JPH0254315A - Torque control type motor-driven machine - Google Patents
Torque control type motor-driven machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、電動要素によって負荷要素が駆動される回転
機械全般に係り、特に、負荷要素が発生する負荷トルク
の変動によって生じる振動を低減させるに好適なトルク
制御式回転電動機械に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates generally to rotating machines in which load elements are driven by electric elements, and in particular to a rotary machine that reduces vibrations caused by fluctuations in load torque generated by load elements. The present invention relates to a torque-controlled rotating electric machine suitable for.
[従来の技術]
電動要素によって駆動される回転機械の一例として、密
閉型圧縮機を例にとって説明する。第4図および第5図
は、ロータリ圧縮機の従来構造を示すものである。これ
らの図において、符号1は密閉容器であり、内部に電動
要素および圧縮要素を収納している。符号2は容器1に
固定された電動要素のステータ(固定子)であり、容器
1内周に固定されている。このステータ2の内側には、
回転主軸4に嵌着され、主軸4と一体に回転する電動要
素のロータ(回転子)3が配置されている。主軸4は、
主軸受5および軸受6により支承されている。そして、
これらの軸受5,6は、シリンダブロック7に締結され
ている。シリンダブロック7は容器1に固定されており
、このシリンダブロック7内には、圧縮室12が成形さ
れている。この圧縮室12内には、主軸4に偏心して一
体的に取り付けられたローラ8と、バネ10によってロ
ーラ8表面に押圧付勢されたベーン9(第5図)が配設
されている。このような構成のもとで主軸4が回転する
と、冷媒ガスが容器1の外部に設けられた吸入アキュム
レータ11から吸入され、圧縮室12により所定の圧力
まで加圧され、矢印方向に沿って容器1外に吐出される
。[Prior Art] A hermetic compressor will be described as an example of a rotating machine driven by an electric element. 4 and 5 show the conventional structure of a rotary compressor. In these figures, reference numeral 1 denotes a closed container that houses an electric element and a compression element therein. Reference numeral 2 denotes a stator of an electric element fixed to the container 1, and is fixed to the inner periphery of the container 1. Inside this stator 2,
A rotor (rotor) 3, which is an electric element, is fitted onto the rotating main shaft 4 and rotates together with the main shaft 4. The main shaft 4 is
It is supported by a main bearing 5 and a bearing 6. and,
These bearings 5 and 6 are fastened to a cylinder block 7. A cylinder block 7 is fixed to the container 1, and a compression chamber 12 is formed within the cylinder block 7. Disposed within this compression chamber 12 are a roller 8 eccentrically and integrally attached to the main shaft 4, and a vane 9 (FIG. 5) urged against the surface of the roller 8 by a spring 10. When the main shaft 4 rotates under such a configuration, refrigerant gas is sucked in from the suction accumulator 11 provided outside the container 1, is pressurized to a predetermined pressure by the compression chamber 12, and is moved into the container along the direction of the arrow. 1 is discharged outside.
前述のような構造の圧縮機は、例えば特開昭58−18
7635号公報に開示されている。A compressor having the above-mentioned structure is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-18
It is disclosed in Japanese Patent No. 7635.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、圧縮要素が発生するガス圧縮トルクは、第7
図に示すように、主軸4の1回転中に大きく変動する。[Problem to be solved by the invention] By the way, the gas compression torque generated by the compression element is
As shown in the figure, it fluctuates greatly during one rotation of the main shaft 4.
このガス圧縮トルクと電動要素が発生する電磁トルクと
の差、すなわち残差トルクにより、主軸4を始めとする
回転系には回転速度変動が、また容器1と防振支持材1
3とからなる固定系には回転方向振動か話起されている
という問題が生じる。Due to the difference between this gas compression torque and the electromagnetic torque generated by the electric element, that is, the residual torque, rotational speed fluctuations occur in the rotating system including the main shaft 4, and the container 1 and the vibration isolating support material 1.
A problem arises in the fixed system consisting of 3 and 3 in that vibrations occur in the rotational direction.
