JP4300375B2 - モータの制御方法 - Google Patents
モータの制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4300375B2 JP4300375B2 JP09082899A JP9082899A JP4300375B2 JP 4300375 B2 JP4300375 B2 JP 4300375B2 JP 09082899 A JP09082899 A JP 09082899A JP 9082899 A JP9082899 A JP 9082899A JP 4300375 B2 JP4300375 B2 JP 4300375B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- induced voltage
- voltage waveform
- harmonic component
- pwm control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機等に用いるモータ(例えばブラシレスモータ等)の制御技術に係り、特に詳しくは、誘起電圧波形の高調波成分を除去し、モータのトルクリップルを低減するモータの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
モータをインバータ制御する場合、例えば図4に示す装置を必要としており、交流電源(商用電源)1をAC/DC変換回路2で直流に変換し、この変換直流電源をインバータ回路3でスイッチングして三相交流としてモータ4に供給する。インバータ回路3のスイッチングは、後述するPWM波形により行われ、このPWM波形によりモータ駆動電流が決定される(言い替えると、回転数が決まる)。
【0003】
なお、AC/DC変換回路2にコンバータ部が備えられている場合、このコンバータ部のスイッチング素子をPWM波形でスイッチングし、モータ駆動電流を決定し、あるいは、インバータ回路3のスイッチングも含めてモータ駆動電流を決定する方法もある。また、回転子の位置を位置検出回路5で検出し、この位置検出の信号を制御回路(マイクロコンピュータ)6に入力し、制御回路6によってインバータ回路3のトランジスタを駆動してモータ4の固定子巻線電流を切り替える(通電を切り替える)。
【0004】
この位置検出の方法としては、例えば非通電相に誘起する誘起電圧波形からゼロクロス点を検出し、このゼロクロス点により回転子の位置を検出する方法がある。そのため、位置検出回路5は、電機子巻線U,V,Wの端子電圧を合成回路5aで合成、分圧して当該モータの仮想中性点電圧を得るとともに、この仮想中性点電圧(つまり誘起電圧)と電圧発生回路5bで発生した基準電圧とを比較回路5cで比較し、この比較結果を位置検出として制御回路(マイクロコンピュータ等)6に出力する。
【0005】
上述したPWM制御方式の場合、制御回路6は、位置検出をもとにして電機子巻線の通電を切り替える一方、モータ駆動電流を所定値とするためのPWM波形をPWM発生部6aで発生し、この発生PWM波形の駆動信号を内部のドライバを介してインバータ回路3に出力する。なお、AC/DC変換回路2にコンバータ部を含んでいる場合には、そのPWM波形の信号をAC/DC変換回路2にも出力する。
【0006】
すると、インバータ回路3の各トランジシタUa,Va,Wa,X,Y,Zは所定にオン、オフされ、モータ4の電機子巻線の通電が切り替えられる。また、AC/DC変換回路2のコンバータ部のスイッチングが所定にオン、オフされ、モータ駆動電流が所定値となり、つまりモータ回転数が所定値となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記モータの制御方法においては、回転子の位置検出に用いる誘起電圧に含まれる高調波成分については何等考慮されておらず(図5(a),(b)参照)、この高調波成分が要因となってトルクリップルが発生する。なお、図5(a),(b)は、三相四極モータで固定子として24スロットを用いた場合の誘起電圧波形および高調波を表している。
【0008】
例えば、上記高調波成分としては、永久磁石を埋設したモータでもリラクタンストルクが発生する場合には、固定子のスロットとリラクタンストルクの相互作用により発生するリップル(高次高調波)がある。この高次高調波が誘起電圧に重畳し、リラクタンストルクの脈動成分であるリップルを含んだ誘起電圧が発生するため(図5(a)参照)、回転子の位置検出が適切でなくなり、モータ4の通電切り替えが最適に行われない。そして、これがトルクリップルの発生につながる。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、誘起電圧に重畳されるリップル(高調波成分)を除去し、モータのトルクリップルを低減することができるようにしたモータの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】
上記目的を達成するために、本発明は、交流電源をAC/DC変換手段で直流電圧に変換するとともに、該直流電圧を該AC/DC変換手段に含まれているコンバータ手段によって所定電圧としてモータを駆動するためのインバータ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング素子をPWM制御し、かつ、前記コンバータ手段のスイッチング素子をPWM制御する一方、前記モータの非通電相に発生する誘起電圧波形をもとにして回転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記モータの通電を切り替えるモータの制御方法において、前記誘起電圧波形を取り込んでフーリエ級数に展開し、該展開したフーリエ級数から前記誘起電圧波形の基本波を除いた高調波成分を算出し、該算出した高調波成分の位相を半周期ずらして補正値とし、該算出した補正値を前記コンバータ手段のスイッチング素子のPWM制御に加味して前記スイッチング素子を駆動し、前記誘起電圧波形の高調波成分を除去するようにしたことを特徴としている。
