(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、
該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、
速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、
ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、
該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、
該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して回転運動させる電力変換手段と、
該３相電流を検出する電流検出手段と、
該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、
該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段と
を、速度制御系として、備え、
該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、
該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する
同期電動機の駆動装置であって、
該位置情報生成手段は、
該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、
該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、
設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、
該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、
該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段と
を備えることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項２】
同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、
位置指令値と該磁極回転量との偏差に応じた速度指令値を生成する位置制御手段と、
該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、
速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、
ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、
該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、
該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して回転運動させる電力変換手段と、
該３相電流を検出する電流検出手段と、
該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、
該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段と
を、速度制御系として、備え、
該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、
該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する
同期電動機の駆動装置であって、
該位置情報生成手段は、
該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、
該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、
設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、
該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、
該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段と
を備えることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記磁極位置プリセット量リミット手段は、
前記磁極位置プリセットデータと前記現在磁極位置情報との偏差を、予め設定された上限リミット値と下限リミット値とでリミット処理するリミット手段と、
該リミット処理された偏差に前記磁極位置オフセット量生成手段からの前記磁極位置オフセット量を加算する加算手段と、
該加算手段の加算結果を、磁極位置プリセット量として、磁極位置プリセット信号がオンとなるタイミングで出力するサンプル手段と
を備えたことを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項４】
請求項１，２または３において、
前記速度制御系が機能しているサーボオン状態にあるときも、前記磁極位置プリセットデータは、任意の値に再設定可能とすることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項５】
同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、
該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値を出力する速度検出手段と、
速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、
ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、
該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、
該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して直線運動させる電力変換手段と、
該３相電流を検出する電流検出手段と、
該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、
該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段と
を、速度制御系として、備え、
該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、
該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する
同期電動機の駆動装置であって、
該位置情報生成手段は、
該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、
該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、