第6図は、−例としてロータリ圧縮機における振動の発
生原因を概略的に示したものである。圧縮要素および電
動要素の各々の回転系(回転子3、ローラ8.主軸4)
と固定系(固定子2.シリンダブロック12.容器1)
に対して、ガス圧縮トルクTo3.電磁トルクT、4が
それぞれ図中に示すごとく作用する。なお、図中におい
ては、上方(電動要素側)から見て時計回りを正とし、
反旧計回りを負としている。FIG. 6 schematically shows, as an example, the causes of vibration in a rotary compressor. Rotation system of each compression element and electric element (rotor 3, roller 8. main shaft 4)
and fixed system (stator 2. cylinder block 12. container 1)
, gas compression torque To3. Electromagnetic torques T and 4 act as shown in the figure. In addition, in the figure, clockwise direction when viewed from above (motorized element side) is positive.
Anti-old clockwise rotation is considered negative.
このときの回転系および固定系の運動方程式固定系の回
転方向振動を0にするためには、残差トルク△Tや=T
1.1−Toを検出し、△Tr==0となるように電磁
トルクT2を制御することにより加振トルクを0にすれ
ば良い。Equations of motion for the rotating system and fixed system at this time In order to make the vibration in the rotational direction of the fixed system 0, the residual torque △T or =T
The excitation torque may be set to 0 by detecting 1.1-To and controlling the electromagnetic torque T2 so that ΔTr==0.
残差トルク△T1を検出する方法として従来、から用い
られていたものには、例えば、回転系の運動方程式であ
る(1)式を用いて、
および
れぞれ回転系および固定系の慣性トルク、Kは圧縮機支
持バネのバネ定数、φ8は主軸4の回転角度である。Conventionally used methods for detecting the residual torque ΔT1 include, for example, using equation (1), which is the equation of motion of the rotating system, and inertia torque of the rotating system and fixed system, respectively. , K is the spring constant of the compressor support spring, and φ8 is the rotation angle of the main shaft 4.
固定系の運動方程式である(2)式において、To−T
Mは、残差トルクΔT、と大きさが等しく向きが反対な
トルクであり、固定系の回転方向振動の加振トルクとし
て作用する。したがって、値から△T r / J R
を求める方法がある。In equation (2), which is the equation of motion of a fixed system, To-T
M is a torque that is equal in magnitude and opposite in direction to the residual torque ΔT, and acts as an excitation torque for vibration in the rotational direction of the fixed system. Therefore, from the value △T r / J R
There is a way to find out.
しかし、回転加速度を測定するためには、主軸4が一定
角度回転する毎に回転パルスを発生する手段(例えば回
転エンコーダ)を利用し、この回転パルスの発生周期の
逆数から回転速度を求め、さらに、この回転速度を時間
微分する必要がある。このため、高速回転域においても
、回転電動81械が発生する残差トルクに充分追従する
ようにトルク制御を行うめたには、回転加速度の算出等
のための演算を非常に高速で行う必要があった。However, in order to measure rotational acceleration, a means (for example, a rotation encoder) that generates a rotation pulse every time the main shaft 4 rotates by a certain angle is used, and the rotation speed is determined from the reciprocal of the generation period of this rotation pulse. , it is necessary to differentiate this rotation speed with respect to time. Therefore, even in the high-speed rotation range, in order to perform torque control that sufficiently follows the residual torque generated by the rotary electric 81 machine, calculations such as calculation of rotational acceleration must be performed at extremely high speed. was there.
また、高速の演算が不可能な場合には、残差トルクを検
出する間隔を粗くしなくてはならず、精度良く加振トル
ク(残差トルク)を低減することが難しい、などの問題
点があった。In addition, if high-speed calculation is not possible, the interval at which the residual torque is detected must be made coarse, resulting in problems such as difficulty in accurately reducing the excitation torque (residual torque). was there.
本発明の目的は、このような問題点を解決し、回転電動
機械が発生する残差トルクを求めるために特別に高速の
演算処理を必要とせずに、かつ、充分に精度良く加振ト
ルクを低減させて、低振動化を実現することが可能なト
ルク制御式回転電動機械を提供することにある。The purpose of the present invention is to solve these problems and to calculate the excitation torque with sufficient accuracy without requiring particularly high-speed calculation processing in order to obtain the residual torque generated by the rotating electric machine. An object of the present invention is to provide a torque-controlled rotary electric machine that can reduce vibration and realize low vibration.
