JP3467233B2 - モータのトルク制御方法 - Google Patents
モータのトルク制御方法Info
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- JP3467233B2 JP3467233B2 JP2000203211A JP2000203211A JP3467233B2 JP 3467233 B2 JP3467233 B2 JP 3467233B2 JP 2000203211 A JP2000203211 A JP 2000203211A JP 2000203211 A JP2000203211 A JP 2000203211A JP 3467233 B2 JP3467233 B2 JP 3467233B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機や冷蔵庫等
の圧縮機に用いるモータ(例えば直流ブラシレスモータ
と記す)の回転制御技術に係り、特に詳しくはより振動
や騒音の軽減を可能とするモータのトルク制御方法に関
するものである。
の圧縮機に用いるモータ(例えば直流ブラシレスモータ
と記す)の回転制御技術に係り、特に詳しくはより振動
や騒音の軽減を可能とするモータのトルク制御方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来一般的に空気調和機や冷蔵庫などに
用いられている圧縮機は冷凍サイクルの重要な構成部品
であり、冷媒を圧縮させて高温・高圧状態において熱交
換を行なっている。通常この圧縮動作は、大きく3つの
過程に分けられ、まず圧縮機内部のシリンダ内に冷媒を
満たす吸入過程があり、次にシリンダ内の冷媒を圧縮す
る圧縮過程があり、最後に圧縮した冷媒を圧縮機外部に
放出する吐出過程がある。
用いられている圧縮機は冷凍サイクルの重要な構成部品
であり、冷媒を圧縮させて高温・高圧状態において熱交
換を行なっている。通常この圧縮動作は、大きく3つの
過程に分けられ、まず圧縮機内部のシリンダ内に冷媒を
満たす吸入過程があり、次にシリンダ内の冷媒を圧縮す
る圧縮過程があり、最後に圧縮した冷媒を圧縮機外部に
放出する吐出過程がある。
【0003】又、圧縮機はその圧縮機構により、ロータ
リー方式、レシプロ方式、スクロール方式等があり、中
でもロータリー方式は他方式に比べ、構造が簡単で部品
点数も少なく、低コストであり、シリンダ内部で回転す
ることにより、吸入・圧縮・吐出の各工程を行なってい
る。このため1回転中の吸入・圧縮・吐出による負荷変
動と回転軸の偏心により、振動や騒音が大きくなるとい
った問題があった。
リー方式、レシプロ方式、スクロール方式等があり、中
でもロータリー方式は他方式に比べ、構造が簡単で部品
点数も少なく、低コストであり、シリンダ内部で回転す
ることにより、吸入・圧縮・吐出の各工程を行なってい
る。このため1回転中の吸入・圧縮・吐出による負荷変
動と回転軸の偏心により、振動や騒音が大きくなるとい
った問題があった。
【0004】シリンダ部分を2つとして、ロータリーピ
ストンを180度回転をずらして、お互いの振動を打ち
消すようにしたツインロータリー方式も実用化されてい
るが、シリンダ部が1つのシングルロータリー方式に比
べ、構造が複雑になりコストが上がり、効率も低下する
といった要因があった。
ストンを180度回転をずらして、お互いの振動を打ち
消すようにしたツインロータリー方式も実用化されてい
るが、シリンダ部が1つのシングルロータリー方式に比
べ、構造が複雑になりコストが上がり、効率も低下する
といった要因があった。
【0005】この為、シングルロータリー方式のモータ
トルクを制御して振動・騒音を抑制する方法が考案され
ている。この方法は、負荷トルクの大きい位置では、モ
ータトルクを大きくし、逆に負荷トルクの小さくなる位
置では、モータトルクをカットして、1回転中のロータ
速度を一定にして、振動を低減させるものである。この
種の方法としては、コンプレッサの吸込工程及び圧縮工
程による負荷トルク変動に対応するように予め記憶手段
に記憶されているトルクパターンを用いロータの回転位
置に応じてインバータ装置の出力電圧を変化させ、1回
転中におけるトルク制御を行なう方法がある。
トルクを制御して振動・騒音を抑制する方法が考案され
ている。この方法は、負荷トルクの大きい位置では、モ
ータトルクを大きくし、逆に負荷トルクの小さくなる位
置では、モータトルクをカットして、1回転中のロータ
速度を一定にして、振動を低減させるものである。この
種の方法としては、コンプレッサの吸込工程及び圧縮工
程による負荷トルク変動に対応するように予め記憶手段
に記憶されているトルクパターンを用いロータの回転位
置に応じてインバータ装置の出力電圧を変化させ、1回
転中におけるトルク制御を行なう方法がある。
【0006】ここで、このトルクパターンが、モータの
回転数の高低にかかわらず常に固定されたものである場
合、広い回転数範囲において充分な振動制御能力を発揮
できないために、予め複数のトルクパターンを記憶して
おき、回転数に応じて選択する方法が考案されている。
回転数の高低にかかわらず常に固定されたものである場
合、広い回転数範囲において充分な振動制御能力を発揮
できないために、予め複数のトルクパターンを記憶して
おき、回転数に応じて選択する方法が考案されている。
【0007】上述のように、1回転中の負荷変動が大き
いシングルロータリー構造の圧縮機において、複数のト
ルクパターンを用いてトルクを制御するモータの制御方
法の従来例として、特開平6−311778等がある。
いシングルロータリー構造の圧縮機において、複数のト
ルクパターンを用いてトルクを制御するモータの制御方
法の従来例として、特開平6−311778等がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記モ
ータのトルク制御方法では、圧縮機を高い回転数で運転
している状態から回転数を下げると、回転数の低下に対
してモータトルクは追従性よく低下するが、負荷(冷媒
圧力)の追従性が悪く、モータ回転数の低下に伴うモー
タトルクの低下よりも負荷の低下が遅くなる。このた
め、高負荷から回転数を下げるときのトルク補償量の幅
が広すぎると、正側にトルク補償を行なうステートでの
電流値が大きくなり、過電流レベルに達し圧縮機が停止
する恐れがある。そのため、従来のモータのトルク制御
方法では、高速から低速へ減速した場合に過電流にかか
らないように運転回転数の下降レートを小さく設定する
とともに、トルク補償量もある程度余裕を持たせて小さ
めに設定していた。
ータのトルク制御方法では、圧縮機を高い回転数で運転
している状態から回転数を下げると、回転数の低下に対
してモータトルクは追従性よく低下するが、負荷(冷媒
圧力)の追従性が悪く、モータ回転数の低下に伴うモー
タトルクの低下よりも負荷の低下が遅くなる。このた
め、高負荷から回転数を下げるときのトルク補償量の幅
が広すぎると、正側にトルク補償を行なうステートでの
電流値が大きくなり、過電流レベルに達し圧縮機が停止
する恐れがある。そのため、従来のモータのトルク制御
方法では、高速から低速へ減速した場合に過電流にかか
らないように運転回転数の下降レートを小さく設定する
とともに、トルク補償量もある程度余裕を持たせて小さ
めに設定していた。
【0009】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、運転回転数の上昇・下降レートを下げることな
く圧縮機の停止を防止でき、更には定常状態において従
来以上の低振動化を図ることができるモータのトルク制
御方法を提供することにある。
であり、運転回転数の上昇・下降レートを下げることな
く圧縮機の停止を防止でき、更には定常状態において従
来以上の低振動化を図ることができるモータのトルク制
御方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、負荷を駆動するモータと、前記モータを駆動するた
めのインバータと、前記モータのロータ位置を検出する
ロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の情報
に基づき前記モータ1回転の平均回転数を検出するとと
もに目標回転数と前記平均回転数を比較し、比較結果に
応じて平均回転数制御PWMデューティーを調整し前記
モータの平均回転数を制御する平均回転数制御手段と、
予め記憶手段に記憶されている複数のトルクパターンか
ら前記平均回転数に応じたトルクパターンを選択して読
み出し、この読み出されたトルクパターンを用いて前記
平均回転数PWMデューティーを補償して最終的にイン
バータに出力する出力PWMデューティーとすることに
より前記モータ1回転中の瞬時回転数変動を抑制するモ
ータの回転数変動制御手段とを備えてモータトルクを制
御するモータのトルク制御方法であって、前記モータの
目標回転数を低速から高速に変化させるとき、上記トル
クパターンのトルク補償量の幅を所定値よりも一旦狭く
し、目標回転数に到達して所定時間経過後、トルク補償
量を所定値に戻す。
に、負荷を駆動するモータと、前記モータを駆動するた
めのインバータと、前記モータのロータ位置を検出する
ロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の情報
に基づき前記モータ1回転の平均回転数を検出するとと
もに目標回転数と前記平均回転数を比較し、比較結果に
応じて平均回転数制御PWMデューティーを調整し前記
モータの平均回転数を制御する平均回転数制御手段と、
予め記憶手段に記憶されている複数のトルクパターンか
