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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zur
Verwendung mit einem Wechselstrommotor und insbesondere auf eine
Steuervorrichtung, die zur Ansteuerung verschiedener Arten von Wechselstrommotoren
geeignet ist.
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Stand der Technik
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Wechselstrommotoren
(im Folgenden auch als WS-Motoren bezeichnet) werden je nach dem Prinzip
der Drehmomenterzeugung in mehrere Arten unterteilt, darunter Induktions-
und Synchronmotoren. Herkömmliche
Steuervorrichtungen zur Ansteuerung von Wechselstrommotoren bestehen
aus mehreren Einheiten, die jeweils das entsprechende Steuerprinzip
für die
betreffende Art von WS-Motor aufweisen, und jede Einheit wird entsprechend
dem Typ des anzusteuernden WS-Motors verwendet. Wenn ein Induktionsmotor
(im Folgenden als IM bezeichnet) angesteuert werden soll, wird,
wie zum Beispiel in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 6-265607
beschrieben, eine automatische Abstimmung mit einem IM-Ansteuerungswechselrichter
vorgesehen, um die Motorkonstanten für eine bessere Drehmomentleistung
vor dem Betriebsstart automatisch zu messen. Außerdem wird nur ein IM durch eine
Einheit gesteuert, die im Allgemeinen als Universal-Wechselrichter bezeichnet
wird, der sich durch Vielseitigkeit im Hinblick auf die Motorkonstanten
des IM auszeichnet.
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Zu
den Wechselrichtereinheiten vom Vektorsteuerungstyp gehört eine
Einheit, die nach der Beschreibung im Patent-Amtsblatt Ausgabe 2708479 beschrieben
ist und einen Induktionsmotor und einen Synchronmotor ansteuern
kann. Für
diese Art von Einheit müssen
jedoch die anzusteuernden Motorenarten zuvor festgelegt werden.
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EP-A-0788778,
von der der kennzeichnende erste Teil von Anspruch 1 ausgeht, beschreibt
Motor-Ansteuervorrichtungen mit einem Wechselrichter zur Ansteuerung
eines bürstenlosen
Dreiphasen-Gleichstrommotors und einen Gleichspannungsregler zur
Ansteuerung eines Zweiphasen-Gleichstrom-Bürstenmotors. Eine Steuerung
ist zur Steuerung des Ausgangs des Wechselrichters und des Gleichspannungsreglers
vorgesehen. Die Vorrichtung verfügt über eine
Einrichtung zum Anlegen einer Messspannung an eine Klemme für den Anschluss des
bürstenlosen
Dreiphasen-Gleichstrommotors und zum Erfassen anhand des resultierenden Stroms,
ob der Motor angeschlossen ist. Wird der bürstenlose Gleichstrommotor
nicht erfasst, so wird angenommen, dass ein Gleichstrom-Bürstenmotor an
eine andere Klemme der Vorrichtung angeschlossen ist. Die Steuerung
wird dann dementsprechend betrieben.
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EP-A-0844730
beschreibt eine Motor-Ansteuervorrichtung zur Ansteuerung eines
Elektromotors mit einer zusätzlichen
Klemme, die mit einem internen Widerstand verbunden ist. Der Widerstandswert
wird verwendet, um die Art des Motors zu kodieren, und wird mit
der Vorrichtung gemessen, um den Motor entsprechend zu steuern.
Eine auf verschiedene Arten von Motoren einstellbare Motor-Ansteuervorrichtung
ist auch in JP-A-2001-112293 und JP-A-09-009698 beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In
jüngster
Zeit sind neben dem IM neue Arten von Motoren wie zum Beispiel ein
Innenpermanentmagnetmotor (im Folgenden als IPM bezeichnet), ein
Oberflächenpermanentmagnet motor
(im Folgenden als SPM bezeichnet) und ein synchroner Reluktanzmotor
(im Folgenden als SynRM bezeichnet) entwickelt und vermarktet worden.