[課題を解決するための手段コ
かかる目的達成のため、本発明は、電動要素と、この電
動要素に回転主軸を介して連結され、電動要素によって
駆動される負荷要素と、電動要素の発生する電磁トルク
と負荷要素の発生する負荷トルクの差(残差トルク)を
τとするべく電動要素の電磁トルクを制御するトルク制
御装置と、を備えてなるトルク制御式回転電動機械にお
いて、回転主軸の各回転角度を検出する回転角度検出手
段と、回転電動機械の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、回転電動機械の種々の運転状態ごとに前記負荷
要素が回転主軸の各回転角度において発生することが予
め既知であるところの負荷トルクのトルク波形を記憶し
ているトルク波形記憶部と、を備え、前記運転状態検出
手段が検出した回転電動機械の運転状態に応じた負荷要
素の負荷トルク波形を前記トルク波形記憶部から読み出
し、この読み出した負荷トルク波形に基づいて、前記ト
ルク制御装置は、前記電動要素が発生する電磁トルクを
、前記回転角度検出手段が検出した回転主軸の各回転角
度において負荷トルク波形と等しくなるように制御する
構成としたものである。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention provides an electric element, a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, and a load element that is driven by the electric element. A torque control type rotary electric machine is provided with a torque control device that controls the electromagnetic torque of the electric element so that the difference between the electromagnetic torque and the load torque (residual torque) generated by the load element is τ. a rotation angle detection means for detecting each rotation angle; an operation state detection means for detecting an operating state of the rotating electric machine; a torque waveform storage unit that stores a torque waveform of a load torque that is known in advance; is read from the torque waveform storage unit, and based on the read load torque waveform, the torque control device adjusts the electromagnetic torque generated by the electric element at each rotation angle of the rotating main shaft detected by the rotation angle detection means. The configuration is such that control is performed so that the waveform is equal to the load torque waveform.
[作 用]
このような構成とすれば、回転電動機械の電動要素が発
生すべき残差トルクを、回転電動機械の運転状態を知る
ことにより即座に且つ精度良く求めることができるので
、回転電動機械が発生する残差トルクを求めるために特
別に高速の演算処理を必要とせずに充分精度良く加振ト
ルクを低減させることができる。[Function] With this configuration, the residual torque that should be generated by the electric element of the rotary electric machine can be immediately and accurately determined by knowing the operating state of the rotary electric machine. The excitation torque can be reduced with sufficient accuracy without requiring particularly high-speed calculation processing to obtain the residual torque generated by the machine.
[実 施 例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Example of implementation] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は、電動要素(ブラシレスモータ)により駆動さ
れる回転電動機械の一種であるロータリ圧縮機をインバ
ータ駆動する場合に本発明を適用した例である。ここで
、本実施例に係る圧縮機は、第4図、第5図は、第6図
に示した従来の圧縮機とその構成がほとんど同じである
ため、以下では、異なる部分のみを説明し、同一部は同
一の符号を付すことにより、その説明は省略する。FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a case where a rotary compressor, which is a type of rotary electric machine driven by an electric element (brushless motor), is driven by an inverter. Here, since the compressor according to the present embodiment has almost the same configuration as the conventional compressor shown in FIG. 6 in FIGS. 4 and 5, only the different parts will be explained below. , the same parts are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
本実施例では、第1図に示すように、電動要素14のロ
ータ3と圧縮要素15のロータ8とを直結する回転主軸
4は、その一端が延長されて歯数がn(n>1)の歯車
16および歯数が1の歯車17が固着れさ、この歯車1
6および歯車17と主軸4とは一体に回転する。容器1
には電磁ピックアップ18および電磁ピックアップ19
が固定されている。電磁ピックアップ18は歯車16の
歯列を検知して、また、電6nピックアップ19は歯車
17の歯列を検知してパルス信号を出力する。これら歯
車16と電磁ピックアップ18、および、歯車17と電
磁ピックアップ19によって、主軸4の回転角度は一義
的に検出される。すなわち、電Enピックアップ19か
らは、主申市4が1回転するたびに1つのパルス(I
P/R)が出力され、電磁ピックアップ18からは、主
軸4が2π/n(ラジアン)回転するたびに1つずつの
パルス(n P / R)が出力されるので、(上記に
おいてPはパルス、Rはrevolutionの意であ
る)、この2種類の回転パルスのうち、前者を主軸4の
回転角度の基準を示す信号として用い、後者を前者で求
められた基準角度の間をさらに細かく分割するための信
号として用いれば、瞬時瞬時の主軸4の回転角度を細か
く(2π/nラジアンおきに)、かつ容易に検出するこ
とができる。In this embodiment, as shown in FIG. 1, the rotating main shaft 4 that directly connects the rotor 3 of the electric element 14 and the rotor 8 of the compression element 15 has one end extended so that the number of teeth is n (n>1). A gear 16 and a gear 17 having one tooth are fixed, and this gear 1
6, the gear 17, and the main shaft 4 rotate together. container 1
has an electromagnetic pickup 18 and an electromagnetic pickup 19.