【0011】
また、本発明は、交流電源をAC/DC変換手段で直流電圧に変換するとともに、該直流電圧を該AC/DC変換手段に含まれているコンバータ手段によって所定電圧としてモータを駆動するためのインバータ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング素子をPWM制御し、かつ、前記コンバータ手段のスイッチング素子をPWM制御する一方、前記モータの非通電相に発生する誘起電圧波形をもとにして回転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記モータの通電を切り替えるモータの制御方法において、前記誘起電圧波形を取り込んでフーリエ級数に展開し、該展開したフーリエ級数から前記誘起電圧波形の基本波を除いた高調波成分を算出し、該算出した高調波成分の位相を半周期ずらして補正値とし、該算出した補正値を前記コンバータ手段のスイッチング素子のPWM制御および前記インバータ手段のスイッチング素子のPWM制御の両方に加味して前記各スイッチング素子を駆動し、前記誘起電圧波形の高調波成分を除去するようにしたことを特徴としている。
【0012】
前記モータを空気調和機に搭載し、少なくとも前記空気調和機の圧縮機モータに用いるとよい。トルクリップルを低減したモータを用いることにより、空気調和機の運転効率の向上、省電力の向上が図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1ないし図3を参照して詳細に説明する。なお、図1中、図4と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。また、図3(a),(c)は図5(a),(b)に対応している。
【0014】
図1において、このモータの制御方法が適用される制御装置は、誘起電圧波形(仮想中性点電圧波形)をフーリエ級数に展開して高調波成分を算出する高調波成分算出部10aと、誘起電圧波形の高調波成分を除去するためにその算出高調波成分の位相を所定値ずらして補正値とする位相補正部10bと、この補正値を加味してPWM波形を発生するPWM発生部10cとを有する制御回路(マイクロコンピュータ等)10を備えている。なお、制御回路10は、図4に示す制御回路6の機能も有し、PWM発生部10cは図4に示すPWM発生部6aの機能も有している。
【0015】
具体的に説明すると、高調波成分算出部10aは、少なくとも誘起電圧波形を内部のA/D変換器でA/D変換して回転子の1回転分(360度分)を取り込み、これを内部のメモリに記憶し、この記憶したデータをフーリエ級数に展開して高調波成分を算出する。つまり、誘起電圧は、回転子の回転に伴って発生し、周期性をもっているため、フーリエ級数に展開されることになる。
【0016】
位相補正部10bは、高調波成分の位相を半周期ずらし、誘起電圧波形の高調波成分を相殺するデータを算出して補正値とする。PWM発生部10cは、位相補正部10bで得られた補正値を現PWM波形に加味して出力する(加減して出力する)。
【0017】
上記構成の制御装置の動作を図2のフローチャート図および図3の波形図を参照して説明する。
【0018】
まず、制御回路10はモータ4を回転制御しているものとする。このとき、制御回路10の高調波成分算出部10aは、誘起電圧波形をA/D変換して記憶し、かつ、このA/D変換した誘起電圧波形のデータを回転子の1回転分記憶する(ステップST1)。
【0019】
続いて、その1回転分のデータを正弦関数系や余弦関数系のフーリエ級数に展開する。このフーリエ級数展開においては、誘起電圧波形の1周期(基本波の周期)Tを用いる(図3参照)。
【0020】
このフーリエ級数から基本波(図3(b)参照)を除く他の部分(つまり高調波;図3(c)参照)を算出する(ステップST2)。この場合、その算出高調波は、三相四極で24スロットのモータの場合主に第11次高調波であるが、それ以外の次数の高調波も多少含むことになる。
【0021】
続いて、上記算出した高調波成分の位相を位相補正部10bで半周期ずらし(図3(d)参照)、誘起電圧波形の高調波成分を除去するための補正値を算出する(ステップST3)。
この算出した補正値をPWM発生部10cで当該PWM波形に加味する。つまり、モータ4を駆動するためのPWM波形を補正し(ステップST4)、この補正したPWM波形のパターン出力処理を行う(ステップST5)。
【0022】
このPWM波形のパターン出力処理により、インバータ回路3のトランジスタUa,Va,Wa,X,Y,ZをスイッチングするためのPWM信号が出力されるが、本発明によると、AC/DC変換回路2に含まれるコンバータ部のスイッチング素子をスイッチングするためのPWM信号に補正値が加味される。これにより、AC/DC変換回路2の出力直流電圧が補正値分変化し、これが誘起電圧に含まれる高調波成分を除去するように作用する。
【0023】
さらに、上記パターン出力処理において、AC/DC変換回路2に含まれるコンバータ部のスイッチング素子をスイッチングし、かつ、インバータ回路3のトランジスタUa,Va,Wa,X,Y,ZをスイッチングするためのPWM信号の両方に補正値を加味するようにしてもよい。これによれば、誘起電圧波形に含まれる高調波成分が適切に除去され、トルクリップルの十分な低減がはかれる。
【0024】
ところで、モータ4を可変速制御する場合、つまり、モータ4の回転数が変わる場合、その回転数毎に図2に示すルーチンを実行し、現PWM波形を補正するための補正値を算出し、この補正値をPWM波形に加味して出力パターンを得る。これにより、モータ4の回転数が変化しても、誘起電圧波形に含まれる高調波成分が除去され、モータ4のトルクリップルも低減される。
【0025】