ら前記平均回転数に応じたトルクパターンを選択して読
み出し、この読み出されたトルクパターンを用いて前記
平均回転数PWMデューティーを補償して最終的にイン
バータに出力する出力PWMデューティーとすることに
より前記モータ1回転中の瞬時回転数変動を抑制するモ
ータの回転数変動制御手段とを備えてモータトルクを制
御するモータのトルク制御方法であって、前記モータの
目標回転数を低速から高速に変化させるとき、上記トル
クパターンのトルク補償量の幅を所定値よりも一旦狭く
し、目標回転数に到達して所定時間経過後、トルク補償
量を所定値に戻す。
【0011】又、負荷を駆動するモータと、前記モータ
を駆動するためのインバータと、前記モータのロータ位
置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検
出手段の情報に基づき前記モータ1回転の平均回転数を
検出するとともに目標回転数と前記平均回転数を比較
し、比較結果に応じて平均回転数制御PWMデューティ
ーを調整し前記モータの平均回転数を制御する平均回転
数制御手段と、予め記憶手段に記憶されている複数のト
ルクパターンから前記平均回転数に応じたトルクパター
ンを選択して読み出し、この読み出されたトルクパター
ンを用いて前記平均回転数PWMデューティーを補償し
て最終的にインバータに出力する出力PWMデューティ
ーとすることにより前記モータ1回転中の瞬時回転数変
動を抑制するモータの回転数変動制御手段とを備えてモ
ータトルクを制御するモータのトルク制御方法であっ
て、前記モータの目標回転数を高速から低速に変化させ
るとき、上記トルクパターンのトルク補償量の幅を所定
値よりも一旦狭くし、目標回転数に到達して所定時間経
過後、トルク補償量を所定値に戻す。
を駆動するためのインバータと、前記モータのロータ位
置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検
出手段の情報に基づき前記モータ1回転の平均回転数を
検出するとともに目標回転数と前記平均回転数を比較
し、比較結果に応じて平均回転数制御PWMデューティ
ーを調整し前記モータの平均回転数を制御する平均回転
数制御手段と、予め記憶手段に記憶されている複数のト
ルクパターンから前記平均回転数に応じたトルクパター
ンを選択して読み出し、この読み出されたトルクパター
ンを用いて前記平均回転数PWMデューティーを補償し
て最終的にインバータに出力する出力PWMデューティ
ーとすることにより前記モータ1回転中の瞬時回転数変
動を抑制するモータの回転数変動制御手段とを備えてモ
ータトルクを制御するモータのトルク制御方法であっ
て、前記モータの目標回転数を高速から低速に変化させ
るとき、上記トルクパターンのトルク補償量の幅を所定
値よりも一旦狭くし、目標回転数に到達して所定時間経
過後、トルク補償量を所定値に戻す。
【0012】又、モータのトルク制御方法において、目
標回転数変更時の運転回転数上昇レートに応じて、トル
ク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
標回転数変更時の運転回転数上昇レートに応じて、トル
ク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
【0013】又、モータのトルク制御方法において、目
標回転数変更時の運転回転数下降レートに応じて、トル
ク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
標回転数変更時の運転回転数下降レートに応じて、トル
ク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
【0014】又、モータのトルク制御方法において、目
標回転数変更時の現在回転数と目標回転数の差により、
トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させ
る。
標回転数変更時の現在回転数と目標回転数の差により、
トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させ
る。
【0015】又、モータのトルク制御方法において、前
記インバータ部に流れるDC電流を検出するDC電流検
出手段を設け、回転数変化中にDC電流を検出し、前記
検出したDC電流により、トルク補償量の幅を所定値よ
り狭くする割合を変化させる。
記インバータ部に流れるDC電流を検出するDC電流検
出手段を設け、回転数変化中にDC電流を検出し、前記
検出したDC電流により、トルク補償量の幅を所定値よ
り狭くする割合を変化させる。
【0016】又、モータのトルク制御方法において、前
記モータと負荷の接続部に負荷トルクを検出する負荷ト
ルク検出手段を設け、回転数変化中に前記負荷トルクを
検出し、前記検出した負荷トルクにより、トルク補償量
の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
記モータと負荷の接続部に負荷トルクを検出する負荷ト
ルク検出手段を設け、回転数変化中に前記負荷トルクを
検出し、前記検出した負荷トルクにより、トルク補償量
の幅を所定値より狭くする割合を変化させる。
【0017】又、モータのトルク制御方法において、前
記負荷に振動センサを取り付け、回転数変化中に振動値
を検出し、前記検出した振動値が所定範囲内に維持され
るように、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合
を変化させる。
記負荷に振動センサを取り付け、回転数変化中に振動値
を検出し、前記検出した振動値が所定範囲内に維持され
るように、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合
を変化させる。
【0018】又、モータのトルク制御方法において、モ
ータ回転数変化中に一旦狭くしたトルク補償量の幅を目
標回転数に到達して所定時間経過後、緩やかに所定値に
戻す。
ータ回転数変化中に一旦狭くしたトルク補償量の幅を目
標回転数に到達して所定時間経過後、緩やかに所定値に
戻す。
【0019】又、モータのトルク制御方法において、前
記負荷トルクを予め測定された前記モータの現在の回転
数における前記モータへの印加電圧又は電流を調整する
PWMデューティーの基準負荷時の値から増加減少量か
ら負荷状態を推定する。
記負荷トルクを予め測定された前記モータの現在の回転
数における前記モータへの印加電圧又は電流を調整する
PWMデューティーの基準負荷時の値から増加減少量か
ら負荷状態を推定する。
【0020】又、モータのトルク制御方法において、前
記インバータ部に印加されるDC電圧を検出する電圧検
出手段と、前記DC電圧から供給されるDC電流を検出
する電流検出手段を設け、前記電圧と前記電流から消費
電力を検出し、前記負荷トルクを前記消費電力と前記モ
ータの回転数に基づき推定する。
記インバータ部に印加されるDC電圧を検出する電圧検
出手段と、前記DC電圧から供給されるDC電流を検出
する電流検出手段を設け、前記電圧と前記電流から消費
電力を検出し、前記負荷トルクを前記消費電力と前記モ
ータの回転数に基づき推定する。
【0021】又、モータのトルク制御方法において、前
記インバータ部の前段の整流回路に入力されるAC電流
を検出する入力電流検出手段を設け、前記負荷トルクを
前記負荷トルクを前記AC電流と前記モータの回転数に
基づき推定する。
記インバータ部の前段の整流回路に入力されるAC電流
を検出する入力電流検出手段を設け、前記負荷トルクを
前記負荷トルクを前記AC電流と前記モータの回転数に
基づき推定する。
【0022】又、モータのトルク制御方法において、前
記インバータ部の前段の整流回路に印加されるAC電圧
を検出する電圧検出手段と、前記AC電圧から供給され
るAC電流を検出する電流検出手段を設け、前記電圧と
前記電流から消費電力を検出し、前記負荷トルクを前記
消費電力と前記モータの回転数に基づき推定する。
記インバータ部の前段の整流回路に印加されるAC電圧
を検出する電圧検出手段と、前記AC電圧から供給され
るAC電流を検出する電流検出手段を設け、前記電圧と
前記電流から消費電力を検出し、前記負荷トルクを前記
消費電力と前記モータの回転数に基づき推定する。
【0023】又、モータのトルク制御方法において、前
記ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を検出す
るモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段
は1個又は複数個の電流センサを有し、前記負荷トルク
を前記モータ電流と前記モータの回転数に基づき推定す
る。
記ブラシレスモータの巻線に流れるモータ電流を検出す
るモータ電流検出手段を設け、前記モータ電流検出手段
は1個又は複数個の電流センサを有し、前記負荷トルク
を前記モータ電流と前記モータの回転数に基づき推定す
る。
【0024】又、前記モータは空気調和機のコンプレッ
サに用いるブラシレスモータとする。
サに用いるブラシレスモータとする。
【0025】又、前記モータは冷蔵庫のコンプレッサに
用いるブラシレスモータとする。
用いるブラシレスモータとする。
【0026】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
【0027】(実施例1)
図1は、本発明の圧縮機モータの速度制御装置の一実施
例を示すブロック図である。図1において、1は商用電
源からの交流電源であり、2は交流を直流に変換する整
流回路で、3は直流電圧のリプルを平滑する平滑回路で
ある。この図では、全波整流回路になっているが、倍電