is fixed. The electromagnetic pickup 18 detects the tooth row of the gear 16, and the electric pickup 19 detects the tooth row of the gear 17 and outputs a pulse signal. The rotation angle of the main shaft 4 is uniquely detected by the gear 16 and the electromagnetic pickup 18, and by the gear 17 and the electromagnetic pickup 19. That is, the electric pickup 19 outputs one pulse (I) every time the main sensor 4 rotates once.
P/R) is output, and the electromagnetic pickup 18 outputs one pulse (n P / R) every time the main shaft 4 rotates by 2π/n (radians). (In the above, P is a pulse. , R means revolution), of these two types of rotation pulses, the former is used as a signal indicating the standard rotation angle of the main shaft 4, and the latter is used to further finely divide the reference angle determined by the former. If this signal is used as a signal, the instantaneous rotation angle of the main shaft 4 can be detected precisely (every 2π/n radians) and easily.
他方、圧縮機の運転状態を求める。圧縮機の運転状態を
最も容易に知る方法は、冷媒ガスの吸入圧力Psおよび
吐出圧力Pdと、主軸4の平均回転速度ωを知ることで
ある。このうち、吸入圧ヵPsおよび吐出圧力Pdは、
それぞれ圧力センサ20および21によって検出される
。また、主軸4の平均回転速度ωは、電磁ピックアップ
19から出力されるI P/Rの回転パルスの発生周期
Δtを計測すれば、以下で(3)式に示す演算を行うこ
とにより、容易に算出することができる。On the other hand, the operating status of the compressor is determined. The easiest way to know the operating state of the compressor is to know the suction pressure Ps and discharge pressure Pd of refrigerant gas, and the average rotational speed ω of the main shaft 4. Among these, the suction pressure Ps and the discharge pressure Pd are
They are detected by pressure sensors 20 and 21, respectively. In addition, the average rotational speed ω of the main shaft 4 can be easily determined by measuring the generation period Δt of the rotational pulse of the I P/R output from the electromagnetic pickup 19, and by performing the calculation shown in equation (3) below. It can be calculated.
ω=2π/△t (ラジアン/S) ・・・(3)
また、演算装置の能力の制限などにより(3)式に示し
た除算を行うことが困難な場合には予めΔtに対応する
平均回転速度ωを求めて、その結果を記憶装置に記憶さ
せておき、計測した△tに応じた平均回転速度ωを逐次
記憶装置から読出すようにすれば、演算装置にかかる負
担を非常に軽くすることもできる。ω=2π/△t (radian/S)...(3)
In addition, if it is difficult to perform the division shown in equation (3) due to limitations in the ability of the arithmetic device, calculate the average rotational speed ω corresponding to Δt in advance and store the result in the storage device. , if the average rotational speed ω corresponding to the measured Δt is read out sequentially from the storage device, the load on the arithmetic unit can be greatly reduced.
なお、以上で述べた方法はあくまでも圧縮機の運転状態
を最も容易に知る方法の一例に過ぎず、冷媒ガスの吸入
温度や吐出温度など、他の状態量をさらに加えて検出す
ることにより、圧縮機の運転状態をより細かく特定して
検出することができる。Note that the method described above is just an example of the easiest way to determine the operating status of the compressor; by adding and detecting other state variables such as the suction temperature and discharge temperature of the refrigerant gas, it is possible to It is possible to specify and detect the operating status of the machine in more detail.
第2図は、本実施例のトルク制御式回転電動機械の全体
構成を示した図である。第2図を用いて圧縮機の運転状
態を検出する運転状態検出手段について、以下に述べる
。FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the torque-controlled rotary electric machine of this embodiment. The operating state detection means for detecting the operating state of the compressor using FIG. 2 will be described below.