設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、
該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、
該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段と
を備えることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項６】
同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、
位置指令値と該磁極回転量との偏差に応じた速度指令値を生成する位置制御手段と、
該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、
速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、
ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、
該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、
該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して直線運動させる電力変換手段と、
該３相電流を検出する電流検出手段と、
該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、
該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段と
を、速度制御系として、備え、
該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、
該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する
同期電動機の駆動装置であって、
該位置情報生成手段は、
該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、
該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、
設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、
該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁  極位置オフセット量生成手段と
該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段と
を備えることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記磁極位置プリセット量リミット手段は、
前記磁極位置プリセットデータと前記現在磁極位置情報との偏差を、予め設定された上限リミット値と下限リミット値とでリミット処理するリミット手段と、
該リミット処理された偏差に前記磁極位置オフセット量生成手段からの前記磁極位置オフセット量を加算する加算手段と、
該加算手段の加算結果を、磁極位置プリセット量として、磁極位置プリセット信号がオンとなるタイミングで出力するサンプル手段と
を備えたことを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項８】
請求項５，６または７において、
前記磁極位置プリセットデータは、前記速度制御系が機能しているサーボオン状態にあるときも、任意の値に再設定可能とすることを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【請求項９】
請求項３，４，７，８のいずれか１つにおいて、
磁極位置プリセット量リミット手段は、前記リミット手段での前記偏差のリミット処理の状態の情報をモニタに供給し、該状態を常にモニタ可能としたことを特徴とする同期電動機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動機のロータの初期磁極位置が一義的に決まっていることを利用し、かかる磁極位置を表わすデータ（磁極位置プリセットデータ）を用いてかかる同期電動機を駆動する同期電動機の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期電動機には、永久磁石を有する回転子が負荷を駆動する駆動軸に連結して設けられ、この回転子を回転させることにより、負荷を駆動する。この永久磁石が磁極であって、同期電動機を動機駆動するためには、この回転する磁極の位置（磁極位置）を検出することが必要である。
【０００３】
この磁極位置の検出方法としては、従来、種々の方法が提案されているが、その一例として、省線タイプのアブソリュート位置検出器を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の省線タイプのアブソリュート位置検出器は、磁極の絶対位置を認識するアブソリュートエンコーダと相対位置を認識するインクリメントエンコーダとで構成され、出力線数を削減したものであって、磁極の初期位置をアブソリュートエンコーダからのこの磁極の絶対位置を表わす絶対位置シリアルフォーマットデータから求め、通常は、これにインクリメントエンコーダから得られる磁極の回転移動量を表わすＡ相Ｂ相パルスデータを加算することにより、順次の磁極位置の管理をして同期電動機を駆動するものであり、定期的にアブソリュートエンコーダからの絶対位置シリアルフォーマットデータを用いてＡ相Ｂ相パルスデータの加算によって推定される磁極位置の修正を行ない、磁極位置の検出誤差の補正が行なわれる。
【０００５】
一方、このような特殊な位置検出器を利用せず、一般的なＡ相Ｂ相パルスデータが得られる位置検出器を利用する技術も提案されている。この場合の磁極位置の検出誤差を補正する方法としては、一義的に決まった磁極位置で位置検出器が出力する信号（Ｚ相信号など）を利用する方法や、この方法と同様に一義的に決まった磁極位置で位置検出器を用い、この位置検出器の出力信号のトリガ位置を利用する方法が一般的である。
【０００６】
これらの方法が共通する点は、「一義的に決まった磁極位置」を表わすデータ（磁極位置プリセットデータ）を利用するものであるが、かかる方法を利用した一従来例を説明する（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図１２はかかる従来例を示すブロック構成図であって、１は減算器、２は速度制御器、３は電流制御器、４は３相変換部、５は電力変換器、６は電流検出器、７は同期電動機、８は磁極位置検出器、９は電気角演算部、１０は初期磁極位置プリセット部、１１はｄｑ変換部、１２は速度検出器である。
【０００８】
同図において、入力された速度指令値Ｎm*が減算器１に供給されて速度検出器１２からの速度検出値Ｎmとの偏差が演算され、速度制御器２において、この偏差をなくすようなｑ軸電流指令値ｉq*が生成される。このｑ軸電流指令値ｉq*が、ｄ軸電流指令値ｉd*とともに、電流制御器３に供給される。ここで、ｄ軸は、静止座標系に対して、磁極位置の方向を示す回転座標軸であり、ｑ軸は電気角でｄ座標軸に垂直な方向の回転座標軸である。ｄ，ｑ座標軸は、同期電動機７の回転子の回転とともに、相互に９０度の角間隔を保ちながら回転する。なお、電気制御器３に供給されるｄ軸電流指令値ｉd*は０に設定されている。