圧整流回路であっても構わない。4はインバータ回路で
あり、6個の半導体スイッチ素子4a〜4fが3相ブリ
ッジ状に結線されており、5の3相ブラシレスモータに
接続されている。又、4のインバータ回路には、回生電
流を流し、素子保護のために各半導体スイッチ素子には
ダイオード4g〜4lが並列接続されている。尚、6は
平滑回路部での力率低下を改善するためのリアクタ等の
力率改善回路である。
例を示すブロック図である。図1において、1は商用電
源からの交流電源であり、2は交流を直流に変換する整
流回路で、3は直流電圧のリプルを平滑する平滑回路で
ある。この図では、全波整流回路になっているが、倍電
圧整流回路であっても構わない。4はインバータ回路で
あり、6個の半導体スイッチ素子4a〜4fが3相ブリ
ッジ状に結線されており、5の3相ブラシレスモータに
接続されている。又、4のインバータ回路には、回生電
流を流し、素子保護のために各半導体スイッチ素子には
ダイオード4g〜4lが並列接続されている。尚、6は
平滑回路部での力率低下を改善するためのリアクタ等の
力率改善回路である。
【0028】本発明のロータ位置検出部分は、ブラシレ
スモータ5の3相各巻線に接続された7a〜7cの誘起
電圧検出回路でロータ磁極位置に応じた誘起電圧を検出
し、ブラシレスモータの3相各巻線を結線することで仮
想中性点をつくった8の基準電圧検出回路との出力電圧
を、9a〜9cの比較検出回路で比較し、ロータ位置に
応じたパルス信号を出力する。ロータが4極の場合、1
回転あたり12個のパルスが発生する。
スモータ5の3相各巻線に接続された7a〜7cの誘起
電圧検出回路でロータ磁極位置に応じた誘起電圧を検出
し、ブラシレスモータの3相各巻線を結線することで仮
想中性点をつくった8の基準電圧検出回路との出力電圧
を、9a〜9cの比較検出回路で比較し、ロータ位置に
応じたパルス信号を出力する。ロータが4極の場合、1
回転あたり12個のパルスが発生する。
【0029】10は制御部であり、検出されたロータ位
置信号に基づき、4のインバータ回路の各半導体スイッ
チング素子4a〜4fを転流させる駆動信号を作成し、
11のドライブ回路に出力する。又、ロータ位置信号に
基づき検出されたモータ1回転の平均回転数と目標回転
数とを比較し、比較結果に応じて平均回転数制御PWM
デューティーを調整しモータの平均回転数を制御する平
均回転数制御と、予め記憶手段に記憶されている複数の
トルクパターンから平均回転数に応じたトルクパターン
を選択して読み出し、この読み出されたトルクパターン
を用いて平均回転数PWMデューティーを補償して最終
的にインバータに出力する出力PWMデューティーとす
ることによりモータ1回転中の瞬時回転数変動を抑制す
るモータの回転数変動制御を行なう。ドライブ回路11
では、デューティーが変更されることでブラシレスモー
タ5に印加される電圧または電流が変更され、回転数及
びトルクを制御する。
置信号に基づき、4のインバータ回路の各半導体スイッ
チング素子4a〜4fを転流させる駆動信号を作成し、
11のドライブ回路に出力する。又、ロータ位置信号に
基づき検出されたモータ1回転の平均回転数と目標回転
数とを比較し、比較結果に応じて平均回転数制御PWM
デューティーを調整しモータの平均回転数を制御する平
均回転数制御と、予め記憶手段に記憶されている複数の
トルクパターンから平均回転数に応じたトルクパターン
を選択して読み出し、この読み出されたトルクパターン
を用いて平均回転数PWMデューティーを補償して最終
的にインバータに出力する出力PWMデューティーとす
ることによりモータ1回転中の瞬時回転数変動を抑制す
るモータの回転数変動制御を行なう。ドライブ回路11
では、デューティーが変更されることでブラシレスモー
タ5に印加される電圧または電流が変更され、回転数及
びトルクを制御する。
【0030】図2は、図1の圧縮機モータの速度制御装
置の各部の電圧波形を示す。図2の(a)は、ブラシレ
スモータの各巻線からの誘起電圧波形と基準電圧との関
係を示している。ブラシレスモータのロータ磁極が4極
であれば1回転すると磁極の変化が4回発生するので、
誘起電圧波形は2周期分発生する。又、ブラシレスモー
タは3相スター結線されており、各々の巻線で発生した
誘起電圧波形は、120°づつ位相がずれた状態にな
る。この誘起電圧と基準電圧を比較した結果が、(b)
のロータ位置信号波形である。誘起電圧が基準電圧より
大きい時は比較結果がHighに、逆に小さい時にはL
owになるように出力すると、磁極の変化するゼロクロ
ス点で、立ち上がり又は立ち下がりエッジのパルスが得
られる。このエッジパルスは1回転で12個発生し、ロ
ータの絶対位置を12個の区間で検出できる。但し、
(a)の誘起電圧波形と(b)のロータ位置信号波形で
は、同巻線では同位相になるように示しているが、実際
は誘起電圧検出手段の方法により、誘起電圧とロータ位
置信号には位相の遅れがある。
置の各部の電圧波形を示す。図2の(a)は、ブラシレ
スモータの各巻線からの誘起電圧波形と基準電圧との関
係を示している。ブラシレスモータのロータ磁極が4極
であれば1回転すると磁極の変化が4回発生するので、
誘起電圧波形は2周期分発生する。又、ブラシレスモー
タは3相スター結線されており、各々の巻線で発生した
誘起電圧波形は、120°づつ位相がずれた状態にな
る。この誘起電圧と基準電圧を比較した結果が、(b)
のロータ位置信号波形である。誘起電圧が基準電圧より
大きい時は比較結果がHighに、逆に小さい時にはL
owになるように出力すると、磁極の変化するゼロクロ
ス点で、立ち上がり又は立ち下がりエッジのパルスが得
られる。このエッジパルスは1回転で12個発生し、ロ
ータの絶対位置を12個の区間で検出できる。但し、
(a)の誘起電圧波形と(b)のロータ位置信号波形で
は、同巻線では同位相になるように示しているが、実際
は誘起電圧検出手段の方法により、誘起電圧とロータ位
置信号には位相の遅れがある。
【0031】制御部10では、このロータ位置信号に基
づき、ブラシレスモータを駆動する信号を作成する。駆
動信号(c)は、例えばロータ位置信号Huの立ち上が
りエッジが検出されれば、U相上アームのスイッチング
素子(図1では4a)をONさせる。次に、Hvの立ち
上がりエッジが検出されると、U相上アームのスイッチ
ング素子をOFFさせ、V相上アームのスイッチング素
子をONさせる。Hwの立ち下がり信号が検出される
と、V相下アームのスイッチング素子からW相下アーム
のスイッチング素子を転流させる。このようにロータ位
置信号のエッジを検出する毎に順次インバータ回路のス
イッチング素子を転流させて、ブラシレスモータを駆動
する。
づき、ブラシレスモータを駆動する信号を作成する。駆
動信号(c)は、例えばロータ位置信号Huの立ち上が
りエッジが検出されれば、U相上アームのスイッチング
素子(図1では4a)をONさせる。次に、Hvの立ち
上がりエッジが検出されると、U相上アームのスイッチ
ング素子をOFFさせ、V相上アームのスイッチング素
子をONさせる。Hwの立ち下がり信号が検出される
と、V相下アームのスイッチング素子からW相下アーム
のスイッチング素子を転流させる。このようにロータ位
置信号のエッジを検出する毎に順次インバータ回路のス
イッチング素子を転流させて、ブラシレスモータを駆動
する。
【0032】又、回転数とトルクを制御するため、通常
駆動信号にPWMチョッピングを重畳させて、モータ印
加電圧、電流を制御する。図では、上アームのみにPW
Mチョッピングしているが、下アームであっても構わな
いし、上下アームであっても構わない。
駆動信号にPWMチョッピングを重畳させて、モータ印
加電圧、電流を制御する。図では、上アームのみにPW
Mチョッピングしているが、下アームであっても構わな
いし、上下アームであっても構わない。
【0033】図3は、1回転中の負荷変動の大きいシン
グルロータコンプレッサを複数のトルクパターンを用い
て制御した場合である。予めロータの機械的位置毎のト
ルク補償量である図4のようなデータ(トルクパター
ン)をROM化しておく。尚、ROM化するデータとし
ては、モータトルクをPWMデューティーにより制御す
る場合、PWMデューティーの補償量であり、概ね負荷
トルクの大きい区間は電流が大きくなるようにPWMデ
ューティーを補償し、負荷トルクの小さい区間は電流が
少なくなるようにPWMデューティーを補償するが、圧
縮機の振動、騒音が低く、また、ブラシレスモータの効
率が高くなるよう、実験やシミュレーションにより調整
を行ない決定する。又、その補償量も負荷に応じて変化
させる必要がある。そこで、回転数を複数の領域に分
け、回転数に対応しているトルクパターンを記憶手段か
ら読み出して用いることにより、制御性能を向上させる
ことができる。
グルロータコンプレッサを複数のトルクパターンを用い
て制御した場合である。予めロータの機械的位置毎のト
ルク補償量である図4のようなデータ(トルクパター
ン)をROM化しておく。尚、ROM化するデータとし
ては、モータトルクをPWMデューティーにより制御す
る場合、PWMデューティーの補償量であり、概ね負荷
トルクの大きい区間は電流が大きくなるようにPWMデ
ューティーを補償し、負荷トルクの小さい区間は電流が
少なくなるようにPWMデューティーを補償するが、圧
縮機の振動、騒音が低く、また、ブラシレスモータの効
率が高くなるよう、実験やシミュレーションにより調整
を行ない決定する。又、その補償量も負荷に応じて変化
させる必要がある。そこで、回転数を複数の領域に分
け、回転数に対応しているトルクパターンを記憶手段か
ら読み出して用いることにより、制御性能を向上させる
ことができる。