Steuervorrichtungen zur Ansteuerung und Steuerung dieser neuen Motoren
sind ebenfalls entwickelt worden. Zu Ansteuerung jedes dieser Motoren
ist es jedoch erforderlich, jeweils eine spezielle Steuervorrichtung
zu verwenden.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer vielseitigeren
Wechselstrommotor-Steuervorrichtung. Dieses Ziel wird durch die
Vorrichtung nach Anspruch 1 erreicht. Die Unteransprüche beziehen
sich auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung. Die Ausführungsformen
ermöglichen
die automatische Identifizierung der Motorarten, nicht nur des IM,
sondern auch anderer WS-Motoren (zum Beispiel IPM, SPM und SynRM),
die an die Vorrichtung angeschlossen sind, auch wenn der Benutzer
die Art der Motoren nicht kennt. Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung stellen eine Vorrichtung bereit, die automatisch die geeigneten Motorsteuerprinzipien
für jede
Motorart wählt,
die nach dem vorstehend genannten Verfahren identifiziert worden
ist, und jeden Motor unter Verwendung der Motorkonstanten, die bei
der Motorartidentifizierung erhalten worden sind, als die Einstellungen
der Motorkonstanten zur Durchführung
der variablen Drehzahlregelung des genannten Motors ansteuert.
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Die
Wechselstrommotor-Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Motorart-Identifiziereinrichtung
auf, mit der die Art des an die Motor-Steuervorrichtung angeschlossenen
Motors durch Ausgabe des entsprechenden Spannungsbefehls für die Motorartidentifizierung
und Beurteilen aus dem erfassten Strom, ob der Motorrotor mit einem
Magneten ausgerüstet
ist und einen Magnetpol hat, identifiziert wird. Die Wechselstrommotor-Steuervorrichtung
weist auch eine Steuerprinzip-Auswahlein richtung auf, die das geeignete
Steuerprinzip entsprechend der vorstehend identifizierten Motorart
auswählt
und die Ansteuerung des Motors steuert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Gesamt-Blockschaltbild der in dem WS-Motor nach der ersten Ausführungsform verwendeten
Steuerschaltung.
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2 zeigt
ein Blockdiagram der bei der ersten Ausführungsform verwendeten Steuerkonstanten-Berechnungsschaltung.
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3 zeigt
ein erläuterndes
Diagramm der bei der ersten Ausführungsform
verwendeten Vektorsteuerungen.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die WS-Motoridentifizierung nach der ersten Ausführungsform.
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5 zeigt
ein Gesamt-Blockschaltbild der in dem WS-Motor nach der zweiten Ausführungsform verwendeten
Steuerschaltung.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die WS-Motoridentifizierung nach der zweiten Ausführungsform.
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7 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die WS-Motoridentifizierung nach der dritten Ausführungsform.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
die WS-Motoridentifizierung nach der vierten Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen
ausführlich
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform,
bei der ein System zur Ansteuerung eines WS-Motors, das mit einem
PWM-Wechselrichter angesteuert wird, auf die vorliegende Erfindung
angewendet wird.
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In 1 ist
der WS-Motor 1 die Wechselstromeinheit, deren Art identifiziert
werden soll und deren Rotor einen Positionsdetektor 10 aufweist.
Der WS-Motor 1 weist auch einen angeschlossenen PWM-Wechselrichter 2 auf,
der entsprechend einem PWM-Signal eine Wechselspannung mit variabler Frequenz
an den WS-Motor 1 liefert. Dreiphasen-Spannungsbefehlssignale
Vu, Vv und Vw werden von einem dq-uvw-Koordinatenwandler 3 erzeugt.
Dieser dq-uvw-Koordinatenwandler ist so aufgebaut, dass er als Eingang
das Phasensignal θ,
das aus einem d-Achsen-Spannungsbefehl Vd, einem q-Achsen-Spannungsbefehl
Vq und einem Winkelfrequenzbefehl ω erster Ordnung erzeugt worden
ist, über
einen Integrator 61 empfängt und arithmetische Operationen
an den Dreiphasen-Spannungsbefehlssignalen Vu, Vv und Vw durchführt.