すなわち、電磁ピックアップ18および19が歯車歯列
を検出したときに出力する信号は、それぞれ波形整形回
路22.23にてn P / Rの回転パルス信号(以
下、n P / R信号という)24およびI P/R
の回転パルス信号(以下、I P/R侶号という)25
に波形整形され、マイコン26内のインターフェース2
7を介してCPL128に送られる。CPIJ2Bは、
上記の2種類の回転パルスのうち、I P/R信号25
の発生周期△tをCpH28により内蔵されたタイマー
にて計時し、(3)式により、平均回転速度ωを算出す
る。That is, the signals outputted by the electromagnetic pickups 18 and 19 when they detect the gear tooth row are converted into n P / R rotation pulse signals (hereinafter referred to as n P / R signals) 24 and n P / R signal in the waveform shaping circuits 22 and 23, respectively. I P/R
rotation pulse signal (hereinafter referred to as IP/R signal) 25
The waveform is shaped into the interface 2 in the microcontroller 26.
7 to the CPL 128. CPIJ2B is
Of the above two types of rotation pulses, I P/R signal 25
The generation period Δt is measured by a timer built into the CpH 28, and the average rotational speed ω is calculated using equation (3).
一方、圧力ビックアップ20および21からそれぞれ出
力された、圧縮機の冷媒ガスの吸入圧力Psおよび吐出
圧力Pdの大きさを検出したアナログ信号は、A/D変
換器29.30にてデジタル信号に変換され、インター
フェース27を介して CPL128に送られる。On the other hand, analog signals that detect the magnitude of the suction pressure Ps and discharge pressure Pd of the refrigerant gas of the compressor, which are output from the pressure pickups 20 and 21, respectively, are converted into digital signals by the A/D converters 29 and 30. It is converted and sent to CPL 128 via interface 27.
CPO28内
吸入圧力Psおよび吐出圧力Pdの組み合わせに基づい
て圧縮機の運転状態を検出する訳である。The operating state of the compressor is detected based on the combination of the CPO 28 internal suction pressure Ps and discharge pressure Pd.
ある運転状態のときに主軸4の各回転角度(本実施例の
場合、2π/nラジアンおき)において圧縮要素が発生
するガス圧縮トルクのトルク波形は、予め種々の運転状
態に応じ既知のトルク波形をマイコン26内に ROM
31として設けられたトルク波形記憶部の中に記憶させ
ておき、その中から、上記検出された運転状態に応じた
トルク波形を読み出してくることによって、得られる。The torque waveform of the gas compression torque generated by the compression element at each rotation angle of the main shaft 4 (every 2π/n radians in the case of this embodiment) during a certain operating state is a torque waveform that is known in advance according to various operating states. ROM in the microcontroller 26
It is obtained by storing the torque waveform in a torque waveform storage section provided as 31 and reading out the torque waveform corresponding to the detected operating state from therein.
主軸4の回転角度は、前述した2種類の回転パルスを用
いて、以下に述べるように検出される。The rotation angle of the main shaft 4 is detected as described below using the two types of rotation pulses described above.
すなわち、電磁ピックアップ19が出力するI P/R
信号25は、主軸4の回転角度の基準として用いられる
。(本実施例では、この基準回転角度を0ラジアンとす
る。)つまり、I P/R侶号25が出力されるたびに
、主軸4が1回転したことを知ることができる。That is, the I P/R output by the electromagnetic pickup 19
The signal 25 is used as a reference for the rotation angle of the main shaft 4. (In this embodiment, this reference rotation angle is set to 0 radian.) In other words, each time the I P/R number 25 is output, it can be known that the main shaft 4 has made one revolution.
一方、電磁ピックアップ18からは、主軸4か2π/n
ラジアン回転するたびにn P / R信号24が出力
されるので、I P/R信号25が出力された時点の主
軸4の回転角度をOラジアンとして、その後は、n P
/ R(−i号が出力されるたびに2π/nラジアン
の角度を加えていけば、2π/nラジアンの分解能で主
軸4の回転角度を検出できる。On the other hand, from the electromagnetic pickup 18, the main shaft 4 or 2π/n
Since the n P/R signal 24 is output every time the I P/R signal 25 is outputted, the rotation angle of the main shaft 4 is set as O radian, and thereafter, the n P
/R(-If an angle of 2π/n radians is added each time the -i number is output, the rotation angle of the main shaft 4 can be detected with a resolution of 2π/n radians.
次に、電動要素が発生する電61f トルクの制御方法
について述べる。Next, a method for controlling the electric torque generated by the electric element will be described.
