JP5056106B2 - Inverter control device for motor drive and equipment using the device - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ回路を備えた誘導モータ、直流ブラシレスモータのベクトル制御インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to a vector control inverter device for an induction motor and a DC brushless motor provided with an inverter circuit.
永久磁石回転子と固定子巻線とを備えた直流ブラシレスモータは、メンテナンスの容易さから空気調和機、冷蔵庫、電気洗濯機等に使用されている。 A DC brushless motor including a permanent magnet rotor and a stator winding is used in an air conditioner, a refrigerator, an electric washing machine, and the like because of ease of maintenance.
直流ブラシレスモータの駆動制御では、回転子の磁極位置と通電すべき固定子巻線の位置とを適切に関係付けることが必要であるが、空気調和機等のコンプレッサ用モータでは回転子の磁極位置検出に関してホール素子等の回転子位置検出センサを用いることができない。 In DC brushless motor drive control, it is necessary to properly associate the rotor magnetic pole position with the position of the stator winding to be energized. In compressor motors such as air conditioners, the rotor magnetic pole position For detection, a rotor position detection sensor such as a Hall element cannot be used.
そこで、回転子磁極との相互作用で固定子巻線に誘起される逆起電圧を利用して該回転子の磁極位置を検出する方法や、モータ相電流や印加電圧を検出しながら予め判明している直流ブラシレスモータの固定子巻線抵抗値やインダクタンス値を併用して磁極位置を推定する方法が採用されている。 Therefore, the method of detecting the magnetic pole position of the rotor using the counter electromotive voltage induced in the stator winding due to the interaction with the rotor magnetic pole, or detecting the motor phase current and applied voltage in advance. A method of estimating a magnetic pole position by using together a stator winding resistance value and an inductance value of a direct current brushless motor is employed.
しかし、いずれの方法においても、回転子が回転した際に固定子巻線に誘起される逆起電圧を利用したり演算で用いたりするため、モータが停止している場合には、上記の方法では回転子磁極位置を検出できない。 However, in any method, the counter electromotive voltage induced in the stator winding when the rotor rotates or is used in calculation. Thus, the rotor magnetic pole position cannot be detected.
そのため、直流ブラシレスモータの起動時には、回転子の磁極位置を定位置に移動保持する位置決め制御を行い、転流を開始し、徐々に転流間隔を短くする同期運転を行い、逆起電圧が位置検出に十分必要な程度発生した時点でセンサレス位置検出を基にした駆動モードへの移行を行う方法が従来技術で用いられている。 Therefore, when starting the DC brushless motor, positioning control is performed to move and hold the rotor magnetic pole position at a fixed position, commutation is started, synchronous operation is performed to gradually shorten the commutation interval, and the back electromotive force voltage is A method of making a transition to a drive mode based on sensorless position detection at a time point that is sufficiently necessary for detection is used in the prior art.
この方法については、起動時の負荷トルクが常に一定であれば、予め設定した所定の印加電圧とタイミングで、確実に起動できるが、コンプレッサ用モータや電気洗濯機用モータでは起動時の負荷トルクが不明な場合が多く、起動時の転流間隔が短い場合や印加電圧が小さい場合に負荷トルクが大きければ、モータ出力トルクの不足により起動できない場合がある。 With this method, if the load torque at start-up is always constant, the start-up can be performed reliably at a predetermined application voltage and timing set in advance. However, the load torque at start-up is low for compressor motors and electric washing machine motors. If the load torque is large when the commutation interval at start-up is short or the applied voltage is small, the start-up may not be possible due to a shortage of motor output torque.
逆に、転流間隔が長い場合や印加電圧が大きい場合に負荷トルクが小さければ、モータ電流が大きくなり、過電流になりやすく、最悪の場合には、インバータやモータを損傷する。つまり、従来技術の低周波起動方法では、同期運転時に回転子位置と無関係に転流が行われるため、負荷トルク不明の場合、良好な起動が難しい。 On the other hand, if the load torque is small when the commutation interval is long or the applied voltage is large, the motor current becomes large and is likely to be overcurrent. In the worst case, the inverter and the motor are damaged. That is, in the conventional low-frequency startup method, commutation is performed regardless of the rotor position during synchronous operation, and thus it is difficult to start up well when the load torque is unknown.
