JP7378594B2 - Electric motor control device and air conditioner equipped with the same - Google Patents
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Description
本開示は、電力変換装置を用いて電動機の回転を制御する電動機制御装置およびこれを備えた空気調和装置に関する。 The present disclosure relates to a motor control device that controls rotation of an electric motor using a power conversion device, and an air conditioner equipped with the same.
ブラシレスＤＣモータなどの電動機は、例えば、空気調和装置のファンの駆動など、様々な用途に用いられている。電動機に電力を供給する電力変換装置として、例えば、インバータがある。インバータは、直流電源の高電圧線と低電圧線との間に直列に接続される２つのスイッチング素子が３組設けられた構成を有する。各組の２つのスイッチング素子のうち、高電圧線に接続されるスイッチング素子は上側のスイッチング素子と称され、低電圧線側に接続されるスイッチング素子は下側のスイッチング素子と称される。 BACKGROUND ART Electric motors such as brushless DC motors are used for various purposes, such as driving fans of air conditioners. An example of a power conversion device that supplies power to an electric motor is an inverter. The inverter has a configuration in which three sets of two switching elements connected in series are provided between a high voltage line and a low voltage line of a DC power source. Of the two switching elements in each set, the switching element connected to the high voltage line is called the upper switching element, and the switching element connected to the low voltage line is called the lower switching element.
各スイッチング素子は、スイッチング動作に数百ｎｓ～数μｓの時間を要する。そのため、１組のスイッチング素子において、上側のスイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わり、下側のスイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わる間に、一時的に上側および下側のスイッチング素子が同時にオン状態になる場合がある。上側および下側のスイッチング素子が同時にオン状態になると、インバータの一次側が短絡し、スイッチング素子が破壊されてしまう。この短絡を防止するために、上側および下側のスイッチング素子が同時にオフ状態となる期間が設けられている。この期間はデッドタイムと称される。しかし、デッドタイムによりインバータの出力電圧と電圧指令値とに電圧誤差が生じ、制御精度が低下しまうことがあった。 Each switching element requires several hundred ns to several μs for switching operation. Therefore, in one set of switching elements, while the upper switching element switches from the on state to the off state and the lower switching element switches from the off state to the on state, the upper and lower switching elements temporarily simultaneously switch. It may turn on. If the upper and lower switching elements are turned on at the same time, the primary side of the inverter will be short-circuited and the switching elements will be destroyed. In order to prevent this short circuit, a period is provided in which the upper and lower switching elements are simultaneously in the off state. This period is called dead time. However, the dead time may cause a voltage error between the output voltage of the inverter and the voltage command value, resulting in a decrease in control accuracy.
デッドタイムに起因する電圧誤差を補償する方法として、予めデッドタイムに起因する電圧誤差の大きさを見積もり、電圧誤差分を電圧指令値に加算する制御方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、２種類のスイッチング周波数の各周波数について電動機に一定の直流電流が流れるように電流制御を行い、２種類のスイッチング周波数に対応する出力電圧の差を利用して、電圧誤差の大きさを見積もる方法が開示されている。
As a method for compensating voltage errors caused by dead time, a control method is known in which the magnitude of voltage errors caused by dead time is estimated in advance and the voltage error is added to the voltage command value (for example,
特許文献１に開示された制御方法では、２種類のスイッチング周波数毎に電動機に一定の直流電流を流す必要がある。制御対象の電動機が送風ファンを回転させる電動機である場合、制御装置は電動機に交流電流を流して駆動させるため、送風ファンの駆動中に特許文献１に開示された方法を適用できない。
In the control method disclosed in
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、電動機の駆動中にデッドタイムに起因する電圧誤差を補償する補償量を算出する電動機制御装置およびこれを備えた空気調和装置を提供するものである。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a motor control device that calculates a compensation amount to compensate for voltage errors caused by dead time while driving an electric motor, and an air conditioner equipped with the same. It provides:
本開示に係る電動機制御装置は、電動機に印加する電圧の指令値である電圧指令値に対応する交流電圧を前記電動機に供給する電力変換装置と、前記電動機に流れる電流を検出する電流検出装置と、前記電動機の回転速度の指令値である速度指令値と前記電流検出装置によって検出される電流の情報とに対応して前記電圧指令値を算出して前記電力変換装置に出力する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記電流検出装置によって検出される電流である電流検出値を用いて前記電動機の回転数の推定値である推定回転数を算出する回転数推定手段と、前記電圧指令値と、前記推定回転数と、予め記憶される前記電動機のパラメータとを用いて、前記電動機に流れる電流を推定する電流推定手段と、前記電流推定手段によって推定される電流である電流推定値から前記電流検出値を減算した値である電流差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧と前記電圧指令値との誤差である電圧誤差を補償する補償量を算出する補償量算出手段と、を有し、前記補償量算出手段は、前記補償量の更新を終了する条件である更新終了条件が満たされるまで、前記電流差に基づいて前記補償量を更新する処理を繰り返すものである。 A motor control device according to the present disclosure includes: a power conversion device that supplies the motor with an AC voltage corresponding to a voltage command value that is a command value of a voltage to be applied to the motor; and a current detection device that detects a current flowing through the motor. , a control device that calculates the voltage command value in response to a speed command value that is a command value of the rotational speed of the electric motor and information on the current detected by the current detection device, and outputs the voltage command value to the power conversion device; The control device includes a rotation speed estimating means that calculates an estimated rotation speed that is an estimated value of the rotation speed of the electric motor using a current detection value that is a current detected by the current detection device; current estimating means for estimating a current flowing through the motor using a command value, the estimated rotation speed, and parameters of the motor stored in advance; and a current estimated value that is the current estimated by the current estimating means. compensation amount calculation means for calculating a compensation amount for compensating for a voltage error that is an error between the output voltage of the power conversion device and the voltage command value, based on a current difference that is a value obtained by subtracting the current detection value from the current detection value; The compensation amount calculation means repeats the process of updating the compensation amount based on the current difference until an update termination condition, which is a condition for terminating the update of the compensation amount, is satisfied.
本開示に係る空気調和装置は、上記の電動機制御装置と、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器に対応して設けられたファンと、前記ファンに接続され、前記電動機制御装置の制御対象となる電動機と、を有するものである。 An air conditioner according to the present disclosure includes the above electric motor control device, a heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant and air, a fan provided corresponding to the heat exchanger, and a fan connected to the fan, the The electric motor is controlled by the electric motor control device.
本開示によれば、電圧指令値、推定回転数および電動機のパラメータを用いて推測される電流推定値から電流検出装置によって検出される電流値を減算した電流差に基づいて、電力変換装置の出力電圧と電圧指令値との電圧誤差を補償する補償量が算出される。そのため、電動機の駆動中でも、デッドタイムに起因する電圧誤差を適切に補償することができる。 According to the present disclosure, the output of the power conversion device is based on the current difference obtained by subtracting the current value detected by the current detection device from the current estimated value estimated using the voltage command value, estimated rotation speed, and motor parameters. A compensation amount is calculated to compensate for the voltage error between the voltage and the voltage command value. Therefore, voltage errors caused by dead time can be appropriately compensated for even while the motor is being driven.
実施の形態１．
本実施の形態１の電動機制御装置を含む空気調和装置の構成を説明する。図１は、実施の形態１に係る電動機制御装置を含む空気調和装置の一例を示す冷媒回路図である。図１に示すように、空気調和装置１は、熱源側ユニット２および負荷側ユニット３を有する。
The configuration of an air conditioner including the electric motor control device of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an example of an air conditioner including a motor control device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
熱源側ユニット２は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機４と、冷媒の流通方向を切り替える四方弁５と、冷媒を外気と熱交換させる熱源側熱交換器６と、冷媒を減圧して膨張させる電磁弁７と、上位制御装置９とを有する。また、熱源側ユニット２は、熱源側熱交換器６に外気を供給するファン１０と、ファン１０を駆動する電動機１１と、電動機１１に三相電圧を供給する電動機制御装置１２とを有する。負荷側ユニット３は、冷媒を空調対象空間の空気と熱交換させる負荷側熱交換器１３と、冷媒を減圧して膨張させる電磁弁８とを有する。
The heat
図１に示すことを省略しているが、上位制御装置９は、四方弁５と、圧縮機４と、電磁弁７および８と、電動機制御装置１２と信号線を介して接続されている。圧縮機４、熱源側熱交換器６、電磁弁７および８、ならびに負荷側熱交換器１３が冷媒配管１４で接続され、冷媒が循環する冷媒回路１５が構成される。上位制御装置９は、空気調和装置１を制御する制御装置である。上位制御装置９は、冷媒回路１５を循環する冷媒の冷凍サイクルを制御する。空気調和装置１が冷房運転を行う場合、熱源側熱交換器６が凝縮器として機能し、負荷側熱交換器１３が蒸発器として機能する。空気調和装置１が暖房運転を行う場合、熱源側熱交換器６が蒸発器として機能し、負荷側熱交換器１３が凝縮器として機能する。
Although not shown in FIG. 1, the
なお、図１に示す構成例では、空気調和装置１に電磁弁７および８が設けられているが、電磁弁７および８のうち、いずれか一方が設けられていてもよい。また、図１に示す構成例では、ファン１０、電動機１１および電動機制御装置１２が熱源側ユニット２に設けられた場合の構成を示しているが、この場合に限らない。ファン１０、電動機１１および電動機制御装置１２が、熱源側ユニット２および負荷側ユニット３のうち、いずれか一方または両方に設けられていてもよい。
In the configuration example shown in FIG. 1, the
図２は、図１に示した電動機制御装置の一構成例を示すブロック図である。図３は、図２に示す電力変換装置がインバータである場合の一構成例を示す図である。電動機制御装置１２は、電源１６に接続される電力変換装置１７と、電力変換装置１７の動作を制御する制御装置１８と、電流検出装置１９とを有する。電源１６は、電力変換装置１７を介して、電動機１１に電力を供給する直流電圧電源である。本実施の形態１においては、電源１６が直流電圧電源の場合で説明するが、電源は交流電圧電源であってもよい。外部に設けられた単相電源（図示せず）または三相電源（図示せず）から交流電圧が電動機制御装置１２に供給される場合、交流電圧を直流電圧に変換して電力変換装置１７に出力する整流回路（図示せず）が電動機制御装置１２に設けられる。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the motor control device shown in FIG. 1. As shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example where the power conversion device illustrated in FIG. 2 is an inverter. The
電動機１１は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。電動機１１は、図に示さない回転子および固定子を有する。固定子は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相の巻線を有する。回転子には永久磁石が設けられている。電力変換装置１７から電動機１１に印加される三相電圧に対応して巻線に電流が流れることで、固定子は、回転子の周囲に回転磁界を発生させる。
The
ブラシレスＤＣモータは、回転子の位置に応じて適切な位相および周波数の三相交流電圧を固定子に印加し、回転子の周囲に回転磁界を発生させ、回転磁界と回転子との吸引および反発を利用して回転子を所望の回転数で回転させる。その際、回転子の位置を検出する必要がある。回転子の位置を検出する方法として、例えば、電動機に設置されたホールセンサによって検出する方法、および電動機に流れる三相電流から演算によって算出する方法がある。本実施の形態１では、電動機制御装置１２は、電動機に流れる三相電流から演算によって回転子の位置を推定している。
A brushless DC motor applies a three-phase AC voltage with an appropriate phase and frequency to the stator according to the position of the rotor, generates a rotating magnetic field around the rotor, and causes attraction and repulsion between the rotating magnetic field and the rotor. Rotate the rotor at the desired speed using At that time, it is necessary to detect the position of the rotor. Methods for detecting the position of the rotor include, for example, a method of detecting it using a Hall sensor installed in the motor, and a method of calculating it by calculation from three-phase currents flowing through the motor. In the first embodiment, the
電流検出装置１９は、電動機１１に流れる三相電流Ｉｕｖｗを検出する。図２に示す構成では、電流検出装置１９は、Ｕ相およびＷ相に流れる電流を検出する電流検出器１９ａを有する。電流検出器１９ａは、例えば、カレントトランスである。Ｖ相に流れる電流については、制御装置１８が、Ｕ相およびＷ相に流れる電流値から演算によって算出する。
なお、電流を検出する位置は図２に示す位置の場合に限らない。電流検出装置１９を設ける代わりに、シャント抵抗を用いた電流検出部をインバータ２０に設けてもよい。電流検出装置１９が検出する相も図２に示す相の場合に限らない。例えば、Ｕ相およびＶ相の電流を電流検出器１９ａが検出してもよい。
Note that the position where the current is detected is not limited to the position shown in FIG. Instead of providing the
上位制御装置９は、例えば、マイクロコンピュータである。上位制御装置９は、プログラムを記憶するメモリ７２と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６２とを有する。上位制御装置９は、信号系統において、制御装置１８の上流側に位置する。上位制御装置９は、制御装置１８に指令を出す制御装置である。指令は、例えば、電動機１１の回転速度の指令値である速度指令値ω＿ｒｅｆ、および電動機１１の回転の停止を指示する停止指令などである。図に示していないが、ユーザが空気調和装置１に指示を入力するためのリモートコントローラが上位制御装置９に接続されていてもよい。
The
次に、図３を参照して、インバータ２０の構成を説明する。インバータ２０は、Ｕ相に関して、電源１６の正極側に接続されるスイッチング素子２１と、電源１６の負極側に接続されるスイッチング素子２２とを有する。スイッチング素子２１には逆流防止素子３１が並列に接続され、スイッチング素子２２には逆流防止素子３２が並列に接続されている。また、インバータ２０は、Ｖ相に関して、電源１６の正極側に接続されるスイッチング素子２３と、電源１６の負極側に接続されるスイッチング素子２４とを有する。スイッチング素子２３に逆流防止素子３３が並列に接続され、スイッチング素子２４に逆流防止素子３４が並列に接続されている。インバータ２０は、Ｗ相に関して、電源１６の正極側に接続されるスイッチング素子２５と、電源１６の負極側に接続されるスイッチング素子２６とを有する。スイッチング素子２５に逆流防止素子３５が並列に接続され、スイッチング素子２６に逆流防止素子３６が並列に接続されている。
Next, the configuration of the
スイッチング素子２１～２６は、例えば、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。逆流防止素子３１～３６は、例えば、ダイオードである。
The switching
インバータ２０には、制御装置１８から三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆが入力される。インバータ２０は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆの波形とキャリア波とを比較し、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御による電力変換を行う。インバータ２０は、制御装置１８から受け取る三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆに対応して電源１６の直流電圧をＰＷＭ制御し、直流電圧を三相電圧に変換して電動機１１に供給する。
A three-phase voltage command value Vuvw_ref is input to the
図４は、図２に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図４に示すように、制御装置１８は、電力制御手段５１と、電流推定手段５２と、回転数推定手段５３と、補償量算出手段５４とを有する。制御装置１８は、マイクロコンピュータなどの演算装置がソフトウェアを実行することにより各種機能が実現される。また、制御装置１８は、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで構成されてもよい。
FIG. 4 is a functional block diagram showing a configuration example of the control device shown in FIG. 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the
上位制御装置９から制御装置１８に電動機１１の起動指令が入力されると、制御装置１８は、予め決められたタイミングで、電力制御手段５１、電流推定手段５２および回転数推定手段５３の各手段を起動する。例えば、制御装置１８は、電力制御手段５１、電流推定手段５２および回転数推定手段５３の順で起動する。この場合、電力制御手段５１の起動によって電動機１１が起動した後、電流推定手段５２および回転数推定手段５３が起動する。
When a command to start the
また、制御装置１８は、インバータ２０の出力電圧と三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆとの誤差である電圧誤差Ｖｅｒｒの補償が必要と判断した場合、補償量算出手段５４を起動する。ただし、補償量算出手段５４は電流推定手段５２による演算処理の結果を利用するため、補償量算出手段５４の起動のタイミングは、電流推定手段５２の起動のタイミングよりも後になる。そのため、電流推定手段５２が、起動した後、電圧誤差Ｖｅｒｒの補償が必要か否かを判断し、補償が必要と判断した場合、補償量算出手段５４に対して起動を指示してもよい。補償量算出手段５４の起動のタイミングは、電流推定手段５２が演算処理により電流値を算出し、算出した電流値を補償量算出手段５４に出力するタイミングでもよい。また、上位制御装置９から制御装置１８に電動機１１の停止指令が入力されると、制御装置１８は、電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の動作を停止する。
Furthermore, when the
電力制御手段５１は、上位制御装置９から入力される速度指令値ω＿ｒｅｆと、電流検出装置１９によって検出される三相電流Ｉｕｖｗとに基づいてベクトル制御を行い、電動機１１に印加する電圧の指令値である三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆを生成する。電力制御手段５１は、生成した三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆをインバータ２０および電流推定手段５２に出力する。電力制御手段５１は、補償量算出手段５４から補償量の情報が入力されると、補償量に対応して三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆを微調整する。回転数推定手段５３は、電動機１１に流れる三相電流Ｉｕｖｗを用いて、電動機１１の回転数の推定値である推定回転数Ｒを算出する。
The power control means 51 performs vector control based on the speed command value ω_ref input from the
電流推定手段５２は、インバータ２０に三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆが入力された場合に電動機１１に流れるｄ軸電流およびｑ軸電流の各電流を推定する。具体的には、電流推定手段５２は、電力制御手段５１から入力される三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆと、予め記憶した電動機１１のパラメータと、推定回転数Ｒとを用いて、電動機１１に流れるｄ軸電流およびｑ軸電流の各電流の推定値を算出する。電動機１１のパラメータは、例えば、電動機１１の巻き線抵抗である。本実施の形態１においては、演算処理の対象となる電流が、電動機１１に流れる電流を座標変換したｄ軸電流の場合で説明するが、ｑ軸電流であってもよい。
The current estimating means 52 estimates each of the d-axis current and the q-axis current flowing through the
さらに、電流推定手段５２の構成を詳しく説明する。電流推定手段５２は、自分自身が起動すると、電流検出装置１９によって検出される三相電流Ｉｕｖｗを座標変換することで、ｄ軸電流を算出する。このｄ軸電流をｄ軸電流検出値Ｉｄｒと称する。電流推定手段５２は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆと、電動機１１のパラメータと、推定回転数Ｒとを用いて、電動機１１に流れるｄ軸電流の推定値であるｄ軸電流推定値Ｉｄｐを算出する。電流推定手段５２は、自分自身の起動開始から計測される時間が予め決められた待ち時間ｔｗａに到達したとき、電圧誤差Ｖｅｒｒの補償が必要な場合、算出したｄ軸電流推定値Ｉｄｐを補償量算出手段５４に出力する。その際、電流推定手段５２は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐだけでなく、ｄ軸電流検出値Ｉｄｒを補償量算出手段５４に出力してもよい。
Furthermore, the configuration of the current estimating means 52 will be explained in detail. When activated, the current estimating means 52 calculates the d-axis current by performing coordinate transformation on the three-phase current Iuvw detected by the current detecting
待ち時間Ｔｗａは、電流推定手段５２が起動したときから決められた時間が経過したときに電流推定手段５２が算出した電流推定値を、後述の補償量算出の必要性の有無の判定に使用するために設定されている。これは、電流推定手段５２の起動直後に算出される電流推定値を、後述の補償量算出の必要性の有無の判定に使用しないためである。待ち時間ｔｗａは、例えば、電流検出装置１９が電動機１１の電流を検出する時間間隔であるサンプリング時間の１００倍である。
For the waiting time Twa, the current estimated value calculated by the current estimating means 52 when a predetermined time has elapsed since the current estimating means 52 was activated is used to determine whether or not it is necessary to calculate the amount of compensation, which will be described later. It is set for. This is because the current estimated value calculated immediately after the current estimating means 52 is activated is not used for determining whether or not it is necessary to calculate the compensation amount, which will be described later. The waiting time twa is, for example, 100 times the sampling time, which is the time interval at which the
補償量算出手段５４は、デッドタイムに起因する電圧誤差Ｖｅｒｒを補償する補償量Ｃｏｍｋを算出する。具体的には、補償量算出手段５４は、電流検出装置１９によって検出される三相電流Ｉｕｖｗと、電流推定手段５２によって算出される推定電流とを用いて、電圧誤差Ｖｅｒｒを補償する補償量Ｃｏｍｋを算出する。ｋは、０以上の任意の整数であり、補償量の更新回数を示す。例えば、補償量Ｃｏｍｋの初期値はＣｏｍ０と表される。
The compensation amount calculation means 54 calculates a compensation amount Comk that compensates for the voltage error Verr caused by dead time. Specifically, the compensation amount calculation means 54 uses the three-phase current Iuvw detected by the
さらに、補償量算出手段５４の構成を詳しく説明する。補償量算出手段５４は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒを用いて、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算した値を電流差ΔＩｄとして算出する。つまり、補償量算出手段５４は、（Ｉｄｐ－Ｉｄｒ）＝ΔＩｄの式にしたがって、電流差ΔＩｄを算出する。電流差ΔＩｄが正の値の場合、推測される電流値よりも検出される電流値が小さいので、補償量算出手段５４は、補償が不足していると判断し、予め決められた基準補償量Ｃｒｅｆよりも大きい補償量を設定する。例えば、補償量算出手段５４は、基準補償量Ｃｒｅｆに予め決められた調整値ｗを加算した値を補償量Ｃｏｍｋに設定する。 Furthermore, the configuration of the compensation amount calculation means 54 will be explained in detail. The compensation amount calculating means 54 uses the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detected value Idr to calculate a value obtained by subtracting the d-axis current detected value Idr from the d-axis current estimated value Idp as a current difference ΔId. That is, the compensation amount calculating means 54 calculates the current difference ΔId according to the formula (Idp−Idr)=ΔId. When the current difference ΔId is a positive value, the detected current value is smaller than the estimated current value, so the compensation amount calculation means 54 determines that the compensation is insufficient, and calculates the predetermined standard compensation amount. Set a compensation amount larger than Cref. For example, the compensation amount calculation means 54 sets the compensation amount Comk to a value obtained by adding a predetermined adjustment value w to the reference compensation amount Cref.
一方、電流差ΔＩｄが負の値である場合、推測される電流値よりも検出される電流値が大きいので、補償量算出手段５４は、過補償と判断し、基準補償量Ｃｒｅｆよりも小さい補償量を設定する。例えば、補償量算出手段５４は、基準補償量Ｃｒｅｆから調整値ｗを減算した値を補償量Ｃｏｍｋに設定する。このようにして、補償量算出手段５４は、電圧誤差Ｖｅｒｒが０に近づくように補償量Ｃｏｍｋを算出する。補償量算出手段５４は、算出した補償量Ｃｏｍｋを電力制御手段５１に出力する。 On the other hand, when the current difference ΔId is a negative value, the detected current value is larger than the estimated current value, so the compensation amount calculation means 54 determines that there is overcompensation, and compensates for a value smaller than the reference compensation amount Cref. Set the amount. For example, the compensation amount calculation means 54 sets the compensation amount Comk to a value obtained by subtracting the adjustment value w from the reference compensation amount Cref. In this way, the compensation amount calculation means 54 calculates the compensation amount Comk so that the voltage error Verr approaches zero. The compensation amount calculation means 54 outputs the calculated compensation amount Comk to the power control means 51.
なお、基準補償量Ｃｒｅｆは、予め決められた値の場合に限らない。最後に算出された補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）が、次に電動機１１が起動されるときに最初に算出される補償量Ｃｏｍｋの基準補償量Ｃｒｅｆであってもよい。また、補償量算出手段５４は、電流検出装置１９によって検出される三相電流Ｉｕｖｗを座標変換することでｄ軸電流検出値Ｉｄｒを算出してもよく、電流推定手段５２からｄ軸電流検出値Ｉｄｒを取得してもよい。さらに、電流差ΔＩｄから補償量Ｃｏｍｋを算出する計算式が制御装置１８に予め格納されていてもよい。
Note that the reference compensation amount Cref is not limited to a predetermined value. The last calculated compensation amount Com(k-1) may be the reference compensation amount Cref of the compensation amount Comk that is first calculated when the
ここで、図４に示した制御装置１８のハードウェアの一例を説明する。図５は、図４に示した制御装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置１８の各種機能がハードウェアで実行される場合、図４に示した制御装置１８は、図５に示すように、処理回路８０で構成される。図４に示した、電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の各機能は、処理回路８０により実現される。
Here, an example of the hardware of the
各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路８０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の各手段の機能のそれぞれを別々の処理回路８０で実現してもよい。また、電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の各手段の機能を１つの処理回路８０で実現してもよい。 When each function is executed by hardware, the processing circuit 80 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate). Array) or a combination of these. The functions of the power control means 51, the current estimating means 52, the rotation speed estimating means 53, and the compensation amount calculating means 54 may be realized by separate processing circuits 80. Furthermore, the functions of the power control means 51, the current estimating means 52, the rotation speed estimating means 53, and the compensation amount calculating means 54 may be realized by one processing circuit 80.
また、図４に示した制御装置１８の別のハードウェアの一例を説明する。図６は、図４に示した制御装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置１８の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図４に示した制御装置１８は、図６に示すように、ＣＰＵ等のプロセッサ６１と、メモリ７１とによって構成される。電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の各機能は、プロセッサ６１およびメモリ７１により実現される。図６は、プロセッサ６１およびメモリ７１が互いに通信可能に接続されることを示している。以下では、制御装置１８のハードウェア構成が図６に示す構成の場合で説明する。メモリ７１は、電動機１１のパラメータおよび待ち時間ｔｗａ等の情報を記憶している。
Further, another example of hardware of the
各機能がソフトウェアで実行される場合、電力制御手段５１、電流推定手段５２、回転数推定手段５３および補償量算出手段５４の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ７１に格納される。プロセッサ６１は、メモリ７１に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各手段の機能を実現する。
When each function is executed by software, the functions of the power control means 51, the current estimation means 52, the rotation speed estimation means 53, and the compensation amount calculation means 54 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. . Software and firmware are written as programs and stored in
メモリ７１として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ７１として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ７１として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
Examples of the
次に、本実施の形態１に係る電動機制御装置１２の動作を説明する。図７は、実施の形態１に係る電動機制御装置において、制御装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
電流推定手段５２は、電動機１１が起動した後、電流検出装置１９によって検出される三相電流を座標変換してｄ軸電流検出値Ｉｄｒを算出する（ステップＳ１１）。また、電流推定手段５２は、三相電圧指令値Ｖｕｖｗ＿ｒｅｆと、電動機１１のパラメータと、回転数推定手段５３によって算出される推定回転数Ｒとを用いて、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐを算出する（ステップＳ１２）。そして、電流推定手段５２は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒを補償量算出手段５４に出力する。
After the
補償量算出手段５４は、電流推定手段５２からｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒが入力されると、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算して電流差ΔＩｄを算出する（ステップＳ１３）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄに基づいて補償量Ｃｏｍｋを算出する（ステップＳ１４）。例えば、電流差ΔＩｄが正の値である場合、補償量算出手段５４は、基準補償量Ｃｒｅｆに調整値ｗを加算した値を補償量Ｃｏｍｋとする。ここでは、補償量Ｃｏｍｋは初期値Ｃｏｍ０である。補償量算出手段５４は、算出した補償量Ｃｏｍｋを電力制御手段５１に出力する。 When the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detected value Idr are inputted from the current estimation means 52, the compensation amount calculation means 54 subtracts the d-axis current detected value Idr from the d-axis current estimated value Idp to calculate the current difference. ΔId is calculated (step S13). The compensation amount calculation means 54 calculates the compensation amount Comk based on the current difference ΔId (step S14). For example, when the current difference ΔId is a positive value, the compensation amount calculation means 54 sets the compensation amount Comk to a value obtained by adding the adjustment value w to the reference compensation amount Cref. Here, the compensation amount Comk is the initial value Com0. The compensation amount calculation means 54 outputs the calculated compensation amount Comk to the power control means 51.
次に、本実施の形態１に係る電動機制御装置１２の動作を説明する。図８は、実施の形態１に係る電動機制御装置において、補償量算出手段が補償量を更新する手順の一例を示すフローチャートである。初期状態として、最後に算出された補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）が現在の補償量としてメモリ７１に記憶されている場合で説明する。
Next, the operation of the
補償量算出手段５４は、電流推定手段５２からｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒが入力されると、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算して電流差ΔＩｄを算出する（ステップＳ１０１）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄが０より大きい場合、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）は補償不足と判断する。そして、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）に調整値ｗを加算した値を新たな補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ１０３）。 When the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detected value Idr are inputted from the current estimation means 52, the compensation amount calculation means 54 subtracts the d-axis current detected value Idr from the d-axis current estimated value Idp to calculate the current difference. ΔId is calculated (step S101). The compensation amount calculation means 54 determines whether the current difference ΔId is greater than 0 (step S102). If the current difference ΔId is larger than 0, the compensation amount calculation means 54 determines that the current compensation amount Com(k-1) is insufficient. Then, the compensation amount calculation means 54 updates the value obtained by adding the adjustment value w to the current compensation amount Com(k-1) to a new compensation amount Comk (step S103).
ステップＳ１０２の判定の結果、電流差ΔＩｄが０以下である場合、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄが０より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄが０より小さい場合、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）は過補償と判断する。そして、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）から調整値ｗを減算した値を新たな補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ１０５）。 As a result of the determination in step S102, if the current difference ΔId is less than or equal to 0, the compensation amount calculation means 54 determines whether the current difference ΔId is smaller than 0 (step S104). If the current difference ΔId is smaller than 0, the compensation amount calculation means 54 determines that the current compensation amount Com(k-1) is overcompensated. Then, the compensation amount calculation means 54 updates the value obtained by subtracting the adjustment value w from the current compensation amount Com(k-1) to a new compensation amount Comk (step S105).
一方、ステップＳ１０４の判定の結果、電流差ΔＩｄが０である場合、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）によって電圧誤差Ｖｅｒｒが適切に補償されていると判断し、補償量を変更しない（ステップＳ１０６）。 On the other hand, if the current difference ΔId is 0 as a result of the determination in step S104, the compensation amount calculation means 54 determines that the voltage error Verr is appropriately compensated by the current compensation amount Com(k-1), The compensation amount is not changed (step S106).
なお、図８のステップＳ１０３において補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）に加算される調整値ｗ、およびステップＳ１０５において補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）から減算される調整値ｗは、固定値である。調整値ｗは、例えば、スイッチング周波数と、直流電圧電源の定格出力電圧と、デッドタイム設定値との積で表される定格条件における電圧誤差Ｖｅｒｒの理論値の１０％である。ステップＳ１０３における調整値ｗとステップＳ１０５における調整値ｗとが同等の値の場合で説明したが、これらの値が異なる値であってもよい。 Note that the adjustment value w added to the compensation amount Com(k-1) in step S103 in FIG. 8 and the adjustment value w subtracted from the compensation amount Com(k-1) in step S105 are fixed values. The adjustment value w is, for example, 10% of the theoretical value of the voltage error Verr under the rated conditions expressed as the product of the switching frequency, the rated output voltage of the DC voltage power supply, and the dead time setting value. Although the case has been described in which the adjustment value w in step S103 and the adjustment value w in step S105 are the same value, these values may be different values.
また、図８を参照して、電流差ΔＩｄが０になるように補償量を更新する場合を説明したが、補償量の更新が必要か否かの判断基準となる値は０に限らない。例えば、補償量を更新するか否かの判定基準として、メモリ７１は、正の閾値＋Ｉｔｈと負の閾値－Ｉｔｈを記憶している。この場合、ステップＳ１０２の判定基準として、０の代わりに正の閾値＋Ｉｔｈを用い、ステップＳ１０４の判定基準として、０の代わりに負の閾値－Ｉｔｈを用いる。電流差ΔＩｄが正の閾値＋Ｉｔｈと負の閾値－Ｉｔｈとの間の範囲に属する場合、ステップＳ１０６において、補償量算出手段５４は補償量を変更しない。
Furthermore, with reference to FIG. 8, a case has been described in which the amount of compensation is updated so that the current difference ΔId becomes 0, but the value used as a criterion for determining whether or not it is necessary to update the amount of compensation is not limited to 0. For example, the
次に、本実施の形態１に係る電動機制御装置１２の別の動作を説明する。図９は、実施の形態１に係る電動機制御装置において、電流推定手段の起動後の処理の一部を示すフローチャートである。
Next, another operation of the
電流推定手段５２は、起動開始からの計測時間ｔが待ち時間ｔｗａに到達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。計測時間ｔが待ち時間ｔｗａに到達すると、電流推定手段５２は、補償量の更新を終了する条件である更新終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１２）。更新終了条件が満たされる場合、電流推定手段５２は、補償量算出手段５４を起動しない（ステップＳ１１３）。一方、ステップＳ１１２の判定の結果、更新終了条件が満たされない場合、電流推定手段５２は、補償量算出手段５４を起動する（ステップＳ１１４）。補償量算出手段５４が起動した後、電流推定手段５２は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒを補償量算出手段５４に出力する。その後の補償量算出手段５４が実行する処理は、図７または図８を参照して説明した処理と同様になるため、その詳細な説明を省略する。 The current estimating means 52 determines whether the measured time t from the start of activation has reached the waiting time twa (step S111). When the measurement time t reaches the waiting time twa, the current estimating means 52 determines whether an update termination condition, which is a condition for terminating the update of the compensation amount, is satisfied (step S112). If the update end condition is satisfied, the current estimating means 52 does not start the compensation amount calculating means 54 (step S113). On the other hand, as a result of the determination in step S112, if the update termination condition is not satisfied, the current estimating means 52 activates the compensation amount calculating means 54 (step S114). After the compensation amount calculation means 54 is activated, the current estimation means 52 outputs the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detection value Idr to the compensation amount calculation means 54. The subsequent processing executed by the compensation amount calculation means 54 is similar to the processing described with reference to FIG. 7 or FIG. 8, so detailed description thereof will be omitted.
更新終了条件は、例えば、電流推定手段５２の起動開始からの計測時間ｔが待ち時間ｔｗａに到達したときの電流差ΔＩｄの絶対値が予め決められた閾値Ｉｔｈ以下になることである。 The update termination condition is, for example, that the absolute value of the current difference ΔId becomes equal to or less than a predetermined threshold value Ith when the measured time t from the start of activation of the current estimating means 52 reaches the waiting time twa.
なお、更新終了条件を満たすか否かの判定を行うタイミングは、図９に示す位置の場合に限らない。電流推定手段５２の起動前に、制御装置１８が更新終了条件を満たすか否かを判定してもよい。
Note that the timing for determining whether or not the update end condition is satisfied is not limited to the position shown in FIG. 9 . Before starting the current estimating means 52, the
本実施の形態１の電動機制御装置１２は、電圧指令値に対応する交流電圧を電動機１１に供給する電力変換装置１７と、電動機１１に流れる電流を検出する電流検出装置１９と、制御装置１８とを有する。制御装置１８は、速度指令値と電流検出装置１９によって検出される電流の情報とに対応して電圧指令値を算出して電力変換装置１７に出力する。制御装置１８は、回転数推定手段５３と、電流推定手段５２と、補償量算出手段５４とを有する。回転数推定手段５３は、電流検出装置１９によって検出される電流検出値を用いて電動機１１の回転数の推定値である推定回転数を算出する。電流推定手段５２は、電圧指令値と、推定回転数と、予め記憶される電動機１１のパラメータとを用いて、電動機１１に流れる電流を推定する。補償量算出手段５４は、電流推定手段５２によって推定される電流である電流推定値から電流検出値を減算した値である電流差ΔＩｄに基づいて、電力変換装置１７の出力電圧と電圧指令値との誤差である電圧誤差Ｖｅｒｒを補償する補償量を算出する。
The
本実施の形態１の作用および効果を説明する。本実施の形態１によれば、電圧指令値、推定回転数Ｒおよび電動機１１のパラメータを用いて推測される電流推定値から電流検出装置１９によって検出される電流値を減算した電流差に基づいて、電圧誤差Ｖｅｒｒを補償する補償量が算出される。そのため、電動機１１の駆動中でも、デッドタイムに起因する電圧誤差Ｖｅｒｒを適切に補償することができる。その結果、電動機１１の制御安定性を向上させることができる。
The operation and effect of the first embodiment will be explained. According to the first embodiment, based on the current difference obtained by subtracting the current value detected by the
本実施の形態１の空気調和装置１において、ファン１０を駆動する電動機１１を安定して駆動させることができる。そのため、電動機１１が異常停止することが抑制され、熱源側熱交換器６の熱交換能力が低下することを防止できる。
In the
本実施の形態１において、現在の補償量では補償が不足している場合、電流推定手段５２の起動直後に算出される電流差ΔＩｄが０より大きくなる。また、現在の補償量では過補償となっている場合、電流推定手段５２の起動直後に算出される電流差ΔＩｄが０より小さくなる。この原理を利用して、現在の補償量の妥当性を判断することができる。 In the first embodiment, if the current compensation amount is insufficient, the current difference ΔId calculated immediately after starting the current estimating means 52 becomes larger than zero. Further, when the current compensation amount is overcompensated, the current difference ΔId calculated immediately after starting the current estimating means 52 becomes smaller than zero. Using this principle, the validity of the current amount of compensation can be determined.
また、本実施の形態１において、現在の補償量で補償が不足している場合、補償量を増加させるように補償量が更新される。現在の補償量で過補償となっている場合、補償量を減少させるように補償量が更新される。電動機制御装置１２は、更新終了条件を満足するまで補償量の更新を繰り返すことにより、補償量を電圧誤差Ｖｅｒｒの補償に必要な値に近づけることができる。これにより、電動機１１の制御精度が向上し、電動機１１を異常停止させることなく安定に駆動させることができる。
Furthermore, in the first embodiment, if the current amount of compensation is insufficient, the amount of compensation is updated to increase the amount of compensation. If the current compensation amount is overcompensated, the compensation amount is updated to decrease the compensation amount. The
ファン１０の起動前に特許文献１に開示された方法を実行すると、直流電流を流して電圧誤差を見積もる処理が必要になるため、ファン１０を起動するまでの時間が長くなってしまう。これに対して、電動機制御装置１２を備えた空気調和装置１は、ファン１０の駆動中に補償量算出手段５４が動作するため、ファン１０の駆動処理と並行して補償量を算出することができる。これにより、ファン１０の駆動シーケンスに影響を与えることなく補償量を算出することができ、ファン１０の起動時間、および停止時間が長くなることを防止できる。
If the method disclosed in
本実施の形態１の電動機制御装置１２の適用例として、空気調和装置１に搭載される送風装置（図示せず）がある。送風装置は、複数の電動機と各電動機に取付けられたファンとを有する。送風装置は、必要な風量に応じて、一部のファンを選択的に回転させたり、全てのファンを同時に回転させたりする。このような送風装置に電動機制御装置１２を適用することで、各ファンに取り付けられた電動機を安定して駆動させることができる。
As an application example of the
実施の形態２．
本実施の形態２の電動機制御装置は、実施の形態１と比較すると、補償量に加算または補償量から減算する調整値の設定方法が異なる。本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
The motor control device of the second embodiment differs from the first embodiment in the method of setting the adjustment value to be added to or subtracted from the compensation amount. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本実施の形態２の電動機制御装置１２の構成を説明する。本実施の形態２では、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。補償量算出手段５４は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算した値である電流差ΔＩｄの絶対値に対応して調整値ｗを変更する。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄの絶対値が大きいほど、調整値ｗを大きい値に設定する。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄの絶対値が小さいほど、調整値ｗを小さい値に設定する。
The configuration of the
なお、電流差ΔＩｄの絶対値から調整値ｗを求める方法は、補償量算出手段５４が電流差ΔＩｄの絶対値を用いて算出する場合に限らない。例えば、複数の電流差ΔＩｄの絶対値と複数の調整値ｗとを対応付けた調整値テーブルを予め作成し、この調整値テーブルをメモリ７１に記憶させる。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄの絶対値を算出した後、調整値テーブルを参照し、算出した電流差ΔＩｄの絶対値に対応する調整値ｗを調整値テーブルから読み出す。
Note that the method of calculating the adjustment value w from the absolute value of the current difference ΔId is not limited to the case where the compensation amount calculating means 54 calculates the adjustment value using the absolute value of the current difference ΔId. For example, an adjustment value table is created in advance in which the absolute values of a plurality of current differences ΔId are associated with a plurality of adjustment values w, and this adjustment value table is stored in the
次に、本実施の形態２に係る電動機制御装置１２の動作を説明する。図１０は、実施の形態２に係る電動機制御装置において、補償量算出手段の動作手順の一例を示すフローチャートである。図１０に示すステップＳ２０１およびＳ２０３～Ｓ２０７は、図８に示したステップＳ１０１～Ｓ１０６と同様な処理であり、本実施の形態２では、ステップＳ２０２の処理が追加されている。そのため、ここでは、ステップＳ２０１およびＳ２０３～Ｓ２０７の詳細な説明を省略し、ステップＳ２０２の処理について説明する。
Next, the operation of the
ステップＳ２０１において、補償量算出手段５４は、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算して電流差ΔＩｄを算出する。そして、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄの絶対値に対応する調整値ｗを算出する（ステップＳ２０２）。 In step S201, the compensation amount calculating means 54 subtracts the d-axis current detected value Idr from the d-axis current estimated value Idp to calculate the current difference ΔId. Then, the compensation amount calculating means 54 calculates an adjustment value w corresponding to the absolute value of the current difference ΔId (step S202).
本実施の形態２の作用および効果について説明する。ｄ軸電流推定値Ｉｄｐからｄ軸電流検出値Ｉｄｒを減算した値である電流差ΔＩｄの絶対値が大きいほど、電圧誤差Ｖｅｒｒも大きくなる。電流差ΔＩｄの絶対値が小さいほど、電圧誤差Ｖｅｒｒも小さくなる。そのため、本実施の形態２では、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄの絶対値が大きい場合、調整値ｗを大きく設定し、電流差ΔＩｄの絶対値が小さい場合、調整値ｗを小さく設定する。そのため、電圧誤差Ｖｅｒｒが大きい場合に補償量を大きくし、電圧誤差Ｖｅｒｒが小さい場合に補償量を小さくすることができる。電圧誤差Ｖｅｒｒの大きさに対応して補償量が設定されるため、補償量の更新回数を少なくすることができる。 The operation and effects of the second embodiment will be explained. The larger the absolute value of the current difference ΔId, which is the value obtained by subtracting the d-axis current detected value Idr from the d-axis current estimated value Idp, the larger the voltage error Verr. The smaller the absolute value of the current difference ΔId, the smaller the voltage error Verr. Therefore, in the second embodiment, the compensation amount calculation means 54 sets the adjustment value w to be large when the absolute value of the current difference ΔId is large, and sets the adjustment value w to be small when the absolute value of the current difference ΔId is small. do. Therefore, the amount of compensation can be increased when the voltage error Verr is large, and the amount of compensation can be decreased when the voltage error Verr is small. Since the compensation amount is set in accordance with the magnitude of the voltage error Verr, the number of updates of the compensation amount can be reduced.
実施の形態３．
本実施の形態３の電動機制御装置は、実施の形態１と比較すると、補償量の更新方法および更新終了条件が異なる。本実施の形態３では、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
The electric motor control device of the third embodiment differs from the first embodiment in the method of updating the compensation amount and the conditions for terminating the update. In
本実施の形態３の電動機制御装置１２の構成を説明する。本実施の形態３では、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。補償量算出手段５４は、補償量の初期値Ｃｏｍ０と、最後に算出した補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）をメモリ７１に記憶させる。
The configuration of the
補償量算出手段５４は、補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）を算出したときの電流差ΔＩｄ（ｋ－１）の符号と、新たに算出した電流差ΔＩｄである最新電流差ΔＩｄｋの符号とを比較する。電流差ΔＩｄ（ｋ－１）の符号と最新電流差ΔＩｄｋの符号とが異なる場合、補償量算出手段５４は、初期値Ｃｏｍに調整値ｗを加算または減算した値を補償量Ｃｏｍｋに更新する。具体的には、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄ（ｋ－１）の符号と最新電流差ΔＩｄｋの符号とが異なり、最新電流差ΔＩｄｋの符号が正であるとき、初期値Ｃｏｍ０に調整値ｗを加算した値を新たな補償量Ｃｏｍｋに更新する。また、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄ（ｋ－１）の符号と最新電流差ΔＩｄｋの符号とが異なり、最新電流差ΔＩｄｋの符号が負であるとき、初期値Ｃｏｍから調整値ｗを減算した値を新たな補償量Ｃｏｍｋに更新する。 The compensation amount calculating means 54 compares the sign of the current difference ΔId(k-1) when calculating the compensation amount Com(k-1) with the sign of the latest current difference ΔIdk, which is the newly calculated current difference ΔId. do. If the sign of the current difference ΔId(k-1) and the sign of the latest current difference ΔIdk are different, the compensation amount calculation means 54 updates the compensation amount Comk with a value obtained by adding or subtracting the adjustment value w from the initial value Com. Specifically, when the sign of the current difference ΔId(k-1) and the sign of the latest current difference ΔIdk are different and the sign of the latest current difference ΔIdk is positive, the compensation amount calculation means 54 adjusts it to the initial value Com0. The value obtained by adding the value w is updated to a new compensation amount Comk. Further, when the sign of the current difference ΔId(k-1) and the sign of the latest current difference ΔIdk are different and the sign of the latest current difference ΔIdk is negative, the compensation amount calculation means 54 calculates the adjustment value w from the initial value Com. The subtracted value is updated to a new compensation amount Comk.
次に、本実施の形態３に係る電動機制御装置１２の動作を説明する。図１１および図１２は、実施の形態３に係る電動機制御装置において、補償量算出手段の動作手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、最後に算出された補償量を現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）とし、新たに算出される補償量をＣｏｍｋとし、補償量の初期値をＣｏｍ０とする。
Next, the operation of the
補償量算出手段５４は、電流推定手段５２からｄ軸電流推定値Ｉｄｐおよびｄ軸電流検出値Ｉｄｒが入力されると、ｄ軸電流推定値Ｉｄｐとｄ軸電流検出値Ｉｄｒとの電流差ΔＩｄｋを算出する（ステップＳ３０１）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄｋが０より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０２）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄｋが０より大きい場合、前回、算出した電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。 When the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detected value Idr are inputted from the current estimation means 52, the compensation amount calculation means 54 calculates the current difference ΔIdk between the d-axis current estimated value Idp and the d-axis current detected value Idr. Calculate (step S301). The compensation amount calculation means 54 determines whether the current difference ΔIdk is greater than 0 (step S302). If the current difference ΔIdk is larger than 0, the compensation amount calculation means 54 determines whether the previously calculated current difference ΔId(k-1) is larger than 0 (step S303).
ステップＳ３０３の判定の結果、電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０より大きい場合、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）は補償不足と判断し、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）に調整値ｗを加算した値を補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０３の判定の結果、電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０以下である場合、補償量算出手段５４は、初期値Ｃｏｍ０に調整値ｗを加算した値を補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ３０５）。 As a result of the determination in step S303, if the current difference ΔId(k-1) is larger than 0, the compensation amount calculation means 54 determines that the current compensation amount Com(k-1) is insufficient, and the current compensation amount Com The value obtained by adding the adjustment value w to (k-1) is updated to the compensation amount Comk (step S304). As a result of the determination in step S303, if the current difference ΔId(k-1) is less than or equal to 0, the compensation amount calculation means 54 updates the compensation amount Comk with the value obtained by adding the adjustment value w to the initial value Com0 (step S305 ).
一方、ステップＳ３０２の判定の結果、電流差ΔＩｄｋが０以下である場合、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄｋが０より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０６）。補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄｋが０より小さい場合、前回、算出した電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０より小さい場合、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）は過補償と判断し、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）から調整値ｗを減算した値を補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ３０８）。 On the other hand, if the current difference ΔIdk is less than or equal to 0 as a result of the determination in step S302, the compensation amount calculation means 54 determines whether the current difference ΔIdk is smaller than 0 (step S306). If the current difference ΔIdk is smaller than 0, the compensation amount calculation means 54 determines whether the previously calculated current difference ΔId(k-1) is smaller than 0 (step S307). If the current difference ΔId(k-1) is smaller than 0, the compensation amount calculation means 54 determines that the current compensation amount Com(k-1) is overcompensated, and adjusts it from the current compensation amount Com(k-1). The value obtained by subtracting the value w is updated to the compensation amount Comk (step S308).
ステップＳ３０７の判定の結果、電流差ΔＩｄ（ｋ－１）が０以上である場合、補償量算出手段５４は、初期値Ｃｏｍ０から調整値ｗを減算した値を補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ３０９）。一方、ステップＳ３０６の判定の結果、電流差ΔＩｄｋが０である場合、補償量算出手段５４は、現在の補償量Ｃｏｍ（ｋ－１）によって、デッドタイムに起因する電圧誤差Ｖｅｒｒを適切に補償できていると判断し、補償量を変更しない（ステップＳ３１０）。ステップＳ３０４、Ｓ３０５およびＳ３０８～Ｓ３１０の後、補償量算出手段５４は、電流差ΔＩｄｋを電流差ΔＩｄの最終値としてメモリ７１に記憶させる（ステップＳ３１１）。また、ステップＳ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０８およびＳ３０９の後、補償量算出手段５４は、算出した補償量を電力制御手段５１に出力する。
As a result of the determination in step S307, if the current difference ΔId(k-1) is 0 or more, the compensation amount calculation means 54 updates the compensation amount Comk with the value obtained by subtracting the adjustment value w from the initial value Com0 (step S309 ). On the other hand, if the current difference ΔIdk is 0 as a result of the determination in step S306, the compensation amount calculation means 54 determines that the voltage error Verr caused by the dead time cannot be appropriately compensated for by the current compensation amount Com(k-1). It is determined that the amount of compensation is not changed (step S310). After steps S304, S305, and S308 to S310, the compensation amount calculation means 54 stores the current difference ΔIdk in the
本実施の形態３において、更新終了条件は、電動機１１の制御安定性が確保されていることである。更新終了条件は、例えば、電動機１１が異常停止しないことである。なお、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、補償量更新の判定基準として、０の代わりに、正の閾値＋Ｉｔｈおよび負の閾値－Ｉｔｈを用いてもよい。
In the third embodiment, the update termination condition is that control stability of the
次に、本実施の形態３において、補償量算出手段５４が図１１および図１２に示した手順を繰り返した場合の補償量の更新の変化を説明する。図１３は、実施の形態３に係る電動機制御装置において、補償量の更新結果の一例を示すグラフである。具体的には、図１３は、現在の補償量では補償が不足しているが、電流推定手段５２の起動後に算出された電流差ΔＩｄが０より小さくなる場合の補償量の更新結果の一例を示す。図１３の縦軸は補償量であり、横軸は補償量の更新回数である。 Next, in the third embodiment, changes in the update of the compensation amount when the compensation amount calculation means 54 repeats the procedure shown in FIGS. 11 and 12 will be described. FIG. 13 is a graph showing an example of the update result of the compensation amount in the motor control device according to the third embodiment. Specifically, FIG. 13 shows an example of the result of updating the amount of compensation when the current difference ΔId calculated after starting the current estimation means 52 becomes smaller than 0, although the current amount of compensation is insufficient. show. The vertical axis in FIG. 13 is the compensation amount, and the horizontal axis is the number of times the compensation amount is updated.
図１３を参照すると、更新回数が０回～２回において、電流差ΔＩｄが０より小さいため、図１２に示したステップＳ３０８の処理が繰り返されることで、補償量は、更新される度に段階的に小さくなる。補償量が更新毎に小さくなり、更新回数が３回目になると、電流差ΔＩｄが０より大きくなる。４回目の更新において、補償量の初期値Ｃｏｍ０に調整値ｗが加算された値が補償量Ｃｏｍｋとなる（図１１のステップＳ３０５参照）。そのため、図１３に示すように、補償量Ｃｏｍｋが更新終了条件を満たす補償量の範囲に入る。このようにして、補償量を更新することにより、補償量が、電流差ΔＩｄが０となるときの補償量に収束することを防ぐことができる。図１３に示す例では、一点鎖線が示す補償量が、電流差ΔＩｄが０になるときの補償量である。 Referring to FIG. 13, since the current difference ΔId is smaller than 0 when the number of updates is 0 to 2, the process of step S308 shown in FIG. becomes smaller. The compensation amount becomes smaller each time it is updated, and when the number of updates reaches the third time, the current difference ΔId becomes larger than zero. In the fourth update, the value obtained by adding the adjustment value w to the initial value Com0 of the compensation amount becomes the compensation amount Comk (see step S305 in FIG. 11). Therefore, as shown in FIG. 13, the compensation amount Comk falls within the compensation amount range that satisfies the update termination condition. By updating the compensation amount in this way, it is possible to prevent the compensation amount from converging to the compensation amount when the current difference ΔId becomes zero. In the example shown in FIG. 13, the amount of compensation indicated by the dashed line is the amount of compensation when the current difference ΔId becomes zero.
図１４は、実施の形態３に係る電動機制御装置において、補償量の更新結果の別の例を示すグラフである。具体的には、図１４は、現在の補償量では過補償となっているが、電流推定手段５２の起動後に算出された電流差ΔＩｄが０より大きくなる場合の補償量の更新結果の一例を示す。図１４の縦軸は補償量であり、横軸は補償量の更新回数である。 FIG. 14 is a graph showing another example of the update result of the compensation amount in the motor control device according to the third embodiment. Specifically, FIG. 14 shows an example of the update result of the compensation amount when the current difference ΔId calculated after starting the current estimation means 52 becomes larger than 0, although the current compensation amount is overcompensated. show. The vertical axis in FIG. 14 is the compensation amount, and the horizontal axis is the number of times the compensation amount is updated.
図１４を参照すると、更新回数が０回～２回において、電流差ΔＩｄが０より大きいため、図１１に示したステップＳ３０４の処理が繰り返されることで、補償量は、更新される度に段階的に大きくなる。更新毎に補償量が大きくなっていくと、いつかは電流差ΔＩｄが０より小さくなる。図１４に示す例においては、更新回数が３回目になると、電流差ΔＩｄが０より小さくなっている。４回目の更新において、補償量の初期値Ｃｏｍ０から調整値ｗが減算された値が補償量Ｃｏｍｋとなる（図１２のステップＳ３０９参照）。そのため、図１４に示すように、補償量Ｃｏｍｋが更新終了条件を満たす補償量の範囲に入る。このようにして、補償量を更新することにより、補償量が、電流差ΔＩｄが０となるときの補償量に収束することを防ぐことができる。図１４に示す例では、一点鎖線が示す補償量が、電流差ΔＩｄが０になるときの補償量である。 Referring to FIG. 14, since the current difference ΔId is larger than 0 when the number of updates is 0 to 2, the process of step S304 shown in FIG. become larger. If the compensation amount increases with each update, the current difference ΔId will eventually become smaller than 0. In the example shown in FIG. 14, the current difference ΔId becomes smaller than 0 when the number of updates reaches the third time. In the fourth update, the value obtained by subtracting the adjustment value w from the initial value Com0 of the compensation amount becomes the compensation amount Comk (see step S309 in FIG. 12). Therefore, as shown in FIG. 14, the compensation amount Comk falls within the compensation amount range that satisfies the update termination condition. By updating the compensation amount in this way, it is possible to prevent the compensation amount from converging to the compensation amount when the current difference ΔId becomes zero. In the example shown in FIG. 14, the amount of compensation indicated by the dashed line is the amount of compensation when the current difference ΔId becomes zero.
上述したように、更新終了条件を満たす補償量を得ることができ、電動機１１を異常停止させることなく安定に駆動させることができる。
As described above, it is possible to obtain a compensation amount that satisfies the update termination conditions, and it is possible to stably drive the
本実施の形態３の作用および効果について説明する。補償量が電圧誤差Ｖｅｒｒに対応しない原因として、種々の影響が考えられる。影響の１つとして、ハードウェアに起因するばらつきの影響がある。ハードウェアに起因するばらつきとは、例えば、電流検出装置１９の検出精度のばらつき、および電動機１１の巻き線抵抗のばらつきである。また、影響の１つとして、電動機１１がファン１０を駆動するモータである場合、外風などの外乱の影響がある。
The operation and effect of the third embodiment will be explained. Various influences can be considered as reasons why the compensation amount does not correspond to the voltage error Verr. One of the effects is the effect of variations caused by hardware. Variations caused by hardware include, for example, variations in the detection accuracy of the
ここで、外風が補償量に与える影響について説明する。図１に示した熱源側ユニット２が屋外に設置される場合、ファン１０および電動機１１を含む送風装置も屋外に設置される。この場合、外風によりファン１０がフリーラン状態となることがある。外風によりファン１０がフリーラン状態になると、電動機１１の負荷が変動するため、電圧誤差Ｖｒｅｆｆに対する補償量の算出精度が劣化するおそれがある。
Here, the influence of outside wind on the compensation amount will be explained. When the heat
上述した影響により、現在の補償量で補償が不足しているにもかかわらず、電流推定手段５２の起動直後に算出された電流差ΔＩｄが０より小さくなる場合がある。また、上述した影響により、現在の補償量で過補償となっているにもかかわらず、電流推定手段５２の起動直後に算出された電流差ΔＩｄが０より大きくなる場合がある。本実施の形態３においては、このような場合でも、図１３および図１４を参照して説明したように、更新終了条件を満たす補償量を得ることができる。 Due to the above-mentioned influence, the current difference ΔId calculated immediately after starting the current estimating means 52 may become smaller than 0 even though the current compensation amount is insufficient. Further, due to the above-mentioned influence, the current difference ΔId calculated immediately after starting the current estimating means 52 may become larger than 0 even though the current compensation amount is overcompensated. In the third embodiment, even in such a case, it is possible to obtain a compensation amount that satisfies the update termination condition, as described with reference to FIGS. 13 and 14.
実施の形態４．
本実施の形態４の電動機制御装置は、実施の形態１と比較すると、補償量の求め方が異なる。本実施の形態４では、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
The motor control device according to the fourth embodiment differs from the first embodiment in the way the compensation amount is determined. In the fourth embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
本実施の形態４の電動機制御装置１２の構成を説明する。本実施の形態４では、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同様な構成についての詳細な説明を省略する。補償量算出手段５４は、電動機１１の正常駆動中に、予め決められた一定時間ｔｓｅｔに、予め決められた指令値にしたがって補償量を変化させる。これらの補償量は仮の補償量であるため、候補補償量Ｃｏｍｃと称する。具体的には、補償量算出手段５４は、一定時間ｔｓｅｔに、補償量として複数の候補補償量Ｃｏｍｃを順次、適用する。補償量算出手段５４は、各候補補償量Ｃｏｍｃを電力制御手段５１に出力する。
The configuration of the
補償量算出手段５４は、一定時間ｔｓｅｔに、候補補償量Ｃｏｍｃに対応する電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆを算出する。補償量算出手段５４は、実効値ΔＩｄｅｆｆと候補補償量Ｃｏｍｃとの対応関係を記録するために、実効値ΔＩｄｅｆｆと対応付けて補償量Ｃｏｍｍ０をメモリ７１に記憶させる。補償量算出手段５４は、一定時間ｔｓｅｔにメモリ７１に収集された複数の実効値ΔＩｄｅｆｆのうち、最小となる実効値ΔＩｄｅｆｆに対応する候補補償量Ｃｏｍｃをメモリ７１から読み出す。補償量算出手段５４は、読み出した候補補償量Ｃｏｍを補償量Ｃｏｍｋに更新する。
The compensation amount calculating means 54 calculates an effective value ΔIdeff of the current difference ΔId corresponding to the candidate compensation amount Comc at a fixed time tset. The compensation amount calculation means 54 stores the compensation amount Comm0 in the
図１５は、実施の形態４に係る電動機制御装置において、補償量を変化させる指令値の一例を示す図である。図１５の縦軸は候補補償量であり、横軸は時間である。図１５において、一定時間ｔｓｅｔは、例えば、２秒である。図１５に示す指令値は、初期値Ｃｏｍ０を起点として、候補補償量ＣｏｍｃをリニアにＣｏｍｃ１まで増加させ、続いて、候補補償量ＣｏｍｃをリニアにＣｏｍｃ２まで低下させ、その後、終点となるＣｏｍ０までリニアに増加させるものである。図１５に示す指令値では、候補補償量Ｃｏｍｃと時間との関係が直線で表されているが、候補補償量Ｃｏｍｃが時間に対して階段状に変化してもよい。例えば、指令値は、一定の時間単位で候補補償量Ｃｏｍｃを変化させるものである。なお、図１５に示す指令値は一例であり、指令値は図１５に示す場合に限らない。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a command value for changing the compensation amount in the motor control device according to the fourth embodiment. The vertical axis in FIG. 15 is the candidate compensation amount, and the horizontal axis is time. In FIG. 15, the fixed time tset is, for example, 2 seconds. The command values shown in FIG. 15 are as follows: Starting from the initial value Com0, the candidate compensation amount Comc is linearly increased to Comc1, then the candidate compensation amount Comc is linearly decreased to Comc2, and then linearly until the end point Com0. It is intended to increase the In the command values shown in FIG. 15, the relationship between the candidate compensation amount Comc and time is expressed as a straight line, but the candidate compensation amount Comc may change stepwise with respect to time. For example, the command value changes the candidate compensation amount Comc in fixed time units. Note that the command values shown in FIG. 15 are merely examples, and the command values are not limited to those shown in FIG.
次に、本実施の形態４に係る電動機制御装置１２の動作を説明する。図１６は、実施の形態４に係る電動機制御装置において、補償量算出手段の動作手順の一例を示すフローチャートである。例えば、電動機１１が起動した後、補償量算出手段５４は、電流推定手段５２から起動の指示が入力されると、図１６に示す手順を実行する。初期状態として、補償量が初期値のＣｏｍ０であるものとする。
Next, the operation of the
補償量算出手段５４は、補償量が初期値Ｃｏｍ０に設定された状態で、電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆを算出する（ステップＳ４０１）。補償量算出手段５４は、算出した実効値ΔＩｄｅｆｆと補償量の初期値Ｃｏｍ０との対応関係を記録するために、実効値ΔＩｄｅｆｆと対応付けて初期値Ｃｏｍ０をメモリ７１に記憶させる（ステップＳ４０２）。補償量算出手段５４は、予め決められた指令値にしたがって、候補補償量Ｃｏｍｃを変更する（ステップＳ４０３）。補償量算出手段５４は、変更した候補補償量Ｃｏｍｃを電力制御手段５１に出力する。電流推定手段５２から起動の指示が入力されてからの計測時間ｔが一定時間ｔｓｅｔを経過するまで、補償量算出手段５４は、ステップＳ４０１からステップＳ４０３を繰り返す。
The compensation amount calculation means 54 calculates the effective value ΔIdeff of the current difference ΔId with the compensation amount set to the initial value Com0 (step S401). In order to record the correspondence between the calculated effective value ΔIdeff and the initial value Com0 of the compensation amount, the compensation amount calculation means 54 stores the initial value Com0 in the
ステップＳ４０４において、補償量算出手段５４は、電流推定手段５２から起動の指示が入力されてからの計測時間ｔが一定時間ｔｅｓｔを経過したか否かを判定する（ステップＳ４０４）。一定時間ｔｓｅｔが経過していない場合、補償量算出手段５４は、ステップＳ４０１に戻る。ステップＳ４０４の判定の結果、一定時間ｔｓｅｔが経過している場合、補償量算出手段５４は、メモリ７１に記憶された複数の実効値ΔＩｄｅｆｆのうち、最小値となる実効値ΔＩｄｅｆｆを求める（ステップＳ４０５）。そして、補償量算出手段５４は、メモリ７１が記憶する情報を参照し、実効値ΔＩｄｅｆｆの最小値に対応する候補補償量Ｃｏｍｃをメモリ７１から読み出す（ステップＳ４０６）。補償量算出手段５４は、ステップＳ４０６の処理で求めた候補補償量Ｃｏｍｃを補償量Ｃｏｍｋに更新する（ステップＳ４０７）。
In step S404, the compensation amount calculation means 54 determines whether the measured time t after the start instruction is input from the current estimating means 52 has exceeded a certain time test (step S404). If the fixed time tset has not elapsed, the compensation amount calculation means 54 returns to step S401. As a result of the determination in step S404, if the predetermined time tset has elapsed, the compensation amount calculation means 54 calculates the minimum effective value ΔIdeff among the plurality of effective values ΔIdeff stored in the memory 71 (step S405 ). Then, the compensation amount calculation means 54 refers to the information stored in the
本実施の形態４では、更新終了条件を、電動機１１の制御安定性が確保されていることとする。更新終了条件は、例えば、電動機１１が異常停止しないことである。
In the fourth embodiment, the update termination condition is that control stability of the
なお、実施の形態１では、補償量を繰り返し更新することで補償量を収束させる方法を説明したが、本実施の形態４は、図１６を参照して説明したように、実施の形態１の方法とは異なる。そのため、補償量を１回更新すると、それ以降、補償量算出手段５４を起動しないようにして、補償量の更新を終了してもよい。 In addition, in the first embodiment, a method of converging the compensation amount by repeatedly updating the compensation amount was explained, but in the fourth embodiment, as explained with reference to FIG. The method is different. Therefore, once the compensation amount is updated, the compensation amount calculation means 54 may not be activated from then on, and the update of the compensation amount may be terminated.
本実施の形態４の作用および効果について説明する。電動機１１の正常駆動中において、電圧誤差Ｖｅｒｒが適切に補償されている場合と、補償不足または過補償の場合とを比較すると、電圧誤差Ｖｅｒｒが適切に補償されている場合の方が、電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆは小さくなる。本実施の形態４は、補償量を意図的に変化させて、補償量と電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆとの関係を確認し、電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆが最小となるときの補償量を求めている。これにより、電圧誤差Ｖｅｒｒの補償に必要な補償量を得ることができる。
The operation and effect of the fourth embodiment will be explained. During normal operation of the
また、本実施の形態４によれば、補償量算出手段５４が１回起動すれば、電流差ΔＩｄの実効値ΔＩｄｅｆｆが最小になる補償量が求められる。そのため、補償量の更新を繰り返して補償量を電圧誤差Ｖｅｒｒの補償に必要な値に収束させる処理が不要となる。その結果、補償量の更新回数を少なくすることができる。 Further, according to the fourth embodiment, once the compensation amount calculation means 54 is activated, the compensation amount that minimizes the effective value ΔIdeff of the current difference ΔId is calculated. Therefore, there is no need to repeatedly update the compensation amount to converge the compensation amount to a value necessary for compensating the voltage error Verr. As a result, the number of times the compensation amount is updated can be reduced.
なお、上述した実施の形態１～４のうち、いずれか２つ以上を組み合わせても、上述した効果を得ることができる。実施の形態１～４では、制御装置１８および上位制御装置９を別々の構成で説明したが、制御装置１８と上位制御装置９が一体となった構成であってもよい。
Note that the above-described effects can also be obtained by combining any two or more of the first to fourth embodiments described above. In the first to fourth embodiments, the
また、実施の形態１～４では電動機１１の負荷が空気調和装置用のファンの場合で説明したが、負荷は空気調和装置用のファンに限らない。実施の形態１～４で説明した補償量算出および補償量更新は、電動機１１の負荷の種類によらず、様々な負荷に適用できる。
Further, in the first to fourth embodiments, the case where the load of the
１ 空気調和装置、２ 熱源側ユニット、３ 負荷側ユニット、４ 圧縮機、５ 四方弁、６ 熱源側熱交換器、７、８ 電磁弁、９ 上位制御装置、１０ ファン、１１ 電動機、１２ 電動機制御装置、１３ 負荷側熱交換器、１４ 冷媒配管、１５ 冷媒回路、１６ 電源、１７ 電力変換装置、１８ 制御装置、１９ 電流検出装置、１９ａ 電流検出器、２０ インバータ、２１～２６ スイッチング素子、３１～３６ 逆流防止素子、５１ 電力制御手段、５２ 電流推定手段、５３ 回転数推定手段、５４ 補償量算出手段、６１ プロセッサ、６２ ＣＰＵ、７１、７２ メモリ、８０ 処理回路。 1 Air conditioner, 2 Heat source side unit, 3 Load side unit, 4 Compressor, 5 Four-way valve, 6 Heat source side heat exchanger, 7, 8 Solenoid valve, 9 Upper control device, 10 Fan, 11 Electric motor, 12 Electric motor control device, 13 load side heat exchanger, 14 refrigerant piping, 15 refrigerant circuit, 16 power supply, 17 power converter, 18 control device, 19 current detection device, 19a current detector, 20 inverter, 21-26 switching element, 31- 36 backflow prevention element, 51 power control means, 52 current estimation means, 53 rotation speed estimation means, 54 compensation amount calculation means, 61 processor, 62 CPU, 71, 72 memory, 80 processing circuit.
Claims (7)
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出装置と、
前記電動機の回転速度の指令値である速度指令値と前記電流検出装置によって検出される電流の情報とに対応して前記電圧指令値を算出して前記電力変換装置に出力する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記電流検出装置によって検出される電流である電流検出値を用いて前記電動機の回転数の推定値である推定回転数を算出する回転数推定手段と、
前記電圧指令値と、前記推定回転数と、予め記憶される前記電動機のパラメータとを用いて、前記電動機に流れる電流を推定する電流推定手段と、
前記電流推定手段によって推定される電流である電流推定値から前記電流検出値を減算した値である電流差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧と前記電圧指令値との誤差である電圧誤差を補償する補償量を算出する補償量算出手段と、を有し、
前記補償量算出手段は、
前記補償量の更新を終了する条件である更新終了条件が満たされるまで、前記電流差に基づいて前記補償量を更新する処理を繰り返す、
電動機制御装置。 a power conversion device that supplies the motor with an AC voltage corresponding to a voltage command value that is a command value of the voltage applied to the motor;
a current detection device that detects a current flowing through the electric motor;
a control device that calculates the voltage command value in response to a speed command value that is a command value of the rotational speed of the electric motor and information on the current detected by the current detection device, and outputs the voltage command value to the power conversion device;
has
The control device includes:
Rotation speed estimating means for calculating an estimated rotation speed that is an estimated value of the rotation speed of the electric motor using a current detection value that is a current detected by the current detection device;
current estimating means for estimating a current flowing through the motor using the voltage command value, the estimated rotation speed, and parameters of the motor stored in advance;
A voltage error, which is an error between the output voltage of the power conversion device and the voltage command value, is based on a current difference, which is a value obtained by subtracting the detected current value from the current estimated value, which is the current estimated by the current estimating means. Compensation amount calculation means for calculating a compensation amount to compensate for ,
The compensation amount calculation means includes:
repeating the process of updating the compensation amount based on the current difference until an update end condition that is a condition for ending the update of the compensation amount is met;
Electric motor control device.
請求項１に記載の電動機制御装置。 The update termination condition is that the absolute value of the current difference becomes less than or equal to a predetermined threshold;
The electric motor control device according to claim 1 .
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出装置と、
前記電動機の回転速度の指令値である速度指令値と前記電流検出装置によって検出される電流の情報とに対応して前記電圧指令値を算出して前記電力変換装置に出力する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記電流検出装置によって検出される電流である電流検出値を用いて前記電動機の回転数の推定値である推定回転数を算出する回転数推定手段と、
前記電圧指令値と、前記推定回転数と、予め記憶される前記電動機のパラメータとを用いて、前記電動機に流れる電流を推定する電流推定手段と、
前記電流推定手段によって推定される電流である電流推定値から前記電流検出値を減算した値である電流差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧と前記電圧指令値との誤差である電圧誤差を補償する補償量を算出する補償量算出手段と、を有し、
前記補償量算出手段は、
前記電動機の起動後に前記補償量を算出し、前記電流差が予め決められた正の閾値より大きい場合、前記補償量に予め決められた調整値を加算した値を新たな補償量に更新し、前記電流差が予め決められた負の閾値より小さい場合、前記補償量から前記調整値を減算した値を新たな補償量に更新する、
電動機制御装置。 a power conversion device that supplies the motor with an AC voltage corresponding to a voltage command value that is a command value of the voltage applied to the motor;
a current detection device that detects a current flowing through the electric motor;
a control device that calculates the voltage command value in response to a speed command value that is a command value of the rotational speed of the electric motor and information on the current detected by the current detection device, and outputs the voltage command value to the power conversion device;
has
The control device includes:
Rotation speed estimating means for calculating an estimated rotation speed that is an estimated value of the rotation speed of the electric motor using a current detection value that is a current detected by the current detection device;
current estimating means for estimating a current flowing through the motor using the voltage command value, the estimated rotation speed, and parameters of the motor stored in advance;
A voltage error, which is an error between the output voltage of the power conversion device and the voltage command value, is based on a current difference, which is a value obtained by subtracting the detected current value from the current estimated value, which is the current estimated by the current estimating means. Compensation amount calculation means for calculating a compensation amount to compensate for,
The compensation amount calculation means includes:
calculating the compensation amount after starting the electric motor; if the current difference is larger than a predetermined positive threshold, updating a value obtained by adding a predetermined adjustment value to the compensation amount to a new compensation amount; If the current difference is smaller than a predetermined negative threshold, updating a value obtained by subtracting the adjustment value from the compensation amount to a new compensation amount;
Electric motor control device.
前記補償量を更新する際、前記電流差の絶対値の大きさに対応して、前記調整値を変更する、
請求項３に記載の電動機制御装置。 The compensation amount calculation means includes:
when updating the compensation amount, changing the adjustment value in accordance with the magnitude of the absolute value of the current difference;
The electric motor control device according to claim 3 .
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出装置と、
前記電動機の回転速度の指令値である速度指令値と前記電流検出装置によって検出される電流の情報とに対応して前記電圧指令値を算出して前記電力変換装置に出力する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記電流検出装置によって検出される電流である電流検出値を用いて前記電動機の回転数の推定値である推定回転数を算出する回転数推定手段と、
前記電圧指令値と、前記推定回転数と、予め記憶される前記電動機のパラメータとを用いて、前記電動機に流れる電流を推定する電流推定手段と、
前記電流推定手段によって推定される電流である電流推定値から前記電流検出値を減算した値である電流差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧と前記電圧指令値との誤差である電圧誤差を補償する補償量を算出する補償量算出手段と、を有し、
前記補償量算出手段は、
前記補償量の初期値を予め記憶し、最後に前記補償量を算出したときの前記電流差の符号と、新たに算出した前記電流差である最新電流差の符号とが異なる場合であって、前記最新電流差の符号が正であるとき、前記初期値に予め決められた調整値を加算した値を新たな補償量に更新し、前記最新電流差の符号が負であるとき、前記初期値から前記調整値を減算した値を新たな補償量に更新する、
電動機制御装置。 a power conversion device that supplies the motor with an AC voltage corresponding to a voltage command value that is a command value of the voltage applied to the motor;
a current detection device that detects a current flowing through the electric motor;
a control device that calculates the voltage command value in response to a speed command value that is a command value of the rotational speed of the electric motor and information on the current detected by the current detection device, and outputs the voltage command value to the power conversion device;
has
The control device includes:
Rotation speed estimating means for calculating an estimated rotation speed that is an estimated value of the rotation speed of the electric motor using a current detection value that is a current detected by the current detection device;
current estimating means for estimating a current flowing through the motor using the voltage command value, the estimated rotation speed, and parameters of the motor stored in advance;
A voltage error, which is an error between the output voltage of the power conversion device and the voltage command value, is based on a current difference, which is a value obtained by subtracting the detected current value from the current estimated value, which is the current estimated by the current estimating means. Compensation amount calculation means for calculating a compensation amount to compensate for,
The compensation amount calculation means includes:
The initial value of the compensation amount is stored in advance, and the sign of the current difference when the compensation amount is finally calculated is different from the sign of the latest current difference that is the newly calculated current difference, When the sign of the latest current difference is positive, a value obtained by adding a predetermined adjustment value to the initial value is updated as a new compensation amount, and when the sign of the latest current difference is negative, the initial value is updated. updating the value obtained by subtracting the adjustment value from the new compensation amount;
Electric motor control device.
前記電動機に流れる電流を検出する電流検出装置と、
前記電動機の回転速度の指令値である速度指令値と前記電流検出装置によって検出される電流の情報とに対応して前記電圧指令値を算出して前記電力変換装置に出力する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記電流検出装置によって検出される電流である電流検出値を用いて前記電動機の回転数の推定値である推定回転数を算出する回転数推定手段と、
前記電圧指令値と、前記推定回転数と、予め記憶される前記電動機のパラメータとを用いて、前記電動機に流れる電流を推定する電流推定手段と、
前記電流推定手段によって推定される電流である電流推定値から前記電流検出値を減算した値である電流差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧と前記電圧指令値との誤差である電圧誤差を補償する補償量を算出する補償量算出手段と、を有し、
前記補償量算出手段は、
前記電動機の駆動中の一定時間に前記補償量として複数の候補補償量を順次、適用し、前記各候補補償量に対応して前記電流差の実効値を記憶し、複数の前記電流差の実効値のうち、前記電流差の実効値が最小となる前記候補補償量を前記補償量に更新する、
電動機制御装置。 a power conversion device that supplies the motor with an AC voltage corresponding to a voltage command value that is a command value of the voltage applied to the motor;
a current detection device that detects a current flowing through the electric motor;
a control device that calculates the voltage command value in response to a speed command value that is a command value of the rotational speed of the electric motor and information on the current detected by the current detection device, and outputs the voltage command value to the power conversion device;
has
The control device includes:
Rotation speed estimating means for calculating an estimated rotation speed that is an estimated value of the rotation speed of the electric motor using a current detection value that is a current detected by the current detection device;
current estimating means for estimating a current flowing through the motor using the voltage command value, the estimated rotation speed, and parameters of the motor stored in advance;
A voltage error, which is an error between the output voltage of the power conversion device and the voltage command value, is based on a current difference, which is a value obtained by subtracting the detected current value from the current estimated value, which is the current estimated by the current estimating means. Compensation amount calculation means for calculating a compensation amount to compensate for,
The compensation amount calculation means includes:
A plurality of candidate compensation amounts are sequentially applied as the compensation amount during a certain period of time while the electric motor is being driven, and the effective value of the current difference is stored in correspondence with each candidate compensation amount, and the effective value of the plurality of current differences is stored. updating the candidate compensation amount for which the effective value of the current difference is the smallest among the values to the compensation amount;
Electric motor control device.
冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器に対応して設けられたファンと、
前記ファンに接続され、前記電動機制御装置の制御対象となる電動機と、
を有する空気調和装置。 The electric motor control device according to any one of claims 1 to 6 ,
a heat exchanger that exchanges heat between refrigerant and air;
a fan provided corresponding to the heat exchanger;
an electric motor connected to the fan and controlled by the electric motor control device;
Air conditioner with.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/017223 WO2021214878A1 (en) | 2020-04-21 | 2020-04-21 | Electric motor control device and air conditioning device having same |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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