【０００９】
電流制御器３は、また、ｄｑ変換手段からｑ軸電流検出値ｉqとｄ軸電流検出値ｉdとが供給され、ｑ軸電流指令値ｉq*にｑ軸電流検出値ｉqを一致させるように、これらの差分（ｉq*−ｉq）について比例積分演算を行なってｑ軸指令電圧ｖq*を生成し、また、同様に、ｄ軸電流指令値ｉd*にｄ軸電流検出値ｉdを一致させるように、これらの差分（ｉd*−ｉd）について比例積分演算を行なってｄ軸指令電圧ｖd*を生成する。
【００１０】
これらｑ軸指令電圧ｖq*とｄ軸指令電圧ｖd*とは３相変換部４に供給され、初期磁極位置プリセット部１０からの現在の磁極位置の電気角補正値θｐを用いて、これらｑ軸指令電圧ｖq*，ｄ軸指令電圧ｖd*が３相指令値ｖl*に変換される。この３相指令値ｖl*は電力変換部５に供給され、３相指令値ｖl*に応じた周波数，位相の３相電流Ｉlが生成される。この電力変換部５はインバータであって、直流電流から３相電流が生成されるものである。この３相電流Ｉlが同期電動機７に印加され、これにより、同期電動機７が速度指令値Ｎm*に応じた速度で駆動される。
【００１１】
一方、同期電動機７に供給される３相電流Ｉlは電流検出器６によって検出され、その３相電流検出値ｉlがｄｑ変換手段に供給される。このｄｑ変換手段は、初期磁極位置プリセット部１０からの現在の磁極位置の電気角補正値θｐをもとに、３相電流検出値ｉlからｑ軸電流検出値ｉqとｄ軸電流検出値ｉdとを生成し、上記のように、電流制御器３に供給する。これにより、同期電動機７に供給される３相交流電流Ｉlの電流値がｑ軸電流指令値ｉq*やｄ軸電流指令値ｉd*に応じた電流値になるように、制御が行なわれる。
【００１２】
このようにして、速度制御系によるサーボ制御が行なわれることになる。
【００１３】
また、位置検出器８により、同期電動機７の磁極（回転子）の回転量（回転角）θmが検出され、この検出された磁極回転量θmが電気角演算部９と速度検出部１２とに供給される。速度検出部１２では、この磁極回転量θmを演算処理して回転子の速度検出値Ｎmが生成され、上記のように、減算器１に供給される。
【００１４】
電気角演算部９では、供給される磁極回転量θmが演算処理されて磁極の移動量が電気角（以下、磁極移動量電気角という）θeとして求められる。この磁極移動量電気角θeが上記のＡ相Ｂ相パルスデータに相当するものであり、その初期値（同期電動機７の起動時の磁極移動量電気角）θerは０である。この磁極移動量電気角θeは初期磁極位置プリセット部１０に供給され、同期電動機７の磁極の初期位置（初期磁極位置）を表わすものとして設定された初期磁極位置プリセットデータθsetと加算されて、現時点での磁極位置を表わす値（現磁極位置）θpが生成される。この現在磁極位置θpが３相変換部４とｄｑ変換手段とに供給され、上記の処理がなされるものである。
【００１５】
ここで、位置検出器８では、磁極の回転とともに、初期位置からの磁極の回転角が検出されるものであり、これに初期磁極位置プリセットデータθsetが加算されることにより、現在磁極位置θpが得られるものである。
【特許文献１】特開２００３ー２９９３８０号公報
【特許文献２】特開２００６ー１８７０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、上記特許文献２に記載の技術では、初期磁極位置プリセットデータθsetを設定して同期電動機７の起動時での磁極の初期位置として用い、この初期磁極位置プリセットデータθsetと磁極移動量電気角θeとから現在磁極位置θpを求めるものであるから、この初期磁極位置プリセットデータθsetが誤って設定された場合には、精度の良い現在磁極位置θpを得ることができず、同期電動機７は正常に駆動されない。特に、磁極位置の検出誤差が±９０゜以上となると、同期電動機７が暴走する可能性がある。
【００１７】
この初期磁極位置プリセットデータθsetは、再設定が可能であり、これによって磁極位置の検出誤差を調整できるものであるが、必ずしも初期磁極位置を精度良く表わしているとは限るものでなく、同期電動機７の暴走の可能性があるものである。
【００１８】
本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消し、初期磁極位置プリセットデータθsetが大幅に誤って設定されても、同期電動機の暴走を防止し、継続して運転することを可能とする同期電動機の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して回転運動させる電力変換手段と、該３相電流を検出する電流検出手段と、該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段とを、速度制御系として、備え、該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、  該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する同期電動機の駆動装置であって、該位置情報生成手段は、該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段とを備えたものである。
【００２０】
また、本発明は、同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、位置指令値と該磁極回転量との偏差に応じた速度指令値を生成する位置制御手段と、該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して回転運動させる電力変換手段と、該３相電流を検出する電流検出手段と、該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段とを、速度制御系として、備え、該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する同期電動機の駆動装置であって、該位置情報生成手段は、該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段とを備えたものである。
【００２１】
また、本発明は、磁極位置プリセット量リミット手段は、前記磁極位置プリセットデータと前記現在磁極位置情報との偏差を、予め設定された上限リミット値と下限リミット値とでリミット処理するリミット手段と、該リミット処理された偏差に前記磁極位置オフセット量生成手段からの前記磁極位置オフセット量を加算する加算手段と、該加算手段の加算結果を、磁極位置プリセット量として、磁極位置プリセット信号がオンとなるタイミングで出力するサンプル手段とを備えたものである。
【００２２】
また、本発明は、速度制御系が機能しているサーボオン状態にあるときも、磁極位置プリセットデータを任意の値に再設定可能とするものである。
【００２３】
また、本発明は、同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値を出力する速度検出手段と、速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して直線運動させる電力変換手段と、該３相電流を検出する電流検出手段と、該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段とを、速度制御系として、備え、該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する同期電動機の駆動装置であって、該位置情報生成手段は、該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁極位置オフセット量生成手段と、該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段とを備えたものである。
【００２４】
また、本発明は、同期電動機の磁極回転量を検出する位置検出手段と、位置指令値と該磁極回転量との偏差に応じた速度指令値を生成する位置制御手段と、該磁極回転量から該同期電動機の速度を検出し、速度検出値として出力する速度検出手段と、速度指令値と該速度検出値との偏差に応じたｑ軸電流指令値を生成する速度制御手段と、ｄ軸電流指令値と該速度制御手段で生成された該ｑ軸電流指令値が供給され、ｑ軸指令電圧とｄ軸指令電圧とを生成する電流制御手段と、該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧との２相指令電圧を３相指令電圧に変換する３相変換手段と、該３相指令値に応じた３相電圧を生成し、該３相電流で同期電動機を駆動して直線運動させる電力変換手段と、該３相電流を検出する電流検出手段と、該同期電動機の磁極の現在位置を表わす現在磁極位置情報を生成する位置情報生成手段と、該現在磁極位置情報をもとに、該電流検出手段７で検出された３相電流検出値をｑ軸電流検出値とｄ軸電流検出値との２相の電流検出値に変換するｄｑ変換手段とを、速度制御系として、備え、該電流制御手段が、該ｑ軸電流検出値を該ｑ軸電流指令値に一致させ、かつ該ｄ軸電流検出値を該ｄ軸電流指令値に一致させる該ｑ軸指令電圧と該ｄ軸指令電圧とを生成する比例積分演算を行ない、該３相変換手段が、該位置情報生成手段で生成された該現在磁極位置情報を用いて、該２相指令電圧を該３相指令電圧に変換する同期電動機の駆動装置であって、該位置情報生成手段は、該同期電動機の磁極回転量を検出する該位置検出手段で検出された該磁極回転量を０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角に変換する電気角演算手段と、該同期電動機の磁極位置を検出し、磁極位置検出値を出力する磁極位置検出手段と、設定された磁極位置プリセットデータを所定の範囲内にリミットし、磁極位置プリセット量として出力する磁極位置プリセット量リミット手段と、該同期電動機の起動直前に該磁極位置検出値を選択し、該同期電動機の起動後のタイミングで該磁極位置プリセット量を選択して、夫々磁極位置オフセット量として出力する磁  極位置オフセット量生成手段と該磁極位置オフセット量生成手段からの該磁極位置オフセット量と該電気角演算手段からの該磁極移動量電気角とを加算し、現在磁極位置情報を生成する電気角加算手段とを備えたものである。
【００２５】
また、本発明は、前記磁極位置プリセット量リミット手段が、前記磁極位置プリセットデータと前記現在磁極位置情報との偏差を、予め設定された上限リミット値と下限リミット値とでリミット処理するリミット手段と、該リミット処理された偏差に前記磁極位置オフセット量生成手段からの前記磁極位置オフセット量を加算する加算手段と、該加算手段の加算結果を、磁極位置プリセット量として、磁極位置プリセット信号がオンとなるタイミングで出力するサンプル手段とを備えたものである。
【００２６】
また、本発明は、磁極位置プリセットデータは、速度制御系が機能しているサーボオン状態にあるときも、任意の値に再設定可能とするものである。
【００２７】
また、本発明は、磁極位置プリセット量リミット手段が、リミット手段での偏差のリミット処理の状態の情報をモニタに供給し、状態に常にモニタ可能としたものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、同期電動機のサーボに用いる「磁極位置プリセットデータ」が大幅に誤って設定されても、これが所定の範囲内に自動的に補正されるものであるから、同期電動機が暴走することなく、継続運転を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００３０】
図１は本発明による同期電動機の駆動装置の第１の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１３は磁極位置検出器、１４は磁極位置変換部、１５は磁極位置オフセット値生成部、１６は電気角加算部、１７は磁極位置プリセット量リミット部であり、図１２に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００３１】
同図において、図１２に示す従来技術と同様、位置検出器８で検出された磁極回転量θmが電気角演算部９で演算処理して得られる磁極移動量電気角θeは、電気角加算部１６に供給される。
【００３２】
また、この第１の実施形態では、同期電動機７は回転運動する同期電動機であって、同期電動機７での磁極の絶対位置（磁極位置）が磁極検出器１３で検出される。磁極検出器１３で検出される３相信号θu，θv，θwは、磁極位置変換部１４に供給されて０゜〜３６０゜単位の角度データに変換され、磁極位置検出値θsとして磁極位置オフセット値生成部１５に供給される。
【００３３】
ここで、同期電動機７の起動操作がなされると、その回転子（磁極）が回転を開始する起動の直前に磁極位置取込信号ＴＳpwが発生し、また、回転子（磁極）が起動して回転を開始すると、後述する所定のタイミングで磁極位置プリセット信号ＴＳset信号が発生する。
【００３４】
磁極位置オフセット値生成部１５では、磁極位置検出値θsとともに、磁極位置プリセットリミット部１７から後述の磁極位置プリセット量θofstnも供給され、これらのいずれか一方が磁極位置オフセット量θofstとして選択されて上記の電気角加算部１６に供給されるものであるが、まず、同期電動機７の起動（回転開始）直前に発生される磁極位置取込信号ＴＳpwのタイミングで磁極位置検出値θsが選択され、また、起動後では、所定のタイミングで供給される磁極位置プリセット信号ＴＳset信号のタイミングで磁極位置プリセット量θofstｎが選択され、夫々磁極位置オフセット量θofstとして電気角加算部１６に供給される。また、この磁極位置オフセット量θofstは、磁極位置プリセット量リミット部１７にも供給される。
【００３５】
電気角加算部１６では、磁極位置オフセット値生成部１５からの磁極位置オフセット量θofstに電気角演算部９からの磁極移動量電気角θeが加算されて、現在の磁極の位置を表わす現在磁極位置θpが生成される。現在磁極位置θpは、図１２に示す従来技術と同様、３相変換部４とｄｑ変換部１１とに供給されるが、さらに、磁極位置プリセット量リミット部１７にも供給される。
【００３６】