この点を改良した制御として、起動電圧を制御する方法が知られている。例えば、特許文献1では、起動電圧を調整する電圧調整手段と、起動時の起動失敗を検出する検出手段と、起動失敗の回数をカウントするカウンタと、起動失敗ごとに電圧調整手段を備え、起動電圧を所定電圧ずつ順次アップさせて再起動すると共に、起動失敗が所定回数に達したとき異常停止させるようになっている。
しかしながら、従来の制御方法では、起動失敗毎に起動電圧を順次増加させ再起動を行っているため、起動失敗回数分の時間的ロスが発生し、回転速度を早く立上げる必要のある製品への適応が困難であった。 However, in the conventional control method, the start-up voltage is sequentially increased for each start-up failure, and restart is performed. Therefore, a time loss corresponding to the number of start-up failures occurs, and the product that needs to increase the rotation speed quickly is required. Adaptation was difficult.
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、空気調和機等に広く採用されている直流ブラシレスモータを起動時の負荷トルクが不明な場合でも確実且つ迅速に起動させるモータ駆動用インバータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an inverter for driving a motor that reliably and quickly starts a DC brushless motor widely used in an air conditioner or the like even when the load torque at the time of starting is unknown. An object is to provide a control device.
上記課題を解決するために、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、交流電源を入力とする整流回路と直流電力から交流電力に変換するインバータとモータとモータの相電流を検出する相電流検出部とインバータの動作をコントロールする制御演算部とを備え、制御演算部には、モータの回転中における回転子の位相を推定するモータ位相推定部と、モータが停止状態から回転状態に移行した際に、相電流検出部により得られる相電流ピーク値が時間経過によって増大していく場合に、モータ位相推定部で導出される回転子の位相を補正する起動推定位相補正部とを設けたものである。 In order to solve the above problems, an inverter control apparatus for driving a motor according to the present invention includes a rectifier circuit that receives an AC power supply, an inverter that converts DC power to AC power, a phase current detection that detects a phase current of the motor and the motor. And a control calculation unit for controlling the operation of the inverter, the control calculation unit includes a motor phase estimation unit for estimating the phase of the rotor during rotation of the motor, and when the motor shifts from the stop state to the rotation state. In addition, when the phase current peak value obtained by the phase current detector increases with time, a startup estimation phase correction unit that corrects the rotor phase derived by the motor phase estimation unit is provided. is there.
本発明によれば、負荷トルクが不明で起動直後における回転子の推定位相が正確でなく、相電流の振幅値が収束せずに増大していくような場合でも、回転子の推定位相を即座に補正することでセンサレス位置検出を基にした駆動モードへスムーズに移行させることができ、その結果、空気調和機など製品筐体が大きく振動しながら起動するというようなことを防止できるという効果を奏する。 According to the present invention, even when the estimated torque of the rotor is not accurate immediately after startup because the load torque is unknown and the amplitude value of the phase current increases without converging, the estimated phase of the rotor is immediately set. By making the correction, the drive mode based on the sensorless position detection can be smoothly shifted, and as a result, it is possible to prevent the product casing such as an air conditioner from starting up with large vibrations. Play.