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Ein
Stromdetektor 4a zum Erfassen eines U-Phasenstroms und
ein Stromdetektor 4b zum Erfassen eines W-Phasenstroms
sind in der Leitung vorgesehen, die den PWM-Wechselrichter 2 und
den WS-Motor 1 verbindet, und die Ströme, die als Ausgangssignale
von den Detektoren gemessen werden, werden einem uvw-dq-Koordinatenwandler 5 zugeführt. Dieser
uvw-dq-Koordinatenwandler
ist als eine Stromkomponenten-Erzeugungseinrichtung ausgelegt, um
aus den Erfassungsströmen
der Stromdetektoren 4a und 4b und aus dem vorstehend genannten
Phasensignal θ eine
d-Achsen-Stromkomponente Id und eine q-Achsen-Stromkomponente Iq
zu erzeugen, die den beiden als d-Achse bzw. q-Achse bezeichneten
Achsen entsprechen. Signale in Bezug auf die Stromkomponenten werden
einer Vektorsteuereinheit 6 zugeführt, die über eine Funktion zur Motorartidentifizierung
verfügt.
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Die
Vektorsteuereinheit 6 weist eine Motorart-Identifiziereinrichtung 7,
eine Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 und eine
Vektorsteuerung 9 auf. Die Motorart-Identifiziereinrichtung 7 bildet
eine Einrichtung zum Iden tifizieren der Art des Motors auf der Grundlage
der Stromkomponenten Id und Iq des uvw-dq-Koordinatenwandlers 5 und
des Positionserfassungssignals des Positionsdetektors 10.
Die Motorart-Identifiziereinrichtung 7 ist außerdem als
eine Einrichtung zum Erzeugen eines Motorart-Identifizierungsbefehls
zum Einstellen der d-Achsen-Stromkomponente Id, der q-Achsen-Stromkomponente
Iq und der Winkelfrequenz ω erster
Ordnung auf die jeweils erforderlichen Werte ausgelegt.
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Die
Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 berechnet die
Steuerkonstanten für
die Vektorsteuerung 9 entsprechend der durch die Motorart-Identifiziereinrichtung 7 identifizierten
Motorart. Ein Blockdiagramm der Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 ist
in 2 gezeigt. Die Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 ist
unterteilt in eine IM-Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 81,
eine IPM-Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 82,
eine SPM-Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 83,
eine SynRM-Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 84 und
eine Wähleinrichtung 85 zum
Auswählen
einer dieser Unter-Berechnungseinheiten. Abhängig von dem Status eines Signals von
der Motorart-Identifiziereinrichtung 7 wählt die Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 eine der
mehreren Unter-Berechnungseinheiten
aus, berechnet dann die entsprechende Steuerkonstante für den Motor
und übermittelt
die Steuerkonstante an die Vektorsteuerung 9.
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Die
Vektorsteuerung 9 steuert die Primärspannungsbefehle Vd und Vq,
den Winkelfrequenzbefehl ω erster
Ordnung und andere Signale entsprechend der Steuerkonstanten, die
von der Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 berechnet
worden ist. Ein Blockdiagramm der Vektorsteuerung 9 ist in 3 gezeigt.
Die Vektorsteuerung 9 ist unterteilt in eine IM-Vektorsteuerung 91,
eine IPM-Vektorsteuerung 92, eine SPM-Vektorsteuerung 93,
eine SynRM-Vektorsteuerung 94 und eine Wähleinrichtung 95 zum
Auswählen
einer dieser Unter-Vektorsteuerungen.