まず、電動要素が発生する電磁トルクの大きさは、電動
要素に流し込む電流の大きさを、インバータ32内のペ
ースドライバ33に電流制御信号を与えて変化させるこ
とによって、制御することができる。First, the magnitude of the electromagnetic torque generated by the electric element can be controlled by changing the magnitude of the current flowing into the electric element by applying a current control signal to the pace driver 33 in the inverter 32.
また、上述の通り、 CPO28内には、圧縮機の運転
状態に対応した圧縮要素が発生するガス圧縮トルクのト
ルク波形が、主軸4の各回転角度おき(2π/nラジア
ンおき)のデータとして読み込まれているので、残差ト
ルクを0にするためには、主軸4の各回転角度において
電動要素が発生する電磁トルクの大きさを、ガス圧縮ト
ルクのりきざと等しくなるように制御すれば良い。Furthermore, as mentioned above, the torque waveform of the gas compression torque generated by the compression element corresponding to the operating state of the compressor is read into the CPO 28 as data for each rotation angle of the main shaft 4 (every 2π/n radians). Therefore, in order to make the residual torque zero, the magnitude of the electromagnetic torque generated by the electric element at each rotation angle of the main shaft 4 may be controlled so as to be equal to the slope of the gas compression torque.
すなわち、主軸4の回転角度をI P/R信号25を基
準にして、n P / R信号24がCPII28に入
力されるたびに2π/nラジアンずつ回転角度を増なが
ら検出し、 CPt128がROM31から読み出した
主軸4の各回転角度におけるガス圧縮トルクのデータを
用いて、検出された回転角度に対応したガス圧縮トルク
のデータを、CPII28がインターフェース27を介
して、順次ペースドライバ33に人力してやれば、主軸
4の各回転角度において電動要素が発生する電611ト
ルクの大きさは、ガス圧縮トルクの大きさと等しくなる
ように制御されることになる。That is, the rotation angle of the main shaft 4 is detected with the I P/R signal 25 as a reference, and the rotation angle is increased by 2π/n radians each time the n P/R signal 24 is input to the CPII 28, and the CPt 128 detects the rotation angle from the ROM 31. Using the read gas compression torque data at each rotation angle of the main shaft 4, the CPII 28 manually inputs gas compression torque data corresponding to the detected rotation angle to the pace driver 33 via the interface 27. The magnitude of the electric 611 torque generated by the electric element at each rotation angle of the main shaft 4 is controlled to be equal to the magnitude of the gas compression torque.
なお、以上で述へたトルク制御において、主軸4の回転
角度を、n P / R信号24が入力されるたびにC
Pt128内で算出する必要は特にない、つまり、主軸
4の各回転角度におけるガス圧縮トルクのデータが、回
転角度の大きさにならって順番に記憶されているのであ
れば、n P / R信号24を単なる2π/nラジア
ンごとの同期信号として扱い、n P / R信号24
が入力されるたびに、記憶されているガス圧縮トルクの
データを、順次ペースドライバ33に向けて出力してや
れば良い。これにより、 CPO28が行うべき仕事は
、圧縮機の運転状態を検出して、この運転状態に対応し
たガス圧縮トルクのトルク波形をROM31から読み出
すだけになるので、トルク制御を行うためにCPt12
8が特別に高速の演算処理を行う必要がなくなるととも
に、歯車16の歯数nを増やすことにより、精度良く残
差トルクを低減することが可能になる。In addition, in the torque control described above, the rotation angle of the main shaft 4 is changed to C every time the nP/R signal 24 is input.
There is no particular need to calculate it in the Pt128.In other words, if the data of the gas compression torque at each rotation angle of the main shaft 4 is stored in order according to the magnitude of the rotation angle, the nP/R signal 24 is simply treated as a synchronization signal every 2π/n radians, and n P / R signal 24
It is only necessary to sequentially output the stored gas compression torque data to the pace driver 33 each time the data is input. As a result, the work that CPO28 has to do is to detect the operating state of the compressor and read out the torque waveform of the gas compression torque corresponding to this operating state from ROM31.
8 does not need to perform particularly high-speed arithmetic processing, and by increasing the number n of teeth of the gear 16, it becomes possible to reduce the residual torque with high accuracy.