第1の発明は、交流電源を入力とする整流回路と直流電力から交流電力に変換するインバータとモータと前記モータの相電流を検出する相電流検出部と前記インバータの動作をコントロールする制御演算部とを備え、前記制御演算部には、前記モータの回転中における回転子の位相を推定するモータ位相推定部と、前記モータが停止状態から回転状態に移行した際に、前記相電流検出部により得られる相電流ピーク値が時間経過によって増大していく場合に、前記モータ位相推定部で導出される回転子の位相を補正する起動推定位相補正部とを設けたものである。 A first invention includes a rectifier circuit that receives an AC power supply, an inverter that converts DC power into AC power, a motor, a phase current detector that detects a phase current of the motor, and a control arithmetic unit that controls the operation of the inverter The control calculation unit includes a motor phase estimation unit that estimates a phase of a rotor during rotation of the motor, and a phase current detection unit that detects when the motor shifts from a stop state to a rotation state. When the obtained phase current peak value increases with the passage of time, a startup estimation phase correction unit that corrects the phase of the rotor derived by the motor phase estimation unit is provided.
これにより、起動直後における回転子の推定位相が正確でなく、相電流の振幅値が増大していくような場合でも、回転子の推定位相を即座に補正することで確実且つ迅速なセンサレス位置検出を基にした駆動モードへの移行が可能となる。 As a result, even if the estimated phase of the rotor immediately after start-up is not accurate and the amplitude value of the phase current increases, reliable and quick sensorless position detection is achieved by immediately correcting the estimated phase of the rotor It becomes possible to shift to the drive mode based on the above.
第2の発明は、交流電源を入力とする整流回路と直流電力から交流電力に変換するインバータとモータと前記モータの相電流を検出する相電流検出部と前記インバータの動作をコントロールする制御演算部とを備え、前記制御演算部には、前記モータの高速運転時に弱め磁束制御を行うための電流位相を設定する電流位相設定部と、前記モータが停止状態から回転状態に移行した際に、前記相電流検出部により得られる相電流ピーク値が時間経過によって増大していく場合に、前記電流位相設定部で決定される電流位相を補正する起動電流位相補正部とを設けたものである。 A second invention includes a rectifier circuit that receives an AC power supply, an inverter that converts DC power into AC power, a motor, a phase current detector that detects a phase current of the motor, and a control arithmetic unit that controls the operation of the inverter The control calculation unit includes a current phase setting unit that sets a current phase for performing flux-weakening control during high-speed operation of the motor, and when the motor shifts from a stopped state to a rotating state, When the phase current peak value obtained by the phase current detection unit increases with time, a startup current phase correction unit is provided that corrects the current phase determined by the current phase setting unit.
これにより、起動直後における回転子の推定位相が正確でなく、相電流の振幅値が増大していくような場合でも、電流位相の設定値を即座に補正することで確実且つ迅速なセンサレス位置検出を基にした駆動モードへの移行が可能となる。 As a result, even if the estimated phase of the rotor immediately after start-up is not accurate and the amplitude value of the phase current increases, the current phase setting value is immediately corrected to ensure reliable and rapid sensorless position detection. It becomes possible to shift to the drive mode based on the above.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、前記整流回路が、ダイオードブ
リッジと前記ダイオードブリッジの交流入力側または直流出力側に接続されるリアクタとで構成され、前記インバータの母線間にコンデンサが設けられ、前記リアクタと前記コンデンサとの共振周波数が交流電源周波数の40倍よりも大きいというものである。
According to a third invention, in particular, in the first or second invention, the rectifier circuit includes a diode bridge and a reactor connected to an AC input side or a DC output side of the diode bridge, and the bus of the inverter A capacitor is provided between them, and the resonance frequency between the reactor and the capacitor is greater than 40 times the AC power supply frequency.
これにより、電源電流の高調波成分を抑制し、IEC規格をクリアすることが可能となる。 Thereby, the harmonic component of the power supply current can be suppressed and the IEC standard can be cleared.
第4の発明は、モータを有し、第1から第3の発明のいずれか1つのモータ駆動用インバータ制御装置を用いて前記モータを駆動するものである。これにより、良好なモータ駆動を行う空気調和機、冷蔵庫、電気洗濯機、電気乾燥機、電気掃除機、送風機、ヒートポンプ給湯器などの機器を実現することができる。 A fourth invention has a motor and drives the motor by using any one of the motor drive inverter control devices of the first to third inventions. Thereby, apparatuses, such as an air conditioner which performs favorable motor drive, a refrigerator, an electric washing machine, an electric dryer, a vacuum cleaner, a blower, and a heat pump water heater, are realizable.
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、本発明の第1の実施の形態を示すモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram of an inverter control apparatus for driving a motor, showing a first embodiment of the present invention.
図1に示されるように、ダイオードブリッジ7は、交流電源1からの交流電力を直流電力に変換する。リアクタ11はダイオードブリッジ7の直流出力側に接続される。コンデンサ12は直流母線間に接続される。インバータ2は、直流ブラシレスモータ3に供給する駆動電圧を生成し出力する。制御部6はインバータ2を制御する。
As shown in FIG. 1, the diode bridge 7 converts AC power from the
直流ブラシレスモータ3は、中性点を中心にY結線された3相巻線4u,4v,4wが取付けられた固定子4と、磁石が装着された回転子5とからなる。U相巻線4uの非結線端にU相端子8uが、V相巻線4vの非結線端にV相端子8vが、W相巻線4wの非結線端にW相端子8wが、それぞれ接続されている。
The DC
インバータ2は、一対のスイッチング素子からなるハーフブリッジ回路をU相用,V相用,W相用として3相分有する。ハーフブリッジ回路の一対のスイッチング素子は、コンデンサ12の高圧側端と低圧側端の間に直列接続され、ハーフブリッジ回路に直流電圧が印加される。
The
U相用のハーフブリッジ回路は、高圧側(上アーム)のスイッチング素子13u及び低圧側(下アーム)のスイッチング素子13xよりなる。V相用のハーフブリッジ回路は、高圧側スイッチング素子13v及び低圧側スイッチング素子13yよりなる。
The U-phase half-bridge circuit includes a switching element 13u on the high voltage side (upper arm) and a
W相用のハーフブリッジ回路は、高圧側スイッチング素子13w及び低圧側スイッチング素子13zよりなる。また、各スイッチング素子と並列にフリーホイールダイオード14u,14v,14w,14x,14y,14zが接続されている。
The W-phase half-bridge circuit includes a high-voltage
インバータ2におけるスイッチング素子13uとスイッチング素子13xの相互接続点、スイッチング素子13vとスイッチング素子13yの相互接続点、スイッチング素子13wとスイッチング素子13zの相互接続点に直流ブラシレスモータ3の端子8u,8v,8wがそれぞれ接続される。
インバータ2に印加されている直流電圧は、上述したインバータ2内のスイッチング素子のスイッチング動作によって三相の交流電圧に変換され、それにより直流ブラシレスモータ3が駆動される。また、インバータ2の母線には母線電流検出器15が配されている
。
The DC voltage applied to the
制御部6は、PWM信号生成部9と、ベースドライバ10と、相電流変換部20と、モータ位相推定部17と、回転子速度検出部18と、電流指令演算部19と、出力電圧演算部21と、起動推定位相補正部22からなる。
The control unit 6 includes a PWM
相電流変換部20は、母線電流検出器15に流れるインバータ母線電流を観察し、そのインバータ母線電流を直流ブラシレスモータ3の相電流に変換する。相電流変換部20は実際にはインバータ母線電流が変化した時から所定期間の間だけ電流を検出する。
The phase
モータ位相推定部17は、相電流変換部20により変換された直流ブラシレスモータ3の相電流と、出力電圧演算部21で演算される出力電圧と、インバータ入力電圧検出部16により検出されるインバータ2への印加電圧の情報により、直流ブラシレスモータ3の位相を推定する。
The motor
起動推定位相補正部22では、起動直後における相電流変換部20により変換された直流ブラシレスモータ3の相電流のピーク値を記憶していき、時間経過によって相電流ピーク値が増大していくような場合に、モータ位相推定部17にて推定された位相を補正する起動推定位相補正値を導出する。回転子速度検出部18では、モータ位相推定部17にて推定された位相から直流ブラシレスモータ3の速度を推定する。
The startup estimation
電流指令演算部19では、推定された回転子5の速度と目標速度との偏差情報に基づいて回転子速度が目標速度となるように通電すべき電流指令値を、PI演算などを用いて導出される。
The current
出力電圧演算部21では、電流指令値と相電流変換部20により変換された直流ブラシレスモータ3の相電流との偏差情報に基づいて、直流ブラシレスモータ3の回転を維持するために必要なインバータが出力すべき正弦波状の出力電圧を、モータ位相推定部17にて推定された位相や、起動推定位相補正部22にて導出される起動推定位相補正値を併用しながら演算する。
In the output
出力電圧演算部21で求まる出力電圧によって、相電流波形が歪みのない正弦波となるような出力電圧をPWM信号生成部9で求め、直流ブラシレスモータ3を駆動するためのPWM信号が生成される。
Based on the output voltage obtained by the output
最終的にPWM信号はベースドライバ10に出力され、各スイッチング素子13u,13v,13w,13x,13y,13zはPWM信号に従い駆動し、正弦波状の相電流が流れる正弦波駆動を実現している。
Finally, the PWM signal is output to the
次に、起動推定位相補正部22の動作について図2を用いて詳しく説明する。図2は、起動推定位相補正部22の動作の流れを示すフローチャートである。
Next, the operation of the activation estimation
ステップ1において、直流ブラシレスモータ3の相電流が増加から減少に移行する変極点の値を相電流ピーク値として検出する。
In
ステップ2では、相電流ピーク値がしきい値とした7.5Aを超過しているか否かを判断し、しきい値を超えているのであればステップ3にてしきい値超過の回数をカウントするカウンタを+1インクリメントする。しきい値を超えていないのであれば、ステップ11にてカウンタをクリアした後、ステップ12にて推定位相補正値として0degをセットして、一連の処理を終了する。
In
ステップ4では、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたかどうかを判断する。すなわち、ここまでのフローにおいて、直流ブラシレスモータ3の相電流ピーク値がしきい値(7.5A)を連続して規定回数(6回)超えたかどうかを判断している。
In
ステップ4において、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたと判断されれば、一旦、ステップ5にてカウンタをクリアする。ステップ4において、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたと判断されなければ、ステップ12にて推定位相補正値として0degがセットされ、一連の処理を終了する。
If it is determined in
ステップ6においては、推定位相補正値をプラスの値とするのか、マイナスの値とするのかをプラス補正フラグがセットされているのか否かで判断する。 In step 6, it is determined whether the estimated phase correction value is a positive value or a negative value based on whether the positive correction flag is set.
ステップ6において、プラス補正フラグがセットされていれば、ステップ7へ移行し、推定位相補正値として−5degをセットする。ステップ7の次はステップ8へ移行して、プラス補正フラグをクリアし、一連の処理を終了する。 If the plus correction flag is set in step 6, the process proceeds to step 7 to set −5 deg as the estimated phase correction value. After step 7, the process proceeds to step 8, the plus correction flag is cleared, and the series of processes is terminated.
ステップ6において、プラス補正フラグがセットされていなければ、ステップ9へ移行し、推定位相補正値として+5degをセットする。 If the plus correction flag is not set in step 6, the process proceeds to step 9, and +5 deg is set as the estimated phase correction value.
ステップ9の次はステップ10へ移行して、プラス補正フラグをセットし、一連の処理を終了する。
After
すなわち、ステップ6以降の処理で起動直後の直流ブラシレスモータ3の相電流が収束せずに増大するような場合には、推定位相補正値として−5degを与え、推定位相を補正して正常なセンサレス駆動に移行する。
That is, when the phase current of the
また、推定位相の補正方向が逆で、さらに直流ブラシレスモータ3の相電流が増大するような場合には、推定位相補正値を+5degに切り替え、正常なセンサレス駆動への移行を図る。
Further, when the estimated phase correction direction is reversed and the phase current of the
図3は、直流ブラシレスモータ3の起動が異常なく成功したときの相電流の様子を示す波形図である。図3に示されるように、位置決め処理としてU相巻線4uに直流電流を流した後、相電流は収束しながら駆動している。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the state of the phase current when the
一方、図4は、直流ブラシレスモータ3の起動が失敗し、過電流異常で停止したときの相電流の様子を示す波形図である。図4に示されるように、位置決めから駆動に移行した際に、相電流は発散し続け過大電流が流れ、部品保護のために停止動作がはたらいてしまっている。
On the other hand, FIG. 4 is a waveform diagram showing the state of the phase current when the
これは、起動直後のモータ位相推定部17における推定位相の演算結果が、実際のものと誤差があり、正規のタイミングでインバータ2への印加電圧を与えられていないからである。
This is because the calculation result of the estimated phase in the
図5および図6は、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置において、図2に示す制御フローが動作したときの波形図である。 5 and 6 are waveform diagrams when the control flow shown in FIG. 2 operates in the motor drive inverter control apparatus of the present invention.
図5に示されるように、位置決め状態から駆動に移行した際、直流ブラシレスモータ3
の相電流ピーク値がしきい値とした7.5Aを6回連続で超過したため、(I)に示したタイミングで起動推定位相補正部22において−5degを導出し、モータ位相推定部17で演算された推定位相が補正され、その結果、相電流が収束して起動成功している。
As shown in FIG. 5, the direct
Since the phase current peak value of the current exceeded 7.5 A as the threshold value six times in succession, -5 deg is derived in the start estimation
図6に示されるように、位置決め状態から駆動に移行した際、直流ブラシレスモータ3の相電流ピーク値がしきい値とした7.5Aを6回連続で超過したため、(II)に示したタイミングで起動推定位相補正部22において−5degを導出し、モータ位相推定部17で演算された推定位相が補正されたが依然として相電流が収束しないため、さらに7.5Aを6回連続で超過した(III)のタイミングで+5degの補正を行い、その結果、相電流が収束して起動成功している。
As shown in FIG. 6, the phase current peak value of the direct
このように、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、直流ブラシレスモータの起動を負荷トルクが不明な場合においても確実且つ迅速に行うことが可能となり、信頼性の高い良質の装置を実現することができる。 As described above, the motor drive inverter control device according to the present invention can surely and quickly start the DC brushless motor even when the load torque is unknown, and realize a high-quality device with high reliability. Can do.
(実施の形態2)
図7は、本発明の第2の実施の形態によるモータ駆動用インバータ制御装置のシステム構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a system configuration diagram of an inverter control device for driving a motor according to the second embodiment of the present invention.
図7において、交流電源1、交流電力を直流電力に変換するダイオードブリッジ7、ダイオードブリッジ7の直流出力側に接続されるリアクタ11、直流母線間にはコンデンサ12、直流ブラシレスモータ3に供給する駆動電圧を生成し出力するインバータ2及びインバータ2を制御する制御部6は、図1と同じものである。
In FIG. 7, an
制御部6は、PWM信号生成部9と、ベースドライバ10と、相電流変換部20と、モータ位相推定部17と、回転子速度検出部18と、電流指令演算部19と、出力電圧演算部21と、起動電流位相補正部23と、電流位相設定部24からなる。
The control unit 6 includes a PWM
起動電流位相補正部23では、起動直後における相電流変換部20により変換された直流ブラシレスモータ3の相電流のピーク値を記憶していき、時間経過によって相電流ピーク値が増大していくような場合に、電流位相設定部24で設定される高速運転時に弱め磁束制御を行うための電流位相の設定値(直流ブラシレスモータ3の誘起電圧に対するインバータ出力電圧の進角値)を補正する起動電流位相補正値を導出する。
The startup current
次に、起動電流位相補正部23の動作について図8を用いて詳しく説明する。図8は、起動電流位相補正部23の動作の流れを示すフローチャートである。
Next, the operation of the startup current
ステップ1において、直流ブラシレスモータ3の相電流が増加から減少に移行する変極点の値を相電流ピーク値として検出する。
In
