JP2007282367A - Motor driving controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機の圧縮機の原動力となるモータを、高効率で駆動するモータ駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a motor drive control device that drives a motor as a driving force of a compressor of an air conditioner with high efficiency.
従来、この種のモータ駆動装置では、交流電圧を印加するだけで駆動できる誘導モータから、回転子に永久磁石を内蔵するいわゆるＩＰＭ構造にして、リラクタンストルクも利用することで高効率化してきている。またＩＰＭモータは、電流位相を進めることにより弱め界磁駆動を効率よく行うことも可能であり、電源電圧よりも発電電圧が高い場合でも駆動することが可能になり、広い運転範囲を実現することができる。このＩＰＭモータを空気調和機の密閉型圧縮機の駆動源として利用するには、永久磁石の回転位相を検出器を用いず適切に行うことが必要になる。 Conventionally, in this type of motor drive device, an induction motor that can be driven only by applying an AC voltage is changed to a so-called IPM structure in which a permanent magnet is built in a rotor, and the reluctance torque is also used to increase the efficiency. . In addition, the IPM motor can efficiently perform field-weakening driving by advancing the current phase, and can be driven even when the generated voltage is higher than the power supply voltage, thereby realizing a wide operating range. Can do. In order to use this IPM motor as a drive source for a hermetic compressor of an air conditioner, it is necessary to appropriately perform the rotational phase of the permanent magnet without using a detector.
回転位相を検出器なしで検出する方法として、従来はモータの固定子への通電を短期間休止して、端子に現れるモータ回転の誘起電圧を検出する方法が採用されていた。しかしながら、弱め界磁駆動を行うと、非通電期間を設けても、モータのインダクタンスにより電流が引き続き流れてしまい、大きな弱め界磁を行うことが困難であった。 As a method for detecting the rotational phase without a detector, conventionally, a method has been adopted in which the energization of the motor stator is paused for a short period and the induced voltage of the motor rotation appearing at the terminal is detected. However, when field weakening driving is performed, even if a non-energization period is provided, current continues to flow due to the inductance of the motor, making it difficult to perform large field weakening.
これに対し、モータへの通電を非通電期間を設けることなく正弦波状にして、そのときの電圧と電流の関係から、永久磁石回転子の回転位相を推定して駆動する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１では、回転座標軸上で電圧と電流の関係をモデルと比較し、モデルとの誤差が少なくなるように駆動することで、回転位相検出ができる駆動方法がある。また固定座標軸上での電圧と電流との関係を用いるものもある（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来の構成では、個々のモータのパラメータをモデルとして、実際の電圧と電流の情報とのずれが解消されていれば、適正に回転位相検出ができているとしているものなので、個々のモータのパラメータが正確に把握できていることが必要条件になる。もしモデルに用いるモータパラメータが実際のパラメータとずれていると検出される回転位相に誤差を生じることになる。この検出される回転位相の誤差の影響は、電流と誘起電圧の有効分の比率が増加すると大きくなる。つまり、弱め界磁制御を行っているときに、誤差の影響が非常に大きくなる。このため、個々のモータのパラメータ変動分を見越して、電流位相を進める限界（以降、最大進角値）に余裕を持たせておく必要がある。ところが、最大進角値を下げると、駆動できる最高速度が低下してしまい、駆動範囲が狭まってしまうという課題を有していた。このような状況で駆動範囲を確保するには、駆動するための電源電圧を上げる、もしくは、モータの発電定数を下げるなどの効率低下や部品のコストアップを必要とする手法をとらざるを得ないという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, if the deviation between the actual voltage and current information is eliminated using the parameters of the individual motor as a model, the rotational phase can be detected properly. It is a necessary condition that the parameters can be accurately grasped. If the motor parameters used in the model deviate from the actual parameters, an error will occur in the detected rotational phase. The effect of the detected rotational phase error increases as the effective ratio of the current and the induced voltage increases. That is, the effect of error becomes very large when field weakening control is performed. For this reason, it is necessary to allow for the limit (hereinafter referred to as the maximum advance value) for advancing the current phase in anticipation of the parameter variation of each motor. However, if the maximum advance value is lowered, the maximum speed that can be driven is lowered, and the drive range is narrowed. In order to secure the driving range in such a situation, it is necessary to take a technique that requires a reduction in efficiency and an increase in the cost of parts, such as raising the power supply voltage for driving or lowering the power generation constant of the motor. It had the problem that.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、個々のモータのパラメータが多少変動しても、最大進角値を確保することができて、広い運転範囲を確保できるモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a motor drive control device that can secure a maximum advance value and ensure a wide operating range even if the parameters of individual motors vary somewhat. The purpose is to do.
前記従来の課題を解決するために、本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流との位相関係の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a motor drive control device according to the present invention includes circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into AC power for driving a motor, and the motor applied voltage and motor current to the motor. A motor that performs drive control so that the phase of the motor current advances from the rotational phase of the motor when the induced voltage generated by the motor is larger than the applied voltage to the motor that can output A drive control device that minutely modulates how the current phase is advanced, and when the change in phase relationship between the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the motor current becomes slow, the motor current The process of advancing the phase is stopped.
これにより、回転位相推定の限界を示唆する指標である、「モータへの印加電圧とモータ電流の位相差の変化特性」を抽出し、それによって導出される変化特性が緩慢になり、回転位相推定の限界近傍となった場合には、それ以上電流位相を進めないようにすることで、モータのパラメータが変動しても大きな弱め界磁効果を維持して、広い運転範囲を確保する。 As a result, the “change characteristic of the phase difference between the voltage applied to the motor and the motor current”, which is an index that suggests the limit of rotational phase estimation, is extracted, and the derived change characteristic becomes slow, and the rotational phase estimation In the case of near the limit, the current phase is not further advanced, so that a large field-effect is maintained even if the motor parameters fluctuate, and a wide operating range is secured.
また、本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる無効電流の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることを特徴とするものである。 Further, the motor drive control device of the present invention has a circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotation phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the change of the reactive current obtained from the motor current become slow. It is characterized by this.
これにより、回転位相推定の限界を示唆する指標である、「モータの無効電流の変化特性」を抽出し、それによって導出される変化特性が緩慢になり、回転位相推定の限界近傍となった場合には、それ以上電流位相を進めないようにすることで、モータのパラメータが変動しても大きな弱め界磁効果を維持して、広い運転範囲を確保する。 As a result, when the “variation characteristic of the reactive current of the motor”, which is an index that suggests the limit of rotational phase estimation, is extracted, and the variation characteristic derived thereby becomes slow, it is close to the limit of rotational phase estimation In this case, the current phase is not further advanced, so that even if the motor parameters fluctuate, a large field-weakening effect is maintained and a wide operating range is ensured.
また、本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる無効電力の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることを特徴とするものである。 Further, the motor drive control device of the present invention has a circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotation phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when changes in the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the reactive power obtained from the motor current become slow. It is characterized by this.
これにより、回転位相推定の限界を示唆する指標である、「モータの無効電力の変化特性」を抽出し、それによって導出される変化特性が緩慢になり、回転位相推定の限界近傍となった場合には、それ以上電流位相を進めないようにすることで、モータのパラメータが変動しても大きな弱め界磁効果を維持して、広い運転範囲を確保する。 As a result, if the “variation characteristics of the reactive power of the motor”, which is an index that suggests the limit of rotational phase estimation, is extracted, and the variation characteristics derived thereby become slow, it is close to the limit of rotational phase estimation. In this case, the current phase is not further advanced, so that even if the motor parameters fluctuate, a large field-weakening effect is maintained and a wide operating range is ensured.
また、本発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果
得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる力率の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることを特徴とするものである。
Further, the motor drive control device of the present invention has a circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotation phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the change in the power factor obtained from the motor current become slow. It is characterized by this.
これにより、回転位相推定の限界を示唆する指標である、「モータの力率の変化特性」を抽出し、それによって導出される変化特性が緩慢になり、回転位相推定の限界近傍となった場合には、それ以上電流位相を進めないようにすることで、モータのパラメータが変動しても大きな弱め界磁効果を維持して、広い運転範囲を確保する。 As a result, when the “motor power factor change characteristic”, which is an index that suggests the limit of rotational phase estimation, is extracted, and the change characteristic derived thereby becomes slow, it is close to the limit of rotational phase estimation. In this case, the current phase is not further advanced, so that even if the motor parameters fluctuate, a large field-weakening effect is maintained and a wide operating range is ensured.
モータのパラメータが変動しても、最大進角値を確保することができて、広い運転範囲を確保できるモータ駆動制御装置を提供することができる。 Even if the parameters of the motor fluctuate, it is possible to provide a motor drive control device that can ensure the maximum advance value and ensure a wide operating range.
第１の発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流との位相関係の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることにより、パラメータずれなどに起因して過度に電流位相を進めてしまうことによる回転位相の推定演算が不可能状態に突入することが防止され、安定した弱め界磁制御が可能になる。 The motor drive control device according to the first aspect of the invention has circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into an AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotational phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when the phase relationship between the voltage applied to the motor and the motor current obtained as a result of the modulation is minutely modulated. Therefore, it is possible to prevent the rotational phase estimation calculation due to excessively advancing the current phase due to parameter deviation or the like from entering the impossible state, which is stable. Because field control becomes possible.
第２の発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる無効電流の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることにより、パラメータずれなどに起因して過度に電流位相を進めてしまうことによる回転位相の推定演算が不可能状態に突入することが防止され、安定した弱め界磁制御が可能になる。 The motor drive control device of the second invention has a circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into an AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotational phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the change of the reactive current obtained from the motor current become slow. By this, it is prevented that the rotational phase estimation calculation due to excessively advancing the current phase due to parameter deviation or the like enters an impossible state, Boss was field-weakening control becomes possible.
第３の発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる無効電力の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることにより、パラメータずれなどに起因して過度に電流位相を進めてしまうことによる回転位相の推定演算が不可能状態に突入することが防止され、安定した弱め界磁制御が可能になる。 The motor drive control device of the third invention has a circuit means for converting a DC power supply or an AC power supply into an AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotational phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when changes in the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the reactive power obtained from the motor current become slow. By this, it is prevented that the rotational phase estimation calculation due to excessively advancing the current phase due to parameter deviation or the like enters an impossible state, Boss was field-weakening control becomes possible.
第４の発明のモータ駆動制御装置は、直流電源または交流電源をモータ駆動用の交流電力に変換する回路手段を有し、モータへの印加電圧およびモータ電流からモータの回転位相を推定演算し、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が大きい場合、前記モータの回転位相よりも前記モータ電流の位相が進むように駆動制御するモータ駆動制御装置であって、電流位相の進め方を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、モータ電流から得られる力率の変化が緩慢になった場合に、前記モータ電流の位相を進める処理を停止させることにより、パラメータずれなど
に起因して過度に電流位相を進めてしまうことによる回転位相の推定演算が不可能状態に突入することが防止され、安定した弱め磁界制御が可能になる。
A motor drive control device according to a fourth aspect of the invention has circuit means for converting a DC power source or an AC power source into AC power for driving the motor, and estimates and calculates the rotational phase of the motor from the voltage applied to the motor and the motor current, When the induced voltage generated by the motor is larger than the voltage applied to the motor that can output, the motor drive control device that controls the drive so that the phase of the motor current is ahead of the rotational phase of the motor, The method of advancing the phase of the motor current is stopped when the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the change in the power factor obtained from the motor current become slow. As a result, it is possible to prevent the rotational phase estimation calculation due to excessive advance of the current phase due to parameter deviation, etc. It weakened to allow the magnetic field control.
第５の発明のモータ駆動制御装置は、特に第１〜第４の発明において、出力可能なモータへの印加電圧よりも、前記モータが発生する誘起電圧が小さい場合、電流位相を微小変調させ、変調させた結果得られる前記モータへの印加電圧と、前記モータ電流から得られる有効電力が最小になるように前記電流位相を調整することにより、パラメータずれなどがあっても、モータの効率が最大になるように駆動することができる。 The motor drive control device according to a fifth aspect of the present invention is the first to fourth aspects of the invention. In particular, when the induced voltage generated by the motor is smaller than the voltage applied to the motor that can be output, the current phase is minutely modulated, By adjusting the current phase so that the applied voltage to the motor obtained as a result of the modulation and the active power obtained from the motor current are minimized, the motor efficiency is maximized even if there is a parameter deviation, etc. Can be driven.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置の動作原理を示す特性図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a characteristic diagram showing the operation principle of the motor drive control device according to the embodiment of the present invention.
図１において、上段のグラフは、電流進角とモータ電圧との関係を示すグラフであり、下段のグラフは、電流進角と電圧−電流位相差の関係を示すグラフである。電流進角を増加させると、弱め界磁効果によりモータ電圧は減少する傾向にあり、電圧―電流位相差は減少していくが、あるところで、減少がなくなり、逆に増加し始める。位相差特性が反転すると、印加電圧とモータ電流から誘起電圧を割出していく回転位相推定演算において、回転位相が進んできるのか遅れているのかが区別できなくなり、推定演算が不可能になる。図１では電流進角の設定がβ0であるときには、回転位相推定が可能であるが、β1になると回転位相推定が不可能になる。したがって、β0の状態になると電流進角をこれ以上増加させないようにする必要がある。図１の位相差特性を見れば、推定可能なところでは位相差特性の変化が非常に緩慢になっており、電流進角を微少変調することにより、この変化特性を割出し、変化が緩慢かどうかを判断して、緩慢であれば電流進角をこれ以上増加させないようにする。これにより、モータのパラメータが変化しても大きな弱め界磁効果を得ることができる。 In FIG. 1, the upper graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the motor voltage, and the lower graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the voltage-current phase difference. When the current advance angle is increased, the motor voltage tends to decrease due to the field weakening effect, and the voltage-current phase difference decreases. However, at some point, the decrease disappears and starts increasing. When the phase difference characteristic is reversed, it becomes impossible to distinguish whether the rotational phase can be advanced or delayed in the rotational phase estimation calculation that calculates the induced voltage from the applied voltage and the motor current, and the estimation calculation becomes impossible. In FIG. 1, the rotational phase can be estimated when the current advance angle is set to β0, but the rotational phase cannot be estimated when β1. Therefore, it is necessary not to increase the current advance angle any more when β0 is reached. If the phase difference characteristic of FIG. 1 is looked at, the change of the phase difference characteristic is very slow where it can be estimated, and this change characteristic is calculated by slightly modulating the current advance angle. If it is slow, the current advance angle should not be further increased. Thereby, even if the parameters of the motor change, a large field weakening effect can be obtained.
次に、図５を用いて、駆動制御に必要な回路構成について説明する。図５は、家庭用などの単相交流電源を用いて駆動する場合の回路構成を示す回路ブロック図であり、単相電源１から整流ダイオードブリッジ４を経て、力率改善リアクトル５および平滑コンデンサ６により略直流電源を構成する。直流電源以降に、三相ブリッジ回路２を経てモータ３に接続されており、制御回路４００では、三相ブリッジ回路２をパルス幅変調制御して三相擬似交流を作成せしめ、モータ３を駆動制御する。制御回路４００では、モータ３の電流を電流検出器１１ａ、１１ｂで検出し、モータ３への印加電圧は、直流電圧を電圧検出器１４で検出して、三相ブリッジ回路２におけるパルス幅変調量から印加電圧を算出する。これにより、モータ３の略適正な駆動が可能になる。したがって、図５の回路構成をすることにより、図１で説明した原理を実現することが可能になる。なお、制御回路４００はマイクロコンピュータで構成され、制御はプログラムに基づいたシーケンス制御で実現される。
Next, a circuit configuration necessary for drive control will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit block diagram showing a circuit configuration in the case of driving using a single-phase AC power source for home use or the like. The power
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるモータ駆動制御装置の動作原理を示す特性図を示すものである。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the operation principle of the motor drive control device according to
図２において、上段のグラフは、電流進角とモータ電圧との関係を示すグラフであり、下段のグラフは、電流進角と無効電流の関係を示すグラフである。電流進角を増加させると、弱め界磁効果によりモータ電圧は減少する傾向にあり、無効電流は減少していくが、
あるところで、減少がなくなり、逆に増加し始める。無効電流の反転するところは、実施の形態１で説明した、電圧−電流位相差の反転するところとほぼ同じであるので、位相推定が不可能になるところを示している。したがって、実施の形態１と同じように、電流進角を微少変調することにより、この変化特性を割出し、変化が緩慢かどうかを判断して、緩慢であれば電流進角をこれ以上増加させないようにする。これにより、モータのパラメータが変化しても大きな弱め界磁効果を得ることができる。具体的な回路構成は、図５で示したものをそのまま用いることができる。
In FIG. 2, the upper graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the motor voltage, and the lower graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the reactive current. When the current advance angle is increased, the motor voltage tends to decrease due to the field weakening effect, and the reactive current decreases.