【0034】そして、ロータ機械的位置に対応したステ
ートに応じて所定のPWMデューティー補償量をこの記
憶部から読み出して各ロータ機械的位置毎のPWMデュ
ーティーを制御する。
ートに応じて所定のPWMデューティー補償量をこの記
憶部から読み出して各ロータ機械的位置毎のPWMデュ
ーティーを制御する。
【0035】ここでステートとは図5に示すようにロー
タ1回転を各通電モードつまり転流毎に分割したもので
あり、4極ブラシレスモータでは12分割され、ステー
ト0〜ステート11までの12ステートを持つ。但し、
ステートnとステートn+6(n:0〜5の整数)の通
電モードは同一である。
タ1回転を各通電モードつまり転流毎に分割したもので
あり、4極ブラシレスモータでは12分割され、ステー
ト0〜ステート11までの12ステートを持つ。但し、
ステートnとステートn+6(n:0〜5の整数)の通
電モードは同一である。
【0036】このような複数のトルクパターンを用いた
モータの制御方法において、圧縮機を低い回転数で運転
している状態から回転数を上げる場合、モータ加速用の
トルクが必要となり電流も大きくなる。このため、トル
ク補償量の幅が広すぎると、正側にトルク補償を行なう
ステートでの電流値が非常に大きくなり、過電流レベル
に達し圧縮機が停止する恐れがある。
モータの制御方法において、圧縮機を低い回転数で運転
している状態から回転数を上げる場合、モータ加速用の
トルクが必要となり電流も大きくなる。このため、トル
ク補償量の幅が広すぎると、正側にトルク補償を行なう
ステートでの電流値が非常に大きくなり、過電流レベル
に達し圧縮機が停止する恐れがある。
【0037】そこで、モータ加速時に電流値が過電流レ
ベルに達しないように、例えばトルク補償量の幅を所定
値の1/2とし、PWMデューティーを決定する。
ベルに達しないように、例えばトルク補償量の幅を所定
値の1/2とし、PWMデューティーを決定する。
【0038】ここでは、目標回転数を1000rpmか
ら2000rpmに変更し、モータが加速を始め、平均
回転数が1500rpmに達した時点について示す。但
し、平均回転数制御PWMデューティーは15%とす
る。
ら2000rpmに変更し、モータが加速を始め、平均
回転数が1500rpmに達した時点について示す。但
し、平均回転数制御PWMデューティーは15%とす
る。
【0039】(1−1)トルク制御処理ルーチンとは独
立に平均回転数制御ルーチンにより算出された平均回転
数制御PWMデューティーを読み出す。(=15%) (1−2)回転数に応じたて選択したトルクパターンの
現在のステートのPWMデューティー補償量を図4のデ
ータテーブルから読み出す。(トルクパターン2) (1−3)ステート毎に最終的に出力するPWMデュー
ティーは、次式により算出する。
立に平均回転数制御ルーチンにより算出された平均回転
数制御PWMデューティーを読み出す。(=15%) (1−2)回転数に応じたて選択したトルクパターンの
現在のステートのPWMデューティー補償量を図4のデ
ータテーブルから読み出す。(トルクパターン2) (1−3)ステート毎に最終的に出力するPWMデュー
ティーは、次式により算出する。
【0040】出力PWMデューティー=平均回転数制御
PWMデューティー×(1+PWMデューティー補償量
×(1/2) (ステート2なら:15%×(1+0.3×1/2)=
17.25%) ここで、上記のようなトルク補償量の幅の変更を行なっ
た場合と、変更を行なわない場合のトルクパターンとD
C電流波形を図6に示す。
PWMデューティー×(1+PWMデューティー補償量
×(1/2) (ステート2なら:15%×(1+0.3×1/2)=
17.25%) ここで、上記のようなトルク補償量の幅の変更を行なっ
た場合と、変更を行なわない場合のトルクパターンとD
C電流波形を図6に示す。
【0041】変更を行なわない場合、正側にトルク補償
を行なうステートでの電流値が非常に大きくなるが、本
発明のトルク補償量の幅の変更を行なった場合、正側に
トルク補償を行なうステートでの電流値を小さく抑えら
れる。
を行なうステートでの電流値が非常に大きくなるが、本
発明のトルク補償量の幅の変更を行なった場合、正側に
トルク補償を行なうステートでの電流値を小さく抑えら
れる。
【0042】また、ここではモータの目標回転数を低速
から高速に変化させるとき、トルク補償量の幅を一様に
所定値の1/2としたが、ステートにより所定値の1/
4、1/3など変化させても良い。或いは、モータ加速
時は、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合は、
過電流レベルまでの余裕度や圧縮機の回転数変動、振
動、騒音を考慮し、実験やシミュレーションにより調整
を行ない決定することが望ましい。 (実施例2) 実施例1においては、モータの目標回転数を低速から高
速に変化させるときについて示したが、実施例2では、
高速から低速へと変化させるときについて示す。圧縮機
を高い回転数で運転している状態から回転数を下げる
と、回転数の低下に対してモータトルクは追従性よく低
下するが、負荷(冷媒圧力)の追従性が悪く、モータ回
転数の低下に伴うモータトルクの低下よりも負荷の低下
が遅くなる。このため、高負荷状態において高い回転数
から回転数を下げるときのトルク補償量の幅が広すぎる
と、正側にトルク補償を行なうステートでの電流値が大
きくなり、過電流レベルに達し圧縮機が停止する恐れが
ある。
から高速に変化させるとき、トルク補償量の幅を一様に
所定値の1/2としたが、ステートにより所定値の1/
4、1/3など変化させても良い。或いは、モータ加速
時は、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合は、
過電流レベルまでの余裕度や圧縮機の回転数変動、振
動、騒音を考慮し、実験やシミュレーションにより調整
を行ない決定することが望ましい。 (実施例2) 実施例1においては、モータの目標回転数を低速から高
速に変化させるときについて示したが、実施例2では、
高速から低速へと変化させるときについて示す。圧縮機
を高い回転数で運転している状態から回転数を下げる
と、回転数の低下に対してモータトルクは追従性よく低
下するが、負荷(冷媒圧力)の追従性が悪く、モータ回
転数の低下に伴うモータトルクの低下よりも負荷の低下
が遅くなる。このため、高負荷状態において高い回転数
から回転数を下げるときのトルク補償量の幅が広すぎる
と、正側にトルク補償を行なうステートでの電流値が大
きくなり、過電流レベルに達し圧縮機が停止する恐れが
ある。
【0043】そこで、モータ減速時に電流値が過電流レ
ベルに達しないように、例えばトルク補償量の幅を所定
値の1/2とし、PWMデューティーを決定する。
ベルに達しないように、例えばトルク補償量の幅を所定
値の1/2とし、PWMデューティーを決定する。
【0044】ここでは、目標回転数を2000rpmか
ら1000rpmに変更し、モータが減速を始め、平均
回転数が1500rpmに達した時点について示す。但
し、平均回転数制御PWMデューティーは15%とす
る。
ら1000rpmに変更し、モータが減速を始め、平均
回転数が1500rpmに達した時点について示す。但
し、平均回転数制御PWMデューティーは15%とす
る。
【0045】(2−1)トルク制御処理ルーチンとは独
立に平均回転数制御ルーチンにより算出された平均回転
数制御PWMデューティーを読み出す。
立に平均回転数制御ルーチンにより算出された平均回転
数制御PWMデューティーを読み出す。
【0046】(=15%)
(2−2)回転数に応じて選択したトルクパターンの現
在のステートのPWMデューティー補償量を図4のデー
タテーブルから読み出す。
在のステートのPWMデューティー補償量を図4のデー
タテーブルから読み出す。
【0047】(トルクパターン2)
(2−3)ステート毎に最終的に出力するPWMデュー
ティーは、次式により算出する。
ティーは、次式により算出する。
【0048】出力PWMデューティー=平均回転数制御
PWMデューティー×(1+PWMデューティー補償量
×(1/2) (ステート2なら:15%×(1+0.3×1/2)=
17.25%) ここで、上記のようなトルク補償量の幅の変更を行なっ
た場合と、変更を行なわない場合のトルクパターンとD
C電流波形は実施例1で示した図6において説明したの
と同様であるので省略する。変更を行なわない場合、正
側にトルク補償を行なうステートでの電流値が非常に大
きくなるが、本発明のトルク補償量の幅を変更を行なっ
た場合、正側にトルク補償を行なうステートでの電流値
を小さく抑えられる。
PWMデューティー×(1+PWMデューティー補償量
×(1/2) (ステート2なら:15%×(1+0.3×1/2)=
17.25%) ここで、上記のようなトルク補償量の幅の変更を行なっ
た場合と、変更を行なわない場合のトルクパターンとD
C電流波形は実施例1で示した図6において説明したの
と同様であるので省略する。変更を行なわない場合、正
側にトルク補償を行なうステートでの電流値が非常に大
きくなるが、本発明のトルク補償量の幅を変更を行なっ
た場合、正側にトルク補償を行なうステートでの電流値
を小さく抑えられる。
【0049】又、ここではモータの目標回転数を高速か
ら低速に変化させるとき、トルク補償量の幅を一様に所
定値の1/2としたが、ステートにより所定値の1/
4、1/3など変化させても良い。或いは、モータ減速
時は、トルク補償量の幅を所定値より狭く設定した回転
数安定時とは異なるトルクパターンを選択するようにし
ても構わない。
ら低速に変化させるとき、トルク補償量の幅を一様に所
定値の1/2としたが、ステートにより所定値の1/
