinrichtung wirkt,
und im Fall eines Erfassens, dass es keine Änderung bezüglich des Drehwinkels Θ um einen vorbestimmten
Winkel für
eine vorbestimmte Zeit gibt (Verriegelungs-Erfassungseinrichtung),
wird entschieden, dass der Motor 3 verriegelt ist, und
wird ein Verriegelungs-Erfassungssignal erzeugt (Schritt S103), und wird
der Drehwinkel Θ des
Motors (3) des Codierers 40 gelesen und wird die
Magnetpolposition θr des Motors 3 berechnet und durch
die Anzahl von Polpaaren des Winkels Θ × des Motors 3 erhalten
(Schritt S105).
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Die
CPU 54 erhält
n des Ausdrucks (8) aus der Magnetpolposition θr (Schritt
S107) und erhält
das Stromverhältnis
A aus A = tan(θr – π·n/3),
wie es im Ausdruck (12) gezeigt ist (Schritt S109), und erhält den d-Wellen-Ankerstrom
Id aus Id = AIq, wie es oben gezeigt ist, und führt auch
den d-Wellen-Ankerstrom Id durch den Motor 3 vom
Inverterteil 30. Das bedeutet, dass er gesteuert wird,
um den d-Wellen-Ankerstrom id durch den
Motor 3 zu führen,
so dass Absolutwerte von Strömen
von zwei Phasen größer als
derjenige der anderen einen Phase unter drei Phasen sind, von welchen
die Ströme,
die durch den Motor 3 fließen, im Wesentlichen gleich
gemacht werden (Schritt S111). Als Ergebnis davon fließt selbst
in dem Fall, in welchem der Motor 3 im Verriegelungszustand
ist, kein großer
Strom durch eine bestimmte Phase des Motors 3, und Ströme von bestimmten
Transistoren T1 bis T6 erhöhen sich
nicht, und eine Lebensdauer des Inverterteils 30 verlängert sich.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Wie
es oben beschrieben ist, ist ein Motorsteuerungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet zum Einsatz bei beispielsweise einer motorbetriebenen
Spritzgussmaschine.