第3a図は、本実施例の圧縮機がトルク制御を受けなが
ら運転されている場合の、圧縮要素のガス圧縮トルク、
このときのROM31が記憶しているガス圧縮トルク(
電動要素の電磁トルク)、両者の差である残差トルク(
同図中、ハツチング斜線を施した部分)を示し、第3b
図はI P/R信号、n P / R信号の一例を示し
た図である。Figure 3a shows the gas compression torque of the compression element when the compressor of this embodiment is operated under torque control;
The gas compression torque (
the electromagnetic torque of the electric element), and the residual torque (the difference between the two) (
In the same figure, the hatched part) is shown, and 3b
The figure shows an example of an I P/R signal and an n P/R signal.
[発明の効果]
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を
奏するものである。[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
回転電動機械の運転状態を検出し、この運転状態に応し
て負荷要素が発生する負荷トルク波形をトルク波形記憶
部から読み出し、この負荷トルク波形に基づいて、電動
要素が発生する電磁トルクを回転主軸の各回転角度で負
荷トルク波形と等しくなるように制御するので、回転電
動機械の電動要素が発生ずべき電磁トルクは、回転電動
機械の運転状態を知ることにより即座に、かつ精度良く
求めることができ、回転電動機械が発生する残差トルク
を測定するための特別に高速の演算処理を必要とせずに
充分精度良く加振トルクを低減させることができる。従
フて、電動要素により駆動され、負荷トルク変動を有す
る全ての回転機械に対し、加振トルクの大幅な減少、換
言すれば、機械全体の回転方向振動の大幅な低減が達成
され、共振点以下での低速運転、あるいは、防振構造の
大幅な簡略化を実現できる。さらに、制御系にかかる演
算処理の負担を大幅に低減できるので、応答の高速化が
実現し、トルク制御実行範囲をより高速領域に拡大でき
、広い回転速度領域で低振動化を達成することができる
。そのため、システム全体の小形化、広範囲の可変速運
転による省電力化、快適性の向上にも貢献できる。The operating state of the rotating electric machine is detected, the load torque waveform generated by the load element according to the operating state is read from the torque waveform storage unit, and the electromagnetic torque generated by the electric element is rotated based on this load torque waveform. Since the spindle is controlled to be equal to the load torque waveform at each rotation angle, the electromagnetic torque that should not be generated by the electric element of the rotating electric machine can be determined immediately and accurately by knowing the operating status of the rotating electric machine. Therefore, the excitation torque can be reduced with sufficient accuracy without requiring particularly high-speed calculation processing to measure the residual torque generated by the rotating electric machine. Therefore, for all rotating machines that are driven by electric elements and have load torque fluctuations, a significant reduction in the excitation torque, in other words, a significant reduction in the rotational direction vibration of the entire machine, is achieved, and the resonance point It is possible to achieve low-speed operation at the following speeds or to greatly simplify the vibration isolation structure. Furthermore, the burden of calculation processing on the control system can be significantly reduced, resulting in faster response, expanding the torque control execution range to higher speeds, and achieving low vibration over a wide rotational speed range. can. As a result, it can contribute to downsizing the entire system, reducing power consumption through variable speed operation over a wide range, and improving comfort.
第1図は本発明の一実施例に係る圧縮機の縦断面図、第
2図は本発明の実施例のトルク制御装置の全体構成を示
す図、第3a図はトルク制御を行った場合に発生するガ
ス圧縮トルク、電磁トルク、残差トルク波形を示す図、
第3b図は回転パルス信号の各波形の一例を示す図、第
4図は従来の密閉形圧縮機の縦断面図、第5図は第4図
のxi−xr断面図、第6図は回転機械における残差ト
ルク発生メカニズムを説明するための一部縦断面図、第
7図はトルク制御を行わなかった場合に発生するガス圧
縮トルク、電磁トルクおよび残差トルクの各波形の一例
を示す図である。
4・・・回転主軸 14・・・電動要素5・・・
圧縮要素
16 。
7・・・歯車
9・・・電石nピックアップ
20 。
・・・圧力ビックアップ
26・・・マイコン
2・・・インバータ
第2図
第3α図
ル
主軸回転角度(rαd)
2π
第3b図
第4図
bノ
ど
第6図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of a torque control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. A diagram showing the generated gas compression torque, electromagnetic torque, and residual torque waveforms,
Fig. 3b is a diagram showing an example of each waveform of the rotation pulse signal, Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a conventional hermetic compressor, Fig. 5 is a xi-xr cross-sectional view of Fig. 4, and Fig. 6 is a rotational A partial vertical sectional view for explaining the residual torque generation mechanism in a machine, and FIG. 7 is a diagram showing an example of the waveforms of gas compression torque, electromagnetic torque, and residual torque that would occur when torque control is not performed. It is. 4...Rotating main shaft 14...Electric element 5...