4、1/3など変化させても良い。或いは、モータ減速
時は、トルク補償量の幅を所定値より狭く設定した回転
数安定時とは異なるトルクパターンを選択するようにし
ても構わない。
【0050】このモータ減速時にトルク補償量の幅を所
定値より狭くする割合は、過電流レベルまでの余裕度や
圧縮機の回転数変動、振動、騒音を考慮し、実施例1と
同様に実験やシミュレーションにより調整を行ない決定
することが望ましい。 (実施例3) 実施例1では、モータの目標回転数を低速から高速に変
化させるときにトルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を一様に1/2としたが、目標回転数変更時の運転
回転数上昇レートに応じて、トルク補償量の幅を所定値
より狭くする割合を変化させてもよい。
定値より狭くする割合は、過電流レベルまでの余裕度や
圧縮機の回転数変動、振動、騒音を考慮し、実施例1と
同様に実験やシミュレーションにより調整を行ない決定
することが望ましい。 (実施例3) 実施例1では、モータの目標回転数を低速から高速に変
化させるときにトルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を一様に1/2としたが、目標回転数変更時の運転
回転数上昇レートに応じて、トルク補償量の幅を所定値
より狭くする割合を変化させてもよい。
【0051】例えば、運転回転数上昇レートが大きく1
秒間で500rpm加速させるなど急激な加速を行なう
場合はトルク補償量の幅を所定値の1/2とし、運転回
転数上昇レートが小さく1秒間で500rpm加速させ
るなど緩やかな加速を行なう場合はトルク補償量の幅を
所定値の4/5などとする。
秒間で500rpm加速させるなど急激な加速を行なう
場合はトルク補償量の幅を所定値の1/2とし、運転回
転数上昇レートが小さく1秒間で500rpm加速させ
るなど緩やかな加速を行なう場合はトルク補償量の幅を
所定値の4/5などとする。
【0052】ここで、運転回転数上昇レートが大きく補
償量の幅を所定値の1/2とした場合と運転回転数上昇
レートが小さく補償量の幅を所定値の4/5とした場合
のトルクパターンとDC電流波形を図7に示す。
償量の幅を所定値の1/2とした場合と運転回転数上昇
レートが小さく補償量の幅を所定値の4/5とした場合
のトルクパターンとDC電流波形を図7に示す。
【0053】トルクパターンを見ると上昇レートが小さ
い場合の方が、補償量の幅は広くなるが、加速が緩やか
なため加速に必要なエネルギーが小さいので電流も少な
くて済み、DC電流波形に示すように、正側にトルク補
償を行なうステートでの電流ピーク値は運転回転数上昇
レートが大きく、補償量の幅を所定値の1/2とした場
合と大差がない。 (実施例4) 実施例2では、モータの目標回転数を高速から低速に変
化させるときにトルク補償量の幅を所定値よりも狭くす
る割合を一様に1/2としたが、目標回転数変更時の運
転回転数下降レートに応じて、トルク補償量の幅を所定
値より狭くする割合を変化させても構わない。
い場合の方が、補償量の幅は広くなるが、加速が緩やか
なため加速に必要なエネルギーが小さいので電流も少な
くて済み、DC電流波形に示すように、正側にトルク補
償を行なうステートでの電流ピーク値は運転回転数上昇
レートが大きく、補償量の幅を所定値の1/2とした場
合と大差がない。 (実施例4) 実施例2では、モータの目標回転数を高速から低速に変
化させるときにトルク補償量の幅を所定値よりも狭くす
る割合を一様に1/2としたが、目標回転数変更時の運
転回転数下降レートに応じて、トルク補償量の幅を所定
値より狭くする割合を変化させても構わない。
【0054】例えば、運転回転数下降レートが大きく1
秒間で500rpm減速させるなど急激な減速を行なう
場合はトルク補償量の幅を所定値の4/5などとする。
秒間で500rpm減速させるなど急激な減速を行なう
場合はトルク補償量の幅を所定値の4/5などとする。
【0055】トルクパターンとしては下降レートが小さ
い場合の方が、補償量の幅は広くなるが、減速が緩やか
なため負荷(圧力)の低下が回転数の下降にほぼ追従す
るため、電流値も小さくなり、正側にトルク補償を行な
うステートでの電流ピーク値は運転回転数下降レートが
大きく補償量の幅を所定値の1/2とした場合と大差が
ない。 (実施例5) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を
一様に1/2としたが、目標回転数変更時の現在回転数
の差により、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割
合を変化させても良い。
い場合の方が、補償量の幅は広くなるが、減速が緩やか
なため負荷(圧力)の低下が回転数の下降にほぼ追従す
るため、電流値も小さくなり、正側にトルク補償を行な
うステートでの電流ピーク値は運転回転数下降レートが
大きく補償量の幅を所定値の1/2とした場合と大差が
ない。 (実施例5) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を
一様に1/2としたが、目標回転数変更時の現在回転数
の差により、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割
合を変化させても良い。
【0056】例えば、目標回転数変更時の現在回転数と
目標回転数の差が大きく5000rpmから1000r
pmへの変化など急激な減速や或いは加速を行なう場合
はトルク補償量の幅を所定値の1/2とし、前記回転数
の差が小さく1500rpmから1400rpmへの変
化などの緩やかな減速や或いは加速を行なう場合はトル
ク補償量の幅を所定値の4/5などとする。
目標回転数の差が大きく5000rpmから1000r
pmへの変化など急激な減速や或いは加速を行なう場合
はトルク補償量の幅を所定値の1/2とし、前記回転数
の差が小さく1500rpmから1400rpmへの変
化などの緩やかな減速や或いは加速を行なう場合はトル
ク補償量の幅を所定値の4/5などとする。
【0057】トルクパターンとしては目標回転数変更時
の現在回転数と目標回転数の差が小さい場合の方が、補
償量の幅は広くなるが、加速時は加速が緩やかなために
加速に必要なエネルギーが小さく電流も小さくて済み、
減速時は減速が緩やかため加速に必要なエネルギーが小
さく電流も小さくて済み、減速時は減速が緩やかな為負
荷(圧力)の低下が回転数の下降にほぼ追従するため、
電流値も小さくなり、正側にトルク補償を行なうステー
トでの電流ピーク値は目標回転数変更時の現在回転数と
目標回転数の差が大きく補償量の幅を所定値の1/2と
した場合と大差がない。 (実施例6) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2と
したが、インバータ部に流れるDC電流を検出するDC
電流検出手段を設け、回転数変化中にDC電流を検出
し、前記検出したDC電流によりトルク補償量の幅を所
定値より狭くする割合を変化させても良い。
の現在回転数と目標回転数の差が小さい場合の方が、補
償量の幅は広くなるが、加速時は加速が緩やかなために
加速に必要なエネルギーが小さく電流も小さくて済み、
減速時は減速が緩やかため加速に必要なエネルギーが小
さく電流も小さくて済み、減速時は減速が緩やかな為負
荷(圧力)の低下が回転数の下降にほぼ追従するため、
電流値も小さくなり、正側にトルク補償を行なうステー
トでの電流ピーク値は目標回転数変更時の現在回転数と
目標回転数の差が大きく補償量の幅を所定値の1/2と
した場合と大差がない。 (実施例6) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2と
したが、インバータ部に流れるDC電流を検出するDC
電流検出手段を設け、回転数変化中にDC電流を検出
し、前記検出したDC電流によりトルク補償量の幅を所
定値より狭くする割合を変化させても良い。
【0058】例えば、DC電流が大きく過電流レベルへ
の余裕度が小さい状態においてはトルク補償量の幅を所
定値の1/2とし、DC電流が小さく過電流レベルへの
余裕度が大きい状態においてはトルク補償量の幅を所定
値の4/5などとする。
の余裕度が小さい状態においてはトルク補償量の幅を所
定値の1/2とし、DC電流が小さく過電流レベルへの
余裕度が大きい状態においてはトルク補償量の幅を所定
値の4/5などとする。
【0059】トルクパターンとしては目標回転数変更時
の現在回転数と目標回転数の差が小さい場合の方が、補
償量の幅は広くなるが、加速時は加速が緩やかなため加
速に必要なエネルギーが小さく電流も小さくて済み、減
速時は減速が緩やかなため負荷(圧力)の低下が回転数
の下降にほぼ追従するため、電流値も小さくなり、正側
にトルク補償を行なうステートでの電流ピーク値は目標
回転数変更時の現在回転数と目標回転数の差が大きく補
償量の幅を所定値の1/2とした場合と大差がない。 (実施例7) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2とし
たが、回転数変化中に負荷状態を検出し、前記検出した
負荷状態により、トルク補償量の幅を所定値より狭くす
る割合を変化させても良い。
の現在回転数と目標回転数の差が小さい場合の方が、補
償量の幅は広くなるが、加速時は加速が緩やかなため加
速に必要なエネルギーが小さく電流も小さくて済み、減
速時は減速が緩やかなため負荷(圧力)の低下が回転数
の下降にほぼ追従するため、電流値も小さくなり、正側
にトルク補償を行なうステートでの電流ピーク値は目標
回転数変更時の現在回転数と目標回転数の差が大きく補
償量の幅を所定値の1/2とした場合と大差がない。 (実施例7) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2とし
たが、回転数変化中に負荷状態を検出し、前記検出した
負荷状態により、トルク補償量の幅を所定値より狭くす
る割合を変化させても良い。
【0060】例えば、負荷が重く、大きな電流が必要と
なる状態においてはトルク補償量の幅を所定値の4/5
などとする。
なる状態においてはトルク補償量の幅を所定値の4/5
などとする。
【0061】トルクパターンとしては負荷が軽い場合の
方が、補償量の幅は広くなるが、負荷が軽いため電流も
小さくて済み、正側にトルク補償を行なうステートでの
電流ピーク値は負荷が重く補償量の幅を所定値の1/2
とした場合と大差がない。 (実施例8) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2と
したが、前記負荷に振動センサを取り付け、回転数変化
中に振動値を検出し、前記検出した振動値が所定範囲内
に維持されるように、トルク補償量の幅を所定値より狭
くする割合を変化させても良い。
方が、補償量の幅は広くなるが、負荷が軽いため電流も
小さくて済み、正側にトルク補償を行なうステートでの
電流ピーク値は負荷が重く補償量の幅を所定値の1/2
とした場合と大差がない。 (実施例8) 実施例1或いは実施例2では、モータの目標回転数を低
速から高速に変化させるときや低速から高速に変化させ
るときにトルク補償量の幅を所定値より一様に1/2と
したが、前記負荷に振動センサを取り付け、回転数変化
中に振動値を検出し、前記検出した振動値が所定範囲内
に維持されるように、トルク補償量の幅を所定値より狭
くする割合を変化させても良い。
【0062】例えば、振動値が小さく所定範囲より十分
余裕がある場合は、トルク補償量の幅を所定値より大幅
に小さくし、正側にトルク補償を行なうステートでの電
流値をトルク補償量の幅が大きい場合に比べて小さく抑
えることにより、過電流レベルへの余裕度が大きくす
る。 (実施例9) 実施例1或いは実施例2では、回転数変化中に一旦狭く
幕下したトルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定
時間経過後、トルク補償量の幅を所定値に戻している
が、急激にトルク補償量の幅を所定値に戻さず、時間を
かけて緩やかに所定値に戻した方が、回転数の変動が小
さくなりひいてはモータの低騒音・低振動化を図れる。
余裕がある場合は、トルク補償量の幅を所定値より大幅
に小さくし、正側にトルク補償を行なうステートでの電
流値をトルク補償量の幅が大きい場合に比べて小さく抑
えることにより、過電流レベルへの余裕度が大きくす
る。 (実施例9) 実施例1或いは実施例2では、回転数変化中に一旦狭く
幕下したトルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定
時間経過後、トルク補償量の幅を所定値に戻している
が、急激にトルク補償量の幅を所定値に戻さず、時間を
かけて緩やかに所定値に戻した方が、回転数の変動が小
さくなりひいてはモータの低騒音・低振動化を図れる。
【0063】例えば、回転数変化中に所定値の1/2と
したトルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定時間
T1経過後、所定値の3/4とし、更に所定時間T2経
過後、所定値の4/5とし、さらに所定時間T3経過
後、所定値に戻す。 (実施例10) 実施例7で検出する負荷トルクは、モータの回転数とA
C電流あるいはモータ巻線電流などの電流値、更には、
消費電力や現在の回転数における前記モータへの印加電
圧または電流を調整するPWMデューティーの基準負荷
時の値からの増加量から推定することも可能である。そ
こで、実施例8における負荷トルク検出手段としてこれ
らを用いることにより、負荷トルクに応じてトルク補償
量の幅を調整し、過電流レベルへの余裕度を確保する。
したトルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定時間
T1経過後、所定値の3/4とし、更に所定時間T2経
過後、所定値の4/5とし、さらに所定時間T3経過
後、所定値に戻す。 (実施例10) 実施例7で検出する負荷トルクは、モータの回転数とA
C電流あるいはモータ巻線電流などの電流値、更には、
消費電力や現在の回転数における前記モータへの印加電
圧または電流を調整するPWMデューティーの基準負荷
時の値からの増加量から推定することも可能である。そ
こで、実施例8における負荷トルク検出手段としてこれ
らを用いることにより、負荷トルクに応じてトルク補償
量の幅を調整し、過電流レベルへの余裕度を確保する。
【0064】更に、実施例1或いは実施例2にあって
は、制御部10であるマイクロコンピュータのソフトウ
ェアで、実現することができるため、コストアップ等の
問題もない。又、モータをブラシレスモータとして空気
調和機や冷蔵庫のコンプレッサに用いた場合には、コン
プレッサの低振動化を図れるため、室外機の配管に余裕
を持たせずに済み、つまり室外機や冷蔵庫のコンパクト
化を図ることができる。
は、制御部10であるマイクロコンピュータのソフトウ
ェアで、実現することができるため、コストアップ等の
問題もない。又、モータをブラシレスモータとして空気
調和機や冷蔵庫のコンプレッサに用いた場合には、コン
プレッサの低振動化を図れるため、室外機の配管に余裕
を持たせずに済み、つまり室外機や冷蔵庫のコンパクト
化を図ることができる。
【0065】尚、本発明に関して実施例1から実施例1
0について説明したが、上述の実施例を複数組み合わせ
て実施しても構わない。
0について説明したが、上述の実施例を複数組み合わせ
て実施しても構わない。
【0066】
【発明の効果】本発明によると、モータの目標回転数を
低速から高速に変化させるとき、トルクパターンのトル
ク補償量の幅を所定値よりも一旦狭くし、回転数安定
後、トルク補償量を所定値に戻すため、モータ回転数変
化時に過電流レベルへの余裕度が大きく取れ、モータ回
転数上昇レートを小さくすることなく過電流による停止
を回避することが可能となる。更に、回転数安定時のト
ルク補償量を従来に比べある程度大きめに設定できるの
で、回転安定後の振動を従来より小さくできる。
低速から高速に変化させるとき、トルクパターンのトル
ク補償量の幅を所定値よりも一旦狭くし、回転数安定
後、トルク補償量を所定値に戻すため、モータ回転数変
化時に過電流レベルへの余裕度が大きく取れ、モータ回
転数上昇レートを小さくすることなく過電流による停止
を回避することが可能となる。更に、回転数安定時のト
ルク補償量を従来に比べある程度大きめに設定できるの
で、回転安定後の振動を従来より小さくできる。
【0067】又、モータの目標回転数を高速から低速に
変化させるとき、トルクパターンのトルク補償量の幅を
所定値よりも一旦狭くし、負荷状態安定後、トルク補償
量を所定値に戻すため、モータ回転数変化時に過電流レ
ベルへの余裕度が大きく取れ、モータ回転数下降レート
を小さくすることなく過電流による停止を回避すること
ができる。又、負荷安定時のトルク補償量を従来に比べ
ある程度大き目に設定できるため、回転安定後の振動を
従来より小さくできる。
変化させるとき、トルクパターンのトルク補償量の幅を
所定値よりも一旦狭くし、負荷状態安定後、トルク補償
量を所定値に戻すため、モータ回転数変化時に過電流レ
ベルへの余裕度が大きく取れ、モータ回転数下降レート
を小さくすることなく過電流による停止を回避すること
ができる。又、負荷安定時のトルク補償量を従来に比べ
ある程度大き目に設定できるため、回転安定後の振動を
従来より小さくできる。
【0068】又、目標回転数変更時の運転回転数上昇レ
ートに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を変化させることにより、モータ回転数変化時に過
電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転数変
化中のモータの低振動化を図ることが可能となる。
ートに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を変化させることにより、モータ回転数変化時に過
電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転数変
化中のモータの低振動化を図ることが可能となる。
【0069】又、目標回転数変更時の運転回転数下降レ
ートに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を変化させることにより、モータ回転数変化時に過
電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転数変
化中のモータの低振動化を図れる。
ートに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする
割合を変化させることにより、モータ回転数変化時に過
電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転数変
化中のモータの低振動化を図れる。
【0070】又、目標回転数変更時の現在回転数と目標
回転数の差により、トルク補償量の幅を所定値より狭く
する割合を変化させることにより、モータ回転数変化時
に過電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転
数変化中のモータの低振動化を図れる。
回転数の差により、トルク補償量の幅を所定値より狭く
する割合を変化させることにより、モータ回転数変化時
に過電流レベルへの余裕度を確保したまま、モータ回転
数変化中のモータの低振動化を図れる。
【0071】又、回転数変化中にDC電流を検出し、検
出したDC電流により、トルク補償量の幅を所定値より
狭くする割合を変化させることにより、モータ回転数変
化時に過電流レベルの余裕度を確保したまま、モータ回
転数変化中のモータの低振動化を図れる。
出したDC電流により、トルク補償量の幅を所定値より
狭くする割合を変化させることにより、モータ回転数変
化時に過電流レベルの余裕度を確保したまま、モータ回
転数変化中のモータの低振動化を図れる。
【0072】又、回転数変化中に負荷トルクを検出し、
検出した負荷トルクにより、トルク補償量の幅を所定値
より狭くする割合を変化させることにより、モータ回転
数変化時に過電流レベルへの余裕度を確保したまま、モ
ータ回転数変化中のモータの低振動化を図ることができ
る。
検出した負荷トルクにより、トルク補償量の幅を所定値
より狭くする割合を変化させることにより、モータ回転
数変化時に過電流レベルへの余裕度を確保したまま、モ
ータ回転数変化中のモータの低振動化を図ることができ
る。
【0073】又、回転数変化中に負荷の振動値を検出
し、検出した振動値が所定範囲内に維持されるように、
トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させ
ることにより、配管が破壊されるような大きな振動が発
生する危険を回避することができる。
し、検出した振動値が所定範囲内に維持されるように、
トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化させ
ることにより、配管が破壊されるような大きな振動が発
生する危険を回避することができる。
【0074】又、モータ回転数変化中に一旦狭くしたト
ルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定時間経過
後、緩やかに所定値に戻すことにより、モータの低騒音
・低振動化を図ることができる。
ルク補償量の幅を目標回転数に到達して所定時間経過
後、緩やかに所定値に戻すことにより、モータの低騒音
・低振動化を図ることができる。
【0075】又、負荷トルクを予め測定されたモータの
現在の回転数におけるモータへの印加電圧又は電流を調
整するPWMデューティーの基準負荷時の値からの増加
量から推定することで、特別な負荷トルク検出器などを
不要にでき、低コスト化が図れる。
現在の回転数におけるモータへの印加電圧又は電流を調
整するPWMデューティーの基準負荷時の値からの増加
量から推定することで、特別な負荷トルク検出器などを
不要にでき、低コスト化が図れる。
【0076】又、負荷トルクを予め測定されたモータの
現在の回転数におけるモータへの印加電圧或いは電流を
調整するPWMデューティーの基準負荷時の値からの増
加量から推定することで、特別な負荷トルク検出器など
は不要にでき、低コスト化が図れる。
現在の回転数におけるモータへの印加電圧或いは電流を
調整するPWMデューティーの基準負荷時の値からの増
加量から推定することで、特別な負荷トルク検出器など
は不要にでき、低コスト化が図れる。
【0077】又、インバータ部に流れるDC電流、DC
電圧を検出することにより消費電力を検出し、負荷トル
クを消費電力に基づき推定することで、特別な負荷トル
ク検出器などは不要にでき、低コスト化が図れる。
電圧を検出することにより消費電力を検出し、負荷トル
クを消費電力に基づき推定することで、特別な負荷トル
ク検出器などは不要にでき、低コスト化が図れる。
【0078】又、インバータ部の前段の整流回路に入力
されるAC電流を検出し、負荷トルクをAC電流に基づ
き推定することで、特別な負荷トルク検出器などを不要
にでき、低コスト化を図ることができる。
されるAC電流を検出し、負荷トルクをAC電流に基づ
き推定することで、特別な負荷トルク検出器などを不要
にでき、低コスト化を図ることができる。
【0079】又、インバータ部の前段の整流回路に入力
されるAC電流、AC電圧を検出することにより消費電
力を検出し、負荷トルクを消費電力に基づき推定するこ
とで、特別な負荷トルク検出器などは不要にでき、低コ
スト化を図れる。
されるAC電流、AC電圧を検出することにより消費電
力を検出し、負荷トルクを消費電力に基づき推定するこ
とで、特別な負荷トルク検出器などは不要にでき、低コ
スト化を図れる。
【0080】又、ブラシレスモータの巻線に流れるモー
タ電流を検出し、負荷トルクをモータ電流に基づき推定
することで、特別な負荷トルク検出器などは不要にで
き、低コスト化が図れる。
タ電流を検出し、負荷トルクをモータ電流に基づき推定
することで、特別な負荷トルク検出器などは不要にで
き、低コスト化が図れる。
【0081】又、モータ制御にマイクロコンピュータを
用いており、このマイクロコンピュータのソフトウェア
で実現していることから、コストアップ等の問題もな
く、更には、モータをブラシレスモータとして空気調和
機や冷蔵庫のコンプレッサの低振動化を図れるため、室
外機の配管に余裕を持たせずに済み、即ち室外機や冷蔵
庫のコンパクト化を図ることができる。
用いており、このマイクロコンピュータのソフトウェア
で実現していることから、コストアップ等の問題もな
く、更には、モータをブラシレスモータとして空気調和
機や冷蔵庫のコンプレッサの低振動化を図れるため、室
外機の配管に余裕を持たせずに済み、即ち室外機や冷蔵
庫のコンパクト化を図ることができる。
【図1】本発明の1実施例の圧縮機モータの速度制御装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図2】図1の圧縮機モータの速度制御装置の各部の電
圧波形である。
圧波形である。
【図3】本発明の1実施例のトルクパターンを示す図で
ある。
ある。
【図4】本発明の1実施例のトルクパターンデータであ
る。
る。
【図5】ステートと機械角・電気角の関係及び各通電モ
ードを示す図である。
ードを示す図である。
【図6】本発明の1実施例の補償幅変更の有り無しを比
較する図である。
較する図である。
【図7】本発明の1実施例の補償幅変更を説明する図で
ある。
ある。
1 商用電源からの交流電源
2 交流を直流に変換する整流回路
3 直流電圧のリプルを平滑する平滑回路
4 インバータ回路
5 3相ブラシレスモータ
6 力率改善回路
7 誘起電圧検出回路
8 基準電圧検出回路
9 比較検出回路
10 制御部
11 ドライブ回路
Claims (15)
- 【請求項1】 負荷を駆動するモータと、前記モータを
駆動するためのインバータと、前記モータのロータ位置
を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出
手段の情報に基づき前記モータ1回転の平均回転数を検
出するとともに目標回転数と前記平均回転数を比較し、
比較結果に応じて平均回転数制御PWMデューティーを
調整し前記モータの平均回転数を制御する平均回転数制
御手段と、予め記憶手段に記憶されている複数のトルク
パターンから前記平均回転数に応じたトルクパターンを
選択して読み出し、この読み出されたトルクパターンを
用いて前記平均回転数PWMデューティーを補償して最
終的にインバータに出力する出力PWMデューティーと
することにより前記モータ1回転中の瞬時回転数変動を
抑制するモータの回転数変動制御手段とを備えてモータ
トルクを制御するモータのトルク制御方法であって、前
記モータの目標回転数を低速から高速に変化させると
き、上記トルクパターンのトルク補償量の幅を所定値よ
りも一旦狭くし、目標回転数に到達して所定時間経過
後、トルク補償量を所定値に戻すことを特徴とするモー
タのトルク制御方法。 - 【請求項2】 負荷を駆動するモータと、前記モータを
駆動するためのインバータと、前記モータのロータ位置
を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出
手段の情報に基づき前記モータ1回転の平均回転数を検
出するとともに目標回転数と前記平均回転数を比較し、
比較結果に応じて平均回転数制御PWMデューティーを
調整し前記モータの平均回転数を制御する平均回転数制
御手段と、予め記憶手段に記憶されている複数のトルク
パターンから前記平均回転数に応じたトルクパターンを
選択して読み出し、この読み出されたトルクパターンを
用いて前記平均回転数PWMデューティーを補償して最
終的にインバータに出力する出力PWMデューティーと
することにより前記モータ1回転中の瞬時回転数変動を
抑制するモータの回転数変動制御手段とを備えてモータ
トルクを制御するモータのトルク制御方法であって、前
記モータの目標回転数を高速から低速に変化させると
き、上記トルクパターンのトルク補償量の幅を所定値よ
りも一旦狭くし、目標回転数に到達して所定時間経過
後、トルク補償量を所定値に戻すことを特徴とするモー
タのトルク制御方法。 - 【請求項3】 目標回転数変更時の運転回転数上昇レー
トに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割
合を変化させることを特徴とする請求項1又は請求項2
記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項4】 目標回転数変更時の運転回転数下降レー
トに応じて、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割