また、上記制御方法を空気調和機の圧縮機モータ等に適用すれば、トルクリップルの低減により空気調和機の運転効率の向上、省電力の向上にも寄与することになる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、誘起電圧波形に含まれる高調波成分を抽出し、この高調波成分の位相をずらして高調波成分を相殺するための補正値を得、この補正値をモータのPWM制御に加味するようにしていることから、誘起電圧波形の高調波成分を除去することになる。したがって、この高調波成分(リップル)のカットによりモータのトルクリップルを低減できることから、モータの高効率化、省電力化の向上を図ることができるという効果がある。
【0027】
また、当該モータの位置検出回路を利用している誘起電圧波形をフーリエ級数に展開し、このフーリエ級数から高調波成分を抽出するが、この処理は、当該モータの制御手段であるマイクロコンピュータで行うことから、新たなハードウェア回路を追加する必要もなく、コストアップにならずに済むという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係り、モータの制御方法が適用される制御装置を示す概略的なブロック線図。
【図2】図1に示す制御装置の動作を説明するための概略的なフローチャート図。
【図3】図1に示す制御装置の動作を説明するための概略的な波形図。
【図4】従来のモータの制御装置を示す概略的なブロック線図。
【図5】図4に示す制御装置の課題を説明するための概略的な波形図。
【符号の説明】
1 交流電源
2 AC/DC変換回路(含コンバータ部)
3 インバータ回路
4 モータ
5 位置検出回路
6,10 制御回路(マイクロコンピュータ)
6a,10c PWM発生部
10a 高調波成分算出部
10b 位相補正部
Claims (3)
- 交流電源をAC/DC変換手段で直流電圧に変換するとともに、該直流電圧を該AC/DC変換手段に含まれているコンバータ手段によって所定電圧としてモータを駆動するためのインバータ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング素子をPWM制御し、かつ、前記コンバータ手段のスイッチング素子をPWM制御する一方、前記モータの非通電相に発生する誘起電圧波形をもとにして回転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記モータの通電を切り替えるモータの制御方法において、
前記誘起電圧波形を取り込んでフーリエ級数に展開し、該展開したフーリエ級数から前記誘起電圧波形の基本波を除いた高調波成分を算出し、該算出した高調波成分の位相を半周期ずらして補正値とし、該算出した補正値を前記コンバータ手段のスイッチング素子のPWM制御に加味して前記スイッチング素子を駆動し、前記誘起電圧波形の高調波成分を除去するようにしたことを特徴とするモータの制御方法。 - 交流電源をAC/DC変換手段で直流電圧に変換するとともに、該直流電圧を該AC/DC変換手段に含まれているコンバータ手段によって所定電圧としてモータを駆動するためのインバータ手段に供給し、該インバータ手段のスイッチング素子をPWM制御し、かつ、前記コンバータ手段のスイッチング素子をPWM制御する一方、前記モータの非通電相に発生する誘起電圧波形をもとにして回転子の位置を検出し、該位置検出をもとにして前記モータの通電を切り替えるモータの制御方法において、
前記誘起電圧波形を取り込んでフーリエ級数に展開し、該展開したフーリエ級数から前記誘起電圧波形の基本波を除いた高調波成分を算出し、該算出した高調波成分の位相を半周期ずらして補正値とし、該算出した補正値を前記コンバータ手段のスイッチング素子のPWM制御および前記インバータ手段のスイッチング素子のPWM制御の両方に加味して前記各スイッチング素子を駆動し、前記誘起電圧波形の高調波成分を除去するようにしたことを特徴とするモータの制御方法。 - 前記モータを空気調和機に搭載し、少なくとも前記空気調和機の圧縮機モータに用いるようにした請求項1または2に記載のモータの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09082899A JP4300375B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | モータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09082899A JP4300375B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | モータの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000287481A JP2000287481A (ja) | 2000-10-13 |
JP4300375B2 true JP4300375B2 (ja) | 2009-07-22 |
Family
ID=14009461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09082899A Expired - Fee Related JP4300375B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | モータの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4300375B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4019691B2 (ja) | 2001-11-05 | 2007-12-12 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
JP2004201487A (ja) | 2002-11-28 | 2004-07-15 | Nsk Ltd | モータ及びその駆動制御装置 |
JP4793068B2 (ja) * | 2006-04-12 | 2011-10-12 | 株式会社豊田自動織機 | モータインバータ |