ステップ2では、相電流ピーク値がしきい値とした7.5Aを超過しているか否かを判断し、しきい値を超えているのであればステップ3にてしきい値超過の回数をカウントするカウンタを+1インクリメントする。しきい値を超えていないのであれば、ステップ11にてカウンタをクリアした後、ステップ12にて電流位相補正値として0degをセットして、一連の処理を終了する。
In
ステップ4では、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたかどうかを判断する。すなわち、ここまでのフローにおいて、直流ブラシレスモータ3の相電流ピーク値がしきい値(7.5A)を連続して規定回数(6回)超えたかどうかを判断している。
In
ステップ4において、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたと判断されれば、一旦、ステップ5にてカウンタをクリアする。ステップ4において、しきい値超過の回数をカウントするカウンタが規定回数とした6回を超えたと判断されなければ、ステップ12にて電流位相補正値として0degがセットされ、一連の処理を終了する。
If it is determined in
ステップ6においては、電流位相補正値をプラスの値とするのか、マイナスの値とするのかをプラス補正フラグがセットされているのか否かで判断する。ステップ6において、プラス補正フラグがセットされていれば、ステップ7へ移行し、電流位相補正値として−5degをセットする。 In step 6, it is determined whether the current phase correction value is set to a positive value or a negative value based on whether or not the positive correction flag is set. In step 6, if the plus correction flag is set, the process proceeds to step 7, and -5 deg is set as the current phase correction value.
ステップ7の次はステップ8へ移行して、プラス補正フラグをクリアし、一連の処理を終了する。 After step 7, the process proceeds to step 8, the plus correction flag is cleared, and the series of processes is terminated.
ステップ6において、プラス補正フラグがセットされていなければ、ステップ9へ移行し、電流位相補正値として+5degをセットする。 In step 6, if the plus correction flag is not set, the process proceeds to step 9, and +5 deg is set as the current phase correction value.
ステップ9の次はステップ10へ移行して、プラス補正フラグをセットし、一連の処理を終了する。
After
すなわち、ステップ6以降の処理で起動直後の直流ブラシレスモータ3の相電流が収束せずに増大するような場合には、電流位相補正値として−5degを与え、電流位相を補正して正常なセンサレス駆動に移行する。
That is, when the phase current of the direct
また、電流位相の補正方向が逆で、さらに直流ブラシレスモータ3の相電流が増大するような場合には、電流位相補正値を+5degに切り替え、正常なセンサレス駆動への移行を図る。
Further, when the current phase correction direction is reversed and the phase current of the
以上のように、電流位相設定部24における設定値を補正することによっても、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
As described above, the same effect as that of the first embodiment can also be obtained by correcting the set value in the current
(実施の形態3)
本発明に係るコンデンサ12およびリアクタ11の仕様決定に関する具体的な方法について以下に説明する。
(Embodiment 3)
A specific method for determining the specifications of the
本発明のモータ駆動用インバータ制御装置では、電源電流の高調波成分を抑制してIEC規格をクリアするために、コンデンサ12とリアクタ11との共振周波数fLC(LC共振周波数)を電源周波数fsの40倍よりも大きくなるようにコンデンサ12とリアクタの11組み合わせを決定する。
In the motor drive inverter control device of the present invention, the resonance frequency f LC (LC resonance frequency) of the
ここで、コンデンサ12の容量をC[F]、リアクタ11のインダクタンス値をL[H]とすると、LC共振周波数fLCは次式のように表される。
Here, when the capacitance of the
即ち、fLC>40fsを満たすようにコンデンサ12とリアクタ11の組み合わせを決定するものである(IEC規格では電源電流の高調波成分において第40次高調波まで規定されているため)。
That is, the combination of the
以上により、コンデンサ12およびリアクタ11の組み合わせを決定することで、小型、軽量、低コストを実現したモータ駆動用インバータ制御装置において、電源電流の高調波成分を抑制し、IEC規格をクリアすることが可能となる。
As described above, by determining the combination of the
なお、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、空気調和機、冷蔵庫、電気洗濯機、電気乾燥機、電気掃除機、送風機、ヒートポンプ給湯器など、インバータ回路を使用してモータを駆動するモータ駆動用インバータ制御装置に適用でき、いずれの場合においても、信頼性の高い製品の実現に貢献するものである。 In addition, the inverter control apparatus for motor drive of this invention is a motor drive which drives a motor using an inverter circuit, such as an air conditioner, a refrigerator, an electric washing machine, an electric dryer, a vacuum cleaner, a blower, and a heat pump water heater. In any case, it can contribute to the realization of a highly reliable product.
以上のように、本発明にかかるモータ駆動用インバータ制御装置は、直流ブラシレスモータの起動を負荷トルクが不明な場合においても確実且つ迅速に行うことが可能となるもので、小型のモータ起動装置を必要とするAV機器(特に小型機器)などにも広く用いることができる。 As described above, the motor drive inverter control device according to the present invention can reliably and quickly start the DC brushless motor even when the load torque is unknown. It can also be widely used for required AV equipment (particularly small equipment).
1 交流電源
2 インバータ
3 直流ブラシレスモータ
4 固定子
4u〜4w 巻線
5 回転子
6 制御部
7 ダイオードブリッジ
8u〜8w 端子
9 PWM信号生成部
10 ベースドライバ
11 リアクタ
12 コンデンサ
13u〜13w 上アームスイッチング素子
13x〜13z 下アームスイッチング素子
14u〜14z フリーホイールダイオード
15 母線電流検出器
16 インバータ入力電圧検出部
17 モータ位相推定部
18 回転子速度検出部
19 電流指令演算部
20 相電流変換部
21 出力電圧演算部
22 起動推定位相補正部
23 起動電流位相補正部
24 電流位相設定部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記制御演算部には、前記モータの回転中における回転子の位相を推定するモータ位相推定部と、
前記モータが停止状態から回転状態に移行した際に、前記相電流検出部により得られる相電流ピーク値が時間経過によって増大していく場合に、前記モータ位相推定部で導出される回転子の位相を補正する起動推定位相補正部と、
を設けたモータ駆動用インバータ制御装置。 A rectifier circuit that receives an AC power supply, an inverter that converts DC power into AC power, a motor, a phase current detector that detects a phase current of the motor, and a control calculation unit that controls the operation of the inverter,
The control calculation unit includes a motor phase estimation unit that estimates a phase of a rotor during rotation of the motor,
The phase of the rotor derived by the motor phase estimation unit when the phase current peak value obtained by the phase current detection unit increases with time when the motor transitions from the stopped state to the rotation state. A startup estimated phase correction unit for correcting
An inverter control device for driving a motor.
前記制御演算部には、前記モータの高速運転時に弱め磁束制御を行うための電流位相を設定する電流位相設定部と、
前記モータが停止状態から回転状態に移行した際に、前記相電流検出部により得られる相電流ピーク値が時間経過によって増大していく場合に、前記電流位相設定部で決定される電流位相を補正する起動電流位相補正部と、
を設けたモータ駆動用インバータ制御装置。 A rectifier circuit that receives an AC power supply, an inverter that converts DC power into AC power, a motor, a phase current detector that detects a phase current of the motor, and a control calculation unit that controls the operation of the inverter,
In the control calculation unit, a current phase setting unit that sets a current phase for performing flux-weakening control during high-speed operation of the motor; and
Corrects the current phase determined by the current phase setting unit when the phase current peak value obtained by the phase current detection unit increases with time when the motor shifts from the stopped state to the rotation state. A starting current phase correction unit to
An inverter control device for driving a motor.
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