磁極位置プリセット量リミット部１７は、上記のように、電気角演算部９からの現在磁極位置θpと磁極位置オフセット値生成部１５からの磁極位置オフセット量θofstとが供給されるが、さらに、磁極位置プリセットデータθsetと、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングでの現在磁極位置θpの実際の磁極位置からのずれ量を制限するための磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_max，磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとが供給され、上記の磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで、これら磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとを用いて、電気角加算部１６で得られる現在磁極位置θpが実際の磁極位置から大きくずれないようにして、同期電動機７の暴走を防止するものである。
【００３７】
即ち、後述するが、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで磁極位置プリセットデータθsetと現在磁極位置θpとの差分を求めることにより、磁極位置プリセットデータθsetと磁極位置検出値θsとのずれ量を検出し、このずれ量が大きい場合には、磁極位置プリセットデータθsetを磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxもしくは磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minでリミット処理し、磁極位置オフセット量θofstとして、磁極位置取込信号ＴＳpwのタイミングで磁極位置オフセット量θofstとして用いた磁極位置検出値θsに代えて、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングからこの制限された磁極位置プリセットデータθsetを、磁極位置プリセット量θofstnとして、磁極位置オフセット値生成部１５に供給する。この磁極位置プリセット量θofstnが、この磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングから、磁極位置オフセット量θofstとして、電気角加算部１６に供給される。
【００３８】
磁極位置プリセット量リミット部１７のかかる機能により、磁極位置プリセットデータθsetが大きく誤って設定されても、これが磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとで制限されて、同期電動機７の暴走が防止されるものである。
【００３９】
なお、磁極位置プリセット量リミット部１７は、かかるリミット処理した状態をモニタするためのデータを、磁極位置リミット状態モニタデータＳＴＳmとして、図示しないモニタに出力し、リミット状態をモニタできるようにしている。磁極位置プリセットデータθsetは、一旦設定されても、再設定が可能であり、自動的にあるいは手動でこのモニタの結果から磁極位置プリセットデータθsetを修正して再設定することができる。
【００４０】
次に、図１での各部について説明する。
【００４１】
図２は図１における磁極位置変換部１４の動作及び特性についての説明図であって、同図（ａ）は磁極位置検出器１３から出力される３相信号θu，θv，θwの波形を示す図であり、同図（ｂ）はこの３相信号θu，θv，θwに対する磁極位置変換部１４の磁極位置検出値θｓを示す図である。
【００４２】
磁極位置検出器１３から出力される３相信号θu，θv，θwは、図２（ａ）に示すように、磁極位置の変化（回転子の回転）とともに、レベルが２値でＯＮ，ＯＦＦと変化する。そして、磁極位置に応じて３相信号θu，θv，θwのレベルの組み合わせが異なる。以下では、ＯＮを「１」とし、ＯＦＦを「０」と表現する。
【００４３】
磁極位置変換部１４は、かかる３相信号θu，θv，θwのレベルの組み合わせを電気角０゜〜３６０゜単位で角度データ（即ち、磁極位置検出値θs）に変換するものであり、図２（ａ）に対する図２（ｂ）に示すように、
（１）磁極位置が電気角０゜〜６０゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「１，０，１」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝３０゜とする。  
（２）磁極位置が電気角６０゜〜１２０゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「１，０，０」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝９０゜とする。  
（３）磁極位置が電気角１２０゜〜１８０゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「１，１，０」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝１５０゜とする。  
（４）磁極位置が電気角１８０゜〜２４０゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「０，１，０」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝２１０゜とする。  
（５）磁極位置が電気角２４０゜〜３００゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「０，１，１」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝２７０゜とする。  
（６）磁極位置が電気角３００゜〜３６０゜であるとき、３相信号θu，θv，θwは「０，０，１」であり、磁極位置変換部１４は、これを磁極位置検出値θs＝３３０゜とする。
【００４４】
３相信号θu，θv，θwのかかるレベルは磁極の電気角の０゜〜３６０゜の回転毎に繰り返すが、これによる磁極位置検出値θsは、３相信号θu，θv，θwのレベルは６０゜の角度範囲（例えば、３相信号θu，θv，θwの「１，０，１」に対して、０゜〜６０゜の範囲）の中心の角度（例えば、３相信号θu，θv，θwの「１，０，１」に対して、３０゜）として設定されるものであるから、真の磁極位置に対して最大±３０゜の誤差を持つことになる（例えば、真の磁極位置が０゜の場合、３相信号θu，θv，θwは「１，０，１」であり、磁極位置変換部１４は３０゜の磁極位置検出値θsを発生する。従って、３０゜の誤差がある。）。このように、±３０゜の誤差があると、同期電動機７の出力は約０．８６６倍（＝cos３０゜）に減衰する。このために、磁極位置の補正が必要となる。
【００４５】
図３は図１における電気角演算部９の一具体例を示すブロック図であって、９ａは余り算回路、９ｂは乗算回路である。
【００４６】