Abhängig
von dem Status eines Signals von der Steuerkonstanten-Berechnungseinrichtung 8 wählt die
Vektorsteuerung 9 eine der mehreren Unter-Vektorsteuerungen
aus, wählt
dann das geeignete Steuerprinzip entsprechend der Art des zu steuernden Motors
und gibt den entsprechenden Steuerbefehl aus. Bei dieser Ausführungsform
werden, nachdem die Vektorsteuerung 9 während der Motorartidentifizierung
abgetrennt worden ist, die Motorartidentifizierungs-Spannungsbefehle
Vd und Vq und der Winkelfrequenzbefehl ω erster Ordnung von der Motorart-Identifiziereinrichtung 7 dem
dq-uvw-Wandler 3 zugewiesen.
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Ein
Ablaufdiagramm des bei dieser Ausführungsform verwendeten Motoridentifizierungsverfahrens
ist in 4 gezeigt. Nachstehend wird die Funktion auf der
Grundlage dieses Ablaufdiagramms beschrieben. Zuerst wird eine Gleichspannung
angelegt, die hoch genug ist, dass der WS-Motor seinen Rotor drehen
kann, und der Betrieb des Rotors wird entsprechend dem Status eines
Positionserfassungssignals von dem Positionsdetektor 10 überwacht.
Dabei kann festgestellt werden, wenn der Rotor nicht läuft, dass
der Motor keinen Magneten im Rotor aufweist und daher als ein IM
ohne Magnetpol in der Form des Rotors identifiziert wird. Läuft der
Rotor, kann angenommen werden, dass der Motor entweder ein Magnetmotor
ist, dessen Rotor einen Magneten verwendet, oder ein Reluktanzmotor,
der mit einem Magnetpol in der Form des Rotors versehen ist. Die
Phase jedoch, in der die Gleichspannung angelegt worden ist, kann
eventuell eine Phase sein, in der kein Drehmoment ansteht. In der
Praxis wird daher die Gleichspannung in mindestens zwei Arten von
Phasen angelegt. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob der
Motor ein IM ist, indem eine Gleichspannung an den WS-Motor angelegt
und der Betrieb des Rotors mit Hilfe der Rotorstellungs-Erfassungseinrichtung überwacht
wird. Wird festgestellt, dass der Motor ein IM ist, werden die Motor konstanten
für einen
IM unter Verwendung der automatischen Abstimmungstechnik zur Messung
bekannter Motorkonstanten berechnet, und danach kann der IM ordnungsgemäß gesteuert
werden.
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Wenn
die Tatsache, dass der Rotor betätigt worden
ist, unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Identifizierungsverfahrens
bestätigt wird,
das heißt
wenn der Motor als ein IM identifiziert worden ist, wird der Rotor
positioniert, und wegen der Übereinstimmung
der Identifizierungseinrichtung zwischen der aktuellen Phase, in
der die Gleichspannung angelegt wurde, und der Phase der direkten Achse
(d-Achse) des Rotors wird die d-Achsenphase des Rotors selbst identifiziert.
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Als
Nächstes
werden die Induktanz der vorstehend identifizierten d-Achse (im
Folgenden als Ld bezeichnet) und die Induktanz der q-Achse, die
senkrecht zu der d-Achse verläuft
und im elektrischen Phasenwinkel um 90 Grad fortgeschritten ist
(im Folgenden als Lq bezeichnet), gemessen. Zur Berechnung von Induktanzen
stehen mehrere Verfahren zur Verfügung. Ein solches Verfahren,
das in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 07-244099
beschrieben ist, beruht auf dem Modulieren des Ausgangsspannungssignals
eines Wechselrichters in eine Rechteckwellenform hoher Frequenz
und dem anschließenden
Messen der Stromänderungsgeschwindigkeit.
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Nachdem
Ld und Lq mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen worden
sind, wird die Art des Motors anhand des Größenverhältnisses zwischen den Messwerten
identifiziert. Ist Ld = Lq, ist der Motor ein SPM, ist Ld < Lq, ist der Motor
ein IPM, und ist Ld > Lq,
so ist der Motor ein SynRM.
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Nach
der Identifizierung als SPM, IPM oder SynRM mit dem vorstehenden
Verfahren werden die Ld- und Lq-Werte, die für die Identifizierung verwendet
worden sind, als die Motorsteuerkonstanten verwendet, um den Motor
zu steuern.
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Zweite Ausführungsform
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5 zeigt
ein Blockschaltbild für
die vorliegende Ausführungsform
und unterscheidet sich von der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform
darin, dass der Positionsdetektor 10 zum Erfassen der Rotationsstellung
des Rotors des WS-Motors 1 nicht vorgesehen ist. Das heißt, bei
der zweiten Ausführungsform
wird keine Positionserfassungseinrichtung verwendet, und die Art
des Motors wird ohne einen Positionssensor identifiziert. Mit anderen
Worten, weil die Art des Motors identifiziert wird, ohne dass sich
der Motor dreht, ist diese Ausführungsform
für Anwendungen
geeignet, bei denen der Rotor des Motors bei der Motoridentifizierung
nicht laufen muss.
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Ein
Ablaufdiagramm für
diese Ausführungsform
ist in 6 gezeigt. Zuerst wird die Induktanz zu dem WS-Motor
bezogen auf mindestens zwei Arten von elektrischen Phasenwinkeln
gemessen. Dabei kann, wenn sich die gemessenen Induktanzwerte unterscheiden,
der Motor entweder als ein IPM oder ein SynRM mit einem Magnetpol
in der Form des Rotors identifiziert werden. Unterscheiden sich
die gemessenen Induktanzwerte nicht, kann der Motor entweder als
ein IM oder ein SPM ohne Magnetpol in der Form des Rotors identifiziert
werden. Die Art des Motors kann gleichermaßen durch Zuweisen von Spannungsänderungen
bezogen auf mindestens zwei Arten von elektrischen Phasenwinkeln
und Messen der entsprechenden Stromänderungsgeschwindigkeit oder
der Zeitkonstanten des Motors identifiziert werden, anstatt die
Induktanz zu messen. Liegt ein Unterschied in der gemessenen Stromänderungsgeschwindigkeit
oder zwischen den Motorzeitkonstan ten vor, kann der Motor entweder
als ein IPM oder ein SynRM mit einem Magnetpol in der Form des Rotors identifiziert
werden. Liegt kein Unterschied in der gemessenen Stromänderungsgeschwindigkeit
oder zwischen den Motorzeitkonstanten vor, kann der Motor entweder
als ein IM oder ein SPM ohne Magnetpol in der Form des Rotors identifiziert
werden.
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Der
vorstehenden Identifizierung als ein IPM oder SynRM folgt die Motoridentifizierung
unter Verwendung der magnetischen Sättigung. Weist der Rotor einen
Magneten auf, so kommt es bei Zuführen eines Stroms durch Anlegen
einer Spannung in der Richtung, in der die Intensität des durch
den Magneten erzeugten Magnetflusses zunimmt, zur magnetischen Sättigung,
und die resultierende Abnahme der Induktanz erhöht den Strom. Wenn umgekehrt
ein Strom durch Anlegen einer Spannung in der Richtung zugeführt wird,
in der die Intensität
des durch den Magneten erzeugten Magnetflusses abnimmt, tritt keine
magnetische Sättigung
ein, und die Induktanz erhöht
sich nicht. Bei einem IPM hat die d-Achse einen Magneten, und der
Wert von Ld ist kleiner als der von Lq. Wenn daher eine positive
Spannung und eine negative Spannung in der Phase mit der kleinsten
Induktanz von allen mehreren Arten von Phasen, in denen die Induktanz
gemessen wurde, angelegt wird, kann der Motor, wenn sich die resultierenden
positiven und negativen Ströme
unterscheiden, als ein IPM identifiziert werden, dessen Rotor einen
Magneten aufweist. Umgekehrt kann der Motor, wenn kein Unterschied
zwischen den resultierenden positiven und negativen Strömen besteht,
als ein SynRM identifiziert werden, dessen Rotor keinen Magneten
verwendet.
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Nach
der Identifizierung des Motors als IM oder SPM anhand der Induktanzmessergebnisse, wenn
in einer gegebenen Phase eine positive Spannung und eine negative
Spannung angelegt werden, kann der Motor, wenn ein Unterschied zwischen
den resultierenden positiven und negativen Strömen besteht, als ein SPM identifiziert
werden, dessen Rotor einen Magneten verwendet. Die Identifizierung
basiert auf der magnetischen Sättigung
wie bereits vorstehend beschrieben. Umgekehrt kann der Motor, wenn
kein Unterschied zwischen den resultierenden positiven und negativen
Strömen
besteht, als ein IM identifiziert werden, dessen Rotor keinen Magneten verwendet.
Wird die vorstehende Messung jedoch für eine Phase durchgeführt, bei
der zufällig
eine Phasenverschiebung des elektrischen Winkels um 90 Grad bezogen
auf die Achse des Magneten vorliegt, wird eine exaktere Messung
durch weitere Verschiebung der Phase möglich, weil das Anlegen von
positiven und negativen Spannungen möglicherweise nicht in einer
magnetischen Sättigung
resultiert, auch wenn der Rotor einen Magneten verwendet.
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Nach
der Identifizierung als IM, SPM, IPM oder SynRM mit dem vorstehenden
Verfahren werden die Ld- und Lq-Werte, die für die Identifizierung verwendet
worden sind, als die Motorsteuerkonstanten verwendet, um den Motor
zu steuern.
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Dritte Ausführungsform
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Nachstehend
wird eine dritte Ausführungsform
beschrieben, die wie die vorstehende zweite Ausführungsform mit einem Identifizierungsverfahren ohne
Positionssensor arbeitet, um die Art des Motors zu identifizieren.
Das Blockschaltbild ist nahezu identisch mit dem in 5.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet
sich von der zweiten Ausführungsform darin,
dass zuerst festgestellt wird, ob der Rotor des Motors einen Magneten
verwendet, und danach festgestellt wird, ob der Rotor einen Magnetpol
aufweist.
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Ein
Ablaufdiagramm für
diese Ausführungsform
ist in 7 gezeigt. Wenn in einer gegebenen elektrischen
Winkelphase eine positive Spannung und eine negative Spannung an
den WS-Motor angelegt werden, kann der Motor, wenn ein Unterschied zwischen
den resultierenden positiven und nega tiven Strömen besteht, entweder als ein
SPM oder ein IPM identifiziert werden, dessen Rotor einen Magneten verwendet.
Umgekehrt kann der Motor, wenn kein Unterschied zwischen den resultierenden
positiven und negativen Strömen
besteht, entweder als ein IM oder ein SynRM identifiziert werden,
dessen Rotor keinen Magneten verwendet. Wird die vorstehende Messung
jedoch für
eine Phase durchgeführt,
bei der zufällig
eine Phasenverschiebung des elektrischen Winkels um 90 Grad bezogen
auf die Achse des Magneten vorliegt, wird eine exaktere Messung
durch weitere Verschiebung der Phase möglich, weil das Anlegen von
positiven und negativen Spannungen möglicherweise nicht in einer
magnetischen Sättigung
resultiert, auch wenn der Rotor einen Magneten verwendet.
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Als
Nächstes
wird die Induktanz im Hinblick auf mindestens zwei Arten von elektrischen
Phasenwinkeln gemessen. Dabei kann, wie bei der zweiten Ausführungsform,
wenn ein Unterschied in der gemessenen Induktanz vorliegt, der Motor
entweder als ein IPM oder ein SynRM mit einem Magnetpol in der Form
des Rotors identifiziert werden. Liegt kein Unterschied in der gemessenen
Induktanz vor, kann der Motor entweder als ein IM oder ein SPM ohne
Magnetpol in der Form des Rotors identifiziert werden.
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Daher
kann, wenn auf die Identifizierung der Motorart, bei der der Rotor
einen Magneten verwendet, eine Induktanzmessung folgt, wenn ein
Unterschied in der gemessenen Induktanz vorliegt, der Motor als
ein IPM identifiziert werden, oder der Motor kann, wenn kein Unterschied
in der gemessenen Induktanz vorliegt, als ein SPM identifiziert
werden. Umgekehrt kann, wenn auf die Identifizierung der Motorart,
bei der der Rotor keinen Magneten verwendet, eine Induktanzmessung
folgt, wenn ein Unterschied in der gemessenen Induktanz vorliegt,
der Motor als ein SynRM identifiziert werden, oder der Motor kann,
wenn kein Unterschied in der gemessenen Induktanz vorliegt, als
ein IM identifiziert werden. Die Identifizierung kann in diesem
Fall durch Messung der Stromänderungsgeschwindigkeit
oder der Motorzeitkonstanten anstatt durch Messung der Induktanz
erfolgen.
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Nach
der Identifizierung als IM, SPM, IPM oder SynRM mit dem vorstehenden
Verfahren werden die Ld- und Lq-Werte, die für die Identifizierung verwendet
worden sind, als die Motorsteuerkonstanten verwendet, um den Motor
zu steuern.
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Vierte Ausführungsform
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Das
Blockschaltbild für
diese Ausführungsform
ist weit gehend identisch mit dem Blockschaltbild in 5.
Ein Ablaufdiagramm für
diese Ausführungsform
ist in 8 gezeigt. Zuerst werden Ld und Lq ohne einen
Positionssensor bezogen auf den WS-Motor gemessen. Zu den Verfahren
zur Messung von Ld und Lq gehört
ein in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Hei 06-315291 beschriebenes Verfahren, bei dem Ld und Lq bestimmt
werden, indem zuerst eine Wechselspannung in einem gegebenen elektrischen
Phasenwinkel angelegt und die Induktanz gemessen wird. Danach wird
eine Wechselspannung in einem um 45 Grad verschobenen elektrischen
Phasenwinkel in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
von der ersten Winkelposition angelegt und die Induktanz an den
drei Winkelpositionen gemessen. Die Art des Motors wird anhand des
Größenverhältnisses
zwischen den gemessenen Ld- und Lq-Werten
identifiziert. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vierte
Ausführungsform
von der zweiten und dritten Ausführungsform.
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Ist
Ld = Lq, kann der Motor als ein IM oder SPM identifiziert werden,
ist Ld < Lq, kann
der Motor als ein IPM identifiziert werden, und ist Ld > Lq, kann der Motor
als ein SynRM identifiziert werden.
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Nach
der vorstehenden Identifizierung als IM oder SPM, wenn in einer
gegebenen elektrischen Winkelphase eine positive Spannung und eine
negative Spannung angelegt werden, kann der Motor, wenn ein Unterschied
zwischen den entsprechenden positiven und negativen Strömen besteht,
als ein SPM identifiziert werden, dessen Rotor einen Magneten verwendet.
Umgekehrt kann der Motor, wenn kein Unterschied zwischen den entsprechenden
positiven und negativen Strömen
besteht, als ein IM identifiziert werden, dessen Rotor keinen Magneten verwendet.
Wird die vorstehende Messung jedoch für eine Phase durchgeführt, bei
der zufällig
eine Phasenverschiebung des elektrischen Winkels um 90 Grad bezogen
auf die Achse des Magneten vorliegt, wird eine exaktere Messung
durch weitere Verschiebung der Phase möglich, weil das Anlegen von
positiven und negativen Spannungen möglicherweise nicht in einer
magnetischen Sättigung
resultiert, auch wenn der Rotor einen Magneten verwendet.
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Nach
der Identifizierung als IM, SPM, IPM oder SynRM mit dem vorstehenden
Verfahren werden die Ld- und Lq-Werte, die für die Identifizierung verwendet
worden sind, als die Motorsteuerkonstanten verwendet, um den Motor
zu steuern.