合を変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項3
の何れか1項に記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項5】 目標回転数変更時の現在回転数と目標回
転数の差により、トルク補償量の幅を所定値より狭くす
る割合を変化させることを特徴とする請求項1乃至請求
項4の何れか1項に記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項6】 前記インバータ部に流れるDC電流を検
出するDC電流検出手段を設け、回転数変化中にDC電
流を検出し、前記検出したDC電流により、トルク補償
量の幅を所定値より狭くする割合を変化させることを特
徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のモ
ータのトルク制御方法。 - 【請求項7】 前記モータと負荷の接続部に負荷トルク
を検出する負荷トルク検出手段を設け、回転数変化中に
前記負荷トルクを検出し、前記検出した負荷トルクによ
り、トルク補償量の幅を所定値より狭くする割合を変化
させることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか
1項に記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項8】 前記負荷に振動センサを取り付け、回転
数変化中に振動値を検出し、前記検出した振動値が所定
の範囲内に維持されるように、トルク補償量の幅を所定
値より狭くする割合を変化させることを特徴とする請求
項1乃至請求項7の何れか1項に記載のモータのトルク
制御方法。 - 【請求項9】 モータ回転数変化中に一旦狭くしたトル
ク補償量の幅を目標回転数に到達して所定時間経過後、
緩やかに所定値に戻すことを特徴とするモータのトルク
制御方法。 - 【請求項10】 前記負荷トルクを予め測定された前記
モータの現在の回転数における前記モータへの印加電圧
または電流を調整するPWMデューティーの基準負荷時
の値からの増加減少量から負荷状態を推定することを特
徴とする請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載のモ
ータのトルク制御方法。 - 【請求項11】 前記インバータ部に印加されるDC電
圧を検出する電圧検出手段と、前記DC電圧から供給さ
れるDC電流を検出する電流検出手段を設け、前記電圧
と前記電流から消費電力を検出し、前記負荷トルクを前
記消費電力と前記モータの回転数に基づき推定すること
を特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1項に記
載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項12】 前記インバータ部の前段の整流回路に
入力されるAC電流を検出する入力電流検出手段を設
け、前記負荷トルクを前記AC電流と前記モータの回転
数に基づき推定することを特徴とする請求項1乃至請求
項11の何れか1項に記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項13】 前記インバータ部の前段の整流回路に
印加されるAC電圧を検出する電圧検出手段と、前記A
C電圧から供給されるAC電流を検出する電流検出手段
を設け、前記電圧と前記電流から消費電力を検出し、前
記負荷トルクを前記消費電力と前記モータの回転数に基
づき推定することを特徴とする請求項1乃至請求項12
の何れか1項に記載のモータのトルク制御方法。 - 【請求項14】 前記ブラシレスモータの巻線に流れる
モータ電流を検出するモータ電流検出手段を設け、前記
モータ電流検出手段は1個又は複数個の電流センサを有
し、前記負荷トルクを前記モータ電流と前記モータの回
転数に基づき推定することを特徴とする請求項1乃至請
求項13の何れか1項に記載のモータのトルク制御方
法。 - 【請求項15】 前記モータは空気調和機又は冷蔵庫の
コンプレッサに用いるブラシレスモータであることを特
徴とする請求項1乃至請求項14の何れか1項に記載の
モータのトルク制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000203211A JP3467233B2 (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | モータのトルク制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000203211A JP3467233B2 (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | モータのトルク制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002027777A JP2002027777A (ja) | 2002-01-25 |
JP3467233B2 true JP3467233B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=18700643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000203211A Expired - Fee Related JP3467233B2 (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | モータのトルク制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3467233B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007046564A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Saginomiya Seisakusho Inc | ローラ式ポンプ装置 |
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---|---|---|---|---|
DE60314288T2 (de) | 2003-02-18 | 2007-09-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Motorantriebsvorrichtung, von derselben vorrichtung angetriebener motor und vorrichtung für den gebrauch desselben motors |
JP2006256228A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | ポンプ制御機構、このポンプ制御機構を用いたプリンタおよびポンプ制御方法 |
JP4645257B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-03-09 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録装置 |
JP4760216B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2011-08-31 | パナソニック株式会社 | モータ駆動制御装置 |
JP4711022B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2011-06-29 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録装置 |
JP5378630B1 (ja) * | 2012-03-02 | 2013-12-25 | パナソニック株式会社 | 電動圧縮機の制御方法、制御装置、及び冷蔵庫 |
JP6005429B2 (ja) * | 2012-07-23 | 2016-10-12 | シャープ株式会社 | モータの制御装置および制御方法 |
JP7415864B2 (ja) * | 2020-09-22 | 2024-01-17 | 株式会社デンソー | モータの制御システムおよび制御方法 |
KR102591433B1 (ko) * | 2021-08-06 | 2023-10-23 | 주식회사 로얄정공 | 머신 러닝을 적용한 원심분리 탈수기의 차속 제어 모터의 제어 방법 |
-
2000
- 2000-07-05 JP JP2000203211A patent/JP3467233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007046564A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Saginomiya Seisakusho Inc | ローラ式ポンプ装置 |
JP4647429B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2011-03-09 | 株式会社鷺宮製作所 | ローラ式ポンプ装置 |
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---|---|
JP2002027777A (ja) | 2002-01-25 |
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