同図において、位置検出器８（図１）からの磁極回転量θmは余り算回路９ａに供給され、余り算係数θkで余り算の演算処理が行なわれる。この余り算係数θkは、電気角３６０゜に対する絶対空間での回転角であって、例えば、絶対座標系での９０゜が電気角３６０゜に相当する場合には、余り算係数θkは９０であり、余り算の乗算結果は、磁極回転量θmをこの余り算係数θkで割算した余りの角度である。
【００４７】
余り算回路９ａの演算結果は乗算回路９ｂに供給されて、角度単位変換係数Ｋdが乗算され、これによって上記の磁極移動量電気角θeが得られる。ここで、角度単位変換係数Ｋdは、
Ｋd  ＝３６０゜÷θk
で定義される。これは、絶対座標系での余り算係数θkの角度を電気角で３６０゜に相当させたときの変換係数であり、この角度単位変換係数Ｋdを余り算回路９ａの演算結果に乗算することにより、電気角に変換されることになる。例えば、上記のように、絶対座標系での９０゜が電気角３６０゜に相当するものとして、検出される磁極回転量θmを２４０゜とすると、余り算回路９ａの演算結果は、２４０゜−９０゜×２＝６０゜（これは、絶対座標系での角度）となるが、このとき、Ｋd  ＝３６０゜÷６０゜＝４であるから、６０゜×４＝２４０゜が磁極移動量電気角θeとなる。
【００４８】
図４は図３における磁極回転量θmと磁極移動量電気角θeとの関係を示す図である。
【００４９】
同期電動機７が起動されて回転子（磁極）が回転開始すると、図４（ｂ）に示すように、磁極回転量θmは０゜から増加していく（上記の磁極位置取込信号ＴＳpwのタイミングは、θm＝０゜の期間内にある）。これとともに、磁極移動量電気角θeも０゜から増加していくが、磁極回転量θmが角度θkとなると、磁極移動量電気角θeが３６０゜となり、磁極回転量θmのさらなる増加とともに、磁極移動量電気角θeは再び０゜から増加していく。即ち、磁極移動量電気角θeは、磁極回転量θmが角度θkの整数倍の角度となる毎に、０゜からの増加を繰り返すことになる。
【００５０】
このように、磁極移動量電気角θeは、０゜〜３６０゜の電気角の範囲で表わされる回転子（磁極）の回転移動量を表わすものであり、これが電気角加算部１６（図１）で磁極位置オフセット値生成部１５（図１）からの磁極位置オフセット値θofstと加算されることにより、回転子（磁極）の現在位置を表わす現在磁極位置θpが得られるものである。
【００５１】
図５は図１における磁極位置オフセット値生成部１５の一具体例を示す回路ブロック図であって、１５ａ，１５ｂはサンプルスイッチ、１５ｃはサンプルホールド回路である。
【００５２】
同図において、同期電動機７（図１）が起動されて回転子（磁極）が回転開始すると、その直後のタイミングで発生される磁極位置取込信号ＴＳpwにより、サンプルスイッチ１５ａがＯＮし、これにより、磁極位置検出値θsが磁極位置取込信号ＴＳpwの期間サンプリングされてサンプルホールド回路９ｂにホールドされる。このサンプルホールド回路９ｂでホールドされた磁極位置検出値θsが、磁極位置オフセット量θofstとして、電気角加算部１６（図１）と磁極位置プリセット量リミット部１７に供給される。
【００５３】
また、同期電動機７の起動後に磁極位置プリセット信号ＴＳsetが供給されると、その期間サンプルスイッチ１５ｂがＯＮし、これにより、この磁極位置プリセットリミット部１７（図１）からの磁極位置プリセット量θofstnが磁極位置プリセット信号ＴＳsetの期間サンプリングされてサンプルホールド回路１５ｃにホールドされる。このサンプルホールド回路１５ｃでホールドされた磁極位置プリセット量θofstnが、磁極位置オフセット量θofstとして、電気角加算部１６（図１）と磁極位置プリセット量リミット部１７に供給される。
【００５４】
即ち、磁極位置オフセット量θofstは、
（１）磁極位置プリセット信号ＴＳsetが供給され始める前では、
θofst＝同期電動機７の起動直前での磁極位置検出値θｓ
（２）磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングからは、
θofst＝磁極位置プリセット量θofstn
となる。
【００５５】
図６は図１における電気角加算部１６の一具体例を示す回路ブロック図であって、１６ａは加算回路、１６ｂは余り算回路である。
【００５６】
同図において、磁極位置オフセット値生成部１５（図１）からの磁極位置オフセット量θofstと電気角演算部９（図１）からの磁極移動量電気角θeとが加算回路１６ａで加算される。この加算結果は余り算回路１６ｂに供給され、リングカウンタ係数Ｋａを用いて余り算処理されて現在磁極位置θpが求められる。
【００５７】
ここで、リングカウンタ係数Ｋａは、
Ｋａ＝３６０
であり、これにより、加算回路１６ａで得られる磁極位置オフセット量θofstと磁極移動量電気角θeとの加算値が３６０゜になる毎に０゜に変換され（即ち、余り算回路１６ｂでの余り算による余り値が０゜となる）、これにより、現在磁極位置θpは、値域が０゜〜３６０゜で値が繰り返すことになる。
【００５８】
図７は図１における磁極位置プリセット量リミット部１７の一具体例を示す回路ブロック図であって、１７ａは減算器、１７ｂはリミット回路、１７ｃは加算回路、１７ｄは余り算回路、１７ｅ，１７ｆはサンプルスイッチ、１７ｇはサンプルホールド回路である。
【００５９】
同図において、磁極位置プリセットデータθsetと電気角加算部１６（図１）からの現在磁極位置θpとは減算回路１７ａに供給されて減算処理からなされ、その減算結果θdlt（＝θset−θp）が導出される。この減算結果θdltは、現在磁極位置θpから磁極位置プリセットデータθsetまでの偏差であるが、特に、磁極移動量電気角θeが０゜となるときには、磁極位置オフセット量θofstと磁極位置プリセットデータθsetとの偏差、即ち、ずれ量を表わしている。
【００６０】
この減算結果θdltは、磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとが設定されているリミット回路１７ｂでリミット処理され、このリミット処理結果θdltoは加算回路１７ｃに供給されて、磁極位置オフセット値生成部１５（図１）からの磁極位置オフセット値θofstと加算される。この加算回路１７ｃの出力は余り算回路１７ｄに供給され、上記のリングカウンタ係数Ｋａ（＝３６０）で余り算処理される。
【００６１】
ここで、最初の磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングまでの電気角加算部１６（図１）で得られた現在磁極位置θpは、磁極位置オフセット値生成部１５（図１）からの磁極位置オフセット量θofstとしての磁極位置検出値θｓと電気角演算部９（図１）からの磁極移動量電気角θeとの加算値であり、減算回路１７ａの減算結果θdltは、
θdlt ＝（磁極位置プリセットデータθset）−（現在磁極位置θp）
＝（磁極位置プリセットデータθset）−｛（磁極位置検出値θｓ）
＋（磁極移動量電気角θe）｝
である。
【００６２】
加算回路１７ｃでは、この減算結果θdltに磁極位置オフセット値θofstが加算されるのであるが、このとき、この磁極位置オフセット値θofstは、
θofst ＝磁極位置検出値θｓ
であるから、加算回路１７ｃからの加算出力θaddは、
θadd ＝（減算結果θdlt）＋（磁極位置オフセット量θofst）