At some point, there is no decrease, but it starts to increase. Since the place where the reactive current is reversed is substantially the same as the place where the voltage-current phase difference is reversed as described in the first embodiment, it shows that the phase estimation is impossible. Therefore, as in the first embodiment, the current advance angle is finely modulated to determine this change characteristic, and whether the change is slow is determined. If the change is slow, the current advance angle is not further increased. Like that. Thereby, even if the parameters of the motor change, a large field weakening effect can be obtained. The specific circuit configuration shown in FIG. 5 can be used as it is.
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３におけるモータ駆動制御装置の動作原理を示す特性図を示すものである。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the operation principle of the motor drive control apparatus according to
図３において、上段のグラフは、電流進角とモータ電圧との関係を示すグラフであり、下段のグラフは、電流進角と無効電力の関係を示すグラフである。電流進角を増加させると、弱め界磁効果によりモータ電圧は減少する傾向にあり、無効電力は減少していくが、あるところで、減少がなくなり、逆に増加し始める。無効電力の反転するところは、実施の形態１で説明した、電圧−電流位相差の反転するところとほぼ同じであるので、位相推定が不可能になるところを示している。したがって、実施の形態１と同じように、電流進角を微少変調することにより、この変化特性を割出し、変化が緩慢かどうかを判断して、緩慢であれば電流進角をこれ以上増加させないようにする。これにより、モータのパラメータが変化しても大きな弱め界磁効果を得ることができる。具体的な回路構成は、図５で示したものをそのまま用いることができる。 In FIG. 3, the upper graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the motor voltage, and the lower graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the reactive power. When the current advance angle is increased, the motor voltage tends to decrease due to the field weakening effect, and the reactive power decreases. However, at some point, the decrease disappears and starts increasing. Since the place where the reactive power is reversed is almost the same as the place where the voltage-current phase difference is reversed as described in the first embodiment, it shows that the phase estimation is impossible. Therefore, as in the first embodiment, the current advance angle is finely modulated to determine this change characteristic, and whether the change is slow is determined. If the change is slow, the current advance angle is not further increased. Like that. Thereby, even if the parameters of the motor change, a large field weakening effect can be obtained. The specific circuit configuration shown in FIG. 5 can be used as it is.
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４におけるモータ駆動制御装置の動作原理を示す特性図を示すものである。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the operation principle of the motor drive control device according to
図４において、上段のグラフは、電流進角とモータ電圧との関係を示すグラフであり、下段のグラフは、電流進角と力率の関係を示すグラフである。電流進角を増加させると、弱め界磁効果によりモータ電圧は減少する傾向にあり、力率はまず増加したのち減少していくが、あるところで、減少がなくなり、再び増加し始める。力率の再び増加するところは、実施の形態１で説明した、電圧−電流位相差の反転するところとほぼ同じであるので、位相推定が不可能になるところを示している。したがって、実施の形態１と同じように、電流進角を微少変調することにより、この変化特性を割出し、変化が緩慢かどうかを判断して、緩慢であれば電流進角をこれ以上増加させないようにする。これにより、モータのパラメータが変化しても大きな弱め界磁効果を得ることができる。具体的な回路構成は、図５で示したものをそのまま用いることができる。 In FIG. 4, the upper graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the motor voltage, and the lower graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the power factor. When the current advance angle is increased, the motor voltage tends to decrease due to the field-weakening effect, and the power factor first increases and then decreases, but at some point, the decrease disappears and starts increasing again. The place where the power factor increases again is almost the same as the place where the voltage-current phase difference is reversed as described in the first embodiment, so that the phase estimation is impossible. Therefore, as in the first embodiment, the current advance angle is finely modulated to determine this change characteristic, and whether the change is slow is determined. If the change is slow, the current advance angle is not further increased. Like that. Thereby, even if the parameters of the motor change, a large field weakening effect can be obtained. The specific circuit configuration shown in FIG. 5 can be used as it is.
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５におけるモータ駆動制御装置の動作原理を示す特性図を示すものである。
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the operation principle of the motor drive control device according to
図５において、上段のグラフは、電流進角とモータ電圧との関係を示すグラフであり、下段のグラフは、モータへの有効電力の関係を示すグラフである。電流進角を増加させると、弱め界磁効果によりモータ電圧は減少する傾向にあり、有効電力はまず減少したのちβ2で最小となり、それ以降は再び増加していく。ここで有効電力が最も少なくなるところはモータの効率が最大になっているところである。したがって、有効電力が最も少なくなるように、電流進角を微少変調することにより、モータのパラメータが変化しても、モータを常に最大効率で駆動することができる。具体的な回路構成は、図５で示したものをそのまま用いることができる。また、モータへの電力を検出する代わりに、図５の交流電
源側の電流検出器１２を用いて、回路を含めた電力が最小になるようにすることも可能である。
In FIG. 5, the upper graph is a graph showing the relationship between the current advance angle and the motor voltage, and the lower graph is a graph showing the relationship of the active power to the motor. When the current advance angle is increased, the motor voltage tends to decrease due to the field weakening effect. The active power first decreases, then becomes minimum at β2, and thereafter increases again. Here, the place where the active power is minimized is where the motor efficiency is maximized. Therefore, by finely modulating the current advance angle so that the active power is minimized, the motor can always be driven with the maximum efficiency even if the motor parameters change. The specific circuit configuration shown in FIG. 5 can be used as it is. Further, instead of detecting the power to the motor, it is possible to minimize the power including the circuit by using the current detector 12 on the AC power supply side in FIG.
なお、すべての実施形態において、モータの電流を検出するのに、モータの各相（三相の場合は２つで測定可能）に電流検出器を設けて、直接的に電流を検出する方法で説明したが、三相ブリッジ回路でパルス幅変調して駆動する場合に、直流側に電流検出手段を設け、時分割的に各相の電流を検出してモータを駆動する方法が提案されており、電流検出器の数を減らすことができる（特開２００３−１１１４８０号公報参照）。 In all the embodiments, in order to detect the current of the motor, a current detector is provided in each phase of the motor (measurable with two in the case of three phases), and the current is directly detected. As explained above, when driving with pulse width modulation by a three-phase bridge circuit, a method for driving the motor by providing current detection means on the DC side and detecting the current of each phase in a time-sharing manner has been proposed. Therefore, the number of current detectors can be reduced (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-111480).
なお、電流位相設定値の微少変調を常に行うこと以外に、間欠的に行うことでも同様の効果を得ることができる。 Note that the same effect can be obtained by performing intermittently in addition to always performing minute modulation of the current phase set value.
また、実施の形態１から４については、電流進角を大きくして駆動電圧を下げる必要がある場合には、本発明に示す、限界までの進角動作を行えばよいが、電流進角を少し増加させただけで所望の回転数で駆動できている場合には、それ以上電流進角を増大させる必要がないことは明白である。
In
以上のように、本発明にかかるモータ駆動制御装置は、モータパラメータが変動して、弱め界磁制御中に回転位相検出が困難になる状態になることを補償することが可能となるので、広い運転範囲を確保でき、駆動回路を大型化することなく、空調機などの能力可変範囲を拡大できるなどの効果を生じる。 As described above, the motor drive control device according to the present invention can compensate that the motor parameter fluctuates and it becomes difficult to detect the rotational phase during field-weakening control. Can be secured, and the variable variable range of the air conditioner can be expanded without increasing the size of the drive circuit.
１ 交流電源
２ 三相ブリッジ回路
３ モータ
１１ａ、１１ｂ 電流検出器
１４ 電圧検出器
４００ 制御回路
DESCRIPTION OF
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2006
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