Compression element 16. 7... Gear 9... Electric stone n pickup 20. ...Pressure surprise 26...Microcomputer 2...Inverter Fig. 2 Fig. 3α Fig. 1 Spindle rotation angle (rαd) 2π Fig. 3b Fig. 4 b Fig. 6
Claims (1)
され、電動要素によって駆動される負荷要素と、電動要
素の発生する電磁トルクと負荷要素の発生する負荷トル
クの差(残差トルク)を零とするべく電動要素の電磁ト
ルクを制御するトルク制御装置と、を備えてなるトルク
制御式回転電動機械において、 回転主軸の各回転角度を検出する回転角度検出手段と、
回転電動機械の運転状態を検出する運転状態検出手段と
、回転電動機械の種々の運転状態ごとに前記負荷要素が
回転主軸の各回転角度において発生することが予め既知
であるところの負荷トルクのトルク波形を記憶している
トルク波形記憶部と、を備え、前記運転状態検出手段が
検出した回転電動機械の運転状態に応じた負荷要素の負
荷トルク波形を前記トルク波形記憶部から読み出し、こ
の読み出した負荷トルク波形に基づいて、前記トルク制
御装置は、前記電動要素が発生する電磁トルクを、前記
回転角度検出手段が検出した回転主軸の各回転角度にお
いて負荷トルク波形と等しくなるように制御することを
特徴とするトルク制御式回転電動機械。 2 前記回転電動機械が電動圧縮機であり、前記運転状
態検出手段は、該電動圧縮機の回転主軸の平均回転速度
、吸入圧力および吐出圧力の検出値に基づいて該電動圧
縮機の運転状態を検出するものであることを特徴とする
請求項1記載のトルク制御式回転電動機械。[Claims] 1. An electric element, a load element connected to the electric element via a rotating main shaft and driven by the electric element, and the difference between the electromagnetic torque generated by the electric element and the load torque generated by the load element. a torque control device for controlling electromagnetic torque of an electric element to make (residual torque) zero; and a rotation angle detection means for detecting each rotation angle of a rotating main shaft;
an operating state detection means for detecting an operating state of the rotating electric machine; and a load torque that is known in advance to be generated by the load element at each rotation angle of the rotating main shaft for each of various operating states of the rotating electric machine. a torque waveform storage section storing waveforms, the load torque waveform of the load element corresponding to the operating state of the rotating electric machine detected by the operating state detection means is read from the torque waveform storage section; Based on the load torque waveform, the torque control device controls the electromagnetic torque generated by the electric element so that it is equal to the load torque waveform at each rotation angle of the rotating main shaft detected by the rotation angle detection means. A torque-controlled rotary electric machine. 2. The rotating electric machine is an electric compressor, and the operating state detection means detects the operating state of the electric compressor based on detected values of the average rotational speed of the rotating main shaft, suction pressure, and discharge pressure of the electric compressor. 2. The torque-controlled rotary electric machine according to claim 1, wherein the torque-controlled rotary electric machine is configured to detect the torque.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20603288A JPH0254315A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Torque control type motor-driven machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20603288A JPH0254315A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Torque control type motor-driven machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0254315A true JPH0254315A (en) | 1990-02-23 |
Family
ID=16516766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20603288A Pending JPH0254315A (en) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | Torque control type motor-driven machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0254315A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06116075A (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-26 | Asahi Kogyo Kk | Production of delayed-release granular organic fertilizer |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6115589A (en) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Daikin Ind Ltd | Vibration reducing unit of rotary compressor |
JPS61169916A (en) * | 1985-01-23 | 1986-07-31 | Hitachi Ltd | Torque control type closed compressor |
JPS63147987A (en) * | 1986-12-09 | 1988-06-20 | Daikin Ind Ltd | Vibration reducing device for rotary compressor |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP20603288A patent/JPH0254315A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6115589A (en) * | 1984-06-28 | 1986-01-23 | Daikin Ind Ltd | Vibration reducing unit of rotary compressor |
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