となる。この加算出力θaddは余り算回路１７ｄで余り算処理され、その処理結果が、最初の磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングでＯＮするサンプルスイッチ１７ｆを介し、磁極位置プリセット量θofstnとして磁極位置オフセット値生成部１５（図１）に供給され、図５におけるサンプルホールド回路１５ｃに供給される。
【００６３】
このようにして、最初の磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで磁極位置プリセットデータθsetが磁極位置プリセット量θofstnとして磁極位置オフセット値生成部１５（図１）に供給され、これが磁極位置オフセット値θofstとして電気角加算部１６（図１）に供給されて現在磁極位置θｐが生成されることになる。
【００６４】
この現在磁極位置θｐは図７での減算回路１７ａに供給され、以上の処理動作が繰り返される。
【００６５】
ところで、磁極位置検出値θｓは、先に図２で説明したように、最大±３０゜の誤差を有するものであるから、磁極位置プリセットデータθsetが同期電動機７（図１）の起動時での磁極の実際の位置に一致した正しい値に設定されているときには、減算回路１７ａから得られる減算結果θdltの絶対値abs(θdlt)は、
abs(θdlt)＜３０゜
となる。これに対し、磁極位置プリセットデータθsetが誤った値に設定されている場合には、減算結果θdltの絶対値abs(θdlt)は３０゜を越えることになり、この絶対値abs(θdlt)が６０゜以上となると、同期電動機７が暴走する可能性が出てくるし、１２０゜以上となると、同期電動機７は確実に暴走する。
【００６６】
そこで、リミット回路１７ｂでは、減算結果θdltが大きくなると、磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとでこの減算結果θdltがリミット処理される。かかるリミット処理によると、上記式（１）〜（３）により、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで加算回路１７ｃからリミット処理された磁極位置プリセットデータθsetが得られることになり、これが、磁極位置プリセット量θofstnとして、磁極位置オフセット値生成部１５（図１）に供給されることになる。
【００６７】
このようにして、磁極位置プリセットデータθsetが誤って磁極位置検出値θｓから大きくずれて設定されても、これが修正されることになり、同期電動機７の暴走を確実に防止することが可能となる。
【００６８】
ここで、磁極位置プリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minは夫々、例えば、
θdlt_max ＝＋４５゜
θdlt_min ＝−４５゜
に設定される（但し、これに限るものではない）。これによると、磁極位置プリセットデータθsetが磁極位置検出値θｓから最大±４５゜ずれることを許容することになるのであるが、上記の絶対値abs(θdlt)が６０゜の場合よりも小さく、また、ｄｑ変換部１１（図１）でｄｑ変換に用いる現在磁極位置θｐと同期電動機７での真の磁極位置とのずれ量は±７５゜以内であり、同期電動機７が暴走することはない。
【００６９】
また、リミット回路１７ｂの処理状態を表わすリミット状態情報ＳＴＳlmtが得られ、磁極位置プリセットデータθsetによってサンプルスイッチ１７ｅがＯＮすると、これでサンプルされてサンプルホールド回路１７ｇにホールドされる。このリミット状態情報ＳＴＳlmtは、
ＳＴＳlmt ＝０  ：リミット処理なし
＝１  ：下限リミット
＝２  ：上限リミット
を表わすものであり、このホールドされたリミット状態情報ＳＴＳlmtが図示しないモニタに供給され、これを観測することを可能にする。従って、この観測から磁極位置プリセットデータθsetが可源リミットされたのか、上限リミットされたのかを認識することができ、従って、磁極位置プリセットデータθsetの設定が誤っているか否かを確認することができ、同期電動機７の次回の起動に備えて、磁極位置プリセットデータθsetを設定変更することができる。
【００７０】
図８は図７に示す磁極位置プリセット量リミット部１７の以上の動作を示すタイミング図である。
【００７１】
同図（ａ）は磁極位置検出値θsから磁極位置プリセットデータθsetまでの偏差がプリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとによる範囲内にある場合、即ち、減算結果θdltが磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_min以上で、かつプリセットデータ上限リミット値θdlt_max以下であって、「リミット状態情報ＳＴＳlmt＝０：リミット処理なし」である場合の図７に示す磁極位置プリセット量リミット部１７の動作を示す波形図であって、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで、磁極位置プリセット量θofstnが磁極位置検出値θsから磁極位置プリセットデータθsetに変更されたとき、その変更量（上記の減算結果θdlt）が上記の上，下限リミット値の範囲内にある。
【００７２】
図８（ｂ）は磁極位置検出値θsから磁極位置プリセットデータθsetまでの偏差がプリセットデータ上限リミット値θdlt_maxと磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとによる範囲からはずれている場合、即ち、減算結果θdltがプリセットデータ上限リミット値θdlt_max未満であって、「リミット状態情報ＳＴＳlmt＝１：下限リミット」である場合の図７に示す磁極位置プリセット量リミット部１７の動作を示す波形図であって、磁極位置プリセット信号ＴＳsetのタイミングで、磁極位置プリセット量θofstnが磁極位置検出値θsから磁極位置プリセットデータθsetに変更されたとき、θp(t)は本来磁極位置プリセットデータθsetになるのであるが、下限リミット処理により、磁極位置プリセットデータ下限リミット値θdlt_minとなる。これが、磁極位置プリセット量θofstnとして、磁極位置オフセット値生成部１５に供給される。
【００７３】
このようにして、磁極位置プリセットデータθsetが磁極位置検出値θsから大きくずれて設定されても、磁極位置プリセット量リミット部１７でのリミット処理により、このずれ量が軽減され、同期電動機７の暴走を防止することができて、継続運転が可能となる。
【００７４】
図９は本発明による同期電動機の駆動装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１８は減算器、１９は位置制御器であり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００７５】
同図において、この第２の実施形態は、指令値として位置指令値θm*が入力され、減算器１８において、位置検出器８からの磁極回転量θmとで減算処理される。この減算器１８からの位置指令値θm*と磁極回転量θmとの偏差は位置制御器１９に供給され、この偏差に応じて速度指令値Ｎm*が生成される。この速度指令値Ｎm*が減算器１に供給されるものであり、これ以降は図１に示す第１の実施形態と同様である。これにより、位置指令値θm*に応じた位置制御も行なわれる。
【００７６】
この第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に、制御動作（サーボオン）中も、磁極位置プリセットデータθsetの再設定が可能であり、磁極位置プリセットデータθsetが大幅に誤って設定されても、磁極位置プリセット量リミット部１７のリミット処理により、同期電動機７の暴走を防止して継続運転が可能となる。
【００７７】
図１０は本発明による同期電動機の駆動装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２０はリニアモータ、２０ａは可動部、２０ｂはリニアスケール、２０ｃはリニア位置検出器、２０ｃ，２０ｄはストッパ、２０ｆはレールであり、図１に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００７８】
同図において、この第３の実施形態は、同期電動機を直線運動するリニアモータ２０とするものである。このリニアモータ２０は、可動部２０ａが、電力変換部５からの３相信号が供給されることにより、レール２０ｆ上を移動可能に構成されており、安全のために、このレール２０ｆの両終端部に夫々ストッパ２０ｄ，２０ｅが設けられて、可動部２０ａの移動範囲を規定している。
【００７９】
かかるリニアモータ２０には、可動部２０ｃの絶対位置を検出するリニア位置検出器２０ｃと可動部２０ａの起動後の移動量を検出するリニアスケール２０ｂとが設けられている。リニア位置検出器２０ｃは、図１での同期電動機７に対する磁極位置検出器１３に対応するものであり、リニアスケール２０ｂは、同じく位置検出器８に相当するものである。
【００８０】
リニア位置検出器２０ｃは、可動部２０ａの磁極の絶対位置を検出し、その絶対位置に応じて３相信号θu，θv，θwを出力する。この３相信号θu，θv，θwは磁極位置変換部１４に供給されて０゜〜３６０゜単位の角度データに変換され、磁極位置検出値θsとして磁極位置オフセット値生成部１５に供給される。また、リニアスケール２０ｂは、可動部２０ａの移動量を検出し、その検出結果に応じた磁極移動量θmが、速度検出器１２に供給されるとともに、電気角演算部９で０゜から３６０゜までを繰り返す磁極移動量電気角θeに変換され、電気角加算部１６に供給される。
【００８１】
これ以降の構成は、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００８２】
この第３の実施形態も、先の実施形態と同様の効果が得られるものであって、制御動作（サーボオン）中も、磁極位置プリセットデータθsetの再設定が可能であり、磁極位置プリセットデータθsetが大幅に誤って設定されても、磁極位置プリセット量リミット部１７のリミット処理により、リニアモータ２０の暴走を防止して継続運転が可能となる。
【００８３】
図１１は本発明による同期電動機の駆動装置の第４の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、図９及び図１０に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８４】
同図において、この第４の実施形態は、図１０に示す第３の実施形態において、図９に示す第２の実施形態のように、減算器１８と位置制御器１９とを設けて、位置指令値θm*を入力するようにしたものである。
【００８５】
この第４の実施形態も、先の実施形態と同様の効果が得られるものであって、制御動作（サーボオン）中も、磁極位置プリセットデータθsetの再設定が可能であり、磁極位置プリセットデータθsetが大幅に誤って設定されても、磁極位置プリセット量リミット部１７のリミット処理により、リニアモータ２０の暴走を防止して継続運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による同期電動機の駆動装置の第１の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図２】図１における磁極位置変換部の動作及び特性についての説明図である。
【図３】図１における電気角演算部の一具体例を示すブロック図である。
【図４】図３における磁極回転量θmと磁極移動量電気角θeとの関係を示す図である。
【図５】図１における磁極位置オフセット値生成部の一具体例を示す回路ブロック図である。
【図６】図１における電気角加算部の一具体例を示すブロック図である。
【図７】図１における磁極位置プリセット量リミット部の一具体例を示す回路ブロック図である。
【図８】図７に示す磁極位置プリセット量リミット部の動作を示すタイミング図である。
【図９】本発明による同期電動機の駆動装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１０】本発明による同期電動機の駆動装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１１】本発明による同期電動機の駆動装置の第４の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１２】同期電動機の駆動装置の一従来例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  減算器
２  速度制御器
３  電流制御器
４  ３相変換部
５  電力変換器
６  電流検出器
７  同期電動機
８  磁極位置検出器
９  電気角演算部
９ａ  余り算回路
９ｂ  乗算回路
１０  初期磁極位置プリセット部
１１  ｄｑ変換部
１２  速度検出器
１３  磁極位置検出器
１４  磁極位置変換部
１５  磁極位置オフセット値生成部
１５ａ，１５ｂ  サンプルスイッチ
１５ｃ  サンプルホールド回路
１６  電気角加算部
１６ａ  加算部
１６ｂ  余り算回路
１７  磁極位置プリセット量リミット部
１７ａ  減算器
１７ｂ  リミット回路
１７ｃ  加算回路
１７ｄ  余り算回路
１７ｅ，１７ｆ  スイッチ
１７ｇ  サンプルホールド回路
１８  減算器
１９  位置制御器
２０  リニアモータ
２０ａ  可動部
２０ｂ  リニアスケール
２０ｃ  リニア位置検出器
２０ｃ，２０ｄ  ストッパ
２０ｆ  レール
【図１】
0005095277.tif 000002
【図２】
0005095277.tif 000003
【図３】
0005095277.tif 000004
【図４】
0005095277.tif 000005
【図５】
0005095277.tif 000006
【図６】
0005095277.tif 000007
【図７】
0005095277.tif 000008
【図８】
0005095277.tif 000009
【図９】
0005095277.tif 000010
【図１０】
0005095277.tif 000011
【図１１】
0005095277.tif 000012
【図１２】
0005095277.tif 000013