KR100956434B1 (ko) | 2007-10-31 | 2010-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기의 전동기 제어장치 |
EP2164164B1 (de) * | 2008-09-10 | 2012-01-11 | ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG | Verfahren und Steuersystem zum Ansteuern eines bürstenlosen Elektromotors |
DE102009045822A1 (de) * | 2009-10-20 | 2011-04-28 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisch kommutierter Elektromotor mit kalibrierter Motormomentkonstante |
JP5692572B2 (ja) * | 2010-10-31 | 2015-04-01 | 新中 新二 | 同期電動機の駆動制御装置 |
WO2012098875A1 (ja) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
JP5975822B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2016-08-23 | 株式会社日立製作所 | 交流電動機のpwm制御法および駆動システム |
KR102481633B1 (ko) * | 2017-11-17 | 2022-12-26 | 르노코리아자동차 주식회사 | 차량용 연료 펌프 장치 및 이의 전압 제어 방법 |
CN111245304B (zh) * | 2018-11-29 | 2021-08-20 | 安徽美芝精密制造有限公司 | 补偿方法、补偿装置、电机和存储介质 |
JP7311778B2 (ja) * | 2019-10-23 | 2023-07-20 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換装置 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09082899A patent/JP4300375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000287481A (ja) | 2000-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3888082B2 (ja) | モータ装置およびその制御方法 | |
JP3813637B2 (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
JP5436681B2 (ja) | 同期電動機の駆動システム | |
KR100800901B1 (ko) | 모터 제어 장치 | |
JP4300375B2 (ja) | モータの制御方法 | |
JP2002095263A (ja) | インバータ装置、圧縮機駆動装置、冷凍・空調装置、インバータ装置の制御方法 | |
JP2003174794A (ja) | ブラシレスdcモータ駆動方法およびその装置 | |
JP4742590B2 (ja) | モータ駆動用インバータ制御装置 | |
JPH10148184A (ja) | 圧縮機用電動機の制御装置 | |
JP4679487B2 (ja) | モータ制御装置並びに冷凍空調装置 | |
JP2009177934A (ja) | モータ駆動用インバータ制御装置 | |
JP2001286181A (ja) | モータの制御方法 | |
JP2003219683A (ja) | 永久磁石電動機の制御方法 | |
JP4349890B2 (ja) | モータ制御装置及びこれを用いた機器 | |
JP4946292B2 (ja) | 電力変換装置およびそれを用いたヒートポンプ機器 | |
JP4720565B2 (ja) | 回転速度検出装置 | |
JP4052442B2 (ja) | モータの制御装置、モータ、電気機器及びモータの制御方法 | |
JP4147883B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP4485902B2 (ja) | インバータ装置、圧縮機駆動装置および冷凍・空調装置 | |
US11626821B2 (en) | Sensorless control of a motor by variable frequency signal injection | |
WO2023276320A1 (ja) | モータ制御装置および電動ポンプ装置 | |
JP2001275390A (ja) | インバータ制御方法 | |
JP3458539B2 (ja) | モータ用インバータ制御装置 | |
JP2000287480A (ja) | ブラシレスモータの制御方法 | |
JP2001128477A (ja) | スイッチトリラクタンスモータ制御方法、圧縮機駆動方法およびこれらの装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080507 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080508 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090325 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090407 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120501 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |